Makalah Osiloskop [PDF]

Citation preview

MAKALAH PENGUKURAN LISTRIK PENGUNAAN OSILOSKOP



NAMA MAHASISWA: KELAS



ILMAN ROSADI (5193530025) : TE-B 19’



DOSEN PENGAMPU: DENNY HARYANTO SINAGA,S.Pd,M.Eng



JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI MEDAN 2020



BAB I PENDAHULUAN 1,1 Landasan Teori Osiloskop merupakan alat ukur elektronik.  Frekuensi dan periode dapat diukur dengan menggunakan alat ukur osiloskop ini, dan dapat melihat bentuk-bentuk gelombang seperti bentuk gelombang sinyal audio, sinyal video, dan bentuk gelombang tegangan listrik arus bolak-balik. Osiloskop telah lama digunakan untuk pengukuran luas atau lebar yang bervariasi oleh insinyur, ilmuwan, dan teknisi. Banyak yang menyatakan bahwa osiloskop sangatlah serbaguna dan fungsi utamanya adalah bertujuan untuk mengukur peralatan elektronik.Osiloskop merupakan salah satu alat ukur elektronika yang sering kita jumpai disamping alat ukur yang lain seperti halnya sinyal generator penghitung frekuensi, alat pengukur geratan (vibrasi) dan alat pengukur deru suara dan sebagainya. Alat alat ukur tersebut diatas merupakan perangkat alat ukur perbengkelan, laboratorium, dan industri elektronika, penggunaan osiloskop elektromagnetik ini dibatasi sampai frequensi ini dibatasi sampai 10 KHz, dan untuk gejala frequensi tinggi digunakanlah tabung sinar katoda yang biasa disebut CRT (cathoda ray tube) tabung ini berfungsi untuk mendefleksikan sinar cahaya electron. Sebuah osiloskop akan secara kontinyu menghasilkan sebuah sinyal listrik yang nilainya bervariasi terhadap waktu secara berulang-ulang. Karakteristik terpenting yang dimiliki oleh sebuah osilator adalah bentuk gelombang, amplitude serta frekuensi dari sinyal yang dibangkitkan op-amp atau rangkaian yang dirancang secara khusus yang dapat digunakan sebagai komponen rangkaian pembentuk rangkaian osilator. Rangkaian multivibrator astabil menggunakan op-amp untuk menghasilkan osilasi gelombang non-siusoidal (Clayton George, 2001 :87). Multivibrator astabil mempunyai dua keadaan, namun tidak stabil pada salah satu keadaam diantaranya dengan perkataan lain. Multivibrator akan berada pada salah satu keadaannya selama sesaat dan kemudian berpindah ke keadaan yang lain. Disini multivibrator tetap



untul sesaat sebelum kembali



kekeadaan



semula. Perpindahan



pulang pergi



berkesinambungan ini menghasilkan suatu gelombang segiempat dengan waktu bangkit yang sangat cepat. Karena tidak dibutuhkan sinyal masukan untuk memperoleh suatu keluaran (Affan, 2013 :431). Osiloskop merupakan alat ukur elektronika yang berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal baik sinyal analog maupun sinyal digital sehingga sinyal-sinyal tersebut dapat dilihat, diukur, dihitung dan dianalisa sesuai dengan bentuk sinyal keluaran yang diharapkan. Dalam bidang elektronika, perangkat osiloskop merupakan instrument alat ukur yang memiliki posisi yang sangat vital mengingat sifatnya yang mampu menampilkan bentuk gelombang yang dihasilkan oleh rangkaian. Secara prinsip terdapat 2 tipe osiloskop yakni osiloskop analog dan



osiloskop digital. Pada osiloskop analog gelombang yang ditampilkan pada layar langsung diberikan dari rangkaian lapisan pembelok pancaran electron vertikal, maka pada osiloskop digital gelombang yang akan ditampilkan terlebih dahulu melalui tahap pencuplikan sinyal (Wisnu Adji, 2013 : 39-41).



1,2 Tujuan Secara umum osiloskop berfungsi untuk menganalisa besaran yang berubah-ubah terhadap waktu yang ditampilkan pada layar, untuk melihat bentuk sinyal yang sedang diamati. Dengan Osiloskop maka kita dapat mengetahui berapa frekuensi, periode dan tegangan dari sinyal. Dengan sedikit penyetelan kita juga bisa mengetahui beda fasa antara sinyal masukan dan sinyal keluaran.



1)      Dapat menentukan fungsi dari tombol-tombol pengatur paad osiloskop 2)      Mampu mengkalibrasi osiloskop 3)      Untuk menentukan tegangan searah (tegangan DC) 4)      Untuk menetukan frekuensi AC 1,3 Teori Dasar Osiloskop adalah alat ukur besaran listrik yang dapat memetakan sinya listri. Ada beberapa jenis osiloskop digital berbasis computer, dan telah diimplementasikan, salah satu jenis osiloskop digital berbasis computer menggunakan sound card yang dikendalikan dibawah system operasi linux.



1,4. Prinsip Kerja



Komponen utama osiloskop adalah tabung sinar katoda ( CRT ). Prinsip kerja tabung sinar katoda adalah sebagai berikut: Elektron dipancarkan dari katoda akan menumbuk bidang gambar yang dilapisi oleh zat yang bersifat flourecent. Bidang gambar ini berfungsi sebagai anoda. Arah gerak elektron ini dapat dipengaruhi oleh medan listrik dan medan magnetik. Umumnya osiloskop sinar katoda mengandung medan gaya listrik untuk mempengaruhi gerak elektron kearah anoda. Medan listrik dihasilkan oleh lempeng kapasitor yang dipasang secara vertikal, maka akan terbentuk garis lurus vertikal dinding gambar. Selanjutnya jika pada lempeng horizontal dipasang tegangan periodik, maka elektron yang pada mulanya bergerak secara vertikal, kini juga bergerak secara horizontal dengan laju tetap.Sehingga pada gambar terbentukgrafiksinusoidal.Sebuah benda bergetar sekaligus secara harmonik, getaran harmonik (super  posisi) yang berfrekuensi dan mempunyai arah getar sama akan menghasilkan satu getaran



harmonik baru berfrekuensi sama dengan amplitudo dan fase tergantung pada amplitudo dan frekuensi setiap bagian getaran harmonik tersebut. Hal itu berdasarkan metode penambahan trigonometri atau lebih sederhananya lagi dengan menggunakan bilangan kompleks. Bila dua getaran harmonik super posisi yang berbeda, frekuensi terjadi getaranyangtidaklagiperiodik.Basis waktu secara periodik menggerakkan bintik cahaya dari kiri kekananmelalui permukaan layar. Tegangan yang akan diperiksa dimasukkan ke Y atau masukan vertikal osiloskop, menggerakkan bintik keatas dan kebawah sesuai dengan nilai tegangan yang dimasukkan. Selanjutnya bintik tersebut menghasilkan jejak berkas gambar pada layar yang menunjukkan variasi tegangan masukan sebagai fungsi dari waktu. Bila tegangan masukan berkurang dengan laju yang cukup pesat gambar akan kelihatan sebagai sebuah pola yang diam pada layar.



BAB II PEMBAHASAN 2,1. Prosedur Kerja a.       Menentukan fungsi dari tombol-tombol pengatur osiloskop Dalam rangka mempergunakan osiloskop maka terlebih dulu kita harus mengetahui fungsi-fungsi tombol pengatur pada osiloskop yang akan kita pakai. b.      Kalibrasi alat Sebelum melakukan kegiatan pengukuran osiloskop, periksalah jarinagn listrik ditempat akan melakukan kegiatan. Sesuaikan tegangan jaringan dengan tegangan osiloskop dengan cara mengatur switch tegangan input osiloskop. Setelah memeriksa keadaan tombol-tombol pada kabel lakukan langkah-kangkah kalibrasi berikut : 1)      Hubungkan osiloskop dengan sumber tegangan 2)      Hidupkan osiloskop dengan menekan tombol power 3)      Nantikan beberapa saat hingga terlihat garis hijau melintang pada layar osiloskop 4)      Putar tombol INTENS kekanan dan kekiri serta amati ketajaman garis hijau pada layar 5)      Putar tombol FOKUS kekanan dan kekiri serta amati ketajaman garis hijau 6)      Tekan tombol TIME/DIV sehingga pada layarterbentuk sebuah tituk 7)      Putar tombol X-POS dan tombol Y-POS sehingga titik tadi tepat berada pada perpotongan salib sumbu 8)      Ulangi memutar tombol FOKUS dan tombol INTENS agar titik yang terjadi pada layar cukup terang 9)      Pasang probe PG-17 pada jact INPUT gunakan perbandingan 1:1



c.       Menentukan tegangan arus searah (DC) 1)      Tombol AC-DC GD pada keadaan tertekan 2)      Pasang probe pada terminal INPUT. Hubungkan badan probe DC pada kutub baterai 3)      Lakukan pula untuk 2 buah baterai yang dihubungkan seri



d.      Menentukan tegangan arus bolak-balik (AC) 1)      Alihkan tombol DIV ke tombol txt dalam keadaan tertekan 2)      Hubungkan transformator ke power supplay dan sumber tegangan dan hidupkan switchnya 3)      Pasang probe pada terminal INPUT dan hubungkan badan probe dan output power supplay e.       Menentukan frekuensi tegangan AC pada tegangan sekunder power supplay 6V dan 12V serta frekuensi power Supplay 1)      Alihkan tombol DIV 2)      Pasang probe pada terminal INPUT 3)      Jika perlu geser-geserlah posisi gambar yang terbentuk dengan mengatur tombol X-POS dan YPOS 4)      Lakukan pengukuran dan frekuensi tegangan power supplay 5)      Baca panjang satu gelombang pada layar ( ) 2,2. Analisis kerja osiloskop               Penjelasan untuk skema prinsip kerja osiloskop analog: Saat kita menghubungkan probe ke sebuah rangkaian, sinyal tegangan mengalir dari probe menuju ke pengaturan vertikal dari sebuah sistem osiloskop (Vertical System), sebuah Attenuator akan melemahkan sinyal tegangan input sedangkan Amplifier akan menguatkan sinyal tegangan input. Pengaturan ini ditentukan oleh kita saat menggerakkan kenop "Volt/Div" pada user interface Osiloskop. Tegangan yang keluar dari sistem vertikal lalu diteruskan menuju pelat defleksi vertikal pada sebuah CRT (Catode Ray Tube), sinyal tegangan yang dimasukkan ke pelat ini nantinya akan digunakan oleh CRT untuk menggerakkan berkas-berkas elektron secara bidang vertikal saja (ke atas atau ke bawah). Sampai point ini dapat disimpulkan bahwa Vertical System pada osiloskop analog berfungsi untuk mengatur penampakan Amplitudo dari sinyal yang diamati. Selanjutnya sinyal masuk ke dalam pelat defleksi vertikal.Sinyal tegangan yang teraplikasikan disini menyebabkan berkas-berkas elektron bergerak.Tegangan positif



mengakibatkan berkas elektron bergerak ke atas, sedangkan tegangan negatif menyebabkan elektron terdorong ke bawah. Sinyal yang keluar dari Vertical System tadi juga diarahkan ke Trigger System untuk memicu sweep generator dalam menciptakan apa yang disebut dengan "Horizontal Sweep" yaitu pergerakan elektron secara sweep - menyapu ke kiri dan ke kanan - dalam dimensi horizontal atau dengan kata lain adalah sebuah ungkapan untuk aksi yang menyebabkan elektron untuk bergerak sangat cepat menyeberangi layar dalam suatu interval waktu tertentu. Pergerakan elektron yang sangat cepat (dapat mencapai 500,000 kali per detik) inilah yang menyebabkan elektron tampak seperti garis pada layar (misalnya seperti daun kipas pada kipas angin yang tampak seperti lingkaran saja saat berputar). Pengaturan berapa kali elektron bergerak menyebrangi layar inilah yang dapat kita anggap sebagai pengaturan Periode/Frekuensi yang tampak pada layar, bentuk konkretnya adalah saat kita menggerakkan kenop Time/Div pada Osiloskop. Pengaturan bidang vertikal dan horizontal secara bersama-sama akhirnya dapat merepresentasikan sinyal tegangan yang diamati ke dalam bentuk grafik yang dapat kita lihat pada layar CRT. 2,2. Analisis kerja Jumlah



Panjang gelombang



Angka



Tegangan



Baterai



dilayar Menurut



VOLT/DIV



Baterai



1



sumbu Y 1,4



1



1,5 V



2



3



1



3V



3



2,2



1



4,5 V



Output



Perpindahan



Angka



axb =



Vpp



power



gambar dilayar



VOLT/DIV



Vpp



supplay



menurut sumbu



Volt/cm (b)



(V) 5



Y (a) 1,6



5



8



4



8



1,8



5



9



4,5



10



2



5



10



5



12



2,2



5



11



5,5



Veft



Output power



(a)



Angka



V



T=



f=



f = V/



TIME/DIV



cm/dt



axb



1/T



(dt)



(Hz)



(Hz)



supplay



1/V dt/cm



(V) 8



1,8



(b) 5



0,2



9



0,11



0,11



12



2,2



5



0,2



11



0,09



0,09



2,3. Pembahasasn Analisis Percobaan kali ini mengenai tentang osiloskop. Osiloskop adalah alat ukur listrik yang dapat memetakan sinyal listrik. Osiloskop sendiri berfungsi untuk menganalisa tingkah laku besaran yang berubah-ubah terhadap waktu tang ditangkap oleh layar. Pada praktikum kali ini, ada tiga kali percobaan . percobaan menghitung panjang gelombang, berdasarkan percobaan hasil yang didapat adalah dengan menggunakan tegangan baterai 3 V, dan dengan 1 Volt/Div hasilnya panjang gelombangnya adalah 3. Sedangkan dengan baterai 1,5 V dan 1 volt/div, panjang gelombangnya 1,4. Dan untuk tegangan baterai 4,5 V panjang gelombangnya 2,2 dengan menggunakan 2 volt/div. Pada percobaan kedua menentukan nilai Vpp, Vp dqn Veft nya. Dengan menggunakan power supplay output yang diberikan adalah 5,8,10,12. Untuk volt/div menggunakan 5 volt/div untuk semuanya. Pada output 5 V perpindahan gambar 1,6 sehingga didapat Vpp. Dimana nilai Vpp dihasilkan dari perkalian perpindahan gambar dengan angka volt/div. dengan output 8 V nilai Vpp yang dihasilkan adalah 9, sedangkan pada output 10 V nilai Vpp nya adalah 10. Terakhir dengan output 12 V, nilai Vpp semakin tinggi yaitu 11. Kemudian pada percobaan ketiga tetap menggunakan power supplay tetapi hanya menggunakan output 8 V dan 12 V. percobaan terakhir ini untuk menentukan frekuensi serta perioda ynag dihasilkan gelombang. Pertama dengan output 8 V, panjang gelombnag yang dihasilkan 1,8 cm dengan 0,2 cm/dt. Sedangkan untuk output 12 V, panjang gelombang menjadi 2,2 cm. kecepatan gelombang sama yaitu 0,2 cm/dt. Menggunakan TIME/DIV yang sama yaitu 5 TIME/DIV.



BAB III PENUTUP 3,1. Kesimpulan   



Osiloskop merupakan alat ukur yang dapat menganalisis dan menampilkan suatu gelombang AC,DC,dan Lissajour pada layar Cara menggunakan osiloskop dengan baik dan benar yaitu dengan cara mengkalibrasi/ mengembalikan posisi kearah nol sebelum memulai percobaan Besar kecilnya gelombang yang dihasilkan dipengaruhi oleh sumber tegangan dan volt/div atau time/div yang digunakan Osiloskop analog pada prinsipnya memiliki keunggulan seperti; harganya relatif lebih murah daripada osiloskop digital, sifatnya yang realtime dan pengaturannya yang mudah dilakukan karena tidak ada tundaan antara gelombang yang sedang dilihat dengan peragaan di layar, serta mampu meragakan bentuk yang lebih baik seperti yang diharapkan untuk melihat gelombanggelombang yang kompleks,misalnya sinyal video di TV dan sinyal RF yang dimodulasi amplitudo. Keterbatasanya adalah tidak dapat menangkap bagian gelombang sebelum terjadinya event picu serta adanya kedipan (flicker) pada layar untuk gelombang yang frekuensinya rendah(sekitar 10-20 Hz).



3,2. Daftar pustaka Bachri, Affan. 2013. Simulasi Karakteristik Inverter 1C 555. Jurnal Teknika ISSN 2085-0859 Vol 5 No1 Chattpodahyaay,D.1989. Fisika Universitas. Bandung : Graha Cipta George, Clayton. 2001. Fisika Edisi 2. Banten : Media Cipta Kharisma, Wisnu Adji. 2013. Portable Digital Oscilloscope Based On PIC18F4550. Telekontran Vol 1 No 2 William , Cooper. 1994. Instrumentasi Elektronik dan Teknik Pengukuran. Jakarta : Erlangga