alat - alat ukur

download alat - alat ukur

of 15

Transcript of alat - alat ukur

Alat Alat Ukur

AKATEL Sandhy Putra Purwokerto

Muhammad Nur Kholis NasutionD311009

OSILOSKOPOsiloskop adalah alat ukur yang dapat menganalisa dan memetakan sinyal listrik

maupun frekeunsi dan bentuk bentuk gelombang dan gejala lain dalam rangkaian elektronik yang di tampilkan pada layar. Dengan Osiloskop kita dapat mengetahui berapa nilai frekuensi, periode, dan tegangan dari sinyal. Dengan sedikit penyetelan kita juga dapat mengetahui nilai beda fase antara sinyal masukan dan sinyal keluaran. Osiloskop dapat digunakan dalam pengukuran rangkaian elektronik seperti stasiun pemancar TV atau untuk memonitor frekuensi elektronik seperti pada rumah sakit. Fungsi osiloskop antara lain untuk: Mengukur besar tegangan listrik dan hubungannya terhadap waktu. Mengukur frekuensi sinyal yang berosilasi. Mengecek jalannya suatu sinyal pada sebuah rangkaian listrik. Membedakan arus AC dengan arus DC. Mengetahui noise pada sebuah rangkaian listrik.

Osiloskop terdiri dari dua bagian utama yaitu display dan panel kontrol. Dalam osiloskop terdapat tabung panjang yang disebut tabung sinar katode atau Cathode Ray Tube (CRT). Bagian-bagian pokok CRT seperti tampak pada gambar 1. 8 1 2 3 4 5 6 9 10 7

Gambar 1. Bagian-bagian pokok tabung sinar katoda Keterangan :

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Pemanas / filamen Katoda Kisi pengatur Anoda pemusat Anoda pemercepat Pelat untuk simpangan horisontal Anoda untuk simpangan vertikal Lapisan logam Berkas sinar elektron Layar fluorosensi

Pada layar terdapat garis-garis melintang secara vertikal dan horizontal yang membentuk kotak-kotak dan disebut div. Arah horizontal mewakili sumbu waktu dan garis vertikal mewakili sumbu tegangan. Panel kontrol berisi tombol-tombol yang bisa digunakan untuk menyesuaikan tampilan di layar. Hal hal yang perlu diperhatikan seblum menggunakan osiloskop agar tidak terjadi kesalahan dalam pengukuran antara lain adalah : 1. Memastikan alat yang diukur dan osiloskop ditanahkan (digroundkan).Disamping untuk keamanan hal ini juga untuk mengurangi noise dari frekuensi radio atau jala jala. 2. Memastikan probe dalam keadaan baik. 3. Kalibrasi tampilan, yang bisa dilakukan dengan panel kontrol yang ada di osiloskop.

Tombol-tombol yang terdapat di panel osiloskop antara lain : Focus : Digunakan untuk mengatur focus Intensity : Untuk mengatur kecerahan garis yang ditampilkan di layar Trace rotation : Mengatur kemiringan garis sumbu Y=0 di layar Volt/div : Mengatur berapa nilai tegangan yang diwakili oleh satu div di layar Time/div : Mengatur berapa nilai waktu yang diwakili oleh satu div di layar

Position : Untuk mengatur posisi normal sumbu X (ketika sinyal masukannya nol) AC/DC : Mengatur fungsi kapasitor kopling di terminal masukan osiloskop. Jika tombol pada posisi AC maka pada terminal masukan diberi kapasitor kopling sehingga hanya melewatkan komponen AC dari sinyal masukan. Namun jika tombol diletakkan pada posisi DC maka sinyal akan terukur dengan komponen DC-nya dikutsertakan. Ground : Digunakan untuk melihat letak posisi ground di layar. Channel 1/ 2 : Memilih saluran / kanal yang digunakan.

Dalam pengkalibrasian yang pertama kali harus muncul di layar adalah garis lurus mendatar jika tidak ada sinyal masukan. Yang perlu disetel adalah fokus, intensitas, kemiringan, x position, dan y position. Dengan menggunakan tegangan referensi yang terdapat di osiloskop maka kita bisa melakukan pengkalibrasian sederhana. Ada dua tegangan referensi yang bisa dijadikan acuan yaitu tegangan persegi 2 Vpp dan 0.2 Vpp dengan frekuensi 1 KHz. Setelah probe dikalibrasi maka dengan menempelkan probe pada terminal tegangan acuan maka akan muncul tegangan persegi pada layar. Jika yang dijadikan acuan adalah tegangan 2 Vpp maka pada posisi 1 volt/div ( satu kotak vertikal mewakili tegangan 1 volt) harus terdapat nilai tegangan dari puncak ke puncak sebanyak dua kotak dan untuk time/div 1 ms/div ( satu kotak horizontal mewakili waktu 1 ms ) harus terdapat satu gelombang untuk satu kotak. Jika masih belum tepat maka perlu disetel dengan potensio yang terdapat di tengah-tengah knob pengganti Volt/div dan time/div. Atau kalau pada gambar osiloskop diatas berupa potensio dengan label "var". Skema Kerja Osiloskop

Saat kita mengkoneksikan probe ke sebuah rangkaian, Sinyal tegangan mengalir dari probe menuju ke pengaturan vertikal dari sebuah sistem osiloskop [ Vertical System ] ( Lihat Skema ), Sebuah Attenuator akan melemahkan sinyal tegangan masukan sedangkan Amplifier akan menguatkan sinyal tegangan masukan. Pengaturan ini ditentukan oleh kita saat menggerakkan kenop "Volt/Div" pada user interface Osiloskop. Tegangan yang keluar dari sistem vertikal lalu diteruskan menuju Pelat Defleksi vertikal pada sebuah CRT, sinyal tegangan yang dimasukkan ke pelat ini nantinya akan digunakan oleh CRT untuk menggerakkan Berkas2 elektron SECARA BIDANG VERTIKAL SAJA ( Ke atas atau ke bawah ) Sampai Point ini dapat kita simpulkan bahwa Vertical System pada osiloskop analog ada untuk mengatur penampakan Amplitudo dari sinyal yang diamati. Lalu Sinyal masuk ke dalam Pelat defleksi vertikal. Sinyal tegangan yang teraplikasikan disini menyebabkan berkas berkas elektron Bergerak. Tegangan positif mengakibatkan berkas elektron bergerak keatas, sedangkan tegangan negatif menyebabkan elektron terdorong kebawah Sinyal Yang keluar dari Vertikal Sytem tadi juga diarahkan ke Trigger System untuk memicu sweep generator dalam menciptakan apa yang disebut dengan "Horizontal Sweep" [ pergerakan elektron secara sweep dalam dimensi horizontal, atau dengan kata lain adalah sebuah ungkapan untuk aksi yang menyebabkan elektron untuk bergerak menyebrangi layar dalam suatu interval waktu tertentu, pergerakan yang super cepat dari elektron yang dapat mencapai 500,000 kali per detik inilah yang menyebabkan elektron tampak seperti garis pada layar Pengaturan berapa kali elektron bergerak menyebrangi layar inilah yang dapat kita anggap sebagai pengaturan Periode / Frekuensi yang tampak pada layar, bentuk konkretnya adalah saat kita menggerakkan kenop Time/Div pada Osiloskop. Bersama, pengaturan bidang vertikal dan horizontal ahirnya dapat merepresentasikan sinyal tegangan yang diamati kedalam bentuk grafik yang kita kenal sampai saat ini.

MULTIMETERAda dua kategori multimeter: multimeter digital atau DMM (digital multi-meter) (untuk yang baru dan lebih akurat hasil pengukurannya), dan multimeter analog. Masing-masing kategori dapat mengukur listrik AC, maupun listrik DC. Fungsi Multimeter 1. 2. 3. 4. 5. 6. Amperemeter AC dan DC Voltmeter AC dan DC Ohmmetere Penguji Dioda Penguji Transistor Pengukur Kapasitansi

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. Agar Multimeter dapat berfungsi secara optimal perhatikanlah spesifikasi teknik (technical specification) alat tersebut, yaitu : Batas ukur dan skala pada setiap besaran yang diukur: tegangan searah (DC volt), tegangan bolak-balik (AC volt), arus searah (DC amp, mA, mA), 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 bolakbalik

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 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 diantaranya lebih sensitive.

SPECTRUM ANALYZER

Spectrum Analyzer memiliki fungsi utama untuk mengukur signal transmisi, menyediakan plot atau jejak sinyal amplitude terhadap frekuensi. Sehinggal dalam dunia komunikasi satelit spectrum analyzer digunakan untuk pointing antenna (mengarahkan antena ke satelit yang akan digunakan). Karena pada spectrum analyzer kita dapat melihat pola sinyal yang diterima oleh karena itu dapat dijadikan acuan dalam mengarahkan ke satelit yang akan digunakan. Yaitu dengan memanfaatkan signal beacon untuk membedakan satelit yang satu sama lain. Selain fungsi utama yang telah disbutkan diatas, Spectrum Analayzer juga berfungsi untuk melakukan test peforma dan quality control alat alat transmisi satelit. Cara penggunaan Spectrum Analzer 1. Setup center frekuensi yang akan dimonitor 2. Atur span atau lebar bandwidth yang di monitor 3. Perhatikan log/scale (skala kerapatan, hal ini menentukan ukuran tiap balok dalam satuan dB) Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam penggunaan maupun perawatan Spectrum Analyzer

1. Tidak boleh ada tegangan masuk pada input signal RF (max : 0 Volt) 2. Parameter yang di setup harus sesuai dengan criteria signal yang akan di amati 3. Jauhkan dari api dan zat zat kimia 4. Lakukan kalibrasi sebelum melakukan pengukuran

TACHOMETERParameter yang sering digunakan untuk mengukur kecepatan secara continue, misalnya magnetic pick up atau tachogenerator dan yang paling sederhana adalah proximity switch dan pulsa meter. Tachometer adalah suatu alat yang mampu mengukur kecepatan putaran dari poros, seperti yang terdapat pada motor atau lainnya. Pada umumnya tachometer ini menampilkan rotation per minute (RPM).

Prinsip kerja tachometer Tachometer memiliki sensor ultrasonic yang mempunyai frekuensi 40 Khz, besarnya frekuensi ditentukan oleh komponen Kristal. Saat gelombang ultrasonic dikirimkan oleh transmitter , receiver menerima gelombang yang dipantukan oleh benda tersebut kemudiantransducer mengubah signal ultrasonic menjadi signal sinus. Sinyal sinus tersebut diperkuat oleg rangkaian penguat operasional yang fungsi utama sebagai penguat sinyal pertama yang diterima oleh receiver ultrasonik dan untuk menghentikan timer/counter dalam mikrokontroller.

Jembatan wheatstoneMetode jembatan Wheatstone dapat di gunakan untuk mengukur hambatan listrik. Cara ini tidak memerlukan alat ukur voltmeter dan amperemater,cukup

satu Galvanometer untuk melihat apakah ada arus listrik yang melalui suatu rangkaian. Jembatan Wheatstone juga berfungsi untuk mengukur nilai hambatan jerat suatu rangklain listrik.

C

Ra

RX

GRSS

D

Keterangan Gambar S : G : E : Rs : Ra dan Rb : Rx :

: Saklar penghubung Galvanometer Sumber tegangan arus Hambatan geser Hambatan yang sudah di ketahui nilainya. Hambatan yang akan di tentukan nilainya.

Saat saklar S di tutup,maka arus akan melewati rangkaian.Jika jarum Galvanometer menyimpang artinya ada arus yang melewatinya,yaitu antara titik C dan D ada beda potensial.Dengan mengatur besarnya Ra dan Rb juga hambatan geser Rs akan dapat di capai galvanometer G tak teraliri arus,artinya tak ada beda potensial antara titik C dan D.

Clamp meterSalah satu bentuk perawatan berkala kabel adalah dengan mengukur arus yang melewati kabel tersebut. Hanya saja dalam pengukuran arus dengan teknik konvensional, mengharuskan kita untuk memotong atau mengupas kabel tersebut, akan tetapi cara ini tidak bisa diterapkan pada semua system.

Salah satu metode yang dapat dilakukan adalah menggunakan clamp meter. Caranya adalah dengan memasukkan kabel yang akan diukur arusnya ke dalam sebuah kumparan. Pengukuran dengan metode ini menggunakan prinsip hukum Faraday yang mengatakan bahwa perubahan fluks magnet dalam sebuah kumparan akan menimbulkan arus yang mengalir pada kumparan itu. Semakin banyak jumlah lilitan, maka semakin besar pula tegangan yang dapat diukur. Tegangan yang diukur itu dalam satuan mili volt. Akan tetapi Clamp meter di batasi hanya bisa mengukur arus AC saja dengan range 1mA 1,999A. Clampmeter termasuk alat ukur class 1,5 yang artinya dapat dipergunakan pada laboratorium dengan untuk pengukuran yang tidak terlalu tinggi tingkat ketelitiannya. Clamp adalah kumparan yang terbuat kawat tembaga berdiameter 0.2 dengan jumlah lilitan bervariasi. Tegangan yang dihasilkan dari clamp tidak bisa langsung digunakan untuk itulah diperlukan rangkaian buffer untuk mencegah adanya drop tegangan. Keluaran dari rangkaian buffer ini sama dengan keluaran dari clamp hanya saja masi terlalu kecil untuk diproses oleh diode. Sehingga sebelum masuk ke diode diproses terlebih dulu oleh rangkaian amplifier untuk menaikkan tegangan. Keluaran dari amplifier ini masih sinyal AC sehingga belum bisa proses oleh ICL 1707 (sebuah ADC yang keluarannya bisa langsung di tampilkan ke 3 7-segment) karena IC ini hanya bisa menerima sinyal DC. Untuk itu diperukan rangkaian penyearah untuk mengubah sinyal menjadi DC. Rangkaian yang digunakan adalah rangkaian precission redtifier, untuk menghindari adanya drop tegangan pada diode. Kemudian hasil pengukuran ditampilkan di 7-segment.

Function Generator

Function generator adalah suatu alat yang dapat menghasilkan sinyal/gelombang dimana frekuensi dan amplitudenya bisa diubah-ubah. Biasanya alat ini digunakan bersama sama dengan Osiloskop. Function generator dapat menghasilkan sinyal dalam bentuk sinus, segitiga, dan kotak dengan tegangan pucak ke puncak mulai dari 0 20 Vpp. Frekuensi juga bisa diubah ubah mulai dari 0 22 Khz. Pada beberapa jenis, alat ini memiliki display berupa 7-segment untuk menampilkan frekuensi yang sedang kita gunakan sehingga lebih mudah untuk mengaturnya sesuai dengan kebutuhan kita. Cara penggunaan, atur factor pengali sesuai dengan kebutuhan lalu putar frekuensi dan amplitude untuk mendapatkan hasil yang diinginkan.

Beberapa tombol yang sering digunakan dalam pengoprasian fuction generator : 1. Saklar daya : untuk menyalakan function generator

2. Pengatur Frekuensi : untuk mangatur frekuensi keluaran dalam range frekuensi yang telah dipilih 3. Indikator Frekuensi : menunjukkan nilai frekuensi sekarang

4. Selektor TTL/CMOS : ketika di tekan, akan mengeluarkan gelombang yang kompetible dengan TTL. Sedangkan ketika tombol ini ditarik, besarnya tegangan output yang keluar dari terminal TTL/CMOS dapat diaatur antara 5 15 Vpp, sesuai besarnya tegangan yang kompetible dengan CMOS. 5. DC Offset : untuk memberikan tegangan offset (DC) pada sinya +/10 V. tarik dan putar searah jarum jam untuk mendapatkan tegangan DC Positif, tarik dan putar berlawanan arah jarum jam untuk mendapatkan tegangan DC Negatif. Namun jika tombol ini tidak ditarik keluarannya adalah tegangan AC murni. 6. Amplitude Output : putar tegangan output maksimal. searah jarum jam untuk menghasilkan

7. Duty function duty cycle gelombang.

:

Tarik dan putar tombol ini untuk mengatur

8. Terminal Output TTL/CMOS : terminal yang menghasilkan keluaran yang compatible dengan TTL / CMOS 9. Selektor Fungsi 10.Terminal Otput : untuk memilih bentuk gelombang output : terminal untuk output utama

11.Tampilan pencacah (Counter Display) : tampilan nilai frekuensi dalam format 6 x 0.3 12.Selector range frekuensi 13.Pelemahan 20 dB 20 dB : tombol untuk memilih range frekuensi : tombol untuk memperlemah tegangan

Global positioning system (GPS)GPS adalah suatu alat atau suatu system navigasi yang dapat menginformasikan posisi si pengguna ataupun sesuatu yang dituju atau dicari oleh si pengguna di muka Bumi ini. System navigasi ini berdasarkan satellite dan dikembangkan oleh DoD (Department of Defense), Amerika. Untuk mengetahui posisi maka diperlukan alat yang bernama GPS Reciever yang berfungsi menerima sinyal dari satellite GPS. Posisi itu kemudia diubah menjadi titik kordinat lintang dan bujur yang dikenal dengan way-point.

Sistem Satellite GPS Untuk menginformasikan posisi dari user, 24 satellite yang mengorbit sekitar 12.000 mil diatas kita dengan kecepatan 7.000 mil per jam. Satellite GPS berkekuatan sinar matahari dan memiliki batrai cadanga jika suatu saat tidak ada energy matahari (gerhana matahari) dan memiliki roket penguat kecil agar satellite mengorbit sesuai dengan orbitnya. Di Bumi terdapat stasiun stasiun pengendali di Hawaii, Ascension Islan, Diego Garcia, Kwajalein dan Colorado Spring untuk selalu memonitor posisi orbit satellite setiap jam agar selalu berada pada orbitnya, sehingga data yang dikirimkan ke receiver tepat dan akurat. Cara Keja GPS Setiap daerah dipermukaan Bumi minimal terjangkau 3-4 satellite. GPS yang terbaru bisa menerima 14 channel satellite sekaligus. Semakin banyak satellite yang dijangkau oleh GPS maka hasil yang didapat semakin akurat. 5 langkah kerja GPS : 1. Menggunakan perhitungan Triangulation dari satellite 2. Untuk perhitungan Triangulation, GPS mengukur jarak menggunakan travel time sinya radio

3. Untuk mengukur travel time, GPS memerlukan memerlukan akurasi waktu yang tinggi 4. Untuk perhitungan jarak, kita harus tahu dengan pasti posisi satelit dan ketingian pada orbitnya 5. Terakhir harus menggoreksi delay sinyal waktu perjalanan di atmosfer sampai diterima reciever.

GPS mengambil informasi dengan dengan melakukan perhitungan triangulation untuk menentukan lokasi user dengan tepat. GPS membandingkan waktu sinyal dikirim dan diterima sehingga diperoleh jarak satellite. Dengan perhitungan jarak jarak GPS Reciever dapat menghitung dan menentukan posisi si user dan menampilkannya dalam peta elektronik. GPS Reciever harus mengunci minimal 3 satelite untuk menghitung posisi 2 D ( latitude dan

longtitude) dan 4 satelite untuk menghitung posisi 3 D (latitude, longtitude, dan altitude). Setelah posisi user ditentukan GPS dapat menentukan kecepatan, arah yang dituju, jalur, tujuan perjalanan, jarak tujuan, matahari terbit dan matahari terbenam dan masih banyak lagi. Sinyal yang dikirim dari satellite ke GPS disebut travel time dan sering juga disebut TOA (Time Of Arrival), dengan ini dapat diperoleh jarak satellite dengan GPS. Setiap sinyal yang dikirimkan berisi informasi yang sangat detail (waktu, orbit satellite, hambatan atmosfer). Waktu yang diberikan merupakan waktu dengan satuan yang paling presisi karena satellite menggunakan jam atom.

Beda GPS dengan A-GPS Agar GPS dapat menerima sinyal dengan baik, perangkat harus berada diluar ruangan. Bahkan kekuatan sinyal bisa berkurang ketika user berada dibawah pohon atau disamping gedung poencakar langit atau di dalam kendaraan. Itulah kelemahan dari GPS. Untuk mengatasi masalh itu dilakukan perbaikan dan diberi nama A-GPS (Assisted-GPS). Untuk menentukan posisi yang tepat ada sebuah server pembantu 9 (Assistance server). Server ini memiliki satelit dengan sinyal yang sangat baik dan mampu melakukan perhitungan yang rumit untuk menentukan posisi handphone karena server menyajikan data dari satelit GPS sehingga, handphone terhubung dengan satelit kemudian menentukan lokasi handphone. Karena sinyal handphone bisa menembus ruangan, dalam pencarian posisi AGPS ,mengambil alih tugas GPS yang tertanam pada handphone.

Satellite meterSatellite meter berfungsi untuk mencari lokasi satellite sehingga lebih mudah dalam pengerjaan pointing antenna alat alat komunikasi yang berbasis satellite. Pada beberapa jenis terbaru, satellite meter juga dapat menampilkan data yang ditansmisikan melalui satellite dengan memeliki frekuensi dan channel yang tepat. Contohnya kita dapat menonton tv melalui satellite meter.

Referensi 1. http://aryutomo.wordpress.com/2011/02/10/function-generator/ 2. http://hendrakus.blogspot.com/2009/05/beda-gps-dengan-gps.html 3. http://adityawirawan.net/2008/01/18/apa-itu-gps/ 4. http://ionozer.blogspot.com/2010/12/jembatan-wheatstone.html

5. http://ocw.gunadarma.ac.id/course/computer-science-andinformation/computer-system-s1/listrik-magnet/jembatan-wheatstone 6. http://id.wikipedia.org/wiki/Multimeter 7. http://labdasar.ee.itb.ac.id/lab/Kuliah/Percobaan%201a.pdf 8. http://www.gudangmateri.com/2010/04/osiloskop-besertaspesifikasinya.html 9. http://www.sentra-edukasi.com/2009/06/materi-elektro-osiloskoposcilloscope.html 10.http://attarisk.files.wordpress.com/2008/02/osiloskop-l4.doc 11.http://literature.agilent.com/litweb/pdf/5965-7920E.pdf 12.http://nurjai.wordpress.com/2009/06/08/spectrum-analyzer/ 13.http://bayupancoro.wordpress.com/2009/01/05/tachometer-rpm-meter/ 14.http://elektronika-elektronika.blogspot.com/2007/07/tachometer-denganultrasonik-berbasis.html 15.http://www.tele-satelit-id.com/TELE-satellite-1005/bid/satfinder.pdf