Contoh Laporan Praktikum Alat-Alat Ukur / Elektronika: PRAKTIKUM ALAT-ALAT UKUR PERCOBAAN DENGAN MENGGUNAKAN OSILOSKOP DIGITAL

I.              Judul              : PENGUKURAN MENGGUNAKAN OSILOSKOP

DIGITAL

II.              Hari, Tanggal:

III.            Tujuan           : Tujuan pada praktikum ini adalah sebagai berikut

1.      Dapat menentukan fungsi-fungsi dari menu dan submenu osiloskop digital

2.      Dapat mengkalisbrasi osiloskop digital.

3.      Dapat mengukur tegangan DC dengan osiloskop digital.

4.      Dapat mengukur frekuensi AC dengan osiloskop digital.

5.      Dapat menggambarkan Kurva Lissajous dengan osiloskop digital.

IV.            Dasar Teori

ilustrasi (google)

Harmonik menyebabkan terajdinya penyimpangan gelombang tegangan dan arus yang mempunyai pengaruh kurang baik terhadap peralatan listik. Harmonik adalah salah satu dari beberapa permasalahan yang mempengaruhi kualitas daya listrik. Terjadinya penyimpangan gelombang tegangan dan arus akan mempengaruhi kerja sistem, dimana peralatan listrik akan mengalami gangguan diluar kondisi normal. Harmonik dalam sistem tenaga listrik sebenarnya ditunjukkan untuk kandungan distorsi pada gelombang tegangan dan arus fundamental yang mana beban non linear dianggap sebagai sumber harmonik (Sunanda, 2009: 7).

Pengukuran sinyal output akan dilakukan pada rangkaian prototipe hydrophone yang telah dirancang dan di implementasikan, berupa amplitudo tegangan dan frekuensi sinyal yang bersumber dari audio generator yang dipancarkan oleh transmutter. Tujuan pengukuran yang diinginkan dari rangkaian prototipe hydrophone adalah mampu menangkap atau menerima suara (Gelombang akustik) pada frekuensi 100 Hz – 60 Hz (Rustamaji, 2018: 53).

Osiloskop sinar katoda (cathode ray osciloscope, (RO) dapat digunakan untu mengamati bentuk gelombang dan mengetahui besarnya tegangan dan frekuensi dari gelombang tersebut. Layar osciloscope dilengkapi dengan skala baik untuk sumbu horizontal maupun vertikal. Besarnya gelombang yang ditampilkan bergantung pada besarnya tegangan yang masuk dan skala yang digunakan pada osciloscope (Yohandri dan Asrizal, 2016: 27).

Koordinat-koordinat dari titik yang bercahaya pada layar itu berturut-turut akan sebanding dengan tegangan yang membelokkan kearah horizontal dan tegangan yang membelokkan kearah vertikal. Inilah prinsip osciloscope sinar katode. Jika tegangan pembelokkan horizontal menyapu bekas sinar itu dari kiri kekanan dengan kecepatan homogen, maka berkas sinar itu menggambarkan ketegangan vertikal sebagai fungsi waktu. Osciloscope adalah instrumen laboratorium yang sangat berguna dalam banyak bidang ilmu pengetahuan murni dan ilmu pengetahuan terapan (Young, 2001: 173).

Osciloscope adalah alat untuk memperkuat, mengukur, dan secara visual meneliti sinyal listrik (“sinyal” biasanya merupakan tegangan yang berubah terhadap waktu), terutama sinyal yang berubah dengan cepat. Sinyal ditampilkan pada layar CRT. Pada operasi normal, berkas sinar elektron disapukan secara horizontal dengan kecepatan tetap terhadap waktu oleh plat penyimpang horizontal. Sinyal yang akan ditampilkan diberikan, setelah dikuatkan, pada plat penyimpangan vertikal (Isa, 2007: 52).

Models of the 3D – printed diaphragm were created using COM – SOL Multiphysics S.3a. Simulations primary used the solid – acoustic interaction interface, where the diaphragms and 3D – printed block were simulated from CAD designs. Resonance Frequency and damping were simulated using the thermo-viscous acoustics physics and cigenfrequency analysis in two phases: the first using a plain PEGDA model where the mechanical properties of the material are estimated as a density of 1183 kg/m³ (Tiller, 2018: 3).

V.            Alat dan Komponen

1.      Osiloskop digital Siglent Type SDS1000CML/CNL/DL

2.      Power Supply 1 buah

3.      Generator AFG 2 buah

4.      Kabel penghubung 1 buah

VI.            Prosedur Kerja

a.       Fungsi tombol-tombol osiloskop digital

No.	Jenis Tombol	Nama Tombol Pengatur	Fungsi
1.	Tombol umum	Power	Untuk menghidupkan dan mematikan osiloskop
		Menu on/off	Untuk menampilkan menu pengaturan gelombang
		Function menu	Cursors: untuk masuk ke menu fungsi pengukuran kursor Acquire: untuk menampilkan mode dan warna layar Save recall: untuk menyimpan gelombang yang tampil Measure: mengatur voltage, time, dan delay Display: mengatur penerangan format gambar, format layar, menu display dan keterangan layar
		Default setup	Untuk mengatur kembali kepengaturan awal
		Help	Untuk menampilkan informasi bantuan
		Single	Untuk mode satu CH
		AUTO	Untuk mengaktifkan fungsi pengaturan waveform auto
		Trigger control area	Untuk mengatur agar data dan frekuensi tepat terbaca
		Exit trig terminal	Untuk keluar dari trigger
		CH input	Untuk memasang probe CH1 dan CH2
		Print	Untuk member perintah print
		USB host interface	Untuk memasang USB pada computer atau print
2.	Horizontal block	Push zoom	Mengatur time/Div
		Horiz time	Untuk membuka menu control horizontal
		Push zero	Untuk memodifikasi posisi pemicu, titik pemicu akan bergerak
3.	Tombol vertical block	Push variable	Untuk mengatur volt/Div
		Math	Untuk mengaktifkan fungsi matematika yang mencakup operasi
		Ref	Mengaktifkan fungsi gelombang yang telah disimpan
		CH1	Untuk tampilan bentuk gelombang channel 1
		CH2	Untuk tampilan bentuk gelombang channel 2

b. Kalibrasi alat

1.   Hidupkan osiloskop dengan menekan tombol power .

2.   Tekan tombol “DEFAUL SETUP” untuk mengembalikan ke pengaturan

    standar.

3.   Hubungkan osiloskop dengan probe pada CH 1.

4.   Hubungkan probe positif ke ground.

5.   Amati gelombangnya Aturlah VOLT/DIV menjadi 2 v, agar jarak antar

    2 titik 1 cm.

6.   Aturlah TIME/DIV menjadi 0.5 t.

7.   Tekan “AUTO”

8.   Tempatkan posisi garis osiloskop berada tepat di sumbu X.

9.   Jika ingin menggunakan 2 chanel , ulangi dengan langkah yang sama.

c.  Mengukur tegangan DC

1.      Tekan tombol “MENU ” pada tombol  vertikal osiloskop.

2.      Tekan menu AC-GND-DC dan pilih DC.

3.      Hubungkan probe positif dan negative ke power Supply yang telah dihubungkan kesumber arus dengan tegangan 1.5 v.

4.      Amati jumlah tegangannya.

5.      Catatlah dalam data pengamatan.

6.      Hubungkan probe positif dan negatif ke power supplay 3 voltAmati jumlah tegangannya.

7.      Catatlah data ditabel pengamatan dan bandingkan dengan teori.

d.     Mengukur frekuensi AC

1.      Tekan tombol “MENU” pada vertikal osiloskop.

2.      Tekan menu AC-GND-DC dan pilih AC.

3.      Atur VOLT/DIV menjadi 2 v.

4.      Hidupkan AFG-Generator dan pasangkan probe pada AFG.

5.      Aturlah frekuensi osiloskop menjadi 100 Hz.

6.      Aturlah gelombang menjadi gelombang sinusoidal.

7.      Hubungkan probe positif dan negatif AFG dan osiloskop.

8.      Amati gelombang yang terjadi.

9.      Tekan tombol “TRIGGER LEVEL” untuk menampilkan data.

10.  Amati dan catat dalam data pengamatan.

e.      Menggambarkan kurva Lissajous dengan 2 channel

1.      Atur kembali sumber tegangan tetap AC.

2.      Pasangkan probe kedua ke CH 2.

3.      Atur VOLT/DIV pada CH 1 dan  CH 2 menjadi 2 v.

4.      Aturlah posisi garis gelombang dengan menggunakan “POSITION” agar kedudukan gelombang pertama dan kedua sejajar(jika ingin mnegatur CH

1 tekan CH 1, jika ingin mengatur CH 2 tekan CH 2”.

5.      Hidupkan AFG-Generator kedua dan pasangkan probe pada AFG kedua.

6.      Aturlah frekuensi AFG pertama menjadi 100 Hz.

7.      Aturlah gelombang menjadi gelombang sinusoidal.

8.      Hubungkan probe positif dan negatif AFG pertama pada osiloskop.

9.      Hubungkan probe positif dan negatif AFG kedua pada osiloskop.

10.  Amati gelombang yang terjadi.

11.  Untuk mengatur frekueni gelombang pada AFG kedua, maka tekan tombol Frekuensi pada AFG kedua.

12.  Tulislah frekuansi gelombang AFG kedua sesuai yang diinginkan.

13.  Tekan tombol Hz pada AFG kedua.

14.  Aturlah posisi gelombang pertama dan kedua dengan tombol “POSITION”

15.  Tekan tombol “TRIGGER LEVEL” untuk menampilkan data.

16.  Catatlah data pengamatan anda.

17.  Tekan tombol measure untuk menampilakn data di page kedua dan kemudian tekan pilihan ADD.

18.  Untuk mendapatkan grafik Lissajous, tekan tombol “DISPLAY”

19.  Untuk mengembalikan dalam bentuk sinusoidal, tekan tombol vertikal kedua setelah menu.

20.  Amati dan catat dalam data pengamatan.

VII.            Analisis Data

a.       Vpp                =

b.      Vp                   =   

c.       Veff                = 

d.      Periode (T)      =   

VIII.            Hasil

6.1 Teori

1.             Kolom data pengamatan tegangan DC

Panjang gambar di layar menurut sumbu y	Angka volt DIV di osiloskop	Tegangan baterai
3,4 Div	20 Volt/ div	68 Volt
3,4 Div	20 Volt/Div	68 Volt
3,6 Div	20 Volt/Div	70 Volt

2.             Kolom data pengukuran frekuensi AC

Output Tegangan	Perpindahan sumbu y	Angka votl/div	Time/div	freq	Vpp	vp	Veff	Periode
8,4 Volt	4,2 div	2,00 Volt	5 ms	100Hz	8,4 Volt	4,2 Volt	3,11Volt	0.0099 s
330 volt	6,6 div	2,00 Volt	5 ms	300 hz	330 volt	1,5 volt	116,67 volt	0,503 s

3.             Kolom data pengukuran grafik lissajous

Skala freq	Chanel	Output tegangan	Perpindahan gambar sb y	Angka volt/div	Time/div	freq	vp
1:3	CH-1	52 div	3,6	20,0	5 ms	100 Hz	26v
	CH-2	170 div	3,4	50,0	5 ms	300 Hz	85v

6.2  Praktek

1.      Kolom data pengamatan tegangan DC

Panjang gambar di layar menurut sumbu y	Angka volt DIV di osiloskop	Tegangan baterai
3,4 div	20 Volt/ div	68 Volt
3,4 div	20 Volt/Div	68 Volt
3,6 div	20 Volt/Div	68,80 Volt

2.      Kolom data pengukuran frekuensi AC

Output Tegangan	Perpindahan sumbu y	Angka votl/div	Time/div	freq	Vpp	vp	Veff	Periode
4,40 Volt	4,2 div	2,00	5 ms	100,20 Hz	4,40 Volt	2,2 Volt	1,56Volt	0.0099 s
174 volt	6,6 div	50,00	5 ms	300,46 hz	174 volt	8,7 volt	61,52 volt	0,003 s

3.      Kolom data pengukuran grafik lissajous

Skala freq	Chanel	Output tegangan	Perpindahan gambar sb y	Angka volt/div	Time/div	freq	vp
1:3	CH-1	56 div	2,6	20,0	5 ms	100 Hz	28
	CH-2	72 div	3,4	50,0	5 ms	300,89 Hz	86

IX.            Pembahsan

Osiloskop merupakan alat ukur elektronika yang berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal baru sinyal analog maupun digital sehingga sinyal-sinyal tersebut dapat dilihat, diukur, dihitung, dan dianalisa sesuai dengan bentuk keluaran sinyal yang diharapkan. Dalam praktikum pengukuran menggunakan osiloskop digital ini, ada tujuan yang ingin dicapai yaitu dapat menentukan fungsi dari menu dan submenu osiloskop digital, dapat mengkalibrasi osiloskop digital, dapat mengukur tegangan DC dan mengukur frekuensi AC, serta dapat menggambarkan kurva Lissaious dengan osiloskop digital.

Perbedaan osiloskop analog dengan osiloskop digital adalah, pada osiloskop analog hanya berupa sinyal yang di hasilkan oleh tabung CRT (Cathoda Ray Tube) sehingga tampil dilayar Osciloscope, bentuk-bentuk gelembung sinar yang ditembakkan itu tergantung dari objek yang sedang diukur, jadi hanya berupa garis-garis gelombang yang bisa berbentu sinus, gelombang gigi gergaji, dll. Sedangkan osciloscope digital umumnya tidak lagi menggunakan tabung CRT, melainkan diukur oleh microprocessor didalamnya lalu hasil outputnya ditampilkan kelayar LCD, dipermis tampilannya. Setelah data-data pengukuran didapat dari tester probe diolah oleh microprocessor dalam osciloscope tersebut, baru ditampilkan dilayar LED, sehingga tampilannya sangat menarik sekali untuk dilihat.

Percobaan pertama yang kami lakukan adalah mengukur tegangan DC. Tegangan DC adalah tegangan dengan aliran arus searah. Pada percobaan ini, terdapat hasil pengukuran melalui dua metode yaitu secara praktek dan secara teori. Hasil pengukuran secara praktek pada powe supply 5 volt dan 6 volt diperoleh besarnya tegangan baterai adalah 68 volt, hasil yang diperoleh juga sama untuk pengukur tegangan baterai pada power supply 5 volt dan 6 volt dimana secara teori untuk menghitung tegangan baterai adalah dengan mengalikan panjang gambar dilayar menurut sumbu Y dengan angka volt/Div. Diperoleh nilai yang sama pada tegangan baterai 5 volt dan 6 volt dapat terjadi karena adanya kesalahan pada penggunaan alat dalam melihat panjang gambar dilayar menurut sumbu Y sehingga hasil yang diperoleh adalah berbeda. Sedangkan pada power supply 12 volt diperoleh besarnya tegangan baterai secara teori adalah 70 volt sedangkan secara praktek adalah 68,80 volt. Terjadinya perbedaan nilai tegangan baterai secara teori dan secara praktek dapat disebabkan oleh beberapa hal, diantaranya kurang tepatnya dalam penempelan kabel penghubung antara positif dan negatif atau probe positif dan negatif tidak terlalu menempel (tidak pas dalam penempelannya), dan kurang telitinya dalam membaca skala karena osiloskop dan power supply tidak memiliki keakuratan skala yang sangat tinggi, serta dapat pula disebabkan karena adanya kerusakan pada alat tersebut.

Percobaan kedua yaitu mengukur frekuensi AC. Frekuensi AC adalah faktor yang mempengaruhi hasil dari sebuah tegangan dalam sistem listrik arus bolak-balik. Pengukuran frekuensi AC ini juga dilakukan secara teori dan secara praktek. Penggunaan dua metode ini digunakan untuk membandingkan hasil yang diperoleh dan juga untuk lebih mengakuratkan data percobaan. Frekuensi gelombang pada osiloskop dipengaruhi oleh besarnya time/Div yang digunakan karena semakin tinggi time/Div yang digunakan maka semakin besar suara gelombang yang dihasilkan, sehingga hal tersebut dapat menyebabkan periode dan frekuensi pun meningkat. Perubahan suara gelombang akan sesuai dengan sumber dan volt/Div yang digunakan. Pada percobaan ini diperoleh besarnya frekuensi secara teori dan praktek adalah sama, namun Vpp yang diperoleh berbeda hal ini disebabkan oleh beberapa hal atau kesalahan seperti yang telah dibahas sebelumnya. Pada frekuensi 300,46 Hz diperoleh bentuk gelombang yang dihasilkan lebih rapat, sedangkan pada frekuensi 100,20 Hz bentuk gelombang yang dihasilkan lebih renggang dari pada frekuensi 300,46 Hz. Dimana antara frekuensi dan bentuk gelombang adalah berbanding lurus, yaitu semakin besar frekuensinya maka output gelombang yang dihasilkan semakin rapat, dan semakin kecil frekuensinya maka output gelombang yang dihasilkan juga semakin renggang.

Pengukuran terakhir yaitu mengukur grafik Lissaieus. Grafik lissaieus adalah sebuah penampakkan pada layar osiloskop yang mencitrakan atau memperlihatkan perbandingan antara beda fase, frekuensi, dan amplitudo dari dua gelombang inputan pada probe osiloskop. Frekuensi adalah banyaknya gelombang yang terjadi tiap detiknya dalam satuan Hz. Amplitudo adalah nilai maksimum atau puncak positif pada gelombang sinusoidal. Lalu beda fase adalah perbedaan besar sudut antara dua buah gelombang sinusoidal yang dimasukkan kedalam osiloskop secara bersama-sama. Pengukuran ini juga dilakukan secara teori dan secara praktek. Pada percobaan ini digunakan secara frekuensi 1:3 terhadap CH 1 dan CH 2. Pada percobaan ini juga diperoleh nialai Vpp yang berbeda antara teori dan praktek dan disebabkan oleh beberapa hal seperti yang telah dibahas sebelumnya, yaitu karena alat yang terlalu rumit dan kurang akurat sehingga mempengaruhi hasil pengukuran kelompok kami.

Grafik lissaieus yang dihasilkan memiliki sudut 30%. Grafik lissaieus dihasilkan bila gelombang-gelombang simus dimasukkan secara bersamaan ke pelat-pelat defleksi horizontal dan vertikal CRO. Kesimpulan dari kurva lissaieus yaitu adanya perbandingan rasio frekuensi antara dua gelombang pembentukkannya. Dua gelombang sinus ini menghasilkan kurva lissaieus yang bisa berbentuk garis lurus, elips atupun lingkaran, tergantung pada fase dan amplitudo kedua sinyal tersebut. Berikut ini adalah bentuk kurva lissaieus yang dihasilkan / terbentuk :

X.            Pertanyaan

1.      Jelaskan apa itu noise dan berikan contohnya!

Jawaban:

Noise atau dalam Bahasa Indonesia disebut dengan “derau” adalah sinyal-sinyal yang tidak diinginkan dalam suatu sistem komunikasi maupun pengukuran dan informasi. Sinyal-sinyal noise ini dapat mengganggu kualitas penerimaan sinyal dan reproduksi sinyal yang akan dipancarkan. Noise juga dapat membatasi jangkauan sistem pada daya pancaran tertentu, mempengaruhi sensitivitas atau kepekaan sinyal penerimaan dan bahkan akan mengakibatkan pengurangan bandwidth pada suatu sistem.

Contoh Noise :

Pada penerima radio, noise atau derau dapat menyebabkan suara desis di loudspeaker sehingga terdengar oleh pendengarnya. Sedangkan pada televisi, noise dapat menyebabkan gambar tidak bersih atau muncul titik-titik yang berbentuk seperti salju.

2.      Apa itu kegunaan kurva Lissajous dan gambarkanlah macam-macam bentuk kurva Lissajous beserta sudutnya?

Jawaban:

Kurva Lissajous adalah kurva yang digunakan untuk menampilkan atau menggambarkan perbedaan atau perbandingan beda fase, frekuensi, dan amplitudo dari dua gelombang inputan pada probe osiloskop.

Gambar bentuk kurva Lissajous dan sudutnya :

XI. Kesimpulan

      Kesimpulan pada praktikum ini adalah sebagai berikut:

1.      Osiloskop digital adalah alat ukur elektronika yang berfungsi untuk memproyeksikan bentuk sinyal baik sinyal analog maupun digital sehingga dapat dilihat, diukur, dihitung, dan dianalisa sesuai dengan bentuk keluaran sinyal harapkan, serta memiliki berbagai macam menu dan submenu dengan fungsinya masing-masing.

2.      Cara menggunakan osiloskop digital dengan baik dan benar adalah dengan cara mengkalibrasi/mengembalikan posisi ke arah nol sebelum memulai percobaan dengan langkah-langkah sebagai berikut: hidupkan osiloskop dengan menekan tomnol power, lalu tekan “DEFAULT SETUP” untuk mengembalkan ke pengaturan standar. Kemudian hubungkan osiloskop dengan probe pada CH 1 dan hubungkan pula probe positif ke grond. Aturlah volt/div dan jarak 2 titik menjadi 1cm serta time/div menjadi 0,5 s. Tekan “AUTO” dan tempatkan garis osiloskop tepat disumbu x. Apabila ingin menggunaan 2 channel, kita ulangi langkah yang sama.

3.      Menghitung tegagan DC diperoleh dari hasil dengan mengalikan panjang gambar dilayar menurut sumbu Y dengan angka Volt/Div yaitu 3,4 Div x 20 Volt/Div maka hasilnya adalah 68 Volt untuk output tegangan 12 Volt diperoleh tegangan DC adalah 70 Volt.

4.      Mengukur frekuensi AC dalam praktikum ini dilakukan dengan menyetel alat osiloskop terlebih dahulu sesuai dengan penuntun, lalu setelah selesai tekan tombol “TRIGGER LEVEL” untuk menampilkan datanya.

5.      Pengukuran grafil Lissajous dapat dilakukan apabila ada dua gelombang sinus yang dimasukkan secara bersamaan ke pelat-pelat defleksi horizontal dan vertikal CRO. Kurva Lissajous ada berbentuk garis lurus, elips, maupun lingkaran tergantung pada fase dan amplitudo kedua gelombang tersebut.

   XII. Daftar pustaka

Isa, A.R.M., 2007, Asas Instrumentasi dan Pengukuran Fizik, University Teknologi Malaysia, Malaysia.

Rustamaji, Kania, S., dan Nur, W.H., 2018, Prototipe Hydrophone untuk Komunikasi Bawah Air, Elkomika, No 1, Vol 6, Hal: 53.

Sunanda, W., dan Rika, F.G., 2009, Watak Harmonik pada Invrter Berbeban, Jurnal Teknika, No 2, VOL 1, Hal: 7.

Tiller, B., Andrew, R., Botong, Z., Jose, G., Roger, dan G.m Joseph, C., Piezoelektric Microphone Via a Digital Light Processing 3D Printing Process, Materials and Design, ISSN: 0264-1275.

Yohandri dan Asrizal, 2016, Elektronika Dasar, Kencana, Jakarta.

Young, H.D., dan Roger, A. F., 2001, Fisika Universitas, Ed.10, PT. Gelora Aksara Pratama, Bandung.