STANDAR OPERASIONAL PROSEDUR (SOP) OSILOSKOP
1. Penger Pengertia tian n osilosk osiloskop op Osiloskop sinar katoda ( cathode ray oscilloscope atau CRO ) adalah instr instrum umen en labo laborat rator orium ium yang yang sanga sangatt berm berman anfaa faatt dan dan teran teranda dalk lkan an yang yang digunakan untuk pengukuran dan analisa bentuk-bentuk gelombang dan gejala lain dalam dalam rangka rangkaian ian-ran -rangka gkaian ian eletron eletronik. ik. Selain Selain itu, itu, osilosk osiloskop op juga juga dapat dapat diartikan sebagai alat ukur elektronika yang berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal listrik listrik agar agar dapat dilihat dan dipelajari. Pada dasarnya CRO adalah alat pembuat grafik atau gambar ( plotter ) X-Y yang sangat cepat mempragakan sebua sebuah h siny sinyal masu masuka kan n terha terhada dap p sinya sinyall lain lain atau atau terh terhad adap ap wakt waktu. u. Pena Pena (“styl (“stylus”) us”) plotte plotterr ini adalah adalah sebuah sebuah bintik bintik cahay cahayaa yang yang berger bergerak ak melalu melaluii permukaan layar dalam memberi tanggapan terhadap tegangan-tegangan masukan. Dalam pemakaian CRO yang biasa, sumbu X atau masukan horizontal adalah adalah tegang tegangan an tanjak tanjak ( ramp ramp voltag voltagee ) linier linier yang yang dibang dibangkit kitkan kan secara secara internal, basis waktu ( time base ) yang secara periodik menggerakkan bintik cahaya cahaya dari dari kiri kiri ke kanan kanan melalu melaluii permu permukaan kaan layar. Tegang Tegangan an yang yang akan akan diperiksa dimasukkan kesumbu Y atau masukan vertical CRO, menggerakkan bintik keatas dan ke bawah dengan nilai sesaat tegangan masukan. Selanjutnya bintik
tersebut
menghasilkan
jejak
berkas
gambar
pada
layar
yang
menunj menunjukk ukkan an variasi variasi tegang tegangan an masuka masukan n sebaga sebagaii fungsi fungsi dari dari waktu. waktu. Bila Bila tegang tegangan an masuka masukan n berula berulang ng dengan dengan laju yang yang cukup cukup cepat, cepat, gambar gambar akan akan kelihatan sebagai sebuah pola yang diam pada layar. Dengan demikian CRO melengkapi suatu cara pengamatan tegangan yang berubah terhadap waktu. CRO digunakan untuk menyelidiki bentuk gelombang, peristiwa transien dan besaran lainnya yang berubah terhadap waktu dari frekuensi yang sangat rendah ke frekuensi yang sangat tinggi. Pengulangan ini menyebabkan bentuk sinyal kontinyu sehingga dapat dipelajari. Berikut ini gambar dari osiloskop, yaitu:
Gambar Osiloskop merex Textronix Osiloskop adalah alat ukur elektronika yang berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal listrik agar dapat dilihat dan dipelajari. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode. Sorotan elektron membekas pada layar. Suatu rangkaian khusus dalam osiloskop menyebabkan sorotan bergerak berulang-ulang dari kiri ke kanan. Pengulangan ini menyebabkan bentuk sinyal kontinyu sehingga dapat dipelajari.
Osiloskop untuk mengukur beda fase gelombang Osiloskop biasanya digunakan untuk mengamati bentuk gelombang yang tepat dari sinyal listrik . Selain amplitudo sinyal, osiloskop dapat menunjukkan distorsi, waktu antara dua peristiwa (seperti lebar pulsa, periode, atau waktu naik) dan waktu relatif dari dua sinyal terkait.
2. Bagian- bagian oscilloscope Osiloskop pada dasarnya terdapat beberapa tombol utama yang memiliki fungsi pokok berbeda, antara lain. •
Volt/div yaitu digunakan untuk mengatur batas pengukuran tegangan atau amplitodo dalam 1 kotak atau div pada batas posisi sisi atas dan sisi bawah kotak. Lebih tepatnya untuk menentukan besarnya tegangan yang dihitung dalam tiap kotak.
•
Time/div yaitu digunakan untuk menentukan besarnya batas pengukuran periode (dalam sekon) atau batas sisi kiri dan sisi kanan dalam 1 kotak atau div.
•
Mode yaitu untuk menentukan channel mana yang aktif atau muncul dalam layar. Umumnya bisa salah satu cannel atau kedua channel secara bersamaan, bahkan sampai menggabungkan kedua channel tersebut.
•
var pada volt/div yaitu digunakan untuk mengkalibrasi tegangan pada masing masing channel pada osiloskop. Efek yang muncul pada pengaturan tombol ini yaitu perubahan jarak atas dan bawah pada 1 gelombang.
•
var pada time/div yaitu digunakan untuk mengkalibrasi periode pada semua channel osiloskop. Efek yang mencul pada pengaturan tombol ini yaitu perubahan jarak kiri dan kanan pada 1 gelombang.
•
Position pada y untuk mengatur dan menggeser letak atas dan bawah gelombang pada layar.
•
Position pada x untuk mengatur dan menggeser letak kiri dan kanan gelombang pada layar.
3. Fungsi osiloskop Secara umum osiloskop berfungsi untuk menganalisa tingkah laku besaran yang berubah-ubah terhadap waktu yang ditampilkan pada layar, untuk melihat bentuk sinyal yang sedang diamati. Dengan Osiloskop maka kita dapat mengetahui berapa frekuensi, periode dan tegangan dari sinyal. Dengan sedikit penyetelan kita juga bisa mengetahui beda fasa antara sinyal masukan dan sinyal keluaran. Ada beberapa kegunaan osiloskop lainnya, yaitu: •
Mengukur besar tegangan listrik dan hubungannya terhadap waktu.
•
Mengukur frekuensi sinyal yang berosilasi.
•
Mengecek jalannya suatu sinyal pada sebuah rangakaian listrik.
•
Membedakan arus AC dengan arus DC.
•
Mengecek noise pada sebuah rangkaian listrik dan hubungannya terhadap waktu. Osiloskop terdiri dari dua bagian utama yaitu display dan panel kontrol.
Display menyerupai tampilan layar televisi hanya saja tidak berwarna warni dan berfungsi sebagai tempat sinyal uji ditampilkan. Pada layar ini terdapat garis-garis melintang secara vertikal dan horizontal yang membentuk kotakkotak dan disebut div. Arah horizontal mewakili sumbu waktu dan garis vertikal mewakili sumbu tegangan. Panel kontrol berisi tombol-tombol yang bisa digunakan untuk menyesuaikan tampilan di layar. Fungsi osiloskop yang lain : •
Untuk menyelidiki gejala yang bersifat periodik.
•
Untuk melihat bentuk gelombang kotak dari tegangan
•
Untuk menganalisis gelombang dan fenomena lain dalam rangkaian elektronika
•
Dapat melihat amplitudo tegangan, periode, frekuensi dari sinyal yang tidak diketahui
•
Untuk melihat harga-harga momen tegangan dalam bentuk sinus maupun bukan sinus
•
Digunakan untuk menganalisa tingkah laku besaran yang berubah-ubah terhadap waktu, yang ditampilkan pada layar
•
Mengetahui beda fasa antara sinyal masukan dan sinyal keluaran.
•
Mengukur keadaan perubahan aliran (phase) dari sinyal input
•
Mengukur Amlitudo Modulasi yang dihasilkan oleh pemancar radio dan generator pembangkit sinyal
•
Mengukur tegangan AC/DC dan menghitung frekuensi
4. Prinsip kerja Komponen utama osiloskop adalah tabung sinar katoda ( CRT ). Prinsip kerja tabung sinar katoda adalah sebagai berikut: Elektron dipancarkan dari katoda akan menumbuk bidang gambar yang dilapisi oleh zat yang bersifat flourecent. Bidang gambar ini berfungsi sebagai anoda. Arah gerak elektron ini dapat dipengaruhi oleh medan listrik dan medan magnetik. Umumnya osiloskop sinar katoda mengandung medan gaya listrik untuk mempengaruhi gerak elektron kearah anoda. Medan listrik dihasilkan oleh lempeng kapasitor yang dipasang secara vertikal, maka akan terbentuk garis lurus vertikal dinding gambar. Selanjutnya jika pada lempeng horizontal dipasang tegangan periodik, maka elektron yang pada mulanya bergerak secara vertikal, kini juga bergerak secara horizontal dengan laju tetap.Sehingga pada gambar terbentuk grafik sinusoidal. Tabung Sinar Katoda
Sifat-sifat sinar katoda : 1.
Sinar katoda dipancarkan oleh katoda dalam sebuah tabung hampa bila dilewati arus listrik (aliran listrik adalah penting).
2.
Sinar katoda berjalan dalam garis lurus.
3. Sinar tersebut bila membentur gelas atau benda tertentu lainnya akan menyebabkan
terjadinya
fluoresensi
(mengeluarkan
cahaya).
Dari
fluoresensi inilah kita bisa melihat sinar, sinar katoda sendiri tidak tampak. 4.
Sinar katoda dibelokkan oleh medan listrik dan magnit; sehubungan dengan hal itu diperkirakan partikelnya bermuatan negative.
5. Sifat-sifat dari sinar katoda tidak tergantung dari bahan elektrodanya (besi, platina dsb.)
Sinar katoda tidak tampak, hanya melalui pengaruh fluoresensi dari bahan sinar ini dapat dilacak. Berkas sinar katoda dibelokkan oleh medan magnit. Pembelokkan ini menunjukkan bahwa sinar katoda bermuatan negatif. Prinsip kerja osiloskop yaitu menggunakan layar katoda. Dalam osiloskop terdapat tabung panjang yang disebut tabung sinar katode atau Cathode Ray Tube ( CRT ). Secara prinsip kerjanya ada dua tipe osiloskop, yakni tipe analog (ART - analog real time oscilloscope) dan tipe digital (DSO-
digital
storage
osciloscope),
masing-masing
memiliki
kelebihan
dan
keterbatasan. Para insinyur, teknisi maupun praktisi yang bekerja di laboratorium perlu mencermati karakter masing-masing agar dapat memilih dengan tepat osiloskop mana yang sebaiknya digunakan dalam kasus-kasus tertentu yang berkaitan dengan rangkaian elektronik yang sedang diperiksa atau diuji kinerjanya. 1. Osiloskop Analog Osiloskop
analog
menggunakan
tegangan
yang
diukur
untuk
menggerakkan berkas electron dalam tabung sesuai bentuk gambar yang diukur. Pada layar osiloskop langsung ditampilkan bentuk gelombang tersebut. Osiloskop tipe waktu nyata analog (ART) menggambar bentuk-bentuk gelombang listrik dengan melalui gerakan pancaran elektron (electron beam) dalam sebuah tabung sinar katoda (CRT -cathode ray tube) dari kiri ke kanan. Osiloskop analog pada prinsipnya memiliki keunggulan seperti; harganya relatif lebih murah daripada osiloskop digital, sifatnya yang realtime dan pengaturannya yang mudah dilakukan karena tidak ada tundaan antara gelombang yang sedang dilihat dengan peragaan di layar, serta mampu meragakan bentuk yang lebih baik seperti yang diharapkan untuk melihat gelombang-gelombang yang kompleks, misalnya sinyal video di TV dan sinyal RF yang dimodulasi amplitudo. Keterbatasanya adalah tidak dapat menangkap bagian gelombang sebelum terjadinya event picu serta adanya kedipan (flicker) pada layar untuk gelombang yang frekuensinya rendah (sekitar 10-20 Hz). Keterbatasan osiloskop analog tersebut dapat diatasi oleh osiloskop digital. Sebagai contoh keseluruhan bidang skala pada Gambar 3 dapat ditutup semua menjadi daerah yang dapat dilihat oleh mata, misalnya dengan DSO dari Hewlett-Packard HP 54600. Pada gambar ditunjukkan diagram blok sederhana suatu osiloskop analog.
2. Osiloskop Digital Osiloskop digital mencuplik bentuk gelombang yang diukur dan dengan menggunakan ADC (Analog to Digital Converter) untuk mengubah besaran tegangan yang dicuplik menjadi besaran digital. Dalam osiloskop digital, gelombang yang akan ditampilkan lebih dulu disampling (dicuplik) dan didigitalisasikan. Osiloskop kemudian menyimpan nilai-nilai tegangan ini bersama sama dengan skala waktu gelombangnya di memori. Pada prinsipnya, osiloskop digital hanya mencuplik dan menyimpan demikian banyak nilai dan kemudian berhenti. Ia mengulang proses ini lagi dan lagi sampai dihentikan. Beberapa DSO memungkinkan untuk memilih jumlah cuplikan yang disimpan dalam memori per akuisisi (pengambilan) gelombang yang akan diukur. Osiloskop digital memberikan kemampuan ekstensif, kemudahan tugastugas akuisisi gelombang dan pengukurannya. Penyimpanan gelombang membantu para insinyur dan teknisi dapat menangkap dan menganalisa aktivitas sinyal yang penting. Jika kemampuan teknik pemicuannya tinggi secara efisien dapat menemukan adanya keanehan atau kondisi-kondisi khusus dari gelombang yang sedang diukur. 5. Cara Penggunaan Osiloskop Sebelum osiloskop bisa dipakai untuk melihat sinyal maka osiloskop perlu disetel dulu agar tidak terjadi kesalahan fatal dalam pengukuran. Langkah awal pemakaian yaitu pengkalibrasian. Yang pertama kali harus muncul di layar adalah 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 di tengah-tengah knob pengganti Volt/div dan time/div. Atau kalau pada gambar osiloskop diatas berupa potensio dengan label "var". Pada saat menggunakan osiloskop juga perlu diperhatikan beberapa hal sebagai berikut: a.
Memastikan alat yang diukur dan osiloskop ditanahkan (digroundkan), disamping untuk kemanan, hal ini juga untuk mengurangi suara dari frekuensi radio atau jala-jala.
b. Memastikan probe dalam keadaan baik. c. Kalibrasi tampilan bisa dilakukan dengan panel kontrol yang ada di osiloskop. d. Tentukan skala sumbu Y (tegangan) dengan mengatur posisi tombol Volt/Div pada posisi tertentu. Jika sinyal masukannya diperkirakan cukup besar, gunakan skala Volt/Div yang besar. Jika sulit memperkirakan besarnya tegangan masukan, gunakan attenuator 10 x (peredam sinyal) pada probe atau skala Volt/Div dipasang pada posisi paling besar. e. Tentukan skala Time/Div untuk mengatur tampilan frekuensi sinyal masukan. f. Gunakan tombol Trigger atau hold-off untuk memperoleh sinyal keluaran yang stabil. g. Gunakan tombol pengatur fokus jika gambarnya kurang fokus. h. Gunakan tombol pengatur intensitas jika gambarnya sangat/kurang terang.
DAFTAR PUSTAKA http://kimia.upi.edu/utama/bahanajar/kuliah_web/2008/MIRDA%20HANUM %20%28060238%29/tabung_sinar%20katoda.html http://www.scribd.com/doc/38125359/Tugas-Oscilloscope http://id.wikipedia.org/wiki/Osiloskop http://ari-bawono.blogspot.com/2012/10/cara-kalibrasi-osiloscope.html http://osiloskop-vivie.blogspot.com/ http://dien-elcom.blogspot.com/2012/09/macam-alat-ukur-elektronik-danfungsinya.html Cooper, William David.1994. Instrumentasi Elektronik dan Teknik Pengukuran.Jakarta:Erlangga.
