Karakteristik sinyal statik dan dinamik Alat ukur 5 Karakteristik sinyal statik dan dinamik

Pendahuluan Sistem pengukuran  sejumlah input diubah dalam bentuk yang mudah diamati atau disimpan, Contoh: pergerakan pointer pada dial atau bentuk digital pada suatu display

Bentuk sinyal mengacu pada bentuk gelombang terdiri dari: Besarnya amplitude, mengindikasi ukuran sejumlah input Frekuensi, mengindikasikan perubahan sinyal terhadap waktu

Konsep sinyal input/output Tanggung jawab penting engineer dalam pengukuran: Pemilihan sistem pengukuran Penginterpretasian output dari sistem pengukuran Tugas yang lebih berat: mengevaluasi output dari sistem pengukuran ketika waktu atau perilaku referensi dari input tidak diketahui, contoh: tekanan ban

Konsep sinyal input/output Sistem pengukuran berdasarkan pada input sinyal tidak berubah terhadap waktu Perlu referensi tekanan untuk mobil atau sepeda

Konsep sinyal input/output Tekanan berubah terhadap waktu

Sinyal adalah informasi fisik mengenai variabel terukur yang ditransmisikan: Antara suatu proses dan sistem pengukuran Antara tingkatan dari sistem pengukuran Atau sebagai output dari sistem pengukuran

Klasifikasi bentuk gelombang (waveform) Sinyal dapat diklasifikasikan sebagai: Analog Discrete time Digital

Analog Analog menggambarkan suatu sinyal yang kontinu dalam waktu Karakteristiknya dapat berubah sesuai dengan informasi yang didapat Besarnya sinyal adalah kontinu dan memiliki range nilai, dapat digambarkan seperti gambar berikut, terdapat amplitudo dan frekuensi

Analog signal Amplitudo: tinggi gelombang Frekuensi: jumlah gelombang yang dihasilkan per detik

Discrete time signal Hanya menginformasikan besarnya sinyal pada discrete points in time

Digital signal Sangat berguna ketika data akuisisi dan processing dilakukan dengan menggunakan komputer Dua karakteristik penting dari digital signal: Sinyal digital merupakan discrete time signal Besaran sinyal digital juga discrete, sesuai dengan proses kuantisasi (pada level-level tertentu) pada discrete time tersebut Sistem Akuisisi data: sistem yang berfungsi untuk pengambilan, pengumpulan dan penyiapan data serta memprosesnya untuk mendapatkan data tang dikehendaki Kuantisasi biasanya dinyatakan dalam range

Digital signal dan waveform

A/D dan D/A converter Analog-to-digital (A/D) converter yaitu peralatan untuk mengubah data dari sistem analog ke digital Digital-to-analog (D/A) converter yaitu peralatan untuk mengubah data dari sistem digital ke analog

Sinyal analog vs digital Besaran berubah dalam waktu atau dan ruang yang memiliki nilai setiap waktu Sinyal data dapat dalam bentuk gelombang sinus kontinu Perlu ketelitian pembacaan Mudah terpengaruh noise Hasil teknologi yang dapat mengubah sinyal menjadi nilai 0 dan 1 Sinyal data dalam bentuk gelombang persegi atau pulsa Pembacaan secara langsung dan presisi, tidak perlu interpolasi Tidak mudah terpengaruh noise

Keuntungan pemrosesan sinyal secara digital dibanding analog Lebih mudah menyimpan hasil pengolahan Media penyimpan digital dapat digunakan elemen memori: CD/DVD, hard disk, sedangkan untuk sinyal analog menggunakan pita tape magnetik Lebih tahan terhadap noise karena bekerja pada level logika 1 dan 0 Tahan terhadap perubahan temperatur

Kelemahan pemrosesan sinyal secara digital dibanding analog Dapat terjadi kehilangan informasi karena pembulatan saat kuantisasi saat pembalikan kembali ke sinyal analog Diperlukan waktu proses yang lebih lama, perlu waktu sampling dan rekonstruksi ulang

Karakteristik sinyal Sinyal statik Sinyal dinamik

Gelombang sinyal

Sinyal statik Tidak berubah terhadap waktu Contoh: diameter poros, umur baterai, temperatur ruang Untuk perubahan fisik yang sangat perlahan dapat digolongkan sebagai sinyal statik

Sinyal dinamik Didefinisikan sebagai sinyal yang bergantung pada waktu Sinyal dinamik diklasifikasikan menjadi Signal deterministik Signal nondeterministik

Signal deterministik Sinyal ini keseluruhan nilainya dapat ditentukan dengan suatu persamaan matematis, contohnya gelombang sinus, step function, ramp function Sinyal deterministik dapat terjadi secara: Steady periodik Aperiodik

Signal deterministik Sinyal periodik Sinyal aperiodik Sinyal yang mengalami pengulangan bentuk yang sama pada selang waktu tertentu Contoh: ideal pendulum, variasi temperatur pada sistem pembakaran Sinyal aperiodik Sinyal yang tidak mengalami pengulangan bentuk yang sama pada selang waktu tertentu Contoh: step function

Step function Ramp function

Sinyal periodik dan sinyal aperiodik

Signal nondeterministik Sinyal ini mempunyai nilai random atau tidak diketahui dengan pasti untuk waktu yang diberikan Contoh: transmisi data file dari satu komputer ke komputer lain

Signal amplitude and frequency Dibutuhkan sarana untuk mengklasifikasikan bentuk sinyal input dan hasil sinyal output terkait dengan besarannya dan frequency Untuk kasus sinyal yang sangat kompleks ataupun nondeterministik sinyak tetap dapat didekati dengan fungsi sinus ataupun cosinus. Hal ini dapat dinyatakan dengan analisa Fourier. Fourier analisis dapat diekuivalensikan dengan bentuk prisma

Periodic signal Contoh pegas

Persamaan untuk perpindahan y sebagai fungsi waktu Bentuk umum penyelesaiannya pada kondsi sistem pegas ideal (tidak ada gaya luar)