percobaan 1 - Labdasar Teknik Elektro

PETUNJUK PRAKTIKUM
Praktikum
Rangkaian Elektrik
Laboratorium Dasar
Teknik Elektro
Mervin T Hutabarat
Sekolah Teknik Elektro Dan Informatika
Institut Teknologi Bandung
2013
Petunjuk Praktikum
EL2101 Rangkaian Elektrik
edisi 2013-2014
Disusun oleh
Mervin T. Hutabarat
Laboratorium Dasar Teknik Elektro
Sekolah Teknik Elektro Dan Informatika
Institut Teknologi Bandung
2013
Kata Pengantar
Puji syukur ke hadirat Tuhan YME, Buku Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik untuk tahun
ajaran 2013-2014 ini dapat diselesaikan jauh sebelum kesibukan perkuliahan dimulai.
Dengan demikian, pelatihan asisten sudah dapat menggunakan buku petunjuk dalam
bentuk yang sama dengan buku yang akan digunakan praktikan.
Sejalan dengan konsep perubahan berkelanjutan dalam proses pendidikan, Praktikum
Rangakain Elektrik tahun 2013 juga mengalami perubahan dalam materi dan pola
pelaksanaannya.
Perbaikan yang dilakukan pada petunjuk praktikum ini adalah
1. Penambahan percobaan alih daya maksimum pada percobaan 2 Rangkaian Arus
Searah dan Nilai Statistik Resistansi.
2. Perbaikan langkah praktikum pada percobaan 3 Rangkaian Penguat Operasional.
3. Penambahan percobaan transien orde dua untuk mencari Critically Damped pada
percobaan 4 Gejala Transien.
4. Perubahan nilai komponen pada percobaan 5 Rangkaian AC.
5. Penambahan langkah dan petunjuk praktikum pada percobaan 6 Rangkaian
Resonansi.
Pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan terima kasih yang besar-besarnya pada
semua pihak yang telah terlibat dalam penyusunan petunjuk praktikum ini.
Akhir kata, semoga semua usaha yang telah dilakukan berkontribusi pada dihasilkannya
lulusan Program Studi Teknik Elektro sebagai engineer dengan standar internasional.
Bandung, Agustus 2013
Kepala Laboratorium Dasar Teknik Elektro,
Ir. Mervin T. Hutabarat, M.Sc., Ph.D.
i
Daftar Kontributor
Penulis menghargai semua pihak yang telah membantu dan berkontribusi pada punyusunan
petunjuk praktikum ini. Berikut ini daftar nama yang berkontribusi pada penyusunan
petunjuk praktikum ini
Mervin Hutabarat
Amy Hamidah Salman
Narpendyah Wisjnu Ariwadhani
Harry Septanto
Muhammad Luthfi
Rizki Ardianto
Sandra Irawan
Nina Lestari
ii
Daftar Isi
Kata Pengantar ........................................................................................................................... i
Daftar Kontributor .....................................................................................................................ii
Daftar Isi .................................................................................................................................. iii
Aturan Umum Laboratorium Dasar Teknik Elektro ................................................................. v
Kelengkapan .......................................................................................................................... v
Persiapan/ Sebelum Praktikum .............................................................................................. v
Selama Praktikum .................................................................................................................. v
Setelah Praktikum .................................................................................................................. v
Pergantian Jadwal ................................................................................................................ vi
Sanksi ................................................................................................................................... vii
Panduan Umum Keselamatan dan Penggunaan Peralatan Laboratorium ............................. ix
Keselamatan .......................................................................................................................... ix
Sanksi .................................................................................................................................... xi
Percobaan 1 Pengenalan Instrumentasi Laboratorium ........................................................... 1
1.1 Tujuan .............................................................................................................................. 1
1.2 Persiapan ......................................................................................................................... 1
1.3 Alat dan Komponen yang Digunakan .............................................................................. 8
1.4 Tugas Pendahuluan ......................................................................................................... 8
1.5 Langkah Percobaan ......................................................................................................... 8
Percobaan 2 Rangkaian Arus Searah dan Nilai Statistik Resistansi ..................................... 19
2.1 Tujuan ............................................................................................................................ 19
2.2 Persiapan ....................................................................................................................... 19
2.3 Alat dan Komponen yang Digunakan ............................................................................ 22
2.4 Tugas Pendahuluan ....................................................................................................... 22
2.5 Percobaan ...................................................................................................................... 23
Percobaan 3 Rangkaian Penguat Operasional ...................................................................... 32
3.1 Tujuan ............................................................................................................................ 32
3.2 Persiapan ....................................................................................................................... 32
3.3 Alat dan Komponen yang Digunakan ............................................................................ 36
3.4 Tugas Pendahuluan ....................................................................................................... 36
3.5 Percobaan ...................................................................................................................... 40
Percobaan 4 Gejala Transien ................................................................................................. 43
4.1 Tujuan ............................................................................................................................ 43
4.2 Persiapan ....................................................................................................................... 43
4.3 Alat dan Komponen yang Digunakan ............................................................................ 46
4.4 Tugas Pendahuluan ....................................................................................................... 46
4.5 Percobaan ...................................................................................................................... 47
Percobaan 5 Rangkaian AC.................................................................................................... 51
5.1 Tujuan ............................................................................................................................ 51
5.2 Persiapan ....................................................................................................................... 51
5.3 Alat dan Komponen yang Digunakan ............................................................................ 56
5.4 Tugas Pendahuluan ....................................................................................................... 56
5.5 Percobaan ...................................................................................................................... 56
Percobaan 6 Rangkaian Resonansi ........................................................................................ 62
6.1 Tujuan ............................................................................................................................ 62
6.2 Persiapan ....................................................................................................................... 62
6.3 Alat dan Komponen yang Digunakan ............................................................................ 64
iii
6.4 Percobaan ...................................................................................................................... 64
Lampiran A
Akurasi, Presisi dan Nilai Penting ................................................................. 71
Akurasi dan Presisi .............................................................................................................. 71
Error Sistematik dan Error Acak ......................................................................................... 71
Nilai Penting ........................................................................................................................ 72
Angka Penting pada Praktikum ........................................................................................... 72
Lampiran B
Petunjuk Pembuatan Rangkaian Elektronik pada Breadboard ..................... 73
Breadboard .......................................................................................................................... 73
Merangkai Kabel, Komponen dan Instrumen ...................................................................... 75
Daftar Pustaka ..................................................................................................................... 79
Lampiran C
Nilai dan Rating Komponen ........................................................................... 81
Resistor ................................................................................................................................ 81
Kapasitor.............................................................................................................................. 83
Induktor ................................................................................................................................ 86
Dioda.................................................................................................................................... 87
Transistor ............................................................................................................................. 89
Daftar Pustaka ..................................................................................................................... 89
Lampiran D Instrumen Dasar dan Aksesoris ..................................................................... 91
Instrumen Dasar .................................................................................................................. 91
Generator Sinyal .................................................................................................................. 91
Osiloskop.............................................................................................................................. 92
Power Supply ....................................................................................................................... 92
Kabel Aksesoris .................................................................................................................... 93
Lampiran E
Prinsip Kerja Multimeter ............................................................................... 97
Jenis Multimeter................................................................................................................... 97
Multimeter Elektronis .......................................................................................................... 98
Penggunaan Multimeter....................................................................................................... 98
Contoh Rangkaian Multimeter ........................................................................................... 106
Multimeter Sebagai Alat Ukur Besaran Lain .................................................................... 107
Spesifikasi Multimeter ........................................................................................................ 107
Lampiran F
Cara Menggunakan Generator Sinyal ......................................................... 109
Lampiran G Prinsip Kerja Osiloskop ............................................................................... 113
Bagian-bagian Osiloskop................................................................................................... 113
Osiloskop “Dual Trace” .................................................................................................... 117
Kalibrator .......................................................................................................................... 118
Probe dan Peredam ........................................................................................................... 118
Skema Muka Osiloskop ...................................................................................................... 118
iv
Aturan Umum
Laboratorium Dasar Teknik Elektro
Kelengkapan
Setiap praktikan wajib berpakaian lengkap, mengenakan celana panjang/ rok, kemeja dan
mengenakan sepatu. Untuk memasuki ruang laboratorium praktikan wajib membawa
kelengkapan berikut:
1. Modul praktikum
2. Buku Catatan Laboratorium (BCL)
3. Alat tulis dan kalkulator
4. Kartu Nama (Name tag)
5. Kartu Praktikum.
Persiapan/ Sebelum Praktikum
Sebelum mengikuti percobaan sesuai jadwalnya, sebelum memasuki laboratorium praktikan
harus mempersiapkan diri dengan melakukan hal-hal berikut:
1. Membaca dan memahami isi modul praktikum,
2. Mengerjakan hal-hal yang harus dikerjakan sebelum praktikum dilaksanakan,
misalnya mengerjakan perhitungan-perhitungan, menyalin source code, mengisi
Kartu Praktikum dlsb.,
3. Mengisi daftar hadir di Tata Usaha Laboratorium,
4. Mengambil kunci loker dan melengkapi administrasi peminjaman kunci loker
dengan kartu identitas (KTM/ SIM/ KTP).
Selama Praktikum
Setelah dipersilahkan masuk dan menempati bangku dan meja kerja, praktikan haruslah:
1. Memperhatikan dan mengerjakan setiap percobaan dengan waktu sebaikbaiknya, diawali dengan kehadiran praktikan secara tepat waktu,
2. Mengumpulkan Kartu Praktikum pada asisten,
3. Mendokumentasikan dalam Buku Catatan Laboratorium. (lihat Petunjuk
Penggunaan BCL) tentang hal-hal penting terkait percobaan yang sedang
dilakukan.
Setelah Praktikum
Aturan Umum Laboratorium Dasar Teknik Elektro
v
Setelah menyelesaikan percobaan, praktikan harus
1. Memastikan BCL telah ditandatangani oleh asisten,
2. Mengembalikan kunci loker dan melengkapi administrasi pengembalian kunci
loker (pastikan kartu identitas KTM/ SIM/ KTP diperoleh kembali),
3. Mengerjakan laporan dalam bentuk SoftCopy (lihat Panduan Penyusunan
Laporan),
4. Mengirimkan file laporan melalui surat elektronik (E-mail) dalam lampiran ke :
[email protected] (lihat Panduan Pengiriman Laporan). Waktu pengiriman
paling lambat jam 12.00 WIB, dua hari kerja berikutnya setelah praktikum,
kecuali ada kesepakatan lain antara Dosen Pengajar dan/ atau Asisten.
Pergantian Jadwal
Kasus Biasa
Pertukaran jadwal hanya dapat dilakukan per orang dengan modul yang sama. Langkah
untuk menukar jadwal adalah sebagai berikut:
1. Lihatlah format Pertukaran Jadwal di http://labdasar.ee.itb.ac.id pada halaman
Panduan
2. Setiap praktikan yang bertukar jadwal harus mengirimkan e-mail ke
[email protected] . Waktu pengiriman paling lambat jam 16.30, sehari
sebelum praktikum yang dipertukarkan
3. Pertukaran diperbolehkan setelah ada email konfirmasi dari Lab. Dasar
Kasus Sakit atau Urusan Mendesak Pribadi Lainnya
Jadwal pengganti dapat diberikan kepada praktikan yang sakit atau memiliki urusan
mendesak pribadi.
1. Praktikan yang hendak mengubah jadwal untuk urusan pribadi mendesak harus
memberitahu staf tata usaha laboratorium sebelum jadwal praktikumnya melalui
email.
2. Segera setelah praktikan memungkinkan mengikuti kegiatan akademik,
praktikan dapat mengikuti praktikum pengganti setelah mendapatkan konfirmasi
dari staf tata usaha laboratorium dengan melampirkan surat keterangan dokter
bagi yang sakit atau surat terkait untuk yang memiliki urusan pribadi.
Kasus ”kepentingan massal”
”Kepentingan massal” terjadi jika ada lebih dari sepertiga rombongan praktikan yang tidak
dapat melaksanakan praktikum pada satu hari yang sama karena alasan yang terkait
vi
Aturan Umum Laboratorium Dasar Teknik Elektro
kegiatan akademis, misalnya Ujian Tengah Semester pada jadwal kelompoknya. Isilah Form
Pergantian Jadwal dan serahkan pada TU Lab. Dasar secepatnya. Jadwal praktikum
pengganti satu hari itu akan ditentukan kemudian oleh Kordas praktikum yang
bersangkutan.
Sanksi
Pengabaian aturan-aturan di atas dapat dikenakan sanksi pengguguran nilai praktikum
terkait.
Aturan Umum Laboratorium Dasar Teknik Elektro
vii
viii
Aturan Umum Laboratorium Dasar Teknik Elektro
Panduan Umum Keselamatan dan
Penggunaan Peralatan Laboratorium
Keselamatan
Pada prinsipnya, untuk mewujudkan praktikum yang aman diperlukan partisipasi seluruh
praktikan dan asisten pada praktikum yang bersangkutan. Dengan demikian, kepatuhan
setiap praktikan terhadap uraian panduan pada bagian ini akan sangat membantu
mewujudkan praktikum yang aman.
Bahaya Listrik
Perhatikan dan pelajari tempat-tempat sumber listrik (stop-kontak dan circuit breaker) dan
cara menyala-matikannya. Jika melihat ada kerusakan yang berpotensi menimbulkan
bahaya, laporkan pada asisten.
1. Hindari daerah atau benda yang berpotensi menimbulkan bahaya listrik
(sengatan listrik/ strum) secara tidak disengaja, misalnya kabel jala-jala yang
terkelupas dll.
2. Tidak melakukan sesuatu yang dapat menimbulkan bahaya listrik pada diri
sendiri atau orang lain.
3. Keringkan bagian tubuh yang basah karena, misalnya, keringat atau sisa air
wudhu.
4. Selalu waspada terhadap bahaya listrik pada setiap aktivitas praktikum.
Kecelakaan akibat bahaya listrik yang sering terjadi adalah tersengat arus listrik. Berikut ini
adalah hal-hal yang harus diikuti praktikan jika hal itu terjadi:
1. Jangan panik,
2. Matikan semua peralatan elektronik dan sumber listrik di meja masing-masing
dan di meja praktikan yang tersengat arus listrik,
3. Bantu praktikan yang tersengat arus listrik untuk melepaskan diri dari sumber
listrik,
4. Beritahukan dan minta bantuan asisten, praktikan lain dan orang di sekitar anda
tentang terjadinya kecelakaan akibat bahaya listrik.
Bahaya Api atau Panas berlebih
Jangan membawa benda-benda mudah terbakar (korek api, gas dll.) ke dalam ruang
praktikum bila tidak disyaratkan dalam modul praktikum.
Panduan Umum Keselamatan dan Penggunaan Peralatan Laboratorium
ix
1. Jangan melakukan sesuatu yang dapat menimbulkan api, percikan api atau
panas yang berlebihan.
2. Jangan melakukan sesuatu yang dapat menimbulkan bahaya api atau panas
berlebih pada diri sendiri atau orang lain.
3. Selalu waspada terhadap bahaya api atau panas berlebih pada setiap aktivitas
praktikum.
Berikut ini adalah hal-hal yang harus diikuti praktikan jika menghadapi bahaya api atau
panas berlebih:
1. Jangan panik,
2. Beritahukan dan minta bantuan asisten, praktikan lain dan orang di sekitar anda
tentang terjadinya bahaya api atau panas berlebih,
3. Matikan semua peralatan elektronik dan sumber listrik di meja masing-masing,
4. Menjauh dari ruang praktikum.
Bahaya Lain
Untuk menghindari terjadinya hal-hal yang tidak diinginkan selama pelaksanaan percobaan
perhatikan juga hal-hal berikut:
1. Jangan membawa benda tajam (pisau, gunting dan sejenisnya) ke ruang
praktikum bila tidak diperlukan untuk pelaksanaan percobaan.
2. Jangan memakai perhiasan dari logam misalnya cincin, kalung, gelang dll.
3. Hindari daerah, benda atau logam yang memiliki bagian tajam dan dapat
melukai
4. Hindari melakukan sesuatu yang dapat menimbulkan luka pada diri sendiri atau
orang lain, misalnya bermain-main saat praktikum
Lain-lain
Praktikan dilarang membawa makanan dan minuman ke dalam ruang praktikum.
Penggunaan Peralatan Praktikum
Berikut ini adalah panduan yang harus dipatuhi ketika menggunakan alat-alat praktikum:
x
Panduan Umum Keselamatan dan Penggunaan Peralatan Laboratorium
1. Sebelum menggunakan alat-alat praktikum, pahami petunjuk/ prosedur
pengguna-an tiap alat itu. Petunjuk/ prosedur penggunaan beberapa alat
praktikum ada di kuliah praktikum bersangkutan dan di
http://labdasar.ee.itb.ac.id.
2. Perhatikan dan patuhi peringatan (warning) yang biasanya tertera pada badan
alat.
3. Pahami fungsi atau peruntukan alat-alat praktikum dan gunakanlah alat-alat
tersebut hanya untuk aktivitas yang sesuai fungsi atau peruntukannya.
Menggunakan alat praktikum di luar fungsi atau peruntukannya dapat
menimbulkan kerusakan pada alat tersebut dan bahaya keselamatan praktikan.
4. Pahami rating dan jangkauan kerja alat-alat praktikum dan gunakanlah alat-alat
tersebut sesuai rating dan jangkauan kerjanya. Menggunakan alat praktikum di
luar rating dan jangkauan kerjanya dapat menimbulkan kerusakan pada alat
tersebut dan bahaya keselamatan praktikan.
5. Pastikan seluruh peralatan praktikum yang digunakan aman dari benda/ logam
tajam, api/ panas berlebih atau lainnya yang dapat mengakibatkan kerusakan
pada alat tersebut.
6. Tidak melakukan aktifitas yang dapat menyebabkan kotor, coretan, goresan atau
sejenisnya pada badan alat-alat praktikum yang digunakan.
7. Kerusakan instrumentasi praktikum menjadi tanggung jawab bersama
rombongan praktikum ybs. Alat yang rusak harus diganti oleh rombongan
tersebut.
Sanksi
Pengabaian uraian panduan di atas dapat dikenakan sanksi tidak lulus mata kuliah
praktikum yang bersangkutan.
Panduan Umum Keselamatan dan Penggunaan Peralatan Laboratorium
xi
xii
Panduan Umum Keselamatan dan Penggunaan Peralatan Laboratorium
Percobaan 1
Pengenalan Instrumentasi Laboratorium
1.1 Tujuan
1. Mengenal multimeter sebagai pengukuran tegangan (Voltmeter), sebagai
pengukur arus (Amperemeter) dan sebagai pengukur resistansi (Ohmmeter)
2. Memahami keterbatasan alat ukur pada pengukuran tegangan jatuh DC dan AC
pada resistansi/ impedansi besar.
3. Memahami keterbatasan alat ukur pada pengukuran tegangan AC dengan
frekuensi tinggi.
4. Dapat mengunakan generator sinyal sebagai sumber berbagai bentuk
gelombang
5. Dapat menggunakan osiloskop sebagai pengukur tegangan dan sebagai
pengukur frekuensi dari berbagai bentuk gelombang.
6. Dapat melakukan pengamatan karakteristik i-v komponen dua terminal dengan
osiloskop.
7. Dapat membaca nilai resistor dan mengukurnya.
1.2 Persiapan
Baca appendix berjudul “Osiloskop dan Generator Sinyal” dan appendix mengenai kode
warna resistor. Pelajari keseluruhan petunjuk praktikum untuk modul instrumentasi
laboratorium ini. Agar mempermudah saat praktikum, praktikan disarankan untuk
menyiapkan tabel-tabel hasil percobaan pada Buku Catatan Laboratorium (BCL) sebelum
praktikum dimulai. Kerjakan tugas pendahuluan dan kumpulkan sesuai ketentuan yang
berlaku.
Multimeter
Berikut ini beberapa Catatan tentang Penggunaan Multimeter:

Perhatikan baik-baik beberapa catatan tentang penggunaan multimeter berikut ini.
Kesalahan penggunaan multimeter dapat menyebabkan fuse pada multimeter putus.
Putusnya fuse dapat mengakibatkan pemotongan nilai sebesar minimal 10.

Dalam keadaan tidak dipakai, selector sebaiknya pada kedudukan AC volt pada harga
skala cukup besar (misalnya 250 V) atau posisi “OFF”. Hal ini dimaksudkan untuk
menghindari kesalahan pakai yang membahayakan multimeter.
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
1

Sebelum mulai mengukur suatu besaran listrik perhatikanlah lebih dahulu besaran
apakah yang hendak diukur dan kira-kira berapakah besaranya, kemudian pilihlah
kedudukan selector dan skala manakah yang akan dipergunakan. Perhatikan pula
polaritas (tanda + dan -) bila perlu.

Jangan menyambungkan multimeter pada rangkaian, baru kemudian memilih
kedudukan selector dan skala yang akan digunakan. Jika arus/tegangan melebihi batas
maksimal pengukuran multimeter, fuse dapat putus.

Pada waktu mulai melakukan pengukuran arus dan tegangan, bila tidak dapat
dipastikan besarnya arus/ tegangan tersebut, maka mulailah dari batas ukur yang paling
besar. Setelah itu selector dapat dipindahkan ke batas ukur yang lebih rendah untuk
memperoleh ketelitian yang lebih baik.

Pada pengukuran tegangan dan arus, pembacaan meter akan paling teliti bila
penunjukan jarum terletak di daerah dekat skala penuh, sedangkan pada pengukuran
resistansi bila penunjukan jarum terletak di daerah pertengahan skala.

Harus diperhatikan: pengukuran resistansi hanya boleh dilakukan pada komponen atau
rangkaian tidak mengandung sumber tegangan dan/atau tidak tersambung ke sumber
listrik apapun.
Osiloskop
Mengukur Tegangan
Kesalahan yang mungkin timbul dalam pengukuran tegangan, dapat disebabkan oleh
osiloskopnya sendiri seperti kalibrasi osiloskop yang sudah buruk dan kesalahan
penggunaan-nya, misalnya pengaruh impendansi input, kabel penghubung serta gangguan
parasitik. Untuk mengurangi kesalahan yang disebabkan oleh impedansi input, dapat
digunakan probe yang sesuai (dengan memperhitungkan maupun dengan kalibrasi dari
osiloskop).
Besar tegangan sinyal dapat langsung dilihat dari gambar pada layar dengan mengetahui
nilai volt/div yang digunakan. Gunakan skala tegangan V/div yang terkecil yang masih
memberikan gambar sinyal tidak melewati ukuran layar osiloskop.
Osiloskop mempunyai impedansi input yang relative besar (1 M, 10-50 pF) jadi dalam
mengukur rangkaian dengan impedansi rendah, maka impedansi input osiloskop dapat
dianggap open circuit (impedansi input osiloskop tipe CRC 5401, 1 M parallel dengan 30
pF).
Mengukur Beda Fasa
Pengukuran beda fasa antar dua buah sinyal dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu:

2
dengan osiloskop “dual trace”, dan
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik

dengan metoda “lissajous”.
Pengukuran beda fasa hanya dapat dilakukan pada sinyal dengan frekuensi yang tepat
sama.
Dengan Osiloskop Dual Trace
Sinyal pertama dihubungkan pada kanal A, sedangkan sinyal kedua dihubungkan pada kanal
B dari osiloskop. Pada layar osiloskop akan terlihat gambar bentuk tegangan kedua sinyal
tersebut. Beda fasa dapat dihitung  = t/T*360o.
VA
t
0
A
Sinyal A
B
T
Sinyal B
VB
t
t
0
Gambar 1-1 Pengukuran beda fasa dengan dual trace
Dengan Metoda Lissajous
Sinyal pertama dihubungkan pada kanal B, dan sinyal kedua dihubungkan pada kanal A
osiloskop. Ubah mode osiloskop menjadi mode x-y. Pada layar akan terlihat suatu lintasan
berbentuk lingkaran, garis lurus, atau ellips dimana dapat langsung ditentukan beda fasa
antara kedua sinyal tersebut dengan
c
  sin 1
d.
c
d
Gambar 1-2 Pengukuran beda fasa dengan lissajous
Mengukur Frekuensi
Pengukuran frekuensi suatu sinyal listrik dengan osiloskop dapat dilakukan dengan
beberapa cara, antara lain:

Cara langsung,

Dengan osiloskop dual trace,
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
3

Metoda Lissajous,

Metoda cincin modulasi.
Beberapa osilokop yang dimiliki Lab. Dasar memiliki penghitung frekuensi langsungnya.
Hati-hati menggunakannya, karena frekuensi yang ditampilkan tidak selalu benar
bergantung setting pengukurannya.
Cara Langsung
Sinyal yang akan diukur dihubungkan pada kanal B osiloskop. Frekuensi sinyal langsung
dapat ditentukan dari gambar, dimana f = 1/T, untuk T = periode gelombang.
Gambar 1-3 Perhitungan perioda
Pengukuran langsung hanya dapat dilakukan bila kalibrasi skala waktu osilokop dalam
keadaan baik.
Dengan Osiloskop Dual Trace
Sinyal yang akan diukur dihubungkan pada kanal A. Generator dengan frekuensi yang
diketahui dihubungkan pada kanal B. Bandingkan kedua gelombang tersebut dengan
menampilkannya secara bersamaan. Frekuensi generator kemudian diubah sampai perioda
sinyal yang diukur sama dengan perioda sinyal generator. Pada keadaan ini, frekuensi
generator sama dengan frekuensi sinyal yang diukur.
Pengukuran dengan cara dual trace ini dapat dilakukan pada osiloskop yang kalibrasi
waktunya kurang baik, tetapi frekuensi generator sinyal harus terkalibrasi baik.
Metoda Lissajous
Sinyal yang akan diukur dihubungkan pada kanal A, sedangkan generator dengan frekuensi
yang diketahui (sebagai sinyal rujukan) dihubungkan pada kanal B. Ubah mode osiloskop
menjadi mode x-y. Frekuensi generator sinyal kemudian diatur, sehingga pada layar didapat
suatu lintasan seperti pada Gambar 1-4.
4
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
Gambar 1-4 Contoh lissajous 1:2
Pada Gambar 1-4 tersebut, perbandingan fx:fy adalah 1:2. Cara ini hanya mudah dilakukan
untuk perbandingan frekuensi yang mudah dan bulat (1:2, 1:3, 3:4 dan seterusnya).
Metoda Cincin Modulasi
Hubungkan generator sinyal sebagai input rangkaian penggeser fasa. Sambungkan output
rangkaian penggeser fasa ini ke input kanal B osiloskop. Hubungkan input kanal A dengan
sinyal yang akan diukur. Ubah mode kerja osiloskop menjadi mode x-y.
osiloskop
Mode x-y
Rangkaian
Penggeser
Fasa
Kanal A
Kanal B
out
in
Sinyal dari
generator fungsi
Sinyal
yang akan
diukur
Gambar 1-5 Rangkaian pembentuk gambar cincin modulasi
Pada layar akan didapat lintasan berbentuk ellips atau lingkaran dengan puncak-puncak
(lihat Gambar 1-6). Bila jumlah puncak pada gambar adalah n, maka fx = n * fy.
Gambar 1-6 Contoh gambar cincin modulasi
Metoda ini biasa digunakan pada perbandingan frekuensi yang besar, dimana metoda
lissajous sukar digunakan.
Mengukur Faktor Penguatan
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
5
Ada beberapa cara pengukuran faktor penguatan antara lain:

Cara langsung,

Dengan osiloskop dual trace.
Cara Langsung
Hubungkan keluaran Generator Sinyal pada masukan rangkaian penguat. Input rangkaian
penguat ini juga dihubungkan pada kanal 1 osiloskop. Hubungkan keluaran rangkaian
penguat pada kanal 2 osiloskop. Gunakan mode ‘X-Y’.
osiloskop
Mode x-y
Generator Sinyal
Konektor T
Kanal A
Kanal B
Rangkaian Penguat
Vin
GND
Vout
GND
Gambar 1-7 Pengukuran penguatan dengan membaca slope pada mode xy
Pada layar osiloskop akan didapat suatu garis lurus dengan sudut  terhadap sumbu
horizontal.
Besar faktor penguatan langsung dapat diketahui dari gambar, dimana penguatan
merupakan gradient kemiringan.
Dengan Osiloskop Dual Trace
Generator sinyal dihubungkan pada input rangkaian penguat yang akan diamati
penguatannya, dan pada kanal A osiloskop. Output rangkaian penguat dihubungkan pada
kanal B osiloskop.
osiloskop
Generator Sinyal
Konektor T
Kanal A
Kanal B
Rangkaian Penguat
Vin
GND
Vout
GND
Gambar 1-8 Pengukuran penguatan dengan membaca dan membandingkan dua
amplituda
6
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
Pada layar akan didapat sinyal input dan output rangkaian penguat.
Dengan mengukur tegangan sinyal input dan sinyal output rangkaian penguat, maka faktor
penguatan dapat ditentukan.
Cara ini dapat juga dilakukan dengan osiloskop single trace dengan membaca input dan
output bergiliran. Namun untuk ini, perlu diyakinkan pembebanan rangkaian tidak berubah
pada kedua pengukuran tersebut.
Mengamati Karakteristik Komponen Dua terminal
Osiloskop dapat digunakan untuk mengamati karakteristik tegangan terhadap arus dari
suatu komponen dua terminal.
Suatu sumber tegangan bolak-balik dihubungkan pada komponen dua terminal ini.
Tegangan pada komponen dua terminal dihubungkan pada input X osiloskop, sedangkan
tegangan pada resistor R, yang sebanding dengan besarnya arus yang melalui komponen
dua terminal adalah I = - VR/R, dihubungkan pada input Y osiloskop.
Pada layar osiloskop akan didapat grafik, dimana sumbu Y menyatakan besarnya arus yang
melalui komponen dua terminal dan sumbu X menyatakan besarnya tegangan pada
komponen dua terminal. Pada sumbu y, arus bernilai terbalik sehingga untuk mendapatkan
karakteristik tegangan terhadap arus komponen yang baik, jangan lupa untuk menekan
tombol invert.
+
VDUT
-
Vs
+
VR
-
+
Vx
Vy
+
Keterangan: DUT = Device Under Test
Gambar 1-9 Rangkaian untuk menggambarkan kurva iv
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
7
1.3 Alat dan Komponen yang Digunakan
1. Multimeter Analog
(1 buah)
2. Multimeter Digital
(1 buah)
3. Power Supply DC
(1 buah)
4. Generator Sinyal
(1 buah)
5. Osiloskop
(1 buah)
6. Kit Multimeter
(1 buah)
7. Kit Osiloskop & Generator Sinyal (1 buah)
8. Kit Box Osilator
(1 buah)
9. Kabel 4 mm – 4 mm
(min 5 buah)
10. Kabel BNC – 4 mm
(3 buah)
11. Kabel BNC – BNC
(1 buah)
12. Konektor T BNC
(1 buah)
1.4 Tugas Pendahuluan
1. Parameter-parameter apakah yang perlu diperhatikan pada spesifkasi
multimeter analog dan digital?
2. Pada pengukuran tegangan bolak-balik, apa yang disebut dengan tegangan
efektif? Tegangan apakah yang diukur dengan menggunakan osiloskop?
Tegangan apakah yang diukur dengan menggunakan multimeter?
3. Apakah yang dimaksud dengan kalibrasi? Jelaskan!
4. Apakah yang dimaksud dengan sensitivitas? Jelaskan definisi sensitivitas pada
multimeter!
1.5 Langkah Percobaan
Memulai Percobaan
1. Sebelum memulai percobaan, isi dan tanda tangani lembar penggunaan meja
yang tertempel pada masing-masing meja praktikum. Catat juga nomor meja
dan Kit Praktikum yang digunakan dalam Buku Catatan Laboratorium.
2. Kumpulkan tugas pendahuluan pada asisten yang bertugas.
Mengumpulkan/ Mencari Spesifikasi Teknik 1
8
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
3. Catatlah pada Buku Catatan Laboratorium (BCL) spesifikasi-teknik multimeter
analog dan digital yang akan dipergunakan! Buatlah dua tabel masing-masing
untuk multimeter analog dan untuk multimeter digital, perhatikan contoh Tabel
1-1.
Tabel 1-1 Data spesifikasi instrumen
No. Spesifikasi
Keterangan
1
Sensitivitas 20 k/V DC, 9 k/V Nilai sensitivitas multimeter bergantung
pada skala pembacaan tegangan
DC250 V UP, 9 k/V AC
2
dst.
Mengukur Arus Searah
4. Gunakan Kit Multimeter. Buatlah rangkaian seri seperti pada Gambar 1-10
dengan Vs=6 V dan R1 = R2 = 120 .
120
1,5 K
1,5 M
R1
+
mA
1,5 M
-
120
R2
1,5 K
+
Vs
I
Gambar 1-10 Rangkaian percobaan pengukuran arus
5. Dengan harga-harga VS dan R tersebut, hitunglah I (tidak menggunakan
Amperemeter!) dan cantumkan hasil perhitungan tersebut pada Tabel 1-2.
6. Sekarang ukurlah arus searah I tersebut dengan multimeter analog. (Perhatikan
polaritas meter!). Sesuaikan batas ukur dengan nilai arus terhitung. Ulangilah
pengukuran arus searah I dengan memodifikasi parameter rangkaian menjadi
R1 = R2 = 1,5 k
R1 = R2 = 1,5 M.
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
9
7. Sebelum mengubah nilai R (dan menyambungkan amperemeter ke rangkaian),
pastikan batas ukur amperemeter terpilih dengan tepat.
8. Lakukan kembali pengukuran arus searah I (dengan tiga harga R yang berbeda)
menggunakan multimeter digital.
9. Catatlah semua hasil perhitungan dan pengukuran arus I dalam Buku Catatan
Laboratorium.. Perhatikan contoh pada Tabel 1-2.
Tabel 1-2 Data pengkuran arus dengan multimeter
Parameter
Rangkaian yang
digunakan
VS
(V)
R1
()
R2
()
5
120
120
Multimeter Analog
Nilai Arus
Terhitung
(A)
Batas
Ukur
Nilai Arus
Terukur
(mA)
(mA)
dst
2,5
Multimeter Digital
Nilai Arus Terukur
(mA)
dst.
Mengukur Tegangan Searah
10. Perhatikan rangkaian pada Gambar 1-11.
120
a
1,5 k
1,5 M
R1
+
V
1,5 M
R2
1,5 k
-
120
Vs
b
Gambar 1-11 Rangkaian percobaan pengukuran tegangan
10
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
11. Buatlah rangkaian tersebut dengan VS = 6 V dan R1 = R2 = 120 .
12. Dengan harga-harga VS dan R tersebut, hitunglah tegangan Vab (tidak
mengguna-kan Voltmeter!), cantumkan hasil perhitungan tersebut pada Tabel
1-3.
13. Kemudian ukurlah tegangan Vab dengan multimeter analog. (Perhatikanlah
polaritas meter!) Sesuaikan batas ukur yang dipilih dengan hasil perhitungan V ab.
Batas ukur manakah yang dipilih? Adakah pengaruh resistansi dalam meter
terhadap hasil pengukuran ?
14. Ulangilah pengukuran tegangan Vab dengan memodifikasi parameter rangkaian
menjadi
R1 = R2 = 1,5 k
R1 = R2 = 1,5 M
15. Sebelum mengubah nilai R (dan menyambungkan voltmeter ke rangkaian),
pastikan batas ukur voltmeter terpilih dengan tepat.
16. Lakukan kembali pengukuran tegangan searah Vab tersebut (dengan tiga harga R
yang berbeda) menggunakan multimeter digital.
17. Catatlah semua hasil perhitungan dan pengukuran tegangan Vab tersebut dalam
Buku Catatan Laboratorium. Perhatikan contoh Tabel 1-3.
Tabel 1-3 Data pengukuran tegangan dengan multimeter
Parameter yang
digunakan
VS
(V)
R1
R2
()
()
6
120
120
Multimeter Analog
Multimeter Digital
Batas
Ukur
(V)
Sensitivitas
(/V)
Vab
(V)
Vab
(V)
10 V
200 k
dst.
dst.
dst
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
11
Mengukur Tegangan Bolak-balik
Pada bagian ini akan digunakan generator sinyal untuk menghasilkan tegangan
bolak-balik dengan frekuensi yang dapat diubah-ubah.
18. Catat dalam Buku Catatan Laboratorium. tipe dan spesifikasi generator sinyal
yang dipergunakan.
19. Buatlah rangkaian seperti pada Gambar 1-12. Pada rangkaian ini G (Generator
Sinyal) digunakan sebagai sumber tegangan bolak-balik. Voltmeter analog dan
digital digunakan bergantian, tidak bersamaan.
120
a
1,5 k
1,5 M
R1
+
-
1,5 M
R2
120
G
1,5 k
V
V
Analog
b
Keterangan: G= Generator Sinyal
Gambar 1-12 Rangkaian pengukuran tegangan AC
120
a
1,5 k
1,5 M
R1
+
Keterangan: G= Generator Sinyal
V
1,5 M
-
R2
120
G
1,5 k
V
Digital
b
Gambar 1-13 Rangkaian pengukuran tegangan AC
20. Aturlah frekuensi generator sinyal pada 50 Hz. Ukur dan aturlah amplitude
generator sinyal tersebut sebesar 6 V efektif dengan multimeter.
21. Hambatan yang dipiilh adalah R1 = R2 = 1,5 K. Gunakan multimeter analog dan
digital secara bergantian untuk mengukur tegangan Vab.
22. Ukurlah tegangan Vab pada multimeter analog dan digital, catat dalam Buku
Catatan Laboratorium. Gunakan contoh Tabel 1-3 untuk mencatat hasil
pengukuran.
23. Lakukan kembali pengukuran tegangan Vab dengan mengatur frekuensi
generator pada 500 Hz, 5 kHz, 50 kHz ,500 kHz dan 5 Mhz. Pada bagian
pengaturan frekuensi generator ini, tidak perlu terlalu teliti (toleransi sekitar 5%).
Perhatikan bahwa tegangan generator harus tetap sebesar 6 V efektif! Apakah
12
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
terdapat pengaruh frekuensi tegangan yang diukur terhadap kemampuan
multimeter yang digunakan? Tetapkah hasil pengukuran Vab untuk bermacammacam frekuensi tersebut?
24. Catatlah semua hasil percobaan di atas pada Tabel 1-4, lakukan analisis data
tabel tersebut pada laporan.
Tabel 1-4 Data pengukuran tegangan AC
No.
1
Frekuensi
(Hz)
50
2
500
dst.
dst
Vab (Volt)
Multimeter Analog
Multimeter Digital
dst.
dst
Membaca dan Mengukur Nilai Resistansi
1. Gunakan Kit Multimeter. Nyalakan multimeter analog pada fungsinya sebagai
ohmmeter. Hubung singkatkan kedua probe multimeter dan aturlah dengan
pengatur harga nol sehingga Ohmmeter menunjuk nol. (Umumnya langkah ini
harus dilakukan setiap kali kita mengubah batas ukur Ohmmeter).
2. Ukurlah resistansi R1, R2, R3, R4 dan R5 pada Kit Multimeter dengan
menggunakan Ohmmeter. Tuliskan warna gelang masing-masing resistor!
Tentukan nilai toleransinya. (Pilihlah batas ukur yang memberikan pembacaan
pada daerah pertengahan skala bila skala ohmmeter tidak linier). Tuliskanlah
hasil pengukuran ini pada Tabel 1-5.
3. Lakukan kembali pengukuran kelima resistansi tersebut, dengan menggunakan
multimeter digital.
4. Bandingkan hasil pengukuran dengan dua macam multimeter tadi. Tuliskan hasil
analisis dan kesimpulan pada laporan.
Tabel 1-5 Hasil pengukuran resistansi dengan multimeter
Nilai Resistansi
Tertulis
( )
Warna
Gelang
R1
220k
Merah-Merah-CoklatEmas
dst.
dst.
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
Nilai
Tolerans
(%)
5
Nilai Resistansi Terukur
( )
Multimeter
Analog
Multimeter
Digital
218
218.56
13
Mengumpulkan/ Mencari Spesifikasi Teknik 2
5. Catatlah dalam Buku Catatan Laboratorium, spesifikasi-teknik osiloskop yang
akan dipergunakan!
Kalibrasi
6. Hubungkan output kalibrator dengan input X osiloskop.
Gambar 1-14 Terminal sinyal kalibrasi dan port input osiloskop
7. Ukur tegangan serta periodanya untuk dua harga “Volt/Div” dan “Time/Div”,
catat ke dalam Tabel 1-6.
8. Lakukan percobaan ini untuk kanal 1 dan kanal 2.
Tabel 1-6 Pemeriksaan Kondisi Kalibrasi Osiloskop
No.
Harga Kalibrator
Tegangan
Frekuensi
(V)
(Hz)
Skala Pembacaan
Vert.
Hors.
(V/div)
(s/div)
Hasil Pengukuran
Tegangan
Perioda
Frekuensi
(V)
(s)
(Hz)
1
9. Bandingkan hasil pengukuran dengan harga kalibrator sebenarnya. Tulis analisis
dan kesimpulan saudara dalam laporan.
Mengukur Tegangan Searah
10. Atur tegangan output dari power supply DC sebesar 2 V (diukur dengan
multimeter).
11. Kemudian ukur besar tegangan ini dengan osiloskop. Yakinkan posisi source
coupling pada DC.
12. Tuliskan hasil pengukuran pada Tabel 1-7
Tabel 1-7 Hasil pengukuran tegangan DC dengan multimeter dan osiloskop
Tegangan terukur (V)
Multimeter
14
Osiloskop
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
Mengukur Tegangan Bolak-balik
13. Atur generator sinyal pada frekuensi 1 kHz gelombang sinus, dengan tegangan
sebesar 2 Vrms diukur dengan multimeter digital.
14. Kemudian ukur tegangan ini dengan osiloskop. Yakinkan posisi Source Coupling
pada AC.
15. Lakukan lagi untuk frekuensi 100 Hz dan 10 kHz.
16. Tuliskan hasil pengukuran pada Tabel 1-8.
Tabel 1-8 Hasil pengukuran tegangan DC dengan multimeter dan osiloskop
Frekuensi (Hz)
Tegangan Terukur (V)
Multimeter Osiloskop
100
1k
10k
Mengukur Beda Fasa
17. Gunakan kit Osiloskop dan Generator Sinyal. Atur generator sinyal pada frekuensi
1 kHz gelombang sinus, dengan tegangan sebesar 2 Vpp.
18. Hubungkan generator sinyal ini dengan input rangkaian penggeser fasa pada kit
praktikum (rangkaian RC).
Rangkaian
Penggeser
Fasa
in
out
Gambar 1-15 Rangkaian penggeser fasa
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
15
19. Ukur beda fasa antar sinyal input dan output rangkaian penggeser fasa dengan
menggunakan cara membaca dual trace dan Lissajous. Pada pengukuran beda
fasa dengan dual trace, yakinkan Source Trigger bukan vertical.
20. Amatilah untuk beberapa kedudukan potensio R!
21. Tuliskan hasil pengukuran pada Tabel 1-9, lakukan Lakukan analisa dan
sampaikan hasilnya dalam laporan.
Tabel 1-9 Hasil pengukuran beda fasa dengan osiloskop
Posisi
Nilai
Potensio R
Vinput
(Vpp)
finput
(kHz)
Minimum
2
1
Maksimum
Pengukuran Beda Fasa
Dual Trace
(gambarkan)
Lissajous
(gambarkan)
Ø=…
Ø=…
Ø=…
Ø=…
dst.
Mengukur Frekuensi
22. Gunakan kit Box Osilator. Hubungkan dengan sumber tegangan DC 5 V.
23. Gunakan keluaran dari osilator dan amati pada osiloskop.
24. Ukur frekuensi osilator f1, f2 dan f3 dengan menggunakan cara langsung dan cara
Lissajous.
25. Tuliskan hasil pengukuran pada Tabel 1-10.
Tabel 1-10 Hasil pengukuran frekuensi dengan osiloskop
Posisi
Selektor
Frekuensi
Pengukuran frekuensi
Cara Langsung
Tsinyal
(s)
fsinyal
(Hz)
Cara Lissajous
f - generator
sinyal (Hz)
Gambar
Tampilan
f - sinyal
(Hz)
f1
f2
f3
16
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
Mengukur Faktor Penguatan
26. Gunakan bagian “Penguat” (pada kit Osiloskop dan Generator Sinyal, jangan
lupa menghubungkan catu-daya nya ke jala-jala). Sebagai inputnya, gunakan
gelombang sinus 1 kHz 2 Vpp dari Generator Fungsi.
27. Ukur penguatan (Vo/Vi) dari sinyal di input ke output menggunakan cara
langsung (mode xy) dan dengan dual trace.
28. Tuliskan hasil pengukuran pada Buku Catatan Laboratorium (Tabel 1-11).
Tabel 1-11 Hasil pengukuran faktor penguatan dengan osiloskop
Vinput
Cara
Langsung
Tegangan Frekuensi
(kHz)
(Vpp)
Faktor
Penguatan
2
1
Cara Dual Trace
Vout
(Vpp)
Faktor
Penguatan
dst.
Menggambar Karakteristik Komponen Dua Terminal
29. Gunakan rangkaian/ komponen-komponen pada bagian kanan kit “Osiloskop dan
Generator Sinyal”. Hubungkan resistor sebagai komponen dua terminal dengan
rangkaian pada Gambar 1-16 dibawah ini. Gunakan gelombang sinusoid dengan
frekuensi 150 Hz, 2 Vpp pada generator sinyal.
+
GenSinyal
Vx
+
1KΩ
_
_
1KΩ
-
Vy
+
Gambar 1-16 Rangkaian karakterisasi resistor
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
17
30. Atur osiloskop pada mode x-y. Aktifkan tombol “INV” pada kanal Y. Perhatikan
karakteristik komponen tersebut. Catat kurva karakteristik i-v komponen tersebut
pada Buku Catatan Laboratorium.
31. Ulangilah pengukuran karakteristik di atas dengan memodifikasi komponen dua
terminal rangkaian untuk kapasitor dan dioda seperti yang digambarkan pada
gambar 1-17 dan 1-18 dibawah ini.
+
Vx
_
_
+
GenSinyal
1KΩ
-
Vy
+
Gambar 1-17 Rangkaian karakterisasi kapasitor
+
Vx
_
_
+
GenSinyal
1KΩ
-
Vy
+
Gambar 1-18 Rangkaian karakterisasi dioda
32. Apa yang terjadi bila bentuk gelombang yang digunakan adalah segitiga, untuk
ketiga rangkaian diatas ?. Catatlah pada BCL.
Mengakiri Percobaan
33. Sebelum keluar dari ruang praktikum, rapikan meja praktikum. Bereskan kabel
dan matikan osiloskop, generator sinyal, dan power supply DC. Cabut daya dari
jala-jala ke kit praktikum. Pastikan juga multimeter analog dan multimeter
digital ditinggal-kan dalam keadaan mati (selector menunjuk ke pilihan off) dan
tertutup kover-nya.
34. Periksa lagi lembar penggunaan meja. Praktikan yang tidak menandatangani
lembar penggunaan meja atau membereskan meja ketika praktikum berakhir
akan men-dapatkan potongan nilai sebesar minimal 10.
35. Pastikan asisten telah menandatangani catatan percobaan kali ini pada pada
Buku Catatan Laboratorium anda. Catatan percobaan yang tidak ditandatangani
oleh asisten tidak akan dinilai
18
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
Percobaan 2
Rangkaian Arus Searah
dan Nilai Statistik Resistansi
2.1 Tujuan
1. Memahami penggunaan teorema Thevenin dan teorema Norton pada rangkaian
arus searah
2. Memahami Teorema Superposisi
3. Memahami Teorema Resiprositas
4. Dapat merancang Rangkaian Pembagi Tegangan
5. Memahami rangkaian resistor seri dan paralel
6. Memahami nilai statistik resistansi
2.2 Persiapan
Pelajari keseluruhan petunjuk praktikum untuk modul rangkaian DC ini. Kerjakan tugas
pendahuluan dan kumpulkan sesuai ketentuan yang berlaku.
Teorema Thevenin
Suatu rangkaian aktif (dengan sumber tegangan dan/ atau sumber arus dependen maupun
independen) yang bersifat linier dengan 2 kutub (terminal) a dan b, dapat diganti dengan
suatu tegangan VT seri dengan resistor RT.
a
a
RT
Rangkaian
aktif linier
VT
b
b
Gambar 2-1 Konsep Teorema Thevenin
VT = tegangan pada a-b dalam keadaan tanpa beban (open circuit) = VOC
RT = resistansi pada a-b “dilihat” kearah rangkaian dengan semua sumber independen
diganti dengan resistansi dalamnya.
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
19
Dengan teorema ini kita dapat menghitung arus beban dengan cepat bila beban diubahubah.
Teorema Norton
Suatu rangkaian aktif (dengan sumber tegangan dan atau sumber arus dependen maupun
independen) yang bersifat linier dengan 2 kutub (terminal) a dan b, dapat diganti dengan
satu sumber arus IN paralel dengan satu resistor dengan resistansi RN.
a
a
+
Rangkaian
aktif linier
RN
IN
b
b
Gambar 2-2 Teorema Norton
IN = arus melalui a-b dalam keadaan hubung singkat (short circuit) = ISC
RN = resistansi pada a-b “dilihat” ke arah rangkaian dengan semua sumber independen
diganti dengan resistansi dalamnya.
Teorema Superposisi
Prinsip superposisi menyebabkan suatu rangkaian rumit yang memilki sumber
tegangan/arus lebih dari satu dapat dianalisis menjadi rangkaian dengan satu sumber.
Teorema ini menyata-kan bahwa respon yang terjadi pada suatu cabang, berupa arus atau
tegangan, yang disebab-kan oleh beberapa sumber (arus dan/atau sumber tegangan) yang
bekerja bersama-sama, sama dengan jumlah masing-masing respon bila sumber tersebut
bekerja sendiri dengan sum-ber lainnya diganti oleh resistansi dalamnya.
Ketika menentukan arus atau tegangan dari satu sumber tertentu, semua tegangan
indepen-den digantikan dengan hubung singkat dan semua sumber arus independen
digantikan dengan hubung terbuka. Tegangan dependen tidak mengalami perubahan.
Prinsip superposisi ini dapat diperluas untuk sumber yang bolak-balik, namun hanya berlaku
pada rangkaian yang linear.
Jadi bila pada suatu rangkaian terdapan n buah sumber, maka akibat total, berupa arus
atau tegangan, pada suatu cabang dapat dituliskan sebagai berikut:
at = a1 + a2 + ...+ an
dimana
at = arus atau tegangan pada suatu cabang bila n buah sumber (sumber arus dan/atau
sumber tegangan) bekerja bersama-sama
20
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
a1 = arus atau tegangan pada suatu cabang tersebut bila hanya sumber S1 yang bekerja,
sedangkan sumber S2, S3, ... Sn diganti oleh resistansi dalamnya.
... dan seterusnya hingga a ke n (an)
an = arus atau tegangan pada suatu cabang tersebut bila hanya sumber Sn yang bekerja,
sedangkan sumber S1, S2, ... Sn-1 diganti oleh resistansi dalamnya.
Teorema Resiprositas
Dalam tiap rangkaian pasif yang bersifat linier, bila suatu sumber tegangan V yang dipasang
pada cabang k menghasilkan arus I1 = I pada cabang m, maka bila sumber tegangan V
tersebut dipindahkan ke cabang m, arus yang mengalir pada cabang k adalah I2 = I.
R1
R2
m
k
I1 = I
R3
V
R4
R5
R6
Gambar 2-3 Sumber tegangan v dipasang pada cabang k,
dan arus pada cabang m adalah I1=I
R1
R2
k
m
I2 = I
V
R3
R4
R5
R6
Gambar 2-4 Sumber tegangan v dipindahkan ke cabang m,
maka arus pada cabang k ialah I2 = I
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
21
2.3 Alat dan Komponen yang Digunakan
1. Kit Teorema Thevenin dan Norton
(1 buah)
2. Kit Multimeter
(1 buah)
3. Kit Osiloskop dan Generator Sinyal
(1 buah)
4. Resistor 1K
(100 buah)
5. Resistor Dekade
(1 set)
6. Power Supply DC
(2 buah)
7. Multimeter
(2 buah)
8. Kabel 4mm – 4mm
(min 10 buah)
2.4 Tugas Pendahuluan
1. Perhatikan rangkaian di bawah ini untuk R1 = 33 K, R2 = 1,5 K, R3 = 2,2 K,
dan R4 = 1,5 K.
R1
R3
R2
R4
I4
V1
V2
Gambar 2-5 Rangkaian percobaan superposisi
2. Hitunglah arus yang melalui R4 (yaitu I4) dan beda potensial pada R1 untuk nilai
V1=12 V dan V2 = 6 V.
3. Asumsi di lab hanya tersedia resistor dengan nilai berikut ini:
220 K
1 buah
10
1 buah
33 K
1 buah
2,2 K
1 buah
120
2 buah
1,5 K
2 buah
1,5 M
2 buah
Kombinasikan sebagian dari resistor-resistor tersebut untuk menghasilkan nilai
resistansi di bawah ini:
22
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
70
870
5,2 K
1,72 M
36,7 K
2.5 Percobaan
Memulai Percobaan
1. Sebelum memulai percobaan, isi dan tanda tangani lembar penggunaan meja
yang tertempel pada masing-masing meja praktikum. Catat juga nomor meja
dan Kit Praktikum yang digunakan dalam Buku Catatan Laboratorium.
2. Periksa kelengkapan dan kondisi alat ukur serta sumber arus yang tersedia di
meja praktikum
Percobaan Teorema Thevenin (Rangkaian 1)
3. Dalam percobaan ini, teorema Thevenin dipergunakan untuk mencari arus pada
beban R (R1, R2, atau R3) pada cabang C-D secara tidak langsung, dengan
mengukur VT, RT, dan R. Kemudian hasilnya dibandingkan dengan pengukuran
arus melalui beban secara langsung dengan membaca milli Ammeter.
4. Gunakan kit Thevenin dan Norton. Pasanglah sumber tegangan searah 20 V pada
A-B. pada cabang C-D pasanglah mA meter seri dengan beban R1, seperti pada
Gambar 2-6. Catat arus yang melalui R1.
C
A
A
Rangkaian
N
20V
R1
B
I
D
Gambar 2-6 Pengukuran arus rangkaian
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
23
5. Bukalah beban & mA-meter, sehingga C-D terbuka (open circuit). Ukurlah
tegangan open circuit C-D dengan Voltmeter Elektronik yang mempunyai
impendansi input tinggi,( seperti pada Gambar 2-7. ) catat tegangan open circuit
ini sebagai nilai VT. Perhatikan bahwa tegangan sumber A-B harus tetap = 20 V.
C
A
Rangkaian
N
20V
V
B
D
Gambar 2-7 Pengukuran tegangan Thevenin
6. Untuk mengukur RT, yaitu resistansi yang “dilihat” pada terminal C-D ke arah kiri,
bukalah/lepaskan sumber tegangan dari A-B dan hubung singkatkan A-B, seperti
pada Gambar 2-8. Ukurlah resistansi pada terminal C-D dengan ohmmeter (atau
jembatan).
C
A
Rangkaian
N
Ohm meter
B
D
Gambar 2-8 Pengukuran resistansi Thevenin/ Norton (RT)
7. Ukurlah resistansi R1
8. Hitunglah arus melalui R1 dari:
I
VT
RT  Ri
C
RT
R1
VT
I
D
Gambar 2-9 Pengukuran arus pada rangkaian pengganti Thevenin 1
24
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
9. Bandingkan hasil perhitungan tersebut dengan hasil yang saudara peroleh dari
pengukuran pada langkah no 3.
10. Ulangilah percobaan Thevenin ini (langkah 3 sampai 7) untuk harga R = R2 dan
R = R3.
11. Tuliskan hasil percobaan di atas dalam bentuk tabel pada Buku Catatan
Laboratorium (BCL).
Teorema Thevenin (Rangkaian 2)
12. Susun rangkaian seperti Gambar 2-9. Sumber tegangan menggunakan sumber
tegangan yang diatur tegangannya pada nilai VT langkah 5 dan resistor
mengguna-kan resistor dekade atau potensiometer yang tersedia pada kit
praktikum, dengan nilai RT pada langkah 6.
13. Ukurlah arus yang mengalir melalui R1 dengan mA-meter.
14. Ulangilah percobaan 11-14 untuk R = R2, R = R3, dan R = 0 (hubung-singkat).
15. Tulislah hasil percobaan di atas dalam Buku Catatan Laboratorium.
Teorema Norton
16. Dalam percobaan ini, rangkaian pada percobaan thevenin 1 di atas diganti
dengan se-buah sumber arus IN paralel dengan suatu resistansi RN yang besarnya
sama dengan RT.
17. Mencari besar IN. Pasanglah sumber tegangan searah 20 V pada A-B. Ukurlah
arus hubung-singkat pada C-D (pasanglah mA-meter pada C-D).
C
A
Rangkaian
N
20V
A
I
B
D
Gambar 2-10 Pengukuran arus Norton
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
25
18. RN = RT dapat diperoleh pada langkah 6 pada percobaan sebelumnya. Aturlah
sumber arus sehingga menghasilkan arus sebesar IN seperti telah diperoleh dari
langkah 17. Buatlah rangkaian seperti di bawah ini:
E
C
A
A
Sumber
arus IN
Rangkaian
N
RT
R1
B
F
D
Gambar 2-11 Pengukuran arus rangkaian pengganti Norton
19. Ukurlah arus melalui mA-meter untuk R = R1, R2 dan RN2
20. Ubah resistor RN menggunakan resistor dekade, lakukan kempbali pengukuran
arus seperti pada langkah 19.
21. Tulislah hasil pengamatan saudara dalam Buku Catatan Laboratorium.
Teorema Superposisi
22. Gunakan Kit Multimeter. Perhatikan rangkaian sebagai berikut untuk R1 = 33 K,
R2 = 1,5 K, R3 =1,5 K, dan R4 = 2,2 K.
R1
R3
R2
V1
R4
I4
V2
Gambar 2-12 Pengukuran arus rangkaian teorema superposisi
26
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
23. Buatlah rangkaian seperti gambar di atas dengan V1= 12 V, dan V2 = 0 V (V2
dihubung singkat).
24. Ukur arus yang melalui R4 (yaitu arus I4) dan beda potensial pada R1. Catat
hasilnya pada Buku Catatan Laboratorium.
Keterangan: JANGAN menghubung-singkatkan sumber tegangan. Lepaskan sumber
tegangan dari rangkaian, baru hubung singkatkan kedua titik pada rangkaian.
25. Kemudian ubah rangkaian di atas menjadi V1 = 0 V (V1 dihubung singkat) & V2 = 6
V.
26. Ukur arus yang melalui R4 (yaitu arus I4) dan beda potensial pada R1. Catat
hasilnya dalam Buku Catatan Laboratorium.
27. Kemudian modifikasilah rangkaian di atas menjadi V1=12 V dan V2 = 6 V.
(Petunjuk: Gunakan rangkaian pembagi tegangan menghasilkan V2 = 6V.)
28. Ukur arus yang melalui R4 (yaitu arus I4) dan beda potensial pada R1, catat dalam
Buku Catatan Laboratorium. Lakukan perhitungan nilai arus dan tegangan yang
seharusnya terjadi dan Lakukan analisa dan sampaikan hasilnya dalam laporan.
Teorema Resiprositas
29. Buatlah rangkaian berikut dengan R1= 1,5 K, R2= 33K, R3= 1,5K, R4= 220K,
R5= 2,2K.
R1
R3
R5
a
R2
R4
b
Gambar 2-13 Rangkaian percobaan teorema resiprositas
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
27
30. Pasang sumber tegangan V = 12 V pada a-b. Ukurlah arus yang melalui c-d
dengan memasang milli Ammeter pada c-d. Perhatikan polaritas milli Ammeter.
31. Pindahkanalah sumber tegangan 12 V tersebut ke c-d (Vcd = 12V)
32. Ukurlah arus melalui a-b dengan memasang milli Ammeter pada a-b.
Transfer Daya Maksimum
33. Gunakan Kit Teorema Norton. Rangkai rangkaian pembagi tegangan seperti
gambar di bawah ini dengan nilai resistor RA = resitor variabel metrix x10 K , x1
K , x100 serta RB = 3,3 Kdari kit praktikum.
A
RA
10 V
RB
V
Vs
Gambar 2-14 Rangkaian percobaan pembagi tegangan
34. Amati dan catat tegangan, arus dan daya yang terjadi pada resistor beban RB
sesuai dengan Tabel 2-1
35. Gambarkan grafik daya vs RB pada Buku Catatan Laboratorium dan amati
adanya tegangan maksimum
36. Atur RB hingga diperoleh nilai RB yang memberi nilai daya maksimum
37. Sampaikan analisis hasilnya pada laporan
Tabel 2- 1 Pengukuran Transfer Daya Maksimum
RB(
No
1
200
2
400
3
800
4
1600
5
3200
6
6400
7
12800
8
512000
28
VB(V)
IB (A)
PB (Watt)
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
Rangkaian Resistor Seri dan Paralel
38. Gunakan Kit Multimeter. Rangkai suatu rangkaian dengan resistor-resistor yang
tersedia pada kit, yang menghasilkan resistansi efektif sesuai di bawah ini (pilih
hari yang sesuai dengan hari praktikum).
70
(Senin)
870
(Selasa)
5,2 K
(Rabu)
1,72 M
(Kamis)
36,7 K
(Jumat)
39. Ukur resistansi masing-masing resistor yang digunakan dan resistansi efektif
rangkaian tersebut dengan menggunakan multimeter digital, catat pada Buku
Catatan Laboratorium.
Perilaku Statistik Nilai Resistansi
40. Ukurlah ke 100 resistor 1k dengan menggunakan Multimeter Digital. Catat
nilainya dalam Tabel 2-2
Tabel 2-2 Data pengukuran resistor
No.
Resistansi ()
1
0-967
2
968-972
3
973-977
4
978-982
5
983-987
6
988-992
7
993-997
8
998-1002
9
1003-1007
10
1008-1012
11
1013-1017
12
1018-1022
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
Cacah
Jumlah
29
13
1023-1027
14
1028-1032
15
1033- …
41. Setelah semua kelompok dalam pengawasan satu asisten selesai mengukur
resistansi, gabungkan hasil dalam table berikut.
Tabel 2-3 Rekapitulasi data pengukuran resistor
No.
Resistansi
()
1
0-967
2
968-972
3
973-977
4
978-982
5
983-987
6
988-992
7
993-997
8
998-1002
9
1003-1007
10
1008-1012
11
1013-1017
12
1018-1022
13
1023-1027
14
1028-1032
15
1033- …
30
Jumlah di Jumlah di Jumlah di
Kel ___
Kel ___
Kel ___
Jumlah di
Kel ___
Jumlah di
Kel ___
Jumlah
Keseluruhan
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
42. Buat statistik dalam bentuk histogram nilai resistansi tersebut dalam laporan.
43. Secara acak ambilah 3 buah resistor, ukur kembali resistansi resistor-resistor
tersebut. Berapakah probabilitas ke 3 resistor bernilai dalam antara 999-1001?
Jelaskan pengamatan dan kesimpulan dalam laporan.
Mengakhiri Percobaan
44. Sebelum keluar dari ruang praktikum, rapikan meja praktikum. Bereskan kabel
dan matikan osiloskop, generator sinyal, dan power supply DC. Cabut daya dari
jala-jala ke kit praktikum. Pastikan juga multimeter analog dan multimeter
digital ditinggal-kan dalam keadaan mati (selector menunjuk ke pilihan off).
45. Periksa lagi lembar penggunaan meja. Praktikan yang tidak menandatangani
lembar penggunaan meja atau membereskan meja ketika praktikum berakhir
akan men-dapatkan potongan nilai sebesar minimal 10.
46. Pastikan asisten telah menandatangani catatan percobaan kali ini pada pada
Buku Catatan Laboratorium anda. Catatan percobaan yang tidak ditandatangani
oleh asisten tidak akan dinilai.
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
31
Percobaan 3
Rangkaian Penguat Operasional
3.1 Tujuan
1. Dapat menyusun rangkaian pada breadboard
2. Memahami penggunaan operational amplifier
3. Dapat menggunakan rangkaian-rangkaian standar operational amplifier pada
komputasi analog sederhana
3.2 Persiapan
Pelajari keseluruhan petunjuk praktikum untuk modul op amp ini. Tugas pendahuluan pada
modul ini adalah menyusun lima buah rangkaian menggunakan IC op amp 741 pada
breadboard. Untuk mendukung pengerjaan tugas pendahuluan ini, siswa diharapkan telah
membaca “Petunjuk Umum Penggunaan BreadBoard” dan Appendix berjudul “Rating
Komponen”.
Peralatan dan perlengkapan yang akan digunakan, seperti breadboard, IC, dan kabel
penghubung, akan disediakan dari lab dan dapat diambil di Laboratorium Dasar sehari
sebelum praktikum dimulai. Buat rangkaian di rumah dan bawa rangkaian ini pada saat
praktikum sebagai tugas pendahuluan sekaligus bahan praktikum.
Pengenalan Op Amp
Operational Amplifier, sering disingkat dengan sebutan Op Amp, merupakan komponen
yang penting dan banyak digunakan dalam rangkaian elektronik berdaya rendah (low
power). Istilah operational merujuk pada kegunaan op amp pada rangkaian elektronik yang
memberikan operasi aritmetik pada tegangan input (atau arus input) yang diberikan pada
rangkaian.
Op amp digambarkan secara skematik seperti pada Gambar 3-1.
32
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
Gambar 3-1 Simbol penguat operasional
Gambar di atas menunjukkan dua input, output, dan koneksi catu daya pada op amp. Simbol
”-” menunjukkan inverting input dan ”+” menunjukkan non-inverting input. Koneksi ke catu
daya pada op amp tidak selalu digambarkan dalam diagram, namun harus dimasukkan
pada rangkaian yang sebenarnya.
IC Op Amp 741
Gambar 3-2 Konfigurasi pin IC Op amp 741
IC op amp yang digunakan pada percobaan ini ditunjukkan pada Gambar 3-2. Rangkaian
op amp ini dikemas dalam bentuk dual in-line package (DIP). DIP memiliki tanda bulatan
atau strip pada salah satu ujungnya untuk menandai arah yang benar dari rangkaian. Pada
bagian atas DIP biasanya tercetak nomor standar IC. Perhatikan bahwa penomoran pin
dilakukan berla-wanan arah jarum jam, dimulai dari bagian yang dekat dengan tanda
bulatan/strip.
Pada IC ini terdapat dua pin input, dua pin power supply, satu pin output, satu pin NC (no
connection), dan dua pin offset null. Pin offset null memungkinkan kita untuk melakukan
sedikit pengaturan terhadap arus internal di dalam IC untuk memaksa tegangan output
menjadi nol ketika kedua input bernilai nol. Pada percobaan kali ini kita tidak akan
menggunakan fitur offset null. Perhatikan bahwa tidak terdapat pin ”ground” pada op amp
ini, amp menerima referensi ground dari rangkaian dan komponen eksternal.
Meskipun pada IC yang digunakan pada eksperimen ini hanya berisi satu buah op amp,
terdapat banyak tipe IC lain yang memiliki dua atau lebih op amp dalam suatu kemasan DIP.
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
33
IC op amp memiliki kelakukan yang sangat mirip dengan konsep op amp ideal pada analisis
rangkaian. Bagaimanapun, terdapat batasan-batasan penting yang perlu diperhatikan.
Pertama, tegangan maksimum power supply tidak boleh melebihi rating maksimum,
biasanya ±18V, karena akan merusak IC. Kedua, tegangan output dari IC op amp biasanya
satu atau dua volt lebih kecil dari tegangan power supply. Sebagai contoh, tegangan swing
output dari suatu op amp dengan tegangan supply 15 V adalah ±13V. Ketiga, arus output
dari sebagian besar op amp memiliki batas pada 30mA, yang berarti bahwa resistansi beban
yang ditambahkan pada output op amp harus cukup besar sehingga pada tegangan output
maksimum, arus output yang mengalir tidak melebihi batas arus maksimum.
Rangkaian Standar Op Amp
Berikut ini merupakan beberapa rangkaian standar op amp. Untuk penurunan
persamaannya dapat merujuk ke buku teks kuliah. Jika ingin mendesain rangkaian
sederhana, pilihlah resistor dalam range sekitar 1k sampai 200k.
Vout = Vin
Gambar 3-3 Rangkaian penyangga (voltage follower)
Vout = -(R2/R1)Vin
Gambar 3-4 Penguat Inverting
Vout = (1+R2/R1)Vin
Gambar 3-5 Penguat Noninverting
34
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
Vout = (R2/R1)(Vin,2-Vin,1)
Gambar 3-6 Penguat Selisih
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
35
3.3 Alat dan Komponen yang Digunakan
1. Power Supply DC
(2 buah)
2. Generator Sinyal
(1 buah)
3. Osiloskop
(1 buah)
4. Kabel BNC – probe jepit (2 buah)
5. Kabel BNC – BNC
(1 buah)
6. Kabel 4mm – 4mm
(max. 5 buah)
7. Kabel 4mm – jepit buaya (max. 5 buah)
8. Multimeter Digital
(2 buah)
9. Breadboard
(1 buah)
10. Kabel jumper
(1 meter)
11. IC Op Amp 741
(7 buah)
12. Kapasitor 1 nF
(1 buah)
13. Resistor 1 k
(6 buah)
14. Resistor 1,1 k
(2 buah)
15. Resistor 2,2 k
(7 buah)
16. Resistor 3,3 k
(4 buah)
3.4 Tugas Pendahuluan
1. Rangkai keempat rangkaian seperti pada Gambar 3-7 di atas breadboard, bawa
pada saat praktikum.
36
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
+ 12 V
3,3k ohm
Vo
2,2k ohm
A
B
C
2,2k ohm
1k ohm
D
1k ohm
2,2k ohm
- 12 V
3,3k ohm
- 12 V
Vin
Gambar 3-7 Rangkaian percobaan penguat non-inverting
+ 12 V
3,3k ohm
B
2,2k ohm
1,1k ohm
Vo
1k ohm
A
2,2k ohm
- 12 V
- 12 V
Vin
Gambar 3-8 Rangkaian percobaan penguat inverting
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
37
+ 12 V
3,3k ohm
B
2,2k ohm
1k ohm
Vo
1,1k ohm
1k ohm
A
Vin2
2,2k ohm
- 12 V
Vin1
Gambar 3-9 Rangkaian percoban penguat penjumlah
+ 12 V
CF = 1nF
Rs = 1k ohm
Vo
Vs
- 12 V
Gambar 3-10 Rangkaian percobaan integrator
2. Desain dan susunlah suatu rangkaian yang menghasilkan hubungan keluaran
dan masukan sebagai berikut
t
Kombinasi 1, vO  v A  2,2 v B dt
0
t
Kombinasi 2, vO  1,5v A  4,7  v B dt
0
t
Kombinasi 3, vO  2v A  2,2 v B dt
0
t
Kombinasi 4, vO  1,2v A  4,7 v B dt
0
Dengan Va dan Vb adalah input tegangan, dan nilai kombinasi (x) memenuhi
persamaan berikut.
38
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
x = ((3 digit terakhir NIM salah satu anggota kelompok) mod 4) + 1
Misalkan untuk NIM 128, gunakan Kombinasi 1.
Petunjuk: Pastikan untuk menggunakan orde resistor yang tepat (k) sesuai dengan
rating daya pada resistor. Kelebihan daya pada resistor dapat menyebabkan resistor
dan op amp mengalami kerusakan. Jika ini terjadi maka dapat menyebabkan
pengurangan nilai.
3. Turunkan persamaan differensial rangkaian Gambar 3-11 berikut dengan frekuensi
osilasinya.
4. Pada Buku Catatan Laboratorium, buatlah tabel untuk data menurut perhitungan
dan hasil pengukuran. Hasil pengukuran akan diisi pada saat praktikum
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
39
3.5 Percobaan
Memulai Percobaan
1. Sebelum memulai percobaan, isi dan tanda tangani lembar penggunaan meja
yang tertempel pada masing-masing meja praktikum. Catat juga nomor meja
dan Kit Praktikum yang digunakan dalam Buku Catatan Laboratorium.
2. Pada percobaan ini akan digunakan tegangan catu + 12 V dan -12 V untuk
rangkaian op amp. Pastikan tegangan catu OFF ketika menyusun rangkaian.
Setelah rangkaian telah dicek (yakin bahwa tidak terdapat kesalahan
perangkaian) baru berikan tegangan. Koneksi tegangan yang tidak tepat akan
merusak IC dan pengurangan nilai.
Rangkaian Penguat Non-Inverting
3. Perhatikan dan susun rangkaian seperti pada Gambar 3-7
4. Ukur dan catat nilai aktual resistor 1k.
5. Sambungkan VP ke titik A, catat nilai Vin dan Vo.
6. Sambungkan VP ke titik B, catat nilai Vin dan Vo.
7. Sambungkan VP ke titik C, catat nilai Vin dan Vo.
8. Sambungkan VP ke titik D, catat nilai Vin dan Vo.
9. Bagaimana hubungan antara Vout dengan Vin? Catat dan lakukan analisa pada
laporan.
Rangkaian Penguat Inverting
10. Perhatikan dan susun rangkaian seperti pada Gambar 3-8.
11. Ukur dan catat nilai aktual resistor yang digunakan.
12. Sambungkan VP ke titik A, catat nilai Vin dan Vo.
13. Sambungkan VP ke titik B, catat nilai Vin dan Vo.
14. Bagaimana hubungan antara Vout dengan Vin? Catat dan Lakukan analisa dan
sampaikan hasilnya dalam laporan.
15. Selanjutnya, dengan masih terhubung ketitik B, pasang generator sinyal sebagai
Vin dengan frekuensi 500 Hz. Atur keluaran generator sinyal sehingga
menghasilkan output op-amp (Vout)sebesar 4 Vpp.
40
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
16. Catat besar tegangan Vin peak to peak. Pastikan setting osiloskop menggunakan
DC coupling. Bagaimana hubungan antara Vout dengan Vin? Lakukan Lakukan
analisa dan sampaikan hasilnya dalam laporan.
Rangkaian Summer(Penjumlah)
17. Modifikasi rangkaian pada Gambar 3-8 dengan menambahkan input lain (Vin2)
dari generator sinyal, seperti pada Gambar 3-9.
18. Ukur dan catat nilai aktual resistor yang digunakan.
19. Buka sambungan dari titik C ke rangkaian. Pasang generator sinyal sebagai Vin
dengan frekuensi 500Hz. Atur keluaran generator sinyal sehingga menghasilkan
output op amp sebesar 4Vpp.
20. Sambungkan VP ke titik A. Amati dengan menggunakan osiloskop dan catat nilai
Vin serta Vo. Pastikan setting osiloskop menggunakan DC coupling.
21. Sambungkan VP ke titik B, catat nilai Vin dan Vo.
22. Bagaimana hubungan antara Vout dengan Vin? Catat dan Lakukan analisa dan
sampaikan hasilnya dalam laporan.
Rangkaian Integrator
23. Perhatikan dan susun rangkaian seperti pada Gambar 3-10
24. Rangkai Vs dengan sinyal kotak menggunakan generator sinyal pada frekuensi
1kHz 0,5Vpp.
25. Amati gelombang output dengan menggunakan osiloskop. Plot kedua gelombang
input dan output. Apakah hubungan antara gelombang input dan output?
Lakukan analisis dan tulis dalam laporan.
26. Lakukan langkah 23 dengan mengubah amplitudo sebesar 0.1Vpp dan
bandingkan hasilnya. Lakukan analisis tentang pengamatan anda!
Desain
27. Gunakan rangkaian yang sudah Anda persiapkan dari rumah.
28. Tunjukkan pada asisten bahwa hubungan antara Vouput dengan Vinput pada
rangkaian Anda adalah benar. (Petunjuk: Gunakan tegangan input V a sekitar 0,5
V dan tegangan Vb sekitar 0,1Vpp.)
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
41
Contoh Aplikasi persamaan differensial dengan rangkaian OpAmp untuk Oscillator.
29. Susunlah rangkaian pada gambar 3-11 dibawah, di breadboard yang disediakan.
+ 12 V
+ 12 V
CF = 1nF
CF =1nF
A
R1 = 12kΩ
B
C
R1 = 12kΩ
Vout
- 12 V
- 12 V
+ 12 V
R4 = 3,9kΩ
R3 = 12kΩ
- 12 V
Gambar 3-11 Rangkaian percobaan Oscillator
30. Catatlah frekuensi yang dihasilkan di titik C, dan catatlah di BCL.
31. Ubahlah nilai R1 dan R2 menjadi 6,8 K. amati sinyal yang muncul di titik C.
catat frekuensi-nya di BCL.
32. Kembalikan R1 & R2 ke nilai awal. Lalu ubahlah nilai C1 menjadi 470 pF. Amati
sinyal yang muncul di titik C. catat frekuensi-nya di BCL.
33. Kembalikan C1 ke nilai awal Ubahlah nilai R4 menjadi 12 K.. amati sinyal yang
muncul di titik C. catat frekuensi-nya di BCL.
Mengakhiri Percobaan
34. Sebelum keluar dari ruang praktikum, rapikan meja praktikum. Bereskan kabel
dan matikan osiloskop, generator sinyal, dan power supply DC. Pastikan juga
multimeter analog dan multimeter digital ditinggalkan dalam keadaan mati
(selector menunjuk ke pilihan off).
35. Periksa lagi lembar penggunaan meja. Praktikan yang tidak menandatangani
lembar penggunaan meja atau membereskan meja ketika praktikum berakhir
akan mendapatkan potongan nilai sebesar minimal 10.
36. Pastikan asisten telah menandatangani catatan percobaan kali ini pada Buku
Catatan Laboratorium anda. Catatan percobaan yang tidak ditandatangani oleh
asisten tidak akan dinilai.
42
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
Percobaan 4
Gejala Transien
4.1 Tujuan
1. Mengenali adanya respon natural, respon paksa, dan respon lengkap dari suatu
rangkaian yang mengandung komponen penyimpan tenaga.
2. Memahami dan menghitung konstanta waktu rangkaian RC dari respons waktu
rangkaian.
3. Memahami pengaruh tegangan sumber tegangan bebas pada nilai tegangan
tegangan transient dalam rangkaian RC.
4.2 Persiapan
Pelajari keseluruhan petunjuk praktikum untuk modul Gejala Transien ini. Kerjakan tugas
pendahuluan dan kumpulkan sesuai ketentuan yang berlaku.
Pengenalan
Gejala transien terjadi pada rangkaian-rangkaian yang mengandung komponen penyimpan
energi seperti inductor dan/atau kapasitor. Gejala ini timbul karena energi yang diterima
atau dilepaskan oleh komponen tersebut tidak dapat berubah seketika (arus pada induktor
dan tegangan pada kapasitor).
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
43
Gambar 4-1 Gejala transien pengisian muatan pada kapasitor
Gambar 4-2 Gejala transien pengosongan muatan pada kapasitor
Perhatikan Gambar
4-3, pada rangkaian tersebut terdapat dua kapasitor C1 dan C2.
Kapasitor C1 berfungsi untuk menyimpan muatan yang pada awalnya didapat dari power
supply, yang lalu akan disimpannya dan dibuang ke C2 (saklar S2 ‘on’) ketika sudah tidak lagi
tersambung dengan power-supply (saklar S1 ‘off’). Saklar S1 dan S2 menggunakan rangkaian
terintegrasi analog switch 4066 yang memiliki resistansi kontak (on) sekitar 80.
44
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
Gambar 4-3 Rangkaian dasar percobaan gejala transient
Untuk lebih jelasnya, terdapat tahapan :
1. Titik-titik A, B, C & gnd akan membentuk loop tertutup (ketika S1 ‘on’ & S2 ‘off’),
sehingga muatan di C1 akan terisi. Sampai pada akhirnya tegangannya sama
dengan 5V.
2. Titik-titik C, D, E & gnd akan membentuk loop tertutup (ketika S1 ‘off’ & S2 ‘on’),
maka muatan yang terdapat pada C1 akan mengalir mengisi C2, hingga pada
suatu saat tegangan di C2 sama dengan tegangan di C1.
Pada percobaan kita kali ini, mekanisme menyala-matikan saklar-saklar (saklar elektrik)
akan dikendalikan otomatis oleh sebuah rangkaian kontroller. Sehingga keseluruhan siklus
yang akan kita amati :
1. mengisi C1
2. memindahkan sebagian isi C1 ke C2.
3. mengosongkan kedua kapasitor, dan kembali ke 1.
Siklus ini dilakukan secara otomatis oleh kontroller selama 20ms agar dapat ditampilkan
pada osiloskop.
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
45
4.3 Alat dan Komponen yang Digunakan
1. Kit Transien
(1 buah)
2. Osiloskop
(1 buah)
3. Sumber daya DC
(1 buah)
4. Multimeter
(1 buah)
5. Kabel 4mm-4mm
(max. 10 buah)
6. Kabel BNC-4mm
(max. 3 buah)
4.4 Tugas Pendahuluan
1. Perhatikan Gambar 4-3. Jika pada :
t0: S1 ‘off’ & S2 ‘off’,
t1: S1 ‘on’ & S2 ‘off’,
t2: S1 ‘off’ & S2 ‘on’,
t3 : sama dengan t0 , dst
46
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
2. Turunkan persamaan yang menyatakan besaran VC1(t) dan VC2(t) pada setiap
saat.
3. Gambarkan grafik yang bersesuaian dengan pertanyaan 1.
4.5 Percobaan
Memulai Percobaan
1. Sebelum memulai percobaan, isi dan tanda tangani lembar penggunaan meja
yang tertempel pada masing-masing meja praktikum. Catat juga nomor meja
dan Kit Praktikum yang digunakan dalam Buku Catatan Laboratorium.
2. Kumpulkan tugas pendahuluan pada asisten yang bertugas.
Percobaan 1
3. Pastikan kapasitor dalam keadaan kosong dengan menghubung-singkatkan kakikaki tiap kapasitor.
4. Siapkan rangkaian seperti pada Gambar 4-3, dengan nilai komponen pada Tabel
4-1.
Tabel 4-1 Nilai komponen RC pada percobaan 1
Komponen Nilai
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
R1
2,2 K
R2
4,7 K
C1
220 nF
C2
470 nF
47
5. Siapkan Osiloskop (cek dahulu kalibrasinya).
6. Hubungkan kabel power supply AC (outlet) dari kit Transien ke jala-jala.
7. Hubungkan VCC dan Ground ke Power-Supply dengan tegangan 5V dc.
8. Pergunakan sinyal “Vcontrol S1” atau VCS1 sebagai sinyal sinkronisasi.
9. Gunakan kanal-1 Osiloskop untuk melihat tegangan yang terjadi di C1 (VC1). Dan
catat plot tegangan-waktu dari VC1.
10. Gunakan kanal-2 Osiloskop untuk melihat tegangan yang terjadi di C2 (VC2). Dan
catat plot tegangan-waktu dari VC2.
11. Gabungkan kedua channel dengan fungsi “DUAL” di osiloskop. Plot secara detail
gabungan dari VC1 dan VC2 vs waktu.
12. Tuliskan hasil percobaan di atas dalam bentuk tabel dalam Buku Catatan
Laboratorium
Percobaan 2
13. Dengan nilai komponen lain sama seperti percobaan 1, ulangi percobaan dengan
2 nilai R1 lainnya.
14. Dengan nilai komponen lain sama seperti percobaan 1, ulangi percobaan dengan
2 nilai R2 lainnya.
15. Dengan nilai komponen lain sama seperti percobaan 1, ulangi percobaan dengan
2 nilai C1 lainnya.
16. Dengan nilai komponen lain sama seperti percobaan 1, ulangi percobaan dengan
2 nilai C2 lainnya.
17. Analisalah data yang anda dapat dan buatlah kesimpulan dari percobaan ini.
Percobaan 3
18. Susun kembali rangkaian seperti pada Percobaan 1.
19. Ubah tegangan sumber tegangan DC dari 5V menjadi 4V. Baca dan catatlah nilai
tegangan keadaan mantap pada C1 dan C2. Baca dan catat juga konstanta
waktunya.
20. Lakukan sekali lagi untuk sumber tegangan DC tegangan 2V. Bandingkan nilainilai tegangan mantap pada C1 dan C2 yang diperoleh dengan tegangan dari
sumber tegangan yang berbeda-beda tersebut. Bandingkan juga konstanta
waktunya. Tulis hasil pengamatan dan analisa dalam laporan.
48
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
Percobaan 4
21. Susunlah rangkaian seperti pada Gambar 4-4.
Gambar 4-4 Rangkaian percobaan gejala transient dengan fungsi orde-2
22. Amati tegangan pada titik E (Petunjuk: atur setting pada osiloskop menjadi
0,2V/div, waktu 40μs, slope turun, dan external trigger dari VCS4).
23. Amatilah perubahan tegangan untuk nilai C2 yang berbeda.
24. Analisalah data yang anda dapat dan buatlah kesimpulan dari percobaan ini.
Percobaan Tambahan Gejala Transien
1. Susunlah rangkaian menggunakan KIT Rangkaian RL & RC sehingga membentuk
rangkaian pada gambar 4D dibawah ini.
Induktor
Rvar
Frekuensi Generator
RG
50Ω
+
RL
~50Ω
+
2,5mH
Vc
Gel. Kotak
1Khz
~2Vpp
8,2 nF
-
-
Gambar 4-5 Susunan rangkaian gejala transien orde 2
Catatan :
- RL dan RG adalah resistansi internal komponen/perangkat
- Rvar adalah blok resistor variabel
2. Ukur nilai RL yang ada pada kit percobaan anda, dan catat pada BCL.
3. Pasang probe oscilator pada posisi Vc di channel 1 dan output dari generator fungsi
di channel 2 osiloskop.
4. Ubah-ubah tampilan osiloskop, sehingga untuk nilai Rvar sekitar 50 ohm, Gambar
yang terlihat di kanal 1 adalah seperti gambar 4E dibawah.
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
49
Gambar 4-6 Gelombang transien ‘underdamped’
5. Ubah ubah nilai Rvar menjadi sekitar 100 ohm, amati bentuk gelombang di osiloskop
kanal 1 dan catat di BCL.
6. Ubah ubah nilai Rvar menjadi sekitar 2K ohm, amati bentuk gelombang dan catat di
BCL.
7. Carilah nilai Rvar yang membuat kondisi ‘critically damped’. Catat nilai dan gambar
di BCL.
Mengakhiri Percobaan
25. Sebelum keluar dari ruang praktikum, rapikan meja praktikum. Bereskan kabel,
matikan osiloskop, power supply DC, dan cabut daya dari jala-jala ke kit
praktikum. Pastikan juga multimeter analog dan multimeter digital ditinggalkan
dalam keadaan mati (selector menunjuk ke pilihan off).
26. Periksa lagi lembar penggunaan meja. Praktikan yang tidak menandatangani
lembar penggunaan meja atau membereskan meja ketika praktikum berakhir
akan mendapatkan potongan nilai sebesar minimal 10.
27. Pastikan asisten telah menandatangani catatan percobaan kali ini pada Buku
Catatan Laboratorium anda. Catatan percobaan yang tidak ditandatangani oleh
asisten tidak akan dinilai.
50
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
Percobaan 5
Rangkaian AC
5.1 Tujuan
1. Memahami konsep impedansi dalam arti fisik
2. Memahami hubungan antara impedansi resistansi dan reaktansi pada rangkaian
seri RC dan RL
3. Memahami hubungan tegangan dan arus pada rangkaian seri RC dan RL
4. Mengukur pada fasa tegangan dan arus pada rangkaian seri RC dan RL
5. Memahami “response” terhadap frekuensi pada rangkaian seri RC dan RL
5.2 Persiapan
Pelajari keseluruhan petunjuk praktikum untuk modul rangkaian AC ini. Kerjakan tugas
pendahuluan dan kumpulkan sesuai ketentuan yang berlaku.
Pendahuluan
Dalam arus bolak-balik, untuk bentuk gelombang sinus, impedansi adalah perbandingan
phasor tegangan dan phasor arus.
Dari hubungan tegangan dan arus seperti v = R i;
vL
di
dv
, iC
dt
dt
maka akan terlihat bahwa untuk sinyal tegangan sinusoidal (sinus atau kosinus):
pada R ; tegangan sefasa dengan arusnya
pada L ; tegangan mendahului 90o terhadap arusnya
pada C ; tegangan ketinggian 90o dari arusnya
Bila perbandingan tegangan dan arus pada R disebut resistansi, dan perbandingan
tegangan dan arus pada L dan C disebut reaktansi, maka akan terlihat bahwa resistansi
tidak akan “sebanding” dengan reaktansi.
Hal ini
dinyatakan dengan adanya suatu operator “j” yang besarnya =  1 yang
menunjukan perputaran 90o searah atau berlawanan arah dengan jarum jam terhadap
besaran semula.
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
51
Rangkaian RC
Perhatikan rangkaian pada Gambar 5-1.
Gambar 5-1 Rangkaian RC sederhana
Menurut hukum Kirchoff II (KVL), dapat di tulis :
vi  R i 
1
i.dt
C
vi  v R  vC
Tegangan resistor vR sefasa dengan I sedangkan tegangan kapasitor vC ketinggalan 90o dari
arus. Arus total mendahului antara 0o s.d. 90o. Sudut ketertingalan vi () ditentukan oleh
perbandingan reaktansi dan resistansinya. Beda fasa antara vC dan i, atau vi dan i dapat
dilihat dengan membandingkan beda fasa antara vC dan vR, atau antara vi dan vR
(mengapa?)
Diferensiator
Masih dari persamaan di atas, bila output diambil pada resistor vO = vR, untuk vC >> vR akan
diperoleh vi  vC sehingga
vi 
1
dvt
i dt atau i  C

C
dt
Dengan demikian diperoleh hubungan output (vO = vR) dengan input (vi) sebagai berikut :
vo  RC
dvt
.
dt
Rangkaian dengan persyaratan ini dikenal sebagai rangkaian differensiator.
Dalam bentuk phasornya, persyaratan di atas dapat dituliskan sebagai berikut :
vC  vR atau V C  V R
1
I  R I
jC
52
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
CR  1 .
sehingga diperoleh
Bila O 
1
1
atau f O 
, maka persamaan di atas dapat dituliskan
RC
2RC

 1 atau   O .
O
 O disebut frekuensi “cut off”.
Kondisi terakhir ini adalah syarat frekuensi dan nilai-nilai kapasitansi dan resistansi untuk
memperoleh fungsi diferensiasi yang baik.
High-Pass Filter
Dari persamaan VI  V R  V C , bila diambil V O  V R , maka dapat dituliskan
VO
R
1
1



1
1

VI R
1
1 j O
jC
jCR

Ada nilai utama yang diperoleh dari fungsi di atas:

Untuk   o akan diperoleh
VO
1
VI

Untuk   o akan diperoleh
VO
0
VI

Untuk   o akan diperoleh
Dari,
vo
1

vi
2

dapat
vo
1

vi
2
diturunkan
bahwa
daya
di
R
adalah

2
Vo 2 Vt / 2
Vt 2 1
PR 


 Pmax . Pmax adalah daya pada R saat   o . Rangkaian
R
R
2R 2
merupakan High Pass Filter (HPF) yang sederhana.
Integrator
Dari persamaan vi  vR  vC atau vi  R i 
1
i dt
C
kapasitor ( vo  vC ) dan v R  vC , maka vi  v R
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
bila tegangan output diambil pada
sehingga vi  R i atau i 
vi
. Pada
R
53
1
1 v
1
i dt   i dt 
vi dt . Fungsi rangkaian ini dikenal

C
C R
RC 
sebagai rangkaian integrator.
output diperoleh vo  vC 
Syarat terpenuhinya fungsi rangkaian integrator RC yang baik adalah v R  vC . Dalam
bentuk phasornya, hubungan di atas dapat dituliskan sebagai berikut :
1
I
jC
V R  V C atau R I 
Sehingga
Bila O 
R 
1
atau CR  11
C
1
1
atau f O 
, maka persamaan di atas dapat dituliskan
RC
2RC

 1 atau   O .
O
Low-Pass Filter
Dari persamaan V I  V R  V R , bila diambil V O  V C maka dapat dituliskan :
1
VO
1
1
jC




1  jCR
VI R 1
1 j
jC
O
Ada nilai utama yang diperoleh dari fungsi di atas:

Untuk   o akan diperoleh
VO
0
VI

Untuk   o akan diperoleh
VO
1
VI

Untuk   o akan diperoleh
vo
1

vi
2
Dengan ketiga keadaan di atas, rangkaian menunjukkan fungsi Low Pass Filter (LPF)
sederhana.
Rangkaian RL
Analisa pada rangkaian RL seperti pada Gambar 5-2 dapat dilakukan dengan cara yang
sama seperti pada rangkaian RC.
54
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
Gambar 5-2 Rangkaian RL sederhana
Menurut hukum Kirchoff II (KVL) vi  vR  vL sehingga
Vi  Ri  L
di
dt
Untuk sinyal berbentuk sinusoidal, VR sefasa dengan I dan vi mendahului terhadap I (dengan
sudut atara 0o dan 90o). Sama seperti pada rangkaian RC, sudut  ditentukan oleh
perbandingan reaktansi dan resistansinya. Beda fasa antara VL dan I, atau anata vi dan I
dapat dilihat dengan membandingakan beda fasa VL dan VR, atau vi dan VR (mengapa?)
Dengan cara yang sama seperti pada rangkaian RC, dapat diturunkan persyaratannya yang
harus dipenuhi agar rangkaian RL berfungsi sebagai differensiator, integrator, High Pass
Filter, ataupun Low Pass Filter.
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
55
5.3 Alat dan Komponen yang Digunakan
1. Kit Rangkaian RC & RL
(1 buah)
2. Generator sinyal
(1 buah)
3. Osiloskop
(1 buah)
4. Multimeter
(1 buah)
5. Resistor : 1 K, 10 K, 100 K, 1M
(masing-masing 1 buah)
6. Kapasitor : 0,1 F, 0,01 F, 0,001 F
(masing-masing 1 buah)
7. Inductor : 2,5 mH
(1 buah)
5.4 Tugas Pendahuluan
1. Turunkan persyaratan yang harus dipenuhi oleh rangkaian RL agar berfungsi
sebagai: differensiator integrator high pass filter dan low pass filter
2. Dengan harga R = 10 K; 100 K dan 1M hitunglah harga C dan L dari
rangkaian RC dan RL untuk menjadi differensiator, integrator, high pass filter dan
low pass filter. Isikanlah syarat ini pada tabel data percobaan 1 dalam Buku
Catatan Laboratorium (BCL) saudara.
5.5 Percobaan
Memulai Percobaan
1. Sebelum memulai percobaan, isi dan tanda tangani lembar penggunaan meja
yang tertempel pada masing-masing meja praktikum.
2. Kumpulkan tugas pendahuluan pada asisten yang bertugas.
Rangkaian RC
1. Buatlah rangkaian dengan harga-harga besaran seperti pada Gambar 5-3.
C
Vi
R
Gambar 5-3 Rangkaian RC untuk pengukuran fasor
56
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
Vi = 2 V rms (bentuk gelombang sinus)
R = 10 K; C= 0,1F; f = 300 Hz
2. Hitunglah VR dan VC dengan harga besaran yang telah diketahui.
3. Ukurlah VR dan VC dengan multimeter. Cek apakah Vi = VR + VC.
4. Amati Vi, VR dan VC dengan osiloskop.
5. Carilah beda fasa antara Vi dan VR, juga antara VC dan VR dengan bantuan
osiloskop.
6. Carilah hasil perhitungan, pengukuran dan pengamatan saudara ke dalam
bentuk tabel dalam Buku Catatan Laboratorium (BCL).
Rangkaian RL
7. Buatlah rangkaian dengan harga-harga besaran seperti pada Gambar 5-4
L
Vi
R
Gambar 5-4 Rangkaian RL untuk pengukuran fasor
Vi = 2 V rms (bentuk gelombang sinus)
R = 1 K; L = 2,5 mH; f = 60 kHz
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
57
8. Hitunglah VR dan VL dengan harga besaran yang telah diketahui.
9. Amati nilai Vi dengan osiloskop, catat pada Buku Catatan Laboratorium.
10. Carilah beda fasa antara Vi dan VR dan VL dengan bantuan osiloskop.
11. Carilah hasil perhitungan, pengukuran dan pengamatan saudara ke dalam
bentuk tabel dalam BCL.
Rangkaian Diferensiator
12. Buatlah rangkaian seperti pada Gambar 5-5.
Gambar 5-5 Rangkaian percobaan fungsi diferensial dengan RC
13. Aturlah input dengan bentuk gelombang segi empat sebesar 4 V peak to peak
(Vpp) pada frekuensi 500 Hz dengan bantuan osiloskop.
14. Hitunglah konstanta waktu RC dengan harga-harga C dan R yang tersedia.
Gambarlah bentuk gelombang output (ideal) dengan input bentuk gelombang
segi empat.
15. Ukurlah bentuk gelombang output yang terjadi dengan osiloskop.
16. Catatlah hasil perhitungan dan pengukuran serta gambarlah hasil pengamatan
saudara dalam bentuk tabel dalam BCL.
Rangkaian Integrator
17. Buatlah rangkaian seperti pada Gambar 5-6.
Input
C
Output
R
Gambar 5-6 Rangkaian percobaan fungsi integral dengan RC
58
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
18. Aturlah input dengan bentuk gelombang segi empat sebesar 4 Vpp pada frekuensi
500Hz dengan bantuan osiloskop
19. Hitunglah konstanta waktu RC dengan harga-harga C dan R yang tersedia (lihat
table-5)
20. Gambarlah bentuk gelombang output (ideal) dengan input bentuk gelombang
segi empat
21. Amati dan ukurlah bentuk gelombang output yang terjadi dengan osiloskop
22. Catatlah hasil perhitungan dan pengukuran serta gambarlah hasil pengamatan
saudara dalam bentuk tabel dalam BCL.
23. Ulangi untuk gelombang segitiga
Pengaruh Frekuensi Diamati pada Domain Frekuensi
24. Buatlah rangkaian RC seperti pada percobaan rangkaian diferensiator, dengan
harga R = 10 K dan C = 8,2nF.
25. Hitunglah konstanta waktu = RC.
26. Aturlah input dengan bentuk gelombang segi empat sebesar 4 Vpp pada frekuensi
50 Hz dengan bantuan osiloskop.
27. Ukur dan gambarlah bentuk gelombang output untuk harga-harga frekuensi 50
Hz, 500 Hz , 5 KHz, dan 50 KHz
28. Catatlah hasilnya dalam bentuk tabel dalam BCL.
29. Kemudian buatlah rangkaian RC seperti pada percobaan rangkaian integrator,
dengan harga R = 10 K, dan C = 8,2nF.Lakukanlah langkah 28, 29, 30, dan 31.
30. pengaruh frekuensi diamati pada domain frekuensi.
31. Buatlah rangkaian RC seperti pada percobaan rangkaian diferensiator dengan
harga R = 10 K dan C = 8,2nF..
32. Hitunglah konstanta waktu ( = RC) serta frekuensi cut-off (fo) = 1/(2).
33. Aturlah bentuk masukan sinusoidal.
34. Ukurlah Vo (tegangan keluaran) /Vi (tegangan masukan) dengan bantuan
osiloskop (input di kanal-1 dan output di kanal-2) untuk 5 titik pengukuran yaitu:

1 titik frekuensi cut off (petunjuk: ubah frekuensi input dimana frekuensi ini
di sekitar frekuensi cut off hasil perhintungan sehingga diperoleh Vo/Vi =
1/2 atau = 0,7. Kemudian catat frekuensi ini sebagai fo).
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
59

2 titik untuk zona datar (LPF) atau zona naik (HPF). (petunjuk: pilih titik
frekuensi 1/100 fo dan 1/10 fo)

2 titik untuk zona turun (LPF) atau zona datar (HPF). (petunjuk: pilih titik
frekuensi 10 fo dan 100 fo)
35. Hitunglah Vo/Vi yang terjadi dalam dB.
36. Catatlah hasilnya dalam tabel dalam BCL. Plot 5 titik pengukuran tersebut
dengan skala logaritmik. Hasil plot 5 titik pengukuran adalah seperti grafik pada
Gambar 5-7.
37. Ukur beda fasa dengan menggunakan metode Lissajous
38. Plot hasil tersebut ke dalam grafik frekuensi-fasa seperti contoh pada Gambar
5.8
:LPF
:HPF
Gambar 5-7 Contoh plot Bode untuk magnituda
Gambar 5-8 Contoh plot Bode untuk fasa
60
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
39. Kemudian buatlah rangkaian RC seperti pada percobaan 4.5 (Rangkaian
Integrator) dengan harga R = 10 K, dan C = 8,2nF..Lakukanlah langkah b, c, d, e
dan f.
Mengakhiri Percobaan
40. Sebelum keluar dari ruang praktikum, rapikan meja praktikum. Bereskan kabel
dan matikan osiloskop, generator sinyal, dan power supply DC. Pastikan juga
multimeter analog dan multimeter digital ditinggalkan dalam keadaan mati
(selector menunjuk ke pilihan off).
41. Periksa lagi lembar penggunaan meja. Praktikan yang tidak menandatangani
lembar penggunaan meja atau membereskan meja ketika praktikum berakhir
akan mendapatkan potongan nilai sebesar minimal 10.
42. Pastikan asisten telah menandatangani catatan percobaan kali ini pada pada
Buku Catatan Laboratorium anda. Catatan percobaan yang tidak ditandatangani
oleh asisten tidak akan dinilai.
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
61
Percobaan 6
Rangkaian Resonansi
6.1 Tujuan
1. Mengenal sifat rangkaian RLC
2. Mengenal resonansi seri, resonansi paralel, resonansi seri paralel
3. Dapat membedakan sifat resonansi seri dan paralel
4. Dapat menghitung dan/ atau memperkirakan frekuensi resonansi rangkaian RLC
6.2 Persiapan
Pelajari keseluruhan petunjuk praktikum untuk modul rangkaian resonansi ini. Pada modul
ini tidak terdapat tugas pendahuluan.
Rangkaian RLC
Dalam rangkaian seri RLC impedansi total rangkaian dapat dituliskan sebagai berikut:
Z tot  R  j  X L  X C 
Dari hubungan ini akan terlihat bahwa reaktansi induktif dan kapasitif selalu akan saling
mengurangi. Bila kedua komponen ini sama besar, maka akan saling meniadakan, dan
dikatakan bahwa rangkaian dalam keadaan resonansi. Resonansinya adalah resonansi seri.
Demikian pula halnya pada rangkaian paralel RLC admitansi total rangkaian dapat
dituliskan sebagai:
Ytot  G  j BC  BX L 
dimana G adalah konduktansi dan B adalah suseptansi
Dari hubungan ini juga akan terlihat bahwa suseptansi kapasitif dan induktif akan selalu
saling mengurangi. Pada keadaan resonansi, kedua suseptansi tersebut akan saling
meniadakan. Resonansinya adalah resonansi paralel.
Dari kedua pembahasan di atas, jelas bahwa jenis resonansi tergantung dari macam
hubungan L dan C (seri/paralel).
Resonansi Seri
Perhatikan rangkaian RLC seri pada Gambar 6-1. Dari hubungan Z tot  R  j  X L  X C 
terlihat bahwa pada waktu resonansi dimana XL = XC maka Ztot = R merupakan Zminimum,
sehingga akan diperoleh arus yang maksimum. Dalam keadaan ini rangkaian hanya bersifat
resistif sehingga fasa arus sama dengan fasa tegangan yang terpasang.
62
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
I
R
V
XL
XC
Gambar 6-1 Rangkaian resonansi seri
Saat X L  X C terjadi, maka mengingat X L  L dan X C 
L 
1
atau  O  
C
resonani

1
LC
atau f O 
1
dapat diperoleh
C
1
2 LC
Disini O atau fO adalah frekuensi yang membuat rangkaian bersifat resistif dan terjadi arus
maksimum atau tegangan maksimum pada R. Bila dilihat dari impedansi rangkaian Z tot,
maka pada f<fo rangkaian akan bersifat kapasitif dan pada f>fo rangkaian akan bersifat
induktif.
Pada waktu resonansi seri, sangat mungkin terjadi bahwa tegangan pada L atau pada C
lebih besar dari tegangan sumbernya. Pembesaran tegangan pada L atau pada C pada saat
resonansi ini didefinisikan sebagai faktor kualitas Q.
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
63
6.3 Alat dan Komponen yang Digunakan
1. Generator Sinyal
(1 buah)
2. Osiloskop
(1 buah)
3. Kabel BNC – probe jepit
(2 buah)
4. Kabel 4mm – jepit buaya
(max. 5 buah)
5. Multimeter Digital
(2 buah)
6. Breadboard
(1 buah)
7. Kabel jumper
(1 meter)
8. Induktor 2,5 mH
(2 buah)
9. Kapasitor 470 pF
(5 buah)
10. Resistor 47
(4 buah)
6.4 Percobaan
Memulai Percobaan
1. Sebelum memulai percobaan, isi dan tanda tangani lembar penggunaan meja
yang tertempel pada masing-masing meja praktikum.
Rangkaian Seri R, L, C (Resonansi Seri)
2. Susun rangkaian pada Gambar 6-2. Perhatikan bahwa hambatan 50
merupakan resistansi dalam Generator Sinyal.
2,5 mH
A
50 ohm
O
B
470 pF
1 Vpp
47 ohm
Generator
Sinyal
Gambar 6-2 Rangkaian percobaan resonansi seri
64
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
3. Ubah frekuensi generator sinyal untuk mencari nilai tegangan Vo maksimal dan
atau minimum lokal. Catat nilai tegangan Vo maksimal dan atau minimum
tersebut.
4. Pada frekuensi yang menyebabkan tegangan Vo maksimal dan atau minimum
lokal tersebut, catat besarnya tegangan induktor (VAB) dan kapasitor (VBO).
5. Bagaimana karakteristik rangkaian pada saat resonansi? Lakukan analisis dan
sampaikan pada laporan.
Rangkaian Paralel R, L (Resonansi Paralel)
Perhatikan rangkaian pada Gambar 6-3.
2,5 mH
VO
50 ohm
VA
470 pF
1 Vpp
47 ohm
Generator
Sinyal
Gambar 6-3 Rangkaian percobaan resonansi paralel
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
65
6. Ubah frekuensi generator sinyal untuk mencari nilai tegangan Vo maksimal dan
atau minimum lokal. Catat nilai tegangan Vo maksimum dan atau minimum
tersebut.
7. Pada frekuensi yang menyebabkan tegangan Vo maksimum dan atau minimum
lokal tersebut, catat besarnya tegangan induktor (VAB) dan kapasitor (VBO).
8. Bagaimana karakteristik rangkaian pada saat resonansi? Lakukan analisa dan
sampaikan hasilnya dalam laporan.
Rangkaian Paralel L dengan Seri L dan C
9. Perhatikan rangkaian pada Gambar 6-4.
2,5 mH
470 pF
50 ohm
2,5 mH
1 Vpp
47 ohm
Generator
Sinyal
Gambar 6-4 Rangkaian percobaan resonansi seri paralel 1
66
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
10. Ubah frekuensi generator sinyal untuk mencari nilai tegangan Vo maksimum dan
atau minimum lokal. Catat nilai tegangan Vo maksimum dan atau minimum
tersebut.
11. Pada frekuensi yang menyebabkan tegangan Vo maksimum dan atau minimum
lokal tersebut, catat besarnya tegangan induktor (VAB) dan kapasitor (VBO).
12. Bagaimana karakteristik rangkaian pada saat resonansi? Lakukan analisa dan
sampaikan hasilnya dalam laporan.
Rangkaian Seri C dengan Paralel C dan L
13. Perhatikan rangkaian seperti pada Gambar 6-5.
470 pF
50 ohm
470 pF
2 ,5 m H
1 Vpp
47 ohm
G e n e ra to r
S in ya l
Gambar 6-5 Rangkaian percobaan resonansi seri paralel 2
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
67
14. Ubah frekuensi generator sinyal untuk mencari nilai tegangan Vo maksimum dan
atau minimum lokal. Catat nilai tegangan Vo maksimum dan atau minimum
tersebut.
15. Pada frekuensi yang menyebabkan tegangan Vo maksimum dan atau minimum
lokal tersebut, catat besarnya tegangan induktor (VAB) dan kapasitor (VBO).
16. Bagaimana karakteristik rangkaian pada saat resonansi? Lakukan analisa dan
sampaikan hasilnya dalam laporan.
Aplikasi Rangkaian Resonansi dalam Filter
17. Susunlah rangkaian seperti pada gambar 6-6 dibawah, di bread-board yang
disediakan.
Vi
50 ohm
1 Vpp
47 nF
Vo
2,5 mH
47 ohm
Generator
Sinyal
Gambar 6-6 Rangkaian percobaan resonansi seri paralel 1
68
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
18. Carilah frekuensi dimana Vo menjadi minimum, ini adalah FC. Lalu carilah Vo di
FC/10, FC/100, & FC*10, FC*100, seperti pada gambar 6-7 dibawah.
19. Untuk mencari Vo max gunakan frekuensi 50Hz. Kemudian carilah titik-titik
frekuensi FL, FH.
20. Petunjuk : gunakan mode X-Y pada osiloskop dengan ch.1 adalah Vin dan ch.2
adalah Vo. (Untuk mempermudah mencari amplituda Vo, ‘ground’kan ch.1)
Vo max
(Vo max)
/√2
Vo min
FL FC/10
FC/100
10*FC
FC
FH
100*FC
Gambar 6-7 Bode plot untuk rangkaian di gambar 6-6
21. Cari juga beda fasa antara Vin dan Vo pada titik-titik frekuensi tersebut. Dan
gambarkan bode-plot serta beda fasa-nya di BCL.
22. Lakukan langkah 1 – 4 untuk rangkaian pada gambar 6-8 dibawah
2,5 mH
Vi
Vo
50 ohm
47 nF
1 Vpp
47 ohm
Generator
Sinyal
Vo max
(Vo max)
/√2
FC/100
FC/10
FL
FC
FH
10*FC
100*FC
Gambar 6-8 Rangkaian percobaan resonansi seri paralel 2
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
69
Mengakhiri Percobaan
23. Sebelum keluar dari ruang praktikum, rapikan meja praktikum. Bereskan kabel
dan matikan osiloskop dan generator sinyal. Pastikan juga multimeter analog,
multimeter dan digital ditinggalkan dalam keadaan mati (selector menunjuk ke
pilihan off).
24. Periksa lagi lembar penggunaan meja. Praktikan yang tidak menandatangani
lembar penggunaan meja atau membereskan meja ketika praktikum berakhir
akan mendapatkan potongan nilai sebesar minimal 10.
25. Pastikan asisten telah menandatangani catatan percobaan kali ini pada Buku
Catatan Laboratorium anda. Catatan percobaan yang tidak ditandatangani oleh
asisten tidak akan dinilai.
70
Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektrik
Lampiran A
Akurasi, Presisi dan Nilai Penting
Di setiap melakukan pengukuran, selalu saja terdapat error pada hasil pengukuran tersebut.
Misalnya, kita akan mendapatkan hasil yang tidak benar-benar sama dari beberapa kali
pengulangan pengukuran nilai tegangan dari terminal yang sama dengan Voltmeter.
Lantas, bagaimana cara mengetahui error pengukuran sehingga nilai yang sebenarnya
dapat diperoleh? Ada dua parameter yang berkaitan dengan error pengukuran tersebut,
yaitu akurasi dan presisi.
Akurasi dan Presisi
Akurasi menyatakan seberapa dekat nilai hasil pengukuran dengan nilai sebenarnya (true
value) atau nilai yang dianggap benar (accepted value). Jika tidak ada data bila sebenarnya
atau nilai yang dianggap benar tersebut maka tidak mungkin untuk menentukan berapa
akurasi pengukuran tersebut.
Presisi menyatakan seberapa dekat nilai hasil dua kali atau lebih pengulangan pengukuran.
Semakin dekat nilai-nilai hasil pengulangan pengukuran maka semakin presisi pengukuran
tersebut.
a
b
c
d
Gambar A-1. A. Presisi dan akurasi tinggi; b. Presisi rendah, akurasi tinggi;
c. Presisi tinggi, akurasi rendah; d. Presisi dan akurasi rendah
Error Sistematik dan Error Acak
Error sistematik akan berdampak pada akurasi pengukuran. Jika error sistematik terjadi
maka akurasi pengukuran tidak dapat ditingkatkan dengan melakukan pengulangan
Lampiran A
71
pengukuran. Biasanya, sumber error sistematik terjadi karena istrumen pengukuran tersebut
tidak terkalibrasi atau kesalahan pembacaan (error paralax, misalnya).
Error acak akan berdampak pada presisi pengukuran. Error acak hadir memberikan hasil
pengukuran yang fluktuatif, di atas dan di bawah nilai sebenarnya atau nilai yang diangap
benar. Presisi pengukuran akibat error acak ini dapat diperbaiki dengan melakukan
pengulangan pengukuran. Biasanya, error ini terjadi karena permasalahan dalam
memperkirakan (estimating) nilai pengukuran saat jarum berada di antara dua garis-skala
atau karena nilai yang ditunjukan oleh instrumen tersebut berfluktuasi dalam rentang
tertentu.
Nilai Penting
Nilai penting (signifikan) dari suatu pengukuran bergantung pada unit terkecil yang dapat
diukur menggunakan instrumen pengukuran tersebut. Dari nilai penting ini, presisi
pengukuran dapat diperkirakan.
Secara umum, presisi pengukuran adalah ±1/10 dari unit terkecil yang dapat diukur oleh
suatu instrumen pengukuran. Misalnya, sebuah mistar yang memiliki skala terkecil 1mm
akan digunakan untuk mengukur suatu panjang benda. Dengan demikian, pengukuran
panjang yang dilakukan tersebut dapat dikatakan memiliki presisi sebesar 0.1mm.
Perkiraan presisi di atas berbeda bila kita menggunakan instrumen digital. Biasanya presisi
pengukuran dengan instrumen digital adalah ±1/2 dari unit terkecil yang dapat diukur oleh
suatu instrumen pengukuran tersebut. Misalnya, nilai tegangan yang ditunjukan oleh
Voltmeter digital adalah 1.523V ; dengan demikian, presisi pengukuran tegangan tersebut
adalah ±1/2 x 0.001 atau sama dengan ±0.0005V.
Angka Penting pada Praktikum
Penggunaan jumlah angka penting pada praktikum bergantung pada alat ukur yang
digunakan. Hasil pengukuran tegangan, arus, dan resistansi dengan Multimeter Digital 3,5
digit dapat menggunakan 3 angka penting. Namun hasil pembacaan tegangan dengan
osiloskop hanya memberikan 2 angka penting. Frekuensi sinyal yang dihasilkan Generator
Sinyal biasa dapat dinyatakan dalam 2-3 angka penting, sedangkan frekuensi dari
Synthesized Signal Generator dapat dinyatakan hingga 4 angka penting.
72
Lampiran A
Lampiran B
Petunjuk Pembuatan Rangkaian Elektronik
pada Breadboard
Breadboard
Gambar B-1 Implementasi rangkaian joystick motor driver untuk Robot pada breadboard
[1]
Breadboard adalah suatu perangkat yang seringkali digunakan untuk melakukan
implementasi suatu rancangan rangkaian elektronik secara tidak disolder (solderless,
Gambar B-1). Implementasi rancangan yang demikian bertujuan untuk menguji-coba
rancangan tersebut yang biasanya melibatkan pasang-bongkar komponen. Bentuk
implementasi lainnya adalah implementasi dengan melakukan penyolderan komponen yang
dikerjakan pada PCB (Printed Circuit Board, Gambar B-2).
Lampiran B
73
Gambar B-2 Implementasi rangkaian joystick motor driver untuk Robot pada PCB[1]
Tampak pada Gambar B-1 bahwa breadboard memiliki lubang-lubang tempat terpasangnya
kaki-kaki komponen dan kawat kabel. Lubang-lubang tersebut adalah sesungguhnya soketsoket dari bahan logam (konduktor) yang tersusun sedemikian sehingga ada bagian lubanglubang yang terhubung secara horizontal dan ada yang terhubung secara vertikal.
Gambar B-3 Jenis-jenis breadboard
Gambar B-3 adalah gambar jenis-jenis breadboard yang dimiliki oleh Lab Dasar Teknik
Elektro STEI ITB. Setidaknya ada empat bagian penting yang harus diperhatikan sebelum
menggunakan breadboard (lihat Gambar B-4):
74
Lampiran B
Pada bagian ini lubang-lubang breadboard saling terhubung secara vertikal. Tiap set lubang
pada bagian ini terdiri dari lima lubang yang saling terhubung.
Pada bagian ini lubang-lubang breadboard saling terhubung secara horizontal. Tiap set
lubang pada bagian ini terdiri dari 25 lubang yang saling terhubung. Perhatikan bahwa pada
tiap set lubang tersebut terdapat jarak pemisah antar lubang yang lebih besar setiap lima
lubang.
Bagian ini adalah pemisah yang menyatakan bahwa bagian lubang-lubang breadboard yang
saling terhubung secara vertikal di sebelah atas tidak terhubung dengan bagian lubanglubang breadboard di sebelah bawah.
Bagian ini adalah pemisah yang menyatakan bahwa bagian lubang-lubang breadboard yang
saling terhubung secara horizontal di sebelah kiri tidak terhubung dengan bagian lubanglubang breadboard di sebelah kanan. Pada banyak jenis breadboard, pemisah ini ditandai
dengan jarak pemisah yang lebih besar daripada jarak pemisah antar set lubang pada
bagian b.
c
b
a
d
Gambar B-4 Bagian-bagian yang harus diperhatikan pada breadboard
Breadboard dapat bekerja dengan baik untuk rangkaian ber-frekuensi rendah. Pada
frekuensi tinggi, kapasitansi besar antara set lubang yang bersebelahan akan saling
berinterferensi.
Merangkai Kabel, Komponen dan Instrumen
Lampiran B
75
Kabel
Kabel yang digunakan untuk membuat rangkaian pada breadboard adalah kabel dengan isi
kawat tunggal (biasanya) berdiameter #22 atau #24 AWG. Untuk menghasilkan
pemasangkan yang baik pada breadboard, kupas kedua ujung kabel sehingga diperoleh
panjang kawat (yang sudah terkupas) sekitar 12 mm. Kemudian pastikan seluruh bagian
kawat yang sudah terkupas tadi masuk ke dalam lubang breadboard.
Biasakan memasang kabel pada breadboard dengan rapih sejak awal. Hal ini akan
mempermudah penelusuran sebab terjadinya kesalahan akibat salah pasang kabel,
misalnya. Berikut ini adalah berbagai petunjuk penting lainnnya yang harus diperhatikan
dalam membuat rangkaian pada breadboard:
76
Lampiran B
1. Pastikan Power Supply dalam keadaan mati atau tidak terpasang para
breadboard ketika merangkai komponen dan kabel pada breadboard
2. Pahami (jika belum ada, buat) terlebih dahulu skema rangkaian elektronik yang
akan diimplementasikan pada breadboard. Dengan demikian, kemungkinan
terjadinya kesalahan akan lebih kecil.
3. Tandai setiap kabel atau komponen yang telah terpasang dengan benar,
misalnya dengan spidol.
4. Gunakan kabel sependek mungkin. Kabel yang terlalu panjang berpotensi
membuat rangkaian pada breadboard menjadi tidak rapih. Selain itu, kabel yang
terpasang terlalu panjang dan berantakan dapat menghasilkan interferensi
berupa sifat kapasitif, induktif dan elektromanetik yang tidak diharapkan.
5. Usahakan kabel dipasang pada breadboard dengan rapih dan, jika
memungkinkan, tubuh kabelnya mendatar pada breadboard.
6. Rangkai komponen (hubungkan suatu komponen dengan komponen-komponen
lainnya) secara langsung tanpa menggunakan tambahan kabel jika itu
memungkinkan
7. Usahakan tidak menumpuk komponen atau kabel (komponen/ kabel yang akan
dipasang tidak melangkahi komponen/ kabel lain yang telah terpasang). Hal ini
akan menyulitkan pengecekan rangkain yang telah diimplementasikan pada
breadboard. Selain itu, akan menyulitkan bongkar-pasang komponen ketika
diperlukan.
8. Usahakan menggunakan warna kabel berbeda untuk membuat koneksi yang
berbeda. Misalnya mengunakan kabel warna merah untuk koneksi ke Power
Supply dan menggunakan kabel warna hitam untuk koneksi ke ”ground”.
Komponen
Lampiran B
77
Gambar B-5 Pemasangan IC pada breadboard
Pada prinsipnya, komponen-komponen elektronik seperti resistor, kapasitor atau Integrated
Circuit (IC) dapat dipasang secara langsung pada lubang breadboard. Khusus untuk resistor,
kaki resistor dengan rating daya lebih dari 0.5 W tidak cocok untuk digunakan pada
breadboard karena ukuran kakinya yang terlalu besar. Namun ini tidak menjadi masalah
karena praktikan hanya menggunakan resistor dengan rating daya 0.25 W di dalam
praktikum ini. Di bawah ini adalah beberapa hal penting lainnya yang berkaitan dengan
komponen secara khusus :
78
Lampiran B
1. Ingatlah bahwa IC (terutama MOS) dapat rusak akibat listrik statik, termasuk
listrik statik di dalam tubuh kita. Di negara subtropis, karena kelembaban sangat
rendah, gesekan-gesekan pakaian dengan material lain dapat membangkitkan
listrik statik pada tubuh. Listrik statik ini dapat membentuk tegangan tinggi
sesaat bila kita menyentuk kaki-kaki komponen dan menyebabkan kerusakan.
Tapi, karena kita berada di negara tropis yang berkelembaban tinggi,
pengumpulan listrik statik tadi tidak signifikan.
2. Sebelum mencoba dipasang pada breadboard, pastikan kaki-kaki IC lurus. Bila
tidak lurus, gunakan tang untuk meluruskan/ memperbaiki kaki-kaki IC tersebut.
Demikian juga ketika akan mencopot IC dari breadboard; gunakan pinset dengan
cara mencungkil kedua ujung IC tersebut. Usahakan tidak terjadi sudut (antara
badan IC dan breadboard) lebih besar dari 10 sehingga dapat meminimalisasi
kemungkinan bengkoknya (bahkan patahnya) kaki-kaki IC.
3. Pastikan ikuti Gambar B-5 untuk pemasangan IC pada breadboard. Dengan
demikian, kaki-kaki IC tidak saling terhubung.
4. Perhatikan rating tegangan kapasitor. Jika menggunakan kapasitor elektrolit,
perhatikan polaritasnya. Pemasangan polaritas yang terbalik akan menyebakan
rusaknya kapasitor.
5. Pastikan kapasitor dalam keadaan discharge sebelum dipasang. Jika ragu,
hubungkan kedua kaki kapasitornya. Lakukan dua kali untuk kapasitor yang
sama karena ada kalanya kapasitor masih memiliki muatan sisa setelah
discharging yang pertama.
Instrumen
Di bawah ini adalah hal-hal penting yang harus diperhatikan ketika menggunakan/
menghubungkan instrumen laboratorium ke rangkaian di breadboard:
1. Gunakan kabel yang tepat untuk menghubungkan suatu instrumen ke
breadboard (lihat Kabel Aksesoris). Pegang badan konektor (bukan badan
kabelnya) saat memasang dan mencabut kabel.
2. Untuk percobaan yang menggunakan Generator Signal dan Power Supply:
nyalakan Power Supply terlebih dahulu, lalu nyalakan Generator Signal. Jika
dilakukan dengan cara sebaliknya, akan menyebabkan kerusakan pada IC.
Demikian juga ketika mengakhiri: matikan Generator Signal terlebih dahulu,
kemudian matikan Power Supply.
Daftar Pustaka
[1]
www.robotroom.com
[2]
Y. Tsividis, A First Lab in Circuits and Electronics, Jons Wiley and Sons, 2001
Lampiran B
79
80
Lampiran B
Lampiran C
Nilai dan Rating Komponen
Resistor
Fungsi
Resistor berfungsi untuk mengatur aliran arus listrik. Misalnya, resistor dipasang seri dengan
LED (Light-Emitting Diode) untuk membatasi besar arus yang melalui LED.
Kode Warna
Gambar C-1 Resistor
Resistor yang biasa kita jumpai memiliki nilai resistansi yang direpresentasikan oleh kode
warna pada badan resistor. Resistor tersebut adalah seperti yang ditunjukan pada Gambar
C-1.
Tabel C-1 Kode warna
Warna
A
B
C
D
Angka
pertama
Angka kedua
Faktor
penggali
Toleransi
Hitam
-
0
1
Coklat
1
1
10
1%
Merah
2
2
102
2%
Jingga
3
3
103
Kuning
4
4
104
Hijau
5
5
105
Biru
6
6
106
Ungu
7
7
Abu-abu
8
8
Putih
9
9
4%
Warna emas
10-1
5%
Warna perak
10-2
10%
Lampiran C
81
Tanpa warna
20%
Label kode warna pada badan resistor ada yang berjumlah 4, 5 atau 6 gelang warna. Aturan
pembacaan kode warna tersebut adalah sebagai berikut:
1. warna pertama: angka pertama nilai resistansi (resistor dengan 4, 5 atau 6
gelang warna)
2. warna kedua: angka kedua nilai resistansi (resistor dengan 4, 5 atau 6 gelang
warna)
3. warna ketiga: faktor pengali (pangkat dari sepuluh) dengan satuan  (resistor
dengan 4 gelang warna) atau angka ketiga nilai resistansi (resistor dengan 5
atau 6 gelang warna)
4. warna keempat: toleransi (resistor dengan 4 gelang warna) atau faktor pengali
(pangkat dari sepuluh) dengan satuan  (resistor dengan 5 atau 6 gelang warna)
5. warna kelima: toleransi (resistor dengan 5 atau 6 gelang warna)
6. warna keenam: koefisien temperatur dengan satuan PPM/0C (resistor dengan 6
gelang warna)
Nilai Resitor
Resistor tidak tersedia dalam sebarang nilai resistansi. Nilai resistansi setiap resistor
mengikuti standard Electronic Industries Association (EIA). Nilai tersebut dikenali dengan E6
dengan 6 nilai berbeda, E12 dengan 12 nilai, E24 dengan 24 nilai dst. Hingga E192 dengan
192 nilai.
Nilai resistansi berdasarkan EIA yang paling banyak dijumpai di pasaran adalah seri E6. Nilai
seri ini mempunyai toleransi 20%. Keenam nilai itu adalah 1, 1.5, 2.2, 3.3, 4.7, dan 6.8. Untuk
menyatakan nilai resistansi atau misalnya maka nilai resistansi dalam E6 adalah salah satu
angka tersebut dikalikan nilai orde dekadenya. Contoh 1, 10, 1 k, 2,2 nF, 2,2 mikro
farad.
Nilai seri berikutnya adalah seri E12. Nilai seri ini memberikan toleransi 10%. Ke 12 nilai
dalam seri ini adalah 6 nilai dari seri E6 ditambah 6 nilai antara. Nilai dalam keluarga E12
adalah 1, 1.2, 1.5, 1.8, 2.2, 2.7, 3.3, 3.9, 4.7, 5.6, 6.8, dan 8.2.
Selain nilai-nilai resistansi di atas, ada nilai-nilai resistansi lebih presisi yang sukar dijumpai.
Nilai-nilai resistansi itu mengukuti standard EIA seri E24 (toleransi 5% dan 2%), E96 (1%) dan
E192 (0.5%, 0.25% dan 0.1%). Secara lengkap, nilai-nilai resistansi tersebut dapat dilihat di
[1]. Keluarga nilai komponen ini juga digunakan untuk nilai kapasitansi.
82
Lampiran C
Rating Daya
Ketika melewati resistor, energi listrik diubah menjadi energi panas. Tentu saja dampak
energi panas yang berlebih akan menimbulkan kerusakan pada resistor. Oleh karena itu,
resistor memiliki rating daya yang merepresentasikan seberapa besar arus maksimum yang
diperkenankan melewati resistor.
Rating daya resistor yang banyak digunakan adalah ¼ Watt atau ½ Watt. Resistor tersebut
adalah resistor dengan label kode warna yang banyak dipasaran. Selain itu, ada pula
resistor dengan rating tegangan 5 Watt atau lebih besar. Untuk resistor jenis ini nilai
resistansi dan rating tegangannya dapat dibaca secara langsung di badan resistornya.
Perlu diperhatikan bahwa guna keamanan dan agar resistor tidak mudah rusak (terbakar),
pastikan menggunakan resistor yang menghasilkan daya disipasi maksimum sebesar 60%
rating daya disipasinya.
Kapasitor
Fungsi
Kapasitor adalah komponen yang bekerja dengan menyimpan muatan. Aplikasi kapasitor
diantaranya digunakan sebagai filter pada rangkaian penyearah tegangan.
Ada dua tipe kapasitor, yaitu polar dan nonpolar/ bipolar. Perbedaan dari keduanya adalah
pada ketentuan pemasangan kaki-kakinya. Polaritas pada kapasitor polar dapat diketahui
melalui label polaritas (negatif atau positif) kaki kapasitornya atau panjang-pendek kakikakinya. Pemasangan kapasitor polar ini harus sesuai dengan polaritasnya. Sementara,
untuk pemasangan kapasitor nonpolar, tidak ada ketentuan pemasangan polaritas kakikakinya karena itu pula pada kapasitor nonpolar tidak ada label polaritasnya.
Desain kapasitor, baik polar maupun nonpolar, ada dua bentuk, yaitu aksial dan radial.
Contoh bentuk kapasitor aksial dan radial ditunjukan pada Gambar C-2 (perhatikan posisi
kaki-kakinya).
Gambar C-2 Kapasitor bentuk radial (kiri) [2] dan kapasitor bentuk aksial (kanan) [3]
Lampiran C
83
Kapasitor Polar
Gambar C-3 Dari kiri: simbol kapasitor polar, kapasitor tantlum dan kapasitor elektrolit [2]
Kapasitor elektrolit dan kapasitor tantalum adalah contoh jenis kapasitor polar. Rating
tegangan kedua kapasitor tersebut rendah, yaitu 6.3 V – 35 V. Pada badan kapasitor
tersebut tercetak label polaritas yang menunjukan polaritas kaki komponen yang sejajar
dengan label polaritas tersebut.
Saat ini, nilai kapasitansi dan rating tegangan kedua jenis kapasitor tersebut dapat dibaca
langsung dari label yang tercetak dengan jelas pada badan kapasitornya. Namun, pada
kapasitor tantalum biasanya dicetak dengan kode angka. Dahulu, mungkin saat ini juga
masih ditemukan di beberapa toko komponen elektronik, nilai kapasitansi dan rating
tegangan kapasitor tantalum dicetak dengan label kode warna. Kode warna tersebut
mengikuti kode warna standard (seperti kode warna pada resistor).
Besar muatan yang dapat disimpan oleh suatu kapasitor ditunjukan oleh nilai yang tertera
pada kapasitor tersebut. Besar muatan tersebut biasanya ditulis dalam besaran piko (p),
nano (n) dan mikro () Farad:
 = 10-6, 1000000F = 1F
n = 10-9, 1000nF = 1F
p = 10-12, 1000pF = 1nF
Kapasitor Nonpolar
Gambar C-4 Dari kiri: simbol kapasitor nonpolar dan jenis-jenis kapasitor nonpolar [5]
Kapasitor nonpolar memiliki rating tegangan paling kecil 50 V. Kapasitor nonpolar yang
banyak digunakan biasanya memiliki rating tegangan 250 V atau lebih. Nilai kapasitansi
kapasitor nonpolar yang tercetak pada label berupa kode angka atau kode warna.
84
Lampiran C
Nilai Kapasitansi Kapasitor Nonpolar
Perhatikan gambar jenis-jenis kapasitor pada Gambar C-3:
Label ”0.1” pada kapasitor paling kiri artinya bahwa kapasitor tersebut memilki nilai
kapasitansi 0.1F = 100nF. Contoh lain, label “4n7” artinya nilai kapasitansi kapasitor
tersebut adalah 4.7nF.
Aturan pembacaan kode warna kapasitor (gambar kedua dari kiri) mirip dengan pembacaan
kode warna resistor. Kode warna dibaca dari warna paling atas:
1. warna pertama: angka pertama nilai kapasitansi
2. warna kedua: angka kedua nilai kapasitansi
3. warna ketiga: faktor pengali (pangkat dari sepuluh) dengan satuan pF
4. warna keempat: toleransi
5. warna kelima: Rating tegangan
Misal, tiga warna pertama kapasitor tersebut adalah coklat-hitam-jingga memiliki arti
bahwa nilai kapasitansinya 10x103pF = 10000pF.
Aturan pembacaan kode angka pada jenis kapasitor seperti tampak pada gambar ketiga
adalah sebagai berikut:
1. angka pertama: angka pertama nilai kapasitansi
2. angka kedua: angka kedua nilai kapasitansi
3. angka ketiga: faktor pengali (pangkat dari sepuluh) dengan satuan pF
4. huruf yang mengikuti angka-angka tersebut adalah nilai toleransi dan rating
tegangannya
Misalnya, label ”102” artinya 10x102pF=1000pF; ”472” artinya 4700pF dengan toleransi ”J”,
yaitu 5%.
Label ”470” pada gambar kapasitor nonpolar paling kanan artinya kapasitor tersebut
memiliki kapasitansi 470pF. Kapasitor jenis ini, yaitu kapasitor polystyrene sudah jarang
digunakan saat ini.
Standard Nilai Kapasitansi
Nilai kapasitansi berdasarkan standard EIA yang banyak di pasaran adalah seri E6. Perlu
dicatat bahwa, seperti pada resistor, kapasitor tidak tersedia dalam sembarang nilai
kapasitansi, melainkan mengikuti standard EIA.
Kapasitor seri E6 memiliki toleransi ±20%. Berikut adalah nilai-nilai kapasitansinya 10, 15,
22, 33, 47, 68, 100, 150, 220, 330, 470, 680, 1000,... dst. (dengan satuan pF). Terlihat bahwa
ada perulangan setiap enam deret angka yang masing-masing angka telah dikalikan 10.
Lampiran C
85
Seperti pada resistor, selain nilai-nilai kapasitansi di atas ada pula nilai-nilai kapasitansi
yang lebih presisi dengan mengikuti standard EIA.
Kapasitor Variabel
Gambar C-5 Kapasitor variabel [5]
Kapasitor jenis ini biasanya digunakan di dalam rangkaian tuning radio. Nilai kapasitansinya
relatif kecil, biasanya diantara 100pF dan 500pF.
Kapasitor Trimmer
Gambar C-6 Kapasitor trimmer [5]
Kapasitor trimmer adalah ukuran mini dari kapasitor variabel. Kapasitor ini didesain untuk
dapat dipasangkan langsung pada PCB dan untuk diatur nilainya hanya pada saat
pembuatan rangkaian. Nilai kapasitansi kapasitor ini biasanya kurang dari 100pF. Di dalam
rentang nilai kapasitansinya, kapasitor trimmer memiliki nilai minimum yang lebih besar
dari nol.
Induktor
Fungsi
Pada rangkaian DC, induktor dapat digunakan untuk memperoleh tegangan DC yang
konstan terhadap fluktuasi arus. Pada rangkai AC, induktor dapat meredam fluktuasi arus
yang tidak diinginkan.
86
Lampiran C
Gambar C-7 Dari kiri: simbol induktor dan jenis-jenis induktor [4]
Kode Warna
Ada jenis induktor yang desain fisiknya mirip dengan resistor. Nilai induktansinya dinyatakan
dengan kode warna. Induktor jenis ini ditunjukan oleh Gambar C-8.
Gambar C-8 Induktor dengan kode warna [5]
Membaca kode warna pada induktor sama dengan membaca kode warna pada resistor dan
kapasitor:
1. warna pertama: angka pertama nilai kapasitansi
2. warna kedua: angka kedua nilai kapasitansi
3. warna ketiga: faktor pengali (pangkat dari sepuluh) dengan satuan H
4. warna keempat: toleransi
Induktor memiliki rating arus tertemtu. Dalam suatu rangkaian biasanya digunakan stress
ratio 60%.
Dioda
Lampiran C
87
Fungsi
Dioda berfungsi untuk membuat arus listrik mengalir pada satu arah saja. Arah arus
tersebut ditunjukan oleh arah tanda panah pada simbol dioda (Gambar C-9).
Gambar 1 C-9 Simbol dioda [5]
Forward Voltage Drop
Seperti halnya orang yang mengeluarkan energi untuk membuka pintu dan melaluinya,
listrik juga mengeluarkan energi saat melalui dioda. Tegangan listrik akan berkurang sekitar
0.7 V saat arus listrik melewati dioda (yang terbuat dari silikon). Tegangan sebesar 0.7 V ini
disebut forward voltage drop.
Reverse Voltage
Dioda ideal tidak akan melewatkan arus yang mengalir pada arah yang berlawanan
(dengan panah pada simbol dioda). Namun, secara praktis terdapat kebocoran, yaitu ada
arus dilewatkan maksimum sebesar beberapa A meski dapat diabaikan.
Tegangan balik maksimum (maximum reverse voltage) sebesar 50V atau lebih adalah nilai
maksimum tegangan (dengan arah arus berlawanan) yang masih dapat ditahan oleh dioda.
Bila tegangan balik melebihi rating tegangan balik maksimum ini maka dioda akan rusak,
kebocoran arus.
Jenis dioda
Dioda Signal
Dioda jenis ini digunakan untuk meneruskan arus dengan nilai arus kecil, yaitu hingga
100mA. Contoh dioda jenis ini adalah dioda 1N4148 yang terbuat dari bahan silikon.
Dioda Rectifier
Dioda jenis ini digunakan dalam rangkaian Power Supply. Dioda tersebut berfungsi untuk
mengubah arus bolak-balik ke arus searah. Rating maksimum arus yang dapat dilewatkan
samadengan 1A atau lebih besar dan maximum reverse voltage samadengan 50V atau lebih
besar.
Dioda Zener
Dioda ini digunakan untuk memperoleh tegangan (dioda zener) yang tetap ketika reverse
voltage sudah berada di daerah breakdown. Ketika reverse voltage, meski nilainya berubahubah, asalkan berada di daerah breakdown maka tegangan dioda zener tersebut akan
tetap.
88
Lampiran C
Transistor
Fungsi
Transistor berfungsi sebagai penguat arus. Karena besar arus yang dikuatkan dapat diubah
ke dalam bentuk tegangan, maka dapat dikatakan juga bahwa transistor dapat
menguatkan tegangan. Selain itu, transistor juga dapat berfungsi sebagai switch elektronik.
Ada dua jenis transistor, yaitu NPN dan PNP. Simbol kedua jenis transistor tersebut
ditunjukan oleh Gambar C-10.
Gambar C-10 Simbol transistor NPN dan PNP (ket.: B = Base, C = Collector dan E = Emitter)
[5]
Transistor memiliki tiga kaki yang masing-masing harus dipasang secara tepat. Kesalahan
pemasangan kaki-kaki transistor akan dapat merusakan transistor secara langsung. Perlu
dicatat bahwa pada badan transistor tidak ada label yang menunjukan bahwa kaki
transistor tersebut adalah B, C atau E. Dengan demikian, sebelum memasang sebuah
transistor, pastikan dimana kaki B, C dan E dengan membaca datasheet-nya. Di dalam
penggunaannya harus pula diperhatikan dua rating: daya disipasi kolektor, yaitu VCE x IC,
dan breakdown voltage, yaitu VBE reverse.
Daftar Pustaka
[1]
www.em.avnet.com/ctf_shared/pgw/
df2df2usa/Resistance%20Decade%20Values.pdf
[2]
www.columbia.k12.mo.us
[3]
www.banzaieffects.com
[4]
en.wikipedia.org/wiki/Inductor
[5]
www.kpsec.freeuk.com
Lampiran C
89
90
Lampiran C
Lampiran D
Instrumen Dasar dan Aksesoris
Instrumen Dasar
Multimeter
Di dalam praktikum yang akan dilakukan nanti, praktikan akan menggunakan dua macam
multimeter, yaitu multimeter analog dan multimeter digital (Gambar D-1).
Gambar D-1 Multimeter digital (kiri) dan multimeter analog (kanan)
Generator Sinyal
Generator sinyal adalah instrumen yang menghasilkan/ membangkitkan berbagai bentuk
gelombang: sinus, kotak dan gergaji. Gambar D-2 contoh sebuah generator fungsi yang
tersedia di Laboratorium Dasar Teknik Elektro.
Lampiran D
91
Gambar D-2 Generator sinyal
Osiloskop
Osiloskop adalah instrumen ukur yang dapat menampilkan visualisasi dinamis signal
tegangan yang diukurnya. Gambar D-3 menunjukkan sebuah contoh osiloskop analg.
Gambar D-3 Osiloskop
Power Supply
Perangkat ini adalah instrumen sumber tegangan dan sumber arus. Gambar D-4 adalah
gambar Power Supply yang dimiliki oleh Labdas. Jika anda menggunakan jenis Power Supply
seperti yang ditunjukan oleh gambar di sebelah kanan, pastikan lampu ”Output” menyala
agar kit praktikum yang telah anda hubungkan pada Power Supply tersebut bekerja.
Gambar D-4 Regulated Power Supply
92
Lampiran D
Kabel Aksesoris
Kabel Koaksial
Kabel koaksial memiliki jenis konektor yang berbeda-beda untuk fungsi yang berbeda pula.
Pada bagian ini akan ditunjukan berbagai jenis kabel koaksial berdasarkan konektor yang
terpasang.
BNC – 1 Banana/ 4 mm
Gambar D-5 Kabel koaksial dengan konektor BNC dan 1 banana
Gambar D-6 Konektor BNC (dua gambar kiri) dan
1 banana+lubang untuk kabel ground (paling kanan)
Di dalam penggunaanya, kabel seperti tampak pada Gambar D-5 akan digunakan bersamasama dengan kabel seperti pada Gambar D-7. Salah satu ujung kabel Gambar D-7 di
dipasangkan pada lubang konektor untuk Ground (Gambar D-5).
Lampiran D
93
Gambar D-7 Kabel isi kawat tunggal berdiameter 4 mm
yang terpasang konektor stackable banana di kedua ujungnya
BNC – 2 Unstackble Banana/ 4 mm
Gambar D-8 Kabel koaksial dengan konektor BNC dan 2 buah unstackable banana
Gambar D-9 Konektor unstackabel banana
94
Lampiran D
BNC – Probe Kait dan Jepit Buaya
Gambar D-10 Kabel koaksial dengan konektor BNC dan probe kait + jepit buaya
Kabel ini adalah aksesoris Osiloskop. Pada konektor BNC dan probe kait terdapat fasilitas
adjustment.
adjustment
redaman
skrup
adjust
Gambar D-11 (Dari kiri) konektor BNC dengan skrup adjustment (lubang), probe jepit
dengan adjustment redaman dan capit buaya (untuk dihubungkan ke Ground)
Adapter
Adapter digunakan untuk menghubungkan dua atau lebih konektor yang berbeda jenis.
BNC T-Connector
Lampiran D
95
Gambar D-12 Adapter BNC T-connector
BNC – Banana/ 4 mm Terminal (Binding Post)
Gambar D-13 Adapter BNC – 4 mm terminal
Kabel 4 mm
Selain telah ditunjukan pada Gambar D-7, kabel 4 mm bisa saja memiliki konektor yang lain,
misalnya konektor jepit buaya satu atau kedua ujungnya.
96
Lampiran D
Lampiran E
Prinsip Kerja Multimeter
Jenis Multimeter
Berdasarkan rangkaian antar muka pengukurannya, multimeter dapat dibedakan
multimeter elektronis dan non elektronis.
Multimeter Non Elektronis
Multimeter jenis bukan elektronik kadang-kadang disebut juga AVO-meter, VOM (VoltOhm-Meter), Multitester, atau Circuit Tester. Pada dasarnya alat ini merupakan gabungan
dari alat ukur searah, tegangan searah, resistansi, tegangan bolak-balik. Untuk mengetahui
fungsi dan sifat multimeter yang dipergunakan pelajarilah baik-baik spesifikasi teknik
(technical specification) alat tersebut.
Spesifikasi yang harus diperhatikan
1. batas ukur dan skala pada setiap besaran yang diukur: tegangan searah (DC
volt), tegangan bolak-balik (AC volt), arus searah (DC amp, mA, A), arus bolakbalik (AC amp) resistansi (, kilo).
2. sensitivitas yang dinyatakan dalam-per-volt pada pengukuran tegangan searah
dan bolak-balik.
3. Ketelitian yang dinyatakan dalam %
4. Daerah frekuensi yang mampu diukur pada pengukuran tegangan bolak-balik
(misalnya antara 20 Hz sampai dengan 30 KHz).
5. Batere yang diperlukan
Sebelum menggunakan alat tersebut, beberapa hal perlu dipelajari:
1. cara membaca skala
2. cara melakukan “zero adjustment” (membuat jarum pada kedudukan nol)
3. cara memilih batas ukur
4. cara memilih terminal, yaitu mempergunakan polaritas (tanda + dan -) pada
pengukuran tegangan dan arus searah (perlukah hal ini diperhatikan pada
pengukuran tegangan bolak-balik?)
Dalam memilih batas ukur tegangan atau arus perlu diperhatikan faktor keamanan dan
ketelitian. Mulailah dari batas ukur yang cukup besar untuk keamanan alat, kemudian
turunkanlah batas ukur sedikit demi sedikit. Ketelitian akan paling baik bila jarum menunjuk
pada daerah dekat dengan skala maksimum.
Lampiran E
97
Pada pengukuran tegangan searah maupun bolak-balik, perlu diperhatikan sensitivitas
meter yang dinyatakan dalam per volt. Sensitivitas meter sebagai pengukur tegangan
bolak-balik lebih rendah daripada sensitivitas sebagai pengukur tegangan searah.
Resistansi dalam voltmeter (dalam)=batas ukur x sensitivitas
Pada pengukuran tegangan bolak-balik perlu diperhatikan pula spesifikasi daerah frekuensi
(frequency converege/range). Perlu diketahui bahwa multimeter mempunyai kemampuan
yang terbatas, dan bahwa harga efektif (rms = root mean square) tegangan bolak-balik
umumnya dikalibrasi (ditera) dengan gelombang sinusoida murni bila kita ingin mengukur
tegangan tegangan bolak-balik yang mengandung tegangan searah, misalnya pada anoda
suatu penguat tabung trioda atau pada kolektor suatu penguat, suatu penguat transistor,
maka terminal kita hubungkan seri dengan sebuah kapasitor dengan kapasitas 0,1
mikrofarad.
Kapasitor ini akan mencegah mengalirnya arus searah, tetapi tetap dapat mengalirkan arus
bolak-balik. Pada multimeter tertentu, kadang-kadang kapasitor ini telah terpasang
didalamnya.
Multimeter Elektronis
Multimeter ini dapat mempunyai nama: Viltohymst, VTM + Vacuum Tube Volt Meter, Solid
State Multimeter = Transistorized Multimeter. Alat ini mempunyai fungsi seperti multimeter
non elektronis. Adanya rangkaian elektronis menyebabkan alat ini mempunyai beberapa
kelebihan. Bacalah spesifikasi alat tersebut. Perhatikan " resistasi dalam" (input resistance,
input impedance) pada pengukuran tegangan DC dan AC.
Pelajarilah: kedudukan On-Off, cara melakukan zero adjusment, cara memilih batas ukur
(range), cara mempergunakan probe dan cara membaca skala.
Multimeter/Voltmeter elektronis dapat dibagi atas dua macam yaitu tipe analog dan tipe
digital. Apakah perbedaan kedua macam alat tersebut?
Penggunaan Multimeter
Mengukur Arus Searah
Ammeter arus searah (DC ammeter) dipergunakan untuk mengukur arus searah. Alat ukur
ini dapat berupa amperemeter, milliamperemeter dan galvanometer?
Dalam mempergunakan ammeter arus searah perlu diperhatikan beberapa hal yaitu:
98
Lampiran E
1. Ammeter tidak boleh dipasang sejajar (paralel) dengan power supply
2. Ammeter harus dipasang seri dengan rangkaian yang diukur arusnya
3. Polaritas (tanda + dan -)
Bila kita mempunyai milliamperemeter arus searah, hendak digunakan sebagai ammeter
dengan beberapa macam batas ukur, dapat dilakukan sebagai berikut:
IX
IM
M
IP
Gambar E-1 Rangkaian dasar Ammeter searah
Misalkan M adalah milliamperemeter dengan batas ukur 1 mA dan resistansi dalam = RM
(lihat Gambar E-1). Kita pasang suatu resistor RP paralel dengan meter M. Dari rangkaian,
dapat dilakukan perhitungan berikut:
I P RP I M RM  I P 
I M RM
RP
Arus yang diukur adalah :
Ix  IP  IM 
 R 
I M RM
I M  I M 1  M 
RP
RP 

Misalkan IM adalah batas ukur meter M = 1 mA dan dipilih
diukur adalah :


R
I X  I M 1  M
1

RM
 9
RP 
1
RM
9
maka arus yang


  10 I M  10 mA


Jadi dengan memilih harga RP tertentu, kita dapat mengatur besarnya arus IX yang diukur.
Resistor RP disebut resistor paralel atau "shunt“ dari rangkaian ammeter.
Mengukur Tegangan Searah
Suatu alat ukur tegangan searah umumnya terdiri dari: meter dasar (Amperemeter) dan
rangkaian tambahan untuk memperoleh hubungan antara tegangan searah yang diukur
dengan arus searah yang mengalir melalui meter dasar. Meter dasar merupakan suatu alat
Lampiran E
99
yang bekerja (merupakan stator), dan suatu kumparan yang akan dilalui arus yang bebas
bergerak dalam medan magnet tetap tersebut. Rangkaian dasar voltmeter dapat
digambarkan seperti pada Gambar E-2.
IM
M
VX
M
RM
Gambar E-2 Rangkaian dasar Voltmeter searah
Dari gambar ini dapat diperoleh:
VX = IM RS + IM RM
Dengan :
VX = tegangan yang diukur
RS = resistor seri
RM = resistansi dalam meter
M = meter dasar (berupa mA-meter)
Bila IM adalah batas ukur meter M atau skala penuh maka RS harus dipilih sehingga VX
merupakan batas ukur dari seluruh rangkaian sebagai voltmeter.
Mengukur Tegangan Bolak-Balik
Multimeter untuk pengukuran tegangan bolak-balik dapat dibedakan menjadi dua, yaitu
multimeter yang True RMS dan non True RMS. True RMS dilakukan dengan beberapa cara,
antara lain dengan termokopel dan DSP. Sedangkan non True RMS mengukur tegangan
rata-rata sinyal yang telah disearahkan dengan dikalikan dengan konstanta 2/(phi) atau
1/(phi) bergantung penyearahnya.
Pada dasarnya voltmeter bolak-balik non True RMS terdiri dari: rangkaian penyearah, meter
dasar (misalnya A-meter searah) dan resistor seri (lihat Gambar E-3).
100
Lampiran E
Gambar E-3 Rangkaian Dasar Voltmeter Bolak-Balik
untuk (a):
Arus searah:
IM 
V XM
VX
2 V XM
2 VX 2
2 2 VX



 0,9
 RS  RM  2 R F  RS  RM  RS  RM
 RS  RM
RS  RM
2
atau V X (h arg a efektif ) 1,11 I M ( RS  RM )
Untuk (b)
Arus searah
IM 
V XM
VX
1 V XM
1 2 VX


 0,45
 RS  RM  2 R F  RS  RM   RS  RM
RS  RM
1
atau V X (h arg a efektif )  2,22 I M ( RS  RM )
Skala multimeter sebagai voltmeter bolak-balik umumnya ditera (dikalibrasi) untuk bentuk
gelombang sinusoida murni. Dengan demikian meter akan menunjukan harga yang salah
bila kita mengukur tegangan bolak-balik bukan sinus murni
Mengukur Resistansi
Pada dasarnya pengukuran resistansi dapat dilakukan dengan menggunakan Hukum Ohm.
Ada dua cara yang dapat dipilih:
1. Memompakan arus konstan pada resistor dan mengukur tegangannya
(hubungan resistansi-tegangan sebanding)
2. Memberikan tegangan pada resistor dan mengukur arusnya (hubungan
resistansi-arus berbanding terbalik)
Multimeter sederhana menggunakan cara yang kedua. Secara umum rangkaian ohmmeter
cara kedua ini terdiri dari meter dasar berupa miliammeter/mikroammeter arus searah,
Lampiran E
101
beberapa buah resistor dan potensiometer serta suatu sumber tegangan searah/batere. Kita
mengenal dua macam ohmmeter, yaitu ohmmeter seri dan ohmmeter paralel.
R1
IM
M
+
_
RM
R2
A
B
RX
Gambar E-4 Rangkaian Dasar Ohmmeter
V adalah sumber tegangan searah/batere dan RM adalah resistansi dalam meter dasar M
Mula-mula diambil RX = nol atau A-B dihubungkan sehingga diperoleh arus melalui meter M
adalah:
IM 
V
 I maks .......................................................................(1)
R1  R2  RM
R1  R2 
V
I maks
 RM ...............................................................................(1a)
Pada keadaan tersebut R2 diatur agar meter M menunjukan harga maksimum. Imaks = arus
skala penuh (full-scale).
Bila diambil RX = tak terhingga atau A-B dalam keadaan terbuka, maka diperoleh:
IM 0
Sekarang dimisalkan suatu resistor RX dipasang pada A-B, maka arus melalui M adalah:]
IM 
V
.....................................................................................(3)
R1  R2  RM  R X
Sehingga:
RX 

V
 ( R1  R2  RM )
IM
V
V

I M I maks
......................................................................................(4)
Dalam persamaan tersebut IM = arus yang mengalir melalui meter M dan RX = resistansi
yang diukur.
102
Lampiran E
Kurva Kalibrasi
Dari persamaan (4) terlihat bahwa RX dapat dinyatakan dalam IM atau terdapat hubungan
antara resistansi RX (yang kita ukur) dengan arus melalui meter IM. Perhatikan pula bahwa
grafik hubungan antara RX dan IM disebut sebagai kurva kalibrasi. Gambar E-5 menunjukan
contoh bentuk kurva kalibrasi untuk suatu ohmmeter seri.
Gambar E-5 Contoh Bentuk Kurva Kalibrasi Suatu Ohmmeter Seri
Dari kurva kalibrasi, terlihat bahwa skala ohmmeter merupakan skala yang tidak linier.
Pada daerah dekat dengan harga nol terdapat skala yang jarang dan makin dekat dengan
harga tak terhingga diperoleh skala yang makin rapat. Selain itu perlu diperhatikan bahwa
skala ohmmeter seri harga nol ohm terletak di sebelah kanan pada simpangan maksimum.
Resistansi Skala Tengah
Resistamsi skala tengah Rt ( = Rh = "half scale resistance") adalah harga resistansi Rt = RX
yang menyebabkan jarum meter menunjuk pada pertengahan skala.
Keadaan ini sesuai dengan arus meter
IM 
I maks
2
Harga Rt sangat penting karena menunjukan jarum pada daerah sekitar Rt, akan
mempunyai ketelitian yang paling baik.
Mengapa?
Untuk menentukan harga Rt, dapat dilakukan perhitungan sebagai berikut:
Dari persamaan (3), arus melalui meter adalah:
IM 
V
R1  R2  RM  R X
Untuk RX = nol, maka
Lampiran E
103
IM 
V
R1  R2  RM
I maks  I skala
..........................................................(5)
penuh
Untuk RX = Rt = Resistansi skala tengah, maka:
IM 
V
R1  R2  RM  R X

I
V
 maks
R1  R2  RM  Rt
2

V
2( R1  R2  RM  R X )
.................................................................(6)
Jadi: R1 +R2 +RM +Rt=2 (R1+R2+RM)
Maka: Rt = R1 +R2 + RM
Rangkaian Dasar Ohmmeter Paralel
R1
R2
IM
A
RM
+
V
RX
_
S
B
Gambar E-6 Rangkaian Dasar Ohmmeter Paralel
V = sumber tegangan searah/batere
RM = resistansi dalam meter M
Dalam keadaan tidak dipergunakan, saklar S harus dibuka agar batere V tidak lekas menjadi
lemah. Bila ohmmeter dipergunakan, maka saklar S ditutup.
Mula-mula diambil RX = tak terhingga atau A-B dalam keadaan terbuka, sehingga diperoleh
arus melalui M + IM. Pada keadaan ini pontensiometer R2 diatur agar arus melalui M
mencapai harga maksimum (skala penuh), sehingga:
I maks 
104
V
R1  R2  RM
............................................................(8)
Lampiran E
Kedudukan R2 jangan diubah lagi sehingga selalu terpenuhi persamaan (8) dengan demikian
akan diperoleh bahwa skala dengan RX = tak terhingga terletak id sebelah kanan. Untuk RX
= nol atau A-B dihubungsingkatkan maka tidak ada arus melalui M atau I M  nol . Jadi skala
nol  terletak di sebelah kiri.
Apakah perbedaan dengan ohmmeter seri ?
Kurva Kalibrasi
Bila dipasang resistansi RX pada rangkaian pada Gambar E-6 maka dapat dihitung arus
melalui M:
IM 
V
R
R1  R2  RM  M ( R1  R2 )
RX
...............................................................(9)
Dari persamaan (9) dapat dibuat kurva kalibrasi yaitu grafik RX sebagai fungsi IM. Contoh
bentuk kurva kalibrasi suatu ohmmeter paralel dapat dilihat pada Gambar E-7.
Gambar E-7 Contoh Bentuk Kurva Suatu Ohmmeter Paralel
Resistansi Skala Tengah
Seperti pada ohmmeter seri, resistansi skala tengah (Rt) adalah resistansi Rt = RX yang
menyebabkan jarum meter menunjuk pada pertengahan skala.
Untuk RX = Rt maka harus melalui M dapat dihitung dari persamaan (8) sebagai berikut:
IM 
I maks
V

2
2( R1  R2  RM )
............................................................(10)
Sedangkan dari persamaan (9) untuk RX = Rt diperoleh:
IM 
V
R
R1  R2  RM  M ( R1  R2)
Rt
............................................................(11)
Maka
dari persamaan (10) dan (11) dapat dihitung resistansi skala penuh:
Lampiran E
105
Rt 
RM ( R1  R2 )
RM  R1  R2
........................................................(12)
Perhatikan bahwa dengan rangkaian seperti pada Gambar E-7, kita peroleh Rt selalu lebih
kecil dari RM (lihat persamaan 12). Jadi ohmmeter paralel umumnya digunakan untuk
mengukur resistansi rendah. Bandingkanlah dengan ohmmeter seri 1.
Contoh Rangkaian Multimeter
Gambar E-8 – Gambar E-10 menunjukan contoh rangkaian multimeter yang digambarkan
secara terpisah, sebagai voltmeter searah, sebagai voltmeter bolak-balik, dan ammeter
searah.
15M
4M
150M
800M
48M
M
50V
250V
10V
1000V
80M
5000 Vdc
15M
pos
Gambar E-8 Rangkaian Voltmeter Searah
750K
200K
40K
7500
RS
R13
R7
Rb
50v
250v
Rectifier
R23
M
10v
R24
2000
2,5v
100v
ac
INPUT
Gambar E-9 Rangkaian Voltmeter Arus Bolakbalik
106
Lampiran E
50A
200
3000
225
2
0,475
0,025
100mA
500mA
- 10A
10mA
+ 10A
pos
neg
Gambar E-10 Rangkaian Ammeter Arus Searah
Multimeter Sebagai Alat Ukur Besaran Lain
Dengan menggunakan prinsip pengukuran yang telah diterangkan di atas (yaitu pengukuran
arus searah, tegangan bolak-balik dan resistansi) multimeter dapat juga dipergunakan
untuk mengukur besaran-besaran (atau sifat-sifat komponen) secara tidak langsung).
Beberapa contoh diantaranya adalah:
1. mengukur polaritas dan baik buruknya dioda secara sederhana
2. mengetahui baik buruknya transistor secara sederhana
3. mengukur kapasitansi
4. mengukur induktansi
bila pada multimeter ditambahkan rangkaian tertentu, multimeter tersebut dapat berfungsi
sebagai:
1. Transistor tester
2. Wattmeter
3. Pengukur suhu
Spesifikasi Multimeter
Yang perlu diperhatikan pada penggunaan multimeter adalah spesifikasi-spesifikasi yang
tertera pada badan multimeter. Contoh spesifikasi yang biasa tertera pada multimeter
tampak pada Gambar E-11.
Lampiran E
107
Gambar E-11 Sensitivitas multimeter analog
Dari spesifikasi tersebut dapat diketahui besar sensitivitas multimeter analog, sehingga
dapat dicari besar hambatan dalam multimeter analog pada saat pengukuran pada batas
ukur tertentu. Misalnya jika menggunakan besar batas ukur 50V, hambatan dalam
voltmeter analog ini adalah 1M (yaitu 20K/V DC * 50V).
Gambar E-12 Besar input maksimum multimeter analog (kiri) dan multimeter digital
(kanan)
Hal penting lainnya yang harus diperhatikan dari spesifikasi multimeter adalah besar
tegangan atau arus maksimum yang dapat diukur multimeter ini. Pada contoh di atas,
multimeter analog ini mampu mengukur tegangan DC sampai 1000V. Sedangkan
multimeter digital di atas mampu mengukur tegangan AC dan DC sampai 600V, dengan arus
tidak melebihi 400mA. Jika besar arus yang melewati multimeter ini melebihi 400mA, maka
sekering (fuse) pengaman yang terdapat dalam multimeter ini akan putus.
108
Lampiran E
Lampiran F
Cara Menggunakan Generator Sinyal
Generator sinyal merupakan suatu alat yang menghasilkan sinyal/gelombang sinus (ada
juga gelombang segi empat, gelombang segi tiga) dimana frekuensi serta amplitudanya
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:
Lampiran F
109
1. Saklar daya (power switch): Untuk menyalakan generator sinyal, sambungkan
generator sinyal ke tegangan jala-jala, lalu tekan saklar daya ini.
2. Pengatur Frekuensi: Tekan dan putar untuk mengatur frekuensi keluaran dalam
range frekuensi yang telah dipilih.
3. Indikator frekuensi: Menunjukkan nilai frekuensi sekarang
4. Terminal output TTL/CMOS: terminal yang menghasilkan keluaran yang
kompatibel dengan TTL/CMOS
5. Duty function: Tarik dan putar tombol ini untuk mengatur duty cycle gelombang.
6. Selektor TTL/CMOS: Ketika tombol ini ditekan, terminal output TTL/CMOS akan
mengeluarkan gelombang yang kompatibel dengan TTL. Sedangkan jika tombol
ini ditarik, maka besarnya tegangan kompatibel output (yang akan keluar dari
terminal output TTL/CMOS) dapat diatur antara 5-15Vpp, sesuai besarnya
tegangan yang kompatibel dengan CMOS.
7. 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).
8. Amplitude output: Putar searah jarum jam untuk mendapatkan tegangan output
yang maksimum, dan kebalikannya untuk output -20dB. Jika tombol ditarik,
maka output akan diperlemah sebesar 20dB.
9. Selektor fungsi: Tekan salah satu dari ketiga tombol ini untuk memilih bentuk
gelombang output yang diinginkan
10. Terminal output utama: terminal yang mengelurakan sinyal output utama
11. Tampilan pencacah (counter display): tampilan nilai frekuensi dalam format
6x0,3"
12. Selektor range frekuensi: Tekan tombol yang relevan untuk memilih range
frekuensi yang dibutuhkan.
Tabel F-1 Jangkauan frekuensi Instek GFG8216A
110
Lampiran F
13. Pelemahan 20dB: tekan tombol untuk mendapat output tegangan yang
diperlemah sebesar 20dB
Lampiran F
111
112
Lampiran G
Lampiran G
Prinsip Kerja Osiloskop
Bagian-bagian Osiloskop
Osiloskop merupakan alat ukur dimana bentuk gelombang sinyal listrik yang diukur akan
tergambar pada layer tabung sinar katoda. Diagram bloknya dilihat pada Gambar G-1.
Gambar G-1 Diagram Blok Osiloskop
Gambar G-2 Tabung Sinar Katoda atau Cathodde Ray Tube (CRT)
Lampiran G
113
1. Elektron diemisikan (dipancarkan) dari katoda yang dipanaskan
2. Tegangan kisi menentukan jumlah elektron yang dapat diteruskan (untuk
meintensitaskan gambar pada layer)
3. Tegangan pada anoda 1 dan 2 menentukan percepatan yang diperoleh elektronelektron mempunyai energi kinetik yang cukup tinggi pada saat menunbuk layer
4. Kedua pelat defleksi X dan Y bersifat sebagai kapasitor yang memberikan medan
listrik pada aliran elektron yang melaluinya
5. Simpangan (defleksi) elektron pada layer ditentukan oleh besar tegangan yang
diberikan pada kedua pelat defleksi ini
6. Tegangan pada pelat defleksi Y didapat dari sinyal input Y, sehingga simpangan
vertikal pada layer akan sebanding dengan tegangan sinyal input Y
7. Tegangan pada pelat defleksi X didapat dari generator “time base” yang
memberikan tegangan berupa gigi gergaji, mengakibatkan simpangan horizontal
bergerak dari kiri ke kanan secara linier
8. Pada layer tabung sinar katoda akan didapatkan gambar sesuai dengan
tegangan sinyal input Y yang tergambar secara linier dari kiri ke kanan
9. Lapisan phosphor pada layar osiloskop menyebabkan layar akan berpencar pada
tempat-tempat yang dikenal elektron
Penguat Y ( Penguat Vertikal)
Penguat Y akan memperkuat sinyal input Y, sebelum diteruskan pada pelat defleksi Y. Pada
input penguat ini, ditambahkan peredam yang dinilai redamannya akan menentukan besar
simpangan gambar pada layar. Suatu tegangan searah (dc) ditambahkan pada sinyal input
Y, untuk dapat mengatur letak gambar dalam arah vertikal
Gambar G-3 Diagram penggerak bean elektron vertikal osiloskop
114
Lampiran G
Generator “Time Base” dan Penguat X (Penguat Horizontal)
Gambar G-4 Pola sinyal sweep (horisontal) dan blanking layar osiloskop
Generator “time base” menghasilkan tegangan “sweep” berbentuk gigi gergaji, yang
dihasilkan oleh suatu multivibrator untuk diberikan pada pelat defleksi X. Dari bentuk
tegangan sweep ini dapat terlihat bahwa simpangan horizontal pada layar akan bergerak
dari kiri ke kanan secara linier, kemudian dengan cepat kembali lagi ke kiri.
Pergerakan berlangsung berulang kali sesuai dengan frekuensi dari sinyal generator time
base ini. Gambar yang diinginkan diperoleh pada layar, hanyalah yang terjadi pada saat
pergerakan dari kiri ke kanan (“rise periode”). Gambar yang ingin diperoleh pada layar,
hanyalah yang terjadi pada saat pergerakan dari kanan ke kiri (“fly back period”) harus
ditiadakan, karena hanya akan mengacaukan pengamatan
Untuk dapat memadamkan intensitas gambar selama periode “fly back” ini, maka pada kisi
tabung sinar katoda diberikan sinyal “blanking”.
Lampiran G
115
Gambar G-5 Skema konversi waktu ke jarak pada layar
Sinyal “blanking” akan menghentikan aliran elektron dalam tabung katoda selama setiap
perioda “fly back”. Bila pada pelat defleksi X diberikan tegangan berupa gigi gergaji, dan
pada pelat defleksi Y diberikan tegangan sesuai dengan input sinyal Y, maka pada layar
akan diperoleh lintasan gambar sinyal input Y sebagai fungsi waktu. Untuk dapat
mengadakan persamaan, maka sinyal dari generator “time base” harus dikalibrasi terhadap
waktu.
Penguat X memperkuat sinyal dari generator “time base” sebelum dihubungkan pada pelat
defleksi X. Suatu tegangan dc ditambahkan pada sinyal generator “time base”, untuk
mengatur letak gambar dalam arah horizontal (x-pos).
116
Lampiran G
Rangkaian “Trigger”
Tugas utama dari rangkaian trigger adalah gambar yang diperoleh pada layar selalu diam
(tidak bergerak). Rangkaian trigger mendapat input dari penguat Y, dan outputnya yang
berupa pulsa-pulsa, akan menjalankan generator “time base”. Pulsa yang dihasilkan oleh
rangkaian ini, selalu bersamaan dengan permulaan perioda dari sinyal input Y.
Dengan adanya pulsa “trigger” ini, maka sinyal dari generator “time base” selalu seiring
dengan sinyal input Y, sehingga gambar pada layar tidak akan bergerak
Gambar G-6 Diagram pembentukan sinyal sweep
Stabilitas
Stabilitas gambar yang diperoleh ditentukan oleh stabilitas antara lain
1. Stabilitas power supply
2. Stabilitas frekuensi generator “time base”
3. Stabilitas fermis setiap komponen
4. Stabilitas terhadap gangguan luar
Semua faktor tersebut menentukan hasil yang diperoleh pada layar
Osiloskop “Dual Trace”
Gambar G-7 Digram pembentukan dual trace pada komponen vertikal
Dengan pertolongann suatu saklar elektronik dapat diamati dua sinyal sekaligus pada layar.
Saklar elektronik ini mengatur kerja dari pre amplifier A dan B secara bergantian seiring
Lampiran G
117
dengan sinyal dari generator time base. Saklar elektronik tak akan bekerja, bila hanya satu
kanal saja yang dipergunakan.
Ada dua mode untuk dual trace: Chop dan Alternate. Pada mode chop, penggambaran
kedua kurva dilakuakn selang seling sepanang sweep kiri ke kanan, sedangkan mode
alternate dilakuakn bergiliran satu kanal kiri ke kanan berikutnya kanal ke dua dst.
Kalibrator
Osiloskop biasanya dilengkapi dengan suatu sinyal kalibrasi yang mempunyai bentuk
tegangan serta periode tertentu. Dengan mengamati sinyal ini pada layar, maka “time/div”
dan “volt/div” osiloskop dapat dikalibrasi.
Probe dan Peredam
Kabel penghubung seringkali dapat merubah bentuk sinyal serta menyebabkan pergeseran
fasa ataupun osilasi disebabkan adanya kapasitas pada kabel yang digunakan. Jenis probe
tertentu dapat digunakan di sini untuk mengkompensasikan hal tersebut . Peredam
digunakan apabila tegangan sinyal yang akan diukur jauh melampaui kemampuan dari
osiloskop
Skema Muka Osiloskop
Gambar G-8 Tampilan Muka Osiloskop
Pada tampak muka osiloskop tombol yang ada dikelompokkan dalam tanda garis sesuai
sinyal dan besaran yang hendak diatur penampilannya. Berikut tombol-tombol pada
osiloskop:
118
Lampiran G
1. Intensitas: mengatur intensitas cahaya pada layar.
2. Fokus : mengatur ketajaman gambar yang terjadi pada layar.
3. Horizontal dan Vertikal: mengatur kedudukan gambar dalam arah horizontal dan
vertical.
4. Volt/Div (atau Volts/cm), ada 2 tombol yang konsentris. Tombol ditempatkan
pada kedudukan maksimum ke kanan (searah dengan jarum jam) menyatakan
osiloskop dalam keadaan terkalibrasi untuk pengukuran. Kedudukan tombol di
luar menyatakan besar tegangan yang tergambar pada layar per kotak (per cm)
dalam arah vertikal.
5. Time/Div (atau Time/cm), ada 2 tombol yang konsentris. Tombol di tengah pada
kedudukan maksimum ke kanan (searah dengan jarum jam) menyatakan
osiloskop dalam keadaan terkalibrasi untuk pengukuran. Kedudukan tombol
diluar menyatakan factor pengali untuk waktu dari gambar pada layar dalam
arah horizontal.
6. Sinkronisasi: mengatur supaya pada layar diperoleh gambar yang tidak bergerak.
7. Slope: mengatur saat trigger dilakukan, yaitu pada waktu sinyal naik (+) atau
pada waktu sinyal turun (-).
8. Kopling: menunjukan hubungan dengan sinyal searah atau bolak-balik.
9. External Trigger: Trigger dikendalikan oleh rangkaian di luar osiloskop. Pada
kedudukan ini fungsi tombol “sinkronisasi”, “slope” dan “kopling” tidak dapat
dipergunakan.
10. Internal Trigger: trigger dikendalikan oleh rangkaian di dalam osiloskop. Pada
kedudukan ini fungsi tombol “sinkronisasi”, “slope” dan “kopling” dapat
dipergunakan.
Lampiran G
119