modul 1,2 dan 6

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. 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. 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. 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. 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


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


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


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


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


pada T17.

Berikan input 1 Vp-p dengan K=0.2 ,0.4, ,1. Hitunglah konstanta

waktunya.


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


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


pada T17.

Percobaan Sistem tipe-y


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


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 .


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.





MODUL 6

AKUSISI DATA DENGAN LABVIEW DAN ARDUINO


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


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


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





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


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


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

modul 1,2 dan 6

Documents