LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA PERCOBAAN 01
OPERASI DASAR OSCILOSKOP
Disusun oleh : Kelompok
:1
Nama
: Achmad Mushoffa
Kelas
3.31.11.0.01
Agus Bekti Rohmadi
3.31.11.0.02
Alex Samona
3.31.11.0.03
Angger Eka Samekta
3.31.11.0.04
: LT2A
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 2012
1.
Tujuan
Setelah selesai melakukan percobaan ini mahasiswa dapat : 1.
Terampil mempergunakan Osciloskop untuk melihat bentuk sinyal d an mengukur frekuensi dan tegangan
2. 2.
Mempelajari kalibrasi Osciloskop.
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 2
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
CH 2 :
Osciloscope bekerja sebagai instrumen 1 kanal dengan CH2
DUAL :
Osciloscope bekerja sebagai instumen 2 kanal, CH1 dan CH2. CHOP/ALT
otomatis
berubah
sesuai
dengan
switch
3
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.
4.
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
Gambar Rangkaian
Gb. 1.1 Osciloskop Sebagai Pengukur Tegangan Searah
Gb. 1.1 Osciloskop Sebagai Pengukur Tegangan AC
4
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 POSISI
FOCUS ILLUM VERT MODE CHOP CH 2 INV POSITION VOLTS/DIV VARIABLE AC-DC-GND SOURCE COUPLING SLOPE TRIG ALT LEVEL LOCK
JAM 3) POSISI TENGAH FULL ANTI-CLOCKWISE CH I RELEASED RELEASED MID- POINT 0.5 VOLT/DIV CAL( CLOCKWISE POSITION ) GND SET TO CH I AC + RELEASED PUSH IN
5
HOLDOFF
MIN(ANTI-CLOCKWISE
TRIGGER MODE
AUTO
Horiz
A
DISPLAY
MODE TIME/DIV SWP.UNCAL POSITION X 10 MAG
0.5 MS/DIV RELEASED MID-POSITION RELEASED RELEASED
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.
6
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
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 Langkah Kerja 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 Osciloskop sebagai pengukur tegangan DC
Tegangan No
Sumber (volt)
RL (beban)
Kedudukan
(ohm)
Volt/div
Banyaknya
Tegangan
kotak
RL
(buah)
(volt)
1
5
3k3
0,2
12,4
2,48
2
5
3k3
0,5
5
2,5
3
5
3k3
1
2,5
2,5
4
5
3k3
2
1,2
2,4
5
5
3k3
5
0,5
2,5
8
6
5
1K2
0,2
6,6
1,32
7
5
1K2
0,5
2,6
1,3
8
5
1K2
1
1,2
1,2
9
5
1K2
2
0,6
1,2
10
5
1K2
5
0,2
1
Tabel 2. Osciloskop sebagai pengukur tegangan AC Function Generator No
Veff
Freq Range
Multiplier
Freq output
RL ohm
Posisi Switch
Osciloskop
V/div
Jml
T/div
Jm
(mV)
kotak
(mS)
kotak
Vpp
Veff
Frek (1/T)
1
2
100
0,2
20
1K2
0,5
3
10
4,8
3
2,12
20,8
2
2
100
0,6
60
1K2
0,5
3
2
8,4
3
2,12
59,5
3
2
100
1
100
1K2
0,5
3
2
4,8
3
2,12
104,2
4
2
100
1,2
120
1K2
0,5
3
2
4
3
2,12
125
5
2
100
1,8
180
1K2
0,5
3
1
5,4
3
2,12
185,2
6
5
1K
0,2
200
3K3
1
3,6
1
5
7,2
5,09
196
7
5
1K
0,3
300
3K3
1
3,6
0,5
6,8
7,2
5,09
294,1
8
5
1K
0,4
400
3K3
1
3,6
0,5
5,2
7,2
5,09
384,6
9
5
1K
0,5
500
3K3
1
3,6
0,5
4,2
7,2
5,09
476,2
10
5
1K
0,6
600
3K3
1
3,6
0,5
3,4
7,2
5,09
588,2
7.
Pertanyaan dan Tugas
1. Jelaskan keuntungan Oscilloscope dengan tahanan dalamnya yang tinggi Jawab : karena dalam pengukuran menggunakan osciloskop, kabel prove/BNC dipasangkan secara paralel dengan objek yang diukur sehingga dengan menggunakan osciloskop dengan tahanan dalam yang tinggi dapat memastikan bahwa ketika dilakukan pengukuran, arus tidak terbagi dan mengalir melalui osciloskop.
9
2. Dapatkan oscilloscope digunakan untuk mengukur arus Jawab : osciloskop tidak dapat digunakan untuk mengukur besarnya arus, hanya dapat digunakan untuk mengetahui bentuk gelombang AC maupun DC serta mengukur tegangan. 3. Hitunglah frekwensi maximum yang dapat diukur oleh oscilloscope yang anda gunakan dalam percobaan ini Jawab : sesuai dengan spesifikasi yang tertera, osiloskop Instek GOS622G dapat digunakan untuk mengukur frekuensi hingga 20 MHz. 4. Berapa tegangan Vdc max dan tegangan Vpp max yang dapat diukur CRO? Jawab :
5. Bandingkan frekuensi tegangan sinyal menurut generator sinyal dengan frekuensi hasil hitungan dari layar CRO ? Jawab : frekuensi hasil perhitungan dari layar CRO dengan frekuensi output dari generator sinyal relatif sama, hanya terdapat sedikit perbedaan. Hal ini bisa disebabkan keterbatasan alat maupun indra manusia dalam melakukan pembacaan. 6. Bandingkan tegangan efektif menurut CRO dengan menurut Voltmeter ? Jawab : Tegangan efektif menurut CRO dengan Voltmeter relatif sama, hanya terdapat sedikit perbedaan. Hal ini bisa disebabkan keterbatasan alat, tahanan dalam masing-masing alat yang berbeda, maupun indra manusia dalam melakukan pembacaan. 7. Jelaskan bilamana saudara menggunakan probe 1 dan probe 10 ? Jawab : probe 1 dan probe 10 merupakan skala dari hasil yang tertera pada layar osiloskop. Jika menggunakan probe 1 hasil perhitungan akan langsung menunjukkan nilai yang sesungguhnya, sedangkan jika
10
menggunakan probe 10, maka untuk mendapatkan hasil perhitungan yang sesungguhnya maka hasil perhitungan harus dikalikan dengan 10. 8.
Analisa Percobaan
Rangkaian pertama merupakan rangkaian pengukuran tegangan DC menggunakan Osiloskop. Melalui praktikum rangkaian ini dapat terlihat bentuk arus searah yaitu membentuk garis lurus, serta membuktikan hukum pembagian tegangan pada rangkaian seri dimana tegangan input sama dengan jumlah tegangan pada kedua beban. Rangkaian kedua menunjukkan rangkaian pengukuran tegangan AC menggunakan osiloskop. Melalui praktikum ini dapat diketahui bentuk arus AC yaitu membentuk gambar gelombang sinus dimana terdapat puncak atas dan puncak bawah. Beda potensial antara puncak atas dan bawah merupakan Vpp. Veff dapat dicari menggunakan dengan membagi Vpp dengan frekuensi dapat dicari menggunakan rumus 9.
√2,
sedangkan
1
=
Kesimpulan
Berdasarkan praktikum ini dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Sebelum melakukan pengukuran diperlukan kalibrasi agar mendapatkan hasil pengukuran yang akurat 2. Osiloskop dengan tahanan dalam yang besar lebih menguntungkan karena arus dalam pengukuran tidak terbagi dan mengalir melalui osiloskop. 3. Osiloskop tidak dapat digunakan untuk mengukur besarnya arus yang mengalir dalam rangkaian 4. Pada probe osiloskop terdapat selektor untuk memilih probe 1 atau probe 10 dimana jika menggunakan probe 1 maka osiloskop akan langsung menampilkan nilai sebenarnya sedangkan jua menggunakan probe 10 maka hasil yang didapat dari osiloskop harus sekalian 10 untuk mengetahui nilai yang sebenarnya.
11
