Post on 07-Mar-2016
description
LAPORAN PRAKTIKUMJobsheet : Pengkondisi sinyal
Tgl Penyerahan Laporan: 9 Januari 2007
LAPORAN PRAKTIKUMINSTRUMENTASI DAN PENGUKURAN
PENGKONDISIAN SINYAL
Dosen Pembimbing : Ignatius Riyadi Mardyanto, MT
Disusun oleh :
Lucky Ramadhani Saputra [06221042]
Partner :
Nama Nim.Ilhamdi [06221038]Iwan Husaeni [06221039]Kamalluloh [06221041]Lutfi Lukman N [06221043]M. Taufik Hidayat [06221044]M. Adam [06221045]Nurlinda Ali Rahman [06221046]
TEKNIK KONVERSI ENERGIPOLITEKNIK NEGERI
BANDUNG 2007
Lucky Ramadhani Saputra/06221042/D3/T. Konversi Energi
LAPORAN PRAKTIKUMJobsheet : Pengkondisi sinyal
Modul Praktikum Zero & Span Converter
I. Tujuan
1. Mampu membuat rangkaian span and zero converter.
II. Dasar Teori
Output suatu tranduser jarang yang sesuai (match) dengan suatu pengkondisi sinyal,
ADC, display atau komputer. Misalnya suatu load cell mempunyai sensitifitas 20 Volt
lb , sedangkan tanpa beban output yang dihasilkan 18 mVolt, sementara panel meter
digital memerlukan pengubah 0.01 m Volt lb . Atau ADC memerlukan sinyal 0 sampai
5 Volt, sementara output tranduser hanya sebesar 2.48 - 3.90 Volt.
Rangkaian zero and span pada percobaan ini memperlihatkan cara untuk mengatasi
permasalahan seperti di atas. Dengan membuat sinyal linier melalui suatu span (slope)
and zero (perpotongan dengan sumbu y pada koordinat kartesian) akan didapat
parameter-parameter yang berhubungan dengan tegangan yang diinginkan. Span and
zero converter dapat dibuat dengan menggunakan rangkaian penjumlah (Inverting
summer), seperti tampak pada gambar-9.1.
Rumus umum span and zero converter :
Lucky Ramadhani Saputra/06221042/D3/T. Konversi Energi
LAPORAN PRAKTIKUM Jobsheet : Pengkondisi sinyal
Harga Rf dipilih relatif besar, sehingga perubahan sedikit pada Ri tidak akan
membebani
sensor, harga (nilai) Ri dapat dihitung, demikian pula nilai Ros dapat dihitung bila V
dapat ditentukan.
III. Alat dan Bahan
1. Kit praktikum
2. Osiloskop
3. Multimeter (2 buah)
IV. Problem/Prosedur Percobaan
Diketahui suatu tranduser temperatur menghasilkan tegangan keluaran sebesar 2.48 V
untuk kondisi temperatur minimum dan menghasilkan keluaran 3.90 V untuk kondisi
temperatur maksimum. Keluaran tranduser akan dihubungkan dengan suatu ADC
dengan input ADC 0 - 5 Volt. Buatlah suatu rangkaian span and zero converter untuk
problem di atas.
Lucky Ramadhani Saputra/06221042/D3/T. Konversi Energi
LAPORAN PRAKTIKUMJobsheet : Pengkondisi sinyal
Modul Praktikum Voltage to Current Converter
I. Tujuan
1. Mengetahui teknik pengubah sinyal tegangan ke arus dengan metoda :
1- floating load
2- grounded load
2. Mampu membuat pengubah sinyal tegangan ke arus
II. Dasar Teori
Pengiriman sinyal dalam bentuk tegangan menimbulkan banyak permasalahan.
Tahanan seri antara keluaran pengkondisi sinyal dan beban bergantung pada jarak
kabel yang digunakan, temperatur dan bagus/tidaknya sambungan yang digunakan.
Bahkan kebocoran beberapa mV sepanjang kabel dapat mengakibatkan kesalahan
pengukuran. Dengan menggunakan mode transmisi arus diharapkan, beban dapat
menerima semua informasi sinyal yang dikirimkan. Pengubahan sinyal tegangan ke
arus dilakukan dengan dua cara, yaitu :
1. Floating load
2. Grounded load
Figure 8-3 a. Rangkaian pengubah tegangan ke arus (floating
load) b. Kurva karakteristik perancangan
Lucky Ramadhani
Saputra/06221042/D3/T. Konversi Energi
LAPORAN PRAKTIKUMJobsheet : Pengkondisi sinyal
Arus yang lewat RS
Catatan : VRS > IR load + e2 - e1
III. Alat dan Bahan
1. Kit praktikum
2. Multimeter (2)
IV. Problem/Prosedur Percobaan
Diketahui suatu ADC dengan input ADC 0 - 5 Volt. Buatlah suatu rangkaian Voltage
to current converter untuk problem di atas. Dengan output keluaran yang akan
dihubungkan dengan Transmitter dengan masukan arus (input) 4 - 20 mA.
Lucky Ramadhani
Saputra/06221042/D3/T. Konversi Energi
LAPORAN PRAKTIKUMJobsheet : Pengkondisi sinyal
Modul Praktikum Pengubah Arus ke Tegangan
I. Tujuan
1. Mempelajari teknik pengubah sinyal dari sinyal arus ke sinyal tegangan.
2. Mampu membuat pengubah sinyal arus ke tegangan.
II. Dasar TeoriSekali sinyal arus dikirimkan pada suatu lokasi, sinyal ini harus diubah menjadi tegangan.
Biasanya alat-alat display atau recording data mempunyai input dalam bentuk tegangan.
Untuk pengiriman arus dalam bentuk grounded load, cara pengubahan ke tegangan adalah
dengan memasang suatu RL, seperti tampak pada Figure 9-6.
Untuk pengaturan span and zero disediakan Ie, U2, dan U3 sebagai buffer, mengisolasi
RL dan Ri. Permasalahan yang ada pada teknik grounded reference adalah bahwa arus
ground yang harus dikembalikan antara transmitter dan receiver sehingga akan
menyebabkan drop tegangan. Perbedaan potensial pada ground bisa beberapa volt.
Untuk mengatasi hal tersebut digunakan teknik floating load. Arus dikirim dan
dikembalikan melalui beban dengan dua kawat. Kenaikan atau penurunan akan terjadi
pada kedua kawat sehingga pengaruhnya akan saling menghilangkan. Figure 9-7
memperlihatkan teknik ini.
Lucky Ramadhani Saputra/06221042/D3/T. Konversi Energi
LAPORAN PRAKTIKUMJobsheet : Pengkondisi sinyal
* Yakinkan bahwa Ri >> Rspan untuk mengantisipasi kesalahan pembebanan.
III. Alat dan Bahan
1. Kit praktikum
2. Multimeter (2)
IV. Problem/Prosedur Percobaan
Diketahui suatu Transmitter dengan masukan arus (input) 4 - 20 mA. Buatlah suatu
rangkaian current to Voltage converter untuk problem di atas. Dengan output keluaran
yang akan dihubungkan dengan rectifier dengan masukan tegangan (input) 0 - 5 Volt.
Lucky Ramadhani Saputra/06221042/D3/T. Konversi Energi
LAPORAN PRAKTIKUMJobsheet : Pengkondisi sinyal
V. ANALISA DATAModul praktikum zero & span converter
Kurva karakteristik perancangan span and zero converter
Data Modul Praktikum Zero Span
No V in e in V output (V) Keterangan(V) (V) simulasi perhitungan praktikum
1 -2.473 2.48 0.02 0.02 3.42 -2.473 2.6 0.44 0.44 3.63 -2.473 2.8 1.14 1.14 3.84 -2.473 3.0 1.84 1.84 45 -2.473 3.3 2.89 2.89 4.46 -2.473 3.6 3.94 3.94 4.657 -2.473 3.9 4.99 4.99 4.95
Lucky Ramadhani Saputra/06221042/D3/T. Konversi Energi
LAPORAN PRAKTIKUMJobsheet : Pengkondisi sinyal
Modul praktikum Voltage to Current Converter
Kurva karakteristik perancangan Pengubah tegangan ke arus
Data Modul Praktikum Voltage to Current Converter
No V in e in I output (mA)(V) (V) simulasi perhitungan praktikum Keterangan
1 -15 0 4.01 4.00 4.232 -15 1 7.04 7.20 6.923 -15 2 10.07 10.40 8.104 -15 3 13.11 13.60 10.475 -15 4 16.14 16.80 13.036 -15 5 19.17 20.00 15.40
Lucky Ramadhani Saputra/06221042/D3/T. Konversi Energi
LAPORAN PRAKTIKUMJobsheet : Pengkondisi sinyal
Modul praktikum Current to Voltage Converter
Kurva karakteristik perancangan Pengubah tegangan ke arus
Data Modul Praktikum Current to Voltage Converter
No I in V output (V) Keterangan(mA) simulasi perhitungan praktikum
1 4 0.1 0 0.26 Hasil2 8 1.3 1.2 1.89 praktikum3 12 2.5 2.4 3.61 bersumber4 16 3.7 3.6 4.86 Dari kelompok5 20 4.9 4.8 lain
Lucky Ramadhani Saputra/06221042/D3/T. Konversi Energi
LAPORAN PRAKTIKUMJobsheet : Pengkondisi sinyal
VI. PEMBAHASAN
Seperti yang kita ketahui bahwa Pengkondisian sinyal bagian dari penyusun
system pengendali dibawah ini akan dibahas secara umum :
Sistem Kendali Lup Tertutup (Lengkap)
Elemen Dasar Sistem Pengendalian Lup Tertutup:
1. Elemen Pengukuran
Mengukur besarnya variabel yang akan dikendalikan (Y) dan menghasilkan sinyal
hasil pengukuran (Ym) yang sebanding.
2. Elemen Pembanding
Membandingkan apakah nilai parameter proses yang dikendalikan (diwakili oleh
Ym) sudah sesuai dengan nilai parameter proses yang dikehendaki (diwakili oleh
R). Hasil perbandingannya disebut sinyal kesalahan/error (e) yang dinyatakan
dalam persamaan: e = R Ym
3. Elemen Kendali Memutuskan langkah apa yang akan diambil berdasarkan informasi sinyal kesalahan
(e) tersebut. Hasil keputusannya (O) diperoleh berdasarkan perhitungan-
perhitungan tertentu dan hasilnya dikirimkan ke unit koreksi untuk dilaksanakan.
Elemen kendali menghitung besarnya koreksi yang diperlukan oleh unit koreksi.
4. Elemen Koreksi
Menerjemahkan perintah dari unit kendali dan melaksanakan perintah tersebut
dalam bentuk aksi nyata (M) yang berpengaruh langsung terhadap perubahan nilai
parameter proses yang akan dikendalikan.
5. Elemen Proses
Merupakan obyek dari suatu sistem pengendalian. Output proses merupakan nilai
parameter proses yang akan dikendalikan (Y).
Lucky Ramadhani Saputra/06221042/D3/T. Konversi Energi
LAPORAN PRAKTIKUMJobsheet : Pengkondisi sinyal
Elemen Pengukuran terdiri dari dua elemen:
1. Sensing Element (sensor)
Merupakan bagian yang pertama kali mendeteksi besarnya variabel proses (Y).
Elemen ini akan menghasilkan output yang sebanding dengan variabel proses,
akan tetapi belum tentu sesuai dengan format pengendali yang digunakan.
2. Transmitter
Merupakan bagian yang berfungsi untuk mengolah sinyal output sensor menjadi
sinyal yang cocok dengan format pengendali (Ym).
Elemen Koreksi terdiri dari tiga
elemen: 1. Pengkonversi sinyal
1n Memodifikasi sinyal keluaran pengendali agar memiliki format yang
cocok bagi elemen penggerak (aktuator).
2n Terjadi penguatan daya dan/atau perubahan bentuk fisis sinyal.
2. Aktuator
1n Merupakan bagian yang mentranslasikan sinyal output pengkonversi
sinyal menjadi suatu aksi nyata pada elemen kendali akhir.
3. Elemen Kendali akhir (final control element)
1n Merupakan bagian yang memiliki pengaruh langsung pada perubahan
variabel proses (output proses).
2n Output dari elemen kendali akhir merupakan input dari proses yang
dapat dimanipulasi/diubah-ubah besarnya agar process variable
(controlled variable) besarnya sama dengan set point
Kendala / permasalahan dan Pemecahan masalah pada saat praktikum
1 Komponen yang sudah rusak pada kit praktikum, sebelum praktikum semua
komponen di cek terlebih dahulu dan menganti / menukar dengan kit
praktikum yang lain.
2 Rangkaian yang kurang tepat, sebelum praktikum setelah pengecekan
komponen, maka menyesuaikan rangkaian sesuai modul praktikum.
3 Alat penunjang lain yang tidak sesuai ( power supply ), mengganti dengan
power supply yang lain.
Lucky Ramadhani Saputra/06221042/D3/T. Konversi Energi
LAPORAN PRAKTIKUMJobsheet : Pengkondisi sinyal
VII. Kesimpulan
1 Rangkaian zero span merupakan elemen penguat, yang berfungsi sebagai
penguat sinyal dari sebuah sensor untuk disampaikan ke elemen berikutnya
agar Output suatu tranduser jarang yang sesuai (match) dengan suatu
pengkondisi sinyal, ADC, display atau computer dapat di minimalisasi.
2 Rangkaian voltage to current converter merupakan elemen transmitter yang
berfungsi untuk mengolah sinyal output sensor menjadi sinyal yang cocok
dengan format pengendali (Ym). Pada praktikum ini Rangkaian voltage to
current converter mengubah sinyal tegangan menjadi sinyal arus listrik.
Pengiriman sinyal dalam bentuk tegangan menimbulkan banyak permasalahan,
seperti :
1 Tahanan seri antara keluaran pengkondisi sinyal
2 Beban bergantung pada jarak kabel yang digunakan
3 Temperatur
4 Sambungan yang digunakan
5 Kebocoran tegangan walaupun beberapa mV sepanjang kabel Dengan menggunakan Rangkaian voltage to current converter diharapkan, beban
dapat menerima semua informasi sinyal yang dikirimkan.
1 Rangkaian current to voltage converter merupakan elemen Pengkonversi
sinyal, yang berfungsi memodifikasi sinyal keluaran pengendali agar memiliki
format yang cocok ( tegangan ) bagi elemen penerimanya ( rectifier ) yang
biasanya berupa pengkondisi sinyal, ADC, display atau computer.
2 Dalam aplikasinya semua rangkaian memiliki gangguan baik dari komponen
atau yang lainnya, yang menyebabkan transmisi sinyal kurang sesuai dengan
yang diharapkan.
VIII. Daftar Pustaka
Gunterus, Frans. 1995. Falsafah dasar: sistem pengendalian proses. Jakarta:
Erlangga.
Mardiyanto,I.R. 2004. Jobsheet Instrumentasi dan pengukuran. Bandung:
Polban. Harjatmo, R. Agoeng. ____. Kuliah Pengaturan. Bandung: Polban.
Lucky Ramadhani Saputra/06221042/D3/T. Konversi Energi