Laporan Praktikum Rangkaian Arus Searah dan Nilai Statistik Resistansi PDF

Preview

Summary

Percobaan I Pengenalan Instrumentasi Laboratorium Iwan Panjaitan (14S16054) Tanggal Percobaan: 13/10/2017 Els2104 - Praktikum Rangkaian Elektrik Laboratorium Dasar Teknik Elektro – Teknik Elektro Institut Teknologi Del terminal dengan osiloskop. Abstract—The purpose of this experiment is to learn ho...

Description

Percobaan I Pengenalan Instrumentasi Laboratorium Iwan Panjaitan (14S16054) Tanggal Percobaan: 13/10/2017 Els2104 - Praktikum Rangkaian Elektrik Laboratorium Dasar Teknik Elektro – Teknik Elektro Institut Teknologi Del

Abstract—The purpose of this experiment is to learn how to use the test equipment provide exposure to the various test equipment in order to be used in subsequent experiment. A primary purpose of this laboratory experiment is to mentoring the use of electronics test equipment with the laboratory rules and procedures to have students become safety. The devices that will be using include DC power supply, breadboards, multimeters, oscilloscope and signal generators as well as some resistors so there is something to measure on. From this experiment student learn how to read the values of DC voltage and AC voltage, DC current, frequency, phase in oscilloscope and read the value of resistance. Keywords—Lab equipment, DC and AC voltage, oscilloscope, signal generator, resistance.

I. PENDAHULUAN

P

ada praktikum mata kuliah rangkaian elektrik akan digunakan banyak alat/instrumentasi laboratorium yang perlu untuk diketahui kegunaannya demi mendukung kerja praktikan dalam melakukan percobaan. Praktikan tidak akan terlepas dari perlatan elektronik yang menuntut praktikan untuk menggunakannya dengan baik dan benar, selain demi melancarkan tujuan praktikum juga agar dapat menjaga keselamatan praktikan dan peralatan yang digunakan itu sendiri. Oleh karena itu, pengenalan alat-alat laboratorium seperti fungsi dan cara penggunaanya perlu untuk untuk memperoleh hasil yang efisien dan efektif serta tidak terjadi kesalahan dalam melakukan percobaan. Poin penting yang ingin dicapai pada praktikum ini ialah agar praktikan : ●Mengenal multimeter sebagai pengukuran tegangan (Voltmeter), sebagai pengukur arus (Amperemeter), dan sebagai pengukur resistansi (Ohmmeter). ●Memahami keterbatasan alat ukur pada pengukuran tegangan jatuh DC dan AC pada resistansi/ impedansi besar. ●Memahami keterbatasan alat ukur pada pengukuran tegangan AC dengan frekuensi tinggi. ●Dapat menggunakan generator sinyal sebagai sumber berbagai bentuk gelombang. ●Dapat menggunakan osiloskop sebagai pengukur tegangan dan sebagai pengukur frekuensi dari berbagai bentuk gelombang. ●Dapat melakukan pengamatan karakteristik komponen dua

terminal dengan osiloskop. ● Dapat membaca nilai resistor dan mengukurnya

II. LANDASAN TEORETIS Dalam praktikum ini, akan dilakukan beberapa percobaan menggunakan instrument multimeter, osiloskop, generator sinyal, dan power supply. A. Osiloskop Osiloskop adalah alat ukur elektronik yang dapat memetakan atau memproyeksikan sinyal listrik dan frekuensi menjadi gambar grafik agar dapat dibaca dan mudah dipelajari. Dengan menggunakan osiloskop, kita dapat mengamati dan menganalisa bentuk gelombang dari sinyal listrik atau frekuensi dalam suatu rangkaian elektronika. 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. Pada umumnya osiloskop dapat menampilkan grafik dua dimensi (2D) dengan waktu pada sumbu x dan tegangan pada sumbu y. Osiloskop juga berguna dalam mengukur faktor penguat, mengukur beda fasa, dan menggambar karakteristik komponen dua terminal yang dapat dilakukan dengan dua metode yaitu dengan osiloskop “dual trace”, dan dengan metoda “lissajous”. . B. Multimeter Multimeter adalah alat ukur tegangan (Voltmeter), pengukur arus (Amperemeter), dan sebagai pengukur resistansi (Ohmmeter). Multimeter dibagi menjadi dua jenis, yaitu : multimeter analog dan multimeter digital. Beberapa cara menggunakan multimeter adalah sebagai berikut: 1.Mengukur Tegangan DC (DC Voltage).  Atur posisi saklar selector ke DCV.  Pilih skala sesuai dengan perkiraan tegangan yang diukur. Jika ingin mengukur 8 Volt, putar saklar selector ke 12 Volt (khusus multimeter analog).

 

Hubungkan probe ke terminal tegangan yang akan diukur. Probe merah pada terminal positif (+) dan probe hitam ke terminal negative (-). Baca hasil pengukuran di Display Multimeter.

2.Mengukur Tegangan AC (AC Voltage)  Atur posisi saklar selector ke ACV.  Pilih skala sesuai dengan perkiraan tegangan yang diukur. Jika ingin mengukur 250 Volt, putar saklar selector ke 300 Volt (khusus multimeter analog).  Hubungkan probe ke terminal tegangan yang akan diukur. Untuk tegangan AC, tidak ada polaritas negatif dan positif.  Baca hasil pengukuran di Display Multimeter. 3.Mengukur Arus Listrik  Atur posisi saklar selektor ke DCA.  Pilih skala sesuai dengan perkiraan arus yang akan diukur. Jika arus yang akan diukur adalah 100mA maka putarlah saklar selector ke 300mA (0.3A). Jika Arus yang diukur melebihi skala yang dipilih, maka sekering (fuse) dalam multimeter akan putus. Kita harus menggantinya sebelum kita dapat memakainya lagi.  Putuskan jalur catu daya (power supply) yang terhubung ke beban,  Kemudian hubungkan probe multimeter ke terminal jalur yang kita putuskan tersebut. Probe merah ke output tegangan positif (+) dan probe hitam ke input tegangan (-) beban ataupun rangkaian yang akan kita ukur.  Baca hasil pengukuran di Display Multimeter. 4.Mengukur Resistor.  Atur posisi saklar selector ke Ohm.  Pilih skala sesuai dengan perkiraan Ohm yang akan diukur.  Hubungkan probe ke komponen resistor, tidak ada polaritas, jadi boleh terbalik.  Baca hasil pengukuran di Display Multimeter.

C. Power Supply Power supply adalah sebuah peranti elektronikayang berguna sebagai sumber daya untuk peranti lain, terutama daya listrik. Pada dasarnya power supply bukanlah sebuah alat yang menghasilkan energi listrik saja, namun ada beberapa pencatu daya yang menghasilkan energi mekanik, dan energi yang lain. D. Generator Sinyal Generator sinyal merupakan alat ukur elektronik yang menghasilkan atau membangkitkan gelombang berbentuk sinus, segitiga, ramp, segi empat, dan bentuk gelombang pulsa. Generator sinyal terdiri dari generator utama dan generator modulasi. Generator utama menyediakan gelombang output

sinus, kotak, atau gelombang segitiga dengan rangkuman frekwensi Hz sampai 13 MHz. Generator modulasi menghasilkan bentuk gelombang sinus, kotak, dan segitiga dengan rangkuman frekwensi 0,01 Hz sampai 10 kHz.

III. HASIL DAN ANALISIS A. Percobaan IA : Mengukur Arus Searah Tabel 1 Data pengukuran arus dengan multimeter Parameter Rangkaian yang digunakan 𝑉𝑠 (V)

𝑅1 (𝛺)

𝑅2 (𝛺)

6

120

6

120

6

120

120 1.5 x 103 1.5 x 106

Nilai Arus Terhit ung (A)

Multimet er Digital

Multimeter Analog

0.025

0.25

NilaiA rusTer ukur (mA) 7.5

0.003 3

25

11

1.44

0.002

50

6

1.26

Batas Ukur

NilaiAru sTerukur (mA) 1.44

Terlihat dari hasil pengamatan bahwa multimeter analog sesuai dengan hasil perhitungan. Namun multimeter Digital lebih presisi dalam menghadirkan hasil pengamatan karena sebenarnya perhitungan tidak memasukkan kabel sebagai resistor. Sedangkan tidak terdeteksinya arus pada multimeter digital itu bergantung pada sensitivitas dari multimeter itu sendiri. B. Percobaan IB : Mengukur Tegangan Searah Parameter Rangkaian yang digunakan 𝑉𝑠 (V)

𝑅1 (𝛺)

𝑅2 (𝛺)

6

120

6

120

6

1.5 x 103

120 1.5 x 103 1.5 x 103

Multimeter Analog

Multimeter Digital

Batas Ukur (V) 10

Sensiti vitas (𝛺/V) 2.5

𝑉𝑎𝑏 (V)

𝑉𝑎𝑏 (V)

6

6

10

2.5

6

5.62

10

2.5

6

5.9

Pada pengukuran tegangan searah Vsumber = 9 V dan besar resistansi diubah-ubah, multimeter analog dan multimeter digital menunjukan nilai tegangan terukur yang berbeda. Hal ini dikarenakan keterbatasan multimeter analog yaitu akurasi yang terbatas. Multimeter analog tidak ada rentang otomatis (auto range). Faktor lain yang mungkin menjadi penyebabnya adalah kesalahan praktikan dalam pembacaan skala pada multimeter.

C. Percobaan IC : Mengukur Tegangan Bolak Balik Tabel 3 Data pengukuran tegangan AC

No.

Frekuensi (Hz)

1 2 3

50 500 5000

2

296

1000

1

200

3

500

0.002

3

304

1000

2

200

3

500

0.002

𝑉𝑎𝑏 (Volt) Multimeter Analog 6 5.6 5.4

Multimeter Digital 0.764 0.157 0.064

Tabel 6 Pemeriksaan Kondisi Kalibrasi Osiloskop untuk Kanal 2 HargaKalibrator

Dengan menggunakan IC 74LS08 dan mengubah setting osiloskop menjadi 0,2 us serta berfrekuensi300 KHz, delay propagasi dapat teramati.

N o.

D. Percobaan ID : Membaca Dan Mencari Nilai Resistansi Tabel 4 Hasil pengukuran resistansi dengan multimeter

NilaiResistan siTertulis (𝛺)

𝑅1

120

𝑅2

1.5x103

𝑅3

1.5x106

WarnaG elang

NilaiTol erans (%)

CoklatMerahCoklatEmas EmasMerahHijauCoklat EmasHijauHijauCoklat

NilaiResistansi Terukur (𝛺) Multi Multi meter meter Analo Digita g l

1

296

1000

1

100

1

3

1000

2

3

961.5

3

3

961.5

Frek uensi (Hz)

Tega ngan (V)

Peri oda (s)

3

0.5

2

3

0.5

2

3

0.5

2

Kalibrasi diperlukan agar tidak merusak alat dan pengukuran yang akan dilakukan selanjutnya menjadi akurat dan presisi. F. Percobaan IF: Mengukur Tegangan Searah Tabel 7 Hasil pengukuran tegangan DC dengan multimeter dan osiloskop.

120

117.8

5

1500

1.468 x 103

Teganganterukur (V) Multimeter Osiloskop 2.077 2.14

5

15000 00

1.497 x 106

Untuk pengukuran tegangan searah diperoleh hasil yang dapat dikatakan sama Karena perbedaan hasil pengukuran kedua alat hanya memilki selisih yang kecil.

E. Percobaan IE: Kalibrasi Tabel 5 Pemeriksaan Kondisi Kalibrasi Osiloskop untuk Kanal 1 SkalaPemba caan Hors Vert. .( (V/d ms/d iv) iv)

Frekue nsi(Hz )

HasilPengukuran

5

Urutan warna dalam pengukuran besaran resistor secara manual adalah: hitam,cokelat,merah,orange,kuning,hijau ,ungu,abuabu,putih,emas,perak,tidak berwarna. Yang menentukan nilai toleransi pada resistor adalah warna terakhir resistor dan mempunyai aturan untuk setiap penggunaan warna. Ada perbedaan hasil saat mengukur nilai resistansi menggunakan alat dan manual.Hal ini disebabkan oleh nilai toleransi pada resistor.

HargaKalibra tor Frek Tega uens ngan( i(Hz mV) )

Tega ngan (V)

SkalaPembac aan Ho Vert. rs. (V/div (m ) s/di v) 10 1 0 20 1 0 20 2 0

HasilPengukuran Teg ang an (V)

Perio da (µs)

Frekuens i (kHz)

3

500

0.002

G. Percobaan IG: Mengukur Tegangan Bolak Balik Tabel 8 Hasil pengukuran tegangan AC dengan multimeter dan osiloskop. Frekuensi (Hz) 100 1k 10k

TeganganTerukur Multimeter (mV) Osiloskop (V) 2.386 3.2 2.219 3.0 2.108 3.0

Untuk pengukuran ini didapatkan data relatif sama. Walaupun pada 10KHz sudah berada di luar range dari spesifikasi yang digunakan pada multimeter. H. Percobaan IG: Mengukur Beda Fase Tidak Selesai dilakukan Karena pembacaan fasa pada osiloskop yang tidak dimengerti sehingga dilanjutkan pada percobaan berikutnya.

I. Percobaan IH: Mengukur Frekuensi  Tabel 10 Hasil pengukuran Frekuensi



Pengukuran langsung Posisi selektor frekuens i F1 F2 F3

Cara langsung fTsinya sinya l l (s) (Hz) 1.266 5.73 9.81



Cara lissajous fgenerato r sinyal (Hz) 1.282 5.682 9.804

Gambar tampila n

fsinya l (Hz) 1.264 5.738 9.78

IV. SIMPULAN Percobaan tentang modul 1 yang berjudul Pengenalan Instrumentasi Laboratorium ini bertujuan untuk mengenalkan alat-alat praktikum yang akan sering digunkan oleh praktikan nantinya. Praktikan dituntut untuk memperhatikan spesifikasi alat sebelum menggunakannya.  Multimeter dapat digunakan untuk mengukur besaran tegangan (Voltmeter), arus (Amperemeter) dan resistansi (Ohmmeter). Untuk menggunakannya hanya dengan mengatur skalanya sesuai dengan kebutuhan.  Kalibrasi pada multimeter dan osiloskop sangat diperlukan untuk keakuratan pengukuran selanjutnya.  Setiap alat ukur memiliki keterbatasan yang dipengaruhi oleh keterbatasan skala ukur dan juga keakuran alat ukur tersebut untuk mengukur nilai suatu besaran.  Osiloskop adalah salah satu alat ukur yang dapat

  

menampilkan bentuk dari sinyal listrik. Generator sinyal digunakan untuk memperoleh gambar berbagai bentuk gelombang. Jika kita menggunakan tegangan positif pada gelombang, maka titik gelombang akan naik dan sebaliknya. Besar kecilnya gelombang yang dihasilkan dipengaruhi oleh sumber tegangan dan volt/div atau time/div yang digunakan. Skala dan bentuk gelombang yang dihasilkan pada osiloskop dipengaruhi oleh sumber dan volt/div Untuk membaca nilai resistor dapat ditentukan dari warna pita-pitanya. Nilai resistansi oleh multimeter analog dan digital menunjukan hasil yang sama besar dan tidak berbeda jauh. Akan tetapi, multimeter digital lebih akurat dan memiliki tingkat kebenaran yang lebih tinggi.

REFERENSI [1] Siagian , Pandapotan. “Petunjuk Praktikum Sistem Digital, Laboratorium Sistem Digital”, Sitoluama, 2015 [2] Michael Neidle, 1991, Teknologi Listrik, Penerbit Erlangga, Jakarta [3] Sunarno, 2005, Rangkaian Elektrik, Penerbit Andi, Yogyakarta [4] https://id.wikipedia.org/wiki/Multimeter , 8 Oktober 2017, 15:00

Lampiran...