OSILOSKOP

Laboratorium Fisika GelombangDepartemen Fisika

Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Sumatera Utara

Jl Bioteknologi No.1BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Osiloskop merupakan salah satu alat ukur elektronika yang sering

kita jumpai disamping alat ukur yang lain seperti halnya sinyal

generator penghitung frekuensi, alat pengukur getaran (vibrasi)

dan alat pengukur deru suara dan sebagainya. Alat alat ukur

tersebut diatas merupakan perangkat alat ukur perbengkelan,

laboratorium, dan industri elektronika, penggunaan osiloskop

elektromagnetik ini dibatasi sampai frequensi ini dibatasi sampai

10 KHz, dan untuk gejala frequensi tinggi digunakanlah tabung

sinar katoda yang biasa disebut CRT (cathoda ray tube) tabung ini

berfungsi untuk mendefleksikan sinar cahaya elektron.

Tiap osiloskop dilengkapi dengan satu knop bertuliskan fokus

dan satu knop lagi bertuliskan intensitas. Dengan knop fokus dapat

mengatur ketajaman kumpulan dan dengan knop intensitas,

kejernihannya. Dianjurkan agar pada pemakaian osiloskop jangan

mempertajam kejernihannya melampaui yang diperlukan. Pada

kejernihan terlalu tajam lama-lama layarnya akan terbakar, artinya

bahwa lapisan fosfor kehilangan kejernihan, sehingga osiloskopnya

kurang berfungsi.

Adapun tujuan kami melaksanakan praktikum ini selain sebagai

salah satu judul praktikum yang harus dilaksanakan, kami ingin

mengetahui fungsi dari osiloskop, bagian-bagian dari osiloskop

serta bagaimana prinsip kerja dari alat ukur osiloskop itu

sendiri. Sehingga kami juga dapat mengetahui aplikasi dari

percobaan ini.



Jl Bioteknologi No.1Osiloskop dibedakan menjadi dua, yaitu osiloskop analog dan

osiloskop digital. Osiloskop analog hanya berupa sinar yg

dihasilkan oleh tabung CRT sehingga tampil dilayar Osiloskop.

Sedangkan Osiloskop Digital umumnya tidak lagi menggunakan Tabung

CRT, melainkan diukur oleh microprocessor didalamnya lalu hasil

outputnya ditampilkan ke layar LCD, dipermanis tampilannya,

menggunakan warna segala gelombangnya jika LCD Osilloscope

tersebut berwarna. Setelah data2 pengukuran didapat dari tester

probe diolah oleh microprocessor dlm Oscilloscope tsb (ibarat IC

OMAP kalo di BB5), baru ditampilkan dilayar LCD, sehingga

tampilannya sangat menarik sekali utk dilihat.

1.2 Tujuan Percobaan

1. Untuk mengetahui perbedaan osiloskop analog dan osiloskop

digital

2. Untuk mengetahui prinsip kerja osiloskop

3. Untuk mengukur tegangan DC dan AC

4. Untuk mengetahui perbedaan hasil pengukuran multimeter dengan

osiloskop

BAB II

DASAR TEORI

Osiloskop sinar elektron. Alat ukur ini bukan hanya mampu

menentukan besarnya tegangan-tegangan, tetapi mampu pula

menentukan bentuk tegangannya. Osiloskop ini merupakan alat

penting untuk pengukuran alat-alat elektronis, termasuk meneliti

pengukur getaran dan lain-lain. Bagian terpenting adalah tabung

pancar elektron.



Jl Bioteknologi No.1Sebuah kawat pijar memancari tabung nikel (katoda) tertutup

dengan zat yang dapat memperkuat pengiriman elektron (emissie).

Disebabkan oleh pemanasan bersama dengan zat emitter terjadilah

‘awan elektron’ sekitar katoda k; awan ini ‘terisap’ oleh plat

berbentuk bulat; anoda a, yang dihubungkan pada tegangan positif

yang cukup tinggi. Karena pada anoda terdapat sebuah lubang, maka

pada anodanya akan mendapatkan elektron-elektron dalam jumlah

kecil. Sisa dari elektron-elektron tadi akan berjalan dengan

kecepatan tinggi.

Bila kita beranggapan bahwa tidak terdapat tegangan pada

plat-plat H1 dan H2 dan V1 dan V2, maka tumpukan elektron-elektron

yang tipis akhirnya akan membentur layar. Layar ini ditutup dengan

lapisan fosfor yang dapat mengeluarkan cahaya, biasanya berwarna

hijau, bila dibentur oleh tumpukan-tumpukan elektron.

Pada layar kita akan menyaksikan timbulnya titik hijau pada

pertengahan tabung. Bila kita beranggapan bahwa plat-plat H2 dan V2

dihubungkan pada tegangan positif, maka tumpukan tadi tidak akan

berjalan lurus tetapi oleh H2 dibelokkan ke kanan dan oleh V2

dilengkungkan ke bawah. Titik hijau akan muncul di layar bagian

kanan bawah. Bila kita perhatikan logam prinsip sebuah osiloskop

akan kelihatan bahwa tegangan yang akan diukur diperkuat dan

selanjutnya disalurkan kepada plat-plat V1 dan V2. Bila pada plat-

plat H1 dan H2 tidak diberi tegangan, maka pada layar akan keluar

garis tegak; dalam hal ini kita hanya mampu mengukur besarnya

bukan dari tegangan tersebut. Bila pada plat-plat H1 dan H2

dipasangi tegangan yang peningkatannya lambat dan penurunannya

cepat, maka kumpulan elektron akan bergerak dari kiri ke kanan.

Pada layar secara perlahan-lahan. Pada tiap saat pada waktu

kumpulan elektron menyentuh layar, tempat sentuh ini akan



Jl Bioteknologi No.1ditentukan secara tegak oleh tegangan antara V1 dan V2. Dengan kata

lain: kumpulan elektron seolah-olah fungsi tegangan dan waktu pada

layarnya.

Frekuensi tegangan antara H1 dan H2 tidak dapat dipilh secara

sekehendak, tetapi harus sebanding dengan tegangan antara V1 dan

V2, bila kita memerlukan bentuk tidak bergerak. Dari generator

yang membangkitkan tegangan antara H1 dan H2 harus generator dengan

tegangan gigi gergaji, dikemudikan oleh tegangan dari penguat. Ini

disebut singkronisasi.

Bila frekuensi tegangan gigi gergaji besarnya setengah

frekuensi yang akan diukur, pada layar akan timbul dua perioda

dari tegangan yang diukur. Pada osiloskop-osiloskop modern

singkronisasi dari generator gigi gergaji dilakukan oleh penguat Y

dengan cara lain, yang dinamakan ‘triggering’. Karena prinsip

bekerjanya osiloskop tidak berbeda cara pengaturan jalan searah,

baik secara singkronisasi maupun dengan triggering, maka hal ini

tidak diperdalam lagi.

Yang penting di sini adalah bahwa kebanyakan osiloskop itu

dapat memutuskan hubungan dengan generator gigi gergaji dan untuk

menggantikannya dengan menghubungkan penguat-X pada plat-H. Dengan

cara ini kita umpanya dapat menghubungkan tegangan bentik sinus

pada plat-plat H dan dapat melaksanakan pengukuran frekuensi dan

fase dengan teliti. Osiloskop dengan ‘triggering’ dapat mengatur

generator gigi gergaji dengan tegangan dari luar yang bentuknya

bebas, sehingga kita umpanya dapat meneliti pengapian sebuah motor

baku.

Tiap osiloskop dilengkapi dengan satu knop bertuliskan fokus

dan satu knop lagi bertuliskan intensitas. Dengan knop fokus dapat

mengatur ketajaman kumpulan dan dengan knop intensitas,



Jl Bioteknologi No.1kejernihannya. Dianjurkan agar pada pemakaian osiloskop jangan

mempertajam kejernihannya melampaui yang diperlukan. Pada

kejernihan terlalu tajam lama-lama layarnya akan terbakar, artinya

bahwa lapisan fosfor kehilangan kejernihan, sehingga osiloskopnya

kurang berfungsi.

(Ing. G. Van der Wal , 1985)

Osilator sinusoida. Pengeras loloh balik yang tak stabil

berosilasi pada frekuensi alami (kutub) dari sistem tersebut. Bila

sepasang kutub bati simpal tertutup terletak pada sumbu j, maka

tanggapan alami dari pengeras tersebut adalah sebuah sinusoida.

Rangkaian loloh balik yang dirancang mempunyai kutub-kutub pada

sumbu j dinamakan osilator sinusoida (sinusoidal oscillator). Di antara sifat-

sifatnya yang sangat diperlukan adalah kemudahan dan fleksibilitas

dengan mana osilator sinusoida tersebut dapat distel pada

jangkauan frekuensi yang besar dan ukuran osilator yang kompak

(tersusun rapat). Karena keuntungan-keuntungan ini, maka osilator

sinusoida sangat banyak digunakan dalam alat-alat uji dan penerima

komunikasi untuk mengolah sinyal dan dalam dielektrik dan unit

pemanas induksi yang menyediakan tenaga yang diperlukan.

Banyak terdapat jenis osilator sinusoida. Sifat-sifat

spesifik dari setiap osilator sinusoida bergantung pada

konfigurasi rangkaian yang digunakan. Untuk mudahnya, maka

osilator-osilator diklasifikasikan menurut cara penyetelannya. Dua

golongan osilator yang lazim adalah osilator resistansi-kapasitans

(RC) dan osilator induktans-kapasitans (LC). Akan tetapi setiap

kapasitor pada pokoknya adalah sebuah pengeras loloh balik yang

bati simpal terbukanya dipilih demikian sehingga fungsi

perpindahan simpal tertutup mempunyai sepasang kutub simpal

tertutup pada sumbu j. Syarat yang perlu untuk mencapai osilasi



Jl Bioteknologi No.1sinusoida adalah bahwa penyebrangan bati dan penyebrangan fasa

terjadi secara serempak. Pada penyebrangan bati, besarnya T(jω)

adalah satu satuan: dan pada penyebrangan fasa , sudut dari T(jω)

adalah -180˚. Jadi jika penyebrangan bati dan penyebrangan fasa

kedua-duanya terjadi pada frekuensi yang sama maka perlu bahwa

T(jω) = GH(jω) = - 1 +

j0............................................................

.......................(2.1)

Frekuensi osilasi adalah nilai ω yang memenuhi persamaan T(jω)

= GH(jω) = - 1 + j0. Nilai bati simpal terbuka yang perlu untuk

mendapatkan osilasi ditentukan juga dari persamaan T(jω) = GH(jω) =

- 1 + j0, yang hubungannya dikenal sebagai kriteria Barkhausen

(Barkhausen criterion).

Bila rangakain loloh balik digunakan sebagai osilator, maka

tidak ada sumber sinyal yang diperlukan. Tenaga AC yang ditarik di

keluaran didapatkan dari tenaga DC yang diperlukan untuk membias

alat-alat yang digunakan. Secara praktis, maka sebuah gangguan

kecil diperlukan untuk memulai osilasi; gangguan kecil ini

dibekalkan oleh sinyal luar seperti riak penyedia daya dan

transien penyedia daya yang dihasilkan bila sistem tersebut

dihidupkan.

Dalam analisis dan rancangan rangkaian osilator, maka perlu

untuk menghubungkan frekuensi osilasi kepada elemen-elemen dalam

rangkaian.

Osilator yang menggunakan penyetelan RC khasnya berguna pada

frekuensi rendah dan dalam rangkaian integral, dimana penggunaan

induktor tidaklah praktis. Osilator pergeseran fasa (phase-shift oscillator)

dan osilator jembatan Wien (Wien bridge oscillator) adalah rangkaian osilator



Jl Bioteknologi No.1RC yang dapat distel yang lazimnya digunakan; representasi khas

yang menggunakan pengeras tegangan ideal.

Dalam osilator pergeseran fasa, nilai-nilai Av, R dan C adalah

sama untuk setiap tahap. Jaringan RC digunakan untuk menyediakan

pergeseran fasa – 180˚ mengelilingi simpal loloh balik dan tahap-

tahap pengeras menyediakan bati yang perlu untuk menghasilkan

osilasi. Rangkaian osilator tersebut adalah sebuah pengeras loloh

balik piraudan jaringan a(s) dan jaringan f(s).

Bati depan a(s) ditentukan dengan mencari perbandingan V0/V1.

TeganganV2 adalah

V2=-AvV1

.............................................................

...............................................(2.2)

dan V3=

1sC

R+1sC

V2=1

1+sRC V2

. ................................................................

..................................(2.3)

Dengan cara yang serupa, V4, V5, V6, dan V0 dapat ditentukan oleh

persamaan yang serupa dengan persamaan (2.2) dan persamaan (2.3).

Nilai a(s) yang dihasilkan dapat diperlihatkan sebesar

a(s) = −−Av

3

(1+sRC)3

..................................................................

....................................(2.4)

Dalam rangkaian FET, jaringan antar tahap RC menyediakan

pergeseran fasa yang diperlukan dan bati disediakan oleh rangkaian

FET. Resistensi sumber Rk menyediakan kedua-duanya bias dan

stabilitas bati. Frekuensi osilasi adalah sedemikian sehingga efek



Jl Bioteknologi No.1kapasitor pengopel Cc dan kapasitans-kapasitans alat yang di bagian

dalam Cgsdan Cgd dapat diabaikan. Osilator-osilator tersebut distel

(yakni, frekuensi-frekuensinya disesuaikan dengan nilai yang

diinginkan) dengan menyesuaikan baik nilai R maupun nilai C. Dalam

kebanyakan rangkaian praktis, kapasitor C biasanya dibuat variabel

dan nilai R dipilih sehingga nilai tersebut jauh lebih besar

daripada resistansi salur RD. Di bawah kondisi-kondisi ini, maka

penyesuaian jaringan pergeseran fasa tidak akan mempengaruhi bati

tahap.

Rangkaian dalam osilator pergeseran fasa yang menggunakan

satu OP-AMP, hanya menggunakan satu pengeras operasional untuk

mencapai bati yang perlu untuk osilasi. Jaringan loloh balik RC

menyediakan pergeseran fasa yang diperlukan dan penyesuaian nilai-

nilai C digunakan untuk mengubah frekuensi. Kedudukan R dan C dalam

pergeseran fasa dibalik dari kedudukan. Hal ini dilakukan supaya

hambatan R dimasukkan OP-AMP dapat digunakan untuk kedua-dua

jaringan pergeseran fasa dan untuk mengontrol bati pengeras.

Osilator jembatan Wien sangata banyak digunakan dalam osilator

laboratorium untuk frekuensi audio. Struktur yang menyerupai

jembatan yang dibentuk oleh R1C1dan R2C2 menyediakan kedua-duanya

penyetelan dan pergeseran fasa yang perlu untuk menghasilkan

osilasi-osilasi. Penyetelan biasanya dirampungkan dengan

menyesuaikan secara serempak semua elemen dalam kedua-dua jaringan

pergeseran fasa. Keuntungan utama dari osilator jembatan Wien

adalah jangkauan penyetelan yang cukup lebar (beberapa Hz sampai

100 kHz adalah khas) dan derajat stabilitas frekuensi yang tinggi.

Osilator LC yang dapat distel. Dua rangkaian yang lazim

digunakan sebagai osilator frekuensi radio adalah osilator Hartley dan

osilator Colpitts. Masing-masing osilator tersebut dapat dinyatakan oleh



Jl Bioteknologi No.1rangkaian ekivalen yang pada pokoknya masing-masing adalah

pengeras loloh balik seri. Akan tetapi kedua-dua rangkaian dapat

juga menggunakan loloh balik pirau seperti yang diperlihatkan

dalam realisasi praktis. Cok RF adalah induktans yang reaktansnya

sangat besar pada frekuensi osilasi dan berperan untuk mengisolasi

bekal bias Vccdari sinyal berfrekuensi tinggi yang dihasilkan. Dalam

rangkaian ekivalen, impedans Z1 menyediakan sinyal yang kembali dan

adalah analog dengan sebuah hambatanpemancar yang tak dilewati

yang digunakan dalam sebuah tahapp tunggal. Ketiga elemen reaktif

tersebut menyediakan pergeseran fasa 180˚ yang perlu untuk

osilasi. Pergeseran arus Ai dipilih untuk mempertahankan osilasi

sesuai dengan persamaan (2.1). Penyetelan dirampungkan dengan

mengubah baik L maupun C.

Analisis dari kedua-dua osilator Hartley dan osilator

Colpitts dapat dirampungkan dengan penentuan syarat untuk man T(jω)

= -1. Akan tetapi, dalam kasus ini analisis tersebut dimudahkan

dengan menuis persamaan mesh dan dengan membolehkan determinan

rangkaian ∆ menjadi nol. Determinan rangkaian tersebut kadang-

kadang digunakan untuk menandakan determinan penyebut yang

dibentuk dalam menggunakan kaidah Cramer untuk memecahkan

persamaan-persamaan linear serempak. Pemisahan ∆(jω) = 0 akan

bersesuaian dengan kondisi T(jω) + 1 = 0 dan menghasilkan kondisi-

kondisi yang perlu supaya rangkaian tersebut mempunyai kutub-kutub

pada sumbu j. Untuk mana sumber arus A1I1 dan impedans Z2 telah

diubah menjadi ekivalensumber tegangannya. Persamaan-persamaan

mesh adalah

I1(Rin+ Z1) – I2Z1 = 0.

........................................................

..................................(2.4)



Jl Bioteknologi No.1-I1(Z1 - AiZ2) + I2(Z1 + Z2 + Z3) =

0..................................................................

.....(2.5)

Nilai determinan ∆ adalah

∆ = Z1[Rin + Z2(1+Ai) + Z3] + Rin (Z2 + Z3).

........................................................(2.6)

Untuk osilator Hartley maka Z1 = jωL1, Z2 = jωL2, dan Z3 = - j/ωC.

Dengan mensubtitusikan nilai-nilai ini ke dalam persamaan (2.6)

dan dengan membuat bagian riel dan bagian imajiner dari ∆(jω)

kedua-duanya sama dengan nol maka akan menghasilkan kondisi-

kondisi yang perlu untuk mempertahankan osilasi yang diberikan

dalam persamaan (2.7).

ω0=1

√(L1+L2)CAi=

L1

L2....................................

............................................(2.7)

Analisis untuk osilator Colpitts adalah identik dengan

analisis osilator Hartley dan menghasilkan

ω0=1

√C1C2L /(C1+C2 )

Ai=C2

C1....................................

............................................(2.8)

Seringkali diinginkan untuk menghasilkan bentuk gelombang

sinusoida yang frekuensinya konstan pada perioda waktu yang

diperluas. (Persyaratan stabilitas dalam orde beberapa bagian per

sejuta adalah lazim). Osilator kristal (crystal oscillator), yang mempunyai

rangkaian yang khas. Kristal yang mempertunjukkan efek piezoelektrik

(piezoelectriceffect), yakni sebuah fenomena dalam mana sebuah sinyal

listrik yang dikesan menghasilkan sebuah getaran mekanis dalam

bahan digunakan untuk mengontrol frekuensi osilasi. Kristal

tersebut mempunyai rangkaian resonan alaminya sendiri yang



Jl Bioteknologi No.1bentuknya diperlihatkan di bawah ini. Jika kristal digantikan oleh

rangkaian ekivalen, maka osilator kristal kelihatan serupa dengan

osilator Colipitts.

Gbr. Rangkaian ekivalen dari kristal

Dalam banyak pemakaian kontrol dan pemakaian instrumentasi,

maka osilator diperlukan dalam mana frekuensi osilasi dapat

dikontrol secara otomatis. Sebuah pemakaian seperti itu adalah

kontrol frekuensi otomatik (AFC = automatic frequency control) yang diperlukan

dalam bagian penyetelan sebuah penerima FM. Osilator yang dikontrol

tegangan(VCO = voltage controlled oscillator) umumnya digunakan untuk maksud

ini. Dalam mana rangkaian MOSFET digunakan untuk menggantikan

kapasitor dalam jaringan pergeseran fasa dari osilator Hartley.

MOSFET Q2 berperan sebagai resistansi beban aktif RL dari tahap

yang mengandung Q1. Kapasistans yang dilihat di terminal A dan B

adalah nilai kapasitans loloh balik C yang dipertinggi oleh efek

Miller. Jadi, CAB = C(1 + gmRL). Dengan membias Q2 dalam daerah

resistansi yang dikontrol tegangan maka kontrol bias digunakan

untuk mengubah nilai efektif dari RL. Sebagai konsekuensinya, maka

kotrol bias mengubah nilai CAB dalam jaringan pergeseran fasa, yang

demikian akan menghasilkan perubahan frekuensi osilasi.

Cara ini dapat digunakan dengan konfigurasi osilator yang

lain dengan hasil-hasil yang serupa. Tambahan lagi, metoda untuk

mendapatkan sebuah kapasitor variabel tegangan seringkali

digunakan dalam pengubah tegangan ke frekuensi (voltage to frequency converter).



Jl Bioteknologi No.1Keluaran pengubah tegangan ke frekuensi adalah sebuah bentuk

modulasi frekuensi (FM) dan sangat banyak digunakan dalam

pemersatu musik elektronik. Seringkali, sebuah sinyal yang akan

diolah berubah secara lambat dengan waktu seperti halnya kasus

dimana sinyal menyajikan variasi aliran massa atau variasi

temperatur dalam sebuah proses pembuatan dalam pabrik. Sinyal

seperti itu mengandung komponen frekuensi yang sangat rendah dan

pengubahan tegangan ke frekuensi akan menterjemahkan informasi

tersebut ke jangkauan frekuensi yang lebih tinggi. Sinyal ini

diolah secara lebih mudah pada frekuensi tinggi. Sebagai

konsekuensinya, maka pengontrolan oerasi pembuatan dalam pabrik

lebih mudah dicapai.

(A.E. Fitzgerald, 1985)

Alat ukur multimeter. Untuk mengetahui baik tidaknya

hubungan-hubungan atau sambungan penghantar dalam suatu instalasi

diperlukan suatu alat ukur yang dinamakan multimeter. Dengan

menggunakan multimeter kita dapat mengetahui hasil pemasangan

instalasi yang meliputi: pemasangan kabel, penyambungan kabel dan

pekerjaan-pekerjaan lain dalam instalasi. Selain untuk mengetahui

hasil pemasangan instalasi, multimeter juga dapat dipakai untuk

mengukur besarnya tegangan listrik yang mengalir di dalam suatu

penghantar misalnya tegangan fasa dengan nol atau antara fasa

dengan fasa.

Fungsi dan bagian-bagian multimeter:

1. Daftar Skala Meter yang berguna untuk membaca hasil

pengukuran. Daftar skala meliputi skala pengukuran tegangan

listrik, arus listrik dan tahanan listrik

2. Jarum Penunjuk Skala yang berguna untuk menunjukkan hasil

pengukuran



Jl Bioteknologi No.13. Pengatur Jarum Penunjuk Skala yang berguna untuk menyetel

jarum penunjuk agar selalu pada posisi nol (posisi awal) saat

akan digunakan

4. Cermin yang berguna untuk membantu ketetapan dalam pembacaan

skala antara jarum penunjuk dan cermin

5. Kaca Penutup berguna untuk melindungi daftar skala dan jarum

penunjuk agar tidak terganggu/rusak

6. Sakelar Pemilih berguna untuk memilih batas pengukuran (volt,

ampere dan tahanan ohm)

7. Pengatur nol (zero ajuster) berguna untuk menyetel jarum

penunjuk ke arah nol ohm pada waktu akan mengukur tahanan

listrik.

8. Sakelar Pembalik Polaritas berguna untuk membalikkan fungsi

probe pada pengukuran tertentu

9. Terminal 12A

10. Terminal 12A bersama-sama dengan – com untuk mengukur

kuat arus listrik

11. Terminal +

12. Terminal – com. Kedua terminal (+) dan (-) untuk

meletakkan kedua kabel probe

13. Bagian belakang kotak multimeter

14. Probe berwarna merah (+) dan warna hitam (-)

Cara menggunakan multimeter. Dalam pekerjaan instalasi kita

harus dapat menggunakan multimeter. Untuk dapat menggunakan

multimeter dapat ditunjukkan dengan contoh-contoh di bawah ini:

Misalnnya: - Mengukur kondisi suatu penghantar

- Mengukur tegangan listrik pada pengantar

Cara mengukur kondisi suatu penghantar. Yang dimaksud dengan

dengan mengukur kondisi suatu penghantar adalah langkah pengukuran



Jl Bioteknologi No.1yang bertujuan untuk mengetahui baik atau tidaknya hasil

pemasangan penghantar dalam pekerjaan instalasi listrik.

Dalam pemasangan instalasi mungkin saja terjadi kesalahan

dalam pemasangan penghantar, misalnya salah sambung, adanya kabel

yang tergores pada waktu memasukkan kabel dalam pipa pelindung dan

lain-lain yang kesemuanya ini akan berakibat hubungan singkat pada

penghantar tersebut.

Untuk mengetahui adanya hubungan singkat tersebut perlu

dilakukan pengukuran dengan menggunakan alat ukur multimeter. Cara

melakukan pengukuran adalah sebagai berikut: mengukur suatu

penghantar pada prinsipnya adalah mengukur tahanan yang ada pada

penghantar tersebut dalam keadaan tidak ada arus listriknya.

Cara mengukur tahanan:

1. Seperti telah dijelaskan sebelumnya bahwa untuk mengukur

tahanan terlebih dahulu harus dilakukan kalibrasi meter

dengan menggunakan cara zero setting dengan cara menempelkan

kedua probe (+) dan (-). Kemudian pengatur nol (zero ajuster)

diputar agar jarum penunjuk skala menunjuk angka nol pada

skala ohm

2. Setelah jarum tepat menunjuk angka nol, barulah dilakukan

pengukuran yaitu dengan menghubungkan kedua probe (+) dan

(-), probe yang bertanda (+) dihubungkan dengan penghantar

fasa dan probe yang bertanda (-) dihubungkan dengan

penghantar nol. Sakelar pemilih diletakkan pada posisi

pengukuran ohm dengan batas x 10

3. Sekarang perhatikan daftar skala meter, apabila jarum

penunjuk bergerak ke kanan dan menunjuk pada angka nol

berarti pada kedua penghantar tersebut terjadi hubungan



Jl Bioteknologi No.1singkat dan jika jarum diam atau bergerak sedikit berarti

kedua penghantar tersebut baik dan aman

4. Demikian pula pengukuran antara penghantar dengan pipa

pelindung. Apabila jarum penunjuk menunjuk angka nol berarti

antara penghantar dan pipa tersebut terjadi hubungan singkat

dan bila jarum diam berarti hubungan antara penghantar dan

pipa pelindung baik.

Hubungan singkat bisa terjadi akibat adanya penghantar yang

luka akibat tergores dengan bagian tajam dari pipa sehingga kawat

penghantar menyentuh bagian pipa

Cara mengukur tegangan pada penghantar. Yang dimaksud dengan

mengukur tegangan pada penghantar adalah mengukur besarnya

tegangan listrik pada instalasi penerangan yang telah dihubungkan

dengan jala-jala listrik PLN. Mengukur tegangan listrik pada

instalasi dapat dilakukan dengan cara mengukur tegangan listrik

yang ada pada stop-kontak.

Langkah pengukuran:

- Semua sudah tahu bahwa tegangan listrik yang ada pada jala-

jala PLN pada umumnya 110/127 V atau 220/227 V. Dengan

demikian sakelar pemilih diputar dan diletakkan pada posisi

batas pengukuran ACV pada skala pengukuran 500 VAC (skala

pengukuran harus lebih besar dari yang akan diukur, sebab bila

lebih kecil dari yang akan diukur besar kemungkinan meter akan

rusak atau terbakar). Besar batas pengukuran yang tercantum

biasanya 100 - 500 - 1000 V.

- Kemudian probe warna merah (+) dimasukkan ke dalam salah satu

lubang pada stop-kontak dan probe warna hitam (-) ke lubang

satunya lagi (bila terbalik diperbolehkan)

(Dedy Rusmadi, 2001)



Jl Bioteknologi No.1Sebuah multimeter dapat mengukur beberapa besaran listrik

yang berbeda, yanng biasanya adalah tegangan dan arus. Terdapat

dua jenis multimeter yaitu analog dan digital. Kedua multimeter

memiliki soket ( lubang tancap ) untuk probe ( batang uji) :

- Positif, ditandai dengan simbol ‘ +’ dan biasanya berwarna

merah.

- Common ( negatif) ditandai dengan COM atau simbol ‘ – ‘ dan

biasanya bewarna hitam.

Beberapa meteran memiliki soket positif kedua yanng harus

digunakan untuk megukur tegangan-tegangan tinggi. Kedua jenis

meteran memiliki kenop putar untuk memilih kuantitas mana yang

hendak diukur. Kenop putar ini seringkali juga digunakan untuk

memilih kisaran pengukuran. Kenop ditetapkan untuk memilih kisaran

pengukura 0-10V. Pada sebuah meteran analog, anda harus

menghubungkan probe common (negatif) ke titik pengukuran yang

lebih negatif dan probe merah ke titik pengukuran yang lebih

positif. Apabila anda menghubungkannya secara terbalik, jarum

penunjuk akan berayun ke bawah angka nol. Lepaskan segera kedua

probe tersebut karena hal ini akan mengakibatkan kerusakan pada

meteran. Meteran-meteran digital seringkali memiliki fitur

otopolaritas. Dengan fitur ini, meteran akan memperlihatkan tanda

minus di sebelah kiri angka pembacaan apabila kedua probe

dihubungkan dengan titik -titik pengukuran secara terbalik.

Dengan meteran analog, terdapat masalah kesalahan pembacaan

apabila anda tidak membaca skala pengukuran secara lurus dari arah

atas. Kesalahan semacam ini disebut sebagai kesalahan paralaks.

Untuk membantu anda menghindari hal ini, meteran dilengkapi dengan

sebuah cermin melengkung pada skala pembacaan. Anda dapat melihat

refleksi (atau bayangan) jarum pengukur pada cermin ini. Ketika



Jl Bioteknologi No.1melakukan pembacaan, gerakkan kepala anda kekiri dan ke kanan

hingga anda mendapatkan bayangan jarum berhimpit dengan jarum

pengukur. Hal ini memastikan bahwa anda memandang skala secara

lurus ke bawah dan pembacaan akan benar. Meteran-meteran digital

juga dapat memiliki fitur autoranging. Fitur ini memungkinkan

meteran memilih kisaran yang tepat secara otomatis ketika

pengukuran dilakukan.

Sebuah baterai dapat dibentuk dari sel-sel listrik yang

berdiri sendiri yang diletakkan di dalam sebuah kotak baterai.

Kotak baterai plastik memiliki kontak-kontak dan kawat-kawat yang

saling menghubungkan sel-sel listrik di dalam baterai. Kotak yang

diperlihatkan pada foto di halaman 5 memiliki empat sel alkalin.

Tiap-tiap sel alkalin menghasilkan 1,5 V sehingga tegangan

keselurahan baterai adalah 6 V. Baterai berukuran praktis pada

foto di belah kanan ini memiliki 8 sel alkalin dan ukuran panjang

yang hanya 28 mm. Baterai ini memberikan pasokan 12V. Baterai-

baterai kecil semacam ini digunakan dalam aplikasi-aplikasi dimana

kita membutuhkan tegangan yang relatif tinggi namun kita hanya

memiliki ruang yang kecil. Contoh-contohnya antara lain adalah

peralatan fotografi dan pengontrol jarak jauh key-fob.

Besaran satuan untuk arus listrik adalah ampere. Simbol

besaran ini adalah A. Hanya sedikit orang yang digunakan adalah

amp. Sebuah lampu listrik yang dipasok dari sumber listrik (mains)

membutuhkan kurang lebih sepertiga amp untuk menjadikannya

bersinar terang. Sebuah pemanas ruangan dua batangan membutuhkan

kurang lebih 8 amp.

Arus listrik dengan jumlah (atau magnitudo) yang lebih kecil

di ukur dengan suatu miliamp. Satu miliamp, yang simbolnya mA,

adalah seperseribu dari satu amp. Sebuah bohlam lampu senter



Jl Bioteknologi No.1membutuhkan 60 mA atau kurang. Satuan arus listrik yang lebih

kecil lagi adalah mikroamp yang simbolnya adalah µA. Satu mikroamp

adalah seperseribu dari satu miliamp, atau sepersejuta dari satu

amp. Jam-jam dinding listrik dan jam-jam tangan listrik hanya

membutuhkan beberapa mokroamp. Itu sebabnya sebuah baterai AAA

tunggal mampu menghidupkan sebuah jam dinding selama berbulan-

bulan. Arus mengalir di sepanjang jalur rangkaian listrik. Arus

mengalir dari terminal positif baterai melewati lampu dan kembali

memalui termnal negatif. Besarnya arus yang mengalir dari terminal

positif baterai, melewati lampu dan kembali ke baterai melalui

terminal negatif. Besarnya arus yang mengalir di semua bagian

rangkaina listrik sama. Tegangan listrik adalah gaya listrik yang

menggerakan arus untuk mengalir di sepanjang sebuah rangkaian

llistrik. Besaran satuan untuk tegangan listrik adlah volt, dengan

simbol V. Kebanyakan sel listrik menghasilkan tagangan sebesar

kurang lebih 1,5 V. Tegangan sumber listrik PLN adalah 230 V.

Di sebuah stasiun pembangkit listrik, tegangan yang

dibangkitkannya lebih besar dan diukur dalam satuan kilovolt, yang

simbolnya adalah kV. Satu kilovolt setara dengan seribu volt. Pada

saluran-saluran transmisi tegangan-tinggi, tegangan yang ada dapat

mencapai 400 kV.

Tegangan-tegangan yang lebih rendah diukur dalam satuan

milivolt adalah seperseribu dari satu volt. Tegangan-tegangan yang

lebih rendah lagi diekspresikan dalam satuan mikrovolt, dengan

simbol µV. Satu mikrovolt adalah seperseribu dari satu milivolt

atau sepersejuta dari satu volt. Sinyal- sinyal listrik yang

datang dari sebuah mikrofon atau perangkat-perangkat sensor lain

pada umumnya terukur dlam bagian milivolt atau mikrovolt. Arus

digerakkan untuk mengalir di sepanjang rangkaian oleh gaya gerak



Jl Bioteknologi No.1listrik (tegangan) yang timbul antara terminal positif dan

terminal negatif baterai. Daya listrik mempresentasikan laju

perubahan energi yang dihasilkan oleh sebuah perangkat listrik,

dari satu bentuk energi ke bentuk lainnya.Semakin besar arus dan

semakin besar gaya gerak listriknya, semakin besar daya

dihasilkan.

Untuk pasokan daya listrik yang kontinu, atau sebaliknya

pasokan- pasokan sekejap (burst) dengan ukuran yang besar, kita

menggunakan sel- sel yang dapat diisi ulang. Ketika sel semacam

ini kehabisan dayanya, kita menyambungkannya ke sebuah charger

(pengisi-ulang) yang megambil dayanya dari sumber listrik (listrik

PLN). Arus yang diberikan sumber listrik akan memulihkan senyawa-

senyawa kimiawi di dalam sel kembali ke keadaan aslinya. Sel-sel

listrik isi ulang di antaranya adalah sebuah baterai dibentuk oleh

sejumlah sel listrik yang disambungkan satu sama lainnya. Sel-sel

ini umumnya disambungkan sedemikian rupa sehingga baterai dapat

menghasilkan tegangan output yang lebih besar. Sebagai contoh,

baterai PP3 yang populer digunakan dapat menghasilkan 9V. Baterai

ini terdiri dari enam buah sel yang masing-masingnya mampu

menghasilkan 1,5 V. Baterai ini digunakan pada jam dinding, alat-

alat pengukuran dan pada perangkat- perangkat arus rendah lainnya.

(Owen Bishop, 2002)

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Peralatan dan Bahan

3.1.1 Peralatan

1. Osiloskop digital



Jl Bioteknologi No.1Berfungsi alat untuk mengukur frekuensi, periode,

tegangan dan menampilkannya dalam bentuk gelombang

2. PSA

Berfungsi sebagai sumber tegangan AC

3. Kabel penghubung

Berfungsi untuk menghubungkan alat yang satu dengan alat

yang lain

4. Multimeter (1 buah)

Berfungsi untuk mengukur tegangan, arus dan hambatan

listrik

5. Baterai (4 buah)

Berfungsi sebagai sumber tegangan DC

3.1.2 Bahan-

3.2 Prosedur Percobaan

a. Mengukur tegangan DC

- Dengan Mulitimeter

1. Disediakan peralatan yang digunakan

2. Dihidupkan multimeter

3. Distel multimeter ke volt adjustment (voltmeter)

4. Dihubungkan kabel merah multimeter ke kutub positif

baterai 1,5 V dan kabel hitam dihubungkan ke kutub

negatif baterai

5. Dicatat hasil tegangan yang ditampilkan multimeter

6. Diulangi percobaan diatas dengan menggabbungkan baterai

menjadi 3V, 4V, 5V dan 6 V

- Dengan menggunakan Osiloskop




Jl Bioteknologi No.12. Dihidupkan osiloskop

3. Dihubungkan kabel ke CH1

4. Dikalibrasi osiloskop terlebih dahulu sebelum digunakan

5. Dihubungkan kabel probe negatif osiloskop ke negatif

baterai

6. Dihubungkan kabel probe positif osiloskop ke positif

baterai

7. Ditekan tombol auto untuk mengetahui tegangan yang

diukur

8. Diulangi percobaan diatas dengan menggabungkan baterai

menjadi 3V, 4V, 5V dan 6 V

b. Untuk tegangan AC

- Dengan menggunakan multimeter


2. Dihidupkan multimeter

3. Disetel multimeter ke volt adjustment (voltmeter)

4. Dihidupkan PSA

5. Dihubungkan kabel positif multimeter ke positif PSA dan

kabel negatif menggunakan kabel penghubung dan penjepit

buaya

6. Diatur tegangan 2V pada PSA

7. Dicatat hasil tegangan yang ditampilkan multimeter

8. Diulangi percobaan di atas dengan tegangan 2V-12V dengan

interval 2V

- Dengan menggunakan Osiloskop


2. Dihidupkan osiloskop

3. Dihubungkan kabel ke CH1

4. Dikalibrasi osiloskop terlebih dahulu sebelum digunakan



Jl Bioteknologi No.15. Dihidupkan PSA

6. Dihubungkan kabel probe negatif ke negatif PSA

7. Dihubungkan kabel probe positif ke positif PSA

8. Diatur tegangan senilai 2V pada PSA

9. Ditekan auto untuk mengetahui tegangan yang diukur

10. Diulangi percobaann diatas untuk tegangan 4V-14V

dengan interval 2V

BAB IV

ANALISA DATA

4.1 Data Percobaan

Tegangan DC

BATERAI MULTIMETER OSILOSKOP1,5 V 1,57 V 1,48 V3 V 3,12 V 3,60 V4,5 V 4,68 V 4,48 V6 V 6,25 V 5,92 V

Tegangan AC

PSA MULTIMETER OSILOSKOP2 V 1,42 V 1,58 V4 V 3,46 V 3,36 V



Jl Bioteknologi No.16 V 5,28 V 5,12 V8 V 7,41 V 6,96 V10 V 9,44 V 9 V12 V 11,22 V 11,4 V14 V 12,31 V 13,0 V

Medan, 27 September

2013

Asisten, Praktikan,

(Togar Josua Manik) (Marta

Masniary Nainggolan)

4.2 Gambar Percobaan

4.2.1 Untuk Tegangan DC



Jl Bioteknologi No.1

4.2.2 Untuk Tegangan AC






Jl Bioteknologi No.14.3 Analisa Data

1. Menghitung % ralat pada percobaan tegangan PSA

a. Dengan menggunakan Osiloskop

%ralat=|Vt−VpVt |x100%

Untuk tegangan PSA = 2 Volt

%ralat=|2−1,582 |x100%=21%


%ralat=|4−3,364 |x100%=16%


%ralat=|6−5,126 |x100%=14,66%


%ralat=|8−6,968 |x100%=13%


%ralat=|10−910 |x100%=10 %


%ralat=|12−11,412 |x100%=5%


%ralat=|14−13,014 |x100%=7,143%

b. Dengan menggunakan multimeter

%ralat=|Vt−VpVt |x100%



Jl Bioteknologi No.1Untuk tegangan PSA = 2 Volt

%ralat=|2−1,422 |x100%=29%


%ralat=|4−3,464 |x100%=13,5%


%ralat=|6−5,286 |x100%=12%


%ralat=|8−7,418 |x100%=7,375%


%ralat=|10−9,4410 |x100%=5,6%


%ralat=|12−11,2212 |x100%=6,5%


%ralat=|14−13,3114 |x100%=12,071%

2. Menghitung % ralat pada percobaan tegangan baterai

a. Dengan menggunakan osiloskop

Untuk baterai 1,5 volt (1 buah)

%ralat=|1,5−1,481,5 |x100%=1,33%

Untuk baterai 3 volt (2 buah)




%ralat=|3−3,603 |x100%=20%


%ralat=|4,5−4,484,5 |x100%=0,444%


%ralat=|6−5,926 |x100%=1,33%

b. Dengan menggunakan multimeter


%ralat=|1,5−1,571,5 |x100%=4,67%


%ralat=|3−3,123 |x100%=4%


%ralat=|4−4,684,5 |x100%=4%


%ralat=|6−6,256 |x100%=4,167%




BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1.Dari percobaan diketahui perbedaan osiloskop analog dan

digital yaitu osiloskop analog menggunakan tegangan yang

diukur untuk menggerakkan berkas elektron dalam tabung gambar

ke atas atau ke bawah sesuai dengan bentuk gelombang yang

diukur. Pada layar osiloskop dapat langsung ditampilkan bentuk



Jl Bioteknologi No.1gelombang tersebut. Sedangkan osiloskop digital mencuplik

bentuk gelombang yang diukur dan dengan menggunakan ADC

(Analog to Digital Converter) untuk mengubah besaran tegangan

yang dicuplik menjadi besaran digital. Isyarat digital ini

kemudian direka-ulang menjadi bentuk gelombang seperti aslinya

yang hasilnya dapat ditampilkan pada layar

2.Dari percobaan diketahui prinsip kerja osiloskop yaitu

mempercepat berkas elektron dengan tegangan tinggi V yang

ditembakkan oleh plat katoda yang disebut elektron gun. Ketika

berkas elektron ini mencapai dan menumbuk lapisan fosfor, akan

terjadi peristiwa fluoresensi dimana elektron akan memencar

tetap namun dapat kembali pada keadaan semula sehingga pada

layar osiloskop akan nampak sebagai bintik cahaya

3.Dari percobaan diperoleh hasil tegangan DC dan AC, sebagai

berikut:

Tegangan DC:BATERAI MULTIMETER OSILOSKOP1,5 V 1,57 V 1,48 V3 V 3,12 V 3,60 V4,5 V 4,68 V 4,48 V6 V 6,25 V 5,92 V

Tegangan AC:PSA MULTIMETER OSILOSKOP2 V 1,42 V 1,58 V4 V 3,46 V 3,36 V6 V 5,28 V 5,12 V8 V 7,41 V 6,96 V10 V 9,44 V 9 V12 V 11,22 V 11,4 V14 V 12,31 V 13,0 V

4. Dari percobaan diketahui perbedaan hasil pengukuran osiloskop

dengan multimeter yaitu berselisih dari yang terkecil 0,09V

sampai yang terbesar 0,69V




5.2 Saran

1. Sebaiknya praktikan melengkapi kelengkapan praktikum sebelum

praktikum dimulai

2. Sebaiknya praktikan memahami teori yang bersangkutan dengan

praktikum

3. Sebaiknya praktikan mengkalibrasi osiloskop terlebih dahulu

sebelum melakukan percobaan

4. Sebaiknya praktikan lebih teliti dalam mengukur tegangan,

sehingga didapat ralat dalam ukuran kecil




DAFTAR PUSTAKA

Bishop, O. 2002. “DASAR-DASAR ELEKTRONIKA”. Jakarta: Erlangga.

Halaman : 11-12; 14

Fitzgerald, A E. 1985. “DASAR-DASAR ELEKTROTEKNIK”. Edisi Kelima.

Jilid 2.

Jakarta: Erlangga.

Halaman : 77-78; 82-83; 86-87

Rusmadi, D. 2001. “BELAJAR INSTALASI LISTRIK”. Bandung: CV. Pionir

Jaya.

Halaman : 106 – 112

Wal, V D dkk. 1985. “RINGKASAN ELEKTRO TEKNIK”. Jakarta: Erlangga.

Halaman : 136-138




Medan, 27 September 2013

Asisten,

Praktikan,

(Togar Josua Manik) (Marta

Masniary Nainggolan)

OSILOSKOP

Documents