PERCOBAAN 1 OPERASI DASAR OSILOSKOP
KELOMPOK 6 : 1. Setya Arief Pambudi (LT2D/ 21) 2. Suci Indah Asmarani (LT2D/ 22) 3. Syahadah Rizqa Rizqa A. (LT2D/ 23) 4. Vania Desy R. (LT2D/ 24 )
Program Studi Teknik Listrik Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Semarang 2012
PERCOBAAN 01 OPERASI DASAR OSCILOSKOP
1.
Tujuan Setelah selesai melakukan percobaan ini mahasiswa dapat : 1. Mempelajari instrumen – instrumen pada Osciloskop 2. Mempelajari 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 1(X) input : terminal input CH 1.Jika dalam operasi X - Y,sebagai X -axis input terminal 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 2. 1 buah Generator Fungsi 3. 1 buah DCPS 4. 1 buah Probe 5. 1 buah kabel BNC 6. 1 buah multimeter 7. Kabel Jumper 8. Resistor
Gambar Alat & Bahan :
4.
Gambar Rangkaian
Oscilloscope Sebagai Pengukur Tegangan DC
Oscilloscope Sebagai Pengukur Tegangan AC
Gambar Osciloskop Sebagai Pengukur Tegangan AC
5.
Langkah Percobaan
5.1 Operasi Dasar Osciloscope Sebelum menghubungkan Osciloscope dengan tegangan jala – jala aturlah tombol kontrol dan saklar sbb :
Item
Setting
POWER
OFF
INTEN
SEARAH JARUM JAM ( PADA
FOCUS
POSISI JAM 3)
ILLUM
POSISI TENGAH
VERT MODE
FULL ANTI-CLOCKWISE
CHOP
CH I
CH 2 INV
RELEASED
POSITION
RELEASED
VOLTS/DIV
MID- POINT
VARIABLE
0.5 VOLT/DIV
AC-DC-GND
CAL( CLOCKWISE POSITION )
SOURCE
GND
COUPLING
SET TO CH I
SLOPE
AC
TRIG ALT
+
LEVEL LOCK
RELEASED
HOLDOFF
PUSH IN
TRIGGER
MIN(ANTI-CLOCKWISE
MODE
AUTO
Horiz
A
DISPLAY
0.5 MS/DIV
MODE
RELEASED
TIME/DIV
MID-POSITION
SWP.UNCAL
RELEASED
POSITION
RELEASED
X 10 MAG X-Y
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. 3. Luruskan berkas cahaya dengan garis horison tengah dengan mengatur tombol CH I POSITION dan tombol TRACE ROTATION. 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.
Gambar Kalibrasi Osiloskop
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. 5. Amati bentuk gelombang dan tinggi Amplitudonya. 6. Catat hasil pengamatan pada tabel 1. 7. Catat tinggi amplitudo untuk kedudukan switch Volt/div yang berbeda ( 4 kedudukan yang berbeda ). 8. Ulangi langkah 1 – 7 untuk RL 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. 10.Ulangi pengamatan Tegangan output Function Generator seperti pada tabel 2
6.
Hasil Pengukuran
Tabel 1. Oscilloscope sebagai Pengukur Tegangan DC
Tegangan
RL (Beban)
Kedudukan
Banyaknya kotak
Tegangan RL
sumber (Volt)
(Ohm)
Volt/div
(buah)
(Volt)
1
5
3K3
1
2,4
2,4
2
5
3K3
2
1,2
2,4
3
5
3K3
5
0,45
2,25
4
5
3K3
1
2,4
2,4
5
5
3K3
2
1,2
2,4
6
5
1K2
5
0,25
1,25
7
5
1K2
2
0,6
1,2
8
5
1K2
1
1,3
1,3
9
5
1K2
0.5
2,45
1,225
no
Osil oskop sebagai sumber tegangan DC
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Tabel 1.2 Oscilloscope sebagai Pengukur Tegangan AC Function Generator
RL
Posisi Switch
Oscilloscope
Frekuensi
no
Freq. Veff
Range
Volt/ Multiplier
Tegangan
[Ohm]
Output
jml
Time/
jml
Div
kotak
Div
kotak
Frekuensi Vpp
Veff
f: 1/T
1
2
1K
0,2
200
1K2
0,2
3,8
1
4,8
1,52
0,53
208,3
2
2
1K
0,6
600
1k2
0,2
3,8
0,5
3,2
1,52
0,53
625
3
2
1K
1
1000
1K2
0,2
3,8
0,2
4,8
1,52
0,53
1041,6
4
2
1K
1,2
1200
1K2
0,2
3,8
0,2
4
1,52
0,53
1250
5
2
1K
1,8
1800
1K2
0,2
3,8
0,1
5,4
1,52
0,53
1851
6
5
1K
0,2
200
3K3
0,5
3,8
2
2,4
3,8
2,6
208,3
7
5
1K
0,3
300
3K3
0,5
3,8
1
3,2
3,8
2,6
312,5
8
5
1K
0,4
400
3K3
0,5
3,8
0,5
4,8
3,8
2,6
416,6
9
5
1K
0,5
500
3K3
0,5
3,8
0,5
3,8
3,8
2,6
526,3
10
5
1K
0,6
600
3K3
0,5
3,8
0,5
3,2
3,8
2,6
625
7. Analisis data : Berdasarkan hasil percobaan yang telah kelompok kami lakukan menunjukkan bahwa :
Semakin besar multiplier maka semakin besar pula frekuensi yang dihasilkan .
Nilai beban berbanding terbalik dengan nilai tegangan. Semakin kecil nilai beban maka tegangan akan kecil juga. Jika nilai beban besar, maka tegangan yang dihasilkan juga besar.
Semakin besar scala vertical yang digunakan maka amplitudo gelombang yang tampak akan semakin kecil begitu juga sebaliknya, semakin kecil scala vertical yang digunakan maka amplitude gelombang yang tampak akan semakin besar dan juga semakin besar sekala horizontal yang digunakan makan panjang gelombangnya akan semakin kecil, begitu juga sebaliknya .
8. Pertanyaan dan Tugas 1.
Jelaskan keuntungan Oscilloscope dengan tahanan dalamnya yang
tinggi!
Tahanan dalam oscilloscope yang tinggi mengakibatkan oscilloscope dapat mengukur tegangan dengan lebih akurat dan dapat mengukur tegangan dengan range lebih tinggi
2. Dapatkan oscilloscope digunakan untuk mengukur arus?
Oscilloscope dapat mengukur arus namun tidak secara langsung. Arus dihitung menggunakan hukum Ohm ( I=V/R ) dimana V = tegangan yang diukur oscilloscope dan R adalah hambatan yang digunakan.
3. Hitunglah frekwensi maximum yang dapat diukur oleh oscilloscope yang anda gunakan dalam percobaan ini Diketahui : Jumlah kotak
: 5,4
Time/Div : 0,1 x 10 -3 s Ditanyakan : f Jawab
: T = Jumlah kotak x Time/Div 5,4 x 0,1 x 10 -3 T = 0,00054
f=
1/T 1/ 0,00054
f=
1851,85 Hz
4. Berapa tegangan Vdc max dan tegangan Vpp max yang dapat diukur CRO?
Jika pada oscilloskop tombol volt/div dimaksimalkan menjadi 5 volt/div dan layar vertical pada osiloskop ada 8
kotak. Dan probe redaman
x10, maka vpp maksimal =
5x8x10= 400 volt. 5. Bandingkan frekuensi tegangan sinyal menurut generator sinyal dengan frekuensi hasil hitungan dari layar CRO?
Pada frekuensi hasil hitungan dari layar CRO nilainya kurang lebih sama dengan frekuensi menurut generator dari masing-masing alat .
6. Bandingkan tegangan efektif menurut CRO dengan menurut Voltmeter?
Pada Pengukuran tegangan dc. Hasil yang diperoleh voltmeter dan osiloskop hampir sama, tetapi multimeter lebih akurat karena osiloskop menggunakan pengukuran secara grafis.
Pada pengukuran ac. Osiloskop dalam menganilsis tegangan AC lebih akurat karena bekerja bersama dengan Generator Sinyal.
Pada dasarnya nilai tegangan menurut CRO dengan nilai voltmeter tidak terpaut jauh walaupun tidak sama persis, Hal ini diakibatkan oleh toleransi dari alat yang berbeda.
7. Berilah analisa hasil percobaan saudara?
Penggunaan tegangan sumber dan besar tahanan yang sama akan menghasilkan besar tegangan RL yang sama, tidak tergantung pada kedudukan Volt/Div nya. Error (selisih) yang terjadi disebabkan oleh faktor human error atau kurangnya ketelitian pembaca dalam menghitung jumlah kotak pada layar oscilloscope
8. Jelaskan bilamana saudara menggunakan probe 1 dan probe 10?
Probe digunakan sebagai skala antara tegangan sebenarnya dengan tegangan pada layar oscilloscope. Probe 1 digunakan
apabila tegangan yang diukur tergolong kecil dan dapat terlihat sepenuhnya di layar oscilloscope. Apabila tegangan yang akan diukur tergolong besar dan tidak dapat terlihat di layar oscilloscope, maka gunakan probe 10, dimana tegangan yang terlihat pada layar oscilloscope adalah 1/10 dari tegangan sebenarnya
9. Kesimpulan. a. osiloskop merupakan alat atau media dimana kita dapat menghitung tegangan, periode, frekuensi, dan beda sudut fasa. b. perubahan scala vertikal akan mempengaruhi nilai tegangan efektif outputnya , namun perubahan skala horizontal pada osiloskop tidak akan
mempengaruhi
perubahan
periode
maupun
frekuensinya
sehingga osiloskop dapat digunaka untuk mengukur frekuensi dan periode sumber tegangan AC. c. tegangan maksimal dapat dicari dengan ju ml a h d i v a mp l i t u d o yang ditunjukkan dilayar osiloskop dikali dengan sekala vertical yang digunakan. d. halnya dengan periode tegangan yang dapat di ambil dari panjang gelombang
yangdi
tunjukkan
di
kali
dengan
sekala
horizontalny. e. p e r u b a h an s k a l a Ho r i z o n t al ya n g d i u b a h u b a h p a d a o s i lo s k o p tidak akan mempengaruhi periode dari suatu tegangan AC. f. Sebelum digunakan, oscilloscope harus dikalibrasikan terlebih dahulu agar mendapatkan hasil yang akurat. Kalibrasi dilakukan dengan mencocokkan trace pada layar dengan volt/div Probe digunakan sebagai pengatur besar kecilnya grafik pada layar oscilloscope. Pada probe, capit buaya dihubungkan pada kutub negative kabel. Sedangkan ujung probe dihubungkan pada kutub positif kabel
