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. 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.
5.
6.
7. 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.
8. 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.
9. 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
10. 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.
11. Gambar 1.5 Hukum Ohm dalam pengambaran
(Sumber : ict4us.com)
(Sumber : wikimedia.org)
12. (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.
13. 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.
14. 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)
15. •
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
16. 2.2 BAGIAN ATAS AVO METER
Pada bagian atas perhatian tertuju pada bentuk skala dengan penunjuk
jarum, inilah yang menjadi ciri penampilan analog dari alat ukur, tampak dalam
Gambar 2.3, merupakan tampilan keluaran, layaknya pengaris dengan skala
berbentuk bagian lingkaran.
Bentuk skala lingkaran terdiri dari tiga bentuk nilai awal nol “0” , pertama
nilai nol awal berada sebelah kiri terdiri dari skala pengukuran tegangan dan arus,
dan ada skala khusus untuk untuk pembacaan nilai jangkah maksimal 10volt AC
berwarna merah yang tidak linier atau pembagian tidak rata pada awal
pembacaan, hal tersebut berhubungan dengan karak teristik penyusun meter, nanti
akan dibicarakan lebih lanjut.
Bentuk skala kedua dengan nilai angka nol disebelah kanan bagi pembaca,
merupakan skala pengukuran hambatan atau resistansi dengan pergerakan tidak
linier atau tidak rata makin kekanan makin menyempit pembagiannya hal ini
menjadi perhatian dalam pengukuran untuk menempatkan sakelar pengukuran
pada nilai ukur yang mudah pembacaannya, hal khusus skala dengan nilai nol
disebelah kanan, saat mulai pengukuran harus menyetarakan nilai awal nol dengan
penyetelan panel knop putar yang berada pada sisi kanan diantara bagian bawah
dan bagian atas skala yang dibicarakan pada pembahasan fungsi alat ukur AVO
meter ini.
Bagian skala tengah yang merupakan bagian tertentu alat untuk
mengetahui kondisi nilai negatif atau positif, tetapi tidak banyak dibahas pada
penggunaan alat ukur ini untuk sementara.
Dari setiap skala tertampil kita mulai mengamati bagian skala dan
perlunya pengertian tentang jangkah ukur yang menjadi batas ukur tertinggi alat
dengan pengaturan jangkah ukur yang ada, misalnya
17. 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
18. 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.
19. 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
20. 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
21. 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
22. 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
23. 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.
24. 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.
25. 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.
26. Hasil penunjukan skala maksimum masing-masing jangkah ukur adalah
nilai arus maksimum adalah 50µA yang mengalir menyebabkan penyimpangan
maksimum skala.
3.2 SUSUNAN BAGIAN DALAM AMPER METER
Selanjutnya untuk besaran jangkah ukur arus yang lain, diharapkan
mengalirnya arus menghasilkan beda tegangan 0,1volt besar arus maksimum yang
diharapkan terukur .
Saat digunakan untuk volt meter penambahan resistor seri akan
memperbesar jangkah ukur volt, sebaliknya untuk memperbesar jangkah ukur
arus diperlukan hambatan jajar dengan meter dasar pembentukyang sudah ada
dengan persamaan, meter dasar megukur arus tertinggi sebesar 50µA jika
digunakan untuk mengukur arus sebesar 2,5mA maka ;
•
2,5mA
= 50x saat 50µA hambatan 2000Ω maka hambatan yang harus
50 µ
A
ada adalah seper 50 dari 2000Ω atau 40Ω, secara mudah jika meter standar
dijajar dengan hambatan 40Ω maka mampu mengukur arus sebesar
2,5mA.
•
Nilai lain contohnya 25mA maka hambatan yang ditambahkan adalah 4Ω,
sampai jangkah ukur 250mA diperlukan hambatan 0,4Ω.
•
Penggunaan sakelar masih sambung sebelum lepas (make before break)
wajib dilakukan agar tidak ada lonjakan tampilan skala ukur yang
menyebabkan kerusakan tetap.
Nampak dalam Gambar 3.4 Sakelar dengan perilaku MBB, dengan
karakteristik ada tetap tersambung dari rangkaian sebelumnya, saat digeser baru
ketika sambungan jadi satu berakhir dengan lepasnya sambungan sebelumnya,
yang menjadi kunci adalah sempat terjadi hubungan bersamaan dari ketiga bagian
sambungan pembentuk sakelar geser nampak dalam gambar saat ketiga bagian
tersebut terdiri dari satu kutub (pole) dengan dua jurusan (throught).
27. 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
28. 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;
29. 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
30. 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
31. 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.
32. •
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.
33. 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
34. pengendalian terpenuhi akan mudah menganalisa gelombang atau tampilan yang
ada.
(sumber : doctronics.co.uk)
(Sumber : www.tpub.com)
Gambar 4.1 Diagram Balok Osiloskop
35. 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.
36. 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
37. 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.
38. (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.
39. 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)
40. 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
41. 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)
42. 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)
43. 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.
44. 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.
45. 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
46. •
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
47. 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.
48. 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.
49. 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)
50. 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;
51. •
ALTERNATE tampilan berganti setiap selesai satu sapuan layar pada sisi
sumbu X.
•
Mode CHOPPER tampilan berganti sesuai waktu yang ditetapkan, dalam
contoh setiap 100kHz.
•
Mode ADD atau jumlah jadi kedua gelombang dijumlahkan amplitudonya
nampak dalam Gambar 4.23.
•
Mode ADD dan salah satu kanal dibalik atau pengurangan.
Gambar 4.23 Penjumlahan dua gelombang (Add)
(Sumber : en.wikibooks.org/add.png)
Fungsi pengukuran adalah mengetahui besaran yang ada pada titik-titik
yang diperlukan tanpa menganggu kondisi sinyal didalam rangkaian, teknik yang
manjur telah ditemukan sejak lama bahwa saat pengukuran dilakukan hampir
tidak ada arus yang mengalir kedalam rangkaian meter, hal ini khusus alat ukur
volt meter, untuk amper meter keadaannya lain yaitu arus yang mengalir dalam
amper meter sebaiknya tidak terhambat sama sekali atau resistansi dari amper
meter sebaiknya sangat rendah atau setara dengan nol ohm (koduktansi tak
terhingga).
4.3.1 Jarum Penduga Dengan Impedansi Lebih Tinggi
Dari persyaratan kondisi volt meter yang berhambatan sangat tinggi alat
ukur osiloskop sejenis dengan volt meter, walaupun sudah mempunyai hambatan
52. 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
53. 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)
54. 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
55. 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)
56. Penetapan masukan untuk pengukuran dengan metoda dua jalur tapi untuk
mengukur besaran pada beban tunggal adalah metoda ADD dan salah satu kanal
dibalik (invert) secara dasar nampak tombol penyetelan pada tampang muka
osiloskop Gambar 5.3, kombinasi ADD dan Panel invert akan dapat menjawab
persoalan pengukuran.
Pengoperasian panel keduanya akan menghasilkan salah satu kanal
berada pada posisi terbalik besaranya dan keduanya dijumlahkan,
hasilnya adalah operasi pengurangan, atau beda tegangan keduanya
Gambar 5.3 Panel depan pengukuran selisih dengan dua masukan.
Pengukuran sesuai pengaturan Gambar 5.3 akan berhasil jika v/devisi
untuk kedua pengatur sinyal masukan adalah sama nilai per devisinya, dan lebih
penting lagi kondisi cal dari panel juga terpetakan benar pada posisi yang
seharusnya panel di set pada keadaan standar, pengukuran yang telah dilakukan
sebenarnya menggunakan dasar rangkaian seimbang dalam dunia telekomunikasi,
perangkat seperti volt meter dengan catu daya baterai, dapat disebut perangkat
57. ukur bebas pentanahan artinya kondisi pengukuran adalah melayang dalam
persamaan pembumian yang hampir seluruh alat yang mengandung tampilan
gambar masih mengacu pada bumi salah satu ujung ukurnya.
Hal berbahaya yang lain telah disebutkan sebelumnya nampak dalam
Gambar 5.4, yaitu pengukuran dalam jala-jala listrik selain batas ukur juga adanya
sambungan galvanis yang perlu diperhatikan.
Gambar 5.4 Bahaya cara pengukuran tegangan jala-jala listrik.
(Sumber : www.allaboutcircuits.com/worksheets/scope1.html)
Pengukuran penting lain mengulang pembahasan tentang AVO meter yang
secara fungsi lebih baik dalam penerapan pengukuran besaran hampir konstan
pada nilai tegangan, atau perubahannya tidak berdsar waktu yang sangat cepat,
sehingga hasil dapat diwujudkan dalam penampilan besaran pada penunjuk jarum
(pointer), sehingga secara pengamatan diusahan tidak banyak bergerak terlalu
cepat, hal penting adalah tingkat pembebanan terhadap daerah pengukuran volt
meter saat digunakan pada skala jangkah ukur rendah sebab nilai masukan alat
ukur tersebut tergantung posisi jangkah ukur per volt.
Nilai
besaran pembebanan dapat dikenali, nampak pada Gambar 5.5,
disematkan pada layar ukur setiap meter yang baik dan dapat diketahui dengan
mengalikan dengan jangkah ukur yang digunakan, kecuali alat ukur AVO meter
58. 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
59. 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
60. 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
61. 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
62. 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)
63. 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.
64. 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;
65. 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.
66. 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
67. 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
68. 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.
69. BAB VI
PENGUKURAN DENGAN RANGKAIAN JEMBATAN
6.PENDAHULUAN
Pengukuran pada bidang tertentu memerlukan ketelitian yang sangat
cermat, dengan penerapan rangkaian susunan jembatan (bridge) akan didapatkan
ketelitian yang tinggi namun terjadi keterbatasan jangkah ukur dalam prakteknya.
Pertama penerapan pengukuran untuk pengukuran hambatan atau
resistansi murni, tapi untuk selanjutnya dapat digunakan untuk mengukur nilai
kapasitansi, nilai induktansi, karena dasar pengukurannya adalah perbandingan
maka didapatkan ketelitian tinggi karena perbandingan berkesan seimbang.
Kekurangan lain adalah alat ukur penetap kesetaraan bandingan umumnya
bebas pentanahan dan seimbang (balance) maka prinsip pengukuran rangkaian
seimbang diterapkan pada penunjuk keseimbangan dengan osiloskop, termasuk
sumber sinyal dibebas gandengkan dengan trafo sebagai sumber sinyal arus bolakbalik.
Capaian yang diharapkan adalah penerapan pengukuran untuk ketelitian tinggi
dengan penerapan susunan yang dapat dilakukan dengan komponen dasar yang
ada
6.1 JEMBATAN RESISTANSI
Hambatan murni tidak berpengaruh pada nilainya diberbagai frekuensi
kerja sehingga awalnya untuk mengukur nilai resistansi atau hambatan yang
belum diketahui dengan lengan-lengan standar dan lengan pengubah berskala,
sebuah jembatan terdiri dari empat lengan dengan pengukur keseimbangan arus
berupa PMMC awalnya, selanjutnya dapat menggunakan telepon kepala saat
sumber pengukuran adalah arus bolak-balik yang lebih baru menerapkan
osiloskop sebagai pengamat besar arus ketidak setimbangan.
Ketidak setimbangan menunjukkan kalau besar perbandingan dari lengan
sehadap hasil perkaliannya tidak sebanding sehingga menilik dari susunan
70. rangkaian merupakan pembagi tegangan ganda yang masing-masing menjadi
sumber tegangan tergantung (dependent voltage source), artinya saat besar
tegangan pembanding tidak sama akan terjadi pengaliran arus diantara kedua
pertemuannya.
Gambar 6.1 nampak susunan jembatan wheatstone dasar dengan nilai
perbandingan hambatan tertera setelah gambar tersebut..
Jembatan setimbang
jika nilai ini berlaku;
Gambar 6.1 Jembatan Wheatstone dan Persamaan Setimbang
(Sumber : www.fag.org/docs/dc/dc.html)
71. Gambar 6.2 Penurunan Rumusan Jembatan
(Sumber : digital.ni.com/public.nfs/ankb)
Pengukuran lain dengan metoda jembatan adalah pengukuran resistansi
sangat rendah yang cukup teliti dengan mempergunakan jembatan Kelvin,
nampak dalam Gambar 6.3, koreksi ketelitian dengan sistem lengan khususnya.
Gambar 6.3 Jembatan Kelvin
(Sumber : en.wikipedia.org/wiki/kelvin_bridge.htm)
72. Gambar 6.4 Rumusan Terpakai
Persamaan lain berlaku seperti jembatan Wheatstone, pada pembahasan
sebelumnya nampak dalam Gambar 6.3.
6.2 JEMBATAN IMPEDANSI
Untuk keperluan pengukuran kapasitor dan induktor dengan metoda
jembatan tersedia jembatan schering dan jembatan maxwell, secara susunan
nampak dalam Gambar 6.5 sampai Gambar 6.6.
73. Gambar 6.5 Jembatan Schering dan Trafo Isolasi Tegangan
(Sumber : en.wikipedia.org/wiki/bridge-schering)
Untuk mengukur harus disetimbangkan jembatan sampai tidak ada nada
terdengar, pada monitor atau perangkat ukur sinyal bolak-balik, pada kondisi
tertentu untuk mengenali sinyal digunakan osiloskop dengan dua masukan sisi
positif saja yang digunakan, dan pada masukan sumber sinyal ke jembatan
mengunakan trafo nampak dalam Gambar 6.5.
Gambar 6.6Jembatan Maxwell dan Rumusan Pencarian.
Setiap jembatan terutama jembatan pengukur kapasitor dan pengukur
induktor menggunakan sumber arus bolak-balik, sehingga penggunaan trafo pada
masukan sinyal jembatan jadi mudah diterapkan dan osiloskop sangat membantu
dengan nilai impedansi tingginya.
74. BAB VII
PENGUKURAN RADIO FREKUENSI
PENDAHULUAN
Pengenalan operasi perangkat ukur besaran listrik yang berhubungan
dengan teknik telekomunikasi tentunya harus menyangkut operasi perangkat
dengan frekuensi radio yang harus dihadapi dalam praktek alat ukur, setelah
prinsip rangkaian tertutup yang akan menghasilkan pengukuran yang benar tentu
berkembang sebab tidak selalu besaran dalam teknik keradioan selalu diukur
dengan prinsip galvanis tetapi diukur dengan terpisah tanpa kabel (wireless),
sehingga satuan-satuan ukurnya juga berkembang menuju leadaan yang lebih luas.
Capaian yang diharapkan adalah dapat mengoperasikan pengukuran dengan jarak
(remote) karena alasan besarannya memang tidak harus disentuh, secara umum
pengukuran mengandung pemancar dan penerima, untuk keadaan yang masih
dalam batasan besaran listrik tetap berada pada lingkaran saluran masih mungkin
ada dalam praktek ukurnya.
7.1 PENGUKURAN PADA JALUR.
Yang dimaksud dengan jalur adalah masih adanya kabel saluran besaran
yang akan diukur, pembahas dimulai dengan pengenalan alat ukur dengan
visualisasi yang secara garis besar hampir sama dengan osiloskop namun
pengambaran pada diagram Cartesian sumbu X nya adalah besaran frekuensi,
sehingga disebut dengan alat pengukur jalur frekuensi atau spectrum frekuensi,
untuk memperdalam pengenalan dan teknologinya, dapat ditilik pada buku
“Instrumentasi Elektronik dan Teknik Pengukuran” pada BAB 11 ‘instrumen
untuk pembangkit dan analisis bentuk-bentuk gelombang’ yang ditulis oleh
William David Cooper, diterbitkan oleh penerbit Erlangga, dan diterjemahkan
oleh Sahat Pakpahan, pembahasan dalam buku dimulai dari pembangkit
gelombang, namun dalam buku modul ini dijelaskan pada sistem Spektrumnya
sendiri, agar pemahaman menjadi lengkap, penjelasan dari buku baccan tersebut
sebaiknya telah diselesaikan.
75. Pembahasan pertama tentang sudut pandang besaran yang diuji berbeda
dalam pandang ruang ujinya, jika osiloskop menguji pergerakan gelombang
terhadap waktu, untuk alat uji spectrum mengambil sisi seakan kita menala
gelombang sebuah radio diudara jika pengambaran terdapat beberapa siaran radio
ditempat yang berbeda sepanjang jalur frekuensi, begitulah pengambaran nampak
dalam Gambar 7.1.
Gambar 7.1 Beda Domain Pandang Osiloskop dan Analisa Spektrum.
(Sumber : Agilent Spectrum Analysis Basics AN 150)
Sesuai pemaparan dan adanya penggambaran secara sumbu pandang maka
untuk osiloskop berupa gelombang berlanjut namun pada pengukur spectrum
terbagi pada besaran daerah frekuensi dengan sumbu Y merupakan daya terima
dan sumbu X merupakan besaran frekuensi yang dijalankan dari kiri ke kanan
secara berkelanjutan hanya pada daerah tertentu adanya bentang daerah atau
SPAN dan lebar bidang (bandwidth), jika aturan penyetelan sesuai maka akan
tampil puncak-puncak yang jelas tapi saat pengaturan kurang sesuai dan span atau
bentang daerah frekuensi ukur terlalu sepit akan berupa garis bidang yang saling
bertumpukan sehingga sulit mengenali bagian batas bawahnya tiap lebar
bidangnya, layer tampilan analisa spectrum nampak dalam Gambar 7.2.
76. Gambar 7.2 Layar Tampilan Analisis Frekuensi
(Sumber : Agilent AN 150)
Gambar 7.3 Diagram Balok Alat Analisis Frekuensi
(Sumber : Agilent AN 150)
Nampak dalam Gambar 7.3 adanya sweep generator sebagai pengerak
frekuensi osilator dan pengerak jejak pada layar artinya saat bersamaan gerakan
layar dari kiri kekanan sambil mengubah frekuensi dari rendah ketinggi, jadi hasil
penggambaran pada layar sumbu Y akan besar/ naik saat diterima sinyal yang
cukup kuat, saat sinyal yang diterima kecil maka amplitude gambar sumbu Y
77. juga menurun, jadi naik turun sumbu Y tergantung diterimanya sinyal dari
masukan, seperti sebuah radio penerima yang digeser pencari gelombangnya, saat
tepat maka terdengar siaran atau suara lagu dan sebagainya, dalam tampilan
merupakan besaran Y.
Gambar 7.4 Analisa Spektrum Banyak Pencampur
Gambar 7.5 Tampang Muka Analisa Spektrum (spectrum Analyzer).
(Sumber : radaufunk.com)
Penampilan Tampang muka sebuah perangkat Analisa Spektrum
(Spectrum Analyzer) panel depan tersebut setiap sakelar penyetalanya saling
terhubung sehingga ada pergerakan bersama saat ditekan, dan bergerak masingmasing saat ditarik sakelar tengahnya, Gambar 7.6 merupakan tampilan layar saat
rentang frekuensi rendah jadi seperti terbuka selebar sinyal banyak nilai.
78. Gambar 7.6 Tampilan Saat Span Rendah (20kHz)
Pengenalan skala sama dengan osiloskop dengan perbedaan divisi untuk
sumbu X adalah frekuensi, nilai tengah frekuensi ditentukan dengan CT bagi nilai
yang terbaca pada counter nampak dalam Gambar 7.5, nilai merah tampilan
adalah nilai tengah.
Pengukuran lain adalah pengukuran karakteristik antenna dengan
memanfaatkan generator tracking dengan perilaku dapat bergeser frekuensinya
setara dengan geseran posisi sumbu X, dibantu dengan pengandeng berarah
(directional coupler), akan dibahas lebih lanjut pada operasi pengukuran antenna.
7.2 PENGUKURAN DENGAN JARAK
Setelah pengukuran dalam lingkar arus kabel tibalah pengukuran dengan
jarak dari sumber pemancar gelombang, pada awalnya penampil dari besaran
ditampilkan dengan PMMC dan selanjutnya ditampilkan dengan visualisasi
seperti penggunaan Spectrum Analyzer sebagai penguji keadaan gelombang radio
yang dipancarkan pemancar atau uji dengan menggunakan antenna penerima
dengan lebar bidang luas (wideband).