![Page 1: Proses Sampling (Diskritisasi) Sistem Kontrol Digitalmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/01-Sistem-Kontrol-Digital-P... · Sistem Kontrol Digital Eka Maulana, ST, MT, MEng](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5afaaed97f8b9a44658f5a9d/html5/thumbnails/1.jpg)
Proses Sampling (Diskritisasi)
Sistem Kontrol Digital
Eka Maulana, ST, MT, MEng.Teknik Elektro – Universitas Brawijaya
Rabu, 24 September 2014
![Page 2: Proses Sampling (Diskritisasi) Sistem Kontrol Digitalmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/01-Sistem-Kontrol-Digital-P... · Sistem Kontrol Digital Eka Maulana, ST, MT, MEng](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5afaaed97f8b9a44658f5a9d/html5/thumbnails/2.jpg)
Kerangka Materi [Proses Sampling]
• Tujuan:
Memberikan pemahaman tentang proses pencuplikan sinyal
kontinyu menjadi sinyal diskrit dalam proses kontrol digital.
2
perlunya
diskritisasi
mekanisme
sampling
Proses
Konversi
Rekayasa data tersampling sebagai input kontroler digital
Proses Sampling| Sistem Kontrol Digital
![Page 3: Proses Sampling (Diskritisasi) Sistem Kontrol Digitalmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/01-Sistem-Kontrol-Digital-P... · Sistem Kontrol Digital Eka Maulana, ST, MT, MEng](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5afaaed97f8b9a44658f5a9d/html5/thumbnails/3.jpg)
Blok Diagram Sistem Kontrol Loop Tertutup
Objek Kontrol Digital
Proses Sampling| Sistem Kontrol Digital 3
![Page 4: Proses Sampling (Diskritisasi) Sistem Kontrol Digitalmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/01-Sistem-Kontrol-Digital-P... · Sistem Kontrol Digital Eka Maulana, ST, MT, MEng](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5afaaed97f8b9a44658f5a9d/html5/thumbnails/4.jpg)
Representasi Sistem Kontrol Analog Loop Tertutup
Proses Sampling| Sistem Kontrol Digital
D(s) Plantr(t)
y(t)
y(t)u(t)
Kontroler Analog (Kontinyu)
+
-
4
![Page 5: Proses Sampling (Diskritisasi) Sistem Kontrol Digitalmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/01-Sistem-Kontrol-Digital-P... · Sistem Kontrol Digital Eka Maulana, ST, MT, MEng](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5afaaed97f8b9a44658f5a9d/html5/thumbnails/5.jpg)
Representasi Sistem Kontrol Digital Loop Tertutup
Proses Sampling| Sistem Kontrol Digital 5
![Page 6: Proses Sampling (Diskritisasi) Sistem Kontrol Digitalmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/01-Sistem-Kontrol-Digital-P... · Sistem Kontrol Digital Eka Maulana, ST, MT, MEng](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5afaaed97f8b9a44658f5a9d/html5/thumbnails/6.jpg)
Sampler
Sinyal kontinyu r (t) dicuplik secara reguler pada interval T
sampler secara dasar adalah switch yang menutup setiap T detik
Proses Sampling| Sistem Kontrol Digital
Samplerr(t) r*(t)
Sinyal Kontinyu Sinyal Tercuplik
6
![Page 7: Proses Sampling (Diskritisasi) Sistem Kontrol Digitalmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/01-Sistem-Kontrol-Digital-P... · Sistem Kontrol Digital Eka Maulana, ST, MT, MEng](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5afaaed97f8b9a44658f5a9d/html5/thumbnails/7.jpg)
Delta Pulse Train
Proses Sampling| Sistem Kontrol Digital 7
![Page 8: Proses Sampling (Diskritisasi) Sistem Kontrol Digitalmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/01-Sistem-Kontrol-Digital-P... · Sistem Kontrol Digital Eka Maulana, ST, MT, MEng](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5afaaed97f8b9a44658f5a9d/html5/thumbnails/8.jpg)
Proses Sampling
P(t) = delta pulse train
Continuous signal(analog)
Proses Sampling| Sistem Kontrol Digital 8
![Page 9: Proses Sampling (Diskritisasi) Sistem Kontrol Digitalmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/01-Sistem-Kontrol-Digital-P... · Sistem Kontrol Digital Eka Maulana, ST, MT, MEng](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5afaaed97f8b9a44658f5a9d/html5/thumbnails/9.jpg)
Diskritisasi
Atau bisa ditulis
Proses Sampling| Sistem Kontrol Digital 9
![Page 10: Proses Sampling (Diskritisasi) Sistem Kontrol Digitalmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/01-Sistem-Kontrol-Digital-P... · Sistem Kontrol Digital Eka Maulana, ST, MT, MEng](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5afaaed97f8b9a44658f5a9d/html5/thumbnails/10.jpg)
Representasi Sinyal tersampling
Dengan Transformasi Laplace
Representasi sinyal kontinyu tercuplik r(t)
Proses Sampling| Sistem Kontrol Digital 10
![Page 11: Proses Sampling (Diskritisasi) Sistem Kontrol Digitalmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/01-Sistem-Kontrol-Digital-P... · Sistem Kontrol Digital Eka Maulana, ST, MT, MEng](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5afaaed97f8b9a44658f5a9d/html5/thumbnails/11.jpg)
Signal r(t) after Sampling
#3. flat-topped pulses#4. Signal r (t) after ideal sampling
#2. after the sampling operation#1. Continuous Signal
11
![Page 12: Proses Sampling (Diskritisasi) Sistem Kontrol Digitalmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/01-Sistem-Kontrol-Digital-P... · Sistem Kontrol Digital Eka Maulana, ST, MT, MEng](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5afaaed97f8b9a44658f5a9d/html5/thumbnails/12.jpg)
Proses ZOH
•Digital to Analog converter (DAC) mengkonversi sinyaltercuplik r∗(t) menjadi sinyal kontinyu y(t). •DAC dapat dilakukan pendekatan dengan rangkaian Zero-Order Hold (ZOH).
• rangkaian ZOH menahan informasi terakhir hingga adacuplikan data baru. • ZOH mengambil nilai r (nT) dan menahannya secara
Konstan untuk nT ≤ t < (n + 1)T , • Nilai r (nT) digunakan selama periode sampling.
Proses Sampling| Sistem Kontrol Digital 12
![Page 13: Proses Sampling (Diskritisasi) Sistem Kontrol Digitalmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/01-Sistem-Kontrol-Digital-P... · Sistem Kontrol Digital Eka Maulana, ST, MT, MEng](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5afaaed97f8b9a44658f5a9d/html5/thumbnails/13.jpg)
Zero-Order Hold (ZOH)
Tanggapan impuls ZOH
Proses Sampling| Sistem Kontrol Digital 13
![Page 14: Proses Sampling (Diskritisasi) Sistem Kontrol Digitalmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/01-Sistem-Kontrol-Digital-P... · Sistem Kontrol Digital Eka Maulana, ST, MT, MEng](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5afaaed97f8b9a44658f5a9d/html5/thumbnails/14.jpg)
Fungsi Alih ZOH
Fungsi Alih Zero-order Hold
Dengan TransformasiLaplace
H(t) adalah Fungsi Step
Proses Sampling| Sistem Kontrol Digital 14
![Page 15: Proses Sampling (Diskritisasi) Sistem Kontrol Digitalmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/01-Sistem-Kontrol-Digital-P... · Sistem Kontrol Digital Eka Maulana, ST, MT, MEng](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5afaaed97f8b9a44658f5a9d/html5/thumbnails/15.jpg)
Response Sampler & ZOH
A sampler and zero-order hold can accurately follow the input signal if the sampling time T is small compared to the transient changes in the signal.
Proses Sampling| Sistem Kontrol Digital 15
![Page 16: Proses Sampling (Diskritisasi) Sistem Kontrol Digitalmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/01-Sistem-Kontrol-Digital-P... · Sistem Kontrol Digital Eka Maulana, ST, MT, MEng](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5afaaed97f8b9a44658f5a9d/html5/thumbnails/16.jpg)
Tanggapan sampler dan ZOH terhadapinput ramp
#1. T= 1 second
Dua nilai perbedaan periode sampling
#2.
Proses Sampling| Sistem Kontrol Digital 16
![Page 17: Proses Sampling (Diskritisasi) Sistem Kontrol Digitalmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/01-Sistem-Kontrol-Digital-P... · Sistem Kontrol Digital Eka Maulana, ST, MT, MEng](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5afaaed97f8b9a44658f5a9d/html5/thumbnails/17.jpg)
Contoh
Gambarkan bentuk gelombang sampler ideal yang dihasilkan dari proses sampler dan zero-order hold jika sinyal input ditunjukkan dalam gambar berikut.
? ?
Proses Sampling| Sistem Kontrol Digital 17
![Page 18: Proses Sampling (Diskritisasi) Sistem Kontrol Digitalmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/01-Sistem-Kontrol-Digital-P... · Sistem Kontrol Digital Eka Maulana, ST, MT, MEng](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5afaaed97f8b9a44658f5a9d/html5/thumbnails/18.jpg)
Solusi …
Jika dalam proses ini terjadi empat kali sampling, maka bentuk gelombang setelah proses sampling danZOH ditunjukkan dalam gambar berikut.
Proses Sampling| Sistem Kontrol Digital 18
![Page 19: Proses Sampling (Diskritisasi) Sistem Kontrol Digitalmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/01-Sistem-Kontrol-Digital-P... · Sistem Kontrol Digital Eka Maulana, ST, MT, MEng](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5afaaed97f8b9a44658f5a9d/html5/thumbnails/19.jpg)
Mekanisme Rangkaian Pencuplik Sederhanadan Rangkaian Penahan
Proses Sampling| Sistem Kontrol Digital
OutputAnalog
InputAnalog
Amp 1 Amp 2
C
Perintah Sampling dan Hold
Sampler
19
![Page 20: Proses Sampling (Diskritisasi) Sistem Kontrol Digitalmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/01-Sistem-Kontrol-Digital-P... · Sistem Kontrol Digital Eka Maulana, ST, MT, MEng](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5afaaed97f8b9a44658f5a9d/html5/thumbnails/20.jpg)
Proses Sistem Konversi
Proses Sampling| Sistem Kontrol Digital
Rancangan Kontroler Digital
20
![Page 21: Proses Sampling (Diskritisasi) Sistem Kontrol Digitalmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/01-Sistem-Kontrol-Digital-P... · Sistem Kontrol Digital Eka Maulana, ST, MT, MEng](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5afaaed97f8b9a44658f5a9d/html5/thumbnails/21.jpg)
Proses Sampling| Sistem Kontrol Digital
Fungsi Dasar ADC
21
![Page 22: Proses Sampling (Diskritisasi) Sistem Kontrol Digitalmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/01-Sistem-Kontrol-Digital-P... · Sistem Kontrol Digital Eka Maulana, ST, MT, MEng](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5afaaed97f8b9a44658f5a9d/html5/thumbnails/22.jpg)
Selesaikan data Analog berikut. Tabulasi dalam tabel Pengukuran
Proses Sampling| Sistem Kontrol Digital 22
![Page 23: Proses Sampling (Diskritisasi) Sistem Kontrol Digitalmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/01-Sistem-Kontrol-Digital-P... · Sistem Kontrol Digital Eka Maulana, ST, MT, MEng](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5afaaed97f8b9a44658f5a9d/html5/thumbnails/23.jpg)
ADC tipe SAR
Proses Sampling| Sistem Kontrol Digital
KonverterD/A
Successive Aproximataion
RegisterclockInput
Analog
OutputDigital
ReferensiAnalog
Komparator
-+
23
![Page 24: Proses Sampling (Diskritisasi) Sistem Kontrol Digitalmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/01-Sistem-Kontrol-Digital-P... · Sistem Kontrol Digital Eka Maulana, ST, MT, MEng](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5afaaed97f8b9a44658f5a9d/html5/thumbnails/24.jpg)
Faktor‐faktor yang perlu diperhatikan dalammemilih ADC:
1. Kecepatan samplingKecepatan mengubah sinyal analog kontinyu menjadi sinyal analog diskrit.Semakin tinggi kecepatan sampling berarti sinyal analog diskrit yang dihasilkanmakin sempurna.
2. Waktu konversiInterval waktu antara sinyal masuk dideteksi hingga nilai digital dapat ditentukan
3. ResolusiTingkat kepresisian dimana sinyal digital dievaluasi. Karena sinyaldirepresentasikan dalam bentuk biner yang ditentukan oleh kapasitas register.
4. Metode konversimetode yg umum digunakan adalah Metode Pendekatan berturut-turut. Dalammetode ini sinyal input dibandingkan secara berurutan dengan tegangan‐teganganpercobaan. Tegangan percobaan pertama adalah setengah kali rentang skalapenuh ADC dan tegangan percobaan berikutnya adalah setengah kali nilai teganganpercobaan sebelumnya.
Proses Sampling| Sistem Kontrol Digital 24
![Page 25: Proses Sampling (Diskritisasi) Sistem Kontrol Digitalmaulana.lecture.ub.ac.id/files/2014/09/01-Sistem-Kontrol-Digital-P... · Sistem Kontrol Digital Eka Maulana, ST, MT, MEng](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022082216/5afaaed97f8b9a44658f5a9d/html5/thumbnails/25.jpg)
Jenis-Jenis ADC
Dalam melakukan proses konversi, ADC memilikibeberapa tipe metode:- Tipe Successive Approximation (Pendekatan
Berturut-turut- Tipe Integrating- Tipe Counter- Tipe Paralel
Tugas individu:Cari masing-masing prinsip kerjanya , penjelasan sistem konversi danperhitungannya. Tuga File Softcopy (SKD1[nama].doc/docx) kirim ke: [email protected] Email: Tugas SKD 1 [nama]
Proses Sampling| Sistem Kontrol Digital 25