LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA

OPERASI DASAR OSCILOSKOP

Kelas LT-2D

KELOMPOK 1 :

Almira Haedy M (01)

Aris Setyawan (02)

Binti Latifatul M(03)

Dhimas Rizky F(04)

Program Studi Teknik Listrik

Jurusan Teknik Elektro

Politeknik Negeri Semarang

2014

PERCOBAAN 01

OPERASI DASAR OSCILOSKOP

1. Tujuan

Setelah selesai melakukan percobaan ini mahasiswa dapat :

1. Menggunakan Osciloskop untuk melihat bentuk sinyal, mengukur tegangan dan frekuensi

2. Mengetahui cara mengkalibrasi Osciloskop.

2. Pendahuluan

Osciloskop merupakan suatu alat ukur, dimana bentuk gelombang sinyal listrik yang diukur tergambar pada tabung sinar katoda. Pada dasarnya suatu Osciloskop dapat dibagi menjadi tiga bagian utama :

1. Bagian tabung sinar Katoda

2. Bagian Penguat Horizontal ( X amplifier )

3. Bagian Penguat Vertikal ( Y amplifier )

Tabung sinar katoda dapat dipandang sebagai inti dari Osciloskop. Bagian ini berfungsi untuk mengubah sinyal listrik menjadi gambar yang tertera pada layar. Tabung sinar katoda dibuat dari bahan gelas yang didalamnya hampa udara, serta dilengkapi dengan bagian penembak elektron. Bagian Plat pembelok berkas elektron dan layar.

Penembak elektron ( electron gun ) berfungsi untuk membangkitkan berkas elektron dengan kecepatan tinggi. Elektron dikeluarkan oleh katoda, kemudian dipercepat dengan tegangan tinggi dan akhirnya elektron tersebut menumbuk layar.

Pada saat elektron menumbuk layar, maka pada layar akan terlihat cahaya berpendar. Bagian plat pembelok berfungsi untuk mengontrol arah berkas elektron, jika berkas elektron melalui celah antara kedua plat pembelok, maka elektron tersebut akan dibelokkan. Kemana arah elektron dibelokkan tergantung pada arah dan besar tegangan yang diberikan pada plat tersebut.

Bagian layar merupakan bagian dimana gambar dapat diamati. Pada sisi dalam layar ini dilapisi dengan phospor. Phospor akan mengeluarkan cahaya berpendar jika ada elektron dengan kecepatan tinggi yang menumbuknya, sehingga pada layar akan terdapat gambar atau cahaya berpendar. Karena simpangan berkas elektron sesuai dengan sinyal input yang diberikan, maka gambar yang terdapat pada layar juga akan sesuai dengan bentuk gelombang inputnya. Tombol tombol Pada Osciloskop GOS - 6xxG

CH 1(X) input: terminal input CH 1.Jika dalam operasi X - Y,sebagai X - axis input

terminal

CH 2 (Y) input: terminal input CH 2.Jika dalam operasi X-Y,sebagai Y-axis input

terminal .

AC-DC-GND: Saklar untuk menentukan mode hubungan sinyal input dan penguatan

vertikal

AC : AC coupling

DC: DC coupling

GND : input penguatan vertikal dihubungkan ke ground dan terminal input

tidak dihubungkan

VOLTS/DIV: Selektor untuk menentukan sensitivitas sumbu x, dari

1mV/DIV sampai dengan 5V/DIV dalam 12 range.

VARIABLE: Pengatur sensitifitas. saat pada posisi CAL, sensitifitas dikalibrasikan

pada nilai yang dinyatakan.

POSITION: Kendali vertikal dan horizontal berkas cahaya.

VERT MODE: Menentukan kode operasi

CH 1: Osciloskop bekerja sebagai instrumen 1 kanal dengan CH1 saja.

CH 2: Osciloskop bekerja sebagai instrumen 1 kanal dengan CH2 saja.

DUAL: Osciloskop bekerja sebagai instumen 2 kanal, CH1 dan CH2.

CHOP/ALT otomatis berubah sesuai dengan switch TIME/DIV.

Apabila Tombol CHOP ditekan, kedua berkas cahaya akan tampak

bersamaan dalam mode CHOP.

ADD : Osciloskop memperlihatkan penjumlahan aljabar ( CH1 + CH 2 )

atau perbedaan ( CH 1- CH 2 ) dari kedua sinyal.

3. Peralatan dan Bahan

a. 1 buah Osiloscope Dual Trace

b. 1 buah Generator Fungsi

c. 1 buah DCPS

d. 1 buah Probe

e. 1 buah kabel BNC

f. 1 buah multimeter

g. Kabel Jumper

h. 1 buah protoboard

4. Diagram Rangkaian

Gb. 1.1 Osciloskop Sebagai Pengukur Tegangan Searah

Gb. 1.1 Osciloskop Sebagai Pengukur Tegangan AC

5. Langkah Percobaan

5.1Operasi Dasar Osciloscope

Sebelum menghubungkan Osciloscope dengan tegangan jala jala aturlah tombol kontrol dan saklar sbb :

Item

Setting

POWER

INTEN

FOCUS

ILLUM

VERT MODE

CHOP

CH 2 INV

POSITION

VOLTS/DIV

VARIABLE

AC-DC-GND

SOURCE

COUPLING

SLOPE

TRIG ALT

LEVEL LOCK

HOLDOFF

TRIGGER MODE

Horiz DISPLAY MODE

TIME/DIV

SWP.UNCAL

POSITION

X 10 MAG

X-Y

OFF

SEARAH JARUM JAM ( PADA POSISI JAM 3)

POSISI TENGAH

FULL ANTI-CLOCKWISE

CH I

RELEASED

RELEASED

MID- POINT

0.5 VOLT/DIV

CAL( CLOCKWISE POSITION )

GND

SET TO CH I

AC

+

RELEASED

PUSH IN

MIN(ANTI-CLOCKWISE)

AUTO

A

0.5 MS/DIV

RELEASED

MID-POSITION

RELEASED

RELEASED

Setelah pengesetan kontrol dan saklar seperti pada tabel di atas, hubungkan steker catu daya pada jala jala dan lanjutkan langkah sbb :

1. Tekan Saklar Power, maka setelah kurang lebih 20 detik sebuah Trace ( berkas cahaya ) akan muncul pada layar. Apabila tidak muncul. Ckeck ulang setting saklar dan kontrol.

2. Atur intensitas berkas cahaya dengan menggunakan tombol INTEN dan FOCUS, jangan terlalu terang agar layar tidak terbakar.

3. Luruskan berkas cahaya dengan garis horison tengah dengan mengatur tombol CH I POSITION dan tombol TRACE ROTATION.

4. Hubungkan Probe pada terminal CH I INPUT dan hubungkan ujung probe pada terminal 2 Vp-p CALIBRATOR .

5. Atur posisi saklar AC- DC- GND pada posisi AC. Amati dan catatlah gambar yang muncul pada layar

6. Atur tombol kalibrasi sehingga tegangan output sesuai dengan tegangan yang tertera pada terminal kalibrator

7. Atur control FOCUS, sehingga berkas cahaya tampak jelas. Amati dan catatlah gambar yang muncul.

8. Aturlah switch kendali posisi vertikal dan horizontal sehingga gelombang yang tampak dapat dibaca dengan jelas.

5.2Operasi Dual - Channel

Ubahlah saklar VERT MODE ke pasisi DUAL, sehingga berkas cahaya ke 2 ( CH 2 ) akan tampak. Pada kondisi ini berkas cahaya kanal 1 adalah sinyal gelombang kotak dan berkas cahaya kanal 2 adalah garis lurus, karena tidak ada sinyal pada kanal 2 ( Kanal 2 belum dihubungkan ).

Hubungkan terminal CH II input dengan terminal 2 Vp-p CALIBRATOR dengan menggunakan probe sama seperti pada terminal CH I input. Atur posisi saklar AC-DC-GND pada AC. Atur tombol Vertikal POSITION, sehingga kedua berkas muncul pada layar.

Apabila pada operasi dual-Channel mode Dual ataupun ADD. Sinyal CH 1 atau CH 2 harus dipilih untuk penyulutan sumber sinyal dengan menggunakan Saklar SOURCE. Jika sinyal CH I dan CH II mempunyai hubungan sinkron, maka kedua gelombang dapat muncul stasioner, jika tidak sinyal yang dipilih pada Saklar SOURCE yang akan terlihat stasioner. Jika Saklar TRIG ALT ditekan, kedua gelombang dapat terlihat stasioner. Jangan menggunakan saklar penyulutan CHOP dan ALT pada saat yang bersamaan. Pemilihan saklar CHOP dan ALT secara otomatis dilakukan oleh saklar TIME/DIV 5 msec dan range lebih rendah digunakan dalam Mode CHOP dan 2 ms/DIV dan lebih tinggi digunakan dalam mode ALT.

5.3 Osciloscope Sebagai Pengukur Tegangan Searah ( DC )

Langkah Kerja

1. Susunlah diagram rangkaian seperti pada gambar 1.1

2. Atur Tegangan Output sumber tegangan searah sebesar 5 volt, diukur dengan Voltmeter.

3. Ukur Tegangan RL dengan menggunakan Osciloskop ( Hubungkan Input kanal 1 ( CH 1 ) dengan RL ).

4.Atur switch Osciloskop pada posisi DC.

5.Amati bentuk gelombang dan tinggi Amplitudonya.

6.Catat hasil pengamatan pada tabel 1.

7.Catat tinggi amplitudo untuk kedudukan switch Volt/div yang berbeda ( 4 kedudukan yang berbeda ).

8.Ulangi langkah 1 7 untuk RL yang berbeda.

5.4 Osciloskop Sebagai Pengukur Tegangan AC

1. Susunlah diagram rangkaian seperti pada gambar 2

2. Pada switch Fucntion tekan tombol gelombang sinus

3. Atur Tegangan Output Function Generator 1 volt dengan mengatur tombol

OFFSET ADJ, Tegangan output diukur dengan Voltmeter.

4. Tekan tombol 10 pada switch range frekuensi.

5. Atur Multiplier pada posisi 1.

6. Hubungkan Input kanal 1 ( CH 1 ) dengan RL

7. Atur switch Osciloskop pada posisi AC.

8.Amati bentuk gelombang dan tinggi Amplitudonya.

9.Catat hasil pengamatan pada tabel 2.

10.Ulangi pengamatan Tegangan output Function Generator seperti pada tabel 2.

6. Hasil Pengukuran

Tabel 1. Osciloscope sebagai Pengukur Tegangan DC

No

Tegangan

RL

Kedudukan

Banyaknya

Tegangan

Sumber

(Beban)

Volt/div

Kotak

RL

(volt)

(Ohm)

(buah)

(Volt)

1

5

3K3

2

1.2

2,4

2

5

3K3

1

2.4

2,4

3

5

3K3

0.5

4.8

2,4

4

5

3K3

0.2

12

2,4

5

5

3K3

0.1

24

2.4

6

5

1K2

1

1.3

1.3

7

5

1K2

2

0,6

1.3

8

5

1K2

0.5

2.6

1.3

9

5

1K2

0.2

6.3

1,26

10

5

1K2

0.1

14

1.4

Tabel 2. Osciloscope sebagai Pengukur Tegangan AC

No

Function Generator

RL

Posisi Switch

Osciloscope

Veff

Freq. Range

Multiplier

Frekwensi Tegangan Output

[Ohm]

Volt/

Div

Jml

Kotak

Time

/

Div

Jml

Kotak

Vpp

Veff

Frekwensi

f :1/T

1

2

100

0,2

20

1K2

0.2

6.4

5

4.8

1.28

0.45

41.6

2

2

100

0,6

60

1K2

0.2

6.4

5

3.4

1.28

0.45

58

3

2

100

1

100

1K2

0.2

6.8

5

2

1.36

0.48

100

4

2

100

1,2

120

1K2

0.2

6.8

5

1.8

1.36

0.48

120

5

2

100

1,8

180

1K2

0.2

6.8

5

2.8

1.36

0.48

70

6

5

1K

0,2

200

3K3

1

6

5

1

6

2.12

200

7

5

1K

0,3

300

3K3

1

6

2

1.8

6

2.12

270

8

5

1K

0,4

400

3K3

1

6

2

1.4

6

2.12

357

9

5

1K

0,5

500

3K3

1

6

2

1

6

2.12

500

10

5

1K

0,6

600

3K3

1

6

2

0.8

6

2.12

625

6.1. Analisa Data Tabel

Pada tabel 1 cara menghitung besarnya Tegangan RL adalah dengan menggunakan rumus :

Tegangan RL (Volt) = Kedudukan Volt/div x Jumlah Kotak

= 2 x 1.2

= 2.4 volt

Pada tabel 2 cara menghitung besarnya Vpp adalah dengan menngunakan rumus :

Vpp = Votl/div x Jumlah Kotak

= 0.2 x 6.4

= 1.28 volt

Untuk menghitung besarnya Veff adalah dengan menggunakan rumus :

Veff = Vpp / 2 / 2

= 1.28 / 2 /

= 0.45 volt

Sedangkan untuk menghitung besarnya frekuensi adalah dengan menggunakan rumus:

f = 1 / T atau f = 1 / (time/div x jumlah kotak)

f = 1/ (0.005 x 4.8) = 41.6 Hz

7.Pertanyaan dan Tugas

1. Jelaskan keuntungan Oscilloscope dengan tahanan dalamnya yang tinggi?

2. Dapatkan oscilloscope digunakan untuk mengukur arus?

3. Hitunglah frekwensi maximum yang dapat diukur oleh oscilloscope yang anda gunakan dalam percobaan ini?

4.Berapa tegangan Vdc max dan tegangan Vpp max yang dapat diuukur CRO?

5.Bandingkan frekuensi tegangan sinyal menurut generator sinyal dengan frekuensi hasil hitungan dari layar CRO?

6. Bandingkan tegangan efektif menurut CRO dengan menurut Voltmeter?

7. Berilah analisa hasil percobaan saudara?

8. Jelaskan bilamana saudara menggunakan probe 1 dan probe 10?

8.Jawaban Pertanyaan

1. Osciloskop dengan tahanan dalam yang tinggi akan memperkecil tingkat kesalahan akibat pembebanan dalam osciloskop, sehingga memiliki tingkat ketepatan yang tinggi. Jika dibandingkan dengan voltmeter tahanan dalam osciloskop jauh lebih besar daripada tahanan dalam voltmeter, sehingga hasil pengukuran menggunakan osciloskop lebih valid daripada menggunakan voltmeter.

2. Osciloskop tidak dapat digunakan untuk mengukur arus secara langsung. Untuk mengetahui besarnya aris menggunakan osciloskop kita harus menghitung menggunakan rumus I , dimana besarnya tegangan diperoleh dari hasil pengukuran menggunakan osciloskop dan besar R yang sudah diketahui.

3. Diketahui:

time / div = 2 x 10-3 s

Jumlah kotak = 0.8

Ditanya: f?

Jawab :

time/div x jumlah kotak

= 2 x 10-3 s x 0.8

= 1.6 x 10-3 s

f = 1/T

= 1 / 1.6 x 10-3 s

= 625 Hz

4. Pada Osciloskop tobol volt/div maksimum adalah 5 volt/div

Layar osciloskop terdiri atas 8 kotak vertical, dan jika pada probe dipilih redaman x10, maka Vpp maksimal= 5x8x10=400 volt

5. Besarnya frekuensi tegangan sinyal menurut generator sinyal dibandingkan dengan frekuensi hasil hitungan dari layar CRO adalah sama (terdapat sedikit selisih yang disebabkan kesalahan dalam pembacaan alat ukur)

6. Nilai tegangan efektif menurt CRO dibandingkan dengan Voltmeter hampir sama (karena masing-masing alat ukur memiliki nilai toleransi yang berbeda-beda) dan voltmeter akan bekerja dan menunjukkan hasil yang presisi jika digunakan dengan frekuensi 50 Hz, sedangkan pada CRO dapat digunakan dengan frekuensi ribuan Hz.

7. Pada percobaan 1 pada saat besarnya tegangan sumber dan besara RL sama maka besar Tegangan RL pun akan sama walaupun mengubah kedudukan tombol volt/div. Untuk nilai frekuensi tidak dapat diketahui karena pada sumber DC tidak terdapat frekuensi. Sedangkan untuk percobaan kedua Nilai Vpp, Vefektif dan frekuensi tergantung pada besarnya Vefektif dan frekuensi Voutput. . Besarnya frekuensi yang terhitung adalah sama dengan frekuensi output yang diberikan oleh generator function ( jika terdapat selisih sedikit, penyebanya adalah kesalahan pembacaan alat ukur).

8. Pada saat mengukur tegangan bisa saja terjadi perpotongan gelombang pada layar CRO karena tegangan yang terlalu besar sehingga besarnya tegangan tidak dapat terbaca sehingga untuk menghitung besarnya tegangan kita harus meredam probe terlebih dahulu pada kedudukan 10, sehingga bentuk gelombang lebih kecil daripada sebelumnya sehingga besarnya tegangan dapat diukur.

9.Kesimpulan

a. Sebelum melakukan percobaan osciloskop harus dikalibrasi agar hasilnya valid.

b. Untuk keadaan Vs dan RL yang sama walaupun volt/div diubah-ubah nilai tegangan RL tetap sama.

c. Frekuensi dapat dicari dengan cara 1dibagi periode.

d. Osciloskop berfungsi untuk mengukur tegangan AC dan DC, mengukur frekuensi dan beda fasa.

e. Besarnya frekuensi yang terukur pada osciloskop sama dengan besarnya frekuensi output dari generator fungsi.

f. Jika bentuk gelombang pada layar CRO terpotong maka harus dilakukan peredaman probe agar bentuk gelombang bisa dilihat dan besarnya bisa diukur.