LS-INSTRUMENTASI (5)
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
LAB SHEET PRAKTIK INSTRUMENTASI
Semester 3
ANALOG TO DIGITAL CONVERTER
No. LST/PTE/EKA6218 Revisi: 00
Tgl: September 2015
200 menit
Page 1 of 4
INDIKATOR CAPAIAN PEMBELAJARAN PRAKTIK
Dengan mempelajari dan praktik menggunakan Labsheet ini, diharapkan mahasiswa
mampu:
1. Mengetahui prinsip kerja rangkaian Analog to Digital Converter
2. Mengetahui perhitungan konversi tegangan analog kedalam data digital
DASAR TEORI
Digital to Analog Converter adalah perangkat elektronika yang berfungsi untuk
mengubah sinyal digital (diskrit) menjadi sinyal analog (kontinyu). Aplikasi DAC (Digital To
Analog Converter) adalah sebagai antarmuka (interface) antara perangkat yang bekerja
dengan sistem digital dan perangkat pemroses sinyal analog. Perangkat DAC (Digital To
Analog Converter) dapat berupa rangkaian elektronika dan chip IC DAC.Penguat noninverting memiliki ciri khusus yaitu sinyal output adalah sefasa dengan sinyal masukan.
Rangkaian ini ditunjukkan oleh gambar berikut.
Gambar . Rangkaian Penguat Non Inverting.
Penguatan dari rangkaian penguat jenis ini adalah berdasar pada persamaan berikut
�
= ��
�1 + �2
�1
Jenis – jenis DAC (Digital to Analog Conveter)
a.
b.
c.
d.
PWM simple DAC Converter
Oversampling DAC sebagai contoh Delta Sigma DAC
Binary Weighted DAC
R-2R Ladder Network DAC
R-2R Ladder Network DAC
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
LAB SHEET PRAKTIK INSTRUMENTASI
Semester 3
ANALOG TO DIGITAL CONVERTER
No. LST/PTE/EKA6218 Revisi: 00
Tgl: September 2015
200 menit
Page 2 of 4
Metode konversi digital to analog ini banyak digunakan dalam IC DAC. Pada
rangkaian R/2R Ladder, hanya diperlukan
dua buah resistor yang tersusun secara
periodic. Sebagai input resistansi tiap bit adalah R, sedangkan 2R sebagai pembentuk
jaringan cascade. Dalam rangakaian ini untuk nilai R = 22k sehingga untuk nilai 2R=
2*22k=44k atau 47k. Contoh desain 8 bit rangkaian R/2R Ladder ditunjukkan pada
gambar berikut.
Prinsip kerja dari rangkaian R/2R Ladder DAC adalah sebagai berikut : informasi
digital 8 bit masuk ke switch B0 sampai B7. Untuk penguatan pada op-amp
� =1+
�18
= 1.021 �
�19
Dengan pengaturan pada setiap switch akan menyebabkan perubahan pembagian
tegangan dan arus yang masuk melalui input non-inverting pada tiap susunan R-2R
Ladder.
�
= 1+
�18
�19
∗
�0
�1
�2
�3
�4
�5
�6
�7
+
+
+
+
+
+
+
128
64
32
16
8
4
2
1
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
LAB SHEET PRAKTIK INSTRUMENTASI
Semester 3
ANALOG TO DIGITAL CONVERTER
No. LST/PTE/EKA6218 Revisi: 00
Tgl: September 2015
200 menit
Page 3 of 4
BAHAN DAN ALAT
1. Multimeter (1)
2. Trainer Signal Conditioning
3. Project board (1)
4. Kabel jumper secukupnya
Keselamatan Kerja
1. Pastikan polaritas tegangan pada adaptor sesuai (+)!
2. Pastikan pin VCC dan pin Ground IC mendapatkan sumber VCC dan Ground yang
sesuai (jangan terbalik)!
3. Hubungkan dengan sumber tegangan apabila rangkaian sudah dipastikan sesuai!
4. Untuk memudahkan analisa rangkaian gunakan warna pengkabelan yang konsisten
(misal merah untuk Vcc, hitam untuk ground, hijau untuk penghubung komponen dan
putih untuk titik pengukuran)!
5. Jangan menghidupkan trainer sebelum pemasangan modul dan rangkaian diperiksa
oleh instruktur/guru.
6. Ikuti langkah – langkah yang ada dalam modul praktikum ini.
7. Mintalah petunjuk instrukstur/guru jika terdapat hal – hal yang meragukan.
8. Jauhkan perlengkapan yang tidak diperlukan dari meja kerja.
9. Hindari bercanda dengan sesama teman untuk menjaga agar tidak terjadi kecelakaan
saat praktikum berlangsung.
Langkah Kerja
Lakukanlah percobaan satu demi satu, dimulai dengan langkah-langkah yang harus
ditempuh dalam praktikum berikut ini :
1. Ambil dan pasangkan modul rangkaian ADC pada Signal Conditioning Area,
kemudian nyalakan trainer.
2. Atur batas ukur multimeter pada DC-Volt pada skala 10 Volt.
3. Aktuasi saklar B7 hingga led menyala dan perhatikan output keluaran.
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
LAB SHEET PRAKTIK INSTRUMENTASI
Semester 3
ANALOG TO DIGITAL CONVERTER
No. LST/PTE/EKA6218 Revisi: 00
Tgl: September 2015
200 menit
Page 4 of 4
4. Aktuasi saklar lain dan perhatikan keluaran tegangan pada multimeter. Masukkan
hasilnya pada table pengamatan.
5. Ubah saklar lain mengikuti table dibawah ini.
B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 Vout Keterangan
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
1
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Bahan Diskusi!
Diskusikan mengenai
konsep DAC (what,
why, how) dan
rekomendasikan
suatu terapan
instrumentasi
menggunakan DAC!
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
LAB SHEET PRAKTIK INSTRUMENTASI
Semester 3
ANALOG TO DIGITAL CONVERTER
No. LST/PTE/EKA6218 Revisi: 00
Tgl: September 2015
200 menit
Page 1 of 4
INDIKATOR CAPAIAN PEMBELAJARAN PRAKTIK
Dengan mempelajari dan praktik menggunakan Labsheet ini, diharapkan mahasiswa
mampu:
1. Mengetahui prinsip kerja rangkaian Analog to Digital Converter
2. Mengetahui perhitungan konversi tegangan analog kedalam data digital
DASAR TEORI
Digital to Analog Converter adalah perangkat elektronika yang berfungsi untuk
mengubah sinyal digital (diskrit) menjadi sinyal analog (kontinyu). Aplikasi DAC (Digital To
Analog Converter) adalah sebagai antarmuka (interface) antara perangkat yang bekerja
dengan sistem digital dan perangkat pemroses sinyal analog. Perangkat DAC (Digital To
Analog Converter) dapat berupa rangkaian elektronika dan chip IC DAC.Penguat noninverting memiliki ciri khusus yaitu sinyal output adalah sefasa dengan sinyal masukan.
Rangkaian ini ditunjukkan oleh gambar berikut.
Gambar . Rangkaian Penguat Non Inverting.
Penguatan dari rangkaian penguat jenis ini adalah berdasar pada persamaan berikut
�
= ��
�1 + �2
�1
Jenis – jenis DAC (Digital to Analog Conveter)
a.
b.
c.
d.
PWM simple DAC Converter
Oversampling DAC sebagai contoh Delta Sigma DAC
Binary Weighted DAC
R-2R Ladder Network DAC
R-2R Ladder Network DAC
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
LAB SHEET PRAKTIK INSTRUMENTASI
Semester 3
ANALOG TO DIGITAL CONVERTER
No. LST/PTE/EKA6218 Revisi: 00
Tgl: September 2015
200 menit
Page 2 of 4
Metode konversi digital to analog ini banyak digunakan dalam IC DAC. Pada
rangkaian R/2R Ladder, hanya diperlukan
dua buah resistor yang tersusun secara
periodic. Sebagai input resistansi tiap bit adalah R, sedangkan 2R sebagai pembentuk
jaringan cascade. Dalam rangakaian ini untuk nilai R = 22k sehingga untuk nilai 2R=
2*22k=44k atau 47k. Contoh desain 8 bit rangkaian R/2R Ladder ditunjukkan pada
gambar berikut.
Prinsip kerja dari rangkaian R/2R Ladder DAC adalah sebagai berikut : informasi
digital 8 bit masuk ke switch B0 sampai B7. Untuk penguatan pada op-amp
� =1+
�18
= 1.021 �
�19
Dengan pengaturan pada setiap switch akan menyebabkan perubahan pembagian
tegangan dan arus yang masuk melalui input non-inverting pada tiap susunan R-2R
Ladder.
�
= 1+
�18
�19
∗
�0
�1
�2
�3
�4
�5
�6
�7
+
+
+
+
+
+
+
128
64
32
16
8
4
2
1
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
LAB SHEET PRAKTIK INSTRUMENTASI
Semester 3
ANALOG TO DIGITAL CONVERTER
No. LST/PTE/EKA6218 Revisi: 00
Tgl: September 2015
200 menit
Page 3 of 4
BAHAN DAN ALAT
1. Multimeter (1)
2. Trainer Signal Conditioning
3. Project board (1)
4. Kabel jumper secukupnya
Keselamatan Kerja
1. Pastikan polaritas tegangan pada adaptor sesuai (+)!
2. Pastikan pin VCC dan pin Ground IC mendapatkan sumber VCC dan Ground yang
sesuai (jangan terbalik)!
3. Hubungkan dengan sumber tegangan apabila rangkaian sudah dipastikan sesuai!
4. Untuk memudahkan analisa rangkaian gunakan warna pengkabelan yang konsisten
(misal merah untuk Vcc, hitam untuk ground, hijau untuk penghubung komponen dan
putih untuk titik pengukuran)!
5. Jangan menghidupkan trainer sebelum pemasangan modul dan rangkaian diperiksa
oleh instruktur/guru.
6. Ikuti langkah – langkah yang ada dalam modul praktikum ini.
7. Mintalah petunjuk instrukstur/guru jika terdapat hal – hal yang meragukan.
8. Jauhkan perlengkapan yang tidak diperlukan dari meja kerja.
9. Hindari bercanda dengan sesama teman untuk menjaga agar tidak terjadi kecelakaan
saat praktikum berlangsung.
Langkah Kerja
Lakukanlah percobaan satu demi satu, dimulai dengan langkah-langkah yang harus
ditempuh dalam praktikum berikut ini :
1. Ambil dan pasangkan modul rangkaian ADC pada Signal Conditioning Area,
kemudian nyalakan trainer.
2. Atur batas ukur multimeter pada DC-Volt pada skala 10 Volt.
3. Aktuasi saklar B7 hingga led menyala dan perhatikan output keluaran.
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
LAB SHEET PRAKTIK INSTRUMENTASI
Semester 3
ANALOG TO DIGITAL CONVERTER
No. LST/PTE/EKA6218 Revisi: 00
Tgl: September 2015
200 menit
Page 4 of 4
4. Aktuasi saklar lain dan perhatikan keluaran tegangan pada multimeter. Masukkan
hasilnya pada table pengamatan.
5. Ubah saklar lain mengikuti table dibawah ini.
B0 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 Vout Keterangan
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
1
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Bahan Diskusi!
Diskusikan mengenai
konsep DAC (what,
why, how) dan
rekomendasikan
suatu terapan
instrumentasi
menggunakan DAC!