1. Tujuan
[Kembali]
Memahami cara kerja DAC 0808 (Digital to Analog Converter).
2. Alat dan Bahan [Kembali]
a. DAC 0808
b. Op-Amp 741
c. Kapasitor 1uF
d. Resistor
e. Voltmeter
f. Switch 8 pin
g. LED
3. Dasar Teori [Kembali]
1. DAC (Digital to Analog Converter) menggunakan IC 0808
Nilai DAC = Nilai yang ingin dikonversi ke tegangan
Vref = tegangan referensi, biasanya 12 volt
255 = full range 8 bit DAC0808
Skematik rangkaiannya
Read more at: https://elektronika-dasar.web.id/digital-to-analog-converter-dac-0808/
Copyright © Elektronika Dasar
Pin 1 (NC) tidak dipakai ( NC singkatan dari no connection ).
Pin 2 (GND) adalah jalur ke ground.
Pin 3 (VEE) dihubungkan ke jalur -12V.
Pin 4 adalah saluran jalur output DAC 0808, yang sifatnya adalah output membalik.
Pin 5 s/d 12 (Input) merupakan jalur input 8 bit data biner.
Pin 13 (VCC) harus dipasang pada catu daya +5V.
Pin
14 (+ Vref) berfungsi sebagai input tegangan referensi positif.
Penggunaanya dihubungkan dengan catu daya positif melalui resistor atau
VR.
Pin 15 (- Vref) berfungsi sebagai input tegangan referensi
negatif. Penggunaanya dihubungkan dengan catu daya negatif atau ground
melalui resistor atau VR.
Pin 16 (COMP) adalah terminal kompensator
frekuensi terhadap IC DAC 0808 ini. aplikasinya dipasang sebuah
kapasitor yang terhubung ke jalur VCC.
2. LED
Untuk D/A Converter ini tidak diperlukan sinyal latchsehingga outputanalog-nya langsung mengikuti perubahan input digital, contoh rangkaiannya seperti pada gambar 20.Rangkaian DAC dapat diaplikasikan untuk mengatur kecepatan motor DC.
gambar rangkaian DAC 0808
3. Resistor
Fixed Resistor adalah jenis Resistor yang memiliki nilai resistansinya tetap. Nilai Resistansi atau Hambatan Resistor ini biasanya ditandai dengan kode warna ataupun kode Angka.
Perhitungan untuk Resistor dengan 4 Gelang warna :
Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2;
atau kalikan 105
Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.
Perhitungan untuk Resistor dengan 5 Gelang warna :
Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5
Gelang ke 4 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2;
atau kalikan 105
Gelang ke 5 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 105 * 105 = 10.500.000 Ohm atau 10,5 MOhm dengan toleransi 10%.
Cara menghitung nilai Resistor berdasarkan Kode Angka :
Kode Angka yang tertulis di badan Komponen Chip Resistor adalah 4 7 3;
Contoh cara pembacaan dan cara menghitung nilai resistor berdasarkan kode angka adalah sebagai berikut :
Masukkan
Angka ke-1 langsung = 4
Masukkan Angka ke-2 langsung = 7
Masukkan Jumlah nol dari Angka ke 3 = 000 (3 nol) atau kalikan dengan 10³
Maka nilainya adalah 47.000 Ohm atau 47 kilo Ohm (47 kOhm)
Ada
juga yang memakai kode angka seperti dibawah ini :
(Tulisan R menandakan letaknya koma decimal)
4R7 = 4,7 Ohm
0R22 = 0,22 Ohm
Keterangan :
Ohm
= Ω
Kilo Ohm = KΩ
Mega Ohm = MΩ
1.000 Ohm = 1 kilo Ohm (1 KΩ )
1.000.000 Ohm = 1 Mega Ohm (1 MΩ)
1.000 kilo Ohm = 1 Mega Ohm (1 MΩ)
Fungsi-fungsi Resistor di dalam Rangkaian Elektronika diantaranya adalah sebagai berikut :
- Sebagai Pembatas Arus listrik
- Sebagai Pengatur Arus listrik
- Sebagai Pembagi Tegangan listrik
- Sebagai Penurun Tegangan listrik
Kapasitor pada hakikatnya adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi/ muatan listrik di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik atau komponen listrik yang mampu menyimpan muatan listrik yang dibentuk oleh permukaan (piringan atau kepingan) yang berhubungan yang dipisahkan oleh suatu penyekat.
Prinsip sebuah kapasitor pada umumnya sama halnya dengan resistor yang juga termasuk dalam kelompok komponen pasif, yaitu jenis komponen yang bekerja tanpa memerlukan arus panjar. Kapasitor terdiri atas dua konduktor (lempeng logam) yang dipisahkan oleh bahan penyekat (isolator). Isolator penyekat ini sering disebut sebagai bahan (zat) dielektrik.
Rumus Mencari Kapasitansi Kapasitor :
luas area plat metal (A)
jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik)
konstanta (k) bahan dielektrik.
Rumus untuk Kapasitor dengan Rangkaian Paralel :
Rumus untuk Kapasitor dengan Rangkaian Seri :
Simbol kapasitor :
5. Op Amp
Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas.
Op-Amp umumnya dikemas dalam bentuk IC, sebuah IC Op-Amp dapat terdiri dari hanya 1 (satu) rangkaian Op-Amp atau bisa juga terdiri dari beberapa rangkaian Op-Amp. Jumlah rangkaian Op-Amp dalam satu kemasan IC dapat dibedakan menjadi Single Op-Amp, dual Op-Amp dan Quad Op-Amp. Ada juga IC yang didalamnya terdapat rangkaian Op-Amp disamping rangkaian utama lainnya.
Inverting amplifier
gambar 1 : penguat inverter
Input non-inverting pada rangkaian ini dihubungkan ke ground, atau v+ = 0. Dengan mengingat dan menimbang aturan 1 (lihat aturan 1), maka akan dipenuhi v- = v+ = 0. Karena nilainya = 0 namun tidak terhubung langsung ke ground, input op-amp v- pada rangkaian ini dinamakan virtual ground. Dengan fakta ini, dapat dihitung tegangan jepit pada R1 adalah vin – v- = vin dan tegangan jepit pada reistor R2 adalah vout – v- = vout. Kemudian dengan menggunakan aturan 2, di ketahui bahwa :
iin + iout = i- = 0, karena menurut aturan 2, arus masukan op-amp adalah 0.
iin + iout = vin/R1 + vout/R2 = 0
Selanjutnya
vout/R2 = - vin/R1 .... atau
vout/vin = - R2/R1
Jika penguatan G didefenisikan sebagai perbandingan tegangan keluaran terhadap tegangan masukan, maka dapat ditulis
…(1)Impedansi rangkaian inverting didefenisikan sebagai impedansi input dari sinyal masukan terhadap ground. Karena input inverting (-) pada rangkaian ini diketahui adalah 0 (virtual ground) maka impendasi rangkaian ini tentu saja adalah Zin = R1.
Non-Inverting amplifier
Prinsip utama rangkaian penguat non-inverting adalah seperti yang diperlihatkan pada gambar 2 berikut ini. Seperti namanya, penguat ini memiliki masukan yang dibuat melalui input non-inverting. Dengan demikian tegangan keluaran rangkaian ini akan satu fasa dengan tegangan inputnya. Untuk menganalisa rangkaian penguat op-amp non inverting, caranya sama seperti menganalisa rangkaian inverting.
gambar 2 : penguat non-inverter
Dengan menggunakan aturan 1 dan aturan 2, kita uraikan dulu beberapa fakta yang ada, antara lain :
vin = v+
v+ = v- = vin ..... lihat aturan 1.
Dari sini ketahui tegangan jepit pada R2 adalah vout – v- = vout – vin, atau iout = (vout-vin)/R2. Lalu tegangan jepit pada R1 adalah v- = vin, yang berarti arus iR1 = vin/R1.
Hukum kirchkof pada titik input inverting merupakan fakta yang mengatakan bahwa :
iout + i(-) = iR1
Aturan 2 mengatakan bahwa i(-) = 0 dan jika disubsitusi ke rumus yang sebelumnya, maka diperoleh
iout = iR1 dan Jika ditulis dengan tegangan jepit masing-masing maka diperoleh
(vout – vin)/R2 = vin/R1 yang kemudian dapat disederhanakan menjadi :
vout = vin (1 + R2/R1)
Jika penguatan G adalah perbandingan tegangan keluaran terhadap tegangan masukan, maka didapat penguatan op-amp non-inverting :
… (2)Impendasi untuk rangkaian Op-amp non inverting adalah impedansi dari input non-inverting op-amp tersebut. Dari datasheet, LM741 diketahui memiliki impedansi input Zin = 108 to 1012 Ohm.
Integrator
Opamp bisa juga digunakan untuk membuat rangkaian-rangkaian dengan respons frekuensi, misalnya rangkaian penapis (filter). Salah satu contohnya adalah rangkaian integrator seperti yang ditunjukkan pada gambar 3. Rangkaian dasar sebuah integrator adalah rangkaian op-amp inverting, hanya saja rangkaian umpanbaliknya (feedback) bukan resistor melainkan menggunakan capasitor C.
gambar 3 : integrator
Mari kita coba menganalisa rangkaian ini. Prinsipnya sama dengan menganalisa rangkaian op-amp inverting. Dengan menggunakan 2 aturan op-amp (golden rule) maka pada titik inverting akan didapat hubungan matematis :
iin = (vin – v-)/R = vin/R , dimana v- = 0 (aturan1)
iout = -C d(vout – v-)/dt = -C dvout/dt; v- = 0
iin = iout ; (aturan 2)
Maka jika disubtisusi, akan diperoleh persamaan :
iin = iout = vin/R = -C dvout/dt, atau dengan kata lain
...(3)Dari sinilah nama rangkaian ini diambil, karena secara matematis tegangan keluaran rangkaian ini merupakan fungsi integral dari tegangan input. Sesuai dengan nama penemunya, rangkaian yang demikian dinamakan juga rangkaian Miller Integral. Aplikasi yang paling populer menggunakan rangkaian integrator adalah rangkaian pembangkit sinyal segitiga dari inputnya yang berupa sinyal kotak.
Dengan analisa rangkaian integral serta notasi Fourier, dimana f = 1/t dan
…(4)penguatan integrator tersebut dapat disederhanakan dengan rumus
…(5)Sebenarnya rumus ini dapat diperoleh dengan cara lain, yaitu dengan mengingat rumus dasar penguatan opamp inverting
G = - R2/R1. Pada rangkaian integrator (gambar 3) tersebut diketahui
Dengan demikian dapat diperoleh penguatan integrator tersebut seperti persamaan (5) atau agar terlihat respons frekuensinya dapat juga ditulis dengan
…(6)Karena respons frekuensinya yang demikian, rangkain integrator ini merupakan dasar dari low pass filter. Terlihat dari rumus tersebut secara matematis, penguatan akan semakin kecil (meredam) jika frekuensi sinyal input semakin besar.
Pada prakteknya, rangkaian feedback integrator mesti diparalel dengan sebuah resistor dengan nilai misalnya 10 kali nilai R atau satu besaran tertentu yang diinginkan. Ketika inputnya berupa sinyal dc (frekuensi = 0), kapasitor akan berupa saklar terbuka. Jika tanpa resistor feedback seketika itu juga outputnya akan saturasi sebab rangkaian umpanbalik op-amp menjadi open loop (penguatan open loop opamp ideal tidak berhingga atau sangat besar). Nilai resistor feedback sebesar 10R akan selalu menjamin output offset voltage (offset tegangan keluaran) sebesar 10x sampai pada suatu frekuensi cutoff tertentu.
Differensiator
Kalau komponen C pada rangkaian penguat inverting di tempatkan di depan, maka akan diperoleh rangkaian differensiator seperti pada gambar 4. Dengan analisa yang sama seperti rangkaian integrator, akan diperoleh persamaan penguatannya :
…(7)Rumus ini secara matematis menunjukkan bahwa tegangan keluaran vout pada rangkaian ini adalah differensiasi dari tegangan input vin. Contoh praktis dari hubungan matematis ini adalah jika tegangan input berupa sinyal segitiga, maka outputnya akan menghasilkan sinyal kotak.
gambar 4 : differensiator
Bentuk rangkain differensiator adalah mirip dengan rangkaian inverting. Sehingga jika berangkat dari rumus penguat inverting
G = -R2/R1
dan pada rangkaian differensiator diketahui :
maka jika besaran ini disubtitusikan akan didapat rumus penguat differensiator
…(8)Dari hubungan ini terlihat sistem akan meloloskan frekuensi tinggi (high pass filter), dimana besar penguatan berbanding lurus dengan frekuensi. Namun demikian, sistem seperti ini akan menguatkan noise yang umumnya berfrekuensi tinggi. Untuk praktisnya, rangkain ini dibuat dengan penguatan dc sebesar 1 (unity gain). Biasanya kapasitor diseri dengan sebuah resistor yang nilainya sama dengan R. Dengan cara ini akan diperoleh penguatan 1 (unity gain) pada nilai frekuensi cutoff tertentu.
Sakelar adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk memutuskan jaringan listrik, atau untuk menghubungkannya. Jadi saklar pada dasarnya adalah alat penyambung atau pemutus aliran listrik. Selain untuk jaringan listrik arus kuat, saklar berbentuk kecil juga dipakai untuk alat komponen elektronika arus lemah.
pengertian voltmeter adalah sebuah alat ukur yang biasa digunakan untuk mengukur besar tegangan listrik yang ada dalam sebuah rangkaian listrik. Susunannya paralel sesuai dengan lokasi komponen yang diukur. Ada tiga lempengan tembaga yang ada di dalamnya. Semua lempengan itu terpasang pada Bakelit yang sudah terangkai dalam sebuah tabung plastik maupun kaca. Lempengan luarnya dinamakan anode, sedangkan lempengan tengahnya dinamakan katode. Ukuran tabung yang dimaksud biasanya sekitar 15 x 10 cm (tinggi x diameter).
Tidak jauh berbeda dengan Amperemeter, desain voltmeter juga dibagi menjadi hambatan seri atau multiplier dan juga galvanometer. Kinerja alat ukur ini akan lebih baik dan bisa meningkat jika ditambah dengan multiplier. Dengan penambahan ini, diharapkan kemampuannya bisa bertambah berkali lipat besar daripada sebelumnya. Jika kuat arus dan medan magnet Saling berinteraksi maka akan timbul gaya magnet. Gaya itulah nanti yang akan menggerakkan jarum. Besar kecil penyimpangan jarum akan dipengaruhi oleh arus listrik yang mengalir.
Fungsi Voltmeter.
Apa itu fungsi dari voltmeter? Voltmeter merupakan alat ukur yang berfungsi untuk mengukur besar tegangan listrik yang ada di suatu rangkaian listrik. Biasanya, ketika Anda akan menggunakan alat ini, Anda akan menemukan tulisan milivolt (mV), voltmeter (V), mikrovolt, dan juga kilovolt (kV). Tahukah Anda? Alat ini memiliki batasan ukuran yaitu nilai maksimum tegangan yang bisa diukur oleh alat itu. Jika pengukuran melebihi batas yang ditentukan, otomatis alat itu akan rusak.
Bagian-Bagian Voltmeter:
Ada beberapa bagian-bagian voltmeter dari alat ukur ini yang perlu Anda ketahui, berikut adalah bagiannya:
- Terminal positif dan negatif.
- Batas ukur.
- Setup pengatur fungsi.
- Jarum penunjuk.
- Skala tinggi dan rendah.
Lihat juga: Pengertian penggaris dan Cara Menggunakannya
Cara Menggunakan Voltmeter:
Jika Anda belum mengetahui cara menggunakan voltmeter ini, berikut dapat Anda simak:
- Rangkai komponen yang memiliki potensial berbeda secara paralel.
- Sesuaikan rangkaian arus yang mana harus searah dengan pemasangan kutub-kutub voltmeter.
- Pastikan bahwa kutub positif dan negatif memiliki potensial yang berbeda. Dari keduanya, kutub positif memiliki potensial yang tinggi.
- Periksa kabel hitam, biru, dan merah, jika ada penyimpangan mengarah
ke kiri berarti pemasangannya terbalik. Namun, hal itu tidak akan
menjadi masalah untuk rangkaian arus bolak balik.
4. Percobaan [Kembali]
Saat input bernilai 1 semua (5v) maka akan menghasilkan output sebessar 12v sesuai tegangan referensi yang digunakan. Decoder akan mengubah tiap inputan (tergantung pinnya, LSB/MSB).
Digital to Analog Converter (DAC) adalah rangkaian elektronika yang berfungsi untuk mengubah kode-kode digital (BCD) menjadi sinyal analog (volt). Salah satu IC yang didesain khusus sebagai Digital to Analog Converter (DAC) adalah IC DAC 0808 buatan national semiconductor.
Konfigurasi pin/kaki DAC 0808 sebagai berikut:
Pin1 (NC)- No connection artinya tidak dipakai
Pin2 (GND)-Ground
Pin3 (VEE)-Negative (-ve) power supply
Pin4 (IOUT)- Output berupa Arus
Pin5 (A1)- Digital i/p bit-1 (Most Significant Bit)
Pin6 (A2)-Digital i/p bit-2
Pin7 (A3)-Digital i/p bit-3
Pin8 (A4)-Digital i/p bit-4
Pin9 (A5)-Digital i/p bit-5
Pin10 (A6)-Digital i/p bit-6
Pin11 (A7)-Digital i/p bit-7
Pin12 (A8)-Digital i/p bit-8 (Least Significant Bit)
Pin13 (VCC)-Positive (+ve) power supply
Pin14 (VREF+) sebagai input tegangan referensi positif. Penggunaanya dihubungkan dengan catu daya positif/ground melalui resistor atau VR
Pin15 (VREF-) sebagai input tegangan referensi negatif. Penggunaanya dihubungkan dengan catu daya negatif/ground melalui resistor atau VR
Pin16 (Compensation)-Compensation capacitor pin
DAC0808 ini memiliki resolusi 8 bit, yang berarti harus menggunakan 8 pin I/O untuk inputan digitalnya. Logic-nya di range 0 – 5 volt. 0 volt dianggap logic 0, dan 5 volt dianggap 1. Karena memiliki resolusi 8 bit maka DAC0808dapat menampung 2^8 = 256 data dalam range 0 – 255.
Rumus untuk konversinya adalah:
DAC0808 memiliki keluaran berupa arus, karena itu pin4(IOUT) harus dihubungkan dengan op-amp agar keluaran dapat berupa tegangan. Op-amp yang digunakan adalah Inverting Amplifier 741, besar penguatan dapat dicari dengan membandingkan dua nilai masukan dan keluarannya.
5. Video Simulasi [Kembali]
6. link donwload [Kembali]
File Rangkaian = Klik Disini
File Datasheet DAC 0808 = Klik Disini
File Video Simulasi = Klik Disini
7. Contoh Soal [Kembali]
1. Fungsi dari pin-pin A1-A8 pada DAC 0808 adalah
a. sebagai saluran jalur output DAC 0808
b. sebagai (Input) merupakan jalur input 8 bit data biner.
c. sebagai jalur ke ground
d. dihubungkan ke jalur -12V.
e. (VCC) harus dipasang pada catu daya +5V.
Jawaban : b. sebagai (Input) merupakan jalur input 8 bit data biner.
Perbahasan :
Pin 1 (NC) tidak dipakai ( NC singkatan dari no connection ).
Pin 2 (GND) adalah jalur ke ground.
Pin 3 (VEE) dihubungkan ke jalur -12V.
Pin 4 adalah saluran jalur output DAC 0808, yang sifatnya adalah output membalik.
Pin 5 s/d 12 (Input) merupakan jalur input 8 bit data biner.
Pin 13 (VCC) harus dipasang pada catu daya +5V.
Pin
14 (+ Vref) berfungsi sebagai input tegangan referensi positif.
Penggunaanya dihubungkan dengan catu daya positif melalui resistor atau
VR.
Pin 15 (- Vref) berfungsi sebagai input tegangan referensi
negatif. Penggunaanya dihubungkan dengan catu daya negatif atau ground
melalui resistor atau VR.
Pin 16 (COMP) adalah terminal kompensator
frekuensi terhadap IC DAC 0808 ini. aplikasinya dipasang sebuah
kapasitor yang terhubung ke jalur VCC.
2. 2. Fungsi dari dac 0808
a. mengubah kode-kode digital (BCD) menjadi sinyal analog (volt)
b. mengubah sinyal analok menjadi kode digital
c. mengubah sinyal digital menjadi kode analog
d. mengubah kode kode analog menjadi sinyal digital
Jawaban : a. mengubah kode-kode digital (BCD) menjadi sinyal analog (volt)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar