FUNCTION GENERATOR

Function Generator merupakan suatu alat yang menghasilkan sinyal/gelombang sinus (ada juga gelombang segi empat, gelombang segi tiga) dimana frekuensi serta amplitudenya dapat diubah‐ubah. Pada umumnya dalam melakukan praktikum Rangkaian Elektronika (Rangkaian Listrik), generator sinyal ini dipakai bersama‐sama dengan osiloskop.

Gambar Function Generator

Beberapa tombol/saklar pengatur yang biasanya terdapat pada generator ini adalah :

Saklar daya (power switch) : Untuk menyalakan generator sinyal, sambungkan generator sinyal ke tegangan jala‐jala, lalu tekan saklar daya ini.Pengatur Frekuensi: Tekan dan putar untuk mengatur frekuensi keluaran dalam range frekuensi yang telah dipilih.Indikator frekuensi: Menunjukkan nilai frekuensi sekarang.

Terminal output TTL/CMOS : terminal yang menghasilkan keluaran yang kompatibel dengan TTL/CMOS

Duty function : Tarik dan putar tombol ini untuk mengatur duty cycle gelombang.

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.

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).

Amplitude output : Putar searah jarum jam untuk mendapatkan tegangan output yang maksimal, dan kebalikannya untuk output ‐20dB. Jika tombol ditarik, maka output akan diperlemah sebesar 20dB.

Selektor fungsi : Tekan salah satu dari ketiga tombol ini untuk memilih bentuk gelombang output yang diinginkan

Terminal output utama : terminal yang mengelurakan sinyal output utama

Tampilan pencacah (counter display) : tampilan nilai frekuensi dalam format 6×0,3″

Selektor range frekuensi : Tekan tombol yang relevan untuk memilih range frekuensi yang dibutuhkan.

Pelemahan 20dB : tekan tombol untuk mendapat output tegangan yang diperlemah sebesar 20dB

Cara Pemakaian Function Generator :

Hidupkan power supply

Konekan cable BNC ke konektor sesuai dengan yang di inginkan. misal ingin menghasilkan sinyal TTL output makan konektor di hubungkan pada konektor TTL output dan jika untuk sinyal sinusolida dan segitiga hubungkan pada Output 50 Ohm

Untuk menghasilkan frekuensi gelombang kotak pengaturan yang di atur adalah selector TTL CMos untuk mengatur amlitudonya atau besar tegangan yang diinginkan. dan untuk mengatur dutyCycle maka putarlah selector DutyCycle. sebelum mengaturnya tarik stang selector.

Untuk menghasilkan Frekuensi gelombang Sinusolida dan Geombang Segitiga maka Maka pengaturan amplitudonya pada Sector Ampl dan konektor BNC pada output 50 0hm. Untuk meningkatkan besar tegangan atau amplitudonya maka tari stang selector dan aturlah maximal tegangan 15V.

Untuk menghasilkan Frekuensi yang di inginkan maka pilihlah tombol frekuensi yang diinginkan dan selector pengali yang sesuai. misal diinginkan 2K Hz pada pilihlah tombol 1Kz dan atur selector pengali pada 2.0

Sebuah function generator adalah bagian dari peralatan tes elektronik atau perangkat lunak yang digunakan untuk menghasilkan berbagai jenis gelombang listrik melalui berbagai frekuensi. Bentuk gelombang ini dapat berupa berulang atau single-shot, dalam hal beberapa jenis sumber memicu diperlukan (internal atau eksternal) [1] Biasanya. Function generator menghasilkan gelombang yang dihasilkan oleh berulang pengisian dan pemakaian kapasitor yang sumber energi yang konstan terhubung.

Salah satu fitur yang paling berguna dari function generator adalah bahwa hal itu dapat terkunci fase ke sumber sinyal eksternal atau lain function generator Fitur penting lainnya dari function generator. Adalah tuning terus menerus lebih dari band lebar dengan max-min rasio frekuensi 10 atau lebih berbagai, macam frekuensi dari beberapa Hz MHz, amplitudo output datar dan kemampuan modulasi seperti menyapu frekuensi, modulasi frekuensi dan amplitudo modulasi.

Function generator yang digunakan dalam pengembangan, pengujian dan perbaikan peralatan elektronik, misalnya sebagai sumber sinyal untuk menguji amplifier, atau untuk memperkenalkan sinyal kesalahan ke loop kendali. Beberapa yang paling umum bentuk gelombang yang dihasilkan oleh function generator adalah sinus, persegi, segitiga dan gigi gergaji waveforms.

Cara Kerja Function Generator :

Sebuah function generator khas biasanya terdiri dari gelombang segitiga yang frekuensi dapat dikontrol lancar serta dalam langkah. Ini gelombang segitiga digunakan sebagai dasar untuk semua output lainnya. Gelombang segitiga yang dihasilkan dengan berulang kali pengisian dan pengosongan kapasitor dari sumber arus konstan. Hal ini menghasilkan tegangan linear jalan ascending atau descending. Sebagai tegangan output mencapai batas atas dan bawah, pengisian dan pemakaian dibalik menggunakan komparator, menghasilkan gelombang segitiga linier. Dengan memvariasikan saat ini dan ukuran kapasitor, frekuensi yang berbeda dapat diperoleh. Gelombang gigi gergaji dapat diproduksi oleh pengisian kapasitor perlahan, menggunakan arus, tetapi menggunakan dioda atas sumber arus untuk debit cepat – polaritas dioda perubahan polaritas gigi gergaji yang dihasilkan, yaitu naik turun lambat dan cepat, atau naik cepat dan lambat jatuh.

Sebuah kerja 50% siklus gelombang persegi ini mudah diperoleh dengan mencatat apakah kapasitor sedang diisi atau habis, yang tercermin dalam output komparator beralih saat ini. Siklus tugas lain (secara teoritis dari 0% sampai 100%) dapat diperoleh dengan menggunakan komparator dan sinyal gigi gergaji atau segitiga. Function generator yang paling juga mengandung sirkuit non-linear membentuk dioda yang dapat mengkonversi gelombang segitiga menjadi gelombang sinus yang cukup akurat. Ia melakukannya dengan pembulatan sudut keras dari gelombang segitiga dalam suatu proses yang mirip dengan kliping di sistem audio.

Sebuah function generator yang khas dapat memberikan frekuensi sampai 20 MHz. Generator RF untuk frekuensi yang lebih tinggi tidak berfunction generator dalam arti yang ketat karena mereka biasanya menghasilkan sinyal sinus murni atau hanya dimodulasi.

Function generator, seperti generator sinyal yang paling, juga mungkin mengandung sebuah attenuator, berbagai sarana modulasi gelombang keluaran, dan sering kemampuan untuk secara otomatis dan berulang-ulang “menyapu” frekuensi gelombang keluaran (dengan cara tegangan osilator dikendalikan) antara dua operator ditentukan batas. Kemampuan ini membuatnya sangat mudah untuk mengevaluasi respon frekuensi dari sebuah sirkuit elektronik yang diberikan.

Beberapa function generator juga dapat menghasilkan kebisingan putih atau merah muda.

Function generator yang lebih maju menggunakan Direct Digital Synthesis (DDS) untuk menghasilkan bentuk gelombang. Generator gelombang sewenang-wenang menggunakan DDS untuk menghasilkan bentuk gelombang yang dapat dijelaskan oleh tabel amplitudo.

Beberapa Fitur Dari Function Generator :

Fitur umum dari suatu function generator standar adalah :

Hal ini dapat menghasilkan berbagai frekuensi berkisar antara 0,01 Hz sampai 100 kHz.

Hal ini dapat digunakan untuk menghasilkan bentuk gelombang yang berbeda seperti gelombang sinus, gelombang persegi, gelombang segitiga, gigi gergaji gelombang, dll

Ia menawarkan akurasi besar, sekitar + / – 0,01% dalam rentang frekuensi rendah.

Distorsi yang dihasilkan dalam sinyal output kurang dari 1% untuk gelombang sinus.

Hal ini dapat terkunci fase ke sumber sinyal eksternal atau function generator lain.

Hal ini dapat terkunci fase ke frekuensi yang standar, sehingga semua bentuk gelombang output dari generator akan memiliki akurasi yang sama dan stabilitas seperti yang dari sumber standar.

Ini memberikan ketersediaan dc terus menerus disesuaikan tegangan offset antara-5V ke 5 [6] V.

Spesifikasi Dari Function Generator :

Beberapa spesifikasi penting dari function generator diberikan di bawah ini :

Rentang frekuensi tertentu adalah antara 0,001 Hz sampai 20 MHz.

Frekuensi stabilitas function generator adalah 0,05%.

Distorsi function generator adalah-55dB bawah 50khz dan-40dB di atas 50khz.

Nilai spesifik amplitudo output (rangkaian terbuka) adalah 10V (puncak ke puncak).

Nilai spesifik impedansi output 50ohm.

Bentuk gelombang output yang berbeda seperti sinus, persegi, segitiga, jalan, pulsa, AM dan FM dimodulasi, gelombang sewenang-wenang dapat dihasilkan dengan menggunakan function generator

Arti Lain Dari Function Generator :

Tipe lain dari function generator adalah sistem sub-yang menyediakan output sebanding dengan beberapa fungsi matematika dari input, misalnya, output mungkin sebanding dengan akar kuadrat dari input. Perangkat tersebut digunakan dalam sistem kontrol umpan balik dan di komputer analog. Sebuah function generator IC bernama ICL8038 (yang juga digunakan sebagai Voltage Controlled Oscillator (VCO)) dapat digunakan untuk menghasilkan gelombang segitiga, gelombang persegi, gelombang gigi gergaji atau bahkan, gelombang sinus secara bersamaan. Untuk rating tegangan maksimum 36, lebih dari 300 kHz dari frekuensi dapat dihasilkan.

Cara Menggunakan Function Generator :

Setelah powering pada function generator, output sinyal perlu dikonfigurasi dengan bentuk yang diinginkan Umumnya, ini berarti menghubungkan sinyal dan menyebabkan tanah untuk osiloskop untuk memeriksa kontrol.. Sesuaikan function generator, untuk mendapatkan sinyal output yang benar, kemudian melampirkan mengarah sinyal dan tanah dari function generator ke input dan tanah dari perangkat yang diuji Untuk beberapa aplikasi, memimpin negatif dari function generator harus melampirkan ke input negatif dari perangkat,. tetapi biasanya melampirkan ke tanah cukup Sebuah perangkat seperti sebuah osiloskop kemudian digunakan untuk mengukur output sirkuit .

OSILOSKOP

Pengertian Osiloskop :

Osiloskop sebelumnya disebut osilograf. Informal dikenal sebagai ruang lingkup CRO (untuk osiloskop sinar katoda) atau DSO (untuk osiloskop penyimpanan digital yang lebih modern). adalah jenis alat tes elektronik yang memungkinkan pengamatan terus-menerus berbagai tegangan sinyal, biasanya sebagai plot dua dimensi dari satu atau lebih sinyal sebagai fungsi dari waktu. Sinyal non-listrik (seperti suara atau getaran) dapat dikonversi ke tegangan dan ditampilkan.

Osiloskop digunakan untuk mengamati perubahan sinyal listrik dari waktu ke waktu, sehingga tegangan dan waktu menggambarkan bentuk grafiknya terhadap skala yang dikalibrasi. Gelombang yang diamati dapat dianalisis untuk properti seperti amplitudo, frekuensi, waktu naik, interval waktu, distorsi dan lain-lain. Instrumen digital modern dapat menghitung dan menampilkan sifat ini secara langsung. Awalnya, perhitungan nilai-nilai ini diperlukan secara manual mengukur gelombang terhadap timbangan dibangun ke layar instrumen. Osiloskop dapat disesuaikan sehingga sinyal berulang dapat diamati sebagai bentuk kontinue pada layar. Sebuah osiloskop penyimpanan memungkinkan peristiwa tunggal yang akan diambil oleh instrumen dan ditampilkan untuk waktu yang relatif lama dan memungkinkan pengamatan peristiwa terlalu cepat untuk langsung.

Osiloskop digunakan dalam ilmu kedokteran, teknik, dan industri telekomunikasi. Tujuan umum instrumen yang digunakan untuk pemeliharaan peralatan elektronik dan pekerjaan laboratorium. Tujuan khusus osiloskop dapat digunakan untuk tujuan seperti menganalisis sistem pengapian otomotif atau untuk menampilkan bentuk gelombang dari detak jantung sebagai elektrokardiogram. Sebelum munculnya elektronika digital, osiloskop digunakan sinar katoda tabung (CRT) sebagai elemen tampilan mereka (maka yang sering disebut sebagai CRO) dan amplifier linier untuk pemrosesan sinyal. Osiloskop penyimpanan yang digunakan CRT penyimpanan khusus untuk mempertahankan tampilan yang mantap dari sinyal singkat tunggal. CRO kemudian sebagian besar digantikan oleh osiloskop digital storage (DSO) dengan display panel tipis, cepat analog-to-digital converter dan prosesor sinyal digital. DSO tanpa menampilkan terpadu (kadang-kadang dikenal sebagai digitisers) yang tersedia dengan biaya yang lebih rendah dan menggunakan komputer digital untuk tujuan umum untuk memproses dan menampilkan bentuk gelombang.

Prinsip Kerja Osiloskop :

Komponen utama osiloskop adalah tabung sinar katoda ( CRT ). Prinsip kerja tabung sinar katoda adalah sebagai berikut: Elektron dipancarkan dari katoda akan menumbuk bidang gambar yang dilapisi oleh zat yang bersifat flourecent. Bidang gambar ini berfungsi sebagai anoda. Arah gerak elektron ini dapat dipengaruhi oleh medan listrik dan medan magnetik. Umumnya osiloskop sinar katoda mengandung medan gaya listrik untuk mempengaruhi gerak elektron kearah anoda. Medan listrik dihasilkan oleh lempeng kapasitor yang dipasang secara vertikal, maka akan terbentuk garis lurus vertikal dinding gambar. Selanjutnya jika pada lempeng horizontal dipasang tegangan periodik, maka elektron yang pada mulanya bergerak secara vertikal, kini juga bergerak secara horizontal dengan laju tetap.Sehingga pada gambar terbentuk grafik sinusoidal.

Sebuah benda bergetar sekaligus secara harmonik, getaran harmonik (super  posisi) yang berfrekuensi dan mempunyai arah getar sama akan menghasilkan satu getaran harmonik baru berfrekuensi sama dengan amplitudo dan fase tergantung pada amplitudo dan frekuensi setiap bagian getaran harmonik tersebut. Hal itu berdasarkan metode penambahan trigonometri atau lebih sederhananya lagi dengan menggunakan bilangan kompleks. Bila dua getaran harmonik super posisi yang berbeda, frekuensi terjadi getaran yang tidak lagi periodik.

Basis waktu secara periodik menggerakkan bintik cahaya dari kiri kekananmelalui permukaan layar. Tegangan yang akan diperiksa dimasukkan ke Y atau masukan vertikal osiloskop, menggerakkan bintik keatas dan kebawah sesuai dengan nilai tegangan yang dimasukkan. Selanjutnya bintik tersebut menghasilkan jejak berkas gambar pada layar yang menunjukkan variasi tegangan masukan sebagai fungsi dari waktu. Bila tegangan masukan berkurang dengan laju yang cukup pesat gambar akan kelihatan sebagai sebuah pola yang diam pada layar.

Bagian-Bagian Osiloskop Beserta Fungsinya :

1. Volt atau div : Untuk mengeluarkan tegangan AC.
2. CH1 (Input X) : Untuk memasukkan sinyal atau gelombang yang diukur atau pembacaan posisi horisontal.
3. AC-DC : Untuk memilih besaran yang diukur.
4. Ground : Untuk memilih besaran yang diukur.
5. Posisi Y : Untuk mengatur posisi garis atau tampilan dilayar atas bawah.
6. Variabel : Untuk kalibrasi osciloskop.
7. Selektor pilih : Untuk memilih Chanel yang diperlukan untuk pengukuran.
8. Layar : Menampilkan bentuk gelombang.
9. Inten : Mengatur cerah atau tidaknya sinar pada layar Osiloskop.
10. Rotatin : Mengaur posisi garis pada layar.
11. Fokus : Menajamkan garis pada layar.
12. Position X : Mengatur posisi garis atau tampilan kiri dan kanan.
13. Sweep time/ div : Digunakan untuk mengatur waktu periode (T) dan Frekwensi ( f ).
14. Mode : untuk memilih mode yang ada.
15. Variabel : Untuk kalibrasi waktu periode dan frekwensi.
16. Level Menghentikan gerak tampilan layar.
17. Exi Trigger : Untuk trigger dari luar.
18. Power : untuk menghidupkan Osciloskop.
19. Cal 0,5 Vp-p : Kalibrasi awal sebelum Osciloskop digunakan.
20. Ground Osciloskop yang dihubungkan dengan ground yang diukur.
21. CH2 ( input Y ): Untuk memasukkan sinyal atau gelombang yang diukur atau pembacaan Vertikal.

Langkah-Langkah Penggunaan Osiloskop :

1. Tombol ON-OFF pada posisi OFF
2. Posisikan semua tombol yang memiliki tiga posisi pada posisi tengah.
3. Putar tombol INTENSITY pada posisi tengah.
4. Dorong tombol PULL 5X MAG ke dalam untuk memperoleh posisi normal.
5. Dorong tombol TRIGGERING LEVEL pada posisi AUTO
6. Sambungkan kabel saluran listrik bolak balik ke stop-kontak ACV
7. Putar tombol ON-OFF pada posisi ON. Kira-kira 20 detik kemudian satu jalur garis akan tergambar pada        layar CRT. Jika garis ini belum terlihat, putar tombol INTENSITY searah jarum jam.
8. Atur tombol FOCUS dan INTENSITY untuk memperjelas jalur garis
9. Atur ulang posisi vertikal dan horisontal sesuai dengan kebutuhan.
10. Sambungkan probe ke input saluran-A/ channel -A (CH-A) atau ke inputsaluran B/ channel -B (CH-B)              sesuai kebutuhan.
11. Sambungkan probes ke terminal CAL untuk memperoleh kalibrasi 0,5V_p-p.
12. Putar pelemah vertikal (vertical attenuator), saklar VOLTS/DIV  pada posisi 10 mV, dan putar tombol               VARIABLE  searah jarum jam. Putar TRIGGERING SOURCE  ke CH-A, gelombang persegi empat                   (square-wave) akan terlihat di layar.
13. Jika tampilan gelombang persegi empat kurang sempurna, atur  trimmer yang ada pada probe sehingga        bentuk gelombang terlihat nyata.
14. Pindahkan probe dari terminal CAL 0,5V_p-p. Oscilloscope sudah dapat digunakan.

Kesalahan Pengoperasian Osiloskop :

Kesalahan dalam pengoperasian osiloskop diantaranya :

1. Dapat tarjadi kebakaran pada lapisan fosfor layar jika membiarkan ada titik terang pada layar walaupun sesaat
2. Lupa memastikan alat yang diukur dan oscilloscope ditanahkan (digroundkan). Disamping untuk keamanan hal ini juga untuk mengurangi noise dari frekuensiradio atau jala-jala.
3. Lupa memastikan probe dalam keadaan baik
4. Dapat merusak  oscilloscope jika pada saat menyalakan, power saklar masih dalam keadaan on
5. Dapat terjadi sengatan listrik jika pada saat memperbaiki atau membersihkan Oscilloscope masih terhubung dengan jaringan listrik 220V.

CARA MENGHITUNG BEDA PHASA

Kedua gelombang tersebut (A dengan B) memiliki amplitudo dan frekuensi yang sama, tetapi gelombang yang satu mendahului gelombang yang lainnya. Dalam istilah teknisnya, ini disebut beda fase (phase shift). Beda fase adalah pengukuran yang relatif yang terukur antara dua gelombang. Tidak ada gelombang yang memiliki nilai fase yang absolut karena tidak ada referensi universal dalam pengukuran fase . Jadi, pengukuran beda fase tidak mungkin ada apabila kita hanya punya satu gelombang karena beda fase adalah hasil pengukuran antara dua gelombang. Tetapi umumnya dalam analisa rangkaian AC, gelombang tegangan dari sumber dayanya digunakan sebagai referensi fasenya, biasanya nilai sumber tegangannya dinyatakan sebagai “xxx volt pada 0 derajat”. Tegangan atau arus lainnya dalam rangkaian itu akan memiliki beda fase yang diukur relatif terhadap fase sumber tegangan tersebut. Apabila diketahui nilai tegangan dan arus pada suatu komponen memiliki persamaan v = 20 sin (ωt + 30^o) dan i = 18 sin(ωt –  40^o) , gambarkan diagram fasornya, hitung beda fasenya, dan gambar bentuk gelombangnya.

Bentuk fasornya ditunjukkan pada gambar 1. Dari sini anda dapat melihat bahwa v    mendahului isebesar 70^o. Bentuk gelombangnya ditunjukkan pada gambar dibawah ini :

Gambar ini menunjukkan sepasang gelombang v₁ dan v₂ pada suatu osiloskop. Masing-masing volt per div (skala vertikal) menunjukkan nilai 20 V dan masing-masing time per div (skala horisontal/waktu) menunjukkan 20 μs. Tegangan v₁ mendahului v₂. Gambarkan diagram fasornya dengan v₁ sebagai referensinya. Tentukan persamaan kedua tegangan tersebut.

Dari foto di atas, magnitudo dari v₁ adalah V_m1 = 3 div × 20 V/div = 60 V, V_m2 = 40 V. Panjang satu periode adalah T = 6 × 20 μs = 120 μs, dan beda fase antara dua gelombang tersebut adalah satu kotak atau 1 div yang bernilai 20 μs (1/6 dari periodenya = 60^o). Dengan memilih v₁sebagai referensinya dan v₂ tertinggal, maka diagram fasornya ditunjukkan pada gambar b. Frekuensi sudutnya adalah ω = 2π/T = 2π/(120×10^-6 s)= 52.36×10³ rad/s. Oleh karena itu, persamaan kedua tegangan tersebut adalah v₁ = V_m1 sin ωt = 60 sin (52.36×10³ t) V dan v₂ = 40 sin (52.36×10³ t – 60^o) V.

1.AMPERMETER

Pengertian Amperemeter :
Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik. Umumnya alat ini dipakai oleh teknisi elektronik dalam alat multi tester listrik yang disebut avometer gabungan dari fungsi amperemeter, voltmeter dan ohmmeter

Prinsip Kerja Amperemeter :
Amperemeter bekerja berdasarkan prinsip gaya magnetik (Gaya Lorentz). Ketika arus mengalir melalui kumparan yang dilingkupi oleh medan magnet timbul gaya lorentz yang menggerakan jarum penunjuk menyimpang

Bagian-Bagian Amperemeter :

• Terminal Positif Dan Negatif
• Skala Tinggi Dan Rendah
• Batas Ukur

Catatan :
Batas ukur adalah nilai yang ditunjukan jarum seketika menunjuk skala tertinggi dan batas pengukuran tertinggi

Bagian Terpenting Dari Amperemeter :
adalah galvanometer. Galvanometer bekerja dengan prinsip gaya antara medan magnet dan kumparan berarus. Galvanometer dapat digunakan langsung untuk mengukur kuat arus searah yang kecil. Semakin besar arus yang melewati kumparan semakin besar simpangan pada galvanometer.

Cara Penggunaan Dari Amperemeter :

• Jika kita akan mengukur arus yang melewati penghantar dengan menggunakan Amperemeter maka harus kita pasang seri dengan cara memotong penghantar agar arus mengalir melewati ampere meter

Rumus Amperemeter :
I = V/R
V = menyatakan tegangan (volt)
I = menyatakan arus (ampere)
R = menyatakan hambatan (ohm) Voltmeter

Keselamatan Penggunaan Amperemeter :

Untuk menghindari kerusakan dan cedera pada pengguna ammeter, maka ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pengukuran dengan ammeter :

1. Ammeter harus selalu dihubungkan secara seri dengan rangkaian yang akan diuji
2. Selalu mulai dengan kisaran tertinggi sebuah ammeter
3. Putuskan dahulu listrik dari sirkuit sebelum menghubungkan dan memutuskan hubungan ammeter
4. Di ammeter DC, amati polaritas sirkuit yang tepat untuk mencegah meter tidak rusak
5. Jangan pernah menggunakan ammeter DC untuk mengukur arus AC

2.VOLTMETER

Pengertian Voltmeter :

Voltmeter DC merupakan alat ukur yang berfungsi untuk mengetahui beda potensial tegangan DC antara 2 titik pada suatu beban listrik atau rangkaian elektronika. Konsep yang digunakan dalam sebuah volt meter DC hampir sama dengan konsep pada ampere meter. Pada volt meter arus searah atau DC volt meter tahanan shunt atau shunt resistor dipasang seri dengan kumparan putar magnet permanen (permanent magnet moving coil) PMMC yang berfungsi sebagai pengali (multiplier).

Tahanan Pengali (Multiplier Resistor) :

Penambahan sebuah tahanan seri atau pengali (multiplier), mengubah gerakan d’arsonval menjadi sebuah voltmeter arus searah. Tahanan pengali membatasi arus kealat ukur agar tidak melebihi arus sakala penuh (Idp). Sebuah voltmeter arus searah mengukur beda potensial antara dua titik dalam sebuah rangkaian arus searah dan dengan demikian dihubungkan paralel terhadap sebuah sumber tegangan atau komponen rangkaian. Biasanya terminal-termianal alat ukur ini diberi tanda positif dan negatif karena polaritas harus ditetapkan. Nilai tahanan pengali yang diperlukan untuk memperbesar batas ukur tegangan ditentukan dari gambar berikut, dimana :

V = Im (Rs + Rm)

Dengan :

Im = arus defleksi dari alat ukur

Rm = tahanan dalam alat ukur

Rs = tahanan pengali

V = tegangan rangkuman maksimum dari instrumen

Biasanya untuk batas ukur sampai 500 V pengali dipasang didalam kotak voltmeter. Untuk tegangan yang lebih tinggi, pengali tersebut dipasang pada sepasang probe kutub diluar kotak yakni untuk mencegah kelebihan panas dibagian dalam voltmeter.

Voltmeter Rangkuman Ganda :

Penambahan sejumlah pengali beserta sebuah saklar rangkuman membuat instrumen mampu digunakan bagi sejumlah rangkuman tegangan. Sebuah voltmeter rangkuman ganda yang menggunakan sebuah sakelar empat posisi (V1, V2, V3, dan V4 ) dan empat pengali (R1, R2, R3, dan R4). Nilai dari pada tahanan-tahanan pengali dapat ditentukan dengan metoda sebelumnya, atau dengan metoda sensitivitas.

Sensitivitas voltmeter Sensitivitas (S) :

adalah kebalikan dari defleksi skala penuh alat ukur yaitu: S = 1 / Idp Sensitivitas (S) dapat digunakan pada metode sensitivitas untuk menentukan tahanan pengali voltmeter arus searah.

R = (S x V) – Rm

Dimana :

S    = sensitivitas voltmeter,ohm/volt

V    = rangkuman tegangan yang ditentukan oleh posisi sakelar

Rm = tahanan-dalam alat ukur (ditambah tahanan seri)

Rs  = tahanan pengali

Dalam fisika,ampere dilambangkan dengan A, adalah satuan SI untuk arus listrik yang sering dipendekkan menjadi amp. Satu ampere adalah suatu arus listrik yang mengalir dari kutup positif ke kutup negatif, sedemikian sehingga di antara dua penghantar lurus dengan panjang tak terhingga, dengan penampang yang dapat diabaikan, dan ditempatkan terpisah dengan jarak satu meter dalam vakum, menghasilkan gaya sebesar 2 × 10^-7 newton permeter.

Pengukuran Daya AC :

Pengukuran Daya Rangkaian AC dapat dilakukan menggunakan kombinasi volt meter dan amper meter yang dikombinasikan. Secara teori daya rangkaian AC merupakan daya rata-rata pada rangkaian listrik tersebut. Dalam arus bolak-balik daya yang ada setiap saat berubah sesuai dengan waktu. Daya dalam arus bolak-balik merupakan daya rata-ratanya. Jika sedang dalam kondisi steady state, daya yang ada pada saat itu dirumuskan :

Dimana :

P = merupakan harga daya saat itu,

V = tegangan

I = arus

Dimana V dan I merupakan harga rms dari tegangan dan arus. Cos ? merupakan faktor daya dari beban. Dari hasil yang diperoleh didapatkan bahwa faktor daya (cos f ) berpengaruh dalam penentuan besarnya daya dalam sirkit AC, ini berarti bahwa wattmeter harus digunakan dalam pengukuran daya dalam sirkuit AC sebagai pengganti Ampermeter dan Voltmeter
Bagaimanapun juga ampermeter dan voltmeter akan membebani rangkaian yang dapat menyebabkan kesalahan dalam pengukuran daya pada rangkaian DC. 

Efek Pembebanan

Voltmeter

Perhatikan rangkaian berikut:

Untuk mengukur ujung –ujung tahanan 50 kOhm untuk pengukuran ini tersedia dua voltmeter

V1 mempunyai S = 1000 Ohm/V

V2 mempunyai S = 20000 Ohm/V

1. Pembacaan voltmeter
2. Kesalahan tiap pembacaan

Voltmeter 1 memiliki tahanan 50 V x 1000 Ohm/V = 50 KOhm, pada rangkuman 50 V

V1 = 25 Kohm/125 Kohm x 150 V = 30 V

Voltmeter 2 meliki tahanan 50 V x 20 Kohm/V = 1 Mohm, pada rangkuman 50 V

V2 = 47,6 KOhm/147,6 Kohm x 150 V = 48,36 V

Kesalahan pembacaan

V1 = (50 V – 30 V)/50 V x 100 % = 40 %

V2 = ( 50 V – 48,36 V)/50 V x 100 % = 3,28 %

Dari contoh dapat dilihat bahwa voltmeter yang dipasang memberikan penunjukan harga tegangan yang lebih rendah dari harga tegangan yang sebenarnya karena dengan adanya voltmeter ini dihasilkan tahanan ekivalen yang lebih kecil dari pada tahanan rangkaian sesungguhnya, efek ini disebut efek pembebanan.

KETIDAKPASTIAN

Suatu pengukuran selalu disertai oleh ketidakpastian. Beberapa penyebab ketidakpastian tersebut antara lain adanya Nilai Skala Terkecil (NST), kesalahan kalibrasi, kesalahan titik nol, kesalahan pegas, kesalahan paralaks, fluktuasi parameter pengukuran, dan lingkungan yang mempengaruhi hasil pengukuran, dan karena hal-hal seperti ini pengukuran mengalami gangguan. Dengan demikian sangat sulit untuk mendapatkan nilai sebenarnya suatu besaran melalui pengukuran. Oleh sebab itu, setiap pengukuran harus dilaporkan dengan ketidakpastiannya.

Ketidakpastian dibedakan menjadi dua,yaitu ketidakpastian mutlak dan relatif. Masing masing ketidakpastian dapat digunakan dalam pengukuran tunggal dan berualang.

Ketidakpastian Mutlak

Suatu nilai ketidakpastia yang disebabkan karena keterbatasan alat ukur itu sendiri. Pada pengukuran tunggal, ketidakpastian yang umumnya digunakan bernilai setengah dari NST. Untuk suatu besaran X maka ketidakpastian mutlaknya dalam pengukuran tunggal adalah:

Δx = ½NST

dengan hasil pengukuran dituliskan sebagai

X = x ± Δx

Melaporkan hasil pengukuran berulang dapat dilakukan dengan berbagai cara, dantaranya adalah menggunakan kesalahan ½ – rentang atau bisa juga menggunakan standar deviasi.

Kesalahan ½ – Rentang

Pada pengukuran berulang, ketidakpastian dituliskan idak lagi seperti pada pengukuran tunggal. Kesalahan ½ – Rentang merupakan salah satu cara untuk menyatakan ketidakpastian pada pengukuran berulang. Cara untuk melakukannya adalah sebagai berikut:

• Kumpulkan sejumlah hasil pengukuran variable x. Misalnya n buah, yaitu x1, x2, x3, … xn
• Cari nilai rata-ratanya yaitu x-bar

x-bar = (x1 + x 2 + … + xn)/n

• Tentukan x-mak dan x-min dari kumpulan data x tersebut dan ketidakpastiannya dapat dituliskan

Δx = (xmax – xmin)/2

• Penulisan hasilnya sebagai:

x = x-bar ± Δx

Standar Deviasi

Bila dalam pengamatan dilakukan n kali pengukuran dari besaran x dan terkumpul data x1, x2, x3, … xn, maka rata-rata dari besaran ini adalah:

Kesalahn dari nilai rata-rata ini terhadap nilai sebenarnya besaran x (yang tidak mungkin kita ketahui nilai benarnya x0) dinyatakan oleh standar deviasi.

Standar deviasi diberikan oleh persamaan diatas, sehingga kita hanya dapat menyatakan bahwa nilai benar dari besaran x terletak dalam selang (x – σ) sampai (x + σ). Dan untuk penulisan hasil pengukurannya adalah x = x ± σ

Ketidakpastian Relatif

Ketidakpastian Relatif adalah ketidakpastian yang dibandingkan dengan hasil pengukuran. Hubungan hasil pengukurun terhadap KTP (ketidakpastian) yaitu:

KTP relatif = Δx/x

Apabila menggunakan KTP relatif maka hasil pengukuran dilaporkan sebagai

X = x ± (KTP relatif x 100%)

Ketidakpastian pada Fungsi Variabel (Perambatan Ketidakpastian)

Jika suatu variable merupakan fungsi dari variable lain yng disertai oleh ketidakpastin, maka variable ini akan diserti pula oleh ketidakpastian. Hal ini disebut sebagai permbatan ketidakpastian. Untuk jelasnya, ketidakpastian variable yang merupakan hasil operasi variabel-variabel lain yang disertai oleh ketidakpastian akan disajikan dalam tabel berikut ini.

Misalkan dari suatu pengukuran diperoleh (a ± Δa) dan (b ± Δb). Kepada kedua hasil pengukuran tersebut akan dilakukan operasi matematik dasar untuk memperoleh besaran baru.

Dalam pengukuran kelistrikan ada beberapa alat ukur yang kita gunakan. Untuk itu alat ukur dipilah-pilah sesuai dengan fungsinya .

• Amperemeter, adalah alat yang digunakan untuk melakukan pengukuran arus, baik arus AC ataupun arus DC. alat ukur ini biasanya dipasang secara seri terhadap rangkaian/komponen yang akan diukur

• Voltmeter, adalah alat yang digunakan untuk melakukan pengukuran tegangan baik tegangan AC atau tegangan DC. Alat ukur ini biasanya dipasang secara pararel terhadap rangkaian/komponen yang akan diukur.

• Wattmeter, adalah alat yang digunakan untuk melakukan pengukuran daya. Sebenarnya alat ukur ini merupakan perpaduan dari dua alat ukur yaitu : voltmeter dan Amperemeter.

• Ohmmeter, adalah alat yang digunakan untuk melakukan pengukuran tahanan sebuah komponen atau rangkaian atau resistor. alat ukur ini dipasang secara pararel terhadap rangkaian/komponen yang akan diukur tahanannya

PENGGUNAAN MULTIMETER UNTUK MENGUKUR TEGANGAN
Sebelumnya marilah kita mengenal terlebih dahulu bagian-bagian dari Multimeter analog di atas melalui gambar di bawah ini :

Bagian-Bagian Multimeter