OSILOSKOP
1.
Sejarah
Karl Ferdinand Braun (Fulda, 6 Juni 1850 – New York,
20 April 1918) adalahseorangfisikawanJerman.Braun belajar di Universitas
Marburg danmenerimagelar di Universitas Berlin padatahun 1872.Iamenjadidirektur
di LembagaFisikadanprofesorfisika di Strasbourg (1895). Padatahun 1897,
iamembuatoskiloskoptabungsinarkatodapertama.
Teknikinidigunakanolehsebagianbesarperalatan TV dan
monitorkomputer. Tabungkatodemasihdisebut “tabung Braun” (BraunscheRöhre)
di negarapenuturbahasaJerman (dan di Jepang: Buraun-kan). Padatahun 1909 Braun
menerimaPenghargaan Nobel dalamFisikadenganGuglielmo Marconi untuk
“sumbanganpadapengembangantelegrafinirkabel.”PadaawalPerangDunia I Braun
pindahkeAmerikaSerikatuntukmempertahankanstasiunnirkabelJerman yang terletak di
Sayville (Long Island) terhadapseranganoleh Marconi Corporation yang
dikendalikanInggris (saatitu AS belumterjundalamperang).Braun meninggal di
rumahnya di Brooklyn sebelumperangberakhir, padatahun 1918.
Oscilloscope adalahperalatanelektronik yang
menghasilakntampilangrafikpadalayaruntukmencitrakangelombangmaupun signal
elektronik yang diterimanya. Misalnya, Kita tidakpernahbisamelihat signal yang
dipancarkanolehhandphone yang kitagunakan.Tenganbantuan Oscilloscope, signal
tersebutdapatdicitrakandalamlayar, sehinggadapatdilihatbentukgelombangnya,
panjanggelombangataufrekwensigelombang, maupuncacatgelombang.
Semuaalatukurelektronikbekerjaberdasarkan sample data,
semakintinggi sample data, semakinakuratperalatanelektroniktersebut.Pada
Oscilloscope, umumnyapempunyaisampel data yang sangattinggi,
dankarenanyaumumnya oscilloscope merupakanalatukurelektronik yang mahal.
Contohcarakerjanya. misalnyasebuah oscilloscope
mempunyai sample rate 10Ks/s (10kilo sample/second = 10000 data perdetik)
akanmelakukanpembacaansebanyak 10000 kali dalamsedetik. Jika yang
diukuradalahsebuahgelombangdenganfrekwensi 2500Hz, makasetiapsampel data
akanmemuat data 1/4 darisebuahgelombangpenuh yang
umumnyaditampilkandalamlayardengangrafikskala XY.
2.
Pengertian
Osiloskop adalah alat ukur
elektronika yang berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal listrik agar dapat
dilihat dan dipelajari. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode Peranti
pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode.
Sorotan elektron membekas pada layar. Suatu rangkaian khusus dalam osiloskop
menyebabkan sorotan bergerak berulang-ulang dari kiri ke kanan. Pengulangan ini
menyebabkan bentuk sinyal kontinyu sehingga dapat dipelajari (Faik
Saefuddin. 2014).
3.
Fungsi
Menurut (Faik
Saefuddin. 2014), fungsi osiloskop, yaitu:
- Untuk
menyelidiki gejala yang bersifat periodik.
- Untuk
melihat bentuk gelombang kotak dari tegangan
- Untuk
menganalisis gelombang dan fenomena lain dalam rangkaian elektronika
- Dapat
melihat amplitudo tegangan, periode, frekuensi dari sinyal yang tidak
diketahui
- Untuk
melihat harga-harga momen tegangan dalam bentuk sinus maupun bukan sinus
- Digunakan
untuk menganalisa tingkah laku besaran yang berubah-ubah terhadap waktu,
yang ditampilkan pada layar
- Mengetahui
beda fasa antara sinyal masukan dan sinyal keluaran.
- Mengukur
keadaan perubahan aliran (phase) dari sinyal input
- Mengukur
Amlitudo Modulasi yang dihasilkan oleh pemancar radio dan generator
pembangkit sinyal
- Mengukur
tegangan AC/DC dan menghitung frekuensi
4.
Jenis – Jenis Osiloskop
Osiloskop
merupakan instrument 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 oscilloscope), masing-masing memiliki kelebihan dan
keterbatasan. Para insinyur, teknisi maupun praktisi yang bekerja di laboraturium
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 di uji
kinerjanya. Untuk itulah disini akan ditinjau karakter masing-masing tipe
osiloskop tersebut.
Osiloskop Analog.
Osiloskop Analog.
Osiloskop
tipe waktu nyata analog (ART) menggambar bentuk-bentuk gelombang listrik dengan
melalui gerakan pancaran electron (electron beam) dalam sebuah tabung sinar katoda
(CRT – Cathode Ray Tube) dari kiri ke kanan. Pancaran electron dari bagian
senapan electron (electron gun) yang membentur atau menumbuk dinding dalam
tabung tersebut Mengeksitasi electron dalam lapisan fosfor pada layar tabung
mengeksitasi electron dalam lapisan fosfor pada layar tabung sehingga terjadi
perpendaran atau nyala pada layar yang menggambarkan bentuk dasar gelombang.
Dalam perjalanannya dari senapan electron menuju layar yang berfosfor tadi,
electron-elektron dipengaruhi oleh medan listrik dalam arah vertical (ke atas
maupun ke bawah) oleh sepasang pelat pembelok (defleksi) vertical dan dalam
arah horizontal oleh sepasang pelat defleksi horizontal. Apabila tegangan pada
semua pelat tersebut nol Volt, electron akan berjalan lurus membentuk layar
sehingga hanya terlihat sebuah bintik nyala di ditengah layar saja. Untuk
“membuat” gambar garis pada layar, diperlukan gelombang gigi gergaji yang
diberikan kepada pasangan pelat horizontal tersebut. Tegangan gigi gergaji ini
dihasilkan oleh time base generator/sweep generator atau generator sapu, yang
kemudian diperkuat oleh penguat horizontal. Tegangan gigi gergaji ini naik
secara linier terhadap waktu sehingga berkas electron pada layar bergerak dari
kiri ke kanan. Setelah sampai di bagian paling kanan layar, tegangan gigi
gergaji turun dengan cepat ke nol sehingga memulai gerakan berulang dari bagian
kiri layar. Gerakan balik yang cepat ini tidak dapat ditangkap oleh mata
sehingga yang terlihat adalah gambar garis horizontal lurus pada layar yang tidak
terputus. Agar osiloskop dapat menggambarkan bentuk gelombang yang sedang
diamati maka gelombang tersebut diumpankan ke rangkaian vertical. Rangkaian
vertical ini berfungsi memperkuat atau melemahkan simpangan vertical dari
gelombang masukan, sehingga tegangan yan g diberikan ke pasangan pelat defleksi
vertical menghasilkan medan listrik yang dapat mempengaruhi gerakan vertical
electron secara proposional selagi ia bergerak menuju ke layar, yang berakibat
bentuk gelombang pada layar dapat diperbesar atau diperkecil. Karena arah gerak
electron berdasar vector medan listrik horizontal dan vertical, CRT nya disebut
direcdt viev vector CRT.
Agar
gambar pada layar dapat stabil, digunakan rangkaian picu (trigger). Jika suatu
gelombang listrik dihubungkan ke ART, rangkaian picu akan memonitor gelombang
masukan tersebut dan menunggu event – yakni saat terjadinya peristiwa atau
kondisi yang dapat dipakai untuk pemicuan. Event picu ini berupa suatu sisi
atau tebing gelombang yang memenuhi persyaratan yang telah didefinisikan atau
ditentukan melalui suatu pilihan tombol pada panel depan osiloskop. Sekali
event picu ini terjadi, osiloskop akan menstart generator sapu dan meragakan
bentuk gelombang yang sedang diukur. Proses ini akan berulang sepanjang
osiloskop tersebut dapat mendeteksi event-event picu. Selain menyangkut
vertical dan horizontal, osiloskop analog mempunyai dimensi ketiga yang disebut
dengan gray scaling (skala/tingkatan atau intensitas kelabu). Tingkatan kelabu
ini diciptakan intensitas pancaran electron pada tabung gambar, yang meragakan
detil gambar bagian tertentu secara sekilas saja. Kondisi ini terjadi karena
kecepatan pancaran electron mempengaruhi kecerahan jejaknya. Makin cepat
pancaran bergerak dari satu titik ke titik yang lain pada bagian tertentu,
makin sedikit waktu ia dapat mengeksitasi electron-elektron pada fosfor yang
terdapat pada dinding layar. Akibatnya jejak yang membentuk gambar gelombang
abgian tersebut akan lebih redup daripada gambar bagian gelombang yang lainnya.
Skala
kelabu ini juga menunjukan frekuensi relative dari event-event individual
(gejala khusus) yang terjadi dalam suatu gelombang yang sifatnya berulang
(repetitif). Pancaran electron yang menggambarkan bagian gelombang yang
bentuknya sama secara berulang akan menyebabkan bagian yang dapat tergambar
dengan terang di layar, sedangkan event lekuk gelombang yang jarang terjadi
akan mendapat lebih sedikit waktu eksitasi. Akhirnya menjadi jelas bahwa daerah
dari lapisan fosfor yang dirangsang/dieksitasi secara berulang Nampak lebih
terang daripada daerah yang kurang distimulasi (fery yelyanto.
2015).
Osiloskop
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. 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.
.DSO mempunyai dua cara untuk menangkap atau
mencuplik gelombang, yakni dengan teknik single shot atau real time sampling.
Dengan kedua teknik ini, osiloskop memperoleh semua cuplikan dengan satu event
picu. Sayangnya laju cuplik DSO membatasi lebar pita osiloskop ketika
beroperasi dalam waktu nyata (real time). Secara teori (sesuai dengan Nyquist
samplinjg theorema), osiloskop digital membutuhkan masuka dengan
sekurang-kurangnya dua cuplikan per periode gelombang untuk merekontruksi suatu
bentuk gelombang. Dalam praktek, tiga atau lebih cuplikan per periode menjamin
akurasi akuisisi. Jika pencuplik tidak dapat sama cepat dengan sinyal
masukannya, osiloskop tidak akan dapat mengumpulkan suatu jumlah yang cukup
berakibat menghasilkan suatu peragaan yang lain dari bentuk gelombang aslinya.
Yakni osiloskop akan menggambarkan struktur keseluruhan sinyal masukan pada
suatu frekuensi yang jauh lebih rendah dari frekuensi sinyal sesungguhnya.
Kebanyakan
DSO, apakah ia menggunakan teknik real time atau equivalent time akan mencuplik
pada laju maksimum tanpa mengacu berapa dasar waktu (time base) yang dipilih.
Pada kecepatan sapuan yang lebih rendah osiloskop digital menerima jauh lebih
banyak cuplikan daripada yang dapat disimpannya. Tergantung pada model akuisisi
yang kita pilih, suatu DSO akan membuang cuplikan ekstra atau menggunakannya
untuk pemprosesan sinyal-sinyal tambahan seperti deteksi puncak gelombang (peak
detect), maupun sampul gelombang (envelope) (fery yelyanto.
2015).
5. Bagian-Bagian Osiloskop
- Volt
atau div : Untuk mengeluarkan tegangan AC.
- CH1
(Input X) : Untuk memasukkan sinyal atau gelombang yang diukur atau
pembacaan posisi horisontal.
- AC-DC
: Untuk memilih besaran yang diukur.
- Ground
: Untuk memilih besaran yang diukur.
- Posisi
Y : Untuk mengatur posisi garis atau tampilan dilayar atas bawah.
- Variabel
: Untuk kalibrasi osciloskop.
- Selektor
pilih : Untuk memilih Chanel yang diperlukan untuk pengukuran.
- Layar
: Menampilkan bentuk gelombang.
- Inten
: Mengatur cerah atau tidaknya sinar pada layar Osiloskop.
- Rotatin
: Mengaur posisi garis pada layar.
- Fokus
: Menajamkan garis pada layar.
- Position
X : Mengatur posisi garis atau tampilan kiri dan kanan.
- Sweep
time/ div : Digunakan untuk mengatur waktu periode (T) dan Frekwensi ( f
).
- Mode
: untuk memilih mode yang ada.
- Variabel
: Untuk kalibrasi waktu periode dan frekwensi.
- Level
Menghentikan gerak tampilan layar.
- Exi
Trigger : Untuk trigger dari luar.
- Power
: untuk menghidupkan Osciloskop.
- Cal
0,5 Vp-p : Kalibrasi awal sebelum Osciloskop digunakan.
- Ground
Osciloskop yang dihubungkan dengan ground yang diukur.
- CH2 (
input Y ): Untuk memasukkan sinyal atau gelombang yang diukur atau
pembacaan Vertikal.
6.
Modifikasi osiloskop
Bikin Sendiri Osiloskop Menggunakan Laptop
Alat yang
diperlukan:
- Resistor 22K ohm : 2 buah
- Resistor 82K ohm : 2 buah
- Potensiometer 50K Linear : 1 buah + Knop
pemutarnya
- Kabel Shield Stereo : 1 meter
- Jack Stereo 3.5mm : 1 buah
- Terminal Tester
Denganskemaelektronik
Keterangan skema:
1
Resistor 22K berfungsi sebagai batas pengaman tegangan
yang masuk ke soundcard Laptop.
2
Potensiometer berfungsi sebagai penahan tegangan
masuk, apabila tegangan yang digunakan lebih dari 5volt, maka potensiometer
perlu di geser agar soundcard tidak rusak akibat kelebihan tegangan input.
3
Gunakan kabel audio terselubung (Shielded Wire) agar
dapat terlindung dari sinyal / induksi dari sekitar kabel tersebut.
4
Box kecil dipilih sebagai kemasan unit interface ini.
5
Di sekrup rapi
6
dirakit Kabel
Jack
7
Masukkan Jack Stereo ke LINE-IN/MIC
8
Aplikasi osiloskop, Aplikasi
yang digunakan adalah ZELSCOPE, yang bisa di download di www.zelscope.com. Aplikasi ini
Trial-14hari, yang dapat di beli dengan harga tidak lebih dari seratus ribu
rupiah ($9.95 USD).
CATATAN:
- Oscilloscope ini dapat digunakan untuk tegangan
input maksimum 5Volt.
- Oscilloscope ini mempunyai bentang frequency
yaitu: 20Hz hingga 20kHz (mengikuti batasan SoundCard).
- Besaran nilai Resistor 22K bisa diperbesar hingga
820K Ohm untuk penggunaan oscilloscope dengan input di atas 5 volt
- Besaran Nilai Potensiometer bisa diperbesar
hingga 100K Linear, untuk penggunaan oscilloscope dengan input di atas 5
volt.
DAFTAR
PUSTAKA
Tidak ada komentar:
Posting Komentar