PERCOBAAN 1
OPERASI DASAR OSILOSKOP
KELAS LT 2D
KELOMPOK 3 :
1. Hanif Khoirul Fahmy
(09)
2. Hening Putri Riyandhini
(10)
3. Ikhwan Zuhri
(11)
4. Luqman Hakim
(12 )
Program Studi Teknik Listrik
Jurusan Teknik Elektro
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG
2014
PERCOBAAN 01
1. Tujuan
Setelah selesai melakukan percobaan ini mahasiswa dapat : 1. Menggunakan Osiloskop, mengukur tegangan dan frekuensi 2. Mengetahui cara meng-kalibrasi Osciloskop.
2. Pendahuluan
Osciloskop merupakan suatu alat ukur, dimana bentuk gelombang sinyal listrik yang diukur tergambar pada tabung sinar katoda. Pada dasarnya suatu Oscilloscope dapat dibagi menjadi tiga bagian utama :
1. Bagian tabung sinar Katoda
2. Bagian Penguat Horizontal ( X amplifier ) 3. Bagian Penguat Vertikal ( Y amplifier )
Tabung sinar katoda dapat dipandang sebagai inti dari Oscilloscope. Bagian ini berfungsi untuk mengubah sinyal listrik menjadi gambar yang tertera pada layar. Tabung sinar katoda dibuat dari bahan gelas yang didalamnya hampa udara, serta dilengkapi dengan bagian penembak elektron. Bagian Plat pembelok berkas elektron dan layar.
Penembak elektron ( “ electron gun “) berfungsi untuk membangkitkan berkas elektron dengan kecepatan tinggi. Elektron dikeluarkan oleh katoda, kemudian di percepat dengan tegangan tinggi dan akhirnya elektrok tersebut menumbuk layar.
Pada saat elektron menumbuk layar, maka pada layar akan terlihat cahaya berpendar. Bagian plat pembelok berfungsi untuk mengontrol arah berkas elektron., jika berkas elektron melalui celah antara kedua plat pembelok, maka elektron tersebut akan dibelokkan. Kemana arah elektron dibelokkan tergantung pada arah dan besar tegangan yang diberikan pada plat tersebut.
Bagian layar merupakan bagian dimana gambar dapat diamati. Pada sisi dalam layar ini dilapisi dengan phospor. Phospor akan mengeluarkan cahaya berpendar jika ada elektron dengan kecepatan tinggi yang menumbuknya, sehingga pada layar akan terdapat gambar atau cahaya berpendar. Karena simpangan berkas elektron sesuai dengan sinyal input yang diberikan, maka gambar yang terdapat pada layar juga akan sesuai dengan bentuk gelombang inputnya.Tombol – tombol Pada Osiloscope GOS - 6xxG
CH 2 (Y) input : terminal input CH 1.Jika dalam operasi X-Y,sebagai Y-axis input terminal .
AC-DC-GND : Saklar untuk menentukan mode hubungan sinyal input dan penguatan vertikal
AC : AC coupling DC : DC coupling
GND : input penguatan vertikal dihubungkan ke ground dan terminal input tidak dihubungkan
VOLTS/DIV : Selektor untuk menentukan sensitivitas sumbu x, dari 1mV/DIV sampai dengan 5V/DIV dalam 12 range.
VARIABLE : Pengatur sensitifitas. saat pada posisi CAL, sensitifitas dikalibrasikan pada nilai yang dinyatakan.
POSITION : Kendali vertikal dan horizontal berkas cahaya. VERT MODE : Menentukan kode operasi
CH 1: Osciloscope bekerja sebagai instrumen 1 kanal dengan CH1 saja. CH 2 : Osciloscope bekerja sebagai instrumen 1 kanal dengan CH2 saja.
DUAL : Osciloscope bekerja sebagai instumen 2 kanal, CH1 dan CH2. CHOP/ALT otomatis berubah sesuai dengan switch TIME/DIV. Apabila Tombol CHOP ditekan, kedua berkas cahaya akan tampak bersamaan dalam mode CHOP.
ADD : Osciloscope memperlihatkan penjumlahan aljabar ( CH1 + CH 2 ) atau perbedaan ( CH 1- CH 2 ) dari kedua sinyal.
3. Peralatan dan Bahan
1. 1 buah Osiloscope Dual Trace
3. 1 buah DCPS
4. 1 buah Probe
6. 1 buah multimeter
4. Gambar Rangkaian
Gb. 1.1 Osciloskop Sebagai Pengukur Tegangan Searah
Gb. 1.1 Osciloskop Sebagai Pengukur Tegangan AC
5.1 Operasi Dasar Osciloscope
Sebelum menghubungkan Osciloscope dengan tegangan jala – jala aturlah tombol kontrol dan saklar sbb :
Item Setting
SEARAH JARUM JAM ( PADA POSISI JAM 3) POSISI TENGAH
Setelah pengesetan kontrol dan saklar seperti pada tabel di atas, hubungkan steker catu daya pada jala – jala dan lanjutkan langkah sbb :
1. Tekan Saklar Power, maka setelah kurang lebih 20 detik sebuah Trace ( berkas cahaya ) akan muncul pada layar. Apabila tidak muncul. Ckeck ulang setting saklar dan kontrol.
2. Atur intensitas berkas cahaya dengan menggunakan tombol INTEN dan FOCUS, jangan terlalu terang agar layar tidak terbakar.
4. Hubungkan Probe pada terminal CH I INPUT dan hubungkan ujung probe pada terminal 2 Vp-p CAL ( IBRATOR) .
5. Atur posisi saklar AC- DC- GND pada posisi AC. Amati dan catatlah gambar yang muncul pada layar
6. Atur kontrol FOCUS , sehingga berkas cahaya tampak jelas.
7. Aturlah switch kendali posisi vertikal dan horizontal sehingga gelombang yang tampak dapat dibaca dengan jelas.
5.2 Operasi Dual - Channel
Ubahlah saklar VERT MODE ke pasisi DUAL, sehingga berkas cahaya ke 2 ( CH 2 ) akan tampak. Pada kondisi ini Berkas cahaya kanal 1 adalah sinyal gelombang kotak dan berkas cahaya kanal2 adalah garis lurus, karena tidak ada sinyal pada kanal 2 ( Kanal 2 bekum dihubungkan ).
Hubungkan terminal CH II input dengan terminal 2 Vp-p CALIBRATOR dengan menggunakan probe sama seperti pada terminal CH I input. Atur posisi saklar AC-DC-GND pada AC. Atur tombol Vertikal POSITION, sehingga kedua berkas muncul pada layar.
Apabila pada operasi dual-Channel mode Dual ataupun ADD. Sinyal CH 1 atau CH 2 harus dipilih untuk penyulutan sumber sinyal dengan menggunakan Saklar SOURCE. Jika sinyal CH I dan CH II mempunyai hubungan sinkron, maka kedua gelombang dapat muncul stasioner, jika tidak sinyal yang dipilih pada Saklar SOURCE yang akan terlihat stasioner. Jika Saklar TRIG ALT ditekan, kedua gelombang dapat terlihat stasioner. Jangan menggunakan saklar penyulutan CHOP dan ALT pada saat yang bersamaan. Pemilihan saklar CHOP dan ALT secara otomatis dilakukan oleh saklar TIME/DIV . 5 msec dan range lebih rendah digunakan dalam Mode CHOP dan 2 ms/DIV dan lebih tinggi digunakan dalam mode ALT.
5.3 Osciloscope Sebagai Pengukur Tegangan Searah ( DC )
Langkah Kerja
1.Susunlah diagram rangkaian seperti pada gambar 1.1
2. Atur Tegangan Output sumber tegangan searah sebesar 5 volt, diukur dengan Voltmeter.
3. Ukur Tegangan RL dengan menggunakan Osciloscope ( Hubungkan Input kanal 1 ( CH 1 ) dengan RL ).
4. Atur switch Osciloscope pada posisi DC.
6. Catat hasil pengamatan pada tabel 1.
7. Catat tinggi amplitudo untuk kedudukan switch Volt/div yang berbeda ( 4 kedudukan yang berbeda ).
5.4 Osciloscope Sebagai Pengukur Tegangan AC
1. Susunlah diagram rangkaian seperti pada gambar 2
2. Pada switch Fucntion tekan tombol gelombang sinus yang menyebabkan output Fuction generator merupakan dengan
3. Atur Tegangan Output Function Generator 1 volt dengan mengatur tombol OFFSET ADJ, Tegangan output diukur dengan Voltmeter.
4. Tekan tombol 10 pada switch range frekwensi. 5. Atur Multiplier pada posisi 1.
6. Hubungkan Input kanal 1 ( CH 1 ) dengan RL 7. Atur switch Osciloscope pada posisi AC.
8. Amati bentuk gelombang dan tinggi Amplitudonya. 9. Catat hasil pengamatan pada tabel 2.
6. Hasil Pengukuran
Tabel 1. Osciloscope sebagai Pengukur Tegangan DC
no
Tegangan RL Kedudukan Banyaknya Tegangan Sumber (Beban) Volt/div Kotak RL
(volt) (Ohm) (buah) (Volt)
Tabel 2. Osciloscope sebagai Pengukur Tegangan AC
No
Function Generator RL Posisi Switch Osciloscope
Veff RangeFreq. Multiplier FrekwensiTegangan
Output [Ohm] Volt/Div
6.1. Analisa Data Tabel
Pada tabel 1 cara mencari Tegangan RL adalah dengan menggunakan rumus : Tegangan RL (Volt) = Kedudukan Volt/div x Jumlah Kotak
= 1 x 2,4 = 2,4 volt
Pada tabel 2 cara mencari Vpp adalah dengan menngunakan rumus : Vpp = Votl/div x Jumlah Kotak
Cara mencari Veff adalah dengan menggunakan rumus : Veff = Vpp / 2 / √2
= 4,4 / 2 / = 1,55 volt
Cara mencari Frekuensi adalah dengan menggunakan rumus : F = 1 / T atau F = 1 / (time/div x jumlah kotak)
F = 1/ (0,01 x 5) = 20 Hz
7. Pertanyaan dan Tugas
1. Jelaskan keuntungan Oscilloscope dengan tahanan dalamnya yang tinggi? 2. Dapatkan oscilloscope digunakan untuk mengukur arus?
3. Hitunglah frekwensi maximum yang dapat diukur oleh oscilloscope yang anda gunakan dalam percobaan ini?
4. Berapa tegangan Vdc max dan tegangan Vpp max yang dapat diuukur CRO?
5. Bandingkan frekuensi tegangan sinyal menurut generator sinyal dengan frekuensi hasil hitungan dari layar CRO?
6. Bandingkan tegangan efektif menurut CRO dengan menurut Voltmeter? 7. Berilah analisa hasil percobaan saudara?
8. Jelaskan bilamana saudara menggunakan probe 1 dan probe 10?
8. Jawaban Pertanyaan
1.
–Tahanan dalam Osciloscope yang tinggin membuat nya dapat mengukur tegangan dengan range lebih tinggi.-Ketepatan dalam pengukuran tegangan lebih akurat, dan kesalahan akibat pembebanan dalam alat ukur kecil, jadi tingkat kesalahan pada perhitungan lebih sedikit terjadi.
2.
Osciloscope bisa saja digunakan untuk mengukur arus, akan tetapi tidak secara langsung. Pada dasarnya oscilloscope alat untuk mengukur tegangan. Setelah diketahui tegangan dan hambatan maka dapat mencari besanya arus dengan rumus I = V/RJumlah kotak = 1,6 D2= f…?
D3= T = time/div x jumlah kotak = 1 x 10-3
s x 1,6
= 1,6 x 10-3
s s
F = 1/T
= 1 / 1,6 x 10-3
s
= 625 HZ
4.
Jika pada oscilloscope tombol volt/div maksimal adalah 5 volt/div dan layar pada oscilloscope maksimal ada 8 kotak (vertical) jika pada probe dipilih redaman x10, maka vpp maksimal= 5x8x10=400 volt5.
Pada frekuensi hasil perhitungan dari layar CRO dengan hasil dari frekuensi menurut generator masing-masing alat, nilainya kurang lebih sama.6.
Nilai tegangan menurut CRO dengan nilai voltmeter tidak terpaut jauh walaupun tidak sama persis, dan pada masing-masing alat memiliki nilai toleransi yang berbeda, voltmeter akan bekerja dan menunjukkan hasil yang presisi jika digunakan dengan frekuensi 50 Hz, sedangkan pada CRO dapat digunakan dengan frekuensi ribuan Hz.7.
Dalam percobaan akan diperoleh nilai V efektif sama, jika nilai resistansinya sama, nilai frekuensi yang terukur pada oscilloscope mendekati atau sama dengan nilai frekuensi tegangan output yang dihasilkan function generator,apabila nilai yang terukur tidak sama atau mendekati, itu dikarenakan adanya fakror human error pada saat merangkai atau membaca hasil, osciloscope sebagai pengatur tegangan DC tidak dapat mengetahui besarnya frekuensi karena pada sumber DC tidak terdapat frekuensi, Sedangkan oscilloscope sebagai pengukur tegangan AC berfrekuensi.Penggunaan tegangan sumber dan besar tahanan yang sama akan menghasilkan besar tegangan RL yang sama, tidak tergantung pada kedudukan Volt/Div nya.9. Kesimpulan
Melakukan kalibrasi pada osciloscope dengan cara adalah hal pertama yang dilakukan sebelum dilakukannya praktikum, kalibrasi dapat dilakukan dengan menempatkan semua control pada posisi terkalibrasi dan menggunakan sinyal untuk mengukur kalibrasi, kalibrasi ini dilakukan agak hasil dari praktikum ini mendapatkan nilai yang presisi dan tidak jauh berbeda dengan hasil teoritis.
Osciloscope ini dapat digunakan untuk mengukur, tegangan bolak-balik dan tegangan searah, juga dapat mengukur Frekuensi dan Beda fasa. dapat juga digunakan untuk mengukur arus (secara tidak langsung) , Osciloscope dapat juga menunjukkan sinyal dengan bentuk sinusoida, persegi atau dalam bentuk pola Lissajous.
Fungsi dari osciloscope adalah, untuk melihat dan mengukur sinyal listrik, mengukur tegangan DC atau AC, beda fasa, dari dua gelombang yang sejenis.
