Mengukur Frekuensi dengan Osiloskop

Latar Belakang

Osiloskop sinar katoda adalah instrumen laboratorium yang sangat bermanfaat dan terandalkan yang digunakan untuk pengukuran dan analisa bentuk-bentuk gelombang dan gejala lain dalam rangkaian elektronik. Pada dasarnya osiloskop adalah alat pembuat grafik atau gambar X-Y yang sangat cepat dalam memperlihatkan sebuah sinyal masuk terhadap sinyal lain atau terhadap waktu.

Permasalahan

Suatu arus bolak - balik dapat diukur dengan menggunakan galvanometer, hal ini disebabkan karena kumparan kecil dari galvanometer terlalu lambat untuk mengikuti gelombang yang dihasilkan oleh sumber arus bolak-balik. Tetapi bila diukur dengan menggunakan osiloskop kita dapat melihat nilai-nilai arus atau tegangan yang dihasilkan yang selalu berubah terhadap waktu secara periodik, sehingga memperlihatkan bentuk gelombang.

Jadi dengan menggunakan osiloskop kita dapat mengamati nilai dan bentuk gelombang yang dihasilkan oleh sumber tegangan bolak-balik. Dari layar osiloskop kita dapat melihat atau mengamati beberapa gelombang yaitu:

1. Gelombang sinus
2. Gelombang kotak
3. Gelombang segitiga

Tujuan Percobaan

Tujuan dilakukan percobaan ini adalah untuk mengenal osiloskop dan penggunaannya, serta besaran -besaran yang dapat diukur dari osiloskop.
Tujuan utama dari percobaan ini adalah :
1. Menentukan atau mengukur tegangan arus bolak-balik dari sebuah frekuensi
2. Mengukur terjadinya pola lissajous

Dasar Teori

Osiloskop adalah suatu alat yang digunakan untuk mengamati bentuk gelombang dan pengukurannya. Komponen utama osiloskop adalah tabung sinar katoda. Komponen utama dari sinar katoda ( Cathode ray tube ) atau CRT adalah :

1. Perlengkapan senapan elektron.
2. Perlengkapan pelat defleksi.
3. layar frouorosensi.
4. Tabung gelas dan dasar tabung.
( David Halliday, Fisika Dasar II, 1992 )

Osiloskop sinar katoda dapat digunakan untuk menyelidiki gejala yang bersifat periodik. Komponen utama osiloskop adalah tabung sinar katoda ( CRT ), Prinsip kerja tabung sinar katoda adalah sebagai berikut: Elektron dipancarkan dari katoda akan menumbuk bidang gambar yang dilapisi oleh zat yang bersifat flourecent. Bidang gambar ini berfungsi sebagai anoda.

Arah gerak elektron ini dapat dipengaruhi oleh medan listrik dan medan magnetik. Umumnya osiloskop sinar katoda mengandung medan gaya listrik untuk mempengaruhi gerak elektron kearah anoda. Medan listrik dihasilkan oleh lempeng kapasitor yang dipasang secara vertikal, maka akan terbentuk garis lurus vertikal dinding gambar.

Selanjutnya jika pada lempeng horizontal dipasang tegangan periodik, maka elektron yang pada mulanya bergerak secara vertikal, kini juga bergerak secara horizontal dengan laju tetap. Sehingga pada gambar terbentuk grafik sinusoidal. ( Tim Fisika Dasar II, 2002 )

Sebuah benda bergetar sekaligus secara harmonik, getaran harmonik (Super posisi) yang berfrekuensi dan mempunyai arah getar sama akan menghasilkan satu getaran harmonik baru berfrekuensi sama dengan amplitudo dan fase tergantung pada amplitudo dan frekuensi setiap bagian getaran harmonik tersebut.

Hal itu berdasarkan metode penambahan trigonometri atau lebih sederhananya lagi dengan menggunakan bilangan kompleks. Bila dua getaran harmonik super posisi yang berbeda, frekuensi terjadi getaran yang tidak lagi periodik ( Musbee, 1995)

Basis waktu secara periodik menggerakkan bintik cahaya dari kiri kekanan melalui permukaan layar. Tegangan yang akan diperiksa dimasukkan ke Y atau masukan vertikal osiloskop, menggerakkan bintik keatas dan kebawah sesuai dengan nilai tegangan yang dimasukkan.

Selanjutnya bintik tersebut menghasilkan jejak berkas gambar pada layar yang menunjukkan variasi tegangan masukan sebagai fungsi dari waktu. Bila tegangan masukan berkurang dengan laju yang cukup pesat gambar akan kelihatan sebagai sebuah pola yang diam pada layar. ( William B Cooper, Instrumentasi Elektronika dan teknik pengukuran, Erlangga, Jakarta, 1993)

Besaran- besaran yang dapat diukur dengan osiloskop antara lain:
1. Amplitudo ( A ) : Jarak perpindahan titik maksimum dari titik kesetimbangan dalam arah getarannya.
2. Periode ( T ) : Waktu yang diperlukan untuk membentuk satu gelombang penuh.
3. Frekuensi ( F ) : Banyaknya gelombang yang terbentuk dalam satu satuan waktu.
4. Sudut fasa ( ) : Simpangan partikel terhadap posisi kesetimbangan dalam radian.
( David J Esomar, 1998)

Prosedur Percobaan

Alat dan Bahan

1. Dual trace osiloskop
2. Power Suply
3. Function Generator
4. Kabel probe

Cara Kerja

Sebelum dirangkai osiloskop kesumber daya terlebih dahulu diikuti petunjuk berikut:
1. Menentukan baseline trace.

A. Instrumen – instrumen panel depan dapat diatur sebagai berikut ;

Display :
INSTENSITY : Diputar penuh kearah minimum
FOCUS : Ditetapkan pada range sedang
Vertikal : CH1 / CH2
POSITION : Ditetapkan pada range sedang
VERTIKAL MODE : CH1
BM – LIMIT : Off ( tombol terbuka )
VOLT / DIV : 50 mV
VARIABLE : CAL DETENT
CH2 INVERT : OFF
INPUT COUPLING : AC

HORIZONTAL
POSITION : Ditetapkan pada range sedang
MODE : NO – DLY
SEC / DIV : 0,5 mV
X 10 MAGNIFER : OFF
RANGE
SELECTER : 0,4

TRIGGER
VAR IOLDOF : norm
MODE : PP AUTO
SLOVE : Ditetapkan pada range sedang
INT : VERT MODE
SOURCE : INT
EXTERNAL
COUPLING : AC

B. Ditekan tombol power ke posisi ON dan ditunggu beberapa saat ( 20 menit )
C. Atur tombol INTENSITY untuk mendapat gambar yang jelas.
D. Atur tombol VERTIKAL dan HORIZONTAL untuk menetapkan trace pada pusat layar.

Mengukur Tegangan

• Sinyal AC diarahkan ke CH input dan stel saklar mode untuk menampilkan bentuk gelombang yang diarahkan ke CH tersebut.
• Distel saklar VOLT/ DIV untuk menampilkan kira- kira 5 DIV bentuk gelombang.
• Distel saklar SEC/ DIV untuk menampilkan beberapa gelombang
• Atur penampilan gelombang secara vertikal sehingga puncak gelombang negatif, gelombang berhimpit dengan salah satu garis gratikul horizontal.
• Atur tampilan gelombang secara horizontal, sehingga puncak berimpit dengan pusat garis gratikul vertikal.
• Hitunglah tegangan puncak- kepuncak ( Peaks to peaks ) dengan menggunakan persamaan
VOLT ( p.p ) = ( difleksi vertikal ) x ( penempatan saklar VOLT/ DIV )

Mengukur Tegangan

• Distel saklar SEC/ DIV untuk menampilkan siklus gelombang kompleks.
• Diukur jarak horizontal antara titik- titik pengukuran waktu ( satu panjang gelombang ).
• Dihitung periode gelombang.
• Ditentukan frekuensi gelombang.

Menggambar Lissajous

• Disiapkan dual function generator.
• Dihubungkan satu sinyal pada osiloskop sampai didapatkan gambar sinusoidal tunggal yang baik.
• Diulangi pelaksanaan langkah yang sebelumnya dengan mengganti pembangkit sinyal.
• Diputar saklar SEC/ DIV keposisi X – Y.

sumber : http://mustofaabihamid.blogspot.com/2010/07/osiloskop.html

Mengukur Frekuensi dengan Osiloskop

0 comments:

Post a Comment

Pesan Sponsor

arsip

artikel yang dibagikan

bidang ilmu

kotak bicara

my Follower

Count Visitor