TUGAS KELOMPOK KEDUA
TEKNOLOGI SENSOR FB
Kelompok 9
Anggota kelompok:
1. Musa Abdul Rahman (20/456127/TK/50257)
2. Khoirunnasi Rudin
(20/456732/TK/50556)
3. Rafi Adi Nugroho
(20/456131/TK/50261)
1. Sebuah rangkaian sensor voltage to frequency converter memiliki resistansi input
sebesar 10 kOhm dan kapasitansi output sebesar 1 nF. Jika tegangan input sebesar 5 V,
berapa frekuensi output yang dihasilkan oleh rangkaian tersebut?
Jawaban:
Untuk menghitung frekuensi output dari rangkaian voltage to frequency converter, kita
dapat menggunakan rumus berikut:
f = V_in / (R * C), dimana f adalah frekuensi output, V_in adalah tegangan input, R
adalah resistansi input, dan C adalah kapasitansi output.
Substitusi nilai yang diketahui ke dalam rumus tersebut, maka:
f = 5 V / (10 kOhm * 1 nF) = 500 Hz
Jadi, frekuensi output dari rangkaian tersebut adalah 500 Hz.
2. Sebuah rangkaian sensor voltage to frequency converter memiliki frekuensi output
sebesar 100 Hz. Jika resistansi input yang digunakan sebesar 5 kOhm, berapa
kapasitansi output yang harus digunakan agar rangkaian tersebut dapat menghasilkan
frekuensi output sebesar 200 Hz?
Jawaban:
Untuk menghitung kapasitansi output yang dibutuhkan agar rangkaian voltage to
frequency converter dapat menghasilkan frekuensi output yang diinginkan, kita dapat
menggunakan rumus berikut:
C = 1 / (2 * pi * R * f), dimana C adalah kapasitansi output, R adalah resistansi input,
dan f adalah frekuensi output yang diinginkan.
Substitusi nilai yang diketahui ke dalam rumus tersebut, maka:
C = 1 / (2 * pi * 5 kOhm * 200 Hz) = 1 nF
Jadi, kapasitansi output yang harus digunakan agar rangkaian tersebut dapat
menghasilkan frekuensi output sebesar 200 Hz adalah 1 nF.
3. Timbangan strain gage dari 0 kg hingga 5 kg memiliki rentang tegangan output yaitu 0
V hingga 3,5 mV. Sinyal direkam menggunakan konventer A/D 16 bit yang memiliki
rentang 0V hingga 10V, dengan berat yang ditampilkan pada layar komputer. Seorang
mahasiswa teknik fisika memutuskan untuk menempatkan amplifier di antara keluraran
timbangan strain gage dan konverter A/D sedemikian rupa sehingga 1% dari keluaran
skala penuh timbangan strain gage akan sama dengan resolusi 1 bit konverter. Tentukan
resolusi (dalam mV/bit) konverter dan gain dari amplifier.
Jawab:
-
Rentang tegangan keluaran dari strain gauge adalah 0 mV hingga 3,5 mV sesuai dengan
berat 0 hingga 5 kg
-
Tegangan skala penuh dari ADC adalah 10 V
-
Maka resolusi dari konverter adalah
𝑟𝑒𝑠𝑜𝑙𝑢𝑠𝑖 𝐴𝐷𝐶 = (𝐹𝑢𝑙𝑙 𝑠𝑐𝑎𝑙𝑒 𝑜𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡)/(2𝑛 − 1)
𝑟𝑒𝑠𝑜𝑙𝑢𝑠𝑖 𝐴𝐷𝐶 = 10/(216 − 1)
𝑟𝑒𝑠𝑜𝑙𝑢𝑠𝑖 𝐴𝐷𝐶 = 10/(65536 − 1)
𝑟𝑒𝑠𝑜𝑙𝑢𝑠𝑖 𝐴𝐷𝐶 = 10/65535 = 0,00015 𝑉 = 0,15 𝑚𝑉
-
Menentukan nilai 1 % dari output skala penuh timbangan
1%(𝑂𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡 𝑠𝑘𝑎𝑙𝑎 𝑝𝑒𝑛𝑢ℎ 𝑑𝑎𝑟𝑖 𝑔𝑎𝑢𝑔𝑒) = 0,01(3,5 𝑚𝑉) = 0,035 𝑚𝑉
-
1 % dari keluaran skala penuh diperkuat dengan nilai resolusi ADC
- Maka gain dari amplifier sebagai berikut:
𝑔𝑎𝑖𝑛 𝑎𝑚𝑝𝑙𝑖𝑓𝑖𝑒𝑟 = 𝑘𝑒𝑙𝑢𝑎𝑟𝑎𝑛/𝑚𝑎𝑠𝑢𝑘𝑎𝑛
𝑔𝑎𝑖𝑛 𝑎𝑚𝑝𝑙𝑖𝑓𝑖𝑒𝑟 = (𝑟𝑒𝑠𝑜𝑙𝑢𝑠𝑖 𝐴𝐷𝐶)/(1% 𝑜𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡 𝑠𝑘𝑎𝑙𝑎 𝑝𝑒𝑛𝑢ℎ 𝑑𝑎𝑟𝑖 𝑔𝑎𝑢𝑔𝑒)
𝑔𝑎𝑖𝑛 𝑎𝑚𝑝𝑙𝑖𝑓𝑖𝑒𝑟 = (0,15 𝑚𝑉)/(0,035 𝑚𝑉)
𝑔𝑎𝑖𝑛 𝑎𝑚𝑝𝑙𝑖𝑓𝑖𝑒𝑟 = 4,28
4. Sebuah rangkaian sensor cahaya terdiri dari sebuah Photodioda dan sebuah resistor
10kΩ. Rangkaian tersebut dihubungkan dengan sebuah baterai 12V dan sebuah
ammeter. Jika intensitas cahaya yang diterima oleh fotodioda meningkat, apakah arus
yang terukur pada ammeter berubah? Jelaskan!
Jawab:
Ya, akan berubah. Pada rangkaian sensor cahaya, arus yang mengalir dalam akan
bergantung pada intensitas cahaya yang diterima oleh fotodioda. Ketika intensitas
cahaya meningkat, maka resistansi fotodioda akan menurun, sehingga arus yang
mengalir dalam rangkaian akan meningkat. Oleh karena itu, arus yang terukur oleh
ammeter juga akan meningkat.
5. Jelaskan fungsi voltage divider pada penggunaan sensor LDR jika dihubungkan dengan
mikrokontroller!
Jawab:
Pada sensor LDR keluarannya berupa besar resistansi. Mikrokontroller hanya dapat
membaca nilai dalam bentuk tegangan sehingga diperlukan rangkaian pembagi
tegangan yaitu dengan menambahkan resistor dan tegangan sumber agar menghasilkan
keluaran berupa tegangan yang dapat dibaca oleh mikrokontroller.