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.
Tidak ada komentar:
Write komentar