Dokumen tersebut membahas tentang Analog to Digital Converter (ADC) dan Digital to Analog Converter (DAC). Secara singkat, ADC digunakan untuk mengubah sinyal analog menjadi digital, sedangkan DAC digunakan untuk mengubah sinyal digital menjadi analog. Dokumen ini juga menjelaskan proses sampling, quantization, dan encoding yang terjadi pada ADC, serta berbagai konfigurasi ADC pada mikrokontroler.

1. Copyrigh@Eka Budi
BAB
4
ANALOG TO DIGITAL CONVERTER (ADC)
DAN DIGTAL TO ANALOG CONVERTER (DAC)
(2 x Pertemuan)
PENDAHULUAN
Pada dasarnya data didalam mikroprosesor ataupun mikrokontroler selalu berbentuk
digital. Ini berbeda dengan dunia luar yang lazimnya mengenal data berbentuk analog, untuk
mendapatkan data digital kita membutuhkan suatu konverter analog ke digital (A/D), piranti
ini melakukan konversi tegangan atau konversi arus analog menjadi suatu kata digital.
Sebaliknya setelah selesai memproses datanya seringkali diperlukan suatu konversi
dari data digital kedalam tegangan atau arus analog, konversi ini memerlukan sebuah
konverter digital ke analog (D/A). Perantara analog (analog interface) merupakan perbatasan
antara data digital dan data analog atau antara mikrokontroler dengan dunia luarnya.
Didalam kebanyakan mikrokontroler dalam hal ini keluarga AVR pada umumnya
telah dilengkapi dengan ADC (Analog to Digital Converter) internal sehingga kita tidak perlu
lagi memasang chip ADC diluar mikrokontroler untuk kebutuhan perubahan sinyal analog
menjadi sinyal digital.
4. 1 Sinyal Analog Versus Sinyal Digital
Sinyal analog adalah sinyal yang memiliki variabel fisik yang berubah secara kontinu
pada variabel independennya. Umumnya variabel berbentuk fisik tersebut misalnya ucapan,
musik yang kita dengar, kelembaban suhu, intensitas cahaya dan lainnya, yang mana sinyal
tersebut terdapat disekitar kita.
Sasaran / Kompetensi :
- Menambah pengetahuan terhadap Sinyal Analog dan Sinyal Digital
- Memahami Proses yang terjadi didalam ADC
- Dasar – dasar penguat Operasional dan IC Komparator
- Menambah pengetahuan terhadap Konfigurasi ADC dengan Mikrokontroler
- Menambah pengetahuan terhadap proses perubahan D/A
- Memahami rangkaian DAC Binary – Weighted
- Memahami rangkaian DAC R -2 R Ladder

2. Copyrigh@Eka Budi
Sedangkan sinyal digital mempunyai variabel – variabel fisiknya hanya ditentukan
oleh nilai diskrit sesaat, terhadap variabel – variabel independennya. Sinyal ini mempunyai
pixel – pixel yang tersusun tidak kontinu. Sinyal digital merupakan sinyal yang sangat
penting karena semua sinyal yang direprentasikan dalam sistem – sistem digital, komputer,
dan mikrokontroler adalah dalam bentuk sinyal digital.
Berdasarkan hal tersebut maka hal yang sangat penting adalah bagaimana melakukan
representasi sinyal analog menggunakan sinyal digital dengan tepat. Misalnya bagaimana
suara manusia diubah menjadi sinyal digital yang sesuai sebelum dapat disajikan dengan
rangkaian – rangkaian digital switching pada sistem komunikasi telepon, atau bagaimana kita
merepresentasikan kelembaban suhu dan intensitas cahaya kedalam rangkaian digital,
sehingga kita dapat memonitoring kondisi suhu dan mengontrol suatu motor driver
berdasarkan intensitas cahaya tersebut.
Dengan contoh diatas, untuk itulah mengapa Analog to Digital Converter (ADC)
sangat diperlukan dan sangat penting dalam sistem – sistem digital yang berinteraksi dengan
lingkungan analog.
Proses yang terjadi dalam ADC adalah :
1. Sampling (Pencuplikan)
 Sampling adalah proses mengambil suatu nilai pasti (diskrit) dalam suatu data
kontinu dalam satu titik waktu tertentu dengan periode yang tetap.
Laju sampling minimum dikenal dengan Nyquist Sampling Rate yang menyatakan
bahwa frekwensi sampling minimal harus dua kali lebih besar dari frekwensi tertinggi dari
sinyal yang di sampling tersebut.
Contoh : Misalnya suara manusia yang mempunyai komponen frekwensi dari sekitar 20 Hz
sampai 4000 Hz, maka berdasarkan teorema sample nyquist bahwa kita harus
melakukan sampling sinyal sedikitnya pada frekwensi 8000 Hz setiap detiknya.
2. Quantization
 Quantization adalah proses pengelompokkan data diskrit yang didapatkan pada
proses pertama kedalam kelompok – kelompok data.

3. Copyrigh@Eka Budi
 Kuantisasi dalam matematika dan pemrosesan sinyal digital adalah proses pemetaan
nilai input seperti nilai pembulatan, yang mana setiap sistem digital mempunyai
jumlah bit yang digunakan sebagai unit dasar untuk merepresentasikan data, baik
data low (0) maupun data high (1).
Contoh : misal kita mempunyai 2 bit data, maka berarti kita dapat merepresentasikan empat
level yang berbeda yaitu : 00, 01, 10 dan 11. Demikian pula halnya untuk data 3 bit
berarti kita dapat merepresentasikan delapan level yang berbeda, dengan kata lain
kondisi data tersebut dapat direpresentasikan sebanyak 2n
Level.
 Misalkan jika ADC 8 bit, maka banyak level kuantisasi sinyal masukan dalam
sistem digital dapat dilakukan adalah 28
= 256 level kuantisasi
3. Encoding
 Encoding adalah mengkodekan data hasil kuantisasi kedalam bentuk digital atau
dalam bentuk biner.
 Misal kita menggunakan 8 bit untuk melakukan kuantisasi sebuah sinyal analog,
yang mana level kuantisasi ditentukan oleh 8 bit dan setiap sinyal yang di sample
adalah satu kuantisasi dari 256 level kuantisasi. Apabila sample pertama (sample
nilai 1) dipetakan pada level 2 maka kuantisasi adalah (00000010b) dan saple yang
kedua (sample nilai 2) dipetakan pada level 198 maka kuantisasi adalah
(11000110b)

4. Copyrigh@Eka Budi
4. 2 Dasar – dasar penguat Operasional
Penguat operasional (operasional amplifier disingkat op-amp) merupakan piranti yang
banyak digunakan dalam konverter A/D ataupun D/A, dengan kata lain hampir semua
rangkaian A/D ataupun D/A menggunakan Op-Amp.
Gambar (a) diatas merupakan sebuah op – amp membalik (inverter) dengan
hambatan masukan dan hambatan keluaran. Vin adalah tegangan masukan yang diukur
terhadap tanah, dan Vout adalah tegangan keluaran yang juga diukur terhadap tanah.
Berdasarkan hal tersebut, seluruh tegangan masukan akan terdapat pada hambatan masukan
yang berarti arus masukan dapat ditulis dengan rumus sbb :
a) Rangkaian penjumlahan Op-Amp
 Rangkaian penjumlahan pada op-amp merupakan suatu rangkaian yang mempunyai
arus keluaran sama dengan jumlah dari arus – arus masukan.

5. Copyrigh@Eka Budi
b) Rangkaian Komparator
 Rangkaian komparator berfungsi sebagai signal conditioning, yang artinya bahwa
sinyal tegangan yang dihasilkan akan dibandingkan dengan 2 input tegangan pada
opamp (apakah lebih besar atau lebih kecil), yang mana berupa tegangan logika 0
dan 5 V.
 pada dasarnya penguat operasional (opersional amplifier) umum digunakan sebagai
komparator untuk membandingkan amplitudo suatu tegangan dengan amplitudo
tegangan yang lain.
 Jika tegangan pada input inverter (V1) lebih besar dari pada input not inverter
(V2), maka outputnya sama dengan (-Vsat).
 Jika tegangan pada input inverter (V1) lebih kecil dari pada input not inverter
(V2), maka outputnya sama dengan (+Vsat)
Contoh : Diketahui hasil komparasi tegangan (Vsat ) dari operational amplifier
adalah ± 14 V, dan tegangan sumber (Vs) adalah ± 15 V, tegangan input
awal (V1) adalah 3V dan input lainnya (V2) adalah 4V. Berapa nilai
tegangan keluar (Vout)
 Contoh : Gambar Skema IC Komparator

6. Copyrigh@Eka Budi
 Penerapan IC Komparator terhadap Rangkaian Line Follower
 Prinsip Kerja rangkaian
4. 3 Analog To Digital Converter (ADC)
Analog To Digital Converter (ADC) adalah pengubah input analog menjadi kode –
kode digital. ADC banyak digunakan sebagai komunikasi digital dan rangkaian pengukuran/
pengujian. Umumnya ADC digunakan sebagai perantara antara sensor yang kebanyakan
analog dengan sistim komputer seperti sensor suhu, cahaya, tekanan/ berat, aliran dan
sebagainya kemudian diukur dengan menggunakan sistim digital (komputer).
ADC (Analog to Digital Converter) memiliki 2 karakter prinsip, yaitu kecepatan
sampling dan resolusi. Kecepatan sampling suatu ADC menyatakan seberapa sering sinyal
analog dikonversikan ke bentuk sinyal digital pada selang waktu tertentu. Kecepatan
sampling biasanya dinyatakan dalam sample per second (SPS).
Gambar. ADC dengan kecepatan sampling rendah dan kecepatan sampling tinggi
Pada saat mendeteksi adanya cahaya maka resistansi hambatan LDR menjadi kecil
sehingga ada arus yang mengalir melalui LDR yang akhirnya akan ada arus
menuju basis yang mengaktifkan transistor, serta menjalankan LED indikator dan
perubahan logika kaki kolektor transistor akan juga berfungsi sebagai input
menggerakan motor DC, sebaliknya jika pada saat LDR tidak mendeteksi adanya
cahaya maka motor DC akan mati.

7. Copyrigh@Eka Budi
a) Tegangan Referensi dan Step Size
 Tegangan referensi adalah membandingkan tegangan input satu dengan input
lainnya, tegangan ini dihubungkan dengan resolusi ADC untuk mempengaruhi Step
Size.
 Step Size adalah perubahan nilai terkecil yang dapat dirasakan/ dibedakan oleh
ADC, dengan akurasi abolut ditetapkan ± 2 LSB. Step Size didefenisikan sebagai
berikut :
Contoh : Jika suatu tegangan referensi dari Atmega32 adalah 5 VDC dan tersedia resolusi 10
bit untuk konversi. Berapakah akurasi absolutnya.
Pembahasan :
Satuan Elektronika
besaran Unit/ satuan simbol
Arus Amp (Ampere) A
milliAmpere mA
microAmpere μA
Tegangan/Voltage kilovolt kV
volt V
millivolt mV
microvolt μV
Daya (Power) megawatt MW
kilowatt kW
watt W
milliwatt mW
Diketahui : jumlah bit = 10 bit => 210
= 1024
Tegangan referensi = 5 V = 5000 mV
Step Size = Vref / 2b
= 5000 / 1024 = 4, 88 mV
Akurasi absolut yang ditetapkan ± 2 LSB = 9, 76 mV
b) Keluaran Digital
 Sinyal masukan analog ADC tidak boleh melebihi tegangan referensi. Nilai
keluaran digital untuk sinyal masukan ADC untuk resolusi 10 bit adalah.

8. Copyrigh@Eka Budi
Misal : Jika digunakan resolusi dan tegangan referensi internal Vref sebesar 2,56 V, dengan
sinyal masukan analog 2,5 V. Berapa sinyal digital yang akan diberikan untuk
resolusi 8 bit dan kemungkinan kode digital diberikan bila akurasi ± 2 LSB.
Pembahasan :
Contoh 1 :
Diketahui sebuah ADC 10 bit dengan Vref = 2, 56 Volt. Tentukan keluaran digital ADC jika
diberikan tegangan analog, Vanalog = 1, 4 Volt. Jika akurasi ADC adalah ± 2 LSB, Tentukan
kode digital lain yang mungkin dibangkitkan oleh ADC tersebut.
 Pembahasan :
c)Resolusi ADC
 adalah menentukan akurasi ketelitian nilai hasil konversi ADC. Sebagai contoh
ADC 8 Bit akan memiliki output 8 Bit data digital. Ini berarti sinyal input
dapat dinyatakan dalam 255 atau ( 2n
- 1) nilai diskrit.
 Misal :
Jika tegangan referensi 5 volt, tegangan input 3 volt, rasio input terhadap
referensi adalah 60%. Tentukan tegangan sinyal digital yang dihasilkan jika
menggunakan ADC 8 bit.
 Pembahasan :

9. Copyrigh@Eka Budi
Latihan 1 :
a) Diketahui sebuah ADC 8 bit dengan Vref = 2,56 Volt. Tentukan keluaran digital ADC
jika diberikan tegangan analog, Vanalog = 1,7 Volt. Jika akurasi ADC adalah ± LSB,
berikan kode digital lain yang mungkin dibangkitkan oleh ADC tersebut
b) Jika diketahui sebuah ADC 1061 yang memiliki output 10 bit data digital, memiliki
tegangan referensi 5 Volt dengan rasio input terhadap referensi tersebut sebesar 50 %.
Tentukan tegangan sinyal digital yang dihasilkan dari ADC tersebut.
4. 4 Konfigurasi ADC
1) ADC Dengan ATmega
Mode operasi ADC Atmega umumnya terdiri dari dua macam yaitu konversi kontinu
(free running) dan konversi tunggal (single conversion).
a) Mode Konversi Kontinu
 Pada mode konversi kontinu (free running), konversi dilakukan secara terus
menerus (kontinu) dimana ADC membaca sampel tegangan masukan analog lalu
dikonversi dan hasilnya dimasukan ke register ADCH:ADCL terus menerus.
b) Mode Konversi Tunggal
 Pada mode konversi tunggal dilakukan sekali sampel tegangan masukan analog.
Bila ingin membaca lagi, maka harus disampel lagi.
Untuk menjalankan fitur pengubah sinyal analog ke digital maka diperlukan inisialisasi
yang melibatkan proses penetuan clock, tegangan referensi, format keluaran data serta mode
pembacaan. Register yang terkait dengan penetapan inisialisasi tersebut adalah register
ADMUX (ADC Multiplexer Selection Register), ADCSRA (ADC Control and Status
Register A), dan SFIOR (Special Function IO Register). Register ADMUX adalah register 8
bit yang berfungsi menetapkan tegangan referensi ADC.
- Bit 7, bit 6 – REFS1, REF0 : Reference Selection Bit
 Bit – bit ini memilih tegangan referensi untuk ADC
- Bit 5 – ADLAR : ADC Left Adjust Result
 Bit ADLAR mempengaruhi presentasi hasil konversi ADC didalam register data
ADC (ADCH:ADCL)
- Bit 4:0 – MUX4:0: Kanal Analog dan bit – bit pemilihan
 Nilai bit – bit ini memilih kombinasi masukan analog yang dihubungkan ke ADC.

10. Copyrigh@Eka Budi
Kontrol register yang digunakan dalam ADC adalah ADC control and Status Register
(ADCSRA) yang mengendalikan fungsi ADC, dan ADC multiplexer select register
(ADMUX) yang mengendalikan input mana yang akan diukur.
Gambar. Definisi Bit ADCSRA
ADC membutuhkan frekuensi clock dengan rentang 50 kHz hingga 200 kHz untuk
beroperasi pada resolusi maksimum. Di luar rentang tersebut, ADC masih dapat
beroperasi, namun resolusinya berkurang. Bit 2, bit 1, bit 0 – ADPS2, ADPS1, ADPS0
menentukan faktor pembagian antara frekuensi XTAL dan clock masukan ke ADC.
Untuk memilih waktu konversi, kita dapat memilih salah satu dari : fosc/2, fosc/4,
fosc/8, fosc/16, fosc/32, fosc/64, fosc/128 untuk clock ADC, dimana fosc adalah frekuensi
kristal yang digunakan.
Gambar. Pemilihan Clock ADC

11. Copyrigh@Eka Budi
Contoh :
Berdasarkan gambar diatas, jika sebuah mikrokontroler AVR menggunakan kristal dengan
frekuensi 8 MHz. Hitung frekuensi ADC untuk :
(a) ADPS2:0 = 001
(b) ADPS2:0 = 100
(c) ADPS2:0 = 111
 Pembahasan :
(a) Karena dari tabel di atas ADPS2:0 = 001 memberikan CLKI/O /2 maka clock
ADC yang diaktifkan adalah sebesar 8 MHz/2 = 4 MHz = 4000 kHz, maka
bilangan 4 MHz tidak valid karena lebih besar dari 200 kHz (clock tersebut
tidak dapat digunakan)
(b) ADPS2:0 = 100 memberikan CLKI/O /16 maka clock ADC yang diaktifkan
adalah sebesar 8 MHz / 16 = 0, 5 MHz = 500 kHz (tidak dapat digunakan)
(c) ADPS2:0 = 111 memberikan CLKI/O /128 maka clock ADC yang diaktifkan
adalah sebesar 8 MHz/ 128 = 0,0625 MHz = 62,5 kHz ( clock ini dapat
digunakan karena rentang frekuensi dengan rentang 50 kHz hingga 200 kHz)
Gambar. Rangkaian ADC Atmega32 Dan Sensor Temperatur LM35
 Rangkaian tersebut merupakan program konversi sinyal analog ke digital dengan
menggunakan sensor temperatur LM35

12. Copyrigh@Eka Budi
2) ADC Dengan IC ADC Series
 Umumnya ADC digunakan sebagai perantara dari input, kebanyakan input
tersebut berupa analog (kebanyakan input tersebut adalah sensor) seperti sensor
suhu, cahaya, tekanan /berat, aliran dan sebagainya kemudian diukur dengan
menggunakan sistim digital (komputer). ADC0804 merupakan chip IC yang sering
digunakan didalam proses Analog To Digital Converter.
Gambar. Tipe rangkaian Schematic ADC0804
 Fungsi – fungsi dan keterangan dari IC ADC0804
- CS : Chip Select adalah input dengan aktif rendah yang digunakan untuk
mengaktifkan chip ADC0804. Agar kita dapat megakses chip ini, tentu saja
pin ini harus dibuat rendah terlebih dahulu
- RD(Read) : Pin ini adalah input dan aktif rendah. Setelah ADC melaksanankan tugas
peng-konversi-an, ADC akan menyimpan hasilnya pada register
internalnya. pin RD inilah yang digunakan untuk mengeluarkan data pada
register internal tersebut, keluar dari ADC0804 melalui pin D0-D7. Saat
CS=0, dan adanya pulsa tinggi-ke-rendah pada RD maka hasil konversi 8-
bit akan diteruskan pada pin D0-D7. Pin RD ini juga disebut sebagai
"Output Enable".
- WR(Write) : Pin ini adalah input aktif rendah yang digunakan untuk
menginformasikan ADC0804 untuk segera memulai konversi. Jika CS
= 0 dan ada pulsa tinggi-ke-rendah pada WR, maka ADC akan
memulai proses konversi nilai alnalog dari pin Vin menjadi nilai digital
8-bit. Lama waktu konversi tergantung besaran kompoenen yang kita
pasanag pada CLK IN dan CLK R seperti yang sudha dijelaska
sebellumya.Begitu konversi selesai maka pin INTR akan langsung oleh
ADC dibuat rendah.
- CLK IN & CLK R : CLK IN adalah pin input yang dihubungkan pada sumber clock
eksternal, jika kita mengunakan sumber clock eksternal untuk
pewaktuan/timming. Namun, ADC0804 juga memiliki pembangkit clock
sendiri di dalamnya. Untuk menggunakan pembangkit clock tersebut kita

13. Copyrigh@Eka Budi
hanya membutuhkan sebuah capasitor dan sebuah resistor yang
dihubugkan pada pin CLK IN dan CLK R tersebut.
- INTR (Interupt) : Pin ini adalah output pin dengan aktif rendah. Normalnya pin ini
adalah tinggi, dan input akan segera rendah hanya saat setelah selesainya proses
konversi. Pin ini biasanya digunakan untuk memberitahukan CPU bahwa konversi
telah selesai dan CPU bisa mengambil datanya pada pin-pin data.
- Vin(+) dan Vin(-) : Pin ini adalah 2 buah input deferensial di mana pada dasarnya
Vin = Vin(+) – Vin(-). Jika Vin(-) dihubungkan pada bumi (ground) maka berarti
nilai pada Vin(+) adalah sama dengan Vin, yakni nilai yang akan dikonversi.
- VCC : Pin ini adalah pin untuk catu daya 5 volts. Selain itu, jika pin 9 atau pin Vref/2
dibiarkan tidak terhubung maka tinggi tegangan Vcc inilah yang akan
dijadikan Vref nya.
- Vref/2 : Pin ini adalah input tegangan yang digunakan sebagai tegangan referensi.
Jika pin dibiarkan tidak terhubung, maka jangkauan tegangan input analog
adalah mulai dari 0 – 5 Volts.
Pin ini sangat penting jika kita ingin mengubah ADC digunskan dalam
jangkauan selain 0-5V tersebut. Misalnya agar ADC0804 dapat bekerja
dalam jangkauan 0 – 4 Volts, maka kita harus menggunakan pin ini dan
menghubungkannya pada tegangan 2 Volts.
Tabel. Menunjukkan jangkauan Vin dengan Vref/2 berbeda.
Vref (V) Vin (V) Ukuran Step (mV)
tdk terhubung )* 0 – 5 5/256 = 19.53
2.0 0 – 4 4/256 = 15.62
1.5 0 – 3 3/256 = 11.71
1.28 0 – 2.56 2.56/256 = 10
1.0 0 – 2 2/256 = 1.81
0.5 0 – 1 1/256 = 3.90
Catatan : * Saat tidak terhubung (terbuka) Vref/2 terukur 2,56 secara internal diukur
terhadap VCC = 5 Volt. Untuk mengurangi noise pada tegangan dapat
menggunakan tegangan referensi internal sebesar 2, 56 Volt
 Contoh : Penerapan Rangkaian menggunakan ADC0804

14. Copyrigh@Eka Budi
 Contoh : Rangkaian ADC IC Komparator Pendeteksi Garis dengan Arduino
4. 5 Digital To Analog Converter (DAC)
Fungsi DAC (Digital to Analog Converter) adalah mengubah (mengkonversi)
sinyal digital menjadi sinyal analog. DAC (Digital to Analog Convertion) adalah
perangkat atau rangkaian elektronika yang berfungsi untuk mengubah suatu isyarat
digital (kode – kode biner) menjadi isyarat analog (tegangan analog) sesuai harga dari
isyarat digital tersebut.
Konversi dari digital ke analog atau dari analog ke digital adalah cara agar dunia
digital dan dunia fisik agar dapat terhubung, sehingga apa yang terjadi secara fisik
dapat diterjemahkan secara digital, dan apa yang diterima secara digital dapat
dinyatakan kembali dalam dunia fisik. Hubungan antara DAC dan ADC ditunjukan
pada gambar berikut :

15. Copyrigh@Eka Budi
DAC (digital to Analog Convertion) dapat dibangun menggunakan penguat
penjumlah inverting dari sebuah operasional amplifier (Op-Amp) yang diberikan
sinyal input berupa data logika digital (0 dan 1). Blok diagram DAC ditunjukkan
pada gambar, di bawah ini:
Gambar. Blok Diagram DAC
Suatu konverter D/A menggunakan rangkaian penjumlahan Op – amp (summing
omplifier) baik penguat inverter maupun penguat non – inverter , dengan memakai
sejumlah hambatan masukan yang diberi bobot dalam deret biner.
 Rangkaian penguat inverting ditunjukan pada gambar berikut :
 Rangkaian penguat non – inverting ditunjukan pada gambar berikut :

16. Copyrigh@Eka Budi
 Rangkaian penguat penjumlah (summing amplifier) ditunjukan pada gambar
berikut :
4. 5. 1 Jenis – Jenis DAC
a) Binary-Weighted DAC (Digital To Analog Converter)
 Suatu rangkaian Binary-weighted DAC dapat disusun dari beberapa Resistor
dan Operational Amplifier (Op-Amp) seperti gambar berikut.
Gambar. Binary – weighted D/A Converter
 Prinsip dasar dari rangkaian ini adalah rangkaian penjumlah (summing circuit)
yang dibentuk dengan menggunakan Operasional Amplifier.
 Penentuan nilai resistor dari input – input dalam hal ini D0, D1, D2, dan D3 Pada
DAC Binary Weight Resistor adalah sebagai berikut :
- nilai R yang ada di D1 adalah ½ dari nilai yang ada di Do
- nilai R yang ada di D2 adalah ½ dari nilai yang ada di D1
- nilai R pada D3 adalah ½ dari nilai D2, dan seterusnya.
Penentuan nilai R yang seperti itu adalah untuk mendapatkan Vout yang linier (
kenaikan per stepnya tetap). Nilai D = 0 jika saklar terbuka dan nilai D = 1 jika saklar

17. Copyrigh@Eka Budi
tertutup. Berdasarkan gambar rangkaian diatas diumpamakan switch pada D0 s/d D3 adalah
input, maka didapatkan kemungkinan output (Vout) 24
= 16 kemungkinan dalam hal ini skala
0 – 15, adapun tabelnya adalah sebagai berikut :
Tabel. Konversi Digital /Analog 4 input
Contoh : Jika diketahui input berdasarkan tabel diatas D3D2D1D0 = 1011, tegangan dan
hambatan berdasarkan gambar rangkaian. Ditanya hitung tegangan keluar (Vout)
untuk kondisi tersebut.
 Pembahasan :
Untuk mendapatkan keluaran (Vout) yang linear, umumnya hambatan keluaran (Rf)
berbanding 1/5 terhadap hambatan masukan R0 . Nilai R0 = 5 x Rf , nilai R1=1/2 dari R0 ,
Nilai R2 = ½ dari R1 , dan seterusnya.

18. Copyrigh@Eka Budi
Contoh : Jika diketahui sebuah rangkaian Binary – Weighted 3 input seperti gambar dibawah,
dimana switch S0 dan S2 adalah terbuka, dan switch S1 adalah tertutup. Tegangan
masukan (Vin) 5 Volt dan hambatan keluaran 40 kΩ . Hitung tegangan keluar
(Vout).
 Pembahasan :
Latihan 2 : Hitung Vout untuk switch/saklar berikut, jika Rf = 10 kΩ dan Vin = 5 Volt
No S3 S2 S1 S0 Vout
1 0 1 1 0
2 0 1 1 1
3 1 1 0 0
4 1 0 1 0
5 1 1 0 1
b) R – 2R Ladder DAC (Digital To Analog Converter)
 Pada rangkaian R – 2R Ladder, hanya dua nilai resistor yang diperlukan,
yang dapat diaplikasikan untuk IC DAC dengan resolusi 8,10 atau 12
bit. Rangkaian R – 2R Ladder ditunjukkan pada gambar berikut :

19. Copyrigh@Eka Budi
Gambar. Rangkaian R/2R Ladder DAC
Pada DAC jenis R – 2R Leader pemasangan nilai resistor pada input – input nya adalah
2 – 2R, jadi kalau nilai R = 10 k maka 2R nya dipasang 20k.
 Prinsip kerja dari rangkaian R – 2R Ladder adalah sebagai berikut :
Informasi digital 4 bit masuk ke switch D0 sampai D3. Switch ini mempunyai
kondisi “1” (sekitar 5 V) atau “0” (sekitar 0 V). Dengan pengaturan switch akan
menyebabkan perubahan arus yang mengalir melalui R9 sesuai dengan nilai ekivalen
biner-nya . Sebagai contoh, jika D0 =0, D1 =0, D2 = 0 dan D3 =1, maka R1 akan paralel
dengan R5 menghasilkan 10 k . Selanjutnya 10 k ini seri dengan R6 = 10 k maka
menghasilkan 20 k. 20 k ini paralel dengan R2 menghasilkan 10 k , dan seterusnya
sampai R7, R3 dan R8.
Rangkaian R – 2R Leader ini dibentuk karena untuk mengatasi hambatan besar
pada resistor yang terjadi bila jumlah bit rangkaian bertambah. Sehingga rangkaian
tersebut pada dasarnya hanya menggunakan atau membutuhkan dua nilai resistor (dua
hambatan), seperti gambar berikut :

20. Copyrigh@Eka Budi
 Rumus Persamaan menghitung Vout Analog untuk rangkaian DAC 2 – 2R
Contoh : Berdasarkan gambar rangkaian R – 2R Leader diatas, jika switch/ saklar sebagai
input D0D1D2D3. Hitung Vout Analog untuk input :
a) 0110
b) 1010
 Pembahasan :
a)
b)
Latihan 3 :
Berdasarkan gambar rangkaian R – 2R Leader diatas, hitung Vout Analog untuk
switch/ saklar sebagai berikut :
No S3 S2 S1 S0 Vout
1 0 1 0 0
2 0 1 1 1
3 1 1 0 0
4 1 1 0 1

21. Copyrigh@Eka Budi
Contoh : Aplikasi Pengontrolan ADC & DAC
 Script Program :

22. Copyrigh@Eka Budi

23. Copyrigh@Eka Budi
Daftar Referensi :
Albert Paul Malvino. Edisi Kedua.1994. ”Elektronika Komputer Digital Pengantar
Mikrokontroler.” Penerbit Erlangga
Syahrul. Cetakan Pertama. 2014. “ Pemograman Mikrokontroler AVR Bahasa Assembly
dan C “ Penerbit Informatika Bandung
Singgih Adhi Nugroho. 2013. “ Detektor Suhu Ruangan Dengan Tombol Pengatur
Manual Berbasis Mikrokontroler AT89S51.” Seminar Riset Unggulan Nasional
Informatika dan Komputer FTI UNSA
LAB PTE - 05 (PTEL626). “ Modul ADC – ANALOG TO DIGITAL CONVERTER.”
Universitas Negeri Malang
Jonny dan Ayipto. Tugas Akhir. 2009. “ROBOT PENJELAJAH MEMAKAI SISTEM
REMOTE CONTROL BERBASIS IC DAC 0808 DAN ADC 0804.” PROGRAM
STUDI TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK BATAM
Mada Sanjaya WS, Ph.D. 2013. “Membuat Robot bersama Profesor Bolabot.” Penerbit
Gava Media. Yogyakarta
Mada Sanjaya WS, Ph.D. 2016. “Panduan Praktis Pemograman Robot Vision
Menggunakan Matlab dan IDE Arduino.” Penerbit Andi. Yogyakarta