BAB
I
PENDAHULUAN
1.1
Latar
Belakang
Susunan
dasar sebuah tabung sinar katoda adalah terdiri dari tabung gelas yang sangat
hampa berbentuk buah terung. Elektron dipancarkan dari suatu katoda dan
dipancarkan dalam berkas electron berkecepatan tinggi (sinat katoda) oleh
sejumlah elektroda. Berkas elektroda tersebut bergerak lewat ruang hampa dari
tabung dan membentur layar bendar (fluoresen). Sehingga titik cahaya timbul di
tempat pada layar, dimana electron membentur. Lintasan berkas electron tersebut
dapat dibelokkan oleh tegangan yang diberikan. Biasanya, sinyal yang dipantau
membelokkan titik menurut arah vertikal di layar, dan tegangan lain yang
sebanding dengan waktu membelokkan titik secara horizontal. Akibatnya peragaan
visual dari sinyal dapat dimungkinkan.
CRT
terdiri dari tiga bagian utama seperti berikut : (i) penembak electron, (ii)
layar bendar, dan (iii) system pembelok. Kemajuan teknologi digital
meningkatkan kemampuan alat ukur. Alat ukur dapat tersusun atas bagian digital
dan analog. Ada 3 bagian utama dalam suatu alat ukur, yaitu sensor, pengolah
data dan penampil data. Alat ukur dengan penampil digital memberikan banyak
kemudahan sepertipembacaan yang lebih teliti dan mudah dibaca karena tidak ada
paralak. Pengolahan data juga lebih mudah dilakukan secara digital, walaupun
ada beberapa bagian yang memang tidak bisa mengabaikan kemampuan suaturangkaian
analog.
Alat ukur tidak bisa disebut baik
jika tidak dikalibrasi dengan referensi yang baik. Kalibrasi yang baik
dilakukan dengan menentukan referensi yang tepat. Suatu referensi harus diuji
dengan membandingkan besaran-besaran yang diukur dengan rumus yang telah baku,
disamping membandingkannya dengan beberapa referensi yang lain. Kalibrasi
sangat mempengaruhi suatu pengukuran. Dalam pengukuran, mengartikan secara
nyata suatu jumlah yang diukur adalah tidak mungkin.
1.2
Tujuan
1.
Untuk menghitung
nilai hambatan resistor secara teori dan praktek
2.
Untuk mengetahui
cara mengkalibrasi osiloskop
3.
Untuk mengetahui
pengaruh resistor terhadap LED
4.
Untuk mengetahui
cara mengkalibrasi multimeter
5.
Untuk mengetahui
baik-buruknya multimeter dan osiloskop yang digunakan
BAB II
DASAR TEORI
Osiloskop sinar
katoda (cathode ray oscilloscope disingkat CRO) merupakan instrument
(peralatan) yang digunakan untuk secara visual mengamati bentuk gelombang dan
melakukn pengukurannya. Komponen utama dari peralatan ini adalah tabung sinar
katoda (cathode ray tube disingkat CRT). Susunan dasar sebuah tabung sinar
katoda adalah terdiri dari tabung gelas yang sangat hampa berbentuk buah
terung. Elektron dipancarkan dari suatu katoda dan dipancarkan dalam berkas
electron berkecepatan tinggi (sinat katoda) oleh sejumlah elektroda. Berkas
elektroda tersebut bergerak lewat ruang hampa dari tabung dan membentur layar
bendar (fluoresen). Sehingga titik cahaya timbul di tempat pada layar, dimana
electron membentur. Lintasan berkas electron tersebut dapat dibelokkan oleh
tegangan yang diberikan. Biasanya, sinyal yang dipantau membelokkan titik
menurut arah vertikal di layar, dan tegangan lain yang sebanding dengan waktu
membelokkan titik secara horizontal. Akibatnya peragaan visual dari sinyal
dapat dimungkinkan.
CRT terdiri dari tiga bagian utama seperti berikut : (i) penembak electron, (ii) layar bendar, dan (iii) system pembelok. Berikut ini kita bahas tiga bagian dengan singkat.
CRT terdiri dari tiga bagian utama seperti berikut : (i) penembak electron, (ii) layar bendar, dan (iii) system pembelok. Berikut ini kita bahas tiga bagian dengan singkat.
(i) Penembak
electron (electron gun): Bagian CRT ini memancarkan electron, memusatkannya
terjadi berkas sempit dan memfokuskan berkas pada layar bendar. Penembak
electron ini terdiri dari katoda yang dipanasi tidak langsung, kisi kendali dan
elektroda pemercepat, anoda pemfokus dan anoda pemercepat akhir. Elektron
dipancarkan dari katoda kisi kendali dijaga pada tegangan negative dibanding
dengan katoda; tegangan ini mengendalikan kerapatan electron dalam berkas.
Dengan membuat potensial kisi kendali lebih negative, maka arus berkas
berkurang demikian pula terangnya titik cahaya. Pengendalian caru kisi dengan
demikian merupakan kendali terang atau kendali intensitas.
Elektroda pemercepat dihaga pada tegangan positif
tinggi dibandingkan terhadap katoda. Kareng itu elektroda mempercepat electron
melewatinya. Pengaruh gabungan dari anoda pemfokus dan anoda pemercepat akhir
memusatkan berkas electron menjadi titik kecil pada layar. Sistem anoda diberi
istilah system optis electron kareng kerjanya serupa dengan lensa optios
mepusat berkas cahaya. Baik anoda pemercepat maupun anoda pefokus dijaga pada
tegangan positif dibandingkan katoda, tetapi tegangan anoda pemfokus lebih
rendah dibandingkan dengan tegangan anoda pemercepat akhir.
Pemfokusan
dicapai dengan mengubah potensial relatif dari anoda pemfokus dan anoda
pemercepat akhir. Dalam banyak peristiwa, tegangan pada anoda pemerceoat akhit
tetap dan pemusatan dilakukan dengan mengubah tegangan pada anoda pemusat.
(ii) Layar
bendar (fluoresen): Bagian permukaan datar CRT dilapis di sebelah dalam dengan
bahan yang dapat membendar (fluoresen), juga dinamakan fosfor. Maksud dari
fosfor ini adalah untuk menghasilkan titik cahaya tampak di tempat dimana
berkas electron membentur layar. Warna cahaya tampak ditentukan oleh fosfor.
Untuk osiloskop serba guna, dibuat cahaya kuning-hijau, kareng untuk cahaya ini
kepekaan mata manusia tinggi. Bahkan fluoresen bersangkutan dinamakan fosfor
P31. Salah satu factor penting yang menentukan pemilihan fosfor adalah
pasca-bendar atau masih berlangsungnya pembendaran setelah electron berhenti
membentuk di titik tersebut pada layar. Akibatnya, titik-titik terangsang yang
berturutan pada layar muncul sebagai lintasan terusan. Pasca bendar yang
terlampau lama tidak diinginkan kareng lintasan yang lama akan tumabng-tindih
pada lintasa baru yang akan membingungkan. Waktu yang diperlukan oleh terangnya
lintasan untuk turun sampai 1 persen harga awalnya merupakan ukuran
pasca-bendar. Pasca-bendar 0,05 detik sudah cukup baik untuk maksud-maksud
umum. Fosfor P31 mempunyai pasca-bendar (persistensi) sebesar 0,03 detik.
Perlu dicatat di
sini bahwa titik yang amat terang harus tidak boleh tetap berada di layar untuk
waktu yang lama, kareng hal ini akan mengakibatkan masalah terbakarnya lapisan.
Disarankan untuk menggunakan CRT dengan titik yang tidak begitu terang. Komponen-komponen
dasar dari suati osiloskop sinar katoda ditunjukkan dalam diagram blok. Sinyal
yang diberikan ke terminal masuk vertikal menentukan pergerakan vertikal
berkas. Pergeseran horizontal dari berkas diperoleh baik dengan sinyal luar
yang diberikan ke terminal-terminal masuk horizontal atau oleh pembangkit
sapuan yang berada dalam CRO. Perolehan penguat vertikal biasanya dapat diubah-ubah,
tetapi untuk pengukuran kuantitatif perolehan ini diatur sama dengan harga yang
dikalibrasikan.
Makin
besar lebar pita penguat, makin besar daerah frekuensi yang dapat dicakup oleh
osiloskop. Biasanya, penguat horizontal mempunyai perolehan lebih rendah dan
lebar pita lebih sempit dibandingkan penguat vertikal. Rangkaian penyulut dari
pembangkit sapuan dapat dirangsang baik oleh sinyal yang diberikan ke terminal
masuk vertikal atau oleh sinyal penyulut luar. Osiloskop juga dilengkapi catu
daya untuk menyimpan tegangan yang diperlukan ke berbagai blok.
Dalam
suatu CRT berkas-terbelah (split-beam) dua berkas electron asli menjadi dua
bagian setelah keluar dari penembak electron. Dalam “CRT penembak rangkap (dual
gun)”, dua berkas terpisah diperoleh dari dua penembak electron terpisah. Dua
berkas tersebut memberikan dua titik pada layar fluoresen dan menghasilkan
pandangan simultan dan pembandingan dua bentuk gelombang. Dalam menggunakan
sinyal penyulut yang sama untuk dua tegangan sapu, beda fase antara dua bentuk
gelombang yang diperagakan dapat ditentukan dari kaliorasi berdasarkan waktu. (Chattopadhyay,
1989)
Osiloskop sinar katoda umumnya disebut sebagai osiloskop
atau skop
dan merupakan alat dasar dari
seorang insinyur elektronik dan teknisi sebagai voltmeter,
ammeter dan wattmeter adalah merupakan dari seorang insinyur listrik atau
tukang
listrik. CRO memberikan tampilan dua-dimensi
visual dari bentuk gelombang sinyal pada layar sehingga
memungkinkan seorang insinyur elektronik
untuk 'melihat' sinyal di berbagai bagian sirkuit. Ini, pada dasarnya, memberikan
insinyur elektronik sebuah
penglihatan untuk 'melihat' apa yang
terjadi di dalam sirkuit itu sendiri.
Hanya dengan 'melihat' bentuk
gelombang sinyal ia dapat memperbaiki kesalahan, memahami kesalahan
dalam desain sirkuit dan dengan demikiandapat membuat penyesuaian yang
cocok.
Osiloskop dapat menampilkan dan juga mengukur besaran listrik banyak seperti ac /
dc tegangan, waktu,
hubungan fase, frekuensi
dan berbagai karakteristik
gelombang seperti naik-waktu, waktu jatuh-dan overshoot dll
.Kuantitas
non listrik seperti tekanan, ketegangan,
temperatur, dan percepatan dll, juga dapat diukur
dengan menggunakan transduser yang berbeda untuk mengkonversikannya
dahulu menjadi
tegangan setara.
Sebuah CRO dapat
beroperasi hingga 50 MHz, dapat memungkinkan melihat sinyal dalam rentang waktu beberapa
nanodetik dan dapat memberikan sejumlah gelombang secara bersamaan dan menampilkan pada layar. CRO juga memiliki kemampuan
untuk menahan tampilan untuk waktu yang pendek
atau panjang (berjam-jam) sehingga
sinyal asli dapat dibandingkan dengan satu mendatang kemudian.
Tabung sinar katoda adalah 'jantung' dari
sebuah osiloskop dan sangat mirip dengan tabung
gambar dalam satu set televisi.
Empat komponen utama:
1.
Sebuah senapan elektron−untuk memproduksi aliran elektron,
2.
Pemfokus dan pemercepat anoda−untuk menghasilkan sinar sempit
dan tajam-sinar
fokus dari elektron,
3.
Piring pembelok horizontal dan vertikal−untuk
mengendalikan jalur sinar,
4.
Sebuah evakuasi kaca amplop dengan layar fosforesen yang memproduksi titik terang saat terkena sinar elektron kecepatan tinggi.
Perakitan senapan elektron terdiri dari
katoda yang secara
tidak langsung K-dipanaskan,
kontrol grid G, pra-akselerator
A1, fokus anoda
A2 dan sebuah anoda pemercepat A3. Fungsi tunggal perakitan
senjata elektron adalah
untuk memberikan sinar terfokus
elektron yang dipercepat
menuju layar fluoresen.
Elektron diberikan offf oleh emisi
termionik dari katoda. kontrol
grid adalah silinder logam
dengan bukaan kecil
sejalan dengan katoda
dan disimpan pada potensial negatif terhadap K. Jumlah
elektron yang diizinkan untuk melewati bukaan grid (dan,
karenanya, berkas sinar) tergantung pada jumlah bias
kontrol grid. Karena intensitas (atau kecerahan) dari tempat S pada layar tergantung pada
kekuatan sinar berkas, tombol pengendali bias grid disebut kontrol intensitas.
Anoda A1 dan A3, yang keduanya pada
potensial positif terhadap k, beroperasi untuk mempercepat
berkas elektron. A2 silinder
anoda pemfokus , berada di potensial
negatif, mengusir elektron dari semua sisi dan mengkompresi mereka menjadi sinar baik. tombol mengendalikan potensi A2 memberikan kontrol fokus.
Dua
set piring
pembelok digunakan untuk membelokkan pensil tipis-seperti sinar elektronik baik dalam arah vertikal dan horisontal. Set pertama ditandai Y
(dekat ke pistol) adalah untuk defleksi vertikal dan X-set untuk defleksi horisontal.
ketika potensial ada
diterapkan di piring, sinar lewat di antara kedua set piring tidak
terdefleksi dan
menghasilkan titik terang di tengah
layar.
Jika bagian atas Y-pelat diberi potensial
positif, sinar yang dibelokkan ke atas tergantung
pada nilai potensial
yang diterapkan. Serupa, sinar (dan
karenanya titik itu) mengalihkan ke
bawah ketika piring-Y bawah dibuat positif. Namun, jika sebuah tegangan bolak-balik ini diaplikasikan di
seluruh piring-Y, titik terus bergerak
naik dan turun sehingga menghasilkan jejak cahaya vertikal
di layar karena kegigihan visi. Perpindahan maksimum tempat dari
posisi pusat sama dengan amplitudo tegangan yang diberikan.
Titik layar itu dibelokkan horizontal jika tegangan
yang serupa diterapkan pada pelat-X. Potential pada piring-Y dan piring-X
disesuaikan dengan cara memusatkan kontrol.
( B.L Theraja, 2000 )
Pemakaian
oscillograph elektomagnitis dibatasi sampai frekuensi 10 kHz, dan untuk gejala
frekwensi tinggi, dipakai tabung cathode-ray untuk mendefleksikan sinar cahaya
electron. Dengan adanya electron yang berpindah di antara elektroda penggerak,
Lalu, jika 2 set dari elektroda pengggerak 9deflecting electore) diikatkan pada
sudur yang benar saru sama lain, lalau sinar cahaya electron dalam
perjalanannya yang lalu pada elektro dan penggerak ini akan bergerak vertikal
maupun horizontal dan memukul satu titik pada screen dan ini menyebabkan
material screen berfluorescence dan bintik terang akan kelihatan pada screen. Oleh
karena itu juga sebagai contoh waktu dasar diambil pada elektroda penggerak
horizontal dan teganan v = V sin ωt dipakai pada elektroda penggerakan
vertikal, lalu bintik pada screen akan menunjukkan gelombang sinus. Pembicaraan
yang diberikan di atas berdasar pada hal gerakan elektrostatik. Dalam hal
gerakan elektromagnit, signal arus dipakai dalam sistim kumparan penggerak
untuk menghasilkan medan magnit yang kemudian dipakai menggerakkan sinar cahaya
electron. Pada oscilloscope, gejala yang disebutkan di atas digunakan untuk
melukiskan bentuk gelombang. Oscilloscope secara kasar diklasifikasikan ke
dalam oscilloscope waktu nyata (real time oscilloscope) dan oscilloscope
sampling, yang keduanya selanjutnya terbagi atas beberapa subklasifikasi.
Jenis
Real Time Osiloskop dipakai untuk mengamati bentuk-bentuk gelombang tunggal,
dan banyak dipakai kareng mudah sinkronisasinya serta kerjanya baik sekali
untuk pengamatan-pengamatan bentuk gelombang. Pertimbangan-pertimbangan pada
oscilloscope dalam operasinya adalah : daerah frekwensi dan sensitivitas. Jenis
Real mempunyai harga maximum 500 MHz dan 10 mV/cm bergantung pada lebar band
dalam band dalam amplifier atau jika tanpa memakai amplifier, DC sampai 1GHz
dan 5 V/cm. Penggunaan dari elemen-elemen semi konduktor tidak saja
mempengaruhi lebar band.Dimana diperlukan sensitivitas tinggi terdapat
alat-alat dari 0 sampai 1 MHz dan 10 μV/cm. Sudah tentu tabung cathode-ray
sendiri juga ada perbaikan-perbaikan, brightness yang lebih baik akibat
tegangan percepatan yang tinggi menjadi berguna bang frekwensi yang tinggi,
oscilloscope jenis gelombang waktu real dipakai pada penggunaan frekwensi 1 GHz atau 5 GHz. Tetapi alat ini mempunyai
sensitivitas defleksi yang sangat kecil misalnya 10 V/cm sampai 4 V/cm.
Tabung
cathode-ray yang dipakai di sini adalah dasar dari teknik urat-urat optik
(fibre optics). Screen dibuat dari bundle optical fibre, dan dipakai sebuah
lapisan fluorescence pada permukaan untuk memperbaiki terangnya. Dengan adanya
ini kerugian cahaya pada screen glass yang dijumpai pada tabung cathode-ray
dapat dikurangi sedemikian sehingga memungkinkan pemotretan jarak dekan dan
kecepatan perekaman dapat bertambah. Oscilloscope band SHF, Pada keadaan ini
adalah dasar dari kerjanya oscilloscope yaitu mekanisme untuk mendapatkan
bentuk-bentuk gelombang diam untuk signal periodic pada layar CRT akan
diterangkan. Untuk mendapatkan suatu bentuk dari gelombang gigi gergaji yang
mempunyai perioda sama dengan integral lipat dari perioda gelombang yang
diawasi pada elektroda
pada defleksi
horizontal. (Soedjana Sapiie, 2005)
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
3.1. Peralatan dan Komponen
3.1.1. Peralatan dan Fungsi
1.
Multimeter Digital
Fungsi: untuk mengukur
besar hambatan dan tegangan
2.
Protoboard
Fungsi: sebagai
tempat untuk merangkai rangkaian sementara
3.
Osiloskop
Fungsi:
-
Untuk mengukur besar
tegangan listrik
-
Untuk mengukur frekuensi
sinyal
-
Untuk membedakan arus DC dan
arus AC
-
Untuk mengecek noise pada
suatu rangkaian
4.
PSA Adjust
Fungsi: sebagai sumber tegangan DC
5.
Penjepit Buaya
Fungsi: sebagai penghubung antara komponen dengan peralatan dan
peralatan dengan peralatan
3.1.2.
Komponen dan Fungsi
1. Resistor ( 330 Ω, 12KΩ , 180KΩ,33KΩ,10KΩ; 1,8KΩ,1M)
Fungsi: sebagai hambatan atau komponen yang akan diukur
nilai hambatannya
2.
Dioda pemancar cahaya (LED)
Fungsi: sebagai indikator adanya
arus yang lewat atau masuk pada rangkaian
3.2.
Prosedur Percobaan
3.2.1. Mengukur
nilai tahanan resistor dengan multimeter
1.
Disiapkan
peralatan dan komponen yang akan digunakan
2.
Dihitung
besar hambatan-hambatan 5 buah resistor secara teori
3.
Dicatat
hasilnya
4.
Dikalibarsi multimeter, untuk
mengkalibrasi multimeter, kabel merah dan hitam dihubungkan langsung, kemudian tepatkan
jarum penunjuk pada Ohm dengan cara
memutar Ohm adjustment dan jika display multimeter menunjukkan nilai nol maka
multimeter masih bagus
5.
Dirangkai
gambar komponen seperti gambar dibawah
6.
Diarahkan
tombol putar pada multimeter ke arah ohm (Ω)
7.
Dihubungkan
kutub positif dan kutub negatif pada kaki resistor
8.
Dilihat display angka yang ditampilkan
pada layar multimeter digital
9.
Dicatat
hasilnya
10.
Dibandingkan
nilai yang diperoleh secara praktek dengan nilai secara teori
11.
Diulangi
prosedur no 4 sampai no 10 untuk nilai resistor yang lain
3.2.2. Menghitung
nilai tegangan di LED dan di Resistor
1. Disiapkan
peralatan dan komponen yang akan digunakan
2. Dirangkai
rangkaian seperti gambar dibawah ini
3. Dihubungkan
PSA ke sumber tegangan PLN
4. Dihidupkan
PSA
5. Disetel
tegangan pada PSA sampai bernilai 5 volt
6. Dihubungkan
Resistor dengan multimeter untuk dicari nilai tegangannya
7. Dicatat
hasilnya
8. Dihubungkan
LED dengan multimeter untuk dicari nilai tegangannya
9. Dicatat
hasilnya
DAFTAR
PUSTAKA
Chattopadhyay,
D. 1989. Dasar Elektronika. Jakarta : UI-PRESS.
Halaman : 339 – 348
Sapiie,
Soedjana. 2005. Pengukuran Dan Alat-Alat Ukur Listrik. Jilid 7. Jakarta : PT
PRADNYA PARAMITA.
Halaman: 229 – 231
Theraja,
B.L. 2008. Basic Electronics. Third Edition. New Dehli : S.Chand & Company
LTD.
Pages : 671 − 674
Tidak ada komentar:
Posting Komentar