Percobaan 1 - Labdasar Teknik Elektro

Percobaan 1
Pengenalan
Instrumentasi Laboratorium
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Tujuan
• Mempelajari penggunaan instrumentasi
Multimeter, Osiloskop, dan Pembangkit
Sinyal
• Mempelajari keterbatasan penggunaan
multimeter
• Mempelajari cara membandingkan sinyal
i
input
td
dan output
t t dengan
d
menggunakan
k
osiloskop
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Multimeter
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Fungsi Dasar Multimeter
•
•
•
•
Amperemeter DC
Voltmeter DC
Voltmeter AC
Ohmmeter
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Fungsi Tambahan Multimeter
•
•
•
•
•
Amperemeter AC
Penguji dioda
Penguji
P
ji ttransistor
i t
Pengukur temperatur
Pengukur kapasitansi
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Pengelompokan Multimeter
• Analog
– menggunakan peraga jarum moving coil
– besaran ukur dasar arus
• Non
Non--elektronis
• Elektronis
• Digital (elektronis)
– menggunakan peraga bilangan digital
– besaran ukur dasar tegangan yang dikonversi
ke sinyal digital
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Multimeter Nonelektronik
• Spesifikasi utama
– batas ukur dan skala tegangan searah
(DC&ac),
(DC&ac) arus (DC),
(DC) dan resistansi
– sensitivitas pengukuran tegangan dalam Ω/V
– ketelitian dalam %
– jangkauan frekuensi tegangan bolakbolak-balik
yang mampu diukur (misalnya antara 20 Hz 30 KHz).
– batere yang diperlukan
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Multimeter Elektronis
• Besaran ukur dasar berupa tegangan
– Rangkaian input menggunakan tabung vakum
atau FET agar sensitivitas tinggi
– Analog peraga tetap moving coil
• Nama lain ((untuk analog)
g)
– Viltohmyst
– VTVM (Vacuum Tube Volt Meter)
– Solid State Multimeter
– Transistorized Multimeter
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Multimeter Digital
• Sensitivitas tinggi
dalam puluhan MΩ
MΩ
• Mengukur
g
besaran
dasar tegangan
menggunakan ADC
• Umumnya
autoranging
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Pengukuran tegangan dan
arus
• Sebelum mengukur
– Perhatikan polaritas!
– Untuk tegangan tinggi perhatikan aturan
penggunaan probe
• Saat mengukur
– Mulai dari skala terbesar!
– Turunkan
T
k skala
k l penuh
h hingga
hi
diperoleh
di
l h skala
k l
maksimum tanpa overflow
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Pengukuran Tegangan AC
• Mengg
Menggunakan
nakan rangkaian penyearah
pen earah
• Umumnya hanya berlaku untuk bentuk
gelombang sinusoid
• Untuk pengukuran akurat harus menggunakan
multimeter true rms (didemonstrasikan di lab)
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
True--RMS vs NonTrue
True
NonTrue--RMS
• True RMS – dilakukan perhitungan
menggunakan persamaan RMS
• NonTrue RMS
– Mengukur tegangan hasil penyearahan
(tegangan rata
rata--rata)
– Menggunakan faktor skala untuk menentukan
nilai efektif pada peraga
– Nilai pada Peraga = hasil ukur * 0,707/0,637
= 1,11
1 11 x tegangan DC hasil penyearahan
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Akibat pada Non True RMS AC
• Sinusoid Vp = 1V
– DC terukur (nilai rata
rata--rata)
0,637
– Nilai efektif fitampilkan
pada peraga AC
0,637 x 1,11 = 0,707 V
– Nilai efektif sebenarnya
0 707V
0,707V
Nilai peraga benar
• Squarewave Vp = 1V
– DC terukur 1V
– Peraga AC 1x1,11=1,11 V
– Nilai sebenarnya 1V
Nilai
Nil i peraga salah
l h
• Segitiga Vp = 1V
– DC terukur 0
0,5
5
– Peraga AC 0,5x1,11
= 0,55 V
– Nilai sebenarnya 1/√
1/√3
= 0,577 V
Nilai peraga salah
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Pengukuran Arus
• Mengukur arus pada keadaan hot (arus
besar, rangkaian induktif!)
– Hubungkan ammeter paralel dengan jalur
arus pada titik ukur skala terbesar
– Putus hubungan jalur di atas hingga arus
pindah lewat meter
– Hubungkan singkatkan kembali ammeter
setiap hendak memperkecil skala
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Mengukur Arus Hot
• Menghubungkan
2
1
I?
A
3
A
A
• memutus
A
1
A
2
A
3
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Mengukur Resistansi
• Pengukuran
resistansi
– Set arus maksimum
pada setiap
perubahan skala
– Gunakan
G
k skala
k l yang
memberi penunjukan
meter di tengah
g skala
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Pengukuran Resistansi
• Pengukuran Two wire
– Pada multimeter biasa dengan mengukur arus
– Kurang
g baik bila resistansi ukur satu orde dengan
g
resistansi kontak
R=V/I
A
V konstan
V
I
R
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Pengukuran Resistansi
• Four Wire (didemostrasikan di laboratorium)
– Mencegah resistansi kontak terukur bersama
resistansi yang sedang diukur
– Dilakukan dengan mengukur tegangan
R V/I
R=V/I
I
I
R i=0
V
I konstan
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Osiloskop
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Istilah
• Osiloskop?
– Osilograf yang mencatat gelombang listrik
secara visual pada suatu layar
• Osilograf
– Alat pencatat aliran atau tekanan listrik yang
berubah--ubah
berubah
KBBI
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Konsep
• Menggambar pada layar
– y=f(x)=f(t)
dengan x=t=waktu
x=t=waktu,, y=
y=tegangan
tegangan
– y=f(t) dan x=f(t)
dengan x=
x=tegangan
tegangan,, y=tegangan
y=tegangan
disebut mode XY
• Layar gambar
– CRT (Tabung
(Tabung Sinar Katoda
Katoda)) pada osiloskop analog
– LCD pada osiloskop digital
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Prinsip Kerja Umum
Input Y
Penguat
P
t
Y
Pelat defleksi
mengubah gerakan/ posisi
elektron berdasarkan
tegangan
Rangkaian
Trigger
Triger
Eksternal
Generator
Time Base
Y
X
CRT
Y
Penguat
X
Input X
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
X
Sinkronisasi
• Bila tidak sinkron gambar tampak
bergerak
• Sinkronisasi, waktu saat mulai sweep
(time base) disesuaikan terhadap rujukan
tertentu
– sinyal input
– sinyal jalajala-jala (line)
– sinyal lain (ext.)
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Rangkaian Triger
• Membentuk gelombang sweep
berdasarkan perubahan ((-) ke (+) atau
sebaliknya
• Menghasilkan sinyal sweep yang sinkron
IInputt
Y
Penguat Y
Rangkaian
Trigger
Generator
TimeBase
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Dual Trace
• Ada 2 input Y yang digambarkan pada
layar dengan “alternate” atau “chop”
Input
Kanal A
PreAmp
Kanal A
Saklar
Elektronik
Input
Kanal B
Penguat Y
PreAmp
Kanal B
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Sebelum Mengukur
• Perbaiki penampilan layar
– Fokus
– Intensitas
– Trace Rotation (bila perlu)
• Kalibrasi
– Tempatkan semua kontrol pada posisi
terkalibrasi
– Gunakan sinyal untuk menguji kalibrasi
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Mengukur Tegangan
• Baca langsung dengan skala vertikal
Tegangan
Sumber
Sinyal
Yang akan
Diukur
Vm
A
B
0
Waktu
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Mengukur Fasa dengan Dual
Trace
• Baca “beda”
beda waktu dan hitung fasa
φ=Δt/T*360o
VA
0
Sumber
Sinyal A
Sumber
Sinyal B
A
B
t
T
Δt
VB
0
t
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Mengukur Fasa dengan
Lisajous
• Gunakan mode xy
xy, baca c dan d
φ=sin-1(c/d)
c
Sumber
Sinyal A
X
d
Y
Sumber
Sinyal B
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Mengukur Frekuensi
• Baca perioda T
f=1/T
Tegangan
T
Sumber
Sinyal
Yang akan
Diukur
Vm
A
B
0
Waktu
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Mengukur Frekuensi dengan
Pembanding
• Gunakan kanal 2 untuk pembanding (dual
trace), ubah frekuensi hingga periode
sama (fA=ffB)
VA
0
Sumber
Sinyal
y Ukur
A
B
TA
t
TB
t
VB
0
Sinyal
R j k
Rujukan
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Mengukur Frekuensi dengan
Lisajous
• Gunakan mode xy
xy, baca perbandingan
frekuensi x dan y (hanya untuk
perbandingan bulat kecil)
Sumber
Sinyal
y Ukur
Sinyal
R j k
Rujukan
X
Y
fx:fy=1:3
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Mengukur Faktor Penguatan
(Amplifier)
• Gunakan mode xy dengan skala sama
slope=penguatan (hanya bila beda fasa 0
atau 180o)
Pembangkit
P
b
kit
Sinyal
Penguat
X
Y
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Mengukur Faktor Penguatan
(Amplifier)
• Gunakan dual trace
penguatan=perbandingan amplituda
Pembangkit
P
b
kit
Sinyal
Penguat
A
B
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Mengamati Karakteristik
Komponen Kutub Dua (1)
• Gunakan mode xy, rangkaian pengamatan
arus
Generator
sinyal
Resistor
Device
Under
Test
X
Y
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Mengamati Karakteristik
Komponen Kutub Dua (2)
• x mengukur tegangan
• y mengukur arus secara tak langsung dengan
mengukur
g
tegangan
g g p
pada resistor
• Gunakan invert pada Y
Hati--hati dan hitung dulu masalah nilai DC
• Hati
generator sinyal
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Generator Sinyal
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Generator Sinyal
• Menghasilkan
gelombang
–
–
–
–
Sinusoid
Persegi
Segitiga
DC offset (tidak
semua)
• Kontrol
– Bentuk gelombang
– Amplitudo
p
– Frekuensi
• Impedansi Output
– Konektor 4mm 300
300Ω
Ω
– Konektor BNC
50Ω
50
Ω
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Simak video cara penggunaan alat
ukur dan petunjuk keselamatan
sebelum melakukan praktikum
Situs:
http://labdasar.ee.itb.ac.id
http://labdasar ee itb ac id
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Percobaan
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Percobaan Multimeter
1. Mengumpulkan spesifikasi multimeter
– Tujuan: memperoleh informasi tentang batasan
kemampuan multimeter
2. Mengukur arus searah
– Tujuan: melatih cara mengukur arus: cara
menghubungkan
h b
k d
dan skala
k l ukur
k
3. Mengukur tegangan searah
– Tujuan:
T j
melatih
l tih cara mengukur
k ttegangan: cara
menghubungkan dan memahami pengaruh
sensitivitas
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Percobaan Multimeter
4. Mengukur tegangan searah
– Tujuan: melatih cara mengukur tegangan: memahami
pengaruh sensitivitas dan frekuensi sinyal
5. Mengukur resistansi
– Tujuan: melatih cara mengukur resistansi dan
membaca
b
nilai
il i resistansi
i t
i
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Demo Multimeter
1 Pengukuran tegangan bolak1.
bolak-balik dengan
multimeter True RMS
– Tujuan: melihat pengaruh bentuk gelombang
pada pembacaan tegangan bolakbalik
2 Pengukuran resistansi kecil dengan four
2.
wire
– Tujuan: melihat pengaruh resistansi kontak
pada pengukuran resistansi kecil
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Percobaan Osiloskop
1. Mengumpulkan spesifikasi osiloskop
– Tujuan: memperoleh informasi tentang batasan
kemampuan multimeter
2. Mem
Mem--verifikasi kalibrasi osiloskop
– Tujuan: melatih cara mem
mem--verifikasi osiloskop,
memverifikasi
ifik i skala
k l ukur
k osilskop
il k
– Catatan: bila kalibrasi kurang baik – anggap saja
kalibrasinya benar
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Percobaan Osiloskop
3. Mengukur tegangan DC
–
Tujuan: mempelajari cara membaca tegangan
(penggunaan tombol tombol kopling Gnd dan DC
serta Y
Y--pos)
4. Mengukur tegangan AC
•
T j
Tujuan:
mempelajari
l j i cara membaca
b
ttegangan
(penggunaan tombol tombol kopling Gnd dan AC
serta tombol Y
Y--p
pos))
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Percobaan Osiloskop
5. Mengukur beda fasa
–
Tujuan: mempelajari cara mengukur beda fasa
dengan dual trace dan lisajous pada mode xy (serta
penggunaan tombol x position)
6. Mengukur frekuensi
–
T j
Tujuan:
mempelajari
l j i cara menghitung
hit
ffrekuensi
k
i
dengan pembacaan langsung dan lisajous pada
mode xyy
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Percobaan Osiloskop
7. Menggunakan osiloskop untuk
menggambarkan karakteristik komponen dua
terminal (arus vs tegangan)
–
Tujuan: mempelajari cara memanfaatkan osiloskop
untuk menggambarkan kurva ii-v pada komponen
dua terminal dan melihat kurva ii--v resistor
resistor,
kapasitor, dan dioda
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Kit Percobaan
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Foto Kit Multimeter
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Foto Kit Osiloskop
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
SELAMAT MELAKUKAN
PERCOBAAN 1
© mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika