modul praktikum instrumentasi kendali pengenalan ni …
TRANSCRIPT
MODUL PRAKTIKUM INSTRUMENTASI KENDALI
PENGENALAN NI ELVIS MEASUREMENT INSTRUMENT
A. Tujuan Praktikum
1. Memahami dasar-dasar penggunaan NI ELVIS
2. Memahami analisis rangkaian menggunakan NI ELVIS
B. Alat yang Digunakan
1. NI ELVIS dengan prototyping board
2. Resistor
3. Kapasitor
4. Op Amp
5. Probe
6. Kabel jumper
C. Dasar Teori
National Instruments Educational laboratory Virtual Instrumentation Suite (NI ELVIS)
adalah suatu module instrumentasi dan prototyping berbasis LabVIEW dan komputer. NI
ELVIS terdiri dari prototyping board, piranti data acquisition (DAQ) multifungsi, dan instrumen
virtual berbasis LabVIEW. Kombinasi ini menghasilkan suatu platform instrumentasi modular
terintegrasi, yang kemampuan fungsionalnya dapat dibandingkan dengan instrumen pada
umumnya seperti multimeter digital, Osiloskop, Function Generator, dan Power Supply yang
biasa dijumpai di dunia teknik elektro.
Gambar 1. Sistem NI ELVIS
Seluruh sistem NI ELVIS dibuat berbasis hardware dan software dari NI, dan memiliki
2 komponen utama, yaitu:
1. Bench-top workstation (NI ELVIS II), yang dapat berisi perangkat keras instrumentasi,
konektor, knop, dan LED yang saling terkait. Terdapat pula prototyping board
(breadboard) pada bagian atas workstation, yang terpasang pada platform NI ELVIS.
Breadboard tersebut memungkinkan untuk bereksperimen dengan perancangan dan
analisis rangkaian.
2. NI ELVIS II software, yang mencakup:
- Soft front panel (SFP) instruments
- LabVIEW application programmatic interface (API)
- Multisim application programmatic interface (API)
Software API memungkinkan pengaksesan dan pengaturan fitur NI ELVIS secara custom
dengan menggunakan LabVIEW.
Sebagian besar breadboard terbuat dari prototyping area holes yang tidak terhubung ke data
acquisition board. Prototyping board tersebut memiliki 4 daerah yang ditandai dengan tanda
+\– . Koneksi antar titik pada daerah tersebut harus disusun secara vertikal. Koneksi antar titik
pada 3 bagian yang lain dari prototyping board harus disusun secara horizontal.
Gambar 2. Bagian NI ELVIS
Daerah Breadboard yang terletak pada bagian paling kiri dan paling kanan workstation,
terhubung ke jalur sinyal instrumentasi berikut (lihat gambar 2):
1. Analog input signals (AI0 +/–, AI1+/–, AI7+/–, AISENSE, and AIGND) milik data
acquisition board.
2. Baris Programmable function I/O (PFI0 to PFI11), milik data acquisition board dan
digunakan untuk sinkronisasi beberapa instrumen.
3. DMM/Impedance Analyzers (BASE, DUT+, DUT) milik DMM (Digital Multimeter).
4. Baris Analog output (AO0 and AO1) milik data acquisition board.
5. Baris Function Generator (FGEN, SYNC, AM, and FM) milik Function Generator board.
6. Sumber tegangan +15 V, –15 V, +5 V milik workstation.
7. Baris DIO 0 hingga 23 milik data acquisition board.
8. Baris PFI, untuk counter dan sinkronisasi tugas DIO, milik data acquisition board.
Pada sisi kiri NI ELVIS II workstation terdapat terminal I/O tipe BNC yang berfungsi sebagai titik
pemasangan probe Function Generator (FGEN), Osiloskop (Scope) dengan kemampuan
100MS/sec, dan multimeter digital (DMM). Pada sisi kanan workstation terdapat 2 knop untuk
mengatur tegangan secara manual dalam rentang [0; +12 V] atau [–12; 0 V], dan 2 knop
lainnya untuk mengatur frekuensi dan amplitudo keluaran Function Generator.
D. Percobaan
Percobaan 1. Pengukuran nilai komponen menggunakan NI ELVIS Digital Multimeter
1. Pastikan power supply ke prototype board dalam keadaan mati. Saklar power terdapat
pada bagian kanan-atas NI ELVIS.
2. Pasang terminal resistor ke titik banana A dan B pada prototyping board, dan pasang
terminal kapasitor ke titik DUT+ dan DUT-, seperti pada gambar 3.
3. Hubungkan terminal V dan COM ke banana jack seperti pada gambar 4.
Gambar 3. Posisi pemasangan komponen
Gambar 4. Port DMM pada NI ELVIS prototyping board
4. Nyalakan power untuk prototyping board. 3 LED indikator (+15V, -15V, dan 5V) pada
board akan menyala.
5. Jalankan program NI ELVISmx Instrument Launcher
Gambar 5. NI ELVISms Instrument Launcer
6. Pilih Digital Multimeter.
7. Lakukan pengukuran resistansi dan kapasitansi dengan memilih menu pada multimeter.
8. Lakukan juga analisis impedance dengan impedance analyzer.
Percobaan 2. Analisis tapis analog menggunakan NI ELVIS Function Generator dan
Oscilloscope
Bagian ini akan mengenalkan bagaimana menggunakan NI ELVIS untuk karakterisasi rangkaian
Low Pass Filter (LPF).
1. Pastikan power supply ke prototype board dalam keadaan mati. Saklar power terdapat
pada bagian kanan-atas NI ELVIS.
2. Buatlah rangkaian dengan komponen dan sesuai gambar berikut pada prototyping
board.
R1=R2=1 kOhm
C1=C2=100 nF
Op Amp LM741, power supply +-15 V
3. Nyalakan switch power untuk prototyping board.
4. Pada NI ELVISmx Instrument Launcher, pilih Function Generator dan Oscilloscope.
5. Berikan sinyal masukan ke LPF, yang diatur melalui Function Generator.
6. Amati sinyal masukan dan keluaran LPF dengan Oscilloscope. Atur source channel pada
oscilloscope menjadi channel AI7 (sinyal masukan LPF) dan AI6 (Sinyal keluaran LPF).
7. Dengan memvariasi frekuensi sinyal masukan LPF, dapat diperoleh tanggapan frekuensi.
Gunakan Vpp = 3.
Percobaan 3. Analisis tapis analog menggunakan NI ELVIS Bode Analyzer
Pada percobaan sebelumnya, telah diperoleh grafik tanggapan frekuensi menggunakan
Function Generator dan Oscilloscope. Dalam percobaan ini, akan digunakan fitur Bode
Analyzer pada NI ELVIS untuk memperoleh tanggapan frekuensi.
1. Gunakan rangkaian yang sama dengan percobaan 3.
2. Pada NI ELVISmx Instrument Launcher, pilih Bode Analyzer.
3. Atur parameter sebagai berikut :
Stimulus channel = AI7
Response channel = AI6
Start frequency = 1 Hz
Stop frequency = 2000 Hz
Steps = 20 per decade
Peak amplitude = 3
4. Jalankan program dan amati bode plot yang dihasilkan.
5. Simpulkan!
Percobaan 4. Analisis sinyal menggunakan NI ELVIS Dynamic Signal Analyzer
Pada percobaan ini, akan digunakan NI ELVIS Dynamic Signal Analyzer untuk melihat
spektrum dari suatu sinyal.
1. Hubungkan channel AI7+ dengan FGEN, AI7- dengan GND.
2. Jalankan program Function Generator dan Dynamic Signal Analyzer.
3. Ubah source channel pada Dynamic signal analyzer menjadi AI7.
4. Amati spektrum sinyal yang dihasilkan.
5. Simpulkan hasil pengamatan anda.
LEMBAR PENGAMATAN
PENGENALAN NI ELVIS MEASUREMENT INSTRUMENT
Percobaan 1. Pengukuran nilai komponen menggunakan NI ELVIS Digital Multimeter
Nilai nominal Nilai terukur Error
R = Ohm
C = F
Percobaan 2. Analisis tapis analog menggunakan NI ELVIS Function Generator dan Oscilloscope
Frekuensi (Hz) Vin (V) Vout (V) Gain = 20 log(Vo/Vi)
10
50
100
250
500
750
1250
1500
1750
2000
Gambar tanggapan frekuensi :
Percobaan 3. Analisis tapis analog menggunakan NI ELVIS Bode Analyzer
Gambar tanggapan frekuensi
Frekuensi cut off : Hz
Percobaan 4. Analisis sinyal menggunakan NI ELVIS Dynamic Signal Analyzer
1. Gelombang sinus 500 Hz
Gambar spektrum :
2. Gelombang gergaji 1000 Hz
3. Gelombang kotak 1500 Hz