LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKANama NPM Fak/Prog.Studi Kawan kerja : Muhammad Avicenna Naradipa : 1106065823 : MIPA/Fisika : Bagus Hermawan Putranto

No & Nama Percobaan : Modul 1 - Menguji Komponen dan Menggunakan Alat Ukur Minggu Percobaan Tanggal Percobaan Kelompok : Pekan ke-1 : 30 Maret 2012 :1

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DEPARTEMEN FISIKA UNIVERSITAS INDONESIA 2012 MODUL 1 MENGUJI KOMPONEN DAN MENGGUNAKAN ALAT UKUR

A. TUJUAN1. 2. Mahasiswa dapat menggunakan alat ukur Multimeter dan Osiloskop dengan baik. Mahasiswa dapat menguji/mengetes kondisi suatu komponen elektronika.

B. TEORI DASARMultimeter adalah alat ukur elektronika yang dipakai untuk menguji atau mengukur suatu komponen, mengetahui kedudukan kaki-kaki komponen, dan besar nilai komponen yang diukur. Multimeter memiliki bagian-bagian penting, diantaranya adalah : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Papan skala Jarum penunjuk skala Pengatur jarum skala Tombol pengatur nol Ohm Batas ukur ohm meter Batas ukur DC Volt (DCV) Batas ukur AC Volt (ACV) Batas ukur Ampere meter DC (DCmA) Lubang positif (+)

10. Lubang negatif (-) 11. Skalar pemilih (tidak terlihat)

Menggunakan Multimeter Keterampilan dan kesesuain penggunaan alat ukur akan menentukan keberhasilan dan ketepatan pengukuran. Berikut ini beberapa ketentuan untuk menggunakan multimeter : 1. Voltmeter a) Penggunannya di pasang paralel dengan komponen yang akan diukur tegangannya. b) Perhatikan jenis tegangannya, AC atau DC. c) Bila tidak diketahui daerah tegangan yang akan diukur, gunakan batas ukuran yang terbesar dan gunakan voltmeter yang memiliki impedansi input tinggi.

2.

Amperemeter a) Penggunannya dipasang secara seri pada jalur yang akan diukur arusnya. b) Bila tidak diketahui daerah kerja arus yang akan mengalir, gunakan daerah pengukuran yang terbesar dari amperemeter yang digunakan.

3.

Ohmmeter Untuk mengukur nilai hambatan, nolkan dahulu titik awal pengukuran dengan cara menghubungkan probe kutub + dan - , lalu atur jarum penunjuk agar tepat di titik nol.

4.

Menguji Transistor Pada transistor biasanya letak kaki kolektor di pinggir dan diberi tanda suati titik atau lingkaran kecil. Sedangkan kaki bias biasanya terletak diantara kolektor dan emitor.

a. i. ii. iii.

Transistor PNP Saklar pemilih pada multimeter harus menunjuk pada ohmmeter Praktikan harus memastikan kaki kolektor, basis, dan emitornya Tempelkan probe (pencolok) positif (berwarna merah) pada basis dan probe negatif (berwarna hitam) pada emitor. Jika jarum bergerak, pindahkan probe negatif pada kolektor. Jika pada kedua pengukuran di atas jarum bergerak, maka transistor dalam keadaan baik. Sedangkan bila pada salah satu pengukuran jarum tidak bergerak, maka transistor dalam keadaan rusak.

Gambar 1. Skema Transistor PNP

b. i.

Transistor NPN Tempelkan probe negatif pada basis dan probe positif pada kolektor. Jika jarum bergerak, maka transistor dalam keadaan baik. Sedangkan bila pada salah satu (kedua) pengukuran jarumtidak bergerak, maka transistor dalam keadaan rusak.

Gambar 2. Skema transistor NPN

5.

Menguji Resistor Resistor atau Tahanan dapat putus akibat pemakaian atau umur. Bila resistor putus, maka rangkaian elektronika yang kita buat tidak akan bisa bekerja atau pun mengalami cacat. Putar skalar pemilih pada posisi ohmmeter Tempelkan masing-masing probe pada ujung-ujung resistor. Tangan praktikan jangan sampai menyentuh kedua ujung kawat resistor (salah satu ujung resistor boleh tersentuh asal tidak keduanya) Jika jarum bergerak maka resistor baik, jika jarum penunjuk tidak begerak berarti resistor putus.

Gambar 3. Sebuah resistor dengan 3 kode warna

6.

Menguji Kondensator Elco Sebelum dipasang pada rangkaian kapasitor harus diuji dahulu keadaannya atau ketika membeli di toko, anda harus mematiskan bahwa elco tersebut dalam keadaan baik. Cara mengujinya adalah sebagai berikut : Putar saklar pemilih pada posisi ohm meter Perhatikan tanda negatif atau positif yang ada pada badan elco dan lurus pada salah satu kaki Tempelkan probe negatif pada kaki posistif (+) dan probe positif pada kaki negatif (-). Perhatikan gerakan jarum penunjuk. Jika jarum bergerak ke kanan kemudian kembali ke kiri berarti kondensator elco baik Jika jarum bergerak ke kanan kemudian tidak kembali ke kiri (berhenti) berarti kondensator bocor Jika jarum tak bergerak sama sekali berarti kondensator elco putus

Gambar 4. Beberapa contoh kondensator elco

7.

Menguji Dioda Putar sklar pemilih pada posisi ohm meter Tempelkan probe positif pada kutub katoda dan tempelkan probe negatif pada kutub anoda. Perhatikan jarum penunjuk, jika bergerak berarti dioda baik. Sedangkan jika diam berarti putus. Selanjutnya dibalik, tempelkan probe negatif pada kutub katoda dan tempelkan probe positif pada kutub anoda. Perhatika jarum penunjuk, jika jarum dian berarti dioda baik. Sedangkan jika bergerak berarti dioda rusak.

Gambar 5. Contoh beberapa dioda

Menggunakan Osiloskop Osiloskop dapat mengukur tegangan AC dan DC serta memperlihatkan bentuk gelombangnya. Sebelum menggunakan osiloskop adalah penting untuk mengkalibrasi osiloskop.

Gambar 6. Osiloskop manual Cara mengkalibrasi osiloskop adalah sebagai berikut : Hidupkan osiloskop Atur fokus dan tingkat kecerahan gambar pada osiloskop Pasang kabel pengukur pada osiloskop (bisa pada chanel X atau Y) Atur COUPLING pada posisi AC Tempelkan kabel pengukur negatif/ground (berwarna hitam) pada ground yang terdapat di osiloskop Tempelkan kabel pengukur positif (biasanya berwarna merah) pada tempat untuk mengkalibrasi yang ada pada osiloskop Putar skala pemilih Variable VOLT/DIV pada 0,5 V Putar skala pemilih Variable SWEEP TIME/DIV pada 0,5 ms Aturlah agar gelombang kotak muncul yang muncul dimonitor sama dengan garis-garis kotak yang ada pada layar monitor osiloskop dengan menggerak-gerakan tombol merah atau kuning yang ada pada saklar pemilih Variabel VOLT/DIV dan SWEEP TIME/DIV sehingga gelombang kotak yang ada sebesar 0,5 Vp-p

Menggunakan Sinyal Generator Sinyal generator dapat menghasilkan sinyal yang berupa tegangan DC ataupun tegangan AC yang frekuensi dan amplitudonya dapat kita atur. Bagian yang menghasilkan tegangan DC dinamakan DC POWER. Keluaran terdiri dari +5V, -5V, 0~ +15V dan 0~ -15V. Pada bagian yang menghasilkan sinyal AC dinamakan FUNCTION GENERATOR. Pada bagian ini, tombol frequency berguna untuk mengatur frekuensi sinyal keluaran. Sedangkan tombol amplitude berguna untuk mengatur amplitudo sinyal keluaran. Sinyal keluaran dapat diatur apakah sinyal kotak, segitiga, atau sinyal yang berbentuk sinusoidal melalui tombol function.

C. PERALATAN1) Multimeter 2) Osiloskop 3) Signal Generator 4) Protoboard 5) Transistor 6) Kapasitor Elektrolit 7) Resistor 8) Dioda 9) Kawat Penghubung

D. PROSEDUR PERCOBAAN1. Mengukur arus dan tegangan pada rangkaian a) b) Menyusun rangkaian seperti gambar dibawah ini Sebelumnya diujil terlebih dahulu komponen yang digunakan dan dicatat nilai dari hasil pengukuran tersebut c) d) e) Diberilah tegangan batere E (DC) sebesar 4V, 6V, 10V, dan 12V Diukur VA, VB, VC, VAB, VBC, IAB, IBC-RI, dan IBC-R2 dengan menggunakan multimeter Mengganti tegangan dengan sumber gelombang (generator fungsi), bentuk gelombang sinus dengan tegangan 6 VPP dan 12 VPP f) Mengukur VA, VB, VC, VAB, dan VBC dengan menggunakan osiloskop dan gambarkan hasilnya

2.

Percobaan Thevenin a) b) c) d) e) Menyusun rangkaian seperti pada gambar dibawah ini Sebelumnya menguji terlebih dahulu komponen yang digunakan Memberi tegangan batere E (DC) sebesar 4V, 6V, 10V, dan 12V Mengukur VR1 sampai dengan VR11 dengan menggunakan multimeter Diukur arus yang mengalir melalui R2, R4, R6, R8, R10, R11, dan R12 dengan menggunakan multimeter

E. TUGAS PENDAHULUAN1. Perhatikan gambar 1.2. Dengan menggunakan analisis teori rangkaian, lengkapi tabel berikut ini ! Sertakan pula penurunannya !

Ebatere 4 VDC 6 VDC 10 VDC 12 VDC 6 VPP AC 12 VPP AC

VA 4 6 10 12 0.003m 0.005m

VB 3.514 5.491 9.462 11.453 0.747 1.677

VC 0 0 0 0 0 0

VAB 0.486 0.509 0.538 0.547 0.747 1.677

VBC 3.514 5.491 9.462 11.453 0.747 1.677

VAC 4 6 10 12 0.003m 0.005m

IA 0.387 0.604 1.042 1.259 0.082 0.185

IR1 0.351 0.549 0.945 1.144 0.075 0.168

IR2 0.035 0.055 0.094 0.114 0.007 0.017

Keterangan: Tegangan dalam Volt dan Arus dalam miliampere. Data diambil dari Multisim 11.0 Penghitungan melalui analisis rangkaian:

2. Perhatikan Gambar 1.3. Dengan menggunakan analisis teori rangkaian, lengkapi tabel berikut ini ! Sertakan pula penurunannya !

Pada rangkaian diatas, digunakan R1,2,12 = 10k OhmEbatere 4 VDC 6 VDC 10 VDC 12 VDC R1 0.403 0.604 1.007 1.208 R2 0.403 0.604 1.007 1.208 R3 0.403 0.604 1.007 1.208 R4 1.208 1.812 3.020 3.624 R5 0.430 0.644 1.074 1.289 Tegangan R6 R7 0.430 0.107 0.644 0.161 1.074 0.268 1.289 0.322 R8 0.107 0.161 0.268 0.322 R9 0.107 0.161 0.268 0.322 R10 0.322 0.483 0.805 0.966 R11 1.181 1.772 2.953 3.544 R12 1.611 2.416 4.027 4.832

Ebatere 4 VDC 6 VDC 10 VDC 12 VDC

R2 0.040 0.060 0.101 0.121

R4 0.120 0.180 0.300 0.361

R6 0.043 0.064 0.107 0.128

Arus R8 0.011 0.016 0.027 0.033

R10 0.032 0.048 0.081 0.097

R11 0.118 0.177 0.296 0.354

R12 0.161 0.242 0.403 0.484

Keterangan: Arus dalam mA dan tegangan dalam Volt. Data diambil dari Multisim 11.0 Penghitungan melalui analisis rangkaian: Rangkaian awal diagramnya ialah seperti gambar diatas. Karena R1,2,12 = 10k Ohm, maka kita bisa menyusun untuk mempermudah penghitungan denga cara thevenin.

Ini juga berlaku untuk R7,8,9,10. Sehingga didapat juga dari nilai R (10k Ohm). Rangkaian akan berubah menjadi:

Pada akhirnya mendapatkan rangkaian seperti ini:

Sehingga, total R = 24.833 K Ohm

Percobaan menggunakan Multisim

Percobaan 1: Arus DC 12V

Arus AC 6V

Percobaan 2: Mencari tegangan di setiap R

Mencari arus di setiap R

F. Tugas AkhirAnalisis data dan hasil Dari percobaan pada modul 1, kami bisa mendapatkan nilai-nilai yang diperlukan untuk mengisi tabel pada format percobaan. Jika dibandingkan dengan hasil di simulator multisim, tidak ada perbedaan yang cukup besar, namun ada sedikit. Perbedaan tersebut cukup kecil, sehingga bisa dibulatkan dan nilai yang didapatkan sama dengan percobaan pada multisim dan analisis rangkaian yang telah dikerjakan. Berikut adalah hasil dari percobaan yang telah dilakukan: Ebatere 4 VDC 6 VDC 10 VDC 12 VDC 6 VPP AC 12 VPP AC VA 3,8 5,8 9,8 11,8 6 12 VB 3,2 5,2 9,2 11,2 2 2 VC 0 0 0 0 0 0 VAB 0,55 0,55 0,55 0,55 4 4 VBC 3,2 5,2 9,2 9,2 6 12 VAC 3,8 5,8 9,8 11,8 0.003m 0.005m IA 0,50 0,60 1,15 1,40 0,0030 0,0035 IR1 0,30 0,55 1,05 1,25 0,0030 0,0035 IR2 0,03 0,05 0,105 0,125 0,00003 0,000035

Mari kita lihat kembali hasil simulasi pada multisim: Ebatere 4 VDC 6 VDC 10 VDC 12 VDC 6 VPP AC 12 VPP AC VA 4 6 10 12 0.003m 0.005m VB 3,514 5,491 9,462 11,453 0,747 1,677 VC 0 0 0 0 0 0 VAB 0,486 0,509 0,538 0,547 0,747 1,677 VBC 3,514 5,491 9,462 11,453 0,747 1,677 VAC 4 6 10 12 0.003m 0.005m IA 0,387 0,604 1,042 1,259 0,082 0,185 IR1 0,351 0,549 0,945 1,144 0,075 0,168 IR2 0,035 0,055 0,094 0,114 0,007 0,017

Jika kita perhatikan, nilai untuk semua tegangan DC yang dicoba mirip dengan yang ada di multisim. Misal, pada 4 VDC hasil tegangan VA yang terukur adalah 3,8 pada praktikum dan 4 pada multisim. Menurut teori rangkaian, seharusnya nilai VA adalah 4, namun karena analisis rangkaian mengasumsikan semua alat bekerja dengan benar dan secara ideal, maka hasil praktikum sebenarnya tidak sama persis dengan yang telah dihitung. Beberapa hal yang mungkin terjadi adalah pemilihan dioda yang kurang tepat, dioda yang tidak bekerja, alat yang tidak bekerja dengan baik, dan kesalahan pembacaan multimeter oleh pengamat. Selain itu, dari kedua tabel diatas kita dapat melihat bahwa nilai dari multisim sangat berbeda dengan hasil praktikum. Hal ini disebabkan oleh beberapa alasan, pertama, pada praktikum osiloskop yang kami gunakan tidak berfungsi dengan baik. Saat mengukur VA osiloskop dapat menunjukkan gelombang yang dihasilkan, namun, untuk mencari VB tidak terlihat gambar yang jelas, sehingga kami tidak dapat menyimpulkan bentuknya seperti apa. Alasan kedua ialah pada saat percobaan multisim, nilai yang didapatkan ialah dari indikator voltmeter dan ammeter yang disetting

untuk digunakan pada DC, sehingga nilai yang keluar sangat berbeda dengan nilai praktikum. Kesalahan ini karena kami masih belum mengerti bagaimana cara membuat rangkaian dengan simulator tersebut. Meskipun kami berhasil mendapatkan beberapa gambar dari osiloskop sehingga dapat mengisi beberapa kolom pada tabel:

Gambar berikut menunjukkan tegangan 12 VPP AC yang kami gunakan pada saat praktikum

Gambar berikut menunjukkan tegangan 12 VPP AC setelah melewati dioda (perhatikan tidak ada arus balik, karena dioda tidak bekerja dari katoda ke anoda)

Untuk percobaan kedua, kami tidak dapat mengambil data karena waktu yang tersisa tinggal sedikit sekali (pukul 17:00 kami belum selesai membuat rangkaian) sehingga data yang kami dapatkan hanya data dari analisis rangkaian dan multisim. Pada percobaan, kami ingin menggunakan hambatan sebesar 10K, namun ternyata yang seharusnya digunakan ialah 1K. Data multisim yang ada pada tugas pendahuluan menggunakan hambatan sebesar 10K, sehingga apabila data dari percobaan kita dapatkan nilainya pasti berbeda dengan nilai yang ada pada multisim.

Kesimpulan Kesimpulan yang dapat diambil adalah: Data hasil praktikum tidak menunjukkan perbedaan hasil yang signifikan dengan percobaan pada multisim, namun perbedaan muncul pada tegangan VPP AC karena percobaan yang salah pada multisim dan alat osiloskop yang tidak bekerja dengan baik. Apabila dioda dipasang bias mundur, maka tidak ada arus yang mengalir. Tegangan dioda pada eksperimen tidak pernah mencapai 0,7 V (hanya mendekati saja)

Toleransi alat Toleransi yang digunakan pada percobaan kami adalah 5% untuk 10K dan 100K. Kami akan menggunakan hambatan 1K dengan toleransi 5%, namun waktunya tidak cukup untuk menyelesaikan rangkaian.

Cara kerja voltmeter AC dan DC Untuk mengukur satu tegangan beban, maka saklar putar harus ditempatkan pada kedudukan ACV atau DCV. Kedudukan ACV apabila sumber arus yang menuju beban yang diukur adalah arus AC, sedangkan kedudukan DCV apabila sumber arus menuju beban yang diukur adalah arus DC. Kedua jenis tegangan ini memiliki skala yang sama besar, yaitu antara 0 s.d. 1000 Volt.

Pada DCV, voltmeter dapat digunakan seperti biasa, hanya memutar pada skala yang tertera tulisan DCV dan dapat langsung diukur dengan memasang alat pengukur paralel pada rangkaian. Pada ACV, pengamatan menggunakan voltmeter harus bersamaan dengan coupling kapasitor atau jembatan rectifier agar dapat mengukur tegangan yang keluar. Voltmeter AC menghitung tegangan efektif yang bekerja pada rangkaian.

Kalibrasi ohm meter Kalibari multimeter/ohm meter ialah dengan cara menghubungkan kedua kutub positif dan negatif lalu memutar kenop sehingga jarum berada pada posisi nol. Kalibrasi ini dilakukan agar tidak terjadi kesalahan pembacaan hambatan pada saat multimter/ohmmeter digunakan.