rencana program kegiatan

RENCANA PROGRAM KEGIATAN
PEMBELAJARAN SEMESTER (RPKPS)
INSTRUMEMTASI ELEKTRONIS
Program Studi:
Teknik Elektro dan Teknologi Informasi
Semester:
Ganjil 2011/2012
OLEH :
Priyatmadi
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS GADJAH MADA
Program Studi
: 1. Teknik Elektro
Nama Matakuliah
: Instrumentasi Elektronis
Kode / SKS
: TEE211 / 2
Prasyarat
: Elektronika Dasar
Status Matakuliah
: wajib
Deskripsi Singkat Matakuliah
: mempelajari konsep alat ukur elektronis untuk
berbagai besaran, susunan, cara kerja, dan wataknya, dan meninjau berbagai
contoh alat ukur dan cara pengukurannya.
Tujuan Instruksional Umum:
Memahami konsep instrumentasi elektronis atau sistem pengukuran besaranbesaran fisika dengan instrument atau alat ukur elektronis, dan memahami
metode,
cara pengukuran,
dan susunan peralatan, untuk berbagai
besaran
fisika, dan mengetahui arah perkembangannya
Tujuan Instruksional Khusus Tiap Topik (Pokok Bahasan):
Tujuan instruksional khusus tiap topic atau tiap pokok bahasan terdapat
pada halaman -halaman suplemen.
Rencana Kegiatan Pembelajaran Mingguan (RKBM):
Pertemuan ke-
Topik (Pokok Bahasan)
1. Konsep Instrumentasi Elektronis
1
1.1 Kegunaan Pengukuran
1.2 Watak/ Kualitas Alat Ukur
1.3 Susunan Sistem Pengukuran Elekronis
Metode
Pembelajaran
Presentasi dengan Power Point/ OHP dan
diskusi (Tanya-jawab)
. Blok diagram Sistem Instrumentasi
Elektronis
. Unsur-unsur Penyusun Sistem
1.4 Berbagai Alternatif untuk pengukuran
elektronis
. Sistem Analog dan Digital;
. Sistem Nol dan Sistem Simpangan
. Sistem Waktu Nyata dan Sistem
Takwaktunyata
. Sistem Keluaran Kawasan Waktu
dan Kawasan Frekuensi
. Penggunaan generating transducer
dan modifying transducer .
(Lanjutan Pokok Bahasan 1)
2
1.5 Masukan Pengganggu
. Masukan Interferensi dan Cara
Mengatasi
. Masukan Pemodifikasi dan Cara
Mengatasi
2. Pengkondisi Dinyal ( I ) Penguat
3
4
2.1 Penguat OPAMP Untuk Instrumentasi
. Penguat OPAMP Pembalik,
Kesalahan Offset dan Drift
. Penguat OPAMP Takmembalik,
Kesalahan Offset dan Drift
. Contoh Penerapan
2.2 Penguat Auto Zero, Penguat Chopper,
dan Penguat Chopper Stabilyzed
2.3 Penguat Differensial dan Penguat
Instrumentasi
. Penguat Diferensial dan Contoh
Penerapannya
. Penguat Instrumentasi , Guard Drive
dan Contoh Penerapannya
Pertemuan ke-
Topik (Pokok Bahasan)
Metode Pembelajaran
Presentasi
dengan
Power Point/ OHP dan
diskusi (Tanya-jawab)
5
2.4 Penguat Isolasi
. Penguat Isolasi dengan Kopling
Transformator
. Penguat Isolasi dengan Kopling
Opto
. Penguat Isolasi dengan Kopling
Kapasitor
. Contoh Penerapan Penguat Isolasi
3. Pengkondisi Sinyal (II) Filter
6
3.1
3.2
3.3
3.4
Filter Low Pass Pasif dan Aktif
Filter High Pass Pasif dan Aktif
Filter Band Pass
Filter Notch
4. Pengukuran Suhu
7
8
4.1 Pengukuran Suhu dengan Sensor
/Transduser RTD (Resistance
Temperature Detector)
4.2 Pengukuran Suhu dengan
Sensor/Transducer Semikonduktor
( Diode , IC Sensor Suhu)
4.3 Pengukuran Suhu dengan Termokopel
. Watak Termokopel (Watak Rangkaian Termokopel dan Watak
Nonlinear)
. Pengukuran Suhu dengan Termokopel Dua Junction dan Kompensasi Suhu
. Konversi Tegangan Termokopel ke
Tampilan Suhu
Ujian Tengah Semester
5. Pengukuran Anjakan (Displacement)
9
5.1 Pengukuran Anjakan dengan LVDT
dan dengan Differnsial Capasitor
. Susunan Sistem Pengukuran
. Sumber Eksitasi Bagi Sensor dan
Penguat Peka Fase
Pertemuan ke-
10
11
Topik (Pokok Bahasan)
5.2 Pengukuran Anjakan dengan Enkoder
Grey
. Susunan Sensor dan Petern
Enkoder Gray Linear dan Enkoder
Gray Anguler
. Kesalahan Pembacaan Enkoder
pada Posisi Transisi Enkoder Gray
dan Enkoder Biner dan Konversi
Kode Gray ke Kode Biner
. Penerapan Enkoder Gray untuk
Pengukuran Gaya, Torsi (Torka),
Tekanan, dan Percepatan
5.3 Pengukuran Anjakan dengan Enkoder
Inkrimental
. Susunan Enkoder, Pengkondisi /
Pembentuk Pulsa dan Detektor
Arah Anjakan
. Pencacah Naik/ Turun Sebagai
Pencacah Pulsa Langkah Anjakan
. Penerapan Enkoder Inkrimental
untuk pengukuran Jarak, dan Gaya
5.4 Pengukuran Anjakan dengan
Interferometer
6. Pengukuran Laju (Speed)
6.1 Pengukuran Laju Sudut (Rotasi)
Sistem Analog
6.2 Pengukuran Laju Sudut (Rotasi)
Sistem Digital
6.3 Pengukuran Laju Linear / Translasi
12
7. Pengukuran Gaya , Torka, dan
Tekanan dengan Srain Gauge
7.1 Jenis-jenis Strain Gauge: Unbonded,
bonded, dan semikonduktor
7.2 Pengukuran Gaya, Berat dan Torka
(Torsi) dengan Strain Gauge
7.3 Pengukuran Tekanan dan Tinggi
Permukaan Zat Cair
Metode
Pembelajaran
Pertemuan ke-
Topik (Pokok Bahasan)
8. Pengukuran Laju Zat Alir
13
8.1 Pengukuran Laju Zat Alir Berdasar
Pengukuran Tekanan
8.2 Pengukuran dengan Hot Wire
Anemometer
8.3 Pengukuran dengan Turbin
Metode Pembelajaran
Presentasi
dengan
Power Point/ OHP dan
diskusi (Tanya-jawab)
9. Pengubah atau KonverterAnalog ke
Digital (ADC)
14
15
9.1 Konverter Tipe Flash dan Half Flash
9.2 Konverter Tipe Sccessive
Approximation
9.3 Konverter Dual slope Integrator dan
Quad Slope Integrator
9.4 Penerapan ADC, Filter Antialiasing,
dan Rangkaian Sampling and Hold
10 Penerapan Mikrokomputer untuk
Instrumentasi
10.1 Sistem Mikrokomputer, Sistem Bus
dan Port-nya
10.2 Sistem Akuisisi Data dan
Pemrosesan
16
Ujian Akhir Semester
REFERENSI
A
Analog Devices - Linear Product Databook, 1988, Analog Devices, Inc
B
Burr-Brown- Integrated Circuit Data Book , 1986, Burr-Brown Corparation
D
Doebelin, Ernet O, Measurement Systems, 3’rd ed. , 1983, McGraw-Hill
F
Sergio Franco, Operational amplifiers and analog Integrated Circuit, 1988, McGrawHill Book Co.
H
Hogenboom, P , Data Sheet Book 3 - Catatan Aplikasi, 1988, PT. Elex Media
Komputindo, Kelompok Gramedia
H1 Horowitz, Paul & Hill, Winfield , Seni dan Disain Elektronika Volume 1, 1985, PT.
Multi Media, Gramedia Grup
H2 Horowitz, Paul & Hill, Winfield , Seni dan Disain Elektronika Volume 2, 1985, PT.
Multi Media, Gramedia Grup
I
Intersil, Intersil Data Acquisition Data Book, 1997, Intersil Corp.
L
Lawrence, Peter D & Mauch, Konrad , Real Time Microcomputer Syastem Design,
1988, McGraw-Hill Book Co.
M Murdocca, Mies J. & Heuring , Vincent P. , Computer Architecture, 2000, Prentice
Hall International, Inc.
N
National Semiconductor,
National Data Acquisition Databook, 1995, National
Semiconductor Corp.
U
W
Uffenbeck, John , The 80x86 Family, 3’rd ed., 2002, Prentice Hall
Webster, John G. , Medical Instrumentation, 1978, Houghton Mifflin Co.
___________________________________________________________
GARIS-GARIS BESAR PROGRAM PENGAJARAN
JUDUL MATA KULIAH : INSTRUMENTASI ELEKTRONIS
KODE MATA KULIAH : TEL 372
JUMLAH SKS
:3
DISKRIPSI SINGKAT : mempelajari pengukuran dan alat ukur elektronis, yaitu
pengukuran dan alat ukur yang menggunakan sistem elektronis untuk berbagai besaran
meliputi konsep pengukuran elektronis, susunan dan watak unsur-unsur penyusun
sistem, perkembangan teknologinya, termasuk penerapan sistem mikrokontroler/
mikrokomputer.
TUJUAN
INSTRUKSIONAL UMUM :
mahasiswa
memahami
konsep
pengukuran
yang
menggunakan sistem elektronis untuk berbagai besaran, susunan dan wataknya yang
selalu berkembang, sehingga mengetahui dan dapat merancang berbagai alat ukur
elektronis yang mengikuti perkembangan.
No.
Tujuan
Pokok
Instruksional
Bahasan
Sub Pokok Bahasan
Estimasi
Acuan
Waktu
khusus
1
I.
2
Mahasiswa
dapat
menjelaskan
konsep
pengukuran
elektronis
meliputi
kegunaan,
susunan,
watak,
3
4
1. 1 Kegunaan
Pengukuran
Instrumentasi
1. 2 Watak/ Kualitas
Alat Ukur
Elektronis
1. 3 Susunan Sistem
Pengukuran
Elekronis
1. 4 Masukan
Pengganggu dan
Cara Mengatasi
1. 5 Berbagai Alternatif
Mode Operasi
Konsep
5
6 x 50’
6
D 3-7
............... W 15-39
............... D 11-12
W 1-3
............... D 19-36
pengganggu
dan
............... W 4-6
cara
mengatasinya
II.
Mahasiswa
Pengkondisi
dapat
Isyarat/
menjelaskan
Penguat
susunan,
untuk
watak,
2.1 Penguat Masukan
Tunggal
6 x 50’
D 701708
F 210216
2.2 Penguat Instrumentasi
dan Instrumentasi
............... D 706-
contoh
710
penerapan
F 73- 84
berbagai jenis
H2 121-
penguat untuk
129
instrumentasi
B 2.72.3 Penguat Presisi dan
Penguat Chopper
Stabilyzed
2.15
............... C 198201
2.4 Penguat Isolasi
F 195210
............... A 5.455.50
MBS
No.
Tujuan
Pokok
Sub Pokok Bahasan
Estimasi
Acuan
Instruksional Bahasan
Waktu
khusus
1
III.
2
3
Mahasiswa
Pengubah/
dapat
Konverter
menjelaskan
D/A (DAC)
susunan,
watak,
4
3.1 Peristilahan dan
Spesifikasi DAC
contoh
3 x 50’
berbagai jenis
F 485487
516
................. F 489490
................. F 490-
pengubah
D/A
6
T 5133.2 DAC Jenis R
berbobot
3.3 DAC Jenis tangga R2R
dan
5
509
yang
T 497-
populer
510
3.4 DAC jenis larik R
dengan pohon saklar/
potensiometrik
N 3.153.22
................. F 494495
IV.
Mahasiswa
Pengubah/
dapat
Konverter
menjelaskan
A/D (ADC)
susunan, cara
4.1 Peristilahan dan
Spesifikasi ADC
4.2 ADC Jenis Flash dan
Half –Flash
6 x 50’
489
T 536
................
kerja, watak,
dan
T 5164.3 ADC Jenis
Pendekatan Beruntun
pengubah
D/A
populer
F 514517
contoh
berbagai jenis
F 487-
519
................
yang
T 522526
4.4 ADC Jenis Dual
Slope/ Quad Slope
Integrator
N 2.192..61
................
4.5 ADC Jenis-jenis Yang
Lain
T 529531
I 5.5-
5.17
................
V.
Grouding,
dapat
Shielding,
menjelaskan
Filter
teknik
Untai
grounding,
Sampling and
shielding,
Hold
filter,
dan
3 x 50’
715
................
5.3 Untai Sampling and
Hold
D 711-
H1 181186
................
D 772775
untai
F 346-
sampling and
352
hold, tentang
kegunaannya,
susunan
wataknya,
MBS
5.1 Teknik Grouding dan
Shielding
5.2 Untai Filter
Mahasiswa
dan
No.
Tujuan
Pokok
Sub Pokok Bahasan
Instruksional Bahasan
Estimasi
Acuan
Waktu
khusus
1
VI.
2
3
Mahasiswa
Peranti-
dapat
Peranti
menjelaskan
Pengukuran
peranti-
Berbagai
peranti untuk Besaran
pengukuran
berbagai
besaran, jenis
analog
4
5
6.1 Pengukuran Anjakan 9 x 50’
Analog
6.2 Pengukuran Anjakan
Digital
6.3 Pengukuran Laju
Analog
6.4 Pengukuran Laju
Digital
6.5 Pengukuran Gaya dan
Torka
6.6 Pengukuran Tekanan
dan
6
D 218278
................
D 294299
................
D 310311
................
D 303306
................
digital , dan
D 360391
jenis
D 4226.7 Pengukuran Suhu
transdusernya
436
H 328335
D 588617
A 5.125.27
H 202206
VII.
Mahasiswa
Pengukuran
dapat
Elektronis
menjelaskan
Besaran-
susunan, cara Besaran
kerja,
dan Listrik
watak sistem
pengukuran/
7.1 Pengukuran Tegangan 6 x 50’
dc, Arus dc, dan
resistansi
7.2 Pengukuran Tegangan
ac, Arus Ac, Freku................
ensi, Beda-fase, dan
impedansi
7.3 Osiloskop Analog dan
Digital
7.4 Pencacah frekuensi,
periode , dan interval
C 239253,
276281
alat
ukur
elektronis
waktu
................
7.5 Penganalisa Spektrum
D 824-
................
D 674 -
untuk
besaran-
832
680
besaran listrik
................
C 616635
VIII. Mahasiswa
Sistem
dapat menje- Transmisi:
laskan teknik Pengubah
transmisi isy. V/I, I/V, V/F,
dengan meto- F/V,
8.2 Pengubah V/I dan I/V
8.3 Pengubah V/F dan
F/V
8.4 Modulasi dan
Demodulasi FM
3 x 50
................
F 399407
................
dan
R 320
330
de pengubah Modulasi FM
V/I dan I/V,
V/F dan F/V,
dan modulasi
FM
IX.
Mahasiswa
Penerapan
dapat
Mikrokontrol-
menjelaskan
er
dan
susunan sistem Mikrokompuberbasis
ter
mikrokontrol-
Instrumentasi
er
dan
dalam
9.1 Sistem Instrumentasi
Berbasis
Mikrokontroler dan
Mikrokomputer
9.2 Jenis-jenis Port dan
Bus dan
Penggunaannya
6 x 50 ‘
D 841861
................
untuk
instrumentasi
MBS
M 299309
9.3 Card dan Modul
Intrumentasi
U 583-
mikrokomputer
L 7 – 13
630
................
DAFTAR PUSTAKA
A
Analog Devices - Linear Product Databook, 1988, Analog Devices, Inc
B
Burr-Brown- Integrated Circuit Data Book , 1986, Burr-Brown Corparation
D
Doebelin, Ernet O, Measurement Systems, 3’rd ed. , 1983, McGraw-Hill
F
Sergio Franco, Operational amplifiers and analog Integrated Circuit, 1988, McGrawHill Book Co.
H
Hogenboom, P , Data Sheet Book 3 - Catatan Aplikasi, 1988, PT. Elex Media
Komputindo, Kelompok Gramedia
H1 Horowitz, Paul & Hill, Winfield , Seni dan Disain Elektronika Volume 1, 1985, PT.
Multi Media, Gramedia Grup
H2 Horowitz, Paul & Hill, Winfield , Seni dan Disain Elektronika Volume 2, 1985, PT.
Multi Media, Gramedia Grup
I
Intersil, Intersil Data Acquisition Data Book, 1997, Intersil Corp.
L
Lawrence, Peter D & Mauch, Konrad , Real Time Microcomputer Syastem Design,
1988, McGraw-Hill Book Co.
M Murdocca, Mies J. & Heuring , Vincent P. , Computer Architecture, 2000, Prentice
Hall International, Inc.
N
National Semiconductor,
National Data Acquisition Databook, 1995, National
Semiconductor Corp.
U
Uffenbeck, John , The 80x86 Family, 3’rd ed., 2002, Prentice Hall
W Webster, John G. , Medical Instrumentation, 1978, Houghton Mifflin Co.