Diajukan untuk memenuhi tugas kelompok pada Mata Kuliah Pengenalan Laboratorium Fisika SL II

Dosen pengampu : Hj. Ade Yeti Nuryantini, M.Mpd, M.Si

Asisten Dosen : Adam Malik, M.Pd

Disusun Oleh:
Dita Sulastri (1211207021)

PRODI PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN GUNUNG DJATI
BANDUNG
2013

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahirobbil’alamin, puji dan syukur kami panjatkan hanya kehadirat Allah SWT, karena atas rahmat dan karunia-Nya kami dapat menyelesaikan makalah yang berjudul: “Osiloskop”. Makalah ini disusun untuk memenuhi salah satu tugas kelompok mata kuliah Pengenalan Laboratorium Fisika SL II.

Meskipun banyak kendala yang kami hadapi dalam menyusun makalah ini, akan tetapi dengan kerjasama dan bantuan dari berbagai pihak akhirnya makalah ini dapat terselesaikan.

Kami menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu kami mengharapkan konstribusi berupa saran dan kritik yang membangun demi kesempurnaan makalah ini. Akhirnya kami berharap semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan khususnya bagi kami sebagai penulis.

Bandung, 11 Desember 2013

Penulis

DAFTAR ISI

A. Pengertian dan Bagian-Bagian Osiloskop

B. Fungsi Osiloskop

C. Prinsip Kerja dari Osiloskop

D. Penggunaan Osiloskop

BAB III APLIKASI MATERI

A. Soal Pilihan Ganda

B. Soal Uraian

C. Penerapan dalam Kehidupan Sehari-hari

D. LKS Praktikum Osiloskop

BAB I
PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Osiloskop sinar katoda (cathode ray oscilloscop, selanjutnya disebut CRO) adalah instrumen laboratorium yang sangat bermanfaat dan terandalkan yang digunakan untuk pengukuran dan analisa bentuk-bentuk gelombang dan gejala lain dalam rangkaian-rangkaian elektronik. Pada dasarnya CRO adalah alat pembuat grafik atau gambar (plotter) X-Y yang sangat cepat yang memperagakan sebuah sinyal masukan terhadap sinyal lain atau terhadap waktu. Pena (“stylus”) plotter ini adalah sebuah bintik cahaya yang bergerak melalui permukaan layar dalam memberi tanggapan terhadap tegangan-tegangan masukan.

Dalam pemakaian CRO yang biasa, sumbu X atau masukan horizontal adalah tegangan tanjak (ramp voltage) linear yang dibangkitkan secara internal, atau basis waktu (time base) yang secara periodik menggerakkan bintik cahaya dari kiri ke kanan melalui permukaan layar. Tegangan yang akan diperiksa dimasukkan ke sumbu Y atau masukan vertical CRO, menggerakkan bintik ke atas dan ke bawah sesuai dengan nilai sesaat tegangan masukan. Selanjutnya bintik tersebut menghasilkan jejak berkas layar pada gambar yang menunjukkan variasi tegangan masukan sebagai fungsi dari waktu. Bila tegangan masukan berulang dengan laju yang cukup cepat, gambar akan kelihatan sebagai sebuah pola yang diam pada layar. Dengan demikian CRO melengkapi suatu cara pengamatan tegangan yang berubah terhadap waktu.

Di samping tegangan, CRO dapat menyajikan gambaran visual dari berbagai fonemena dinamik melalui pemakaian transducer yang mengubah arus, tekanan, regangan, temperatur, percepatan, dan banyak besaran fisis lainnya menjadi tegangan.

CRO digunakan untuk menyelidiki bentuk gelombang, peristiwa transien dan besaran lainnya yang berubah terhadap waktu dari frekuensi yang sangat rendah ke frekuensi yang sangat tinggi. Pencatatan kejadian ini dapat dilakukan oleh kamera khusus yang ditempelkan ke CRO guna penafsiran kuantitatif.

Osiloskop sinar katoda dapat digunakan untuk bermacam-macam pengukuran besaran fisika. Besaran listrik yang dapat diukur dengan menggunakan alat itu antara lain tegangan searah, tegangan bolak-balik, arus searah, arus bolak-balik, waktu, sudut fasa, frekuensi, dan untuk bermacam kegiatan penilaian bentuk gelombang seperti waktu timbul dan waktu turun. Banyak besaran nirlistrik seperti tekanan, gaya tarik, suhu, dan kecepatan dapat diukur dengan menggunakan tranduser sebagai pengubah ke besaran tegangan.

B. Rumusan masalah

1. Apa pengertian dan bagian-bagian osiloskop ?

2. Apa saja fungsi osiloskop ?

3. Bagaimana prinsip kerja dari osiloskop ?

4. Bagaimana penggunaan osiloskop ?

C. Tujuan

Tujuan pembuatan makalah ini adalah untuk :

1. Menjelaskan pengertian dan bagian-bagian osiloskop beserta fungsinya

2. Menjelaskan fungsi osiloskop

3. Menjelaskan cara pengkalibrasian dan prinsip kerja dari osiloskop

4. Menjelaskan penggunaan osiloskop

BAB II
PEMBAHASAN

A. Pengertian dan Bagian-Bagian Osiloskop

Osiloskop digunakan untuk melihat bentuk sinyal yang sedang diamati. Dengan Osiloskop maka kita dapat mengetahui berapa frekuensi, periode dan tegangan dari sinyal. Dengan sedikit penyetelan kita juga bisa mengetahui beda fasa antara sinyal masukan dan sinyal keluaran.

Gambar Osiloskop

1. Memastikan alat yang diukur dan osiloskop ditanahkan(digroundkan).Disamping untuk keamanan hal ini juga untuk mengurangi noise dari frekuensi radio atau jala jala.

2. Memastikan probe dalam keadaan baik.

3. Kalibrasi tampilan bisa dilakukan dengan panel kontrol yang ada di osiloskop.

Panel osiloskop

Tombol-tombol yang terdapat di panel osiloskop antara lain :

Focus : Digunakan untuk mengatur fokus

Intensity : Untuk mengatur kecerahan garis yang ditampilkan di layar

Trace rotation : Mengatur kemiringan garis sumbu Y=0 di layar

Volt/div : Mengatur berapa nilai tegangan yang diwakili oleh satu div di layar

Time/div : Mengatur berapa nilai waktu yang diwakili oleh satu div di layar

Position : Untuk mengatur posisi normal sumbu X (ketika sinyal masukannya nol)

AC/DC : Mengatur fungsi kapasitor kopling di terminal masukan osiloskop. Jika tombol pada posisi AC maka pada terminal masukan diberi kapasitor kopling sehingga hanya melewatkan komponen AC dari sinyal masukan. Namun jika tombol diletakkan pada posisi DC maka sinyal akan terukur dengan komponen DC-nya dikutsertakan.

Ground : Digunakan untuk melihat letak posisi ground di layar.

Channel 1/ 2 : Memilih saluran / kanal yang digunakan.

B. Fungsi Osiloskop

Secara umum osiloskop berfungsi untuk menganalisa tingkah laku besaran yang berubah-ubah terhadap waktu yang ditampilkan pada layar, untuk melihat bentuk sinyal yang sedang diamati. Dengan Osiloskop maka kita dapat mengetahui berapa frekuensi, periode dan tegangan dari sinyal. Dengan sedikit penyetelan kita juga bisa mengetahui beda fasa antara sinyal masukan dan sinyal keluaran. Ada beberapa kegunaan osiloskop lainnya, yaitu:

Mengukur besar tegangan listrik dan hubungannya terhadap waktu.

Mengukur frekuensi sinyal yang berosilasi.

Mengecek jalannya suatu sinyal pada sebuah rangakaian listrik.

Membedakan arus AC dengan arus DC.

Mengecek noise pada sebuah rangkaian listrik dan hubungannya terhadap waktu.

Osiloskop terdiri dari dua bagian utama yaitu display dan panel kontrol. Display menyerupai tampilan layar televisi hanya saja tidak berwarna warni dan berfungsi sebagai tempat sinyal uji ditampilkan. Pada layar ini terdapat garis-garis melintang secara vertikal dan horizontal yang membentuk kotak-kotak dan disebut div. Arah horizontal mewakili sumbu waktu dan garis vertikal mewakili sumbu tegangan. Panel kontrol berisi tombol-tombol yang bisa digunakan untuk menyesuaikan tampilan di layar. Pada umumnya osiloskop terdiri dari dua kanal yang bisa digunakan untuk melihat dua sinyal yang berlainan, sebagai contoh kanal satu untuk melihat sinyal masukan dan kanal dua untuk melihat sinyal keluaran. Ada beberapa jenis tegangan gelombang yang akan diperlihatkan pada layar monitor osiloskop, yaitu: 1. Gelombang sinusoida 2. Gelombang blok 3. Gelombang gigi gergaji 4. Gelombang segitiga. Secara umum osiloskop hanya untuk circuit osilator ( VCO ) disemua perangkat yg menggunakan rangkaian VCO. Walau sudah berpengalaman dalam hal menggunakan osiloskop, kita harus mempelajari tombol instruksi dari pabrik yg mengeluarkan alat itu. Cara menghitung frequency tiap detik. Dengan rumus sebagai berikut ; F = 1/T, dimana F = frekuensi dan T = waktu. Untuk menggunakan osiloskop haruslah berhati-hati, bila terjadi kesalahan sangat fatal akibatnya.

C. Prinsip Kerja dari Osiloskop

Prinsip kerja osiloskop yaitu menggunakan layar katoda. Dalam osiloskop terdapat tabung panjang yang disebut tabung sinar katode atau Cathode Ray Tube (CRT). Secara prinsip kerjanya 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. Para insinyur, teknisi maupun praktisi yang bekerja di laboratorium perlu mencermati karakter masing-masing agar dapat memilih dengan tepat osiloskop mana yang sebaiknya digunakan dalam kasus-kasus tertentu yang berkaitan dengan rangkaian elektronik yang sedang diperiksa atau diuji kinerjanya. 1. Osiloskop Analog Osiloskop analog menggunakan tegangan yang diukur untuk menggerakkan berkas electron dalam tabung sesuai bentuk gambar yang diukur. Pada layar osiloskop langsung ditampilkan bentuk gelombang tersebut. Osiloskop tipe waktu nyata analog (ART) menggambar bentuk-bentuk gelombang listrik dengan melalui gerakan pancaran elektron (electron beam) dalam sebuah tabung sinar katoda (CRT -cathode ray tube) dari kiri ke kanan.

1. Osiloskop analog pada prinsipnya memiliki keunggulan seperti; harganya relatif lebih murah daripada osiloskop digital, sifatnya yang realtime dan pengaturannya yang mudah dilakukan karena tidak ada tundaan antara gelombang yang sedang dilihat dengan peragaan di layar, serta mampu meragakan bentuk yang lebih baik seperti yang diharapkan untuk melihat gelombang-gelombang yang kompleks, misalnya sinyal video di TV dan sinyal RF yang dimodulasi amplitudo. Keterbatasanya adalah tidak dapat menangkap bagian gelombang sebelum terjadinya event picu serta adanya kedipan (flicker) pada layar untuk gelombang yang frekuensinya rendah (sekitar 10-20 Hz). Keterbatasan osiloskop analog tersebut dapat diatasi oleh osiloskop digital. Sebagai contoh keseluruhan bidang skala pada Gambar 3 dapat ditutup semua menjadi daerah yang dapat dilihat oleh mata, misalnya dengan DSO dari Hewlett-Packard HP 54600. Pada gambar ditunjukkan diagram blok sederhana suatu osiloskop analog.

2. Osiloskop Digital Osiloskop digital mencuplik bentuk gelombang yang diukur dan dengan menggunakan ADC (Analog to Digital Converter) untuk mengubah besaran tegangan yang dicuplik menjadi besaran digital. Dalam osiloskop digital, gelombang yang akan ditampilkan lebih dulu disampling (dicuplik) dan didigitalisasikan. Osiloskop kemudian menyimpan nilai-nilai tegangan ini bersama sama dengan skala waktu gelombangnya di memori. Pada prinsipnya, osiloskop digital hanya mencuplik dan menyimpan demikian banyak nilai dan kemudian berhenti. Ia mengulang proses ini lagi dan lagi sampai dihentikan. Beberapa DSO memungkinkan untuk memilih jumlah cuplikan yang disimpan dalam memori per akuisisi (pengambilan) gelombang yang akan diukur. Osiloskop digital memberikan kemampuan ekstensif, kemudahan tugas-tugas akuisisi gelombang dan pengukurannya. Penyimpanan gelombang membantu para insinyur dan teknisi dapat menangkap dan menganalisa aktivitas sinyal yang penting. Jika kemampuan teknik pemicuannya tinggi secara efisien dapat menemukan adanya keanehan atau kondisi-kondisi khusus dari gelombang yang sedang diukur.

D. Penggunaan Osiloskop

Sebelum osiloskop bisa dipakai untuk melihat sinyal maka osiloskop perlu disetel dulu agar tidak terjadi kesalahan fatal dalam pengukuran. Langkah awal pemakaian yaitu pengkalibrasian. Yang pertama kali harus muncul di layar adalah garis lurus mendatar jika tidak ada sinyal masukan. Yang perlu disetel adalah fokus, intensitas, kemiringan, x position, dan y position. Dengan menggunakan tegangan referensi yang terdapat di osiloskop maka kita bisa melakukan pengkalibrasian sederhana. Ada dua tegangan referensi yang bisa dijadikan acuan yaitu tegangan persegi 2 Vpp dan 0.2 Vpp dengan frekuensi 1 KHz. Setelah probe dikalibrasi maka dengan menempelkan probe pada terminal tegangan acuan maka akan muncul tegangan persegi pada layar. Jika yang dijadikan acuan adalah tegangan 2 Vpp maka pada posisi 1 volt/div (satu kotak vertikal mewakili tegangan 1 volt) harus terdapat nilai tegangan dari puncak ke puncak sebanyak dua kotak dan untuk time/div 1 ms/div (satu kotak horizontal mewakili waktu 1 ms) harus terdapat satu gelombang untuk satu kotak. Jika masih belum tepat maka perlu disetel dengan potensio yang terdapat di tengah-tengah knob pengganti Volt/div dan time/div. Atau kalau pada gambar osiloskop diatas berupa potensio dengan label "var". Pada saat menggunakan osiloskop juga perlu diperhatikan beberapa hal sebagai berikut:

1. Memastikan alat yang diukur dan osiloskop ditanahkan (digroundkan), disamping untuk kemanan, hal ini juga untuk mengurangi suara dari frekuensi radio atau jala-jala.

2. Memastikan probe dalam keadaan baik.

3. Kalibrasi tampilan bisa dilakukan dengan panel kontrol yang ada di osiloskop.

4. Tentukan skala sumbu Y (tegangan) dengan mengatur posisi tombol Volt/Div pada posisi tertentu. Jika sinyal masukannya diperkirakan cukup besar, gunakan skala Volt/Div yang besar. Jika sulit memperkirakan besarnya tegangan masukan, gunakan attenuator 10 x (peredam sinyal) pada probe atau skala Volt/Div dipasang pada posisi paling besar.

5. Tentukan skala Time/Div untuk mengatur tampilan frekuensi sinyal masukan.

6. Gunakan tombol Trigger atau hold-off untuk memperoleh sinyal keluaran yang stabil.

7. Gunakan tombol pengatur fokus jika gambarnya kurang fokus.

8. Gunakan tombol pengatur intensitas jika gambarnya sangat/kurang terang.

Osiloskop adalah alat ukur besaran listrik yang dapat memetakan sinyal listrik. Pada kebanyakan aplikasi, grafik yang ditampilkan memperlihatkan bagaimana sinyal berubah terhadap waktu. Seperti yang bisa anda lihat pada gambar di bawah ini ditunjukkan bahwa pada sumbu vertical (Y) merepresentasikan tegangan V, pada sumbu horisontal(X) menunjukkan besaran waktu t. Layar osiloskop dibagi atas 8 kotak skala besar dalam arah vertikal dan 10 kotak dalam arah horizontal. Tiap kotak dibuat skala yang lebih kecil. Sejumlah tombol pada osiloskop digunakan untuk mengubah nilai skala-skala tersebut.

Osiloskop 'Dual Trace' dapat memperagakan dua buah sinyal sekaligus pada saat yang sama. Cara ini biasanya digunakan untuk melihat bentuk sinyal pada dua tempat yang berbeda dalam suatu rangkaian elektronik.

Kadang-kadang sinyal osiloskop juga dinyatakan dengan 3 dimensi. Sumbu vertikal(Y) merepresentasikan tegangan V dan sumbu horisontal(X) menunjukkan besaran waktu t. Tambahan sumbu Z merepresentasikan intensitas tampilan osiloskop. Tetapi bagian ini biasanya diabaikan karena tidak dibutuhkan dalam pengukuran.

Wujud/bangun dari osiloskop mirip-mirip sebuah pesawat televisi dengan beberapa tombol pengatur. kecuali terdapat garis-garis(grid) pada layarnya.

BAB III
APLIKASI MATERI

A. Soal Pilihan Ganda

1. Sinyal yang tampil terlalu rapat,

agar tampil lebih renggang tombol apa yang kita atur ?

a. focus

b. Time / Div

c. Volt / Div

d. Position vertical

e. Position horizontal

2. Jumlah Div dari puncak kepuncak adalah…

a. 2

b. 3

c. 4

d. 5

e. 6

3. Untuk menghitung besarnya amplitudo tegangan berikut ini yang harus diperhatikan, kecuali …

a. Tinggi gelombang sinyal

b. Jumlah div dari puncak kepuncak

c. Tombol time / div

d. Tombol volt / div

e. Probe

4. Agar bentuk gelombang tampak tepat ditengah layar

maka bagian Osiloskop yang diubah adalah tombol…

a. focus

b. Time / Div

c. Volt / Div

d. Position vertical

e. Position horizontal

5. Besarnya Amplitudo peak to peak adalah…

a. 60 mVpp

b. 70 mVpp

c. 80 mVpp

d. 90 mVpp

e. 100 mVpp

B. Soal Uraian

1. Sinyal yang tampil terlalu rapat, agar tampil lebih renggang tombol apa yang kita atur?

2. Agar bentuk gelombang tampak tepat ditengah layar maka bagian Osiloskop yang diubah adalah tombol :

C. Penerapan dalam Kehidupan Sehari-hari

D. LKS Praktikum Osiloskop

Lembar Kerja Siswa
(Osiloskop)

I. Tujuan praktikum :

1. Dapat menggunakan osciloskop dengan baik dan benar sebagai alat untuk pengukuran tegangan listrik dan pengamatan bentuk sinyal tegangan

2. Menentukan beda fase antara dua input pulsa sumber dengan pengamatan kurva lissajous.

II. Alat dan Bahan

1. (Satu) set osciloskop

2. Sumber tegangan dan generator pulsa

3. Multimeter

4. Kabel penghubung

III. Landasan Teori

Osciloskop adalah salah satu alat ukur yang dapat menampilkan bentuk dari sinyal listrik. Dalam sebidang eletronika ,osciloskop merupakan instrument ukur yang memiliki posisi yang sangat vital mengingat sifatnya yang mampu menampilkan bentuk gelombang yang dihasilkan oleh rangkaian yang menampilkan gelombang yang sedang diamati.

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. Para insinyur, teknisi maupun praktisi yang bekerja di laboratorium perlu mencermati karakter masing-masing agar dapat memilih dengan tepat osiloskop mana yang sebaiknya digunakan dalam kasus-kasus tertentu yang berkaitan dengan rangkaian elektronik yang sedang diperiksa atau diuji kinerjanya(Young,Fisika Universitas,2003,194).

1. Osciloskop analog

Osiloskop tipe waktu nyata analog (ART) menggambar bentuk-bentuk gelombang listrik dengan melalui gerakan pancaran elektron (electron beam) dalam sebuah tabung sinar katoda (CRT -cathode ray tube) dari kiri ke kanan( Elekto Indonesia,1997).

2. Osciloskop Digital

Jika dalam osiloskop analog gelombang yang akan ditampilkan langsung diberikan ke rangkaian vertikal sehingga berkesan "diambil" begitu saja (real time), maka dalam osiloskop digital, gelombang yang akan ditampilkan lebih dulu disampling (dicuplik) dan didigitalisasikan (Elektro Indonesia ,1997).

IV. Langkah Kerja

1. Lakukan kalibrasi pada osciloskop sebelum melakukan pengukuran (bersama-sama dengan asisten)

2. Hubungkan inut osciloskop pada generator pulsa

3. Amati apa yang ditampilkan dilayar osciloskop apabila jenis pulsa pada generator diubah

4. Lakukan perhitungan frekuensi dan Vpp untuk inut yang berbeda ,bandingkan jika pengukuran menggunakan multimeter

5. Tentukan bersarnya beda fase untuk dua input yang berubah dan beda fase lissajou.

6. Mencatat data yang diperoleh pada table pengamatan

7. Menyimpulkan hasil praktikum yang telah dilakukan.

BAB IV
PENUTUP

A. Simpulan

B. Saran

Dengan adanya laporan ini, saya akan menyampaikan beberapa saran kepada para praktikum ketika melakukan percobaan harus melakukan ketelitian dan kehati-hatianlah yang menentukan hasil yang sesuai dengan data yang kita peroleh. Dan harus memahami materi atau konsep yang akan kita praktikumkan. Memahami prosedur atau langkah kerja agar mudah kita melakukan percobaan dengan baik.

DAFTAR PUSTAKA

Anhar. 2012. Osiloskop pdf (oneline) : http://staff.unir.ac.id

Anonim.2001.Pengukuran dengan Osiloskop pdf (online) : http://file.upi.edu

Anonim. 2000. Osiloskop pdf (oneline) : http://web.ipb.ac.id

Anonim.2008. listrik wiber pdf (oneline) : http://files.wordfres.com

Ayu, Nopa.2011. Pengukuran Osiloskop pdf (oneline): http:// files.wordfres.com

Henri. 2001. Tutorial Osiloskop pdf (oneline) : http://web.ipb.ac.id

Pujianto. 2002. Osiloskop pdf (oneline) : http://staff.uny.ac.id

Putu. 2002. Osiloskop pdf (oneline) : http://files.wordfres.com

Thata Fisika

Jumat, 18 April 2014

Osiloskop

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

BAB I
PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

B. Rumusan masalah

C. Tujuan

BAB II
PEMBAHASAN

A. Pengertian dan Bagian-Bagian Osiloskop

B. Fungsi Osiloskop

C. Prinsip Kerja dari Osiloskop

D. Penggunaan Osiloskop

BAB III
APLIKASI MATERI

A. Soal Pilihan Ganda

B. Soal Uraian

C. Penerapan dalam Kehidupan Sehari-hari

D. LKS Praktikum Osiloskop

BAB IV
PENUTUP

A. Simpulan

B. Saran

DAFTAR PUSTAKA