modul 2.doc

Modul Praktikum Modul 2Dasar Sistem Kontrol Absolut Optical Encoder

MODUL II

Absolut Optical Encoder

1. Tujuan Percobaan

1. Memahami prinsip dasar Absolut Optical Encoder.

2. Memahami cara pembacaan posisi sudut dengan menggunakan Absolut Optical

Encoder.

2. Peralatan Percobaan

1. AC/DC Stabilizer (726 88)

2. Optoelectronic Shaft End Encoder (734 66) 2 set

3. Gray-/Bin-/BCD- Display (734 67) 2 set

4. Piringan Encoder Binary 1 buah

5. Piringan Encoder Gray 1 buah

6. Piringan Encoder BCD 1 buah

7. Jumper

3. Dasar Teori

Pembacaan Posisi Sudut

Absolute optical encoder adalah suatu alat yang mengkonversi gerakan linier

atau rotasi ke dalam suatu urutan pulsa digital. Encoder digunakan untuk merasakan

posisi, percepatan dan akselerasi. Prinsip optical memberikan ketahanan terhadap

gangguan elektris dan magnetis, yang memberikan keuntungan untuk menempatkan

encoder tersebut sebagai sensor umpan balik secara langsung dekat dengan alat

penggerak. Biasanya, mereka dipilih sebagai sensor umpan balik untuk sistem servo

yang menuntut untuk ketelitian tingkat tinggi, tetapi absolut optical encoder juga dapat

digunakan sebagai sensor untuk aplikasi biaya yang sangat rendah.

Optical Rotary Encoder menghasilkan data posisi sudut secara langsung dalam

bentuk digital. Ada dua tipe dari optical rotary encoder, yaitu Incremental dan

Absolute Shaft Encoder. Incremental Shaft Encoder adalah encoder yang outputnya

Laboratorium Kontrol 8 Teknik Elektro Universitas Andalas


berupa pulsa untuk setiap perubahan putaran, sedangkan pada Absolute Shaft Encoder

memungkinkan kita menentukan posisi sebenarnya dari shaft setiap waktu.

Kelebihan absolute encoder dibandingkan incremental encoder adalah

kemampuan dalam menentukan posisi absolut.

Absolut Optical Encoder menggunakan sebuah glass disk yang diberi tanda

dengan suatu pola track/jalur yang konsentris (terpusat). Pancaran cahaya yang

terpisah dikirimkan melalui setiap track ke masing-masing photosensor. Setiap

photosensor menghasilkan 1 bit pada output digital.

Lingkaran dengan sudut 0o sampai 360o pada encoder dibagi dalam n bagian

yang sama besar, yang setiap bagiannya menentukan angka desimal. Dengan

demikian, satu bagian dapat mempunyai sudut sebesar α, dimana besarnya adalah :

Dimana n = Jumlah angka desimal yang dihasilkan.

Dengan menggunakan beberapa pasang fotodioda dan led, maka dapat dibaca

posisi sudut dengan ketelitian sebesar α.

Keuntungan encoder tipe ini adalah outputnya dalam bentuk digital dan selalu

memberikan posisi absolut. Ini berbeda dengan Incremental Encoder yang hanya

memberikan posisi relatif. Kelemahan Absolut Optical Encoder adalah harganya yang

relatif mahal karena membutuhkan banyak photocells dan kelurusan dalam

penyusunannya harus tepat. Jika tidak, encoder tersebut sekali-kali akan menghasilkan

data yang salah.



Gambar 1 dapat menjelaskan hal ini. Kesalahan terjadi ketika lebih dari satu bit

berubah dalam satu waktu, seperti dari sektor 7 (0111) ke sektor 8 (1000). Pada

gambar photosensor tidak tepat pada satu garis lurus. Dalam hal ini, sensor B1 di luar

garis (tidak lurus) dan perubahan dari 1 ke 0 sebelum yang lainnya. Hal ini

menyebabkan error sesaat pada output. Jika komputer meminta data selama waktu

transisi ini, maka akan didapat data yang salah.

Salah satu solusinya adalah dengan menggunakan kode Grey pada disk sebagai

ganti kode Binary. Dengan kode Grey hanya 1 bit yang berubah antara dua sektor,

sehingga memungkinkan penghematan waktu dalam memprosesnya. Jika photocells

tidak lurus, maka kesalahan yang terjadi adalah perubahan output yang terlambat atau

lebih cepat. Dengan kata lain, kesalahan yang terjadi tidak pernah lebih dari satu nilai

LSB dengan menggunakan kode Grey.


Gambar 2Absolut Optical Encoder

dengan kode Binary

Gambar 3Absolut Optical Encoder

dengan kode Gray

Gambar 1Kondisi error pada

kode Binary


Sistem Bilangan Binary

Notasi umum untuk sistem Binary adalah :

Dimana, n adalah banyaknya digit sebelum koma.

Sistem Bilangan BCD

Bilangan BCD (Binary Coded Decimal) adalah cara menyatakan setiap angka

desimal dengan bilangan binary 4 bit. Sebagai contoh :

43 (Decimal) = 0 1 0 0 0 0 1 1 (BCD)

4 3

Sistem Bilangan Gray

Transformasi dari gray ke biner: tuliskan komponen MSB gray, selanjutkan jumlah bit

(N-1) MSB dengan digit berikutnya dan tuliskan hasilnya menjadi digit berikutnyan

dari kode gray dan seterusnya. Contoh (1100)2 = (1000) gray. Sedangkan dari gray ke

biner, tuliskan MSB kode gray menjadi MSB kode biner. Selanjutnya MSB biner

ditambahkan dengan digit N-1 dari kode gray dan menjadi digit N-1 dari kode biner

dan seterusnya.



4. Prosedur Percobaan

A. Prinsip Dasar Encoder

1. Dengan menggunakan piringan Encoder Binary yang ditempatkan pada

Optoelectronic Shaft End Encoder pertama dan piringan Encoder BCD yang

ditempatkan pada Optoelectronic Shaft End Encoder kedua. Susun rangkaian

seperti pada rangkaian percobaan.

1. Gunakan sumber DC +5 V dari AC/DC Stabilizer.

2. Letakkan posisi CODE pada Binary untuk Gray-/Bin-/BCD- Display yang

pertama dan pada BCD untuk Gray-/Bin-/BCD- Display yang kedua.

3. Hidupkan AC/DC Stabilizer dan kemudian cari posisi 00 pada tampilan 7-

SEGMENT Display masing-masing encoder dengan memutar piringan encoder

searah jarum jam secara perlahan-lahan.

4. Catat tampilan Led B0-B5 pada Optoelectronic Shaft End Encoder, tampilan

led-led pada display (sebagai D0-D7) dan tampilan 7-SEGMENT pada jurnal

praktikum.

Catatan : Bila led menyala = 1 dan bila led tidak menyala = 0

5. Putar masing-masing piringan encoder secara perlahan-lahan sedemikian rupa

searah jarum jam, sehingga terdapat perubahan tampilan led B0-B5 dari tampilan

sebelumnya, dan catat data pada jurnal praktikum seperti pada poin 5 prosedur

percobaan.

6. Lakukan poin 6 dan 5 prosedur percobaan hingga tampilan 7-SEGMENT Display

masing-masing encoder kembali 00.

7. Ganti piringan dengan encoder Grey dan tempatkan pada Optoelectronic Shaft

End Encoder dan lakukan poin 4 sampai pada poin 7.

8. Bandingkan hasil yang diperoleh pada percobaan di atas dengan teori yang ada.

9. Lakukan analisa dan tarik suatu kesimpulan dari percobaan di atas sesuai dengan

tujuan percobaan.



Tugas Pendahuluan

1. Sebutkan dan jelaskan jenis – jenis optycal rotary encoder serta perbedaannya!

2. Jelaskan prinsip kerja dari Absolut Optical Encoder !

3. Konversikan bilangan desimal berikut, menjadi bilangan Binary, BCD, dan Grey :

a. 9

b. 27

c. 103

Kemudian tuliskan langkah-langkah pengkonversian masing-masing bilangan

tersebut secara lengkap !

4. Jelaskan cara pembacaan posisi dengan encoder Binary dan encoder BCD. Lalu

berikan contohnya !

5. Dalam system control loop tertutup absolut optical encoder terletak dibagian mana,

jelaskan menggunakan blok diagram ?

Tugas Evaluasi

1. Bisakah nilai atau bit pada BCD disamakan dengan Biner dan

Grey ? Jelaskan !

2. Jelaskan pola warna pada glasdisk ?

3. Jelaskan cara kerja CD room ?

4. Berdasarkan pratikum yang sudah dilakukan jelaskan Prinsip

kerja Absolut Optical Encoder ?

5. Berikan salah satu contoh aplikasi Absolut optical encoder beserta

cara kerjanya ?

6. Apa fungsi B0+90 pada Absolut Optical Encoder o?


modul 2.doc

Documents