MODUL 1 PENGUKURAN DASAR ELEKTRONIKA (1)

(1)

MODUL 1 PENGUKURAN DASAR ELEKTRONIKA

El Fitra Citra Nabila (K1C015041) Asisten: Wahyu Pratama Putra

Tanggal Percobaan: 05/10/2016 PAF15210P-Praktikum Elektronika Dasar

Laboratorium Elektronika, Instrumentasi dan Geofisika – Fakultas Matematika

dan Ilmu Pengetahuan Alam Unsoed

(2)

Abstrak

Pengukuran dasar elektronika merupakan serangkaian acara dari praktikum Elektronika Dasar I yang bertujuan sebagai pengenalan awal terhadap berbagai peralatan yang ada di dalam Laboratorium Elektronika, Instrumentasi dan Geofisika-Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Unsoed. Adapun peralatan yang digunakan dalam Pengukuran Dasar Elektronik ini adalah Catu Daya (Power Supply) sebagai sumber arus, Generator Isyarat (Function Generator) sebagai pembangkit sinyal listrik berupa gelombang dengan frekuensi dan amplitudo yang dapat diukur, Osiloskop (Cathoda Ray Oscilosscope) sebagai penampil nilai dan bentuk gelombang, Resistor, Multimeter Digital (Multimeter Digital) sebagai alat pengukur arus, tegangan, dan hambatan, serta Projectboard sebagai tempat untuk membuat rangkaian resistor, kapasitor dan sebagainya. Langkah pertama yang dilakukan adalah kalibrasi tegangan osiloskop, kalibrasi frekuensi osiloskop, pengukuran tegangan AC dan frekuensi dari generator isyarat dengan osiloskop, serta pengukuran tegangan dan arus listrik DC menggunakan MMD. Kemudian menghubungkan kabel osiloskop pada channel yang ada pada osiloskop, setelah itu lakukan kalibrasi sesuai dengan frekuensi dan amplitudo yang sudah ditentukan serta mengatur dan lakukan pengukuran nilai tegangan pada titik AB, BC, dan CD serta nilai arus yang mengalir dengan menggunakan MMD. Dari percobaan diperoleh kesimpulan bahwa kalibrasi dapat dilakukan dengan mengatur nilai VoltDiv dan timeDiv pada osiloskop, serta mengatur nilai frekuensi dan amplitudo pada generator. Nilai tegangan total pada rangkaian resistor seri merupakan penjumlahan dari nilai tegangan pada setiap titik berhambatan.

Kata kunci: Peralatan, Kalibrasi, Osiloskop, VoltDiv.

1. PENDAHULUAN

Peralatan yang digunakan dalam praktikum pengukuran dasar elektronika meliputi Catu Daya (Power Supply), Generator Isyarat (Function Generator), Osiloskop (Cathoda Ray Oscilosscope),

Multimeter Digital, Projectboard/Breadboard, dan Resistor. Peralatan-peralatan tersebut dibagi ke dalam beberapa golongan yaitu peralatan sebagai alat ukur, peralatan sebagai sumber sinyal atau sumber arus, dan peralatan sebagai kompononen dasar atau bahan yang digunakan dalam praktikum. Rangkaian praktikum yang pertama adalah kalibrasi tegangan osiloskop. Pengkalibrasian dilakukan dengan mengatur nilai VoltDiv pada skala 0.2 volt (pada osiloskop) dan mengatur frekuensi 1 Khz atau 1 Mhz (pada generator isyarat). Rangkaian praktikum yang kedua yaitu kalibrasi frekuensi osiloskop. Pengkalibrasian dilakukan dengan mengatur posisi TimeDiv pada skala 1 ms (pada osiloskop) dan mengatur nilai frekuensi sebesar 1 Khz (pada generator isyarat). Rangkaian praktikum yang ketiga yaitu pengukuran tegangan AC dan frekuensi dari generator isyarat dengan osiloskop. Pengukuran diawali dengan mengatur frekuensi pada generator isyarat sebesar 1 KHz dan amplitudo pada skala 5 Vpp. Dengan melihat gelombang yang muncul pada layar osiloskop, dapat ditentukan besarnya nilai tegangan dan frekuensi. Rangkaian praktikum yang keempat yaitu pengukuran tegangan dan arus listrik DC dengan MMD. Sebelum dimulai pengukuran, diawali dengan pembuatan rangkaian resistor pada project board. Resistor terdiri dari dua buah resistor 47 KΩ dan satu buah resistor 10 KΩ . Kemudian dihubungkan dengan sumber tegangan 9 volt dan dilakukan pengukuran tegangan serta arus menggunakan MMD.

2. STUDI PUSTAKA

(3)

peralatan dalam elektronika dasar dan kalibrasi.

2.1 PERALATANELEKTRONIKA DASAR

1) Resistor

Resistor dalam elektronika juga dikenal sebagai hambatan. Resistor memiliki fungsi untuk mengatur arus listrik yang mengalir pada sebuah komponen. Resistor memiliki nilai resistansi yang dinyatakan dalam satuan ohm(Ω). Nilai resistor tercermin dari warna yang terdapat pada resistor itu sendiri [2].

2) Osiloskop merupakan instrumen elektronika yang juga digunakan sebagai alat ukur tegangan. Berbeda dengan multimeter, yang menyajikan data berupa nilai tegangan, osiloskop mampu menampilkan bentuk dari sinyal (tegangan) listrik pada suatu rangkaian elektronika yang berubah terhadap waktu. Untuk membandingkan dua atau lebih sinyal masukan baik secara bersamaan maupun tidak harus menggunakan skala yang sama, khususnya untuk skala sumbu y atau volt/div. Selain itu diperlukan proses kalibrasi pada awal penggunaan osiloskop [1].

3) Generator sinyal (signal generator) merupakan perangkat elektronika yang berfungsi untuk menghasilkan beberapa bentuk sinyal dengan besar amplitudo serta nilai frekuensi yang dapat diatur sesuai dengan kebutuhan pengguna. Adapun beberapa bentuk sinyal yang dihasilkan antara lain sinyal sinusoidal, sinyal persegi, dan sinyal segitiga atau gergaji [1].

4) Multimeter merupakan instrument yang secara umum berfungsi mengukur besaran elektronika meliputi tegangan (beda potensia), Multimeter digital menyajikan data dalam bentuk diskret, sedangkan multimeter analog menampilkan data menggunakan jarum yang berada dalam suatu skala [1].

5) Projectboard merupakan papan yang digunakan untuk merangkai rangkaian elektronika secara semi

permanen. Breadboard memiliki sejumlah lubang yang dapat digunakan untuk meletakan komponen-komponen elektronika. Lubang-lubang ini saling terhubung satu dengan yang lain melalui bagian bawah breadboard dengan pola tertentu [1].

2.2 KALIBRASI

Kalibrasi merupakan kegiatan yang membentuk hubungan antara nilai yang ditunjukkan oleh instrumen ukur atau sistem pengukuran, atau nilai yang diwakili oleh bahan ukur, dengan nilai-nilai yang sudah diketahui yang berkaitan dengan besaran yang diukur dalam kondisi tertentu. Dengan kata lain kalibrasi adalah kegiatan untuk menentukan kebenaran konvensional nilai penunjukkan alat ukur dan bahan ukur dengan cara membandingkan terhadap standar ukur ke standar internasional [3].

3. METODOLOGI

3.1 ALAT DAN BAHAN

Alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum ini yaitu : Catu Daya (Power Supply) sebagai sumber arus, Generator Isyarat (Function Generator) sebagai pembangkit sinyal listrik berupa gelombang dengan frekuensi dan amplitudo yang dapat diukur, Osiloskop (Cathoda Ray Oscilosscope) sebagai penampil nilai dan bentuk gelombang, Resistor, Kapastor, Multimeter Digital sebagai alat pengukur arus, tegangan,

dan hambatan, serta

Projectboard/Breadboard sebagai tempat untuk membuat rangkaian resistor, kapasitor dan sebagainya.

3.2 PROSEDUR KERJA

3.2.1 Diagram Kalibrasi Tegangan Osiloskop

Laporan Praktikum – Laboratorium Elektronika, Instrumentasi dan Geofisika – FMIPA Unsoed 3 Menyiapkan kabel dan osiloskop Menyiapkan kabel dan osiloskop

Menghubungkan kabel pada ch.1 Menghubungkan kabel pada ch.1

Mengatur VoltDiv pada skala 0.2 Volt Mengatur VoltDiv pada skala 0.2 Volt

Buka tutup ujung probe Buka tutup ujung probe

Masukkan ujung probe pada lubang kalibrasi Masukkan ujung probe pada lubang kalibrasi

Mengatur tegangan amplitudo sebesar 0.2 Vpp Mengatur tegangan amplitudo sebesar 0.2 Vpp

Mengatur frekuensi generator sebesar 1 Khz atau 1 Mhz

(4)

3.2.2 Diagram Kalibrasi Frekuensi Osiloskop

3.2.3 Pengukuran Tegangan dan Arus Listrik DC dengan MMD

4. HASIL DAN ANALISIS

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, hasil analisisnya adalah sebagai berikut :

Tabel Pengukuran Tegangan dan

Arus Listrik DC menggunakan MMD

Dari tabel diatas, dapat terlihat bahwa tegangan yang dihasilkan dari catu daya DC adalah sebesar 12 V. Kemudian dilakukan pengukuran nilai tegangan di setiap titik berhambatan. Ketika melewati titik AB yang memiliki nilai hambatan 47 kΩ, maka tegangannya bernilai 5.34 Volt; saat melewati titik BC berhambatan 10 kΩ, maka tegangannya bernilai 1.09 V; ketika melewati titik CD berhambatan 47 kΩ, maka tegangannya bernilai 5.35 V. Arus yang dihasilkan dari jenis rangkaian tersebut terhitung sebesar 0.11 mA.

Pada rangkaian resistor seri, nilai tegangan total (Vtotal) merupakan jumlah dari nilai tegangan pada setiap titip hambatan di rangkaian seri. Pada tabel diatas nilai Vtotal merupakan penjumlahan dari 5.34 + 1.09 + 5.35 Volt yaitu 11.78 Volt, yang apabila dibulatkan akan bernilai 12 Volt. Angka tersebut sesuai dengan tegangan awal yang dialirkan pada rangkaian yaitu sebesar 12 Volt.

Sementara itu untuk nilai arus total yang mengalir pada rangkaian akan sama dengan nilai arus yang mengalir pada setiap titiknya, yaitu sebesar 0.11 mA.

Nilai arus diperoleh menggunakan rumus : V = I R , untuk mencari nilai I maka rumusnya menjadi I = V/R , dimana V merupakan tegangan dari sumber sebesar 12 V dan R merupakan nilai hambatan total dari rangkaian seri yaitu (47 +10 +47) kΩ = 104 kΩ .

Menyiapkan kabel dan osiloskop Menyiapkan kabel dan osiloskop

Menghubungkan kabel pada ch.1 Menghubungkan kabel pada ch.1

Mengatur TimeDiv pada skala 1 ms Mengatur TimeDiv pada skala 1 ms

Buka tutup ujung probe Buka tutup ujung probe

Masukkan ujung probe pada lubang kalibrasi Masukkan ujung probe pada lubang kalibrasi

Mengatur frekuensi generator sebesar 1 Khz atau 1 Mhz

Membuat rangkaian resistor yang sudah ditentukan

Menghubungkan dengan sumber tegangan DC 9 Volt

Mengubungkan rangkaian dengan MMD Mengubungkan rangkaian dengan MMD

Mengukur nilai tegangan titik AB,BC, dan CD Mengukur nilai tegangan titik AB,BC, dan CD

Menentukan besar arus listrik yang mengalir Menentukan besar arus listrik yang mengalir

Tegangan Sumber

(VAD)

VAB VBC VCD I

(5)

5. KESIMPULAN

Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa pengenalan alat-alat praktikum Elektronika Dasar I, meliputi:

- Catu Daya (Power Supply) - Generator Isyarat

- Osiloskop - Multimeter - Projectboard - Reistor - Kapasitor

Pengenalan alat-alat ini bertujuan agar praktikan paham betul mengenai fungsi dan cara kerja alat-alat tersebut, sehingga dapat menggunakan alat-alat tersebut dengan baik dan benar.

Kemudian dilakukan percobaan kalibrasi tegangan dan frekuensi. Dimana disini praktikan mencoba me-visualisasikan sinyal listrik menjadi sebuah gelombang sinus menggunakan osiloskop. Hal ini dilakukan agar praktikan mengetahui cara menghitung nilai tegangan serta nilai frekuensi dari gambar gelombang sinus tersebut.

Pengukuran tegangan dan Arus Listrik DC dengan MMD. Dari hasil pengukuran didapatkan hasil sebagai berikut:

- Tegangan

VAD = VAB + VBC + VCD

12 V = 5,34 V+1,09 V+5,35 V 12 V = 12 V

- Arus

I

=

V

R

I

=

Vtotal

R

1 +

R

2 +

R

3

I =12/(47+10+47) I = 12/104

I = 0,11 mA

DAFTAR PUSTAKA

[1] Hartono, M.Si, Modul Praktikum Elektronika Dasar I, Universitas Jenderal Soedirman, Purwokerto, 2016.

[2] Basuki, Elektronika Edisi kedua, ITB, Bandung, 2009.

[3] Mikarajuddin, Elektronika Dasar, Erlangga, Jakarta, 2008.

(6)

LAMPIRAN

Gambar 1. Rangkaian resistor seri

Gambar 2. Tampilan gelombang pada osiloskop

Gambar 3. Rangkaian Generator isyarat, osiloskop dan resistor

Gambar 4. Generator isyarat

(7)

MODUL 2 RANGKAIAN TAPIS (FILTER)

El Fitra Citra Nabila (K1C015041) Asisten: Wahyu Pratama Putra

Tanggal Percobaan: 05/10/2016 PAF15210P-Praktikum Elektronika Dasar

Laboratorium Elektronika, Instrumentasi dan Geofisika – Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam Unsoed

(8)

Abstrak

Rangkaian tapis(filter) merupakan rangkaian yang mampu menyaring sinyal frekuensi dari sumber. Rangkaian tapis dibagi menjadi dua macam yakni tapis lolos rendah, dan tapis lolos tinggi. Tapis lolos rendah dapat meneruskan frekuensi lemah dan menghambat frekuensi tinggi. Sedangkan tapis lolos tinggi dapat meneruskan frekuensi tinggi dan menahan frekuensi rendah.

Kata kunci: Tapis lolos rendah, Tapis lolos tinggi, Rangkaian, Frekuensi.

6. PENDAHULUAN

Praktikum rangkaian tapi (filter) bertujuan agar praktikan memahami rangkaian tapis baik itu rangkaian tapis lolos rendah maupun rangkaian tapis lolos tinggi. Praktikum ini dibagi menjadi dua bagian yaitu tapis lolos rendah dan tapis lolos tinggi. Dimana di keduanya praktikan mencari nilai Voutput untuk menentukan nilai K.

7. STUDI PUSTAKA

Rangkaian Tapis atau Filter adalah suatu rangkaian yang digunakan untuk membuang tegangan output pada frekuensi tertentu. Untuk merancang rangkaian filter dapat digunakan komponen pasif (R,L,C) dan komponen aktif (Op-Amp, transistor). Dengan demikian filter dapat dikelompokkan menjadi filter pasif dan filter aktif.

Pada dasarnya filter dapat dikelompokkan menjadi 2 jenis:

1. Filter lolos rendah/ Low pass Filter.

2. Filter lolos tinggi/ High Pass Filter.

Untuk membuat filter seringkali dihindari penggunaan inductor, terutama karena ukurannya yang besar. Sehingga umumnya filter pasif hanya memanfaatkan komponen R dan C saja [3].

7.1 TAPIS LOLOS RENDAH

Tapis lolos rendah digunakan untuk meneruskan sinyal berfrekuensi rendah dan meredam sinyal berfrekuensi tinggi.

Tapis lolos rendah seperti yang digambarkan diatas dapat dibuat dengan meletakkan kumparan secara seri dengan sumber sinyal atau dengan meletakkan kapasitor secara paralel dengan sumber sinyal. Kumparan yang diletakkan secara seri dengan sumber tegangan akan meredam frekuensi tinggi dan meneruskan frekuensi rendah, sedangkan sebaliknya kapasitor yang diletakkan seri akan meredam frekuensi rendah dan meneruskan frekuensi tinggi [2].

7.2 TAPIS LOLOS TINGGI

High pass filter adalah jenis filter yang melewatkan frekuensi tinggi, tetapi mengurangi amplitudo frekuensi yang lebih rendah daripada frekuensi cutoff. Nilai-nilai pengurangan untuk frekuensi berbeda-beda untuk tiap-tiap filter ini .Terkadang filter ini disebut low cut filter, bass cut filter frekuensi yang tinggi akan di teruskan oleh kapasitor dan frekuensi yang rendah akan ditahan [1].

8. METODOLOGI

8.1 ALAT DAN BAHAN

(9)

sebagai pembangkit sinyal listrik berupa gelombang dengan frekuensi dan amplitudo yang dapat diukur, Osiloskop (Cathoda Ray Oscilosscope) sebagai penampil nilai dan bentuk gelombang, Multimeter Digital sebagai alat pengukur arus, tegangan, dan hambatan, serta Projectboard/Breadboard sebagai tempat untuk membuat rangkaian resistor, kapasitor dan sebagainya.

8.2 PROSEDUR KERJA

3.2.1 Diagram Tapis Lolos Rendah

8.2.2 Diagram Tapis Lolos Tinggi

9. HASIL DAN ANALISIS

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dihasilkan data angka pada percobaan rangkaian tapis lolos rendah dan tapis lolos tinggi. Data percobaannya adalah sebagai berikut :

Tabel

4-1

Tabel Data Hasil

Percobaan Tapis Lolos Rendah

Frek

(Hz) (mV)Vin (mV)Vout Vout/ViK = n 50 100 32 0.032 100 100 20 0.02 200 100 12 0.012 300 100 10 0.01 1000 100 6 0.006 2000 100 6 0.006 4000 100 6 0.006 6000 100 6 0.006 8000 100 6 0.006 10000 100 6 0.006 20000 100 6 0.006 40000 100 6 0.006 60000 100 6 0.006 80000 100 6 0.006 10000

Laporan Praktikum – Laboratorium Elektronika, Instrumentasi dan Geofisika – FMIPA Unsoed 9

Membuat rangkaian dari R = 1kΩ dan C = 10000 pF Membuat rangkaian dari R

= 1kΩ dan C = 10000 pF

Menghubungkan generator dengan jalur input rangkaian

tapis rendah

Mengatur frekuensi 50 Hz dan amplitudo 100 mVpp Mengatur frekuensi 50 Hz

dan amplitudo 100 mVpp

Mengatur tegangan 100 mV pada osiloskop

Membuat variasi pengukuran V output dengan frekuensi 50 Hz

hingga 1 MHz Membuat variasi pengukuran V output dengan frekuensi 50 Hz

hingga 1 MHz

Membuat rangkaian dari R = 1kΩ dan C = 10000 pF Membuat rangkaian dari R =

1kΩ dan C = 10000 pF

tapis tinggi

Mengatur frekuensi 50 Hz dan amplitudo 100 mVpp Mengatur frekuensi 50 Hz dan

amplitudo 100 mVpp

Mengatur tegangan 100 mV pada osiloskop

hingga 1 MHz

(10)

60000 nilai tegangannya tidak mengalami perubahan. Hal tersebut sesuasi dengan materi yang ada dalam buku rujukan, bahwa

low pass filter hanya melewatkan frekuensi rendah, sementara pada frekuensi tinggi nilai V nya akan menurun hingga kemudian konstan saja [4].

Hal tersebut dapat terlihat pada grafik di bawah ini :

Tabel

4-2

Tabel Data Hasil

Percobaan Tapis Lolos Tinggi

Frek

10000 100 60 0.6 20000 100 80 0.8 40000 100 100 1 60000 100 100 1 80000 100 100 1 10000 frekuensi 50 hingga 8000 Hz nilai V output

adalah konstan. Sementara itu, untuk frekuensi 10000 hingga 60000 nilai V output

menurun, dan kembali konstan untuk frekuensi 80000 hingga 1000000 Hz. Hal tersebut terjadi sedikit penyimpangan dari materi di dalam buku rujukan , dimana nilai tegangan akan bernilai konstan pada saat frekuensi tinggi saja dan akan menurun pada saat frekuensinya rendah, bahkan akan mendekati nol [5]. Hal tersebut dapat dikarenakan kondisi kabel penghubung yang kurang baik dan penggunaan skala VoltDiv pada osiloskop yang kurang tepat.

(11)

10.KESIMPULAN

Pada rangkaian tapis lolos rendah, resistor dipasang seri dengan sumber tegangan menyebabkan frekuensi rendah yang diteruskan. Sehingga pada grafik terlihat ketika frekuensi dinaikan, nilai K akan semakin turun. Sedangkan pada rangkaian tapis lolos tinggi, kapasitor yang dipasang seri dengan sumber tegangan menyebabkan frekuensi tiggi yang diteruskan. Sehingga pada grafik terlihat ketika frekuensi dinaikan, nilai K akan naik dan saat frekuensi diturunkan nilai K akan ikut turun.

DAFTAR PUSTAKA

[4] Cheng, Elektronika, Erlangga, jakarta, 2008.

[5] http://andri19921119.blogspot.co.i d/p/filter-aktif-dan-filter-pasif.html

8-11-2015, 19.45 [6]

http://elka- spirit.blogspot.co.id/p/makalah-rangkaian-filter.html 10-10-2016, 19.00

[7] http://www.robby.c.staff.gunadarma .ac.id, 09/10/2016, 23:48.

[8] Kamajaya, Elektronika Universitas, Erlangga, Jakarta, 2007.

LAMPIRAN

(12)

Gambar 1. Rangkaian Low pass filter

Gambar 2. Rangkaian High pass filter

Gambar 3. Osiloskop