Aplikasi pengkondisian sinyal forex

:. 1000. . . Secure. instaforexopen-accountlangruampxinstasign. , 1.5. , 1,5 bigfxrebatehow-biginstarebate-works. . . : - - () -. PENGKONDISIAN SINYAL DIGITAL Suatu pertanyaan yang timbul mengapa kita tertarik dalam mengembangkan pengkondisian sinyal digital. Survei menyeluruh terhadap aplikasi elektronik dalam industri memperlihatlan bahwa teknik konversi ke dalam digital mengalami pengingkatan. Ada banyak alasan untuk konversi ini, namun ada dua hal yang penting. Pertama adalah reduksi terhadap ketidakpasian (incerteza) ketika melakukan pengkodean informasi secara digital terhadap informasi analógico. (Efeitos de carregamento), dan sejumlah permasalahan lain yang dekat dengan elektronika analógico. (Por exemplo, efeitos de carregamento), dan sejumlah permasalahan lain yang dekat dengan elektronika analgésico, perengato (drift) bati suatu penguat, pengaruh pembebanan (efeitos de carregamento), dan sejumlah permasalahan lain yang dekat dengan elektronika analógico. Di dalam sinyal yang dikodekan secara digital, suatu kabel dapat memuat level tinggi atau rentah yang tidak benar-benar rentan terhadap permasalahan di atas berkaitan dengan pemrosesan analógico. Akurasi sinyal digital ini dalam merepresentasikan informasi merupakan permasalahan tersendiri. Alasan kedua untuk konversi ke dalam elektronika digital adalah keinginan perkembangan untuk mempergunakan komputer digital dalam proses industri. Secara normal, komputer memerlukan informasi yang dikodekan dalam bentuk digital sebelum dapat dipergunakan. Pertanyaan mengenai kebutuhan untuk pengkondisian sinyal digital menjadi sebuah pertanyaan mengapa komputer sangat banyak digunakan di dalam industri. Hal ini benar-benar hal kompleks dan banyaknya dapat ditulis berulang-ulang. Dengan menyebutkan beberapa alasan yang akan dinyatakan, seperti yang akan didiskusikan lebih lanjut yaitu. (1) kemudahan dengan menggunakan untuk mengendalikan suatu sistem kontrol proses multivariabel, (2) melalui pemrograman komputer, nonlinieritas di dalam output transduser dapat dilinierkan, (3) persamaan kontrol yang rumit dapat diselesaikan untuk menentukan fungsi kontrol yang diperlukan, dan (4) kemampuan Untuk mengubah rangekaian pemroses digital yang kompleks dalam bentuk mikro seperti circuitos integrados (IC). Sungguh, dengan pengembangan chip mikroporsesor, seluruh komputer dapat diimplementasikan pada satu papan rangkaian tercetak (PCB). Teknologi ini tidak hanya mengurangi ukuran fisik, namun juga dapat mengurangi konsumsi daya serta rata-rata kegagalan. Dengan perkembangan penggunaan komputer dalam teknologi kontrol proses, sangatlah jelas bahwa ada individual dilatih untuk bekerja dalam bidang ini juga harus benar-benar tahu dalam teknologi elektronika digital. Pertanyaan mendasar adalah seberapa jauh persiapan yang diambil dapat mencakup studi mengenai hal kompleks yang terkait. Jawbannya adalah seorang ahli teknologi harus memahami elemen-elemen dan karakteristik dari loop kontrol proses. Dalam konteks ini, elektronika digital dipergunakan sebagai alat untuk mengimplementasikan fitur penting dari kontrol proses dan juga harus dipahami bagaimana piranti tersebut mempengaruhi karakteristik loop. Anggap bahwa seseorang tidak perlu mengetahui secara mendetail bentuk fisik dari kabel yang dibentangkan untuk memahami aplikasi dari strain gages dalam rangka menggunakan piranti ini dengan baik pada proses kontrol. Hal yang sama pula, seseorang tidak perlu mengetahui desain interno dari gerbang-gerbang logika dan mikrokomputer untuk menggunakan piranti ini dalam kontrol proses. Dalam hal ini, sudut pandang dari bab ini sengaja dipilih untuk membantu pembaca yang memiliki latar belakang dalam teknologi digital untuk memahami aplikasinya dalam kontrol proses. Alat bantu digital yang paling penting untuk teknologi kontrol proses adalah yang menerjemahkan informalmente digital ke bentuk analógico de juga sebaliknya. Sebagian besar pengukuran variabel-variabel dinamik dilakukan oleh piranti ini yang menerjemahkan informasi mengenai vaiabel ke bentuk sinyal listrik analógico. Untuk menghubungkan sinyal ini dengan sebuahkomputer atau rangkaian logika digital, sangat perlu untuk terlebih dahulu melakukan konversi analógico digital (AD). Hal-hal mengenai konversi ini haris diketahui sehingga ada keunikan, hubungan khusus antara sinyal analógico do digital. Seringkali, situasi yang sebaliknya terjadi dimana sinyal digital diperlukan untuk menggerakkan sebuah piranti analógico. Dalam hal ini, diperlukan sebuah konverter digital ke analog (DA). Bentuk komunikasi yang paling mendasar antara wujud digital dan analógico adalah piranti (biasanya berupa IC) disebut komparator. Piranti ini, yang diperlihatkan secara skematik dalam Gambar 3.4, secara sederhana membandingkan dua tegangan pada kedua terminal inputnya. Bergantung pada tegangan man yang lebih besar, outputnya akan berupa sinyal digital 1 (alto) atau 0 (baixo). Komparator ini digunakan secara luas untuk sinyal alarme ke komputer atau sistem pemroses digital. Elemen ini juga merupakan satu bagian dengan konverter analógico ke digital e digital ke analógico yang akan didiskusikan nanti. Gambar 3.4 Sebuah komparator merubah keadaan logika saída sesuai fungsi tegangan entrada analógico Sebuah komparator dapat tersusun dari sebuah opamp yang memberikan saída terpotong untuk menghasilkan nível yang diinginkan untuk kondisi logika (5 dan 0 untuk TTL 1 dan 0). Komparator komersil didesain untuk memiliki nível logika yang dperlukan pada bagian outputnya. Sebuah sistem kontrol proses memiliki spesifikasi dimana temperatur tidak boleh melebihi 160 176 C jika tekanan juga melebihi 10Nm 2 (Pa). Deasin sebuah sistem utuk mendeteksi kondisi ini, menggunakan transduser tekanan dan temperatur masing-masing dengan fungsi alih 2,2 mV 176 C dan 0.2 VNm 2. Kondisi alarme akan terjadi pada saat temperamento sinusal (2,2 mV 176 C) (160 176 C) 3,52 V bersamaan Dengan sinyal tekanan (0,2 VNm 2) (10 Nm 2) 2 volts. Rangkaian dari Gambar 3.5 memperlihatkan bagaimana alarm ini dapat diimplementasikan dengan komparator dan satu gerbang AND. Gambar 3.5 Diagrama de acordo com Gamkaian Untuk Dontoh 3.7. 3.3.2 Konverter Digital ke Analog (DAC) Sebuah DAC menerima informasi digital dan mentransformasikannya ke dalam bentuk suatu tegangan ananlog. Informasi digital adalah dalam bentuk angka biner dengan jumlah dígito yang pasti. Khususnya ketika dipergunakan sebagai penghubung dengan sebuah komputer, angka biner ini disebut palavra biner atau palavra komputer. Dígito de dígito tersebut disebut bit word. Sehingga, sebuah word 8 bit akan memberikan sebuah angka biner yang memiliki delapan digit, seperti 10110110 2. Konverter DA mengonversi sebuah palavra digital ke dalam sebuah tegangan analógico dengan memberikan skala saída analógico berharga nol ketika semua bit adalah nol dan sejumlah nilai maksmum ketika semua bit adalah satu. Hal ini dapat direpresentasikan secara matematis dengan memperlakukan angka biner sebagai angka pecahan. Dalam konteks ini, output dari konverter DA dapat ditentukan dengan menggunakan Persamaan (3.1) yang memberikan skala dari sejumlah tegangan referensi. V x output analógico de tegangan V R tegangan referensi Perlu diketahui bahwa mínimo dari V x adalah nol, dan harga maksimum ditentukan oleh ukuran dari word biner, karena dengan semua bit yang diset berharga satu, ekivalen desimal mendekati harga V R sesuai dengan peningkatan jumah bit. Sehingga sebuah word 4 bits memiliki harga maksimum V max VR 2 82111 2 8211 2 2 8211 3 2 8211 4 09375 VR Sedangkan sebuah palavra 8 bits mamiliki harga maksimum V max VR 2 82111 2 8211 2 2 8211 3 2 8211 4 2 82115 2 8211 6 2 8211 7 2 8211 8 09961 VR Resolusi konversi juga merupakan sebuah fungsi jumlah dari bit-bit yang ada dalam palavra. Lebih banyak bit, lebih kecil perubahan di dalam output analógico untuk perubahan 1-bit di dalam palavra biner sehingga resolusi semakin besar. Perubahan terkecil yang mungkin terjadi secara sederhana dinyatakan oleh DV x perubahan output terkecil VR tegangan referensi n jumlah bit-bit di dalam palavra sehingga, sebuah konverter DA palavra 5-bit dengan tegangan revferensi 10 volt akan menghasilkan perubahan sebesar DV x (10) (2) 8211 5) 0,3125 volt por voltagem. Tentukan berapa banyak bit yang harus dimiliki sebuah konverter DA untuk memberikan peningkatan saída sebesar kurang dari 0.04 volt. Tegangan referensi adalah 10 volt. Salah satu cara untuk mendapatkan solusi ini adalah dengan secara kontinyu mencoba ukuran palavra hingga diperoleh resolusi yang jatuh kurang dari 0,04 volt por bit. Sebuah prosedur yang lebih analitik adalah membentuk persamaan D V 0.04 (10) (2 8211 y) sembarang n yang lebih besar diferente de Bagian integer dari eksponen 2 dalam persamaan ini akan memenuhi keperluan. Dengan mengambil logaritma log (0,04) log (10) (2 8211 y) log (0,04) log (10) 8211 y log 2 sehingga, sebuah n 8 akan memenuhi kriteria yang diinginkan. Hal ini dapat dibuktikan dengan Persamaan (3-4). Gambar 3.6 Diagrama yang memperlihatkan entrada e saída dari konverter digital ke analog (DAC) n - bit. Untuk aplikasi moderno hampir semua DAC berupa rangkaian terintegrasi (IC), yang diperlihatkan sebagai kotak hitam memiliki karakteristik entrada e saída tertentu. Dalam Gambar 3.6, kita lihat elemen penting dari DAC dengan entrada e saída yang diinginkan. Karakteristik yang berkaitan dapat diringkas oleh referensi dari gambar ini. 1. Digite Digital. Secara khusus, jumlah bit dalam sebuah palavra biner paralel disebutkan di dalam lembar spesifikasi. Biasanya, nível logika TTL dipergunakan kecuali dikatakan lain. 2. Catu Daya. Merupakan bipolar pada level 177 12 V hingga 177 18 V seperti yang dibutuhkan oleh amplificador interno. 3. Suplai Referensi. Diperlukan untuk menentukan jangkauan tegangan output dan resolusi dari konverter. Suplai ini harus estabil, memiliki riple yang kecl. Dalam beberapa unit, diberikan referensi interna. 4. Saída. Sebuah tegangan yang merepresentasikan input digital. Tegangan ini berubah dengan step sama dengan perubahan bit input digital dengan step yang ditentukan oleh Persamaan (3-4). Saída aktual dapat berupa bpolar jika konverter didesain untuk menginterpretasikan input digital negatif. 5. Offset. Karena DAC biasanya diimplementasikan dengan op-amp, maka mungkin adanya tegangan saída offset dengan sebuah entrada nol. Secara khusus, koneksi akan diberikan untuk mendukung pengesetan ke harga nol dari saída DAC dengan input word nol. 6. Mulai konversi. Sejunlah rangkaian DAC memberikan sebuah logika entrada yang mempertahankan konversi dari saat terjadinya hingga diterimanya sebuah perintah logika tertentu (1 atau 0). Dalam ini, entrada de texto digital diabaikan hingga diterimanya entrada logka tertentu. Dalam sejumlah hal, sebuah buffer input diberikan untuk memegang (hold) palavra digital selama dilakukannya konversi hingga selesai, bahkan palavra ini sendiri dapat muncuk pada jalur entrada hanya dalam waktu singkat. Buffer-buffer ini biasanya berupa flip-flop (FF) yang yang dimasukkan di antara terminal-terminal entrada dari konverter dan jalur digital. Jelasnya, sebuah DAC dipergunakan sebagai kotak hitam (caixa preta), dan tidak ada pengetahuan mengenai cara kerja interna diperlukan. Ada beberapa hal penting ntuk menunjukkan bagaimana konversi dapat diimplementasikan. Konversi yang paling sederhana mempergunakan sebuah suatu deretan op-amp ntuk entrada dengan tujuan dipilih penguatan yang memberikan suatu saída sesuai dengan Persamaan (3-3). Macam yang paling umum adalah mempergunakan sebuah jaringan escada resistif untuk menghasilkan fungsi transferência. Jaringan ini diperlihatkan dalam Gambar 3.7 dalam hal konverter 4-bit. Dengan pilihan resistor R-2R, dapat diperlihatkan malaui analisis jaringan dimana teganganoutput diberikan oleh Persamaan (3-4). Saklar merupakan saklar analog elektronik. Gambar 3.7 Escada de Jaringan merupakan suatu contoh untuk sebuah rangkaian umum untuk konverter DA. Sebuah katup kontrol memiliki variasi linier untuk bukaan sesuai dengan variasi tegangan entrada dari 0 8211 10 volts. Sebuah mikrokomputer menghasilkan output 8-bit untuk mengendalikan pembukaan katup kontrol dengan mempergunakan sebuah DAC 8 bits ntuk menghasilkan tegangan katup. (A) Cari tegangan referensi yang diperlukan untuk mendapatkan suatu pembukaan katup penuh (10 volts) (b) Cari persentase pembukaan katup untuk perubahan 1-bit dalam entrada de palavras. (A) Kondisi bukaan katup penuh terjadi dengan inpt tegangan 10 volts. Jika sebuah referensi 10 volt dipergunakan, palavra digital de Sebuah penuh 11111111 tidak akan memberikan tepat 10 volts, sehingga kita akan mempergunakan sebuah referensi tegangan yang lebih besar. Sehingga kita dapatkan Sehingga outputnya adalah 10100 2. Hampir semua ADC yang tersedia dalam bentuk rakitan rangkaian terintegrasi (IC) yang dapat dianggap sebagai kotak hitam (caixa preta). Untuk dapat benar-benar mengenal karakteristik dari piranti ii, sangatlah penting untuk memeriksa teknik standar yang dipergunakan untuk melakukan konversi. Ada dua metoda yang dipergunakan untuk melakukan konversi yang merepresentasikan pendekatan yang sangat berbeda untuk permasalahan konversi. ADC PARALEL 8211 FEEDBACK Konverter AD paralelo-feedback menerapkan sistem umpan balik (feedback) untuk melakukan konversi seperti diperlihatkan pada Gambar 3.8. Pada dasarnya, sebuah komparator dipergunakan untuk membandingkan tegangan input V x terhadap sebuah tegangan umpan balik V P yang berasal dib Sebuah DAC seperti tampak dalam gambar. Komparator menghasilkan sinyal yang menggerakkan sebuah jaringan logika yang menaikkan saída digital (dan juga input DAC) hingga komparator mengindikasikan dua sinyal adalah sama sesuai resolusi dari konverter. Konverter paralel-feedback yang paling populer adalah pendekatan sucessivo. Pada piranti ini, susunan rangkaian logika dibuat secara sucessivo dan menguji setiap bit, dimulai dengan bit paling penting (MSB) palavra dari. Kita memulainya dengan semua bit nol. Dari sini, operasi pertama adalah dengan mengeset b 1 1 dan menguji V F V R 2 8211 1 terhadap V x melalui komparator. Gambar 3.8 Konverter AD tipe pendekatan sucessivo sangat umum digunakan dan melibatkan penggunaan konverter DA. Jika V x lebih besar, maka b 1 adalah satu b 2 diset ke 1 dan dilakukan test bagi V x terhadap V V V R (2 8211 1 2 8211 2), dan seterusnya. Jika V x lebih kecil dari V R 2 82111. Maka b 1 direset ke nol b 2 diset ke 1 dan dilakukan test bagi V x R 2 8211 2. Proses ini diulang hingga bit terendah (bit menos significativo) palavra dari. Operasi yang terjadi paling baik diilustrasikan melalui contoh. Terhadap V Cari pendekatan saída sucessiva ADC untuk konverter entrada de terhadap de 4 bits 3.217 volt jika referensi adalah 5 volt. Melalui prosedur ini, saída kita dapatkan merupakan sebuah palavra biner 1010 2. Selain input analógico, saída digital, catu daya, dan referensi input, sebagian besar konverter AD memiliki sebuah entrada logika untuk memulai konversi (iniciar conversão) dan sebuah saída logika konversi selesai (conversão concluída) seperti diperlihatkan pada Gambar 3.8. Konverter AD tipe rampa pada intinya membandingkan tegangan entrada terhadap tegangan rampa yang naik secara linier. Sebuah pencacah (contador) biner diaktifkan untuk mencacah etapa rampa sampai tegangan rampa sama dengan entrada. Ramp ini sendiri dihasilkan oleh sebuah rangkaian integrador op-amp, yang didiskusikan dalam SubBab 2.5.6. Gambar 3.9 Konverter AD inclinação ganda mempergunakan integrador op-amp, komparator, dan rangkaian digital yang berkaitan. AD RAMP SLOPE GANDA ADC ini merupakan tipe yang paling umum dari konverter rampa. Diagrama yang disederhanakan dari piranti ini diperlihatkan pada Gambar 3.9. Prinsip kerjanya berdasar pada kemampuan sinyal input untuk menggerakkan integrator untuk waktu tetap T 1. Sehingga menghasilkan sebuah saída atau karena V x adalah konstan, Setelah waktu T 1. Integrador de entrada secara elektronis tersaklar pada suplai referensi yang bernilai negatif. Kemudian komparator melihat sebuah tegangan entrada yang berkurang dari V 1 sebagai atau. Karena V R adalah konstan dan V 1 diperoleh dari Persamaan (3-7), sebuah pencacah diaktifkan pada waktu T 1 dan mencacah hingga komparator mengindikasikan V 2 0 pada waktu t x. Persamaan (3-9) mengindikasikan bahwa V x sebesar Sehingga, waktu pencacah t x adalah linier terhadap V x dan juga tidak bergantung pada karakteristik integrador, yaitu R dan C. Prosedur ini diperlihatkan dalam diagrama waktu pada Gambar 3.10 konversi dimulai sinyal digital konversi mulai (começo) dan selesai (completo) jugadipergunakan dalam piranti ini, dan (dalam beberapa kasus) referensi atau eksternal dapat dipergunakan. Gambar 3.10 Konverter AD declive ganda mencacah waktu yang diperlukan untuk zero cruzando saída integrador dari sebuah entrada yang diketahui. Sebuah ADC inclinação ganda seperti diperlihatkan dalam Gambar 3.9 memiliki R 1 k W dan C 0,01 m F. referensi adalah 10 volts, dan waktu integrasi adalah 10 m s. Cari waktu konversi untuk entrada 6,8 volts. Kita cari tegangan setelah waktu integrasi 10 m s sebagai kemudian waktu konversi total adalah 10 m s 6,8 m s 16,8 m s. Sejumlah besar fitur umum yang mungkin dimiliki oleh konverter AD, yang penting dalam aplikasi: 1. Entrada. Biasanya berupa nível tegangan analógico. Nível yang paling umum adalah 0 8211 10 volt atau 821110 hingga 10 jika dimungkinkan konversi bipolar. Dalam beberapa kasus, nível ditentukan oleh sebuah referensi suplai eksternal. 2. Saída. Sebuah word biner paralel atau serial yang merupakan hasil pengkodean input analógico. 3. Referensi. Stabil, sumber dengan ripple kecil terhadap konversi. 4. Suplai Daya. Biasanya, sebuah suplai bipolar 17712 hingga 17718 V diperlukan untuk amplificador analógico em vez de 5 canais de áudio digital. 5. Input Sample and Hold. Erro timbul jika tegangan inputberubah selama proses konversi. Untuk alasan ini, amostra de amplificador de sebuah e aguarde a entrada de pau de dipergunakan de selalu, um membro do membro de Sebuah com entrada de tegangan. 6. Sinyal digital. Sebagian besar ADC memerlukan sebuah logika entrada tinggi pada jalur yang diberikan untukmenginisialisasi proses konversi. Ketika konversi selesai, ADC biasanya memberikan sebuah nível tegangan tinggi pada jalur lainnya sebagai indikator untuk mengikuti perlengkapan status. 7. Waktu konversi. ADC harus berurutan melalui sebuah set operasi sebelum dapat menemukan saída digital yang diinginkan. Untuk alasan ini, sebuah bagian penting dari spesifikasi adalah waktu yang diperlukan untuk konversi. Waktu adalah 10 8211 100 m s bergantung pada jumlah bit dan desain dari konverter. Suatu pengukuran temperatur mempergunakan sebuah transduser dengan saída 6.5 mV 176 C digunakan untuk mengukur 100 176 C. Digunakan sebuah ADC 6-bit dengan referensi 10 volt. (A) buat sebuah rangkaian untuk menghubungkan transduser dan ADC (b) Cari resolusi temperatur. Untuk mengukur 100 176 C ini berarti saída transdusor pada 100 176 C adalah (6,5 mV 176 C) (100 176 C) 0,65 volt (a) Rangkaian interface harus memberikan sebuah penguatan (ganho) sehingga pada 100 176 C saída ADC adalah 111111. Tegangan Entrada yang akan menghasilkan saída ini diperoleh dari Sehingga, penguatan yang dibutuhkan harus memenuhi tegangan ini ketika temperatur 100 176 C. Rangkaian op-amp dari Gambar 3.11 eken memberikan penguatan sebesar ini. (B) Resolusi temperatur dapat dicari melaui arah mundur dari perubahan tegangan LSB ADAR. D V V R 2 8211 n D V (10) (2 8211 6) 0.16525 V (3-4) dengan arah mundur melalui penguatan ini berkaitan dengan perubahan transdutor atau pada temperatur Gambar 3.11 Gambar untuk contoh 3.14 3.3. SISTEM OUTPUT DAN AKUISISI DATA Sebuah komputer digital dapat melakukan sejumlah besar perhitungan dalam hitungan detik, karena waktu tipikal yang diperlukan untuk mengeksekusi satu instruksi dapat hanya beberapa mikrodetik. Sebagai contoh, sebuah mikroprosesor dapat menjumlakan dua bilangan biner 8-bit dalam waktu 2 m s. Sebaliknya, sebagian besar instalasi kontrol proses melibatkan variasi variabel proses dengan skala waktu hitungan menit. Untuk alasan ini dan alasan lainnya yang dibicarakan dalam Bab 10, penggunaan efisien dari komputer dalam kontrol proses dimaksudkan agar sebuah komputer tunggal dapat mengendalikan sejumlah variabel. Untuk melakukan hal ini, secara periodik komputer akan mengambil sampel harga dari masing-masing variabel, mengevaluasi harga tersebut sesuai denganoperasi kontrol terprogram, dan mengeluarkan saída sebuah sinyal pengontrol yang sesuai untuk elemen kontrol final. Di bawah kontrol programa, komputer memilih variabel terkontrol lainnya, mengambil sampel, mengevaluasi, dan menghasilkan output, dan begitu seterusnya untuk sema loop di bawah kontrol tersebut. Mengambil sebuah sampel angka dari dnia nyata ke dalam komputer tidaklah mudah. Hal ini membutuhkan sebuah kombinasi hardware dan software (programa) untuk memungkinkan bagi komputer membaca bilangan yang merepresentasikan sejumlah variabel proses, seperti temperatur, tekanan, dan lain-lain. Keseluruhan proses melakukan hal ini, dan mengembalikannya sebagai output, semuanya ini disebut interface. Sekarang, seseorang daat mengambil sebuah ADC dan beberapa amplificador yang perlu dan menulis sebuah programa yang diperlukan untuk bekerja bersama-sama dengan sebuah interface untuk sejumlah komuter untuk sebuah aplikasi proses. Jika komputer dipergunakan untukmengendalikan beberapa loop, kita akan memerlukan sistem tersebut untuk masing-masing variabel sebagai input. Selain itu, untuk mengambil input kita dapat mempergunakan sebauh sistem akuisisi dados (Data Acquisition System 8211 DAS) yang memungkinkan lebih dari satu variabel untuk diambil sampelnya dari beberapa sumber untuk dimasukkan ke dalam komputer dengan pemrograman yang sesuai. Begitu juga, dados de saída do módulo de sebuah (Módulo de Saída de Dados 8211 DOM) memungkinkan komputer untuk mengeluarkan saída sinial untuk lebih dari satu sumber di bawah kontrol programa. Sistem Akuisisi Data (DAS) Ada banyak tipe yang berbeda dari sistem akuisisi dados, namun sangatlah mungkin untuk geralisasi elemen paling pentingnya seperti diperlihaktan pada Gambar 3.12. Paragraf di bawah menyajikan deskripsi umum dari masing-masing blok dari DAS. Perlu diketahui bahwa hampir semua sistem akuisisi dados tersedia dalam bentuk modul kecil yang berisi rangkaian-rangkaian yang diperlihatkan dalam Gambar 3.12. Pada umumnya, modul menerima sejumlah input analógico, yang disebut kanal (canal), baik sebagai sinyal tegangan differensial (dua kawat 8211 dois fios) maupun sinyal tegangan tunggal (terhadap ground). Secara khusus, sebuah sistem dapat memiliki delapan kanal input diferensial atau enam belas kanal input tunggal. Kemudian komputer dapat memilih salah satu dari kanal-kanal tersebut dibawah kontrol programa untuk dados de entrada di dalam kanal. Gambar 3.12 Sistem akuisisi dados Bagian dari DAS ini menerima sebuah entrada dari komputer melalui jalur alamat (16 bits sem muco) 8 meses) yang berfungsi memilih sebuah kanal analógico tertentu yang akan diambil sampelnya. Modul iniseringkali didesain sedemikian rupa sehingga gabungan dari kanal tertentu dan sebuah palavra alamat komputer dapat dipilih oleh pemakai (usuário). Dalam beberapa hal, hal ini dilakukan dengan membuat alamat kanal modul muncul pada komputer sesuai dengan alamat lokasi memori, hal ini terkadang dipilih sejmlah kanal input analógico. Dengan kata lain, pemilihan kanal input adalah ekivalen dengan pembacaan isi dari sebuah lokasi memori. Dalam sistem yang lain, sebuah kode biner dikirim dari komputer melalui piranti khusus entrada saída untuk memilih sebuah kanal analógico dan memasukkan dados melalui kanal tersebut. Dalam hal ini, pemilihan kanal dilakukan oleh sesuatu yang disebut piranti pemilih kode (código de seleção do dispositivo). Elemen DAS ini pada dasarnya sebuah saklar yang mengambil sinyal alamat yang dikodekan dan memilih dados pada kanal yang terpilih dengan penutupan sebuah saklar yang terhubung pada jalur entrada analógico. Seperti diperlihatkan pada Gambar 3.13 untuk sebuah sistem akhiran tunggal, multiplekser menerima sebuah entrada dari dekoder alamat dan mempergunakannya untuk menutup saklar yang sesuai memasukkan sinyal kanal yang akan dilewatkan pada tahap berikutnya dari DAS. Gambar 3.13 memperlihatkan kanal 2 yang telah dipilih, yang mungkin telah dipilih oleh sebuah 10 pada jalur input. Dengan cara yang sama, 00 akan memilih kanal 0, 01 kanal 1, 10 kanal 2, dan 11 kanal 3. sehingga, dekoder alamat harus mengkonversi jalur alamat komputer pada salah satu dari empat kemungkinan tersebut ketika DAS telah dialamatkan ole komputer. Elemen saklar aktual biasanya berupa Transisto Efek Medan (FETs) yang berada pada posisi resistansi 8220on8221beberapa ratus ohm dan sebuah resistansi 8220off8221 ratusan hingga ribuan megaohm. Gambar 3.13 Multiplekser analógico empat kanal Hampir semua sistem akuisisi dados meliputi sebuah bati penguatan yang memungkinkan pengguna (uaser) untuk mengkompensasi nível entrada sinalina. Gabungan ADC umumnya didesain untuk beroperasi dari sebuah jangkauan entrada unipolar definitivo atau entrada bipolar sehinggalevel harus disetel pada daerah ini. Sehingga jika input sinyal ADC harus berada pada jangkauan 0 hingga 5 volts, penguatan dengan suatu bati menjamin bahwa entrada berada dalam daerah ini. Jika ada perbedaan besar antara nível de entrada de sinalto nível, sejumlah pengkondisian snyal mungkin diperlukan sinyal diberikan pada DAS. Tentu saja, sebuah bagian penting dari DAS adalah konverter analógico ke dgital. Konverter ini akan menerima tegangan dengan rentang jangkauan tertenu seperti yang diberikan oleh pengkondisian sinyal yang mendahuluinya. Konverter biasanya dapat dikonfigurasi untuk menerima input unipolar atau bipolar. Hal-hal seperti penyetelan offset de penyetelan skala penuh harus dilakukan. Modul Output Data (DOM) Paragraf sebelumnya mendeskripsikan sistem yang dipergunakanuntikmemasukkan dados ke komputer. Umumnya, hal ini adalah sebuah variabel kontrol proses yang terkontrol. Baik dalam kontrol pengawasan (controle de supervisão) atau kontrol digital langsung (controle digital direto), juga diperlukan untuk memberikan sebuah mekanisme dimana komputer dapat menghasilkan saída sebuah sinyal baik sebagai penyetelan setpoint atau kepada elemen kontrol akhir. Antarmuka (interface) jenis ini dibuat untuk sistem beberapa kanal oleh Modul Output Data (Data Output Module 8211 DOM). Blok umum dari piranti ini diberikan dalam Gambar 3.14. Tujuan mum dari dekoder alamat adalah sama dengan DAS, yaitu memungkinkan komputer untuk memilih sebuah kanal output tertentu. Dalam hal ini, komputer 8220menuliskan8221 informada ke dalam sebuah lokasi memoriatau alamat output yang dikonversikan ke sebuah tegangan analog on-line DAC. Kita mempergunakan sebuah demultiplekser yang dapat mensaklar saída dari DAC ke dalam salah satu dari palavra saída de dados yang berada dalam jalur dados untuk beberapa mikrodetik. Pengunci (trava) menahan (hold) dados ini cukup lama untuk konversi dan aplikasi dalam loop kontrol proses. Gambar 3.14 Saída de dados modulares Ada banyak faktor yang harus dipertimbangkan ketika sebah DAS atau DOM dipergunakan. Paragraf berikut mendiskusikan beberapa faktor ini. SAMPLE AND HOLD Ketika mempergunakan DAS, harus dilakukan perhitungan kaarena sebenarnya sinyal pada kanal entrada dapat berubah-ubah dengan cepat. Jika perubahan cukup cepat sehingga sinyal bervariasi selama waktu konversi, sebuah amostra e aguarde arus dipergunakan pada kanal tersebut untuk memegang (espera) nilai input selama konversi. Hal ini menambah kompleksitas dari software karena harus dilakukan perhitungan untuk perintah modul amostra e espera. KOMPATIBILITAS DENGAN KOMPUTER Dalam beberapa hal, sebuah modul data didesain untuk bekerja hanya dengan satu modelo atau tipe komputer. Hal ini terbukti ketika digunakannya komputer berbasis mikroprosesor memiliki arsitektur yang benar-benar bervariasi antara rumpun (família). Oleh karena itu perlu untuk memilih sebuah modul data (DAS atau DOM) yang kompatibel dengan karakteristik inputoutput dari komputer. Sebagian besar kodul data menawarkan sejumlah pilihan untuk penggunaan operasi inputoutput. Pilihan ini meliputi operasi unipolarbipolar, pemilihan alamat, bati penguatan, operasi differensialakhiran tunggal, dan lain-lain. Secara khusus pilihan-pilihan tersebut dipilih oleh penghubung (jumper) kabel antara kaki-kaki modul atau dengan padosangan resistor seperti yang dispesifikasikan dalam lembar spesifikasi modul. Aspek lainya yang penting dalam antarmuka inputoutput adalah rutin software yang akan mempergunakan modul data. rutin-rutin tersebut harus kompatibel dengan pemrograman hardware dan karakteristik lain dari modul. Sebagai contoh, programa mungkin melibatkan demora yang menunggu ADC menyelesaikan konversi. Aspek ini didiskusikan lebih lanjut dalam Bab 10. WAKTU RESPON KESELURUHAN Sebuah sistem akuisisi dados tidak melakukan konversi digital secara langsung terhadap dados yang muncul pada kanal yang terpilih ketika pemilihan terjadi. Namun, ada delay ketika multiplekser mengakses kanal sistem, ketika amplificador mendapatkan harga dri kanal, dan ketika ADC melakukan operasi konversi yang dijelaskan dalam subbab mengenai operasi ADC. Waktu yang diperlukan dapat berjalan dari puluhan mikrodetik hingga ratusan mikrodetik, tergantung pada jumlah bit yang dikonversi, bati penguatan dan kecepatan pensaklaran sinyal. Bab ini menjelaskan latar belakang elektronika digital untuk membuat pembaca mempunyai pengetahuan terhadap elemen-elemen dari pemrosesan sinyal digital dan dapat mempraktekkan analisis sederhana dan mendesain seperti halnya pada kontrol proses. 1. penggunaan word digital memungkinkan pengkodean informasi analógico ke dalam sebuah format digital. 2. sangatlah mungkin untuk mengkodekan bilangan desimal pecahan ke dalam bentuk biner dan begitu sebaliknya dengan mempergunakan 3. teknik aljabar Boolean dapat diaplikasikan pada pengembangan alarme proses dan fungsi-fungsi kontrol dasar. 4. gerbang-gerbang elektronika digital dan komparator membantu implementasi dari persamaan Proses booleanos. 5. DAC dipergunakan untuk mengkonversi palavra digital ke dalam bilangan analógico dengan mempergunakan representasi bilangan pecahan. Dengan resolusi 6. sebuah ADC tipe pendekatan succesive menentukan palavra saída digital untuk sebuah tegangan entrada analógico dalam sejumlah passo, sama seperti bit-bit dalam palavra. 7. Inclinação de ADC ganda mengkonversi informasi analógico digital digital por sebuah kombinasi perhitungan waktu dan integrasi. 8. Sistem Akuisisi Data (DAS) adalah sebuah piranti modular yang menghubungkan sejumlah sinyal analógico ke sebuah komputer. Pendekodean alamat sinyal, pemultipleksan, dan operasi ADC terdapat di dalam piranti ini. 9. Modul Data Output (DOM) menyediakan semua kebutuhan perangkat keras bagi sebuah komputer untuk menghasilkan saída sinyal analógico, termasuk pengalamatan konversi DA dan pemultipleksan.