Istilah-Istilah pengukuran

A.   Akurasi

Akurasi adalah Kemampuan dari alat ukur untuk memberikan indikasi kedekatan terhadap harga sebenarnya dari objek yang diukur.

Angka penting

Angka penting adalah bilangan yang diperoleh melalui pengukuran yang terdiri dari angka penting yang sudah pasti (terbaca pada alat ukur) dan satu angka terakhir yang ditaksir.

Aturan-aturan angka penting:

• Semua angka yang bukan nol adalah angka penting. Contoh: 72,753 (5 angka penting).
• Semua angka nol yang terletak di antara angka-angka bukan nol adalah angka penting. Contoh: 9000,1009 (9 angka penting).
• Semua angka nol yang terletak di belakang angka bukan nol yang terakhir, tetapi terletak di depan tanda desimal adalah angka penting. Contoh: 30000 (5 angka penting).
• Angka nol yang terletak di belakang angka bukan nol yang terakhir dan di belakang tanda desimal adalah angka penting. Contoh: 67,50000 (7 angka penting).
• Angka nol yang terletak di belakang angka bukan nol yang terakhir dan tidak dengan tanda desimal adalah angka tidak penting. Contoh: 4700000 (2 angka penting).
• Angka nol yang terletak di depan angka bukan nol yang pertama adalah angka tidak penting. Contoh: 0,0000789 (3 angka penting).

H. Hysteresis

Hysteresis adalah Perbedaan output yang terjadi antara pemberian input menaik dan pemberian input menurun dengan besar nilai input sama. Hysteresis merupakan salah satu indikator repeatability.

J. Jangkauan

Jangkauan adalah Beda modulus antara dua batas rentang nominal dari            alat ukur.

Contoh :

Rentang nominal – 15V sampai 15 Volt. Jangkauan 30V.

K. Kalibrasi

Serangkaian kegiatan untuk menentukan kebenaran konvensional penunjukan alat ukur atau menujukkan nilai yang diabadikan bahan ukur dengan cara membandingkannya dengan standar ukur yang tertelusuri ke standar nasional dan/atau international.

Ketertelusuran

Terkaitnya hasil pengukuran pada standar nasional/internasional melalui peralatan ukur yang kinerjanya diketahui, standar-standar yang dimiliki laboratorium tempat pengukuran dilakukan dan kemampuan personil laboratorium tersebut.

Ketidakpastian

Perkiraan atau taksiran rentang dari nilai pengukuran di mana nilai sebenarnya dari besaran objek yang diukur terletak

Koreksi

Suatu harga yang ditambahkan secara aljabar pada hasil dari alat ukur untuk memberi kompensasi penambahan pada kesalahan sistematik.

Kesalahan

penyimpangan variabel yang diukur dari harga/nilai yang sebenarnya.

P. Presisi

Presisi adalah Istilah untuk menggambarkan tingkat kebebasan alat ukur dari kesalahan acak. Jika pengukuran individual dilakukan berulang-ulang, maka sebaran hasil pembacaan akan berubah-ubah disekitar nilai rata-ratanya.

R. Resolusi

Resolusi adalah Perubahan terkecil dari besaran yang diukur, dimana alat ukur masih memberikan tanggapan. Besar pernyataan dari kemampuan peralatan untuk membedakan arti dari dua tanda harga atau skala yang paling berdekatan dari besaran yang ditunjukkan.

Rentang ukur

Besar daerah ukur antara batas ukur bawah dan batas ukur atas.

Repeatabilitas

Kemampuan alat ukur untuk menunjukkan hasil yang sama dari proses pengukuran yang dilakukan berulang-ulang dan identik.

S. Sensitifitas

Sensitifitas adalah Perbandingan keluaran terhadap perubahan besaran yang diukur. Suatu alat yang peka akan memberikan tanggapan atau respon yang besar jika besaran yang diukur mengalami perubahan sedikit.

Sensor

Bagian atau elemen dari alat ukur yang secara langsung berhubungan dengan objek yang terukur.

T. Transduser

Trasduser adalah Bagian dari alat ukur untuk mengubah atau mengkonveksikan suatu bentuk energi atau besaran fisik yang diterimanya kedalam bentuk energi yang lain atau unit pengalih sinyal, sehingga mudah diolah oleh peralatan berikutnya

V. Validity

Sejauh mana ketepatan dan kecermatan suatu alat ukur dalam melakukan fungsi ukurnya.

Z. Zero

Zero adalah nilai pressure pada kondisi tanpa tekanan (1 atmosfer).

RANGKAIAN PENJUMLAH

rangkaian penjumlah adalah konfigyrasi op-amp sebagai penguat dengan di berikan imput lebih dari satu untuk menghasilkan sinyal output yang linier sesuai dengan nilai penjumlahan sinyal input dan faktor penguat yang ada. pada umumnya rangkaian penjumlah adalah rangkaian penjumlah dasar yang disusun dengan penguat inverting dan non inverting yang diberikan input 1 line.

sinyal input pada (V1.V2,V3) diberikan keline input penguat inverting berturut-turut melalui R1,R2,R3 .
besarnya sinyal input tersebut bernilai negatif karena penguat operasional dioperasikan pada mode membalik inverting.
besarnya penguatan tegangan (Av) tiap sinyal input mengikuti nilai perbandingan Rf dan resistor input masing-masing (R1,R2,R3). masing-masing tegangan output dari penguat masing-masing sinyal input tersebut secara matematis dapat ditulis sebagai berikut:

contoh soal :

RANGAKAIAN PENJUMLAH NON INVERTING

rangkaian penjumlah non inverting memiliki penguatan tegangan yang tidak melibatkan nilai resistansi input yang digunakan. oleh karena itu dalam rangkaian penjumlahan non inverting nilai resistor input (R1,R2,R3) sebaiknya bernilai sama persis , hal ini bertujuan untuk mendapatkan kestabilan dan akurasi penjumlahan sinyal yang diberikan kerangkaian. pada rangkaian penjumlahan non inverting sinyal input (V1,V2,V3) diberikan kejalur input melalui resistor input masing-masing (R1,R2,R3). besarnya penguatan tegangan (Av) pada rangkaian penguat penjumlah non inverting diatur oleh resistor feedback (Rf) dan resistor inverting (Ri).
sehingga didapatkan rumus:

sehingga dengan diketahuinya nilai penguatan tegangan pada rangkaina penjumlah non inverting dapat dirumuskan besar tegangan output :

rangkaian penjumlah non inverting ini jarang digunakan dalam aplikasi rangkaian elektronika,  karena nilai outputnya adalah hasil kali nilai rata-rata tegangan input dengan faktor penguat sehingga nilai penjumlahan tegangan merupakan hasil rata-rata sinyal input dan penguat tegangan belum sesuai dengan kaidah penjumlahan.
contoh soal :

KOMPARATOR

pada dasarnya penguat operasional (opersional amplifier) umum digunakan sebagai komparator untuk membandingkan amplitudo suatu tegangan dengan amplitudo tegangan yang lain. pada rangkaian komparator penguat operasional digunakan pada konfigurasi terbuka dengan tegangan masukkan (input voltage) pada satu terminal masukkan dan sebuah tegangan referensi pada terminal masukkan lainya.
prinsip sebuah rangkaian komparator merupakan sebuah contoh dari rangkaian penguat operasional yang membandingkan 2 tegangan masukkan serta menghasilkan sebuah keluaran dari salah satu keadaan , yaitu lebih besar atau lebih kecil terhadap hubungak dari masukkan-masukkan tersebut.

KOMPARATOR OPEN LOOP
bila tegangan pada input inverting (V1) lebih positif dari pada input non inverting (V2), maka outputnya akan sama dengan (-Vsat).
bila tegangan pada input inverting (V1) lebih negatif dari pada input non inverting (V2), maka outputnya akan sama dengan (+Vsat).

contoh soal :

KOMPARATOR CLOSE LOOP

jika pada komparator open loop tegangan keluaran selalu +Vsat dan -Vsat , maka pada komparator close loop outputnya dapat kita atur sesuai keinginan kita dengan cara mengubah resistansi Ro dan Ri.

Jika V2=V1 ,maka Vo=0

Jika V2<V1 ,maka Vo<0

Jika V2>V1 ,maka Vo>0

Tegangan outputnya akan berlawanan phasa dan merupakan selisih antara kedua inputnya, dan ditentukan dengan persamaan :

komparator close loop dapat memberika penguatan jika perbandingan Ro1 dan Ri1 sama dengan perbandingan Ro2 dan Ri2 sehingga tegangan outputnya adalah:

contoh soal :

penguat op-amp (inverting op-amp) dan (non inverting op-amp)

RANGKAIAN INVERTING OP-AMP (CLOSED LOOP)

Rangkaian penguat pembalik sinyal masukkan diberikan melalui sebuah resistor masukkan (Ri) yang dihubungkan secara seri terhadap masukkan pembalik (inverting input) yang disimbolkan dengan (-). sinyal keluaran penguat operasional pada rangkaian penguat pembalik (inverting amplifier) diumpan balikan melalui (Rf) kemasukkan yang sama.

pada prinsip sebuah penguat operasional (operational amplifier) idela memiliki impedansi masukan yang sangat besar hingga dinyatakan sebagai impedansi masukkan tak terhingga (infinite input impedance). kondisi penguat operasional yang memiliki impedansi masukkan tak terhingga tersebut menyebabkan tidak adanya arus yang melewati  masukkan membalik (inverting input) pada penguat opersional. keadaan tak berarus pada masukkan membalik tersebut membuat tegangan jatuh diantara masukkan membalik dan masukkan tak membalik bernilai 0Volt. kondisi tersebut menunjukan bahwa tegangan pada masukkan membalik adalah bernilai 0Volt karena kondisi masukkan tak membalik (non-inverting input) yang di hubungkan ke ground. kondisi masukkan membalik (inverting input) yang memiliki tegangan 0Volt tersebut dinyatakan sebagai ground semu (Virtual Ground).

groun semu ( virtula ground)

arah aliran arus

untuk mencari Vout maka rumus yang di perlukan adalah:

rumus untuk mendapatkan nilai |Acl| (penguat loop tertuup)  :

rumus untuk mencari Rout (AL= penguat loop) (Aol= penguat loop terbuka) :

RANGKAIN NON INVERTING OP-AMP (CLOSED LOOP)

rangkaian penguat tak membalik ( non inverting amplifier) sinyal masukkan diberikkan ke masukkan tak membalik (non inverting input) kemudian keluaranya diberikkan kembali ke masukkan membalik (inverting input) melalui rangkaian umpan balik (feed back) yang terbentuk dari resistor masukkan (Ri) dan resistor umpan balik (Rf) tersebut membentuk sebuah rangkaian pembagi tegangan  yang mengurangi tegangan keluaran (Vout) dan menghubungkan tegangan keluaran yang telah berkurang tersebut ke masukkan membalik (inverting input) .

prinsipnya yang menjadi masukkan diferensial bagi penguat operasional pada hubungan ini adalah perbedaan antara tegangan masukkan (Vin) dan tegangan umpan balik . tegangan diferensial dikuatkan oleh penguat tegangan terbuka (open-loop voltage gain) dari penguat operasional tersebut.

rumus untuk mendapatkan Vout :

rumus untuk mendapatka nilai (Acl)  :

contoh soal    :

VOLTAGE LEVEL DETECTOR

level tegangan positif dapat dideteksi oleh rangkaian pembanding (komparator). detektor tegangan positif menggunakan masukkan membalik (inverting input) sebagai pengindra perubahan tegangan , sementara jaringan pembagi tegangan resistif berfungsi untuk membentuk tegangan referensi (Vref) dalam masukan tak membalik. pembagi resistif di hubungkan di antara catu + V dan ground. tegangan referensi ditentukan melalui rumus :

 dengan memasukan nilai-nilai R2,R3 dan +V kedalam rumus .

level detektor tegangan negativ dapat dibuat dengan menempatkan pembagi resistif diatara catu -V dan ground. bila perubahan tegangan pada masukkan membalik melampaui tagangan Vref , keluaran akan -Vsat. sebaliknya jika terjadi diteksi, keluaran akan berubaha ke +Vsat.

detektor level tegangan dapat dirancang dengan masukkan tak membalik sebagai pengindra dan masukkan membalik sebagai acuan. tegangan keluaran akan berayun dalam arah berlawanan terhadap detector.

EEPROM MEMORY

Dalam suatu mikrokontroler biasanya terdapat tiga buah memori, yaitu RAM, ROM dan EEPROM. RAM dan ROM hampir selalu ada pada setiap mikrokontroler, sedangkan EEPROM hanya terdapat pada beberapa jenis mikrokontroler tertentu. RAM digunakan sebagai penyimpan data sementara yang berupa register-register. Register adalah tempat penyimpanan data yang berkaitan dengan banyak hal, misalnya variabel dalam program, keadaan input/output, serta pengaturan timer/counter dan komunikasi serial. Telah disebutkan sebelumnya data pada RAM akan hilang saat catu daya dicabut.

ROM digunakan sebagai tempat penyimpanan program. ROM yang banyak dipakai pada mikrokontroler saat ini adalah flash PEROM (Programmable Erasable ROM), yang mirip seperti memori pada flash disk, namun bedanya adalah flash PEROM hanya dapat dihapus dan ditulis secara sekaligus. EEPROM biasanya digunakan untuk menyimpan data yang tidak boleh hilang meski catu daya dihapus. Meski fungsinya mirip EEPROM biasanya lebih sedikit digunakan dibanding RAM karena kecepatan akses EEPROM yang lebih lambat. Contoh penggunaannya adalah penyimpanan data password. atau setting suatu sistem.

Timer/counter adalah peranti untuk mencacah sinyal dari clock ataupun sinyal dari suatu kejadian. Jika sinyal yang dicacah berasal dari clock maka peranti ini berfungsi sebagai pewaktu, sedangkan jika berasal dari clock maka peranti ini berfungsi sebagai pencacah. Pewaktu bisa digunakan untuk bermacam-macam kegunaan, misalnya untuk menghasilkan tundaan waktu dan untuk mengukur selang waktu suatu proses.

TIMER SEBAGAI GENERATOR GELOMBANG

TUJUAN :

1.      Mampu membuat program untuk memanfaatkan timer sebagai generator gelombang.

2.      Mampu membuat program untuk memanfaatkan timer sebagai generator gelombang  dengan adjustable duty cycle.

3.      Mampu membuat program untuk memanfaatkan timer sebagai generator gelombang adjustable frekuensi.

PERALATAN :

1. Komputer                : 1set

2. Arduino Uno            : 1pcs

3. Project Board          : 1pcs

4. Kabel Jumper          : 1set

5. LCD                        : 1pcs

6. Potensiometer 10K   : 3pcs

7. LED                         : 1pcs

8. Resistor 330 Ohm     : 1pcs

9. Transistor 2N2222    : 1pcs

10. Resistor 2K2           : 1pcs

PERCOBAAN :

7.1 Generator Gelombang dengan Adjustable Duty cycle

          Pada percobaan kali ini akan dibuat program untuk mengeluarkan gelombang kotak pada pin 9 (OC1A) . Gelombang yang akan dikeluarkan pada pin 9 adalah gelombang berbentuk kotak dengan duty cycle dapat diatur lebarnya. Lebar duty cycle akan diatur oleh potensiometer yang terhubung pada pin A0. Pada percobaan kali ini akan digunakan fungsi analogWrite yang berfungsi untuk mengeluarkan sinyal gelombang pada pin Pulse Width Modulation (PWM).

Prosedur : 

Buatlah rangkain seperti Gambar 7.1.