TUtorial Tugas Sensor

7/28/2019 TUtorial Tugas Sensor

1/13

TUGAS SENSOR & TRANSDUCER

Sinyal Analog

Sinyal Diskrit

Low Pass Filter

High Pass Filter

Band Pass Filter

Disusun Oleh :

Passa Luthfi Yanuar3 AEA

211 341 071

TEKNIK OTOMASI MANUFAKTUR DAN MEKATRONIKA

POLITEKNIK MANUFAKTUR NEGERI BANDUNG

Jl. Kanayakan no. 21, DAGO 40235, TromolPos 851 BANDUNG 40008 INDONESIA


2/13

Phone : 62 022 2500241 Fax : 62 022 2502649 Homepage : http ://www.polman.com,

E-mail :[email protected]

18 April 2013

SINYAL ANALOG

Sinyal analog adalah sinyal data dalam bentuk gelombang yang kontinyu, yang

membawa informasi dengan mengubah karakteristik gelombangnya. Sinyal analog bekerja

dengan mentransmisikan suara dan gambar dalam bentuk gelombang kontinu (continous

varying). Dua parameter/karakteristik terpenting yang dimiliki oleh isyarat analog adalah

amplitude dan frekuensi. Isyarat analog biasanya dinyatakan dengan gelombang sinus,

mengingat gelombang sinus merupakan dasar untuk semua bentuk isyarat analog. Hal ini

didasarkan kenyataan bahwa berdasarkan analisis fourier, suatu sinyal analog dapat diperoleh

dari perpaduan sejumlah gelombang sinus. Dengan menggunakan sinyal analog, maka jangkauan

transmisi data dapat mencapai jarak yang jauh, tetapi sinyal ini mudah terpengaruh oleh noise.

Analog Signal
mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]


3/13

Gelombang pada sinyal analog yang umumnya berbentuk gelombang sinus memiliki tiga

variable dasar, yaitu amplitudo, frekuensi dan phase.

Amplitudo

Amplitudo merupakan ukuran tinggi rendahnya tegangan dari sinyal

analog.adalah pengukuran skalar yang nonnegatif dari besar osilasi suatu gelombang.

Amplitudo juga dapat didefinisikan sebagai jarak terjauh dari garis kesetimbangan dalam

gelombangsinusoide umumnya pada pelajaran fisika dan matematika - geometrika.

Amplitudo

Frekuensi

Untuk menghitung frekuensi, tetapkan jarak waktu, menghitung jumlah kejadian

peristiwa, dan membagi hitungan ini dengan panjang jarak waktu. Pada Sistem Satuan

Internasional, hasil perhitungan ini dinyatakan dalam satuan hertz (Hz) yaitu nama pakar

fisika Jerman Heinrich Rudolf Hertz yang menemukan fenomena ini pertama kali.

Frekuensi sebesar 1 Hz menyatakan peristiwa yang terjadi satu kali perdetik.

Secara alternatif, seseorang bisa mengukur waktu antara dua buah kejadian / peristiwa

(dan menyebutnya sebagai periode), lalu memperhitungkan frekuensi ( ) sebagai hasil

kebalikan dari periode ( ), seperti nampak dari rumus di bawah ini :
http://id.wikipedia.org/wiki/Skalarhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Nonnegatif&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Nonnegatif&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Osilasihttp://id.wikipedia.org/wiki/Gelombanghttp://id.wikipedia.org/wiki/Gelombanghttp://id.wikipedia.org/wiki/Gelombanghttp://id.wikipedia.org/wiki/Fisikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Matematikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Sistem_Satuan_Internasionalhttp://id.wikipedia.org/wiki/Sistem_Satuan_Internasionalhttp://id.wikipedia.org/wiki/Hertzhttp://id.wikipedia.org/wiki/Fisikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Heinrich_Rudolf_Hertzhttp://id.wikipedia.org/wiki/Detikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Detikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Periodehttp://id.wikipedia.org/wiki/Skalarhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Nonnegatif&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Osilasihttp://id.wikipedia.org/wiki/Gelombanghttp://id.wikipedia.org/wiki/Gelombanghttp://id.wikipedia.org/wiki/Fisikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Matematikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Sistem_Satuan_Internasionalhttp://id.wikipedia.org/wiki/Sistem_Satuan_Internasionalhttp://id.wikipedia.org/wiki/Hertzhttp://id.wikipedia.org/wiki/Fisikahttp://id.wikipedia.org/wiki/Heinrich_Rudolf_Hertzhttp://id.wikipedia.org/wiki/Detikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Periode


4/13

; denganfadalah frekuensi (hertz) dan Tperiode (sekon atau detik).

Frekuensi dan Perioda

Phase

Phase adalah besar sudut dari sinyal analog pada saat tertentu. Sejatinya gelombang

sinusoide berasal dari suatu lingkaran yang berputar dalam suatu santuan waktu tertentu

yang dijabarkan dalam diagram waktu. Phase pada sudut 0o, 90 o, 180 o, 270 o dan 360 o.

Phase Signal


5/13

SINYAL DISKRIT

Sinyal diskrit adalah suatu sinyal yang terdiri atas sederetan elemen yang berurutan

terhadap waktu, dimana salah satu atau lebih karakteristiknya membawa informasi. Karakteristik

dari sinyal diskrit adalah : Amplitudo, lebar dan bentuk gelombangnya.

Sinyal digital merupakan sinyal data dalam bentuk pulsa. Suatu sinyal x(kT) dikatakan

sebagai sinyal waktu-diskrit ketika memiliki nilai pada rentang waktu tertentu. Sinyal diskrit

atau digital juga merupakan hasil teknologi yang mengubah sinyal menjadi suatu angka yang

dapat dimengerti oleh mesin yaitu angka 0 (off) dan 1 (on) yang disebut angka biner untuk

memproses informasi yang mudah, cepat, dan akurat.

Contoh Sinyal Diskrit

System digital merupakan bentuk sampling dari sytem analog. digital pada dasarnya di

code-kan dalam bentuk biner (atau Hexa). besarnya nilai suatu system digital dibatasi oleh

lebarnya / jumlah bit (bandwidth). jumlah bit juga sangat mempengaruhi nilai akurasi system

digital. Bit merupakan istilah khas pada sinyal digital. Sebuah bit dapat berupa nol (0) atau satu

(1). Kemungkinan nilai untuk sebuah bit adalah 2 buah (2^1). Kemungkinan nilai untuk 2 bit


6/13

adalah sebanyak 4 (2^2), berupa 00, 01, 10, dan 11. Secara umum, jumlah kemungkinan nilai

yang terbentuk oleh kombinasi n bit adalah sebesar 2^n buah.

Signal digital memiliki berbagai keistimewaan yang tidak dapat ditemukan pada

teknologi analog yaitu :

1. Mampu mengirimkan informasi dengan kecepatan cahaya yang dapat membuat informasi

dapat dikirim dengan kecepatan tinggi.

2. Penggunaan yang berulang ulang terhadap informasi tidak mempengaruhi kualitas dan

kuantitas informsi itu sendiri.

3. Informasi dapat dengan mudah diproses dan dimodifikasi ke dalam berbagai bentuk.

4. Dapat memproses informasi dalam jumlah yang sangat besar dan mengirimnya secara

interaktif.

Namun di dunia ini tidak ada yang ideal, demikian pula halnya dengan sistem komunikasi

digital. Kerugian sistem digital dibandingkan dengan sistem analog adalah, bahwa sistem digital

memerlukan bandwidth yang besar. Sebagai contoh, sebuah kanal suara tunggal dapat

ditransmisikan menggunakan single -sideband AM dengan bandwidth yang kurang dari 5 kHz.

Dengan menggunakan sistem digital, untuk mentransmisikan sinyal yang sama, diperlukan

bandwidth hingga empat kali dari sistem analog. Kerugian yang lain adalah selalu harus tersedia

sinkronisasi. Ini penting bagi sistem untuk mengetahui kapan setiap simbol yang terkirim mulai

dan kapan berakhir, dan perlu meyakinkan apakah setiap simbol sudah terkirim dengan benar.


7/13

LPF (LOW PASS FILTER)

FILTER LOLOS RENDAH

Filter lolos rendah adalah filter yang hanya melewatkan frekuensi yang lebih rendah dari

frekuensi cut-off (fc). Diatas frekuensi tsb ouputnya mengecil (idealnya tidak ada).

Rangkaian RC LPF dan tanggapan frekuensinya ditunjukkan pada Gambar 2 berikut.

LPF Pasif dan Tanggapannya.

Rangkaian seri RC mirip dengan rangkaian pembagi tegangan dari dua buah hambatan

seri, sehingga tegangan outputnya adalah:


8/13

Penguatan tegangan didefinisikan sebagai Gain G= . Namun untuk filter seringkali

menggunakan penguatan daya, sehingga kalau dinyatakan dalam satuan dB dayanya adalah G =

20 log

Sehingga penguatan filter RC seperti ditunjukkan pada Gambar 2 adalah

atau dalam satuan dB, .

Dengan mengambil = atau , diperoleh penguatannya sebesar -3dB (berkurang 3

dB), pada saat frekuensi ini dikenal sebagai frekuensi cut-off.

Untuk filter lolos rendah :

Frekuensi rendah ( f> ) Gain = , atau G = - 20 logRC, dari persamaan ini

menunjukkan bahwa kurva G vs. log f berupa kurva linear dengan slopenya

adalah -6 dB/oktaf (-20dB/dekade).


9/13

Jadi filter lolos rendah (LPF) = hanya meloloskan frekuensi rendah saja.

Pada frekuensi cut-off daya outputnya tinggal setengah (1/2) nya dari daya input.

HIGH PASS FILTER (HPF)

FILTER LOLOS TINGGI

Filter lolos tinggi adalah filter yang outputnya hanya melewatkan frekuensi diatas

frekuensi cut-off FC . Di bawah frekuensi itu output idealnya tidak ada. Rangkaian RC HPF dan

tanggapan frekuensinya ditunjukkan pada Gambar 3 berikut.

HPF pasif dan tanggapan frequencynya

Dengan memanfaatkan rangkaian pembagi tegangan, diperoleh tegangan outputnya adalah


10/13

Vout = vin, dengan demikian penguatannya adalah :

Dengan Y : komponen imajiner,

X : komponen real.

Sehingga diperoleh :

Atau dalam satuan dB, G = 20 log

dengan c = frequency cut-off

Untuk filter lolos tinggi :

Frekuensi tinggi ( f>> ) Gain = 1, G = 0 dB

Frekuensi rendah ( f


11/13

BAND PASS FILTER (BPF)

FILTER LOLOS RENTANG

Untuk membuat filter lolos rentang dapat dilakukan dengan menggabungkan LPF + HPFatau HPF + LPF. Diharapkan rangkaian berikutnya memiliki beban yang lebih besar, artinya :

Bila dipilih LPF + HPF maka beban (impedansi) HPF harus lebih besar

dibandingkan dengan LPF.

Bila dipilih HPF + LPF maka beban (impedansi) LPF harus lebih besar

dibandingkan dengan HPF.

Contoh:

Misalnya kita hendak mengkaskade dua buah filter yaitu filter LP dengan filter HP

dengan frekuensi cut offnya sebesar = 10 rad/s dancHP = 1 rad/s, seperti ditunjukkan pada


12/13

gambar. Dengan kaskade ini akan menghasilkan filter BP dengan rentang low = 1 rad/s dan

=10 rad/s.

R1 = 1 ; C1 = 0,1 F; C2 = 1 F dan R2 = 1.

Jawab:

Dari loop 1: V1 + i1 R1+i1 1/jC1 i2 1/jC1 = 0

loop 2: i2 1/jC1 + i2 1/jC2 + i2 R2 i1 1/jC1 = 0

Kedua pers. Diatas dapat disederhanakan sebagai:

( R1 + )i1 - )i2 = V1 - i1 +(R2 + )i2 = 0

Dengan eliminasi dari system persamaan ini diperoleh


13/13

Atau :

Sehingga Gain filter ini diperoleh dari G = =

Jika diperhatikan bahwa gain ini lebih kecil dibandingkan kalau dihitung berupa perkalian gain

G(Gainlowpass * Gain highpass)

TUtorial Tugas Sensor

Documents

Transcript of TUtorial Tugas Sensor