LAPORAN PRAKTIKUM ALAT UKUR DAN PENGUKURAN TC
TC
PERCOBAAN KE 04 KALIBRASI OSILOSKOP
PRAKTIKAN
: Teguh Saputra
NO. BP
: 1401051004
KELAS
: 1A TC
PEMBIMBING
:1. Yustini SST., MT 2. Amelia Yolanda, ST
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI D III TEKNIK TELEKOMUNIKASI
POLITEKNIK NEGERI PADANG 2015 Lembar Pengesahan
No. Percobaan
: 04
Judul
: Kalibrasi Osiloskop
Praktikan
: Teguh Saputra
No. Bp
: 1401051004
Kelas
: 1A TC
Kelompok
: 1 ( Satu )
Partner
: 1. Kemala Bakti
Pembimbing
2. Anisa Nadya Onty
1401051023
3. Arie Muhammad
1301051040
4. Wirdatul Usrah
1401052009
5. Miftah Annisa
1401052012
: 1. Yustini, SST., MT 2. Amelia Yolanda, ST
Tanggal Percobaan
: 16 April 2015
Tanggal Penyerahan : Keterangan
:
Nilai
:
1401051021
PERCOBAAN 04 KALIBRASI OSILOSKOP I. KOMPETENSI UTAMA Setelah menyelesaikan praktikum ini diharapkan : 1. 2. 3. 4. 5.
Mahasiswa mampu memahami cara kerja osiloskop Mahasiswa mampu dan dapat mangkalibrasi osiloskop Mahasiswa dapat mempergunakan osiloskop dengan baik dan benar Mahasiswa dapat menampilkan gelombang pada osiloskop Mahasiswa dapat menghitung gelombang yang ditampilkan oleh osiloskop
II. KOMPETENSI PENUNJANG Setelah menyelesaikan praktikum ini diharapkan : Mahasiswa mampu menggunakan osiloskop dengan baik. Mahasiswa mampu dan dapat mengkalibrasi osiloskop dengan baik III.
TEORI PENUNJANG PRAKTIKUM Osiloskop adalah alat ukur besaran listrik yang dapat memetakan sinyal
listrik. Pada kebanyakan aplikasi, grafik yang ditampilkan memperlihatkan bagaimana sinyal berubah terhadap waktu. Seperti yang bisa anda lihat pada gambar dibawah ini ditunjukkan bahwa sumber vertikal (Y) merepresentasikan tegangan V, pada sumbu horizontal (X) menunjukkan besaran waktu (t). Layar osiloskop dibagi atas 8 kotak skala besar dalam arah vertikal 10 kotak dalam arah horizontal. Tiap kotak dibuat skala yang lebih kecil. Sejumlah tombol pada osiloskop digunakan untuk mengubah nilai skala-skala tersebut. 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. Kadang-kadang sinyal osiloskop
juga
dinyatakan
dengan
3
dimensi.
Sumbu
vertikal
(Y)
merepresentasikan tegangan V, pada sumbu horizontal (X) menunjukkan besaran waktu (t). Tetapi bagian ini biasanya diabaikan karena tidak dibutuhkan dalam pengukuran.
Gambar 1.4 Osiloskop
Gambar 2.4 Layar Osiloskop Osiloskop sangat penting untuk analisa rangkaian elektronik. Osiloskop penting bagi para montir alat-alat listrik, para teknisi dan peneliti pada bidang elektronika dan sains karena dengan osiloskop kita dapat mengetahui besaranbesaran listrik dari gejala-gejala fisis yang dihasilkan oleh sebuah transducer. Para teknisi otomotif juga memerlukan alat ini untuk mengukur getaran/vibrasi pada sebuah mesin. Jadi dengan osiloskop kita dapat menampilkan sinyal-sinyal listrik yang berkaitan dengan waktu. Dan banyak sekali teknologi yang berhubungan dengan sinyal-sinyal tersebut. Contoh beberapa kegunaan osiloskop : a. Mengukur besaran tegangan listrik dan hubungannya terhadap waktu. b. Mengukur frekuensi sinyal yang berosilasi c. Mengecek jalannya suatu sinyal pada sebuah rangkaian listrik. d. Membedakan arus AC dengan arus DC
Gambar 3.4 Panel Osiloskop Tombol-tombol yang terdapat di panel osiloskop antara lain : Focus : Digunakan untuk memproses fokus. Intensy : Untuk mengatur kecerahan garis yang ditampilkan dilayar. Tarce rotation : Mengatur kemiringan garis sumbu Y=0 dilayar. Volt/div : Mengatur berapa nilai tegangan yang diwakili oleh suatu div dilayar. Time/div
: Mengatur berapa nilai waktu yang diwakili oleh sau div
dilayar. Position
: Untuk mengatur posisi normal sumbu X ( ketika sinyal
masukannya nol) AC/DC : Mengatur fungsi kapasitor kopling diterminal masukan osiloskop. Jika tombol pada posisi AC maka pada terminal masukan diberi kapasitor kopling sehingga hanya melewatkan komponen AC dari sinyal masukan. Namun jika tombol diletakkan pada posisi DC maka sinyal akan terukur dengan komponen DC-nya diikutsertakan. Ground : Digunakan untuk melihat letak posisi ground di layar. Channel ½ : Memilih saluran / kanal yang digunakan. Langkah awal pemakaian yaitu pengkalibrasian. Yang pertama kali harus muncul dilayar garis lurus mendatar jika tidak ada sinyal masukan. Yang perlu disetel adalah fokus, intensitas, kemiringan, x position, dan y position. Dengan menggunakan tegangan referensi yang terdapat di osiloskop maka kita bisa melakukan pengkalibrasian sederhana. Ada dua tegangan referensi yang bisa
dijadikan acuan yaitu tegangan persegi 2 Vpp dan 0.2 Vpp dengan frekuensi 1 KHz. Setelah probe dikalibrasi maka dengan menempelkan probe pada terminal tegangan acuan maka akan muncul tegangan persegi pada layar. Jika yang dijadikan acuan adalah tegangan 2 Vpp maka pada posisi 1 Volt/div (satu kotak vertikal mewakili tegangan 1 Volt) harus terdapat nilai tegangan dari puncak ke puncak sebanyak dua kotak dan untuk Time/div 1 ms/div ( satu kotak horizontal mewakili waktu 1 ms ) harus terdapat satu gelombang untuk satu kotak. Jika masih belum tepat maka perlu disetel dengan potensio yang terdapat ditengahtengah knob pengganti Volt/div dan Time/div. Atau kalau pada gambar osiloskop diatas berupa potensio dengan label “var”. IV.
ALAT DAN BAHAN 1. Osiloskop 2. Kabel Power V. GAMBAR PERCOBAAN
VI.
LANGKAH-LANGKAH PERCOBAAN a. Kalibrasi Osiloskop Gambar menekan tombol power & lampu 1. Hidupkan Osiloskop dengan 4.4 indikatorpun akan menyala. 2. Kalau dilayar osiloskop belum ada tampilan garis horizontal maka atur holdoff pada posisi auto & pada level tombol lock ditekan. 3. Setelah ada tampilan garis horizontal pada layar osiloskop atur focus & intensitas cahaya agar tampilan gelombang bisa dilihat dengan jelas.
4. Hubungkan ujung probe osiloskop pada Calibrasi (CAL) seperti gambar 4 5. Pada layar akan tampil gambar gelombang (gelombang kotak) seperti gambar 5.
6. Atur posisi vertikal & horizontal gelombang agar mudah dalam melakukan penghitungan ( Periode, Frekuensi, Vpp, Vp dan VRMS ) untuk pengkalibrasian osiloskop. 7. Atur Volt/div pada posisi 1 V & Time/div pada 0.5 ms (.5 ms ). 8. Tinggi gelombang harus 2 Div ( 2kotak ) karena pada kalibrasi tercatat 2 Vpp, kalau tidak sampai 2 Vpp atur variabel pada channel 1 (X) atau Channel 2 (Y) untuk mengatur tinggi gelombang agar mencapai 2 Vpp. 9. Panjang 1 gelombang penuh harus 2 div horizontal ( 2 kotak horizontal ). 10. Hitung periode menggunakan rumus : T = Div Horizontal x Time/Div = .... S 11. Hitung Frekuensi menggunakan rumus : F = 1/T = .... Hz 12. Hitung Volt peak to peak mengggunakan rumus Vpp = Div Vertikal x Volt/Div = .... Vpp 13. Hitung Volt peak menggunakan rumus : Vp = Vpp / 2 = .... Vp 14. Hitung Volt RMS ( Root Mean Square ) menggunakan rumus : VRMS = Vp x 70.7 %= Vp x 0.707 = .... VRMS VII.
DATA PERCOBAAN Tabel 1.4 Pemeriksaan Kondisi Kalibrasi Osiloskop Skala Pembacaan
Kana l
Gambar Gelombang
Hasil Pengukuran
Vertikal
Horizontal
Tegangan
Perioda
(V/div)
(S/div)
(V)
(S)
Frekuens i (Hz)
1
2
VIII. ANALISA Praktek yang telah dilakukan bertujuan agar praktikan mampu memahami cara kerja osiloskop, mampu dan dapat mengkalibrasi osiloskop, dapat mempergunakan osiloskop dengan baik dan benar, dapat menampilkan gelombang pada osiloskop serta dapat menghitung gelombang yang ditampilkan oleh osiloskop. Osiloskop adalah alat ukur yang dapat menunjukkan bentuk dari sinyal listrik dengan menunjukkan grafik dari tegangan terhadap waktu pada layarnya. Sebuah osiloskop dual-trace dapat menampilkan jejak rangkap / dua pada layarnya untuk mempermudah membedakan sinyal input dan output dari sebuah penguatan contohnya. Untuk dapat menggunakan osiloskop, kita harus mengkalibrasinya terlebih dahulu, untuk itu kita harus memahami tombol-tombol yang ada pada osiloskop agar kita dapat menggunakan osiloskop dengan langkah-langkah seperti pada Langkah percobaan yang telah ada pada Lembar sebelum ini. Pengkalibrasian osiloskop dilakukan agar praktikan dapat menentukan penyimpangan-penyimpangan kebenaran nilai penunjukan suatu alat ukur, dan menjamin hasil-hasil pengukuran sesuai dengan standar yang ditentukan. Disamping itu, pengkalibrasian osiloskop juga berfungsi untuk menjaga kondisi instrumen ukur dan bahan ukur agar sesuai dengan spesifikasinya serta untuk mengurangi kesalahan dalam mengukur. Beberapa bagian yang perlu diketahui saat akan menggunakan osiloskop agar
tidak kesulitan dalam mengkalibrasi osiloskop : Volt/div : Mengatur nilai tegangan / Amplitudo. Time/div : Mengatur nilai waktu / Perioda. Coupling : Mengatur arus yang digunakan. Source : Mengetahui channel yang sedang digunakan. Ground : Mengetahui letak posisi ground dilayar. Display : Menampilkan tampilan sinyal.
Setelah percobaan dilakukan, didapatlah data seperti yang tertera pada data sementara. Channel 1
Setelah Osiloskop dinyalakan dan dilakukan beberapa step seperti langkah percobaan, kemudian mode nya diganti pada CH1, Channel 1 diberi tegangan Volt/div sebesar 1 V, dan Time/div sebesar .5 ms sehingga didapat tampilan pada osiloskop seperti yang telah dibuat pada kertas grafik, yakni tinggi kotak verikal 2 dan kotak horizontal 2. Secara teori, tinggi gelombang harus 2 Div karna pada kalibrasi tercatat 2Vpp, kalau tidak sampai 2 Vpp atur Variabel (VAR) untuk mengatur tinggi gelombangnya. Berdasarkan gambar sinyal yang tertera pada kertas grafik, maka kita dapat mencari Perioda dengan persamaan : T = Div Horizontal x Time/Div = 2 kotak x 0.5 mS = 1 ms = 1x 10-3 S Untuk menghitung frekuensi, dapat dicari dengan persamaan : F
=
1 1 = =1 x 103 Hz T 1ms
Untuk menghitung Volt peak-to-peak dengan persamaan : Vpp
= Div Vertikal x Volt/Div = 2 kotak x 1 V = 2 Volt
Untuk menghitung Volt Peak dengan persamaan : Vp
=
Vpp 2 = =1 Vp 2 2
Untuk menghitung Volt RMS dengan persamaan : VRMS
= Vp x 0.707 = 1 x 0.707 = 0.707 VRMS
Karna pada kalibrasi (CAL) tertulis 2 Vpp dan 1 kHz, maka untuk perhitungan diatas menandakan osiloskop sudah sesuai dengan aturan pengkalibrasian. Channel 2
Untuk Channel 2 diberi Volt/Div sebesar 2 V, dan Time/Div sebesar 0.2 mS sehingga didapat tampilan pada osiloskop seperti yang telah dibuat pada kertas grafik, yakni tinggi kotak verikal 1 dan kotak horizontal 5. Untuk membuktikan kebenaran dalam pengkalibrasian channel 2, dapa dicari layaknya perhitungan pada channel 1. Berdasarkan gambar sinyal yang tertera pada kertas grafik, maka kita dapat mencari Perioda dengan persamaan : T = Div Horizontal x Time/Div = 5 kotak x 0.2 mS = 1 ms = 1x 10-3 S Untuk menghitung frekuensi, dapat dicari dengan persamaan : F
=
1 1 = =1 x 103 Hz T 1ms
Untuk menghitung Volt peak-to-peak dengan persamaan : Vpp
= Div Vertikal x Volt/Div = 1 kotak x 2 V = 2 Volt
Untuk menghitung Volt Peak dengan persamaan : Vp
=
Vpp 2 = =1 Vp 2 2
Untuk menghitung Volt RMS dengan persamaan : VRMS
= Vp x 0.707 = 1 x 0.707 = 0.707 VRMS
Karna pada kalibrasi (CAL) tertulis 2 Vpp dan 1 kHz, maka untuk perhitungan diatas sama halnya dengan perhitungan Channel 1, yakni menandakan osiloskop sudah sesuai dengan aturan pengkalibrasian.
IX.
KESIMPULAN
1. Kalibrasi
adalah
suatu
kegiatan
untuk
menentukan
kebenaran
konvensional niali penunjukkan alat pengukuran dan alat pengujian. 2. Tujuan kalibrasi adalah untuk menentukan penyimpangan kebenaran nilai penunjukkan suatu alat ukur dan menjamin hasil-hasil pengukuran sesuai dengan standar nasional maupun standar internasional. 3. Pada saat pengkalibrasian, jika sinyal yang ditunjukkan belum sesuai dengan
aturan
yang
tertera pada
kalibrasi
(CAL), kita
dapat
menyesuaikannya dengan mengatur divnya, yakni dengan memutar tombol VAR pada maing-masing Channel. 4. Untuk melakukan pengkalibrasian, hal yang penting untuk diketahui yakni fungsi dari masing-masing tombol pada osiloskop.
X. DAFTAR PUSTAKA Yustini, Yolanda Amelia, Modul Pratikum Alat Ukur dan Pengukuran, 2015, Politeknik Negeri Padang
