Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah...
Transcript of Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah...
Oleh : Ferani Angela
Pembimbing : Dr.Ir. Achmad Affandi, DEA
: Michael Ardita, MT
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
Fakultas Teknologi Industri
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet Untuk Front End Penerima SDR
Latar Belakang
Adanya Perubahan Teknologi yang Cepat, sehingga mengakibatkan perubahan standarisasi
Munculnya konsep radio yang didefenisikan sebagai software (Software-Defined-Radio (SDR)
Merancang rangkaian ADC yang memiliki kecepatan yang tinggi dan menggunakan mikrokontroller sebagai terminal, yang dihubungkan ke komputer dengan Ethernet yang kecepatannya kurang lebih mencapai 9600bps.
Perumusan Masalah
Bagaimana merancang struktur data transfer dari modul ADC ke komputer dengan mempergunakan serial, kecepatan maksimumnya 9600bps (sekitar 960Sample/detik pada data 8 bit)?
Bagaimana cara untuk melewatkan data kecepatan tersebut untuk diolah lebih lanjut, untuk pengolahan selanjutnya adalah Digital Signal Processing (DSP).
Batasan Masalah
Sistem yang dikerjakan bekerja pada baseband atau IF (Intermediate Frequency) dengan mempertimbangkan kecepatan proses data komunikasinya
Menentukan parameter sampling rate dan lebar data.
Menentukan pilihan interface dari ADC ke komputer
Tujuan
Mengetahui perangkat SDR,pada saat ini adalah membangun sistem akuisisi datanya.
Mengetahui deskripsi teknologi SDR dan pengembangannya.
Mengetahui cara kerja perangkat radio
Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan metode awal untuk melakukan penelitian di bidang teknologi SDR yang diaplikasikan pada sistem akuisisi. Sehingga nantinya diharapkan dapat dilanjutkan ke arah pengembangan yang lebih lanjut dari penerapan platform SDR tersebut.
Software Defined Radio
Pengertian :
Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul
untuk membangun sistem radio yang fleksibel, multiservice, multistandard, multiband, reconfigurable dan reprogrammable dengan menggunakan software [1]
Gambar 1 Penerima SDR
Analog Digital Converter (ADC)
Analog to Digital Converter ( ADC ) merupakan suatu rangkaian yang berfungsi untuk mengubah sinyal analog menjadi kode data biner digital.
Gambar 2 Modul ADC
Mikrokontroller MCS51
Mikrokontroler adalah salah satu dari bagian dasar dari suatu sistem komputer. Meskipun mempunyai bentuk yang jauh lebih kecil dari suatu komputer pribadi
Mikrokontroler adalah alat yang mengerjakan instruksiinstruksi yang diberikan kepadanya
WIZ107SR Serial (RS-232)
Architectur
TCP/IP W7100
PHY
Icluded in W7100
Auto Negotiation ( FullDuplex and Half Duplex)Auto MDI/MDDK
Serial RS-232
MCU
Icluded in W7100
(fully software compatiblewith industrial standart8051Internal 2KBytes BootROMInternel 64KByteEmbedded program FlashMemoryInternel 64KByte memoryfor TCP/IP datacommunication
Serial
interfaceinclude RS-232CTransceiver
signalTXD, RXD, RTS, CTS,GND
\Parameter
Parity : None, Odd, EvenData bits : 7,8 bit
flow control : None3 , RTS/CTS, XON/XOOF
Speed Up to 230 kbpsDimensions
48mm x 30mm x 18mm(include connector size)
Connector type2.54mm Pitch Pin- Header,12 pin (2*6)
input Voltage DC 3.3 VPower Comsumption under 250 mA
Temperature0°C - 70°C (operation), -40°C ~ 85°C (Storage)
UDP (User Datagram Protocol)
UDP pertama kalinya diperkenalkan pada tahun 1980. Paket UDP disebut user datagram. User datagram ini memiliki ukuran header yang tetap sebesar 8 byte:
Pulse Code Modulation (PCM)
Untuk pengolah sinyal analog dengan perangkat digital, yang pertama dilakukan adalahmengubah sinyal
analog menjadi sederetan angka
Gambar 3 Proses Konversi Sinyal Analog Menjadi Sinyal Digital
Teori Sampling
Kecepatan pengambilan sampel (frekuensi sampling) dari sinyal analog yang akan dikonversi haruslah memenuhi kriteria Nyquist yaitu:
fs > 2 fin,max
Protocol UART pada RS-232
asynchronous serial adalah pada Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART) yang digunakan pada serial port (COM) komputer.
Gambar 5 Format Data UART RS 232
Bagan Metodologi
Desain Algoritma untuk
pembacaan Data ADC oleh
mikrokontroller
Start
Perancangan Sistem Secara Umum
Integrasikan Modul ADC dengan
mikrokontroller
Integrasikan Mikrokontroller dengan Ethernet
Meranacang Modul ADC,
Mikrokontroller, Dan
Ethernet
A
,
Integrasikan Ethernet dengan PC
Desain Algoritma Di PC
Analisa Kinerja Sistem
Kesimpulan
STOP
Pengujian
Perangkat &
Pengambilan Data
A
Metodologi (lanjutan)
Pemodelan Sistem
Gambar 6 Pemodelan Sistem
Vin
GND
Vref
B1
B8
Sign
ENB
ADC 0820
AT89C51Ethernet WIZ107-
SR
Input
Analog
Metodologi (lanjutan)
Desain dan Integrasi Hardware Modul ADC
Pada tugas akhir ini modul ADC memiliki 3 hardware pendukung yang digunakan yang memiliki fungsi masing-masing. Yang pertama yaitu untuk mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital pada ADC. Input analog yang diberikan ke ADC berupa soudcard. Yang kedua yaitu sebuah mikrokontroller. Mikrokontroller ini berfungsi sebagai interface dari ADC dengan Ethernet dan berfungsi juga untuk pengaturan kecepatan data yang akan di kirim. Dan hardware ketiga yaitu Ethernet yg digunakan untuk menerima data dari mikrokontroller yang akan dikirim ke PC.
Metodologi (lanjutan)
Desain Algoritma Software Modul ADC ke Mikrokontroller
START
INIT Baudrate
Call Read ADC
Transmit
Metodologi (lanjutan)
Subrutin Pengambilan Data Dari ADCSTART
P3.4 à 1
A ß P1
Data ADC ß A
Return
Metodologi (lanjutan)
Subrutin Convert Decimal ASCII Kemudian Transmisikan
T
Y
START
A ß Data ADC
SBUF ß A
RETURN
T1 = 0
Metodologi (lanjutan)
Integrasikan Ethernet ke PC
Metodologi (lanjutan)
Metodologi (lanjutan)
Desain Algoritma Untuk Tampilan Output di PC
START
Inisialisasi
Setting Port Listen
Buka koneksi UDP
Terima Data Dari Ethernet
modul
Hitung Jumlah Total Data yang
Diterima
Apakah Ada Data yang Diterima?
Tampilkan jumlah total data yang diterima
Copy data ke variable Lokal
Tampilkan Data pada grafik
STOP
T
Y
Pengambilan dan pengujian Data Hardware Pengambilan dan pengujian data keluaran ADC
no
Teg
Output ADC
Persent
ase
Inp
ut Pengukuruan
error
(%)
ADC
(V) dec Teg (V)
1 0,00 0.00 0,000 0,000
2 0,25 12 0,234 6,256
3 0,50 25 0,488 2,350
4 0,75 38 0,742 1,048
5 1,00 50 0,977 2,350
6 1,25 63 1,230 1,569
7 1,50 76 1,484 1,048
8 1,75 89 1,738 0,676
9 2,00 102 1,992 0,397
10 2,25 115 2,246 0,180
Pengujian Modul ADC dengan Input Sinyal Sinus Frekuensi 55 Hz
Pengujian Modul ADC dengan Input Sinyal Sinus Frekuensi 100 Hz
Pengujian Pengiriman Serial dengan Menggunakan Mikrokontroller ATMEGA 8535
100 Hz
Hasil Pengujian Tampilan di Delphi
Hasil Pengujian Protokol Via Ethernet
Data Dikirim Secara UDP
Kesimpulan
Hasil pengujian data secara serial antara MCS-51 sangatberbeda dengan ATmega 8535. Pada MCS-51 memilikibanyak noise atau gannguan sinyal yang terjadisehingga pengiriman data tidak sempurna, sedangkandengan ATmega 8535 pengiriman data nya cepat.
Pada ATmega 8535 sinyal output yang dikeluarkan diDelphi berbentuk sinyal sinus
Saran
Diusahakan untuk membuat rangkaian analog lebih advance dan pembuatan software lebih presisi baik pengolahan data analog menjadi digital mau pun pada sisi output.
Untuk mencapai hasil yg maksimal hendaknya dilakukan dengan kecepatan data yang lebih cepat dari 9600 Hz.
Daftar Pustaka
Enrico Buracchini, CSELT, The Software Radio Concept, IEEE Comm.Magazine, hal. 138-143, September 2000.
Dusko Zgonjanin, Kiril Mitrevsi, Ljubomir Zelenbaba, . Software Radio: Principles and Overview.,
Safety Wireless Network (PSWN) Program, Software Enabled Wireless Interoperability Assessment Report-SDR Subscriber Equipment, Maret 2002.
Response Times: The Three Important Limits". Jakob Nielsen.
Titik mengambang vs fixed point URL Data manipulasi dan perhitungan matematika URL
TERIMA KASIH