MENGENAL OSCILLOSCOPE DAN FUNCTION GENERATOR BESERTA FUNGSI DAN PENGGUNAANNYA

B.   Function generator

Function generator adalah suatu alat yang menghasilkan sinyal/gelombang sinus ( ada juga gelombang segi empat, gelombang segitiga) dimana frekuensi  serta amplitudonya dapat diubah-ubah)

Pada umumnya dalam melakukan praktikum rangkaian elektronika (rangkaian listrik),

Generator sinyal ini dipakai bersama-sama dengan osiloskop

Beberapa tombol / saklar pengatur yang biasanya terdapat pada generator ini adalah :

1.      saklar daya (power switch) :

untuk menyalakan generator simyal, sambungkan generator sinyal ke tegangan jala-jala, lalu tekan saklar daya ini.

Pengaturan frekuensi : tekan dan putar untuk mengetur frekuensi keluaran dalam range  frekuensi yang telah dipilih.

Indicator frekuensi : menunjukkan nilai frekuensi sekarang

2.      terminal output TTL/ CMOS:

terminal yang menghasilkan keluaran yang kompatibel dengan TTL/CMOS

3.      duty function :

tarik dan putar tombol ini untuk mengatur duty cycle gelombang

4.      seslector TTL/CMOS :

ketika tombol ini ditekan, terminal output TTL/CMOS akan mengeluarkan gelombang yang kompatibel dengan TTL. Sedangkan jika tombol ini di tarik maka besar tegangan kompatibel output (yang akan keluar dari terminal output TTL/CMOS) dapat  diatur antara 5-15 Vpp, sesuai besarnya tegangan yang kompatibel dengan CMOS

5.      DC Offset: Untuk memberikan offset (tegangan DC) pada sinyal +/‐ 10V. Tarik dan putar searah jarum jam untuk mendapatkan level tegangan DC positif, atau putar ke arah yang berlawanan untuk mendapatkan level tegangan DC negatif. Jika tombol ini tidak ditarik, keluaran dari generator sinyal adalah murni tegangan AC. Misalnya jika tanpa offset, sinyal yang dikeluarkan adalah sinyal dengan amplitude berkisar +2,5V dan ‐2,5V. Sedangkan jika tombol offset ini ditarik, tegangan yang dikeluarkan dapat diatur (dengan cara memutar tombol tersebut) sehingga sesuai tegangan yang diinginkan (misal berkisar +5V dan 0V).

6.      Amplitude output: Putar searah jarum jam untuk mendapatkan tegangan output yang maksimal, dan kebalikannya untuk output ‐20dB. Jika tombol ditarik, maka output akan diperlemah sebesar 20dB.

7.      Selektor fungsi: Tekan salah satu dari ketiga tombol ini untuk memilih bentuk gelombang output yang diinginkan

8.      Terminal output utama: terminal yang mengelurakan sinyal output utama

9.      Tampilan pencacah (counter display): tampilan nilai frekuensi dalam format 6×0,3″

10.  Selektor range frekuensi: Tekan tombol yang relevan untuk memilih range frekuensi yang dibutuhkan

11.  Pelemahan 20dB: tekan tombol untuk mendapat output tegangan yang diperlemah sebesar 20dB

Cara Pemakaian Function Generator

1.      Hidupkan power supply

2.      Konekan cable BNC ke konektor sesuai dengan yang di inginkan. misal ingin menghasilkan sinyal TTL output makan konektor di hubungkan pada konektor TTL output dan jika untuk sinyal sinusolida dan segitiga hubungkan pada Output 50 Ohm

3.      Untuk menghasilkan frekuensi gelombang kotak pengaturan yang di atur adalah selector TTL CMos untuk mengatur amlitudonya atau besar tegangan yang diinginkan. dan untuk mengatur dutyCycle maka putarlah selector DutyCycle. sebelum mengaturnya tarik stang selector.

4.      Untuk menghasilkan Frekuensi gelombang Sinusolida dan Geombang Segitiga maka Maka pengaturan amplitudonya pada Sector Ampl dan konektor BNC pada output 50 0hm. Untuk meningkatkan besar tegangan atau amplitudonya maka tari stang selector dan aturlah maximal tegangan 15V

Untuk menghasilkan Frekuensi yang di inginkan maka pilihlah tombol frekuensi yang diinginkan dan selector pengali yang sesuai. misal diinginkan 2K Hz pada pilihlah tombol 1Kz dan atur selector pengali pada 2.0

           

MENGENAL OSCILLOSCOPE DAN FUNCTION GENERATOR BESERTA FUNGSI DAN PENGGUNAANNYA

A.   Oscilloscope

1.      Petunjuk dan Pengenalan Oscilloscope

Oscilloscope adalah alat untuk pengukuran gelombang signal frekuensi, alat ini sangat berguna dalam pengukuran rangkaian elektronika seperti TV, Radio Komunikasi, dsb.

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

                              

Gambar 1. Oscilloscope

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 oscilloscope digunakan untuk mengubah nilai skala-skala tersebut.

                                        

                                                Gambar 2.tampilan layar oscilloscope

Oscilloscope 'Dual Trace' dapat memperagakan dua buah signal sekaligus pada saat yang sama. Cara ini biasanya digunakan untuk melihat bentuk signal pada dua tempat yang berbeda dalam suatu rangkaian elektronik. Kadang- kadang signal oscilloscope juga dinyatakan dengan 3 dimensi. Sumbu vertical (Y), tegangan (V),   horizontal (X) menunjukkan besaran waktu (T) Tambahan sumbu Z mempresentasikan intensitas oscilloscope. Tetapi bagian ini biasanya diabaikan karena tidak dibutuhkan dalam pengukuran.

2.      Fungsi – Fungsi Pada Oscilloscope

       

1. Mengukur besar tegangan listrik dan hubungannya terhadap waktu.
2. Mengukur frekuensi signal yang berosilasi.
3. Mengecek jalannya suatu signal pada sebuah rangakaian listrik.
4. Membedakan arus AC dengan arus DC.
5. Mengecek noise pada sebuah rangkaian listrik dan hubungannya terhadap
6. waktu.

3.      Setting Default Oscilloscope

a.      Tombol Umum:

Turn on/off      : untuk menghidupkan / mematikan Oscilloscope

Illumination     : untuk menyalakan lampu latar

Intensity           : untuk mengatur terang/gelapnya garis frekuensi

Focus               : untuk mngatur ketajaman garis frekuensi

Rotation           : untuk  mengatur posisi kemiringan rotasi garis frekuensi

CAL                 :frekuensi sample yang dapat diukur untuk mengkalibrasi                

                         Oscilloscope

b.      Tombol di Vertikal Block :

Position            : untuk mengatur naik turunnya garis

V.mode                        : untuk mengatur chanel yang di pakai

Ch 1                 : menggunakan input channel 1

Ch 2                 : menggunakan input channel 2

Alt                   : (alternate) menggunakan bergantian channel1 dan channel 2

Slope               : Normal digunakan yang +. Gunakan yang – untuk kebalikan

                                                  gelombang

AC-GND-DC  : Pilih AC utk gelombang bolak-balik (peak to peak)

                        Pilih DC           : Untuk gelombang/tegangan searah DC

                        Pilih GND        : Untuk menonaktifkan gelombang mis:Utk menentukan

                                                  sposisi  awal

VOLTS/DIV    : Untuk menentukan skala vertikal tegangan dlm satu  

                          kotak/DIV vertical     

  

c.       Tombol di Horizontal Block :

Position            :  Untuk mngatur 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 = 1

M = mega (1.000.000) 1 MHz >< 1 µS

K = kilo (1000) 1 KHz >< 1 mS

m = mili (1/1000) 1 Hz >< 1 S

µ = mikro (1/1.000.000)

Setting tombol yang biasa digunakan untuk pengukuran frekuensi :

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. 

4.      Kalibrasi Oscilloscope

Pada umumnya setiap osiloskop sudah dilengkapi sumber signal 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 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: 

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

5.      Cara Kerja Osiloskop Analog

Pada saat osiloskop dihubungkan dengan sirkuit, signal tegangan bergerak

melalui probe ke sistem vertical. Pada gambar ditunjukkan diagram blok

osiloskop analog.

                Bergantung kepada pengaturan skala vertikal(volts/div), attenuator akan

    memperkecil signal masukan sedangkan amplifier akan memperkuat signal

                 masukan. 

Selanjutnya signal 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.

Signal 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 :

Pada saat menggunakan osiloskop perlu diperhatikan beberapa hal sebagai

berikut:

Tentukan skala sumbu Y (tegangan) dengan mengatur posisi tombol Volt/Div

pada posisi tertentu. Jika signal 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. Tentukan skala Time/Div

untuk mengatur tampilan frekuensi sinyal masukan.

•  Gunakan tombol Trigger atau hold-off untuk memperoleh sinyal keluaran

yang stabil.

•  Gunakan tombol pengatur fokus jika gambarnya kurang fokus. 

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

Apa itu…?

ohmmeter / Ohm Meter…..

Ohm-meter adalah alat pengukur hambatan listrik, yaitu daya untuk menahan mengalirnya arus listrik dalam suatu konduktor. 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.

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 sirkui itu sendiri, oleh karena itu mereka tidak dapat digunakan tanpa sirkuit yang terakit.

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

V = Potensial listrik (voltase/tegangan)
I  = Arus listrik yang mengalir.

Untuk pengukuran tingkat tinggi tipe meteran yang ada di atas sangat tidak memadai. Ini karena pembacaan meteran adalah jumlah dari hambatan pengukuran timah, hambatan kontak dan hambatannya diukur. Untuk mengurangi efek ini, ohmmeter yang teliti untuk mengukur voltase melalui resistor. Dengan tipe dari meteran ini, setiap arus voltase turun dikarenakan hambatan dari gulungan pertama dari timah dan hubungan hambatan mereka diabaikan oleh meteran. Teknik pengukuran empat terminal ini dinamakan pengukuran Kelvin, setelah metode William Thomson, yang menemukan Jembatan Kelvin pada tahun 1861 untuk mengukur hambatan yang sangat rendah. Metode empat terminal ini dapat juga digunakan untuk melakukan pengukuran akurat dari hambatan tingkat rendah.

Mengukur Nilai Resistansi Resistor (Ohm)

Ada beberapa hal yang perlu Perhatikan sebelum melakukan pengukuran menggunakan ohm meter, yaitu :

1.       Pastikan alat ukur tidak rusak secara Fisik (tidak peccah).

2.       Atur Sekrup pengatur Jarum agar jarum menunjukkan angka nol (0), bila menurut anda angka yang ditunjuk sudah nol maka tidak perlu dilakukan pengaturan sekrup.

3.       Lakukan Kalibrasi alat ukur. Posisikan saklar pemilih pada skala ohm pada x1 Ω, x10, x100, x1k, atau x10k selanjutnya tempelkan ujung kabel terminal negatif (hitam) dan positif (merah). Atur jarum AVO merer tepat pada angka nol sebelah kanan dengan menggunakan tombol pengatur Nol Ohm.

4.       Setelah kalibrasi atur saklar pemilihpada posisi skala Ohm yang diinginkan yaitu pada x1 Ω, x10, x100, x1k, atau x10k, Maksud tanda x (kali /perkalian) disini adalah setiap nilai yang terukur atau yang terbaca pada alat ukur nntinya akan dikalikan dengan nilai skala Ohm yang dipilih oleh saklar Pemilih.

5.       Pasangkan alat ukur pada komponen yang akan diukur ingat jangan pasangalat ukur ohm saat komponen masih bertegangan).

Cara Membaca Ohm Meter

1.       Untuk membaca nilai Tahanan yang terukur pada alat ukur Ohmmeter sangatlah mudah.

2.       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.

3.       Misalkan Jarum menunjukkan angka 20 sementara skala pengali yang anda pilih sebelumnya dengan sakelar pemilih adalah x100, maka nilai tahanan tersebut adalah 2000 ohm atau setara dengan 2 Kohm.

Contoh cara pembacaan nilai resistor

Misalkan pada gambar 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.

Bagaimana cara membuat Ohmmeter Multirange…?

Berikut akan di jelaskan bagaimana cara membuat ohm meter multirange

Gambar 1. Skematik sederhana ohmmeter membuat sebuah ohmmeter.

Pada pembahasan sebelumnya,kita lihat bahwa sebuah voltmeter sebenarnya dibuat dari meteran yang bisa bergerak disusun seridengan suatu resistansi. Simpangan pembacaannya proporsional dengan nilai arus yang melewatinya. Dengan menggunakan prinsip yang sama, hal ini mungkin untuk menggunakan meteran seperti ini digunakan untuk mengukur resistansi (ohmmeter).

Tidak seperti voltmeter, yang menggunakan tegangan eksternal (luar) untuk menghasilkan arus yang digunakan untuk membuat simpangan pada jarum PMMC, sebuah ohmmeterharus mempunyai sumber tegangan internal (biasanya sebuah baterai) untuk menghasilkan arus yang dibutuhkan untuk pengukuran. Skematik dari ohmmter sederhana ditunjukkan pada gambar 1.

Pada rangkaian gambar 1, kita dapat melihat bahwa tidak akan ada arus yang mengalir kecuali jika resistansi yang akan diukur, Rx, 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, Rx = 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 Rs dihitung dengan cara yang sama seperti saat mendisain voltmeter, dihitung

Gambar 2. Penyekalaan sebuah ohmmeter

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 2.

Karena arus adalah berbanding terbalik dengan resistansi suatu rangkaian, jadi skalanya tidak linier. Contoh berikut menunjukkan prinsip ini.

Gambar 3. Disain penyekalaan ohmmeter

1.       Disain sebuah ohmmeter menggunakan sebuah baterai 9 V dan sebuah meteran PMMC yang memiliki Ifsd = 1 mA dan Rm= 2 kΩ. hitung nilai Rx ketika pergerakan simpangannya 25%, 50%, dan 75%.

•       Nilai dari resistansi serinya adalah

Rs = (9V / 1 mA) – 2 kΩ = 7 kΩ

Dengan menganalisa rangkaian seri, kita lihat bahwa saat Rx = 0 Ω, arusnya adalah Ifsd = 1 mA.

Pada simpangan 25%, arusnya adalahI = (0.25) (1 mA) = 0.25 mA

Dengan hukum Ohm, resistansi total dari rangkaian haruslah

                RT = 9 V / 0.25 mA = 36 kΩ

Untuk rangkaian tersebut, hanya resistansi bebannya ,Rx, saja yang bisa berubah. Nilainya dihitung

               Rx = RT – Rs – Rm = 36 kΩ – 7 kΩ – 2 kΩ = 27 kΩ

Dengan carayang sama, pada saat simpangannya 50%, arus pada rangkaian I = 0.5 mA dan resistansi totalnya adalah RT= 18 kΩ. Jadi, resistansi yang diukur harusnya adalah Rx = 9 kΩ.

Akhirnya, pada saat simpangan 75%, arus pada rangkaian akan menjadi I = 0.75 mA, resistansi totalnya menjadi 12 kΩ. Sehingga, untuk simpangan 75%, resistansi yang terukur Rx= 3 kΩ.