BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dengan meluasnya

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dengan meluasnya pemakaian personal computer (PC) sekarang ini, maka
semakin mudah manusia untuk memperoleh PC dan makin terjangkau pula
harganya. Ada banyak komponen hardware pada PC, salah satunya adalah
Soundcard. Soundcard adalah hardware yang merubah gelombang suara menjadi
sinyal listrik kemudian dikonversi kedalam format digital yang dapat dibaca oleh
komputer. Dengan demikian sound card pada komputer memiliki dua fungsi yaitu
sebagai data akuisisi dan juga sebagai transduser yang merubah sinyal listrik
menjadi gelombang suara.
Setiap personal computer (PC) sudah dilengkapi dengan perangkat keras
kartu-suara atau soundcard yang umumnya digunakan sebagai perangkat hiburan
(entertainment) untuk mendengarkan musik. Umumnya perangkat tersebut
menyatu (on board) dengan papan rangkaian induk (motherboard) komputernya,
namun dapat juga merupakan rangkaian terpisah untuk ditambahkan pada papan
rangkaian induknya.
Personal Computer merupakan perangkat digital yang
mengolah sinyal digital bit demi bit, sedangkan musik atau suara pada umumnya
merupakan sinyal analog. Jadi pada soundcard seharusnya terdapat perangkat
untuk mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital (analog to digital converter,
ADC, agar dapat diolah oleh PC) dan untuk mengubah sinyal digital kembali
menjadi sinyal analog (digital to analog converter, DAC, agar dapat disalurkan ke
pengeras suara/loudspeaker).
Universitas Sumatera Utara
Umumnya soundcard tidak menggunakan rangkaian ADC dan DAC yang
terpisah, tetapi menggunakan rangkaian-terintegrasi yang dinamakan CODEC
(coder/decoder). Rangkaian ADC dan DAC merupakan rangkaian yang umum
digunakan pada perangkat pengambil data (data acquisition device). Sistem
akuisisi data merupakan salah satu elemen yang sangat penting dalam setiap
sistem instrumentasi. Mahalnya sistem akuisisi data seringkali dipengaruhi oleh
mahalnya harga ADC (Analog to Digital Converter) di dalamnya. Semakin tinggi
resolusi ADC maka semakin mahal pula harganya. Selain harga dan resolusi,
sistem akuisisi juga diharapkan mudah dipindah-pindah (portable). Untuk
mengatasi masalah harga, portabilitas, dan resolusi maka perlu dieksplorasi
rancangan sistem yang menggunakan masukan soundcard untuk antar muka
sehingga pada prinsipnya soundcard dapat digunakan untuk maksud tersebut.
Pada rangkaian soundcard terdapat port masukan untuk dihubungkan ke
mikropon, dan port luaran untuk dihubungkan ke pengeras suara. Kedua port
tersebut dapat digunakan untuk memanfaatkan soundcard sebagai alat bantu
praktikum fisika, seperti oscilloscope dengan cara menggunakan port masukan
yang dihubungkan ke rangkaian sensor/detektor, dan menggunakan port luaran
sebagai pembangkit sinyal (signal generator). Perlu diketahui bahwa soundcard
dirancang untuk sinyal bolak-balik (ac signal) sehingga apabila digunakan untuk
mengukur tegangan searah (dc voltage) diperlukan rangkaian khusus (misalnya
dc-chopped amplifier atau frequency-to-voltage converter). Besar sinyal pun
harus diperhatikan agar tidak merusak rangkaian penguat-depan pada soundcard
(tergantung spesifikasi soundcard yang digunakan).
Pada soundcard biasanya ada dua port masukan yakni MIC dan LINE.
Untuk sinyal yang lemah (hingga 10 mV) bisa dimasukan ke port MIC sedangkan
untuk sinyal yang cukup kuat (hingga 2 volt) dimasukan ke port LINE. Untuk
sinyal yang sangat lemah (kurang dari 1 mV) tentunya harus diperkuat dahulu
dengan memperhatikan batasan tegangan masukan pada soundcard. Sebenarnya
penggunaan soundcard untuk pengambilan data maupun untuk keperluan
Universitas Sumatera Utara
praktikum fisika bukanlah hal yang baru. Sebuah software LabVIEW telah
memperkenalkan
kemampuannya
untuk
mengolah
sinyal
menggunakan
soundcard. Dengan menggunakan software tersebut maka PC dapat digunakan
sebagai signal generator (untuk membangkitkan sinyal audio) dan sebagai
oscilloscope (untuk mengamati sinyal dalam domain waktu).
Dalam penelitian ini software LabVIEW Evaluation versi 11 (Laboratory
virtual Instrumentation engineering Workbench) digunakan sebagai software
untuk mendesign suatu signal generator dan oscilloscope secara virtual.
LabVIEW
merupakan bahasa pemrograman grafis atau block diagram yang
digunakan untuk memperoleh data dari instrumen, memproses data, menganalisa
data serta sebagai instumen kontrol dan peralatan. Dari segi harga, sistem akuisisi
data diharapkan menjadi murah karena ADC 16 bit sudah ada didalamnya. Dari
segi portabilitas, sistem ini diharapkan cukup portabel karena menggunakan antar
muka melalui port eksternal (masukan soundcard). Aplikasi LabVIEW 11 dan
soundcard ini diharapkan dapat menjembatani kesenjangan antara teori dan
praktek seperti disebut di atas. Sehingga melalui penelitian ini diharapkan dapat
menghasilkan sistem akuisisi data yang murah, portabel, dan beresolusi tinggi.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan uraian diatas, maka penulis merumuskan masalah yang terjadi :
1. Solusi praktis untuk mendapatkan sistem akuisisi data yang murah,
portable, dan memiliki resolusi tinggi.
2. Merancang suatu signal generator dan oscilloscope secara virtual
Universitas Sumatera Utara
1.3 Batasan Masalah
Adapun batasan masalah yang dibahas dalam penelitian ini adalah:
1. Perancangan sistem untuk Signal generator virtual hanya dikhususkan
untuk membangkitkan sinyal dalam range frekuensi 20 Hz – 20 kHz.
2. Tegangan yang diterima terbatas untuk tegangan kecil, yaitu 10 mV
(tergantung pada spesifikasi soundcard ).
3. Perancangan sistem untuk virtual oscilloscope untuk mengukur dan
mengolah nilai frekuensi dalam range 20 Hz – 20 kHz.
1.4 Tujuan Penelitian
Membuat sistem virtual untuk pengukuran frekuensi dengan memanfaatkan
sound card sebagai modul akuisisi data dan LabVIEW Evaluation 11 sebagai
perangkat lunak.
1.5 Manfaat Penelitian
1. Untuk memperluas penggunaan soundcard selain untuk keperluan audio.
2. Mempunyai instrumentasi virtual sederhana yang dapat digunakan sebagai
pengganti signal generator dan oscilloscope untuk digunakan dalam
praktikum fisika.
1.6 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat
sistematika pembahasan sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
BAB I. PENDAHULUAN
Dalam bab ini dibahas tentang latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah,
tujuan penelitian, manfaat serta sistematika penulisan.
BAB
II. TINJAUAN PUSTAKA
Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk
pembahasan dan cara kerja dari sistem akuisisi data, antara lain Instrumentasi
Virtual, Modul Akuisisi Data, Perangkat lunak LabVIEW 11, perangkat keras
Soundcard dan komponen pendukung lainnya.
BAB III. PERANCANGAN SISTEM
Pada bagian ini akan dibahas perancangan dari sistem akuisisi data, yaitu diagram
blok rangkaian dan diagram alir dari program yang akan diisikan ke komputer
menggunakan LabVIEW 11.
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini akan dibahas hasil analisa performa signal generator virtual dan
oscilloscope virtual yang dibuat. Hasil analisa signal generator virtual akan
dibandingkan dengan hasil pembacaan oscilloscope tetronix.. Sedangkan
performa sinyal oscilloscope virtual akan dibandingkan dengan virtual SCOPE
yang bersifat komersil.
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan
yang dilakukan dari perancangan sistem akuisisi data serta saran, apakah sistem
ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan pada suatu metode lain yang
mempunyai sistem kerja yang sama.
Universitas Sumatera Utara