MAKALAH OSILOSKOP

2.1 Pengertian Osiloskop

Osiloskop adalah alat ukur elektronika yang berfungsi

memproyeksikan bentuk sinyal listrik agar dapat dilihat dan dipelajari.  Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode. Sorotan elektron membekas pada layar. 

2.2 Bagian-Bagian Osiloskop

Adapun bagian-bagian osiloskop terdiri atas:

1.    Layar penampil gelombang

2.    Tombol pengaturan gelombang

3.    Tombol pengaturan intensitas cahaya

4.    Tombol pengatur posisi garis berkas sinar dan

5.    Soket-soket terminal masukan pelacak (probe).

Adapun Layar osiloskop dibagi atas 8 kotak skala besar dalam arah vertikal dan 10 kotak dalam arah horizontal. Tiap kotak dibuat skala yang lebih kecil. Sejumlah tombol pada osiloskop digunakan untuk mengubah nilai skala-skala tersebut.

Osiloskop terdiri dari dua bagian utama yaitu Display dan Panel Control :

·         Display
Display  menyerupai tampilan layar pada televisi. Display pada Oscilloscope berfungsi sebagai tempat tampilan sinyal uji. Pada Display Oscilloscope terdapat garis-garis melintang secara vertikal dan horizontal yang membentuk kotak-kotak yang disebut dengan div. Arah horizontal mewakili sumbu waktu dan garis vertikal mewakili sumbu tegangan.

·         Panel Control

Panel kontrol berisi tombol-tombol yang bisa digunakan untuk menyesuaikan tampilan di layar. Tombol-tombol pada panel osiloskop antara lain :

Ø  Focus : Digunakan untuk mengatur fokus 

Ø  Intensity : Untuk mengatur kecerahan garis yang ditampilkan di layar

Ø  Trace rotation : Mengatur kemiringan garis sumbu Y=0 di layar

Ø  Volt/div : Mengatur berapa nilai tegangan yang diwakili oleh satu div di layar

Ø  Time/div : Mengatur berapa nilai waktu yang diwakili oleh satu div di layar

Ø  Position : Untuk mengatur posisi normal sumbu X (ketika sinyal masukannya nol)

Ø  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 diikutsertakan.

Ø  Ground : Digunakan untuk melihat letak posisi ground di layar.

Ø  Channel 1/ 2 : Memilih saluran / kanal yang digunakan.

Pada umumnya osiloskop terdiri dari dua kanal (Dual Trace) yang bisa digunakan untuk melihat dua sinyal yang berlainan, misalnya kanal satu dipasang untuk melihat sinyal masukan dan kanal dua untuk melihat sinyal keluaran.

Lebih rinci perhatikan gambar panel kontrol Oscilloscope Dual Trace berikut:

     

Keterangan gambar panel kontrol Osilokop Dual Trace diatas :

1.    VERTICAL INPUT : merupakan input terminal untuk channel-1/saluran
2.    AC-GND-DC : Penghubung input vertikal untuk saluran 1.

·         Jika tombol pada posisi AC, sinyal input yang mengandung komponen DC akan ditahan/di-blokir oleh sebuah kapasitor. 

·         Jika tombol pada posisi GND, terminal input akan terbuka, input yang bersumber dari penguatan internal di dalam Oscilloscope akan di-grounded. 

·         Jika tombol pada posisi DC, input terminal akan terhubung langsung dengan penguat yang ada di dalam Oscilloscope dan seluruh sinyal input akan ditampilkan pada layar monitor.

3.    MODE

·       CH-A :  tampilan bentuk gelombang channel-1/saluran 1.

·       CH-B :  tampilan bentuk gelombang channel-2/saluran 2.

·       DUAL : pada batas ukur (range) antara 0,5 sec/DIV – 1 msec (milli second)/DIV, kedua frekuensi dari kedua saluran (CH-1 dan CH-2) akan saling berpotongan pada frekuensi sekitar 200k Hz. Pada batas ukur (range) antara 0,5 msec/DIV – 0,2 µ sec/DIV saklar jangkauan ukur kedua saluran (channel/CH) dipakai bergantian.

·       ADD : CH-1 dan CH-2 saling dijumlahkan. Dengan menekan tombol PULL INVERT akan diperoleh SUB MODE.

4.   VOLTS/DIV variabel untuk saluran (channel)/CH-1.

5.   VOLTS/DIV pelemah vertikal (vertical attenuator) untuk saluran (channel)/CH-1. Jika tombol “VARIABLE” diputar ke kanan (searah jarum jam), pada layar monitor akan tergambar tegangan per “DIV”. Pilihan per “DIV” tersedia dari 5 mV/DIV – 20V/DIV.

6.    Pengatur posisi vertikal untuk saluran (channel)/CH-1.

7.    Pengatur posisi horisontal.

8.    SWEEP TIME/DIV

9.    SWEEP TIME/DIV VARIABLE.

10.  EXT.TRIG untuk men-trigger sinyal input dari luar.

11.    CAL untuk kalibrasi tegangan pada 0,5 V p-p (peak to peak) atau tegangan dari puncak ke puncak.

12.    COMP.TEST saklar untuk merubah fungsi Oscilloscope sebagai penguji komponen (component tester). Untuk menguji komponen, tombol SWEEP TIME/DIV di “set” pada posisi CH-B untuk mode X-Y. tombol AC-GND-DC pada posisi GND.

13.   TRIGGERING LEVEL.

14.   LAMPU INDIKATOR.

15. SLOPE (+), (-) penyesuai polaritas slope (bentuk gelombang).
16.    SYNC untuk mode pilihan posisi saklar pada; AC, HF REJ, dan TV.
17.    GND terminal ground/arde/tanah.

18.    SOURCE penyesuai pemilihan sinyal (syncronize signal selector). Jika tombol SOURCE pada posisi :

·         INT : sinyal dari channel 1 (CH-1) dan channel 2 (CH-2) untuk keperluan pen-trigger-an/penyulutan saling dijumlahkan,

·         CH-1 : sinyal untuk pen-trigger-an hanya berasal dari CH-1,

·         CH-2 : sinyal untuk pen-trigger-an hanya berasal dari CH-2,

·         AC   : bentuk gelombang AC akan sesuai dengan sumber sinyal AC itu sendiri,

·         EXT : sinyal yang masuk ke EXT TRIG dibelokkan/dibengkokkan disesuaikan dengan sumber sinyal.

19.    POWER ON-OFF.

20.    FOCUS digunakan untuk menghasilkan tampilan bentuk gelombang yang  optimal.

21.    INTENSITY pengatur kecerahan tampilan bentuk gelombang agar mudah dilihat.

22.    TRACE ROTATOR digunakan utuk memposisikan tampilan garis pada layar agar tetap berada pada posisi horisontal. Sebuah obeng dibutuhkan untuk memutar trace rotator ini.

23.    CH-B POSITION tombol pengatur untuk penggunaaan CH-2/channel (saluran) B.

24.   VOLTS/DIV pelemah vertikal untuk CH-2

25.    VARIABLE.

26.    VERTICAL INPUT input vertikal untuk CH-2.

27.    AC-GND-DC untuk CH-2 kegunaannya sama seperti penjelasan yang terdapat pada nomor 2.

28.    COMPONET TEST IN terminal untuk komponen yang akan diuji.

2.3 Fungsi Osiloskop

Osiloskop adalah alat yang dapat mengukur besaran-besaran elektronika seperti:

1. Tegangan Ac maupun tegangan DC
2. Frekuensi suatu sumber tegangan AC
3. Dan beda fasa antara dua sumber tegangan yang berlainan bahkan kita dapat melihat bentuk isyarat tegangan terhadap waktu.

Beberapa kegunaan osiloskop:

• Mengukur besar tegangan listrik dan hubungannya terhadap waktu.
• Mengukur frekuensi sinyal yang berosilasi.
• Mengecek jalannya suatu sinyal pada sebuah rangakaian listrik.
• Membedakan arus AC dengan arus DC.
• Mengecek noise pada sebuah rangkaian listrik dan hubungannya terhadap waktu
• Melihat bentuk sinyal yang sedang diamati, mengetahui beberapa frekuensi, periode dan tegangan dari sinyal.
• Untuk menyelidiki pola gelombang listrik, mengukur waktu periode atau frekuensi, dan menyelidiki bentuk-bentuk gelombang lainnya.

Osiloskop juga merupakan alat ukur besaran listrik yang dapat memetakan sinyal listrik. Pada kebanyakan aplikasi, grafik yang ditampilkan memperlihatkan bagaimana sinyal berubah terhadap waktu.

Osiloskop juga sangat penting untuk analisa rangkaian elektronik, penting bagi para montir alat-alat listrik, para teknisi dan peneliti pada bidang elektronika dan sains karena dengan osiloskop kita dapat mengetahui besaran-besaran listrik dari gejala-gejala fisis yang dihasilkan oleh sebuah transducer. Para teknisi otomotif juga memerlukan alat ini untuk mengukur getaran/vibrasi pada sebuah mesin. Jadi dengan osiloskop kita dapat menampilkan sinyal-sinyal listrik yang berkaitan dengan waktu. Dan banyak sekali teknologi yang berhubungan dengan sinyal-sinyal tersebut.

2.4 Cara Menggunakan Osiloskop

Sebelum osiloskop bisa dipakai untuk melihat sinyal maka osiloskop perlu disetel dulu agar tidak terjadi kesalahan fatal dalam pengukuran. Hal hal yang perlu diperhatikan antara lain adalah:

Pada saat menggunakan osiloskop juga perlu diperhatikan beberapa hal sebagai

berikut:

1.  Memastikan alat yang diukur dan osiloskop ditanahkan (digroundkan), disamping untuk kemanan, hal ini juga untuk mengurangi suara dari frekuensi radio atau jala-jala.

2.  Memastikan probe dalam keadaan baik.

3.   Kalibrasi tampilan bisa dilakukan dengan panel kontrol yang ada di osiloskop.

4.  Tentukan skala sumbu Y (tegangan) dengan mengatur posisi tombol Volt/Div pada posisi tertentu. Jika sinyal masukannya diperkirakan cukup besar, gunakan skala Volt/Div yang besar. Jika sulit memperkirakan besarnya tegangan masukan, gunakan attenuator 10 x (peredam sinyal) pada probe atau skala Volt/Div dipasang pada posisi paling besar.

5.  Tentukan skala Time/Div untuk mengatur tampilan frekuensi sinyal masukan.

6.  Gunakan tombol Trigger atau hold-off untuk memperoleh sinyal keluaran yang stabil.

7.  Gunakan tombol pengatur fokus jika gambarnya kurang fokus.

8.  Gunakan tombol pengatur intensitas jika gambarnya sangat/kurang terang.

Sebelum menghubungkan tombol power pada osiloskop, yakinkan bahwa tombol power dalam keadaan off. Kemudian hubungkan sumber power, hidupkan dan lakukan waktu pemanasan satu sampai lima menit sebelum membuat penyesuaian/ stabil.

2.5 Cara Mengkalibrasi Osiloskop

Sebelum osiloskop digunakan, sebaiknya osiloskop dikalibrasi. Tahapan urutan kalibrasi adalah sebagai berikut:

1. Sesuaikan tegangan masukan sumber daya AC 220 yang ada di belakang osiloskop sebelum kabel daya AC di masukkan stop kontak PLN.

2. Nyalakan osiloskop dengan menekan tombol power yang bertanda.

 

3. Set saluran pada tombol CH_1.

4. Set mode pada Auto.

5. Atur intensitas, jangan terlalu terang pada tombol INTEN.

6. Atur posisi berkas cahaya horizontal dan vertikal dengan mengatur  tombol yang bertanda sebagai berikut;

7. Set level  mode pada tengah-tengah (-) dan (+).

           

8. Set tombol tegangan (volt/div) bertanda V pada 2 V, sesuaikan dengan memperkirakan terhadap tegangan masukan.

9. Pasang pelacak pada salah satu saluran-A, CH dengan tombol pengalih AC/DC pada kedudukan AC.

10. Atur saklar-switch pada pegangan pelacak pada posisi pengali 1x.

11. Tempelkan ujung probe/pelacak pada titik kalibrasi yang bertanda. Call 2V/p-p dan atur tombol volt/div pada ujung tombol, berkas cahaya garis berada pada pembecaan 2 volt.

12. Atur Time/Div  pad posisi 1 ms agar tampak tegangan kotak-kotak garis yang cukup jelas.

13. Setelah tahapan 11, osiloskop siap digunakan untuk mengukur tegangan.

2.6 Cara Melakukan Pengukuran Menggunakan Osiloskop

Osiloskop adalah alat ukur besaran listrik yang dapat memetakan sinyal listrik. Pada kebanyakan aplikasi, grafik yang ditampilkan memperlihatkan bagaimana sinyal berubah terhadap waktu. Seperti yang bisa anda lihat pada gambar di bawah ini ditunjukkan bahwa pada sumbu vertical (Y) merepresentasikan tegangan V, pada sumbu horisontal(X) menunjukkan besaran waktu t.

Layar osiloskop dibagi atas 8 kotak skala besar dalam arah vertikal dan 10 kotak dalam arah horizontal. Tiap kotak dibuat skala yang lebih kecil. Sejumlah tombol pada osiloskop digunakan untuk mengubah nilai skala-skala tersebut.

Osiloskop 'Dual Trace' dapat memperagakan dua buah sinyal sekaligus pada saat yang sama. Cara ini biasanya digunakan untuk melihat bentuk sinyal pada dua tempat yang berbeda dalam suatu rangkaian elektronik.
Kadang-kadang sinyal osiloskop juga dinyatakan dengan 3 dimensi. Sumbu vertikal(Y) merepresentasikan tegangan V dan sumbu horisontal(X) menunjukkan besaran waktu t. Tambahan sumbu Z merepresentasikan intensitas tampilan osiloskop. Tetapi bagian ini biasanya diabaikan karena tidak dibutuhkan dalam pengukuran.

a. Pengukuran Tegangan DC

1.  Lakukan seperti pada tahapan kalibrasi dari 1 s/d 13 terkecuali tahapan 12.

2.  Hubungkan tegangan yang akan anda cek pada ujung probe (ground kabel luar dan positif pada ujugn probe).  Misal pada gambar berikut diperlihathan mengukur tegangan batere;

3.  Tegangan batere adalah 1,5 volt, oleh karena itu Volt/div dapat diset pada 1 Volt/div.

4.   Perhatikan layar osiloskop, garis berkas cahaya ada di atas garis semula (garis ground), lihat gambar berikut.

 

5.   Hitung tegangan Batere, berapa kotak garis berkas cahaya ada di atas garis ground.

b. Pengukuran Tegangan dan Frekuensi Arus AC

1.  Lakukan seperti pada tahapan kalibrasi dari 1 s/d 13 terkecuali tahapan 12, (jika tidak perlu dilakukan kalibrasi ulang).

2.  Arus AC yang diukur, misal tegangan yang keluar dari power supply AC.

3.  Set tegangan keluar AC power supply misal pada tegangan 6 Volt/AC.

4.  Tetapkan Volt/div pada posisi 1 volt/div.

5.  Set Time/div  pada 10 ms/div yaitu sesuai untuk satu div atau satu kotak untuk setiap jarak kotak horizontal 100 Hertz.

6.  Misal setelah dihubungkan tampak pada layar sebagai berikut.

Pada gambar di atas, misal  jarak antara puncak ke puncak horizontal adalah 5 div. Ini berarti periode (T) tegangan adalah :

      T= 5 x 10 ms = 50 ms = 0,05 s.

      Frekuensinya adalah f=1/T = 20 Hz

7. Tegangan dari puncak ke puncak adalah 3 div ke atas dan 3 div ke bawah jumlahnya adalah 6 div.  Jadi tegangan yang puncak-ke puncak adalah 6 Volt.

2.7 Cara Melakukan Perawatan Pada Osiloskop

Pekerjaan perawatan osiloskop tidak terlepas dari menjaganya agar aman (bagi pemakai dan alat), terhindar dari kerusakan, tetap akurat dan memiliki usia pemakaian yang lebih lama, maka hal-hal teknis yang perlu dilakukan adalah :

a. Jangan menggunakannya ketika casing-nya terbuka.

b. Selalu digunakan pada jala-jala listrik yang memiliki 3 kabel (outlet 3 kabel) di mana salah satunya adalah kabel ground dengan grounding yang mantap.

c. Jangan menghubungkan probe osiloskop dengan bagian yang panas.

d. Jangan menutup lubang ventilasi osiloskop, dan ketika osiloskop digunakan, pastikan sirkulasi udara ventilasi tersebut lancar.

e. Jangan mengenakan tegangan yang melebihi 400 volt dc atau p-p. 9

f. Hindarkan dari terkena cahaya matahri langsung, kelmbaban dan suhu tinggi, getaran mekanik, serta medan magnet dan medan listrik kuat (motor, power supply besar, transformator).

g. Dalam penggunaannya, ground pada probe harus selalu dekat dengan titik yang diukur/dideteksi (agar terhindar dari efek looping).

h. Selalu memeriksa trace rotation, probe, dan ketepatan kalibrasi dengan cara yang benar.