PENGGUNAAN ALAT UKUR OSILOSKOP ( CRO )

PENGGUNAAN OSCILLOSCOPE ( CRO )

            Cathode Ray Oscilloscope lebih dikenal dengan sebutan CRO, atau ada yang menyebut sebagai Osiloskop Sinar Katoda atau Osiloskop saja. Merupakan sebuah alat ukur elektronik yang penting bagi teknisi atau montir elektronik dalam menyelesaikan pekerjaannya. Manfaatnya adalah untuk mengukur besaran-besaran: tegangan, frekuensi, periode dan beda fasa. Bentuk sinyal listrik juga dapat dilihat dengan CRO. Ada berbagai bentuk sinyal listrik, yaitu sinusoida, segitiga atau triangle, kotak atau square, denyut atau pulse. Berbagai bentuk sinyal listrik tersebut dapat dengan mudah diukur tegangannya, periodenya dan dapat ditentukan berapa frekuensinya. CRO ada dua jenis, jenis 1 kanal dan jenis 2 kanal. Dengan CRO 2 kanal bisa menampilkan 2 signal secara serempak dalam layar, yaitu masuk kanal X dan kanal Y.

FUNGSI TOMBOL CONTROL PANEL CRO

Pada Gambar 1. tampak sebuah CRO dan pandangan panel depan CRO. Adapun fungsi tombol-tombol kontrol tersebut adalah:

Gambar 1. Tombol dan Terminal Kontrol Pada Control Panel

a)      P OSITION control. Putaran tombol akan mengatur posisi vertical dari berkas.
b)       INPUT Jack : vertical input jack
c)       AC GND DC Switch Pada posisi AC komponen DC dari signal ditahan oleh kapasitor. Pada posisi GND (ground), terminal input terbuka dan input amplifier internal disambung ke ground. Pada posisi DC terminal input disambung langsung ke amplifier dan semua komponen signal input dikuatkan.
d)      VOLT / DIV Switch. Skala bertingkat dalam Volt per div dari layar CRT. Dapat dipilih dalam 11 range dari 0,01 V / div sampai 20 V / div.
e)      VARIABLE control. Pengaturan attenuasi vertical. Pengatur halus (fine) dari sensitifitas vertical. Pada putaran kearah kanan maksimum (sampai berbunyi “klik” ) attenuasi vertical pada posisi terkalibrasikan (CAL).
f)        LED Pilot lamp. Lampu ini akan menyala kalau power switch ON.
g)       POWER ON/ INTENSITY control. Mengatur kecerahan berkas gambar Digunakan untuk menghidupkan dan mematikan daya listrik ke CRO dengan memutar tombol ke arah kiri maksimum.
h)       FOCUS Control. Pengontrolan fokus berkas untuk memperoleh bentuk gelombang yang optimum kecerahannya.
i)        SOURCE switch. Dua posisi switch untuk memilih sumber trigger untuk sweep (INT atau EXT).
j)        EXT TRIG Jack. External sync jack. Untuk sikronisasi eksternal diperlukan tegangan lebih dari 1 Vp-p, dengan SOURCE switch pada posisi EXT.
k)       SYNC Switch. Saklar pemisah sinkronisasi. Akan mengambil komponen signal sync dalam signal video, dan diaplikasikan pada rangkaian sync untuk menyempurnakan sinkronisasi signal video yang ditampilkan. NORM ± : Untuk menampilkan bentuk gelombang pada umumnya. Pada posisi ini rangkaian TV sync separator tidak tersambung. Pada polaritas “+”, sweep dipengaruhi oleh slope “+”, sedangkan pada polaritas “-“, sweep dipengaruhi oleh slope “-“. TV ± : Dipakai untuk menampakkan bentuk-bentuk gelombang signal video TV yang disinkronkan dengan signal sync.
l)        LEVEL Control. Triggering level / PULL AUTO akan mengatur phase sync untuk menentukan titik awal sweep pada slope dari signal trigger.
m)     P O SI TION control. Putaran pengatur posisi horizontal dari berkas gambar. PULL 5X MAG Switch, Push-pull switch memilih pembesaran 5X bila ditarik keluar (PULLED-OUT) dan normal bila ditekan kembali (PUSHED-IN).
n)      SWEEP TIME / DIV Switch. Selector time sweep horizontal. Saklar pemilih sweep timw dari 1 s sampai 0,5 s dalam 18 langkah. Operasi EXT H dimungkinkan dengan memutar knob ke arah kanan penuh. Bila saklar variable (15) diputar arah kanan penuh, pembacaan harga time sweep sudah terkalibrasi.
o)      VARIABLE control. Pengaturan attenuasi vertical. Pengatur halus (fine) dari sensitifitas vertical. Pada putaran kearah kanan maksimum (sampai berbunyi “klik” ) attenuasi vertical pada posisi terkalibrasikan (CAL).
p)       HOR INPUT Jack. Bila dipakai input horizontal dari luar.
q)      CAL 1 Vp-p Jack. Jack untuk tegangan kalibrasi. Kalibrasi tegangan adalah 1 Vp-p dari gelombang kotak dengan sumber daya tersinkronisasi. Terminal CAL 1Vpp juga dipakai untuk memeriksa kondisi vertical gain atau untuk mengatur karakteristik gelombang kotak dari probe.
r)       TRACE Rotation. Dipakai untuk menghilangkan kemiringan berkas garis lurus horizontal.
s)        Z – AXIS INPUT Jack.. Jack intensitas modulasi intensitas dimodulasi pada tegangan5 Vp-p atau lebih rendah.
t)       Power connector. Untuk menghubungkan AC power cord.
u)      AC Voltage Selector. CRO ini dapat bekerja pada tegangan 100V, 120V, 220V dan 240V.Pemilihan posisi tegangan tersebut dengan AC Voltage Selector.
v)      Fuse holder. Untuk tegangan operasi 100 ~ 120 V dipakai 0,7 ampere. Untuk tegangan operasi 220 ~ 240V dipakai fuse 0,3 ampere.
w)    Cord reel. Dipakai untuk melingkarkan power cord cable pada saat CRO disimpan. Juga berfungsi sebagai penyangga kalau CRO dipakai pada posisi berdiri tegak.

SETTING – UP CRO

          Sebelum menggunakan CRO perlu dilakukan persiapan awal atau setting-up procedure. Untuk melakukan setting-up siswa perlu memahami dengan benar semua tombol kontrol serta fungsinya, yang telah diuraikan pada bagian B di atas. Adapun prosedurnya adalah sebagai berikut :

 

Gambar 2. Posisi Tombol – tombol Control Dalam Keadaan CRO Setting - up

a)      Aturlah posisi tombol kontrol seperti pada Gambar 2.

b)      Pastikan tegangan kerja yang dipakai di laboratorium. Periksa apakah AC Voltage selector sudah pada posisi yang tepat.

c)      Kalau sudah tepat maka putar tombol POWER (7) searah putaran jarum jam sampai ON dan LED menyala.

d)     Sumbu horizontal akan nampak. Bila tidak nampak pada pusat screen, maka atur POSITION (1). Atur INTENSITY Bila tetap kurang tajam maka atur FOCUS

e)      Osiloskop sekarang siap dipakai untuk melakukan pengukuran. Pasang tegangan input signal ke INPUT (2). Putar tombol VOLT / DIV (4) searah jarum jam untuk mendapatkan ukuran bentuk gelombang yang dikehendaki.

f)       Dengan menekan tombol LEVEL(12), fungsi free running dicabut, sehingga bentuk gelombang akan hilang bila tombol diputar searah jarum jam, dan akan nampak lagi pada posisi mendekati tengah (MID). Gelombang akan hilang lagi kalau tombol diputar kearah kebalikan jarum jam dari posisi MID.

g)      Bila komponen signal DC yang diukur, atur tombol ACGND- DC pada posisi DC. Bila signal positip maka signal akan bergerak naik, dan sebaliknya bila signal negative maka akan bergerak turun. Titik referensi tegangan “0” diperiksa pada posisi GND. Kalau meleset dari titik NOL maka bentuk signal dapat ditepatkan pada posisi NOL.

CARA MENGKALIBRASI CRO

Sebelum menggunakan CRO pada penggunaan pengukuran harus dilakukan pengkalibrasian terlebih dahulu. Kalibrasi yang dilakukan dengan langkah sebagai berikut :

1      Kalibrasi tegangan

Kalibrasi tegangan dilakukan apabila CRO akan dipakai untuk mengukur tegangan signal dari bentuk gelombang tertentu. Langkah kerjanya dilakukan sebagai berikut :

a.       Siapkan CRO dengan prosedur setting-up seperti di atas.

b.      Siapkan probe CRO ( PC-21 atau yang sesuai ) atur perbandingan input pada posisi 1 : 1.

c.       Atur VOLT/DIV Switch pada posisi 1 V / div. Variable Control diputar searah jarum jam penuh sampai posisi CAL.

d.       Kaitkan ujung probe ke terminal CAL 1 Vp-p. Dan pada layar akan nampak bentuk signal kotak dengan tegangan 1 Vp-p. Bila signal tidak berhenti bergerak atur LEVEL control pada posisi PULL Auto Switch sampai signal mudah dibaca.

e.       CRO selanjutnya siap dipakai untuk mengukur tegangan, jangan mengubah posisi Variable Control. Artinya tetap pada posisi CAL.

2      Kalibrasi waktu

Untuk keperluan pengukuran frekuensi dan periode harus dilakukan kalibrasi waktu. Langkah kerjanya adalah sebagai berikut :

a.       Siapkan CRO seperti pada prosedur setting-up.

b.       Siapkan probe CRO ( PC-21 atau yang sesuai ) atur perbandingan input pada posisi 1 : 1.

c.       Atur VOLT/DIV Switch pada posisi 1 V / div. Variable Control diputar searah jarum jam penuh sampai posisi CAL.

d.      Kaitkan ujung probe ke terminal CAL 1 Vp-p. Dan pada layar akan nampak bentuk signal kotak dengan tegangan 1 Vp-p. Bila signal tidak berhenti bergerak atur LEVEL control pada posisi PULL Auto Switch sampai signal mudah dibaca.

e.       Atur SWEEP TIME / DIV Switch pada posisi 1 ms. Atur Variable Control pada posisi CAL ( putar kanan maksimum).

f.       Pada layar CRO akan nampak gelombang kotak dengan tinggi tegangan 1 Vp-p. Periodenya adalah 20 ms. Berarti frekuensinya adalah f = 1 / 20 X 1000 Hz=50 Hz.

g.       Selanjutnya CRO siap dipakai untuk mengukur frekuensi atau periode dengan tidak boleh mengubah posisi Variable Control dari SWEEP TIME / DIV Switch pada posisi CAL.

PENGUKURAN TEGANGAN

Tegangan  ditunjukan oleh sumbu tegak Y dan skala ini ditentukan oleh pengaturan input jack vertical Y dikalikan skala yang ditunjukan oleh saklar Volt / Div

                       

                                    TEGANGAN             = TINGGI DIVISI  *  VOLT / DIV

Contoh            :

Tegangan puncak ke puncak ( Vp-p ) = 4.2 div   *   2 volt/div  =   8.4 Volt

Amplitudo ( E maks ) = ½ tegangan puncak ke puncak   =  4.2 Volt

Rumus lainya  :

Tegangan rata – rata ( E rata – rata )   :  0.636   *   E Maks

Tegangan Efektif        ( E RMS )        :  ERMS = ½   *        E Maks

PENGUKURAN PERIODE DAN FREKUENSI

                                                FREKUENSI  =  1  / PERIODE

Soal Cerita (kasus) Ujian PLC

1. Logika AND

Sebuah motor dengan dua buah tombol push ON. Motor akan bekerja jika kedua tombol tersebut ditekan bersama-sama. Motor tidak akan berjalan jika salah satu atau kedua tombol tidak ditekan.

2. Logika OR

Sebuah motor dengan dua buah tombol push ON. Motor akan bekerja jika salah satu atau kedua tombol tersebut ditekan. Motor tidak akan berjalan jika kedua tombol tidak ditekan.

3. Pemrograman Pemanfaatan flag/memori sebagai pengunci

Sebuah motor dengan sebuah tombol start (push ON) dan sebuah tombol stop (push OFF) bekerja sebagai berikut: motor akan berjalan jika tombol start ditekan dan akan tetap berjalan meskipun tombol start dilepaskan. Motor akan berhenti jika tombol stop ditekan.

4. Pemrograman Sebuah motor dikendalikan dari dua tempat 

Sebuah motor dengan dua buah tombol start (push ON) dan dua buah tombol stop (push OFF) bekerja sebagai berikut: motor akan berjalan jika tombol start ditekan dan akan tetap berjalan meskipun tombol start dilepaskan. Motor akan berhenti jika tombol stop ditekan. Motor dapat dikendalikan dari 2 tempat yang berbeda.

5. Pemrograman Dua buah motor berjalan berurutan manual

Dua buah motor dengan dua buah tombol start (push ON) dan sebuah tombol stop (push OFF) bekerja sebagai berikut: motor 1 akan berjalan jika tombol start 1 ditekan dan akan disusul motor 2 berjalan jika tombol start 2 ditekan. Motor 2 tidak akan berjalan jika motor 1 belum berjalan. Motor akan berhenti jika tombol stop ditekan.

6. Pemrograman Dua buah motor berjalan bergantian manual

Dua buah motor dengan dua buah tombol start (push ON) bekerja sebagai berikut: motor 1 akan berjalan jika tombol start 1 ditekan dan akan berhenti jika tombol start 2 ditekan, pada saat yang bersamaan motor 2 berjalan. Dan sebaliknya motor 2 akan berhenti jika tombol start 1 ditekan, pada saat bersamaan motor 1 berjalan.  Kedua motor tidak akan berjalan bersamaan.

7. Pemrograman Sebuah motor putar kiri dan putar kanan bergantian manual

Sebuah motor 3 phase dengan dua buah tombol start (push ON) dan sebuah tombol stop (push OFF) bekerja sebagai berikut: motor akan berputar kekiri jika tombol start 1 ditekan dan tidak akan ada pengaruhnya manakala tombol start 2 ditekan sebelum tombol stop ditekan. Motor akan berputar kekanan jika motor sudah berhenti dengan menekan tombol stop dan tombol start 2 ditekan.

8. Pemrograman Saklar bintang-segitiga manual 

Sebuah motor 3 phase dengan dua buah tombol start (push ON), dua buah MC dan sebuah tombol stop (push OFF) bekerja sebagai berikut: motor akan berjalan jika tombol start 1 ditekan dan akan berjalan secara optimal jika tombol start 2 ditekan. Motor tidak akan berjalan jika tombol start 1 belum ditekan. Motor akan berhenti jika tombol stop ditekan.

9. Pemrograman Timer (ON Delay)

Sebuah motor dengan sebuah tombol start (push ON) dan sebuah tombol stop (push OFF) bekerja sebagai berikut: motor akan berjalan selang beberapa lama tombol start ditekan. Motor akan berhenti jika tombol stop ditekan.

10. Pemrograman Dua buah motor berjalan berurutan otomatis

Dua buah motor dengan sebuah tombol start (push ON) dan sebuah tombol stop (push OFF) bekerja sebagai berikut: motor 1 akan berjalan saat tombol start ditekan, selang 3 detik motor 2 akan berjalan secara otomatis. Motor akan berhenti bersama-sama jika tombol stop ditekan.

11. Pemrograman Dua buah motor berjalan bergantian otomatis

Dua buah motor dengan sebuah tombol start (push ON) dan sebuah tombol stop (push OFF) bekerja sebagai berikut: motor 1 akan berjalan saat tombol start ditekan, selang 3 detik motor 2 akan berjalan secara otomatis dan motor 1 berhenti. Motor 2 akan berhenti jika tombol stop ditekan.

12. Pemrograman Sebuah motor putar kiri dan putar kanan bergantian otomatis

Sebuah motor akan berputar ke kiri saat tombol start ditekan, selang waktu 3 detik motor akan berhenti otomatis selama 3 detik, selanjutnya motor secara otomatis berputar ke kanan selama 3 detik, kemudian motor mati secara otomatis.

13. Pemrograman Saklar bintang-segitiga otomatis

14. Pemrograman Lima motor berjalan bergantian otomatis

15. Pemrograman Lima buah motor berjalan bergantian dan berulang terus secara otomatis

16. Pemrograman Lima buah motor berjalan bergantian dan berulang terus secara otomatis selama lima siklus.

Microwave Oven

Microwave oven adalah alat yang digunakan untuk memasak dan memanaskan makanan dengan menggunakan energi gelombang mikro (microwave). Alat ini menjadi cepat populer di masyarakat karena banyak kelebihan yang dimiliki bila dibandingkan dengan alat masak memasak yang lain. Kelebihan-kelebihan yang dimiliki antara lain adalah kemudahan dalam penggunaannya, proses pemasakan yang sangat cepat dan hemat energi. Karena kelebihannya inilah pada saat ini, alat ini banyak digunakan di lingkungan rumah tangga, restaurant atau rumah makan-rumah makan. Microwave oven merupakan revolusi dari peralatan masak memasak. Walaupun begitu, para pengguna alat ini harus mewaspadai aspek keselamatannya terutama yang terkait dengan tegangan tinggi dan dalam operasinya perlu kecermatan, khususnya yang terkait dengan bahan-bahan masakan dan wadah masakan yang dimasukkan ke dalam alat ini.

1. Bagian-bagian Utama Alat

Bagian-bagian utama microwave oven adalah sebagai berikut.

·         Transformator tegangan tinggi berfungsi untuk meningkatkan tegangan rendah (rumah tangga) menjadi tegangan tinggi.

·         Magnetron berfungsi sebagai pengubah tegangan tinggi menjadi energi gelombang mikro

·         Pengarah gelombang sebagai pengarah gelombang mikro sehingga ke ruang masak

·         Ruang masak mempunyai dinding yang terbuat dari logam guna mendapatkan fungsi sebagai sangkar faraday yang bertindak sebagai penetralisir gelombang mikro yang mengenainya sehingga tidak ada gelombang yang keluar dari alat ini.

·         Unit kontrol adalah unit yang bertindak selaku pengendali daya keluaran alat agar sesuai dengan kebutuhan yang terdiri atas timer (elektronik atau elektromekanik) dan sistem kontrolnya serta tomboltombol operasi;

·         Rangkaian pengaman yang terdiri dari sederetan sekering dan interlock sebagai pengaman dari kerja abnormal alat (hubung singkat, panas lebih).

2.  Prinsip Kerja

Ketika microwave oven dihubungkan ke sumber listrik, arus listrik akan mengalir ke alat melalui sekering dan rangkaian pengaman lainnya. Komponen proteksi ini meliputi sejumlah sekering dan alat pengaman thermal yang dirancang untuk memutuskan aliran listrik ketika terjadi kondisi-kondisi abnormal seperti hubung singkat atau panas lebih.

Gambar 1.

Bagian utama alat

Gambar 2:

Dalam keadaan normal, arus listrik mengalir melalui rangkaian interlock dan timer. Pada saat akan menggunakannya, pintu microwave oven harus ditutup sehingga arus listrik mengalir melalui sederetan saklar interlock. Pengesetan timer dan operasi starting menyambungkan rangkaian kontrol dengan sumber tegangan sehingga membuat rangkaian kontrol menjadi aktif. Pada umumnya, sistem kontrol ini terdiri dari relai elektromekanik atau saklar elektronik (transistor) .

Gambar 3:

Jika berdasarkan hasil penginderaan ditemukan bahwa kondisi sistem dalam keadaan baik, rangkaian kontrol akan membangkitkan sinyal yang mengaktifkan relay dan komponen elektronik Triac sehingga menyalurkan dan menghubungkan tegangan ke trafo tegangan tinggi. Dengan mengatur rasio On-Off dari sinyal kontrol dari tabung magnetron sehingga mengatur daya keluaran dari oven.

 

Gambar 4:

Pada bagian tegangan tinggi , trafo tegangan tinggi bersama-sama dengan rangkaian dioda dan kapasitor menaikkan tegangan dari tegangan rumah tangga, 220 V menjadi

tegangan tinggi sekitar 3000 V. Tegangan ini sangat berbahaya bagi manusia, namun hal ini tidak bisa dihindari karena itulah yang dibutuhkan oleh magnetron untuk menjalankan fungsinya, yaitu mengubah tegangan tinggi menjadi energi elektromagnetik. Energi gelombang mikro ditransfer ke saluran logam (metal channel) yang disebut pengarah gelombang (wave guide), yang mencatu energi ke dalam ruang masak mengarah pada wadah masakan yang diputar secara pelan.

MODE HUBUNGAN TRANSMISI DATA

SIMPLEX
•    Pada mode simplex, fungsi terminal pengirim dan penerima kondisinya tetap.•    Terminal pertama (pemancar) hanya dapat mengirim informasi dan terminal kedua (penerima) hanya dapat menerima informasi
•    Contoh : Radio & Televisi
 HALF DUPLEX•    Pada mode half duplex, komunikasi dua arah dilakukan secara bergantian.•    Masing-masing terminal dapat mengirim atau menerima informasi secara bergantian
•    Contoh : Radio HT
 FULL DUPLEX•    Pada mode full duplex, komunikasi dua arah dapat dilakukan secara bersamaan.•    Masing-masing terminal dapat mengirim atau menerima informasi secara bersamaan
•    Contoh : Telepon
METODE TRANSMISI DATA•   TRANSMISI PARALEL•    Suatu pengiriman data disebut paralel, jika sekelompok bit data ditransmisikan secara bersama-sama dan melewati beberapa jalur transmisi yang terpisah.
•    Proses pengiriman data lebih cepat
•    Sistem ini akan lebih efektif untuk transmisi data yang memiliki jarak tidak terlalu jauh
•    TRANSMISI SERIAL
•    Suatu pengiriman data disebut serial, jika sekelompok bit data ditransmisikan secara berurutan (serial / bit demi bit) dgn melewati satu jalur transmister dan satu jalur receiver
•    Sebelum dikirimkan, data dikonversikan dari paralel ke serial
•    Sistem ini digunakan untuk transmisi data yang memiliki jarak jauh
•    
Transmisi serial dibagi 2 : sinkron dan asinkron
 
TRANSMISI SERIAL SINKRON (SYNCHRONOUS)
•    Pada transmisi sinkron, sebelum terjadi komunikasi, diadakan sinkronisasi clock antara pengirim dan penerima.
•    Data dikirim dalam satu blok data (disebut Frame) yang berisi bit2 pembuka (preamble bit), bit data itu sendiri dan bit2 penutup postamble bit. Ditambahlan juga bit2 kontrol pada blok tersebut.
•    Variasi ukuran frame mulai 1500 byte sampai 4096 byte
•    Dalam komunikasi sinkron, sbh line 56 kbps mampu membawa data sampai 7000 byte per detik
•    Contoh interface berbasis transmisi sinkron : Ethernet
•    Blok data yang disebut suatu frame tersebut digambarkan sbb :
•    Pada transmisi Asinkron, sebelum terjadi komunikasi, tdk diadakan sinkronisasi clock antara pengirim dan penerima
•    Data dikirim per karakter dan masing2 karakter memiliki bit start (biasanya 0) dan bit stop (biasanya 1)
•    Start bit berfungsi utk menandakan adanya rangkaian bit karakter yang siap dicuplik.
•    Stop bit berfungsi utk melakukan proses menunggu karakter berikutnya
•    Setiap karakter terdiri dari 10 bit dengan rincian : •    Contoh perangkat berbasis transmisi asinkron : RS-232, com #, USB, dll

TRANSMISI PARALEL

TRANSMISI SERIAL TDK SINKRON (ASYNCHRONOUS)

•         1 bit start bit

•         1 bit stop bit

•         7 bit data

•         1 bit paritas