modul 1,2 dan 6
DESCRIPTION
MODUL PraktikumTRANSCRIPT
-
MODUL 1
KARAKTERISTIK STATIK SISTEM
1.1 TUJUAN PRAKTIKUM
1. Memahami karakteristik statik instrument
2. Memahami metoda kalibrasi dan melakukan kalibrasi instrumen ukur
1.2 ALAT-ALAT PRAKTIKUM
NI ELVIS II (Digital Multimeter, Osioskop, Generator Sinyal)
Sumber DC
Potensiometer (Modul Karakteristik Statik Sistem)
1.3 TEORI DASAR
Di dalam pengukuran umumnya dibutuhkan instrumen sebagai suatu cara
untuk menentukan kuantitas atau variabel besaran fisis yang ingin diketahui.
Masalah yang harus diperhatikan dalam melakukan pengukuran adalah hasil
ukur mendekati harga benar. Untuk memperkecil kesalahan tersebut
dibutuhkan pemahaman yang baik tentang prinsip kerja serta cara
mengoperasikan alat ukur, tata cara pengukuran yang baik, metode kalibrasi
yang digunakan dan metoda analisis tambahan bila diperlukan. Dalam
praktikum ini akan dipelajari beberapa hal yang berhubungan dengan
karakteristik statik suatu instrumen dan cara mengkalibrasi instrumen.
Metode kalibrasi yang sering dilakukan adalah kalibrasi statik atau kalibrasi
perbandingan/metode komparasi. Dalam kalibrasi ini besaran fisis diukur oleh
standar dan oleh instrumen yang akan dikalibrasi, sehingga instrumen yang
dikalibrasi akan mempunyai ketelitian yang sama atau di bawah standar
(dalam toleransi tertentu). Beberapa hal yang akan dipelajari pada percobaan
karakteristik statik ini adalah
karakteristik statik yang akan dipelajari pada percobaan ini antara lain
berkaitan dengan ketelitian (accuracy), ketepatan (precision), sensitivitas
(sensitivity) serta kesalahan (error)
penggunaan dan prinsip kerja alat ukur dan sumber listrik meliputi :
multimeter, generator sinyal, osiloskop, sumber DC
-
prosedur, perhitungan dan kegunaan kalibrasi instrumentasi
1.4 PERCOBAAN
1.4.1 PERCOBAAN PRAKTIKUM 1 : KARAKTERISTIK POTENSIOMETER
1.4.1.1 PROSEDUR PERCOBAAN 1
1. Alat-alat : Sumber DC, Multimeter Digital (NI ELVIS II), dan Potensiometer
(Modul Karakteristik Statik Sistem).
2. Hidupkan alat-alat percobaan 10 menit
3. Atur potensiometer ke posisi paling bawah
4. Hubungkan kutub positif multimeter ke pin 1 dari potensiometer
5. Hubungkan pin 2 ke kutub negatif multimeter
6. Geser potensiometer setiap 1 skala sampai dengan ke posisi paling atas
7. Catat tegangan yang terbaca pada multimeter tiap perpindahan 1 skala dari
potensiometer
8. Geser potensiometer setiap 1 skala sampai dengan ke posisi paling bawah
dan catat tegangan yang terbaca pada multimeter
TABULASI PERCOBAAN 1
Posisi Skala Vmultimeter(volt)
2
3
4
5
6
Posisi Skala Vmultimeter(volt)
6
5
4
3
2
1.4.1.2 TUGAS ANALISIS PROSEDUR PERCOBAAN 1
1. Buat kurva tegangan yang terbaca pada multimeter (V) terhadap posisi
potensiometer (x) (Kurva kalibrasi)
2. Tentukan error menggunakan metode least square
3. Hitung linieritas potensiometer
-
1.4.2 PERCOBAAN PRAKTIKUM 2 : KARAKTERISTIK POTENSIOMETER
1.4.2.1 PROSEDUR PERCOBAAN 2
1. Alat-alat : Sumber DC, Multimeter Digital dan Osiloskop (NI ELVIS II),
Potensiometer (Modul Karakteristik Statik Sistem)
2. Perisapkan mode multimeter digital dan osiloskop pada NI ELVIS II
3. Atur potensiometer ke posisi paling bawah
4. Hubungkan kutub positif osiloskop ke pin 1 dari potensiometer
5. Hubungkan pin 2 ke kutub negatif osiloskop
6. Geser potensiometer setiap 1 skala sampai dengan ke posisi paling atas
1. Catat tegangan yang terbaca pada osiloskop tiap perpindahan 1 skala dari
potensiometer
2. Setelah mencapai posisi paling atas, geser potensiometer setiap 1 skala
sampai dengan ke posisi paling bawah
3. Catat tegangan yang terbaca pada osiloskop tiap perpindahan 1 skala dari
potensiometer
TABULASI PERCOBAAN 2
Posisi Skala Vosiloskop(volt)
2
3
4
5
6
Posisi Skala Vosiloskop(volt)
6
5
4
3
2
1.4.2.2 TUGAS ANALISIS PROSEDUR PERCOBAAN 2
1. Buatlah kurva tegangan osiloskop (V) terhadap posisi potensiometer.
2. Hitung linieritas potensiometer.
3. Bandingkan nilai linieritas hasil pengukuran ini dengan hasil pada percobaan
1.
-
1.4.3 PERCOBAAN PRAKTIKUM 3 : KOMPARASI GENERATOR SINYAL DENGAN
OSILOSKOP
1.4.3.1 PROSEDUR PERCOBAAN 3
1. Alat-alat : Generator Sinyal dan Osiloskop (NI ELVIS II)
2. Perisapkan mode multimeter digital dan osiloskop pada NI ELVIS II
3. Sambungkan keluaran generator sinyal ke masukan osiloskop.
4. Pengaturan osiloskop pada kondisi tegangan bolak-balik atau AC.
5. Atur generator sinyal pada rentang 1 KHz.
6. Putar tombol luar FREQUENCY pada bagian minimum (paling kiri).
7. Putar tombol luar SWEEP pada bagian minimum (paling kiri)
8. Atur frekuensi pada generator sinyal supaya kondisi awal menghasilkan 100
Hz dan tegangan 2 Volt.
9. Ubah frekuensi pada generator sinyal dengan urutan : 100, 200, 300, 400,
500,1000 Hz
10. Ulangi lagi langkah 9 dan catat hasilnya
9.0.1 TABULASI PERCOBAAN 3
Rentang
(Hz)
Pengukur
I
Pengukur
II
Pengukur
III
100
200
300
400
500
1000
1.4.3.2 TUGAS ANALISIS PROSEDUR PERCOBAAN 3
1. Hitung ketidakpastian data pengukuran
2. Hitung Experimental Standard Deviation of the Mean (ESDM)
3. Jelaskan pengertian komparasi dengan melihat hasil percobaan 3
-
1.5 TUGAS PENDAHULUAN
Tugas Pendahuluan Praktikum akan Diberikan
Paling Lambat 1 Hari sebelum Praktikum
Harap Dilihat di Papan Pengumuman
-
MODUL 2
KARAKTERISTIK DINAMIK SISTEM
2.1 TUJUAN PRAKTIKUM
1. Mengetahui dan memahami tentang karakteristik dinamik sistem
2. Memahami konsep gain dan time constant
3. Mengetahui orde-orde sistem dinamik
4. Mampu menganalisa sistem dinamik dari responnya
2.2 ALAT-ALAT PRAKTIKUM
NI ELVIS II
Modul Linear System Simulation Trainer KCL-02
2.3 TEORI DASAR
Karakteristik dinamik adalah karakteristik sistem pengukuran berkaitan
dengan input yang selalu berubah, atau input konstan tetapi diamati
perubahan responnya terhadap perubahan waktu atau pada saat transiennya.
Respon transien adalah respon sistem pada saat sistem tersebut belum
mencapai keadaan statis atau tunak yang biasanya terjadi pada saat suatu
sistem masih dalam keadaan start up. Hubungan antara karakteristik statik
dan dinamik dapat dijelaskan secara sederhana seperti yang dijelaskan pada
gambar 1.
Gambar 1. Grafik Respon
Karakteristik dinamik suatu sistem dinyatakan dalam orde dari persamaan
diferensialnya, yaitu persamaan fisika yang menghubungkan antar output
sistem dengan input. Dari penurunan persamaan sistem dan efek keterkaitan
Keadaan Dinamik
Keadaan Statik
-
antara output input, maka dinamika dari suatu sistem dapat terbagi
menjadi:
1. Instrumen Orde Nol
Instrumen orde nol adalah instrumen yang mempunyai respons persis seperti
inputnya. Suatu instrumen yang sudah bekerja pada daerah frekuensi
pengukurannya, dan tidak diamati saat transiennya dapat dikatakan
mempunyai karakteristik orde nol. Sistem ini dikarakterisir oleh suatu
konstanta sensitifitas, K, maka eo = Kei
Gambar 2 Ilustrasi sistem orde 0
2. Instrumen Orde Satu
Hubungan output-input dinyatakan sebagai persamaan diferensial orde I.
Karakteristik dinamik termometer diturunkan dari persamaan keseimbangan
energi kalor termometer.
Sistem orde I dikarakterisir oleh konstanta waktu (t) dan penguatan statis
(sensitivitas = K). Konstanta waktu (t) menyatakan kecepatan respons sistem
pengukuran dalam mencapai perubahan harga akibat input, sedangkan
penguatan statik atau sensitivitas (K) menyatakan konstanta kesebandingan
antara harga output dengan harga input.
Jika orde persamaan dinyatakan dalam turunan diferensiasi dari variabel
output, maka tipe dinyatakan dalam turunan variabel input. Ada 2 macam
sistem orde I, yaitu :
Sistem Orde I tipe nol, contoh: Sistem termal, sistem pengukuran level
cairan dalam tangki, dsb.
Sistem Orde I tipe satu, contoh: transduser piezoelektrik, sistem deteksi
gerak dengan rangkaian mikrofon, dsb.
3. Instrumen Orde Dua
Instrumen orde dua adalah instrumen pengukuran gaya, instrumen untuk
deteksi aselerasi vibrasi suatu benda, instrumen load cell, dsb. Hubungan
output-input instrumen orde II diturunkan dari persamaan keseimbangan gaya
(Hukum Newton).
Sistem orde ke 2 dikarakterisir oleh dua buah konstanta waktu (t1 dan t2) dan
penguatan statis (K). Dalam bentuk fungsi transfer ditulis sebagai,
-
atau dikarakterisir oleh frekuensi natural (n), faktor perbandingan redaman
(x) dan penguatan statis (K). Dalam bentuk fungsi transfernya dituliskan,
ataupun
Respon sistem orde dua digambarkan dengan grafik dibawah ini,
Gambar 3 Respon sistem orde dua
Beberapa parameter dasi sistem orde dua yang ditampilkan pada grafik
respon diatas adalah sebagai berikut:
a. Delay time, td, didefinisikan sebagai waktu yang dibutuhkan oleh respon
untuk mencapai nilai 50% dari nilai akhir yang telah ditentukan.
b. Rise time, tr, adalah waktu yang dibutuhkan oleh sistem untuk mencapai
nilai penuh (100%) untuk pertama kali.
c. Peak time,tp, waktu yang dibutuhkan oleh respon sistem untuk mencapai
puncak overshoot pertama.
d. Maximum Overshoot, Mp, nilai puncak maksimum respon yang diukur dari
nilai awalnya. Persentase maksimum overshoot dirumuskan dengan,
-
e. Settling time, ts, adalah waktu yang diperlukan oleh respon sistem untuk
mencapai nilai toleransi yang diberikan terhadap nilai set poinnya yang
biasanya sebesar +2% atau +5%.
4. Instrumen Orde Tinggi
Pada umumnya instrumen mempunyai orde yang lebih tinggi dari II, karena
mempunyai beberapa langkah konversi sebelum dapat ditampilkan dalam
display instrumen. Setiap bagian dari komponen konversinya mempunyai
karakteristik dinamiknya, tetapi ada bagian yang karakteristik dinamiknya
tidak dominan karena tertutupi oleh komponen lain yang responsnya lebih
dominan. Karena instrumen pengukuran punya beberapa tingkat konversi
besaran, maka mempunyai karakteristik dinamik dalam orde yang lebih tinggi.
Misal, piezoelektrik-load cell mempunyai karakteristik dinamik orde tiga,
yaitu karakteristik orde dua dari instrumen pengukuran gaya (load cell) dan
karakteristik orde 1 dari sensor piezoelektrik. apakah karakteristik masing2
bagian dominan dalam mempengaruhi performansi alat ukur tergantung pada
berbagai hal.
2.3.1 PENJELASAN ALAT PRAKTIKUM
1. Kit Praktikum KCL-02
Gambar 4 Skema Modul KCL-02
-
2. Komponen Penyusun Rangkaian
a. Integrator
Gambar rangkaian integrator lengkap dengan
bentuk sinyal tegangan pada bagian masukan dan
keluarannya. Jika tegangan masukkan yang
diberikan adalah 0.5 V maka arus charging
kapasitornya adalah
Tegangan pada kapasitor pada saat /4
b. Rangkaian Konstanta Waktu
2.4 PERCOBAAN
2.4.1 PERCOBAAN PRAKTIKUM 1 : MEMPELAJARI RESPON KALANG TERBUKA
Percobaan ini dilakukan dengan modul praktikum Linear System Simulation
Trainer KCL-02 yang terdiri dari blok-blok modul eksperimental; blok input
dan perbesaran (gain), blok integrator, konstanta waktu dan penguat.
Peserta melakukan beberapa percobaan untuk menguji ketepatan kerja alat
dan juga untuk mengamati efek pemberian gain, penguatan, integrator dan
konstanta waktu.
-
Alat yang digunakan:
1. Modul Linear System Simulation Trainer KCL-02
2. NI ELVIS II
2.4.1.1 PROSEDUR PERCOBAAN 1
A. MENDETEKSI ERROR PADA GAIN
Berikan tegangan masukan berupa sinyal kotak sebesar 1 Vp-p kepada
masing-masing dari ketiga input T1, T2 dan T3 pada blok gain secara
bergantian.
Atur potensiometer gain pada 5.0
Hitunglah tegangan puncak-puncak keluaran pada T4.
Ulangi percobaan masing-masing pada input T2 dan T3 pada blok gain.
Ulangi prosedur diatas, kali ini atur potensiometer gain pada 10.0
Tabulasikan hasil percobaan pada tabel dibawah ini.
TABEL 1. TABULASI PERCOBAAN A
Input Amplitudo Input (V) Gain Output (T4) [V]
Reference (T1) 5
Feedback (T3) 5
Disturbance (T2) 5
Reference (T1) 10
Feedback (T3) 10
Disturbance (T2) 10
B. DISTURBANCE ADDER
Ulangi langkah percobaan A hanya saja input yang digunakan pada T7
dan T8 tanpa pengaturan potensiometer gain.
Ukur tegangan keluaran pada T9
-
TABEL 2. TABULASI PERCOBAAN B
Input Amplitudo Input
(V) Output (T9) [V]
Input Terminal (T7)
Disturbance (T8)
C. UNCOMMITTED AMPLIFIER
Berikan tegangan gelombang kotak 1 Vp-p pada input T16
Hitunglah tegangan puncak-puncak keluaran pada T15, perhatikan
simbol pengukurannya ketika rangkaian dibalik.
Tabulasikan hasil pengukuran tegangan keluaran
TABEL 3. TABULASI PERCOBAAN C
Input (T16) Output (T15) Input (T15) Output (T16)
1 V 1 V
2 V 2 V
D. INTEGRATOR
Berikan masukan sinyal kotak 1 Vp-p dengan frekuensi yang telah
ditentukan pada tabel dibawah (frekuensi dapat dirubah menggunakan
potensio Frequencies Amplitude Adjust pada blok catu daya)
Hitunglah tegangan keluaran puncak-puncak pada T6 blok integrator.
Hitunglah konstanta gain (K1) dan buatlah fungsi transfernya dari blok
ini dengan rumusan
-
TABEL 4. TABULASI PERCOBAAN D
No Vp-p input
(V)
Frekuensi
(Hz)
Vp-p output
(V) Gain (K1)
1 1 16,7
2 1 25
3 2 16,7
4 2 25
E. KONSTANTA WAKTU
Berikan masukan berupa sinyal kotak bertegangan 1 Vp-p pada T10.
Atur potensio frekuensi hingga frekuensi terendah.
Perhatikan keluaran pada T11.
Perhatikan tampilan sinyal yang terbentuk pada osiloskop,
perkirakanlah konstanta watku saat T=t yang dapat diperoleh pada saat
respon mencapai 63,2%
Ubalah nilai frekuensi sinyal dan perhatikan perubahan responnya dan
tentukan pula konstanta waktunya
TABEL 5.1 TABULASI PERCOBAAN E
No Input
(V)
Output(V) Frekuensi
(Hz)
Konstanta Waktu
(63,2%)
Gain
1 1 16,7
2 1 25
3 1 33,3
Ulangi percobaan tersebut dengan input diganti pada blok time
constant kedua (X5) pada T13
-
TABEL 5.2 TABULASI PERCOBAAN E
No Input
(V)
Output(V) Frekuensi
(Hz)
Konstanta Waktu
(63,2%)
Gain
1 0,2 16,7
2 0,2 25
3 0,2 33,3
Hitunglah nilai K2 yang diperoleh dari perbandingan tegangan puncak-
puncak output terhadap input.
Buatlah diagram blok sistem tersebut dan fungsi transfernya
2.4.2 PERCOBAAN PRAKTIKUM 2 : MEMPELAJARI RESPON KALANG TERTUTUP
2.4.2.1 PROSEDUR PERCOBAAN 1 : MEMPELAJARI RESPON KALANG
TERTUTUP 1
Percobaan Sistem tipe-x
Input berupa sinyal kotak diberikan pada T1
Sambungkan keluaran blok gain T4 ke masukan T5 pada blok integrator
Sambungkan T16 dari blok amplifier pada keluaran blok Integrator T6
Sambungkan T15 ke T3 feedback dari blok gain
Koneksikan CH1 osiloskop pada T1, CH2 osilokop pada T6, dan groundnya
pada T17.
Percobaan Sistem tipe-y
Input berupa sinyal kotak diberikan pada T1
Sambungkan keluaran blok gain T4 ke masukan T12 dari blok konstanta
waktu
Hubungkan T16 dari blok amplifier ke T14
Hubungkan T15 ke T3 feedback gain
Koneksikan CH1 osiloskop pada T1, CH2 osilokop pada T14, dan groundnya
pada T17.
-
Berikan input 1 Vp-p dengan K=0.2 ,0.4, ,1. Hitunglah konstanta
waktunya.
2.4.2.2 TUGAS ANALISIS PROSEDUR PERCOBAAN 1
Bandingkan kedua hasil percobaan tersebut terhadap sinyal masukan yang
diberikan
Buatlah diagram blok dari kedua sistem tersebut
Buatlah fungsi transfer dari kedua sistem diatas berdasarkan hasil
pengambilan data pada percobaan diatas.
2.4.2.3 PROSEDUR PERCOBAAN 2 : MEMPELAJARI RESPON KALANG
TERTUTUP 2
Percobaan Sistem tipe-x
Input berupa sinyal kotak diberikan pada T1
Sambungkan keluaran blok gain T4 ke masukan T5 pada blok integrator
Sambungkan T13 dari blok konstanta waktu pada keluaran blok Integrator
T6
Sambungkan T14 ke T3 feedback dari blok gain
Koneksikan CH1 osiloskop pada T1, CH2 osilokop pada T14, dan groundnya
pada T17.
Percobaan Sistem tipe-y
Input berupa sinyal kotak diberikan pada T1
Sambungkan keluaran blok gain T4 ke masukan T10 dari blok konstanta
waktu
Hubungkan T13 dari blok konstanta waktu amplifier ke T11 pada blok
konstanta waktu pertama
Hubungkan T14 ke T3 feedback gain
Koneksikan CH1 osiloskop pada T1, CH2 osilokop pada T14, dan groundnya
pada T17.
Berikan input 1 Vp-p dengan K=0.2, 0.4, ,1. Hitunglah konstanta
waktunya.
-
Hitunglah persentasi puncak overshoot, settling time, rise time dan error
steady state dari tampilan respon yang diberikan dan hitung pula dan .
2.4.2.4 TUGAS ANALISIS PROSEDUR PERCOBAAN 2
Bandingkan kedua hasil percobaan tersebut terhadap sinyal masukan yang
diberikan
Buatlah diagram blok dari kedua sistem tersebut
Buatlah fungsi transfer dari kedua sistem diatas berdasarkan hasil
pengambilan data pada percobaan diatas.
2.5 TUGAS PENDAHULUAN
Tugas Pendahuluan Praktikum akan Diberikan
Paling Lambat 1 Hari sebelum Praktikum
Harap Dilihat di Papan Pengumuman
-
MODUL 6
AKUSISI DATA DENGAN LABVIEW DAN ARDUINO
6.1 TUJUAN PRAKTIKUM
1. Memahami dasar interface komunikasi serial
2. Mengenali dasar pemrograman LabView
3. Mampu melakukan akuisisi data dari dengan menggunakan komunikasi serial
antara mikrokontroler Arduino dengan computer
6.2 ALAT-ALAT PRAKTIKUM
Komputer
Program Lab View
Arduinno Duemilanove 328
6.3 TEORI DASAR
LabView merupakan sebuah software pemrograman buatan National
Instrument dengan konsep pemrograman berbasiskan blok diagram. Seperti
bahasa pemrograman lainnya, yaitu C++, Matlab atau Visual Basic, LabView
juga memiliki peran yang sama. Namun, LabView menggunakan bahasa
pemrograman berbasiskan grafis atau blok diagram, sedangkan pemrograman
lainnya menggunakan pemrograman berbasiskan teks.
Untuk lebih jelasnya, lihat contoh berikut ini :
Bahasa pemrograman berbasiskan teks :
X=10+(-2)+3;
If((x^0,5)
-
Bahasa pemrograman berbasiskan grafis/blok diagram :
Gambar 1 Blok Diagram
Setiap program yang dibuat dengan LabView disebut sebagai VI atau Virtual
Instruments, karena penampilan dan operasinya dapat meniru sebuah
instrumen. Keuntungan dari bahasa pemrograman berbasiskan grafis antara
lain :
Mudah melakukan debug atau mendeteksi kesalahan
Mudah mengikuti jalannya aliran data pada VI
Program dibuat secara hirarki dan modular, artinya setiap VI dapat dipakai
sebagai subVI dan VI lainnya.
Mudah membuat simulasi yang menampilkan GUI (Graphical User Interface),
atau yang biasa disebut HMI (Human to Machine Interface)
Bagaimana bekerja dengan LabView?
Untuk melakukan pemrograman pada LabView, ada 2 bagian yang harus
dibuat, yaitu :
Front panel : interface / antarmuka / tampilan VI untuk user yang akan
mensimulasikan panel instrumen
Blok Diagram : source code / syntax yang dibuat dan berfungsi sebagai
instruksi aliran dan pengolahan data, serta memprogram hubungan obejek-
objek yang ada pada front panel.
-
Gambar 2 dan gambar 3 beberapa contoh front panel dan blok diagram:
Gambar 2 Front panel dari suatu serial monitor
Gambar 3 Front panel dan blok diagramnya
-
Seperti telah disebutkan sebelumnya, kita dapat membuat program dengan
LabView secara hirarki dan modular. Contohnya adalah bila kita hendak
membuat suatu aplikasi yang cukup rumit, maka kita dapat membaginya
menjadi beberapa modul dan kemudian anda dapat membaginya lagi
menjadi beberapa submodul yang lebih sederhana.
Menu Bar LabView
Dalam membuat suatu VI, anda perlu mengetahui apa itu Menu Bar dari blok
diagram dan front panel, serta mengetahui isinya. Beberapa bagian dari
menu bar akan sering digunakan dalam membuat VI. Gambar 4 menunjukan
beberapa button yang ada pada menu bar blok diagram.
Gambar 4 Menu Bar LabView
Fungsi dari masing-masing button ini adalah sebagai berikut :
Run : mengeksekusi VI sampai proses selesai
Run continuously : mengeksekusi VI secara kontinu/berulang, dimana
setelah satu proses selesai maka VI kembali dieksekusi sampai button
abort ditekan
Abort : menghentikan proses atau eksekusi program
Pause : menghentikan eksekusi secara sementara
Highlight : melihat jalannya aliran data dan proses program pada blok
diagram secara perlahan
Retain wire value : menampilkan nilai data pada setiap wire/jalur data
proses
Start single stepping : mengeksekusi VI per step
Text setting : mengatur setting text
Align object : mengatur tampilan objek
Ditribute object : mengatur tampilan beberapa objek
Reorder : mengatur tampilan beberapa objek yang saling bertumpukan
run
run continuously abort pause
highlight
Retain wire value
Start single stepping Text string
Align object distribute object
reorder
help
icon
-
Help : tombol bantuan untuk mencari fungsi dan cara memakai berbagai
objek di LabView
Icon : gambar yang ditampilkan VI tersebut bila menjadi subVI.
Tools Palette pada Blok Diagram
Dalam membuat suatu VI, ada beberapa tools yang harus dipakai dan
masing-masing tool tersebut mempunyai kegunaannya tersendiri. Tools
Palette dapat ditampilkan dengan memilih menu view, kemudian pilih Tools
Palette, seperti ditunjukan pada Gambar 5.
Gambar 5 Tools Palette pada Blok Diagram
Kegunaan dari masing-masing tool tersebut :
1. Operate Value : mengubah nilai parameter dari suatu objek
2. Connect wire : menghubungkan beberapa objek dengan kabel
3. Set/clear breakpoint : membuat atau menghilangkan sebuat breakpoint
4. Probe data : membuat sebuah probe yang berfungsi untuk monitoring
data proses pada blok diagram
1
2
3
4
10
5
6 7
8
9
11
-
5. Obejct short cut menu / pop up : memunculkan menu yang
berhubungan dengan objek tersebut atau memunculkan daftar objek
6. Position/size/select : memindahkan, mengubah ukuran atau memilih
suatu objek
7. Edit text : mengedit atau membuat tulisan
8. Scroll window : memindahkan sudut pandang pada layar
9. Get color : mengambil sampel warna
10. Set color : mengubah warna dari suatu objek
11. Automatic tools selection : tombol untuk mengaktifkan fitur pemilih
tools otomatis
Untuk mempermudah pemakaian tools yang berbeda, anda dapat
mengaktifkan fitur Automatic tools selection, atau menggunakan tombol
TAB untuk mengubah jenis tool yang sedang aktif.
Control Palette pada Blok Diagram
Dalam pemrograman berbasis grafis, hal yang perlu dilakukan untuk
membuat suatu program adalah menaruh beberapa fungsi dan kemudian
menghubungkannya dengan kabel/wire pada bagian blok diagram.
Fungsi-fungsi tersebut terletak pada Control Palette. Banyaknya fungsi yang
terletak pada control palette bervariasi, tergantung jenis LabView yang
diinstall. Begitu pula banyak add-ons / tambahan dari LabView yang akan
menambah jumlah fungsi pada control palette, misalnya PID toolkit,
internet toolkit, dan lain-lain.
Gambar 6 Control Palette pada Blok Diagram
-
Gambar 6 adalah gambar control palette. Dalam pembuatan suatu VI, kita
akan banyak memerlukan control palette. Cara mengakses control palette
ada 2, yaitu :
Windows show control palette
Klik kanan pada bagian background dari blok diagram atau front panel.
Tipe Data
Pada LabVIEW terdapat beberapa tipe data yang sering digunakan :
Numeric : data angka, yang dapat dibedakan lagi menjadi :
o Double : bilangan desimal dengan range -1,797 E+308
o Single : bilangan desimal dengan range -3,402 E+38
o Long Integer : bilangan integer/bulat dengan range -32768 sampai
32768 (simbolnya I32)
Boolean : TRUE atau FALSE (simbolnya TF)
String : data huruf (simbolnya abc)
Simbol-simbol dari tipe data ini dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7 Tipe Data
Control, Constant dan Indicator
Saat kita membuat suatu VI, kita akan banyak membutuhkan Control,
Constant dan Indicator. Apa sebenarnya arti istilah-istilah tersebut?
Control adalah suatu objek yang ditempatkan pada front panel, yang
berguna untuk memasukan input ke dalam suatu VI. Control dapat dibuat
melalui blok diagram, tetapi hanya dapat dimodifikasi melalui front panel.
Contoh-contoh control pada LabView dapat dilihat pada gambar 8.
-
Gambar 8 Control
Constant adalah suatu objek yang ditempatkan pada diagram, yang berguna
untuk memasukan input ke dalam suatu VI. Constant tidak dapat dilihat dan
dimodifikasi melalui front panel. Contoh-contoh gambar constant dapat
dilihat pada gambar 9.
Gambar 9 Constant
Gambar 10 Indicator
Indicator adalah suatu objek yang ditempatkan pada front panel, yang
berguna untuk menampilkan output dari VI. Indicator dapat dibuat melalui
blok diagram, tetapi hanya dapat dimodifikasi melalui front panel. Contoh-
contoh gambar indicator dapat dilihat pada gambar 10.
-
6.4 PERCOBAAN
6.4.1 PERCOBAAN PRAKTIKUM 1 : PERKENALAN PEMOGRAMAN LAB VIEW
MEMBUAT CONTROL, CONSTANT DAN INDICATOR
6.4.1.1 PROSEDUR PERCOBAAN 1
a. Buat VI baru dengan membuka blank VI. Save dengan nama Percobaan1-1.
b. Aktifkan blok diagram, kemudian tampilkan control palette dengan klik
kanan pada background window blok diagram
c. Pilih aritmetic & comparison numeric add, kemudian tempatkan pada
blok diagram
d. Arahkan cursor mouse ke pin kiri atas, kemudian klik kanan dan pilih create
control
e. Arahkan cursor mouse ke pin kiri bawah, kemudian klik kanan dan pilih
create constant
f. Lakukan hal yang sama untuk pin kanan tengah, kemudian klik kanan dan
pilih create indicator
g. Ubah nilai pada constant yang telah anda buat menjadi 1. Gambar 11
menunjukan gambar VI yang akan diperoleh.
h. Kemudian aktifkan front panel dan klik Run continuously.
i. Ubah nilai x pada front panel, lalu amati apa yang terjadi.
j. Pada laporan, beri penjelasan singkat tentang control, constant dan
indicator pada LabView, berdasarkan gambar tersebut.
k. Lakukan point b hingga i dalam VI yang sama untuk mencari fungsi :
a. substract, devide dan multiply pada palette numeric
b. OR, AND, Not OR, Not AND pada palette boolean
c. Greater?, less?, equal?, not equal? pada palette comparison
l. Tulis fungsi dari masing-masing objek tersebut pada laporan dan print
screen gambar blok diagram dan front panel yang anda buat.
-
Gambar 11. Percobaan 1
Aray
Array merupakan kumpulan dari elemen data yang memiliki tipe data yang
sama. Sebuah array yang mempunyai dimensi satu atau lebih, dapat
memiliki 231-1 elemen per dimensi. Elemen pada array diakses melalui
indexnya. Index array berada pada range 0 sampai n-1 dimana n adalah
jumlah elemen data pada setiap dimensi. Index array dimulai dari 0,
sehingga elemen pertama memiliki index 0, elemen kedua berindex 1 dan
seterusnya.
While Loop
While loop adalah metode perualangan (looping) dimana ada kondisi yang
harus dipenuhi supaya looping bisa berjalan terus.
I =0
While (kondisi terpenuhi)
....
I++
Loop
Pemrograman berbasis teks
Gambar 12. While Loop
Kondisi while
loop
dieksekusi iterasi
-
6.4.2 PERCOBAAN PRAKTIKUM 2: PEMOGRAMAN AKUSISI DATA LAB VIEW DAN
MIKROKONTROLER
6.4.2.1 PROSEDUR PERCOBAAN 2 : PEMOGRAMAN KOMUNIKASI SERIAL PADA
LAB VIEW
Diperlukan 4 parameter utama yang harus disepakati oleh kedua sistem yang
berkomunikasi (dalam hal ini LabVIEW dan mikrokontroler Arduino), yaitu :
1. baud rate
2. data bits
3. parity bit
4. stop bit
Pada LabView, keempat parameter ini diset pada suatu VI yang disebut VISA
Configure Serial Port. Keterangan tentang VI ini dapat dilihat pada gambar 13.
Berikut ini penjelasan tentang pin-pin yang ada pada VISA Configure Serial Port.
VISA resource name : mendefinisikan nama port yang digunakan untuk
komunikasi serial. Contoh nama port serial adalah COM1, COM2, dan
seterusnya.
Gambar 13 Visa Configure Serial Port
Baud rate : merupakan kecepatan transfer data dari komunikasi serial
yang akan dibangun. Nilai default dari baud rate adalah 9600
-
Data bits : Data bit merupakan jumlah bit dalam incoming data. Nilai dari
data bit ini antara 5 dan 8. Nilai default yang digunakan di LabVIEW
adalah 8.
Flow control, digunakan untuk mengatur tipe kontrol dalam mekanisme
transfer data. Default variabel integer ini adalah 0, atau None, yang
berarti mekanisme transfer data tidak menggunakan flow control.
o 0 None, mekanisme transfer data tidak menggunakan flow control.
o 1 XON/XOFF, mekanisme transfer data menggunakan karakter XON
dan XOFF untuk mengaktifkan flow control. Mekanisme transfer data
mengontrol aliran data input dengan mengirim XOFF ketika buffer yang
diterima hampir penuh, dan kemudian transmisi akan diputus ketika
XOFF diterima.
o 2 RTS/CTS (Request to Send / Clear to Send), mekanisme transfer
data yang menggunakan sinyal RTS dan sinyal CTS untuk mengontrol
aliran data. Mekanisme transfer data ini mengontrol flow input data
dengan tidak mengirimkan RTS ketika menerima indikasi buffer hampir
penuh, dan sekaligus mengontrol flow output data dengan memutuskan
transmisi ketika CTS tidak dinyatakan oleh pengirim data. CTS
dinyatakan ketika pengirim data menerima RTS dan buffer flow output
tidak penuh.
o 3 XON/XOFF dan RTS/CTS, merupakan mekanisme kontrol transfer
data yang menggunakan karakter XON dan XOFF, serta sinyal RTS dan
CTS untuk mengatur flow data. Mekanisme transfer data mengontrol
flow data input dengan mengirim sinyal XOFF dan tidak mengirmkan
sinyal RTS ketika menerima indikasi buffer hampir penuh.
o 4 DTR/DSR (Data Terminal Ready / Data Set Ready), merupakan
mekanisme transfer data yang menggunakan sinyal output DTR dan
sinyal input DSR untuk mengontrol flow data. Mekanisme transfer data
ini mengontrol flow input data dengan tidak mengirimkan DTR ketika
menerima indikasi buffer hampir penuh, dan sekaligus mengontrol flow
output data dengan memutuskan transmisi ketika DSR tidak dinyatakan
oleh pengirim data. DSR dinyatakan ketika pengirim data menerima
DTR dan buffer flow output tidak penuh.
-
o 5 XON/XOFF dan DTR/DSR, mekanisme transfer data yang
mengontrol flow data dengan menggunakan karakter XON dan XOFF,
serta sinyal output DTR dan sinyal input DSR.
Error out, berisi informasi tentang error. Ketika error in mengindikasikan
terjadi error sebelum VI, error out akan berisi informasi error yang sama.
Dilain pihak, pin ini mendeskripsikan status error yang digenerate pada VI
(pemilik pin error out).
Selanjunya setelah melakukan konfigurasi parameter komunikasi serial, untuk
membaca data serial, keluaran sub VI Configure serial port diumpankan ke VI
VISA read atau VI VISA write. VI VISA read digunakan untuk membaca data serial
dari Arduino, sedangkan VI VISA write digunakan untuk menulis data serial ke
Arduino. Gambar 14 menunjukan keterangan pin-pin yang ada pada blok VI VISA
read.
Gambar 14 Visa Read
Berikut ini keterangan tentang pin-pin I/O yang ada pada blok diagram VISA
read.
VISA resource name, mendefinisikan identitas port serial yang akan
dibuka koneksinya. Biasanya pin input ini mengambil nilai dari keluaran
sub VI VISA cofigure serial port.
Byte count, adalah jumlah byte yang akan dibaca (pada VISA read).
Error in dan Error out, berisi informasi tentang error. Ketika error in
mengindikasikan terjadi error sebelum VI, error out akan berisi informasi
error yang sama. Dilain pihak, pin ini mendeskripsikan status error yang
digenerate pada VI (pemilik pin error out). Pin Error in biasanya
dihubungkan dengan keluaran dari pin Error out dari sub VI VISA configure
-
serial port, sedangkan pin error out dari VI ini (VISA read atau write),
dihubungkan dengan error in VI selanjutnya (VI VISA close).
Read buffer, berisi data yang dibaca dari port serial (perangkat yang
terhubung dengan port serial).
VISA resource name out, berisi informasi identitas port serial yang sedang
terhubung, atau dapat dikatakan salinan dari VISA resource name.
Setelah selesai melakukan komunikasi serial, port komunikasi yang telah dibuka
perlu ditutup kembali. Hal ini bertujuan agar port tersebut dapat digunakan
oleh software atau perangkat lain. Komunikasi serial terbatas pada komunikasi
antar dua perangkat. Selama port serial masih terbuka, maka port tersebut
hanya dapat digunakan oleh dua perangkat yang sedang menggunakannya. Pada
LabVIEW, penutupan port komunikasi serial dilakukan dengan menambahkan
sebuah blok diagram bernama VI VISA close (Gambar 15). Blok diagram ini
secara otomatis akan menutup port serial ketika program selesai dieksekusi.
Gambar 15 VI Visa Close
6.4.3 PERCOBAAN PRAKTIKUM 3: PEMOGRAMAN AKUSISI DATA LAB VIEW DAN
MIKROKONTROLER
6.4.3.1 PROSEDUR PERCOBAAN 3: AKUSISI DATA DENGAN LAB VIEW DAN
ARDUINO
Berikut ini adalah gambar blok diagram dan front panel yang akan dibuat
pada LabVIEW.
-
Gambar 16 Percobaan 3
Pertama,cari VISA configure serial port pada pada control palette
kemudian letakan pada blok diagram. Lengkapi pin input konfigurasinya
(VISA resource name, baud rate, data bits).
Cari VISA read pada control palette, kemudian letakan pada blok diagram.
Hubungkan VISA resource name pada pin output VISA configure dengan
VISA resource name pada pin input VISA read. Hubungkan pula pin error
out VISA configure dengan pin error in VISA read. Tambahkan objek
control pada pin input byte count.
Data serial yang terbaca VISA read keluar melalui pin read buffer. Data
dari port serial ini berupa data string. Oleh karena itu perlu diubah
menjadi data desimal.
Cari VI untuk mengubah data string ke desimal pada control palette.
Nama VI ini yaitu decimal string to number. Setelah objek ditemukan,
hubungkan read buffer pada VISA read dengan masukan string dari
decimal string to number.
Kemudian, pada blok diagram buatlah while loop mengelilingi semua blok
diagram yang sudah anda buat.
Selanjutnya cari VI VISA close, dan letakan di luar while loop pada blok
diagram, seperti tampak pada Gambar 16. Setelah itu, hubungkan kabel
antar VISA resource name out pada VISA read, dengan VISA resource
-
name in pada VISA close. Hubungkan juga error out pada VISA read,
dengan error in pada VISA close.
Setelah anda selesai membuat VI, buat program pada mikrokontroler
Arduino untuk membaca pin analog 0, kemudian mengirimkan hasil
bacaannya itu ke port serial. Berikut ini program pembacaan pin analog
pada Arduino.
void setup() {
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
int sensorValue = analogRead(0);
Serial.println(sensorValue, DEC);
delay(100);
}
Setelah program selesai dibuat, upload program ke mikrokontroler
Arduino. Hasil program tersebut akan tampak pad serial monitor seperti
Gambar 17.
Gambar 17 Percobaan 3
Selanjutnya samakan nilai baud rate, VISA resource name antara Arduino
dan LabVIEW. Set nilai byte counts 8 dan data bits 8. Kemudian klik run.
-
Amati hasil program anda. Coba ubah nilai byte count dan baud rate.
Amati kembali, berikan penjelasan apa yang terjadi dan simpulkan apa
fungsi kedua parameter tersebut! Tuliskan pada laporan.
Data yang kita peroleh dari Arduino masih berupa keluaran ADC 10 bit, yaitu 0-
1023. 0 menyatakan 0V, sedangkan 1023 menyatakan 5 V. Untuk itu kita perlu
mengkonversi nilai ini menjadi 0-5V. Data yang dikirimkan melalui serial berupa
data digital, dimana akan sangat rumit dan sulit jika kita mengirimkan data
angka yang tidak bulat (memiliki angka dibelakang koma). Oleh karena itu,
lakukanlah konversi dari 0-1023 ke 0-5V pada LabVIEW. Berikut ini (Gambar 18)
contoh blok diagram yang telah mengkonversi nilai 0-1023 menjadi 0-5V, disertai
dengan penyimpanan data ke file Excel 2003 (.xls), file text (.lvm).
Gambar 18
-
Berikut ini langkah-langkah konfigurasi penyimpanan data ke file .xls.
Gambar 19
Cari VI write to spreadsheet file, kemudian letakan di dalam while loop
pada blok diagram.
Selanjutnya beri objek control pada pin file path, constant pada
transpose dan constant append to file.
Isi file path dengan address penyimpanan file .xls, dengan cara
mengetiknya pada objek control file path di front panel. Contohnya
D:\Akusisi.xls
Set nilai constant append to file dan transpose seperti gambar 18.
Untuk penyimpaan file ke file text, lakukan langkah-langkah berikut ini :
-
Gambar 20
Gambar 21
Cari write to measurement file pada control palette. kemudian letakan
pada blok diagram.
Setelah muncul panel konfigurasi seperti gambar 20, lakukan konfigurasi
seperti pada gambar 16, kemudian klik OK.
-
Agar kita mudah mengubah file name dan address file, maka tambahkan
control di pin file name di VI write to measurement file.
Hasil akhir blok diagram yang diperoleh dapat dilihat pada gambar 21.
Setelah selesai membuat blok diagram, buka front panel, kemudian atur
posisi panel-panel yang ada. Selanjutnya lengkapi parameter-parameter
seperti baud rate 9600, VISA resource name, data bits 8, byte count 8,
dan file path.
Setelah selesai, klik run.
Amati apa yang terjadi bila parameter-parameter tersebut anda ubah,
kemudian tuliskan fungsi masing-masing parameter pada laporan.
Gambarkan dan jelaskan alur data sistem ini pada laporan.
6.4.3.2 TUGAS ANALISIS PROSEDUR PERCOBAAN 2 DAN 3
Tugas :
Lakukan akuisisi dan monitoring sinyal untuk multichannel (Analog input
1, analog input 2 dan digital input 3)
Hints :
o atur byte count agar LabView mampu membaca 3 data serial sekaligus.
o Untuk memecah array, ubah posisi array dari baris menjadi kolom
(transpose)
Laporkan dan tunjukan print screen front panel (saat running) dan blok
diagram hasil tugas anda
6.4.4 PERCOBAAN PRAKTIKUM 4: PENGOLAHAN SINYAL PADA LAB VIEW
6.4.4.1 PROSEDUR PERCOBAAN 4: CENTERING
Centering
Centering adalah proses penghilangan bias/offset dari suatu sinyal. Nilai
offset dari suatu sinyal biasa disebut sebagai komponen DC dari sinyal.
Dalam domain frekuensi, komponen DC terbaca sebagai sinyal berfrekuensi 0
Hz. Untuk menghilangkan komponen DC ini, maka dilakukan proses
centering. Cara yang paling sederhana untuk melakukan proses ini adalah
-
dengan mengurangi sinyal dengan nilai rata-rata sinyal tersebut. Cara
lainnya adalah dengan menggunakan high pass filter. Coba lakukan centering
sesuai langkah-langkah berikut ini, sehingga anda akan mendapatkan blok
diagram dan front panel seperti gambar 21.
Gambar 22
Cari simulate signal pada control palette input, kemudian letakan pada
blok diagram. Simulate signal akan berfungsi seperti gensin.
setelah blok simulate signal dibuat, tambahkan control pada pin
amplitude, offset dan frekuensi.
Tambahkan graph indicator pada pin keluaran blok simulate signal
Kemudian cari blok basic DC-RMS pada control palette blok diagram.
Setelah ketemu, letakan blok basic DC-RMS pada blok diagram.
Selanjutnya cari blok formula pada control palette blok diagram. Setelah
ketemu letakan blok formula pada blok diagram dan buat rumus X1-X2.
-
Masukan sinyal keluaran blok simulate signal pada pin X1, dan masukan
keluaran blok basic DC-RMS pada pin X2.
Selanjutnya buatlah graph indicator pada pin keluaran blok formula.
Buka front panel, kemudian klik run!
Amati apa yang ditampilkan oleh graph indicator. Cobalah untuk mengubah
amplituda sinyal , offset dan frekuensi sinyal keluaran simuate signal. Bila
perlu, tambahkan VI spectral measurement untuk melihat kandungan
frekuensi dari sinyal anda.
Jelaskan alur proses sistem yang anda buat, kemudian tuliskan analisis
anda tersebut pada laporan!
6.4.5 PERCOBAAN PRAKTIKUM 5: PENGOLAHAN SINYAL PADA LAB VIEW
6.4.5.1 PROSEDUR PERCOBAAN 5: FILTERING
Filtering
Filtering merupakan proses penyaringan sinyal berdasarkan nilai
frekuensinya. Filtering banyak digunakan untuk menyeleksi sinyal
berdasarkan frekuensinya dan juga untuk mengurangi noise pada sinyal.
Buka kembali VI yang telah anda buat pada percobaan centering.
Tambahkan blok VI spectral measurement dan filter pada blok diagram.
Set nilai parameter-parameter pada blok VI filter dan VI spectral
measurement seperti gambar 23 dan gambar 24.
Setelah itu tambahkan control di pin masukan upper cut-off dan lower
cut-off, pada blok VI filter.
Aktifkan pula noise pada VI simulate signal. Beri control pada pin
amplitude noise pada VI simulate signal.
Selanjutnya, lengkapi blok diagram anda sehingga diperoleh blok diagram
seperti gambar 25, dan front panel seperti gambar 26.
Buka front panel, kemudian klik run!
Setting nilai upper dan lower cut-off dari bandpass filter anda, sehingga
frekuensi sinyal yang dihasilkan simulate signal berada diantaranya.
-
Cobalah untuk mengubah nilai SNR (signal to noise ratio / perbandingan
amplitude sinyal dan noise), dari 2 ; 1; dan 0,1. Perhatikan puncak-
puncak pada grafik spektrum frekuensi.
Bandingkan grafik sinyal yang tidak terfilter (centering saja) dengan sinyal
yang terfilter.
Ubah nilai upper cutoff menjadi lebih tinggi lagi, kemudian perhatikan
perubahan yang terjadi pada grafik spektrum frekuensi.
Tuliskan hasil pengamatan dan analisis anda pada laporan.
Gambar 23
-
Gambar 24
Gambar 25
-
Gambar 26
6.5 TUGAS PENDAHULUAN
Tugas Pendahuluan Praktikum akan Diberikan
Paling Lambat 1 Hari sebelum Praktikum
Harap Dilihat di Papan Pengumuman
-
LAMPIRAN
DAFTAR ASISTEN LABORATORIUM TEKNIK FISIKA 3
2014/2015
MODUL 1: KARAKTERISTIK STATIK SISTEM
NO NIM NAMA NO HP Inisial
1 13311071 Nurul Fitrianti 082118012769 NF
2 13311090 Desy Nur Anisa 087823396023 DN
3 13311003 Tyffany Miernadias 085286797056 TM
4 13311024 Nur Afifah 085624482922 NA
5 13311023 Ika Khoirun Nisa 085624785837 Ik
6 13311055 Arkanty Septyvergy 081330555589 KS
MODUL 2 : KARAKTERISTIK DINAMIK SISTEM
NO NIM NAMA NO HP Inisial
1 13311016 Muhammad Faizal Sofyan 08129966774 FS
2 13311099 Alfian Fernandhika 085721864942 AF
3 13311010 Rivon Tridesman 089652504546 RT
4 13311026 Anindya Dian Asri 087775061410 AD
5 13311046 Mardliyatur Rohmah 085763096815 MR
6 13311091 Elfi Yulia 085624282639 EY
-
MODUL 6 : AKUSISI DATA DENGAN LABVIEW DAN ARDUINO
NO NIM NAMA NO HP Inisial
1 13311027 Mohammad Arif Shalihuddin 085724007393 AS
2 13311008 Sugeng Santoso 085233274296 SS
3 13311022 R. Oktanio S. E. 085722993406 RO
4 13311006 Ratih Rizki Dahlia 08213889804 RR
5 13311038 Firda Fitria 08156144042 FF
6 13311060 Setu Kurnianto Putra 085888358411 SK