ADC (Analog to Digital Converter)

ADC = Analog to Digital Converter adalah suatu perangkat elektronika yang mengubah suatu data yang *kontinu terhadap waktu (analog) menjadi suatu data yang **diskrit terhadap waktu (digital).

*Kontinu = adalah proses berkesinambungan, dapat dianalogikan seperti jalanan yang menanjak, antara titik satu dengan yang berikutnya tidak terlihat nyata perbedaannya.

**Diskrit = adalah kebalikan dari kontinu, dapat dianalogikan seperti anak-anak tangga, lompatan satu anak tangga ke yang berikutnya terlihat nyata.

Proses yang terjadi dalam ADC adalah:

  1. Pen-cuplik-an
  2. Peng-kuantisasi-an
  3. Peng-kode-an

ADC Block DiagramGambar 1. Diagram Blok Proses dalam ADC.

1. Pen-cuplik-an adalah proses mengambil suatu nilai pasti (diskrit) dalam suatu data kontinu dalam satu titik waktu tertentu dengan periode yang tetap. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada ilustrasi gambar berikut:

Gambar 2. Proses Pen-cuplik-an dalam ADC.

Semakin besar frekuensi pen-cuplik-an, berarti semakin banyak data diskrit yang didapatkan, maka semakin cepat ADC tersebut memproses suatu data analog menjadi data digital.

2. Peng-kuantisasi-an adalah proses pengelompokan data diskrit yang didapatkan pada proses pertama ke dalam kelompok-kelompok data. Kuantisasi, dalam matematika dan pemrosesan sinyal digital, adalah proses pemetaan nilai input seperti pembulatan nilai.

Gambar 3. Proses Pen-kuantisasi-an dalam ADC.

Semakin banyak kelompok-kelompok dalam proses kuantisasi, berarti semakin kecil selisih data diskrit yang didapatkan dari data analog, maka semakin teliti ADC tersebut memproses suatu data analog menjadi data digital.

3. Peng-kode-an adalah meng-kode-kan data hasil kuantisasi ke dalam bentuk digital (0/1) atau dalam suatu nilai biner.

Gambar 4. Proses Peng-kode-an dalam ADC: X1 = 11, X2 = 11, X3 = 10, X4 = 01, X5 = 01, X6 = 10.

Secara matematis, proses ADC dapat dinyatakan dalam persamaan:

Data_ADC = (Vin/Vref) x Maksimal_Data

Dengan Vref adalah jenjang tiap kelompok dalam proses kuantisasi, kemudian Maksimal_Data berkaitan proses ke-3 (peng-kode-an). Sedangkan proses ke-1 adalah seberapa cepat data ADC dihasilkan dalam satu kali proses.

Contoh Kasus

1. Suatu rangkaian ADC dengan IC 0804 diberikan input tegangan analog sebesar 3 volt. Tegangan referensi IC di-set di 5 volt. Berapakah data digital output dari IC?

Jawaban

IC 0804 adalah IC ADC dengan output 8 bit data digital. Maka maksimal data-nya adalah 28 – 1 = 255 (pengurangan 1 dilakukan karena data dimulai dari 0-255 yang berarti berjumlah 256). Sehingga data digital output IC adalah:

Data_ADC = (Vin/Vref) x Maksimal_Data

Data ADC = (3/5)  x 255

Data_Digital_Output_IC = 153 = 10011001

2. Suatu rangkaian mikrokontroler AVR ATmega16 membaca data digital di salah satu pin ADC-nya adalah 0111110100. Dengan diketahui bahwa pin AREF-nya dihubungkan ke tegangan sumber 5 volt, berapakah tegangan input pada pin ADC-nya tersebut?

Jawaban

IC mikrokontroler AVR ATmeg16 adalah mikrokontroler yang terdapat rangkaian ADC internal di dalam IC-nya. ADC internal dari ATmega16 memiliki ketelitian sampai dengan 10 bit, sehingga maksimal data digital-nya adalah 210 – 1 = 1023. Pin AREF pada mikrokontroler ini adalah salah satu opsi tegangan referensi ADC-nya. Sehingga tegangan input dapat dihitung dengan cara:

Data_Digital_Output = 0111110100(2) = 500(10)

Data_ADC = (Vin/Vref) x Maksimal_Data

500 = (Vin/5) x 1023

Vin = (500 x 5 / 1023) = 2,44 Volt

3. Suatu rangkaian mikrokontroler AVR ATmega16 terhubung kepada sensor suhu LM35. Dalam proses pembacaan data pada pin ADC-nya, data yang terbaca adalah 300(10). Berapakah suhu yang terdeteksi oleh LM35 jika pin AREF pada mikrokontroler diset di tegangan 1 volt?

Jawaban

Langkah pertama dalam menyelesaikan kasus-3 adalah menentukan tegangan input di pin ADC yang adalah tegangan keluaran dari LM35 dengan cara seperti pada penyelesaian kasus-2:

Data_ADC = (Vin/Vref) x Maksimal_Data

300 = (Vin/1) x 1023

Vin = (300 x 1 / 1023) = 0,2933 Volt

Langkah berikutnya adalah menentukan suhu yang dideteksi oleh LM35. Untuk melakukan itu perlu diperhatikan sensitivitas dari LM35. Dari datasheet-nya, LM35 memiliki sensitivitas  10 mV/oC. Sehingga suhu yang terdeteksi oleh LM35 (T):

T = (Vin/Sensitivitas) = (0,2933/0,01) = 29,33 oC

TW: @deni_dins
FB: https://www.facebook.com/depokinstruments/

5 thoughts on “ADC (Analog to Digital Converter)

Tinggalkan Balasan

Please log in using one of these methods to post your comment:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s