perancangan osiloskop pc melalui soundcard

Perpustakaan Unika
PERANCANGAN OSILOSKOP PC
MELALUI SOUNDCARD
LAPORAN TUGAS AKHIR
OLEH:
ALBERTUS ENDRY PUTRANTO
02.50.0056
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA
SEMARANG
2007
i
Perpustakaan Unika
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas akhir dengan judul “Perancangan Osiloskop PC melalui
Soundcard” diajukan untuk memenuhi persyaratan dalam memperoleh gelar
Sarjana Teknik Elektro pada Program Studi Teknik Elektro di Fakultas Industri
Universitas Katolik Soegijapranata Semarang. Laporan Tugas Akhir ini disetujui
pada tanggal 10 Oktober 2007.
Semarang, 10 Oktober 2007
Mengetahui / Menyetujui,
Pembimbing I
Pembimbing II
Bernadinus Harnadi, ST, MT
NPP. 058.1.1994.158
Risa Farrid, ST, MT
NPP. 058.1.2002.250
Mengetahui,
Dekan Fakultas Teknologi Industri
Leonardus Heru Pratomo, ST.MT
NPP. 058.1.2000.234
ABSTRAK
ii
Perpustakaan Unika
Osiloskop
PC
menggunakan
media
soundcard
diproses
dengan
menggunakan pemrograman Delphi sebagai pemroses sinyal-sinyal listrik yang
diterima. Osiloskop PC akan membaca data yang ditampung pada buffer data
pada soundcard, pembacaan yang real time akan menghasilkan pencuplikan data
yang sempurna dengan menggunakan konsep pencuplikan standar audio CD.
Osiloskop PC juga dirancangan dengan sistem pendeteksi soundcard
otomatis sehingga pengguna tidak perlu melakukan setting driver soundcard.
Secara otomatis pula keberadaan soundcard akan dibaca dan jumlah port-port
audio yang terpasang akan diketahui.
Mengingat pengukuran sinyal tegangan dapat melampaui tegangan input
maksimal soundcard, sehingga perlu penambahan rangkaian antar muka sebagai
pembatas tegangan masukan. Hasil dari uji coba menghasilkan pengujian dan
pengukuran yang sama dengan oisloskop konvensional pada umumnya. Salah
satu kelemahan yang terdapat pada osiloskop ini adalah batasan jangkauan
frekuensi yang terbatas pada 20Hz hingga 20kHz sesuai dengan jangkauan
frekuensi audio.
iii
Perpustakaan Unika
KATA PENGANTAR
Syukur kepada-Mu Tuhan Jesus, atas Berkat dan Mukjizat-Mu penulis
dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Perancangan Osiloskop PC
melalui Sound Card”. Terselesaikannya Tugas Akhir ini tidak terlepas dari
dukungan dari orang-orang disekitar, sehingga penulis ingin menyampaikan
ucapan terima kasih kepada:
1. Bapak Leonardus Heru P, ST, MT, selaku Dekan Fakultas Teknologi
Industri.
2. Bapak Bernardinus Harnadi ST., MT, selaku Dosen Pembimbing I. Terima
kasih atas bimbingan dan saran-saran yang diberikan.
3. Ibu Risa Farrid ST., MT, selaku Dosen Wali dan Dosen Pembimbing II
4. Bapak Dr. Slamet Riyadi ST., MT, selaku Dosen Penguji I
5. Bapak Erdhi W ST., MT, selaku Dosen penguji II
6. Seluruh Dosen Fakultas Teknologi Industri atas ilmu yang diberikan
selama di bangku kuliah.
7. Seluruh staff Tata Usaha dan Laboran Fakultas Teknologi Industri.
8. Ayah, Ibu dan adik-adik saya yang selalu memberikan dukungan.
9. Semua rekan-rekan elektro 2002 beserta kakak dan adik kelas.
10. Teman-teman di Delphi.Org : Mr.Darby; thanks for bugs in my program.
11. Teman-teman di Faulhaber.Inc : Fritz, Lee Kristine.
12. Teman-teman di IEEE CUA :Neil Smith dan Daniel Clifford.
13. Teman-teman di dunia nyata dan maya yang tidak bisa disebut satu persatu.
Terima kasih atas saran, masukan dan kritikannya
Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna,oleh karena itu
diharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun. Akhir kata, semoga
laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi masyarakat dan rekan-rekan
mahasiswa.
Semarang, 10 Oktober 2007
Penulis
iv
Perpustakaan Unika
“Setiap orang tidak pernah memikirkan begitu susah dan sulitnya setiap
PROSES yang terjadi. Mereka hanya menginginkan HASILNYA, dan tentu hasil
itu HARUS benar”
Albertus endry
v
Perpustakaan Unika
DAFTAR ISI
Halaman Judul
i
Halaman Pengesahan
ii
Abstraksi
iii
Kata Pengantar
iv
Daftar Isi
vi
Daftar Gambar
ix
Daftar Tabel
xii
Bab I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Perumusan Masalah
2
1.3 Tujuan Penulisan
2
1.4 Pembatasan Masalah
3
1.5 Metodologi Penelitian
4
1.6 Sistematika Penulisan
5
Bab II. LANDASAN TEORI
2.1 Osiloskop
6
2.1.1 Lebar Pita (Bandwidth)
9
2.1.2 Waktu Naik (Rise Time)
9
2.1.3 Sensitivitas Vertikal
10
2.1.4 Kecepatan Sapuan
10
2.1.5 Sample Rate
11
2.1.6 Resolusi ADC
11
vi
Perpustakaan Unika
2.2 Soundcard
12
2.3 Teknik Sampling
13
2.3.1 Sample Rate
14
2.4 Penguat Operasional
15
2.4.1 Penguat Membalik
16
2.4.2 Penguat Tak Membalik
16
2.5 Sensor Arus
18
2.6 Sistem Komputer
19
2.7 Pemrograman Delphi
20
Bab III. PERANCANGAN SISTEM
3.1 Blok Diagram
22
3.1.1 Rangkaian Pelemah
23
3.1.2 Sensor Arus
24
3.1.3 Konverter Analog ke Digital
24
3.1.4 Komputer
25
3.2 Perancangan Perangkat Keras
25
3.2.1 Rangkaian Pelemah
25
3.2.2 Sensor Arus
26
3.3 Perancangan Perangkat Lunak
27
3.4 Langkah Pengambilan Sampling Data
31
3.4.1 Sampling Sinyal dari AFG
33
3.4.2 Sampling Sinyal dari Output Trafo
33
3.4.3 Rangkaian Kapasitor
34
vii
Perpustakaan Unika
3.4.4 Rangkaian Induktor
35
Bab IV. ANALISA
35
4.1 Pengujian Sistem
35
4.2 Analisa Perangkat Lunak
43
4.2.1 Inisialisasi Soundcard
44
4.2.2 Menggambar Sinyal pada Tampilan Secara Kontinu
48
4.2.3 Menggambar Sinyal Satu Frame
51
4.2.4 Fungsi Trigger
53
4.2.5 Pengaturan Sample Rate
58
4.2.6 Capture Frame
60
Bab V. PENUTUP
5.1 Kesimpulan
64
5.2 Saran
65
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
viii
Perpustakaan Unika
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Representasi tegangan (V) waktu (t) dan intensitas (i)
6
Gambar 2.2
Blok diagram osiloskop analog
8
Gambar 2.3
Trigger menstabilkan sinyal yang berulang
9
Gambar 2.4
Perbedaan pensamplingan gelombang
14
Gambar 2.5
Penguat pembalik
16
Gambar 2.6
Penguat tak membalik
17
Gambar 2.7
Sensor arus
18
Gambar 2.8
Blok diagram sensor arus
18
Gambar 2.9
Tegangan output dengan arus primer pada Vcc = 5 volt
19
Gambar 2.10
Eksekusi aplikasi pada windows
19
Gambar 2.11
Eksekusi thread pada windows
20
Gambar 3.1
Diagram blok perangkat keras
22
Gambar 3.2
Rangkaian dasar pelemah
23
Gambar 3.3
Rangkaian pelemah
26
Gambar 3.4
Rangkaian sensor arus
26
Gambar 3.5
Flowchart utama program
28
Gambar 3.6
Flowchart penggambaran kanal 1 dan kanal 2
29
Gambar 3.7
Sample rate 22050 yang lambat menghasilkan cuplikan
31
yang sedikit
Gambar 3.9
Hasil sample rate 22050 yang lambat dihasilkan nampak
32
kasar
ix
Perpustakaan Unika
Gambar 3.10
Sample rate 44100 yang cepat menghasilkan cuplikan
32
yang banyak
Gambar 3.11
Hasil sample rate 44100 yang cepat dihasilkan nampak
32
detil
Gambar 3.12
Kapasitor pada sebuah rangkaian
33
Gambar 3.13
Rangkaian Induktor
34
Gambar 4.1
Sinyal sinus dengan osiloskop PC
35
Gambar 4.2
Sinyal sinus dengan osiloskop
36
Gambar 4.3
Sinyal segitiga dengan osiloskop PC
37
Gambar 4.4
Sinyal segitiga dengan osiloskop
37
Gambar 4.5
Sinyal kotak dengan osiloskop PC
38
Gambar 4.6
Sinyal kotak dengan osiloskop
39
Gambar 4.7
Keluaran trafo 5,5 volt
39
Gambar 4.8
Keluaran trafo 6 volt
40
Gambar 4.9
Kapasitor pada rangkaian AC
41
Gambar 4.10
Hasil pengamatan dengan osiloskop rangkaian C
41
Gambar 4.11
Induktor pada rangkaian AC
42
Gambar 4.12
Hasil pengamatan dengan osiloskop rangkaian C
43
Gambar 4.13
Inisialisasi multimedia yang terpasang
44
Gambar 4.14
Kontrol utama pada osiloskop
48
Gambar 4.15
Kontrol trigger pada osiloskop PC
53
Gambar 4.16
Sinyal yang selalu bergerak akan susah untuk diamati
57
Gambar 4.17
Trigger diaktifkan pada polaritas positif
58
x
Perpustakaan Unika
Gambar 4.18
Setup sample per secong
58
Gambar 4.19
Fitur capture frame pada osiloskop
61
xi
Perpustakaan Unika
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1
Sample rate
15
Tabel 3.1
Sample rate
31
xii