laporan desain alat ukur ohmmeter

1

BAB I PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG Ilmu pengukuran listrik merupakan bagian integral dari ilmu fisika. Umummnya di dalam pengukuran dibutuhkan instrumen sebagai suatu cara fisis untuk menentukan suatu besaran (kuantitas) atau variabel. Instrumen tersebut membantu peningkatan ketrampilan manusia dan dalam banyak hal memungkinkan seseorang untuk menentukan nilai dari suatu besaran yang tidak diketahui. Tanpa bantuan instrumen tersebut, manusia tidak dapat menentukannya. Dengan demikian, sebuah instrumen dapat didefinisikan sebagai sebuah alat yang digunakan untuk menentukan nilai atau besaran dari suatu kuantitas atau variabel ( Cooper, Wiliam David : 1999 ). Instrumen elektronik didasarkan pada prinsip-prinsip listrik atau elektronika dalam pemakaiannya sebagai alat ukur elektronik. Alat ukur listrik adalah alat yang digunakan untuk mengukur besaran-besaran listrik seperti kuat arus listrik (I), beda potensial listrik (V), hambatan listrik (R), daya listrik (P), dan lain-lain. Alat ukur listrik ini ada yang berupa alat ukur analog dan ada juga yang berupa alat ukur digital. Untuk menghasilkan arus listrik pada rangkaian, dibutuhkan beda potensial. Satu cara untuk menghasilkan beda potensial adalah dengan baterai. George Simon Ohm ( 1787-1854 ) menentukan dengan eksperimen bahwa arus pada kawat logam sebanding dengan beda potensial V yang diberikan ke ujung-ujungnya : I V. ( Giancoli, Douglas C. : 2001 ). Setiap benda mempunyai tahanan, yaitu suatu kemampuan untuk menahan mengalirkan arus listrik di dalam benda itu. Arus listrik yang mengalir melalui kawat pijar di dalam lampu dan kawat-kawat penghantar listrik lainnya juga mengalami hambatan atau tahanan. Dengan adanya hambatan ini maka arus yang mengalir berkurang. Makin tinggi hambatan ini, makin kecil arus untuk suatu tegangan V. Maka hambatan berbanding terbalik dengan

1

2

arus yang mengalir. Ketika digabungkan hal ini dan kesebandingan di atas, maka,

di mana R adalah hambatan kawat atau suatu alat lainnya, V adalah beda potensial yang melintasi alat tesebut, dan I adalah arus yang mengalir padanya. Hubungan ini dapat di tulis V = IR dan dikenal sebagai hukum Ohm. ( Giancoli, Douglas C. : 2001 ). Alat yang digunakan untuk mengukur hambatan disebut Ohmmeter. Besarnya satuan hambatan yang diukur oleh alat ini dinyatakan dalam ohm. Alat ohmmeter ini menggunakan galvanometer untuk mengukur besarnya arus listrik yang lewat pada suatu hambatan listrik (R), yang kemudian dikalibrasikan ke satuan ohm. Ohmmeter yang beredar di pasaran umumnya tergabung pada multimeter (dengan voltmeter dan ammeter) yang digunakan untuk mengukur resistansi suatu komponen. Ada dua jenis multimeter yang beredar di psaran yaitu jenis analog dan digital. Jika pengukuran dilakukan dengan multimeter analog, hasil pengukuran dapat dilihat melalui pergerakan jarum meter di atas skala yang sesuai dengan selektor yang dipilih. Usahakan jarum positif dan jarum negatif pada multimeter analog jangan sampai terbalik saat pengukuran tegangan DC (Direct Current), disamping itu pemilihan selektor dan skala pun harus tepat karena dapat mengakibatkan rusaknya alat ukur tersebut. Multimeter digital, meskipun lebih mahal tetapi relatif lebih aman saat probe terbalik atau saat selektor berada pada nilai terendah. Hasil pengukuran pun lebih mudah terlihat karena tampil pada display 7 segment seperti halnya kalkulator.

B. BATASAN MASALAH Berdasarkan latar belakang masalah yang telah diuraikan diatas, ternyata permasalahan yang ada masih kompleks. Oleh karena itu, ada

3

pembatasan masalah yang akan diuraikan dalam laporan ini, yaitu sebagai berikut : 1. Alat ukur Ohmmeter yang dibahas disini adalah salah satu bentuk aplikasi dari kumparan putar magnet permanen (PMMC) yang mana komponen tersebut terdiri dari kumparan, magnet, serta pegas spiral. 2. Alat ukur ohmmeter yang dibuat oleh penyusun adalah Ohmmeter analog dengan tipe rangkaian seri.

C. RUMUSAN MASALAH Berdasarkan pembatasan masalah di atas, maka dapat dirumuskan masalah sebagai berikut: 1. Bagaimana desain dan perancangan dari alat ukur Ohmmeter analog tipe seri? 2. Bagaimana prinsip kerja alat ukur Ohmmeter dan output yang dihasilkan?

D. TUJUAN Penulisan laporan ini bertujuan untuk: 1. Mendesain dan merancang sebuah alat ukur elektronik untuk mengukur tahanan hambatan listrik suatu rangkaian dimana penunjukkan hasil ukur ditunjukkan secara analog. 2. Menjelaskan keseluruhan urutan prinsip kerja dari rangkaian ohmmeter dan output yang dihasilkan.

E. MANFAAT Penulisan laporan ini diharapkan bermanfaat bagi: 1. Penyusun, dapat mengetahui ohmmeter, baik desainnya, cara pembuatan, prinsip kerjanya, bagianbagiannya maupun manfaatnya dalam

kehidupan seharihari. 2. Tenaga pendidik, memudahkan dalam pembelajaran mengenai fisika, salah satunya pada bahasan tentang alat ukur listrik, khususnya alat ukur hambatan listrik yaitu ohmmeter.

4

3.

Manfaat secara umum adalah untuk menambah pengetahuan tentang pemanfaatan berbagai komponen elektronika dalam pembuatan alat ukur listrik, khususnya alat ukur hambatan listrik yaitu ohmmeter.

4.

Sebagai penarik minat dan perhatian peserta didik dalam materi fisika berkenaan dengan alat ukur.

5

BAB II LANDASAN TEORI

A. Pengertian Ohmmeter Ohmmeter adalah suatu alat listrik yang digunakan untuk mengukur hambatan listrik. Walaupun punya batasan, ohmmeter banyak digunakan di toko dan di laboraturium untuk mengukur resistansi dari komponen dan untuk menentukan kesalahan pada suatu rangkaian. Selain itu, ohmmeter juga bisa digunakan untuk mengetahui kondisi suatu komponen semikonduktor seperti dioda dan transisitor. Desain asli dari ohmmeter menggunakan baterai kecil untuk menahan arus listrik. Ini menggunakan galvanometer untuk mengukur arus listrik melalui hambatan. Skala dari galvanometer ditandai pada ohm, karena voltase tetap dari baterai memastikan bahwa hambatan menurun, arus yang melalui galvanometer akan meningkat. Ohmmeter membentuk sirkuit sendiri, karena itu mereka tidak dapat digunakan dalam sebuah sirkuit yang dirakit. Jenis yang lebih akurat dari ohmmeter memiliki sirkuit elektronik yang melewati arus konstan (I) melalui perlawanan, dan lain sirkuit yang mengukur tegangan (V) di perlawanan. Menurut persamaan yang berasal dari Hukum Ohm, nilai resistansi (R). Alat ukur Ohmmeter dikelompokkan menjadi 2, yaitu: a. Ohmmeter analog Ohmmeter analog adalah ohmmeter yang hasil pengukurannya

ditunjukkan oleh penunjuk di skala yang tertera. Usahakan jarum positif dan jarum negatif pada ohmmeter analog tidak terbalik saat pengukuran tegangan DC (Direct Current), disamping itu pemilihan selektor dan skala pun harus tepat karena dapat mengakibatkan rusaknya alat ukur tersebut. b. Ohmmeter digital Ohmmeter digital adalah ohmmeter yang hasil pengukurannya

ditunjukkan langsung pada angka ( display 7 segmen ).

5

6

B. Rangkaian Dasar Ohmmeter Rangkaian dasar ohmmeter dikelompokkan dalam dua jenis, yaitu : 1. Ohmmeter Tipe Seri Ohmmeter tipe seri, terdiri dari sebuah gerakan dArsonval yang dihubungkan seri dengan sebuah tahanan dan baterai ke sepasang terminal dan dihubungkan dengan tahanan yang tidak diketahui. Arus yang melalui alat ukur sebanding dengan tahanan yang tidak diketahui, dengan persyaratan kalibrasi diperhitungkan.R1

R2

E

Gambar 2.1 Rangkaian ohmmeter tipe seri Di mana R1 = tahanan pembatas arus. R2 = tahanan pengatur nol. E = Baterai dalam alat ukur Rm = tahanan dalam dArsonval Rx = tahanan yang tidak diketahui. Jika Rx = 0, terminal A dan B dihubung singkat dan arus paling besar mengalir dalam rangkaian. Pada kondisi ini tahanan shunt R2 diatur sampai jarum penunjuk menunjukkan skala penuh ( arus Idp ) dan posisi ini ditandai dengan 0 ohm. Jika Rx = , terminal A dan B hubungan terbuka, dan arus didalam rangkaian menjadi nol, sehingga jarum menunjukkan arus nol dan posisi ini ditandai dengan pada skala. Tanda skala diantara 0 dan dapat ditentukan dengan menghubungkan beberapa tahanan Rx yang berbeda, yang nilainya sudah diketahui. Meskipun ohmmeter tipe seri ini digunakan secara luas, tetapi memiliki

Rx

Rm

7

beberapa kekurangan, diantaranya yang penting adalah : tegangan baterai yang berkurang secara perlahan-lahan karena waktu dan umur, yang menyebabkan arus skala penuh berkurang dan alat ukur tidak membaca 0 pada saat terminal A dan B dihubung singkat. Tahanan shunt R2 digunakan untuk mengatasi pengaruh perubahan baterai. (Cooper, Wiliam David : 1999). Perencanaan Rx untuk defleksi setengah skala ohmmeter tipe seri Pada posisi ini, tahanan antara terminal A dan B didefinisikan Rh sebagai tahanan pada posisi tahanan setengah skala. Jika arus skala penuh Idp , tahanan Rm, tegangan baterai, dan nilai tahanan Rh yang diinginkan diketahui, maka nilai R1 dan R2 dapat diketahui. Jika Rh menyatakan arus Idp, maka tahanan yang tidak diketahui harus sama dengan dengan tahanan dalam total ohmmeter, yaitu :

Tahanan total ke baterai adalah 2 Rh, dan arus baterai yang dibutuhkan untuk memberikan defleksi setengah skala :

Untuk menghasilkan defleksi skala penuh ( It ) :

Arus shunt melalui tahanan R2 adalah :

Tegangan shunt ( Esh ) sama dengan tahanan gerakan ( Em ), jadi : Esh = Em atau I2 R2 = Idp Rm

8

Subsitusikan persamaan ( 4 ) kedalam persamaan ( 5 ), diperoleh :

Selesaikan persamaan ( 1 ) untuk harga R1, menghasilkan :


2.

Ohmmeter Tipe Shunt Ohmmeter tipe shunt sesuai untuk pengukuran tahanan-tahanan yang sangat rendah dan tidak lazim digunakan. Pada gambar dibawah ini ditunjukkan rangkaian sebuah ohmmeter tipe shuntR1

Rm

Gambar 2.2 Rangkaian ohmmeter tipe shunt Di mana E = tegangan baterai / sumber

R1 = tahanan pembatas arus Rm = tahanan dalam gerakan Jika tahanan Rx = 0 terminal A dan B dihubung singkat, maka arus melalui gerak dArsonval adalah nol, dan jika Rx = terminal A dan B hubungan terbuka, maka arus hanya mengalir ke gerak dArsonval. Analisis ohmmeter tipe shunt sama seperti ohmmeter tipe seri.

Rx

9

Jika Rx = , maka arus skal penuh Idp :

Idp R1 + Idp Rm = E

atau

Idp R1 = E - Idp Rm

Untuk setiap nilai Rx yang dihubungkan ke terminal, arus melalui alat ukur berkurang sebesar : [ ]

{

(

)

}

(

)

(

)

Arus melalui alat ukur Im pada setiap harga Rx dibandingkan terhadap arus skala penuh Idp : ( ( ) )

Perdefinisi :


10

Jika persamaan ( 14 ) digunakan, alat ukur dapat dikalibrasi dengan menentukan S yang dinyatakan dalam Rx dan Rp. Pada pembacaan setengah skala ( Im = menjadi: ( )

0,5 Idp ), persamaan ( 11 )

Dimana Rh adalah tahanan luar yang mengakibatkan defleksi setengah skala. Untuk menentukan nilai skala relatif pada nilai R1 yang diketahui pembacaan setengah skala, dapat diperoleh dengan membagi persamaan (9) dengan persamaan ( 15 ), diperoleh :

(Cooper, Wiliam David : 1999).

C. Mengukur Resistansi dengan Ohmmeter Untuk mengukur resistansi komponen atau rangkaian yang terisolasi, ohmmeter dipasangkan melintang dari komponen yang akan diukur, seperti ditunjukkan pada gambar 2.3. Kemudian nilai resistansinya akan ditampilkan. Ketika menggunakan ohmmeter untuk

mengukur resistansi suatu komponen pada suatu rangkaian yang beroperasi, berikuti caranya: 1. Seperti pada gambar 2.4, lepaskan semua suplay daya dari rangkaian atau komponen yang Gambar 2.3 akan diukur. Bila langkah ini tidak dilakukan,

maka pengukuran ini akan menjadi sia-sia, dan ohmmeter bisa rusak. 2. Jika hanya ingin mengukur resistansi dari satu komponen saja pada suatu rangkaian, maka komponen yang akan diukur harus diasingkan dari rangkaian tersebut dengan cara memutuskan minimal satu terminal

11

komponen tersebut dari rangkaian. Bila cara ini tidak dilakukan, maka hasil pembacaan dari ohmmeter bukanlah menunjukkan resistansi dari komponen yang anda maksud, namun resistansi gabungan dari komponen komponen pada rangkaian itu.

(a) Lepaskan sumber tegangan Atau arus dari rangkaian

(b) asingkan dan ukur komponen

Gambar 2.4 3. Seperti tampak pada gambar 2.4 (b), hubungkan kedua probe (penunjuk) dari ohmmeter melintasi komponen yang diukur. Penjepit hitam dan merah dari ohmmeter boleh ditukar-tukar posisinya untuk mengukur resistor tersebut. Namun ada beberapa ohmmeter dimana posisi penjepit merah dan hitamnya mempengaruhi pembacaan nilai resistansi. 4. Pastikan bahwa skala range pembcaan ohmmeter dipilih secara tepat, sehingga hasil pembacaannya akurat. Misal, walaupun multimeter digital (DMM) dapat membaca niai resistor yang mempunyai nilai resistansi sebesar 1.2 k pada skala range 2 M, ohmmeter yang sama akan memperoleh pembacaan digit yang lebih akurat (detail) sehingga pembacaannya lebih presisi ketika dipilih skala range 2-k. Untuk yang analog, akurasi pembacaan yang terbaik diperoleh apabila jarum penunjuknya berada di tengah-tengah skala pembacaan. 5. Ketika anda telah selesai menggunakan ohmmeter, matikan ohmmeter tersebut. Karena ohmmeter menggunakan baterai internal untuk

12

mendeteksi arus, apabila kedua probe tidak sengaja bersentuhan, maka baterai multimeter anda akan tersedot.

(a) hubung singkat

(b) rangkaian terbuka

Gambar 2.5

Selain untuk mengukur resistansi, ohmmeter bisa juga digunakan untuk mengetes kekontinuan/sambungan suatu rangkaian (continuity test). Banyak ohmmeter digital yang modern bisa mengeluarkan bunyi untuk mengindikasikan bahwa suatu rangkaian terputus dari suatu titik ke titik yang lain. Seperti tampak pada gambar 2.5 (a), ohmmeter digital yang bisa mengeluarkan suara membantu penggunanya untuk mendeteksi suatu sambungan pada suatu rangkaian tanpa melihat langsung menggunakan mata. Umumnya ohmmeter berguna sebagai alat yang dapat mendeteksi suatu rangkaian dalam keadaan terhubung singkat (short circuit) atau terbuka (open circuit). Hubung singkat (short circuit) terjadi ketika konduktor yang lazimnya mempunyai resistansi yang sangat rendah terhubung dengan konduktor lain diantara dua titik pada suatu rangkaian. Karena resistansi yang rendah inilah hubung singkat terjadi, arus akan melangkahi (bypass)rangkaian yang seharusnya dilewati karena arus ini akan memilih jalur yang terhubung singkat tadi. Ohmmeter akan menunjukkan nilai resistansi yang sangat rendah

13

(secara teori sama dengan nol) ketika digunakan untuk mengukur rangkaian yang terhubung singkat ini. Rangkaian terbuka (open circuit) terjadi ketika suatu konduktor rusak diantara kedua titik yang diukur. Ohmmeter akan menunjukkan pembacaan nilai resistansi yang sangat besar sekali (secara teori tak hingga) ketika mengukur rangkaian yang terbuka. Gambar 2.5 menggambarkan rangkaian yang mempunyai hubung singkat dan rangkaian terbuka.

D. Kalibrasi pada Ohmmeter Kalibrasi perlu dilakukan agar nilai yang terbaca akurat, terutama di Ohmmeter Analog, cara untuk melakukan kalibrasi adalah sebagai berikut: Hubung singkat kaki meter merah dan hitam dan putar pengatur nol ohm, sehingga penunjuk lurus pada 0 .

Gambar 2.6 Kalibrasi pada ohmmater analog E. Komponen-Komponen yang Digunakan 1. Alat Ukur PMMC (Permanent Magnet Moving Coil ) Disebut juga gerak dArsonval. Alat ukur PMMC terdiri dari magnet tetap dan kumparan yang bila dialiri arus akan timbul gaya untuk menggerakkan pointer yang mengindikasikan level arus pada skala yang terkalibrasi. Aplikasinya pada Amperemeter DC, Voltmeter DC dan Ohmmeter. Dengan menambah rangkaian penyearah bisa digunakan juga

14

sebagai Amperemeter AC dan Voltmeter AC. Konstruksi PMMC terdiri dari magnet tetap berbentuk sepatu kuda dengan potongan besi lunak menempel padanya dan antara kedua kutub magnet tersebut ditempatkan silinder besi lunak, untuk menghasilkan medan magnet yang homogen dalam celah udara antara kutub-kutub tersebut.

2.

Baterai Baterai adalah alat listrik-kimiawi yang menyimpan energi dan mengeluarkan tenaganya dalam bentuk listrik. Sebuah baterai biasanya terdiri dari 3 komponen yaitu batang karbon sebagai anoda ( kutub posistif ), seng sebagai katode ( kutub negatif ) dan pasta sebagai elektrolit ( penghantar ). Baterai digunakan dalam pembuatan alat ukur ohmmeter. Fungsi dari baterai ini sebagai sumber tegangan dan menahan arus listrik. Daya baterai bekerja dengan baik untuk ohmmeters. Hanya perlu tegangan DC sehingga tidak perlu menggunakan sebuah catu daya AC. Ohmmeter yang akan di desain menggunakan baterai 3 volt untuk menjalankan sebuah ohmmeter. Dengan adanya baterai ini maka pada saat di kalibrasikan penunjukkan skala penuh ke kanan, karena melawan arus.

3.

Resistor Resistor adalah komponen elektronik dua kutub yang didesain untuk menahan arus listrik dengan memproduksi tegangan listrik di antara kedua kutubnya, nilai tegangan terhadap resistansi berbanding dengan arus yang mengalir, berdasarkan hukum Ohm:

Resistor merupakan komponen elektronika berjenis pasif yang mempunyai sifat menghambat arus listrik. Satuan nilai dari resistor adalah ohm, biasa disimbolkan .

15

Fungsi dari Resistor adalah sebagai pembagi arus, sebagai penurun tegangan, sebagai pembagi tegangan dan sebagai penghambat aliran arus listrik, dan lain-lain. Resistor berdasarkan nilainya dapat dibagi dalam 3 jenis yaitu : a. Resistor Tetap (Fixed) adalah Yaitu resistor yang nilai hambatannya tetap. Secara fisik bentuk resistor tetap adalah sebagai berikut :

Gambar 2.7 Resistor tetap b. Resistor Variabel adalah resistor yang nilai hambatannya dapat diubah-ubah. Resistor variabel dibagi lagi menjadi 2 jenis yaitu 1) Trimpot yaitu resistor variabel yang nilai hambatannya dapat diubah dengan menggunakan obeng. 2) Potensiometer yaitu variabel resistor yang nilai hambatannya dapat diubah langsung mengunakan tangan (tanpa alat bantu) dengan cara memutar poros engkol atau mengeser kenop untuk potensio geser. Contoh bentuk fisik dari variable resistor jenis Trimpot :

Gambar 2.8 Resistor jenis trimpot Contoh bentuk fisik dari variable resistor jenis Potensio :

Gambar 2.9 Resistor jenis potensio

16

c. Resistor non linier yaitu resistor yang nilai hambatannya tidak linier karena pengaruh faktor lingkungan misalnya suhu dan cahaya. Bentuk resistor non linier misalnya PTC, LDR dan NTC.

Gambar 2.10 Resistor jenis potensio 4. Saklar Putar Saklar putar merupakan jenis saklar yang dioperasikan dengan cara diputar. Saklar-saklar ini digunakan untuk menyambungkan satu jalur ke salah satu diantara beberapa jalur lain yang ada. Saklar putar digunakan dalam pembuatan desain ohmmeter ini, untuk memilih kisaran pengukuran.

17

BAB III METODOLOGI

A. Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan dalam pembuatan rangkaian Ohmmeter tipe seri sebagai berikut : 1. Alat Multimeter Solder ( sebagai pemanas pada penempelan tenol) Tenol Cutter Gunting Lem bakar 2. Bahan Papan rangkaian ( PCB / Breadbroad) Kabel penghubung Resistor Resistor variabel Potensiometer Penjepit buaya Saklar puntir Baterai

B. Desain Ohmmeter Untuk menghasilkan arus listrik pada rangkaian, dibutuhkan beda potensial. Satu cara untuk menghasilkan beda potensial adalah baterai. George Simon Ohm ( 1787-1854) menentukan dengan eksperimen bahwa arus pada kawat logam sebanding dengan beda potensial V yang diberikan keujungujungnya: IV (Giancoli,1998: 67)

17

18

Desain ohmmeter ini menggunakan baterai kecil untuk menahan arus listrik. Salah satu masalah utama dengan desain ini adalah ketergantungan pada tegangan baterai yang stabil untuk membaca resistensi akurat. Jika tegangan baterai menurun (karena semua baterai kimia dengan usia dan penggunaan), skala ohmmeter akan kehilangan akurasi. Bila tegangan baterai menurun, PMMC tidak akan lagi membelokkan skala penuh ke kanan ketika di uji. Gambar rangkaian alat ukur Ohmmeter tipe seri yang dirancang sebagai berikut: RA RB R1 Rm Rc E B A Rx

Gambar 3.1 Desain Rangkaian Ohmmeter Tipe Seri

C. Diagram Blok Rangkaian Ohmmeter Tipe Seri

Gambar 3.2 Diagram blok rangkaian ohmmeter tipe seri

19

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

A.

Hasil Pemotretan Ohmmeter

Gambar 4.1 Ohmmeter rakitan B. Prinsip Kerja Ohmmeter Jika Rx = 0, terminal A dan B dihubung singkat dan arus paling besar mengalir dalam rangkaian. Pada kondisi ini tahanan shunt R2 diatur sampai jarum penunjuk menunjukkan skala penuh ( arus Idp ) dan posisi ini ditandai dengan 0 ohm. Jika Rx = , terminal A dan B hubungan terbuka, dan arus didalam rangkaian menjadi nol, sehingga jarum menunjukkan arus nol dan posisi ini ditandai dengan pada skala. Tanda skala diantara 0 dan dapat ditentukan dengan menghubungkan beberapa tahanan Rx yang berbeda, yang nilainya sudah diketahui. C. Perhitungan Rangkaian Ohmmeter Tipe Seri Rm = 640 Idp = 0,4 mA V =3V a. Skala yang diinginkan 1000 ( Rh ) Arus total pada defleksi skala penuh

19

20

Arus melalui tahanan pengatur nol ( R2 )

Tahanan paralel gerakan dan shunt (Rp )

Jadi nilai tahanan pembatasnya adalah

b. Skala yang diinginkan 100 ( Rh ) Arus total pada defleksi skala penuh




c. Skala yang diinginkan 10 ( Rh ) Arus total pada defleksi skala penuh


21



D. Hasil Pengukuran dalam Beberapa Skala Ukur 1. Pada skala 1000 Resistor yang diukur 330

Gambar 4.2 Penunjukkan skala pada pengukuran resistor 330 Resistor yang diukur 1000

Gambar 4.3 Penunjukkan skala pada pengukuran resistor 100 0

22

Resistor yang diukur 2000

Gambar 4.4 Penunjukkan Skala pada pengukuran resistor 2000 Resistor yang diukur 5000


Gambar 4.6 Penunjukkan Skala pada pengukuran resistor 10000

23

2.

Pada skala 100 Resistor yang diukur 150



Gambar 4.9 Penunjukkan Skala pada pengukuran resistor 1000

24

E. Pembahasan Desain ohmmeter yang dibuat adalah ohmmeter tipe seri yang mengandung sebuah gerak darsonal yang dihubungkan dengan sebuah tahanan dan baterai ke sepasang terminal untuk hubungan ke tahanan yang tidak diketahui ( Cooper, Wiliam David : 1999 ). Ohmmeter tipe seri yang dibuat menggunakan tiga pengali. Pengali pertama atau tahanan pembatas arus R1 pada skala yang diinginkan (Rh) 1000 adalah 914,67 . Pengali kedua atau tahanan pembatas arus R1 pada skala yang diinginkan (Rh) 100 adalah 91,47 . Pengali ketiga atau tahanan pembatas arus R1 untuk skala yang diinginkan ( Rh ) 10 adalah 9,15 . Tahanan R1 menggunakan resistor varibel jenis trimpot. Tahanan R2 yaitu pengatur nolnya menggunakan resistor variabel jenis potensio dengan nilai hambatan maksimumnya 10 k. Setelah ohmmeter selesai dibuat dilakukan pengujian terhadap ohmmeter ini. Dari hasil pengamatan di dapat bahwa ohmmeter yang dibuat sudah bisa digunakan untuk mengukur nilai hambatan. Pada pengujian ohmmeter dengan pengali 1000 dapat mengukur nilai hambatan dari 330 sampai 10.000 . Pada pengali 100 alat ini bisa untuk mengukur 150 sampai 1000 . Tetapi untuk pengukuran nilai hambatan yang kecil belum bisa terlihat, karena perubahan skalanya sangat kecil. Kemungkinan belum terlihatnya skala kecil ini karena tahanan dalam darsonal ( Rm ) yang digunakan sangat besar yaitu 640 . Tahanan dalam darsonal yang

digunakan adalah untuk pengukuran voltmeter, karena tahanan dalam darsonal khusus untuk ohmmeter tidak tersedia di pasaran.

25

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan Berdasarkan hasil pembahasan maka dapat disimpulkan bahwa desain alat ukur ohmmeter belum layak untuk digunakan dalam pengukuran. Dalam pengukuran dengan resistor yang nilai hambatannya kecil jarum masih menunjukkan pada angka nol ( 0 ) atau belum terlihat. Sedangkan untuk resistor dengan nilai hambatan besar ohmmeter sudah bisa di ukur. Faktor yang mempengaruhi penunjukkan ini disebabkan oleh hambatan dalam darsonalnya yang terlalu besar. Kami menggunakan skala voltmeter, karena di dalam pasarannya tidak ada skala untuk ohmmeter sendiri. B. Saran Dari kesimpulan maka kami menyarankan agar menggunakan hambatan dalam darsonalnya yang kecil. Dalam penentuan untuk mencari tahanan pembatas arus harus benar-benar teliti agar hasil yang diperoleh juga teliti.

25

26

DAFTAR PUSTAKA

Cooper, Wiliam D.. 1999. Instrumentasi Elektronik dan Teknik Pengukuran. Jakarta: Erlangga Giancoli, C. Douglas. 2001. Fisika Edisi Kelima Jilid 2. Jakarta : Erlangga http://id.shvoong.com/exact-sciences/physics/2144298-hambatan-listrik-dan pengukuran http://www.sisilain.net/2010/10/pengertian-dan-fungsi-multimeter.html http://www.alatuji.com/article/detail/45/multimeter http://www.mediabali.net/listrik_dinamis/voltmeter.html

27

LAPORAN DESAIN ALAT UKUR OHMMETER

Disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Desain Alat Ukur Dosen Pengampu: Didik Aryanto, M.si

Oleh : 1. 2. 3. 4. 5. Affan Fathor Ayu Mustikasari Dwiyana Novita 08330166 08330171 08330175

Okki Febriliani Isaura 08330191 Sri Yuliana 08330199

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM IKIP PGRI SEMARANG 2012

28

ABSTRAK

Affan Fathor, dkk. 2012. Laporan Desain Alat Ukur Ohmmeter. Laporan, Program Studi Pendidikan Fisika Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam IKIP PGRI SEMARANG. Dosen pengampu : Didik Aryanto, M.si Kata Kunci : Ohmmeter, Alat ukur, analog. Laporan ini bertujuan untuk mendesain dan merancang sebuah alat ukur elektronik untuk mengukur tahanan hambatan listrik suatu rangkaian dimana penunjukkan hasil ukur ditunjukkan secara analog dan menjelaskan keseluruhan urutan prinsip kerja dari rangkaian ohmmeter dan output yang dihasilkan. Ohmmeter adalah alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur hambatan. Desain ohmmeter yang dibuat bertipe seri, karena dalam pengoperasiannya lebih mudah dan dapat mengukur nilai hambatan yang besar. Komponen yang digunakan adalah alat ukur PMMC, resistor variabel, baterai dan saklar putar. Hasil dari desain alat ini berupa ohmmeter analog yang mempunyai tiga pengali. Pengali pertama atau tahanan pembatas arus R1 pada skala yang diinginkan (Rh) 1000 adalah 914,67 . Pengali kedua atau tahanan pembatas arus R1 pada skala yang diinginkan (Rh) 100 adalah 91,47 . Pengali ketiga atau tahanan pembatas arus R1 untuk skala yang diinginkan ( Rh ) 10 adalah 9,15 . Tahanan R1 menggunakan resistor varibel jenis trimpot. Tahanan R2 yaitu pengatur nolnya menggunakan resistor variabel jenis potensio. Setelah ohmmeter selesai dibuat dilakukan pengujian terhadap ohmmeter ini. Pengujian alat ini yaitu dibandingkan dengan alat yang sudah ada yaitu multimeter analog. Pengujiannya menggunakan resistor 150 , 330 , 1000 , 2000 , 5000 dan 10.000 . Hasil ini sudah sesuai dengan alat yang sudah ada untuk pengukuran bilai hambatan yang besar, namun untuk pengukuran nilai hambatan yang kecil belum bisa terlihat, karena perubahan skalanya sangat kecil.

ii

29

DAFTAR ISI Halaman Judul.................................................................................................. Abstrak ............................................................................................................. Daftar Isi........................................................................................................... Daftar Gambar .................................................................................................. Bab I Pendahuluan ........................................................................................... A. Latar Belakang .............................................................................. B. Batasan Masalah ............................................................................ C. Rumusan Masalah ......................................................................... D. Tujuan............................................................................................ E. Manfaat ......................................................................................... Bab II Landasan Teori ...................................................................................... A. Pengertian Ohmmeter .................................................................... B. Rangkaian Dasar Ohmmeter ......................................................... C. Mengukur Resistansi Ohmmeter ................................................... D. Kalibrasi Ohmmeter ...................................................................... E. Komponen-komponen Rangkaian Ohmmeter ............................... Bab III Metodologi ........................................................................................... A. Alat dan Bahan .............................................................................. B. Desain Ohmmeter .......................................................................... C. Diagram Blok Rangkaian Ohmmeter Tipe Seri ............................ Bab IV Hasil dan Pembahasan ......................................................................... A. Hasil Pemotretan Ohmmeter ......................................................... B. Prinsip Kerja Ohmmeter................................................................ C. Perhitungan Ohmmeter Tipe Seri .................................................. D. Hasil Pengukuran dalam Beberapa Skala Ukur ............................ E. Pembahasan ................................................................................... BabV Penutup .................................................................................................. A. Kesimpulan.................................................................................... B. Saran .............................................................................................. Daftar Pustaka .................................................................................................. i ii iii iv 1 1 2 3 3 3 5 5 6 10 13 13 17 17 17 18 19 19 19 19 21 24 25 25 25 26

iii

30

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Rangkaian Ohmmeter Tipe Seri ................................................... Gambar 2.2 Rangkaian Ohmmeter Tipe Shunt ................................................ Gambar 2.3 ....................................................................................................... Gambar 2.4 ....................................................................................................... Gambar 2.5 ....................................................................................................... Gambar 2.6 Kalibrasi Ohmmeter Analog ........................................................ Gambar 2.7 Resistor Tetap ............................................................................... Gambar 2.8 Resistor Jenis Trimpot.................................................................. Gambar 2.9 Resistor Jenis Potensio ................................................................. Gambar 2.10 Resistor Non Linier .................................................................... Gambar 3.1 Desain Rangkaian Ohmmeter Tipe Seri ....................................... Gambar 3.2 Diagram Blok Rangkaian Ohmmeter ........................................... Gambar 4.1 Ohmmeter Rakitan ....................................................................... Gambar 4.2 Penunjukkan Skala pada pengukuran resistor 330 ................... Gambar 4.3 Penunjukkan Skala pada pengukuran resistor 1000 ................. Gambar 4.4 Penunjukkan Skala pada pengukuran resistor 2000 ................. Gambar 4.5 Penunjukkan Skala pada pengukuran resistor 5000 ................. Gambar 4.6 Penunjukkan Skala pada pengukuran resistor 10000 ............... Gambar 4.7 Penunjukkan Skala pada pengukuran resistor 150 ................... Gambar 4.8 Penunjukkan Skala pada pengukuran resistor 330 ................... Gambar 4.9 Penunjukkan Skala pada pengukuran resistor 1000 .................

6 8 10 11 12 13 15 15 15 16 18 18 19 21 21 22 22 22 23 23 23

iv

laporan desain alat ukur ohmmeter

Documents