OSILOSKOP

Laboratorium Fisika Gelombang
Departemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sumatera Utara
Jl Bioteknologi No.1




BAB I
PENDAHULUAN

Latar Belakang
Osiloskop merupakan salah satu alat ukur elektronika yang sering kita jumpai disamping alat ukur yang lain seperti halnya sinyal generator penghitung frekuensi, alat pengukur getaran (vibrasi) dan alat pengukur deru suara dan sebagainya. Alat alat ukur tersebut diatas merupakan perangkat alat ukur perbengkelan, laboratorium, dan industri elektronika, penggunaan osiloskop elektromagnetik ini dibatasi sampai frequensi ini dibatasi sampai 10 KHz, dan untuk gejala frequensi tinggi digunakanlah tabung sinar katoda yang biasa disebut CRT (cathoda ray tube) tabung ini berfungsi untuk mendefleksikan sinar cahaya elektron.
Tiap osiloskop dilengkapi dengan satu knop bertuliskan fokus dan satu knop lagi bertuliskan intensitas. Dengan knop fokus dapat mengatur ketajaman kumpulan dan dengan knop intensitas, kejernihannya. Dianjurkan agar pada pemakaian osiloskop jangan mempertajam kejernihannya melampaui yang diperlukan. Pada kejernihan terlalu tajam lama-lama layarnya akan terbakar, artinya bahwa lapisan fosfor kehilangan kejernihan, sehingga osiloskopnya kurang berfungsi.
Adapun tujuan kami melaksanakan praktikum ini selain sebagai salah satu judul praktikum yang harus dilaksanakan, kami ingin mengetahui fungsi dari osiloskop, bagian-bagian dari osiloskop serta bagaimana prinsip kerja dari alat ukur osiloskop itu sendiri. Sehingga kami juga dapat mengetahui aplikasi dari percobaan ini.
Osiloskop dibedakan menjadi dua, yaitu osiloskop analog dan osiloskop digital. Osiloskop analog hanya berupa sinar yg dihasilkan oleh tabung CRT sehingga tampil dilayar Osiloskop. Sedangkan Osiloskop Digital umumnya tidak lagi menggunakan Tabung CRT, melainkan diukur oleh microprocessor didalamnya lalu hasil outputnya ditampilkan ke layar LCD, dipermanis tampilannya, menggunakan warna segala gelombangnya jika LCD Osilloscope tersebut berwarna. Setelah data2 pengukuran didapat dari tester probe diolah oleh microprocessor dlm Oscilloscope tsb (ibarat IC OMAP kalo di BB5), baru ditampilkan dilayar LCD, sehingga tampilannya sangat menarik sekali utk dilihat.

Tujuan Percobaan
1. Untuk mengetahui perbedaan osiloskop analog dan osiloskop digital
2. Untuk mengetahui prinsip kerja osiloskop
3. Untuk mengukur tegangan DC dan AC
4. Untuk mengetahui perbedaan hasil pengukuran multimeter dengan osiloskop
BAB II
DASAR TEORI

Osiloskop sinar elektron. Alat ukur ini bukan hanya mampu menentukan besarnya tegangan-tegangan, tetapi mampu pula menentukan bentuk tegangannya. Osiloskop ini merupakan alat penting untuk pengukuran alat-alat elektronis, termasuk meneliti pengukur getaran dan lain-lain. Bagian terpenting adalah tabung pancar elektron.
Sebuah kawat pijar memancari tabung nikel (katoda) tertutup dengan zat yang dapat memperkuat pengiriman elektron (emissie). Disebabkan oleh pemanasan bersama dengan zat emitter terjadilah 'awan elektron' sekitar katoda k; awan ini 'terisap' oleh plat berbentuk bulat; anoda a, yang dihubungkan pada tegangan positif yang cukup tinggi. Karena pada anoda terdapat sebuah lubang, maka pada anodanya akan mendapatkan elektron-elektron dalam jumlah kecil. Sisa dari elektron-elektron tadi akan berjalan dengan kecepatan tinggi.
Bila kita beranggapan bahwa tidak terdapat tegangan pada plat-plat H1 dan H2 dan V1 dan V2, maka tumpukan elektron-elektron yang tipis akhirnya akan membentur layar. Layar ini ditutup dengan lapisan fosfor yang dapat mengeluarkan cahaya, biasanya berwarna hijau, bila dibentur oleh tumpukan-tumpukan elektron.
Pada layar kita akan menyaksikan timbulnya titik hijau pada pertengahan tabung. Bila kita beranggapan bahwa plat-plat H2 dan V2 dihubungkan pada tegangan positif, maka tumpukan tadi tidak akan berjalan lurus tetapi oleh H2 dibelokkan ke kanan dan oleh V2 dilengkungkan ke bawah. Titik hijau akan muncul di layar bagian kanan bawah. Bila kita perhatikan logam prinsip sebuah osiloskop akan kelihatan bahwa tegangan yang akan diukur diperkuat dan selanjutnya disalurkan kepada plat-plat V1 dan V2. Bila pada plat-plat H1 dan H2 tidak diberi tegangan, maka pada layar akan keluar garis tegak; dalam hal ini kita hanya mampu mengukur besarnya bukan dari tegangan tersebut. Bila pada plat-plat H1 dan H2 dipasangi tegangan yang peningkatannya lambat dan penurunannya cepat, maka kumpulan elektron akan bergerak dari kiri ke kanan. Pada layar secara perlahan-lahan. Pada tiap saat pada waktu kumpulan elektron menyentuh layar, tempat sentuh ini akan ditentukan secara tegak oleh tegangan antara V1 dan V2. Dengan kata lain: kumpulan elektron seolah-olah fungsi tegangan dan waktu pada layarnya.
Frekuensi tegangan antara H1 dan H2 tidak dapat dipilh secara sekehendak, tetapi harus sebanding dengan tegangan antara V1 dan V2, bila kita memerlukan bentuk tidak bergerak. Dari generator yang membangkitkan tegangan antara H1 dan H2 harus generator dengan tegangan gigi gergaji, dikemudikan oleh tegangan dari penguat. Ini disebut singkronisasi.
Bila frekuensi tegangan gigi gergaji besarnya setengah frekuensi yang akan diukur, pada layar akan timbul dua perioda dari tegangan yang diukur. Pada osiloskop-osiloskop modern singkronisasi dari generator gigi gergaji dilakukan oleh penguat Y dengan cara lain, yang dinamakan 'triggering'. Karena prinsip bekerjanya osiloskop tidak berbeda cara pengaturan jalan searah, baik secara singkronisasi maupun dengan triggering, maka hal ini tidak diperdalam lagi.
Yang penting di sini adalah bahwa kebanyakan osiloskop itu dapat memutuskan hubungan dengan generator gigi gergaji dan untuk menggantikannya dengan menghubungkan penguat-X pada plat-H. Dengan cara ini kita umpanya dapat menghubungkan tegangan bentik sinus pada plat-plat H dan dapat melaksanakan pengukuran frekuensi dan fase dengan teliti. Osiloskop dengan 'triggering' dapat mengatur generator gigi gergaji dengan tegangan dari luar yang bentuknya bebas, sehingga kita umpanya dapat meneliti pengapian sebuah motor baku.
Tiap osiloskop dilengkapi dengan satu knop bertuliskan fokus dan satu knop lagi bertuliskan intensitas. Dengan knop fokus dapat mengatur ketajaman kumpulan dan dengan knop intensitas, kejernihannya. Dianjurkan agar pada pemakaian osiloskop jangan mempertajam kejernihannya melampaui yang diperlukan. Pada kejernihan terlalu tajam lama-lama layarnya akan terbakar, artinya bahwa lapisan fosfor kehilangan kejernihan, sehingga osiloskopnya kurang berfungsi.
(Ing. G. Van der Wal , 1985)
Osilator sinusoida. Pengeras loloh balik yang tak stabil berosilasi pada frekuensi alami (kutub) dari sistem tersebut. Bila sepasang kutub bati simpal tertutup terletak pada sumbu j, maka tanggapan alami dari pengeras tersebut adalah sebuah sinusoida. Rangkaian loloh balik yang dirancang mempunyai kutub-kutub pada sumbu j dinamakan osilator sinusoida (sinusoidal oscillator). Di antara sifat-sifatnya yang sangat diperlukan adalah kemudahan dan fleksibilitas dengan mana osilator sinusoida tersebut dapat distel pada jangkauan frekuensi yang besar dan ukuran osilator yang kompak (tersusun rapat). Karena keuntungan-keuntungan ini, maka osilator sinusoida sangat banyak digunakan dalam alat-alat uji dan penerima komunikasi untuk mengolah sinyal dan dalam dielektrik dan unit pemanas induksi yang menyediakan tenaga yang diperlukan.
Banyak terdapat jenis osilator sinusoida. Sifat-sifat spesifik dari setiap osilator sinusoida bergantung pada konfigurasi rangkaian yang digunakan. Untuk mudahnya, maka osilator-osilator diklasifikasikan menurut cara penyetelannya. Dua golongan osilator yang lazim adalah osilator resistansi-kapasitans (RC) dan osilator induktans-kapasitans (LC). Akan tetapi setiap kapasitor pada pokoknya adalah sebuah pengeras loloh balik yang bati simpal terbukanya dipilih demikian sehingga fungsi perpindahan simpal tertutup mempunyai sepasang kutub simpal tertutup pada sumbu j. Syarat yang perlu untuk mencapai osilasi sinusoida adalah bahwa penyebrangan bati dan penyebrangan fasa terjadi secara serempak. Pada penyebrangan bati, besarnya T(jω) adalah satu satuan: dan pada penyebrangan fasa , sudut dari T(jω) adalah -180˚. Jadi jika penyebrangan bati dan penyebrangan fasa kedua-duanya terjadi pada frekuensi yang sama maka perlu bahwa
T(jω) = GH(jω) = - 1 + j0...................................................................................(2.1)
Frekuensi osilasi adalah nilai ω yang memenuhi persamaan T(jω) = GH(jω) = - 1 + j0. Nilai bati simpal terbuka yang perlu untuk mendapatkan osilasi ditentukan juga dari persamaan T(jω) = GH(jω) = - 1 + j0, yang hubungannya dikenal sebagai kriteria Barkhausen (Barkhausen criterion).
Bila rangakain loloh balik digunakan sebagai osilator, maka tidak ada sumber sinyal yang diperlukan. Tenaga AC yang ditarik di keluaran didapatkan dari tenaga DC yang diperlukan untuk membias alat-alat yang digunakan. Secara praktis, maka sebuah gangguan kecil diperlukan untuk memulai osilasi; gangguan kecil ini dibekalkan oleh sinyal luar seperti riak penyedia daya dan transien penyedia daya yang dihasilkan bila sistem tersebut dihidupkan.
Dalam analisis dan rancangan rangkaian osilator, maka perlu untuk menghubungkan frekuensi osilasi kepada elemen-elemen dalam rangkaian.
Osilator yang menggunakan penyetelan RC khasnya berguna pada frekuensi rendah dan dalam rangkaian integral, dimana penggunaan induktor tidaklah praktis. Osilator pergeseran fasa (phase-shift oscillator) dan osilator jembatan Wien (Wien bridge oscillator) adalah rangkaian osilator RC yang dapat distel yang lazimnya digunakan; representasi khas yang menggunakan pengeras tegangan ideal.
Dalam osilator pergeseran fasa, nilai-nilai Av, R dan C adalah sama untuk setiap tahap. Jaringan RC digunakan untuk menyediakan pergeseran fasa – 180˚ mengelilingi simpal loloh balik dan tahap-tahap pengeras menyediakan bati yang perlu untuk menghasilkan osilasi. Rangkaian osilator tersebut adalah sebuah pengeras loloh balik piraudan jaringan a(s) dan jaringan f(s).
Bati depan a(s) ditentukan dengan mencari perbandingan V0/V1. TeganganV2 adalah
V2=-AvV1 ............................................................................................................(2.2)
dan V3=1sCR+ 1sCV2=11+sRCV2. ..................................................................................................(2.3)
Dengan cara yang serupa, V4, V5, V6, dan V0 dapat ditentukan oleh persamaan yang serupa dengan persamaan (2.2) dan persamaan (2.3). Nilai a(s) yang dihasilkan dapat diperlihatkan sebesar
a(s) = --Av3(1+sRC)3......................................................................................................(2.4)
Dalam rangkaian FET, jaringan antar tahap RC menyediakan pergeseran fasa yang diperlukan dan bati disediakan oleh rangkaian FET. Resistensi sumber Rk menyediakan kedua-duanya bias dan stabilitas bati. Frekuensi osilasi adalah sedemikian sehingga efek kapasitor pengopel Cc dan kapasitans-kapasitans alat yang di bagian dalam Cgsdan Cgd dapat diabaikan. Osilator-osilator tersebut distel (yakni, frekuensi-frekuensinya disesuaikan dengan nilai yang diinginkan) dengan menyesuaikan baik nilai R maupun nilai C. Dalam kebanyakan rangkaian praktis, kapasitor C biasanya dibuat variabel dan nilai R dipilih sehingga nilai tersebut jauh lebih besar daripada resistansi salur RD. Di bawah kondisi-kondisi ini, maka penyesuaian jaringan pergeseran fasa tidak akan mempengaruhi bati tahap.
Rangkaian dalam osilator pergeseran fasa yang menggunakan satu OP-AMP, hanya menggunakan satu pengeras operasional untuk mencapai bati yang perlu untuk osilasi. Jaringan loloh balik RC menyediakan pergeseran fasa yang diperlukan dan penyesuaian nilai-nilai C digunakan untuk mengubah frekuensi. Kedudukan R dan C dalam pergeseran fasa dibalik dari kedudukan. Hal ini dilakukan supaya hambatan R dimasukkan OP-AMP dapat digunakan untuk kedua-dua jaringan pergeseran fasa dan untuk mengontrol bati pengeras.
Osilator jembatan Wien sangata banyak digunakan dalam osilator laboratorium untuk frekuensi audio. Struktur yang menyerupai jembatan yang dibentuk oleh R1C1dan R2C2 menyediakan kedua-duanya penyetelan dan pergeseran fasa yang perlu untuk menghasilkan osilasi-osilasi. Penyetelan biasanya dirampungkan dengan menyesuaikan secara serempak semua elemen dalam kedua-dua jaringan pergeseran fasa. Keuntungan utama dari osilator jembatan Wien adalah jangkauan penyetelan yang cukup lebar (beberapa Hz sampai 100 kHz adalah khas) dan derajat stabilitas frekuensi yang tinggi.
Osilator LC yang dapat distel. Dua rangkaian yang lazim digunakan sebagai osilator frekuensi radio adalah osilator Hartley dan osilator Colpitts. Masing-masing osilator tersebut dapat dinyatakan oleh rangkaian ekivalen yang pada pokoknya masing-masing adalah pengeras loloh balik seri. Akan tetapi kedua-dua rangkaian dapat juga menggunakan loloh balik pirau seperti yang diperlihatkan dalam realisasi praktis. Cok RF adalah induktans yang reaktansnya sangat besar pada frekuensi osilasi dan berperan untuk mengisolasi bekal bias Vccdari sinyal berfrekuensi tinggi yang dihasilkan. Dalam rangkaian ekivalen, impedans Z1 menyediakan sinyal yang kembali dan adalah analog dengan sebuah hambatanpemancar yang tak dilewati yang digunakan dalam sebuah tahapp tunggal. Ketiga elemen reaktif tersebut menyediakan pergeseran fasa 180˚ yang perlu untuk osilasi. Pergeseran arus Ai dipilih untuk mempertahankan osilasi sesuai dengan persamaan (2.1). Penyetelan dirampungkan dengan mengubah baik L maupun C.
Analisis dari kedua-dua osilator Hartley dan osilator Colpitts dapat dirampungkan dengan penentuan syarat untuk man T(jω) = -1. Akan tetapi, dalam kasus ini analisis tersebut dimudahkan dengan menuis persamaan mesh dan dengan membolehkan determinan rangkaian menjadi nol. Determinan rangkaian tersebut kadang-kadang digunakan untuk menandakan determinan penyebut yang dibentuk dalam menggunakan kaidah Cramer untuk memecahkan persamaan-persamaan linear serempak. Pemisahan (jω) = 0 akan bersesuaian dengan kondisi T(jω) + 1 = 0 dan menghasilkan kondisi-kondisi yang perlu supaya rangkaian tersebut mempunyai kutub-kutub pada sumbu j. Untuk mana sumber arus A1I1 dan impedans Z2 telah diubah menjadi ekivalensumber tegangannya. Persamaan-persamaan mesh adalah
I1(Rin+ Z1) – I2Z1 = 0. ..........................................................................................(2.4)
-I1(Z1 - AiZ2) + I2(Z1 + Z2 + Z3) = 0.......................................................................(2.5)
Nilai determinan adalah
= Z1[Rin + Z2(1+Ai) + Z3] + Rin (Z2 + Z3). ........................................................(2.6)
Untuk osilator Hartley maka Z1 = jωL1, Z2 = jωL2, dan Z3 = - j/ωC. Dengan mensubtitusikan nilai-nilai ini ke dalam persamaan (2.6) dan dengan membuat bagian riel dan bagian imajiner dari (jω) kedua-duanya sama dengan nol maka akan menghasilkan kondisi-kondisi yang perlu untuk mempertahankan osilasi yang diberikan dalam persamaan (2.7).
ω0= 1L1+ L2C Ai= L1L2................................................................................(2.7)
Analisis untuk osilator Colpitts adalah identik dengan analisis osilator Hartley dan menghasilkan
ω0= 1C1C2L/C1+ C2 Ai=C2C1................................................................................(2.8)
Seringkali diinginkan untuk menghasilkan bentuk gelombang sinusoida yang frekuensinya konstan pada perioda waktu yang diperluas. (Persyaratan stabilitas dalam orde beberapa bagian per sejuta adalah lazim). Osilator kristal (crystal oscillator), yang mempunyai rangkaian yang khas. Kristal yang mempertunjukkan efek piezoelektrik (piezoelectriceffect), yakni sebuah fenomena dalam mana sebuah sinyal listrik yang dikesan menghasilkan sebuah getaran mekanis dalam bahan digunakan untuk mengontrol frekuensi osilasi. Kristal tersebut mempunyai rangkaian resonan alaminya sendiri yang bentuknya diperlihatkan di bawah ini. Jika kristal digantikan oleh rangkaian ekivalen, maka osilator kristal kelihatan serupa dengan osilator Colipitts.
Gbr. Rangkaian ekivalen dari kristal
Dalam banyak pemakaian kontrol dan pemakaian instrumentasi, maka osilator diperlukan dalam mana frekuensi osilasi dapat dikontrol secara otomatis. Sebuah pemakaian seperti itu adalah kontrol frekuensi otomatik (AFC = automatic frequency control) yang diperlukan dalam bagian penyetelan sebuah penerima FM. Osilator yang dikontrol tegangan(VCO = voltage controlled oscillator) umumnya digunakan untuk maksud ini. Dalam mana rangkaian MOSFET digunakan untuk menggantikan kapasitor dalam jaringan pergeseran fasa dari osilator Hartley. MOSFET Q2 berperan sebagai resistansi beban aktif RL dari tahap yang mengandung Q1. Kapasistans yang dilihat di terminal A dan B adalah nilai kapasitans loloh balik C yang dipertinggi oleh efek Miller. Jadi, CAB = C(1 + gmRL). Dengan membias Q2 dalam daerah resistansi yang dikontrol tegangan maka kontrol bias digunakan untuk mengubah nilai efektif dari RL. Sebagai konsekuensinya, maka kotrol bias mengubah nilai CAB dalam jaringan pergeseran fasa, yang demikian akan menghasilkan perubahan frekuensi osilasi.
Cara ini dapat digunakan dengan konfigurasi osilator yang lain dengan hasil-hasil yang serupa. Tambahan lagi, metoda untuk mendapatkan sebuah kapasitor variabel tegangan seringkali digunakan dalam pengubah tegangan ke frekuensi (voltage to frequency converter). Keluaran pengubah tegangan ke frekuensi adalah sebuah bentuk modulasi frekuensi (FM) dan sangat banyak digunakan dalam pemersatu musik elektronik. Seringkali, sebuah sinyal yang akan diolah berubah secara lambat dengan waktu seperti halnya kasus dimana sinyal menyajikan variasi aliran massa atau variasi temperatur dalam sebuah proses pembuatan dalam pabrik. Sinyal seperti itu mengandung komponen frekuensi yang sangat rendah dan pengubahan tegangan ke frekuensi akan menterjemahkan informasi tersebut ke jangkauan frekuensi yang lebih tinggi. Sinyal ini diolah secara lebih mudah pada frekuensi tinggi. Sebagai konsekuensinya, maka pengontrolan oerasi pembuatan dalam pabrik lebih mudah dicapai.
(A.E. Fitzgerald, 1985)
Alat ukur multimeter. Untuk mengetahui baik tidaknya hubungan-hubungan atau sambungan penghantar dalam suatu instalasi diperlukan suatu alat ukur yang dinamakan multimeter. Dengan menggunakan multimeter kita dapat mengetahui hasil pemasangan instalasi yang meliputi: pemasangan kabel, penyambungan kabel dan pekerjaan-pekerjaan lain dalam instalasi. Selain untuk mengetahui hasil pemasangan instalasi, multimeter juga dapat dipakai untuk mengukur besarnya tegangan listrik yang mengalir di dalam suatu penghantar misalnya tegangan fasa dengan nol atau antara fasa dengan fasa.
Fungsi dan bagian-bagian multimeter:
Daftar Skala Meter yang berguna untuk membaca hasil pengukuran. Daftar skala meliputi skala pengukuran tegangan listrik, arus listrik dan tahanan listrik
Jarum Penunjuk Skala yang berguna untuk menunjukkan hasil pengukuran
Pengatur Jarum Penunjuk Skala yang berguna untuk menyetel jarum penunjuk agar selalu pada posisi nol (posisi awal) saat akan digunakan
Cermin yang berguna untuk membantu ketetapan dalam pembacaan skala antara jarum penunjuk dan cermin
Kaca Penutup berguna untuk melindungi daftar skala dan jarum penunjuk agar tidak terganggu/rusak
Sakelar Pemilih berguna untuk memilih batas pengukuran (volt, ampere dan tahanan ohm)
Pengatur nol (zero ajuster) berguna untuk menyetel jarum penunjuk ke arah nol ohm pada waktu akan mengukur tahanan listrik.
Sakelar Pembalik Polaritas berguna untuk membalikkan fungsi probe pada pengukuran tertentu
Terminal 12A
Terminal 12A bersama-sama dengan – com untuk mengukur kuat arus listrik
Terminal +
Terminal – com. Kedua terminal (+) dan (-) untuk meletakkan kedua kabel probe
Bagian belakang kotak multimeter
Probe berwarna merah (+) dan warna hitam (-)
Cara menggunakan multimeter. Dalam pekerjaan instalasi kita harus dapat menggunakan multimeter. Untuk dapat menggunakan multimeter dapat ditunjukkan dengan contoh-contoh di bawah ini:
Misalnnya: - Mengukur kondisi suatu penghantar
Mengukur tegangan listrik pada pengantar
Cara mengukur kondisi suatu penghantar. Yang dimaksud dengan dengan mengukur kondisi suatu penghantar adalah langkah pengukuran yang bertujuan untuk mengetahui baik atau tidaknya hasil pemasangan penghantar dalam pekerjaan instalasi listrik.
Dalam pemasangan instalasi mungkin saja terjadi kesalahan dalam pemasangan penghantar, misalnya salah sambung, adanya kabel yang tergores pada waktu memasukkan kabel dalam pipa pelindung dan lain-lain yang kesemuanya ini akan berakibat hubungan singkat pada penghantar tersebut.
Untuk mengetahui adanya hubungan singkat tersebut perlu dilakukan pengukuran dengan menggunakan alat ukur multimeter. Cara melakukan pengukuran adalah sebagai berikut: mengukur suatu penghantar pada prinsipnya adalah mengukur tahanan yang ada pada penghantar tersebut dalam keadaan tidak ada arus listriknya.
Cara mengukur tahanan:
Seperti telah dijelaskan sebelumnya bahwa untuk mengukur tahanan terlebih dahulu harus dilakukan kalibrasi meter dengan menggunakan cara zero setting dengan cara menempelkan kedua probe (+) dan (-). Kemudian pengatur nol (zero ajuster) diputar agar jarum penunjuk skala menunjuk angka nol pada skala ohm
Setelah jarum tepat menunjuk angka nol, barulah dilakukan pengukuran yaitu dengan menghubungkan kedua probe (+) dan (-), probe yang bertanda (+) dihubungkan dengan penghantar fasa dan probe yang bertanda (-) dihubungkan dengan penghantar nol. Sakelar pemilih diletakkan pada posisi pengukuran ohm dengan batas x 10
Sekarang perhatikan daftar skala meter, apabila jarum penunjuk bergerak ke kanan dan menunjuk pada angka nol berarti pada kedua penghantar tersebut terjadi hubungan singkat dan jika jarum diam atau bergerak sedikit berarti kedua penghantar tersebut baik dan aman
Demikian pula pengukuran antara penghantar dengan pipa pelindung. Apabila jarum penunjuk menunjuk angka nol berarti antara penghantar dan pipa tersebut terjadi hubungan singkat dan bila jarum diam berarti hubungan antara penghantar dan pipa pelindung baik.
Hubungan singkat bisa terjadi akibat adanya penghantar yang luka akibat tergores dengan bagian tajam dari pipa sehingga kawat penghantar menyentuh bagian pipa
Cara mengukur tegangan pada penghantar. Yang dimaksud dengan mengukur tegangan pada penghantar adalah mengukur besarnya tegangan listrik pada instalasi penerangan yang telah dihubungkan dengan jala-jala listrik PLN. Mengukur tegangan listrik pada instalasi dapat dilakukan dengan cara mengukur tegangan listrik yang ada pada stop-kontak.
Langkah pengukuran:
Semua sudah tahu bahwa tegangan listrik yang ada pada jala-jala PLN pada umumnya 110/127 V atau 220/227 V. Dengan demikian sakelar pemilih diputar dan diletakkan pada posisi batas pengukuran ACV pada skala pengukuran 500 VAC (skala pengukuran harus lebih besar dari yang akan diukur, sebab bila lebih kecil dari yang akan diukur besar kemungkinan meter akan rusak atau terbakar). Besar batas pengukuran yang tercantum biasanya 100 - 500 - 1000 V.
Kemudian probe warna merah (+) dimasukkan ke dalam salah satu lubang pada stop-kontak dan probe warna hitam (-) ke lubang satunya lagi (bila terbalik diperbolehkan)
(Dedy Rusmadi, 2001)
Sebuah multimeter dapat mengukur beberapa besaran listrik yang berbeda, yanng biasanya adalah tegangan dan arus. Terdapat dua jenis multimeter yaitu analog dan digital. Kedua multimeter memiliki soket ( lubang tancap ) untuk probe ( batang uji) :
Positif, ditandai dengan simbol ' +' dan biasanya berwarna merah.
Common ( negatif) ditandai dengan COM atau simbol ' – ' dan biasanya bewarna hitam.
Beberapa meteran memiliki soket positif kedua yanng harus digunakan untuk megukur tegangan-tegangan tinggi. Kedua jenis meteran memiliki kenop putar untuk memilih kuantitas mana yang hendak diukur. Kenop putar ini seringkali juga digunakan untuk memilih kisaran pengukuran. Kenop ditetapkan untuk memilih kisaran pengukura 0-10V. Pada sebuah meteran analog, anda harus menghubungkan probe common (negatif) ke titik pengukuran yang lebih negatif dan probe merah ke titik pengukuran yang lebih positif. Apabila anda menghubungkannya secara terbalik, jarum penunjuk akan berayun ke bawah angka nol. Lepaskan segera kedua probe tersebut karena hal ini akan mengakibatkan kerusakan pada meteran. Meteran-meteran digital seringkali memiliki fitur otopolaritas. Dengan fitur ini, meteran akan memperlihatkan tanda minus di sebelah kiri angka pembacaan apabila kedua probe dihubungkan dengan titik -titik pengukuran secara terbalik.
Dengan meteran analog, terdapat masalah kesalahan pembacaan apabila anda tidak membaca skala pengukuran secara lurus dari arah atas. Kesalahan semacam ini disebut sebagai kesalahan paralaks. Untuk membantu anda menghindari hal ini, meteran dilengkapi dengan sebuah cermin melengkung pada skala pembacaan. Anda dapat melihat refleksi (atau bayangan) jarum pengukur pada cermin ini. Ketika melakukan pembacaan, gerakkan kepala anda kekiri dan ke kanan hingga anda mendapatkan bayangan jarum berhimpit dengan jarum pengukur. Hal ini memastikan bahwa anda memandang skala secara lurus ke bawah dan pembacaan akan benar. Meteran-meteran digital juga dapat memiliki fitur autoranging. Fitur ini memungkinkan meteran memilih kisaran yang tepat secara otomatis ketika pengukuran dilakukan.
Sebuah baterai dapat dibentuk dari sel-sel listrik yang berdiri sendiri yang diletakkan di dalam sebuah kotak baterai. Kotak baterai plastik memiliki kontak-kontak dan kawat-kawat yang saling menghubungkan sel-sel listrik di dalam baterai. Kotak yang diperlihatkan pada foto di halaman 5 memiliki empat sel alkalin. Tiap-tiap sel alkalin menghasilkan 1,5 V sehingga tegangan keselurahan baterai adalah 6 V. Baterai berukuran praktis pada foto di belah kanan ini memiliki 8 sel alkalin dan ukuran panjang yang hanya 28 mm. Baterai ini memberikan pasokan 12V. Baterai-baterai kecil semacam ini digunakan dalam aplikasi-aplikasi dimana kita membutuhkan tegangan yang relatif tinggi namun kita hanya memiliki ruang yang kecil. Contoh-contohnya antara lain adalah peralatan fotografi dan pengontrol jarak jauh key-fob.
Besaran satuan untuk arus listrik adalah ampere. Simbol besaran ini adalah A. Hanya sedikit orang yang digunakan adalah amp. Sebuah lampu listrik yang dipasok dari sumber listrik (mains) membutuhkan kurang lebih sepertiga amp untuk menjadikannya bersinar terang. Sebuah pemanas ruangan dua batangan membutuhkan kurang lebih 8 amp.
Arus listrik dengan jumlah (atau magnitudo) yang lebih kecil di ukur dengan suatu miliamp. Satu miliamp, yang simbolnya mA, adalah seperseribu dari satu amp. Sebuah bohlam lampu senter membutuhkan 60 mA atau kurang. Satuan arus listrik yang lebih kecil lagi adalah mikroamp yang simbolnya adalah µA. Satu mikroamp adalah seperseribu dari satu miliamp, atau sepersejuta dari satu amp. Jam-jam dinding listrik dan jam-jam tangan listrik hanya membutuhkan beberapa mokroamp. Itu sebabnya sebuah baterai AAA tunggal mampu menghidupkan sebuah jam dinding selama berbulan-bulan. Arus mengalir di sepanjang jalur rangkaian listrik. Arus mengalir dari terminal positif baterai melewati lampu dan kembali memalui termnal negatif. Besarnya arus yang mengalir dari terminal positif baterai, melewati lampu dan kembali ke baterai melalui terminal negatif. Besarnya arus yang mengalir di semua bagian rangkaina listrik sama. Tegangan listrik adalah gaya listrik yang menggerakan arus untuk mengalir di sepanjang sebuah rangkaian llistrik. Besaran satuan untuk tegangan listrik adlah volt, dengan simbol V. Kebanyakan sel listrik menghasilkan tagangan sebesar kurang lebih 1,5 V. Tegangan sumber listrik PLN adalah 230 V.
Di sebuah stasiun pembangkit listrik, tegangan yang dibangkitkannya lebih besar dan diukur dalam satuan kilovolt, yang simbolnya adalah kV. Satu kilovolt setara dengan seribu volt. Pada saluran-saluran transmisi tegangan-tinggi, tegangan yang ada dapat mencapai 400 kV.
Tegangan-tegangan yang lebih rendah diukur dalam satuan milivolt adalah seperseribu dari satu volt. Tegangan-tegangan yang lebih rendah lagi diekspresikan dalam satuan mikrovolt, dengan simbol µV. Satu mikrovolt adalah seperseribu dari satu milivolt atau sepersejuta dari satu volt. Sinyal- sinyal listrik yang datang dari sebuah mikrofon atau perangkat-perangkat sensor lain pada umumnya terukur dlam bagian milivolt atau mikrovolt. Arus digerakkan untuk mengalir di sepanjang rangkaian oleh gaya gerak listrik (tegangan) yang timbul antara terminal positif dan terminal negatif baterai. Daya listrik mempresentasikan laju perubahan energi yang dihasilkan oleh sebuah perangkat listrik, dari satu bentuk energi ke bentuk lainnya.Semakin besar arus dan semakin besar gaya gerak listriknya, semakin besar daya dihasilkan.
Untuk pasokan daya listrik yang kontinu, atau sebaliknya pasokan- pasokan sekejap (burst) dengan ukuran yang besar, kita menggunakan sel- sel yang dapat diisi ulang. Ketika sel semacam ini kehabisan dayanya, kita menyambungkannya ke sebuah charger (pengisi-ulang) yang megambil dayanya dari sumber listrik (listrik PLN). Arus yang diberikan sumber listrik akan memulihkan senyawa-senyawa kimiawi di dalam sel kembali ke keadaan aslinya. Sel-sel listrik isi ulang di antaranya adalah sebuah baterai dibentuk oleh sejumlah sel listrik yang disambungkan satu sama lainnya. Sel-sel ini umumnya disambungkan sedemikian rupa sehingga baterai dapat menghasilkan tegangan output yang lebih besar. Sebagai contoh, baterai PP3 yang populer digunakan dapat menghasilkan 9V. Baterai ini terdiri dari enam buah sel yang masing-masingnya mampu menghasilkan 1,5 V. Baterai ini digunakan pada jam dinding, alat-alat pengukuran dan pada perangkat- perangkat arus rendah lainnya. (Owen Bishop, 2002)
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN

Peralatan dan Bahan
3.1.1 Peralatan
1. Osiloskop digital
Berfungsi alat untuk mengukur frekuensi, periode, tegangan dan menampilkannya dalam bentuk gelombang
2. PSA
Berfungsi sebagai sumber tegangan AC
3. Kabel penghubung
Berfungsi untuk menghubungkan alat yang satu dengan alat yang lain
4. Multimeter (1 buah)
Berfungsi untuk mengukur tegangan, arus dan hambatan listrik
5. Baterai (4 buah)
Berfungsi sebagai sumber tegangan DC
3.1.2 Bahan
-

Prosedur Percobaan
Mengukur tegangan DC
Dengan Mulitimeter
Disediakan peralatan yang digunakan
Dihidupkan multimeter
Distel multimeter ke volt adjustment (voltmeter)
Dihubungkan kabel merah multimeter ke kutub positif baterai 1,5 V dan kabel hitam dihubungkan ke kutub negatif baterai
Dicatat hasil tegangan yang ditampilkan multimeter
Diulangi percobaan diatas dengan menggabbungkan baterai menjadi 3V, 4V, 5V dan 6 V
Dengan menggunakan Osiloskop
Disediakan peralatan yang digunakan
Dihidupkan osiloskop
Dihubungkan kabel ke CH1
Dikalibrasi osiloskop terlebih dahulu sebelum digunakan
Dihubungkan kabel probe negatif osiloskop ke negatif baterai
Dihubungkan kabel probe positif osiloskop ke positif baterai
Ditekan tombol auto untuk mengetahui tegangan yang diukur
Diulangi percobaan diatas dengan menggabungkan baterai menjadi 3V, 4V, 5V dan 6 V
Untuk tegangan AC
Dengan menggunakan multimeter
Disediakan peralatan yang digunakan
Dihidupkan multimeter
Disetel multimeter ke volt adjustment (voltmeter)
Dihidupkan PSA
Dihubungkan kabel positif multimeter ke positif PSA dan kabel negatif menggunakan kabel penghubung dan penjepit buaya
Diatur tegangan 2V pada PSA
Dicatat hasil tegangan yang ditampilkan multimeter
Diulangi percobaan di atas dengan tegangan 2V-12V dengan interval 2V
Dengan menggunakan Osiloskop
Disediakan peralatan yang digunakan
Dihidupkan osiloskop
Dihubungkan kabel ke CH1
Dikalibrasi osiloskop terlebih dahulu sebelum digunakan
Dihidupkan PSA
Dihubungkan kabel probe negatif ke negatif PSA
Dihubungkan kabel probe positif ke positif PSA
Diatur tegangan senilai 2V pada PSA
Ditekan auto untuk mengetahui tegangan yang diukur
Diulangi percobaann diatas untuk tegangan 4V-14V dengan interval 2V






BAB IV
ANALISA DATA

Data Percobaan
Tegangan DC
BATERAI
MULTIMETER
OSILOSKOP
1,5 V
1,57 V
1,48 V
3 V
3,12 V
3,60 V
4,5 V
4,68 V
4,48 V
6 V
6,25 V
5,92 V

Tegangan AC
PSA
MULTIMETER
OSILOSKOP
2 V
1,42 V
1,58 V
4 V
3,46 V
3,36 V
6 V
5,28 V
5,12 V
8 V
7,41 V
6,96 V
10 V
9,44 V
9 V
12 V
11,22 V
11,4 V
14 V
12,31 V
13,0 V







Medan, 27 September 2013
Asisten, Praktikan,



(Togar Josua Manik) (Marta Masniary Nainggolan)
Gambar Percobaan
Untuk Tegangan DC



















Untuk Tegangan AC













Analisa Data
Menghitung % ralat pada percobaan tegangan PSA
Dengan menggunakan Osiloskop
% ralat=Vt-VpVtx 100%
Untuk tegangan PSA = 2 Volt
% ralat=2-1,582x 100%=21 %
Untuk tegangan PSA = 4 Volt
% ralat=4-3,364x 100%=16%
Untuk tegangan PSA = 6 Volt
% ralat=6-5,126x 100%=14,66%
Untuk tegangan PSA = 8 Volt
% ralat=8-6,968x 100%=13%
Untuk tegangan PSA = 10 Volt
% ralat=10-910x 100%=10%
Untuk tegangan PSA = 12 Volt
% ralat=12-11,412x 100%=5%
Untuk tegangan PSA = 14 Volt
% ralat=14-13,014x 100%=7,143%

Dengan menggunakan multimeter
% ralat=Vt-VpVtx 100%
Untuk tegangan PSA = 2 Volt
% ralat=2-1,422x 100%=29%

Untuk tegangan PSA = 4 Volt
% ralat=4-3,464x 100%= 13,5 %
Untuk tegangan PSA = 6 Volt
% ralat=6-5,286x 100%=12%
Untuk tegangan PSA = 8 Volt
% ralat=8-7,418x 100%=7,375%
Untuk tegangan PSA = 10 Volt
% ralat=10-9,4410x 100%=5,6%
Untuk tegangan PSA = 12 Volt
% ralat=12-11,2212x 100%=6,5%
Untuk tegangan PSA = 14 Volt
% ralat=14-13,3114x 100%=12,071%

Menghitung % ralat pada percobaan tegangan baterai
Dengan menggunakan osiloskop
Untuk baterai 1,5 volt (1 buah)
% ralat=1,5-1,481,5x 100%=1,33%
Untuk baterai 3 volt (2 buah)
% ralat=3-3,603x 100%=20 %
Untuk baterai 4,5 volt (3 buah)
% ralat=4,5-4,484,5x 100%=0,444 %
Untuk baterai 6 volt (4 buah)
% ralat=6-5,926x 100%=1,33 %
Dengan menggunakan multimeter
Untuk baterai 1,5 volt (1 buah)
% ralat=1,5-1,571,5x 100%=4,67 %
Untuk baterai 3 volt (2 buah)
% ralat=3-3,123x 100%=4 %
Untuk baterai 4,5 volt (3 buah)
% ralat=4-4,684,5x 100%=4 %
Untuk baterai 6 volt (4 buah)
% ralat=6-6,256x 100%=4,167 %




























BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan
Dari percobaan diketahui perbedaan osiloskop analog dan digital yaitu osiloskop analog menggunakan tegangan yang diukur untuk menggerakkan berkas elektron dalam tabung gambar ke atas atau ke bawah sesuai dengan bentuk gelombang yang diukur. Pada layar osiloskop dapat langsung ditampilkan bentuk gelombang tersebut. Sedangkan osiloskop digital mencuplik bentuk gelombang yang diukur dan dengan menggunakan ADC (Analog to Digital Converter) untuk mengubah besaran tegangan yang dicuplik menjadi besaran digital. Isyarat digital ini kemudian direka-ulang menjadi bentuk gelombang seperti aslinya yang hasilnya dapat ditampilkan pada layar
Dari percobaan diketahui prinsip kerja osiloskop yaitu mempercepat berkas elektron dengan tegangan tinggi V yang ditembakkan oleh plat katoda yang disebut elektron gun. Ketika berkas elektron ini mencapai dan menumbuk lapisan fosfor, akan terjadi peristiwa fluoresensi dimana elektron akan memencar tetap namun dapat kembali pada keadaan semula sehingga pada layar osiloskop akan nampak sebagai bintik cahaya
Dari percobaan diperoleh hasil tegangan DC dan AC, sebagai berikut:
Tegangan DC:
BATERAI
MULTIMETER
OSILOSKOP
1,5 V
1,57 V
1,48 V
3 V
3,12 V
3,60 V
4,5 V
4,68 V
4,48 V
6 V
6,25 V
5,92 V
Tegangan AC:
PSA
MULTIMETER
OSILOSKOP
2 V
1,42 V
1,58 V
4 V
3,46 V
3,36 V
6 V
5,28 V
5,12 V
8 V
7,41 V
6,96 V
10 V
9,44 V
9 V
12 V
11,22 V
11,4 V
14 V
12,31 V
13,0 V

Dari percobaan diketahui perbedaan hasil pengukuran osiloskop dengan multimeter yaitu berselisih dari yang terkecil 0,09V sampai yang terbesar 0,69V



5.2 Saran
Sebaiknya praktikan melengkapi kelengkapan praktikum sebelum praktikum dimulai
Sebaiknya praktikan memahami teori yang bersangkutan dengan praktikum
Sebaiknya praktikan mengkalibrasi osiloskop terlebih dahulu sebelum melakukan percobaan
Sebaiknya praktikan lebih teliti dalam mengukur tegangan, sehingga didapat ralat dalam ukuran kecil



























DAFTAR PUSTAKA

Bishop, O. 2002. "DASAR-DASAR ELEKTRONIKA". Jakarta: Erlangga.
Halaman : 11-12; 14
Fitzgerald, A E. 1985. "DASAR-DASAR ELEKTROTEKNIK". Edisi Kelima. Jilid 2.
Jakarta: Erlangga.
Halaman : 77-78; 82-83; 86-87
Rusmadi, D. 2001. "BELAJAR INSTALASI LISTRIK". Bandung: CV. Pionir Jaya.
Halaman : 106 – 112
Wal, V D dkk. 1985. "RINGKASAN ELEKTRO TEKNIK". Jakarta: Erlangga.
Halaman : 136-138














Medan, 27 September 2013
Asisten, Praktikan,



(Togar Josua Manik) (Marta Masniary Nainggolan)