BAB 1
PENGANTAR MEKATRONIKA
Definisi
Kata mekatronika lahir dari jepang pada awal tahun 1970an yaitu “Mechatronics” yang merupakan gabungan antara 2 kata yaitu mechanics dan electronics. Mechanics itu sendiri adalah teknologi tentang mesin atau perakitan sebuah objek yang di kendalikan, sedangkan electronics adalah ilmu teknologi tentang elektronik yang digunakan untuk mengendalikan objek.
Definisi yang diambil dari beberapa sumber diantaranya :
Integration of microprocessor kontrol sistem, electrical sistem and mechanical sistem. (Bolton, Mechatronics)
The synergistic combination of precision mechanical engineering, electronics kontrol and sistem thinking in the design of products and manufacturing processes. ( Journal of Mechatronics)
The synergistic use of precision engineering, kontrol theory, computer science and sensor and aktuator technology to design improved products and processes. (ME Magazine)
The interdisciplinary field of engineering dealing with design of products whose function relies on the synergistic integration of mechanical and electronic components coordinated by a kontrol architecture. (Alciaotore, D.G and Histand, M.B)
Dari berbagai pengertian di atas maka dicoba disusun pengertian dari mekatronika yaitu integrasi dari sistem mekanik dan sistem elektronik yang dikendalikan oleh komputer dan dimanfaatkan pada produk maupun proses produksi.
Secara garis besar pengertian mekatronika mengarah pada teknologi kendali numeric yaitu teknologi mengendalikan mekanisme menggunakan aktuator untuk mencapai tujuan tertentu dengan memonitor kondisi gerak mesin menggunakan sensor dan memasukkan informasi tersebut ke dalam micro-processor.
Penggunaan Mekatronika
Pada awalnya mekatronika diarahkan pada 3 target yaitu penghematan energi, pengendalian dimensi dan peringanan berat, dan peningkatan kehandalan (reliability). Pada saat ini arah mekatronika disesuaikan dengan perkembangan jaman, yaitu untuk dapat membantu dan menyelesaikan permasalahan-permasalahan yang ada dengan tetap memperhatikan lingkungan regional dan global.
Contoh sederahana penggunaan dari mekatronik adalah lengan robot dan mesin bubut numeric.
Gambar 1 lengan robot dengan 2 jari
Gambar 2 lengan robot sistem kutub/sperical
Beberapa manfaat yang diperoleh dari pemanfaatan mekatronik adalah sebagai berikut :
Meningkatkan fleksibilitas.
Meningkatkan kehandalan.
Meningkatan presisi dan kecepatan
Komponen-komponen Mekatronika
Struktur mekatronika dapat dibagi menjadi 2 bidang yaitu mekanika dan elektronika. Di bidang mekanika terdapat mekanisme mesin sebagai objek yang dikendalikan, sedangkan di elektronika terdapat beberapa elemen mekatronika yaitu: sensor atau tranduser, kontroler, rangkaian penggerak aktuator dan sumber energi.
Gambar 3. Sistem mekatronika sebagai perpotongan dari sistem mekanik, elektronik, kontrol dan komputer.
Elemen-elemen dari mekatronika dapat dijelaskan sebagai berikut:
Mekanisme mesin yaitu objek kendali yang bias berupa lengan robot, mekanisme penggerak otomatis, generator pembangkit listrik dan lain sebagainya.
Sensor atau tranduser yaitu elemen yang bertugas untuk memonitor keadaan objek yang dikendalikan. Sensor ini dilengkapi dengan rangkaian pengkondisi sinyal yang berfungsi untuk memproses sinyal listrik menjadi sinyal yang membawa informasi yang dapat digunakan.
Kontroler adalah elemen yang mengambil keputusan apakah keadaan objek kendali telah sesuai dengan nilai referensi yang diingikan, kemudian memproses informasi untuk menetapkan nilai untuk memperbaiki objek kendali.
Rangkaian penggerak adalah elemen yang berfungsi menerima sinyal dari kontroler dan mengkonversikannya menjadi gerak aktuator untuk melaksanakan perintah dari kontroler. Elemen ini juga menerima catu daya yang berenergi tinggi.
Aktuator adalah elemen yang berfungsi merubah energi listrik menjadi energi gerak atau mekanik. Contoh actuator misalnya motor listrik, tabung hidrolik, dan sebagainya.
Sumber energi adalah elemen yang mencatu energy listrik ke semua elemen yang membutuhkan catu daya. sumber energi ini bisa berbentu baterai atau adaptor AC-DC.
Software atau computer software adalah suatu program yang terdiri dari urutan perintah yang membuat computer mengerjakan tugas tertentu. Kumpulan perintah-perintah tersebut disebut bahasa pemograman. Perintah yang dapat diterima computer berupa bilangan biner 0 atau 1 saja.
BAB 2
SENSOR dan TRANDUSER
Definisi
Menurut D. Sharon, dkk (1982) sensor merupakan suatu peralatan yang berfungsi untuk mendeteksi gejala-gejala atau sinyal-sinyal yang berasal dari perubahan suatu energy seperti energy listrik, fisika, kimia, biologi, mekanik dan sebagainya.
Dari beberapa sumber sensor dapat didefinisikan sebagai piranti yang mengubah suatu nilai (isyarat/energy) fisik ke nilai fisik yang lain serta menghubungkan antara fisik nyata dan piranti elektronika. Contoh kamera sebagai sensor penglihatan dan sebagainya.
Transduser berasal dari kata “traducere” dalam bahasa Latin yang berarti mengubah. Menurut William D.C (1993) mengatakan tranduser adalah sebuah alat yang bila digerakan oleh suatu energy di dalam sebuah transmisi, akan menyalurkan energy tersebut dalam bentuk yang sama atau dalam bentuk yang berlainan ke sistem transmisi berikutnya. Transmisi energy ini bias berupa listrik, mekanik, kimia, radiasi atau thermal.
Sehingga transduser dapat didefinisikan sebagai suatu peranti yang dapat mengubah suatu energi ke bentuk energi yang lain. Bagian masukan dari transduser disebut “sensor ”, karena bagian ini dapat mengindera suatu kuantitas fisik tertentu dan mengubahnya menjadi bentuk energi yang lain. Contoh tranduser yaitu generator dan motor. Generator adalah tranduser yang merubah energy mekanik menjadi energy litsrik, sedangkan motor adalah tranduser yang merubah energy listrik menjadi energy mekanik, dan sebagainya.
Gambar 4. Hubungan antara sensor dan tranduser
Klasifikasi sensor
Berdasarkan fungsi dan penggunaannya sensor dapat dikelompokan menjadi tiga jenis yaitu:
Sensor thermal
Sensor thermal adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi gejala perubahan panas atau suhu pada suatu dimensi benda atau dimensi ruang tertentu yang kemudian akan dirubah menjadi besaran listrik yang mudah dianalisis besaranya.
Contoh dari sensor thermal adalah
Thermocouple
Thermocouple pada pokoknya terdiri dari sepasang penghantar yang berbeda disambung las dilebur bersama satu sisi membentuk “hot” atau sambungan pengukuran yang ada ujung-ujung bebasnya untuk hubungan dengan sambungan referensi. Perbedaan suhu antara sambungan pengukuran dengan sambungan referensi harus muncul untuk alat ini sehingga berfungsi sebagai thermocouple.
Gambar 5. Thermocouple
Detektor Suhu Tahanan
Konsep utama dari yang mendasari pengukuran suhu dengan detektor suhu tahanan (resistant temperature detector = RTD) adalah tahanan listrik dari logam yang bervariasi sebanding dengan suhu. Kesebandingan variasi ini adalah presisi dan dapat diulang lagi sehingga memungkinkan pengukuran suhu yang konsisten melalui
pendeteksian tahanan. Bahan yang sering digunakan RTD adalah platina karena kelinearan, stabilitas dan reproduksibilitas.
Gambar 6. Detektor suhu tahanan dan symbol RTD
Thermistor
Thermistor adalah resistor yang peka terhadap panas yang biasanya mempunyai koefisien suhu negatif. Karena suhu meningkat, tahanan menurun dan sebaliknya. Thermistor sangat peka (perubahan tahanan sebesar 5 % per °C) oleh karena itu mampu mendeteksi perubahan kecil di dalam suhu.
Gambar 7 a. Thermistor
b. Simbol thermistor
Sensor Suhu Rangkaian Terpadu (IC)
Sensor suhu dengan IC ini menggunakan chip silikon untuk elemen yang merasakan (sensor). Memiliki konfigurasi output tegangan dan arus. Meskipun terbatas dalam rentang suhu (dibawah 200 °C), tetapi menghasilkan output yang sangat linear di atas rentang kerja.
Gambar 8 Sensor suhu IC LM35d
Tabel 1 perbedaan sensor suhu
Sensor mekanis
Sensor mekanis adalah sensor yang mendeteksi perubahan gerak mekanis seperti perpindahan atau pergeseran posisi, gerak lurus dan melingkar, tekanan dan sebagainya yang akan dirubah menjadi besaran listrik.
Contoh dari sensor mekanis adalah
Proximity
Dalam dunia robotika sensor proximity seringkali digunakan untuk mendeteksi ada atau tidanyak objek atau suatu garis pembimbing gerak robot atau leih dikenal dengan istilah “line follower robot”, juga biasa digunakan untuk mendeteksi penghalang berupa dinding.
Jenis sensor proximity meliputi limit switch (saklar mekanik), ultrasonic proximity, proximity (inframerah), dan sebagainya.
Proximity sensor ini akan dipergunakan dalam kondisi
Objek yang akan dideteksi terlalu kecil
Respons cepat dan kecepatan switching diperlukan, misalnya dalam menghitung ataupun ejection kontrol applications.
Objek harus diindera melalui pembatas non metalik, seperti kaca, plastic.
Lingkungan yang berbahaya, dimana sistem terproteksi dengan baik, dan tidak diharapkan adanya kontak mekanik.
Jika dibutuhkan saklar yang panjang umur dan andal.
Sistem pengendali elektronik cepat yang membutuhkan signal masukan bebas pantulan.
Strain gauge (SG)
Strain gauge dapat dijadikan sebagai sensor posisi. SG dalam operasinya memanfaatkan perubahan resistansi sehingga dapat digunakan untuk mengukur perpindahan yang sangat kecil akibat pembengkokan (tensile stress) atau peregangan (tensile strain). Definisi elastisitas (ε) strain gauge adalah perbandingan perubahan panjang (ΔL) terhadap panjang semula (L).
ε = ΔL/L
Sensor tekanan
Sensor tekanan ini adalah mengubah tegangan mekanis menjadi sinyal listrik. Ukuran ketegangan didasarkan pada prinsip bahwa tahanan pengantar berubah dengan panjang dan luas penampang.
Gambar 9. Penggunaan sensor tekanan
Sensor cahaya
Sensor cahaya adalah sensor yang mendeteksi perurubahan cahaya dari sumber cahaya, pantulan cahaya, ataupun bias cahaya yang mengenai benda atau ruangan yang kemudian akan dirubah menjadi besaran listrik
Prinsip kerja dari alat ini adalah mengubah energy dari foton menjadi electron. Idealnya satu foton dapat membangkitkan satu electron. Sensor cahaya sangat luas penggunaanya. Pada saat ini sudah ada alat yang digunakan untuk mengukur cahaya yang mempunyai 1 buah foton.
Beberapa Jenis-jenis sensor cahaya diantaranya adalah
Detector kimiawi, seperti pelat fotografis, dimana molekul silver halide dibagi menjadi sebuah atom perak metalik dan atom halogen. Pengembangan fotografis menyebabkan terbainya molekul yang berdekatan secara sama.
Light Dependent Resistor (LDR) yang berubah resistansinya bila terkena cahaya.
Sel fotofoltaik yang menghasilkan tegangan dan memberikan arus listrik ketika dikenai cahaya.
Fotodioda yang dapat beroperasi pada mede fotovoltaik maupun fotokonduktif.
Tabung fotomultiplier yang mengandung fotokatoda yang memancarkan electron ketika dikenai cahaya, kemudian electron-elektron tersebut akan dikuatkan dengan rantai dynode.
Detector cryogenic cukup tanggap untuk mengukur energy dari sinar-x tunggal, serta foton cahaya terlihat dan dekat dengan inframerah.
Fotokonduktif energi yang jatuh pada sel fotokonduktif akan menyebabkan perubahan tahanan sel. Apabila permukaan alat ini gelap maka tahanan alat menjadi tinggi. Ketika menyala dengan terang tahanan turun pada tingkat harga yang rendah
Gambar 10. Cahaya pada fotovoltaik yang menghasilkan tegangan.
Gambar 11. Sel fotokonduktif dan cahaya pada selfotokonduktif.
Klasifikasi tranduser
Tranduser terdiri dari 2 jenis yaitu aktif dan pasif
Tranduser aktif
Transduser yang bekerja tanpa tambahan energi dari luar, tetapi menggunakan energi yang akan diubah itu sendiri.
Contohnya adalah Thermocouple ketika menerima panas, termokopel langsung menghasilkan tegangan listrik tanpa membutuhkan energi dari luar
parameter listrik dan kelas tranduser Prinsip kerja dan sifat alat Pemakaian alat
Sel fotoemisif Emisi electron akibat radiasi yang masuk pada permukaan fotoemisif Cahaya dan radiasi
Photomultiplier Emisi electron sekunder akibat radiasi yang masuk ke katoda sensitive cahaya Cahaya , radiasi dan relay sensitive cahaya
Termokopel Pembangkitan GGL pada titik sambung dua logam yang berbeda akibat dipanasi. Temperature, aliran panas, radiasi
Generator kumparan putar (Tachometer) Perputaran sebuah kumparan didalam medan magnit yang membangkitkan tegangan Kecepatan, getaran
piezoelektrik Pembangkitan ggl bahan Kristal piezo akibat gaya dari luar Suara, getaran,percepatan, tekanan
Sel foto tegangan Terbangkitnya tegangan pada sel foto akibat rangsangan dari luar Cahaya matahari
Thermometer tegangan (RTD) Perubahan nilai tahanan kawat akibat perubahan temperature Temperature, panas
Hygrometer tahanan Tahanan sebuah strip konduktif berubah terhadap kandungan uap air Kelembaban relative
Mikropone kapasitor Tekanan suara mengubah nilai kapasitansi dua buah plat Suara, derau, music
Pengukuran reluktansi Reluktansi rangkaian magnetic diubah dengan mengubah posisi inti besi sebuah kumparan Takanan, pergesaran, getaran,posisi
Sumber : William D.C (1993)
Table 2. kelompok tranduser aktif
Tranduser pasif
Transduser yang dapat bekerja bila mendapat energi tambahan dari luar.
Contohnya adalah Thermistor adalah ketikamengubah energi panas menjadi energi listrik yaitu tegangan listrik, maka thermistor harus dialiri arus listrik. Ketika hambatan thermistor berubah karena pengaruh panas, maka tegangan listrik dari thermistor juga berubah.
Parameter listrik dan kelas tranduser Prinsip kerja dan sifat alat Pemakaian alat
Potensiometer Perubahan nilai tahanan karena posisi kontak bergeser Tekanan, pergeseran, posisi
Strain gage Perubahan nilai tahanan akibat perubahan panjang kawat oleh tekanan dari luar Gaya, torsi, posisi
Transformator selisih (LVDT) Tegengan selisih dua kumparan primer akibat pergesran trafo Tekanan, gaya, pergeseran
Gage arus pusar Perubahan induktansi kumparan akibat perubahan jarak plat Pergeseran, ketebalan
Sumber : William D.C (1993)
Table 3. kelompok tranduser pasif
Bab 3
AKTUATOR
Definisi
Actuator adalah peralatan yang mengkonversi sinyal elektrik menjadi mekanik. Biasa digunakan sebagai proses lanjutan dari keluaran suatu proses olah data yang dihasilkan oleh suatu sensor kontroler.
Secara internal actuator dibagi menjadi dua modul yang terpisah yaitu sinyal amplifier dan tranduser. Amplifier mengkonversi sinyal daya rendah ke sinya daya tinggi yang di umpan ke tranduser yang kemudian oleh tranduser dikonversi menjadi tenaga dalam bentuk kerja.
Drive Phsycal
Kontrol Prosess
signal
Jenis aktuator
Beberapa jenis aktuator berdasarkan kategori tenaganya antara lain :
Aktuaktor tenaga elektris
Pada aktuator tenaga elektris, biasanya digunakan solenoid, motor
Solenoid
Solenoid merupakan aktuator yang terdiri dari koil atau gulungan kawat, inti besi sebagai piston gerak linear, dan pegas sebagai pemegang inti besi. Ketika tegangan masuk pada koil sehingga terjadi aliran arus maka koil akan berubah menjadi bidang magnet sehingga akan menarik inti besi ke dalam koil sampai menuju titik tengah koil. Saat tegangan dimatikan maka posisi inti besi akan kembali seperti semula karena tarikan dari pegas.
Gambar 12. Prinsip Solenoid
Motor Listrik
Motor DC
Motor DC adalah alat yang mengubah energi listrik menjadi energi gerak, prinsip kerja motor DC ini menggunakan magnet untuk menghasilkan kerja yaitu putaran. Motor DC terdiri dari armature yang berputar dan bagian magnet yang bekerja sebagai stator (bagian yang diam). Arus yang datang melalui sikat sehingga akan menyebabkan motor berputar. Bagian magnet pada stator bisa menggunakan elektromagnet dan magnet permanent.
Gambar 13. Elemen motor DC
Motor DC dengan stator elektromagnet dibagi menjadi 3 jenis, yaitu motor seri, motor shunt, motor compound.
Motor seri memiliki armature yang dihubungkan dengan electromagnet secara seri. Motor ini memiliki karakteristik torque yang besar pada saat putaran awal.
Motor shunt memiliki hubungan paralel antara armature dengan elektromagnet. Pengaturan pada motor ini lebih mudah daripada pengaturan pada motor seri.
Motor coumpound memiliki kombinasi seri dan paralel pada armature dan elektromagnet.
Kendali motor DC dapat dilakukan dengan kontrol H-bridge, kontrol PWM, mengatur variasi tegangan, kontrol PID.
Gambar 14. Pengaturan motor DC dengan H-bridge
Motor AC
Motor AC merupakan jenis motor yang digerakan oleh arus bolak-balik yang terdiri dari 2 bagian stator dan rotor. Prinsip kerja motor AC yaitu sebuah stator yang diam memiliki sebuah lilitan (koil) yang disuplai arus AC untuk menghasilkan medan magnet yang berputar, dan sebuah rotor dibagian dalam yang disambungkan keporos keluaran yang diberi torsi putar oleh medan magnet yang berputar.
Kelebihan dari motor AC adalah
Memiliki efisiensi yang tinggi.
Kehadandalan yang tinggi.
Perawatan yang mudah karena tidak menggunakan sikat yang secara periodik harus diganti.
Harga relative murah.
Gambar 3. Motor listrik 250 W, dimana 12 lilitan dalam rumah motor (gambar kiri) dan sangkar motor pada porosnya
Motor Stepper
Stepper adalah alat yang mengubah pulsa listrik yang diberikan menjadi gerakan rotor diskrit (tidak kontinyu) yang disebut step (langkah). Satu putaran motor memerlukan 360 derajat dengan jumlah langkah yang tertentu perderajatnya. Ukuran kerja dari stepper biasanya diberikan dalam jumlah yang tertentu perderajatnya. Ukuran kerja dari stepper biasanya diberikan dalam jumlah langkah perputaran per detik. Motor stepper memiliki kecepatan dan torsi yang rendah namun memiliki kontrol gerakan posisi yang cermat hal ini dikarenakan memiliki beberapa segmen kutub kumparan.
Gambar 4. Motor stepper
Motor stepper banyak digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang biasanya cukup menggunakan torsi yang kecil, seperti untuk penggerak piringan disket atau piringan cd. Motor stepper merupakan motor DC yang tidak memiliki komutator pada umumnya motor stepper hanya mempunyai kumparan pada statornya sedangkan pada bagian rotornya merupakan magnet permanen. Pada model motor seperti ini maka motor stepper dapat diatur posisinya pada posisi tertentu dan atau berputar berputar ke arah yang di inginkan, searah jarum jam atau sebaliknya. Kecepatan motor stepper pada dasarnya ditentukan oleh kecepatan pemberian data pada komutatornya. Semakin cepat data yang diberikan maka motor stepper akan semakin cepat putarannya
Motor Servo
Motor servo adalah sebuah motor dengan sistem closed feedback di mana posisi dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo. Motor ini terdiri dari sebuah motor, serangkaian gear, potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk menentukan batas sudut dari putaran servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang dikirim melalui kaki sinyal dari kabel motor. Semakin lebar pulsa OFF maka akan semakin besar gerakan sumbu ke arah jarum jam dan semakin kecil pulsa OFF maka akan semakin besar gerakan sumbu ke arah yang berlawanan dengan jarum jam.
Gambar 15. Pengkondisian sinyal motor servo
Pada robot, motor ini sering digunakan untuk bagian kaki, lengan atau bagianbagian lain yang mempunyai gerakan terbatas dan membutuhkan torsi cukup besar.
Gambar 16. Bentuk mekanik motor servo
Aktuator silinder tenaga hidrolik dan tenaga pneumatik
Silinder merupakan jenis aktuator yang digerakkan oleh fluida, bisa berupa udara (peneumatik) ataupun fluida minyak (hidrolik). Pemilihan jenis silinder tergantung dari kerja yang dibebankan.
Aktuator Hidrolik
Apabila tekanan eksternal dikenakan pada sejumlah fluida, maka tekanan tersebut akan dipindahkan seluruhnya ke semua bagian dari fluida tersebut. (Blaise Pascal, 1653).
Gambar 17
Dari gambar diatas dapat dibuat suatu persamaan yaitu
P1 = F1/A1 dan P2 = F2/A2
P1 = P2
Jadi
F1/A1 = F2/A2 F1/F2 = A1/A2
Dimana
F1 gaya pada piston kecil
F2 gaya pada piston besar
A1 luas penampang piston kecil
A2 luas penampang piston besar
Aktuator Pneumatik
Perbedaan utama terletak pada media fluida yang digunakan. Bila pada hidrolik diguna-kan media cairan, maka pada pneumatik digunakan media udara.
Gambar 18. Sistem peneumatik dengan katup transfer
Beberapa keuntungan sistem pneumatik adalah
Umumnya lebih murah dibanding hidrolik
Kebocoran udara masih ditoleransi (pada hidrolik tidak boleh)
Pengaturan pemampatan udara lebih mudah dibanding hidrolik
Respon lebih cepat (karena udara lebih ringan)
BAB 4
Pengkondisian Sinyal
Definisi
Untuk penyaluran data dari satu tempat ke tempat yang lain, data akan diubah terlebih dahulu menjadi sebuah bentuk sinyal. Definisi sinyal tersebut adalah suatu isyarat untuk melanjutkan atau meneruskan suatu kegiatan. Sinyal sangat erat sekali hubungannya dengan fungsi waktu (periodik), tetapi sinyal juga dapat diekspresikan dalam bentuk fungsi frekuensi.
Sinyal Berdasarkan Konsep waktu
Sinyal Analog
Sinyal yang intensitas atau kekuatan sinyalnya bervariasi tergantung perubahan waktunya. Dengan kata lain, tidak ada sinyal yang tidak berkelanjutan. Dalam fungsi matematisnya dianalogikan dalam rumus sebagai berikut .
Lim(t) = s(a), untuk semua a
t a
Pengolahan sinyal analog memanfaatkan komponen-komponen analog seperti : dioda, transistor, op-amp dan sebagainya.
Gambar 19. Sinyal analog
Gelombang sinus dapat tersusun atas tiga variabel yaitu amplitudo (A), frekuensi (f), dan waktu (t)
s(t) = ASin(2πft)
Dari persamaan diatas juga didapatkan persamaan penjumlahan sinyal analog (kontinue)
Gelombang ini memiliki persamaan Sin(2πft)
Gelombang ini memiliki persamaan 1/3Sin(2π(3f1)t)
Penjumlahan kedua gelombang diatas akan diadapatkan bentuk gelombang seperti dibawah ini,
Gelombang ini adalah hasil dari penjumlahan dua gelombang diatas, sehingga persamaanya menjadi Sin(2πft) + 1/3Sin(2π(3f1)t)
Sinyal digital (diskrit)
Sinyal digital merupakan sinyal data dalam bentuk pulsa yang dapat mengalami perubahan yang tiba-tiba dan mempunyai besaran 0 dan 1. Sinyal digital hanya memiliki dua keadaan, yaitu 0 dan 1, sehingga tidak mudah terpengaruh oleh derau, tetapi transmisi dengan sinyal digital hanya mencapai jarak jangkau pengiriman data yang relatif dekat. Biasanya sinyal ini juga dikenal dengan sinyal diskret. Sinyal yang mempunyai dua keadaan ini biasa disebut dengan bit. Bit merupakan istilah khas pada sinyal digital. Sebuah bit dapat berupa nol (0) atau satu (1).
Gambar 20. Sinyal digital
Sistem digital merupakan bentuk sampling dari sistem analog. Sinyal digital pada dasarnya dikoe-kan dalam bentuk biner atau hexa. Besarnya nilai suatu sinyal digital dibatasi oleh lebarnya atau jumlah bit (bandwidth). Jumlah bit juga mempengaruhi nilai akurasi sistem digital.
Sinyal digital memiliki kelebihan daripada sinyal analog, antara lain
Mampu mengirimkan informasi dengan kecepatan cahaya yang dapat membuat informasi dapat dikirim dengan cepat.
Penggunaan yang berulang-ulang terhadap informasi tidak akan mempengaruhi kualitas dan kuantitas itu sendiri.
Informasi dapat dengan mudah diproses dan dimodifikasi ke dalam berbagai bentuk.
Dapat memproses informasi dalam jumlah yang sangat besar dan mengirimnya secara interaktif.
Untuk memberikan gambaran sinyal persegi atau diskrit, dengan cara menjumlah gelombang sinus dari frekuensi f1 + 3f1 + 5f1 maka akan didapat bentuk gelombang seperti dibawah ini
Persamaannya adalah Sin(2πft) + 1/3Sin(2π(3f1)t)+ 1/5Sin(2π(5f1)t)
Bila selanjutnya ditambah dengan 7f1 akan terlihat seperti pada gambar dibawah ini
Persamaannya Sin(2πft) + 1/3Sin(2π(3f1)t)+ 1/5Sin(2π(5f1)t) + 1/7Sin(2π(7f1)t)
Dari gambar diatas dimana sudah mulai terlihat gambaran kasar tentang gelombang persegi. Bila terus dilakukan penjumlahan dengan kelipatan ganjil dari f1, maka secara terus menerus akan membentuk gelombang persegi kelihatan semakin halus, sperti pada gambar dibawah ini
Persamaannya menjadi ∑ 1/k Sin(2πft)
Sehingga secara matematis komponen frekuensi dari gelombang persegi dapat disusun dari penjumlahan beberapa frekuensi kelipatan ganjil dari frekuensi fundamental, seperti pada persamaan berikut :
ss(t)=∑_(k=1)^∞▒1/(k ) sin〖(2〗 π k f1 t)
dari persamaan diatas dapat dilihat bahwa gelombang persegi terdiri dari berbagai komponen frekuensi kelipatan ganjil yang tidak terbatas yang akibatnya akan memiliki bandwidth yang tidak terbatas juga. Akan tetapi amplitudo pada komponen frekuensi ke k (kf1) adalah 1/k, sehingga energi pada bentuk gelombang ini hanya berada pada beberapa frekuensi awal.
Gambar 21. Pengaruh bandwidth terhadap sinyal digital
Sinyal waktu diskrit mempunyai beberapa fungsi dasar seperti berikut:
Sekuen Impuls
δ(n)
Gambar 22. Sinyal impuls
Deret unit sample (unit-sampel sequence), δ(n), dinyatakan sebagai deret dengan nilai
Deret unit sample mempunyai aturan yang sama untuk sinyal diskrit dan sistem dnegan fungsi impuls pada sinyal kontinyu dan sistem. Deret unit sample biasanya disebut dengan impuls diskrit (diecrete-time impuls), atau disingkat impuls (impulse).
Sekuen Step
Deret unit step (unit-step sequence), u(n), mempunyai nilai:
Unit step dihubungkan dengan unit sample sebagai:
Unit sample juga dapat dihubungkan dengan unit step sebagai:
δ(n) = u(n) − u(n− 1)
Sinyal Periodik
Ditetapkan T sebagai suatu nilai real positif. Suatu sinyal waktu kontinyu x(t) dikatakan periodik terhadap waktu dengan periode T jika
x(t + T) = x(t) untuk semua nilai t, −∞
periodik dengan qT, dimana q merupakan nilai integer positif.
Sinyal periodik mempunyai pola yang sama dan berulang sepanjang waktu.
Secara matematis sinyal dapat didefinisikan sebagai sinyal periodik jika dan hanya jika :
s(t + T) = s(t), -∞ < t < ¬+∞
Dimana konstanta T menyatakan periode suatu sinyal. Selain fungsi tersebut maka sinyal dikatakan sebagai sinyal aperiodik.
Gambar 23. Sinyal periodik
BAB 5
SISTEM KONTROL
Definisi
Sistem Kendali merupakan bagian yang terintegrasi dari sistem kehidupan modern saat ini. Sebagai contoh : kendali suhu ruang, mesin cuci, robot, pesawat, dan lain sebagainya. Kita bukan satu-satunya pembuat sistem kendali otomatis. Justru secara alami telah ada, baik di tubuh kita sendiri maupun di alam semesta. Sebagai contoh: pankreas yang mengendalikan kadar gula dalam darah. Mekanisme berkeringat ketika kepanasan untuk mempertahankan suhu tubuh. Pergerakan mata saat melihat sesuatu. Peredaran seluruh benda di angkasa. Dengan sistem kendali memungkinkan variabel yang ingin dikendalikan dapat mencapai nilai yang diinginkan dengan mekanisme umpan balik dan pengendalian.
Sistem kendali memungkinkan adanya sistem yang stabil, akurat, dan tepat waktu. Sistem kendali dapat dirancang melakukan pengendalian secara otomatik. Di industri banyak dijumpai aplikasi sistem ini menggunakan PLC ‘Programmable Logic Kontroller’.
Sistem kendali dapat dikatakan sebagai hubungan antara komponen yang membentuk sebuah konfigurasi sistem, yang akan menghasilkan tanggapan sistem yang diharapkan. Jadi harus ada yang dikendalikan, yang merupakan suatu sistem fisis, yang biasa disebut dengan kendalian (plant).
Gambar 1. Diagram Masukan-Keluaran
Masukan dan keluaran merupakan variabel atau besaran fisis. Keluaran merupakan hal yang dihasilkan oleh kendalian, artinya yang dikendalikan, sedangkan masukan adalah yang mempengaruhi kendalian, yang mengatur keluaran. Kedua dimensi masukan dan keluaran tidak harus sama.
Kategori Sistem Kendali
Sistem loop terbuka
Suatu sistem kendali yang keluarannya tidak berpengaruh terhadap aksi kendali disebut sistem kendali loop terbuka. Dengan kata lain, sistem kendali loop terbuka tidak dapat digunakan sebagai perbandaingan umpan balik dengan masukan.
Dalam suatu sistem kendali loop terbuka, keluarannya tidak dapat dibandingkan dengan masukan acuan. Jadi setiap masukan acuan berhubungan dengan operasi tertentu, sehingga ketetapan dari sistem terantung pada kalibrasi. Kelemahan sistem kendali ini adalah jika ada gangguan, maka sistem kendali loop terbuka tidak dapat melaksanakan tugas seperti yang diharapkan. Sistem loop terbuka dapat digunakan hanya jika hubungan antara masukan dan keluaran diketahui dan tidak terdapat gangguan internal maupun eksternal.
Contoh dari sistem kendali loop terbuka adalah mesin cuci, dimana perendaman, pencucian dan pembilasan dalam mesin cuci dilakukan atas basis waktu. Mesin ini tidak mengukur sinyal keluarannya yaitu tingkat kebersihannya.
Gambar 24. Blok diagram loop terbuka
Sistem loop tertutup
Sistem kendali umpan balik sering disebut sebagai sistem kendali loop tertutup. Pada sistem kendali umpan balik, sistem mempertahankan hubungan yang ditentukan antara keluaran dengan beberapa masukan acuan, dengan cara membandingkan dan selisih yang dihasilkan akan digunakan sebagai alat kendali.
Pada sistem kendali loop tertutup, sinyal kesalahan yang bekerja, yaitu perbedaan antara sinyal masukan dan sinyal umpan balik, disajikan kekontroler sedemikian rupa untuk mengurangi kesalahan dan membawa keluaran sistem ke nlai yang dikehendaki. Isilah kendali loop tertutup selalu berarti penggunaan aksi kendali umpan balik untuk mengurangi kesalahan sistem.
Sebagai contoh dari sistem kendali loop tertutup adalah sistem kendali suhu ruangan. Dengan mengukur suhu ruangan yang sebenarnya dan membandingkannya dengan suhu acuan (suhu yang diinginkan), thermostat menjalankan alat pemanas atau pendingin, atau mematikannya sehingga memastikan bahwa suhu ruangan tetap pada suhu yang nyaman tidak tergantung dari keadaan luar.
Gambar 25. Diagram blok sistem loop tertutup.
jenis sistem kontrol
sistem kontrol terdiri dari beberapa jenis yaitu :
kontrol proses
kontrol numbering
kontrol berurutan
mekanisme servo
kontrol proses
sistem kontrol proses terdiri atas seskumpulan piranti-piranti dan peralatan-peralatan elektronik yang mampu menangani kestabilan, akurasi, dan mengeliminasi transisi status yang berbahaya dalam proses produksi. Masing-masing komponen dalam sistem kontrol proses tersebut memegang peranan pentingnya masing-masing, tidak peduli ukuranya. Misalnya saja, jika sensor tidak ada atau rusak, maka sistem kontrol proses tidak akan tahu pa yang terjadi dalam proses yang sedang berjalan.
Sebagai contoh pengendalian proses adalah sakelar temperature yang bekerja secara otomatis mengendalikan suhu setrika. Instrumentasi pengendali disetrika otomatis tersebut berbentuk switch. Sakelar tersebut akan memutuskan hubungan listrik ke elemen panas apabila suhu setrika ada diatas suhu titik yang dikehendaki, dan akan mengalirkan listrik ke elemen pemanas apabila suhu setrika ada dibawah titik yang dikehendaki (dibawah set point).
Kontrol numeric
Kontrol numeric adalah suatu bentuk otomatisasi terprogram dimana gerakan mekanik suatu perkakas mesin atau peralatan yang lain dikendalikan oleh suatu program yang terdiri dari data apanumerik dalam bentuk kode. Kontrol numeric merupakan jenis sistem kontrol digital yang dipergunakan untuk mesin perkakas seperti mesin bubut (lathe) dan mesin freis (milling) dengan dipadukan sistem computer akan menghasilkan mesin yang secara otomatis dapat memotong dan membentuk benda kerja yang rumit tanpa operator manusia. Setiap mesin memiliki seperangakat sumbu (axis) dan parameter-parameter yang harus dikontrol.
Gambar 26. mesin tempa/bor
Kontrol berurutan
Kontrol berurutan atau konsekuensial digunakan untuk mengatur suatu/operasi yang saling terkait, terhubung atau terencana.
Contoh : operasi lift dimana untuk mengoperasikan secara otomatis diperlukan operasi berurutan yang harus dipenuhi, misal pada kondisi pintu akan terbuka lama sampai penumpang habis. Kemudian menutup dan tetap ditempat sampai ada yang menggunakan.
Berdasarkan contoh, maka kontrol konsekuensial/berurutan kebanyakan hanya melaksanakan perintah yang mempunyai dua keadaan secara berurutan, misalnya start/stop, sinyal on/off dan lain-lain. Karenanya kontrol sekuensial merupakan kontrol kualitatif karena tidak membutuhkan keadaan kuantitatif yang tepat dari variable yang diatur dan masukan referensi.
Mekanisme Servo
Motor servo adalah sebuah motor dengan sistem closed feedback di mana posisi dari motor akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada di dalam motor servo. Motor ini terdiri dari sebuah motor, serangkaian gear, potensiometer dan rangkaian kontrol. Potensiometer berfungsi untuk menentukan batas sudut dari putaran servo. Sedangkan sudut dari sumbu motor servo diatur berdasarkan lebar pulsa yang dikirim melalui kaki sinyal dari kabel motor. Tampak pada gambar dengan pulsa 1.5 mS pada periode selebar 2 mS maka sudut dari sumbu motor akan berada pada posisi tengah. Semakin lebar pulsa OFF maka akan semakin besar gerakan sumbu ke arah jarum jam dan semakin kecil pulsa OFF maka akan semakin besar gerakan sumbu ke arah yang berlawanan dengan jarum jam.
Motor servo biasanya hanya bergerak mencapai sudut tertentu saja dan tidak kontinyu seperti motor DC maupun motor stepper. Walau demikian, untuk beberapa keperluan tertentu, motor servo dapat dimodifikasi agar bergerak kontinyu. Pada robot, motor ini sering digunakan untuk bagian kaki, lengan atau bagianbagian lain yang mempunyai gerakan terbatas dan membutuhkan torsi cukup besar.
Gambar 27. pemberian sinyal pada motor servo
BAB 6
SOFTWARE dan AKUISISI DATA
Definisi
sistem akuisisi data dapat didefinisikan sebagai suatu sistem yang berfungsi untuk mengambil, mengumpulkan, dan meyiapkan data, hingga memprosesnya untuk menghasilkan data yang dikehendaki. Jenis serta metode yang dipilih pada umumnya bertujuan untuk menyederhanakan setiap langkah yang dilaksanakan pada proses.
Suatu sistem akuisisi data pada umumnya dibentuk sedemikian rupa sehingga sistem tersebut berfungsi untuk mengambil, mengumplkan, dan menyimpan data dalam bentuk yang siap untuk diproses lebih lanjut.
Gambar 28 diagram blok sistem akuisisi data
komponen akuisisi data dan software
Tranduser
tranduser adalah sebuah alat yang bila digerakan oleh suatu energy di dalam sebuah transmisi, akan menyalurkan energy tersebut dalam bentuk yang sama atau dalam bentuk yang berlainan ke sistem transmisi berikutnya. Transmisi energy ini bisa berupa listrik, mekanik, kimia, radiasi atau thermal. Tranduser pada sistem akuisisi data digunakan untuk menangkap atau mendeteksi sinyal-sinyal listrik yang kemudian disalurkan ke bagian lainnya dari sistem akuisisi data.
Komputer pc
Komputer yang digunakan dapat mempengaruhi kecepatan akuisisi data. Tipe-tipe transfer data yang tersedia pada computer yang bersangkutan juga, secara signifikan, mempengaruhi unjuk-kerja dari sistem akuisisi data secara keseluruhan. DMA digunakan untuk meningkatkan -kerja melalui penggunaan perangkat keras terdedikasi untuk memindahkan data langsung ke memori.
Faktor yang mempengaruhi jumlah data yang dapat disimpan dan kecepatan penyimpanan adalah kapasitas dan waktu akses hard disk.
Aplikasi-aplikasi akuisisi data secara real-time (waktu-nyata) membutuhkan prosesor yang cepat (dan tentunya akurat) atau meng- gunakan suatu prosesor terdedikasi seperti prosesor khusus untuk pemrosesan sinyal digital (DSP -Digital Signal Processor).
pengkondisi sinyal
Sinyal-sinyal listrik yang dihasilkan oleh transduser harus dikonversi ke dalam bentuk yang dikenali oleh papan akuisisi data yang dipakai. Tugas pengkondisi sinyal yang sering dilakukan adalah penguatan (amplification). Misalnya sinyal-sinyal lemah yang berasal dari termokopel, sebaiknya dikuatkan untuk meningkatkan resolusi pengukuran. Dengan menempatkan penguat cukup dekat dengan transduser, maka interferensi atau gangguan yang timbul pada kabel penghubung antara transduser dengan komputer dapat diminimal-kan. Minimisasi terjadi karena sinyal telah dikuatkan sebelum menempuh perjalanan melalui kabel tersebut.
Tugas lain dari pengkondisi sinyal adalah melakukan linearisasi. Beberapa alat pengkondisi sinyal dapat melakukan penguatan sekaligus linearisasi untuk berbagai macam tipe transduser sedangkan jenis alat pengkondisi sinyal lainnya hanya bias melakukan penguatan, linearisasinya menggunakan perangkat lunak (program) yang digunakan.
perangkat keras akuisisi data
perangkat keras akuisisi data terdiri dari
masukan analog
keluaran analog
pemicuan
I/O digital
Pewaktu
Masukan analog
Jumlah kanal masukan analog telah ditentukan, baik untuk masukan diferensial maupun ujung- tunggal pada papan akuisisi data yang memiliki kedua macam masukan tersebut.
Masukan ujung-tunggal merupakan masukan dengan referensi titik pentanahan (ground) yang sama.
Jika sinyal-sinyal masukan tersebut tidak memenuhi kriteria, maka digunakan masukan diferensial, masing-masing masukan memiliki referensi ground-nya sendiri-sendiri.
Pemultipleksan merupakan cara yang sering digunakan untuk mnambah jumlah kanal masukan ke ADC. Karena menggunakan sebuah ADC untuk mencuplik beberapa kanal, maka laju efektif pencuplikan pada masing- masing kanal berbanding terbalik dengan jumlah kanal yang dicuplik.
Non-linearitas integral pada suatu ADC menunjukkan seberapa jauh simpangan terhadap garis ideal (garis lurus). Sedangkan non-linearitas diferensial menunjukkan seberapa sama lebar kode pada masing-masing bagian tegangan. Non-lineritas diferensial yang ideal memastikan bahwa pembacaan tegangan yang diterjemahkan ada dalam ± 0,5 LSB dari tegangan masukan yang sebenarnya.
Keluaran analog
Rangkaian keluaran analog dibutuhkan untuk menstimulus suatu proses atau unit yang diuji pada sistem akuisisi data. Beberapa spesifikasi DAC yang menentukan kualitas sinyal keluaran yang dihasilkan adalah settling time, slew rate dan resolusi. Settling time dan slew rate bersama- sama menentukan seberapa cepat DAC dapat mengubah aras sinyal keluaran. Settling time adalah waktu yang dibutuhkan oleh keluaran agar stabil dalam durasi tertentu. Slew rate adalah laju perubahan maksimum agar DAC bisa menghasilkan keluaran. Dengan demikian, settling time yang kecil dan slew rate yang besar dapat menghasilkan sinyal-sinyal dengan frekuensi tinggi karena hanya dibutuhkan waktu sebentar untuk mengubah keluaran ke arah tegangan baru secara akurat.
Resolusi keluaran mirip dengan resolusi masukan. Yaitu jumlah bit kode digital yang (nantinya) akan menghasilkan keluaran analog. Semakin banyak jumlah bit resolusinya semakin berkurang besar kenaikan tegangan nya (semakin kecil perubahan tegangan yang mampu dideteksi), sehingga dimungkinkan untuk menghasilkan perubahan sinyal yang halus. Aplikasi yang membutuhkan jangkauan dinamis yang lebar dengan perubahan kenaikan tegangan yang kecil pada keluaran sinyal analog membutuhkan keluaran tegangan dengan resolusi tinggi.
Pemicuan (trigger)
pemicuan eksternal digunakan untuk memulai dan menghentikan operasi akuisisi data. Pemicuan digital mensinkronkan antara akuisisi dan pembangkit tegangan ke suatu pulsa digital eksternal. Pemicu analog, yang banyak digunakan pada operasi masukan analog, akan memulai atau menghentikan operasi akuisisi data saat suatu sinyal masukan mencapai suatu aras dan slope suatu tegangan analog.
Digital I/O
Digital I/O sering digunakan pada sistem akuisisi data PC untuk mengontrol proses-proses, membangkitkan pola-pola pengujian dan untuk berkomunikasi dengan perangkat lain. Suatu apllikasi umum I/O digital adalah memindah data antara satu komputer dengan peralatan lain seperti data logger, pemroses data dan printer. Karena alat-alat ini biasanya menstranfer data dalam satuan byte atau 8 bit maka masing-masing jalur digital pada papan digital I/O dibentuk dalam kelompok 8. Selain itu beberapa papan memiliki rangkaian handsaking untuk tujuan sinkronisasi komunikasi. Jumlah kanal data dan kebutuhan handsaking harus sesuai (disesuaikan) dengan aplikasi yang dibutuhkan.
Pewaktuan I/O
Rangkaian pewaktu berguna untuk berbagai macam aplikasi, termasuk menghitung jumlah kejadian-kejadian (event), mengukur pewaktu pulsa digital serta membangkikan gelombang kotak. Semua hal tersebut dapat diimplementasikan menggunakan 3 sinyal pencacah/timer yaitu gerbang, sumber dan keluaran.
Perangkat keras analisa data
Pada aplikasi-aplikasi yang membutuhkan unjuk kerja yang tinggi, seringkali komputer sudah tidak mampu lagi untuk melakukan pemrosesan data dengan cukup cepat untuk merespon sinyal- sinyal waktu nyata (real-time). Dengan demikian dibutuhkan perangkat keras tambahan yang harus dipasang pada komputer yang bersangkutan. Prosesor sinyal digital dapat melakukan komputasi atau pemrosesan data lebih cepat dibandingkan dengan mikroprosesor pada umumnya, karena prosesor khusus tersebut mampu melakukan proses akumulasi dan multiplikasi data hanya dalam satu siklus detak, sedangkan mikroprosesor kebanyakan tidak dapat melakukan hal tersebut (dibutuhkan lebih dari satu siklus detak).
Software
Perangkat lunak tingkat-aplikasi adalah perangkat lunak akuisisi data yang langsung bisa Anda gunakan, seperti Lab View, LabWindows dan lain-lain.
Perangkat lunak akuisisi data terdiri dari DAC dan ADC
ADC
ADC adalah kepanjangan dari Analog to Digital Converter yang artinya Pengubah dari analog ke digital. Fungsi dari ADC adalah untuk mengubah data analog menjadi data digital yang nantinya akan masuk ke suatu komponen digital yaitu mikrokontroller AT89S51. Inputan dari ADC ini ada 2 yaitu input positif (+) dan input negatif (-).
ADC 0804 ini terdiri dari 8 bit microprocessor Analog to Digital Converter. V (+) dan V (-) adalah inputan tegangan analog differensial sehingga data tegangan yang akan diproses oleh ADC adalah selisih antara Vi (+) dan Vi (-). Vref adalah tegangan referensi ADC yang digunakan untuk mengatur tegangan input pada Vi+ dan Vi-. Besarnya tegangan referensi ini adalah setengah dari tegangan input maksimal. Hal ini bertujuan agar pada saat inputan maksimal data digital juga akan maksimal. Frekuensi clock dari ADC dapat diatur dengan komponen R dan C eksternal pada pin R clk dan C clk dengan ketentuan : Fclk = 1 / (1,1 RC)
Chip select fungsinya untuk mengaktifkan ADC yang diaktifkan dengan logika low. Read adalah inputan yang digunakan untuk membaca data digital hasil konversi yang aktif pada kondisi logika low. Write berfungsi untuk melakukan start konversi ADC diaktifkan pada kondisi logika low. Instruksi berfungsi untuk mendeteksi apakah konversi telah selesai atau tidak, jika sudah selesai maka pin instruksi akan mengeluarkan logika low. Data outputan digital sebanyak 8 byte (DB0-DB7) biner 0000 0000 sampai dengan 1111 1111, sehingga kemungkinan angka decimal yang akan muncul adalah 0 sampai 255 dapat diambil pada pin D0 sampai D7. DB0-DB7 mempunyai sifat latching.
Gambar 29 Konfigurasi Pin ADC 0804
Fungsi dari Pin ADC 0804 sebagai berikut :
WR, pulsa transisi high to low pada input input write maka ADC akan melakukan konversi data, tegangan analog menjadi data digital. Kode 8 bit data akan ditransfer ke output lacht flip – flop.
INT, bila konversi data analog menjadi digital telah selesai maka pin INT akan mengeluarkan pulsa transisi high to low. Perangkat ADC dapat diopersikan dalam mode free running dengan menghubungkan pin INT ke input WR.
CS, agar ADC dapat aktif , melakukan konversi data maka input chip select harus diberi logika low. Data output akan berada pada kondisi three state apabila CS mendapat logika high.
RD, agar data ADC data dapat dibaca oleh sistem mikroprosessor maka pin RD harus diberi logika low.
Tegangan analog input deferensial, input Vin (+) dan Vin (-) merupakan input tegangan deferensial yang akan mengambil nilai selisih dari kedua input. Dengan memanfaatkaninput Vin maka dapat dilakukan offset tegangan nol pada ADC.
Vref, tegangan referensi dapat diatur sesuai dengan input tegangn pada Vin (+) dan Vin (-), Vref = Vin / 2.
Vresolusi = Vin max / 255.
CLOCK, clock untuk ADC dapat diturunkan pada clock CPU atau RC eksternal dapat ditambahkan untuk memberikan generator clock dari dalam CLK In menggunakan schmitt triger.
DAC (digital to analog convert)
Fungsi Utama DAC adalah menerima suatu kata digital sebagai satu sinyal masuk dan menterjemahkan atau mengubahnya menjadi tegangan atau arus analog.
Fungsi dari komponen skematik diatas adalah sebagai berikut :
Input Register ( Latch ) : Contoh data digital dari sumber yang diambil waktu dan ruang digital data paralel pada saat kodisi input DAC siap.
Reference Voltage : Tegangan sumber yang dipakai untuk menyuplai daya untuk menghasilkan arus generator.
Basic DAC : Jaringan generator arus (resistors) dan saklar yang dipakai untuk menyediakan arus yang seimbang untuk setiap berat bit yang digandakan oleh nilai biner.
Summing Current to Voltage Converter : penguat operasi yang dipakai untuk menjumlah arus dari semua bit dan konversi ketegangan. Seimbang dan perolehan kontrol adalah tidak bersekutu untuk mengatur nomor biner secara keseluruhan untuk fungsi alih tegangan yang diinginkan.
