sensor dandata acquisitioncontoh. beating ∆t=0.75 ∆t=0.05. ilustrasi bandwidth daritrack...
TRANSCRIPT
Sensor dan Data Acquisition
Mekatronika, STT Mandala
• Sensor
• Pengkondisian sinyal
• Transmisi data
Sistem Pengukuran
Sensor: alat yang mengkonversi besaran fisik menjadi besaran listrik yg
siap untuk dimanipulasi (tegangan, mis 0-5 V, arus 4-20 mA
Signal conditioning: tahanan menjadi tegangan, menyaring, amplifier
Sensor Posisi
•Potensiometer (translasi atau rotasi)
•LVDT (linear variable differential transformer)
•Rotary Encoder
Potensiometer
LVDT
skematik Output sensor
Rotary Optical Encoder
Binary code 4 bit Skematik
Sensor Gerak
• Kecepatan (mis: ultrasonic)
• Percepatan (accelerometer)
Accelerometer
Cantilever beam spring mass system
Piezoelectric accelerometer dan
rangkaian ekivalennya
Sensor regangan dan tegangan
Foiled resistance strain gage
Jembatan Wheatstone untuk
konversi dari tahanan ke tegangan
Sensor Gaya
Strain gages load cell
Sensor Temperatur
• RTD
• Thermistor
• Thermocouple
RTD dan Thermistor
Thermocouple
Sensor Tekanan
Signal Conditioning
• Konversi besaran sinyal (Wheatstone bridge, voltage
divider dll)
• Amplifier (memperbesar tegangan sinyal input menjadi
tegangan yg bisa diproses oleh sistem akuisisi data)
• Filter (menyaring sinyal dengan frekuensi yg diinginkan)
Data Acquisition
Data Acquisition
•Sampling dan Aliasing
•Quantization
•DAC/ADC
•Virtual Instrumentation
Sampling
Shannon’s sampling theorem
fs > 2fmax
∆t = 1/fs
Sampling rate Niquist frequency
Time interval
Aliasing
Ilustrasi
Tinjau sebuah fungsi:
Jika a dan b sangat dekat maka suku ini akan
sangat kecil dibanding suku di sebelahnya maka fenomenanya : beating
contoh
Beating
∆t=0.75
∆t=0.05
Ilustrasi
Bandwidth dari track musik adalah sebesar 15 kHz, berapakah sampling
rate minimum yg diperlukan untuk mendigitisasi track tsb agar dpt disimpan
dalam compact disk (CD)
Solusi : bandwidth = 15 kHz maka
fs> 2x fmax
fs > 2x 15 kHz
fs> 30 kHz
∆t=1/fs < 0.00003333 s
Quantization
N = 2nJumlah kemungkinan hasil pengukuran Di mana n adalah jumlah bit
Quantisasi analog
(resolusi) range
Bit yg diperlukan
untuk resolusi Q yg diinginkan
Ilustrasi
Tentukan resolusi terkecil dari ADC 4 bit, dengan output tegangan maksimum
sebesar 12 V
Q=(12-0)/24-1=12/15=0.8 V
Analog to Digital Converter
Successive
approximation
ADC
Digital to analog converter
LSB atau bit ke N, adalah resolusi Q
Output full scale
Ilustrasi
• Tentukan output DAC dengan input
10011001
Contoh Data Acquisition System
Transmisi Data
Paralel (LPT)
Serial (COM, USB)
Ilustrasi
Virtual Instrumentation
Virtual instrumentation dengan Labview
GUI
Block Diagram
Control pallete
Sample the audio data
PR 2 – please download from
website