Download - laporan praktikum Teknik Digital

Transcript

BAB VIIPERCOBAAN 6ADC DAN DAC

2 3 4 5 6 7 7.1 Tujuan Percobaan1. Memahami fungsi dari ADC2. Memahami fungsi dari DAC3. Memahami proses konversi ADC4. Memahami proses koncersi DAC

7.2 Alat dan Bahan1. IC ADC 08082. IC DAC 08083. Protoboard4. Resistor 2200 dan 2205. Power Supply +5 V dan -12 V6. Kabel Jumper7. LED8. Voltmeter9. Capasitor 33nF10. Potensiometer11. DClock12. Logic State13. Software Proteus 7

7.3 Rangkaian Percobaan7.3.1 Rangkaian Percobaan Konversi Tegangan ADC 0808

Gambar 7.1 Rangkaian percobaan Konversi Tegangan ADC 0808

7.3.2 Rangkaian Percobaan Konversi DAC 0808

Gambar 7.2 Rangkaian percobaan Konversi Tegangan DAC 0808

7.4 Langkah Percobaan7.4.1 Konversi Tegangan ADC1. Membuka aplikasi Proteus, maka akan muncul lembar kerja sebagai berikut.

Gambar 7.3 layer Proteus2. Memilih icon component mode kemudian memilih button pick terminal.

Gambar 7.4 Component Mode

3. Memasukkan nama komponen yang dicari di kotakkeyword kemudian klik OK untuk memilih, adapun komponen yang dibutuhkan yaitu : IC ADC 0808analog. Resistor 220 ( 8 buah ). LED biru ( 8 buah ). Potensiometer (potHG). Sumber Tegangan 5 Volt. DClock. Voltmeter.4. Memilih icon Terminals mode kemudianmemilih GROUND untukmenginput symbol ground.5. Memilih icon Generator mode kemudian memilih DC untuk menginput symbol VCC dan DCLOCK untuk symbol clock.Mengatur tegangan sumber sebesar 5V dan frekuensi clock 100k Hz.6. Memilih icon Virtual instrument modekemudian memilih DC VOLTMETER untuk menginput voltmeter DC.7. Memilih icon PLAY kemudian mengatur potensiometer dengan 5 variasi Tegangan input.8. Merangkai rangakaian menjadi seperti berikut ini.Gambar 7.5Rangkaian Konversi Tegangan dengan IC ADC 08089. Memilih icon PLAY kemudian mengatur potensiometer dengan 5 variasi Tegangan input.10. Mencatat hasil percobaan.

7.4.2 Konversi Tegangan DAC 1. Membuka aplikasi Proteus, maka akan muncul lembar kerja sebagai berikut.

Gambar 7.6 layer Proteus2. Memilih icon component mode kemudian memilih button pick terminal.

Gambar 7.7 Component Mode3. Memasukkan nama komponen yang dicari di kotak keyword kemudian klik OK untuk memilih, adapun komponen yang dibutuhkan yaitu : IC DAC 0808analog. Resistor 2200 ( 3 buah ). Capacitor 33nF. Logic state ( 8 buah ). Sumber tegangan 5 Volt dan -12 Volt. Voltmeter4. Memilih icon Terminals mode kemudian memilih GROUND untuk menginput symbol ground.5. Memilih icon Generator mode kemudianmemilih DC untukmenginput symbol VCC.Mengatur tegangan sumber sebesar 5V dan -12V.6. Memilih icon Virtual instrument mode kemudian memilih DC VOLTMETER untuk menginput voltmeter DC.7. Merangkai rangakaian menjadi seperti berikut ini.

Gambar 7.8 Rangkaian Variasi Input dengan IC DAC 08088. Memilih icon PLAY kemudian mengatur input logika (0/1) dengan 5 variasi.9. Mencatat hasil percobaan.

7.5 Data Percobaana. 7.5.1 Variasi Input dengan IC ADC 0808Tegangan Input 0808a. Variasi Tegangan Input 2.70Tabel 7.1Data Percobaan Variasi input IC ADC 0808 dengan Vout 2.70No.Tegangan Input (V)O1O2O3O4O5O6O7O8

1.2.7010001010

Berikut adalah screenshoot dari percobaan yang dilakukan dengan menggunakan program proteus.

Gambar 7.9 Rangkaian Konversi Tegangan dengan IC ADC 0809 dengan input 2.70 volt

b. Variasi Tegangan Input 3.15Tabel 7.2Data Percobaan Variasi input IC ADC 0808 dengan Vout 3.15 VoltNo.Tegangan Input (V)O1O2O3O4O5O6O7O8

1.3.1510100001

Berikut adalah screenshoot dari percobaan yang dilakukan dengan menggunakan program proteus.

Gambar 7.10 Rangkaian Konversi Tegangan dengan IC ADC 0809 dengan input 3.15 volt

c. Variasi Tegangan Input 3.75Tabel 7.3Data Percobaan Variasi input IC ADC 0808 dengan Vout 3.75 VoltNo.Tegangan Input (V)O1O2O3O4O5O6O7O8

1.3.7510111111

Berikut adalah screenshoot dari percobaan yang dilakukan dengan menggunakan program proteus.

Gambar 7.11 Rangkaian Konversi Tegangan dengan IC ADC 0809 dengan input 3.75 volt

d. Variasi Tegangan Input 0.8Tabel 7.4Data Percobaan Variasi input IC ADC 0808 dengan Vout 0.8 VoltNo.Tegangan Input (V)O1O2O3O4O5O6O7O8

1.0.800101001

Berikut adalah screenshoot dari percobaan yang dilakukan dengan menggunakan program proteus.

Gambar 7.12 Rangkaian Konversi Tegangan dengan IC ADC 0809 dengan input 0.8 volt

e. Variasi Tegangan Input 4.40Tabel 7.5 Data Percobaan Variasi input IC ADC 0808 dengan Vout 4.40 VoltNo.Tegangan Input (V)O1O2O3O4O5O6O7O8

1.4.4011100000

Berikut adalah screenshoot dari percobaan yang dilakukan dengan menggunakan program proteus.

Gambar 7.13 Rangkaian Konversi Tegangan dengan IC ADC 0809 dengan input 4.40 volt

7.5.2 Variasi Input dengan IC DAC 0808a. Variasi input biner 01000001Tabel 7.6Data Percobaan IC DAC 0808 denganvariasi input biner 01000001No.A1A2A3A4A5A6A7A8Tegangan Output (V)

1.010000011.27

Berikut adalah screenshoot dari percobaan yang dilakukan dengan menggunakan program proteus.

Gambar 7.14 Rangkaian Konversi Tegangan dengan IC DAC 0808 dengan input biner 01000001

b. Variasi input biner 01001010Tabel 7.7Data Percobaan IC DAC 0808 denganvariasi input biner 01001010No.A1A2A3A4A5A6A7A8Tegangan Output (V)

1.010010101.44

Berikut adalah screenshoot dari percobaan yang dilakukan dengan menggunakan program proteus.

Gambar 7.15 Rangkaian Konversi Tegangan dengan IC DAC 0808 dengan input biner 01001010

c. Variasi input biner 01000110Tabel 7.8Data Percobaan IC DAC 0808 denganvariasi input biner 01000110No.A1A2A3A4A5A6A7A8Tegangan Output (V)

1.010001101.37

Berikut adalah screenshoot dari percobaan yang dilakukan dengan menggunakan program proteus.

Gambar 7.16 Rangkaian Konversi Tegangan dengan IC DAC 0808 dengan input biner 01000110

d. Variasi input biner 10010110Tabel 7.9Data Percobaan IC DAC 0808 denganvariasi input biner 10010110No.A1A2A3A4A5A6A7A8Tegangan Output (V)

1.100101102.93

Berikut adalah screenshoot dari percobaan yang dilakukan dengan menggunakan program proteus.

Gambar 7.17 Rangkaian Konversi Tegangan dengan IC DAC 0808 dengan input biner 10010110

e. Variasi input biner 10101010Tabel 7.10Data Percobaan IC DAC 0808 denganvariasi input biner 10010110No.A1A2A3A4A5A6A7A8Tegangan Output (V)

1.101010103.32

Berikut adalah screenshoot dari percobaan yang dilakukan dengan menggunakan program proteus.

Gambar 7.18 Rangkaian Konversi Tegangan dengan IC DAC 0808 dengan input biner 10101010

7.6 Analisa dan Pembahasan7.6.1 ADC (Analog to Digital Converter)Analog To Digital Converter (ADC) adalah pengubah input analog menjadi kode kode digital. ADC banyak digunakan sebagai pengatur proses industri, komunikasi digital dan rangkaian pengukuran/pengujian. Umumnya ADC digunakan sebagai perantara antara sensor yang kebanyakan analog dengan sistim komputer seperti sensor suhu, cahaya, tekanan/berat, aliran dan sebagainya kemudian diukur dengan menggunakansistimdigital(komputer).

Gambar 7.19 Rangkaian Konversi Tegangan dengan IC ADC 0809

Prinsip kerja ADC adalah mengkonversi sinyal analog ke dalam bentuk besaran yang merupakan rasio perbandingan sinyal input dan tegangan referensi. Secara matematis dirumuskan sebagai berikut :

di mana n = jumlah bit yaitu 8 dan Vref = 5 Volt

Sebagai contoh, bila tegangan referensi (Vref) 5 volt, tegangan input 3 volt, rasio input terhadap referensi adalah 60%. Jadi, jika menggunakan ADC 8 bit dengan skala maksimum 255, akan didapatkan sinyal digital sebesar 60% x 255 = 153 (bentuk decimal) atau 10011001 (bentukbiner).Pada percobaan kali ini, kita menggunakan IC ADC 0809. Pada pin 6 yang berfungsi sebagai START diserikan dengan ECC pada pin 7. Pada pin nomer 23,24, dan 25 diserikan dengan ground, begitu juga dengan pin 16 berfungsi sebagai ground. Pada pin 8,14,15,17,18,19,20, dan 21 masing-masing di serikan dengan beban resistor sebesar 220 dan sebuah LED lalu diserikan lagi dengan ground. Pin 10 diserikan dengan Dclock. Pada pin 26 diserikan dengan potensiometer, pin 12 dihubungkan ke Potensiometer. Pada Pin 1, 2, 3, 4, 5, 26, 27, dan 28 diserikan dengan Vcc sebesar + 5 Volt.Dari percobaan ini didapatkan data sebagai berikut :Tabel 7.11Data Percobaan Konversi Tegangan dengan IC ADC 0809No.Tegangan Input (V)O1O2O3O4O5O6O7O8

1.2.7010001010

2.3.1510100001

3.3.7410111111

4.0.800101001

5.4.4011100000

7.6.1.1 Tegangan Input 2.70 VoltBerikut adalah screenshoot dari percobaan yang dilakukan dengan menggunakan program proteus.

Gambar 7.20 Rangkaian Konversi Tegangan dengan IC ADC 0809 dengan input 2.70 volt

Dari gambar diatas, terlihat bahwa hanya LED pada output 1, output 5, dan output 7 yang menyala. Hal ini tergantung padabesarnya tegangan input yang diberikan.Dengan rumus yang sudah dijelaskan di teori singkat maka dapat didapatkan hasil output biner menurut perhitungan. Dengan perhitungan :

Dari hasil diatas, jika nilai desimal 138, dibinerkan menjadi 10001010. Jika dilihat dari tabel 7.3 diatas, maka bilangan biner hasil percobaan tersebut telah sesuai dengan hasil perhitungan nilai ADC (Desimal).

7.6.1.2 Tegangan Input 3.15 VoltBerikut adalah screenshoot dari percobaan yang dilakukan dengan menggunakan program proteus.

Gambar 7.21 Rangkaian Konversi Tegangan dengan IC ADC 0809 dengan input 3.15 volt

Dari gambar diatas, terlihat bahwa hanya LED pada output 1, output 3, dan output 8 yang menyala. Hal ini tergantung pada besarnya tegangan input yang diberikan.Dengan rumus yang sudah dijelaskan di teori singkat maka dapat didapatkan hasil output biner menurut perhitungan. Dengan perhitungan :

Dari hasil diatas, jika nilai desimal 142, dibinerkan menjadi 10100001. Jika dilihat dari tabel 7.3 diatas, maka bilangan biner hasil percobaan tersebut sesuai dengan hasil perhitungan nilai ADC (Desimal). Pada data percobaan,

7.6.1.3 Tegangan Input 3.75 VoltBerikut adalah screenshoot dari percobaan yang dilakukan dengan menggunakan program proteus.

Gambar 7.22 Rangkaian Konversi Tegangan dengan IC ADC 0809 dengan input 3.75 volt

Dari gambar diatas, terlihat bahwa hanya LED pada output 1,3,4,5,6,7 dan output 8 yang menyala. Hal ini tergantung pada besarnya tegangan input yang diberikan.Dengan rumus yang sudah dijelaskan di teori singkat maka dapat didapatkan hasil output biner menurut perhitungan. Dengan perhitungan :

Dari hasil diatas, jika nilai desimal 191, dibinerkan menjadi 10111111. Jika dilihat dari tabel 7.3 diatas, maka bilangan biner hasil percobaan tersebut telah sesuai dengan hasil perhitungan nilai ADC (Desimal).

7.6.1.4 Tegangan Input 0.8 VoltBerikut adalah screenshoot dari percobaan yang dilakukan dengan menggunakan program proteus.

Gambar 7.23 Rangkaian Konversi Tegangan dengan IC ADC 0809 dengan input 0.8 volt

Dari gambar diatas, terlihat bahwa hanya LED pada output 3, output 5, dan output 8 yang menyala. Hal ini tergantung pada besarnya tegangan input yang diberikan.Dengan rumus yang sudah dijelaskan di teori singkat maka dapat didapatkan hasil output biner menurut perhitungan. Dengan perhitungan :

Dari hasil diatas, jika nilai desimal 191, dibinerkan menjadi 00101001. Jika dilihat dari tabel 7.3 diatas, maka bilangan biner hasil percobaan tersebut telah sesuai dengan hasil perhitungan nilai ADC (Desimal).

7.6.1.5 Tegangan Input 4.40 VoltBerikut adalah screenshoot dari percobaan yang dilakukan dengan menggunakan program proteus.

Gambar 7.24 Rangkaian Konversi Tegangan dengan IC ADC 0809 dengan input 4.40 volt

Dari gambar diatas, terlihat bahwa hanya LED pada output 1, output 2, dan output 3 yang menyala. Hal ini tergantung pada besarnya tegangan input yang diberikan.Dengan rumus yang sudah dijelaskan di teori singkat maka dapat didapatkan hasil output biner menurut perhitungan. Dengan perhitungan :

Dari hasil diatas, jika nilai desimal 191, dibinerkan menjadi 11100000. Jika dilihat dari tabel 7.3 diatas, maka bilangan biner hasil percobaan tersebut telah sesuai dengan hasil perhitungan nilai ADC (Desimal).

Tabel 7.12 Perbandingan nilai biner antara hasil percobaan dengan hasil perhitungannoTegangan Input (V)PercobaanPerhitungan

12.71000101010001010

23.151010000110100001

33.751011111110111111

40.80010100100101001

54.41110000011100000

Dari tabel diatas terlihat bahwa hasil konversi tegangan input menjadi bilangan biner dengan hasil perhitungan tidak terjadi perbedaan. Percobaan ini dinyatakan berhasil.

7.6.2 DACDigital to Analog Converter (DAC) adalah rangkaian elektronika yang berfungsi untuk mengubah kode-kode digital (BCD) menjadi sinyal analog (volt). Salah satu IC yang didesain khusus sebagai Digital to Analog Converter (DAC) adalah IC DAC 0808 buatan national semiconductor. IC DAC 0808 ini adalah chip yang didesain sebagai Digital to Analog Converter (DAC) yang menerapkan metode conversi ata tangga R-2R 8 bit. IC DAC 0808 ini dilengkapi dengan pin kontrol tegangan referensi yang berfungsi sebagai adjustment output DAC terhadap data input yang diberikan. Berikut adalah gambar fisik Digital to Analog Converter (DAC) tipe DAC 0808.

Gambar 7.25 Rangkaian Variasi Input Tegangan dengan IC DAC 0808

Prinsip kerja DAC adalah proses penskalaan besaran analog, baik berupa arus maupun tegangan, sesuai dengan masukan digital yang diberikan (1 atau 0 ). Secara matematis dirumuskan sebagai berikut :

di mana n = jumlah bit yaitu 8 dan Vref = 5 VoltPada percobaan ini, menggunakan IC DAC 0808. Pada pin 16 dan 3 diserikan dengan kapasitor sebesar 33 nF. Pada pin nomer 4 diserikan dengan resistor 2.2K, ground, lalu dari pin ini didapatkan test point tegangan output. Sedangkan pin 14 diserikan dengan ground, pin 15 dihubungkan dengan sumber DC, dan Pin 5,6,7,8,9,10,11, dan 12 berguna sebagai inputan biner, MSB dimulai dari pin5 dan LSB berada di pin 12.Dari percobaan ini didapatkan data sebagai berikut :Tabel 7.13Data Percobaan Variasi Input dengan IC DAC 0808No.A1A2A3A4A5A6A7A8Tegangan Output (V)

1.010000011.27

2.010010101.44

3.010001101.37

4.100101102.93

5.101010103.32

7.6.2.1 Input Biner 01000001Berikut adalah screenshoot dari percobaan yang dilakukan dengan menggunakan program proteus.

Gambar 7.26 Rangkaian Konversi Tegangan dengan IC DAC 0808 dengan input biner 01000001Dengan rumus yang sudah dijelaskan di teori singkat maka dapat didapatkan tegangan output analog menurut perhitungan. Dengan contoh perhitungan :

Dari data percobaan pada tabel 7.4 diatas, dengan input biner 01000001 yang jika didesimalkan menjadi 65, terukur Vout pada volmeter adalah 1.27 Volt. Dari hasil perhitungan diatas, jika nilai DAC adalah 65 maka tegangan analognya adalah 1.27 volt. Sehingga hasil data percobaan sama dengan hasil perhitungan.

7.6.2.2 Input Biner 01001010Berikut adalah screenshoot dari percobaan yang dilakukan dengan menggunakan program proteus.

Gambar 7.27 Rangkaian Konversi Tegangan dengan IC DAC 0808 dengan input biner 01001010Dengan rumus yang sudah dijelaskan di teori singkat maka dapat didapatkan tegangan output analog menurut perhitungan. Dengan contoh perhitungan :

Dari data percobaan pada tabel 7.4 diatas, dengan input biner 01001010 yang jika didesimalkan menjadi 74, terukur Vout pada volmeter adalah 1.44 Volt. Dari hasil perhitungan diatas, jika nilai DAC adalah 74 maka tegangan analognya adalah 1.44 volt. Sehingga hasil data percobaan sama dengan hasil perhitungan.

7.6.2.3 Input Biner 01000110Berikut adalah screenshoot dari percobaan yang dilakukan dengan menggunakan program proteus.

Gambar 7.28 Rangkaian Konversi Tegangan dengan IC DAC 0808 dengan input biner 01000110Dengan rumus yang sudah dijelaskan di teori singkat maka dapat didapatkan tegangan output analog menurut perhitungan. Dengan contoh perhitungan :

Dari data percobaan pada tabel 7.4 diatas, dengan input biner 01000110 yang jika didesimalkan menjadi 70, terukur Vout pada volmeter adalah 1.37 Volt. Dari hasil perhitungan diatas, jika nilai DAC adalah 70 maka tegangan analognya adalah 1.37 volt. Sehingga hasil data percobaan sama dengan hasil perhitungan.

7.6.2.4 Input Biner 10010110Berikut adalah screenshoot dari percobaan yang dilakukan dengan menggunakan program proteus.

Gambar 7.29 Rangkaian Konversi Tegangan dengan IC DAC 0808 dengan input biner 10010110Dengan rumus yang sudah dijelaskan di teori singkat maka dapat didapatkan tegangan output analog menurut perhitungan. Dengan contoh perhitungan :

Dari data percobaan pada tabel 7.4 diatas, dengan input biner 10010110 yang jika didesimalkan menjadi 150, terukur Vout pada volmeter adalah 2.93 Volt. Dari hasil perhitungan diatas, jika nilai DAC adalah 150 maka tegangan analognya adalah 2.93 volt. Sehingga hasil data percobaan sama dengan hasil perhitungan.

7.6.2.5 Input Biner 10101010Berikut adalah screenshoot dari percobaan yang dilakukan dengan menggunakan program proteus.

Gambar 7.30 Rangkaian Konversi Tegangan dengan IC DAC 0808 dengan input biner 10101010Dengan rumus yang sudah dijelaskan di teori singkat maka dapat didapatkan tegangan output analog menurut perhitungan. Dengan contoh perhitungan :

Dari data percobaan pada tabel 7.4 diatas, dengan input biner 10101010 yang jika didesimalkan menjadi 170, terukur Vout pada volmeter adalah 3.32 Volt. Dari hasil perhitungan diatas, jika nilai DAC adalah 170 maka tegangan analognya adalah 3.32 volt. Sehingga hasil data percobaan sama dengan hasil perhitungan.

Tabel 7.14 pebandingan nilai keluaran antara percobaan dan perhitungan

NoInput BCDHasil percobaanHasil Perhitungan

1010000011.271.27

2010010101.441.44

3010001101.371.37

4100101102.932.93

5101010103.323.32

Dari tabel diatas terlihat bahwa hasil konversi bilangan biner menjadi sinyal analog antara percobaan dengan perhitungan tidak terjadi perbedaan. Percobaan ini dinyatakan berhasil.

7.7 Aplikasi ADC dan DAC7.7.1 Aplikasi ADCVoice over Internet Protocol (VoIP) merupakan teknologi jaringan IP (Internet Protocol) yang mampu melakukan komunikasi suara jarak jauh secara langsung dengan media internet. Sinyal suara yang awalnya berupa analog diubah menjadi data digital kemudian dikirimkan melalui jaringan berupa paket-paket data secara real time. Dalam komunikasi VOIP, pemakai melakukan komunikasi lewat telepon melalui terminal yang berupa PC atau telepon biasa. Terminal akan terhubung dengan gateway melalui sambungan telepon lokal. Hubungan antar gateway akan dihubungan melalui jaringan IP. Jaringan IP dapat berupa jaringan paket apapun, termasuk ATM, FR, Internet, Intranet, atau line E1.

7.7.2 Aplikasi DACPenerapan DAC (Digital to Analog Converter) biasanya adalah pada flashdisk komputer. Dimana flashdisk hanya mampu menampung data bit 0 dan 1, sehingga saat diproses di komputer terjadi DAC, data bit yang tadinya 0 dan 1 diubah menjadi sinyal analog dan ditampilkan kedalam layar komputer.

7.8 Kesimpulan1. Tegangan input pada percobaan ADC (Analog to Digital Converter) IC ADC 0808 berupa sinyal analog.2. Input dari rangkaian DAC (Digital to Analog Converter) yang menggunakan IC 0808 adalah berupa input bilangan biner.3. Output dari rangkaian ADC adalah berupa bilangan biner yang ditandai dengan menyala atau matinya lampu LED yang diserikan dengan hambatan 220.4. Output dari rangkaian DAC adalah tegangan output yang berupa bilangan desimal.5. Menyala atau matinya LED pada rangkaian ADC dengan IC 0808 tergantung pada tegangan input yang diberikan.6. Besarnya tegangan output pada rangkaian DAC dengan IC 0808 adalah tergantung pada input biner yang diberikan.7. Dari percobaan yang telah dilakukan bahwa hasil output voltage dari IC DAC 0808 bernilai sama antara perhitungn dan pengukuran8. Dari percobaan ADC 0808 nilai biner keluaran yang dihasilkan bernilai sama dengan hasil perhitungan. 9. Aplikasi ADC ialah VOIP, dimana suara direkam menjadi sinyal analog yang kemudian diubah menjadi data bit 0 dan 1, dan ditransfer ke receiver, kemudian di receiver penerima kan di ubah kembali dari data bit 0 dan 1 diubah menjadi sinyal analog dan di ubah menjadi media suara.10. Aplikasi DAC ialah pada pembacaan data flashdisk, untuk membaca data pada flashdisk komputer akan mengubah data dari bit 1 dan 0 menjadi sinyal analog untuk diproses dan ditampilkan ke layar monitor.