PENGGUNAAN OSILOSKOP DIGITAL

MAKALAH PENGUKURAN LISTRIK

ALAT UKUR DAN PENGGUNAAN OSILOSKOP DIGITAL

Dosen Pembimbing : Bpk Achmad syafi’i

Disusun oleh :

Muhammad Andri Khusnawan (140534603431)

Ovi Andianto (140534602712)

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

FAKULTAS TEKNIK

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

2014

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami ucapkan atas kehadirat Allah SWT, karena dengan rahmat dan karunia-Nya kami masih diberi kesempatan untuk bekerja bersama untuk menyelesaikan makalah ini.

dimana makalah ini merupakan salah satu dari tugas matakuliah Pengukuran Listrik yaitu

tentang alat ukur dan penggunaan osiloskop digital. Tidak lupa kami

ucapkan terimakasih kepada Bapak Achmad Syafi’i selaku dosen pembimbing dan teman-teman yang telah memberikan dukungan dalam menyelesaikan makalah ini.

Kami menyadari bahwa dalam penulisan makalah ini masih banyak kekurangan, oleh sebab itu kami sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun. Dan semoga dengan selesainya makalah ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan teman-teman. Amin...

Malang, 3 september 2014

Penyusun

Daftar Isi

Sampul dan judul makalah………………………………………………………………….............1

Kata pengantar………………………………………………………………………...........……….2

Daftar isi……………………………………………………………………………..........………...3

BAB 1 Osiloskop Digital

1.1  Pengertian Osiloskop Digital.........................................................................................4

1.2  Bagian Bagian Osiloskop Dual Trace............................................................................5

1.3  Prosedur Kerja................................................................................................................7

1.4  Prinsip Kerja Osiloskop.................................................................................................8

PENUTUP……………………………………………………………………….............................9

I.    Pengertian

Osiloskop adalah alat ukur yang mana dapat menunjukan kepada kita “bentuk” dari sinyal listrik dengan menunjukan grafik dari tegangan terhadap waktu pada layarnya. Itu seperti layaknya voltmeter dengan fungsi kemampuan lebih, penampilan tegangan berubah terhadap waktu, sebuah graticule setiap 1 cm grid membuat kita dapat melakukan pengukuran dari tegangan dan waktu pada layar (screen).

 

Gambar Osiloskop^[2]

Osiloskop terdiri dari dua bagian 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 :

·                     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.

Fungsi osiloskop

•      Mampu menyajikan informasi yang lebih lengkap tentang signal yang sedang diuji dari pada menggunakan alat lain.

•      Dapat mengukur ampliudo, frekuensi dan bentuk sinyal, perbedaan fase, lebar pulsa, dan waktu tunda.

•      Dapat digunakan untuk melakukan pengukuran kualitatif dan kuantitatif.

•      Mampu mengukur sinyal A.C. Secara akurat

II. Bagian-Bagian Osiloskop Dual Trace 

Panel kontrol Oscilloscope

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:  CH-B vertical position control

24.  Push Invert:  When pushed, the CH-B vertical polarity is reversed. This facilitates SUB MODE measurement at ADD MODE
25.  Volts/Div:  Vertical attenuator for CH-B
26.  Variable
27.  Vertical Input:  Vertical input for CH-B
28.  AC-GND-DC:  Vertical input coupling for CH-B. 
       AC position:  the DC component of input signal is blocked by a capacitor. 
       GND position:  the input terminal opens and the input of the internal amplifier is grounded. 
       DC position:  the input terminal is directly connected to the amplifier and all components of input signal are displayed.
29.  Comp. Test
       Switch to change from oscilloscope mode to component tester mode.
       For component testing set the 9 SWEEP TIME/DIV to the X-Y setting and both vertical coupling switches 2, 28 to the GND position

III. PROSEDUR KERJA

Kalibrasi merupakan proses untuk menyesuaikan keluaran atau indikasi dari suatu perangkat pengukuran agar sesuai dengan besaran dari standar yang digunakan dalam akurasi tertentu . 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.

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. 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.

IV. Prinsip Kerja Osiloskop

Osiloskop digital menggunakan konsep Penyamplingan dan Pendigitalisasian.

Cara Kerja Osiloskop Digital

Setelah sinyal masukan di sampling ( diambil nilainya dengan dicuplik secara berkala ), data data tersebut lalu di digitalkan dan kemudian disimpan bersama skala waktu gelombangnya di dalam memori. Pada prinsipnya osiloskop digital hanya menyuplik dan menyimpan demikian banyak nilai kemudian berhenti. Proses ini diulangi terus sampai osiloskop dimatikan.

Cara Penyamplingan Data Osiloskop Digital

Osiloskop digital atau yang biasa disebut dengan Digital Sampling Oscilloscope ( DSO ) mempunyai dua cara untuk menyampling gelombang masukannya, yaitu dengan metode Real Time Sampling dan Equivalent Time Sampling

Definisi Real Time Sampling Osiloskop Digital

Dalam metode real time sampling, digitizer pada osiloskop digital akan mengisi data ke dalam memori dalam satu event dari sinyal yang bersangkutan dan menggunakan sekumpulan data tersebut untuk menampilkan gelombangnya

Waktu waktu diantara cuplikan cuplikan dalam memori yang digunakan untuk menciptakan kembali peragaan gelombangnya dikatakan merupakan real time di antara cuplikan - cuplikannya saat dibutuhkan, Oleh sebab itu real time sampling dapat digunakan untuk sinyal sinyal yang sifatnya berulang atau bentuk tunggal, tetapi metode real time sampling ini tidak akan didapatkan suatu peragaan bentuk gelombang yang serupa dengan yang ada pada osiloskop analog, kecuali sinyalnya berupa sinus biasa atau gelombang segi empat.

Definisi Equivalent Time Sampling Osiloskop Digital

Equivalent time sampling merupakan metode yang digunakan osiloskop digital untuk mengambil data dari gelombang yang bersifat repetitif berfrekuensi tinggi. Equivalent time sampling memberikan suatu resolusi waktu equivalent ( Horizontal ) bagi suatu digitizer yang bekerja pada kecepatan yang jauh lebih tinggi. Ia bekerja dengan mengambil cuplikan - cuplikan melalui beberapa kejadian dari sinyalnya sampai semua memori terisi.

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

Penutup

1.      Secara umum fungsi dari osiloskop adalah untuk menganalisa tingkaah laku besaran yang berubah-ubah terhadap waktu yag ditampilkan pada layar, untuk melihat bentuk sinyal listrik yang sedang kita amati.

2.      Terdapat beberapa jenis tegangan gelombang yang terdapat padaa osiloskop yaitu gelombang sinusoida, gelombang blok, gelombang gigi gergaji dan gelombang segitiga.

3.      Cara penggunaan osiloskop adalah pertama pengkalibrasian kemudian menyetel fokus, intensitas, kemiringan, x position dan y position, setelah probe dikalibrasi maka dengan menempelkan probe ke terminal tegangan acuan maka akan muncul tegangan persegi pada layar.

4.      Layar osiloskop terbagi atas 8 skala besar arah vertikal dan 10 kotak dalam arah horizontal.