MODUL 1 PENGENALAN INSTRUMENTASI LABORATORIUM Evan Febrianto (13214033) Asisten: Zuhditazmi Tanggal Percobaan: 08/09/2015 E2001!"ang#aian E2001!"ang#aian Ele#tri#
Laboratorium Dasar Teknik Elektro - Sekolah Teknik Elektro dan Informatika ITB Abstrak Instru Instrumen men di labora laborator torium ium merupa merupakan kan sala alah satu satu elem elemen en vita vitall yan yang wajib ajib dikpahami oleh praktikan. Pada percoba percobaan an ini, ini, prakti praktikan kan mempela mempelajar jarii instrumen-instrumen penting di laboratori laboratorium. um. Instrumen Instrumen yang dipelajari dipelajari melipu meliputi ti osilos osiloskop, kop, mutime mutimeter ter analog analog,, multimeter digital, dan generator sinyal. Tida Tidak k hany hanya a memp mempel elaj ajar arii cara cara kerj kerja a inst instru rume men, n, tapi tapi prak prakti tika kan n juga juga haru harus s memperh memperhati atikan kan spesifk spesifkasi asi instru instrumen men tersebut. Hasilnya, instrumen tidak akan mengukur dengan akurat saat peng penguk ukur uran an dila dilaku kuka kan n di luar luar rang range e spesifkasi instrumen. ata ata ku kunc nci! i! spesifkasi
Inst Instru rume men, n,
peng penguk ukur uran an,,
1. PENDAHULUAN Praktikum modul ini berisi tentang peng penguk ukur uran an-p -peng enguk ukur uran an yang yang dila dilak kukan ukan dengan menggunakan instrumen yang telah disediakan. Terdapat Terdapat empat buah instrumen yang disediakan, yaitu osiloskop, multimeter digita digital, l, multim multimete eterr analog analog,, dan genera generator tor sinyal. Sedangkan penguk gukuran yang dilak dilakuk ukan an melipu meliputi ti menguk mengukur ur arus arus seara searah, h, meng menguk ukur ur tegan eganga gan n sear searah ah,, meng menguk ukur ur tegangan !, mengukur resistansi, meng menge" e"ek ek kali kalibr bras asii osil osilos osko kop, p, meng menguk ukur ur beda fasa, mengukur frekuensi, dan mengukur faktor penguatan. Setelah selesai melak lakuka ukan praktikum ikum ini, praktikan diha dihara rapk pkan an dapa dapatt meng mengen enal al mult multim imet eter er sebagai pengukur tegangan, pengukur arus, dan pengukur arus# memahami keterbatasan alat uku ukur pada pengukuran arus D!# mema memaha hami mi keter eterba bata tasa san n alat alat ukur ukur pada pada pengukuran tegangan $atuh D! dan ! pada resis resistan tansi si besar# besar# memaha memahami mi keterba eterbata tasan san alat alat ukur ukur pada pada pengu penguku kura ran n tega tegang ngan an ! dengan frekuensi tinggi dan bentuk gelom elomba bang ng nonnon-s sinus inuso oidal idal## memah emahai ai perb perbed edaa aan n "ara "ara peng penguk ukur uran an resis esista tans nsii dengan dengan % ka&at ka&at dan ' ka&at ka&at## serta serta dapat dapat menggunak menggunakan an osilosko osiloskop p sebagai sebagai pengukur pengukur
tegang tegangan an dan sebag sebagai ai penguk pengukur ur frek frekuen uensi si dari berbagai bentuk gelombang.
2. STUDI PUSTAKA (enurut )BBI *)amus Besar Bahasa Indonesia+, pengukuran memiliki arti proses mengukur . Proses pengukuran merupakan sesuatu yang sangat penting di laboratorium. )esalahan dalam pengukuran dapat menyebabkan banyak hal yang tidak diin diingi gink nkan an.. lat lat-a -ala latt peng penguk ukur uran an yang yang digu diguna nak kan kali ini ini ada adalah lah mult multim imet eter er,, osiloskop, osiloskop, dan generator sinyal.
2.1
MULTIMETER
(ult (ultim imet eter er digu diguna naka kan n untu untuk k meng menguk ukur ur besar besarnya nya arus arus *! *! maupun maupun D!+, D!+, tegan tegangan gan *! maupun D!+, dan hambatan dari resistor. resistor. Saat Saat meng menggu guna naka kan n mult multim imet eter er,, past pastik ikan an pola polari rita tasy sya a tida tidak k terb terbal alik ik karen arena a dapa dapatt mengganggu akurasi pengukuran. Pada saat pengukuran arus dan tegangan, pemba"aan multimeter akan paling teliti bila penun$ukan $arum terletak di pertengahan skala penuh, sedangka sedangkan n pada pengukura pengukuran n resistan resistansi si bila penun$u un$uk kan $ar $arum terletak di daerah pertengahan skala %.
2.2
OSILOSKOP
/silo /silosk skop op digu diguna naka kan n untuk untuk berb berbag agai ai hal, hal, antara antara lain mengukur mengukur tegangan, tegangan, mengukur mengukur beda fasa, mengukur frekuensi, dan menguk mengukur ur fakto faktorr pengua penguatan tan.. Penguk engukura uran n beda fasa dapat dilakukan dengan dua "ara, yaitu yaitu dual dual tra"e tra"e dan lissa$ lissa$ous ous.. Pengu Penguku kuran ran deng dengan an "ara "ara dual dual tra" tra"e e akan akan dida didapa patk tkan an beda beda fasa fasa deng dengan an rumu rumus s 0 1t2T 1t2T34 3456 566. Penguk Pengukuran uran dengan dengan metode metode lissa$ous lissa$ous akan akan
menggunakan rumus
0 sin-
c d
Sama halnya dengan pengukuran beda fasa, pada pada peng penguk ukur uran an frek frekue uens nsii $uga $uga dapa dapatt menggunakan "ara langsung, dual tra"e, dan liss issa$ou a$ous. s. !ara !ara lan langsun gsung g dida didapa patt dari dari pengukuran langsung melalui osiloskop. !ara dual tra"e akan didapat dengan memban membanding dingkan kan kedua kedua gelomb gelombang ang se"ara se"ara bers bersam amaa aan. n. (eto (etoda da liss lissa$ a$ou ous s digu diguna naka kan n
Laporan Praktikum - Laboratorium Dasar Teknik Teknik Elektro – TE! !T"
1
dengan membandingkan frekuensi pada gra;k <-y yang ada. 7ntuk mengukur faktor penguatan, ada dua "ara, yaitu "ara langsung dan dengan menggunakan osiloskop dual tra"e.
1
MENGUKUR TEGANGAN SEARAH (erangkai )omponen
3. METODOLOGI
7kur tegangan
lat dan komponen yang digunakan adalah= . (ultimeter nalog
*buah+
%. (ultimeter Digital 8enggam * buah+
!atat datanya
4. (ultimeter Digital Benchtop * buah+ '. Po&er Supply D!
* buah+
:. 8enerator Sinyal
* buah+
5. /siloskop
* buah+
8anti nilai 9 dan ulangi langkah %
>. )it (ultimeter
* buah+
Gambar 3-2 Me!"k"r Ar"s Seara#
?. )it /siloskop @ 8enerator Sinyal buah+
*
A. )it Bo< /silator
* buah+
6. 9esistor 6,
* buah+
. )abel 'mm C 'mm
3.1
MENGUKUR TEGANGAN A$ (erangkai )omponen
*min : buah+
%. )abel B! C 'mm
*4 buah+
4. )abel B! C B!
* buah+
'. )onektor T B!
* buah+
7kur tegangan dengan multimeter analog dan digital se"ara bergantian
!atat datanya dalam tabel
3.1
MENGUKUR A RUS SEARAH (erangkai )omponen
8anti nilai frekuensi dan ulangi langkah %
Gambar 3-3 Me!"k"r Te!a!a A$
7kur arus
3.2 !atat datanya 8anti nilai 9 dan ulangi langkah %
MENGUKUR R ESISTANSI Siapkan kit multimeter
7kur resistansi 9-, 9%, 94, 9', dan 9: dengan /hmmeter
Gambar 3-1 Me!"k"r Ar"s Seara# Ba"a nilai pada gelang &arna berserta tolerasnsinya
8unakan resistor 6,-Ω dan ukur dengan multimeter mode 2W dan 4W
Gambar 3-% Me!"k"r Te!a!a A$
Laporan Praktikum - Laboratorium Dasar Teknik Elektro – TE! !T"
2
3.3
MEN$EK K ALIBRASI
3.&
Eubungkan output kalibrator dengan input F osiloskop
MENGUKUR TEGANGAN BOLAK B ALIK
tur generator sinyal pada frekuensi -kEI gelombang sinus, dan tegangan % Grms
7ur tegangan dan periodanya untuk G2diH dan T2diH
7kur tegangan pada osiloskop
Lakukan di kanal - dan kanal %
7langi untuk frekuensi -66EI dan -6kEI
!atat datanya
Bandingkan hasilnya dengan harga kalibrator
Tuliskan hasil pengukuran
Gambar 3-& Me'ek Ka()bras)
3.%
MENGUKUR TEGANGAN SEARAH
tur tegangan men$adi %G D! diukur dengan multimeter digital
Gambar 3-+ Me!"k"r Te!a!a B,(ak Ba()k
%. H ASIL DAN A NALISIS Setelah praktikum, didapatkan data sebagai berikut.
%.1
7kur besar tegangan pada osiloskop
Tabe( %-1 Data Pe!"k"ra Ar"s e!a M"(t)meter
#ilai $1 %an $2 (&)
itung an
((
D((
D(( %
I *m+
B7 *m+
I*p+ *m+
I*b+ *m+
I*p+ *m+
I*b+ *m+
I*p+ *m+
I*b+ *m+
1
%:
%:
%:
%'.:
%5.'
%'.5
%:.A
%'.'
2
%
%.:
.A:
.A:
%.6
.A'
%.6 %
.A:
3
%.6-4
:6. 6-4
%u. 6-4
%u. 6-4
6.6
6.6
.A: u
.A: u
Tuliskan hasil pengukuran Gambar 3-* Me!"k"r Te!a!a Seara#
MENGUKUR A RUS SEARAH
Saat dilakukan pengukuran se"ara terpisah, hasilnya akan lebih mendekati perhitungan matematis dibandingkan dengan pengukuran saat bersamaan. al ini ter$adi karena total hambatan dalam pada multimeter akan men$adi lebih besar $ika disusun seri bersama-sama, dan hal ini berdampak pada hasil pengukuran yang diperoleh. Selain itu, multimeter digital $uga sudah tidak dapat mengukur dengan akurat $ika komponen yang diukur berada di luar $angkauan dari spesi;kasi multimeter tersebut. Laporan Praktikum - Laboratorium Dasar Teknik Elektro – TE! !T"
3
Bagian ini $uga berisi uraian analisis atas data yang diperoleh. nalisis yang didukung oleh berbagai sumber pustaka akan lebih baik, misalnya= Jgra;k yang diperoleh pada per"obaan sesuai dengan pernyataan pada halaman '' di dalam ru$ukan %.
:6
%, ?
%, ?
%,A 4
%,A
%,A ?
%,?A
nalisis yang logis dan akurat sangat diperlukan karena data hasil setiap per"obaan yang telah dilakukan mungkin tidak sama persis dengan teori atau pernyataan di dalam sumber pustaka.
:66
%, ?
%, ?
%,A
%,? ?
%,A %
%,?A
:)
%, ?
%, ?
%,% A
%,% ?
%,A %
%,?A
:6)
%, ?
%, ?
6,4 5
6,4 5
%,A
%,??
:66)
%, 5
%, 5
6
6
4,:
4,'
:(
4
6, 5
6,6
6,6
6
6,66 A
%.2
MENGUKUR TEGANGAN SEARAH
Tabe( %-2 Data Pe!"k"ra Te!a!a e!a M"(t)meter 9 dan 9% *
itunga n
((
B 7 *G +
Gab *G+
D((
D(( %
Gp *G +
Gb *G +
Gp *G +
Gb *G +
Gp *G +
Gb *G +
%6
4
6
4, %
4, %
4, 6
4, 6
4, 6
4, 6
,: )
4
6
4, %
4, %
4, 6
4
4, 6
4, 6
,: (
4
6
6, ?
6, ?
%, ?
6, 5
%, ?
6, 5
Pada data di atas, dapat dilihat bah&a pengukuran tegangan searah berbeda dengan pengukuran arus searah. )etika diukur se"ara bersamaan, pada resistor %6 dan K,:) menun$ukkan angka yang relatif stabil dan dekat dengan hasil perhitungan. Ini karena pada saat pengukuran bersama, instrumen disusun se"ara paralel sehingga tegangan dalam totalnya lebih rendah dari tegangan dalam di masing-masing multimeter. Pada pengukuran resistor ,:(, ada penyimpangan pada ((, hal ini karena resistansi sebesar ,:( berada di luar$angkauan dari spesi;kasi ((. al ini $uga berdampak pada saat pengukuran bersama yang mengakibatkan nilai pengukuran men$adi $auh dari perhitungan.
%.3
MENGUKUR TEGANGAN A$
Tabe( %-3 Data Pe!"k"ra Te!a!a A$ ar)as) /rek"es)
rekuen si *+
(( Gp *G+
Gb *G
D(( Gp *G+
Gb *G+
D(( % Gp *G+
Gb *G+
+
Pengukuran di atas dilakukan dengan menggunakan resistor ,:) sebanyak % buah yang disusun seri. Dari data di atas, diketahui bah&a teryata frekuensi tidak mempengaruhi besarnya tegangan. Pada pengukuran frekuensi :6), D(( sudah menun$ukkan ketidakakuratannya dalam pengukuran. al ini dikarenakan frekuensi tersebut berada di atas spesi;kasi frekuensi maksimal pada alat tersebut. Sedangkan (( dan D(( % tidak akurat dalam mengukur frekuensi :66)hdan :(. Pada a&al pengukuran ter$adi kesalahan pemasangan resistor. Seharusnya resistor yang digunkan masing-masing berilai ,:). kan tetapi praktikan menggunakan resistor masing-masing sebesar %6. Data yang tersa$i di atas merupakan data yang diambil dengan resistor bernilai ,:) masing-masingnya. Tabe( %-% Data Pe!"k"ra Te!a!a ar)as) bet"k !e(,mba! Bentuk 8elomban g
((
D((
D(( %
Gp *G+
Gb *G+
Gp *G+
Gb *G+
Gp *G+
Gb *G+
Sinusoid
%,?
%,?
%,A 4
%,A
%,A ?
%,? A
Segitiga
%,%
%,%
%,% A
%,% ?
%,4 ?
%,4 5
Segi empat
',?
',?
',?
',> >
',4 :
',4 %
Bentuk gelombang berpengaruh terhadap besarnya frekuensi. al ini disebabkan karena tegangan efektif yang diberikan untuk setiap bentuk gelombang berbeda.
Laporan Praktikum - Laboratorium Dasar Teknik Elektro – TE! !T"
4
%.%
MENGUKUR R ESISTANSI
Tabe( %-& Has)( 0e!"k"ra e!a m"(t)meter
res)stas)
memiliki keterbatasan untuk mengukur hambatan dengan resistansi ke"il, hal ini karena resistansinya berada $auh di ba&ah dari spesi;kasi.
itun gan *+
Mar na gela ng
* N +
( (
D( (
D( (%
D( (%
%.&
%M
%M
%M
'M
Tabe( %-* Os)(,sk,0
90% %6)
(er ah, mer ah, kuni ng, ema s
O :
%% 6)
%A )
%A )
!okl at, hi$a u, ema s, ema s
O :
!okl at, hita m, hita m, ema s
O :
/ra nye, oran ye, oran ye, ema s
O :
9%0 ,:
940 6
9'04 4)
9:0% ,%)
6,
(er ah, mer ah, mer ah, ema s
)a na l
MEN$EK K ALIBRASI
arga )alibrator
Tega nga n *G+
,'
A
%
6, 4
6
Pemer)ksaa
Skala pemba"a an
K,)s) Ka()bras)
asil pengukuran
rek uens i *+
Ger t. *G2 diH+
or s. *s2 diH +
Tega nga n *G+
Peri ode *s+
rek uens i *+
6,: Gpp
)
6 m
6,% m
''m
,6 5m
A'4, '
%
6,: Gpp
)
6 m
6,% m
:6m
m
A:4, %
asil pengukuran tidak sama dengan harga kalibrator sebenarnya. Ini bisa disebabkan karena adanya medan listrik lain yang mendistorsi sistem. Selain itu, $uga adanya daya disipasi dari alat yang memungkinkan adanya penyimpangan nilai dari harga kalibrator, &alaupu penyimpangannya tidak terlalu signi;kan.
6
%.*
MENGUKUR TEGANGAN SEARAH
Tabe( %-+ Has)( Pe!"k"ra te!a!a D$ e!a m"(t)meter a ,s)(,sk,0
O :
%% )
,5 )
44, 4)
%, A)
44)
Tegangan terukur *G+ (ultimeter
/siloskop !h
/siloskop !h%
%G
%G
%G
7ntuk pengukuran tegangan searah diperoleh hasil yang sama dari ketiga metode tersebut.
%,% )
%.+
MENGUKUR TEGANGAN BOLAK B ALIK
Tabe( %- Has)( 0e!"k"ra te!a!a A$ e!a m"(t)meter a ,s)(,sk,0
6,%
6
6, :
(ultimeter D((% dengan mode 'M sangat efektif untuk pengukuran resistansi yang sangat ke"il. Sedangkan multimeter lainnya
mpituda Tegangan Terukur rekuen si *+
(ultimet er
/silosko p !h
/silosko p !h%
Grms
Gp
Gp
Laporan Praktikum - Laboratorium Dasar Teknik Elektro – TE! !T"
5
66
%
4
%,?
)
%
4
%,?
6)
,
4
4
7ntuk pengukuran ini didapatkan data relatif sama, tetapi terdapat penyimpangan pada pengukuran frekuensi 6) dengan multimeter. Ini $uga dikarenakan frekuensi tersebut berada di luar range dari spesi;kasi yang digunakan.
praktikum yang akan sering digunkan oleh praktikan nantinya. Praktikan dituntut untuk memperhatikan spesi;kasi alat sebelum menggunakannya. asil dari perhitungan tidak sama dengan hasil yang didapat dari per"obaan. Banyak sekali hal-hal yang mempengaruhi, dan praktikan diharapkan untuk dapat menggunakan instrumen yang tepat saat pengukuran. Tu$uannya untuk mendapatkan akurasi pengukuran yang tinggi.
D A/TAR PUSTAKA "#$
&. K ESIMPULAN Per"obaan tentang modul yang ber$udul Pengenalan Instrumentasi Laboratorium ini bertu$uan untuk mengenalkan alat-alat
"($
http!%%kbbi.web.id%ukur, 'eptember (&#), &(.&* +I.
#&
Hutabarat, ervin T., Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik. aboratorium /asar Teknik 0lektro, andung, (&#).
Laporan Praktikum - Laboratorium Dasar Teknik Elektro – TE! !T"
6
