MAKALAH
OSCILLOSCOPE
Oleh
:
·
Arsyad Cahya Subrata (12022030)
·
Yayan Destiantoro (12022035)
·
Nurwahyuddi (12022038)
PROGRAM
STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS
TEKNIK INDUSTRI
UNIVERSITAS
AHMAD DAHLAN
YOGYAKARTA
2013
KATA
PENGANTAR
Puji
syukur kami ucapkan kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan
hidayahnya serta kesehatan sehingga kami mampu untuk menyelesaikan makalah yang
berjudul “Petunjuk Penggunaan Oscilloscope” ini.
Adapun tujuan membuat makalah ini
adalah untuk menyelesaikan tugas yang telah diberikan kepada kami. Serta agar
kami mendapat ilmu yang bermanfaat untuk kedepannya bisa saya terapkan di dunia
kerja yang nyata.
Kami mengucapkan banyak terimakasih
kepada pihak yang telah membantu baik dalam saran maupun support yang telah
diberikan sehingga makalah ini dapat kamia selesaikan tepat pada waktu yang
telah ditetukan oleh dosen.
Yogyakarta,
16 Maret 2013
Arsyad Cahya
Subrata Yayan
Destiantoro Nurwahyuddi
NIM.
12022030 NIM. 12022035 NIM. 12022038
DAFTAR
ISI
Halaman Judul
Kata
pengantar
Daftar
Isi
I.
Pendahuluan
………………………………………………………………………..... 1
A. Latar
Belakang …………………………………………………………... 1
B. Tujuan
…………………………………………………………………… 2
II.
Pembahasan
………………………………………………………………………….. 3
A. Pengenalan
Oscilloscope ………………………………………………… 3
B. Setting Default Osiloskop ……………….…………………………….…
5
C. Kalibrasi Osiloskop ……………………………………………………....
7
D. Cara Kerja Osiloskop Analog …..…………………………………….….
9
E. Kinerja Osiloskop ……………………………..………………………...
10
F. Panel Kendali ……….…………………………………………..….
.12
G. Pengukuran Waktu dan Frekuensi ……………………………………....
20
H. Sumber Sinyal …………………………………………………………...
22
I. Probe
……………………………………………….………………….... 24
III.
Penutup ……………………………………………………………………………..
.25
Kesimpulan
………………………………………………………………………..... 25
BAB
I
PENDAHULUAN
A.
LATAR
BELAKANG
Osiloskop
sinar katoda (cathode ray oscilloscop, selanjutnya disebut CRO) adalah
instrumen laboratorium yang sangat bermanfaat dan terandalkan yang digunakan
untuk pengukuran dan analisa bentuk-bentuk gelombang dan gejala lain dalam
rangkaian-rangkaian elektronik. Pada dasarnya CRO adalah alat pembuat grafik
atau gambar (plotter) X-Y yang sangat cepat yang memperagakan sebuah sinyal
masukan terhadap sinyal lain atau terhadap waktu. Pena (“stylus”) plotter ini
adalah sebuah bintik cahaya yang bergerak melalui permukaan layar dalam memberi
tanggapan terhadap tegangan-tegangan masukan.
Dalam pemakaian CRO
yang biasa, sumbu X atau masukan horizontal adalah tegangan tanjak (ramp
voltage) linear yang dibangkitkan secara internal, atau basis waktu (time base)
yang secara periodik menggerakkan bintik cahaya dari kiri ke kanan melalui
permukaan layar. Tegangan yang akan diperiksa
dimasukkan ke sumbu Y atau masukan vertical CRO, menggerakkan bintik ke atas
dan ke bawah sesuai dengan nilai sesaat tegangan masukan. Selanjutnya bintik
tersebut menghasilkan jejak berkas layar pada gambar yang menunjukkan variasi
tegangan masukan sebagai fungsi dari waktu. Bila tegangan masukan berulang
dengan laju yang cukup cepat, gambar akan kelihatan sebagai sebuah pola yang
diam pada layar. Dengan demikian CRO melengkapi suatu cara pengamatan tegangan
yang berubah terhadap waktu.
Di
samping tegangan, CRO dapat menyajikan gambaran visual dari berbagai fonemena
dinamik melalui pemakaian transducer yang mengubah arus, tekanan, regangan,
temperatur, percepatan, dan banyak besaran fisis lainnya menjadi tegangan.
CRO
digunakan untuk menyelidiki bentuk gelombang, peristiwa transien dan besaran
lainnya yang berubah terhadap waktu dari frekuensi yang sangat rendah ke
frekuensi yang sangat tinggi. Pencatatan kejadian ini dapat dilakukan oleh
kamera khusus yang ditempelkan ke CRO guna penafsiran kuantitatif.
Osiloskop
sinar katoda dapat digunakan untuk bermacam-macam pengukuran besaran fisika.
Besaran listrik yang dapat diukur dengan menggunakan alat itu antara lain
tegangan searah, tegangan bolak-balik, arus searah, arus bolak-balik, waktu,
sudut fasa, frekuensi, dan untuk bermacam kegiatan penilaian bentuk gelombang
seperti waktu timbul dan waktu turun. Banyak besaran nirlistrik seperti
tekanan, gaya tarik, suhu, dan kecepatan dapat diukur dengan menggunakan
tranduser sebagai pengubah ke besaran tegangan.
B.
TUJUAN
Osiloskop adalah alat ukur yang banyak digunakan baik pada industri,
laboratorium maupun pada tempat perbaikan peralatan elektronik. Mengingat alat
itu begitu banyak digunakan dan tugasnya pun berbeda-beda, sebelum mempraktikan
osiloskop maka praktikan diharapkan mampu :
1.
Memahami fungsi dari osiloskop.
2.
Mengetahui fungsi panel-panel yang berada pada osiloskop.
3.
Melihat bentuk-bentuk gelombang listrik dalam layar osiloskop.
4.
Mengukur besar tegangan maksimum maupun puncak ke puncak dari
masing-masing bentuk gelombang listrik.
5.
Mengukur besar frekuensi.
6.
Mengukur beda phasa dengan metoda dua saluran dan metoda X-Y.
7.
Memahami cara mengkalibrasi osiloskop
BAB II
PEMBAHASAN
A.
PENGENALAN OSCILLOSCOPE
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 vertikal(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.
Gambar.1
Layar Osiloskop
Wujud/bangun dari osiloskop mirip-mirip sebuah pesawat
televisi dengan beberapa tombol pengatur. kecuali terdapat garis-garis(grid)
pada layarnya.
Gambar.2 Osiloskop analog Goodwill
seri 622 G
Osiloskop sangat penting untuk analisa rangkaian elektronik. Osiloskop 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.
Contoh
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.
Ada
beberapa jenis gelombang yang ditampilkan pada layar monitor osiloskop, yaitu:
- Gelombang
segitiga.
- Gelombang
sinusoida
- Gelombang
blok
- Gelombang
gigi gergaji
B. SETTING DEFAULT OSCILLOSCOPE
Tombol Umum:
·
On/Off : Untuk menghidupkan/mematikan Oscilloscope
·
Ilumination : Untuk menyalakan lampu latar.
·
Intensity : Untuk mengatur terang/gelapnya garis frekuensi
·
Focus : Untuk mengatur ketajaman garis frekuensi
·
Rotation : Untuk mengatur posisi kemiringan rotasi garis
frekuensi
·
CAL : Frekuensi Sample yg dpt diukur utk mengkalibrasi
Oscilloscope
Tombol di Vertikal Block :
·
Position : Untuk mengatur naik turunnya garis
·
V. Mode : Untuk mengatur Channel yg dipakai
·
Ch1 : Menggunakan Input Channel1
·
Ch2 : menggunakan Input Channel 2
·
Alt : (Alternate) menggunakan bergantian Channel1 dan
Channel 2
·
Chop : Menggunakan potongan dari Channel 1 dan Channel2
·
Add : Menggunakan penjumlahan dari Ch1 dan Ch2
·
Coupling : Dipilih sesuai input Channel yg digunakan,
·
Source : Sumber pengukuran bisa dari Channel1 atau Channel2
·
Slope : Normal digunakan yang +. Gunakan yang – untuk
kebalikan gelombang.
·
AC-GND-DC : Pilih AC utk gelombang bolak-balik (peak to
peak)
·
Pilih DC utk gelombang/tegangan searah DC
·
Pilih GND utk menonaktifkan gelombang mis:Utk menentukan
posisi awal
·
VOLTS/DIV : Untuk menentukan skala vertikal tegangan dlm
satu kotak/DIV Vertikal.
Tombol di Horizontal Block :
·
Position : Untuk mengatur posisi horizontal dari garis
gelombang.
·
TIME/DIV : Untuk megatur skala frekuensi dlm satu kotak/DIV
Horizontal.
·
X10 MAG : Untuk memperbesar/ Magnificient frekuensi menjadi
10x lipat.
·
Variable : Untuk mengatur kerapatan gelombang horizontal.
·
Trigger Level : Untuk mengatur agar frekuensi tepat terbaca.
Rumus frekuensi dengan Time(Waktu):
Frekuensi
satuannya Hertz (Hz)
Time
satuannya Detik/Second (s)
f
= 1
T
T
= 1
F
M
= mega (1.000.000) 1 MHz >< 1 S
µ
= mikro (1/1.000.000)
Setting
tombol yang biasa saya gunakan untuk pengukuran frekuensi (Jadi gak perlu
milih2 lagi):
26
Mhz dan 13 Mhz dan 38,4 Mhz
Volts/Div
: 20m Volt
Time/Div
: Mentok ke kanan
32
Khz Crystal (Sebelum masuk CCONT)
Volts/Div
: 20mV atau 50mV
Time/Div
: 20 µS (Boleh juga 0,1mS / 50 µS / 10 µS)
32 Khz Sleep Clock (Sesudah masuk
CCONT)
Volts/Div : 1 Volts
Time/Div : 20 µ S
RX I/Q
Volts/Div : 0,2 Volts
Time/Div : 1 mS
SClk (Synthetizer Clock) 3V
Volts/Div : 1 Volt
Time/Div : 0,1mS atau bebas.
COBBA Clock
Volts/Div : 0,5 Volts
Time/Div : mentok ke kanan.
C. KALIBRASI
OSILOSKOP
Pada umumnya, tiap osiloskop sudah dilengkapi sumber sinyal
acuan untuk kalibrasi. Sebagai contoh, osiloskop GW tipe tertentu mempunyai
acuan gelombang persegi dengan amplitudo 2V peak to peak dengan frekuensi 1
KHz.
Misalkan
kanal 1 yang akan dikalibrasi, maka BNC probe dihubungkan ke terminal masukan
kanal 1, seperti ditunjukkan pada gambar berikut:
Gambar.3 Probe 1X
Gambar di atas menggunakan probe 1X, dengan ujung probe yang merah dihubungkan
ke terminal kalibrasi. Capit buaya yang hitam tidak perlu dihubungkan ke ground
osiloskop karena sudah terhubung secara internal. Pada layar osiloskop akan
nampak gelombang persegi. Atur tombol kontrol VOLTS/DIV dan TIME/DIV sampai
diperoleh gambar yang jelas dengan amplitudo 2 V peak to peak dengan frekuensi
1 KHz., seperti ditunjukkan pada gambar berikut:
Gambar.4 Layar osiloskop dengan
Square Wave
Gunakan
tombol kontrol posisi vertikal V-pos untuk menggerakkan seluruh gambar dalam
arah vertikal dan tombol horizontal H-pos untuk menggerakkan seluruh gambar
dalam arah horizontal. Cara ini dilakukan agar letak gambar mudah dilihat dan
dibaca.
Gambar.5 Vertical Position dan Horizontal
Position
D. CARA KERJA
OSILOSKOP ANALOG
Pada saat osiloskop dihubungkan dengan sirkuit, sinyal
tegangan bergerak melalui probe ke sistem vertical. Pada gambar ditunjukkan
diagram blok sederhana suatu osiloskop analog.
Gambar.6 Diagram blog osiloskop
analog
Bergantung kepada pengaturan skala vertikal(volts/div), attenuator akan
memperkecil sinyal masukan sedangkan amplifier akan memperkuat sinyal masukan.
Selanjutnya sinyal tersebut akan bergerak melalui keping
pembelok vertikal dalam CRT(Cathode Ray Tube). Tegangan yang diberikan pada
pelat tersebut akan mengakibatkan titik cahaya bergerak (berkas elektron yang
menumbuk fosfor dalam CRT akan menghasilkan pendaran cahaya). Tegangan positif
akan menyebabkan titik tersebut naik sedangkan tegangan negatif akan
menyebabkan titik tersebut turun.
Sinyal akan bergerak juga ke bagian sistem trigger untuk
memulai sapuan horizontal (horizontal sweep). Sapuan horizontal ini menyebabkan
titik cahaya bergerak melintasi layar. Jadi, jika sistem horizontal mendapat
trigger, titik cahaya melintasi layar dari kiri ke kanan dengan selang waktu
tertentu. Pada kecepatan tinggi titik tersebut dapat melintasi layar hingga
500.000 kali per detik.
Secara bersamaan kerja sistem penyapu horizontal dan pembelok
vertikal akan menghasilkan pemetaan sinyal pada layar. Trigger diperlukan untuk
menstabilkan sinyal berulang. Untuk meyakinkan bahwa sapuan dimulai pada titik
yang sama dari sinyal berulang, hasilnya bisa tampak pada gambar berikut :
Gambar.7
Gambang sebelum ditriger dan setelah ditriger
Pada saat menggunakan osiloskop perlu diperhatikan beberapa hal sebagai
berikut:
1.
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.
2.
Tentukan skala Time/Div untuk mengatur tampilan frekuensi
sinyal masukan.
3.
Gunakan tombol Trigger atau hold-off untuk memperoleh sinyal
keluaran yang stabil.
4.
Gunakan tombol pengatur fokus jika gambarnya kurang fokus.
5.
Gunakan tombol pengatur intensitas jika gambarnya
sangat/kurang terang.
E.
KINERJA OSILOSKOP
Istilah yang dijelaskan pada bagian ini akan sering
digunakan untuk membicarakan kehandalan sebuah osiloskop.
a.
Lebar Pita (Bandwidth)
Spesifikasi
bandwidth menunjukan daerah frekuensi yang dapat diukur oleh osiloskop dengan
akurat. Sejalan dengan peningkatan frekuensi, kapabilitas dari osiloskop untuk
mengukur secara akurat semakin menurun. Berdasarkan perjanjian, bandwidth
menunjukkan frekuensi ketika sinyal yang ditampilkan tereduksi menjadi 70.7%
dari sinyal sinus yang digunakan. (angka 70.7% mengacu pada titik “-3 dB”,
sebuah istilah yang berdasar pada skala logaritmik).
b.
Rise Time
Rise
Time adalah cara lain untuk menjelaskan daerah frekuensi yang berguna dari
sebuah osiloskop. Perubahan sinyal rendah ke tinggi yang cepat, pada gelombang persegi,
menunjukkan rise time yang tinggi. Rise time menjadi sebuah pertimbangan
penting ketika digunakan dalam pengukuran pulsa dan sinyal tangga. Sebuah
osiloskop hanya dapat menampilkan pulsa yang risetime-nya lebih rendah dari
rise time osiloskop.
c.
Sensitivitas Vertikal
Sensitivitas
vertikal menunjukan berapa kemampuan penguatan vertikal untuk memperkuat sinyal
lemah. Sensitivitas vertikal biasanya bersatuan mVolt/div. Sinyal terlemah yang
dapat ditangkap oleh osiloskop umumnya adalah 2 mV/div.
d.
Kecepatan Sapuan (Sweep Speed)
Untuk
osiloskop analog, spesifikasi ini menunjukkan berapa cepat “trace” dapat
menyapu sepanjang layar, yang memudahkan untuk mendapatkan detail dari sinyal.
Kecepatan sapuan tercepat dari sebuah osiloskop biasanya bersatuan
nanodetik/div (ns/Div)
e.
Akurasi Gain
Akurasi
penguatan menunjukkan seberapa teliti sistem vertikal melemahkan atau
menguatkan sebuah sinyal.
f.
Basis Waktu dan Akurasi Horizontal
Akurasi
horizontal menunjukkan seberapa teliti sistem horizontal menampilkan waktu dari
sinyal. Biasanya hal ini dinyatakan dengan % error.
g.
Sample Rate
Pada
osiloskop digital, sampling rate menunjukkan laju pencuplikan yang bisa
ditangkap oleh ADC (tentu saja sama dengan osiloskop). Sample rate maksimum
ditunjukkan dengan megasample/detik (MS/s). Semakin cepat osiloskop mencuplik
sinyal, semakin akurat osiloskop menunjukkan detil suatu sinyal yang cepat.
Sample rate minimum juga penting jika diperlukan untuk melihat perubahan kecil
sinyal yang berlangsung dalam waktu yang panjang.
h.
Resolusi ADC (Resolusi Vertical)
Resolusi
dari ADC (dalam bit) menunjukkan seberapa tepat ADC dapat mengubah tegangan
masukan menjadi nilai digital.
i.
Panjang Record
Panjang
record dari sebuah osiloskop digital menunjukkan berapa banyak gelombang dapat
disimpan dalam memori. Tiap gelombang terdiri dari sejumlah titik. Titik-titik
ini dapat disimpan dalam sebuah record gelombang. Panjang maksimum dari record
bergantung dari banyaknya memori dalam osiloskop. Karena osiloskop hanya dapat
menyimpan dalam jumlah yang terbatas ada pertimbangan antara detail record dan
panjang record. Karena itu kita dapat memperoleh sebuah gambaran detil untuk
waktu yang pendek atau gambaran yang kurang mendetil untuk jangka waktu yang
lebih lama. Pada Beberapa osiloskop kita dapat menambahkan memori untuk
meningkatkan panjang record.
F.
PANEL KENDALI
Perhatikan bagian depan. Bagian ini dibagi atas 3 bagian
lagi yang diberi nama Vertical, Horizontal, and Trigger. Osilosokop anda
mungkin mempunyai bagian-bagian tambahan lainnya tergantung pada model dan tipe
osiloskop (analog atau digital). Perhatikan bagian input. Bagian ini adalah
tempat anda memasukkan input. Kebanyakan osiloskop paling sedikit mempunyai 2
input dan masing-masing input dapat menampilkan tampilan gelombang di monitor
peraga. Penggunaan secara bersamaan digunakan untuk tujuan membandingkan.
Tombol-tombol pada panel osiloskop
antara lain :
- Focus
: Digunakan untuk mengatur fokus
- Intensity
: Untuk mengatur kecerahan garis yang ditampilkan di layar
- Trace
rotation : Mengatur kemiringan garis sumbu Y=0 di layar
- Volt/div
: Mengatur berapa nilai tegangan yang diwakili oleh satu div di layar
- Time/div
: Mengatur berapa nilai waktu yang diwakili oleh satu div di layar
- Position
: Untuk mengatur posisi normal sumbu X (ketika sinyal masukannya nol)
- 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 dikutsertakan.
- Ground
: Digunakan untuk melihat letak posisi ground di layar.
- 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 :
|
|
|
Gambar.8
Panel kontrol osiloskop
|
Keterangan gambar panel kontrol Osilokop
Dual Trace diatas :
1. VERTICAL INPUT : merupakan input terminal untuk
channel-A/saluran A.
2. AC-GND-DC : Penghubung input vertikal untuk saluran
A.
- 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-A/saluran A.
- CH-B
: tampilan bentuk gelombang channel-B/saluran B.
- DUAL
: pada batas ukur (range) antara 0,5 sec/DIV – 1 msec (milli second)/DIV,
kedua frekuensi dari kedua saluran (CH-A dan CH-B) 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-A dan CH-B saling dijumlahkan. Dengan menekan tombol PULL INVERT
akan diperoleh SUB MODE.
4. VOLTS/DIV
variabel untuk saluran (channel)/CH-A.
5. VOLTS/DIV pelemah vertikal (vertical attenuator)
untuk saluran (channel)/CH-A.
- Jika
tombol “VARIABLE” diputar ke kanan (searah jarum jam), pada layar monitor
akan tergambar tergambar tegangan per “DIV”. Pilihan per “DIV” tersedia
dari 5 mV/DIV – 20V/DIV.
6. Pengatur posisi
vertikal untuk saluran (channel)/CH-A.
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 A (CH-A) dan channel B (CH-B) untuk keperluan
pen-trigger-an/penyulutan saling dijumlahkan,
- CH-A
: sinyal untuk pen-trigger-an hanya berasal dari CH-A,
- CH-B
: sinyal untuk pen-trigger-an hanya berasal dari CH-B,
- 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-B/channel (saluran)
B.
24.
VOLTS/DIV pelemah vertikal untuk CH-B.
25.
VARIABLE.
26.
VERTICAL INPUT input vertikal untuk CH-B.
27.
AC-GND-DC untuk CH-B kegunaannya sama seperti penjelasan yang terdapat
pada
nomor 2.
28.
COMPONET TEST IN terminal untuk komponen yang akan diuji.
a.
Pengendali Horizontal
Gunakan
pengendali horizontal untuk mengatur posisi dan skala pada bagian horizontal
gelombang. Gambar berikut menunjukkan jenis panel depan dan penala layar untuk
mengatur bagian horizontal.
Gambar.9 Kontrol Horizontal
Tombol
posisi horizontal menggerakkan gambar gelombang dari sisi kiri ke kanan atau
sebaliknya sesuai keinginan kita pada layar.
Tombol Time / Div ( time base control). Tombol kontrol
Time/div memungkinkan untuk mengatur skala horizontal. Sebagai contoh, jika
skala dipilih 1 ms, berarti tiap kotak(divisi) menunjukkan 1 ms dan total layar
menunjukkan 10 ms(10 kotak horisontal). Jika satu gelombang terdiri dari 10
kotak, berarti periodanya adalah 10 ms atau frekuensi gelombang tersebut adalah
100 Hz. Mengubah Time/div membuat kita bisa melihat interval sinyal lebih besar
atau lebih kecil dari semula, pada layar osiloskop, gambar gelombang akan
ditampilkan lebih rapat atau renggang. Seringkali skala Time/Div dilengkapi
dengan tombol variabel (fine control) untuk mengatur skala horsiontal.. Tombol
ini digunakan untuk melakukan kalibrasi waktu.
b.
Pengendali Vertikal
Pengendali
ini digunakan untuk merubah posisi dan skala gelombang secara vertikal.
Osiloskop memiliki pula pengendali untuk mengatur masukan coupling dan kondisi
sinyal lainnya yang dibahas pada bagian ini. Gambar 1 menunjukkan tampilan
panel depan dan menu on-screen untuk kontrol vertikal.
Gambar.10 Kontrol Vertikal
Tombol posisi vertikal digunakan untuk menggerakkan gambar gelombang pada layar
ke arah atas atau ke bawah.
Tombol Volts / Div. Tombol Volts / div menagtur skala
tampilan pada arah vertikal. Pemilihan posisi. Misalkan tombol Volts/Div
diputar pada posisi 5 Volt/Div, dan layar monitor terbagi atas 8 kotak (divisi)
arah vertikal. Berarti, masing-masing divisi (kotak) akan menggambarkan ukuran
tegangan 5 volt dan seluruh layar dapat menampilkan 40 volt dari dasar sampai
atas. Jika tombol tersebut berada pada posisi 0.5 Volts/dDiv, maka layar dapat
menampilkan 4 volt dari bawah sampai atas, dan seterusnya. Tegangan maksimum
yang dapat ditampilkan pada layar adalah nilai skala yang ditunjukkan pada
tombol Volts/Div dikali dengan jumlah kotak vertikal. Jika probe yg digunakan
menggunakan faktor pelemahan 10x, maka tegangan yang terbaca harus dikalikan
10. Seringkali skala Volts/Div dilengkapi dengan tombol variabel penguatan(
variable gain) atau fine gain control. Tombol ini digunakan untuk melakukan
kalibrasi tegangan.
c.
Masukan Coupling
Coupling
merupakan metoda yang digunakan untuk menghubungkan sinyal elektrik dari suatu
sirkuit ke sirkuit yang lain. Pada kasus ini, masukan coupling merupakan
penghubung dari sirkuit yang sedang di tes dengan osiloskop. Coupling dapat
ditentukan/diset ke DC, AC, atau ground. Coupling AC menghalangi sinyal
komponen DC sehingga terlihat bentuk gelombang terpusat pada 0 volts. Gambar 2
mengilustrasikan perbedaan ini. Coupling AC berguna ketika seluruh sinyal (arus
bolak balik dan searah) terlalu besar sehingga gambarnya tidak dapat
ditampilkan secara lengkap.
Gambar.11 Masukan coupling AC dan DC
Setting ground memutuskan hubungan sinyal masukan dari sistem vertikal,
sehingga 0 volts terlihat pada layar. Dengan masukan coupling tang di-ground
kan dan auto trigger mode (mode picu otomatis), terkihat garis horisontal pada
layar yang menggambarkan 0 volts. Pergantian dari DC ke ground dan kemudian
baik lagi berguna untuk pengukuran tingkat sinyal tegangan.
d.
Filter Frekuensi
Kebanyakan
osiloskop dilengkapi dengan rangkaian filter frekuensi. Dengan membatasi
frekuensi sinyal yang boleh masuk memungkinkan untuk mengurangi noise/gangguan
yang kadang-kadang muncul pada tampilan gelombang, sehingga didapat tampilan
sinyal yang lebih baik.
e.
Pembalik Polaritas
Kebanyakan
osiloskop dilengkapi dengan pembalik polaritas sinyal, sehingga tampilan gambar
berubah fasanya 180 derajad.
f.
Alternate and Chop Display
Pada
osiloskop analog, misal dua kanal, ada dua cara untuk menampilkan sinyal
gelombang secara bersamaan. Mode bolak-balik (alternate) menggambar setiap
kanal secara bergantian. Mode ini digunakan dengan kecepatan sinyal dari medium
sampai dengan kecepatan tinggi, ketika skala times/div di set pada 0.5 ms atau
lebih cepat.
Mode
chop menggambar bagian-bagian kecil pada setiap sinyal ketika terjadi
pergantian kanal. Karena pergantian kanal terlalu cepat untuk diperhatikan,
sehingga bentuk gelombang tampak kontinu. Untuk mode ini biasanya digunakan
dengan sinyal lambat dengan kecepatan sweep 1ms per bagian atau kurang. Gambar
12 menunjukkan perbedaan antara 2 mode tersebut. Seringkali berguna untuk melihat
sinyal dengan ke dua cara. Untuk meyakinkan didapat pandangan terbaik, cobalah
kedua cara tersebut
Gambar.12 Perbedaan mode gelombang
Gambar.13 Pengukuran Fasa
Bagian pengontrol horizontal memiliki mode XY sehingga kita
dapat menampilkan sinyal input dibandingkan dengan dasar waktu pada sumbu
horizontal. (Pada beberapa osiloskop digital digunakan mode setting tampilan).
Fase gelombang adalah lamanya waktu yang dilalui dimulai
dari satu loop hingga awal dari loop berikutnya. Diukur dalam derajat. Phase
shift menjelaskan perbedaan dalam pewaktuan antara dua atau lebih sinyal
periodik yang identik.
Salah satu cara mengukur beda fasa adalah menggunakan mode
XY. Yaitu dengan memplot satu sinyal pada bagian vertikal(sumbu Y) dan sinyal
lain pada sumbu horizontal(sumbu X). Metoda ini akan bekerja efektif jika kedua
sinyal yang digunakan adalah sinyal sinusiodal. Bentuk gelombang yang
dihasilkan adalah berupa gambar yang disebut pola Lissajous(diambil dari nama
seorang fisikawan asal Perancis Jules Antoine Lissajous dan diucapkan
Li-Sa-Zu). Dengan melihat bentuk pola Lissajous kita bisa menentukan beda fasa
antara dua sinyal. Juga dapat ditentukan perbandinga frekuensi. Gambar di bawah
ini memperlihatkan beberapa pola Lissajous denagn perbandingan frekuensi dan
beda fasa yang berbeda-beda.
Gambar.14 Pola Lissajous
Bagian ini telah menjelaskan dasar-dasar teknik pengukuran.
Pengukuran lainnya membutuhkan setting up osiloskop untuk mengukur komponen
listrik pada tahapan lebih mendalam,melihat noise pada sinyal, membaca sinyal
transien, dan masih banyak lagi aplikasi lainnya. Teknik pengukuran yang akan
kita gunakan bergantung jenis aplikasinya, tetapi kita telah mempelajari cukup
banyak untuk seorang pemula. Praktek menggunakan osiloskop dan bacalah lebih
banyak mengenai hal ini. Dengan terbiasa maka pengoperasian dan pengukuran akan
menjadi lebih mudah.
G. PENGUKURAN WAKTU DAN FREKUENSI
Ambil waktu pengukuran dengan menggunakan skala horizontal
pada osiloskop. Pengukuran waktu meliputi perioda, lebar pulsa(pulse width),
dan waktu dari pulsa. Frekuensi adalah bentuk resiprok dari perioda, jadi
dengan mengukur perioda frekuensi akan diketahui, yatu satu per perioda.
Seperti pada pengukuran tegangan, pengukuran waktu akan lebih akurat saat
meng-adjust porsi sinyal yang akan diukur untuk mengatasi besarnya area pada
layar. Ambil pengukuran waktu sepanjang garis horizontal pada tengah-tengah
layar, atur time/div untuk memperoleh pengukuran yang lebih akurat. (Lihat
gambar berikut .)
Gambar.15
Pengukuran waktu pada skala tengah Horizontal
Pengukuran Waktu Pada Skala Tengah Horizontal dan contoh
animasi penggunaan pengaturan waktu Pada banyak aplikasi, informasi mendetil
tentang pulsa sangatlah penting. Pulsa bisa mengalami distorsi dan menyebabkan
rangkaian digital menjadi malfungsi, dan pewaktuan pulsa pada jalannya
seringkali signifikan.
Pengukuran standard pulsa adalah mengenai pulse width dan
pulse rise time. Rise time adalah waktu yang diperlukan pulsa saat bergerak
dari tegangan low ke high. Dengan aturan pengukuran rise time ini diukur dari
10% hingga 90% dari tegangan penuh pulsa. Hal ini mengeliminasi ketidakteraturan
pada sudut transisi pulsa. Hal ini juga menjelaskan kenapa pada kebanyakan
osiloskop memiliki 10% hingga 90% penandaan pada layarnya. Lebar pulsa adalah
lamanya waktu yang diperlukan saat bergerak dari low ke high dan kembali ke low
lagi. Dengan aturan lebar pulsa terukur adalah 50% tegangan penuh. Untuk lebih
jelas anda lihat gambar berikut :
Gambar.16
Titik Pengukuran Waktu dan Pulsa
Pengukuran pulsa seringkali memerlukan penalaan yang baik
yaitu trigerring. Untuk lebih meguasai pengukuran pulsa, anda harus mempelajari
bagaimana menggunakan trigger hold off untuk mengeset osiloskop digital intuk
menangkap pretrigger data, sebagaimana yang telah dijelaskan sebelumnya pada
sesi pembahasan kontrol.
H. SUMBER SINYAL
Makna umum dari sebuah pola yang berulang terhadap waktu
disebut gelombang, termasuk didalamnya gelombang suara, otak maupun listrik.
Satu siklus dari sebuah gelombang merupakan bagian dari gelombang yang
berulang.
Sebuah bentuk gelombang (waveform) merupakan representasi
grafik dari sebuah gelombang. Bentuk gelombang tegangan menunjukkan waktu pada
sumbu horizontal dan amplitudo tegangan pada sumbu vertikal.
Sebuah bentuk gelombang dapat menunjukkan berbagai hal
tentang sebuah sinyal. Naik-turunnya gelombang menunjukkan perubahan tegangan.
Sebuah garis yang datar menunjukkan bahwa tidak terjadi perubahan pada jangka
waktu tersebut. Garis diagonal menunjukkan perubahan linear – meningkat atau
menurunnya tegangan dengan laju tetap. Sudut yang tajam menunjukkan perubahan
mendadak.
Sumber gelombang listrik (sinyal listrik) dapat berasal dari
berbagai macam, seperti: dari signal generator (pembangkit sinyal), jala-jala
listrik, rangkaian elektronik, dll. Beberapa diantaranya ditunjukkan pada
gambar
Gambar.17
Sumber dan gambar sinyalnya
Gambar.18
Macam-macam bentuk gelombang
Gambar.19
Sinyal generator
I.
PROBE
Sekarang anda siap menghubungkan probe ke osiloskop. Probe
adalah kabel penghubung yang ujungnya diberi penjepit, dengan penghantar
kerkualitas, dapat meredam sinyal-sinyal gangguan, seperti sinyal radio atau
noise yang kuat.
Probe didesain untuk tidak mempengaruhi rangkain yang
diukur. Hambatan keluaran dari osiloskop mungkin saja membebani rangkaian yang
akan diukur. Untuk meminimumkan pengaruh pembebanan, anda mungkin perlu
menggunakan probe peredam (pasif) 10 X
Osiloskop
anda mungkin dilengkapi dengan probe pasif sebagai standar pelengkap. Probe
pasif berguna sebagai alat untuk tujuan pengujian tertentu dan troubleshooting.
Untuk pengukuran atau pengujian yang spesifik, beberap probe yang lain mungkin
diperlukan. Misalnya probe aktif dan probe arus.
Penjelasan selanjutnya, akan lebih menekankan pada pemakaian
probe pasif karena tipe probe ini mempunyai fleksibiltas dalam penggunaannya.
Menggunakan
Probe Pasif
Kebanyakan probe pasif mempunyai beberapa faktor derajat
peredaman, seperti 10 X, 100 X dll. Menurut kesepakatan, tulisan 10 X berarti
faktor redamannya 10 kali. Amplitudo tegangan sinyal yang masuk akan diredam 10
kali, Besarnya tegangan yang terukur oleh osiloskop harus dikalikan 10. Bedakan
dengan tulisan X 10, berarti faktor penguatannya 10 kali. Amplitudo tegangan
sinyal yang masuk akan diperbesar 10 kali. Besarnya tegangan yang terukur oleh
osiloskop harus dibagi 10.
Probe peredaman 10 X meminimumkan pembebanan pada rangkaian
dan ini adalah tujuan utama daripada probe pasif. Pembebanan pada rangkaian
lebih terlihat pada frekuensi tinggi, maka pastikan untuk menggunakan probe ini
ketika pengukuran di atas 5 KHz. Probe peredaman 10X meningkatkan keakuratan
pengukuran, tetapi di lain pihak mengurangi amplitudo sinyal sebesar faktor 10.
Karena meredam sinyal, probe peredaman 10 X membuat masalah
ketika menampilkan sinyal dibawah 10 milivolt. Probe 1X berarti tidak ada
peredaman sinyalGunakan probe peredaman 10 X sebagai probe standar anda, tetapi
tetap menggunakan probe 1X untuk pengukuran sinyal-sinyal yang lemah. Beberapa
probe mempunyai bagian khusus yang dapat mengganti-ganti antara probe 1x dan probe
10 X. Jika probe anda mempunyai bagian ini, pastikan anda melakukan seting yang
benar sebelum pengukuran.
Gambar berikut memperlihatkan diagram sederhana pada bagian
kerja internal dari probe. Hambatan masukan osiloskop 1 MOhm diseri dengan
hambatan 9 Mohm, sehingga tegangan masukan pada terminal osiloskop menjadi 1/10
kali tegangan yang diukur.
Gambar.20 Diagram kerja internal
probe
Probe 10 X dan osiloskop membentuk rangkaian pembagi tegangan
Sedangkan di bawah ini ditunjukkan probe dengan tipikal pasif dan beberapa
aksesoris yang digunakan bersama probe
Gambar.21 Probe pasif dan asesoris.
Dimana
Memasangkan Pencapit Ground
Ada dua terminal penghubung pada probe, yaitu ujung probe
dan kabel ground yang biasanya dipasangi capit buaya. Pada prakteknya capit
buaya tersebut dihubungkan dengan bagian ground pada rangkaian, seperti chasis
logam, dan sentuhkan ujung probe pada titik yang dites pada rangkaian
BAB III
PENUTUP
Kesimpulan
Dari makalah diatas
maka kita dapat mengambil beberapa kesimpulan antara lain yaitu:
1.
Osiloskop adalah alat ukur yang mana dapar menunjukkan kepada
anda 'bentuk' dari sinyal listrik yang menunjukkan grafik dari tegangan waktu
pada layarnya. Alat ini yang biasa digunakan untuk menganalisa frekuensi yang terdapat
didalam perangkat elektronika, dan biasanya yang sering digunakan oleh para
teknisi pesawat televisi, namun Osiliscop ini juga dapat dipergunakan dalam
menganalisa frekuensi handphone, walaupupun jika dilihat dari sisi fungsi
kurang efisien dalam melakukan analisa pada perangkat ponsel, namun banyak para
teknisi dan lembaga pelatihan teknisi handphone menggunakan
perangkat osiloskop tersebut, akan tetapi untuk para teknisi yang memang tidak
cukup dana untuk membelinya, maka tidak harus pesimis dengan kondisi tersebut,
karena memang tanpa Osiloscop kita masih sangat dapat memperbaiki perangkat
handphone.
2. Besaran-
besaran yang dapat diukur dengan osiloskop antara lain:
·
Amplitudo
( A ) : Jarak perpindahan titik maksimum dari titik kesetimbangan dalam arah
getarannya.
·
Periode
( T ) : Waktu yang diperlukan untuk membentuk satu gelombang penuh.
·
Frekuensi
( F ) : Banyaknya gelombang yang terbentuk dalam satu satuan waktu.
·
Sudut
fasa ( ) : Simpangan partikel terhadap posisi kesetimbangan dalam radian.
3.
Komponen
utama osiloskop adalah tabung
sinar katoda.
4.
Komponen
utama dari sinar katoda ( Cathode
ray tube ) atau CRT adalah :
·
Perlengkapan
senapan electron.
·
Perlengkapan
pelat defleksi.
·
Layar
frouorosensi.
·
Tabung
gelas dan dasar tabung.
5.
Kalibrasi adalah suatu kegiatan untuk menentukan
kebenaran konfensional nilai penunjukan alat inspeksi, alat pengukuran dan alat
pengujian.
6.
Tujuan
kalibrasi
·
Menentukan
deviasi (penyimpangan) kebenaran nilai konvensional penunjukan suatu instrumen
ukur.
·
Menjamin
hasil-hasil pengukuran sesuai dengan standar Nasional maupun Internasional.
7.
Manfaat
kalibrasi adalah menjagakondisi instrumen ukur dan bahan ukur agar tetap sesuai
dengan spesefikasinya.
8.
Gambar
/ Diagram Lissajous adalah sebuah
penampakan pada layar osiloskop yang mencitrakan perbedaan atau perbandingan Beda Fase, Frekuensi &
Amplitudo dari 2 gelombang
inputan pada probe osiloskop.
9.
Gambar-gambar
Lissajous dihasilkan bila gelombang-gelombang sinus dimasukkan secara bersamaan
ke pelat-pelat defleksi horizontal dan vertical CRO.
10. Beda Phasa Adalah
perbedaan sudut mulai antara 2 gelombang sinusoidal yang sedang diamati.
Catatan :
Untuk Slide Presentasi dan Video Presentasi Pengukuran besaran Listrik tentang Osciloscope dapat dilihat dibawah ini:
Video Presentasi
Oleh karena itu, didirikanlah Ikatan
Mahasiswa Muhammadiyah (IMM) Fakultas Teknologi Industri Universitas Ahmad
Dahlan sebagai salah satu organisasi otonom Muhammadiyah, yang merupakan wadah
perjuangan untuk menghimpun, menggerakkan dan membina potensi mahasiswa Islam
yang berada dalam lingkup Kampus khususnya pada Fakultas Teknologi Industri
Universitas Ahmad Dahlan, guna meningkatkan peran dan tanggung jawabnya sebagai
kader persyarikatan, kader umat dan kader bangsa, sehingga tumbuh kader-kader yang
memiliki kerangka berpikir ilmu amaliyah dan kader amal ilmiah sesuai dengan
kepribadian Muhammadiyah. Kesemuanya itu dilaksanakan secara bersama dengan
menjunjung tinggi musyawarah mufakat serta kolektif kolegial atas dasar iman
dan taqwa serta hanya mengharap ridha Allah SWT.
