Osiloskop

Osiloskop adalah alat ukur elektronika yang fungsinya memproyeksikan bentuk sinyal listrik agar dapat dilihat dan dipelajari. Pada osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Kemudian peranti pemancar elektron akan memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode. Sorotan elektron tersebut membekas pada layar. Rangkaian khusus dalam osiloskop akan menyebabkan sorotan bergerak berulang-ulang dari kiri ke kanan. Proses pengulangan ini menyebabkan bentuk sinyal yang berkelanjutan sehingga dapat dipelajari.^[1] Osiloskop dapat digunakan untuk merekam sinyal tegangan dari waktu ke waktu. Penganalisisan logika akan merekam hingga 16 sinyal logika independen untuk sinyal digital. Serangkaian komponen masukan dan keluaran logika yang disederhanakan tersebut dapat mempermudah penyidikan rangkaian digital.^[2]

Osiloskop untuk mengukur beda fase gelombang

Kegunaan

Osiloskop digunakan untuk mengamati bentuk gelombang yang tepat dari sinyal listrik. Osiloskop selain dapat menunjukkan amplitudo sinyal, dapat juga menunjukkan distorsi, waktu antara dua peristiwa (seperti lebar pulsa, periode, atau waktu naik) dan waktu relatif dari dua sinyal yang saling berkaitan.^[3] Semua alat ukur elektronik bekerja berdasarkan sampel data, yang mana jika semakin tinggi sampel data, maka semakin akurat peralatan elektronik tersebut. Osiloskop juga mempunyai sampel data yang sangat tinggi, oleh sebab itu osiloskop merupakan alat ukur elektronik yang mahal. Apabila sebuah osiloskop mempunyai sampel rate 10 Ks/s (10 kilo sample/second = 10.000 data per detik), maka osiloskop akan melakukan pembacaan sebanyak 10.000 kali dalam sedetik. Apabila yang diukur adalah sebuah gelombang dengan frekuensi 2500 Hz, maka setiap sampelnya akan memuat data 1/4 dari sebuah gelombang penuh yang selanjutnya akan ditampilkan dalam layar monitor dengan grafik skala XY. Osiloskop juga dapat digunakan untuk melihat osilasi arus bolak-balik. Pada osiloskop, kita dapat melihat gambar tegangan yang berosilasi hingga frekuensi beberapa MegaHertz. Pada osiloskop, pola yang tampil pada layar akan tampak diam. Dari gambar tersebut maka kita dapat menentukan frekuensi tegangan maupun amplitudonya.^[4] Osiloskop dapat menampilkan pendeteksian gelombang pada sebuah mikrofon, yang dihasilkan dari dua pengeras suara untuk dapat ditampilkan di osiloskop sehingga bentuk gelombangnya tampil di layar.^[5]

Fungsi

Osiloskop adalah alat ukur elektronika yang berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal listrik sehingga dapat dilihat dan dipelajari. Alat ukur osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Kemudian peranti pemancar elektron akan memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode. Sorotan elektron tersebut membekas pada layar.^[6] Alat ukur osiloskop ini memiliki komponen utama yang disebut tabung katode dan terpasang dalam rangkaian. Rangkaian osiloskop yang digunakan tersebut akan menyorot sehingga terjadi gerakan yang berulang-ulang pada layar monitor dari kiri ke kanan. Hal tersebut kemudian menyebabkan bentuk sinyal terjadi secara berkelanjutan sehingga terlihat seperti gelombang.^[7] Untuk mengetahui rambut yang retak, rongga, dan retak struktur pada beton, maka peralatan ini dapat dipadukan dengan osiloskop yang kemudian ditampilkan pada layar monitor.^[8] Penganalisis spektrum pada peralatan osiloskop dan perekam data gelombang dalam bentuk digital terdiri dari satu unit akuisisi yang dihubungkan ke komputer. Perpindahan gerak partikel gelombang R yang diterima sensor merupakan data analog akselerasi yang diubah ke dalam bentuk digital melalui unit akuisisi dan selanjutnya berjalan operasi spektrum yang dilakukan oleh komputer.^[9]

Fungsi dari alat ukur osiloskop ini yaitu:^[10]

Dapat menyelidiki peristiwa atau gejala yang bersifat periodik
Dapat mengamati bentuk gelombang kotak dari tegangan listrik
Dapat menganalisis gelombang dalam rangkaian elektronika
Dapat mengamati amplitudo tegangan, frekuensi, periode dari sinyal yang tidak diketahui
Dapat mengetahui amplitudo modulasi yang dihasilkan pemancar radio maupun generator pembangkit sinyal
Dapat menganalisis karakteristik besaran yang berubah-ubah terhadap waktu yang terlihat pada layar monitor
Dapat mengetahui beda fasa antara sinyal masukan dan sinyal keluaran
Dapat mengukur tegangan arus searah atau arus bolak-balik dan menghitung frekuensi.

Cara kerja

Osiloskop bekerja dengan cara tabung sinar katode yang memiliki prinsip kerja sebagai elektron yang kemudian dipancarkan dari katode. Kemudian akan menumbuk bidang gambar yang dilapisi zat yang bersifat flourecent. Bidang gambar pada proses tersebut berfungsi sebagai anode. Arah pergerakan elektron pada osiloskop dipengaruhi oleh medan listrik dan medan magnetik. Pada osiloskop, sinar katode mengandung medan gaya listrik yang digunakan untuk menggerakan elektron ke arah anode. Lempeng kapasitor yang terpasang vertikal ini akan menghasilkan medan listrik, yang kemudian menumbuk garis lurus vertikal dinding gambar. Apabila lempeng horizontal dipasang pada tegangan periodik, maka elektron yang pada awalnya bergerak secara vertikal kemudian akan bergerak secara horizontal dengan kecepatan yang tetap sehingga gelombang yang muncul pada layar monitor akan membentuk grafik sinusoidal.^[10] Osiloskop juga dapat digunakan untuk mengukur tegangan riak yang terdapat dalam tegangan arus searah dengan mengatur posisi kopling arus bolak-balik pada osiloskop. Kapasitor yang terdapat pada terminal masukan tersebut dipakai untuk melewatkan tegangan arus bolak-balik dan menahan tegangan arus searah.^[11] Hasil yang lebih tepat dapat diperoleh ketika osiloskop digunakan untuk menghasilkan dan mengukur sinyal.^[12]

Cara penggunaan

Langkah-langkah dalam menggunakan osiloskop, sebagai berikut:^[13]

Langkah pertama yang perlu dilakukan adalah mengkalibrasi dengan cara menghubungkan osiloskop pada jaringan listrik kemudian menghidupkannya. Selanjutnya mengamati tampilan pada layar monitor yang akan muncul garis lurus mendatar (apabila tidak ada sinyal yang masuk).
Selanjutnya atur fokus, intensitas, kemiringan, X posisi, Y posisi, dengan mengatur posisi tersebut kemudian mengamati hasil pengukuran.
Langkah selanjutnya gunakan tegangan referensi pada osiloskop sehingga dapat melakukakan kalibrasi. Ada dua tegangan referensi yang dapat dijadikan acuan yaitu tegangan persegi 2 vpp dan 0,2 vpp dengan frekuensi 1 KHz.
Masukan probe pada terminal acuan sehingga akan muncul tegangan persegi yang kemudian akan tertera pada layar monitor.
Apabila yang dijadikan acuan adalah tegangan 2 vpp, maka pada posisi 1 Volt/div (satu kotak vertikal mewakili tegangan 1 Volt) akan terdapat nilai tegangan dari puncak ke puncak sebayak 2 kotak dan untuk time/div 1 ms/div (satu kotak horizontal mewakili waktu 1 ms) harus terdapat satu gelombang untuk satu kotak.

Referensi

^ Ensiklopedi Nasional Indonesia. 2004. Bekasi: Delta Pamungkas. ISBN 979-9327-00-8. Hal.321.
^ Setiyo 2017, hlm. 169.
^ (Inggris)Kularatna, Nihal (2003), "Fundamentals of Oscilloscopes", Digital and Analogue Instrumentation: Testing and Measurement, Institution of Engineering and Technology, hlm. 165–208, ISBN 978-0-85296-999-1
^ Abdullah 2017, hlm. 483.
^ Abdullah 2017, hlm. 677.
^ Safitri, N., Suryati, dan Rachmawati 2020, hlm. 139.
^ Ponto 2018, hlm. 156-157.
^ Balai Konservasi Borobudur (2016). Buku Hasil Kajian Balai Konservasi Borobudur (PDF). Magelang: Balai Konservasi Borobudur Direktorat Jenderal Kebudayaan Kementerian Pendidikan Dan Kebudayaan. ISBN 978-602-74034-2-0. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 2021-02-02. Diakses tanggal 2021-01-26.
^ Rosyidi, S.A.P. (2013). Metode Analisis Gelombang Permukaan Untuk Penyelidikan Sub-Permukaan. Yogyakarta: Lembaga Penelitian, Publikasi Penerbitan, dan Pengabdian Masyarakat Umniversitas Muhammadiyah Yogyakarta. hlm. 118. ISBN 978-602-7577-24-4.
^ ^a ^b Ponto 2018, hlm. 157.
^ Safitri, N., Suryati, dan Rachmawati 2020, hlm. 58.
^ Setiyo 2017, hlm. 164.
^ Ponto 2018, hlm. 158.