ANALISA LISSAJOUS

ANALISA LISSAJOUS LISSAJOUS Supri Lestari (K1C016045) Asisten: Mohammad Fachrurrozy Tanggal Percobaan: 02/11/2017 PAF15210P-Praktikum Elektronika Dasar I

Laboratorium Elektronika, Instrumentasi dan Geofisika – Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Unsoed Abstrak Praktikum analisa lissajous telah dilakukan dengan tujuan untuk memahami prinsip dasar dari lissajous, dapat menggunakan metode lissajous untuk mengukur beda fase dari dua sinyal listrik AC dan dapat menggunakan metode lissajous untuk mengukur frekuensi dari sebuah sinyal listrik AC. Pengukuran beda fase dua sinyal dari sebuah Low Pass Filter menghasilkan gambar lissajous berbentuk elips yang condong ke kanan, kemudian dilakukan pengukuran terhadap titik-titik elips tersebut untuk mendapatkan nilai beda fase Φ. Prinsip dasar metode lissajous adalah penampakan pola lissajous pada layar osiloskop dari perbandingan antara beda fase, frekuensi dan amplitude dari dua gelombang masukan pada setiap chanel osiloskop. Pada pengukuran beda fase dalam praktikum diperoleh beda fase sebesar 156.422 °. Pada pengukuran frekuensi sinyal terhadap sinyal standar yang ditampilkan dalam gambar gambar pola lissajous diperoleh diperoleh hasil perbandingan frekuensi f1 dan f2 adalah 1 : 1, 1 : 2, 1 : 4 , 1 : 6 dan 1:8 dengan nilai f1 100 Hz, 200 Hz, 400Hz, 600 Hz dan 800Hz.

Kata kunci: Lissajous, Frekuensi, Beda Fase, Amplitudo. 1. PENDAHULUAN Metode lissajous merupakan metode sederhana karena hanya menggunakan beberapa peralatan sederhana seperti osiloskop sinar katoda(Cathode RayOscilloscope / CRO), generator isyarat dan trafo step-down. Osiloskop Dual Trace dapat memperagakan dua buah sinyal sekaligus pada saat yang sama. Cara ini biasanya digunakan untuk melihat bentuk sinyal pada dua tempat yang berbeda dalam suatu rangkaian elektronik. Dua gelombang sinus dengan frekuensi yang sama akan menghasilkan gambar Lissajous yang bisa berbentuk : garis lurus, elips atau lingkaran, bergantung pada fasa dan amplitude kedua sinyal tersebut. Sebuah lingkaran hanya dapat terbentuk, jika amplitude kedua sinyal sama, jika kedua sinyal tidak sama dan/atau tidak sefasa akan terbentuk sebuah elips yang sumbusumbunya adalah bidang horizontal dan bidang vertikal. Bentuk pola lissajous juga dapat dibentuk dari dua gelombang yang saling tegak lurus dan mempunyai perbandingan frekuensi (misalnya 1:2,1:4,1:6 dst).

2. S TUDI PUSTAKA Gambar atau diagram lissajous adalah sebuah penampakan pada layar osiloskop yang mencitrakan perbedaan atau perbandingan antara beda fase, frekuensi dan amplitudo dari dua gelombang masukkan pada setiap chanel osiloskop. Frekuensi adalah suatu besaran yang menyatakan banyaknya gelombang yang terjadi setiap detiknya yang dinyatakan dalam satuan Hz. Amplitudo merupakan simpangan terjauh dari suatu gelombang atau juga dapat didefinisikan sebagai nilai puncak atau maksimum positif dari sebuah gelombang sinusoidal. Sedangkan beda fase adalah perbedaan sudut mulai antara dua gelombang sinusoidal yang sedang diamati. Bentuk pola lissajous yang muncul pada osiloscop juga dapat dibentuk dari dua gelombang yang saling tegak lurus dan mempunyai perbandingan frekuensi (misal 1:2, 1:4 dan seterusnya). Gambar di bawah ini memperlihatkan beberapa pola Lissajous dengan perbandingan frekuensi dan beda fasa yang berbeda-beda [1].

Gambar 2-1 Pola Lissajous dengan frekuensi dan beda fase yang berbedabeda.

Beda fasa adalah perbedaan waktu dua buah gelombang yang mempunyai frekuensi sama dalam berosilasi. Pengukuran beda fasa ini biasanya dilakukan pada gelombang input dan output suatu rangkaian. Dua buah gelombang bisa mempunyai besar amplitude dan frekuensi yang sama tetapi berbeda fasa[2].

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

1

atau elips. Gambar-gambar lissajous ini kemudian dibandingkan dengan gambar standar beda fase. Sinyal Vx dan sinyal Vy pada nilai frekuensi tertentu membentuk gambar lissajous[3]. 2.1 JUDUL SUB-BAB a.

Pengukuran beda fase dari sebuah Low Pass Filter

b. Pengukuran frekuensi 3.

Gambar 2-2 Berbagai Pola Lissajous

Pengurangan beda fase dua gelombang dapat dilakukan dengan menggunakan metode lissajous. Pada mode X-Y osiloskop beda fase gelombang akan terlihat seperti gambar berikut:

METODOLOGI

3.1 W AKTU DAN TEMPAT Praktikum ini dilaksanakan di Laboratorium Elektronika, Instrumentasi dan Geofisik Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Unsoed,, Tanggal 02 November 2017, hari Kamis pukul 07.30 WIB sampai dengan 09.30 WIB. 3.2

ALAT DAN BAHAN

Peralatan dan bahan yang digunakan antar lain :

Gambar 2-3 Pola Lissajous lingkaran serong kanan

Pengukuran beda fase dalam lissajous untuk pola seperti di atas (gambar miring ke kanan) digunakan rumus: ∅ = sin sin−

3.3

1.

Generator isyarat

2.

Osiloskop dual trace

3.

Resistor

4.

Kapasitor

5.

Trafo step-down

CARA KERJA A. Pengukuran beda fase dari sebuah low pass filter

 

Sedangkan bila pola miring ke kiri digunakan rumus:  ∅ = 180°  sin sin− 

Nila A diukur antara sumbu X dengan titik dimana pola (elips) memotong sumbu Y. sedangkan nilai B merupakan tinggi elips diukur dari sumbu X. Untuk mendapatkan nilai-nilai ini elips harus diset berada ditengah-tengah layar osiloskop [2]. Pengukuran beda fase ada dua cara, yaitu: yaitu: Dual Trace dan dan Lissajous. Lissajous. Cara dua dua trace, yaitu dengan dengan melihat selisih gelombang keluaran chanel I dan chanel II dari osiloskop. Cara lissajous (cara langsung ) yaitu dengan memutar Time/dik osiloskop pada posisi paling kanan sehingga akan sehingga akan dihasilkan bentuk lingkaran Laporan Praktikum – Laboratorium Elektronika, Instrumentasi dan Geofisika – FMIPA Unsoed

2

Rangkaian low pass filter dibuat

Rangkaian low pass filter dibuat

Osiloskop Osiloskop terlebih terlebih dahulu dikalibrasi dikalibrasi Osiloskop Osiloskop terlebih terlebih dahulu dikalibrasi dikalibrasi

Generator isyarat disetting pada posisi gelombang sinus, frekuensi 1 Hz dan amplitudo 100 mV

Generator isyarat disetting pada posisi gelombang sinus, frekuensi 1 Hz dan amplitudo 100 mV

Osiloskop disetting pada posisi Time/Dive 1s/dive ,trigger auto, X-Y aktif, chanel A 50 mV/div dan chanel B 100 mV/div

Osiloskop disetting pada posisi Time/Dive 1s/dive ,trigger auto, X-Y aktif, chanel A 50 mV/div dan chanel B 100 mV/div

Gambar Gambar lissajous lissajous ditempat ditempat di tengah layar osiloskop Frekuensi generator isyarat diatur sehingga dilayar osiloskop diperoleh bentuk lissajous yang stabil Gambar lissajous pada layar osiloskop difoto

Frekuensi pada generator isyarat dicacat

Hasil pengukuran terhadap titik-titik (A dan B) atau (C dan D) dicatat

Langkah keempat dilakukan kembali untuk mendapat pola lissajous yang lain dengan perbandingan 1:1 dan 1:4

Langkah 3 sampai langkah 6 diulangi dengan variasi frekuensi

Gambar 3.2-2 Diagram cara kerja pengukuran beda fase dari low pass filter

B. PENGUKURAN FREKUENSI

Gambar 3.2-3 Diagram cara kerja pengukuran beda fase dari low pass filter

4.

H ASIL DAN A NALISIS NALISIS

Pada percobaan pertama mengenai pengukuran beda fase dari sebuah low pass filter diperoleh gambar lissajous berbentuk elips yang condong ke kiri seperti pada gambar dibawah ini :

Gambar 4.1-1 Pola lissajous serong ke kiri

Untuk membentuk sebuah lingkaran pola lissajous dibutuhkan kedua sinyal masukan amplitudo yang sama, jika ingin membentuk sebuah elips dibutuhkan kedua sinyal amplitudo tidak sefase Laporan Praktikum – Laboratorium Elektronika, Instrumentasi dan Geofisika – FMIPA Unsoed

3

dengan sumbunya pada bidang vertical dan horizontal. Pola lissajous pada gambar di atas hanya terdiri dari satu elips saja menunjukkan bahwa kedua gelombang tersebut mempunyai frekuensi yang sama. Pola lissajous di atas condong ke kiri sehingga untuk menghitung beda fasenya digunakan rumus sebagai berikut : ∅ = 180° 180°  sin sin−



 0.4 ∅ = 180°  sin− 1

Gambar 4.1-4 Pola lissajous pada frekuensi 600 Hz

= 180°  23,578° = 158.422°

Sehingga nilai beda fase diperoleh sebesar 158.422°. Pada percobaan kedua dilakukan pengukuran frekuensi sinyal dengan cara membandingkannya terhadap sinyal standar yang keduanya ditampilkan dalam bentuk gambar lissajous. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, maka didapat hasil data pengamatan sebagai berikut :



Berdasarkan gambar hasil percobaan diatas dapat diketahui bahwa : a) Ketika perbandingannya frekuensinya sebesar 100 Hz

1:1

nilai

b) Ketika perbandingannya frekuensinya sebesar 200 Hz

1:2

nilai

c) Ketika perbandingannya frekuensinya sebesar 400 Hz

1:4

nilai

d) Ketika perbandingannya frekuensinya sebesar 600 Hz

1:6

nilai

e) Ketika perbandingannya frekuensinya sebesar 800 Hz

1:8

nilai

Dari data diatas dapat di simpulkan, semakin besar frekuensi maka akan semakin besar pula perbandingan frekuensinya. Sehingga pengaruh frekuensi pada metode lissajous adalah perubahan perbadingan frekuensinya dan banyak gelombang yang terbentuk pada layar osiloskop.


Pada percobaan metode lissajous menggunakan dua buah sumber frekuensi yang mernpunyai frekuensi yang sama atau kelipatannya, gambar lissajous yang terbentuk merupakan perpaduan antar kedua frekuensi tersebut. Pada saat frekuensi minimum pada generator isyarat, pola lissajous yang terbentuk secara horizontal namun tidak stabil hingga frekuensi dinaikkan pada nilai tertentu bentuk lissajous berubah menjadi vertikal dan lebih stabil. Besarnya frekuensi berpengaruh terhadap posisi gambar lissajous vertikal atau


4

horizontal. Apabila gambar lissajous horizontal maka frekuensi pada generator isyarat (f1) lebih besar dari frekuensi pada trafo (f2), sedangkan apabila gambar lissajous vertical maka frekuensi pada trafo step down lebih besar daripada frekuensi generator isyarat. 5. K ESIMPULAN ESIMPULAN Berdasarkan hasil praktikum yang telah dilakukan, dapat diambil beberapa kesimpulan yaitu : 1.

2. 3.

Prinsip dasar metode lissajous adalah penampakan pola lissajous pada layar osiloskop dari perbandingan antara beda fase, frekuensi dan amplitude dari dua gelombang masukan pada setiap chanel osiloskop. Besar Beda fase dari dua sinyal listrik AC yang diukur adalah 156.422⁰. Pada pengukuran frekuensi sinyal terhadap sinyal standar yang ditampilkan dalam gambar pola lissajous diperoleh hasil perbandingan frekuensi f1 dan f2 adalah 1 : 1, 1 : 2, 1 : 4 , 1 : 6 dan 1:8 dengan nilai f1 100 Hz, 200 Hz, 400Hz, 600 Hz dan 800Hz.

D AFTAR PUSTAKA

[1]

Hartono, Modul Praktikum , Dasar I, Purwokerto, 2015.

Elektronika

[2]

https://www.academia.edu/18484385/Beda_ https://www.academia.edu/18484 385/Beda_ Fasa?auto=download , 09 November 2017 , 19.45 WIB.

[3]

http://issuu.com/muammarhafidz/docs/lap oran_rl_2,, 09 November 2017, pukul 20.15 oran_rl_2 WIB. LAMPIRAN


5

ANALISA LISSAJOUS

Recommend Documents