Analog to Digital Converter pada PLC

By | 15/08/2017

Artikel ini akan membahas tentang konversi sinyal analog menjadi sinyal digital pada PLC Omron. Adanya sensor analog mampu menangkap fenomena fisik dan kimia yang ada di sekitar kita dan mengubahnya menjadi bentuk besaran listrik, yaitu tegangan dan arus. Nilai tegangan dan arus yang dihasilkan oleh sensor analog tentu saja masih dalam sinyal analog. Sayangnya, sistem kendali terpogram yang ada seperti Microcontroller, Personal Computer dan tentu saja PLC tidak dapat memproses secara langsung sinyal analog tersebut karena semua perangkat itu bekerja secara digital. Oleh karena itu, ada perangkat yang berfungsi untuk merubah sinyal – sinyal analog untuk dirubah menjadi digital, dan sebaliknya ada juga perangkat yang berfungsi merubah sinyal – sinyal digital menjadi sinyal analog, yaitu Converter.

Baca juga : BUKA PANDUAN LENGKAP PLC DASAR OMRON

Analog to Digital Converter (ADC) adalah perangkat pengubah sinyal input analog menjadi kode – kode digital. Umumnya Analog Digital Converter digunakan sebagai antarmuka sensor – sensor analog seperti sensor jarak, sensor suhu, tekanan/berat, cahaya, kecepatan aliran dan lain sebagainya untuk dapat diproses dengan sistem komputer kemudian ditampilkan dengan menggunakan sistim digital (komputer). Analog to Digital Converter juga banyak digunakan sebagai pembantu Pengatur proses industri, komunikasi digital dan rangkaian pengukuran/ pengujian. Analog Digital Converter memiliki 2 bagian mendasar yang perlu dipahami, yaitu resolusi dan kecepatan sampling.

Resolusi Analog to Digital Converter menentukan kerapatan dan ketelitian nilai hasil konversi. Perhatikan gambar berikut ini.

analog to digital converter

Gambar di atas adalah ilustrasi nilai analog yang dicacah atau disampling dengan kode digital. Garis merah sebagai nilai analog, yaitu 0 hingga 5. Saat dicacah dengan 1 bit, nilai analog hanya punya 2 kelompok kondisi, sehingga hanya akan ada 2 titik yang dapat dicuplik yaitu 0 dan 1 sehingga nilai yang dapat terwakili hasil cuplikan adalah 2,5V (5/2). Kerapatan nilainya akan semakin tinggi dan teliti saat jumlah bit digital yang digunakan semakin tinggi. Misalnya pada pencacah 4 bit, nilai analog 0 – 5 volt akan dibagi menjadi 16 bagian sehingga cuplikan nilainya akan semakin banyak yaitu 0 hingga 15. Dengan demikian 1 nilai digital akan dapat mewakili 0,3125V (5/16) dari nilai analog.

Sekarang silakan anda bayangkan jika:

  • ADC 8 bit, maka akan memiliki output 8 bit data digital, ini berarti sinyal input dapat dicuplik dalam 256 nilai diskrit.
  • ADC 12 bit, maka akan memiliki 12 output bit data digital, ini berarti sinyal input dapat dicuplik dalam 4096 nilai diskrit.

Sehingga dari contoh di atas kita dapat menarik kesimpulan semakin tinggi nilai bit ADC yang digunkanan, maka jumlah kotak-kotak kecil (seperti pada gambar) akan semakin banyak, sehingga memberikan ketelitian nilai hasil konversi yang jauh lebih baik.

Kecepatan sampling suatu ADC adalah seberapa sering sinyal analog dikonversikan ke bentuk sinyal digital pada selang waktu tertentu. Kecepatan sampling biasanya dinyatakan dalam sample per second (SPS) atau Hz. Gambar di bawah menunjukkan semakin cepat sampling maka nilai yang akan terwakili semakin rapat dan teliti.

Bagaimana Analog to Digital Converter pada PLC?

PLC memiliki beberapa jenis ADC, untuk saat ini yang akan dicontohkan ADC Modular yang dipasang pada Omron CJ Series, yaitu Modul CJ1W AD081. Gambar modul ADC yang terinstal pada PLC adalah sebagai berikut.

 

Modul tersebut memiliki 8 buat channel input yang memungkinkan kita menyambung 8 buah sensor analog. Nilai referensi analog yang dapat disambung pada modul ADC umunya memiliki standar, yaitu untuk tegangan 0 – 5 V, 1 – 5 V, 0 – 10 V, -10 – +10 V sedangkan untuk arus adalah 4 mA hingga 20 mA. Jika resolusi dari modul adalah 4000, artinya nilai referensi analog yang masuk akan dikonversi menjadi nilai digital 0 – 4000. Nilai ini masih dapat ditingkatkan menjadi 8000, dapat diatur saat setting parameter. Ilustrasi dari pembacaan sensor analog hingga menjadi nilai digital adalah sebagai berikut.

 

Prinsip kerja ADC adalah mengkonversi sinyal analog ke dalam bentuk besaran yang merupakan perbandingan perbandingan sinyal input dan tegangan referensi. Sebagai contoh, modul di atas disambung pada sensor dengan tegangan referensi 5 volt, kemudian sensor mendeteksi objek sehingga mengeluarkan tegangan sinyal 3 volt, maka nilai yang akan diubah menjadi digital adalah 3/5 dikali 4000, yaitu 2400. Atau dalam bentuk tampilan binernya adalah 1001   0110  0000.

 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *