Upcoming SlideShare
×

Modul ajar alat ukur dan pengukuran ps TT polinema 2013

4,029 views
3,829 views

Published on

jika kepingin mengetahui sebagian ide rangkuman saya, baca sampai selesai

Published in: Education, Technology, Spiritual
6 Likes
Statistics
Notes
• Full Name
Comment goes here.

Are you sure you want to Yes No
• Be the first to comment

Views
Total views
4,029
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
21
Actions
Shares
0
269
0
Likes
6
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Modul ajar alat ukur dan pengukuran ps TT polinema 2013

1. 1. MODUL AJAR ALAT UKUR DAN PENGUKURAN Ps TT POLINEMA 2014
2. 2. DAFTAR ISI BAB I.................................................................................................................................7 PERKENALAN SISTEM LINGKAR TERTUTUP DAN SISTEM LINGKAR TERBUKA........................................................................................................................7 1.PENDAHULUAN......................................................................................................7 1.1 SISTEM LINGKAR ARUS................................................................................7 1.2 HUKUM OHM....................................................................................................8 BAB II.............................................................................................................................13 ALAT UKUR V I R ( AVO meter)...........................................................................13 2. AVO METER .........................................................................................................13 2.1 BAGIAN BAWAH AVO METER...................................................................14 2.2 BAGIAN ATAS AVO METER........................................................................16 2.4 PENGUKURAN BEDA TEGANGAN.............................................................18 2.5 PENGUKURAN ARUS YANG MENGALIR.................................................20 BAB III............................................................................................................................22 SUSUNAN BAGIAN DALAM AVO METER.............................................................22 3.PENDAHULUAN ..................................................................................................22 3.1 SUSUNAN BAGIAN DALAM VOLT METER..............................................22 3.2 SUSUNAN BAGIAN DALAM AMPER METER...........................................26 3.3 SUSUNAN BAGIAN DALAM OHM METER...............................................27
3. 3. BAB IV............................................................................................................................33 OSILOSKOPE.................................................................................................................33 4.PENDAHULUAN....................................................................................................33 4.1 SUSUNAN DASAR OSILOSKOP...................................................................33 4.3 PENGOPERASIAN KELENGKAPAN UJI OSILOSKOP .............................50 BAB V.............................................................................................................................54 OPERASI UJUNG UKUR DAN UJUNG SUMBER SINYAL UKUR.........................54 5. PENDAHULUAN...................................................................................................54 5.1 UJUNG UKUR PENGUKURAN.....................................................................54 5.2 UJUNG SUMBER.............................................................................................62 BAB VI............................................................................................................................69 PENGUKURAN DENGAN RANGKAIAN JEMBATAN............................................69 6.PENDAHULUAN....................................................................................................69 6.1 JEMBATAN RESISTANSI..............................................................................69 6.2 JEMBATAN IMPEDANSI ..............................................................................72 BAB VII..........................................................................................................................74 PENGUKURAN RADIO FREKUENSI.........................................................................74 PENDAHULUAN.......................................................................................................74 7.2 PENGUKURAN DENGAN JARAK ...............................................................78
4. 4. BAB I PERKENALAN SISTEM LINGKAR TERTUTUP DAN SISTEM LINGKAR TERBUKA Capaian pembelajaran yang dituju adalah membentuk pengertian tentang aliran arus listrik secara logika sehingga dapat digunakan untuk melakukan proses pengukuran listrik, terutama yang berhubungan dengan hukum ohm. 1.PENDAHULUAN Pengukuran merupakan cara untuk mengetahui besaran, karena bidang yang menjadi bahasan adalah listrik maka besaran-besaran listrik yang menjadi pembahasan dalam pengukuran listrik, pengenalan pertama mengikuti hukum atau keterangan tentang tegangan, arus dan resistansi. 1.1 SISTEM LINGKAR ARUS Perhatian tentang arus listrik merupakan kunci pemahaman hukum listrik yang sudah dikenal dengan hukum ohm, dari kata aliran dapat dipahami bahwa pasti besaran mengalir melalui suatu media, saat kita melalui pendidikan sekolah menengah tentu sering diajar dengan pelajaran IPA yang salah satu bahasannya adalah listrik atau arus listrik, kembali kepada kata arus listrik dapat dimengerti pasti ada aliran dan biasa disebut dengan Ampere sebagai satuan arus listrik karena mengalir maka akan melalui jalur, dari sisi jalur harusnya merupakan rangkaian yang berputar dalam rangkaian listrik tersebut, jika rangkaian dapat menyalurkan arus listrik maka lingkar tertutup (close loop) merupakan pengertian bagi arus yang mengalir dalam lingkaran rangkaian listrik. Jika rangkaian listrik tidak mengalirkan arus listrik maka disebut lingkar tertbuka (open loop), diperlihatkan dalam Gambar 1.1 dan Gambar 1.2 merupakan gambaran tentang lingkar tertutup dan lingkar terbuka dengan komponen pendukung berupa sumber tegangan, lampu pijar dan sakelar atau pemutus arus listrik,. dari pembuktian Gambar 1.1 lampu menyala karena arus listrik mengalir dalam lingkar tertutup, sebaliknya dalam Gambar 1.2 arus tidak mengalir sehingga lampu mati.
5. 5. Gambar 1.1 Lingkar Tertutup (Sumber : scientbuddy.org) Gambar 1.2 Lingkar Terbuka (Sumber : hauntforum.com) 1.2 HUKUM OHM Pernyataan aliran arus telah dirumuskan dengan ketentuan hukum yang sangat terkenal dengan hukum ohm, pembahasan akan berkisar pada aliran arus, beda tegangan, resistansi yang ada, kata kunci arus yang mengalir , kata mengalir berhubungan dengan ketersambungan jadi besaran yang mengalir pada lingkar tertutup jadi, pasti berada kondisi tersambung seri atau deret pada rangkaian.
6. 6. Pernyataan beda tegangan mengandung makna perbedaan pada tempat yang tidak sama tingginya, jadi tidak perlu ada arus yang mengalir yang berarti sambungan paralel atau jajar terhadap rangkaian yang ada. Yang ketiga resistansi mengandung makna hambatan yang secara dasar tidak mengandung sumber malah mengurangi atau menghambat atau lebih tepatnya perlu daya untuk mengukurnya. Akibat lain dari ketiga besaran yang diukur akan menimbulkan proses kumpulan berupa daya yang tidak langsung berhubungan dengan alat ukur yang pertama-tama akan dibahas. Pembahasan pertama dapat diperhatikan tentang simbol dan satuan yang digunakan untuk besaran terukur nantinya, untuk arus disimbolkan dengan “I” dan satuan besaranya adalah Amper (Ampere), untuk beda tegangan disimbolkan dengan “v” dan besaran dalam volt (voltage), untuk hambatan atau resistansi disimbolkan “R” dan satuan yang dipunyai adalah “ohm” mempermudah ada teori pengambaran dalam Gambar 1.3 (Ω) , untuk dan Gambar 1.4. sebagai berikut; Gambar 1.3 Segi tiga tegangan, arus dan hambatan (Sumber: scienceaid.co.uk) Dari penjelasan dalam Gambar 1.3, beda tegangan terjadi jika pada resistansi 1 Ohm, mengalir arus 1 Amper akan menghasilkan beda tegangan 1 volt
7. 7. keterangan lain bahwa 1 volt adalah energi yang diberikan muatan 1 joule per coulom, dan 1 Amper adalah pengaliran 1 coulom per detik, maka saat keduanya terjadi pasti resistansi yang dilewati sebesar 1 Ohm. Keterangan lain dalam Gambar 1.4 menjelaskan rumusan lanjutan untuk besaran terukur yaitu daya, secara nyata satuan daya adalah “Watt” dan rumusan berlaku sebagai turunan yang tersebutkan dalam gambar, dimana P (daya) merupakan hasil kali antara arus yang mengalir dan beda tegangan yang terjadi, secara nyata daya merupakan besaran akibat yang akan ditimbulkan oleh besaranbesaran yang ada. Gambar 1.4 Lingkaran rumusan besaran listrik (Sumber : diyaudioproject.com) Rumusan lengkap dapat diperoleh dari pengambaran dalam Gambar 1.5 dan hukum ohm yang lain dengan perbedaan dalam tampilan segi tiga hukum ohm terdapat dalam Gambar 1.6, penjelelasan didapat dengan mengikuti gambar berikut.
8. 8. Gambar 1.5 Hukum Ohm dalam pengambaran (Sumber : ict4us.com) (Sumber : wikimedia.org)
9. 9. (Sumber : svendaeage.dk) Gambar 1.6 gambaran rumusan lain hukum Ohm Dalam tiga buah Gambar 1.6 tertera rumusan lengkap hukum ohm penjelasan sederhana rumusan jelas merupakan ciri hukum ohm yang nantinya kita buktikan dalam teknik pengukurannya.
10. 10. BAB II ALAT UKUR V I R ( AVO meter) Capaian Pembelajaran yang dituju adalah kemampuan menggunakan alat ukur AVO meter (multi meter analog) untuk pengukuran besaran aktif maupun pasif dari rangkaian listrik. 2. AVO METER Perangkat AVO meter merupakan perangkat ukur kesatuan yang terdiri alat ukur Arus listrik yang mengalir pada rangkaian , sementara adalah arus searah, kedua alat ukur Volt meter, berfungsi mengukur beda tegangan baik arus searah maupun arus bolak-balik, yang terakhir alat ukur Ohm meter yang berfungsi mengukur hambatan listrik atau kadang disebut tahanan listrik, dari singkatan huruf depan besaran yang diukur maka perangkat ukur disebut dengan AVO meter, Gambar 2.1 menunjukkan bentuk tampang muka salah satu AVO meter analog yang banyak dipasaran dengan segala bentuk perangkat yang serupa. Secara garis besar bagian tampang muka terdiri dari bagian atas dan bagian bawah dengan sakelar putar berkelanjutan yang menunjukan Jangkah Ukur (range), untuk tegangan batas Arus bolak-balik maupun Arus searah, untuk pengukuran Arus listrik hanya untuk Arus searah juga merupakan jangkah ukur dan ketiga merupakan pengali skala untuk pengukuran hambatan saat tidak dioperasikan perangkat sebaiknya diletakkan pada jangkah ukur tegangan tertinggi atau jika ada letakkan pada arah “OFF”. Bagian atas perangkat merupakan tampilan (display) ukur dengan satuan yang berhubungan dengan batas ukur perangkat, ciri khusus ditunjukkan dalam batasan warna skala warna hitam ada dua macam pengukuran untuk tegangan dan satuan pengali nilai hambatan, warna merah untuk skala 10volt AC berlaku khusus. Skala warna hitam dengan nilai “0” disebelah kiri merupakan nilai minimum, untuk skala sebelah kanan merupakan batas pengukuran yang berelasi dengan batas maksimum pengukuran.
11. 11. Skala bagian atas Berisi nilai ukur yang berhubungan dengan jangkah ukur pada bagian bawah Sakelar bawah berisi pemilihan jangkah ukur maksimum pengukuran sesuai dengan tampilan diatas bagian kiri untuk ohm meter merupakan nilai pengali Gambar 2.1 Tampang muka AVO meter (Sumber : sanwa.co.jp) 2.1 BAGIAN BAWAH AVO METER Dalam Gambar 2.1 dan diperjelas dalam Gambar 2.2 dapat dicermati empat bagian sakelar putar skala yang mengandung informasi tentang batas ukur dengan uraian sebagai berikut; • Bagian jangkah ukur tegangan arus searah (DC). • Bagian jangkah ukur arus bolak-balik (AC)
12. 12. • Bagian skala pengali nilai terukur untuk besar nilai resistansi atau hambatan. • Bagian batas ukur pengukuran arus searah saja. Jangkah ukur pengukuran tegangan arus searah dengan jangkah ukur 50mikro A 2,5mili A Pengali ukur hambatan listrik X1 Jangkah ukur tegangan arus bolak-balik dengan jangkah X10 10v ac khusus X100 dan 50v ac X1k 250v dan 750v ac s/d 0,25 A Jangkah ukur tegangan arus searah dengan batas 0,1v., 0,25v., 2,5v., 10v., 50v., 250v., 1000v. Gambar 2.2 Sakelar jangkah ukur dan pengali ukur
14. 14. Gambar 2.3 Tampilan bagian atas AVO meter (Sumber : Electronicclub.co.uk) Nampak dalam Gambar 2.3 tampilan berhubungan dengan sakelar jangkah ukur, nilai maksimal 10 sebelah kanan tampilan berhubungan dengan jangkah sebagai berikut; • 0,1volt., 10volt., 1000volt., Untuk skala maksimum 50 berhubungan dengan jangkah ukur sebagai berikut; • 50volt., 50µA Untuk skala maksimum 250 berhubungan dengan jangkah ukur sebagai berikut; • 0,25volt., 2,5volt., 250volt., 2,5mA., 25mA., 0,25A., 750voltAC Skala bagian paling atas dari Gambar 2.3 adalah skala pengali untuk pengukuran resistansi, tidak seperti jangkah ukur, dan posisi nol skala ada disebelah kiri, khusus skala ini perlu penepatan nol setiap skala pengali pada bagian bawah setara dengan jangkah ukur dengan cara memutar kekiri atau kekanan saat kedua ujung ukur disatukan, cara operasi nampak dalam Gambar 2.4. dengan demikian akan didapatkan nilai nol ohm setiap langkah pengalinya
15. 15. Penyetel nilai skala nol setiap langkah pengali skala Hubung singkat ujung pengukur untuk nilai nol ohm Gambar 2.4 Penyetelan skala nol ohm meter (sumber : www.aliexpress.com) 2.4 PENGUKURAN BEDA TEGANGAN Beda tegangan diukur diantara sumber tegangan atau pembagi tegangan didalam rangkaian listrik, pertama nampak dalam Gambar 2.5, tergambar penggunaan volt meter DC dengan jangkah ukur 10volt dan yang diukur adalah baterai yang disusun deret atau seri, bagian yang diukur adalah kutub positif dan negatif yang berjauhan, secara umum baterai setiap sel besar tegangannya adalah 1,5volt karena disusun deret maka pada layar terbaca 3volt pada skala maksimum 10volt, untuk pengukuran yang lain perlu diperhatikan besaran yang diukur setidaknya telah diketahui perkiraannya jika tidak maka digunakan jangkah ukur tertinggi, walupun demikian tetap harus diperhatikan apakah arus searah atau arus bolak-balik dan kemungkinan tegangan yang ada tidak melampaui kemampuan jangkah ukur perangkat ukur.
16. 16. Gambar 2.5 Pengukuran tegangan arus searah (DC) Pengukuran beda tegangan pada arus bolak-balik (AC) polaritas tidak perlu diperhatikan namun besaran yang akan diukur tetap harus diketahui secara kasar, misalnya tegangan jala-jala biasanya 220volt untuk fasa tunggal, jika 3fasa maka antara fasa besarnya 308volt pemahaman tentang susunan atau bagian rangkaian listrik harus sudah dikenali saat belajar ilmu listrik sebagai pengetahuan umum mengingat pengukuran adalah cara untuk mengetahui besaran listrik yang tidak terlihat, penting diketahui tidak semua rangkaian litrik dapat diukur dengan AVO meter jenis standar, contohnya tegangan di gardu listrik yang mempunyai tegangan setinggi 20.000volt, secara kasat mata susunan tersebut dapat kita ketahui dengan adanya isolator atau penyekat listrik yang sangat panjang dan saat terpasang pada lingkungan masyakat telah dipasingi dengan peringatan, pengukuran tegangan bolak-balik nampak pada Gambar 2.6, ujung ukur boleh
17. 17. sembarang tidak perlu pengenalan polirita, letak jangkah ukur berada pada jangkah ukur ACV dengan jangkah ukur 250volt, umumnya kita gunakan dulu jangkah tertinggi untuk jenis AVO meter yang tergambar adalah 750volt AC. Gambar 2.6 Pengukuran tegangan bolak-balik 2.5 PENGUKURAN ARUS YANG MENGALIR Hubungan kata mengalir dengan cara pengukuran adalah pemasangan alat ukur deret dengan lingkar rangkaian tertutup, gamabaran mudahnya seperti pemasangan pemutus arus, saat ini jenis alat ukur hanya mengukur arus searah (DC) dengan jangkah ukur tertinggi 0,25Amper atau 250mA, dengan terbatasnya jangkah ukur maka perlu sangat hati-hati untuk menggunakan, terutama batas arus yang akan lewat sudah harus diperhitungkan, mengingat cukup riskan untuk penggunaan maka sebelum memasang alat sudah diperhitungkan secara teliti nilai arus yang akan lewat, berdasarkan pengalaman dalam praktek, penyebab kerusakan alat tertinggi adalah pada saat pengukuran arus dari rangkaian listrik, nampak dalam Gambar 2.7 penggunaan AVO meter sebagai fungsi Amper meter dari tegangan sumber baterai terhadap hubungan arus yang lewat pada hambatan
18. 18. terpasang deret, sesuai yang nampak dalam Gambar 2.7 jangkah ukur berada pada 25ma. Gambar 2.7 Pengukuran arus searah dengan AVO meter Pengkuran lain adalah pengukuran hambatan dilakukan dengan melepas hambatan dari rangkaian atau dilarang ada aliran arus lain selain dari suber dalam meter sendiri nampak dalam Gambar 2.8 Pengukuran hambatan dilakukan dengan cara terlihat. Gambar 2.8 Pengukuran hambatan
19. 19. BAB III SUSUNAN BAGIAN DALAM AVO METER Capaian yang dituju, dengan mengenal susunan bagian dalam meter dapat menjelaskan karakteristik yang timbul dari pengunaan meter maupun akibatnya terhadap hasil ukur termasuk pengertian tentang cara pemasangan meter yang benar. 3.PENDAHULUAN Alat ukur AVO meter secara analog tersusun dari komponen pasif dengan melibatkan komponen putar sebagai penampil yang disebut PMMC (Permanent Magnet Moving Coil), teknologi untuk mengatur kepekaan disebut dengan gerak de Arsonval, sehingga untuk dapat mengejawantahkan penampilan skala, hanya perlu arus yang kecil saja, atau disebut sensitivitas meter, lebih mudah secara praktek seberapa besar arus diperlukan untuk menyimpangkan penunjukan meter secara maksimum. 3.1 SUSUNAN BAGIAN DALAM VOLT METER Berlandaskan PMMC yang ada sebagai dasar bagian penampilan maka secara ilmu listrik yang dibahas pada Bab 1 modul ajar, penggunaan rumusan hukum ohm jika secara nyata perangkat alat ukur volt yang ada dari salah satu perusahan ternama “SANWA” dapat dikenali hal sebagai berikut; • Pada jangkah ukur ada pertemuan skala anatara jangkah ukur pengukuran arus sebesar 50µA bersama persis dengan jangkah volt meter 0.1volt maka secara hukum ohm mempunyai resistansi atau hambatan sebesar 2000 ohm (2 Kohm) . • Arti sebenarnya adalah saat hubungan langsung dilakukan pada penampil meter jika sama maka merupakan karakteristik dasart PMMC nya, sebagai dasar penyusunan alat ukur. Secara nyata dapat digambarkan nampak dalam Gambar 3.1
20. 20. Pertemuan dua jangkah ukur arus dan tegangan merupakan karakteristik meter dasar tampilan/ PMMC Gambar 3.1 Pertemuan skala jangkah ukur (Sumber : www.sanwa.co.jp) Sebagai perwujudan rangkaian dapat digambarkan secara rangkaian nampak dalam Gambar 3.2 , dengan kenyataan nilai berdasar hukum ohm seperti disebutkan sebelumnya tanpa bermaksud membatasi rancangan tapi pengambilan contoh umum lebih dimungkinkan.
21. 21. 2000 Ω 50µA 0,1volt Gambar 3.2 Parameter dasar PMMC (Sumber : Rancangan perusahaan perangkat ukur umum) Tampak dalam Gambar 3.2 untuk penyimpangan skala penuh dibutuhkan arus sebesar 50µA dengan sertaan hambatan 2000Ω, untuk skala jangkah ukur yang lain mengikuti perhitungan sebagai berikut; • Jangkah ukur yang ditentukan dibagi arus maksimum penampil, dalam hal ini 50µA serta dikurangi hambatan dasar meter dalam hal ini 2000Ω maka nilai resistansi tersebut adalah hambatan pembentuk pengali jangkah ukur volt meter yang lain. • Misal jangkah ukur 0,25volt berdasar perhitungan nilai hambatan total untuk jangkah ukur adalah sebagai berikut; 0,25v • 50 µA = 5000Ω Maka nilai hambatan yang ditambahkan adalah; 5000Ω - 2000Ω = 3000Ω • Untuk nilai selanjutnya jangkah 2,5v., 10v., 50v berlaku hasil penghitungan 45kΩ., 150kΩ., 800kΩ, semua terpasang deret sehingga perlu pengurangan yang dilakukan sehingga hasil tersebut sudah sesuai dengan rancangan dan rumusan alat.
22. 22. 2000 Ω 50µA 0,1volt Bag R pengali 800Ω 150kΩ 45kΩ 3000Ω Bag meter dasar Gambar 3.3 Susunan bagian dalam rangkaian volt meter Nampak dalam Gambar 3.3 skema rangkaian volt meter dengan jangkah ukur 0,1volt sampai jangkah ukur 50volt dengan hambatan deret yang saling berhubungan dengan cara mengurangi nilai dengan nilai sebelumnya.
24. 24. Gambar 3.4 Sakelar dengan aksi Make Before Break 2000 Ω 50µA 0,1volt Bag meter dasar 50µA 40Ω 4Ω 250mA 0,4Ω Bag R jajar pengalir arus besar Gambar 3.5 Rangkaian Amper meter 3.3 SUSUNAN BAGIAN DALAM OHM METER Dari urutan kegunaan alat maka yang ketiga adalah alat ukur hambatan atau resistansi, karena resistansi merupakan alat ukur besaran pasif, secara
25. 25. susunan memerlukan daya dari alat ukur yang harus disediakan, umumnya daya atau sumber merupakan sumber arus searah sehingga alat ukur menyediakan tegangan mandiri yang selalu terpasang saat diperlukan umumnya terdiri dari baterai kering ukuran AA, kadang baterai 9volt untuk pengukuran resistansi yang lebih tinggi nampak dalam Gambar 3.6 Rangkaian ohm meter umum dengan segala skala yang ada mulai dari x1, x10, sampai x1K, serta rangkaian penepat nilai nol setiap perkalian selalu ditera saat skala pengali dipindah, atau setiap kali dipindah. Hambatan yang diukur Gambar 3.6 Rangkaian dalam ohm meter (sumber : http://electriciantraining.tpub.com/14188/css/14188_96.htm) Untuk dapat menghitung rancangan perangkat ukur ohm meter terdapat acuan pembelajarana dari buku “instrumentasi elektronik dan teknik pengukuran” yang ditulis oleh : william david cooper terjemahan oleh ir sahat pakpahan diterbitkan penerbit Erlangga pada halaman 74 s/d 77 dari sub bab 4.9 OHMMETER TIPE SERI cuplikannya nampak dalam Gambar 3.6.sebagai berikut;
26. 26. Gambar 3.6 Cuplikan halaman buku instrumentasi halaman 74 Selain contoh nampak dalam Gambar 3.6 disertai contoh pengerjaan nampak dalam Gambar 3.7, merupakan latihan dengan mengubah parameter pendukung soal, artinya selain membaca keseluruhan juga sekalian mempelajari arti pengerjaan rancangan mengacu pada komponen PMMC yang telah dibahas sebelumnya, dengan demikian diharapkan pemahaman yang lebih dalam, parameter yang diubah meliputi; • Gerak dasar 50Ω diganti 2000Ω, serta arus skala penuh dari 1mA diganti 50µA, batere asal 3volt diganti 1,5volt, skala tengah asalnya 2000Ω diganti 200Ω
27. 27. Setelah membaca, coba kerjakan sesuai data pengantian dalam soal contoh 4-8 nampak dalam Gambar 3.7 berikut; Gambar 3.7 Contoh soal yang harus diganti parameternya
28. 28. Penjelasan dari cuplikan dan contoh soal terutama nampak pada Gambar 3.6 dan Gambar 3.7 ; • I dp = arus yang diperlukan PMMC untuk menyimpang penuh dalam persoalan ini 50µA atau arus de Arsonval • R m = nilai hambatan meter sebesar 2000Ω. • Batere = baterai = sumber tegangan DC terpasang dlm meter • Paralel = Jajar, • Rumus 4-14 skala penuh tapi perhitungan menggunakan setengah Seri = deret skala sebagai dasar perhitungan, baca literatur aslinya.. • R h = nilai resistor terbaca pada setengah skala. Simpulan untuk rangkaian meter dari Bab 1 sampai Bab 3 sebagai berikut; • Skala jangkah ukur yang berpadu pada jangkah tegangan setara dengan jangkah arus merupakan parameter dasar PMMC sebagai komponen utama pembentuk rangkaian meter dasar. • Jangkah ukur tegangan menerangkan tentang nilai pembebanan oleh rangkaian volt meter pada pengukuran sesuai tersebut dalam layar tampilan yaitu 20kΩ/ volt , untuk jangkah ukur mulai 0,1volt sampai 50volt. • Pemasangan alat ukur tegangan secara jajar atau paralel rangkaian beda tegangan yang diukur. • Pemasangan alat ukur amper meter dipasang secara deret atau seri dalam rangkaian tertutup arus listrik yang diukur atau pemasangan seperti sakelar pemutus arus, dan harus dilakukan dengan hati-hati mengingat sering tyerjadi arus berlebih yang akan menyebabkan kerusakan permanen.
29. 29. • Dalam pelaksanaan pengukuran hambatan, tahanan, atau resistansi kondisi hambatan harus bebas dari rangkaian listrik karena bagian yang terukur adalah komponen pasif yang telah disediakan sumber tegangan searah dari alat ukur, dari kenyataan nilai hambatan terukur adalah hambatan arus searah, atau komponen resistor murni bukan impedansi. • Langkah pengukuran hambatan didahului dengan penyetelan nilai nol sebelah kanan skala dengan cara menggabungkan ujung ukur alat ukur ohm meter dan meyetel dengan ohm adj yang terletak pada bagian diantara bagian jangkah ukur dan tampilan meter. • Diluar penggunaan untuk keamanan penyimpanan peletakan skala pada jangkah ukur tertinggi, jika terdapat sakelar “off” sebaiknya digunakan saat penyimpanan. • Perhatian tanda tanda keamanan dapat dilihat dalam tampilan skala ukur setiap meter yang ada, terletak pada bagian bawah skala ukur dengan warna yang berbeda sesuai dengan keperuntukannya.. • Setiap pengukuran besaran dengan alat ukur setidaknya telah diketahui secara kasar besaran yang mungkin timbul dari pengukuran, dilarang mengukur besaran yang tidak diketahui secara pasti, kalaupun diperlukan gunakan jangkah ukur tertinggi dulu baru diturunkan pada jangkah ukur yang lebih rendah jika memungkinkan. • Peraturan terakhir selalu baca petunjuk pengoperasian alat (owner manual) sebelum menggunakan perangkat ukur. Teori lain pengukuran dapat dibaca dalam buku “Instrumentasi Elektronik dan Teknik Pengukuran” edisi 2, ditulis oleh William David Cooper diterjemahkan oleh Sahat Pakpahan, diterbitkan penerbit Erlangga, dimulai dari BAB 1 sampai BAB 6, dimohon untuk membuat singkatannya.
30. 30. BAB IV OSILOSKOPE Capaian yang diharapkan pengenalan bagian osiloskop secara blok dan pengenalan tampang muka panel pengaturan secara dasar berhubungan dengan pengaturan fungsi perangkat ukur dengan visualisasi gambar dan setara waktu dalam grafik. 4.PENDAHULUAN Pengukuran dengan tampilan hasil penunjukkan jarum tidak dapat menunjukkan keadaan nyata sewilayah waktu yang berjalan atau waktu nyata, maka osiloskop merupakan alat ukur dengan pengambaran grafik cartesian, dimana sumbu X setara dengan waktu dalam detik, sedang sumbu Y setara dengan amplitude dengan volt, selain fungsi tersebut juga dapat membandingkan frekuensi baik fasa maupun perbandingannya sendiri. 4.1 SUSUNAN DASAR OSILOSKOP Dari uraian bagian osiloskop terdiri dari empat(4) bagian besar, sebagai berikut; • Masukan Y dan penguat Y dan pengatur bagian (devisi) Y sampai pengendali rangkaian keluaran Y. • Bagian X dengan sumber pewaktu X dan pengatur bagian (devisi) X. • Bagian Tampilan Y dan X berupa CRT (Cathoda Ray Tube), merupakan pengambaran dengan berkas electron pada layer berpendar. • Bagian pengatur penyerempak atau sinkronisasi dan berbagai fungsi penyerempaknya atau trigger, dengan pengaturan jenis penyerempak. Garis besar fungsi nampak dalam Gambar 4.1 , secara nyata tergambar fungsi yang nantinya disesuaikan dengan panel depan perangkat sehingga dapat mengenali fungsi panel dan didapatkan perilaku yang diharapkan terkendali, jika
31. 31. pengendalian terpenuhi akan mudah menganalisa gelombang atau tampilan yang ada. (sumber : doctronics.co.uk) (Sumber : www.tpub.com) Gambar 4.1 Diagram Balok Osiloskop
32. 32. Pengambaran diagram balok osiloskop dapat langsung dihubungkan dengan gambar panel depan osiloskop nampak dalam Gambar 4.2, sehingga fungsi diagram lebih mudah dimengerti sesuai dengan uraian sebelumnya. Bagian pewaktu sesuai dengan bagian pada per bagian sumbu X Pemilih penyerempak Layar pertemuan antara X dan Pengatur masukan Y membentuk grafik Cartesian Y sesuai bagian dengan skala per bagian dalam layar Gambar 4.2 Bagian Panel depan osiloskop (Sumber : www.doctronics.com) Bagian pertama yang dibahas merupakan bagian tampilan atau layar dengan ukuran tertentu yang mengandung makna pengukuran, terdiri dari kotakkotak yang disebut divisi, dengan jumlah delapan divisi Y dan sepuluh divisi X, nampak dalam Gambar 4.3.
33. 33. Gambar 4.3 Layar osiloskop dalam divisi (Sumber : www.doctronics.co.uk/scope.html) Divisi juga berhubungan dengan nilai ukur tertampil sebab setiap divisi Y berhubungan dengan volt per divisi panel depan osiloskop jadi setiap kotak Y mempunyai nilai sebesar sakelar menunjuk pada nilai tertentu. Divisi X berhubungan dengan nilai waktu dari panel depan dalam satuan detik, mili detik, mikro detik dan nano detik, nampak dalam Gambar 4.4, panel sakelar volt per divisi dan time per divisi, dengan satuan divisi volt dari 20volt sampai 5mV, sedangkan untuk divisi X sebesar 0,2detik sampai sekecil 0,5mikrodetik. Gambar 4.4 Panel depan volt dan waktu per divisi
34. 34. Berkenaan dengan posisi gelombang dilayar perlu pengaturan posisi yang dapat dilakukan dengan memutar posisi X atau posisi Y nampak dalam Gambar 4.5 pengaturan dapat dilakukan sesuai kehendak. Gambar 4.5 Pengatur posisi gambar dilayar (Sumber : doctronics.co.uk/scope.html) Penghubung penampilan saat pengukuran dapat dilakukan dengan pengaturan trigger atau pemicu penyerempak (syncron), sehingga dapat terlihat gambar diam hasil pengukuran, artinya saat gambar sudah diam pengaturan posisi untuk pengukuran dapat dilakukan. Karena osiloskop yang ada umumnya jejak rangkap (dual trace) maka pengoperasian pemicu dan penyerempak harus dilakukan semuanya, yaitu jenis pemicu AC, kanal I, free running bukan normal, semua nampak dalam dua Gambar 4.6, perhatikan posisi sakelar putar maupun sakelar geser serta keterangan yang menyertainya, langkah –langkah operasi akan dibahas pada bahasan pengoperasian osiloskop selanjutnya, dengan tetap memperhatikan catatan pada keterangan bagian osiloskop ini sebelumnya, tidak tertutup kemungkinan ada sedikit perbedaan bentuk panel depan osiloskop tapi secara garis besar terdiri dari empat bagian utama yang telah disebutkan sebelumnya.
35. 35. (Sumber :ee.usyd.edu.au/tutorial_online) (Sumber : doctronics.co.uk/scope.html) Gambar 4.6 Panel depan pemicu dan penyerempak Menilik dalam Gambar 4.6, penetapan trigger pada AC, slope +, int (internal), CH I untuk gambar bawah v/ div 1volt, penetapan panel putar tengah ke call, sementara input ke GND, tipe masukan nanti di arahkan AC atau DC setelah penetapan menghasilkan tampilan dilayar. 4.2 PENGOPERASIAN OSILOSKOP Pengoperasian perangkat ukur secara standar harus sudah mengetahui acar-ancar besaran yang akan diukur, alat ukur hanya alat peneliti besaran yang simpangannya tidak terlalu jauh, termasuk perhatian tentang polaritas, besaran maksimum, sambungan secara galvanis, bentuk seimbang (balance), atau bentuk tak seimbang (Unbalance), bagi sambungan pengukuran, osiloskop termasuk perangkat pengukur tidak seimbang (Unbalance) jadi ada cara tersendiri untuk pengukuran seimbang dengan memanfaatkan impedansi masukan yang tinggi, untuk kedua jalur masukannya. Capaian yang dituju adalah ketrampilan pengoperasian osiloskop berdasar logika rangkaian ukur dan ilmu listrik, termasuk sifat galvanis titik pengukuran, dapat menampilkan gelombang listrik yang mudah dianalisa untuk keperluan lebih lanjut.
36. 36. Penetapan operasi osiloskop adalah mempersiapkan kondisi agar osiloskop berada pada keadaan layar tertampil garis lurus dari kiri kekanan, langkah yang dilakukan agar menghasilkan tampilan layar nampak dalam Gambar 4.7 dan tampang muka osiloskop nampak dalam Gambar 4.8. langkah berikut harap dilakukan; • Hidupkan sakelar “ ON” tunggu pemanasan. • Jangan menghubungkan masukan kemanapun, sakelar masukan ke GND. • Set SWP/ X-Y ke SWP atau free. • Set trigger ke AUTO, trigger INT (A atau B, mungkin I atau II, AC). • V/ div = 5v / div • Var ke CAL titik putar sesuai panah. • Geser pos Y dan pos X agar tepat ditengah layar. • Jika belum muncul atur INTENSITY dan FOCUS agar garis terang tapi T/ div = 10mS / div. jelas. Garis muncul terang dari kiri kekanan Gambar 4.7 Berkas garis pada layar osiloskop (Sumber :electronicsclub.info/cro.htm)
37. 37. 3 1 7 4 2 5 6 Gambar 4.8 Bagian panel yang diubah untuk hasil tampilan yang baik (Sumber : doctronics.co.uk/scope.htm) Beberapa osiloskop mempunyai sinyal kalibrasi bagi dirinya sendiri, dan terpasang pada panel muka osiloskop sendiri, maka sebagai contoh nampak pada Gambar 4.9 Cara penyambungan sinyal kalibrasi dan Gambar 4.10 Hasil tampilan sinyal kalibrasi pada layar osiloskop. Gambar 4.9 Cara penyambungan sinyal kalibrasi osiloskop
38. 38. Gambar 4.10 Tampilan gelombang hasil kalibrasi pada layar osiloskop (Sumber : doctronics.co.uk/scope.htm) Hasil pengujian nampak dalam Gambar 4.10 dengan menutup masukan pada sakelar sisi DC jadi sinyal masuk kembali kedalam alat ukur dari sumber sinyal ukur, Penggunaan sinyal ukur berbentuk segi empat atau gelombang kotak (square wave), merupakan penerapan deret fourier yang membahas kandungan harmonisa dari sinyal dasar sehingga dapat diketahui tanggapan sistem masukan osiloskop mulai dari frekuensi tertentu sampai frekuensi lebih tinggi dari harmonisanya, pengambaran kandungan harmonisa nampak dalam Gambar 4.11 sebagai berikut; Gambar 4.11 Uraian gelombang pembentuk gelombang kotak (Sumber :referencedesigner.com)
39. 39. Pengukuran menggunakan osiloskop layaknya pengukuran dengan volt meter dengan karakteristik pembebanan pada bagian yang diukur sangat tinggi hambatannya sehingga tidak mempengaruhi sinyal yang diukur atau arus yang mengalir dalam rangkaian ukur sangat kecil. Salah satu contoh pengukuran dengan osiloskop nampak dalam Gambar 4.12 , dengan sistem yang sederhana dalam pelaksanaan test dibantu dengan generator fungsi sebagai sumber sinyal test. Pengukuran tanggapan perangkat elektronik dapat dilakukan dengan osiloskop jejak ganda, caranya kanal 1 masukan dari sumber sinyal dan kanal 2 masukan dari keluaran sistem yang ditest tanggapannya, tentunya pengaturan v/ div jelas berbeda jika sistem merupakan sistem aktif, jika sistem pasif perlu memperhatikan pembebanan sistem terhadap generator fungsinya, agar tetap bekerja dengan normal, perhatian ditujukan pada impedansi keluaran generator. Gambar 4.12 Pengukuran dengan osiloskop (Sumber: www.allaboutcircuits.com/worksheets/scope.html)
40. 40. Alat bantu lain dari sistem pengukuran gelombang adalah generator fungsi yang mempunyai fungsi, bentuk gelombang bermacam macam, amplitudo dapat disetel, termasuk level DC dan polaritas sinyal, untuk lebih jelasnya dapat dilihat dalam Gambar 4.13 Panel muka dari generator fungsi. Penghitung dan pengatur frekuensi sakelar putar pengubah frekuensi batas sakelar tekan On/ off Keluaran TTL/ CMOS Pengatur amplitudo, siklus tugas, level DC, Bentuk gelombang keluaran sinus dll bagi keluaran gel Keluaran gelombang Gambar 4.13 Generator fungsi dan kegunaan panel (Sumber : Gwinsteks.tw) Selain generator dengan berbagai bentuk keluaran dan offset DC TT/ CMOS ada juga fungsi sebagai pemodulasi sinyal pembawa baik AM (Amplitudo Modulation), atau FM (frequency Modulation), yang berbeda umumnya frekuensi pembawa mempunyai frekuensi sampai diatas 10MHz, alat tersebut berguna untuk pengujian pesawat penerima radio pada bagian frekuensi antara(Intermediate Frequency) disingkat IF, nampak dalam Gambar 4.14 generator dengan modulasi terpasang.
41. 41. Generator fungsi dan bagian sinyal Sinyal pemodulasi saat pembawa jika dioperasikan sebagai tidak digunakan semua generator pemodulasi tombol harus lepas Gambar 4.14 Generator fungsi dan pemodulator (Sumber : hp.com) 4.2.1 Pengukuran Gelombang Listrik Terhadap Waktu Pengukuran gelombang dengan sumbu X adalah waktu dilakukan untuk mengetahui berapa perioda (waktu tempuh satu putaran penuh sebuah gelombang), dasar grafik yang dibentuk adalah cartesian dua dimensi 2, besar divisi Y setara dengan v/div dan sumbu X, detik/div, secara grafik dapat dilihat dalam Gambar 4.15, menjadi contoh pembacaan tampilan sebuah gelombang dengan T/div dan V/div tertentu maka dapat diketahui nilai terbaca baik perioda maupun amplitudonya, dan kemungkinan dapat dihitung nilai frekuensi dari sinyal yang terbaca pada layar osiloskop tersebut.
42. 42. T V Gambar 4.15 Tampilan hasil ukur osiloskop (Sumber :homepages.ius.edu & electronicsclub.info/scope.htm) Hasil perhitungan berdasar data yang ada V/div berada pada 1volt, T/div berada pada 1mS, jadi hasil ukur dan perhitungan sebagai berikut; • V pp = 6div x 1volt = 6V pp
43. 43. • T = 4div x 1mS = 4mS atau frekuensi adalah 1 = 250 Hz 4mS Pengukuran beda fasa dari dua gelombang listrik dapat dilihat dalam Gambar 4.16, pengkuran dilakukan dengan menggunakan dua masukan sekaligus yang sama untuk T/div nya namun V/div masing-masing dapat disetel dengan nilai berbeda. Gambar 4.16 Hasil tampilan pengukuran beda fasa (Sumber : arraysolution.com & doctronics.co.uk) Hasil ukur dalam Gambar 4.16 merupakan gabungan antara V/div yang berbeda, yaitu kanal 1 besarnya 5v/div, kanal 2 besarnya 0,5v/div, untuk nilai T/div sebesar 2mS/div, keputusan diambil dengan memperhatikan 4divisi sumbu X untuk perioda jadi besarnya 4 x 2mS = 8mS, jarak garis putus putus adalah beda fasa besarnya 1 div atau sama dengan 2mS, jadi beda fasa sebagai berikut; • 2mS x 360 0 = 90 0 8mS • 360 0 berasal dari 1 putaran penuh gelombang keduanya 4.2.2 Pengukuran Gelombang Listrik Kedua Masukan Amplitudo Pengukuran beda fasa dapat dilakukan juga dengan metoda lisajous dengan menganti salah satu kanal sebagai masukan pengemudi sumbu X, artinya pewaktu
44. 44. X dibebaskan dari pengemudian sumbu X diganti dengan salah satu masukan Y setiap osiloskop umumnya berbeda, untuk memberi gambaran cara kerja lisajous nampak dalam Gambar 4.17 Gambar 4.17 Diagram balok fungsi X-Y (lisajous) . (Sumber : physics.sc.edu) Cara pengukuran secara garis besar dilakukan nampak dalam Gambar 4.18 dan hasil berturutan nampak dalam Gambar 4.19 sampai Gambar 4.21, berkenaan dengan Gambar 4.17, setiap masukan (kanal 1 dan Kanal 2) masing masing menuju pada penguat Y dan penguat X, secara nyata gerakan sumbu X ditentukan amplitudo dari kanal yang tersalurkan pada penguat X, pengaruh nyata adalah simpangan X terpengaruh oleh V/div kanal masukan yang ditetapkan oleh alat ukur, metoda ini juga disebut metoda lisajous (X-Y), bukan (Y-t) seperti sebelumnya, saat mode X-Y digunakan T/div tidak berpengaruh pada pengukuran, selain berfungsi mengukur fasa juga dapat digunakan untuk mengukur beda frekuensi antar gelombang yang dikenakan pada kanal masing masing, dengan terbentuknya lingkaran dengan perbandingan kelengkungan merupakan bandingan nyata nilai terukur.
45. 45. Gambar 4.18 Cara pengukuran beda fasa metoda lisajous. (Sumber : www. allaboutcircuits.com/worksheets/scope.html) Gambar 4.19 Pola pembentukan grafik lisajous dengan sudut. Pengambaran lebih lengkap disertai contoh pembandingan frekuensi nampak dalam Gambar 4.21 berupa tabel hasil percobaan dari perbedaan fasa dan perbandingan frekuensi antar kanal yang dioperasikan secara Lisajous dengan anggapan besar amplitudo sinyal sama sehingga, saat kemunculan masukan disetel sama, jika disetel tidak sama maka bandingan tetap sama karena nilai terukur adalah bandingan atau rasio.
46. 46. Gambar 4.20 Lisajous dengan amplitudo sama, kedua dengan fasa sama amplitudo beda (Sumber : Accesscience.com) Gambar 4.21 Tabel gambar perbedaan fasa dan perbedaan frekuensi (Sumber : oprekrepublik.pl)
47. 47. 4.3 PENGOPERASIAN KELENGKAPAN UJI OSILOSKOP Pengoperasian osiloskop untuk lebih teliti dan persoalan penetapan gelombang agar mudah dianalisa atau diam terpampang pada layar yang sebenarnya merupakan gelombang berulang sehingga nampak diam. Penggunaan jejak ganda pada layar osiloskop, artinya penguat keluaran menuju layar hanya satu tapi masukannya dipergunakan bergantian antar kanal yang ada, aturan pemindahan kanal ada dua tipe, pertama copper (dicacah), kedua alternate (bergantian), kedua aturan dapat dijelaskan nampak dalam Gambar 4.22 sampai Gambar 4.23 Gambar 4.22 Mode pergantian layar jejak rangkap (Sumber : tpub.com/neets/book16/17h.htm) Pergantian layar terpasang dalam berbagai mode yaitu mode sebagai berikut;
49. 49. masukan setinggi 1 MΩ dan nilai kapasitansi sebesar 30 p F, untuk frekuensi tinggi impedansi masukan masih dapat ditingkatkan sampai 10x lipat dan kapasitansi diperkecil seper 10, atau 3 p F, namun hasil ukur menjadi seper 10 kali lebih rendah, yang akan tertampil pada layar osiloskop, penepatan nilai kapasitansi untuk jarum penduga (passive probe) harus dilakukan, proses ini disebut dengan kalibrasi jarum penduga, sebagai alat ukur penyetara setiap osiloskop mempunyai sinyal test dengan bentuk gelombang balok/ kotak dari dalam pembangkit osiloskop sendiri disebut cal sinyal. Penepatan dan hasil yang nampak pada layar saat jarum penduga sebagai ujung ukur osiloskop 1:10 nampak dalam Gambar 4.24 dan Gambar 4.25, Gambar 4.24 Jarum penduga dengan 1:10 (Sumber : hit.bme.hu/papay/edu.gif) Penyetelan dilakukan dengan memasang ujung ukur 1:10 seperti nampak pada Gambar 4.9 sebelumnya, dan memutar pada bagian compensated attenuator dengan obeng plastik model minus sampai berbentuk gelombang kotak sempurna tidak ada ujung lancip maupun ujung tumpul pada awal gelombang tampilan, hasil yang diharapkan nampak dalam Gambar 4.25, pada posisi correctly compensated
50. 50. Gambar 4.25 Bentuk gelombang pengaturan kapasitor kompensasi jarum penduga osiloskop 1:10. Seperti pada BAB 4 sub Bab 2 telah dibahas tentang uji tanggapan dengan menggunakan gelombang kotak/ balok maka sedikit penjelasan tentang deret fourier nampak dalam Gambar 4.26, lebih jelas secara harmonisa pembentuk gelombang balok Gambar 4.26 Deret Fourier Pembentuk Gel Balok (Sumber : defence.pk)
51. 51. BAB V OPERASI UJUNG UKUR DAN UJUNG SUMBER SINYAL UKUR 5. PENDAHULUAN Proses pengukuran selalu melibatkan sumber sinyal ukur dan alat ukur, untuk pertama pembahasan berhubungan dengan sumber ukur tegangan, dan alat ukur tegangan sinyal uji diluar bahasan catu daya system yang diuji. Proses pengukuran akan menghasilkan hasil ukur yang benar paling tidak dalam unsur ketepatan, dengan mengecilkan kesalahan sistematis adalah menepatkan bagian-bagian unsur resistansi secara benar apalagi menyangkut impedansi yang pastinya unsur parameternya menjadi cukup komplek. 5.1 UJUNG UKUR PENGUKURAN Proses pengukuran pada bagian alat ukur beda tegangan yang saat ini dibahas, dan mengingat osiloskop setara dengan volt meter maka berlaku resistansi atau impedansi masukan osiloskop harus bernilai tinggi agar tidak membebani bagian yang diukur, maka ujung ukur osiloskop juga berimpedansi tinggi, nampak pada sub Bab 4.3.1, dalam Gambar 4.24 bagian scope input terdapat besaran 1MΩ dan 30 p F , jika impedansi maka nilai kapisor yang berderet menentukan nilai keseluruhan impedansi, seluruh karakteristik khusus bagian dengan karakteristik ujung ukur, sesuai dengan gunanya maka arus yang lewat sangat kecil sehingga secara struktur tidak boleh dipergunakan untuk menyalurkan arus yang besar, sehingga berbeda untuk ujung sumber dengan karakteristik sebaliknya. Jarum penduga (passive probe) merupakan ujung ukur ideal untuk perangkat osiloskope, sesuai dengan fungsinya kadang dilengkapi kemampuan untuk mengukur tegangan tinggi, kapasitas kapasitor rendah, maupun tingkat isolasi tinggi dan fungsi lain, dengan tetap serupa dengan ujung pengukuran tegangan, perlu diperhatikan jarum penduga secara galvanis adalah ujung ukur tidak seimbang (unbalance) dengan arti salah satu ujung pengukuran bertolok
52. 52. ukur (referensi) pada nilai “nol” bumi atau tanah, perhatian dilakukan untuk dapat dilihat dalam Gambar 5.1 dan dalam Gambar 5.2, untuk pengukuran berbasis jala-jala listrik atau berbasis saluran seimbang (balance line), untuk rangkaian berbasis jala-jala listrik perlu jarum penduga dengan karakteristik 1:100 agar hasil ukur tidak melampaui kemampuan osiloskop yang umumnya hanya sebesar 40volt puncak ke puncak atau Vpp. Gambar 5.1 Kesalahan ujung ukur pada pengukuran beban seimbang (balance) (Sumber: allaboutcircuits.com/worksheets/scope1.html) Gambar 5.2 Pengukuran dengan dua jalur pada teknik ukur seimbang (Sumber : www.allaboutcircuits.com/worksheets/scope1.html)
55. 55. telah ditambahi dengan perangkat penyangga elektronik yang selanjutnya disebut volt meter elektronik, dengan ciri perlu baterai lebih banyak, baterai tersebut digunakan untuk membentuk rangkaian penyangga terutama pada saat pengukuran dengan jangkah ukur yang kecil. Nilai 20kΩ/v dc artinya setiap volt jangkah ukur bernilai 20kΩ Jika jangkah ukur yang digunakan 10volt maks maka nilai resistansi masukan meter saat itu 200kΩ, untuk nilai jangkah ukur AC volt adalah 9kΩ/ v , jika jangkah 10v ac nilainya 90kΩ Gambar 5.5 Pembacaan nilai resistansi masukan volt meter
56. 56. Pengenalan nilai besaran untuk resistansi atau hambatan pada pengukuran arus DC mengacu pada penghitungan pada Sub Bab 3.2 dari perhitungan, nampak dalam Gambar 3.5 dapat dikenali nilai hambatan jajar untuk jangkah 50µA sebesar 2000Ω, untuk jangkah ukur 2,5mA sebesar 40Ω, sehingga untuk 250mA berkisar 0,4Ω, pengenalan lain setiap jangkah ukur amper meter pada pengukuran maksimum jangkah ukur kehilangan tegangan sebesar 0,1 volt, setingkat dengan karakteristik dasar meter PMMCnya. 5.1.1 Pembebanan Oleh Alat Ukur Volt Meter Dengan pengetahuan tentang rangkaian deret dan seri beberapa hambatan dapat diterangkan tentang akibat pembebanan alat ukur terhadap hasil ukur yang didapat , dimulai dari alat ukur volt meter nampak dalam Gambar 5.6, pembagi tegangan karena pembebanan R L diumpamakan sebagai beban hambatan masukan volt meter maka hasil pengukuran akan benar jika R L >> dari R 2 . Gambar 5.6 Akibat Pembebanan Alat Ukur Volt (Sumber : hyperphysics.phy-astr.gsu.edu) Dengan nilai rumusan dalam Gambar 5.6 maka pengaruh hasil ukur tidak banyak menyimpang jika nilai pembebanan sangat kecil atau nilai resistansi alat ukur sangat tinggi, berdasar kenyataan tersebut usahakan, kenali susunan perangkat yang akan biukur besarannya terutama untuk jangkah ukur yang rendah, sebaiknya digunakan alat ukur volt elektronik, dengan keuntungan
57. 57. hambatam masukan bagi alat ukur cukup tinggi tapi perlu ketersediaan baterai yang cukup banyak untuk memberi daya bagi penguat dan penyangga pada perangkat ukur. Keuntungan lain umumnya multi meter elektronik juga menyediakan alat ukur dengan polaritas otomatis sehingga lebih lengkap bagian pengukuran, untuk jenis tertentu penampilnya sudah digital atau berupa angka bukan lagi jarum penunjuk, juga kadang sudah dilengkapi untuk mengukur komponen seperti transistor nampak dalam Gambar 5.7 Alat ukur elektronik digital. Tanda dapat ijin dijual dipersatuan Eropa tanpa tanda ditolak dijual di Eropa dengan standar tinggi untuk tinol solder tanpa timbal Gambar 5.7 Multimeter Digital (Sumber : bikroy.com/en/avo-meter-for-sale) Penambahan pengetahuan ada penanda CE pada produksi meter yang merupakan standar untuk dapat diperdagangkan di negara persatuan eropa yang setara dengan FCC bagi negara Amerika, semua tanda-tanda yang tersebutkan
58. 58. sebaiknya dikenali jika kita juga ingin memproduksi perangkat untuk dikirim keluar negeri pada saatnya nanti. Pengukuran arus DC (arus searah), penempatan alat ukur secara deret dan merupakan bagian dari pengalir arus umumnya harus menggunakan alat bebas pentanahan karena tidak mungkin menentukan sisi pentanahannya. Panel penyetelan lain adalah penepatan nilai nol pada saat awal pengukuran dengan penepatan mekanik, nampak dalam Gambar 5.8 Gambar 5.8 Penepatan Nol Sebelah Kiri Skala Awal
59. 59. 5.2 UJUNG SUMBER Merupakan bagian pemberi sinyal pada perangkat yang akan diuji dan menyediakan berbagai parameter mulai dari bentuk sinyal sinus, segi tiga, balok/ kotak, arus searah maupun arus bolak-balik, duty cycle (siklus tugas) , terusmenerut atau satu tembakan (one shot). Karena merupakan penyedia sinyal maka perlu kekuatan yang cukup agar gelombang yang dihasilkan tidak menurun dalam amplitudo karena pembebanan, sehingga ujung sumber harus beresistensi rendah pada frekuensi rendah dan sesuai dengan impedansi saat frekuensi tinggi. Hubungan yang pasti adalah kemampuan menyalurkan arus yang cukup untuk memberi sinyal yang berasal dari pembangkit gelombang (function Generator). Contoh ujung sumber adalah BNC to Banana cable (konektor BNC ke ujung pemberi sebentuk pisang disalurkan dengan kabel terlindung besar) bentuk tersebut nampak dalam Gambar 5.9, selain yang berbeda jika perangkat yang diukur mempunyai sambungan BNC maka perlu kabel BNC to BNC cable, juga dengan adanya impedansi karakteristik kabel 75Ω atau 50Ω tidak berimpedansi tinggi, untuk Audio dan sinyal video sering menggunakan konektor RCA dengan impedansi bervariasi sampai 300Ω atau bahkan 1kΩ. BNC to Crocodile Cable (Sumber : doctronics.com)
60. 60. BNC to BNC Cable RCA to BNC Cable BNC to RCA Cable Gambar 5.9 Berbagai Kabel Dengan Jenis Konektor Ujung Sumber (Sumber : gd-wholesale.com) Dari deretan kabel dan jenis konektor yang berbeda maka ujung sumber selalu melibatkan dimensi saluran yang cukup besar untuk menyalurkan sinyal untuk tujuan pengujian tanpa kehilangan tegangan sinyal uji yang ditempatkan pada banyak perangkat teruji.
61. 61. Khusus frekuensi tinggi ujung sumber harus tertutup dengan impedansi sesuai keluaran generator (pembangkit) secara umum berimpedansi 50Ω dan mungkin 75Ω, jika kuatir tidak sesuai dapat ditambahkan pelemah atau attenuator dengan daya dan impedansi sama dengan impedansi keluaran generator, yang paling memungkinkan adalah attenuator jenis susunan ” T”, hal pemberian attenuator bersepadan dengan ketepatan yang dapat dilakukan tanpa terlalu mengubah besar sinyal yang harus dicatukan d Gambar 5.10 Pelemah Jenis T dan Rumusan Nilai Hambatan (Sumber : http://www.electronics-tutorials.ws/blog/attenuator.html) Direncanakan pelemahan -3dB atau “k” = 1,4125 sebagai contoh perhitungan pelemahan (attenuator), dengan harapan terjadi penjodohan impedansi saat keluaran alat ukur tertutup sempurna (nol ohm) atau terbuka sempurna (~ ohm), cara termudah adalah mengandeng deret pelemah (serie Attenuator). Sebagai contoh impedansi yang disambungkan adalah 50Ω maka dapat dihitung sebagai berikut;
62. 62. Juga untuk nilai yang lain didapat dengan perhitungan sebagai berikut; Jika semua komponen telah ditemukan maka kemungkinan penyusunan deret dapat dilakukan, walaupun pelemahan lebih besar tapi impedansi tertutup sesuai dengan yang ada, sehingga generator tidak mengalami ketidak sesuaian yang menyebabkan kerusakan, cara tersebut merupakan jalan pintas yang baik untuk keselamatan ujung sumber frekuensi tinggi, selain impedansi juga perlu perhatian pada daya yang disalurkan untuk daya besar disesuaikan dengan cara yang lain. 8,5Ω 8,5Ω 8,5Ω 142Ω 8,5Ω 142Ω Gambar 5.11 Pemasangan Dua Pelemah Mengacu dalam Gambar 5.11 Pemasangan akan menghasilkan pembebanan hubung singkat berkisar 4x 8,5Ω = 34Ω, dan saat terbuka penuh berkisar 78Ω, sehingga seakan bertindak sebagai penyesuai impedansi.
63. 63. Sambungan keluaran diperoleh dari generator fungsi nampak dalam Gambar 5.12 dan Gambar 5.13, dengan perbedaan tertentu tentang keluaran sumber sinyal tersebut. Keluaran TTL 5volt dan CMOS 15volt Keluaran Gelombang berbagai macam dapat diatur amplitudonya Gambar 5.12 Keluaran Generator Instek Keluaran TTL 5volt dan CMOS 15volt Keluaran Gelombang berbagai macam dapat diatur amplitudonya Gambar 5.13 Keluaran Generator Toellner
64. 64. Simpulan untuk BAB 4 sampai BAB 5, pengukuran beda tegangan, arus yang mengalir, frekuensi tinggi, dan kemungkinan impedansi alat ukur sebagai berikut; • Harus diketahui perkiraan besaran tegangan yang akan diukur, termasuk pembebanan oleh alat ukur, secara umum pengukuran beda tegangan menggunakan impedansi tinggi untuk masukan alat ukurnya. • Alat ukur avo meter merupakan alat ukur bebas pentanahan (eart free meter), artinya dapat ditempatkan dimana saja tanpa tergantung pentanahan atau grounding. • Pengukuran dengan osiloskop, menggunakan jarum penduga (pasive probe) dengan berbagai keistimewaan karakteristik terutama impedansi tingginya, sehingga sebagai ujung ukur dilarang menggunakan untuk ujung sumber, karena masalah arus yang lewat. • Pengukuran saluran seimbang (balance) memerlukan kedua saluran masukan osiloskop dengan ketinggian impedansinya, caranya dengan fungsi ADD dan pembalikan sinyal (invt) masukan pada salah satu kanal masukannya. • Ujung sumber ditutup dengan impedansi sesuai impedansi keluaran sumber sinyal, secara mudah diterapkan pelemah (attenuator) pada keluarannya agar tidak menimbulkan kerusakan pada perangkat keluaran sumber sinyal. • Fungsi X-Y merupakan penggantian sisi X osiloskop dengan salah satu masukan kanalnya, berfungsi mengukur beda fasa dan perbandingan frekuensi masukan dengan metoda lissajeus. • Untuk pengukuran standar seluruh panel CAL pada osiloskop harus pada tetapan yang ditentukan. Tugas terakhir cari tampilan tampang muka osiloskop jejak rangkap dengan skala yang jelas, hubungkan dengan diagram balok osiloskop jejak rangkap pada halaman 237, halaman 206, halaman 207 pada buku “Instrumentasi Elektronik
65. 65. dan Teknik Pengukuran” yang ditulis oleh William David Cooper, diterbitkan oleh penerbit Erlangga, diterjemahkan oleh Sahat Pakpahan tahun 1985. Salah contoh pengukuran tanggapan frekuensi sistem audio dengan menggunakan generator fungsi dan osiloskop jejak rangkap nampak dalam Gambar 5.14. Gambar 5.14 Pengukuran Tanggapan Frekuensi Pre Amplifier Pengukuran dengan ujung ukur sesuai dengan sinyal yang seharusnya diukur terutama nampak dalam Gambar 5.14 pada kanal 1 sebagai ujung ukur pemasukan sinyal masukan harus diukur pada titik masukan langsung bukan memberi cabang pada keluaran generator fungsinya, kesalahan ini sering dilakukan dengan memasang sambungan T (T conector) yang dihubungkan ke masukan kanal 1, padahal sinyal yang diukur harusnya masukan pada perangkat yang dicatu oleh generator fungsi/ sinyal, ujung sumber yang diperlukan menggunakan BNC to RCA cable dan Tconector RCA to RCA.