Dasar Teori
1. Pengertian Osiloskop
Osiloskop adalah alat ukur Elektronik yang dapat memetakan atau memproyeksikan sinyal listrik dan frekuensi menjadi gambar grafik agar dapat dibaca dan mudah dipelajari. Dengan menggunakan Osiloskop, kita dapat mengamati dan menganalisa bentuk gelombang dari sinyal listrik atau frekuensi dalam suatu rangkaian Elektronika. Pada umumnya osiloskop dapat menampilkan grafik Dua Dimensi (2D) dengan waktu pada sumbu X dan tegangan pada sumbu Y.
Gambar 1. Osiloskop
(Sumber : electronicdesign.com, www.testbuyer.com)
Osiloskop dapat dibagi menjadi 2, yaitu Osiloskop Analog dan Digital menurut output tampilannya. Berikut perbedaanya :
1.1. Osiloskop Analog
Osiloskop jenis ini menggunakan tegangan yang diukur untuk menggerakkan berkas electron dalam tabung sinar katoda sesuai bentuk gambar yang diukur. Pada layar osiloskop langsung ditampilkan bentuk gelombang tersebut. Osiloskop analog Osiloskop ini merupakan jenis yang paling tua dan sederhana.
Gambar 2. Osiloskop Analog (Sumber : tipsntrik88.files.wordpress.com)
1.2. Osiloskop Digital
Gambar 3. Osiloskop Digital (Sumber : www.rigol.eu)
2 Bagian-bagian Osiloskop
Bagian – bagian Osiloskop dibagi menjadi bagian – bagian utama dan bagian – bagian pada tampilan layar, sebagai berikut :
1. Bagian Utama pada Osiloskop
Gambar 4. Bagian – Bagian Osiloskop
(Sumber : teknikelektronika.com)
1. Tombol Power ON/OFF
Tombol Power ON/OFF berfungsi untuk menghidupkan dan mematikan Osiloskop 2. Lampu Indikator
Lampu Indikator berfungsi sebagai Indikasi Osiloskop dalam keadaan ON (lampu Hidup) atau OFF (Lampu Mati)
3. ROTATION
Rotation pada Osiloskop berfungsi untuk mengatur posisi tampilan garis pada layar agar tetap berada pada posisi horizontal. Untuk mengatur rotation ini, biasanya harus menggunakan obeng untuk memutarnya.
4. INTENSITY
Intensity digunakan untuk mengatur kecerahan tampilan bentuk gelombang agar mudah dilihat.
5. FOCUS
Focus digunakan untuk mengatur penampilan bentuk gelombang sehingga tidak kabur
6. CAL
CAL digunakan untuk Kalibrasi tegangan peak to peak (VP-P) atau Tegangan puncak
ke puncak. 7. POSITION
8. INV (INVERT)
Saat tombol INV ditekan, sinyal Input yang bersangkutan akan dibalikan. 9. Sakelar VOLT/DIV
Sakelar yang digunakan untuk memilih besarnya tegangan per sentimeter (Volt/Div) pada layar Osiloskop. Umumnya, Osiloskop memiliki dua saluran (dual channel) dengan dua Sakelar VOLT/DIV. Biasanya tersedia pilihan 0,01V/Div hingga 20V/Div.
10. VARIABLE
Fungsi Variable pada Osiloskop adalah untuk mengatur kepekaan (sensitivitas) arah vertikal pada saluran atau Channel yang bersangkutan. Putaran Maksimum Variable adalah CAL yang berfungsi untuk melakukan kalibrasi Tegangan 1 Volt tepat pada 1cm di Layar Osiloskop.
11. AC – DC
Pilihan AC digunakan untuk mengukur sinyal AC, sinyal input yang mengandung DC akan ditahan/diblokir oleh sebuah Kapasitor. Sedangkan pada pilihan posisi DC maka Input Terminal akan terhubung langsung dengan Penguat yang ada di dalam Osiloskop dan seluruh sinyal input akan ditampilkan pada layar Osiloskop.
12. GND
Jika tombol GND diaktifkan, maka Terminal INPUT akan terbuka, Input yang bersumber dari penguatan Internal Osiloskop akan ditanahkan (Grounded).
13. VERTICAL INPUT CH-1
Sebagai VERTICAL INPUT untuk Saluran 1 (Channel 1) 14. VERTICAL INPUT CH-2
Sebagai VERTICAL INPUT untuk Saluran 2 (Channel 2) 15. Sakelar MODE
pada umumnya terdiri dari 4 pilihan yaitu CH1, CH2, DUAL dan ADD. CH1 = Untuk tampilan bentuk gelombang Saluran 1 (Channel 1). CH2 = Untuk tampilan bentuk gelombang Saluran 2 (Channel 2). DUAL = Untuk menampilkan bentuk gelombang Saluran 1 (CH1) dan Saluran 2 (CH2) secara bersamaan.
ADD = Untuk menjumlahkan kedua masukan saluran/saluran secara aljabar. Hasil penjumlahannya akan menjadi satu gambar bentuk gelombang pada layar.
16. x10 MAG
Untuk pembesaran (Magnification) frekuensi hingga 10 kali lipat. 17. POSITION
Untuk penyetelan tampilan kiri-kanan pada layar. 18. XY
Pada fungsi XY ini digunakan, Input Saluran 1 akan menjadi Axis X dan Input Saluran 2 akan menjadi Axis Y.
19. Sakelar TIME/DIV
Sakelar TIME/DIV digunakan untuk memilih skala besaran waktu dari suatu periode atau per satu kotak cm pada layar Osiloskop.
20. Tombol CAL (TIME/DIV)
GND merupakan Konektor yang dihubungkan ke Ground (Tanah). 23. Tombol CHOP dan ALT CHOP
24. HOLD OFF
untuk mendiamkan gambar pada layar osiloskop. 25. LEVEL
LEVEL atau TRIGGER LEVEL digunakan untuk mengatur gambar yang diperoleh menjadi diam atau tidak bergerak.
26. Tombol NORM dan AUTO 27. Tombol LOCK
28. Sakelar COUPLING
Menunjukan hubungan dengan sinyal searah (DC) atau bolak balik (AC). 29. Sakelar SOURCE
Penyesuai pemilihan sinyal. 30. TRIGGER ALT
31. SLOPE 32. EXT
Trigger yang dikendalikan dari rangkaian di luar Osiloskop.
2. Tampilan pada Layar Osiloskop
Gambar 5. Bagian Layar Osiloskop (Sumber : teknikelektronika.com) A. Layar Osiloskop
B. Trace, garis yang digambar oleh Osiloskop yang mewakili sinyal C. Garis Grid Horizontal
D. Garis Grid Vertical
E. Garis Tengah Horizontal dan Vertikal
3. Prinsip Kerja Osiloskop
Sebuah osiloskop tradisional bekerja dengan membuat berkas elektron yang melintasi layar yang dilapisi pada bagian belakangnya dengan bahan kimia khusus, yaitu fosfor. Setiap kali sinar elektron mengenai layar, menyebabkan fosfor menyala dalam waktu kurang yang singkat, sinar elektron menyapu seluruh layar dan membangun sebuah grafik gelombang. Hal ini berlangsung selama Osiloskop tersambung dengan rangkaian, sehingga grafik yang kita amati adalah berkas elektron yang melewati layar.
Cara Osiloskop menggambarkan gelombang sinus:
1. Di dalam tabung sinar katoda (CRT), electron gun (kuning) memancarkan sinar elektron (titik hijau) menuju layar fosfor.
3. Bila dihubungkan dengan sinyal bergelombang (oranye) ke rangkaian osiloskop, sebuah sirkuit memberi tenaga sepasang kumparan tegak lurus (merah) yang membuat sinar bergerak ke atas dan ke bawah (menggambarkan sumbu grafik y). 4. Kumparan biru dan merah membuat sinar elektron bergerak ke atas dan ke bawah
(sumbu y), terhadap sumbu x sehingga membentuk gelombang sinus.
Gambar 6. Bagian Layar Osiloskop (Sumber : www.explainthatstuff.com)
4. Fungsi Osiloskop
Berikut beberapa fungsi dari Osiloskop :
1. Dipakai untuk mengukur besar tegangan listrik dan Relasi terhadap waktu. 2. Mengukur frekuensi sinyal yang berosilasi.
3. Mengecek jalannya suatu sinyal pada sebuah rangkaian listrik. 4. Membedakan arus AC dengan arus DC.
5. Mengetahui noise pada sebuah rangkaian listrik.
Penggunaan paling umum dari osiloskop adalah untuk mendiagnosa kerusakan peralatan elektronik. Alat Osiloskop ini memungkinkan teknisi untuk memeriksa / mengamati perubahan tegangan dari waktu ke waktu. Teknisi juga dapat menggunakan osiloskop untuk melihat bentuk dan waktu sinyal dari sinyal, dimana penting dalam beberapa aplikasinya. Teknisi dapat memeriksa keadaan komponen satu persatu dari rangkaian komponen untuk menentukan komponen gagal.
5. Definisi dan Fungsi dari Function Generator
Function generator adalah alat uji yang mampu menghasilkan berbagai bentuk gelombang sederhana. Selain menghasilkan gelombang sinus, Function generator dapat menghasilkan bentuk gelombang lainnya, termasuk bentuk gelombang persegi dan segitiga. Fitur lain yang disertakan pada Function generator adalah dapat mengatur tegangan dan frekuensi dari gelombang yang diciptakan.
Pada praktikum ini, fungsi dari Function generator adalah membuat sinyal elektronik tertentu sesuai kebutuhan praktikum untuk dibaca Osiloskop.
6. Aplikasi Osiloskop di Darat (Land use)
Pada aplikasinya Osiloskop dapat dikombinasi dengan transducer (alat yang mengubah satu jenis energi ke yang lain) sehingga membuat osiloskop dapat mengukur berbagai hal. yaitu sebagai berikut :
6.1 Heartbeat Monitor
Pada Heartbeat Monitor, Osiloskop dihubungkan dengan Transducer Piezoelektrik (Transducer yang menghasilkan listrik ketika ditekan / mendapat energi kinetik) untuk mempelajari getaran, yaitu detak jantung seseorang.
Gambar 8. Heartbeat Monitor (Sumber : alamy.com)
6.2 Mengamati Perubahan Suhu
Osiloskop dapat disambungkan dengan Thermocouple (transduser yang mengubah energi panas menjadi listrik) untuk mempelajari perubahan suhu secara berkala dengan Osiloskop digital.
Gambar 9. Osiloskop Digital dengan Thermocouple (Sumber : AliExpress.com)
6.3 Mempelajari Gelombang Suara
Gambar 10. Osiloskop Digital dengan Thermocouple (Sumber : homepages.dordt.edu)
7. Aplikasi Osiloskop di Laut (Marine Use)
Berikut beberapa aplikasi Osiloskop di dunia marine :7.1 Sebagai alat pemeriksaan komponen – kompenen instalasi listrik di kapal (Maintenance Check).
Gambar 11. Maintenance Check dengan Menggunakan Osiloskop portable iMSO-104. (Sumber : www.oscium.com)
7.2 Bearing Deviation Indicator (BDI)
Alat BDI ini berfungsi sebagai indikator visual dari suara yang dihasilkan oleh gelombang kapal selam. Alat ini didesain oleh Havard Underwater Sound Laboratory (HUSL) dan menjadi perlengkapan standar angkatan laut (Carl: 1946).
Inti dari rangkainnya adalah sensor gelombang laut yang hasilnya di visualisasikan oleh Osiloskop.
(Sumber : Principles of underwater sound, 1946)
7.3. Sound Navigation And Ranging (SONAR)
Fungsi Osiloskop pada sistem sonar adalah untuk memvisualisasikan gelombang, sehingga waktu yang dibutuhkan gelombang ultrasonik untuk menghantam suatu benda lalu kembali dapat diukur, dimana hasil dari waktu jeda ini dapat digunkan untuk memperkirakan jarak suatu benda dari pemancar gelombang ultrasonik.
Gambar 13. Skema Prinsip Kerja SONAR
Daftar Pustaka
Admin, 2015. Function Generator. [online] Tersedia melalui:
<http://www.radio-electronics.com/info/t_and_m/generators/function-generator.php>[diakses 1 April 2017]
Chris Woodford, 2016. How Oscilloscope Work. [online] Tersedia melalui: <www.explainthatstuff.com/howoscilloscopeswork.html>[diakses 1 April 2017]
Dickson kho, 2017. Bagian Bagian Osiloskop Kontrol dan Indikator Osiloskop. [online]
Tersedia melalui: <teknikelektronika.com/bagian-bagian-osiloskop-kontrol-dan-indikator-osiloskop/>[diakses 30 Maret 2017]
Dickson kho, 2017. Pengertian Osiloskop Spesifikasi Penentu Kinerjanya. [online] Tersedia melalui: <teknikelektronika.com/pengertian-osiloskop-spesifikasi-penentu-kinerjanya/ >[diakses 30 Maret 2017]
Eckart, Carl, 1946. Principles of underwater sound. Washington, D.C: Research Analysis Group, Committee on Undersea Warfare, National Research Council.
Erik Hinrichsen, 2010. Basic Operations of an Oscilloscope. [online] Tersedia melalui:
<www.brighthubengineering.com/consumer-appliances-electronics/83578-basic-operations-of-an-oscilloscope>[diakses 1 April 2017]
