Akuraasi Dan Presisi

APENDIKS A AKURASI, PRESISI, DAN NILAI PENTING

APENDIKS A AKURASI, PRESISI DAN NILAI PENTING

Di setiap melakukan pengukuran, selalu saja terdapat error pada hasil pengukuran tersebut. Misalnya, kita akan mendapatkan hasil yang tidak benar‐benar sama dari beberapa kali pengulangan pengukuran nilai tegangan dari terminal yang sama dengan Voltmeter. Lantas, bagaimana cara mengetahui error pengukuran sehingga nilai yang sebenarnya dapat diperoleh? Ada dua parameter yang berkaitan dengan error pengukuran tersebut, yaitu akurasi dan presisi.

AKURASI DAN PRESISI

Akurasi menyatakan seberapa dekat nilai hasil pengukuran dengan nilai sebenarnya (true value) atau nilai yang dianggap benar (accepted value). Jika tidak ada data bila sebenarnya atau nilai yang dianggap benar tersebut maka tidak mungkin untuk menentukan berapa akurasi pengukuran tersebut.

Presisi menyatakan seberapa dekat nilai hasil dua kali atau lebih pengulangan pengukuran. Semakin dekat nilai‐nilai hasil pengulangan pengukuran maka semakin presisi pengukuran tersebut.

Gambar 1 a. Presisi dan akurasi tinggi; b. Presisi rendah, akurasi tinggi; c. Presisi tinggi, akurasi rendah; d. Presisi dan akurasi rendah

APENDIKS A AKURASI, PRESISI, DAN NILAI PENTING

ERROR SISTEMATIK DAN ERROR ACAK Error sistematik akan berdampak pada akurasi pengukuran. Jika error sistematik terjadi maka akurasi pengukuran tidak dapat ditingkatkan dengan melakukan pengulangan pengukuran. Biasanya, sumber error sistematik terjadi karena istrumen pengukuran tersebut tidak terkalibrasi atau kesalahan pembacaan (error paralax, misalnya).

Error acak akan berdampak pada presisi pengukuran. Error acak hadir memberikan hasil pengukuran yang fluktuatif, di atas dan di bawah nilai sebenarnya atau nilai yang diangap benar. Presisi pengukuran akibat error acak ini dapat diperbaiki dengan melakukan pengulangan pengukuran. Biasanya, error ini terjadi karena permasalahan dalam memperkirakan (estimating) nilai pengukuran saat jarum berada di antara dua garis‐skala atau karena nilai yang ditunjukan oleh instrumen tersebut berfluktuasi dalam rentang tertentu.

NILAI PENTING

Nilai penting (signifikan) dari suatu pengukuran bergantung pada unit terkecil yang dapat diukur menggunakan instrumen pengukuran tersebut. Dari nilai penting ini, presisi pengukuran dapat diperkirakan.

Secara umum, presisi pengukuran adalah ±1/10 dari unit terkecil yang dapat diukur oleh suatu instrumen pengukuran. Misalnya, sebuah mistar yang memiliki skala terkecil 1mm akan digunakan untuk mengukur suatu panjang benda. Dengan demikian, pengukuran panjang yang dilakukan tersebut dapat dikatakan memiliki presisi sebesar 0.1mm.

Perkiraan presisi di atas berbeda bila kita menggunakan instrumen digital. Biasanya presisi pengukuran dengan instrumen digital adalah ±1/2 dari unit terkecil yang dapat diukur oleh suatu instrumen pengukuran tersebut. Misalnya, nilai tegangan yang ditunjukan oleh Voltmeter digital adalah 1.523Volt ; dengan demikian, presisi pengukuran tegangan tersebut adalah ±1/2 x 0.001 atau samadengan ±0.0005Volt.

APENDIKS B PETUNJUK PEMBUATAN RANGKAIAN ELEKTRONIK PADA BREADBOARD


BREADBOARD

Gambar 2 Implementasi rangkaian joystick motor driver untuk Robot pada breadboard [1]

Breadboard adalah suatu perangkat yang seringkali digunakan untuk melakukan implementasi suatu rancangan rangkaian elektronik secara tidak disolder (solderless) (Gambar 1). Implementasi rancangan yang demikian bertujuan untuk menguji‐coba rancangan tersebut yang biasanya melibatkan pasang‐bongkar komponen. Bentuk implementasi lainnya adalah implementasi dengan melakukan penyolderan komponen yang dikerjakan pada PCB (Printed Circuit Board) (Gambar 2).


Gambar 3 Implementasi rangkaian joystick motor driver untuk Robot pada PCB[1]

Tampak pada Gambar 1 bahwa breadboard memiliki lubang‐lubang tempat terpasangnya kaki‐kaki komponen dan kawat kabel. Lubang‐lubang tersebut adalah sesungguhnya soket‐soket dari bahan logam (konduktor) yang tersusun sedemikian sehingga ada bagian lubang‐lubang yang terhubung secara horizontal dan ada yang terhubung secara vertikal.

Gambar 4 Jenis-jenis breadboard


Gambar 3 adalah gambar jenis‐jenis breadboard yang dimiliki oleh Lab Dasar Teknik Elektro STEI ITB. Setidaknya ada empat bagian penting yang harus diperhatikan sebelum menggunakan breadboard (lihat Gambar 4):

Pada bagian ini lubang‐lubang breadboard saling terhubung secara vertikal. Tiap set lubang pada bagian ini terdiri dari lima lubang yang saling terhubung.

Pada bagian ini lubang‐lubang breadboard saling terhubung secara horizontal. Tiap set lubang pada bagian ini terdiri dari 25 lubang yang saling terhubung. Perhatikan bahwa pada tiap set lubang tersebut terdapat jarak pemisah antar lubang yang lebih besar setiap lima lubang.

Bagian ini adalah pemisah yang menyatakan bahwa bagian lubang‐lubang breadboard yang saling terhubung secara vertikal di sebelah atas tidak terhubung dengan bagian lubang‐lubang breadboard di sebelah bawah.

Bagian ini adalah pemisah yang menyatakan bahwa bagian lubang‐lubang breadboard yang saling terhubung secara horizontal di sebelah kiri tidak terhubung dengan bagian lubang‐lubang breadboard di sebelah kanan. Pada banyak jenis breadboard, pemisah ini ditandai dengan jarak pemisah yang lebih besar daripada jarak pemisah antar set lubang pada bagian b.

Gambar 5 Bagian-bagian yang harus diperhatikan pada breadboard

Breadboard dapat bekerja dengan baik untuk rangkaian ber‐frekuensi rendah. Pada frekuensi tinggi, kapasitansi besar antara set lubang yang bersebelahan akan saling berinterferensi.


MERANGKAI KABEL, KOMPONEN DAN INSTRUMEN

KABEL Kabel yang digunakan untuk membuat rangkaian pada breadboard adalah kabel dengan isi kawat tunggal (biasanya) berdiameter #22 atau #24 AWG. Untuk menghasilkan pemasangkan yang baik pada breadboard, kupas kedua ujung kabel sehingga diperoleh panjang kawat (yang sudah terkupas) sekitar 12 mm. Kemudian pastikan seluruh bagian kawat yang sudah terkupas tadi masuk ke dalam lubang breadboard.

Biasakan memasang kabel pada breadboard dengan rapih sejak awal. Hal ini akan mempermudah penelusuran sebab terjadinya kesalahan akibat salah pasang kabel, misalnya. Berikut ini adalah berbagai petunjuk penting lainnnya yang harus diperhatikan dalam membuat rangkaian pada breadboard:

Pastikan Power Supply dalam keadaan mati atau tidak terpasang para breadboard ketika merangkai komponen dan kabel pada breadboard

Pahami (jika belum ada, buat) terlebih dahulu skema rangkaian elektronik yang akan diimplementasikan pada breadboard. Dengan demikian, kemungkinan terjadinya kesalahan akan lebih kecil.

Tandai setiap kabel atau komponen yang telah terpasang dengan benar, misalnya dengan spidol.

Gunakan kabel sependek mungkin. Kabel yang terlalu panjang berpotensi membuat rangkaian pada breadboard menjadi tidak rapih. Selain itu, kabel yang terpasang terlalu panjang dan berantakan dapat menghasilkan interferensi berupa sifat kapasitif, induktif dan elektromanetik yang tidak diharapkan.

Usahakan kabel dipasang pada breadboard dengan rapih dan, jika memungkinkan, tubuh kabelnya mendatar pada breadboard.

Rangkai komponen (hubungkan suatu komponen dengan komponen‐komponen lainnya) secara langsung tanpa menggunakan tambahan kabel jika itu memungkinkan

Usahakan tidak menumpuk komponen atau kabel (komponen/ kabel yang akan dipasang tidak melangkahi komponen/ kabel lain yang telah terpasang). Hal ini akan menyulitkan pengecekan rangkain yang telah diimplementasikan pada breadboard. Selain itu, akan menyulitkan bongkar‐pasang komponen ketika diperlukan.

Usahakan menggunakan warna kabel berbeda untuk membuat koneksi yang berbeda. Misalnya mengunakan kabel warna merah untuk koneksi ke Power Supply dan menggunakan kabel warna hitam untuk koneksi ke ”ground”.


KOMPONEN

Gambar 6 Pemasangan IC pada breadboard

Pada prinsipnya, komponen‐komponen elektronik seperti resistor, kapasitor atau Integrated Circuit (IC) dapat dipasang secara langsung pada lubang breadboard. Khusus untuk resistor, kaki resistor dengan rating daya lebih dari 0.5 W tidak cocok untuk digunakan pada breadboard karena ukuran kakinya yang terlalu besar. Namun ini tidak menjadi masalah karena praktikan hanya menggunakan resistor dengan rating daya 0.25 W di dalam praktikum ini. Di bawah ini adalah beberapa hal penting lainnya yang berkaitan dengan komponen secara khusus :

Ingatlah bahwa IC (terutama MOS) dapat rusak akibat listrik statik, termasuk listrik statik di dalam tubuh kita. Di negara subtropis, karena kelembaban sangat rendah, gesekan‐gesekan pakaian dengan material lain dapat membangkitkan listrik statik pada tubuh. Listrik statik ini dapat membentuk tegangan tinggi sesaat bila kita menyentuk kaki‐kaki komponen dan menyebabkan kerusakan. Tapi, karena kita berada di negara tropis yang berkelembaban tinggi, pengumpulan listrik statik tadi tidak signifikan.

Sebelum mencoba dipasang pada breadboard, pastikan kaki‐kaki IC lurus. Bila tidak lurus, gunakan tang untuk meluruskan/ memperbaiki kaki‐kaki IC tersebut. Demikian juga ketika akan mencopot IC dari breadboard; gunakan pinset dengan cara mencungkil kedua ujung IC tersebut. Usahakan tidak terjadi sudut (antara badan IC dan breadboard) lebih besar dari 10 sehingga dapat meminimalisasi kemungkinan bengkoknya (bahkan patahnya) kaki‐kaki IC.

Pastikan ikuti Gambar 5 untuk pemasangan IC pada breadboard. Dengan demikian, kaki‐kaki IC tidak saling terhubung.

Perhatikan rating tegangan kapasitor. Jika menggunakan kapasitor elektrolit, perhatikan polaritasnya. Pemasangan polaritas yang terbalik akan menyebakan rusaknya kapasitor.


Pastikan kapasitor dalam keadaan discharge sebelum dipasang. Jika ragu, hubungkan kedua kaki kapasitornya. Lakukan dua kali untuk kapasitor yang sama karena ada kalanya kapasitor masih memiliki muatan sisa setelah discharging yang pertama.

INSTRUMEN Di bawah ini adalah hal‐hal penting yang harus diperhatikan ketika menggunakan/ menghubungkan instrumen laboratorium ke rangkaian di breadboard:

Gunakan kabel yang tepat untuk menghubungkan suatu instrumen ke breadboard (lihat Kabel Aksesoris). Pegang badan konektor (bukan badan kabelnya) saat memasang dan mencabut kabel.

Untuk percobaan yang menggunakan Generator Signal dan Power Supply: nyalakan Power Supply terlebih dahulu, lalu nyalakan Generator Signal. Jika dilakukan dengan cara sebaliknya, akan menyebabkan kerusakan pada IC. Demikian juga ketika mengakhiri: matikan Generator Signal terlebih dahulu, kemudian matikan Power Supply.

DAFTAR PUSTAKA

[1] www.robotroom.com

[2] Y. Tsividis, A First Lab in Circuits and Electronics, Jons Wiley and Sons, 2001

http://www.robotroom.com/

APENDIKS C NILAI DAN RATING KOMPONEN


RESISTOR

FUNGSI Resistor berfungsi untuk mengatur aliran arus listrik. Misalnya, resistor dipasang seri dengan LED (Light‐Emitting Diode) untuk membatasi besar arus yang melalui LED.

KODE WARNA

Gambar 7 Resistor

Resistor yang biasa kita jumpai memiliki nilai resistansi yang direpresentasikan oleh kode warna pada badan resistor. Resistor tersebut adalah seperti yang ditunjukan pada Gambar 1.

Tabel 1 Kode warna

Warna A Angka pertama

B Angka kedua

C Faktor penggali

D Toleransi

Hitam Coklat Merah Jingga Kuning Hijau Biru Ungu

Abu‐abu Putih

Warna emas Warna perak Tanpa warna

‐ 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

1 10 102

103

104

105

106

10‐1

10‐2

±1% ±2%

±4%

±5% ±10% ±20%

Label kode warna pada badan resistor ada yang berjumlah 4, 5 atau 6 gelang warna. Aturan pembacaan kode warna tersebut adalah sebagai berikut:

• warna pertama: angka pertama nilai resistansi (resistor dengan 4, 5 atau 6 gelang warna)


• warna kedua: angka kedua nilai resistansi (resistor dengan 4, 5 atau 6 gelang warna)

• warna ketiga: faktor pengali (pangkat dari sepuluh) dengan satuan Ohm (resistor dengan 4 gelang warna) atau angka ketiga nilai resistansi (resistor dengan 5 atau 6 gelang warna)

• warna keempat: toleransi (resistor dengan 4 gelang warna) atau faktor pengali (pangkat dari sepuluh) dengan satuan Ohm (resistor dengan 5 atau 6 gelang warna)

• warna kelima: toleransi (resistor dengan 5 atau 6 gelang warna)

• warna keenam: koefisien temperatur dengan satuan PPM/0C (resistor dengan 6 gelang warna)

NILAI RESITOR Resistor tidak tersedia dalam sembarang nilai resistansi. Nilai resistansi setiap resistor mengikuti standard Electronic Industries Association (EIA). Nilai resistansi berdasarkan EIA yang paling banyak dijumpai di pasaran adalah seri E6 (toleransi 20%):

1, 1.5, 2.2, 3.3, 4.7, 6.8, 10, 15, 22, 33, 47, 68, 100, 150, 220, 330, 470, 680,1000,... dst. (Ohm)

dan seri E12 (toleransi 10%):

1, 1.2, 1.5, 1.8, 2.2, 2.7, 3.3, 3.9, 4.7, 5.6, 6.8, 8.2, 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82,100... dst. (Ohm)

Terlihat bahwa ada perulangan setiap 6 deret angka (seri E6) dan 12 deret angka (seri E12) yang masing‐masing angka telah dikalikan 10.

Selain nilai‐nilai resistansi di atas, ada nilai‐nilai resistansi lebih presisi yang sukar dijumpai. Nilai‐nilai resistansi itu mengukuti standard EIA seri E24 (toleransi 5% dan 2%), E96 (1%) dan E192 (0.5%, 0.25% dan 0.1%). Secara lengkap, nilai‐nilai resistansi tersebut dapat dilihat di [1].

RATING DAYA Ketika melewati resistor, energi listrik diubah menjadi energi panas. Tentu saja dampak energi panas yang berlebih akan menimbulkan kerusakan pada resistor. Oleh karena itu, resistor memiliki rating daya yang merepresentasikan seberapa besar arus maksimum yang diperkenankan melewati resistor.

Rating daya resistor yang banyak digunakan adalah ¼ Watt atau ½ Watt. Resistor tersebut adalah resistor dengan label kode warna yang banyak dipasaran. Selain itu, ada pula resistor dengan rating tegangan 5 Watt atau lebih besar. Untuk resistor jenis ini nilai resistansi dan rating tegangannya dapat dibaca secara langsung di badan resistornya.


Perlu diperhatikan bahwa guna keamanan dan agar resistor tidak mudah rusak (terbakar), pastikan menggunakan resistor yang menghasilkan daya disipasi maksimum sebesar 60% rating daya disipasinya.

KAPASITOR

FUNGSI Kapasitor adalah instrumen yang bekerja dengan menyimpan muatan. Aplikasi kapasitor diantaranya digunakan sebagai filter pada rangkaian penyearah tegangan.

Ada dua tipe kapasitor, yaitu polar dan nonpolar/ bipolar. Perbedaan dari keduanya adalah pada ketentuan pemasangan kaki‐kakinya. Polaritas pada kapasitor polar dapat diketahui melalui label polaritas (negatif atau positif) kaki kapasitornya atau panjang‐pendek kaki‐kakinya. Pemasangan kapasitor polar ini harus sesuai dengan polaritasnya. Sementara, untuk pemasangan kapasitor nonpolar, tidak ada ketentuan pemasangan polaritas kaki‐kakinya karena itu pula pada kapasitor nonpolar tidak ada label polaritasnya.

Desain kapasitor, baik polar maupun nonpolar, ada dua bentuk, yaitu aksial dan radial. Contoh bentuk kapasitor aksial dan radial ditunjukan pada Gambar 1 (perhatikan posisi kaki‐kakinya).

Gambar 8 Kapasitor bentuk radial (kiri) [2] dan kapasitor bentuk aksial (kanan) [3]

KAPASITOR POLAR

Gambar 9 (Dari kiri) simbol kapasitor polar, kapasitor tantlum dan kapasitor elektrolit [2]


Kapasitor elektrolit dan kapasitor tantalum adalah contoh jenis kapasitor polar. Rating tegangan kedua kapasitor tersebut rendah, yaitu 6.3 Volt – 35 Volt. Pada badan kapasitor tersebut tercetak label polaritas yang menunjukan polaritas kaki komponen yang sejajar dengan label polaritas tersebut.

Saat ini, nilai kapasitansi dan rating tegangan kedua jenis kapasitor tersebut dapat dibaca langsung dari label yang tercetak dengan jelas pada badan kapasitornya. Namun, pada kapasitor tantalum biasanya dicetak dengan kode angka. Dahulu, mungkin saat ini juga masih ditemukan di beberapa toko komponen elektronik, nilai kapasitansi dan rating tegangan kapasitor tantalum dicetak dengan label kode warna. Kode warna tersebut mengikuti kode warna standard (seperti kode warna pada resistor).

Besar muatan yang dapat disimpan oleh suatu kapasitor ditunjukan oleh nilai yang tertera pada kapasitor tersebut. Besar muatan tersebut biasanya ditulis dalam besaran piko (p),

nano (n) dan mikro (μ) Farad:

• μ = 10‐6, 1000000μF = 1F

• n = 10‐9, 1000nF = 1μF

• p = 10‐12, 1000pF = 1nF

KAPASITOR NONPOLAR

Gambar 10 (Dari kiri) simbol kapasitor nonpolar dan jenis‐jenis kapasitor nonpolar [5]

Kapasitor nonpolar memiliki rating tegangan paling kecil 50 Volt. Kapasitor nonpolar yang banyak digunakan biasanya memiliki rating tegangan 250 Volt atau lebih. Nilai kapasitansi kapasitor nonpolar yang tercetak pada label berupa kode angka atau kode warna.

NILAI KAPASITANSI KAPASITOR NONPOLAR Perhatikan gambar jenis‐jenis kapasitor pada Gambar 3:

• Label ”0.1” pada kapasitor paling kiri artinya bahwa kapasitor tersebut memilki nilai

kapasitansi 0.1μF = 100nF. Contoh lain, label “4n7” artinya nilai kapasitansi kapasitor tersebut adalah 4.7nF.


• Aturan pembacaan kode warna kapasitor (gambar kedua dari kiri) mirip dengan pembacaan kode warna resistor. Kode warna dibaca dari warna paling atas:

warna pertama: angka pertama nilai kapasitansi

warna kedua: angka kedua nilai kapasitansi

warna ketiga: faktor pengali (pangkat dari sepuluh) dengan satuan pF

warna keempat: toleransi

warna kelima: Rating tegangan

Misal, tiga warna pertama kapasitor tersebut adalah coklat‐hitam‐jingga memiliki arti bahwa nilai kapasitansinya 10x103pF = 10000pF.

• Aturan pembacaan kode angka pada jenis kapasitor seperti tampak pada gambar ketiga adalah sebagai berikut:

angka pertama: angka pertama nilai kapasitansi

angka kedua: angka kedua nilai kapasitansi

angka ketiga: faktor pengali (pangkat dari sepuluh) dengan satuan pF

huruf yang mengikuti angka‐angka tersebut adalah nilai toleransi dan rating tegangannya

Misalnya, label ”102” artinya 10x102pF=1000pF; ”472” artinya 4700pF dengan toleransi ”J”, yaitu 5%.

• Label ”470” pada gambar kapasitor nonpolar paling kanan artinya kapasitor tersebut memiliki kapasitansi 470pF. Kapasitor jenis ini, yaitu kapasitor polystyrene sudah jarang digunakan saat ini.

STANDARD NILAI KAPASITANSI Nilai kapasitansi berdasarkan standard EIA yang banyak di pasaran adalah seri E6. Perlu dicatat bahwa, seperti pada resistor, kapasitor tidak tersedia dalam sembarang nilai kapasitansi, melainkan mengikuti standard EIA.

Kapasitor seri E6 memiliki toleransi ±20%. Berikut adalah nilai‐nilai kapasitansinya:

10, 15, 22, 33, 47, 68, 100, 150, 220, 330, 470, 680, 1000,... dst. (dengan satuan pF)

Terlihat bahwa ada perulangan setiap enam deret angka yang masing‐masing angka telah dikalikan 10.

Seperti pada resistor, selain nilai‐nilai kapasitansi di atas ada pula nilai‐nilai kapasitansi yang lebih presisi dengan mengikuti standard EIA.


KAPASITOR VARIABEL

Gambar 11 Kapasitor variabel [5]

Kapasitor jenis ini biasanya digunakan di dalam rangkaian tuning radio. Nilai kapasitansinya relatif kecil, biasanya diantara 100pF dan 500pF.

KAPASITOR TRIMMER

Gambar 12 Kapasitor trimmer [5]

Kapasitor trimmer adalah ukuran mini dari kapasitor variabel. Kapasitor ini didesain untuk dapat dipasangkan langsung pada PCB dan untuk diatur nilainya hanya pada saat pembuatan rangkaian. Nilai kapasitansi kapasitor ini biasanya kurang dari 100pF. Di dalam rentang nilai kapasitansinya, kapasitor trimmer memiliki nilai minimum yang lebih besar dari nol.

INDUKTOR

FUNGSI Pada rangkaian DC, induktor dapat digunakan untuk memperoleh tegangan DC yang konstan terhadap fluktuasi arus. Pada rangkai AC, induktor dapat meredam fluktuasi arus yang tidak diinginkan.


Gambar 13 (Dari kiri) simbol induktor dan jenis‐jenis induktor [4]

KODE WARNA Ada jenis induktor yang desain fisiknya mirip dengan resistor. Nilai induktansinya dinyatakan dengan kode warna. Induktor jenis ini ditunjukan oleh Gambar 8.

Gambar 14 Induktor dengan kode warna [5]

Membaca kode warna pada induktor sama dengan membaca kode warna pada resistor dan kapasitor:

• warna pertama: angka pertama nilai kapasitansi

• warna kedua: angka kedua nilai kapasitansi

• warna ketiga: faktor pengali (pangkat dari sepuluh) dengan satuan μH

• warna keempat: toleransi

Induktor memiliki rating arus tertemtu. Dalam suatu rangkaian biasanya digunakan stress ratio 60%.


DIODA

FUNGSI Dioda berfungsi untuk membuat arus listrik mengalir pada satu arah saja. Arah arus tersebut ditunjukan oleh arah tanda panah pada simbol dioda (Gambar 8).

Gambar 15 Simbol dioda [5]

FORWARD VOLTAGE DROP Seperti halnya orang yang mengeluarkan energi untuk membuka pintu dan melaluinya, listrik juga mengeluarkan energi saat melalui dioda. Tegangan listrik akan berkurang sekitar 0.7 Volt saat arus listrik melewati dioda (yang terbuat dari silikon). Tegangan sebesar 0.7 Volt ini disebut forward voltage drop.

REVERSE VOLTAGE Dioda ideal tidak akan melewatkan arus yang mengalir pada arah yang berlawanan (dengan panah pada simbol dioda). Namun, secara praktis terdapat kebocoran, yaitu ada arus

dilewatkan maksimum sebesar beberapa μA meski dapat diabaikan.

Tegangan balik maksimum (maximum reverse voltage) sebesar 50V atau lebih adalah nilai maksimum tegangan (dengan arah arus berlawanan) yang masih dapat ditahan oleh dioda. Bila tegangan balik melebihi rating tegangan balik maksimum ini maka dioda akan rusak, kebocoran arus.

JENIS DIODA

DIODA SIGNAL

Dioda jenis ini digunakan untuk meneruskan arus dengan nilai arus kecil, yaitu hingga 100mA. Contoh dioda jenis ini adalah dioda 1N4148 yang terbuat dari bahan silikon.

DIODA RECTIFIER

Dioda jenis ini digunakan dalam rangkaian Power Supply. Dioda tersebut berfungsi untuk mengubah arus bolak‐balik ke arus searah. Rating maksimum arus yang dapat dilewatkan samadengan 1A atau lebih besar dan maximum reverse voltage samadengan 50V atau lebih besar.


DIODA ZENER

Dioda ini digunakan untuk memperoleh tegangan (dioda zener) yang tetap ketika reverse voltage sudah berada di daerah breakdown. Ketika reverse voltage, meski nilainya berubah‐ubah, asalkan berada di daerah breakdown maka tegangan dioda zener tersebut akan tetap.

TRANSISTOR

FUNGSI Transistor berfungsi sebagai penguat arus. Karena besar arus yang dikuatkan dapat diubah ke dalam bentuk tegangan, maka dapat dikatakan juga bahwa transistor dapat menguatkan tegangan. Selain itu, transistor juga dapat berfungsi sebagai switch elektronik.

Ada dua jenis transistor, yaitu NPN dan PNP. Simbol kedua jenis transistor tersebut ditunjukan oleh Gambar 6.

Gambar 16 Simbol transistor NPN dan PNP (ket.: B = Base, C = Collector dan E = Emitter) [5]

Transistor memiliki tiga kaki yang masing‐masing harus dipasang secara tepat. Kesalahan pemasangan kaki‐kaki transistor akan dapat merusakan transistor secara langsung. Perlu dicatat bahwa pada badan transistor tidak ada label yang menunjukan bahwa kaki transistor tersebut adalah B, C atau E. Dengan demikian, sebelum memasang sebuah transistor, pastikan dimana kaki B, C dan E dengan membaca datasheet‐nya. Di dalam penggunaannya harus pula diperhatikan dua rating: daya disipasi kolektor, yaitu VCE x IC, dan breakdown voltage, yaitu VBE reverse.

DAFTAR PUSTAKA [1] www.em.avnet.com/ctf_shared/pgw/ df2df2usa/Resistance%20Decade%20Values.pdf

[2] www.columbia.k12.mo.us

[3] www.banzaieffects.com

[4] en.wikipedia.org/wiki/Inductor

[5] www.kpsec.freeuk.com

APENDIKS D INSTRUMEN DASAR DAN AKSESORIS


INSTRUMEN DASAR

MULTIMETER Di dalam praktikum yang akan dilakukan nanti, praktikan akan menggunakan dua macam multimeter, yaitu multimeter analog dan multimeter digital (Gambar 1).

Gambar 17 Multimeter digital (kiri) dan multimeter analog (kanan)

GENERATOR SINYAL Generator sinyal adalah instrumen yang menghasilkan/ membangkitkan berbagai bentuk gelombang: sinus, kotak dan gergaji.

Gambar 18 Generator sinyal


OSILOSKOP Osiloskop adalah instrumen ukur yang dapat menampilkan visualisasi dinamis signal tegangan yang diukurnya.

Gambar 19 Osiloskop

POWER SUPPLY Perangkat ini adalah instrumen sumber tegangan dan sumber arus. Gambar 4 adalah gambar Power Supply yang dimiliki oleh Labdas. Jika anda menggunakan jenis Power Supply seperti yang ditunjukan oleh gambar di sebelah kanan, pastikan lampu ”Output” menyala agar kit praktikum yang telah anda hubungkan pada Power Supply tersebut bekerja.

Gambar 20 Power Supply


KABEL AKSESORIS

KABEL KOAKSIAL Kabel koaksial memiliki jenis konektor yang berbeda‐beda untuk fungsi yang berbeda pula. Pada bagian ini akan ditunjukan berbagai jenis kabel koaksial berdasarkan konektor yang terpasang.

BNC – 1 BANANA/ 4 MM

Gambar 21 Kabel koaksial dengan konektor BNC dan 1 banana

Gambar 22 Konektor BNC (dua gambar kiri) dan 1 banana+lubang untuk kabel ground (paling kanan)

Di dalam penggunaanya, kabel seperti tampak pada Gambar 5 akan digunakan bersama‐sama dengan kabel seperti pada Gambar 7. Salah satu ujung kabel Gambar 7 di dipasangkan pada lubang konektor untuk Ground (Gambar 5).


Gambar 23 Kabel isi kawat tunggal berdiameter 4 mm yang terpasang konektor stackable

banana di kedua ujungnya

BNC – 2 UNSTACKBLE BANANA/ 4 mm

Gambar 24 Kabel koaksial dengan konektor BNC dan 2 buah unstackable banana

Gambar 25 Konektor unstackabel banana


BNC – PROBE KAIT DAN JEPIT BUAYA

Gambar 26 Kabel koaksial dengan konektor BNC dan probe kait + jepit buaya

Kabel ini adalah aksesoris Osiloskop. Pada konektor BNC dan probe kait terdapat fasilitas adjustment.

adjustment redaman

skrup adjustmen

Gambar 27 (Dari kiri) konektor BNC dengan skrup adjustment (lubang), probe jepit dengan adjustment redaman dan capit buaya (untuk dihubungkan ke Ground)


ADAPTER Adapter digunakan untuk menghubungkan dua atau lebih konektor yang berbeda jenis.

BNC T‐CONNECTOR

Gambar 28 Adapter BNC T-connector

BNC – BANANA/ 4 mm TERMINAL (BINDING POST)

Gambar 29 Adapter BNC – 4 mm terminal

KABEL 4 mm Selain telah ditunjukan pada Gambar 7, kabel 4 mm bisa saja memiliki konektor yang lain, misalnya konektor jepit buaya satu atau kedua ujungnya.

APENDIKS E PRINSIP KERJA MULTIMETER


JENIS MULTIMETER

MULTIMETER NON ELEKTRONIS

Multimeter jenis bukan elektronik kadang‐kadang disebut juga AVO‐meter, VOM (Volt‐Ohm‐Meter), Multitester, atau Circuit Tester. Pada dasarnya alat ini merupakan gabungan dari alat ukur searah, tegangan searah, resistansi, tegangan bolak‐balik. Untuk mengetahui fungsi dan sifat multimeter yang dipergunakan pelajarilah baik‐baik spesifikasi teknik (technical specification) alat tersebut.

Spesifikasi yang harus diperhatikan terutama adalah:

• batas ukur dan skala pada setiap besaran yang diukur: tegangan searah (DC volt),

tegangan bolak‐balik (AC volt), arus searah (DC amp, mA, μA), arus bolak‐balik (AC amp) resistansi (ohm, kilo ohm).

• sensitivitas yang dinyatakan dalam ohm‐per‐volt pada pengukuran tegangan searah dan bolak‐balik.

• Ketelitian yang dinyatakan dalam %

• Daerah frekuensi yang mampu diukur pada pengukuran tegangan bolak‐balik (misalnya antara 20 Hz sampai dengan 30 KHz).

• Batere yang diperlukan

Sebelum menggunakan alat tersebut, perlu dipelajari

• cara membaca skala

• cara melakukan “zero adjustment” (membuat jarum pada kedudukan nol)

• cara memilih batas ukur

• cara memilih terminal, yaitu mempergunakan polaritas (tanda + dan ‐) pada pengukuran tegangan dan arus searah (perlukah hal ini diperhatikan pada pengukuran tegangan bolak‐balik?)

Dalam memilih batas ukur tegangan atau arus perlu diperhatikan faktor keamanan dan ketelitian. Mulailah dari batas ukur yang cukup besar untuk keamanan alat, kemudian turunkanlah batas ukur sedikit demi sedikit. Ketelitian akan paling baik bila jarum menunjuk pada daerah dekat dengan skala maksimum.

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik 82


Pada pengukuran tegangan searah maupun bolak‐balik, perlu diperhatikan sensitivitas meter yang dinyatakan dalam ohm per volt. Sensitivitas meter sebagai pengukur tegangan bolak‐balik lebih rendah daripada sensitivitas sebagai pengukur tegangan searah.

Resistansi dalam voltmeter (dalam ohm)=batas ukur x sensitivitas

Pada pengukuran tegangan bolak‐balik perlu diperhatikan pula spesifikasi daerah frekuensi (frequency converege/range). Perlu diketahui bahwa multimeter mempunyai kemampuan yang terbatas, dan bahwa harga efektif (rms = root mean square) tegangan bolak‐balik umumnya dikalibrasi (ditera) dengan gelombang sinusoida murni bila kita ingin mengukur tegangan tegangan bolak‐balik yang mengandung tegangan searah, misalnya pada anoda suatu penguat tabung trioda atau pada kolektor suatu penguat, suatu penguat transistor, maka terminal kita hubungkan seri dengan sebuah kapasitor dengan kapasitas 0,1 mikrofarad.

Kapasitor ini akan mencegah mengalirnya arus searah, tetapi tetap dapat mengalirkan arus bolak‐balik. Pada multimeter tertentu, kadang‐kadang kapasitor ini telah terpasang didalamnya.

MULTIMETER ELEKTRONIS

Multimeter ini dapat mempunyai nama: Viltohymst, VTM + Vacuum Tube Volt Meter, Solid State Multimeter = Transistorized Multimeter. Alat ini mempunyai fungsi seperti multimeter non elektronis. Adanya rangkaian elektronis menyebabkan alat ini mempunyai beberapa kelebihan. Bacalah spesifikasi alat tersebut. Perhatikan " resistasi dalam" (input resistance, input impedance) pada pengukuran tegangan DC dan AC.

Pelajarilah: kedudukan On‐Off, cara melakukan zero adjusment, cara memilih batas ukur (range), cara mempergunakan probe dan cara membaca skala.

Multimeter/Voltmeter elektronis dapat dibagi atas dua macam yaitu tipe analog dan tipe digital. Apakah perbedaan kedua macam alat tersebut?

PENGGUNAAN MULTIMETER

MENGUKUR ARUS SEARAH

Ammeter arus searah (DC ammeter) dipergunakan untuk mengukur arus searah. Alat ukur ini dapat berupa amperemeter, milliamperemeter dan galvanometer?



Dalam mempergunakan ammeter arus searah perlu diperhatikan beberapa hal yaitu:

• Ammeter tidak boleh dipasang sejajar (paralel) dengan power supply

• Ammeter harus dipasang seri dengan rangkaian yang diukur arusnya

• Polaritas (tanda + dan ‐)

Bila kita mempunyai milliamperemeter arus searah, hendak digunakan sebagai ammeter dengan beberapa macam batas ukur, dapat dilakukan sebagai berikut:

Gambar 30 Rangkaian dasar Ammeter searah

Misalkan M adalah milliamperemeter dengan batas ukur 1 mA dan resistansi dalam = RM (lihat Gambar 30). Kita pasang suatu resistor RP paralel dengan meter M. Dari rangkaian, dapat dilakukan perhitungan berikut:

P

MMPMMPP R

RIIRIRI =→=

Arus yang diukur adalah :

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=+=+=

P

MMM

P

MMMPx R

RIIRRIIII 1

Misalkan IM adalah batas ukur meter M = 1 mA dan dipilih MP RR91

= maka arus yang

diukur adalah : MX M M

M

RI I 1 10 I 10 mA1 R9

⎡ ⎤⎢ ⎥

= + = =⎢ ⎥⎢ ⎥⎣ ⎦

Jadi dengan memilih harga RP tertentu, kita dapat mengatur besarnya arus IX yang diukur. Resistor RP disebut resistor paralel atau "shunt“ dari rangkaian ammeter.



MENGUKUR TEGANGAN SEARAH

Suatu alat ukur tegangan searah umumnya terdiri dari: meter dasar (Amperemeter) dan rangkaian tambahan untuk memperoleh hubungan antara tegangan searah yang diukur dengan arus searah yang mengalir melalui meter dasar. Meter dasar merupakan suatu alat yang bekerja (merupakan stator), dan suatu kumparan yang akan dilalui arus yang bebas bergerak dalam medan magnet tetap tersebut. Rangkaian dasar voltmeter dapat digambarkan seperti pada Gambar 31.

Gambar 31 Rangkaian dasar Voltmeter searah

Dari gambar ini dapat diperoleh:

VX = IM RS + IM RM

Dengan :

VX = tegangan yang diukur

RS = resistor seri

RM = resistansi dalam meter

M = meter dasar (berupa mA‐meter)

Bila IM adalah batas ukur meter M atau skala penuh maka RS harus dipilih sehingga VX merupakan batas ukur dari seluruh rangkaian sebagai voltmeter.

MENGUKUR TEGANGAN BOLAK‐BALIK

Multimeter untuk pengukuran tegangan bolak‐balik dapat dibedakan menjadi dua, yaitu multimeter yang True RMS dan non True RMS. True RMS dilakukan dengan beberapa cara, antara lain dengan termokopel dan DSP. Sedangkan non True RMS mengukur tegangan rata‐rata sinyal yang telah disearahkan dengan dikalikan dengan konstanta 2/(phi) atau 1/(phi) bergantung penyearahnya.

Pada dasarnya voltmeter bolak‐balik non True RMS terdiri dari: rangkaian penyearah, meter

dasar (misalnya μA‐meter searah) dan resistor seri (lihat Gambar 32).

Rangkaian



Gambar 32 Rangkaian Dasar Voltmeter Bolak‐Balik

untuk (a):

Arus searah:

)(11,1)arg(

9,0222222

2

MSMX

MS

X

MS

X

MS

X

MS

XM

FMS

XMM

RRIefektifahVatauRR

VRR

VRR

VRR

VRRR

VI

+≈+

≈+

=+

=+

≈++

=ππππ

Untuk (b)

Arus searah

)(22,2)arg(

45,02112

1

MSMX

MS

X

MS

X

MS

XM

FMS

XMM

RRIefektifahVatauRR

VRR

VRR

VRRR

VI

+≈+

≈+

=+

≈++

=ππππ

Skala multimeter sebagai voltmeter bolak‐balik umumnya ditera (dikalibrasi) untuk bentuk gelombang sinusoida murni. Dengan demikian meter akan menunjukan harga yang salah bila kita mengukur tegangan bolak‐balik bukan sinus murni

MENGUKUR RESISTANSI

Pada dasarnya pengukuran resistansi dapat dilakukan dengan menggunakan Hukum Ohm. Ada dua cara yang dapat dipilih:

1. Memompakan arus konstan pada resistor dan mengukur tegangannya (hubungan resistansi‐tegangan sebanding)

2. Memberikan tegangan pada resistor dan mengukur arusnya (hubungan resistansi‐arus berbanding terbalik)

Multimeter sederhana menggunakan cara yang kedua. Secara umum rangkaian ohmmeter cara kedua ini terdiri dari meter dasar berupa miliammeter/mikroammeter arus searah,



beberapa buah resistor dan potensiometer serta suatu sumber tegangan searah/batere. Kita mengenal dua macam ohmmeter, yaitu ohmmeter seri dan ohmmeter paralel.

Gambar 33 Rangkaian Dasar Ohmmeter

V adalah sumber tegangan searah/batere dan RM adalah resistansi dalam meter dasar M

Mula‐mula diambil RX = nol atau A‐B dihubungkan sehingga diperoleh arus melalui meter M adalah:

)1.........(......................................................................

)1.(......................................................................

21

21

aRIVRR

IRRR

VI

Mmaks

maksM

M

=++

=++

=

Pada keadaan tersebut R2 diatur agar meter M menunjukan harga maksimum. Imaks = arus skala penuh (full‐scale).

Bila diambil RX = tak terhingga atau A‐B dalam keadaan terbuka, maka diperoleh:

0=MI

Sekarang dimisalkan suatu resistor RX dipasang pada A‐B, maka arus melalui M adalah:]

)3.....(................................................................................21 XM

M RRRRVI

+++=

Sehingga:

)4......(................................................................................

)( 21

maksM

MM

X

IV

IV

RRRIVR

−=

++−=

Dalam persamaan tersebut IM = arus yang mengalir melalui meter M dan RX = resistansi yang diukur.

Kurva Kalibrasi



Dari persamaan (4) terlihat bahwa RX dapat dinyatakan dalam IM atau terdapat hubungan antara resistansi RX (yang kita ukur) dengan arus melalui meter IM. Perhatikan pula bahwa grafik hubungan antara RX dan IM disebut sebagai kurva kalibrasi. Gambar 5 menunjukan contoh bentuk kurva kalibrasi untuk suatu ohmmeter seri.

Gambar 34 Contoh Bentuk Kurva Kalibrasi Suatu Ohmmeter Seri

Dari kurva kalibrasi, terlihat bahwa skala ohmmeter merupakan skala yang tidak linier. Pada daerah dekat dengan harga nol terdapat skala yang jarang dan makin dekat dengan harga tak terhingga diperoleh skala yang makin rapat. Selain itu perlu diperhatikan bahwa skala ohmmeter seri harga nol ohm terletak di sebelah kanan pada simpangan maksimum.

Resistansi Skala Tengah Resistamsi skala tengah Rt ( = Rh = "half scale resistance") adalah harga resistansi Rt = RX yang menyebabkan jarum meter menunjuk pada pertengahan skala.

Keadaan ini sesuai dengan arus meter 2

maksM

II =

Harga Rt sangat penting karena menunjukan jarum pada daerah sekitar Rt, akan mempunyai ketelitian yang paling baik.

Mengapa?

Untuk menentukan harga Rt, dapat dilakukan perhitungan sebagai berikut:

Dari persamaan (3), arus melalui meter adalah:

XMM RRRR

VI+++

=21

Untuk RX = nol, maka



)5........(..................................................21

penuhskalamaks

MM

IIRRR

VI

=++

=

Untuk RX = Rt = Resistansi skala tengah, maka:

)6.....(............................................................)(2

2

21

21

21

XM

maks

tM

XMM

RRRRV

IRRRR

VRRRR

VI

+++=

=+++

=

+++=

Jadi: R1 +R2 +RM +Rt=2 (R1+R2+RM)

Maka: Rt = R1 +R2 + RM

RANGKAIAN DASAR OHMMETER PARALEL

Gambar 35 Rangkaian Dasar Ohmmeter Paralel

V = sumber tegangan searah/batere

RM = resistansi dalam meter M

Dalam keadaan tidak dipergunakan, saklar S harus dibuka agar batere V tidak lekas menjadi lemah. Bila ohmmeter dipergunakan, maka saklar S ditutup.

Mula‐mula diambil RX = tak terhingga atau A‐B dalam keadaan terbuka, sehingga diperoleh arus melalui M + IM. Pada keadaan ini pontensiometer R2 diatur agar arus melalui M mencapai harga maksimum (skala penuh), sehingga:



)8(............................................................21 M

maks RRRVI++

=

Kedudukan R2 jangan diubah lagi sehingga selalu terpenuhi persamaan (8) dengan demikian akan diperoleh bahwa skala dengan RX = tak terhingga terletak id sebelah kanan. Untuk RX =

nol atau A‐B dihubungsingkatkan maka tidak ada arus melalui M atau . Jadi skala

nol ohm terletak di sebelah kiri.

nolI M =

Apakah perbedaan dengan ohmmeter seri ?

Kurva Kalibrasi Bila dipasang resistansi RX pada rangkaian pada Gambar 6 maka dapat dihitung arus melalui M:

)9...(............................................................)( 2121 RR

RRRRR

VI

X

MM

M

++++=

Dari persamaan (9) dapat dibuat kurva kalibrasi yaitu grafik RX sebagai fungsi IM. Contoh bentuk kurva kalibrasi suatu ohmmeter paralel dapat dilihat pada Gambar 36.

Gambar 36 Contoh Bentuk Kurva Suatu Ohmmeter Paralel

Resistansi Skala Tengah Seperti pada ohmmeter seri, resistansi skala tengah (Rt) adalah resistansi Rt = RX yang menyebabkan jarum meter menunjuk pada pertengahan skala.

Untuk RX = Rt maka harus melalui M dapat dihitung dari persamaan (8) sebagai berikut:

)10(............................................................)(22 21 M

maksM RRR

VII++

==

Sedangkan dari persamaan (9) untuk RX = Rt diperoleh:



)11(............................................................( )2121 RR

RRRRR

VI

t

MM

M

++++=

Maka dari persamaan (10) dan (11) dapat dihitung resistansi skala penuh:

)12......(..................................................)(

21

21

RRRRRRR

M

Mt ++

+=

Perhatikan bahwa dengan rangkaian seperti pada Gambar 35 kita peroleh Rt selalu lebih kecil dari RM (lihat persamaan 12). Jadi ohmmeter paralel umumnya digunakan untuk mengukur resistansi rendah. Bandingkanlah dengan ohmmeter seri 1.

CONTOH RANGKAIAN MULTIMETER Gambar‐gambar di bawah ini menunjukan contoh rangkaian multimeter yang digambarkan secara terpisah, sebagai ammeter searah (Gambar 37), sebagai voltmeter searah (Gambar 38), sebagai voltmeter bolak‐balik (

Gambar 39), dan sebagai ohmmeter.

50

200

3000 225 2 0,475 0,025

100mA

500mA10mA

+ 10A

- 10A

pos

neg

Gambar 37 Rangkaian Ammeter Searah



Gambar 38 Rangkaian Voltmeter Searah

Gambar 39 Rangkaian Voltmeter Bolak‐Balik

MULTIMETER SEBAGAI ALAT UKUR BESARAN LAIN Dengan menggunakan prinsip pengukuran yang telah diterangkan di atas (yaitu pengukuran arus searah, tegangan bolak‐balik dan resistansi) multimeter dapat juga dipergunakan untuk mengukur besaran‐besaran (atau sifat‐sifat komponen) secara tidak langsung).

Beberapa contoh diantaranya adalah:

• mengukur polaritas dan baik buruknya dioda secara sederhana

• mengetahui baik buruknya transistor secara sederhana

• mengukur kapasitansi

• mengukur induktansi

• bila pada multimeter ditambahkan rangkaian tertentu, multimeter tersebut dapat berfungsi sebagai:

- Transistor tester



- Wattmeter

- Pengukur suhu

SPESIFIKASI MULTIMETER Yang perlu diperhatikan pada penggunaan multimeter adalah spesifikasi‐spesifikasi yang tertera pada badan multimeter. Contoh spesifikasi yang biasa tertera adalah sebagai berikut.

Gambar 11 Sensitivitas multimeter analog

Dari spesifikasi tersebut dapat diketahui besar sensitivitas multimeter analog, sehingga dapat dicari besar hambatan dalam multimeter analog pada saat pengukuran pada batas ukur tertentu. Misalnya jika menggunakan besar batas ukur 50V, hambatan dalam voltmeter analog ini adalah 1M ohm (yaitu 20K ohm/V DC * 50V).

Gambar 12 Besar input maksimum multimeter analog (kiri) dan multimeter digital (kanan)

Hal penting lainnya yang harus diperhatikan dari spesifikasi multimeter adalah besar tegangan atau arus maksimum yang dapat diukur multimeter ini. Pada contoh di atas, multimeter analog ini mampu mengukur tegangan DC sampai 1000V. Sedangkan multimeter digital di atas mampu mengukur tegangan AC dan DC sampai 600V, dengan arus tidak melebihi 400mA. Jika besar arus yang melewati multimeter ini melebihi 400mA, maka sekering (fuse) pengaman yang terdapat dalam multimeter ini akan putus.


APENDIKS F CARA MENGGUNAKAN GENERATOR SINYAL


Generator sinyal merupakan suatu alat yang menghasilkan sinyal/gelombang sinus (ada juga gelombang segi empat, gelombang segi tiga) dimana frekuensi serta amplitudanya dapat diubah‐ubah. Pada umumnya dalam melakukan praktikum Rangkaian Elektronika (Rangkaian Listrik), generator sinyal ini dipakai bersama‐sama dengan osiloskop.

Beberapa tombol/saklar pengatur yang biasanya terdapat pada generator ini adalah:

1. Saklar daya (power switch): Untuk menyalakan generator sinyal, sambungkan generator sinyal ke tegangan jala‐jala, lalu tekan saklar daya ini.

2. Pengatur Frekuensi: Tekan dan putar untuk mengatur frekuensi keluaran dalam range frekuensi yang telah dipilih.

3. Indikator frekuensi: Menunjukkan nilai frekuensi sekarang 4. Terminal output TTL/CMOS: terminal yang menghasilkan keluaran yang kompatibel

dengan TTL/CMOS 5. Duty function: Tarik dan putar tombol ini untuk mengatur duty cycle gelombang. 6. Selektor TTL/CMOS: Ketika tombol ini ditekan, terminal output TTL/CMOS akan

mengeluarkan gelombang yang kompatibel dengan TTL. Sedangkan jika tombol ini ditarik, maka besarnya tegangan kompatibel output (yang akan keluar dari terminal



output TTL/CMOS) dapat diatur antara 5‐15Vpp, sesuai besarnya tegangan yang kompatibel dengan CMOS.

7. DC Offset: Untuk memberikan offset (tegangan DC) pada sinyal +/‐ 10V. Tarik dan putar searah jarum jam untuk mendapatkan level tegangan DC positif, atau putar ke arah yang berlawanan untuk mendapatkan level tegangan DC negatif. Jika tombol ini tidak ditarik, keluaran dari generator sinyal adalah murni tegangan AC. Misalnya jika tanpa offset, sinyal yang dikeluarkan adalah sinyal dengan amplitude berkisar +2,5V dan ‐2,5V. Sedangkan jika tombol offset ini ditarik, tegangan yang dikeluarkan dapat diatur (dengan cara memutar tombol tersebut) sehingga sesuai tegangan yang diinginkan (misal berkisar +5V dan 0V).

8. Amplitude output: Putar searah jarum jam untuk mendapatkan tegangan output yang maksimal, dan kebalikannya untuk output ‐20dB. Jika tombol ditarik, maka output akan diperlemah sebesar 20dB.

9. Selektor fungsi: Tekan salah satu dari ketiga tombol ini untuk memilih bentuk gelombang output yang diinginkan

10. Terminal output utama: terminal yang mengelurakan sinyal output utama 11. Tampilan pencacah (counter display): tampilan nilai frekuensi dalam format 6x0,3" 12. Selektor range frekuensi: Tekan tombol yang relevan untuk memilih range frekuensi

yang dibutuhkan.

13. Pelemahan 20dB: tekan tombol untuk mendapat output tegangan yang diperlemah sebesar 20dB


APENDIKS G PRINSIP KERJA OSILOSKOP


BAGIANBAGIAN OSILOSKOP Osiloskop merupakan alat ukur dimana bentuk gelombang sinyal listrik yang diukur akan tergambar pada layer tabung sinar katoda. Diagram bloknya dilihat pada Gambar 11 sebagai berikut:

Gambar 40 Diagram Blok Osiloskop

Gambar 41 Gambar Tabung Sinar Katoda atau Cathodde Ray Tube (CRT)



• Elektron diemisikan (dipancarkan) dari katoda yang dipanaskan

• Tegangan kisi menentukan jumlah elektron yang dapat diteruskan (untuk meintensitaskan gambar pada layer)

• Tegangan pada anoda 1 dan 2 menentukan percepatan yang diperoleh elektron‐elektron mempunyai energi kinetik yang cukup tinggi pada saat menunbuk layer

• Kedua pelat defleksi X dan Y bersifat sebagai kapasitor yang memberikan medan listrik pada aliran elektron yang melaluinya

• Simpangan (defleksi) elektron pada layer ditentukan oleh besar tegangan yang diberikan pada kedua pelat defleksi ini

• Tegangan pada pelat defleksi Y didapat dari sinyal input Y, sehingga simpangan vertikal pada layer akan sebanding dengan tegangan sinyal input Y

• Tegangan pada pelat defleksi X didapat dari generator “time base” yang memberikan tegangan berupa gigi gergaji, mengakibatkan simpangan horizontal bergerak dari kiri ke kanan secara linier

• Pada layer tabung sinar katoda akan didapatkan gambar sesuai dengan tegangan sinyal input Y yang tergambar secara linier dari kiri ke kanan

• Lapisan phosphor pada layar osiloskop menyebabkan layar akan berpencar pada tempat‐tempat yang dikenal elektron

PENGUAT Y ( PENGUAT VERTIKAL)

• Penguat Y akan memperkuat sinyal input Y, sebelum diteruskan pada pelat defleksi Y

• Pada input penguat ini, ditambahkan peredam yang dinilai redamannya akan menentukan besar simpangan gambar pada layar

• Suatu tegangan searah (dc) ditambahkan pada sinyal input Y, untuk dapat mengatur letak gambar dalam arah vertikal



GENERATOR “TIME BASE” DAN PENGUAT X (PENGUAT HORIZONTAL)

• Generator “time base” menghasilkan tegangan “sweep” berbentuk gigi gergaji, yang dihasilkan oleh suatu multivibrator untuk diberikan pada pelat defleksi X

• Dari bentuk tegangan sweep ini dapat terlihat bahwa simpangan horizontal pada layar akan bergerak dari kiri ke kanan secara linier, kemudian dengan cepat kembali lagi ke kiri.

• Pergerakan berlangsung berulang kali sesuai dengan frekuensi dari sinyal generator time base ini

• Gambar yang diinginkan diperoleh pada layar, hanyalah yang terjadi pada saat pergerakan dari kiri ke kanan (“rise periode”)

• Gambar yang ingin diperoleh pada layar, hanyalah yang terjadi pada saat pergerakan dari kanan ke kiri (“fly back period”) harus ditiadakan, karena hanya akan mengacaukan pengamatan

• Untuk dapat memadamkan intensitas gambar selama periode “fly back” ini, maka pada kisi tabung sinar katoda diberikan sinyal “blanking”



• Sinyal “blanking” akan menghentikan aliran elektron dalam tabung katoda selama setiap perioda “fly back”

• Bila pada pelat defleksi X diberikan tegangan berupa gigi gergaji, dan pada pelat defleksi Y diberikan tegangan sesuai dengan input sinyal Y, maka pada layar akan diperoleh lintasan gambar sinyal input Y sebagai fungsi waktu

• Untuk dapat mengadakan persamaan, maka sinyal dari generator “time base”: harus dikalibrasi terhadap waktu

• penguat X memperkuat sinyal dari generator “time base” sebelum dihubungkan pada pelat defleksi X

• Suatu tegangan dc ditambahkan pada sinyal generator “time base”, untuk mengatur letak gambar dalam arah horizontal



RANGKAIAN “TRIGGER”

• Tugas utama dari rangkaian trigger adalah gambar yang diperoleh pada layar selalu diam (tidak bergerak)

• Rangkaian trigger mendapat input dari penguat Y, dan outputnya yang berupa pulsa‐pulsa, akan menjalankan generator “time base”

• Pulsa yang dihasilkan oleh rangkaian ini, selalu bersamaan dengan permulaan perioda dari sinyal input Y

• Dengan adanya pulsa “trigger” ini, maka sinyal dari generator “time base” selalu seiring dengan sinyal input Y, sehingga gambar pada layar tidak akan bergerak

STABILITAS Stabilitas gambar yang diperoleh ditentukan oleh stabilitas antara lain

• Stabilitas power supply

• Stabilitas frekuensi generator “time base”

• Stabilitas fermis setiap komponen

• Stabilitas terhadap gangguan luar

Semua faktor tersebut menentukan hasil yang diperoleh pada layar

OSILOSKOP “DUAL TRACE”

• Dengan pertolongann suatu saklar elektronik dapat diamati dua sinyal sekaligus pada layar

• Saklar elektronik ini mengatur kerja dari pre amplifier A dan B secara bergantian seiring dengan sinyal dari generator time base



• Saklar elektronik tak akan bekerja, bila hanya satu kanal saja yang dipergunakan

KALIBRATOR

• Osiloskop biasanya dilengkapi dengan suatu sinyal kalibrasi yang mempunyai bentuk tegangan serta periode tertentu

• Dengan mengamati sinyal ini pada layar, maka “time/div” dan “volt/div” osiloskop dapat dikalibrasi

PROBE DAN PEREDAM

• Kabel penghubung seringkali dapat merubah bentuk sinyal serta menyebabkan pergeseran fasa ataupun osilasi disebabkan adanya kapasitas pada kabel yang digunakan

• Jenis probe tertentu dapat digunakan di sini untuk mengkompensasikan hal tersebut

• Peredam digunakan apabila tegangan sinyal yang akan diukur jauh melampaui kemampuan dari osiloskop

SKEMA GAMBAR OSILOSKOP

Gambar 42 Tampilan Muka Osiloskop

Beberapa tombol pengatur yang penting:

• Intensitas: mengatur intensitas cahaya pada layar.

• Fokus : mengatur ketajaman gambar yang terjadi pada layar

• Horizontal dan Vertikal: mengatur kedudukan gambar dalam arah horizontal dan vertical



• Volt/Div (atau Volts/cm), ada 2 tombol yang konsentris. Tombol ditempatkan pada kedudukan maksimum ke kanan (searah dengan jarum jam) menyatakan osiloskop dalam keadaan terkalibrasi untuk pengukuran. Kedudukan tombol di luar menyatakan besar tegangan yang tergambar pada layar per kotak (per cm) dalam arah vertikal

• Time/Div (atau Time/cm), ada 2 tombol yang konsentris. Tombol di tengah pada kedudukan maksimum ke kanan (searah dengan jarum jam) menyatakan osiloskop dalam keadaan terkalibrasi untuk pengukuran. Kedudukan tombol diluar menyatakan factor pengali untuk waktu dari gambar pada layar dalam arah horizontal

• Sinkronisasi: mengatur supaya pada layar diperoleh gambar yang tidak bergerak

• Slope: mengatur saat trigger dilakukan, yaitu pada waktu sinyal naik (+) atau pada waktu sinyal turun (‐)

• Kopling: menunjukan hubungan dengan sinyal searah atau bolak‐balik

• External Trigger: Trigger dikendalikan oleh rangkaian di luar osiloskop. Pada kedudukan ini fungsi tombol “sinkronisasi”, “slope” dan “kopling” tidak dapat dipergunakan

• Internal Trigger: trigger dikendalikan oleh rangkaian di dalam osiloskop. Pada kedudukan ini fungsi tombol “simkronisasi”, “slope” dan “kopling” dapat dipergunakan.


Akuraasi Dan Presisi

Documents

Transcript of Akuraasi Dan Presisi