LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKAUNIT 2: PENGENALAN ALAT UKUR ELEKTRONIS

Nama: NIM: Kel. Hari/ Jam:

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DASARJurusan Teknik Elektro & Teknologi InformasiFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS GADJAH MADA2013I. PENDAHULUANPada praktikum kali ini kami dikenalkan pada berbagai macam alat ukur elektronis; seperti AFG, Multimeter, Osiloskop, VPG (Variabel Phase Generator) dan Frequency Counter. Berikut akan dijelaskan kegunaan dari alat-alat tersebut:1. Arbitrary Function Generator (AFG)AFG atau dikenal juga dengan sebutan Pembangkit Fungsi Sebarang adalah pembangkit gelombang sebarang yang berfungsi membuat gelombang dengan mengubah nilai Vpp, Amplitudo, frekuensi dan bentuk gelombang yang akan dibentuk (sinusoidal, kotak atau segitiga).

Cara kerja DDS dalam AFG dapat diketahui dengan memperhatikan perputaran fase dalam satu lingkar gelombang. Fase ini sering digambarkan sebagai garis fasor yang mengelilingi satu lingkaran. Pergerakan fase akan mempengaruhi gelombang dan semakin cepat gerakannya, frekuensi juga semakin tinggi.

2. MultimeterMultimeter adalah alat ukur yang berfungsi mengukur tegangan, arus listrik dan resistansinya. Multimeter ada dua jenis, yaitu analog dan digital. Perbedaan dari kedua multimeter ini adalah penunjuk angkanya; multimeter analog memiliki jarum ukur yang menunjukkan besar pengukuran; sedangkan multimeter digital menunjukkan besar pengukuran dengan panel digital. Multimeter analog cocok digunakan untuk mengukur tegangan yang tidak stabil, sedangkan multimeter digital cocok digunakan untuk kegiatan pengukuran yang memerlukan akurasi tinggi, serta opsi pengukuran yang lebih banyak.

Gambar: Multimeter digital (kiri) dan analog (kanan)

3. OsiloskopOsiloskop adalah alat ukur frekuensi yang dapat memetakan bentuk sinyal listrik, dan biasanya digunakan untuk mengamati nilai frekuensi serta bentuk gelombang yang dihasilkan. Untuk menggunakan osiloskop, pertama-tama kita harus mengatur kalibrasi; yaitu mengatur fokus, intensitas, kemiringan, serta posisi x dan y. Kalibrasi ini bisa dilakukan dengan panel control pada osiloskop. Selain itu, kita juga harus memastikan alat yang diukur dan grounding osiloskop untuk keamanan, serta kondisi probe osiloskop.

4. Variable Phase Generator (VPG)Variable Phase Generator (VPG) berfungsi membangkitkan dua gelombang sinus dengan frekuensi, amplitudo dan fase yang dapat diubah-ubah sesuai dengan keperluan. Keluaran gelombang yang dihasilkan VPG kemudian ditampilkan dengan osiloskop.

5. Frequency CounterFrequency counter adalah alat ukur elektronik yang digunakan untuk mengukur frekuensi, yaitu banyaknya gelombang dalam satu detik. Prinsip kerja dari frequency counter ini menggunakan interrupt timer/counter untuk mencuplik frekuensi dari sinyal yang masuk selama satu detik. Frekuensi yang dicuplik kemudian dihitung oleh microcontroller dengan menggunakan fungsi counter dan hasilnya ditampilkan pada LCD. Besar gelombang keluaran dan bentuknya dapat diatur dengan mode ampitudo dan switch.

II. ALAT DAN BAHAN PRAKTIKUMA. Alat :a) Multimeter analog Menghitung nilai hambatan dan kapasitan bahan yang diujib) AFG (Arbitrary Function Generator)c) VPG (Variable Phase Generator)d) Osiloskope) Frequency Counter

B. Bahan :a) Papan PS445 Power supplyb) Papan PS470 Tempat menyusun rangkaianc) Resistor 100 , 220 , 470d) Trafo step downe) Jumperf) Kabel & Capit buayag)

III. ANALISA GAMBAR RANGKAIAN1) Pengujian Arus AC dan DC (Multimeter)Pada pengujian ini, praktikan diminta untuk membuat rangkaian seri dengan multimeter, resistor dengan berbagai macam ukuran dan Power Supply 15 Volt AC dan DC.Hasil pengujiannya sebagai berikut:

MULTIMETERResistor15 Volt ACMULTIMETERResistor15 Volt DC

Arus ACArus DC

Hambatan bebanArus bebanHambatan bebanArus beban

100 150,2 mA100 148 mA

220 69,9 mA220 68,1 mA

470 33,5 mA470 32,4 mA

Untuk R=100

Untuk R=470

Untuk R=220

Dari hasil percobaan, terlihat bahwa arus beban semakin turun seiring dengan kenaikan hambatan beban. Ini sesuai dengan hukum Ohm, yakni hambatan berbanding terbalik dengan arus () sehingga semakin besar hambatan bebannya, semakin kecil pula arus bebannya. Selain itu, bisa dilihat pula bahwa nilai arus terukur menurut hasil pengujian kurang lebih sama dengan teori. Dari tabel pengujian bisa dilihat pula bahwa arus beban di tegangan AC sedikit lebih besar daripada yang mengalir di tegangan DC, sesuai dengan sifat arus AC yang mampu menghantarkan energi listrik yang besar. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa hasil pengujian benar.

2) Pengujian Penyearah Setengah GelombangPada pengujian ini, praktikan diminta untuk membuat rangkaian dengan osiloskop, diode BYW54, resistor 10k, kapasitor 100 F seperti pada gambar :

OSILOSKOP10, 15, 20DiodaR10 KC100 F

Dari pengujian ini, didapatkan hasil sebagai berikut:

NoV inputV outputGambar Gelombang

Sebelum C dipasangSesudah C dipasangSebelum C dipasangSesudah C dipasang

10-101.082.03

20-152.1682.89

30-203.83.9

Dari tabel hasil pengujian, didapatkan hasil V output masih berada disekitar V input, jadi hasil pengujian ini bisa dikatakan valid. Besar V output bertambah besar seiring pertambahan V input, besar Voutput setelah C dipasang lebih besar dari V output sebelum C dipasang. Ini dikarenakan C atau kapasitor menyimpan muatan arus dalam medan listrik, sehingga tegangan keluarannya lebih besar daripada sebelum C dipasang.Di kolom sebelah kanan (gambar gelombang), terlihat bahwa gelombang setelah C dipasang lebih stabil. Sebenarnya ada kesalahan teknis pada gambar gelombang sesudah C dipasang, sehingga gambar yang benar adalah seperti ini :Ini dikarenakan kapasitor juga berfungsi men-stabilkan tegangan, sehingga keluarannya lebih stabil daripada sebelum kapasitor dipasang.IV. HASIL PENGUJIAN1. Pengujian dengan Multimeter :a) Pengujian tegangan AC dan DC pada trafo stepdownTegangan Primer0 Volt dengan 110 Volt109 VoltTegangan SekunderCT dengan 15 Volt15,2 Volt

0 Volt dengan 220 Volt220 VoltCT dengan 20 Volt20,5 Volt

110 Volt dengan 220 Volt110 VoltCT dengan 25 Volt25,1 Volt

20 Volt dengan 20 Volt40,5 Volt

25 Volt dengan 25 Volt50,7 Volt

b) Pengujian tegangan AC dan DC pada panel PS445Tegangan ACTegangan DC

TertulisTer-ukurTegangan VariabelTegangan Dua KutubTegangan Satu Kutub

0 dengan 50,47 VStrip ke 10,08 V0 dengan 1515,06 V0 dengan 55,07 V

0 dengan 100,5 VStrip ke 22,65 V0 dengan -1515,10 V

0 dengan 150,49 VStrip ke 34,53 V-15 dengan +1530,0 V

0 dengan 2023,9 VStrip ke 46,56 V

0 dengan 250,45 VStrip ke 58,54 V

c) Pengujian arus AC dan arus DCArus ACArus DC

Hambatan bebanArus bebanHambatan bebanArus beban

100 150,2 mA100 148 mA

220 69,9 mA220 68,1 mA

470 33,5 mA470 32,4 mA

2. Pengujian dengan Osiloskopa) Peneraan pada OsiloskopPada Vpp = 1 Volt; Skala=0.6 skala x 1 div

0.6

Pada Vpp = 0.5 Volt; Skala=1.2 skala x 1 div1.2

b) Pengujian tegangan AC dan DC pada panel PS445Tegangan SekunderCT dengan 15 Volt42.8 Vpp

CT dengan 20 Volt56.8 Vpp

CT dengan 25 Volt71. Vpp

20 Volt dengan 20 Volt114 Vpp

25 Volt dengan 25 Volt143 Vpp

Gambar gelombang AC :

Tegangan yang diuji (DC)Strip ke-35

Strip ke-57

Strip ke-79

Gambar gelombang DC :

Pengujian Gelombang Isyarat dengan Osiloskop Gelombang Sinusoidal (Frekuensi 1000 Hz)

Gelombang Kotak (Frekuensi 1000 Hz)

Gelombang Segitiga (Frekuensi 1000 Hz)

3. Pengujian Frequency Counter

Frekuensi AFG700 Hz1500 Hz3000 Hz5000 Hz7000 Hz

Frequency Counter715 Hz1580 Hz3290 Hz5130 Hz7040 Hz

4. Pengujian Beda Fase Gelombang Isyarat

a) Posisi geser 30o

a) Posisi geser 90o

b) Posisi geser 160o

5. Pengujian Penyearah Setengah GelombangNoV inputV outputGambar Gelombang

Sebelum C dipasangSesudah C dipasangSebelum C dipasangSesudah C dipasang

10-101.082.03

20-152.1682.89

30-203.83.9

V. ANALISA HASIL PENGUJIAN1) Pengujian dengan Multimeter :a) Pengujian tegangan AC dan DC pada Trafo StepdownPada pengujian ini, praktikan diminta untuk menguji besar tegangan primer dan sekunder trafo dengan tegangan input yang bervariasi. Pada tegangan primer, didapatkan hasil tegangan keluaran yang terletak di sekitar selisih tegangan masukannya, sehingga dapat disimpulkan hasil pengujian valid.Di tegangan sekunder, praktikan memperoleh tegangan keluaran yang terletak di sekitar hasil jumlah kedua tegangan masukan, sehingga disimpulkan juga bahwa hasil pengujian ini valid.

b) Pengujian tegangan AC dan DC pada panel PS445Dari tabel hasil pengujian, didapatkan hasil nilai terukur tegangan AC berbeda dengan nilai tertulisnya; untuk tegangan 0-5, 0-10, 0-15 dan 0-25. Ini disebabkan oleh kerusakan papan PS445 pada bagian AC, sehingga kesalahan ini tidak bisa dihindari. Pada tegangan DC; untuk tegangan variable terjadi peningkatan tegangan seiring dengan bertambahnya jumlah strip secara berkala, sehingga dapat disimpulkan bahwa hasil pengukuran valid. Di bagian pengujian tegangan dua kutub, dapat dilihat bahwa tegangan keluaran adalah selisih dari kedua tegangan yang diuji. Karena hasil pengujian terletak di sekitar selisih kedua tegangan masukan, maka pengujian ini juga valid. Terakhir pada bagian pengujian tegangan satu kutub, dapat dilihat bahwa hasil pengujian terletak di sekitar tegangan masukan (5 V). Karenanya, disimpulkan bahwa hasil praktikum valid dan Power Supply bekerja dengan baik di bagian tegangan DC.

c) Pengujian arus AC dan arus DCAnalisa dimasukkan dalam analisa gambar rangkaian.

2) Pengujian dengan Osiloskopa) Peneraan pada OsiloskopHasil pengujian ini adalah muncul gelombang kotak dengan skala yang bervariasi pada osiloskop, yaitu gelombang kotak dengan skala 0,6 x 1 div untuk kedudukan 1 V dan skala 1,2x1div untuk kedudukan 0,5 V. Perbedaan skala ini sesuai dengan , yakni semakin besar tegangan di probe CRO, maka semakin kecil skala gelombangnya. Dengan demikian, disimpulkan bahwa hasil praktikum ini valid.

c) Pengujian tegangan AC dan DC pada panel PS445Pada gambar gelombang AC, didapatkan gelombang sinusoidal yang memiliki saat positif dan negatif (atas dan bawah sumbu axis) di titik +7,2 V dan -7,2 V. Ini sesuai dengan sifat gelombang AC yang mengalirkan arus bolak balik. Sementara itu untuk hasil pengukurannya, tegangan AC memiliki tegangan efektif sebesar V2 dan pengukuran diukur dari nilai puncak maksimum ke nilai puncak minimum dari gelombang tersebut sehingga nilainya menjadi 22 V dengan perhitungan sebagai berikut :Untuk V= 15 V

Untuk V= 20 V+ 20 V = 40 V

Untuk V= 20 V

Untuk V= 25 V + 25 V = 50 V

Untuk V= 25 V

Dapat dilihat bahwa hasil pengujian berada di sekitar hasil perhitungan secara teori, sehingga disimpulkan bahwa hasil pengujian valid.

Pada gambar gelombang DC, terlihat bahwa tegangan keluaran konstan (rata) di titik 5 V, karena gelombang DC mengalirkan arus searah yang nilainya tetap sesuai dengan sumber tegangannya. Sementara itu dari hasil pengujian, dapat dilihat semakin besar nilai stripnya, semakin besar pula tegangan keluarannya. Dengan demikian, disimpulkan juga bahwa hasil pengujian valid.

3) Pengujian Gelombang Isyarat dengan OsiloskopPada bagian pengujian gelombang isyarat, terlihat bahwa walaupun bentuk gelombangnya berbeda-beda,ketiga gelombang ini memiliki fase positif dan negatif (atas dan bawah sumbu axis). Untuk nilai AFG semuanya sama, yaitu sebesar 3,1 Vpp.

4) Pengujian Frequency CounterPada pengujian ini, terlihat bahwa nilai frekuensi terukur berada disekitar frekuensi AFG, sehingga disimpulkan pengukuran valid dan alat bekerja dengan baik. Sebenarnya frekuensi AFG yang dimasukkan tidak bisa tepat sama dengan yang diminta, karena akurasi AFG yang cukup kecil. 5) Pengujian Beda Fase Gelombang IsyaratDari pengujian ini bisa dilihat bahwa pada posisi geser 30o, terjadi pergeseran gelombang sinusoidal yang signifikan, sehingga nampaknya ada dua gelombang identik yang berdampingan. Pergeseran ini semakin jauh di posisi geser 90o, karena sudut pergeserannya semakin besar, sehingga jaraknya semakin besar pula. Sementara itu kedua gelombang sudah berkebalikan pada posisi 160o, karena posisi ini sudah mendekati posisi 180o dan di posisi 180 o secara teoritis gelombang sudah berkebalikan dengan sempurna. 6) Pengujian Penyearah Setengah GelombangDimasukkan dalam analisa gambar rangkaian.

VI. KESIMPULAN

Dari praktikum kali ini, dapat disimpulkan bahwa :1. Multimeter dapat digunakan untuk mengukur tegangan, arus dan hambatan listrik. Ada dua jenis multimeter, yaitu multimeter digital dan analog.2. Untuk menampilkan bentuk gelombang dan mengamati nilai frekuensi dapat digunakan osiloskop. Osiloskop berfungsi untuk memetakan sinyal listrik serta menampilkan bentuk gelombang tegangan listrik tersebut.3. VPG digunakan untuk mengubah-ubah fase gelombang dan hasilnya dapat ditampilkan di osiloskop. Untuk mengubah tampilan dapat digunakan pengaturan amplitudo dan frekuensinya.4. Hubungan antara arus, hambatan dan tegangan listrik dapat dinyatakan dengan hukum Ohm, yakni 5. Besar tegangan efektif pada arus AC adalah , dan dapat disesuaikan dengan tipe gelombang.

VII. JAWABAN PERTANYAAN

1. Sebutkan beberapa komponen elektronika yang bersifat pasif dan aktif!2. Sebutkan beberapa alat ukur elektronis dan kegunaan alat tersebut.3. Buatlah seri dan paralel dengan menggunakan 4 buah resistor dengan tegangan masukan 12 V, dan hitunglah tegangan dan arus yang lewat pada resistor tersebut!Jawab :1. Komponen elektronika pasif : Kapasitor, Induktor (Kumparan)Komponen elektronika aktif : Transistor, Dioda, SCR (Silicon Control Rectifier, LED (Light Emitting Diode), Resistor

2. Alat-alat ukur elektronika ada bermacam-macam, antara lain : Amperemeter : Mengukur besarnya arus pada komponen/rangkaian Voltmeter : Mengukur besarnya tegangan pada komponen/rangkaian Ohm meter : Mengukur besarnya hambatan/resistansi pada komponen/rangkaian Multimeter : Mengukur arus, hambatan dan tegangan listrik. Sering juga disebut dengan AVO meter. Osiloskop : Memetakan bentuk sinyal frekuensi dan membantu mengamati nilai frekuensi. Generator fungsi (AFG, VPG): Menciptakan gelombang listrik.

3. Rangkaian seri :

Rangkaian Paralel :

VIII. DAFTAR PUSTAKAhttp://www.radio-electronics.com/info/t_and_m/generators/afg-arbitrary-function-generator-dds-waveform.phphttp://en.wikipedia.org/wiki/Multimeterhttp://www.sisilain.net/2010/10/pengertian-dan-fungsi-multimeter.htmlhttp://profil.widodoonline.com/Elektronika/Bengkel/osciloscope.htmlhttp://en.wikipedia.org/wiki/Frequency_counterhttp://elektro-kontrol.blogspot.com/2011/06/penghitung-frekuensi-frequency-counter.html