PENGUKURAN LISTRIK : “OSILOSKOP”

KELOMPOK 6 :MUHAMMAD SYAFRILLAH ZAM D41114006ASNOVITA SARI DUHRI D41114016DZUL FATUH APRIANTO D41114025MUH. ALFIAN AMIN D41114301JORDY APRILLIANZA BUDIANGD41114308

Alat Ukur Osiloskop

• Osiloskop pada dasarnya adalah suatu alat penampil grafik yang menggambarkan grafik sinyal elektrik.

• Dalam kebanyakan aplikasi, grafik memperlihatkan bagaimana sinyal berubah terhadap waktu: sumbu vertikal (Y, voltage) merepresentasikan tegangan dan sumbu horizontal (X, time) menyatakan waktu.

• Intensitas atau kecemerlangan (brightness) tampilan, kadang kala disebut sumbu Z (intensity) (Gambar 1). Grafik sederhana ini dapat mengatakan kepada kita beberapa hal tentang sinyal.

Beberapa hal yang bisa dicatat:

• Penentuan nilai waktu dan tegangan sinyal;

• Penentuan frekuensi dari sinyal yang berosilasi;

• Penampilan “bagian bergerak” dari rangkaian yang direpresentasikan oleh sinyal;

• Pengaruh malfungsi komponen terhadap sinyal;

• Seberapa jauh sinyal adalah berupa DC atau AC;

• Seberapa jauh sinyal adalah berupa derau dan apakah derau berubah terhadap waktu.

• Suatu osiloskop akan terlihat seperti satu set televisi kecil, kecuali bahwa ia mempunyai garis-garis grid di layarnya dan lebih terkontrol daripada televisi.

• Panel depan dari sebuah osiloskop secara normal mempunyai bagian kontrol yang dibagi ke dalam seksi vertikal, horizontal dan trigger.

• Demikian juga terdapat kontrol tampilan serta konektor masukan.

Gambar 1. Komponen X, Y dan Z dari bentuk gelombang tampilan

Z (intensity)

X (time)

Y (voltage)

Y (voltage)

X (time)Z (intensity)

Gambar 2. Panel depan dari osiloskop

Kegunaan Osiloskop Secara Umum Secara umum osiloskop berfungsi untuk menganalisa tingkah

laku besaran yang berubah-ubah terhadap waktu yang ditampilkan pada layar, untuk melihat bentuk sinyal yang

sedang diamati. Dengan Osiloskop maka kita dapat mengetahui berapa frekuensi, periode dan tegangan dari sinyal. Dengan

sedikit penyetelan kita juga bisa mengetahui beda fasa antara sinyal masukan dan sinyal keluaran. Ada beberapa kegunaan

osiloskop lainnya, yaitu:

•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.

• Osiloskop digunakan oleh setiap orang mulai dari teknisi perbaikan TV ke saintis.

• Kegunaan osiloskop adalah tidak terbatas pada dunia elektronika. Dengan transduser yang tepat, osiloskop dapat mengukur segala jenis fenomena.

• Transduser adalah alat yang membangkitkan sinyal elektris sebagai respons dari stimulasi fisik seperti, bunyi, tegangan mekanis, tekanan, cahaya atau panas.

• Sebagai contoh, mikrofon adalah sebuah transduser.

Gambar 4. Data ilmiah yang mampu dihimpun oleh osiloskop

Seorang insinyur otomotif dapat menggunakan osiloskop untuk mengukur vibrasi mesin. Peneliti medis menggunakan osiloskop untuk mengukur gelombang otak dan lain-lain.

Photo cellLight

source

• Suatu osiloskop analog bekerja secara langsung menggunakan tegangan terukur untuk membangkitkan berkas elektron yang bergerak pada layar osiloskop.

• Tegangan akan membelokkan berkas ke atas dan ke bawah secara proporsional, sehingga membuat jejak di layar. Ini yang akan memberikan gambar bentuk gelombang di layar.

• Berbeda dengan yang di atas, osiloskop digital akan mencuplik (sampling) bentuk gelombang dan menggunakan konverter-analog ke digital (ADC, analog to digital converter) untuk mengonversi tegangan terukur ke informasi digital.

• Ia lalu menggunakan informasi digital tersebut untuk merekonstruksi bentuk gelombang ke layar

Analog dan DigitalAnalog dan Digital

• Untuk banyak aplikasi, baik yang analog maupun digital dapat digunakan secara bergantian.

• Penggunaannya nanti bergantung pada kebutuhan.• Biasanya, ada kecenderungan memilih tipe analog bila kita menghendaki untuk menampilkan sinyal yang bervariasi cepat secara ”real-time” (atau sebagaimana kejadiannya).

• Osiloskop digital memungkinkan kita untuk “menangkap” dan melihat kejadian-kejadian yang hanya terjadi sekali saja.

• Ia dapat memproses bentuk gelombang digital atau mengirim data ke komputer untuk pemprosesan. Juga, ia dapat menyimpan data bentuk gelombang digital untuk dilihat dan dicetak, saat dibutuhkan kelak.

3.1. Osiloskop analog• Ketika kita menghubungkan “probe” osiloskop

ke rangkaian, sinyal tegangan akan bergerak melalui probe ke sistem vertikal dari osiloskop. Gambar 4 adalah diagram balok yang memperlihatkan bagaimana osiloskop analog menampilkan sinyal terukur.

• Bergantung pada cara kita menyetel skala vertikal (kontrol volts/div), suatu attenuator akan mengurangi tegangan sinyal atau sebaliknya suatu amplifier akan memperkuat tegangan sinyal.

• Berikutnya, sinyal bergerak langsung ke plat pembelok vertikal dari CRT (chatode ray tube). Tegangan yang diterapkan ke plat pembelok tersebut menyebabkan titik sinar akan bergerak (suatu berkas elektron yang menumbuk fosfor di bagian dalam CRT menyebabkan titik-titik sinar).

• Sinyal juga bergerak untuk men-trigger sistem start atau “sweep” horizontal.

• Sweep horizontal adalah istilah yang mengacu kepada aksi sitem horizontal yang menyebabkan titik-titik sinar untuk bergerak pada layar.

• Pen-trigger-an sweep horizontal menyebabkan dasar waktu horizontal menggerakkan titiktitik sinar pada layar dari kiri ke kanan dalam interval waktu tertentu.

Gambar 4. Diagram balok dari osiloskop analog

CRT

Probe

• Secara bersama, aksi ayunan horizontal dan simpangan vertikal membekaskan grafik sinyal pada layar.

• Trigger diperlukan untuk menstabilkan sinyal berulang.

• Ia akan menjamin bahwa ayunan akan dimulai pada titik yang sama dari sinyal berulang, yang akan menghasilkan gambar sebagaimana pada Gambar 7.

Gambar 7. Pen-trigger-an untuk menstabilisasi gelombang berulang

Untriggered Display

Triggered Display

• Redaman atau amplifikasi sinyal: menggunakan kontrol volt/div untuk mengatur amplitudo sinyal sebelum ia diproses oleh sistem defleksi vertikal;

• Dasar waktu: menggunakan kontrol sec/div untuk mengatur jumlah waktu per divisi yang direpresentasikan secara horizontal pada layar;

• Pen-trigger-an osiloskop: menggunakan level trigger untuk menstabilisasi sinyal berulang, sekaligus sebagai pen-trigger-an atas single event.

Sebagai kesimpulan, untuk menggunakan osiloskop analog, dibutuhkan tiga setelan (setting) dasar untuk mengakomodasikan sinyal yang akan diukur:

Juga, pengaturan kontrol fokus dan intensitas agar didapatkan tampilan yang jelas dan visibel.

3.2. Osiloskop digital

• Beberapa komponen pada osiloskop digital, serupa dengan yang ada pada osiloskop analog; hanya saja, osiloskop digital mengandung sistem pemprosesan data (Gambar 8).

• Dengan sistem tambahan tersebut, osiloskop digital mengumpulkan data untuk seluruh bentuk gelombang dan menampilkannya kemudian.

• Ketika, kita memasang probe osiloskop digital ke rangkaian, sistem vertikal mengatur amplitudo sinyal, sebagaimana pada osiloskop analog.

• Berikutnya, ADC dalam sistem akuisisi data akan mencuplik sinyal di titik-titik diskret dalam waktu dan mengkonversi tegangan sinyalnya pada titik-titik tersebut yang disebut titik-titik cuplik.

• Klok cuplik sistem horizontal menenentukan seberapa sering ADC mencuplik.

• Kecepatan ”detikan” klok disebut kecepatan cuplik dan terukur dalam jumlah cuplikan per detik.

• Titik-titik cuplik dari ADC disimpan dalam memori sebagai titik-titik bentuk gelombang.

• Secara bersama, titik-titik bentuk gelombang membangun satu rekaman bentuk gelombang.

• Jumlah titik gelombang yang dibutuhkan untuk membangun satu gelombang disebut panjang rekaman.

• Sistem trigger menentukan titik awal dan akhir dari rekaman.

• Penampil (display) akan menerima titik-titik rekaman sesudah disimpan di memori.

• Bergantung pada kemampuan osiloskop, pemprosesan tambahan dari titik-titik cuplik adalah berperan dalam memperbaiki tampilan.

Pada dasarnya, dengan osiloskop digital, sebagaimana pada yang analog, dibutuhkan pengaturan setelan vetikal, horizontal dan trigger untuk pengukuran suatu besaran.

Gambar 8. Diagram blok dari osiloskop digital