MODUL 2 OSCILLOSCOPE DAN PENGUKURAN DAYA

OSCILLOSCOPE DAN PENGUKURAN DAYA

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

Percobaan ...

1. Pendahuluan[kembali]

Oscilloscope adalah alat yang digunakan untuk mengukur dan menampilkan sinyal listrik dalam bentuk grafik. Dengan menggunakan osiloskop, Anda dapat melihat bagaimana sinyal listrik berubah seiring waktu. Ini sangat berguna dalam berbagai aplikasi, seperti di bidang teknik, elektronika, dan ilmu pengetahuan. Osiloskop memiliki layar yang menampilkan grafik sinyal yang diukur dalam bentuk gelombang. Ada beberapa fitur penting dalam osiloskop, termasuk pengaturan waktu dan skala voltase, serta kemampuan untuk menangkap dan menyimpan data sinyal. Osiloskop tersedia dalam berbagai jenis dan ukuran, mulai dari model portabel hingga yang lebih besar dan canggih untuk aplikasi industri.

Pengukuran daya adalah proses mengukur dan menganalisis besaran listrik yang digunakan atau dihasilkan oleh suatu sistem atau perangkat. Ini penting dalam berbagai konteks, termasuk dalam industri, teknik, dan elektronika. Pengukuran daya melibatkan pengukuran tegangan (voltase), arus, dan faktor daya untuk menghitung daya aktif, reaktif, dan semu dalam suatu sistem. Beberapa instrumen yang digunakan untuk melakukan pengukuran daya termasuk wattmeter, kilowatt-hour meter, dan peralatan pengukur listrik lainnya. Analisis daya sering kali dilakukan untuk mengoptimalkan efisiensi sistem, mendeteksi masalah, atau memastikan kepatuhan terhadap standar dan regulasi tertentu.

2. Tujuan [kembali]

Dapat menggunakan dan mengetahui kegunaan dari oscilloscope
Dapat mengetahui bentuk gelombang Lissajous
Dapat mengukur daya pada rangkaian beban daya lampu seri
Dapat mengukur daya pada rangkaian beban daya lampu Prallel

3. Alat Dan Bahan [kembali]

Generators

Function

Oscilloscope

Oscilloscope

Instrument

Multimeter

Module

Pengukuran Daya Beban Lampu Seri

Pengukuran Daya Beban Lampu Paralel

Base Station

Jumper

Bahan

Resistor

Lampu

4. Dasar Teori [kembali]

Resistor

Resistor merupakan komponen penting dan sering dijumpai dalam sirkuit Elektronik. Boleh dikatakan hampir setiap sirkuit Elektronik pasti ada Resistor. Tetapi banyak diantara kita yang bekerja di perusahaan perakitan Elektronik maupun yang menggunakan peralatan Elektronik tersebut tidak mengetahui cara membaca kode warna ataupun kode angka yang ada ditubuh Resistor itu sendiri.

Seperti yang dikatakan sebelumnya, nilai Resistor yang berbentuk Axial adalah diwakili oleh Warna-warna yang terdapat di tubuh (body) Resistor itu sendiri dalam bentuk Gelang. Umumnya terdapat 4 Gelang di tubuh Resistor, tetapi ada juga yang 5 Gelang.

Gelang warna Emas dan Perak biasanya terletak agak jauh dari gelang warna lainnya sebagai tanda gelang terakhir. Gelang Terakhirnya ini juga merupakan nilai toleransi pada nilai Resistor yang bersangkutan.

Tabel dibawah ini adalah warna-warna yang terdapat di Tubuh Resistor :

Tabel kode warna resistor

Perhitungan untuk Resistor dengan 4 Gelang warna :

Cara menghitung nilai resistor 4 gelang

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2

Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)

Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1

Gelang ke 2 : Hitam = 0

Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105

Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%

Maka nilai Resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

Perhitungan untuk Resistor dengan 5 Gelang warna :

Cara Menghitung Nilai Resistor 5 Gelang Warna

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-3

Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)

Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1

Gelang ke 2 : Hitam = 0

Gelang ke 3 : Hijau = 5

Gelang ke 4 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105

Gelang ke 5 : Perak = Toleransi 10%

Maka nilai Resistor tersebut adalah 105 * 105 = 10.500.000 Ohm atau 10,5 MOhm dengan toleransi 10%.

Contoh-contoh perhitungan lainnya :

Merah, Merah, Merah, Emas → 22 * 10² = 2.200 Ohm atau 2,2 Kilo Ohm dengan 5% toleransi

Kuning, Ungu, Orange, Perak → 47 * 10³ = 47.000 Ohm atau 47 Kilo Ohm dengan 10% toleransi

Cara menghitung Toleransi :

2.200 Ohm dengan Toleransi 5% =

2200 – 5% = 2.090

2200 + 5% = 2.310

ini artinya nilai Resistor tersebut akan berkisar antara 2.090 Ohm ~ 2.310 Ohm

B. Oscilloscope

Osiloskop digunakan untuk mengamati bentuk gelombang dari sinyal listrik. Selain dapat menunjukkan amplitudo sinyal, osiloskop dapat juga menunjukkan distorsi dan waktu antara dua peristiwa (seperti lebar pulsa, periode, atau waktu naik)

Prinsip pengukuran frekuensi dengan metode Lissajous yaitu jika tegangan sinus diberikan pada input X dan sinyal dengan gelombang sinus yang lain dimasukan pada input Y, maka pada layar akan terbentuk seperti pada gambar 2.1.

Pada kedua kanal dapat diberikan sinyal tegangan yang bukan berupa sinus. Gambar yang ditampilkan pada layar, tergantung pada bentuk sinyal yang diberikan.

Gambar Metoda Lissajous

Pengukuran Frekuensi

Sinyal yang akan diukur dihubungkan pada input Y, sedangkan function generator dengan frekuensi yang diketahui dihubungkan pada input X.

Gambar 2.2 Pengukuran Frekuensi

Frekuensi generator kemudian diubah, sehingga pada layar ditampilkan lintasan tertutup yang jelas,

frekuensi sinyal dapat ditentukan dari bentuk lintasan in

fy : fx = 2 : 1

Gambar 2.3. Perbandingan Frekuensi pada Lissajous

Cara ini hanya mudah dilakukan untuk perbandingan frekuensi yang mudah dan bulat (1:2, 1:3, 3:4 dst)

C. Lampu

Lampu adalah sebuah peranti yang memproduksi cahaya. Kata "Lampu" dapat juga berarti bola Lampu. Lampu pertama kali ditemukan oleh Sir Joseph William Swan.

Lampu adalah sebuah benda yang berfungsi sebagai penerang, lampu memiliki bentuk seperti botol dengan rongga yang berisi kawat kecil yang akan menyalah apabila disambungkan ke aliran listrik.

jika memasang beberapa lampu dengan rangkaian seri, maka nyala yang dihasilkan oleh lampu tersebut tidak menjadi begitu terang. Hal tersebut terjadi, dikarenakan lampu membutuhkan arus listrik yang cukup besar, terutama apabila ada banyak lampu.

Prinsip kerja dari rangkaian seri adalah jika dalam rangkaian listrik tersebut diberi dua lampu, kemudian ada satu sakelar dan sakelar tersebut dimatikan, maka kedua lampu pun akan ikut mati.Hal ini tentu berbeda dengan cara kerja dari rangkaian paralel. Sebab, rangkaian paralel adalah sebuah rangkaian elektronik atau listrik yang proses penyusunannya dilakukan dengan cara bersusun atau sejajar.

Pada rangkaian paralel, rangkaian listrik terhubung secara bercabang atau berderet dan berbeda dengan rangkaian seri. Dikarenakan bercabang, maka setiap komponen yang dilalui oleh arus listrik akan dijumlahkan dan menjadi jumlah total arus secara keseluruhannya.

5. Percobaan [kembali]

a) Prosedur

1. Kalibrasi oscilloscope

a. Hidupkan oscilloscope dan tunggu beberapa saat sampai pada layar akan muncul berkas elektron

b. Atur posisi sinyal pada layar sehingga terletak di tengah-tengah

c. Hubungkan input kanal A dengan terminal kalibrasi yang ada pada oscilloscope

d. Amati bentuk gelombang dan tinggi amplitudonya.

e. Ulangi langkah yang sama untuk kanal B

2. Mengukur dan Mengamati Tegangan Searah dan Tegangan Bolak-Balik

Susun rangkaian seperti gambar berikut

Tegangan Searah

a. Atur output power supply sebesar 4 Volt

b. Hubungkan input kanal B oscilloscope dengan output power supply

c. Atur saklar oscilloscope pada DC, bacalah dan amati berapa tegangan yang diukur oleh oscilloscope

Tegangan Bolak Balik

a. Atur generator sinyal pada frekuensi 1 kHz gelombang sinusoidal, dengan besar tegangan 4 Vp-p

b. Kemudian ukur dan amati tegangan ini dengan oscilloscope

3. Mengukur dan Mengamati Frequency

a. Susun rangkaian seperti gambar berikut

b. Hubungkan output dari function generator dengan input kanal A oscilloscope. Saklar fungsi dari function generator pada posisi sinusoidal

c. Amati bentuk gelombang yang muncul pada layar, kemudian ukurlah frekuensinya. Catat penunjukan frekuensi dari function generator

d. Bandingkan hasil pengukuran frekuensi dengan oscilloscope dengan frekuensi yang ditunjukan oleh function generator

e. Ulangi langkah b dan c untuk gelombang gigi gergaji (segitiga) dan gelombang pulsa

4. Membandingkan Frekuensi dengan Cara Lissajous

a. Susun rangkaian seperti gambar berikut

b. Atur selektor time base oscilloscope pada posisi XY dan saklar pemilih kanal pada posisi A dan sinkronisasi pada posisi B

c. Hubungkan sinyal dengan frekuensi yang tidak diketahui pada input A dan sinyal dengan frekuensi yang dapat dibaca pada input B

d. Atur frekuensi sinyal pada kanal A, sehingga diperoleh gambar seperti salah satu dari gambar 2.1. Kemudian amati berapa perbandingan frekuensinya.

Bacalah penunjukan frekuensi generator

e. Ulangi langkah b dan c untuk frekuensi yang lain dan catat hasilnya dalam bentuk gambar gelombang Lissajous

f. Atur perbandingan X:Y pada 1:1, 1:2, 1:3, 2:1, 2:3, 3:1, 3:2

5. Pengukuran Daya

a. Buat rangkaian seperti gambar rangkaian dengan sumber DC dan beban 0,8 Watt

b. Ukur daya yang terbaca pada wattmeter

c. Ulangi untuk beban yang divariasikan sesuai dengan jurnal praktikum

d. Catat penunjukan dari wattmeter

b) Hardware

1. Function Generator

Funtion Generator

2. Oscilloscope

Oscilloscope

3. Jumper

Kabel Jumper

1. Module

2. Base Station

3. Jumper

4. Instrument

Multimeter

B. Bahan

Lampu

c) Rangkaian Simulasi Dan Prinsip Kerja

1. Mengukur dan Mengamati Tegangan Searah dan Tegangan Bolak-Balik

2. Mengukur dan Mengamati Frequency

3. Membandingkan Frekuensi dengan Cara Lissajous

Prinsip Kerja:

Osiloskop Digital, Osiloskop jenis ini mengambil bentuk gelombang yang diukur, lalu dengan menggunakan ADC (Analog to Digital Converter), besaran tegangan yang diambil dirubah menjadi besaran digital. Dalam osiloskop digital, gelombang yang akan ditampilkan lebih dulu di-sampling dan di digitalisasikan. Osiloskop kemudian menyimpan nilai-nilai tegangan ini bersama sama dengan skala waktu gelombangnya di memori. Pada prinsipnya, osiloskop digital hanya mencuplik dan menyimpan demikian banyak nilai dan kemudian berhenti. Ia mengulang proses ini lagi dan lagi sampai dihentikan

Prinsip Kerja:

Wattmeter satu fasa beroperasi dengan memanfaatkan prinsip elektrodinamika, dimana alat ini menggunakan kumparan arus dan kumparan potensial. Kumparan arus menciptakan medan magnet sejalan dengan besarnya arus yang mengalir, sementara kumparan potensial mengalami rotasi karena adanya torsi yang dihasilkan oleh medan magnet tersebut dan arus yang mengalir dalam kumparan tersebut

d) Video Demo