Senin, 23 Desember 2013

RANGKAIAN PENJUMLAH (ADDER) (ANALOG)

Merupakan Rangkaian Logika kombinasi yang berfungsi melakukan operasi bilangan biner
Penjumlahan biner 1 bit terdiri atas :
-Half Adder
-Full Adder
Half adder : Rangkaian Penjumlah Yang tidak menyertakan bawaan sebelumnya (previous carry) pada Inputnya


Full adder : Rangkaian Penjumlah yang meyertakan bawaan sebelumnya. 

Op-amp Komparator (ANALOG)

Konfigurasi open-loop pada Op Amp dapat difungsikan sebagai komparator. Jika kedua input pada Op Amp pada kondisi open-loop, maka Op Amp akan membandingkan kedua saluran input tersebut. Hasil komparasi dua tegangan pada saluran masukan akan menghasilkan tegangan saturasi positif (+Vsat) atau saturasi negatif (-Vsat).

Sebuah rangkaian komparator akan membandingkan isyarat tegangan yang masuk pada satu saluran input dengan tegangan pada saluran input lain, yang disebut tegangan referensi. Tegangan output berupa isyarat tegangan high atau low sesuai dengan besar isyarat tegangan masukan yang lebih tinggi.

Besar isyarat tegangan keluaran dari komparator tidak bersifat linier secara proporsional terhadap besar tegangan input. Terdapat dua macam komparator, antara lain :

1.  Komparator Tak-Membalik (Non-Inverting Comparator)
2.  Komparator Membalik (Inverting Comparator)

Komparator membandingkan dua tegangan listrik dan mengubah keluarannya untuk menunjukkan tegangan mana yang lebih tinggi.
di mana Vs adalah tegangan catu daya dan penguat operasional beroperasi di antara + Vs dan − Vs.)

PENGUAT CLOSED LOOP (ANALOG)

Penguat (Amplifier)

Penguat eksperimen dapat dilakukan dalam berbagai bentuk:keluaran tegangan dari rangkaian jembatan,sinyal frekuensi rangkaian pencacah,sinyal tegangan menunjukkan perubahan kapasitans dan sebagainya.Dalam banyak hal sinyal-sinyal relative lemah dan harus diamplikasi(diperkuat) agar dapat menggerakkan sesuatu piranti keluaran.penguat juga berbagai jenis. Penguat (bahasa Inggris: Amplifier) adalah komponen elektronika yang dipakai untuk menguatkan daya (atau tenaga secara umum). Dalam bidang audio, amplifier akan menguatkan signal suara (yang telah dinyatakan dalam bentuk arus listrik) pada bagian inputnya menjadi arus listrik yang lebih kuat di bagian outputnya.

A.Penguat Instrumentasi


Penguat Instrumentasi adalah suatu penguat lingkar tertutup (closed loop) dengan masukan diferensial, dan penguatannya dapat diatur dengan menggunakan sebuah resistor variabel tanpa mempengaruhi CMRR. Fungsi utama suatu Penguat Instrumentasi adalah untuk memperkuat tegangan yang langsung berasal dari suatu sensor atau tranduser secara akurat.
Beberapa ciri khas dari suatu Penguat Instrumentasi :
- Drift rendah
- Common Mode Rejection Ratio (CMMR) tinggi
- Impedansi masukan tinggi (orde G clip_image002)
- Penguatan tinggi (lebih dari 100 kali)
Penguat instrumentasi adalah penguat tertutup, maka tidak perlu dipasang rangkaian umpan balik seperti halny dengan penguat operasional. Penguat instrumentasi dapat dibuat dengan menggunakan Op-Amp. Mutu penguat ini bergantung pada mutu Op-Amp yang digunakan, yang menyangkut offset masukan, drift pada tegangan keluaran CMMR, PSSR dan sebagainya.
Disamping itu CMMR dan ketepatan penguatan Op-Amp sangat bergantung kepada kepresisian komponen pasif (resistor) yang digunakan dan ada tidaknya tegangan offset pada Op-Amp.
Nilai hambatan resistor yang digunakan pada Penguat Instrumentasi sangat berpengaruh terhadap penguatan yang terjadi, sehingga apabila nilai hambatan resistor tidak presisi maka akan mengakibatkan adanya perbedaan pengukuran yang dilakukan dengan menggunakan dua persamaan di atas, seperti yang terjadi pada percobaan yang kami lakukan.

1.Penguat Diferensial

Mendesain sinyal level meter, histeresis pengatur suhu, osilator, pembangkit sinyal, penguat audio, penguat mic, filter aktif semisal tapis nada bass, mixer, konverter sinyal, integrator, differensiator, komparator dan sederet aplikasi lainnya, selalu pilihan yang mudah adalah dengan membolak-balik data komponen yang bernama op-amp. Komponen elektronika analog dalam kemasan IC (integrated circuits) ini memang adalah komponen serbaguna dan dipakai pada banyak aplikasi hingga sekarang. Hanya dengan menambah beberapa resitor dan potensiometer, dalam sekejap (atau dua kejap) sebuah pre-amp audio kelas B sudah dapat jadi dirangkai di atas sebuah proto-board.
Op-amp dinamakan juga dengan penguat diferensial (differential amplifier). Sesuai dengan istilah ini, op-amp adalah komponen IC yang memiliki 2 input tegangan dan 1 output tegangan, dimana tegangan output-nya adalah proporsional terhadap perbedaan tegangan antara kedua inputnya itu. Penguat diferensial seperti yang ditunjukkan pada gambar-1 merupakan rangkaian dasar dari sebuah op-amp.



Pada rangkaian yang demikian, persamaan pada titik Vout adalah Vout = A(v1-v2) dengan A adalah nilai penguatan dari penguat diferensial ini.
Titik input v1 dikatakan sebagai input non-iverting, sebab tegangan vout satu phase dengan v1. Sedangkan sebaliknya titik v2 dikatakan input inverting sebab berlawanan phasa dengan tengangan vout.

Ø Penguat Diferensial Sebagai Dasar Penguat Operasional

Penguat diferensial adalah suatu penguat yang bekerja dengan memperkuat sinyal yang merupakan selisih dari kedua masukannya. Berikut ini adalah gambar skema dari penguat diferensial sederhana:
Penguat diferensial tersebut menggunakan komponen BJT (Bipolar Junction Transistor) yang identik / sama persis sebagai penguat. Pada penguat diferensial terdapat dua sinyal masukan (input) yaitu V1 dan V2. Dalam kondisi ideal, apabila kedua masukan identik (Vid = 0), maka keluaran Vod = 0. Hal ini disebabkan karena IB1 = IB2 sehingga IC1 = IC2 dan IE1 = IE2. Karena itu tegangan keluaran (VC1 dan VC2) harganya sama sehingga Vod = 0.
Apabila terdapat perbedaan antara sinyal V1 dan V2, maka Vid = V1 – V2. Hal ini akan menyebabkan terjadinya perbedaan antara IB1 dan IB2. Dengan begitu harga IC1 berbeda dengan IC2, sehingga harga Vod meningkat sesuai sesuai dengan besar penguatan Transistor.
Untuk memperbesar penguatan dapat digunakan dua tingkat penguat diferensial (cascade). Keluaran penguat diferensial dihubungkan dengan masukan penguat diferensial tingkatan berikutnya. Dengan begitu besar penguatan total (Ad) adalah hasil kali antara penguatan penguat diferensial pertama (Vd1) dan penguatan penguat diferensial kedua (Vd2).
Dalam penerapannya, penguat diferensial lebih disukai apabila hanya memiliki satu keluaran. Jadi yang diguankan adalah tegangan antara satu keluaran dan bumi (ground). Untuk dapat menghasilkan satu keluaran yang tegangannya terhadap bumi (ground) sama dengan tegangan antara dua keluaran (Vod), maka salah satu keluaran dari penguat diferensial tingkat kedua di hubungkan dengan suatu pengikut emitor (emitter follower).
Untuk memperoleh kinerja yang lebih baik, maka keluaran dari pengikut emiter dihubungkan dengan suatu konfigurasi yang disebut dengan totem-pole. Dengan menggunakan konfigurasi ini, maka tegangan keluaran X dapat berayun secara positif hingga mendekati harga VCC dan dapat berayun secara negatif hingga mendekati harga VEE.
Apabila seluruh rangkaian telah dihubungkan, maka rengkaian tersebut sudah dapat dikatakan sebagai penguat operasional (Operational Amplifier (Op Amp)). Penjelasan lebih lanjut mengenai hal ini akan dilakukan pada sub bab berikut.

Ø Diagram Op-amp

Op-amp di dalamnya terdiri dari beberapa bagian, yang pertama adalah penguat diferensial, lalu ada tahap penguatan (gain), selanjutnya ada rangkaian penggeser level (level shifter) dan kemudian penguat akhir yang biasanya dibuat dengan penguat push-pull kelas B. Gambar-2(a) berikut menunjukkan diagram dari op-amp yang terdiri dari beberapa bagian tersebut.
Simbol op-amp adalah seperti pada gambar-2(b) dengan 2 input, non-inverting (+) dan input inverting (-). Umumnya op-amp bekerja dengan dual supply (+Vcc dan –Vee) namun banyak juga op-amp dibuat dengan single supply (Vcc ground). Simbol rangkaian di dalam op-amp pada gambar-2(b) adalah parameter umum dari sebuah op-amp. Rin adalah resitansi input yang nilai idealnya infinit (tak terhingga). Rout adalah resistansi output dan besar resistansi idealnya 0 (nol). Sedangkan AOL adalah nilai penguatan open loop dan nilai idealnya tak terhingga.
Saat ini banyak terdapat tipe-tipe op-amp dengan karakterisktik yang spesifik. Op-amp standard type 741 dalam kemasan IC DIP 8 pin sudah dibuat sejak tahun 1960-an. Untuk tipe yang sama, tiap pabrikan mengeluarkan seri IC dengan insial atau nama yang berbeda. Misalnya dikenal MC1741 dari motorola, LM741 buatan National Semiconductor, SN741 dari Texas Instrument dan lain sebagainya. Tergantung dari teknologi pembuatan dan desain IC-nya, karakteristik satu op-amp dapat berbeda dengan op-amp lain. Tabel-1 menunjukkan beberapa parameter op-amp yang penting beserta nilai idealnya dan juga contoh real dari parameter LM714.




PENGGUNAAN FUNGSI MATEMATIKA

TUJUAN :
1. Mampu mempergunakan fungsi matematika pada pemrograman mikrokontroler.
2. Mampu mengimplementasikan fungsi matematika untuk melakukan perhitungan matematika sederhana.

PERALATAN :
1. Komputer : 1 set
2. Arduino Uno : 1 pcs
3. Kabel USB tipe B : 1 pcs

PERCOBAAN :
10.1 Penggunaan Fungsi pada LibraryMath.h
Pada percobaan kali ini akan dijelaskan penggunaan fungsi matematika pada pemrograman mikrokontroler menggunakan Arduino IDE. Fungsi-fungsi yang digunakan telah tersedia pada file librarymath.h.
Prosedur :
1. Tuliskan sintaks program berikut ini, lakukan kompilasi dan upload program.
Tugas dan Pertanyaan :

1. Buka aplikasi Serial Monitor, kemudian amati data yang ditampilkan pada Serial Monitor. Periksalah hasil perhitungan pada program secara manual. Apakah ada yang salah dari perhitungan program ? Jika ada sebutkan pada fungsi apa ! Ada, yaitu pada fungsi trigonometri karena seharusnya input parameternya
berbentuk degrees.
2. Pada fungsi trigonometri, parameter input fungsi dalam bentuk apa ? radian atau
degree ? Dalam bentuk degree
3. Buatlah kalkulator sederhana dengan antarmuka serial port, dimana kalkulator tersebut mampu melakukan perhitungan besar sudut pada salah satu sudut segitiga. Gunakan fungsi trigonometri untuk melakukan perhitungan !

SLEEP MODE DAN WATCHDOG TIMER

TUJUAN :
1. Memahami penggunaan mode sleep pada mikrokontroler.
2. Memahami penggunaan watchdog timer pada program.

PERALATAN :
1. Komputer : 1 set
2. Arduino Uno : 1 pcs
3. Kabel USB tipe B : 1 pcs
4. Project board : 1 pcs
5. Kabel jumper : 1 pcs
6. LED : 1 pcs
7. Resistor 330 Ohm : 1 pcs

PERCOBAAN :

9.1 Sleep Mode Selama 4 Detik dan Wake Up Saat Terjadi Timer Overflow
Pada percobaan kali ini akan dibuat program untuk mengakses mode sleep pada mikrokontroler. Mode sleep akan terjadi selama 4 detik, kemudian mikrokontroler akan aktif kembali (wake up). Pada saat wake up, mikrokontroler akan melakukan perubahan terhadap kondisi LED yang terhubung pada pin 12. Sehingga jika program dijalankan, seakan-akan LED akan berkedip dengan selang waktu 4 detik. Namun, sebenarnya selama 4 detik tersebut mikrokontroler sedang dalam sleep mode (tidak melakukan apa-apa).
Prosedur :
1. Rangkailah rangkaian pada Gambar 9.1 berikut ini.
2. Tuliskan sintaks program berikut ini pada Arduino IDE kemudian lakukan kompilasi dan upload program.

Tugas dan Pertanyaan :

1. Amati hasil Percobaan 9.1, buatlah kesimpulan !
Ketika rangkaian yang disimulasi kita run, LED akan menyala sekitar 4 sampai 7
detik kemudian akan mati selama 6 sampai 7 detik. LED yang mati tersebut sedang
menjalankan sleep mode dan akan hidup kembali saat terjadi timer overflow.
2. Apakah manfaat penggunaan sleep mode pada mikrokontroler ? Jelaskan !
Manfaat sleep mode adalah untuk menghemat penggunaan daya. Karena pada saat
sleep mode beberapa fungsi yang ada di mikrokontroler akan dinonaktifkan sehingga
menyebabkan penghematan penggunaan daya.

9.2 Sleep Mode Selama 8 Detik dan Wake Up Saat Watchdog Timer Aktif
Pada percobaan kali ini akan dibuat program untuk mengakses watchdog timer pada mikrokontroler. Watchdog timer akan digunakan untuk mengaktifkan kembali mikrokontroler dari mode sleep. Watchdog timer akan terjadi tiap 8 detik.
Prosedur :
1. Gantilah sintaks program pada Percoban 9.1 menjadi seperti berikut ini, lakukan
kompilasi dan upload program ke mikrokontroler.
Tugas dan Pertanyaan :

1. Amati hasil Percobaan 9.2, buatlah kesimpulan !
Ketika rangkaian yang disimulasi kita run, LED akan menyala sangat sebentar
kemudian mati selama 8 sampai 10 detik, LED yang mati tersebut sedang
menjalankan sleep mode kemudian watchdog timer akan mengaktifkan
mikrokontroler yang sedang dalam keadaan sleep.
2. Apakah manfaat penggunaan watchdog timer pada mikrokontroler ? Jelaskan !
Manfaat penggunaan watchdog timer pada mikrokontroler adalah untuk
mengaktifkan kembali mikrokontroler dari sleep mode. Watchdog timer digunakan
untuk mengatasi sebuah situasi dimana program yang sedang berjalan mengalami
kemacetan sehingga menyebabkan sistem berhenti bekerja.

Rabu, 18 Desember 2013

VIDEO PRAKTIKUM 8 EEPROM MEMORY



TIMER SEBAGAI GENERATOR GELOMBANG



TUJUAN :

1.      Mampu membuat program untuk memanfaatkan timer sebagai gen rator gelombang.

2.     Mampu membuat program untuk memanfaatkan timer sebagai generator gelombang dengan adjustable duty cycle.

3.     Mampu membuat program untuk memanfaatkan timer sebagai generator gelombang dengan adjustable frekuensi.


PERALATAN :

1.
Komputer
: 1 set
2.
Arduino Uno
: 1 pcs
3.
Project board
: 1 pcs
4.
Kabel jumper
: 1 set
5.
LCD
: 1 pcs
6.
Potensiometer 10K
: 3 pcs
7.
LED
: 1 pcs
8.
Resistor 330 Ohm
: 1 pcs
9.
Transistor 2N2222
: 1 pcs
10.
Resistor 2K2
: 1 pcs


PERCOBAAN :

7.1 Generator Gelombang dengan Adjustable Duty cycle

Pada percobaan kali ini akan dibuat program untuk mengeluarkan gelombang kotak pada pada pin 9 (OC1A) . Gelombang yang akan dikeluarkan pada pin 9 adalah gelombang berbentuk kotak dengan duty cycle dapat diatur lebarnya. Lebar duty cycle akan diatur oleh potensiometer yang terhubung pada pin A0. Pada percobaan kali ini akan digunakan fungsi analogWrite yang berfungsi untuk mengeluarkan sinyal gelombang pada pin Pulse Width Modulation (PWM).


Prosedur :

1.  Buatlah rangkaian seperti Gambar 7.1.



2.   Tuliskan sintaks program berikut ini pada Arduino IDE, kemudian lakukan kompilasi dan upload program ke sistem minimum Arduino

int val = 0;

void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(9, OUTPUT);
}

void loop() {

val = analogRead(A0); analogWrite(9, val/4); Serial.print("PWM Value = "); Serial.println(val,DEC); delay(500);

}





Tugas dan Pertanyaan :

1.      Putarlah potensiometer R3 dari minimum sampai maksimum, kemudian amati intensitas cahaya pada LED. Jika potensiometer diputar pada posisi minimum bagaimana kondisi intensitas cahaya LED ? semakin terang atau semakin redup ? Jelaskan kenapa !
Pada  posisi  minimum kondisi intensitas cahaya LED mati ,LED semakin redup ketika potensiometer diputar dari maksimum ke minimum, karena jika nilai pwm yang diberikan semakin besar maka cahaya LED semakin terang, begitu juga sebaliknya.
2.      Jika potensiometer diputar pada posisi maksimum bagaimana kondisi intensitas cahaya LED ? semakin terang atau semakin redup ? Jelaskan kenapa !
Pada  posisi  maksimum kondisi intensitas cahaya LED semakin terang. Karena pembacaan analog sekirar 1023, sehingga pwm yang di berikan mendekati nilai 255 yang merupakan pwm maksimal.

3.      Lakukan simulasi dengan aplikasi Proteus, kemudian amati bentuk gelombang pada Test Point. Tampilkan gambar sinyal pada laporan !

Duty cycle 0% (0)
 


Duty cycle 25% (63.75)
Duty cycle 50% (127.5)


Duty cycle 75% (191.25)





Duty cycle 100% (255)









a.       Jelaskan sintaks program pada Percobaan 7.1 !






7.2  Generator Gelombang dengan Adjustable Frekuensi

Pada percobaan kali ini gelombang yang akan dikeluarkan pada pin 9 adalah gelombang berbentuk kotak dengan duty cycle yang besarnya tetap yaitu 50%, namun besarnya frekuensi dapat berubah-ubah. Perubahan frekuensi akan diatur oleh potensiometer yang terhubung pada pin A0. Program pada percobaan kali ini akan menggunakan konfigurasi register untuk mengeluarkan sinyal gelombang pada pin PWM.

Prosedur :

1.  Buatlah rangkaians eperti pada Gambar 7.2.

2.  Tuliskan  sintaks  program  berikut  ini  pada  Arduino  IDE,  kemudian  lakukan

kompilasi dan upload program ke sistem minimum Arduino.

int setCycles;

void set(int cycles) {
char oldSREG;
int dutyCycle = cycles * 0.5;
if (dutyCycle < 6)
{
dutyCycle = 6;

}
if (dutyCycle > 1015)
{
dutyCycle = 1015;
}
if (cycles < 50)
{
cycles = 50;

}
oldSREG =SREG; cli();
ICR1 = cycles; OCR1A = dutyCycle; SREG = oldSREG;
}

void setup()
{
TCCR1A = 0;
TCCR1B = _BV(WGM13);
TCCR1B &= ~(_BV(CS10) | _BV(CS11) |_BV(CS12)); TCCR1B |= _BV(CS10);
DDRB |= _BV(PORTB1); TCCR1A |= _BV(COM1A1);
}

void loop() {
int temp_cycles = analogRead(A0); if (temp_cycles != setCycles )
{
setCycles = temp_cycles; set(setCycles);
}
}



Tugas dan Pertanyaan :

1.      Lakukan simulasi dengan aplikasi Proteus, kemudian amati bentuk gelombang dan besarnya frekuensi pada Test Point. Jika potensiometer R3 di putar sampai posisi minimum berapakah nilai frekuensi yang terukur ? Jika potensometer diputar sampai posisi maksimum berapakah nilai frekuensi yang terukur ?
Nilai ketika potensio minimum adalah 333333.33 Hz dan ketika maks adalah
15384.61 Hz.

2.      Bagaimana dengan lebar pulsa (duty cycle), lebarnya berubah-ubah atau tetap ?
Tetap


7.3 PWM dengan Adjustable Frekuensi dan Duty cycle (7 KHz sampai 300 KHz)

Pada percobaan kali ini gelombang yang akan dikeluarkan pada pin 9 adalah gelombang berbentuk kotak dengan duty cycle dan frekuensi yang dapat berubah-ubah. Perubahan frekuensi akan diatur oleh potensiometer yang terhubung pada pin A0. Perubahan duty cycle akan diatur oleh potensiometer yang terhubung pada pin A1. Program pada percobaan kali ini akan menggunakan konfigurasi register untuk mengeluarkan sinyal gelombang pada pin PWM.

Prosedur :

1.  Rangkailah rangkaian pada Gambar 7.3.

2.      Tuliskan sintaks program berikut ini, kemudian lakukan kompilasi dan upload program.
int setCycles; int setDuty;
                        
void set(int cycles, float duty) { char oldSREG;

int dutyCycle = cycles * duty; if (dutyCycle < 6) {

dutyCycle = 6;

}

if (dutyCycle > 1015) { dutyCycle = 1015;

}

if (cycles < 50) { cycles = 50;

}

oldSREG = SREG; cli();

ICR1 = cycles; OCR1A = dutyCycle; SREG = oldSREG;

}

void setup() { TCCR1A = 0;

TCCR1B = _BV(WGM13);

TCCR1B &= ~(_BV(CS10) | _BV(CS11) | _BV(CS12)); TCCR1B |= _BV(CS10);

DDRB |= _BV(PORTB1); TCCR1A |= _BV(COM1A1);

}

void loop() {

int temp_cycles = analogRead(A0); int temp_duty = analogRead(A1);

if (temp_cycles != setCycles || temp_duty != setDuty) { setCycles = temp_cycles;

setDuty = temp_duty; set(setCycles, setDuty / 1024.0);
}

}

Tugas dan Pertanyaan :

1.      Lakukan simulasi dengan aplikasi Proteus, kemudian amati bentuk gelombang, besarnya frekuensi, dan lebar pulsa pada Test Point. Jika potensiometer pada A0 diputar sampai posisi minimum berapakah nilai frekuensi yang terukur ? Jika potensometer diputar sampai posisi maksimum berapakah nilai frekuensi yang terukur ?
Jika A0 di posisi minimum nilai yang terukur yaitu 285714.28 Hz dan jika di posisi maks nilai yang terukur adalah 13333.33 Hz

2.      Jika potensiometer pada A1 diputar dari posisi minimum sampai posisi maksimum apakah yang akan berubah ?
Perubahan terjadi pada duty cicle.