rancang bangun modul adc via ethernet - digilib.its.ac.id · pengertian : sofware-radio adalah...
TRANSCRIPT
![Page 1: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/1.jpg)
Oleh : Ferani Angela
Pembimbing : Dr.Ir. Achmad Affandi, DEA
: Michael Ardita, MT
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
Fakultas Teknologi Industri
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet Untuk Front End Penerima SDR
![Page 2: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/2.jpg)
Latar Belakang
Adanya Perubahan Teknologi yang Cepat, sehingga mengakibatkan perubahan standarisasi
Munculnya konsep radio yang didefenisikan sebagai software (Software-Defined-Radio (SDR)
Merancang rangkaian ADC yang memiliki kecepatan yang tinggi dan menggunakan mikrokontroller sebagai terminal, yang dihubungkan ke komputer dengan Ethernet yang kecepatannya kurang lebih mencapai 9600bps.
![Page 3: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/3.jpg)
Perumusan Masalah
Bagaimana merancang struktur data transfer dari modul ADC ke komputer dengan mempergunakan serial, kecepatan maksimumnya 9600bps (sekitar 960Sample/detik pada data 8 bit)?
Bagaimana cara untuk melewatkan data kecepatan tersebut untuk diolah lebih lanjut, untuk pengolahan selanjutnya adalah Digital Signal Processing (DSP).
![Page 4: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/4.jpg)
Batasan Masalah
Sistem yang dikerjakan bekerja pada baseband atau IF (Intermediate Frequency) dengan mempertimbangkan kecepatan proses data komunikasinya
Menentukan parameter sampling rate dan lebar data.
Menentukan pilihan interface dari ADC ke komputer
![Page 5: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/5.jpg)
Tujuan
Mengetahui perangkat SDR,pada saat ini adalah membangun sistem akuisisi datanya.
Mengetahui deskripsi teknologi SDR dan pengembangannya.
Mengetahui cara kerja perangkat radio
![Page 6: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/6.jpg)
Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan metode awal untuk melakukan penelitian di bidang teknologi SDR yang diaplikasikan pada sistem akuisisi. Sehingga nantinya diharapkan dapat dilanjutkan ke arah pengembangan yang lebih lanjut dari penerapan platform SDR tersebut.
![Page 7: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/7.jpg)
Software Defined Radio
Pengertian :
Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul
untuk membangun sistem radio yang fleksibel, multiservice, multistandard, multiband, reconfigurable dan reprogrammable dengan menggunakan software [1]
Gambar 1 Penerima SDR
![Page 8: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/8.jpg)
Analog Digital Converter (ADC)
Analog to Digital Converter ( ADC ) merupakan suatu rangkaian yang berfungsi untuk mengubah sinyal analog menjadi kode data biner digital.
Gambar 2 Modul ADC
![Page 9: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/9.jpg)
Mikrokontroller MCS51
Mikrokontroler adalah salah satu dari bagian dasar dari suatu sistem komputer. Meskipun mempunyai bentuk yang jauh lebih kecil dari suatu komputer pribadi
Mikrokontroler adalah alat yang mengerjakan instruksiinstruksi yang diberikan kepadanya
![Page 10: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/10.jpg)
WIZ107SR Serial (RS-232)
Architectur
TCP/IP W7100
PHY
Icluded in W7100
Auto Negotiation ( FullDuplex and Half Duplex)Auto MDI/MDDK
Serial RS-232
MCU
Icluded in W7100
(fully software compatiblewith industrial standart8051Internal 2KBytes BootROMInternel 64KByteEmbedded program FlashMemoryInternel 64KByte memoryfor TCP/IP datacommunication
Serial
interfaceinclude RS-232CTransceiver
signalTXD, RXD, RTS, CTS,GND
\Parameter
Parity : None, Odd, EvenData bits : 7,8 bit
flow control : None3 , RTS/CTS, XON/XOOF
Speed Up to 230 kbpsDimensions
48mm x 30mm x 18mm(include connector size)
Connector type2.54mm Pitch Pin- Header,12 pin (2*6)
input Voltage DC 3.3 VPower Comsumption under 250 mA
Temperature0°C - 70°C (operation), -40°C ~ 85°C (Storage)
![Page 11: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/11.jpg)
UDP (User Datagram Protocol)
UDP pertama kalinya diperkenalkan pada tahun 1980. Paket UDP disebut user datagram. User datagram ini memiliki ukuran header yang tetap sebesar 8 byte:
![Page 12: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/12.jpg)
Pulse Code Modulation (PCM)
Untuk pengolah sinyal analog dengan perangkat digital, yang pertama dilakukan adalahmengubah sinyal
analog menjadi sederetan angka
Gambar 3 Proses Konversi Sinyal Analog Menjadi Sinyal Digital
![Page 13: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/13.jpg)
Teori Sampling
Kecepatan pengambilan sampel (frekuensi sampling) dari sinyal analog yang akan dikonversi haruslah memenuhi kriteria Nyquist yaitu:
fs > 2 fin,max
![Page 14: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/14.jpg)
Protocol UART pada RS-232
asynchronous serial adalah pada Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART) yang digunakan pada serial port (COM) komputer.
Gambar 5 Format Data UART RS 232
![Page 15: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/15.jpg)
Bagan Metodologi
Desain Algoritma untuk
pembacaan Data ADC oleh
mikrokontroller
Start
Perancangan Sistem Secara Umum
Integrasikan Modul ADC dengan
mikrokontroller
Integrasikan Mikrokontroller dengan Ethernet
Meranacang Modul ADC,
Mikrokontroller, Dan
Ethernet
A
,
Integrasikan Ethernet dengan PC
Desain Algoritma Di PC
Analisa Kinerja Sistem
Kesimpulan
STOP
Pengujian
Perangkat &
Pengambilan Data
A
![Page 16: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/16.jpg)
Metodologi (lanjutan)
Pemodelan Sistem
Gambar 6 Pemodelan Sistem
Vin
GND
Vref
B1
B8
Sign
ENB
ADC 0820
AT89C51Ethernet WIZ107-
SR
Input
Analog
![Page 17: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/17.jpg)
Metodologi (lanjutan)
Desain dan Integrasi Hardware Modul ADC
Pada tugas akhir ini modul ADC memiliki 3 hardware pendukung yang digunakan yang memiliki fungsi masing-masing. Yang pertama yaitu untuk mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital pada ADC. Input analog yang diberikan ke ADC berupa soudcard. Yang kedua yaitu sebuah mikrokontroller. Mikrokontroller ini berfungsi sebagai interface dari ADC dengan Ethernet dan berfungsi juga untuk pengaturan kecepatan data yang akan di kirim. Dan hardware ketiga yaitu Ethernet yg digunakan untuk menerima data dari mikrokontroller yang akan dikirim ke PC.
![Page 18: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/18.jpg)
Metodologi (lanjutan)
Desain Algoritma Software Modul ADC ke Mikrokontroller
START
INIT Baudrate
Call Read ADC
Transmit
![Page 19: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/19.jpg)
Metodologi (lanjutan)
Subrutin Pengambilan Data Dari ADCSTART
P3.4 à 1
A ß P1
Data ADC ß A
Return
![Page 20: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/20.jpg)
Metodologi (lanjutan)
Subrutin Convert Decimal ASCII Kemudian Transmisikan
T
Y
START
A ß Data ADC
SBUF ß A
RETURN
T1 = 0
![Page 21: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/21.jpg)
Metodologi (lanjutan)
Integrasikan Ethernet ke PC
![Page 22: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/22.jpg)
Metodologi (lanjutan)
![Page 23: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/23.jpg)
Metodologi (lanjutan)
Desain Algoritma Untuk Tampilan Output di PC
START
Inisialisasi
Setting Port Listen
Buka koneksi UDP
Terima Data Dari Ethernet
modul
Hitung Jumlah Total Data yang
Diterima
Apakah Ada Data yang Diterima?
Tampilkan jumlah total data yang diterima
Copy data ke variable Lokal
Tampilkan Data pada grafik
STOP
T
Y
![Page 24: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/24.jpg)
Pengambilan dan pengujian Data Hardware Pengambilan dan pengujian data keluaran ADC
no
Teg
Output ADC
Persent
ase
Inp
ut Pengukuruan
error
(%)
ADC
(V) dec Teg (V)
1 0,00 0.00 0,000 0,000
2 0,25 12 0,234 6,256
3 0,50 25 0,488 2,350
4 0,75 38 0,742 1,048
5 1,00 50 0,977 2,350
6 1,25 63 1,230 1,569
7 1,50 76 1,484 1,048
8 1,75 89 1,738 0,676
9 2,00 102 1,992 0,397
10 2,25 115 2,246 0,180
![Page 25: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/25.jpg)
Pengujian Modul ADC dengan Input Sinyal Sinus Frekuensi 55 Hz
![Page 26: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/26.jpg)
Pengujian Modul ADC dengan Input Sinyal Sinus Frekuensi 100 Hz
![Page 27: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/27.jpg)
Pengujian Pengiriman Serial dengan Menggunakan Mikrokontroller ATMEGA 8535
100 Hz
![Page 28: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/28.jpg)
Hasil Pengujian Tampilan di Delphi
![Page 29: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/29.jpg)
Hasil Pengujian Protokol Via Ethernet
Data Dikirim Secara UDP
![Page 30: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/30.jpg)
Kesimpulan
Hasil pengujian data secara serial antara MCS-51 sangatberbeda dengan ATmega 8535. Pada MCS-51 memilikibanyak noise atau gannguan sinyal yang terjadisehingga pengiriman data tidak sempurna, sedangkandengan ATmega 8535 pengiriman data nya cepat.
Pada ATmega 8535 sinyal output yang dikeluarkan diDelphi berbentuk sinyal sinus
![Page 31: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/31.jpg)
Saran
Diusahakan untuk membuat rangkaian analog lebih advance dan pembuatan software lebih presisi baik pengolahan data analog menjadi digital mau pun pada sisi output.
Untuk mencapai hasil yg maksimal hendaknya dilakukan dengan kecepatan data yang lebih cepat dari 9600 Hz.
![Page 32: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/32.jpg)
Daftar Pustaka
Enrico Buracchini, CSELT, The Software Radio Concept, IEEE Comm.Magazine, hal. 138-143, September 2000.
Dusko Zgonjanin, Kiril Mitrevsi, Ljubomir Zelenbaba, . Software Radio: Principles and Overview.,
Safety Wireless Network (PSWN) Program, Software Enabled Wireless Interoperability Assessment Report-SDR Subscriber Equipment, Maret 2002.
Response Times: The Three Important Limits". Jakob Nielsen.
Titik mengambang vs fixed point URL Data manipulasi dan perhitungan matematika URL
![Page 33: Rancang Bangun Modul ADC Via Ethernet - digilib.its.ac.id · Pengertian : Sofware-radio adalah sebuah teknologi yang muncul ... Pulse Code Modulation (PCM) Untuk pengolah sinyal analog](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062223/5ca57ba788c9939d778b924e/html5/thumbnails/33.jpg)
TERIMA KASIH