PENGENALAN APLIKASI OSILOSKOP
I. DASAR TEORI
A. Pengenalan Osiloskop
Cathode Ray Oscilloscope lebih dikenal dengan sebutan CRO, atau ada yang menyebut sebagai Osiloskop Sinar Katoda atau Osiloskop saja.
Manfaat Osciloscope (CRO) adalah untuk mengukur besaran-besaran:
tegangan, frekuensi, periode, bentuk sinyal dan beda fasa. Ada berbagai bentuk sinyal listrik, yaitu sinusoida, segitiga atau triangle, kotak atau square, denyut atau pulse. Berbagai bentuk sinyal listrik tersebut dapat dengan mudah diukur tegangannya, periodenya dan dapat ditentukan berapa frekuensinya menggunakan perangkat Osciloscope (CRO).Osiloskop terdiri dari dua bagian utama yaitu display dan panel kontrol. Display menyerupai tampilan layar televisi hanya saja tidak berwarna warni dan berfungsi sebagai tempat sinyal uji ditampilkan.[1]
Gambar 3.1. Gambar Osiloskop ESCORT EAS 1001.[1]
Pada layar ini terdapat garis-garis melintang secara vertikal dan horizontal yang membentuk kotak-kotak dan disebut div. Arah horizontal mewakili sumbu waktu dan garis vertikal mewakili sumbu tegangan. Panel kontrol berisi tombol-tombol yang bisa digunakan untuk menyesuaikan tampilan di layar. Pada umumnya osiloskop terdiri dari dua kanal yang bisa digunakan untuk melihat dua sinyal yang berlainan, sebagai contoh kanal satu untuk melihat sinyal masukan dan kanal dua untuk melihat sinyal keluaran.[1]
Sebelum osiloskop bisa dipakai untuk melihat sinyal maka osiloskop perlu disetel dulu agar tidak terjadi kesalahan fatal dalam pengukuran. Hal hal yang perlu diperhatikan antara lain adalah :
1. Memastikan alat yang diukur dan osiloskop ditanahkan (digroundkan).
Disamping untuk keamanan hal ini juga untuk mengurangi noise dari frekuensi radio atau jala jala.
2. Memastikan probe dalam keadaan baik.
3. Kalibrasi tampilan bisa dilakukan dengan panel kontrol yang ada di osiloskop. [1]
B. Fungsi Tombol Pada Panel Oscilloscope
Gambar 3.2. Panel Osiloskop[1]
1. power : menghidupkan dan mematikan Osiloskop 2. Intensitas : mengatur intensitas cahaya pada layar
3. Fokus : mengatur ketajaman gambar yang terjadi pada layar
4. Triger Level : mengatur supaya gambar yang diperoleh pada layar selalu diam (tidak bergerak)
5. Coupling : menunjukkan hubungan dengan sinyal searah atau bolak-balik
6. Source : penyesuai pemilihan sinyal (syncronize signal selector) 7. Hold OFF : pengaturan pada layar supaya gambar pada posisi diam
atau tidak bergerak.
8. Position Horizontal dan Vertikal: mengatur kedudukan gambar dalam arah horizontal dan vertical.
9. Volt/Div (atau Volts/cm), ada 2 tombol yang konsentris. Tombol warna merah ditempatkan pada kedudukan maksimum ke kanan (searah dengan jarum jam) menyatakan osiloskop dalam keadaan
terkalibrasi untuk pengukuran. Kedudukan tombol di luar menyatakan besar tegangan yang tergambar pada layar per kotak (per cm) dalam arah vertikal.
10. Time/Div (atau Time/cm), ada 2 tombol yang konsentris. Tombol warna merah di tengah pada kedudukan maksimum ke kanan (searah dengan jarum jam) menyatakan osiloskop dalam keadaan terkalibrasi untuk pengukuran. Kedudukan tombol diluar menyatakan factor pengali untuk waktu dari gambar pada layar dalam arah horizontal.
11. Pemilih AC, GND, DC : diatur sesuai dengan besaran yang diukur.
Untuk pengukuran tegangan baterai digunakan DC, pengukuran frequensi AC dan menempatkan posisi berkas pada posisi ground 12. VERT MODE : Mode gelombang yang tertampil dilayar. Posisi diatur
di CH1 jika gambar yang ditampilkan bersumber dari CH1, posisi diatur di CH2 jika gambar yang ditampilkan bersumber dari CH2, posisi diatur pada DUAL jika gambar yang ditampilkan bersumber dari CH1 dan CH2, posisi diatur pada ADD jika gambar yang ditampilkan bersumber dari penjumlahan CH1 dan CH2
13. EXT TRIGER : triger dikendalikan oleh rangkaian di luar osiloskop 14. Terminal masukan CH1 dan CH2 : tempat dihubungkanyya sinyal
yang akan diukur
15. CAL : untuk kalibrasi tegangan pada 0,5 Vp-p (peak to peak) atau tegangan dari puncak ke puncak pada frequensi 1 kHz[1]
Tombol pada panel CRO yang harus diketahui fungsinya antara lain.Yang harus diperhatikan dalam menggunakan alat ukur terutama osiloskop adalah mengetahui batas maksimal sinyal yang boleh diukur dengan osiloskop, hal ini wajib diketahui untuk menghindari kerusakan pada osiloskop tersebut dan untuk mendapatkan seting alat ukur yang tepat. [1]
C. Langkah awal dalam kalibrasi osiloskop 1. Tombol ON-OFF pada posisi OFF
2. Posisikan tombol INTENTITY, FOCUS, TRIGER LEVEL, HOLD OFF dan POSTION pada posisi tengah
3. Sambungkan kabel power pada jala – jala listrik
4. Tekan tombol ON-OFF pada posisi ON, tunggu beberpa saat kemudian satu jalur garis akan tergambar pada layar CRT. Jika garis belum terlihat, putar tombol INTENSITY searah jarum jam
5. Atur tombol FOCUS dan INTESITY untuk memperjelas jalur garis 6. Atur ulang POSITION baik vertical maupun horizontal sesuai dengan
kebutuhan
7. Sambungkan probe pada terminal masukan CH1 atau CH2 sesuai kebutuhan
8. Sambungkan probe pada terminal CAL untuk memperoleh kalibrasi 0,5 Vp-p
9. Atur Volt/Div pada posisi 0.5V dan gelombang persegi empat (square-wave) akan terlihat di layar
10. Jika tampilan gelombang persegi empat kurang sempurna, atur Time/Div dan tombol pengaturan lainnya sampai bentuk gelombang terlihat nyata dan tegangan outputnya 0,5 Vp-p dengan frequensi sebesar 1kHz
11. Jika tegangan output dan frequensi sesuai osiloskop siap digunakan, jika tidak atur adjuster dengan menggunakan obeng minus sampai tegangan dan frequensinya sesuai.[2]
D. Konstruksi Layar Osiloskop / CRO
Layar osiloskop memiliki serentetan garis yang telah diberi tanda yang disebut dengan garis-garis graticule dan garis-garis tersebut membentuk seatu grafik 10 kotak arah horizontgal dan 8 kotak arah vertikal. Garis-garis tersebut diberi spasi 1 cm. Sebuah layar osiloskop dilukiskan dalam gambar di bawah ini. [5]
Gambar 3.3. Konstruksi Layar Osiloskop CRO.[5]
Garis-garis graticule dalam arah horisontal dan dalam arah vertikal memiliki sub garis kecil pada masing-masingnya. Seetiap sub garis kecil ini adalah seperlima atau 0,2 dari satu centimeter dan keberadaan sub garis ini untuk membantu pemakai untuk mendapatkan pembacaan yang lebih akurat dari layar.Setiap centimeter vertikal mewakili satu langkah dalam tegangan dan ukujran dari langkah tegangan ini ditentukan oleh posisi dari saklar VOLT/DIVSetiap sentimeter/divisi horizontal mewakili satu perioda dari waktu dan ukuran dari perioda wakatu ini ditentukan oleh posisi dari saklar TIME/DIV.Ingatlah saklar TIME/DIV dan TIME/DIV vernier hanya dapat memberikan gambaran yang akurat kalau pengatur VERNIER dalam posisi CAL atau posisi kalibrasi. Jiika pengatur VERNIER tidak dalam posisi CAL maka tidaklah mungkin mendapatkan pembacaan yang akurat dari layar osiloskop. [5]
E. Cara Kerja Osiloskop Analog
Gambar 3.4. Skema cara kerja osiloskop analog.[4]
1. Saat kita mengkoneksikan probe ke sebuah rangkaian, Sinyal tegangan mengalir dari probe menuju ke pengaturan vertikal dari sebuah sistem osiloskop [ Vertical System ] ( Lihat Skema ), Sebuah Attenuator akan melemahkan sinyal tegangan masukan sedangkan Amplifier akan menguatkan sinyal tegangan masukan. Pengaturan ini ditentukan oleh kita saat menggerakkan kenop "Volt/Div" pada user interface Osiloskop.[4]
2. Tegangan yang keluar dari sistem vertikal lalu diteruskan menuju Pelat Defleksi vertikal pada sebuah CRT[Catode Ray Tube, Akan dijelaskan nanti ], sinyal tegangan yang dimasukkan ke pelat ini nantinya akan
digunakan oleh CRT untuk menggerakkan Berkas2 elektron secara bidang vertikal saja ( Ke atas atau ke bawah )
3. Sampai Point ini dapat kita simpulkan bahwa Vertical System pada osiloskop analog ada untuk mengatur penampakan Amplitudo dari sinyal yang diamati.
4. Lalu Sinyal masuk ke dalam Pelat defleksi vertikal. Sinyal tegangan yang teraplikasikan disini menyebabkan berkas berkas elektron Bergerak. Tegangan positif mengakibatkan berkas elektron bergerak keatas, sedangkan tegangan negatif menyebabkan elektron terdorong kebawah
5. Sinyal Yang keluar dari Vertikal Sytem tadi juga diarahkan ke Trigger System untuk memicu sweep generator dalam menciptakan apa yang disebut dengan "Horizontal Sweep" [ pergerakan elektron secara sweep dalam dimensi horizontal, atau dengan kata lain adalah sebuah ungkapan untuk aksi yang menyebabkan elektron untuk bergerak menyebrangi layar dalam suatu interval waktu tertentu, nah pergerakan yang super cepat dari elektron yang dapat mencapai 500,000 kali per detik inilah yang menyebabkan elektron tampak seperti garis pada layar ( Seperti kipas pada kipas angin yang tampak seperti lingkaran saja saat berputar ).
6. 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. [4]
7. Bersama, pengaturan bidang vertikal dan horizontal ahirnya dapat merepresentasikan sinyal tegangan yang diamati kedalam bentuk grafik yang kita kenal sampai saat ini. [4]