PERCOBAAN 1

PERCOBAAN 1

OPERASI DASAR OSCILOSKOP

KELOMPOK 4 :

Nurul Maghfiroh M.

(LT2D/ 17)

Rahmawaty Sukmaning P.(LT2D/ 18)

Revandy Radik Y.

(LT2D/ 19)

Reza Bagus N.

(LT2D/ 20 )

Program Studi Teknik Listrik

Jurusan Teknik Elektro

Politeknik Negeri Semarang

2014

PERCOBAAN 01

OPERASI DASAR OSCILOSKOP

Tujuan

Setelah selesai melakukan percobaan ini mahasiswa dapat :

Menggunakan Osciloskop, mengukur tegangan dan frekuensiMengetahui cara mengkalibrasi Osciloskop.

2.Pendahuluan

Osciloskop merupakan suatu alat ukur, dimana bentuk gelombang sinyal listrik yang diukur tergambar pada tabung sinar katoda. Pada dasarnya suatu Osciloskop dapat dibagi menjadi tiga bagian utama :

Bagian tabung sinar Katoda

Bagian Penguat Horizontal ( X amplifier )

Bagian Penguat Vertikal ( Y amplifier )

Tabung sinar katoda dapat dipandang sebagai inti dari Osciloskop. Bagian ini berfungsi untuk mengubah sinyal listrik menjadi gambar yang tertera pada layar. Tabung sinar katoda dibuat dari bahan gelas yang didalamnya hampa udara, serta dilengkapi dengan bagian penembak elektron. Bagian Plat pembelok berkas elektron dan layar.

Penembak elektron ( electron gun ) berfungsi untuk membangkitkan berkas elektron dengan kecepatan tinggi. Elektron dikeluarkan oleh katoda, kemudian di percepat dengan tegangan tinggi dan akhirnya elektron tersebut menumbuk layar.

Pada saat elektron menumbuk layar, maka pada layar akan terlihat cahaya berpendar. Bagian plat pembelok berfungsi untuk mengontrol arah berkas elektron., jika berkas elektron melalui celah antara kedua plat pembelok, maka elektron tersebut akan dibelokkan. Kemana arah elektron dibelokkan tergantung pada arah dan besar tegangan yang diberikan pada plat tersebut.

Bagian layar merupakan bagian dimana gambar dapat diamati. Pada sisi dalam layar ini dilapisi dengan phospor. Phospor akan mengeluarkan cahaya berpendar jika ada elektron dengan kecepatan tinggi yang menumbuknya, sehingga pada layar akan terdapat gambar atau cahaya berpendar. Karena simpangan berkas elektron sesuai dengan sinyal input yang diberikan, maka gambar yang terdapat pada layar juga akan sesuai dengan bentuk gelombang inputnya.Tombol tombol pada Osciloskop GOS - 6xxG

CH 1(X) input : terminal input CH 1.Jika dalam operasi X - Y,sebagai X -axis input terminal

CH 2 (Y) input :terminal input CH 1.Jika dalam operasi X-Y,sebagai Y-axis input terminal .

AC-DC-GND

: Saklar untuk menentukan mode hubungan sinyal input dan penguatan vertikal

AC :AC coupling

DC:DC coupling

GND :input penguatan vertikal dihubungkan ke ground dan terminal input tidak dihubungkan

VOLTS/DIV

:Selektor untuk menentukan sensitivitas sumbu x, dari 1mV/DIV sampai dengan 5V/DIV dalam 12 range.

VARIABLE

:Pengatur sensitifitas. saat pada posisi CAL, sensitifitas dikalibrasikan pada nilai yang dinyatakan.

POSITION

:Kendali vertikal dan horizontal berkas cahaya.

VERT MODE

:Menentukan kode operasi

CH 1:Osciloskop bekerja sebagai instrumen 1 kanal dengan CH1 saja.

CH 2 :Osciloskop bekerja sebagai instrumen 1 kanal dengan CH2 saja.

DUAL :Osciloskop bekerja sebagai instumen 2 kanal, CH1 dan CH2. CHOP/ALT otomatis berubah sesuai dengan switch TIME/DIV. Apabila Tombol CHOP ditekan, kedua berkas cahaya akan tampak bersamaan dalam mode CHOP.

ADD :Osciloskop memperlihatkan penjumlahan aljabar ( CH1 + CH 2 ) atau perbedaan ( CH 1- CH 2 ) dari kedua sinyal.

3.Peralatan dan Bahan

1 buah Osiloskop Dual Trace

1 buah Generator Fungsi

3. 1 buah DC Power Supply

4. 1 buah Probe

5. 1 buah kabel BNC

6. 1 buah multimeter

7. Kabel Jumper

4.Gambar Rangkaian

Gb. 1.1 Osciloskop Sebagai Pengukur Tegangan Searah

Gb. 1.1 Osciloskop Sebagai Pengukur Tegangan AC

5.Langkah Percobaan

5.1Operasi Dasar Osciloskop

Sebelum menghubungkan Osciloskop dengan tegangan jala jala aturlah tombol kontrol dan saklar sbb :

ItemSetting

POWER

INTEN

FOCUS

ILLUM

VERT MODE

CHOP

CH 2 INV

POSITION

VOLTS/DIV

VARIABLE

AC-DC-GND

SOURCE

COUPLING

SLOPE

TRIG ALT

LEVEL LOCK

HOLDOFF

TRIGGER MODE

Horiz DISPLAY MODE

TIME/DIV

SWP.UNCAL

POSITION

X 10 MAG

X-Y

OFF

SEARAH JARUM JAM ( PADA POSISI JAM 3)

POSISI TENGAH

FULL ANTI-CLOCKWISE

CH I

RELEASED

RELEASED

MID- POINT

0.5 VOLT/DIV

CAL( CLOCKWISE POSITION )

GND

SET TO CH I

AC

+

RELEASED

PUSH IN

MIN(ANTI-CLOCKWISE

AUTO

A

0.5 MS/DIV

RELEASED

MID-POSITION

RELEASED

RELEASED

Setelah pengesetan kontrol dan saklar seperti pada tabel di atas, hubungkan steker catu daya pada jala jala dan lanjutkan langkah sbb :

Tekan Saklar Power, maka setelah kurang lebih 20 detik sebuah Trace ( berkas cahaya ) akan muncul pada layar. Apabila tidak muncul. Check ulang setting saklar dan kontrol.

Atur intensitas berkas cahaya dengan menggunakan tombol INTEN dan FOCUS, jangan terlalu terang agar layar tidak terbakar.

Luruskan berkas cahaya dengan garis horison tengah dengan mengatur tombol CH I POSITION dan tombol TRACE ROTATION.

Hubungkan Probe pada terminal CH I INPUT dan hubungkan ujung probe pada terminal 2 Vp-p CAL ( CALIIBRATOR) .

Atur posisi saklar AC- DC- GND pada posisi AC. Amati dan catatlah gambar yang muncul pada layar

Atur kontrol FOCUS , sehingga berkas cahaya tampak jelas.

Aturlah switch kendali posisi vertikal dan horizontal sehingga gelombang yang tampak dapat dibaca dengan jelas.

5.2Operasi Dual - Channel

Ubahlah saklar VERT MODE ke pasisi DUAL, sehingga berkas cahaya ke 2 ( CH 2 ) akan tampak. Pada kondisi ini Berkas cahaya kanal 1 adalah sinyal gelombang kotak dan berkas cahaya kanal 2 adalah garis lurus, karena tidak ada sinyal pada kanal 2 ( Kanal 2 belum dihubungkan ).

Hubungkan terminal CH II input dengan terminal 2 Vp-p CALIBRATOR dengan menggunakan probe sama seperti pada terminal CH I input. Atur posisi saklar AC-DC-GND pada AC. Atur tombol Vertikal POSITION, sehingga kedua berkas muncul pada layar.

Apabila pada operasi dual-Channel mode Dual ataupun ADD. Sinyal CH 1 atau CH 2 harus dipilih untuk penyulutan sumber sinyal dengan menggunakan Saklar SOURCE. Jika sinyal CH I dan CH II mempunyai hubungan sinkron, maka kedua gelombang dapat muncul stasioner, jika tidak sinyal yang dipilih pada Saklar SOURCE yang akan terlihat stasioner. Jika Saklar TRIG ALT ditekan, kedua gelombang dapat terlihat stasioner. Jangan menggunakan saklar penyulutan CHOP dan ALT pada saat yang bersamaan. Pemilihan saklar CHOP dan ALT secara otomatis dilakukan oleh saklar TIME/DIV . 5 msec dan range lebih rendah digunakan dalam Mode CHOP dan 2 ms/DIV dan lebih tinggi digunakan dalam mode ALT.

Osciloscope Sebagai Pengukur Tegangan Searah ( DC )

Langkah Kerja

Susunlah diagram rangkaian seperti pada gambar 1.1

2.Atur Tegangan Output sumber tegangan searah sebesar 5 volt, diukur dengan Voltmeter.

3. Ukur Tegangan RL dengan menggunakan Osciloskop ( Hubungkan Input kanal 1 ( CH 1 ) dengan RL ).

4.Atur switch Osciloskop pada posisi DC.

5.Amati bentuk gelombang dan tinggi Amplitudonya.

6.Catat hasil pengamatan pada tabel 1.

7.Catat tinggi amplitudo untuk kedudukan switch Volt/div yang berbeda ( 4 kedudukan yang berbeda ).

8.Ulangi langkah 1 7 untuk RL yang berbeda.

5.4Osciloskop Sebagai Pengukur Tegangan AC

1.Susunlah diagram rangkaian seperti pada gambar 2

Pada switch function tekan tombol gelombang sinus

Atur Tegangan Output Function Generator 1 volt dengan mengatur tombol OFFSET ADJ, Tegangan output diukur dengan Voltmeter.

4.

Tekan tombol 10 pada switch range frekwensi.

5.

Atur Multiplier pada posisi 1.

6. Hubungkan Input kanal 1 ( CH 1 ) dengan RL

7.

Atur switch Osciloskop pada posisi AC.

8.

Amati bentuk gelombang dan tinggi Amplitudonya.

9. Catat hasil pengamatan pada tabel 2.

10. Ulangi pengamatan Tegangan output Function Generator seperti pada tabel 2.

6.Hasil PengukuranTabel 1. Osciloskop sebagai Pengukur Tegangan DC

noTegangan

Sumber

(volt)

RL(Beban)

(Ohm)Kedudukan

Volt/divBanyaknya

Kotak

(buah)Tegangan

RL

(Volt)

153K30,54,82,4

253K312,42,4

353K321,22,4

453K350,52,5

553K3---

651K20,52,41,2

751K211,21,2

851K220,61,2

951K250,251,25

1051K2---

Tabel 2. Osciloskop sebagai Pengukur Tegangan AC

NoFunction GeneratorRLPosisi SwitchOsciloscope

VeffFreq. RangeMultiplierFrekwensi Tegangan Output[Ohm]Volt/DivJml KotakTime/DivJml KotakVppVeffFrekwensi

f :1/T

121000,2201K210,851051,70,620

221000,6601K20,51,728,61,70,658,2

3210011001K20,51,7251,70,6100

421001,21201K20,51,724,21,70,6119

521001,81801K20,51,815,71,80,6175,5

651K0,22003K313,51572,47200

751K0,33003K313,513,472,47294

851K0,44003K313,512,572,47400

951K0,55003K313,51272,47500

1051K0,66003K313,511,672,47625

6.1. Analisa Data TabelPada tabel 1, untuk mencari Tegangan RL adalah dengan cara :

Tegangan RL (Volt) = Kedudukan Volt/div x Jumlah Kotak

= 0,5 x 4,8

= 2,4 volt

Pada tabel 2 untuk mencari Vpp adalah dengan cara :

Vpp = Votl/div x Jumlah Kotak x 2

= 1 x 0,85 x 2

= 1,7 volt

Cara mencari Veff adalah dengan menggunakan rumus :

Veff = Vpp / 2 / 2

= 1,7 / 2 /

= 0,6 volt

Cara mencari Frekuensi adalah dengan menggunakan rumus :

F = 1 / T atau F = 1 / (time/div x jumlah kotak)

F = 1/ (10 x 10-3 x 5) = 20 Hz

7.Pertanyaan dan Tugas

1. Jelaskan keuntungan Osciloskop dengan tahanan dalamnya yang tinggi?

2. Dapatkan osciloskop digunakan untuk mengukur arus?

3. Hitunglah frekwensi maximum yang dapat diukur oleh osciloskop yang anda gunakan dalam percobaan ini?

4.Berapa tegangan Vdc max dan tegangan Vpp max yang dapat diuukur CRO?

5.Bandingkan frekuensi tegangan sinyal menurut generator sinyal dengan frekuensi hasil hitungan dari layar CRO?

6. Bandingkan tegangan efektif menurut CRO dengan menurut Voltmeter?

7. Berilah analisa hasil percobaan saudara?

8. Jelaskan bilamana saudara menggunakan probe 1 dan probe 10?

8.Jawaban Pertanyaan

Tahanan dalam Osciloskop yang tinggi membuat osciloskop dapat mengukur tegangan dengan range lebih tinggi.Ketepatan dalam pengukuran tegangan lebih akurat, dan kesalahan akibat pembebanan dalam alat ukur kecil, jadi tingkat kesalahan pada perhitungan lebih sedikit terjadi.

Osciloskop bisa saja digunakan untuk mengukur arus, akan tetapi tidak secara langsung. Pada dasarnya osciloskop adalah alat untuk mengukur tegangan. Setelah diketahui tegangan dan hambatan maka dapat mencari besanya arus dengan rumus I = V/R

D1= time / div = 1 x 10-3 s

Jumlah kotak = 1,6 D2= f?

D3= T = time/div x jumlah kotak

= 1 x 10-3 s x 1,6

= 1,6 x 10-3 s s

F = 1/T

= 1 / 1,6 x 10-3 s

= 625 HZ

Jika pada osciloskop tombol volt/div maksimal adalah 5 volt/div dan layar pada osciloskop maksimal ada 6 kotak (vertical) jika pada probe dipilih redaman x1, maka vpp maksimal= 5x6x1=30 volt

Pada frekuensi hasil perhitungan dari layar CRO dengan hasil dari frekuensi menurut generator masing-masing alat, nilainya kurang lebih sama.Nilai tegangan menurut CRO dengan nilai voltmeter tidak terpaut jauh walaupun tidak sama persis, dan pada masing-masing alat memiliki nilai toleransi yang berbeda, voltmeter akan bekerja dan menunjukkan hasil yang presisi jika digunakan dengan frekuensi 50 Hz, sedangkan pada CRO dapat digunakan dengan frekuensi ribuan Hz.Dalam percobaan akan diperoleh nilai V efektif sama, jika nilai resistansinya sama, nilai frekuensi yang terukur pada osciloskope mendekati atau sama dengan nilai frekuensi tegangan output yang dihasilkan function generator,apabila nilai yang terukur tidak sama atau mendekati, itu dikarenakan adanya fakror human error pada saat merangkai atau membaca hasil, osciloskop sebagai pengatur tegangan DC tidak dapat mengetahui besarnya frekuensi karena pada sumber DC tidak terdapat frekuensi, Sedangkan osciloskop sebagai pengukur tegangan AC berfrekuensi.Penggunaan tegangan sumber dan besar tahanan yang sama akan menghasilkan besar tegangan RL yang sama, tidak tergantung pada kedudukan Volt/Div nya.Probe digunakan sebagai skala antara tegangan sebenarnya dengan tegangan pada layar osciloskop. Probe 1 digunakan apabila trace yang menggambarkan tegangan beban kecil sehingga gelombang kecil. Namun jika trace menggambarkan tegangan beban besar dan gelombang besar (tidak terbaca) maka kita menggunakan probe 10KesimpulanKalibrasi alat bertujuan agar hasil percobaan mendapatkan hasil yang valid.Osciloskop ini dapat digunakan untuk mengukur tegangan AC dan DC, Frekuensi, Beda fasa dan dapat digunakan untuk mengukur arus (secara tidak langsung)

Osciloskop dapat menunjukkan sinyal dengan bentuk sinusoida, persegi atau dalam bentuk pola Lissajous.

Pada percobaan pengukuran tegangan DC nilai tegangan RL selalu tetap, meskipun kedudukan volt/div diubah.Vpp didapat dari perkalian volt/div dengan jumlah kotak vertikal dari top peak sampai bottom peak.Veff didapat dari pembagian hasil Vp dengan 2Pada percobaan pengukuran tegangan AC nilai Vpp dan Veff tetap, meskipun frekuensi tegangan output diubah.

Hasil dari pengukuran Frekuensi pada osciloskop ini mendekati hasil pengukuran Frekuensi tegangan output yang ditunjukkan oleh generator