DFRduino Mega1280 TINJAUAN PUSTAKA

Nilai yang terukur ADC sebelum penguatan terlihat stabil tanpa adanya perubahan nilai. Hal ini bukan berarti bahwa rangkaian tidak memiliki derau. Hasil pengukuran menggunakan osiloskop Gambar 17 memperlihatkan bahwa tegangan yang terukur memiliki lebar tegangan sekitar 4 mV. Artinya, tegangan keluaran dapat memiliki nilai yang berbeda-beda dalam rentang 4 mV. Nilai tersebut masih berada dibawah resolusi ADC 10 bit dengan referensi tegangan 5 V, yaitu 4.88 mV. Perubahan tegangan yang berlangsung tidak dideteksi oleh ADC dalam bentuk perubahan bit. Kondisi yang berbeda terjadi pada saat dilakukan proses penguatan. Selain sinyal yang bersumber dari sensor, derau juga ikut mengalami penguatan oleh IA sehingga memberikan pengaruh yang signifikan. Pengukuran menggunakan osiloskop memperlihatkan bahwa derau setelah penguatan 100 kali bernilai 200 mV dengan frekuensi sekitar 50 Hz. Nilai tersebut setara dengan 40 bit pada data digital. Melihat pola sinyal yang periodik sangat dimungkinkan derau berasal dari rangkaian catu daya yang mengubah arus bolak-balik menjadi searah. Untuk mengatasi munculnya derau akibat penguatan maka ditambahkan rangkaian LPF pasif dengan frekuensi potong 1 Hz. Perubahan sinyal akibat derau dengan frekuensi diatas 1 Hz akan diblok. Rangkaian hanya melewatkan nilai sebenarnya dari rangkaian sebelumnya. Frekuensi potong 1 Hz didapatkan dari kombinasi resistor 3.9 k  dan kapasitor 47 F. Tegangan keluaran rangkaian LPF hasil perhitungan Gambar 18 memperlihatkan pola yang sama dengan hasil eksperimen menggunakan ADC Gambar 19 dan osiloskop Gambar 20. Gambar 18 Tegangan keluaran rangkaian LPF untuk frekuensi berbeda. 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 10 20 30 40 50 Te gan gan Ke lu ar an V Frekuensi Hz Gambar 19 Nilai keluaran ADC dengan dan tanpa filter. Gambar 20 Sinyal keluaran LPF dengan dan tanpa filter menggunakan osiloskop Berdasarkan hasil perhitungan, tegangan keluaran rangkaian LPF untuk sinyal dengan frekuensi kurang atau sama dengan 1 Hz memiliki tegangan keluaran yang sama dengan sumbernya yaitu 5 V. Semakin besar nilai frekuensi sumber maka kontribusi terhadap tegangan keluaran semakin kecil. Sinyal dengan frekuensi 50 Hz memiliki tegangan keluaran mendekati 0 V. Hal ini berarti, sinyal yang berubah secara periodik dengan frekuensi di atas 1 Hz tidak akan memberikan pengaruh terhadap tegangan keluaran. Hasil eksperimen menggunakan ADC memperlihatkan penambahan rangkaian LPF dengan frekuensi potong 1 Hz dapat mengurangi kehadiran derau dalam jumlah yang signifikan. Terlihat adanya penurunan data sekitar 15 bit atau sekitar 75 mV dari data tertinggi sebelum menggunakan LPF. Penurunan tersebut selain oleh mekanisme signal blocking yang dilakukan LPF juga dimungkinkan oleh adanya tegangan jatuh di resistor pada rangkaian LPF yang menyebabkan nilai keluaran lebih kecil dari nilai sumber. 920 925 930 935 940 945 950 955 5 10 15 20 25 30 B it Data tanpa filter filter 1 Hz