MODUL 2





MODUL 2

OSCILLOSCOEPE DAN PENGUKURAN DAYA


1. Pendahuluan[Kembali]

Oscilloscope adalah alat elektronik yang digunakan untuk menampilkan dan menganalisis bentuk gelombang sinyal listrik dalam domain waktu. Perangkat ini bekerja dengan cara mengubah sinyal listrik menjadi representasi visual pada layar, yang biasanya berbentuk tabung sinar katoda (CRT) atau layar digital. Oscilloscope memungkinkan pengguna untuk mengamati karakteristik sinyal seperti amplitudo, frekuensi, periode, serta bentuk gelombang yang sangat penting dalam analisis dan troubleshooting rangkaian elektronik.

Menurut Robert L. Boylested dalam bukunya "Introductory Circuit Analysis" (2016), oscilloscope adalah alat pengukuran yang sangat penting dalam bidang teknik elektro dan elektronika karena kemampuannya dalam menampilkan variasi tegangan terhadap waktu secara rieal-time. Alat ini memiliki sumbu horizontal (X) yang biasanya merepresentasikan waktu dan sumbu vertikal (Y) yang merepresentasikan tegangan. Dalam kombinasi ini, oscilloscope dapat digunakan untuk menganalisis fenomena listrik yang berubah seiring waktu, seperti sinyal AC, pulsa digital, atau noise dalam sistem elektronik.

Selain itu, oscilloscope dapat dikategorikan menjadi beberapa jenis, seperti oscilloscope analog dan digital. Oscilloscope analog menggunakan tabung sinar katoda (CRT) untuk menampilkan sinyal dalam bentuk grafis, sedangkan oscilloscope digital menggunakan konversi analog-ke-digital (ADC) untuk merekam dan memproses data secara digital, memungkinkan penyimpanan serta analisis yang lebih mendalam.

Dalam dunia teknik dan industri, oscilloscope digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk pengujian rangkaian elektronik, analisis sinyal komunikasi, serta pemantauan sistem listrik daya tinggi. Dengan kemampuannya dalam menangkap dan menampilkan sinyal dengan resolusi tinggi, oscilloscope menjadi alat yang tidak tergantikan bagi insinyur listrik dan teknisi untuk memahami kinerja serta mendeteksi kesalahan dalam sistem elektronik.

Pengukuran daya listrik adalah proses untuk menentukan besarnya daya yang digunakan atau dihasilkan oleh suatu sistem listrik. Daya listrik, yang diukur dalam satuan watt (W), merupakan hasil kali antara tegangan (V) dan arus listrik (I) dalam sebuah rangkaian. Secara matematis, daya listrik (P) dapat dinyatakan dengan rumus:

P = V × I

Dalam konteks arus bolak-balik (AC), terutama pada beban yang bersifat induktif atau kapasitif, perhitungan daya menjadi lebih kompleks karena adanya perbedaan fase antara tegangan dan arus. Oleh karena itu, konsep faktor daya (cos φ) diperkenalkan, sehingga rumus daya aktif menjadi:

P = V × I × cos φ

Selain daya aktif, terdapat juga istilah daya reaktif dan daya semu yang relevan dalam analisis daya listrik AC.

Untuk mengukur daya listrik, alat ukur yang umum digunakan adalah wattmeter. Wattmeter dapat mengukur daya dengan menggabungkan pengukuran tegangan dan arus secara simultan. Dalam pengukuran daya tiga fasa, metode dua wattmeter sering digunakan untuk mengukur daya pada sistem yang tidak seimbang.

 

2. Tujuan[Kembali]

  • Dapat menggunakan dan mengetahui kegunaan dari oscilloscope
  • Dapat mengetahui bentuk gelombang Lissajous
  • Dapat mengukur daya pada rangkaian beban daya lampu seri
  • Dapat mengukur daya pada rangkaian beban daya lampu paralel


3. Alat dan Bahan[Kembali]

  • Alat
1. Oscilloscope Duel Trace


  2. Function Generator

      3. Probe Khusus

      4. Wattmeter Analog

      5. Sumber DC



      6. Multimeter


      7. Jumper




      8. Module

Pengukuran daya beban lampu seri



Pengukuran daya beban lampu paralel


      9. Base Station

  • Bahan
      1. Resistor



      2. Lampu

Oscilloscope digunakan untuk mengamati bentuk gelombang dari sinyal listrik. Selain dapat menunjuk kan amplitudo sinyal, osiloskop dapat juga menunjukkan distorsi dan waktu antara dua peristiwa (seperti lebar pulsa, periode, atau waktu naik).

Prinsip pengukuran frekuensi dengan metode Lissajous yaitu jika tegangan sinus diberikan pada input X dan sinyal dengan gelombang sinus yang lain dimasukkan pada input Y, maka pada layar akan terbentuk seperti gambar 2.1.

Pada kedua kanal dapat diberikan sinyal tegangan yang bukan berupa sinus. Gambar yang ditampilkan pada layar, tergantung pada bentuk sinyal yang diberikan.

Gambar 2.1 Metoda Lissajous

Pengukuran Frekuensi

Sinyal yang akan diukur dihubungkan pada input Y, sedangkan function generator dengan frekuensi yang akan diketahui dihubungkan pada input X.


Gambar 2.2 Pengukuran Frekuensi

Frekuensi generator kemudian diubah, sehingga pada layar ditampilkan lintasan tertutup yang jelas, frekuensi sinyal dapat ditentukan dari bentuk lintasan ini :


Gambar 2.3 Perbandingan Frekuensi pada Lissajous
      

Cara ini hanya mudah dilakukan untuk perbandingan frekuensi yang mudah dan bulat (1:2, 1:3, 3:4 dst).


B. Pengukuran Daya Seri dan Paralel

Wattmeter mempunyai satu terminal tegangan dan satu terminal arus yang ditandai dengan simbol ±. Saat terminal arus dan terminal tegangan dihubungkan ke tegangan jala-jala, maka alat ukur akan membaca daya yang dihubungkan ke beban.

Gambar 2.4 Pengukuran Daya

C. Resistor


Resistor merupakan komponen penting dan sering dijumpai dalam sirkuit Elektronik. Boleh dikatakan hampir setiap sirkuit Elektronik pasti ada Resistor. Tetapi banyak diantara kita yang bekerja di perusahaan perakitan Elektronik maupun yang menggunakan peralatan Elektronik tersebut tidak mengetahui cara membaca kode warna ataupun kode angka yang ada ditubuh Resistor itu sendiri.

Seperti yang dikatakan sebelumnya, nilai Resistor yang berbentuk Axial adalah diwakili oleh Warna-warna yang terdapat di tubuh (body) Resistor itu sendiri dalam bentuk Gelang. Umumnya terdapat 4 Gelang di tubuh Resistor, tetapi ada juga yang 5 Gelang.
    
Gelang warna Emas dan Perak biasanya terletak agak jauh dari gelang warna lainnya sebagai tanda gelang terakhir. Gelang Terakhirnya ini juga merupakan nilai toleransi pada nilai Resistor yang bersangkutan.

Tabel dibawah ini adalah warna-warna yang terdapat di Tubuh Resistor :

Tabel Kode Warna Resistor

Perhitungan untuk Resistor dengan 4 Gelang warna :


Cara menghitung nilai resistor 4 gelang:
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut

Contoh :
Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

Perhitungan untuk Resistor dengan 5 Gelang warna :


Cara Menghitung Nilai Resistor 5 Gelang Warna:
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-3
Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut

Contoh :
Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5
Gelang ke 4 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 5 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 105 * 105 = 10.500.000 Ohm atau 10,5 MOhm dengan toleransi 10%.

Contoh-contoh perhitungan lainnya :
Merah, Merah, Merah, Emas → 22 * 10² = 2.200 Ohm atau 2,2 Kilo Ohm dengan 5% toleransi
Kuning, Ungu, Orange, Perak → 47 * 10³ = 47.000 Ohm atau 47 Kilo Ohm dengan 10% toleransi

Cara menghitung Toleransi :
2.200 Ohm dengan Toleransi 5% =
2200 – 5% = 2.090
2200 + 5% = 2.310

ini artinya nilai Resistor tersebut akan berkisar antara 2.090 Ohm ~ 2.310 Ohm 


D. Lampu

Lampu adalah perangkat yang mengubah energi listrik menjadi cahaya untuk penerangan. Prinsip dasar lampu melibatkan konversi energi listrik menjadi energi cahaya melalui proses tertentu, tergantung pada jenis lampu yang digunakan.

Salah satu jenis lampu yang umum digunakan adalah lampu pijar. Lampu pijar bekerja dengan mengalirkan arus listrik melalui filamen tipis yang biasanya terbuat dari tungsten. Ketika filamen ini dipanaskan hingga suhu tinggi, ia memancarkan cahaya tampak. Namun, lampu pijar kurang efisien karena sebagian besar energi yang digunakan diubah menjadi panas daripada cahaya.

Jenis lampu lain yang lebih efisien adalah lampu Light Emitting Diode (LED). Lampu LED memanfaatkan semikonduktor untuk mengubah energi listrik langsung menjadi cahaya dengan efisiensi tinggi dan umur pakai yang lebih lama dibandingkan lampu pijar. Selain itu, lampu LED lebih hemat energi dan menghasilkan panas yang lebih sedikit.

Dalam konteks efisiensi energi dan pengendalian lampu, teknologi Internet of Things (IoT) telah diterapkan untuk mengembangkan sistem kontrol lampu LED berbasis Arduino. Penelitian ini mengembangkan sistem pengendalian (on-off) 5 buah lampu LED berbasis Arduino. Website akan melakukan kendali lampu LED yang akan mengirimkan sebuah data ke server kemudian server akan melanjutkan data tersebut ke Arduino untuk melakukan pembacaan. 

Dengan demikian, pemahaman tentang dasar teori lampu mencakup prinsip konversi energi listrik menjadi cahaya, jenis-jenis lampu seperti pijar dan LED, serta penerapan teknologi modern untuk meningkatkan efisiensi dan kontrol penggunaan lampu.

 

5. Percobaan[Kembali]





Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. tujuan 2. Alat dan Bahan 3. Dasar Teori 4. Percobaan 5. Video Penjelasan   6. Download File   1. Tujuan [Kembali] 2. Alat dan Bahan [Kembali] 3. Dasar Teori [Kembali]   4. Percobaan [Kembali] 5. Video Penjelasan [Kembali] 6. Download File [Kembali]
Baca selengkapnya