1
Jobsheet Praktikum ADC-DAC
A. Tujuan Kegiatan Praktikum 5-6 : Setelah mempraktekkan Topik ini, anda diharapkan dapat : 1. Mengetahui prinsip kerja ADC dan DAC. 2. Mengetahui toleransi kesalahan ADC dan ketelitian DAC. 3. Memahami spesifikasi ADC dan DAC yang diberikan oleh data book. 4. Mengaplikasikan ADC dan DAC dalam rangkaian elektronika digital. B. Dasar Teori Kegiatan Praktikum 5-6 Analog-to-Digital Converter (ADC) merupakan peranti yang mengubah besaran kontinyu (suhu, tekanan, intensitas cahaya, dan lain-lain) menjadi besaran diskrit (digital). ADC0808 adalah peranti CMOS monolitik dengan konverter analog-ke-digital 8-bit, multiplekser 8-kanal dan logika kontrol yang kompatibel dengan mikroprosesor. ADC ini mempunyai toleransi kesalahan ½ LSB serta dapat mengonversi dalam waktu 100 s dengan luaran yang ditahan oleh buffer tri-state.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
IN-3 IN-4 IN-5 IN-6 IN-7 START EOC 2-5 ENABLE CLOCK VCC ref(+) GND 2-7
IN-2 IN-1 IN-0 ADD-A ADD-B ADD-C ALE msb2-1 2-2 2-3 2-4 lsb2-8 ref(-) 2-6
28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15
ADC0808
Gambar 1.1 Susunan Kaki ADC0808 IC ADC0808 mempunyai 8 masukan analog (IN-0 – IN-7) yang dapat dipilih melalui alamat 3-bit (ADD-A – ADD-C). ADC akan memulai konversi dengan kecepatan sesuai dengan frekuensi CLOCK yang diberikan setelah sinyal START diaktifkan. Setelah konversi selesai, maka sinyal EOC (End of Conversion) akan aktif untuk menandai bahwa data pada kaki luaran (2-1/MSB – 28
/LSB) dapat dibaca dengan bantuan sinyal OE (Output Enable). Komponen ini
Lab Teknik Digital
2
Jobsheet Praktikum
mempunyai 2 kaki untuk tegangan referensi yaitu ref(+) dan ref(-). Sedangkan kaki 13 dihubungkan ke GND dan kaki 11 dihubungkan ke VCC. Susunan kaki IC ADC0808 dapat dilihat dalam Gambar 5.1. Digital-to-Analog Converter (DAC) adalah sebuah peranti yang mengonversi dari besaran diskrit (digital) ke besaran kontinyu. DAC0808 merupakan IC DAC monolitik 8-bit dengan ketelitian relatif 0,19% sampai 0,78%. IC ini mempunyai masukan digital 8-bit (A1/MSB – A8/LSB) dan satu luaran yaitu Iout. Sebagai acuan, diperlukan tegangan referensi Vrf(+) dan Vrf(-). Selain itu ada pula kaki COMP untuk menghubungkan kapasitor kompensasi dengan VEE. Catu daya yang diperlukan untuk IC ini ada 3 macam, yaitu kaki 13 untuk VCC, kaki 3 untuk VEE dan kaki 2 untuk GND. Susunan kaki IC DAC0808 dapat dilihat dalam Gambar 5.2. 1 2 3 4 5 6 7 8
NC GND Vee Iout msbA1 A2 A3 A4
COMP Vrf(-) Vrf(+) Vcc lsbA8 A7 A6 A5
16 15 14 13 12 11 10 9
DAC0808
Gambar 1.2 Susunan Kaki IC DAC0808
D. Lembar Praktikum 1. Alat dan Bahan IC ADC0808
1 buah
IC DAC0808
1 buah
LM 741
1 buah
Resistor 10K Ω
8 buah
Resistor 5K Ω
3 buah
Resistor 220 Ω
9 buah
Resistor 100 Ω
2 buah
Variabel Resistor
1 buah
Kapasitor 0,1 µF
1 buah
LED
9 buah
Function Generator
1 buah
Lab Teknik Digital
3
Jobsheet Praktikum Multimeter Digital
1 buah
Power Supply DC ±15VDC (simetris)
1 buah
Power Supply DC (non simetris)
1 buah
Project Board
1 buah
Push Button
2 buah
Dipswitch
1 buah
Pinset
1 buah
Jumper
secukupnya
2. Kesehatan dan Keselamatan kerja (a) Periksalah kelengkapan alat dan bahan sebelum digunakan. (b) Pelajari dan pahami petunjuk praktikum pada lembar kegiatan praktikum. (c) Pastikan tegangan keluaran catu daya sesuai yang dibutuhkan. (d) Sebelum catu daya dihidupkan hubungi dosen pendamping untuk mengecek kebenaran rangkaian. (e) Yakinkan tempat anda aman dari sengatan listrik. (f) Hati-hati dalam penggunaan peralatan praktikum !
Lab Teknik Digital
4
Jobsheet Praktikum 3. Langkah percobaan 5 1. Rakitlah rangkaian seperti Gambar 1.3 pada project board.
Vref(+) OUTPUT
INPUT P1
26 27 28 1 2 3 4 5 25 24 23 13 16
IN-0 IN-1 IN-2 IN-3 IN-4 IN-5 IN-6 IN-7 ADD-A ADD-B ADD-C
msb2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 2-6 2-7 lsb2-8 EOC
CLOCK GND ref(-)
21 20 19 18 8 15 14 17 7
10
CLOCK VCC
ENABLE
9
VCC Vref(+)
VCC 11 12
VCC ref(+)
START ALE
6 22
100
ADC0808 100
Gambar 1.3 Rangkaian untuk Percobaan ADC0808
2. Ukur catu daya DC sebesar +5,12V. Matikan catu daya dan hubungkan ke rangkaian pada VCC dan Vref(+). Catatan: - LED nyala berarti logika 1 dan LED mati berarti logika 0. 3. Set frekuensi function generator pada 10kHz. Matikan function generator dan hubungkan ke rangkaian pada kaki CLOCK. 4. Hubungkan multimeter pada luaran resistor variabel untuk mengukur Vinput. 5. Hidupkan catu daya dan function generator. 6. Set resistor variabel untuk memperoleh Vinput sebesar 0V, tekan push button pada kaki START/ALE, lalu lepaskan. 7. Tekan push button pada kaki OE, baca logika pada LED output. Catat hasilnya dalam Tabel 5.1. Lepaskan push button. 8. Ulangi langkah 6 dan 7 dengan Vinput yang lain seperti yang tertera dalam Tabel 5.1.
Lab Teknik Digital
5
Jobsheet Praktikum DATA HASIL PERCOBAAN Tabel 1.1 Data Hasil Percobaan IC ADC0808 fCLOCK Vref(+) Vinput (Hz) (V) (V)
2-1
2-2
OUTPUT (Praktek) Biner -3 2 2-4 2-5 2-6 2-7
2-8
2-1
2-2
OUTPUT (Hitung) Biner -3 2 2-4 2-5 2-6
0 0,4 0,8 1,2 1,6 2,0 2,4 2,8 3,2 3,6 4,0 4,4 4,8 5,0 5,1
ANALISIS DATA HASIL PERCOBAAN 1. Gambarkan kurva transfer Analog-ke-Digital (kode output A/D (biner) fungsi Vinput) dalam Gambar 1. 2. Hitung kode output (hitung) dalam biner untuk setiap Vinput dan masukkan dalam Tabel 5.1. Rumus: N
Vinput Vref () x 256 Vref ( ) Vref ()
dimana N = kode output dalam desimal. 3. Gambarkan garis linier untuk kode output (hitung) fungsi Vinput dalam Gambar 1. 4. Hitung toleransi kesalahan untuk masing-masing data dan buatkan tabel toleransi kesalahannya. 5. Hitung toleransi kesalahan keseluruhan untuk ADC0808.
Lab Teknik Digital
2-7
2-8
6
Jobsheet Praktikum 4. Langkah Percobaan 6 1. Rakitlah rangkaian seperti Gambar 1.4 pada project board.
INPUT
9
16 15 14 13 12 11 10
VCC
VCC
1 2 3 4 5 6 7 8
13
RESPACK3 10k ohm
5k
Vref(+) VCC 5k
4
5k
2 6 3 LM741
COMP
16
5
SW-DIP8
Iout
14 15 2
7
msbA1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 lsbA8
Vrf(+) Vrf(-) GND
4 1
5 6 7 8 9 10 11 12
Vcc
16 15 14 13 12 11 10 9
Vee
1 2 3 4 5 6 7 8
C1 0,1uF
3
DAC0808
P2 VEE VEE
Gambar 1.4 Rangkaian untuk Percobaan DAC0808
2. Ukur catu daya DC sebesar +5,12V. Matikan catu daya dan hubungkan ke rangkaian pada kaki VCC DAC0808, Vref(+) DAC0808 dan kedelapan kaki resistor 10k. 3. Ukur catu daya simetris DC pada +6V dan –6V. Matikan catu daya dan hubungkan ke rangkaian pada kaki VCC LM741 dan kaki VEE LM741 dan DAC0808. 4. Hubungkan multimeter pada luaran LM741 untuk mengukur Vout. 5. Hidupkan catu daya. 6. Beri logika 0 pada kaki A1 – A8. 7. Ukur Vout dan catat hasilnya dalam Tabel 5.2. 8. Ulangi langkah 6 dan 7 dengan kombinasi logika lain seperti yang tertera dalam Tabel 5.2.
Lab Teknik Digital
OUT
7
Jobsheet Praktikum DATA HASIL PERCOBAAN Tabel 1.2 Data Hasil Percobaan IC DAC0808 Vref(+) (V)
A1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1
A2 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1
A3 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1
INPUT (Biner) A4 A5 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1
A6 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1
A7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1
A8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
Vout Praktek (V)
Vout Hitung (V)
ANALISIS DATA HASIL PERCOBAAN 1. Gambarkan kurva transfer Digital-ke-Analog (Vout fungsi kode input biner) dalam Gambar 2. 2. Hitung Vout hitung dalam Volt untuk setiap kode input biner dan masukkan dalam Tabel 5.2. Rumus: A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 Vout Vref () x 4 8 16 32 64 128 256 2
3. Gambarkan garis linier untuk Vout hitung fungsi kode input biner dalam Gambar 2. 4. Hitung kesalahan relatif (dalam Volt dan %) untuk masing-masing data dan buatkan tabel kesalahan relatifnya. 5. Hitung kesalahan relatif keseluruhan (dalam Volt dan %) untuk DAC0808.
Lab Teknik Digital
Jobsheet Praktikum
8
TUGAS 1. Rancang rangkaian pengubah analog ke digital dengan IC ADC0804 dan berikan penjelasannya 2. Apakah fungsi op-amp dalam rangkaian DAC? 3. Jika Iref (arus referensi) diganti menjadi 1,5 mA, apa pengaruhnya terhadap Iout dan Vout?
Lab Teknik Digital
Jobsheet Praktikum
9
Analisa _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________
Lab Teknik Digital
Jobsheet Praktikum
10
Kesimpulan _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________
Lab Teknik Digital
