PENGERTIAN FUNCTION GENERATOR DAN OSILOSKOP

A. Osiloskop

             Membahas mengenai pengertian osiloskop mengingatkan kita pada artikel tentang multimeter yang telah dibahas sebelumnya, karena kalau melihat fungsi osiloskop ini adalah sangat mirip dengan dasar fungsi dari alat ukur tersebut. Osiloskop adalah alat ukur yang di gunakan untuk memetakan atau membaca sinyal listrik maupun frekuensi. Osiloskop di gunakan dalam pengukuran rangkaian elektronik seperti stasiun pemancar radio, TV, atau dalam kegunaan memonitor frekuensi elektronik seperti di rumah sakit dan untuk kegunaan-kegunaan lainnya.

Beberapa fungsi osiloskop antara lain untuk:
* Mengukur besar tegangan listrik dan hubungannya terhadap waktu.
* Mengukur frekuensi sinyal yang berosilasi.
* Mengecek jalannya suatu sinyal pada sebuah rangkaian listrik.
* Membedakan arus AC dengan arus DC.
* Mengetahui noise pada sebuah rangkaian listrik.

Berikut gambar-gambar dari osiloskop.

Osiloskop

Osiloskop2

Sinyal frekuensi yang di tampilkan osiloskop

Sinyal tegangan yang di tampilkan osiloskop

            Ada banyak jenis osiloskop berdasarkan fungsinya, dan kegunaan dari osiloskop ini pun ada banyak macamnya. Misalnya untuk keperluan dalam dunia medis yang menggunakan alat ukur ini untuk memantau perkembangan dari kesehatan pasien, dan masih banyak lagi penggunaan osiloskop dalam dunia kedokteran yang patut kita mengerti. Secara sederhana osiloskop adalah alat untuk menampilkan perubahan gelombang sinyal dari suatu input yang diberikan untuk memantau secara berkala dari perubahan tersebut. Selengkapnya untuk memahami tentang alat ini akan lebih baik apabila melakukan praktek dilapangan.

B. Function generator

               merupakan suatu alat yang menghasilkan sinyal/gelombang sinus (ada juga gelombang segi empat, gelombang segi tiga) dimana frekuensi serta amplitudenya dapat diubah‐ubah. Pada umumnya dalam melakukan praktikum Rangkaian Elektronika (Rangkaian Listrik), generator sinyal ini dipakai bersama‐sama dengan osiloskop.

Gambar Function Generator

 C. Beberapa tombol/saklar pengatur yang biasanya terdapat pada generator ini adalah:

1. Saklar daya (power switch): Untuk menyalakan generator sinyal, sambungkan generator sinyal ke tegangan jala‐jala, lalu tekan saklar daya ini.Pengatur Frekuensi: Tekan dan putar untuk mengatur frekuensi keluaran dalam range frekuensi yang telah dipilih.Indikator frekuensi: Menunjukkan nilai frekuensi sekarang.
2.  Terminal output TTL/CMOS: terminal yang menghasilkan keluaran yang kompatibel dengan TTL/CMOS
3. Duty function: Tarik dan putar tombol ini untuk mengatur duty cycle gelombang.
4. Selektor TTL/CMOS: Ketika tombol ini ditekan, terminal output TTL/CMOS akan mengeluarkan gelombang yang kompatibel dengan TTL. Sedangkan jika tombol ini ditarik, maka besarnya tegangan kompatibel output (yang akan keluar dari terminal output TTL/CMOS) dapat diatur antara 5‐15Vpp, sesuai besarnya tegangan yang kompatibel dengan CMOS.
5. DC Offset: Untuk memberikan offset (tegangan DC) pada sinyal +/‐ 10V. Tarik dan putar searah jarum jam untuk mendapatkan level tegangan DC positif, atau putar ke arah yang berlawanan untuk mendapatkan level tegangan DC negatif. Jika tombol ini tidak ditarik, keluaran dari generator sinyal adalah murni tegangan AC. Misalnya jika tanpa offset, sinyal yang dikeluarkan adalah sinyal dengan amplitude berkisar +2,5V dan ‐2,5V. Sedangkan jika tombol offset ini ditarik, tegangan yang dikeluarkan dapat diatur (dengan cara memutar tombol tersebut) sehingga sesuai tegangan yang diinginkan (misal berkisar +5V dan 0V).


6. Amplitude output: Putar searah jarum jam untuk mendapatkan tegangan output yang maksimal, dan kebalikannya untuk output ‐20dB. Jika tombol ditarik, maka output akan diperlemah sebesar 20dB.
7. Selektor fungsi: Tekan salah satu dari ketiga tombol ini untuk memilih bentuk gelombang output yang diinginkan
8. Terminal output utama: terminal yang mengelurakan sinyal output utama
9. Tampilan pencacah (counter display): tampilan nilai frekuensi dalam format 6×0,3″
10. Selektor range frekuensi: Tekan tombol yang relevan untuk memilih range frekuensi yang dibutuhkan.
11. Pelemahan 20dB: tekan tombol untuk mendapat output tegangan yang diperlemah sebesar 20dB

D. Cara Pemakaian Function Generator

1. Hidupkan power supply
2. Konekan cable BNC ke konektor sesuai dengan yang di inginkan. misal ingin menghasilkan sinyal TTL output makan konektor di hubungkan pada konektor TTL output dan jika untuk sinyal sinusolida dan segitiga hubungkan pada Output 50 Ohm
3. Untuk menghasilkan frekuensi gelombang kotak pengaturan yang di atur adalah selector TTL CMos untuk mengatur amlitudonya atau besar tegangan yang diinginkan. dan untuk mengatur dutyCycle maka putarlah selector DutyCycle. sebelum mengaturnya tarik stang selector.
4. Untuk menghasilkan Frekuensi gelombang Sinusolida dan Geombang Segitiga maka Maka pengaturan amplitudonya pada Sector Ampl dan konektor BNC pada output 50 0hm. Untuk meningkatkan besar tegangan atau amplitudonya maka tari stang selector dan aturlah maximal tegangan 15V.
5. Untuk menghasilkan Frekuensi yang di inginkan maka pilihlah tombol frekuensi yang diinginkan dan selector pengali yang sesuai. misal diinginkan 2K Hz pada pilihlah tombol 1Kz dan atur selector pengali pada 2.0

CARA PEMBUATAN OHMETER MULTI ANALOG

       Tidak seperti voltmeter, yang menggunakan tegangan eksternal (luar) untuk menghasilkan arus yang digunakan untuk membuat simpangan pada jarum PMMC, sebuah ohmmeter harus mempunyai sumber tegangan internal (biasanya sebuah baterai) untuk menghasilkan arus yang dibutuhkan untuk pengukuran. Skematik dari ohmmter sederhana ditunjukkan pada gambar 1.

      Pada rangkaian gambar 1, kita dapat melihat bahwa tidak akan ada arus yang mengalir kecuali jika resistansi yang akan diukur, R_x, dihubungkan pada terminal ohmmeter yang terbuka. Ohmmeter didisain sehingga arus yang maksimum akan mengalir melewati  meteran ketika resistansi yang terhubung dengan terminal ohmmeter adalah sama dengan nol (misalkan hubung singkat, R_x = 0).Penyekalaan dari tampilan ohmmeter dihitung berdasarkan pergerakan simpangan dari berbagai nilai resistansi yang diukur.

Karena kita ingin simpangan maksimum ketika terminal terhubung singkat, nilai R_s dihitung dengan cara yang sama seperti saat mendisain voltmeter, dihitung

R_s = (E / I_fsd) – R_m                                              (5-15)

Gambar 2 Penyekalaan sebuah ohmmeter

Jadi, saat resistansi yang diukur adalah minimum (R = 0), maka arusnya akan maksimum. Begitu juga sebaliknya, ketika resistansi yang dikur maksimum (R = ∞), arusnya akan minimum atau sama dengan nol. Skala dari sebuah ohmmeter ditunjukkan pada gambar 2.

Karena arus adalah berbanding terbalik dengan resistansi suatu rangkaian, jadi skalanya tidak linier. Contoh berikut menunjukkan prinsip ini.

Contoh 5-15

    Disain sebuah ohmmeter menggunakan sebuah baterai 9 V dan sebuah meteran PMMC yang memiliki I_fsd = 1 mA dan R_m = 2 kΩ. hitung nilai R_x ketika pergerakan simpangannya 25%, 50%, dan 75%.

Solusi : Nilai dari resistansi serinya adalah

R_s = (9V / 1 mA) – 2 kΩ = 7 kΩ

Rangkaian jadinya ditunjukkan pada gambar 3(a).

Gambar 3 Disain penyekalaan ohmmeter

Dengan menganalisa rangkaian seri, kita lihat bahwa saat R_x = 0 Ω, arusnya adalah I_fsd = 1 mA.

Pada simpangan 25%, arusnya adalah

I = (0.25) (1 mA) = 0.25 mA

Dengan hukum Ohm, resistansi total dari rangkaian haruslah

R_T = 9 V / 0.25 mA = 36 kΩ

Untuk rangkaian tersebut, hanya resistansi bebannya ,Rx, saja yang bisa berubah. Nilainya dihitung

R_x = R_T – R_s – R_m = 36 kΩ – 7 kΩ – 2 kΩ = 27 kΩ

      Dengan carayang sama, pada saat simpangannya 50%, arus pada rangkaian I = 0.5 mA dan resistansi totalnya adalah R_T = 18 kΩ. Jadi, resistansi yang diukur harusnya adalah R_x = 9 kΩ.

      Akhirnya, pada saat simpangan 75%, arus pada rangkaian akan menjadi I = 0.75 mA, resistansi totalnya menjadi 12 kΩ. Sehingga, untuk simpangan 75%, resistansi yang terukur R_x = 3 kΩ

EFEK PEMBEBANAN DAN CARA PEMBUATAN VOLTMETER DAN AMPERE METER

Efek Pembebanan

            Bila sebuah volmeter dihubungkan antara dua titik di dalam sebuah rangkaian tahanan tinggi, dia bertindak sebagai shunt bagian rangkaian sehingga memperkecil tahanan ekivalen bagian rangkaian tersebut. Berarti volmeter akan menghasilkan penunjukan tegangan yang lebih rendah dari yang sebenarnya sebelum dihubungkan. Efek ini disebut efek pembebanan instrumen yang terutama disebabkan oleh sensitivitas rendah.

Amperemeter dan Voltmeter

A.  DEFENISI

1. Amperemeter / Ampere Meter

Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik. Umumnya alat ini dipakai oleh teknisi elektronik dalam alat multi tester listrik yang disebut avometer gabungan dari fungsi amperemeter, voltmeter dan ohmmeter.

Amper meter dapat dibuat atas susunan mikroamperemeter dan shunt yang berfungsi untuk deteksi arus pada rangkaian baik arus yang kecil, sedangkan untuk arus yang besar ditambhan dengan hambatan shunt.

Amperemeter bekerja sesuai dengan gaya lorentz gaya magnetis. Arus yang mengalir pada kumparan yang selimuti medan magnet akan menimbulkan gaya lorentz yang dapat menggerakkan jarum amperemeter. Semakin besar arus yang mengalir maka semakin besar pula simpangannya.

2. Voltmeter / Volt Meter

       Voltmeter adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengukur tegangan listrik. Dengan ditambah alat multiplier akan dapat meningkatkan kemampuan pengukuran alat voltmeter berkali-kali lipat.

Gaya magnetik akan timbul dari interaksi antar medan magnet dan kuat arus. Gaya magnetic tersebut akan mampu membuat jarum alat pengukur voltmeter bergerak saat ada arus listrik. Semakin besar arus listrik yang mengelir maka semakin besar penyimpangan jarum yang terjadi.

        Voltmeter dapat dibuat dari sebuah galvanometer dan sebuah hambatan eksternal Rx yang dipasang seri. Adapun tujuan pemasangan hambatan Rx ini tidak lain adalah untuk meningkatkan batas ukur galvanometer, sehingga dapat digunakan untuk mengukur tegangan yang lebih besar dari nilai standarnya.

B.  GAMBAR

Gambar Amperemeter

Gambar Voltmeter

C.  BAGIAN-BAGIAN ALAT

Amperemeter dan voltmeter terdiri dari beberapa bagian antara lain :

• Jarum penunjuk skala (pada amperemeter analog)

Jarum ini terpasang pada kumparan yang bergerak (moving coil) sehingga dapat bergerak berdasarkan peredaran arus yang masuk dalam moving coil. Jarum tersebut mempunyai fungsi penunjuk besaran aus yang terukur dimana akan bergerak dan berhenti pada skala yang sesuai dengan besaran yang diukur.

• Probe

Berfungsi untuk menentukan polaritas amperemeter. Selain itu probe juga digunakan untuk menentukan kutub positif amperemeter.

• Kalibrator

Berfungsi untuk menentukan kalibrasi atau penunjukan skala pada anga nol (0) dengan tepat,segaris dengan jarum penunjuk skala.

• Ground

Berfungsi untuk menentukan kutub negatif dari amperemeter.

• Cermin pemantul

Berada pada papan skala yang ditunjukan sebagai panduan untuk ketepatan pembacaan skala.

D.  FUNGSI

1. Amperemeter / Ampere Meter

 Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik yang ada dalam rangkaian tertutup. Amperemeter biasanya dipasang berderet dengan elemen listrik. Cara menggunakannya adalah dengan menyisipkan amperemeter secara langsung ke rangkaian.

2. Voltmeter / Volt Meter

Voltmeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur beda potensial listrik. Voltmeter biasanya disusun secara paralel (sejajar) dengan sumber tegangan atau peralataan listrik. Cara memasang voltmeter adalah dengan menghubungkan ujung sumber tegangan yang memiliki potensial lebih tinggi (kutub positif) harus dihubungkan ke terminal positif voltmeter,dan ujung sumber tegangan yang memiliki potensial lebih rendah (kutub negatif) harus dihubungkan ke terminal negatif voltmeter.

E.  CARA KERJA

1.      Amperemeter / Ampere Meter

-Amperemeter   : dirangkai secara seri terhadap rangkaian elektronik

-Voltmeter         : diangkai secara paralel kabel merah untuk term +...hitam term –

-kabel merah untuk +,hitam untuk -...untuk pengukuran volt.

-Arus ac      : putar slector posisi ACV untuk pengukuran tegangn arus bolak-balik pln/berasal dari dinamo.

-Arus dc            : putar selector pos DCV untuk tegangn arus searah dari batere/aki

-Amperemeter  : sebelum membaca pastikan selector pada posisi ampere. Dan rangkaian benar.pada layar digital langsung terlihat hasil.a,layar analog :perhatikan skla ampere dari angka nol - anka tertentu amati jarum pada posisi skala brp..

-Volt               : Pilih ACV ato DCV masing2 mmliki skala dgn angka berbeda 10,50...jika untuk pemakaian volt kecil pilih yg paling kecil...jika saat pengukuran jarum pada posisi maksimal,maka perlu diubah skala yang lebih besar.

2. Voltmeter / Volt Meter

         Pada Multimeter analog tipe CX506, batas ukur (/range/) terendah adalah 3 Volt, dengan demikian, jika batas ukur (/range/) diletakkan pada posisi 3 DCV Multimeter mampu mengukur tegangan dari baterai kering//dry cell/ (dengan tinggi tegangan 1,5V) lebih akurat ketimbang ada batas ukur (/range/) 10 DCV. Multimeter analog tipe SP 10D merk SANWA atau yang sejenis, memiliki batas ukur (/range/) tegangan (ACV-DC); 10V/50V/250V/500V/1000V.

         Hal yang perlu diperhatikan dalam mengukur tegangan adalah posisi saklar jangkauan ukur dan batas ukur (/range/). Jika akan mengukur 220 ACV, saklar jangkauan ukur harus berada pada posisi ACV, dan batas ukur (/range/) pada angka 250 ACV. Hal yang sama berlaku untuk pengukuran tegangan DC (DCV). Tak kalah penting untuk diperhatikan adalah faktor keselamatan. Perhatikan apakah isolasi pembungkus kabel penyidik (/probes/).

      Dalam mengukur DCV, posisi kabel penyidik (probes) warna merah (+/out) diletakkan pada titik positip (+) dari sumber tegangan yang akan diukur, kabel penyidik (probes) warna hitam (-/common) diletakkan pada titik negatip (-). Untuk mengukur Tegangan Arus Bolak Balik (ACV) posisi kabel penyidik (probes) boleh 

bolak balik, karena pada ACV setiap detik terjadi 50 x perubahan kutub positip menjadi kutub negatip dan sebaliknya.

ANALISIS STATISTIK PENGUKURAN

Manfaat Analisis Statistik ada dua jenis,yaitu :
1. Mendapatkan nilai hasil pengukuran yang terdekat dengan hasil pengukuran
sebenarnya.
2. Bisa meramalkan hasil suatu pengukuran dengan metode tertentu dan data
sample/contoh.

 

A. Harga Rata-Rata (arithmetic Mean)
            Penjumlahan dari beberapa angka dibagi dengan banyaknya jumlah data.

B. Penyimpangan Terhadap Harga Rata-Rata (Deviation)
            Perbedaan antara tiap data tes dengan rata-rata nilai aritmastika.

 

C. Deviasi Rata-Rata(Average Deviation)
            adalah penjumlahan nilai-niali mutlak dari penyimpangan-penyimpangan dibagi dengan jumlah pembacaan.

D. Deviasi Standard (S)
            Deviasi standar = root mean square = akar dari semua deviasi setelah dikuadratkan dibagi dengan banyaknya pembacaan.

2. Kemungkinan Kesalahan
Contoh soal :
Pengukuran sebuah tahanan sebanyak 10 kali :
101.2 Ω, 101.7 Ω, 101.3 Ω, 101.0 Ω, 101.5 Ω, 101.3 Ω, 101.2 Ω, 101.4 Ω, 101.3 Ω, 101.1 Ω.
tentukan :
(a) nilai rata-rata
(b) deviasi standard
(c) kesalahan yang mungkin

 

3. Kesalahan Batas
            Batas-batas penyimpangan dari nilai yang di tetapkan,sering juga disebut dengan kesalahan garansi (guarantee error).
Misalnya : nilai tahanan 500 Ω ± 100% (pabrik menjamin tahanan 450 Ω – 550 Ω).