I. Judul : PENGUKURAN MENGGUNAKAN OSILOSKOP
DIGITAL
II. Hari, Tanggal:
III. Tujuan : Tujuan pada praktikum ini ialah sebagai berikut
1. Dapat menentukan fungsi-fungsi dari menu dan submenu osiloskop digital
2. Dapat mengkalisbrasi osiloskop digital.
3. Dapat mengukur tegangan DC dengan osiloskop digital.
4. Dapat mengukur frekuensi AC dengan osiloskop digital.
5. Dapat menggambarkan Kurva Lissajous dengan osiloskop digital.
IV. Dasar Teori
 |
| ilustrasi (google) |
Harmonik menyebabkan terajdinya penyimpangan gelombang tegangan dan arus yang mempunyai dampak kurang baik terhadap peralatan listik. Harmonik ialah salah satu dari beberapa problem yang mempengaruhi kualitas daya listrik. Terjadinya penyimpangan gelombang tegangan dan arus akan menghipnotis kerja tata cara, dimana perlengkapan listrik akan mengalami gangguan diluar keadaan wajar . Harmonik dalam metode tenaga listrik sebenarnya ditunjukkan untuk kandungan distorsi pada gelombang tegangan dan arus mendasar yang mana beban non linear dianggap sebagai sumber harmonik (Sunanda, 2009: 7).
Pengukuran sinyal output akan dilaksanakan pada rangkaian prototipe hydrophone yang telah dirancang dan di implementasikan, berbentukamplitudo tegangan dan frekuensi sinyal yang bersumber dari audio generator yang dipancarkan oleh transmutter. Tujuan pengukuran yang diinginkan dari rangkaian prototipe hydrophone yakni mampu menangkap atau mendapatkan bunyi (Gelombang akustik) pada frekuensi 100 Hz – 60 Hz (Rustamaji, 2018: 53).
Osiloskop sinar katoda (cathode ray osciloscope, (RO) mampu digunakan untu memperhatikan bentuk gelombang dan mengenali besarnya tegangan dan frekuensi dari gelombang tersebut. Layar osciloscope dilengkapi dengan skala baik untuk sumbu horizontal maupun vertikal. Besarnya gelombang yang ditampilkan bergantung pada besarnya tegangan yang masuk dan skala yang digunakan pada osciloscope (Yohandri dan Asrizal, 2016: 27).
Koordinat-koordinat dari titik yang bercahaya pada layar itu berturut-turut akan seimbang dengan tegangan yang membelokkan kearah horizontal dan tegangan yang membelokkan kearah vertikal. Inilah prinsip osciloscope sinar katode. Jika tegangan pembelokkan horizontal menyapu bekas sinar itu dari kiri kekanan dengan kecepatan homogen, maka berkas sinar itu menggambarkan ketegangan vertikal sebagai fungsi waktu. Osciloscope ialah instrumen laboratorium yang sangat memiliki kegunaan dalam banyak bidang ilmu pengetahuan murni dan ilmu pengetahuan terapan (Young, 2001: 173).
Osciloscope ialah alat untuk memperkuat, mengukur, dan secara visual meneliti sinyal listrik (“sinyal” umumnya merupakan tegangan yang berubah terhadap waktu), terutama sinyal yang berubah dengan cepat. Sinyal ditampilkan pada layar CRT. Pada operasi normal, berkas sinar elektron disapukan secara horizontal dengan kecepatan tetap terhadap waktu oleh plat penyimpang horizontal. Sinyal yang akan ditampilkan diberikan, sesudah dikuatkan, pada plat penyimpangan vertikal (Isa, 2007: 52).
Models of the 3D – printed diaphragm were created using COM – SOL Multiphysics S.3a. Simulations primary used the solid – acoustic interaction interface, where the diaphragms and 3D – printed block were simulated from CAD designs. Resonance Frequency and damping were simulated using the thermo-viscous acoustics physics and cigenfrequency analysis in two phases: the first using a plain PEGDA versi where the mechanical properties of the material are estimated as a density of 1183 kg/m3 (Tiller, 2018: 3).
V. Alat dan Komponen
1. Osiloskop digital Siglent Type SDS1000CML/CNL/DL
2. Power Supply 1 buah
3. Generator AFG 2 buah
4. Kabel penghubung 1 buah
VI. Prosedur Kerja
a. Fungsi tombol-tombol osiloskop digital
|
No.
|
Jenis Tombol
|
Nama Tombol Pengatur
|
Fungsi
|
|
1.
|
Tombol biasa
|
Power
|
Untuk membangkitkan dan mematikan osiloskop
|
|
Menu on/off
|
Untuk memperlihatkan menu pengaturan gelombang
|
||
|
Function hidangan
|
Cursors: untuk masuk ke hidangan fungsi pengukuran kursor
Acquire: untuk memperlihatkan mode dan warna layar
Save recall: untuk menyimpan gelombang yang tampil
Measure: mengendalikan voltage, time, dan delay
Display: mengatur penerangan format gambar, format layar, hidangan display dan keterangan layar
|
||
|
Default setup
|
Untuk mengontrol kembali kepengaturan awal
|
||
|
Help
|
Untuk memperlihatkan isu tunjangan
|
||
|
Single
|
Untuk mode satu CH
|
||
|
AUTO
|
Untuk mengaktifkan fungsi pengaturan waveform auto
|
||
|
Trigger control area
|
Untuk mengontrol semoga data
dan frekuensi tepat terbaca
|
||
|
Exit trig terminal
|
Untuk keluar dari trigger
|
||
|
CH input
|
Untuk memasang probe CH1 dan CH2
|
||
|
Print
|
Untuk member perintah print
|
||
|
USB host interface
|
Untuk memasang USB pada computer atau print
|
||
|
2.
|
Horizontal block
|
Push zoom
|
Mengatur time/Div
|
|
Horiz time
|
Untuk membuka hidangan control horizontal
|
||
|
Push zero
|
Untuk memodifikasi posisi pemicu, titik pemicu akan bergerak
|
||
|
3.
|
Tombol vertical block
|
Push variable
|
Untuk mengatur volt/Div
|
|
Math
|
Untuk mengaktifkan fungsi matematika yang meliputi operasi
|
||
|
Ref
|
Mengaktifkan fungsi gelombang yang sudah disimpan
|
||
|
CH1
|
Untuk performa bentuk gelombang channel 1
|
||
|
CH2
|
Untuk tampilan bentuk gelombang channel 2
|
b. Kalibrasi alat
1. Hidupkan osiloskop dengan menekan tombol power .
2. Tekan tombol “DEFAUL SETUP” untuk mengembalikan ke pengaturan
standar.
3. Hubungkan osiloskop dengan probe pada CH 1.
4. Hubungkan probe nyata ke ground.
5. Amati gelombangnya Aturlah VOLT/DIV menjadi 2 v, supaya jarak antar
2 titik 1 cm.
6. Aturlah TIME/DIV menjadi 0.5 t.
7. Tekan “AUTO”
8. Tempatkan posisi garis osiloskop berada sempurna di sumbu X.
9. Jika ingin memakai 2 chanel , ulangi dengan langkah yang serupa.
c. Mengukur tegangan DC
1. Tekan tombol “MENU ” pada tombol vertikal osiloskop.
2. Tekan sajian AC-GND-DC dan pilih DC.
3. Hubungkan probe positif dan negative ke power Supply yang sudah dihubungkan kesumber arus dengan tegangan 1.5 v.
4. Amati jumlah tegangannya.
5. Catatlah dalam data pengamatan.
6. Hubungkan probe konkret dan negatif ke power supplay 3 voltAmati jumlah tegangannya.
7. Catatlah data ditabel observasi dan bandingkan dengan teori.
d. Mengukur frekuensi AC
1. Tekan tombol “MENU” pada vertikal osiloskop.
2. Tekan menu AC-GND-DC dan pilih AC.
3. Atur VOLT/DIV menjadi 2 v.
4. Hidupkan AFG-Generator dan pasangkan probe pada AFG.
5. Aturlah frekuensi osiloskop menjadi 100 Hz.
6. Aturlah gelombang menjadi gelombang sinusoidal.
7. Hubungkan probe faktual dan negatif AFG dan osiloskop.
8. Amati gelombang yang terjadi.
9. Tekan tombol “TRIGGER LEVEL” untuk memperlihatkan data.
10. Amati dan catat dalam data observasi.
e. Menggambarkan kurva Lissajous dengan 2 channel
1. Atur kembali sumber tegangan tetap AC.
2. Pasangkan probe kedua ke CH 2.
3. Atur VOLT/DIV pada CH 1 dan CH 2 menjadi 2 v.
4. Aturlah posisi garis gelombang dengan memakai “POSITION” agar kedudukan gelombang pertama dan kedua sejajar(kalau ingin mnegatur CH
1 tekan CH 1, bila ingin menertibkan CH 2 tekan CH 2”.
5. Hidupkan AFG-Generator kedua dan pasangkan probe pada AFG kedua.
6. Aturlah frekuensi AFG pertama menjadi 100 Hz.
7. Aturlah gelombang menjadi gelombang sinusoidal.
8. Hubungkan probe konkret dan negatif AFG pertama pada osiloskop.
9. Hubungkan probe konkret dan negatif AFG kedua pada osiloskop.
10. Amati gelombang yang terjadi.
11. Untuk mengontrol frekueni gelombang pada AFG kedua, maka tekan tombol Frekuensi pada AFG kedua.
12. Tulislah frekuansi gelombang AFG kedua sesuai yang dikehendaki.
13. Tekan tombol Hz pada AFG kedua.
14. Aturlah posisi gelombang pertama dan kedua dengan tombol “POSITION”
15. Tekan tombol “TRIGGER LEVEL” untuk memperlihatkan data.
16. Catatlah data observasi anda.
17. Tekan tombol measure untuk menampilakn data di page kedua dan kemudian tekan opsi ADD.
18. Untuk menerima grafik Lissajous, tekan tombol “DISPLAY”
19. Untuk mengembalikan dalam bentuk sinusoidal, tekan tombol vertikal kedua sehabis menu.
20. Amati dan catat dalam data pengamatan.
VII. Analisis Data
a. Vpp =
b. Vp =
c. Veff =
d. Periode (T) =
VIII. Hasil
6.1 Teori
1. Kolom data pengamatan tegangan DC
|
Panjang gambar di layar menurut sumbu y
|
Angka volt DIV di osiloskop
|
Tegangan baterai
|
|
3,4 Div
|
20 Volt/ div
|
68 Volt
|
|
3,4 Div
|
20 Volt/Div
|
68 Volt
|
|
3,6 Div
|
20 Volt/Div
|
70 Volt
|
2. Kolom data pengukuran frekuensi AC
|
Output Tegangan
|
Perpindahan sumbu y
|
Angka votl/div
|
Time/div
|
freq
|
Vpp
|
vp
|
Veff
|
Periode
|
|
8,4 Volt
|
4,2 div
|
2,00 Volt
|
5 ms
|
100Hz
|
8,4 Volt
|
4,2 Volt
|
3,11Volt
|
0.0099 s
|
|
330 volt
|
6,6 div
|
2,00 Volt
|
5 ms
|
300 hz
|
330 volt
|
1,5 volt
|
116,67 volt
|
0,503 s
|
3. Kolom data pengukuran grafik lissajous
|
Skala freq
|
Chanel
|
Output tegangan
|
Perpindahan gambar sb y
|
Angka volt/div
|
Time/div
|
freq
|
vp
|
|
1:3
|
CH-1
|
52 div
|
3,6
|
20,0
|
5 ms
|
100 Hz
|
26v
|
|
CH-2
|
170 div
|
3,4
|
50,0
|
5 ms
|
300 Hz
|
85v
|
6.2 Praktek
1. Kolom data observasi tegangan DC
|
Panjang gambar di layar menurut sumbu y
|
Angka volt DIV di osiloskop
|
Tegangan baterai
|
|
3,4 div
|
20 Volt/ div
|
68 Volt
|
|
3,4 div
|
20 Volt/Div
|
68 Volt
|
|
3,6 div
|
20 Volt/Div
|
68,80 Volt
|
2. Kolom data pengukuran frekuensi AC
|
Output Tegangan
|
Perpindahan sumbu y
|
Angka votl/div
|
Time/div
|
freq
|
Vpp
|
vp
|
Veff
|
Periode
|
|
4,40 Volt
|
4,2 div
|
2,00
|
5 ms
|
100,20 Hz
|
4,40 Volt
|
2,2 Volt
|
1,56Volt
|
0.0099 s
|
|
174 volt
|
6,6 div
|
50,00
|
5 ms
|
300,46 hz
|
174 volt
|
8,7 volt
|
61,52 volt
|
0,003 s
|
3. Kolom data pengukuran grafik lissajous
|
Skala freq
|
Chanel
|
Output tegangan
|
Perpindahan gambar sb y
|
Angka volt/div
|
Time/div
|
freq
|
vp
|
|
1:3
|
CH-1
|
56 div
|
2,6
|
20,0
|
5 ms
|
100 Hz
|
28
|
|
CH-2
|
72 div
|
3,4
|
50,0
|
5 ms
|
300,89 Hz
|
86
|
IX. Pembahsan
Osiloskop ialah alat ukur elektronik yang berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal gres sinyal analog maupun digital sehingga sinyal-sinyal tersebut mampu dilihat, diukur, dijumlah, dan dianalisa sesuai dengan bentuk keluaran sinyal yang diharapkan. Dalam praktikum pengukuran menggunakan osiloskop digital ini, ada tujuan yang ingin diraih yakni mampu memilih fungsi dari hidangan dan submenu osiloskop digital, mampu mengkalibrasi osiloskop digital, mampu mengukur tegangan DC dan mengukur frekuensi AC, serta mampu menggambarkan kurva Lissaious dengan osiloskop digital.
Perbedaan osiloskop analog dengan osiloskop digital ialah, pada osiloskop analog cuma berupa sinyal yang di hasilkan oleh tabung CRT (Cathoda Ray Tube) sehingga tampil dilayar Osciloscope, bentuk-bentuk gelembung sinar yang ditembakkan itu tergantung dari objek yang sedang diukur, jadi cuma berbentukgaris-garis gelombang yang bisa berbentu sinus, gelombang gigi gergaji, dll. Sedangkan osciloscope digital lazimnya tidak lagi menggunakan tabung CRT, melainkan diukur oleh microprocessor didalamnya kemudian hasil outputnya ditampilkan kelayar LCD, dipermis tampilannya. Setelah data-data pengukuran didapat dari tester probe dimasak oleh microprocessor dalam osciloscope tersebut, baru ditampilkan dilayar LED, sehingga tampilannya sangat mempesona sekali untuk dilihat.
Percobaan pertama yang kami lakukan yaitu mengukur tegangan DC. Tegangan DC adalah tegangan dengan pemikiran arus searah. Pada percobaan ini, terdapat hasil pengukuran lewat dua tata cara adalah secara praktek dan secara teori. Hasil pengukuran secara praktek pada powe supply 5 volt dan 6 volt diperoleh besarnya tegangan baterai yaitu 68 volt, hasil yang diperoleh juga sama untuk pengukur tegangan baterai pada power supply 5 volt dan 6 volt dimana secara teori untuk menjumlah tegangan baterai ialah dengan mengalikan panjang gambar dilayar berdasarkan sumbu Y dengan angka volt/Div. Diperoleh nilai yang sama pada tegangan baterai 5 volt dan 6 volt mampu terjadi sebab adanya kesalahan pada penggunaan alat dalam menyaksikan panjang gambar dilayar menurut sumbu Y sehingga hasil yang diperoleh adalah berlawanan. Sedangkan pada power supply 12 volt diperoleh besarnya tegangan baterai secara teori yakni 70 volt sedangkan secara praktek ialah 68,80 volt. Terjadinya perbedaan nilai tegangan baterai secara teori dan secara praktek dapat disebabkan oleh beberapa hal, diantaranya kurang tepatnya dalam penempelan kabel penghubung antara konkret dan negatif atau probe positif dan negatif tidak terlalu menempel (tidak pas dalam penempelannya), dan kurang telitinya dalam membaca skala alasannya osiloskop dan power supply tidak memiliki keakuratan skala yang sungguh tinggi, serta dapat pula disebabkan sebab adanya kerusakan pada alat tersebut.
Percobaan kedua yakni mengukur frekuensi AC. Frekuensi AC ialah faktor yang menghipnotis hasil dari sebuah tegangan dalam sistem listrik arus bolak-balik. Pengukuran frekuensi AC ini juga dilakukan secara teori dan secara praktek. Penggunaan dua sistem ini dipakai untuk membandingkan hasil yang diperoleh dan juga untuk lebih mengakuratkan data percobaan. Frekuensi gelombang pada osiloskop dipengaruhi oleh besarnya time/Div yang digunakan alasannya semakin tinggi time/Div yang digunakan maka semakin besar bunyi gelombang yang dihasilkan, sehingga hal tersebut mampu menjadikan kurun dan frekuensi pun meningkat. Perubahan bunyi gelombang akan sesuai dengan sumber dan volt/Div yang digunakan. Pada percobaan ini diperoleh besarnya frekuensi secara teori dan praktek ialah sama, tetapi Vpp yang diperoleh berlainan hal ini disebabkan oleh beberapa hal atau kesalahan seperti yang telah dibahas sebelumnya. Pada frekuensi 300,46 Hz diperoleh bentuk gelombang yang dihasilkan lebih rapat, sedangkan pada frekuensi 100,20 Hz bentuk gelombang yang dihasilkan lebih renggang dari pada frekuensi 300,46 Hz. Dimana antara frekuensi dan bentuk gelombang yakni berbanding lurus, yaitu makin besar frekuensinya maka output gelombang yang dihasilkan kian rapat, dan makin kecil frekuensinya maka output gelombang yang dihasilkan juga makin renggang.
Pengukuran terakhir yaitu mengukur grafik Lissaieus. Grafik lissaieus yaitu sebuah penampakkan pada layar osiloskop yang mencitrakan atau memberikan perbandingan antara beda fase, frekuensi, dan amplitudo dari dua gelombang inputan pada probe osiloskop. Frekuensi adalah banyaknya gelombang yang terjadi tiap detiknya dalam satuan Hz. Amplitudo adalah nilai maksimum atau puncak faktual pada gelombang sinusoidal. Lalu beda fase yakni perbedaan besar sudut antara dua buah gelombang sinusoidal yang dimasukkan kedalam osiloskop secara bersama-sama. Pengukuran ini juga dijalankan secara teori dan secara praktek. Pada percobaan ini digunakan secara frekuensi 1:3 terhadap CH 1 dan CH 2. Pada percobaan ini juga diperoleh nialai Vpp yang berbeda antara teori dan praktek dan disebabkan oleh beberapa hal mirip yang sudah dibahas sebelumnya, yakni alasannya adalah alat yang terlalu rumit dan kurang akurat sehingga mensugesti hasil pengukuran golongan kami.
Grafik lissaieus yang dihasilkan memiliki sudut 30%. Grafik lissaieus dihasilkan jikalau gelombang-gelombang simus dimasukkan secara bersamaan ke pelat-pelat defleksi horizontal dan vertikal CRO. Kesimpulan dari kurva lissaieus ialah adanya perbandingan rasio frekuensi antara dua gelombang pembentukkannya. Dua gelombang sinus ini menciptakan kurva lissaieus yang mampu berupa garis lurus, elips atupun lingkaran, tergantung pada fase dan amplitudo kedua sinyal tersebut. Berikut ini yakni bentuk kurva lissaieus yang dihasilkan / terbentuk :
X. Pertanyaan
1. Jelaskan apa itu noise dan berikan contohnya!
Jawaban:
Noise atau dalam Bahasa Indonesia disebut dengan “derau” ialah sinyal-sinyal yang tidak dikehendaki dalam suatu sistem komunikasi maupun pengukuran dan info. Sinyal-sinyal noise ini dapat mengusik mutu penerimaan sinyal dan reproduksi sinyal yang mau dipancarkan. Noise juga mampu membatasi jangkauan sistem pada daya pancaran tertentu, mempengaruhi sensitivitas atau kepekaan sinyal penerimaan dan bahkan akan menimbulkan penghematan bandwidth pada suatu sistem.
Contoh Noise :
Pada penerima radio, noise atau derau mampu menjadikan suara desis di loudspeaker sehingga terdengar oleh pendengarnya. Sedangkan pada televisi, noise mampu menimbulkan gambar tidak bersih atau timbul titik-titik yang berbentuk seperti salju.
2. Apa itu kegunaan kurva Lissajous dan gambarkanlah macam-macam bentuk kurva Lissajous beserta sudutnya?
Jawaban:
Kurva Lissajous adalah kurva yang digunakan untuk menampilkan atau menggambarkan perbedaan atau perbandingan beda fase, frekuensi, dan amplitudo dari dua gelombang inputan pada probe osiloskop.
Gambar bentuk kurva Lissajous dan sudutnya :
XI. Kesimpulan
Kesimpulan pada praktikum ini ialah sebagai berikut:
1. Osiloskop digital yaitu alat ukur elektronika yang berfungsi untuk memproyeksikan bentuk sinyal baik sinyal analog maupun digital sehingga dapat dilihat, diukur, dijumlah, dan dianalisa sesuai dengan bentuk keluaran sinyal kehendaki, serta mempunyai berbagai macam sajian dan submenu dengan fungsinya masing-masing.
2. Cara memakai osiloskop digital dengan baik dan benar adalah dengan cara mengkalibrasi/mengembalikan posisi ke arah nol sebelum memulai percobaan dengan tindakan selaku berikut: hidupkan osiloskop dengan menekan tomnol power, kemudian tekan “DEFAULT SETUP” untuk mengembalkan ke pengaturan tolok ukur. Kemudian hubungkan osiloskop dengan probe pada CH 1 dan hubungkan pula probe aktual ke grond. Aturlah volt/div dan jarak 2 titik menjadi 1cm serta time/div menjadi 0,5 s. Tekan “AUTO” dan tempatkan garis osiloskop sempurna disumbu x. Apabila ingin menggunaan 2 channel, kita ulangi langkah yang sama.
3. Menghitung tegagan DC diperoleh dari hasil dengan mengalikan panjang gambar dilayar menurut sumbu Y dengan angka Volt/Div adalah 3,4 Div x 20 Volt/Div maka alhasil ialah 68 Volt untuk output tegangan 12 Volt diperoleh tegangan DC yaitu 70 Volt.
4. Mengukur frekuensi AC dalam praktikum ini dilakukan dengan menyetel alat osiloskop apalagi dulu sesuai dengan penuntun, lalu sehabis akhir tekan tombol “TRIGGER LEVEL” untuk memperlihatkan datanya.
5. Pengukuran grafil Lissajous dapat dilakukan kalau ada dua gelombang sinus yang dimasukkan secara bersamaan ke pelat-pelat defleksi horizontal dan vertikal CRO. Kurva Lissajous ada berupa garis lurus, elips, maupun bulat tergantung pada fase dan amplitudo kedua gelombang tersebut.
XII. Daftar pustaka
Isa, A.R.M., 2007, Asas Instrumentasi dan Pengukuran Fizik, University Teknologi Malaysia, Malaysia.
Rustamaji, Kania, S., dan Nur, W.H., 2018, Prototipe Hydrophone untuk Komunikasi Bawah Air, Elkomika, No 1, Vol 6, Hal: 53.
Sunanda, W., dan Rika, F.G., 2009, Watak Harmonik pada Invrter Berbeban, Jurnal Teknika, No 2, VOL 1, Hal: 7.
Tiller, B., Andrew, R., Botong, Z., Jose, G., Roger, dan G.m Joseph, C., Piezoelektric Microphone Via a Digital Light Processing 3D Printing Process, Materials and Design, ISSN: 0264-1275.
Yohandri dan Asrizal, 2016, Elektronika Dasar, Kencana, Jakarta.
Young, H.D., dan Roger, A. F., 2001, Fisika Universitas, Ed.10, PT. Gelora Aksara Pratama, Bandung.
Prinsip Cara Kerja Signal Injector