Campus Center Timur, ITB | 30 November 2017 Simulasi Virtual Lock-In Amplifier Fase Tunggal dengan Rujukan Internal Berbasis LabVIEW Wildan S. Nahar1,a, Rapih Umbarawati1,b, Hendro1,c 1Kelompok Keahlian Fisika Instrumentasi Institut Teknologi Bandung awildansn@s.itb.ac.id, brapih.umbarawati@s.itb.ac.id, chendro@fi.itb.ac.id Seminar Kontribusi Fisika 2017 Campus Center Timur, ITB | 30 November 2017

Outline Pendahuluan Teori Dasar Metode Percobaan Hasil dan Analisis Wildan S. Nahar, Rapih Umbarawati, Hendro SKF 2017 2 / 12 Outline Pendahuluan Teori Dasar Metode Percobaan Hasil dan Analisis Kesimpulan

Gambar 1. Sinyal data yang terbenam dalam noise. Wildan S. Nahar, Rapih Umbarawati, Hendro SKF 2017 3 / 12 Pendahuluan Pengukuran merupakan elemen penting dalam penelitian Pengukuran besaran listrik dipengaruhi banyak noise dari luar Data dari besaran listrik cenderung “terbenam dalam noise” Gambar 1. Sinyal data yang terbenam dalam noise.

Gambar 2. Blok diagram Lock-In Amplifier. Wildan S. Nahar, Rapih Umbarawati, Hendro SKF 2017 4 / 12 Teori Dasar Phase-Sensitive Detection (PSD) merupakan salah satu metode untuk deteksi data yang terbenam dalam noise. Lock-In Amplifier (LIA) adalah salah satu instrument yang menerapkan prinsip kerja PSD. Gambar 2. Blok diagram Lock-In Amplifier.

Bagian-bagian penting LIA Wildan S. Nahar, Rapih Umbarawati, Hendro SKF 2017 5 / 12 Bagian-bagian penting LIA Pembangkit Sinyal Rujukan Pengali Low-Pass Filter Frekuensi (f) Fase (Ф) Amplitudo (A) G Input Rujukan X Grafik Hasil Perkalian 𝑮𝒂𝒊𝒏=𝟐𝟎 𝐥𝐨𝐠 ⁡( 𝑽 𝒐𝒖𝒕 𝑽 𝒊𝒏 )

Gambar 3. Blok diagram Simulasi Lock-In Amplifier. Wildan S. Nahar, Rapih Umbarawati, Hendro SKF 2017 6 / 12 Metode Percobaan LabVIEW sebagai salah satu software yang mendukung virtual instrument. Gambar 3. Blok diagram Simulasi Lock-In Amplifier.

Blok Diagram LabVIEW Wildan S. Nahar, Rapih Umbarawati, Hendro SKF 2017 7 / 12 Blok Diagram LabVIEW Gambar 4. Blok diagram Virtual-Lock-In Amplifier Fase Tunggal pada LabVIEW.

Tampilan Grafik pada LabVIEW Wildan S. Nahar, Rapih Umbarawati, Hendro SKF 2017 8 / 12 Gambar 5. Tampilan front-panel LabVIEW.

Plot Keluaran LPF tanpa Noise Wildan S. Nahar, Rapih Umbarawati, Hendro SKF 2017 9 / 12 Hasil & Analisis Plot Keluaran LPF tanpa Noise Gambar 6. Grafik antara amplitudo input terhadap amplitudo output dengan variasi frekuensi. Amplitudo output cenderung konsisten (linear) terhadap amplitudo input saat frekuensi rujukan divariasikan Nilai cut-off frequency dari LPF yang digunakan adalah 1 Hz

Plot Keluaran LPF dengan Noise Wildan S. Nahar, Rapih Umbarawati, Hendro SKF 2017 10 / 12 Gambar 7. Grafik antara amplitudo input terhadap amplitudo output dengan variasi noise. Nilai amplitudo output mulai berfluktuasi walaupun masih di sekitar nilai ekspektasi saat diberikan noise Noise diberikan dengan perbandingan data:noise adalah 1:10, 1:20, 1:50, dan 1:200

Analisis Error Tanpa Noise Dengan Noise Wildan S. Nahar, Rapih Umbarawati, Hendro SKF 2017 11 / 12 Analisis Error No. Frekuensi (Hz) Error (%) 1. 10 Hz 2 2. 50 Hz 1.87 3. 100 Hz 1.5 4. 200 Hz 0.62 No. Data:Noise Error (%) 1. 1:5 5.43 2. 1:10 5.77 3. 1:25 7.98 4. 1:100 8.33 Tanpa Noise Dengan Noise Error untuk percobaan simulasi tanpa gangguan kecil (<2%) untuk variasi frekuensi mencapai 200 Hz Error untuk percobaan simulasi dengan gangguan semakin besar saat noise ditingkatkan

Wildan S. Nahar, Rapih Umbarawati, Hendro SKF 2017 12 / 12 Kesimpulan Sinyal rujukan dapat dibangkitkan secara simulasi oleh LabVIEW Operasi matematis LIA dapat dipindahkan dari level hardware ke software oleh LabVIEW LabVIEW mampu menampilkan informasi penting lain untuk mendukung pembacaan data Perlu diintegrasikan dengan alat akuisisi data agar bisa diaplikasikan pada eksperimen fisis yang sesungguhnya Perlu dicari formula yang tepat agar pembacaan data bisa maksimal untuk perbandingan data:noise diatas 1:200