KONVERTER DIGITAL KE ANALOG (DIGITAL TO ANALOG CONVERER “DAC”)

Print
Category: Listrik & Elektronika
Last Updated on Monday, 27 April 2015 Published Date Written by Sodikin Susaat

 KONVERTER DIGITAL KE ANALOG
(DIGITAL TO ANALOG CONVERER “DAC”) 

 

Oleh: Sodikin Susa’at
Widyaiswara Madya P4TK BOE/VEDC Malang

 

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

 

ABSTRAK:

Pengubah digital  ke analog (D/A) merupakan alat pemroses data digital, yang dalam istilah orang awam sebagai penterjemah  informasi digital kedalam  informasi analog. Contoh, suatu sinyal analog yang dibutuhkan untuk tegangan analog untuk motor servo dc dalam menggerakkan lengan kursor dari sebuah mesin plotter.  Pengubahan sinyal digital ke analog (D/A-C :Digital to Analog Converter) jauh lebih mudah dan sederhana dibandingkan dengan pengubahan sinyal dari analog ke digital (A/D-C: Analog to Digital Converter). Rangkaian D/A-C ini banyak digunakan pada system mikrokontroler, dimana besaran yang masukkeluar  dari port mikrokontroler biasanya berupa pulsa atau sinyal digital, sedangkan untuk menggerakkan beban secara aktip diperlukan sinyal analog.

Prinsip dasar rangkaian D/A-C (Digital to Analog Converter) adalah suatu  rangkaian elektronik yang dapat mengubah besaran digital menjadi besaran-besaran analog yang menggunakan system R/2R adalah cukup presisi. Berdasarkan analisa teori perhitungan baik untuk system D/A-C 2-bit, maupun 4-bit input adalah sesuai persamaan rumus yang diuraikan. Besarnya output analog  untuk decimal 1 dari system 2-bit input digital jenis TTL dari rangkaian D/A-C system R/2R dapat ditentukan dengan persamaan: Ux= (1/2n)xVH (1/22)x5V= 1,25 V, dan untuk system 4-bit input digital jenis TTL dari rangkaian D/A-C dapat ditentukan dengan persamaan  Ux= (1/2n)xVH = (1/24)x5V= 0,3125 V.

 

 

 

Kata kunci: D/A-Converter, sistem R/2R, 2-bit-, dan 4-bit input.

 

KONVERTER DIGITAL KE ANALOG (D/A-C)

Pengubah digital  ke analog (D/A) merupakan alat pemroses data digital, yang dalam istilah orang awam sebagai penterjemah informasi digital kedalam  informasi analog. Contoh, suatu sinyal analog yang dibutuhkan untuk tegangan analog untuk motor servo dc dalam menggerakkan lengan kursor dari sebuah mesin plotter.  Pengubahan sinyal digital ke analog (D/A-C :Digital to Analog Converter) jauh lebih mudah dan sederhana dibandingkan dengan pengubahan sinyal dari analog ke digital (A/D-C: Analog to Digital Converter).

Rangkaian D/A-C ini banyak digunakan pada system mikrokontroler, dimana besaran yang masukkeluar  dari port mikrokontroler biasanya berupa pulsa atau sinyal digital, sedangkan untuk menggerakkan beban secara aktip diperlukan sinyal analog.

Prinsip dasar rangkaian D/A-C (Digital to Analog Converter) adalah suatu rangkaian elektronik yang dapat mengubah besaran digital menjadi besaran-besaran analog yang menggunakan system R/2R.

Rangkaian D/A-C 2-Bit system R/2R

 

Berikut adalah prinsip dasar rangkaian D/A-C 2-bit system R/2R secara sederhana seperti pada gambar 1.1 berikut.

 


Dari rangkaian diatas, secara teori dapat dibuat suatu persamaan hitungan besaran analognya, yaitu:

 Kemudian untuk input digital (B, A) berturut-turut berlogika 10,  besarnya Ux adalah: 

 Dan akhirnya untuk nilai input digital  (B,A) berturut-turut berlogika 11, maka besarnya Ux adalah:

Dengan demikian dapat diisikan pada table input dan output dari D/A-C system 2-bit berikut

 Sehingga untuk masukan atau input yang banyak bit, dapat dilakukan secara analogi dengan hal yang sama seperti hitungan di atas.

 Rangkaian D/A-C 4-Bit system R/2R

Pada prinsipnya rangkaian D/A-C sistem 4-bit input sistem R/2R menggunakan OP-Amp sebagai penguat tegangan output analog.

Berikut rangkaian Dasar D/A-C (Digital to Analog Converter) 4-Bit sistem R/2R dengan menggunakan IC digital CMOS 4050 atau juga bisa dengan IC digital TTL 74LS17, dan IC linear OPAMP uA741 seperti gambar 1.2. Fungsi OP Amp di ssini untuk memperkuat arus output sistem D/A-C, sedangkan tegangan output Ux sama dengan outputtegangan Ua, karena OP Amp dirangkai dengan sistem Voltage follower.

Sedangkan IC CMOS 4050 lebih cenderung memastikan input digital kondisi high dan low, artinya hanya sebagai buffer saja.
Dari rangkaian ini dapat dibuat analisis hitungan berdasarkan urutan desimalnya, yaitu mulai dari  biner (0000 sampai  1111)  atau dalam desimal, 0, 1, 2, 3.... dan seterusnya sampai  15.  

 


Besarnya Ux untuk desimal 1 (biner 0001) adalah: 

 

 

Dan besarnya Ua sama dengan Ux = 0,3125V pada decimal 1 yang sama, karena OP Amp dirangkai system Voltage follower. Untuk kondisi input yang lain dapat dihitung sesuai urutan di atas, maka output Ux dapat dihitung, hasilnya seperti pada tabel 1.2 berikut.

 

 

Simulasi Rangkaian Pengembangan D/A-C 4-Bit system R/2R

 

Rangkaian pengembangan D/A-C berikut untuk aplikasi menyalakan lampu secara pelan-pelan dan linear sesuai dengan input digital yang dikendalikan oleh IC counter 74LS90 dengan dimonitor melalui 7-segment, seperti gambar  berikut.

 

 

Gambar 1.3. Rangkaian Aplikasi D/A-C 4-Bit untuk Penyalaan Lampu Linear

Rangkaian pengembangan D/A-C berikutnya, adalah contoh untuk aplikasi menyalakan motor dc secara pelan-pelan dan linear sesuai dengan input digital yang dikendalikan oleh IC counter 74LS90 dengan dimonitor melalui 7-segment, seperti gambar  berikut.

 

 Gambar 1.4. Rangkaian Aplikasi D/A-C 4-Bit untuk Penyalaan Motor DC Linear

 

Artinya utuk beban rangkaian D/A-C diatas bebannya adalah lampu DC 12V, sedangkan untuk rangkaian D/A-C yang ada berikutnya adalah Motor DC 12V.

 

KESIMPULAN  

  1. Prisip dasar rangkaian dasar  D/A-C (Digital to Analog Converter) 2-Bit; 4-Bit, dan multi Bit dapat dibuat dengan menggunakan  sistem yang paling sederhana, yaitu sistem R/2R

      2.   Besarnya output analog  untuk decimal 1 dari system 2-bit dan  4-bit input digital jenis TTL dari rangkaian D/A-C dapat

           ditentukan


 

DAFTAR PUSTAKA

1.   Böther; Breckwoldt; Siedler; and Wieting. 2001. Measurement and Control Engineering. Eschborn, Germany: Deutsche

       Gessellschaft fuer Technische Zusammenarbeit (GTZ) GmbH.

2.      Hans Peter. 1987. Untersuchung an Elektronischen Regelverstärkern. Schweiz: hps System Technik, Hans-Peter Schweizer, KG.

3.      S. Susa’at. 1987. Jobsheet Praktik Aplikasi OP-AMP. Malang: Elektronika Industri VEDC Malang.

4.      Texas Instruments. 1986. The Linear Circuits Data Book for Design Engineers.  USA: Texas Instruments Incorporated.

5.      Texas Instruments. 1985. The TTL Data Book for Design Engineers, Volume 1.  USA: Texas Instruments Incorporated.