LAPORAN PRAKTIKUM OSILOSKOP
Mata Kuliah: Alat Ukur dan Pengukuran
Dosen pengampu: Dewanto Harjunowibowo, S.Si, M.Sc
oleh:
Annisa Indah Fitriyani
K 2312008
Pendidikan Fisika A 2012
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2013
I. Pendauluan
I. 1 Latar Belakang
Proses pengukuran merupakan prosedur dasar yang harus dilakukan dalam ilmu fisika. Karena melalui pengukuran akan diperoleh besaran-besaran yang diperlukan, baik pengambilan keputusan atau kesimpulan.
Dalam system pengukuran ataupun analisis bentuk gelombang serta fenomena lain dalam elektronika dapat digunakan salah satu instrument yang penting dan serba guna yaitu osiloskop. Dengan menggunakan osiloskop maka kita dapat mengetahui besarnya frekuensi dan periode dari tegangan suatu sinyal. Dengan sedikit penyetelan maka kita dapat menentukan beda fase antara sinyal masukan dan sinyak keluaran.
Osiloskop adalah instrumen laboratorium yang sangat bermanfaat dan terandalakan yang digunakan untuk pengukuran dan analisa bentuk-bentuk gelombang dan gejala lain dalam rangkaian elektronik pada dasarnya. Osiloskop adalah alat pembuat grafik atau gambar x – y yang sangat cepat dalam memperlihatkan sebuah sinyal masuk terhadap sinyal lain atau terhadap waktu. Dengan osiloskop kita dapat membedakan gelombang AC dan gelombang DC, serta dapat juga mendeteksi gangguan gangguan dalam system trnasmisi atau penyaluran seperti gangguan noise.
Pada awalnya, Jules Francais Joubert membuat metode pengukuran gelombang. Proses ini hanya bisa menghasilkan pendekatan gelombang kasar karena dibentuk atas periode beberapa ribu siklus gelombang, itu adalah langkah pertama pencitraan gelombang para osilosgraf pertama kali menggunakan galvanometer untuk menangkap pola gelombang lalu dibuatlah perangkat yang dinamai Ondograph Hospitalier yang didasarkan pada metode bentuk pengukuran gelombang. Pada tahun 1855, tabung sinar katoda ditemukapertama kali oleh ilmuan dari Jerman yaitu Heinrich Geibler. Ia merupakan bapak dari monitor tabung. Karl Ferdinand Braun menciptakan CRT osiloskop pada tahun 1897. Osiloskop dual beam dikembangkan pertama kali pada akhir 1930 an oleh ACCossor perusahaan Inggris. Selama perang dunia II, beberapa osiloskop digunakan untuk mengembangkan radar. Pada tahun 2006 osiloskop analog digantikan oleh kecanggihan osiloskop digital.
Pentingnya alat-alat listrik dalam kehidupan manusia tidak dapat disangkal lagi hamper semua alat ukur berdasarkan energy elektrik. Begitu pula dengan osiloskop yang memiliki banyak manfaat bagi kehidupan manusia. Osiloskop sangat berguna dalam bidang kesehatan, elektronika, dan lain sebagainya.
Melihat besarnya manfaat osiloskop dalam kehidupan manusia, maka dilaksanakan praktikum dengan judul osiloskop ini dengan harapan praktikan dapat memperoleh pengetahuan dan pemahaman yang lebih luas lagi tentang pengaplikasian serta penggunaan osiloskop secara benar serta elemen penting dalam osiloskop.
I. 2 Tujuan Praktikum
1. Menerangkan bagian-bagian dan fungsi osiloskop, serta mengetahui prinsip kerjanya. 2. Menggunakan osiloskop untuk mengukur tegangan DC dan AC ( frekuensi/periode),
amplitudo, dan tegangan puncak ke puncak/Vpp)
II. Dasar Teori
Osiloskop adalah alat uang digunakan untuk menganalisa tingkah laku besaran yang berubah ubah terhadap waktu, yang ditampilkan pada layar. Dalam osiloskop terdapat tabung panajng yang disebut tabung sinar katode atau cathode ray tube (crt).
(Tim Praktikum Fisika Dasar II. 2013: 35)
Alat ini merupakan alat yang lebih memuaskan dalam pengukuran baik arus searah maupun arus bolak balik. Kelebihan alat ini terutama karena kita dapat mengamati bentuk sinyal atau tegangan yang kita ukur. Dengan demikian kita dapat menganalisa secara lebih lengkap keadaan suatu system elektronik, karena kita dapat benar-benar mengetahui bentuk tegangan disetiap titik.
(KF Ibrahim. 1986: 119)
Osiloskop biasanya digunakan untuk mengamati bentuk gelombang yang tepat dari sinyal listrik. Selain amplitude sinyal, osiloskop juga bisa menunjukkan distorsi, waktu antara dua peristiwa (seperti lebar pulsa, periode, atau waktu naik) dan waktu relative dari dua sinyal
terkait. Secara umum osiloskop berfungsi untuk menganalisa tingkah laku besaran yang berubah-ubah terhadap waktu, yang ditampilkan pada layar, untuk melihat bentuk sinyal yang diamati. Dengan osiloskop maka kita dapat mengetahui berapa frekuensi, periode, dan tegangan dari sinyal. Dengan sedikit pengetahuan kita bisa juga mengetahui beda fase antara sinyal masukan dan sinyak keluaran. Ada beberapa kegunaan osiloskop lainnya yaitu:
a. Mengukur besar tegangan listrik dan hubungannya terhadap waktu b. Mengecek jalannya suatu sinyal pada sebuah rangkaian listrik c. Membedakan arus AC dan arus DC
d. Mengecek noise pada sebuah rangkaian listrik dan hubungannya terhadap waktu. Beberapa keunggulan yang dimiliki osiloskop yaitu :
1. Dapat melakukan beberapa pengukuran khusus seperti fase, frekuensi, display reaksi frekuensi.
2. Osiloskop analog: harga relative murah, sifatnya realtime, pengaturan yang lebih mudah, mampu meragakan bentuk yang lebih baik. Tetapi osiloskop analog memiliki keterbatasan, seperti tidak dapat menangkap bagian gelomabng sebelum terjadinya event picu serta adanya kedipan (flicker) pada layar gelombang yang frekuensinya rendah (10-20) Hz.
3. Osiloskop digital: memberi kemampuan ekstensif, kemudahan tugas-tugas akusi gelombang dan pengukurannya.
( Barry Wollard. 1999: 199) Komponen dasar dari osiloskop adalah tabung sinar katoda. Tabung sinar katoda (CRT) terdiri dari tabung gelasa yang sangat hampa. CRT terdiri dari tiga bagian utama yaitu:
1. Penembak Elektron (electron gun)
Bagian CRT ini memancarkan electron, memusatkannya menjadi berkas sempit dan memfokuskan berkas pada layar pendar. Penembak ini terdiri dari: katoda yang dipanasi tidak langsung, kisi kendali, dan elektroda pemercepat, anoda pemfokus an anoda pemercepat akhir. Elektroda-elektroda berbentuk silinder dan dihubungkan ke kaki-kaki basis.
2. Layar Bendar ( Flouroseu )
Adalah bagian permukaan datar CRT yang bagian dalamnya dilapisi bahan yang dapat memendar, juga dinamakan fosfor.
Terdiri dari sepasang pelat pembelok horizontal, dan sepasang pelat pembelok vertical. System ini membelokkan bekas pada electron dan menyapu titik pada layar sesuai dengan tegangan yang diberikan pelat-pelat.
(D. Chathopadhyay. 1989: 343) Prinsip kerja tabung sinar katoda adalah sebagai berikut: electron dipancarkan dari katoda akan menumbuk bidang gambar yang dilapisi oleh zat yang bersifat flourocent. Bidang gambar ini berfungsi sebagai anoda.
Arah gerak electron pada tabung sinar katoda dapat dipengaruhi olwh mwdan listrik dan medan magnetic. Umumnya osiloskop sinar katoda mengandung gaya listrik untuk mempengaruhi gerakan elektron kea rah anoda. Medan listrik dihasilkan oleh lempeng kapasitor vertical, maka akan terbentuk garis lurus vertical di dinding gambar. Selanjutnya, jika pada lempeng kapasitor horizontal dipasang tegangan periodic, amaka electron yang pada mulanya bergerak secara vertical, kini juga bergerak secara horizontal dengan laju tetap sehingga pada gambar terbentuk grafik sinusoidal.
(William D. Copper. 1993: 7) Untuk menampilkan jejak pada layar, berkas electron harus direfleksikan pada arah horizontal dan vertical x dan y. diterapkan deflaksi elektrolisis dengan memakai dua kepingan atau elektroda yang parallel. Pembelokan vertical dihasilkan oleh elektroda posisi y, sedangkan defleksi horizontal dihasilkan oleh elektroda posisi x . sinyal masukan diumpankan ke elektroda posisi y yang akhirnya mendefleksi bekas electron keatas dan kebawah sesuai amplitude sinyal. Posisi x mengakibatkan berkas berpindah dari satu sisi ke sisi lainnya (menyapu) dengan langkah tepat. Dan selanjutnya kembali dengan sangat cepatnya ke posisi aslinya. Masukan pada posisi aslinya. Masukan pada posisi x adalah gelombang gigi gergaji terlihat pada gambar, dihasilkan oleh oiloskop. Gelombang ini dikenal sebagai dasar waktu. Penerapan yang berhubungan pada sinyal-sinyal pada kedua posisi x dan y memindahkan berkas electron. Untuk menghasilkan jejak yang tepat sesuai dengan gelombang masukan pada layar.
Tabung sinar katoda
CRO terdiri dari tabung sinar katoda dan perangkat lainnya untuk menghasilkan jejak yang tetap dan indentik dengan sinyal masukan. Tinggi jejak diatur dengan control y dan penguat y menghasilkan pengukuran terkalibrasi sesuai dengan amplitude masukan volt/cm. Dasar waktu dapat diatur guna menghasilkan pengukuran terkalibrasu sesuai dengan waktu bentuk gelombang dalam detik/cm. Osilator dasar waktu disikronkan dengan masukan terhadap kepingan y guna menghasilkan jejak yang tetap pada layar.
Gambar diatas menunjukkan bagian belakang osiloskop. Gambar tampak belakang osiloskop dengan sakelar pemilih untu tegangan AC, maka osiloskop dapat dioperasikan dengan sumber tegangan yang berfariasoi dari 100 v, 117 v, 220 v, dan 240 v.
No 1 : kabel AC (input)
No 2 : sakelar pemilih tegangan, AC input yang sesuai No 3 : sekering (tabung pengaman)
Gambar tampak depan dari panel osilodkop dengan segala perlengkapannya. Fungsi dari tiap tiap bagian:
1. Position : untuk mengukur posisi berkas signal arah vertical untuk channel 1.
2. DC Bal : untuk mengembangkan DC vertical guna pemakaian channel 1 ( x ) penyetelan dilakukan sampai posisi gambar diam pada saat variable diputar.
3. Input : terminal masukan pada saat pengukuran pada CH1 juga digunakan untuk kalibrasi. 4. AC-GND-DC
Posisi AC : untuk mengukur AC objek ukur DC tidak bisa diukur melalui posisi ini karena signal DC akan terblokir oleh kapasitor.
Posisi GND : terminal ini terbuka dan berkas merupakan garis nol / titik nol. Posisi DC : untuk tegangan DC dan masukan masukan lainnya.
5. Volt/div : saklar putar untuk memilih besarnya tegangan per cm (volt/div) pada layar CRT, ada 2 tingkat besarnya teganganyang tersedia dari 0.01 v/div s.d 20 v/div.
6. Variable : untuk mengontrol sensitivitas arah vertical pada CH1 (y). Pada putaran maksimal kea rah jarum jam (CAL) gunanya untuk mengkalibrasi mengecek apakah tegangan 1 volt tepat 1 cm pada skala layar CRT.
7. Mode (CH1, CH2, DUAL, ADD, SUB)
CH1: jika signal yang diukur menggunakan CH1, maka posisi switch pada CH1 dan berkas yang Nampak hanya ada satu.
CH2 : jika signal yang diukur menggunakan CH2, maka posisi switch pada CH2 dan berkas yang Nampak pada layar hanya ada satu.
Dual : yaitu suaru posisi switch apabila hendak menggunakan CH1 dan CH2 secara bersamaan, dan pada layar pun akan Nampak dua berkas.
ADD : bentuk gelombang dari kedua channel masukan yang dapat dijumlahkan secara aljabar dan penjumlahannya daapat dilihat dalam bentuk satu gambar.
SUB : masukan dengan polaritas terbaik pada CH2, ditambah masukan CH1, makanperbedaan secara aljabar akan nampak pada layar apabila CH1 tidak diberi masukan, maka bentuk gelombang dengan polaritas terbaik dari CH2 akan nampak.
8. LED PILOT LAMP : lampu indicator untuk power masuk, apabila switch ILLUM diputar ke ON
9. ILLUM : bila diputar berlawanan jarum jam maksimum, maka power AC akan mati dan jika ke kanan, maka power AC akan masuk dengan ditandai LED Pilot Lamp menyala.
10. INTENSITY : untuk mengatur gelap atau terangnya berkas sinar supaya enak pada penglihatan. Diputar ke kiri untuk memperlemah sinar dan apabila diputar ke kanan akan membuat terang.
11. Focus : untuk memperkecil/menebalkan berkas sinar atau garis untuk mendapatkan garis yang lebih jelas.
12. ASTIG : pengaturan astigmatisma untuk memperoleh titik cahaya yang lebih baik ketika menyetel focus.
13. EXT-TRIG: terminal dari sinkronisasi ekternal. Tegangan eksternal yang lebihdari IV peak to peak harus menggunakan switch source di set pada posisi ext.
14. SOURCE : sakelar dengan tiga posisi untuk memilih tegangan sinkronisasi.
CH1 : huruf akan sinkron dengan masukan gelombang dari CH1 jika menggunakan CH1 hendaklah switch source ditetapkan pada CH1.
CH2 : sweep akan sinkron dengan masukan dari CH2. Apabila menggunakan CH2 hendaknya switch source diletakkan pada CH2. Sweep CH1 dan CH2 akan sinkron pula pada saat menggunakan DC/AC.
15. SYNC: sakelar pemisah sinkronisasi
16. LEVEL : menontrol SYNC level adalah mengatur phase sync untuk menentukan bentuk titik awal gelombang DC/AC.
PULL AUTO : dengan mencatut pemutar level sweep akan sedikit tegangan bentuk gelombang tidak diam selama tidak menggunakan signal trigerm yang tampak hanyalah garis lurus dan ini akan terjadi bila signal trigger masuk.
17. Position : untuk menyetel ke kanan dank e kiri berkas gambar (posisi arah horizontal) free x smag. Switch pelipat sweep dengan menarik knoop bentuk gelombang dilipatkan 5 kali kearah kiri dan kearah kanan. Cahaya (brightmen) diusahakan seruncing (sekecil) mungkin. 18. SWEEP TIME/DIV : yaitu memilih skala besaran waktu dari suatu periode ataupun square
trap cm (div). tungkan besaran yang tersedia terdiri dari 0.5 sa , 0.5 second. Pengoperasian x-y didapatkan dengan memutar penuh arah jarum jam. Perpindahan chop ALT-TVV dab TVH secara otomatis dari sini. Pembacaan sweep kalibrasi time/div juga dari sini dengan cara variable diputar penuhsearah jarum jam.
19. CAL IV PD : yaitu terminal untuk mengkalibrasi voltage dan frekuensi channel 1 dan 2 dimana untuk frekuensi 1 kHz tegangan harus IV pp.
20. Ac voltage selector: alat ini bids menggunaksan beberapa macam tegangan yang terdiri dari 100 v, 120 v, 220 v, dan 240 v.
21. FUSE HOLDER : untuk 100 v, 120 v, hendaknya menggunakan sekring 0.7 A. untuk 200 v , dan 240 v hendaknya menggunakan sekring 0.3 A.
22. POWER KONEKTOR : kabel penyambung untuk power AC.
23. IN MOD : terminal intensitas modulasi (brightness) intensitas akan termodulasi dalam tegangan 20 volt atau lebih pada saat modulasi tidak keluar oleh karena itu suppler dimasukkan kesini.
Ada duakategori dalam pengukuran menggunakan osiloskop. 1. Pengukuran vertical yaitu mengukur:
Vpp atau tegangan puncak ke puncak. Skala vertical (vertical div) volt/div 𝑉𝑚𝑎𝑘𝑠 =𝑉𝑟𝑝𝑝
2 , lalu
𝑉𝑒𝑓𝑓 𝑎𝑡𝑎𝑢 𝑉𝑟𝑚𝑠 =𝑉𝑚𝑎𝑘𝑠 2
(Barry Ross. 1994: 102-103) 2. Selain tegangan yang mempunnyai nilai akar rata rata kuadrat atau rms, ternyata kuat arus
jua mempunyai rms. Yaitu Irms arus didefinisikan: 𝐼 = (𝐼2) 𝑟𝑎𝑡
Nilai rata-rata I2 adalah:
𝐼2 𝑟𝑎𝑡 = (𝐼𝑚𝑎𝑘 cos 𝜔𝑡)2 =1
2𝐼
2𝑚𝑎𝑘𝑠
Disini kita menggunakan 𝑐𝑜𝑠2𝜔𝑡 𝑟𝑎𝑡 = 1 2
Dengan subtitusi menjadi:
𝐼𝑟𝑚𝑠 =𝐼𝑚𝑎𝑘𝑠 2
III. Metode Eksperimen III. 1 Alat dan Bahan
No Nama Alat & Bahan Gambar Jumlah
1
osiloskop 1 buah
2
Multimeter analog 1 buah
3 Adaptor 1 buah 4 Transformator CT 1 buah 5 Kertas millimeter block secukupnya
6
Kabel penghubung probe dan socket
1 buah
III. 2 Tata Laksana Praktikum A. Pengenalan Osiloskop
1. bagian-bagian osiloskop diamati.
2. seb=mua bagian bagian osiloskop ditulis nama tombolnya-tombolnya beserta fungsi pada table pengamatan dan dilaporkan pada hasil pengamatan.
B. Kalibrasi Osiloskop
1. Dimasukkan socket probe osiloskop pada channel 1. 2. Osiloskop dihidupkan dengan menekan tombol power. 3. Mode diatur pada CH1.
4. Coupling diatur pada DC atau AC, dan source pada channel 1.
5. Focus dan intensitasnya diatiur setelah ada tampilan garis horizontal pada layar.
6. Dihubungkan probe (+) osiloskop pada CAL, maka pada layar akan tampil gambar gelombang kotak.
7. Diatur posisi vertical dan horizontal gelombangnya, volt/div dan time/div diatur. C. Kalibrasi Multimeter Analog
1. Saat akan dilakukan kalibrasi jarum pada papan skala dilihat terlebih dahulu, yaitu harus menunjukkan angka nol, kemudian diaturlah skala multimeter pada 1 kΩ.
2. Terminal kabel, yaitu kabel yang berwarna merah (+) dan hitam (-) saling ditempelkan, sehingga pada papan skala ke kanan menunjukkan skala maksimum.
3. Jika pada saat kabel merah (+) dan hitam (-) salaing ditempelkan lalu jarum pada papan skala belum menunjukkan skala maksimum maka, diputar skala pengatur nol ohm, hingga jarum pas pada skala maksimum.
4. Setelah jarum pada papan skala pas pada skala maksimum, kabel merah (+) dan hitam (-) bisa dilepaskan dan multimeter siap digunakan.
D. Trafo CT dengan Multimeter Analog
1. Ditempelkan kabel terminal multimeter yang berwarna hitam (-) ke ground transformator CT (-).
2. Lalau tempelkan kabel terminal multimeter yang berwana merah (+) ke kawat yang bertuliskan 6 volt untuk pengukuran vin 6 volt.
3. Diamati jarum pada papan skala multimeter dan dihitung Vb lalau dimasukkan data hasil pengamatan ke dalam table.
4. Langkah 1-3 diulangi untuk Vin 7.5 volt dan 12 volt. E. Transformato CT dengan osiloskop
1. Osiloskop ditancapkan ke sumber tegangan.
2. Penjepit buaya (-) yang ada pada kabel probe dihubungkan ke ground pada transformator ct.
3. Lalu kabel yang seperti jarum (+) yang ada pada kabel probe dihubungkan ke kawatpada transformstor CT yang bertuliskan 6 volt untuk pengukuran Vin 6 volt.
4. Socket probe dimasukkan ke channel 1 osiloskop. 5. Osiloskop dihidupkan dengan ditekan tombol power.
6. Diatur tombol coupling ke tulisan AC, karena transformator ct bekerja pada tegangan bolak balik AC.
7. Diatur tombol source ke tulisan CH1 dan mode CH1.
8. Diatur volt/div CH1 dan time/div, sehingga membentuk gelombang sinusoidal. 9. Diatur intens dan focus sehingga grafik mudah dilihat pada layar.
10. Dicatat volt/div, time/div, dan horizontal div dan dimasukkan dalam table data pengamatan. Untuk mempermudah membaca vertical div diputar tombol position vertical CH1, dan sebaliknya untuk membaca horizontal div diputar tombol position horizontal. 11. Diulangi langkah 1-10 untuk vin 7.5 volt dan 12 volt.
F. Adaptor dengan multimeter analog
1. Adaptor ditancapkan ke sumber tegangan.
2. Diatur tombol polaritas agar menghasilkan yang dalam (+) dan yang luar (-).
3. Diatur voltagenya dengan menggeser tombol volt change ke 6 volt untuk vin 6 volt. 4. Untu lubang yang dalam (+) dihubungkan ke kabel terminal multimeter yang berwarna
5. Untuk bagian luar (-) dihubungkan ke kabel terminal multimeter yang berwarna hitam. 6. Diamati jarum pada papan skala multimeter dan dihitung vo lalu dimasukkan table data
pengamatan.
7. Diulangi langkah 1-6 untuk vin 7.5 volt dan 12 volt. G. Adaptor dengan osiloskop
1. Osiloskop dan adaptor ditancapkan ke sumber tegangan.
2. Pada adaptor diatur tombol polaritas agar menghasilkan yang dalam (+) dan yang luar (-). 3. Diatur voltagenya dengan menggeser tombol volt change ke 6 volt untuk vin 6 volt. 4. Untuk lubang yang dalam (+) dihubungkan ke kabel probe (+) yang seperti jarum. 5. Untuk lubang yang luar (-) dihubungkan ke kabel probe (-) penjepit buaya.
6. Socket probe dimasukkan ke channel 1 osiloskop. 7. Osiloskop dihidupkan dengan ditekan tombol power.
8. Diatur tombol coupling ke tulisan DC, karena adaptor bekerja pada tegangan searah DC. 9. Diatur tombol source ke tulisan CH1 dan mode CH1.
10. Diatur volt/div CH1 dan time/div, sehingga membentuk garis lurus karena ini tegang searah DC.
11. Diatur intens dan focus sehingga grafik mudah dilihat pada layar
12. Dicatat volt/div, time/div, dan horizontal div dan dimasukkan dalam tabel data pengamatan.
III. 3 Skema Alat
1. Pengenalan Osiloskop
2. Pengukuran tegangan DC
alat ukur : multimeter analog 1. kalibrasi multimeter
alat ukur: osiloskop 1. kalibrasi osiloskop
2. menempelkan probe osiloskop pada transformator CT dan pengaturan osiloskop
3. pengukuran tegangan Dc, alat ukur: multimeter analog 1. kalibrasi multimeter
4. pengukuran tegangan DC. Alat ukur : osiloskop 1. kalibrasi osiloskop
IV. Analisa Data IV. 1 Data pengamatan
no Nama bagian / tombol Fungsi
1
Layar display Untuk menampilkan bentuk gelombang, terdiri dari kotak-kotak atau disebut div. layar disusun dari 8 div horizontal dan 10 div vertical.
2
CAL Untuk mengkalibrasikan awal sebelum osiloskop digunakan
3
Pengatur inten mengatur cerah atau tidaknya sinar (bentuk gelomabng/gambar) pada layar osiloskop
diputar kekiri untuk memperlemah sinar dan ke kanan untuk memperkurang
4
Pengatur fokus untuk mengatur focus
menajamkan garis atau bentuk gelombang pada layar untuk mendapatkan gambar yang lebih jelas.
5
Track Rotation mengatur posisi garis pada layar
mengatur kemiringan garis sumbu y = 0 di layar 6
akan menyala jika osiloskop dihidupkan.
7
Position y CH1 (penggeser gambar arah vertical CH1)
mengatur posisi garis atau tampilan keatas dan kebawah arah vertical
penyetelan dilakukan sampai posisi gambar diam pada saat variabel diputar
digunakan jika input yang difunakan CH1 8
Pengatur volt/div CH1 Untuk mengeluarkan tegangan, mengatur berapa nilai tegangan yang dimiliki oleh 1 div di layar untuk input CH1
9
Position y CH2 (penggeser gambar arah vertical CH2)
mengatur posisi garis atau tampilan keatas dan kebawah arah vertical CH2
penyetelan dilakukan sampai posisi gambar diam pada saat variabel diputar
10
Pengatur volt/div CH2 Untuk mengeluarkan tegangan, mengatur berapa nilai tegangan yang dimiliki oleh 1 div di layar untuk input CH2
11
Position x (penggeser gambar arah
horizontal)
mengatur posisi garis /sinyal/tampilan ke kiri dan ke kanan
untuk mengatur posisi normal sumbu x (ketika sinyal masukan nol)
12
Pengatur time/div Digunakan untuk mengatur berapa nilai waktu yang diwakili oleh satu div di layar, seperti mengukur waktu periode (T) dan frekuensi (f)
13
Coupling AC DC merupakan metode yang digunakan untuk menghubungkan sinyal elektrik dari suatu sirkuit kelain sirkuit.
Untuk memilih jenis input yang digunakan. 14
source Untuk memilih sumber sinyal yang digunanakan (CH1, CH2, Line, Ext)
15
Mode Memilih sinyal input yang digunakan, terdiri dari: CH1: menggunakan input channel CH1
CH2: menggunakan input channel CH2
AlT: menggunakan menggantian CH1 dan CH2 Chop: menggunakan potongan dari CH1 dan CH2
Add: menggunakan penjumlahan dari CH1 dan CH2
16
CH1 dan CH2 Untuk terminal masukan sinyal saat mulai melakukan pengukuran
Terminal pada saat pengukuran pada CH1
Digunakan untuk kalibrasi 17
Kaki osiloskop Untuk menyangga osiloskop
Percobaan 1: Pengukuran tegangan AC/ bolak-balik dari transformator CT 1. alat ukur: multimeter analog (voltmeter)
NO Vin Vo
1 6 v 7 v
2 7.5 v 9 v
3 12 v 14 v
Ralat alat: 0.5 2. Alat ukur: osiloskop
Vin Vertical
div Volts/div vpp vmaks veff
Horizontal
div Time/div periode frekuensi 6 v
3.4 div 2 v/div 6.8 v 3.4 v 2.4 v 4 5 ms/div 20 ms 50 Hz 7.5 v
4.4 div 2 v/div 8.8 v 4.4 v 3.11 v 4 5 ms/div 20 ms 50 Hz 12 v
2.6 div 3 v/div 13 v 5.5 v 4.6 v 4 5 ms/div 20 ms 50 Hz
Percobaan 2: pengukuran tegangan Dc dari adaptor. 1. alat ukur: multimeter analog
No Vin Vo
1 6 v (11 ± 0.5) v
2 7.5 v (12 ± 0.5) v
3 12 v (18 ± 0.5) v
2. alat ukur: osiloskop
vi Volts/div Time/div 6 v 2 v/div 0.5 ms/div 7.5 v 5 v/div 0.2 ms/div 12 v 5 v/div 0.2 ms/div
Gambar gelombang tegangan AC a. Vi = 6 v
b. Vi = 7.5 v
Gambar gelombang tegangan DC a. Vi = 6 v
b. Vi= 7.5 v
c. Vi = 12 v
IV. 2 Analisa Kuantitatif
1. percobaan 1: pengukuran tegagan AC bolak balik a. Alat ukur: multimeter analog
𝑣𝑖 = 6 𝑣𝑜𝑙𝑡 𝑣𝑜 = 35
250 × 50 = 7 𝑣𝑜𝑙𝑡
𝑣𝑖 = 7 𝑣𝑜𝑙𝑡 𝑣𝑜 = 45
𝑣𝑖 = 12 𝑣𝑜𝑙𝑡 𝑣𝑜 = 70 250 × 50 = 14 𝑣𝑜𝑙𝑡 Ralat alat: 𝑠𝑘𝑎𝑙𝑎 𝑡𝑒𝑟𝑘𝑒𝑐𝑖𝑙 𝑠𝑘𝑎𝑙𝑎 𝑡𝑒𝑟𝑏𝑒𝑠𝑎𝑟 × 𝑏𝑎𝑡𝑎𝑠 𝑢𝑘𝑢𝑟 × 1 2 = 5 250× 50 × 1 2= 0.5 𝑣𝑜𝑙𝑡 b. Alat ukur: osiloskop
Vpp = vertical div x volt/div
𝑣𝑖 = 6 𝑣𝑜𝑙𝑡 → 𝑣𝑝𝑝 = 3.4 × 2 = 6.8 𝑣 𝑣𝑖 = 7 𝑣𝑜𝑙𝑡 → 𝑣𝑝𝑝 = 4.4 × 2 = 8.8 𝑣 𝑣𝑖 = 12 𝑣𝑜𝑙𝑡 → 𝑣𝑝𝑝 = 2.6 × 5 = 13 𝑣 𝑣𝑚𝑎𝑘𝑠 =𝑣𝑝𝑝 2 → 𝑣𝑖 = 6 𝑣𝑜𝑙𝑡 → 𝑣𝑚𝑎𝑘𝑠 = 6.8 2 = 3.4 𝑣 𝑣𝑖 = 7 𝑣𝑜𝑙𝑡 → 𝑣𝑚𝑎𝑘𝑠 =8.8 2 = 4.4 𝑣 𝑣𝑖 = 12 𝑣𝑜𝑙𝑡 → 𝑣𝑚𝑎𝑘𝑠 =13 2 = 7.5 𝑣 𝑣𝑒𝑓𝑓 = 𝑣𝑚𝑎𝑘𝑠 2 → 𝑣𝑖 = 6 𝑣𝑜𝑙𝑡 → 𝑣𝑒𝑓𝑓 = 3.4 2 = 2.4 𝑣 𝑣𝑖 = 7 𝑣𝑜𝑙𝑡 → 𝑣𝑒𝑓𝑓 = 4.4 2 = 3.11 𝑣 𝑣𝑖 = 12 𝑣𝑜𝑙𝑡 → 𝑣𝑒𝑓𝑓 = 6.5 2 = 4.6 𝑣 𝑇 = 𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑖𝑣 ×𝑡𝑖𝑚𝑒 𝑑𝑖𝑣 →𝑣𝑖 = 6 𝑣𝑜𝑙𝑡 →𝑇 = 4 × 5 = 20 𝑚𝑠 = 20 × 10 −3𝑠 𝑣𝑖 = 7 𝑣𝑜𝑙𝑡 →𝑇 = 4 × 5 = 20 𝑚𝑠 = 20 × 10−3𝑠 𝑣𝑖 = 12 𝑣𝑜𝑙𝑡 →𝑇 = 4 × 5 = 20 𝑚𝑠 = 20 × 10−3𝑠 𝑓 =1 𝑇 → 𝑣𝑖 = 6 𝑣𝑜𝑙𝑡 → 𝑓 = 1 20×10−3= 50 𝐻𝑧 𝑣𝑖 = 7 𝑣𝑜𝑙𝑡 → 𝑓 = 1 20×10−3= 50 𝐻𝑧 𝑣𝑖 = 12 𝑣𝑜𝑙𝑡 → 𝑓 = 1 20×10−3= 50 𝐻𝑧
2. Percobaan 2 : pengukuran tegangan DC a. Alat ukur: Multimeter Analog
𝑡𝑒𝑔𝑎𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑉𝑜 =𝑠𝑘𝑎𝑙𝑎 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖𝑡𝑢𝑛𝑗𝑢𝑘 𝑠𝑘𝑎𝑙𝑎 𝑚𝑎𝑘𝑠𝑖𝑚𝑎𝑙 × 𝑏𝑎𝑡𝑎𝑠 𝑢𝑘𝑢𝑟 𝑣𝑖 = 6 𝑣𝑜𝑙𝑡 𝑣𝑜 = 55 250× 50 = 11 𝑣𝑜𝑙𝑡 𝑣𝑖 = 7 𝑣𝑜𝑙𝑡 𝑣𝑜 = 60 250 × 50 = 12 𝑣𝑜𝑙𝑡
𝑣𝑖 = 12 𝑣𝑜𝑙𝑡 𝑣𝑜 = 90 250 × 50 = 18 𝑣𝑜𝑙𝑡 Ralat alat 𝑠𝑘𝑎𝑙𝑎 𝑡𝑒𝑟𝑘𝑒𝑐𝑖𝑙 𝑠𝑘𝑎𝑙𝑎 𝑡𝑒𝑟𝑏𝑒𝑠𝑎𝑟× 𝑏𝑎𝑡𝑎𝑠 𝑢𝑘𝑢𝑟 × 1 2= 5 250× 50 × 1 2= 0.5 𝑣𝑜𝑙𝑡
IV. 3 Analisa kualitatif
Tujuan dari praktikum yang berjudul osiloskop ini adalah praktikan dapa mengetahui bagian-bagian dan fungsi osiloskop serta mengetahui prinsip kerjanya dan menggunakan osiloskop untuk mengukur tegangan AC dan DC (frekuensi, amplitude, dan tegangan peuncak ke puncak).
Osiloskop adalah alat ukur besaran listrik yang dapat memetakan sinyal listrik. Alaat ini digunakan untuk menganalisa tingkah laku besaran yang berubah ubah terhadap waktu, yang ditampilkan pada layar. Pada dasarnya CRO (cathode) merupakan alat pembuat grafik/gambar (plotter) x – y yang sangat cepat memperagakan sebuah sinyal listrik. Sumbu vertical (y) memperlihatkan tegangan v dan sumbu horizontal (x) mempresentasikan besaran waktu t.
Odilodkop terdiri dari dua bagian utama yaitu display dan panel control. Display menyerupai layar televise hanya ssajua tidak berwarna-warni dan berfungsi sebagai tempat sinyal uji yang ditampilkan. Pada layar ini terdapat garis horizontal dan vertical yang membentuk kotak-kotak yang disebut div. layar osiloskop terbagi atas 8 div vertical dan 10 div horizontal. Panel control berisi tombol-tombol yang bisa digunakan untuk menyesuaikan tampilan layar.
Sebelum memulai percobaan pertama hal yang harus dilakukan yaitu melakukan kalibrasi osiloskop dan multimeter analog. Kalibrasi osilokop dimulai dengan memasukkan socket probe osiloskop pada channel 1 kemudian osiloskop dihidupkan dengan menekan tombol power. Mode diatur pada CH1, Coupling diatur pada DC atau AC, dan source pada channel 1. Focus dan intensitasnya diatiur setelah ada tampilan garis horizontal pada layar. Kemudian menghubungkan probe (+) osiloskop pada CAL, maka pada layar akan tampil gambar gelombang kotak. Diatur posisi vertical dan horizontal gelombangnya, volt/div dan time/div diatur. Untuk kalibrasi multimeter analog, jarum pada papan skala dilihat terlebih dahulu, yaitu harus menunjukkan angka nol, kemudian diaturlah skala multimeter pada 1 kΩ. Terminal kabel, yaitu kabel yang berwarna merah (+) dan hitam (-) saling ditempelkan, sehingga pada papan skala ke kanan menunjukkan skala maksimum. Jika pada saat kabel merah (+) dan hitam (-) salaing ditempelkan
lalu jarum pada papan skala belum menunjukkan skala maksimum maka, diputar skala pengatur nol ohm, hingga jarum pas pada skala maksimum. Setelah jarum pada papan skala pas pada skala maksimum, kabel merah (+) dan hitam (-) bisa dilepaskan dan multimeter siap digunakan.
Pertama tama menghubungkan probe positif (+) pada tegangan input dan probe (-) pada panel CT, juga memilih (CH1). Selajutnya, yang perlu disetel adalah mode, coupling, source, volt/div, time/div, position x, dan position y. jika akan tetap maka akan muncul gelombang pada layar. Untuk adaptor, polarity diatur pada (atas positif bawah negative) untuk mendapatkan bagian dalam positif (+) dan bagian luar negative (-) kemudian voltagenya dipilih 6 volt, kemudian menghubungkan probe (+) pada probe adaptor pada bagian dalam (+) dan probe (-) pada bagian luar (-) kemudian memilih chanel input, mengitur mode,coupling, position y. jika sudah tepat maka akan muncul garis gelombang pada layar.
Prinsip kerja osiloskop dimulai dari tabung sinar katoda (CRT) yang merupakan jantung dari osiloskop. Katoda dalam tabung sinar katoda dipanaskan temperaturnya dengan alat pemanas, dan electron electron menguap dari permukaannya. Anoda pemercepat yang mempunyai lubang kecil ditengahnya, dijaga agar selalu pada potensial positif-v, yang relative tinggi terhadap katoda, sehingga timbul medan listrik dari kanan ke kiri antara katoda anoda. Dalam tabung sinar katode, elektron-elektron secara terarah, diarahkan menjadi pancaran elektron, dan pancaran elektron ini difokuskan dengan alat "defleksi yoke" oleh medan magnetik untuk diarahkan kearah posisi Horisontal dan Vertikal untuk men"scan" permukaan di ujung pandang (anode), yang sebaris dengan bahan berfosfor (biasanya berdasar atas logam transisi atau rare earth. Ketika elektron menyentuh material pada layar ini, maka elektron akan menyebabkan timbulnya cahaya. Untuk keperluan layar CRT ini supaya fosfor berpendar atau bercahaya diperlukan tegangan tinggi yaitu sekitar 25 Kilo Volt sampai 27 Kilo Volt dibangkitkan oleh alat yang bernama Flyback. Sebelum elektron ini menyentuh fosfor, dilayar tabung kaca elektron-elektron itu menembus pelat yang sangat tipis yang berlobang-lobang disebut skrin yang hampir sama luasnya dengan lebar layar tabung untuk memfokuskan tiga bintik warna RGB ( Red, Green, Blue ) untuk tabung layar warna. Pelat logam ini sangat tipis dan peka terhadap mangnit, jika magnet kuat akan mengubah bentuk pelat ini sehingga tidak rata dan terjadilah warna yang semburat dan acak kerena tembakan elektron tidak terfokus pada ketiga titik bintik-bintik RGB, dan kejadian ini disebut degausing.
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 terbentuk grafik sinusoidal. 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 getaran yang tidak lagi periodik. 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.
Secara umum osiloskop berfungsi untuk menganalisa tingkah laku 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. Ada beberapa kegunaan osiloskop lainnya, yaitu:
1. Mengukur frekuensi, periode, amplitude, dan tegangan dari sinyal. 2. Mengukur frekuensi sinyal yang berosilasi.
3. Mengecek jalannya suatu sinyal pada sebuah rangakaian listrik. 4. Membedakan arus AC dengan arus DC.
5. Mengecek noise pada sebuah rangkaian listrik dan hubungannya terhadap waktu. 6. Menentukan sudut fase antara dua sinyal pada frekuensi sama.
Osiloskop sangat penting untuk analisa rangkaian elektronik. Osiloskop penting bagi para montir alat-alat listrik, para teknisi dan peneliti pada bidang elektronika dan sains karena dengan osiloskop kita dapat mengetahui besaran-besaran listrik dari gejala-gejala fisis yang dihasilkan oleh sebuah transducer. Para teknisi otomotif juga memerlukan alat ini untuk mengukur getaran/vibrasi pada sebuah mesin. Jadi dengan osiloskop kita dapat menampilkan sinyal-sinyal listrik yang berkaitan dengan waktu. Dan banyak sekali teknologi yang berhubungan dengan sinyal-sinyal tersebut.
Amplitude gelombang adalah jarak perpindahan titik maksimum dan titik kesetimbangan dari arah getarannya. Dari percobaan dengan alat ukur osiloskop diperoleh besarnya amplitude sebagai berikut.
Vi AC DC
6 v 1.7 div -
7.5 v 2.2 div -
12 v 1.3 div -
Tegangan DC tidak memiliki amplitude karena gambar grafiknya tidak berupa gelombang sinusoidal, akan tetapi berupa garis lurus horizontal.
Frekuensi gelombang adalah banyaknya gelombang yang terjadi tiap satuan waktu (satu detik). Periode gelombang adalah waktu yang diperlukan untuk terjadinya satu gelombang. Tegangan puncak ke puncak (Vpp) adalahbeda tegangan antara tegangan maksimum dan minimum.
Dari percobaan yang telah dilakukan diperoleh nilai frekuensi, periode, dan Vpp sebagai berikut: Vi AC DC T (s) F (Hz) Vpp T f Vpp 6 v 2 x 10-3 50 6.8 v - - - 7.5 v 2 x 10-3 50 6.8 v - - - 12 v 2 x 10-3 50 6.8 v - - -
Dari data tersebut dapat diketahui bahwa tegangan DC tidak mempunyai periode, frekuensi, dan Vpp. Hal ini dikarenakan gelombang tegangan DC tidak berupa gelombang sinusoidal, akan tetapi berupa garis lurus horizontal.
Dari percobaan yang telah dilakukan diperoleh nilai tegangan AC adalah sebagai berikut:
Vin Vo multimeter Vpp osiloskop
6 v 7 v 6.8
7.5 v 9 v 8.8
12 v 14 v 13
Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa osiloskop lebih teliti dari pada multimeter. Hal ini sudah sesuai teori yang ada yaitu, osiloskop merupakan alat yang lebih teliti dari multimeter. Jika vo mendekati vi maka alat tersebut semakin teliti. Sedangkan untuk gambar grafiknya sudah sesuai dengan teori yaitu berupa gambar gelombang sinusoidal
Untuk tegangan DC dengan menggunakan multimeter dan osiloskop diperoleh hasil:
Multimeter osiloskop
vi Vo vi Volts/div Time/div
6 v 11 v 6 v 2 v/div 0.5 ms/div
7.5 v 12 v 7.5 v 5 v/div 0.2 ms/div
Sedangkan untuk gambar gelombang yang diperoleh dengan menggunakan alat ukur osiloskop menunjukkan grafik gris horizontal yang tidak begitu lurus, seharusnya gambar gelombang tegangan DC berupa garis lurus
Hasil percobaan yang telah dilakukan menunjukkan terdapat beberapa perbedaan dengan teori yang ada. Perbedaan ini disebabkan oleh beberapa factor antara laim:
1. Kurang telitinya praktikan dalam mengamati osiloskop
2. Tegangan yang dilakukan terlalu tinggi, sehingga gambar pada layar osiloskop sulit dibaca.
3. Kesalahan dalam menyambungkan kabel-kabel 4. Kurang tepat dalam melakukan kalibrasi
5. Kurang ahlinya praktikan dalam menggunakan osiloskop. 6. Adanya impedansi pada probe.
7. Kurang teliti dalam membaca alat ukur 8. Kurang teliti dalam melakukan perhitungan.
9. Terdapat kesalahan pada alat ukur osiloskop yang digunakan.
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.
Ada beberapa jenis tegangan gelombang yang akan diperlihatkan pada layar monitor osiloskop, yaitu:
1. Gelombang sinusoida 2. Gelombang blok
3. Gelombang gigi gergaji 4. Gelombang segitiga.
Untuk dapat menggunakan osiloskop, harus bisa memahami tombol-tombol yang ada pada pesawat perangkat ini.
Secara umum osiloskop hanya untuk circuit osilator ( VCO ) disemua perangkat yg menggunakan rangkaian VCO. Walau sudah berpengalaman dalam hal menggunakan osiloskop, kita harus mempelajari tombol instruksi dari pabrik yg mengeluarkan alat itu. Cara menghitung frequency tiap detik. Dengan rumus sbb ; F = 1/T, dimana F = freq dan T = waktu. Untuk menggunakan osiloskop haruslah berhati-hati, bila terjadi kesalahan sangat fatal akibatnya.
Kelebihan osiloskop analog antara lain:
1. Mampu menggambarkan nilai-nilai arus atau tegangan yang dihasilkan yang selalu berubah terhadap waktu secara periodik, sehingga memperlihatkan bentuk gelombang.
2. Osiloskop analog dapat digunakan untuk menentukan periode, frekuensi, tegangan, dan amplitudo sinyal listrik sekaligus dengan cara yang relatif mudah.
Selain kelebihan, osiloskop analog juga memiliki kekurangan, yaitu:
1. Pengamatan sinyal-sinyal listrik dengan osiloskop memiliki keterbatasan dalam perbandingan frekuensi antar sinyal-sinyal tersebut (perbandingan maksimum 10:1) sehingga penggunaannya cukup terbatas.
2. Harganya relatif mahal. Kelemahan tersebut semakin terasa sejak terciptanya penghitung frekuensi digital dengan harga yang lebih rendah dipasarkan ke publik.
V. Kesimpulan
1. Bagian-bagian osiloskop beserta fungsi
Layar display: Untuk menampilkan bentuk gelombang, terdiri dari kotak-kotak atau disebut div. layar disusun dari 8 div horizontal dan 10 div vertical.
CAL: Untuk mengkalibrasikan awal sebelum osiloskop digunakan
Inten: mengatur cerah atau tidaknya sinar (bentuk gelomabng/gambar)
Focus: menajamkan garis atau bentuk gelombang pada layar untuk mendapatkan gambar yang lebih jelas.
Power: Untuk menghidupkan dan mematikan osiloskop, lampu indicator akan menyala jika osiloskop dihidupkan.
Position y CH1: mengatur posisi garis atau tampilan keatas dan kebawah arah vertical
Pengatur volt/div CH1: Untuk mengeluarkan tegangan, mengatur berapa nilai tegangan yang dimiliki oleh 1 div di layar untuk input CH1
Position y CH2: mengatur posisi garis atau tampilan keatas dan kebawah arah vertical CH2
Position x: mengatur posisi garis atau tampilan ke kiri dan ke kanan arah horizontal
Pengatur time/div: Digunakan untuk mengatur berapa nilai waktu yang diwakili oleh satu div di layar, seperti mengukur waktu periode (T) dan frekuensi (f)
Coupling: Untuk memilih jenis input yang digunakan.
Source: Untuk memilih sumber sinyal yang digunanakan (CH1, CH2, Line, Ext)
Mode: Memilih sinyal input yang digunakan
CH1, CH2: Untuk terminal masukan sinyal saat mulai melakukan pengukuran
Kaki osiloskop: unutk menyangga osiloskop 2. Fungsi osiloskop
a. Mengukur frekuensi, periode, amplitude, dan tegangan dari sinyal. b. Mengukur frekuensi sinyal yang berosilasi.
c. Mengecek jalannya suatu sinyal pada sebuah rangakaian listrik. d. Membedakan arus AC dengan arus DC.
e. Mengecek noise pada sebuah rangkaian listrik dan hubungannya terhadap waktu. f. Menentukan sudut fase antara dua sinyal pada frekuensi sama.
3. Prinsip kerja osiloskop
Prinsip kerja osiloskop dimulai dari tabung sinar katoda (CRT) yang merupakan jantung dari osiloskop. Katoda dalam tabung sinar katoda dipanaskan temperaturnya dengan alat pemanas, dan electron electron menguap dari permukaannya. Anoda pemercepat yang mempunyai lubang kecil ditengahnya, dijaga agar selalu pada potensial positif-v, yang relative tinggi terhadap katoda, sehingga timbul medan listrik dari kanan ke kiri antara katoda anoda. Dalam tabung sinar katode, elektron-elektron secara terarah, diarahkan menjadi pancaran elektron, dan pancaran elektron ini difokuskan dengan alat "defleksi yoke" oleh medan magnetik untuk diarahkan kearah posisi Horisontal dan
Vertikal untuk men"scan" permukaan di ujung pandang (anode), yang sebaris dengan bahan berfosfor (biasanya berdasar atas logam transisi atau rare earth. Ketika elektron menyentuh material pada layar ini, maka elektron akan menyebabkan timbulnya cahaya. Untuk keperluan layar CRT ini supaya fosfor berpendar atau bercahaya diperlukan tegangan tinggi yaitu sekitar 25 Kilo Volt sampai 27 Kilo Volt dibangkitkan oleh alat yang bernama Flyback. Sebelum elektron ini menyentuh fosfor, dilayar tabung kaca elektron-elektron itu menembus pelat yang sangat tipis yang berlobang-lobang disebut skrin yang hampir sama luasnya dengan lebar layar tabung untuk memfokuskan tiga bintik warna RGB ( Red, Green, Blue ) untuk tabung layar warna. Pelat logam ini sangat tipis dan peka terhadap mangnit, jika magnet kuat akan mengubah bentuk pelat ini sehingga tidak rata dan terjadilah warna yang semburat dan acak kerena tembakan elektron tidak terfokus pada ketiga titik bintik-bintik RGB, dan kejadian ini disebut degausing.
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 terbentuk grafik sinusoidal. 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 getaran yang tidak lagi periodik. 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.
4. Hasil pengukuran tegangan AC dan DC menggunakan osiloskop
Tegangan AC
Vin Vertical
div Volts/div vpp vmaks veff
Horizontal
div Time/div periode frekuensi 6 v
3.4 div 2 v/div 6.8 v 3.4 v 2.4 v 4 5 ms/div 20 ms 50 Hz 7.5 v
4.4 div 2 v/div 8.8 v 4.4 v 3.11 v 4 5 ms/div 20 ms 50 Hz 12 v
2.6 div 3 v/div 13 v 5.5 v 4.6 v 4 5 ms/div 20 ms 50 Hz
Tegangan DC
vi Volts/div Time/div 6 v 2 v/div 0.5 ms/div 7.5 v 5 v/div 0.2 ms/div 12 v 5 v/div 0.2 ms/div
Gambar gelombang tegangan AC d. Vi = 6 v
f. Vi = 12 v
Gambar gelombang tegangan DC d. Vi = 6 v
f. Vi = 12 v
VI. Daftar pustaka
Chathopadhyay, D. dkk. 1959. Dasar Elektronika. Jakarta: Erlagga
Cooper, William D. 1993. Instrumentasi Elektronika dan Teknik Pengukuran. Jakarta: Erlangga
Ibrahim, KF. 1986. Prinsip Dasar Elektronika. Jakarta: Gramedia
Ross, Barry. 1997. Hands – On Guide to Oscilloscope. Alden: Great Britain Cambridge University press
Tim Praktikum Fisika Dasar II. 2013. Buku Panduan Praktikum Fisika Dasar II. Surakarta: UNS press
VII. Lampiran
3 lembar laporan sementara
1 lembar foto praktikum
Surakarta, 26 Desember 2013
Praktikan,
Annisa Indah Fitriyani
LAPORAN SEMENTARA
OSILOSKOP
Data pengamatan
2. percobaan 1: pengukuran tegangan AC dan Transformator CT
Alat ukur multimeter analog/ voltmeter
Vin Vo
6 v 7 v
7.5 v 9 v
12 v 14 v
Ralat alat 0.5
Alat ukur: osiloskop
Vin Vertical
div Volts/div vpp vmaks veff
Horizontal
div Time/div periode frekuensi 6 v
3.4 div 2 v/div 6.8 v 3.4 v 2.4 v 4 5 ms/div 20 ms 50 Hz 7.5 v
4.4 div 2 v/div 8.8 v 4.4 v 3.11 v 4 5 ms/div 20 ms 50 Hz 12 v
2.6 div 3 v/div 13 v 5.5 v 4.6 v 4 5 ms/div 20 ms 50 Hz
3. Percobaan II: mengukur tegangan DC dari adaptor
Alat ukur: multimeter analog
vi Vo
6 v 11 v 7.5 v 12 v 12 v 18 v
Alat ukur: osiloskop
vi Volts/div Time/div 6 v 2 v/div 0.5 ms/div 7.5 v 5 v/div 0.2 ms/div 12 v 5 v/div 0.2 ms/div
