MAKALAH OSILOSKOP TEORI

OSILOSKOP TEORI

(Makalah Instrumentasi Fisika)

Oleh :

1.      Hendika Prasetyo Agusni        (1113022019)

2.      Ibnu Ainun Najib                    (1113022023)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS LAMPUNG

2015

KATA PENGANTAR

Puji syukur atas kehadirat Allah SWT, Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmat-Nya serta karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan makalah ini  dengan baik dan tepat pada waktunya.

Makalah ini disusun sebagai bahan pembelajaran bersama dan juga tugas kelompok untuk mata kuliah Instrumentasi Fisika. Adapun isi dari makalah ini adalah mengenai Osiloskop Teori.

Semoga makalah ini dapat bermanfaat sebagai suatu bacaan, yang dapat menambah pengetahuan bagi pembacanya. Namun, makalah ini masih belum sempurna. Oleh karena itu, saran yang positif dari pembaca sangat diharapkan oleh penulis demi tersempurnanya makalah ini.

Bandarlampung, 27 Mei 2015

Penulis

	i

 

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ................................................................................... i

KATA PENGANTAR ................................................................................. ii

DAFTAR ISI ................................................................................................ iii

BAB I PENDAHULUAN

A.  Latar Belakang ................................................................................. 1

B.  Tujuan .............................................................................................. 1

BAB II ISI

       A.Pengertian Osiloskop ......................................................................... 2                   

       B. Jenis-jenis osiloskop........................................................................... 3

       C. Prinsip-prinsip kerja osiloskop............................................................ 4

BAB III PENUTUP

       A. Kesimpulan........................................................................................ 19

      

DAFTAR PUSTAKA

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Osiloskop adalah alat yang digunakan untuk mengetuhi polaritas arus dan tegangan searah yang selalu tetap dan arus bolak balik yang selalu berubah-ubah. Melalui Osiloskop juga diamati nilai frekuensi dan bentuk gelombang yang dihasilkan.Jadi, Osiloskop adalah peralatan elekttronika yang digunakan untuk memperlihatkan bentuk tegangan listrik. Misalnya,  kita tidak pernah bisa melihat signal yang dipancarkan oleh Hendphone yang kita gunakan. Dengan bantuan Osiloskop, signal tersebut di perlihatkan di layar osiloskop, sehingga dapat dilihat bentuk gelombang, panjang gelombang atau  frekuensi  gelombang, maupun cacat gelombang. Berdasatkan cara kerja nya osiloskop dibedakan menjadi dua bagian yaitu Osiloskop Analog dan Osiloskop Digital.Dalam makalah ini saya akan membahas tentang pengertian osiloskop dan prinsip kerja Osiloskop.
 

B.     Tujuan Penulisan

Makalah ini disusun dengan tujuan sebagai bahan pembelajaran bersama mengenai osiloskop dan menambah wawasan mengenai alat-alat ukur dalam fisika.

BAB II

ISI

A.    Pengertian Osiloskop

Menurut David Haliday (1992) : Osiloskop adalah suatu hal yang digunakan untuk mengamati bentuk gelombang dan pengukuran nya. Komponen utama osiloskop adalah tabung sinar katoda. Komponen utama sinar katoda (Cathode ray tube)  atau CRT adalah :

1.      Perlengkapan senapan elektron.

2.      Perlengkapan pelat defleksi.  

3.      Layar frouorosensi.

4.      Tabung gelas dan dasar tabung.

Menurut Jeweet,dkk (2000) : Osiloskop terdiri dari dua bagian utama yaitu display dan panel kontrol. Display menyerupai tampilan layar televisi hanya saja tidak berwarna-warni dan  berfungsi sebagai tempat sinyal uji ditampilkan. Pada layar ini terdapat garis-garis melintang secara vertikal dan horizontol yang membentuk kotak-kotak dan disebut div. Arah horizontal mewakili sumbu waktu dan garis vertikal mewakili sumbu tegangan. Panel kontrol berisi tombol.-tombol yang bisa digunakan untuk menyesuaikan tampilan dilayar. Pada umumnya osiloskop terdiri dari dua kanal yang bisa digunakan untuk melihat dua sinyal yang berlainan, sebagai contoh kanal  satu untuk melihat sinyal masukan dan kanal dua untuk melihat sinyal keluaran.

Menurut Michel Tooley (2002) : Osiloskop sinar katoda dapat digunakan untuk menyelidiki gejala yang bersifat periodik. Kompenen utama osiloskop adalah tabung sinar katoda (CRT). Prinsip kerja tabung sinar katoda adalah sebagai berikut: elektron dipancarkan dan katoda akan menumbuk bidang gambar yang dilapisi oleh zat yang bersifat flourecent. Bidang gambar ini berungsi sebagai anoda.

Arah gerak elektron ini dapat dipengaruhi oleh medan listrik dan medan magnetik. Umumnya osiloskop sinar katoda mengandung medan gaya listrik untuk mempengaruhi gerak elektron kearah anoda. Medan listrik dihasilkan oleh lempeng kapasitor yang dipasang secara vertikal maka akan terbentuk garis lurus vertikal didinding gambar. Selanjutnya, jika pada lempeng horizontal dipasang tegangan periodik maka elektron yang pada mula nya bergerak secara vertikal kini juga bergerak secara horizontal dengan laju tetap. Sehingga pada gambar terbentuk grafik sinusoidal.

Menurut Williamm B Cooper (1993) : Pada saat mengukur dengan osiloskop, basis waktu secara periodik menggerakan bintik cahaya  dari kiri kekanan melalui permukaan layar. Tegangan yang akan diperiksa dimasukan ke Y atau masukan vertikal osiloskop menggunakan bintik keatas dan kebawah sesuai dengan nilai tegangan yang dimasukkan.

Selanjutnya bintik tersebut menghasilkan berkas gambar pada layar yang menunjukan variasi tegangan masukan sebagai fungsi dari  waktu. Bila tegangan masukan berkurang dengan laju yang cukup pesat gambar akan kelihatan  sebagai sebuah pola yang diam pada layar.

B.     JENIS-JENIS OSILOSKOP

·         Osiloskop Analog

Osiloskop analog menggunakan tegangan yang diukur untuk menggerakkan berkas electron dalam tabung sesuai bentuk gambar yang diukur. Pada layar osiloskop langsung ditampilkan bentuk gelombang tersebut.

Osiloskop analog hanya berupa sinar yang dihasilkan oleh tabung CRT sehingga tampil dilayar osiloskop. Bentuk-bentuk gelombang sinar yang ditembakkan itu tergantung dari objek yang sedang diukur.

vertikal          : tegangan dari objek

3

horisontal      : frekuensi dari objek

Jadi hanya berupa garis-garis gelombang yang bisa berbentuk sinus, tegangan searah, gelombang gigi gergaji, dan lain lain.

·         Osiloskop Digital

Osiloskop digital umumnya tidak lagi menggunakan tabung CRT, melainkan diukur oleh microprocessor didalamnya. Lalu hasil outputnya ditampilkan ke layar LCD, dipermanis tampilannya, memakai warna segala gelombangnya jika LCD osiloskop tersebut berwarna. Setela data-data didapat dari tester probe diolah oleh microprocessor dalam osiloskop, baru ditampilkan dilayar LCD, sehingga tampilannya sangat menarik sekali untuk dilihat. 

C.    Prinsip Kerja Osiloskop

Prinsip kerja osiloskop yaitu menggunakan layar katoda. Dalam osiloskop terdapat tabung panjang yang disebut tabung sinar katode atau Cathode Ray Tube (CRT). Secara prinsip kerjanya ada  dua tipe osiloskop,yakni tipe analog (ART-analog real time oscilloscope) dan tipe digital(DSO-digital storage osciloscope), masing-masing memiliki kelebihan dan keterbatasan.

1.      Osiloskop Analog

Osiloskop analog pada prinsipnya memiliki keunggulan seperti: harganya relatif lebih murah daripada osiloskop digital, sifatnya yang realtime dan pengaturannya yang mudah dilakukan karena tidak ada tundaan antara gelombang yang sedang dilihat dengan peragaan di layar, serta mampu meragakan bentuk yang lebih baik seperti yang diharapkan untuk melihat gelombang-gelombang yang kompleks, misalnya sinyal video di TV dan sinyal RF yang dimodulasi amplitudo. Keterbatasanya adalah tidak dapat menangkap bagian gelombang sebelum terjadinya event picu serta adanya kedipan (flicker) pada layar untuk gelombang yang frekuensinya rendah (sekitar 10-20 Hz).

Penjelasan untuk skema prinsip kerja osiloskop analog yaitu:

-          Saat kita menghubungkan probe (kabel penghubung yang ujungnya diberi penjepit) ke sebuah rangkaian, sinyal tegangan mengalir dari probe menuju ke pengaturan vertikal dari sebuah sistem osiloskop (Vertical System), sebuah attenuator akan melemahkan sinyal tegangan input sedangkan amplifier akan menguatkan sinyal tegangan input. Pengaturan ini ditentukan oleh kita saat menggerakkan kenop "Volt/Div" pada user interface Osiloskop.

-         

5

Tegangan yang keluar dari sistem vertikal lalu diteruskan menuju pelat defleksi vertikal pada sebuah CRT (Catode Ray Tube), sinyal tegangan yang dimasukkan ke pelat ini nantinya akan digunakan oleh CRT untuk menggerakkan berkas-berkas elektron secara bidang vertikal saja (ke atas atau ke bawah).-          Sampai point ini dapat disimpulkan bahwa sistem vertikal pada osiloskop analog berfungsi untuk mengatur penampakan amplitudo dari sinyal yang diamati.
-          Selanjutnya sinyal masuk ke dalam pelat defleksi vertikal. Sinyal tegangan yang teraplikasikan disini menyebabkan berkas-berkas elektron bergerak. Tegangan positif mengakibatkan berkas elektron bergerak ke atas, sedangkan tegangan negatif menyebabkan elektron terdorong ke bawah.
-          Sinyal yang keluar dari vertical system tadi juga diarahkan ke trigger system untuk memicu sweep generator dalam menciptakan apa yang disebut dengan "Horizontal Sweep" yaitu pergerakan elektron secara sweep - menyapu ke kiri dan ke kanan - dalam dimensi horizontal atau dengan kata lain adalah sebuah ungkapan untuk aksi yang menyebabkan elektron untuk bergerak sangat cepat menyeberangi layar dalam suatu interval waktu tertentu. Pergerakan elektron yang sangat cepat (dapat mencapai 500,000 kali per detik) inilah yang menyebabkan elektron tampak seperti garis pada layar (misalnya seperti daun kipas pada kipas angin yang tampak seperti lingkaran saja saat berputar).
-          Pengaturan berapa kali elektron bergerak menyebrangi layar inilah yang dapat kita anggap sebagai pengaturan Periode/Frekuensi yang tampak pada layar, bentuk konkretnya adalah saat kita menggerakkan kenop Time/Div pada Osiloskop.
-          Pengaturan bidang vertikal dan horizontal secara bersama-sama akhirnya dapat mempresentasikan sinyal tegangan yang diamati ke dalam bentuk grafik yang dapat kita lihat pada layar CRT
 

	6

 

2.      Osiloskop Digital (DSO)

Jika dalam osiloskop analog gelombang yang akan ditampilkan langsung diberikan ke rangkaian vertikal sehingga berkesan “diambil” begitu saja (real time), maka dalam osiloskop digital, gelombang yang akan ditampilkan lebih dulu disampling (dicuplik) dan didigitalisasikan. Osiloskop kemudian menyimpan nilai-nilai tegangan ini bersama sama dengan skala waktu gelombangnya di memori. Pada prinsipnya, osiloskop digital hanya mencuplik dan menyimpan demikian banyak nilai dan kemudian berhenti. Ia mengulang proses ini lagi dan lagi sampai dihentikan.

Beberapa DSO memungkinkan untuk memilih jumlah cuplikan yang disimpan dalam memori per akuisisi (pengambilan) gelombang yang akan diukur.Seperti ART, DSO melakukan dalam satu event pemicuan namun demikian ia secara rutin memperoleh, mengukur dan menyimpan sinyal masukan, mengalirkan nilainya melalui memori dalam suatu proses kerja dengan cara; pertama yang disimpan, yang pertama pula yang akan dikeluarkan, sambil menanti picu terjadi. Sekali osiloskop ini mengenali event picu yang didefinisikan oleh penggunanya, osiloskop mengambil sejumlah cuplikan yang kemudian mengirimkan informasi gelombangnya ke peraga (layar). Karena kerja pemicuan yang demikian ini, ia dapat menyimpan dan meragakan informasi yang diperoleh sebelum picu (pretrigger) sampai 100 persen dari lokasi memori yang disediakan.

3.      Operasi Dasar CRO

7

Tabung sinar katoda atau CRT merupakan jantung osiloskop. Pada dasarnya, CRT menghasilkan suatu berkas elektron yang dipusatkan secara tajam ke suatu dengan kecepatan yang sangat tinggi. Berkas yang dipusatkan dan dipercepat ini bergerak dari sumbernya (senapan elektron, elektron gun) ke depan CRT, di mana dia membentur bahan fluorensensi yang melekat dipermukaan CRT (layar) bagian dalam dengan energi yang cukup untuk membuat layar bercahaya dalam sebuah bintik kecil.Selagi merambat dari sumbernya ke layar, berkas elektron lewat di antara sepasang pelat defleksi vertikal dan sepasang pelat defleksi horisontal. Tegangan yang dimasukkan ke pelat defleksi vertikal dapat menggerakkan berkas elektron pada bidang vertikal sehingga bintik CRT bergerak ke atas dan ke bawah. Tegangan yang dimasukkan ke pelat defleksi horisontal dapat menggerakkan berkas pada bidang horisontal dan bintik CRT ini dari kiri ke kanan. Gerakan-gerakan ini saling tidak bergantungan satu sama lain sehingga bintik CRT dapat ditempatkan di setiap tempat pada layar dengan menghubungkan masukan tegangan vertikal dan horisontal

8

Bentuk gelombang sinyal yang akan diamati pada layar CRT dihubungkan ke masukan penguat vertikal (vertikal amplivier). Penguatan ini disetel melalui pelemah masukan (input attenuator) yang telah terkalibrasi, yang biasanya diberi tanda VOLTS/DIV. Keluaran dorong-tarik (push-pull) dari penguat dikembalikan ke pelat defleksi vertikal melalui yang disebut saluran tunda (delay line) dengan daya yang cukup untuk mengendalikan bintik CRT dalam arah vertikal.

Generator basis waktu atau generator penyapu (sweep generator) membangkitkan sebuah gelombang gigi gergaji yang digunakan sebagai tegangan defleksi horisontal dalam CRT. Bagian gelombang gigi gergaji yang menuju positif adalah linear, dan laju kenaikannya disetel oleh suatu alat kontrol dipanel dengan yang diberi tanda TIME/DIV. Tegangan gigi gergaji ini akan dikembalikan ke penguat horisontal. Penguat ini berisi sebuah pembalik fasa (phase inverter) dan menghasilkan dua gelombang keluaran simultan yaitu gigi gergaji yang menuju positif (menaik) dan gigi gergaji yang menuju negatif (menurun). Gigi gergaji yang menuju positif dimasukkan ke pelat defleksi horisontal CRT sebelah kanan dan gigi gergaji yang menuju negatif ke pelat defleksi sebelah kiri. Tegangan-tegangan ini menyebabkan berkas elektron melejang (menyapu) sepanjang layar CRT dari kiri ke kanan, dalam satuan waktu yang dikontrol oleh TIME/DIV.

Pemasukan tegangan defleksi kedua pasangan pelat secara bersamaan menyebabkan bintik CRT meninggalkan berkas bayangan pada layar. Ini ditunjukkan pada gambar di bawah ini, di mana sebuah tegangan gigi gergaji atau tegangan penyapu (sweep) dimasukkan ke pelat horisontal dan sinyal gelombang sinus lewat vertikal.

9

                 

Karena tegangan penyapu horisontal bertambah secara linear terhadap waktu, bintik CRT bergertak sepanjang layar pada suatu kecepatan yang konstan dari kiri ke kanan. Pada akhir penyapuan, bila tegangan gigi gergaji tiba-tiba turun dari harga maksimalnya ke nol, bintik CRT kembali dengan cepat ke posisi awalnya di bagian kiri layar dan tetap berada di sana sampai penyapuan baru dimulai. Bila sebuah sinyal masukan dimasukkan secara bersamaan dengan tegangan penyapuan horisontal ke pelat defleksi vertikal, berkas elektron akan dipengaruhi oleh dua gaya, yaitu satu dalam bidang horisontal menggerakkan bintik CRT sepanjang layar pada suatu laju yang linear dan satu dalam bidang vertikal yang menggerakkan bintik CRT ke atas dan ke bawah sesuai dengan besar dan polaritas sinyal masukan. Dengan demikian, gerak resultan dari berkas elektron menghasilkan peragaan sinyal masukan vertikal pada CRT sebagai fungsi waktu.

Jika sinyal masukan mempunyai sifat yang berulang, peragaan CRT yang stabil dapat dipertahankan dengan cara memulai setiap penyapuan horisontal di titik yang sama pada gelombang sinyal. Untuk mencapai ini, contoh gelombang masukan dikembalikan ke rangkaian pemicu (trigger) yang akan menghasilkan sebuah pulsa pemicu di suatu titik yang dipilih pada gelombang masukan. Pulsa pemicu ini digunakan untuk menghidupkan generator basis waktu, yang pada gilirannya memulai penyapuan bintik CRT secara horisontal dari kiri ke kanan layar.

Dalam hal yang lazim, transisi gelombang masukan yang terjadi mula-mula (leading-edge) digunakan untuk mengaktifkan generator pemicu agar menghasilkan pulsa pemicu dan memulai penyapuan. Kejadian ini berlangsung sampai suatu selang waktu tertentu (0,15 μS), sehingga penyapuan tidak dimulai sampai setelah suatu leading edge sinyal masukan dilewatkan. Ini selanjutnya mencegah peragaan leading edge gelombang pada layar.

	10

 

Maksud dari saluran tunda adalah memperlambat kedatangan gelombang masukan pada pelat defleksi vertikal samapai rangkaian pemicu dan rangkaian basis waktu telah mempunyai kesempatan untuk memulai penyapuan berkas. Saluran tunda ini menghasilkan keterlambatan total sebesar sekitar 0,25 μS di dalam saluran defleksi vertikal; sehingga “leading-edge” gelombang dapat dilihat walaupun ia digunakan untuk memicu penyapuan.

Sumber daya terdiri dari bagian tegangan tinggi untuk pengoperasian CRT, dan tegangan rendah untuk memicu (mensuplai) rangkaian elektronik osiloskop. Sumber-sumber daya ini adalah dari buatan yang biasa.

4.      Tabung Sinar Katoda (CRT)

A.    Operasi CRT

Struktur bagian dalam sebuah tabung sinar katoda (Cathode Ray Tube) atau CRT ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Komponen utama dari CRT untuk pemakaian umum ini adalah:

a.       Perlengkapan senapan elektron

b.      Perlengkapan pelat defleksi

c.       Layar fluoresensi

d.      Tabung gelas dan dasar tabung

 

11

v

Ringkasnya, peralatan senapan elektron menghasilkan suatu berkas elektron sempit dan terfokus secara tajam yang meninggalkan senapan pada kecepatan yang sangat tinggi dan bergerak menuju layar fluoresensi. Pada waktu membentur layar, energi kinetik dari elektron-elektron berkecepatan tinggi diubah menjadi pancaran cahaya, dan berkas menghasilkan suatu bintik cahaya kecil pada layar CRT. Dalam perjalananya menuju layar, berkas elektron tersebut lewat di antara dua pasang pelat defleksi elektrostatis, ditunjukkan pada gambar di bawah ini sebagai susunan pelat defleksi. Jika tegangan dimasukkan ke pelat-pelat defleksi, berkas elektron dapat dibelokkan dalam arah vertikal dan horisontal, sehingga bintik cahaya menimbulkan jejak gambar pada layar sesuai dengan masukan-masukan tegangan ini.

12

Dalam skema CRT pada gambar di atas, elektron-elektron dipancarkan dari sebuah katoda termionik yang dipanaskan secara tidak langsung. Katoda ini secara keseluruhan dikelilingi oleh sebuah kisis pengatur (kontrol gris) yang terdiri dari sebuah silinder nikel dengan lubang kecil di tengahnya, satu sumbu (koaksial) dengan sumbu tabung (silinder). Elektron-elektron yang mengatur agar lewat melalui lubang kecil di dalam kisi tersebut secara bersama-sama membentuk yang disebut arus berkas (beam current). Besarnya arus berkas ini dapat diatur melalui alat kontrol di panel depan yang diberi tanda INTENSITY, yang mengubah tegangan negatif (bias) kisi pengatur di acu terhadap katoda.

Kenaikan tegangan negatif kisi pengatur menurunkan arus berkas, dan berarti menurunkan intensitas (terangnya) bayangan CRT; dengan penurunan tegangan negatif kisi memperbesar arus berkas. Kejadian ini identik dengan kisi pengatur di dalam sebuah tabung hampa trioda biasa.

Elektron-elektron yang dipancarkan oleh katoda dan lewat melalui lubang kecil di dalam kisi pengatur, dipercepat oleh potensial positif tinggi yang dihubungkan ke kedua anoda pemercepat (accelerating anodes). Kedua anoda ini dipisahkan oleh sebuah anoda pemusat (focusing anode) yang melengkapi suatu metoda guna memusatkan elektron ke dalam berkas terbatas yang sempit dan tajam. Kedua anoda pemercepat anoda pemusat ini juga berbentuk silinder dengan lubang-lubang kecil di tengah-tengah masing-masing silinder, satu sumbu dengan sumbu CRT. Lubang-lubang di dalam elektroda-elektroda ini membolehkan berkas elektron yang dipercepat dan terpusat merambat lewat pelat-pelat defleksi vertikal dan horisontal menuju layar fluoresensi. Sistem pemusatan elektrostatis di dalam CRT kadang-kadang disebut lensa elektron, karena prinsipnya hampir sama dengan lensa. Panjang titik api dari sistem lensa cekung ini dapat diperbesar atau diperkecil dengan mengubah tegangan pada anoda pemusat, sehingga titik api berkas berubah sepanjang sumbu CRT. Potensiometer yang melengkapi pengaturan tegangan pada anoda pemusat terdapat di panel depan FOCUS.

13

Sambungan elektris ke berbagai elemen di bagian dalam tabung gelas CRT dilakukan melalui dasar tabung. Gambar di bawah ini menunjukkan sambungan khas CRT pada osiloskop pemakaian umum.

 

Berbagai tegangan suplai bagi peralatan senapan elektron dibangkitkan oleh dua sumber daya yang dihubungkan secara seri, yaitu sumber tegangan tinggi untuk tegangan pemercepat, dan sumber tegangan rendah untuk rangkaian tambahan. Sebuah jaringan pembagi tegangan dihubungkan ke kedua sumber daya guna melengkapi tegangan kerja yang dibutuhkan oleh sistem.

14

Intensitas berkas elektron diatur dengan mengubah tegangan antara katoda grid dari trioda. Dalam gambar di atas pengaturan ini dilakukan oleh potensiometer 500 kΩ, yang terdapat sebagai alat kontrol pada panel depan dengan tanda INTENSITY. Potensiometer 2 MΩ di dalam jaringan pembagi tegangan juga merupakan alat kontrol pada panel depan yang ditandai dengan FOCUS. Dia mengatur tegangan negatif pada cincin fokus dari seksi lensa antara –500 V dan –900 V. Efek lensa menjadi lebih kuat (panjang fokus lebih pendek) bila tegangan pada cincin fokus dibuat lebih negatif terhadap kedua anoda luar. Alat kontrol ASTIGMATISM pada panel depan CRT menyetel tegangan pada anoda pemercepat di acu terhadap pelat-pelat defleksi vertikal yang mengikuti seksi lensa.

Ini membentuk sebuah lensa silindris yang mengoreksi setiap penyebaran bintik (defocusing) yang mungkin terjadi, dan pengaturan dilakukan agar mendapatkan bintik yang paling bulat pada layar CRT.

Berkas dapat ditempatkan di mana saja pada layar dengan menggunakan dua kontrol panel depan terpisah yang ditandai dengan VERTIKAL POSITION dan HORISONTAL POSITION. Dengan mengatur VERT POS pada posisi tengahnya, pelat-pelat defleksi vertikal dihubungkan ke tegangan dc identik, sehingga tidak ada medan listrik antara keduanya. Berarti, berkas elektron tidak disimpangkan dan hanya merambat menuju pusat CRT. Sedikit pengaturan pada alat kontrol VERT POS mengakibatkan ketidakseimbangan pada tegangan dc yang dimasukkan ke pelat vertikal, sehingga beda potensial yang dihasilkan membentuk medan listrik antara keduanya. Medan ini mempengaruhi defleksi berkas sewaktu lewat di antara pelat dan membawa bintik CRT ke suatu posisi baru pada layar. Dengan cara yang serupa, alat kontrol HOR POS dapat menggerakkan bintik CRT dalam setiap arah horisontal pada layar. Selanjutnya, pengaturan kedua pengontrol posisi ini secara bersamaan dapat membawa bintik ke setiap lokasi yang diinginkan pada layar.

B.      Layar CRT

Bila berkas elektron membentur layar CRT (berbahan fosfor) akan dihasilkan sebuah bintik cahaya. Fosfor menyerap energi kinetik elektron-elektron pemborbadir dan memancarkan kembali energi tesebut pada frekuensi yang lebih rendah dalam spektrum yang dapat dilihat. Bahan fluoresensi mampu memancarkan cahaya bila dirangsang oleh radiasi, dan terus memancarkan cahaya bila dirangsang oleh radiasi, dan terus memancarkan cahaya walaupun sumber eksitasi telah diputuskan (berkas elektron).

	15

 

Intensitas cahaya yang dipancarkan dari layar CRT (luminasi) bergantung pada beberapa faktor:

1.      Intensitas cahaya dikontrol oleh jumlah elektron pembombadir yang membentur layar tiap secon, ini mempengaruhi kerapatan berkas yang diatur oleh panel INTENSITY, FOCUS, dan ASTIGMATISM.

2.      Energi benturan elektron pada layar yang ditentukan oleh potensial pemercepat.

3.      kecepatan penyapuan.

Pada layar terdapat skala horisontal dan vertikal yang disebut graticule, graticule ada yang dipasang dipermukaan luar tabung CRT (external graticule), ada pula yang dipasang dipermukaan dalam (internal graticule). Skala ini memudahkan pengamatan untuk menentukan ukuran gelombang yang dihasilkan.

C.    Sistem Defleksi

Osiloskop memanfaatkan prinsip studi balistik elektron, yaitu sebuah studi yang mempelajari gerakan partikel-partikel bermuatan dilewatkan dalam sebuah medan listrik dengan kecepatan tertentu maka partikel tersebut akan mengalami penyimpangan/defleksi karena mengalami suatu gaya tarik listrik ke arah sumber medan listrik yang memiliki muatan berbeda.

Sistem defleksi pada osiloskop yang berupa sistem defleksi vertikal dan sistem defleksi horisontal merupakan sepasang pelat dalam tabung sinar katoda yang berfungsi menghasilkan medan listrik tertentu berdasarkan tegangan masukan. Besarnya defleksi yang dialami sebuah elektron pada tabung sinar katoda ini dapat ditentukan dengan:

					16

 

              Di mana: D   = defleksi pada layar fluoresensi

                         L    = jarak pusat plat defleksi ke layar

                         ld   = panjang efektif plat

                         Ed             = tegangan defleksi

                         Ea  = tegangan pemercepat

Sistem Defleksi Vertikal

Berfungsi mengatur besar kecilnya defleksi arah vertikal. Di dalamnya terdapat sistem pelemah masukan yang terdiri dari sejumlah pembagi tegangan RC yang di kontrol melalui panel depan CRO oleh pemilih VOLTS/DIV. Pemilih ini dikalibrasi dalam faktor defleksi (V/DIV) yang biasanya dalam urutan 1-2-5. Rangkuman khas penyetelan pelemah adalah 0,1 ; 0,2 ; 0,5 ; 1 ; 2 ; 5; 10 ; 20 ; dan 50 volt/div.

Sistem defleksi horisontal

17

CRO biasanya memperagakan bentuk gelombang masukan horisontal sebagai fungsi waktu. Ini memerlukan tegangan defleksi horisontal guna menggerakkan atau menyapu bintik CRT sepanjang layar dari kiri ke kanan dengan kecepatan konstan, dan mengembalikan bintik tersebut dengan cepat ke posisinya semula di bagian kiri layar dan siap untuk penyapuan berikutnya.

Tegangan penyapu atau basis waktu ini dihasilkan di dalam sistem defleksi horisontal oleh generator penyapu (sweep generator). Sinyal sinkronisasi untuk generator penyapu dapat diperoleh dari berbagai sumber dan dipilih oleh sebuah alat kontrol pada panel depan yang disebut SYNC SELECTOR (berupa saklar 3 posisi : INT-EXT-LINE). Pada posisi internal (INT) digunakan sampel penguat yang dilengkapi pembagi tegangan untuk membangkitkan pulsa sinkronisasi. Pada posisi external (EXT) generator penyapu dapat disinkronkan terhadap sinyal masukan dari luar. Pada posisi LINE, sebuah tegangan jala dimasukkan ke generator penyapu sehingga dapat disinkronkan terhadap frekuensi jala.

	18

 

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

1.      Fungsi osiloskop secara umum adalah untuk menganalisa tingkah laku besaran yang berubah-ubah terhadap waktu yang ditampilkan pada layar, untuk melihat bentuk sinyal yang sedang diamati.

2.    Ada dua jenis osiloskop yaitu:

Osiloskop Analog : Osiloskop analog menggunakan tegangan yang diukur untuk menggerakkan berkas electron dalam tabung sesuai bentuk gambar yang diukur. Pada layar osiloskop langsung ditampilkan bentuk gelombang tersebut.

Osiloskop Digital :  Osiloskop digital umumnya tidak lagi menggunakan tabung CRT, melainkan diukur oleh microprocessor didalamnya. Lalu hasil outputnya ditampilkan ke layar LCD, dipermanis tampilannya, memakai warna segala gelombangnya jika LCD osiloskop tersebut berwarna.

3.      Cara penggunan osiloskop adalah yang pertama pengkalibrasian, kemudian menyetel fokus, intensitas, kemiringan, x position, dan y position, setelah probe dikalibrasi maka dengan menempelkan p robe pada terminal tegangan acuan maka akan muncul tegangan persegi pada layar.  Layar osiloskop dibagi atas 8 kotak skala besar dalam arah vertikal dan 10 kotak dalam arah horizontal.

DAFTAR PUSTAKA

Drs. Wahyudi, Agus M,pd.Dra. Susanna,M.p.alat ukur dan pengukuran.

Jeweet, dkk.  2000. Fisika sains. Jakarta: Erlangga.  

Wahyuni, Agus. 2012. Alat Ukur dan Pengukuran. Banda Aceh.

Tooley, Michael. 2002 . Prinsip dan Aplikasi Rangkaian Elektronika edisi

 kedua.Jakarta: Penerbit  Erlangga.

http://elektronika elektronika.blogspot.com/2007/06/bagian-bagian-osiloskop.html

http://www.quantum-mobile.com/artikel/penggunaan-alat-ukur/63-cara-kerjaosciloscope-.html

http://www.bjgp-rizal.com/2011/10/jenis-jenis-osiloscope.html#.ULWK02eean4

http://www.bjgp-rizal.com/2011/09/setelah-kemaren-kita-kupas-mengenai.html#.ULWJnmeean4

MAKALAH OSILOSKOP

2.1 Pengertian Osiloskop

Osiloskop adalah alat ukur elektronika yang berfungsi

MAKALAH OHMMETER

OHMMETER

( Makalah Instrumensasi Fisika)

Oleh

Maretha Zahara

1413022044

PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS LAMPUNG

2015

BAB II

PEMBAHASAN 

2.1  Pengertian Ohmmeter

Ohm meter adalah alat yang digunakan untuk mengukur hambatan listrik yang merupakan suatu daya yang mampu menahan aliran listrik pada konduktor. Ohm meter juga merupakan instrument elektronika yang berfungsi untuk mengetahui nilai resistansi suatu beban elektronika atau komponen elektronika. Ohm meter digunakan  untuk mengukur resistansi komponen atau rangkaian. Ohm meter juga dapat dipergunakan untuk mengetes saklar, kabel dan sekering untuk mengetahui apakah terputus serta rangkaian terbuka. Sedangakan pada umumnya ohm meter digunakan untuk mengukur nilai resistansi suatu resistor. Besarnya satuan hambatan yang diukur oleh alat ini dinyatakan dalam ohm. Alat ohm-meter ini menggunakan galvanometer untuk mengukur besarnya arus listrik yang lewat pada suatu hambatan listrik (R), yang kemudian dikalibrasikan kesatuan ohm.

Ohmmeter harus memiliki sendiri baterai karena ohmmeter mengukur resistansi dengan mengalirkan arus melalui resistor. Oleh karena itu pada saat mengetes sebuah  komponen atau rangkaian dengan menggunakan ohmmeter, sumber power supply harus diputus. Skala  dari galvanometer ditandai pada ohm, karena voltase tetap dari baterai memastikan bahwa hambatan menurun, arus yang melalui meter akan  meningkat. Ohmmeter dari sirkui itu sendiri, oleh karena itu mereka tidak dapat digunakan tanpa sirkuit yang terkait.

Tipe yang lebih akurat dari ohmmeter memiliki sirkuit elektronik yang melewati arus constant (I) melalui hambatan, dan sirkuit lainnya yang mengukur voltase (V) melalui hambatan. Menurut persamaan berikut, yang berasal dari hukum Ohm, nilai dari hambatan (R) dapat ditulis dengan:

V menyatakan potensial listrik (voltase/tegangan) dan I menyatakan besarnya arus listrik yang mengalir.

B. Prinsip Kerja

Prinsip kerjanya yaitu tidak jauh berbeda dengan voltmeter dan ampermeter, hanya saja pada ohmmeter, pada saat melakukan kegiatan pengukuran pada suatu rangkaian, rangkaian tersebut tidak pada kondisi sedang dialiri arus listrik. Apabila hal ini tidak dilakukan maka akan merusak ohmmeter itu sendiri.

Pada dasarnya prinsip kerja dari ohm-meter adalah besarnya arus listrik yang mengalir melalui sebuah penghantar metal pada rangkaian. Besarnya satuan hambatan yang diukur oleh alat ini dinyatakan dalam ohm. Alat ohm-meter ini menggunakan galvanometer untuk mengukur besarnya arus listrik yang lewat pada suatu hambatan listrik (R), yang kemudian dikalibrasikan ke satuan ohm.

George Simon Ohm menemukan sebuah persamaan yang simple, menjelaskan bagaimana hubungan antara tegangan, arus, dan hambatan yang saling berhubungan. Yang secara matematis dapat ditulis persamaan :

               

Hambatan listrik adalah perbandingan antara tegangan listrik dari suatu komponen elektronik (misalnya resistor) dengan arus listrik yang melewatinya.      

2.2 Bagian-bagian Ohm meter

Fungsi tombol-tombol Ohmmeter:

1.   Skala Ohmmeter, Papan skala untuk pengukuran tahanan

2.  Jarum penunjuk (pointer), Sebagai penunjuk nilai hasil pengukuran pada papan skala.

3. Pengatur nol AV (zero position adjuster), Pengatur jarum penunjuk posisi nol Volt dan nol Amper pada papan skala volt dan ampere. dengan cara memutar skrupnya ke kiri atau ku kanan dengan menggunakan obeng pihil kecil.

4.    Zero adjusment ohm, untuk penepat atau pengatur jarum kedudukan nol ketika menggunakan Ohm meter

5.    Sakelar pemilih (range selector), Sakelar rotary yang digunakan untuk memilih mode pengukuran dan faktor pengalinya (ohmmeter) atau batas ukurnya (volt dan ammeter).

6.    Posisi W (Ohm) berarti multimeter berfungsi sebagai ohmmeter, yang terdiri dari tiga batas ukur : x 1; x 10; dan K W

7.    Lubang kutub + (V A W Terminal), berfungsi sebagai tempat masuknya test lead kutub +  yang berwarna merah.

8.    Lubang kutub – (Common Terminal), berfungsi sebagai tempat masuknya test lead kutub – yang berwarna hitam.

9.  Probe Merah/Probe positif (+) berfungsi sebagai test lead kutub +

10.  Probe Hitam/Probe negatif (-) berfungsi sebagai test lead kutub

    

     2.3 Bagian-bagian rangkaian dalam dari Ohmmeter

2.4 Cara Mengkalibrasi Ohmmeter

1. Pastikan Saklar Jangkar (BU = Batas Ukur) pada posisi Ohmmeter
2. Hubungkan kedua Probe (Jumper) alat ukur positif (merah) dan negatif (hitam), maka jarum akan bergerak menuju angka NOL/ Mendekati NOL
3. Putar Knop Zero Ohm Adjustment, sampai jarum berhenti di angka NOL.
4. Selesai.... pengukuran tahanan dengan alat ukur dapat di lanjutkan 

catatan : setiap kali perpindahan nilai range switch ohmmeter, misalnya dari posisi " x1" kemudian di pindah pada posisi "x10K". Maka kalibrasi harus di lakukan lagi (ulangi langkah 1-3). Dikarenakan besar tahanan dalam alat ukur yang berbeda pada setiap perpindahan nilai range switch. agar hasil pengukuran dapat terbaca dengan benar dan akurat. 

2.5 Fungsi dan Tujuan Kalibrasi

Adapun fungsi dan tujuan dari kalibrasi adalah sebagai berikut :

·            Untuk menjaga kondisi instrumen ukur dan bahan ukur tetap sesuai dengan spesifikasinya.

·            Untuk menentukan deviasi (penyimpangan) kebenaran konvensional petunjuk suatu instrumen ukur

·            Untuk mempresisikan alat ukur dan memperkecil error

2.6 Cara Menggunakan dan Prosedur pengukuran

Adapun cara mengukur pada ohmmeter adalah sebagai berikut :

1. Pastikan posisi membaca alat ukurnya

2. Pastikan membaca dari KANAN ke KIRI

3. Tentukan sistim perkalian yang digunakan

4. Hubungkan kedua ujung probe

5. Kalibrasi terlebih dulu untuk menentukan angka“0” dengan cara mengatur potensio kalibrasi

6. Setelah yakin jarum menunjuk angka “0”  lepas ujung probe  yang terhubung,siap untuk digunakan mengukur tahanan/hambatan/resistor. Cara perhitungan ohmmeter :  Jika yang dipilih adalah pengali 1 (x1),ž  Jarum menunjuk pada angka 20,ž  Maka terbaca hasil pengukuran adalah 20 Ω,ž  Tetapi jika yang dipilih adalah pengali 10 (x10 ),  Maka terbaca hasil pengukuran adalah 200 Ω.

2.7 Cara Membaca Hasil Pengukuran

Cara membaca nilai Tahanan yang terukur pada alat ukur Ohmmeter adalah sebagai berikut :

1.        Anda hanya perlu memperhatikan berapa nilai yang di tunjukkan oleh Jarum Penunjuk dan kemudian mengalikan dengan nilai perkalian Skala yang di pilih dengan sakelar pemilih.

2.        Misalkan pada gambar berikut terbaca nilai tahanan suatu Resistor:

Kemudian saklar pemilih menunjukkan perkalian skala yaitu x 10k maka nilai resistansi tahanan / resistor tersebut adalah:

Nilai yang di tunjuk jarum   = 26

Skala pengali                           = 10 k

Maka nilai resitansinya       = 26 x 10 k = 260 k = 260.000 Ohm. 

Contoh kedua :

2.8 Pembacaan nilai hambatan melalui warna yang ada pada resistor

                                                  

KESIMPULAN

     

2.9 Rangkain Ohmmeter pada saat proses pengukuran hambatan

Desain asli dari ohmmeter menyediakan baterai kecil untuk menahan arus listrik. Ini menggunakan galvanometer untuk mengukur arus listrik melalui hambatan. Skala dari galvanometer ditandai pada ohm, karena voltase tetap dari baterai memastikan bahwa hambatan menurun, arus yang melalui meter akan meningkat. Ohmmeter dari sirkuit itu sendiri, oleh karena itu mereka tidak dapat digunakan tanpa sirkuit yang terakit.

Tidak seperti voltmeter, yang menggunakan tegangan eksternal (luar) untuk menghasilkan arus yang digunakan untuk membuat simpangan pada jarum, sebuah ohmmeter harus mempunyai sumber tegangan internal (biasanya sebuah baterai) untuk menghasilkan arus yang dibutuhkan untuk pengukuran. Skematik dari ohmmeter sederhana ditunjukkan pada rangkaian berikut ini.

Dimana R1 = tahanan pembatas, R2 = tahanan pengatur nol, E = batere didalam alat ukur, Rm = tahanan dalam d’Arsonval, Rx = tahanan yang tidak diketahui. Desain dapat didekati dengan mengingat bahwa, jika Rh menyatakan arus ½ Idp, tahanan yang tidak diketahui harus sama dengan tahanan dalam total ohmmeter.

Pada rangkaian gambar tersebut, kita dapat melihat bahwa tidak akan ada arus yang mengalir kecuali jika resistansi yang akan diukur, R_x, dihubungkan pada terminal ohmmeter yang terbuka. Ohmmeter didisain sehingga arus yang maksimum akan mengalir melewati  meteran ketika resistansi yang terhubung dengan terminal ohmmeter adalah sama dengan nol (misalkan hubung singkat, R_x = 0).Penyekalaan dari tampilan ohmmeter dihitung berdasarkan pergerakan simpangan dari berbagai nilai resistansi yang diukur.

Karena kita ingin simpangan maksimum ketika terminal terhubung singkat, nilai R_s dihitung dengan cara yang sama seperti saat mendisain voltmeter, dihitung:

R_s = (E / I_fsd) – R_m 

Jadi, saat resistansi yang diukur adalah minimum (R = 0), maka arusnya akan maksimum. Begitu juga sebaliknya, ketika resistansi yang dikur maksimum (R = ∞), arusnya akan minimum atau sama dengan nol. Skala dari sebuah ohmmeter ditunjukkan pada gambar tersebut.

Karena arus adalah berbanding terbalik dengan resistansi suatu rangkaian, jadi skalanya tidak linier.

2.10   Jenis-jenis Ohmmeter

Pada ohm-meter ada dua bentuk yaitu bentuk ohm-meter analog dan bentuk

ohm-meter digital.

a.       Ohmmeter Analog

Ohm-meter analog lebih banyak dipakai untuk kegunaan sehari-hari, seperti para tukang servis TV atau komputer kebanyakan menggunakan jenis yang analog. Kekurangannya adalah susah untuk memonitor tegangan yang tidak stabil. Jadi bila melakukan pengukuran tegangan yang bergerak naik-turun,sebaiknya menggunakan ohm-meter analog.

b.      Ohmmeter Digital

Ohm-meter digital memiliki akurasi yang tinggi, dan kegunaan yang lebih banyak jika dibandingkan dengan multimeter analog. Yaitu memiliki tambahan-tambahan satuan yang lebih teliti, dan juga opsi pengukuran yang lebih banyak, tidak terbatas pada ampere, volt, dan ohm saja. Ohm-meter digital biasanya dipakai pada penelitian atau kerja-kerja mengukur hambatan pada kecermatan tinggi, tetapi sekarang ini banyak juga bengkel-bengkel komputer dan service center yang memakai ohm-meter digital. Kelebihannya adalah mudah dalam pembacaannya dengan tampilan yang lebih simple. Sedangkan kekurangannya adalah akurasinya rendah, jadi untuk pengukuran yang memerlukan ketelitian tinggi sebaiknya menggunakan ohm-meter digital.

2.10 Macam-macam Ohmmeter

1. Micro ohm-meter                            2. Resistance Tester Mega OhmMeter           

 

3.      Esr ohmmeter                                                      4.  Ohm=y  meter Digital   

 

                                                                                                

5.      High-resistance ohmmeter

 

2.11 Perawatan/ maintenance

Ada beberapa hal yang juga harus diperhatikan di dalam penggunaan ohmmeter, antara lain yaitu :

1. Untuk melindungi Ohmmeter terhadap kerusakan elektronis yang permanen ikuti langkah-langkah pemakaian dengan benar.

2. Jangan melakukan pengukuran resistance (tahanan) sementara masih terdapat aliran listrik, karena dapat merusak Alat Ukur atau sistem (terjadi short circuit) dan bahkan berbahaya bagi penggunanya.

3. Simpan di tempat yang terhindar dari medan magnet luar, alat ukur akan terganggu bila di sekitar terdapat hantaran yang bermuatan atau berarus tinggi, terdapat medan magnet yang lebih besar.

4. Simpan pada Temperatur keliling alat ukur kurang  dari  20^o C

MAKALAH GENERATOR FUNGSI

1.1  Latar Belakang

         Listrik seperti yang kami ketahui adalah

Makalah Multitester

BAB II

PEMBAHASAN

A.      Definisi Multimeter

Multitester merupakan