Makalah Alat- Alat Ukur AC dan DC

MAKALAH

ALAT–ALAT UKUR

Di Susun Oleh :

NAMA       : AYU MELATI

NIM           : A1C312026

Dosen pengampu :

     HAERUL P, SPd, MPFis

PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS JAMBI

2013/ 2014

MENENTUKAN TEGANGAN AC/DC DENGAN MULTIMETER DAN OSILOSKOP

Penulis : Ayu Melati, 04 OKTOBER 2013

1.    LATAR BELAKANG

Dalam melakukan eksperimen diperlukan pengukuran dan alat yang digunakan di dalam pengukuran yang disebut alat ukur. Di dalam kehidupan sehari-hari, alat ukur listrik merupakan peralatan yang diperlukan oleh manusia. Karena, besaran listrik yaitu seperti : tegangan, arus, daya, frekuensi dan sebagainya tidak dapat langsung ditanggapi oleh indera kita. Makanya, besaran listrik tersebut di transformasikan melalui fenomena fisis yang akan memungkinkan pengamatan melalui indera kita.

       Multimeter atau multitester adalah alat pengukur listrik yang sering dikenal sebagai VOM (Volt-Ohm meter) yang dapat mengukur tegangan (voltmeter), hambatan (ohm-meter), maupun arus (amperemeter). Ada dua kategori multimeter yaitu multimeter digital atau DMM (digital multi-meter) dimana multimeter yang ini merupakan yang baru dan lebih akurat hasil pengukurannya, dan multimeter analog. Masing-masing kategori dapat mengukur listrik AC, maupun listrik DC. Sebuah multimeter merupakan perangkat genggam yang berguna untuk menemukan kesalahan dan pekerjaan lapangan, maupun perangkat yang dapat mengukur dengan derajat ketepatan yang sangat tinggi.

Osiloskop adalah alat ukur elektronika yang berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal listrik agar dapat dilihat dan dipelajari. Osiloskop biasanya digunakan untuk mengamati bentuk gelombang yang tepat dari sinyal listrik. Selain amplitudo sinyal, osiloskop dapat menunjukkan distorsi, waktu antara dua peristiwa (seperti lebar pulsa, periode, atau waktu naik) dan waktu relatif dari dua sinyal terkait. Alat ukur ini dapat digunakan sebagai alat untuk pengukuran rangkaian elektronik seperti TV, Radio Komunikasi,dsb. Bentuk alat ini hampir sama dengan alat yang digunakan di rumah sakit di ruang operasi. Namun untuk yang ini ukurannya kecil dari yang di gunakan di ruang operasi.

2.    LANDASAN TEORI

Multimeter adalah alat ukur yang dipakai untuk mengukur tegangan listrik, arus listrik, dan tahanan (resistansi). Itu adalah pengertian multimeter secara umum, sedangkan pada perkembangannya multimeter (multitester) masih bisa digunakan untuk beberapa fungsi seperti mengukur temperatur, induktansi, frekuensi, dan sebagainya. Ada juga yang menyebut sebagai VOM (Volt/Ohm meter) yang dapat mengukur tegangan (voltmeter), hambatan (ohm-meter), maupun arus (amper-meter).

Ada dua kategori multimeter: multimeter digital atau DMM (digital multi-meter)(untuk yang baru dan lebih akurat hasil pengukurannya), dan multimeter analog. Masing-masing kategori dapat mengukur listrik AC, maupun listrik DC.

Multitester analog menggunakan peraga jarum moving coil dan besaran ukur berdasarkan arus (elektronis dan non elektronis). Sedangkan multitester digital menggunakan peraga bilangan digital dan besaran ukur berdasarkan tegangan yang dikonversi ke sinyal digital.

Spesifikasi Multitester yaitu antara lain:

·         Batas Ukur dan Skala Tegangan searah  (DC&AC), arus (DC), dan resistensi

·         Sensitivitas pengukuran tegangan

·         sensitivitas pengukuran tegangan dalam ΩΩ/V/V

·         ketelitian dalam %

·         jangkauan frekuensi tegangan bolak-balik

·         yang mampu diukur (misalnya antara 20 Hz - 30 KHz).

·         baterai yang diperlukan

Multimeter analog lebih banyak dipakai untuk kegunaan sehari-hari, seperti para tukang servis TV atau komputer kebanyakan menggunakan jenis yang analog ini. Kelebihannya adalah mudah dalam pembacaannya dengan tampilan yang lebih simple. Sedangkan kekurangannya adalah akurasinya rendah, jadi untuk pengukuran yang memerlukan ketelitian tinggi sebaiknya menggunakan multimeter digital.

Multimeter analog terdiri dari bagian-bagian penting, diantaranya adalah sebagai berikut:

1. Papan skala 

2. Jarum penunjuk skala 

3. Pengatur jarum skala 

4. Knop pengatur nol ohm

5. Batas ukur ohm meter 

6. Batas ukur DC volt (dcv)

7. Batas ukur AC volt (acv)

8. Batas ukur ampere meter DC

9. Saklar pemilih (dcv, acv, ohm, ampere dc)

10. Test pin positif (+)

11. Test pin negatif (-)

Multimeter digital memiliki akurasi yang tinggi, dan kegunaan yang lebih banyak jika dibandingkan dengan multimeter analog. Yaitu memiliki tambahan-tambahan satuan yang lebih teliti, dan juga opsi pengukuran yang lebih banyak, tidak terbatas pada ampere, volt, dan ohm saja. Multimeter digital biasanya dipakai pada penelitian atau kerja-kerja mengukur yang memerlukan kecermatan tinggi, tetapi sekarang ini banyak juga bengkel-bengkel komputer dan service center yang memakai multimeter digital.

Kekurangannya adalah susah untuk memonitor tegangan yang tidak stabil. Jadi bila melakukan pengukuran tegangan yang bergerak naik-turun, sebaiknya menggunakan multimeter analog.

Fungsi dari multimeter adalah sebagai berkut :

·         Digunakan untuk mengukur resistansi

·         Digunakan untuk mengukur tegangan DC

·         Digunakan untuk mengukur tegangan AC

·         Digunakan untuk mengukur arus DC

Osiloskop adalah alat ukur besaran listrik yang dapat memetakan sinyal listrik. Pada kebanyakan aplikasi, grafik yang ditampilkan memperlihatkan bagaimana sinyal berubah terhadap waktu. Osiloskop terbagi menjadi dua macam yaitu, osiloskop analog dan osiloskop digital. Dalam bidang elektronika, osiloskop merupakan instrumen ukur yang memiliki posisi yang sangat vital mengingat sifatnya yang mampu menampilkan bentuk gelombang yang dihasilkan oleh rangkaian yang sedang diamati. Dewasa ini secara prinsip ada dua tipe osiloskop, yakni tipe analog (ART - analog real time oscilloscope, ) dan tipe digital (DSO - digital storage osciloscope), masing-masing memiliki kelebihan dan keterbatasan.

Beberapa fungsi osiloskop adalah sebagai berikut :
a) Mengukur besar tegangan listrik dan hubungannya terhadap waktu.
b) Mengukur frekuensi sinyal yang berosilasi.
c) Mengecek jalannya suatu sinyal pada sebuah rangakaian listrik.
d) Membedakan arus AC dengan arus DC.
e) Mengecek noise pada sebuah rangkaian listrik dan hubungannya terhadap waktu, dll.

Adapun Tombol umum dalam osiloskop, yaitu

Ø  On/Off : Untuk menghidupkan/mematikan Oscilloscope

Ø  Ilumination : Untuk menyalakan lampu latar.

Ø  Intensity : Untuk mengatur terang/gelapnya garis frekuensi

Ø  Focus : Untuk mengatur ketajaman garis frekuensi

Ø  Rotation : Untuk mengatur posisi kemiringan rotasi garis frekuensi

Ø  CAL : Frekuensi Sample yg dpt diukur utk mengkalibrasi Oscilloscope

3.    PRINSIP DAN CARA MENGUKUR

Penjelasan untuk skema prinsip kerja osiloskop analog:

· Saat kita menghubungkan probe ke sebuah rangkaian, sinyal tegangan mengalir dari probe menuju ke pengaturan vertikal dari sebuah sistem osiloskop (Vertical System), sebuah Attenuator akan melemahkan sinyal tegangan input sedangkan Amplifier akan menguatkan sinyal tegangan input. Pengaturan ini ditentukan oleh kita saat menggerakkan kenop "Volt/Div" pada user interface Osiloskop.

· Tegangan yang keluar dari sistem vertikal lalu diteruskan menuju pelat defleksi vertikal pada sebuah CRT (Catode Ray Tube), sinyal tegangan yang dimasukkan ke pelat ini nantinya akan digunakan oleh CRT untuk menggerakkan berkas-berkas elektron secara bidang vertikal saja (ke atas atau ke bawah).

· Sampai point ini dapat disimpulkan bahwa Vertical System pada osiloskop analog berfungsi untuk mengatur penampakan Amplitudo dari sinyal yang diamati.

· Selanjutnya sinyal masuk ke dalam pelat defleksi vertikal. Sinyal tegangan yang teraplikasikan disini menyebabkan berkas-berkas elektron bergerak. Tegangan positif mengakibatkan berkas elektron bergerak ke atas, sedangkan tegangan negatif menyebabkan elektron terdorong ke bawah.

· Sinyal yang keluar dari Vertical System tadi juga diarahkan ke Trigger System untuk memicu sweep generator dalam menciptakan apa yang disebut dengan "Horizontal Sweep" yaitu pergerakan elektron secara sweep - menyapu ke kiri dan ke kanan - dalam dimensi horizontal atau dengan kata lain adalah sebuah ungkapan untuk aksi yang menyebabkan elektron untuk bergerak sangat cepat menyeberangi layar dalam suatu interval waktu tertentu. Pergerakan elektron yang sangat cepat (dapat mencapai 500,000 kali per detik) inilah yang menyebabkan elektron tampak seperti garis pada layar (misalnya seperti daun kipas pada kipas angin yang tampak seperti lingkaran saja saat berputar).

· Pengaturan berapa kali elektron bergerak menyebrangi layar inilah yang dapat kita anggap sebagai pengaturan Periode/Frekuensi yang tampak pada layar, bentuk konkretnya adalah saat kita menggerakkan kenop Time/Div pada Osiloskop.

· Pengaturan bidang vertikal dan horizontal secara bersama-sama akhirnya dapat merepresentasikan sinyal tegangan yang diamati ke dalam bentuk grafik yang dapat kita lihat pada layar CRT.

Ø  Langkah-Langkah Mengukur Tegangan Arus Bolak-Balik (AC) dengan Osiloskop

·         Sinyal AC diarahkan ke CH input dan stel saklar mode untuk menampilkan bentuk gelombang yang diarahkan ke CH tersebut.

·         Distel saklar VOLT/ DIV untuk menampilkan kira- kira 5 DIV bentuk gelombang.

·         Distel saklar SEC/ DIV untuk menampilkan beberapa gelombang.

·         Atur penampilan gelombang secara vertikal sehingga puncak gelombang negatif, gelombang berhimpit dengan salah satu garis gratikul horizontal.

·         Atur tampilan gelombang secara horizontal, sehingga puncak berimpit dengan pusat garis gratikul vertikal.

·         Hitunglah tegangan puncak- kepuncak ( Peaks to peaks ) dengan menggunakan persamaan:

·         VOLT ( p.p ) = ( difleksi vertikal ) x ( penempatan saklar VOLT/ DIV ).

Ø  Langkah-Langkah Mengukur Tegangan Arus Searah (DC) dengan Osiloskop

·         Berikut ini adalah langkah-langkah untuk mengukur tegangan arus searah (misalnya mengukur tegangan baterai) dengan menggunakan osiloskop.

·         Pilih mode SOURCE pada LINE.

·         Pilh mode COUPLING pada DC.

·         Pilih DC pada tombol AC-DC.

·         Siapkan baterai yang akan diukur.

·         Dengan kabel penghubung, hubungkan battery dengan salah satu channel.

·         Hal yang perlu diperhatikan sebelum mengukur adalah, letakkan nilai 0 di layar sebaik mungkin.

·         Variasikan VOLTS/DIV pada beberapa angka (misalnya 1, 1.5, dan 2).

·         Catat semua hasil pengukuran yang didapatkan.

Multimeter Secara teori dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

BU = Batas Ukur

SM = Skala maksimum yang dipakai

JP = Jarum Penunjuk

VAC = Tegangan terukur

Misalnya, pada pengukuran Batas Ukur yang digunakan adalah 250 Vc dan Skala Maksimum yang digunakan 250, serta penunjukan jarum pada angka 200 lebih 4 kolom kecil yang mana masing kolom bernilai 5 sehingga bila kita jumlah menunjuk angka 220. Dari data tersebut maka diketahui BU=250, SM=250 dan JP=220. Sehingga tinggal kita masukan ke rumus diatas sbb:

Vac = (250/250) 220
Vac = 220

Sebelum digunakan pastikan multimeter tersebut dalam keadaan masih berfungsi dengan mengecek baterai pada multimeter tersebut. Arahkan saklar pemilih pada posisi off. Lalu pasang test pin positif dan negative. Sebelum melakukan pengukuran (tegangan DC, tegangan AC, dan Arus DC), posisikan jarum skala pada angka nol (disebelah kiri). Jika belum menunjuk angka nol, atur dengan pengatur jarum skala secara pelan-pelan agar tidak rusak.

ü  Cara Menggunakan Multimeter Analog

Multimeter analog dapat digunakan dengan cara-cara berikut ini:

1.      Untuk memulai setiap pengukuran, hendaknya jarum menunjukkan angka nol apabila kedua penjoloknya dihubungkan. Putarlah penala mekanik apabila jarum belum tepat pada angka nol (0).

2.      Putarlah sakelar pemilih ke arah besaran yang akan diukur, misalnya ke arah DC mA apabila akan mengukur arus DC, ke arah AC V untuk mengukur tegangan AC, dan ke arah DC V untuk mengukur tegangan DC.

3.      Untuk mengukur tahanan (resistor), sakelar pemilih diarahkan ke sekala ohm dan nolkan dahulu dengan menggabungkan probe positif dan negatif. Apabila belum menunjukkan angka nol cocokkan dengan memutar ADJ Ohm.

4.      Sambungkan penjolok warna merah ke jolok positif dan penjolok warna hidam ke jolok negatif.

5.      Untuk pengukuran besaran DC, jangan sampai terbalik kutub positif dan negatifnya karena bisa menyebabkan alat ukurnya rusak.

ü  Cara Menggunakan Multimeter Digital

Cara menggunakannya sama dengan multimeter analog, hanya lebih sederhana dan lebih cermat dalam penunjukan hasil ukurannya karena menggunakan display 4 digit sehingga mudah membaca dan memakainya.

1.      Putar sakelar pemilih  pada posisi skala yang kita butuhkan setelah alat ukur siap dipakai.

2.      Hubungkan probenya ke komponen yang akan kita ukur setelah disambungkan dengan alat ukur.

3.      Catat angka yang tertera pada multimeter digital.

4.      Penyambungan probe tidak lagi menjadi prinsip sekalipun probenya terpasang terbalik karena display dapat memberitahu.

ü Mengukur tegangan AC dengan multimeter

1.      Pertama-tama harus diingat bahwa apakah yang diukur itu tegangan AC atau DC, kalau AC Atur Selektor pada posisi ACV.

2.      Pilih skala batas ukur berdasarkan perkiraan besar tegangan yang akan di cek, jika tegangan yang di cek sekitar 12Volt maka atur posisi skala di batas ukur 50V. Saklar Batas Ukur menunjuk AC Volt, ke angka yang lebih tinggi dari batas ukur.

3.      Untuk mengukur tegangan yang tidak diketahui besarnya 

4.      Tempelkan colok yang satu ke (+) dan yang lain ke (-) karena yang akan diukur arus arusnya bolak-balik. Hubungkan probe multimeter ke titik tegangan yang akan dicek. Pemasangan probe multimeter boleh terbalik.

5.     Kemudian dibaca hasil ukur pada multimeter.

Untuk mengukur tegangan DC secara prinsip tak ubahnya dengan AC . Hanya perlu diperhatikan kabel colok alat ukur harus disambung pada kutub dari sumber tegangan.

ü Mengukur tegangan DC dengan multimeter

a.       Atur Selektor pada posisi DCV jikalau mau mengukur tegangan DC.

b.      Pilih skala batas ukur berdasarkan perkiraan besar tegangan yang akan di cek, jika tegangan yang di cek sekitar 12Volt maka atur posisi skala di batas ukur 50V.

c.       Untuk mengukur tegangan yang tidak diketahui besarnya maka atur batas ukur pada posisi tertinggi supaya multimeter tidak  rusak.

d.      Hubungkan atau tempelkan probe multimeter ke titik tegangan yang akan dicek. Waktu mengadakan pengukuran, colok merah (+) ditempatkan pada (+) dan colok hitam (-) ditempatkan pada (-). Tidak boleh terbalik.

e.       Kemudian dibaca hasil ukur pada multimeter.

4.    KESIMPULAN

Multimeter adalah alat untuk mengukur harga resistensi (tahanan),tegangan AC (Alternating current),tegangan DC (Direct current), dan arus DC.` Ada dua kategori multimeter, yaitu :

ü Multimeter digital atau DMM (digital multi-meter),untuk yang baru dan lebih akurat hasil pengukurannya).

ü Multimeter analog.

ü Multimeter Secara teori dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

      

BU = Batas Ukur

SM = Skala maksimum yang dipakai

JP = Jarum Penunjuk

VAC = Tegangan terukur

Osiloskop adalah alat ukur yang di gunakan untuk memetakan atau membaca sinyal listrik maupun frekuensi. Osiloskop di gunakan dalam pengukuran rangkaian elektronik seperti stasiun pemancar radio, TV, atau dalam kegunaan memonitor frekuensi elektronik seperti di rumah sakit dan untuk kegunaan-kegunaan lainnya.

5.    DAFTAR PUSTAKA

§  http://id.wikipedia.org/wiki/Multimeter

§  http://www.sisilain.net/2010/10/pengertian-dan-fungsi-multimeter.html

§  http://marulloh.multiply.com/journal/1/PRINSIP_KERJA_MULTIMETER

§  http://anggitsetiyadi87.blogspot.com/2011/01/alat-bantu-dan-ukur listrik.html

§  http://lpwi.blogspot.com/2011/03/cara-menggunakan-oscilloscope.html

§  http://melanie-fisika13.blogspot.com/2011/12/osiloskop.html

§  http://noviamalinda.blogspot.com/2011/12/prinsip-osiloskop.html

6.    LAMPIRAN

Multimeter analog                                                            Multimeter digital

      

OSILOSKOP