MODUL PRAKTIKUM INSTRUMENTASI KENDALI

PENGENALAN NI ELVIS MEASUREMENT INSTRUMENT

A. Tujuan Praktikum

1. Memahami dasar-dasar penggunaan NI ELVIS

2. Memahami analisis rangkaian menggunakan NI ELVIS

B. Alat yang Digunakan

1. NI ELVIS dengan prototyping board

2. Resistor

3. Kapasitor

4. Op Amp

5. Probe

6. Kabel jumper

C. Dasar Teori

National Instruments Educational laboratory Virtual Instrumentation Suite (NI ELVIS)

adalah suatu module instrumentasi dan prototyping berbasis LabVIEW dan komputer. NI

ELVIS terdiri dari prototyping board, piranti data acquisition (DAQ) multifungsi, dan instrumen

virtual berbasis LabVIEW. Kombinasi ini menghasilkan suatu platform instrumentasi modular

terintegrasi, yang kemampuan fungsionalnya dapat dibandingkan dengan instrumen pada

umumnya seperti multimeter digital, Osiloskop, Function Generator, dan Power Supply yang

biasa dijumpai di dunia teknik elektro.

Gambar 1. Sistem NI ELVIS

Seluruh sistem NI ELVIS dibuat berbasis hardware dan software dari NI, dan memiliki

2 komponen utama, yaitu:

1. Bench-top workstation (NI ELVIS II), yang dapat berisi perangkat keras instrumentasi,

konektor, knop, dan LED yang saling terkait. Terdapat pula prototyping board

(breadboard) pada bagian atas workstation, yang terpasang pada platform NI ELVIS.

Breadboard tersebut memungkinkan untuk bereksperimen dengan perancangan dan

analisis rangkaian.

2. NI ELVIS II software, yang mencakup:

- Soft front panel (SFP) instruments

- LabVIEW application programmatic interface (API)

- Multisim application programmatic interface (API)

Software API memungkinkan pengaksesan dan pengaturan fitur NI ELVIS secara custom

dengan menggunakan LabVIEW.

Sebagian besar breadboard terbuat dari prototyping area holes yang tidak terhubung ke data

acquisition board. Prototyping board tersebut memiliki 4 daerah yang ditandai dengan tanda

+\– . Koneksi antar titik pada daerah tersebut harus disusun secara vertikal. Koneksi antar titik

pada 3 bagian yang lain dari prototyping board harus disusun secara horizontal.

Gambar 2. Bagian NI ELVIS

Daerah Breadboard yang terletak pada bagian paling kiri dan paling kanan workstation,

terhubung ke jalur sinyal instrumentasi berikut (lihat gambar 2):

1. Analog input signals (AI0 +/–, AI1+/–, AI7+/–, AISENSE, and AIGND) milik data

acquisition board.

2. Baris Programmable function I/O (PFI0 to PFI11), milik data acquisition board dan

digunakan untuk sinkronisasi beberapa instrumen.

3. DMM/Impedance Analyzers (BASE, DUT+, DUT) milik DMM (Digital Multimeter).

4. Baris Analog output (AO0 and AO1) milik data acquisition board.

5. Baris Function Generator (FGEN, SYNC, AM, and FM) milik Function Generator board.

6. Sumber tegangan +15 V, –15 V, +5 V milik workstation.

7. Baris DIO 0 hingga 23 milik data acquisition board.

8. Baris PFI, untuk counter dan sinkronisasi tugas DIO, milik data acquisition board.

Pada sisi kiri NI ELVIS II workstation terdapat terminal I/O tipe BNC yang berfungsi sebagai titik

pemasangan probe Function Generator (FGEN), Osiloskop (Scope) dengan kemampuan

100MS/sec, dan multimeter digital (DMM). Pada sisi kanan workstation terdapat 2 knop untuk

mengatur tegangan secara manual dalam rentang [0; +12 V] atau [–12; 0 V], dan 2 knop

lainnya untuk mengatur frekuensi dan amplitudo keluaran Function Generator.

D. Percobaan

Percobaan 1. Pengukuran nilai komponen menggunakan NI ELVIS Digital Multimeter

1. Pastikan power supply ke prototype board dalam keadaan mati. Saklar power terdapat

pada bagian kanan-atas NI ELVIS.

2. Pasang terminal resistor ke titik banana A dan B pada prototyping board, dan pasang

terminal kapasitor ke titik DUT+ dan DUT-, seperti pada gambar 3.

3. Hubungkan terminal V dan COM ke banana jack seperti pada gambar 4.

Gambar 3. Posisi pemasangan komponen

Gambar 4. Port DMM pada NI ELVIS prototyping board

4. Nyalakan power untuk prototyping board. 3 LED indikator (+15V, -15V, dan 5V) pada

board akan menyala.

5. Jalankan program NI ELVISmx Instrument Launcher

Gambar 5. NI ELVISms Instrument Launcer

6. Pilih Digital Multimeter.

7. Lakukan pengukuran resistansi dan kapasitansi dengan memilih menu pada multimeter.

8. Lakukan juga analisis impedance dengan impedance analyzer.

Percobaan 2. Analisis tapis analog menggunakan NI ELVIS Function Generator dan

Oscilloscope

Bagian ini akan mengenalkan bagaimana menggunakan NI ELVIS untuk karakterisasi rangkaian

Low Pass Filter (LPF).

1. Pastikan power supply ke prototype board dalam keadaan mati. Saklar power terdapat

pada bagian kanan-atas NI ELVIS.

2. Buatlah rangkaian dengan komponen dan sesuai gambar berikut pada prototyping

board.

R1=R2=1 kOhm

C1=C2=100 nF

Op Amp LM741, power supply +-15 V

3. Nyalakan switch power untuk prototyping board.

4. Pada NI ELVISmx Instrument Launcher, pilih Function Generator dan Oscilloscope.

5. Berikan sinyal masukan ke LPF, yang diatur melalui Function Generator.

6. Amati sinyal masukan dan keluaran LPF dengan Oscilloscope. Atur source channel pada

oscilloscope menjadi channel AI7 (sinyal masukan LPF) dan AI6 (Sinyal keluaran LPF).

7. Dengan memvariasi frekuensi sinyal masukan LPF, dapat diperoleh tanggapan frekuensi.

Gunakan Vpp = 3.

Percobaan 3. Analisis tapis analog menggunakan NI ELVIS Bode Analyzer

Pada percobaan sebelumnya, telah diperoleh grafik tanggapan frekuensi menggunakan

Function Generator dan Oscilloscope. Dalam percobaan ini, akan digunakan fitur Bode

Analyzer pada NI ELVIS untuk memperoleh tanggapan frekuensi.

1. Gunakan rangkaian yang sama dengan percobaan 3.

2. Pada NI ELVISmx Instrument Launcher, pilih Bode Analyzer.

3. Atur parameter sebagai berikut :

Stimulus channel = AI7

Response channel = AI6

Start frequency = 1 Hz

Stop frequency = 2000 Hz

Steps = 20 per decade

Peak amplitude = 3

4. Jalankan program dan amati bode plot yang dihasilkan.

5. Simpulkan!

Percobaan 4. Analisis sinyal menggunakan NI ELVIS Dynamic Signal Analyzer

Pada percobaan ini, akan digunakan NI ELVIS Dynamic Signal Analyzer untuk melihat

spektrum dari suatu sinyal.

1. Hubungkan channel AI7+ dengan FGEN, AI7- dengan GND.

2. Jalankan program Function Generator dan Dynamic Signal Analyzer.

3. Ubah source channel pada Dynamic signal analyzer menjadi AI7.

4. Amati spektrum sinyal yang dihasilkan.

5. Simpulkan hasil pengamatan anda.

LEMBAR PENGAMATAN

PENGENALAN NI ELVIS MEASUREMENT INSTRUMENT

Percobaan 1. Pengukuran nilai komponen menggunakan NI ELVIS Digital Multimeter

Nilai nominal Nilai terukur Error

R = Ohm

C = F

Percobaan 2. Analisis tapis analog menggunakan NI ELVIS Function Generator dan Oscilloscope

Frekuensi (Hz) Vin (V) Vout (V) Gain = 20 log(Vo/Vi)

10

50

100

250

500

750

1250

1500

1750

2000

Gambar tanggapan frekuensi :

Percobaan 3. Analisis tapis analog menggunakan NI ELVIS Bode Analyzer

Gambar tanggapan frekuensi

Frekuensi cut off : Hz

Percobaan 4. Analisis sinyal menggunakan NI ELVIS Dynamic Signal Analyzer

1. Gelombang sinus 500 Hz

Gambar spektrum :

2. Gelombang gergaji 1000 Hz

3. Gelombang kotak 1500 Hz