Peraga Hasil Pengukuran Peraga Hasil Pengukuran

1.6. Peraga Hasil Pengukuran 1.6. Peraga Hasil Pengukuran

Germanium (Ge), aliran arusnya yang biasa disebut dioda saja

dapat melalui traping level yang biasa dinamakan tingkat Fermi. Sedangkan LED terbuat dari bahan GaAs, GaP atau GaAsP yang mempunyai sifat direct gap. Artinya untuk dapat mengalirkan arus, elektron harus berpindah dari tingkat jalur konduksi langsung ke jalur valensi (perhatikan gambar jalur energi tanda panah biru). Keistimewaan bahan ini adalah energi ionisasi yaitu energi yang dibutuhkan elektron untuk lepas dari ikatan valensi, atau berpindah dari jalur konduksi ke

valensi, dilepaskan kembali dalam bentuk cahaya. Warna cahaya yang dihasilkan tergantung dari selisih energi jalur konduksi dan valensi. Daerah sambungan antara bahan tipe P dan N dibuat dari bahan bersifat reflektif dan diberi jendela tembus cahaya sehingga cahaya yang dihasilkan dapat dilihat. Energi untuk berpindah dari jalur konduksi ke valensi diperoleh dari tegangan bias.

jalur

Tipe p

Tipe n

hol e elektro n Jalur konduksi

cahaya Tingkat Fermi

Jalur terlarang Jalur valensi

Gambar 1 – 25 Rekombinasi elektron

Anoda

katoda

Dioda Silikon mempunyai dan hijau untuk ketiga warna ini gelombang maksimum 900 mm

seringkali digunakan bahan gallium mendekati cahaya infra merah.

phospide. Karakteristik fungsi arus LED yang paling popular adalah

dan tegangan serupa dengan gallium arsenide (GaAsP)

diode bias maju kecuali bahwa mempunyai emisi cahaya merah.

arus tidak mengalir sampai Spektrum emisi merupakan fungsi

tercapai tegangan threshold sekitar intensitas relative (%) terhadap

1,4 sampai 1,8 volt. Dalam fungsi panjang gelombang ( —m)

implementasi rangkaian LED dalam range 0,62 sampai 0,76 —m

dihubung seri dengan resistor yang dengan puncak (100%) pada

berfungsi sebagai pembatas arus, panjang gelombang 0,66 —m. Juga

agar arus yang mengalir dalam tersedia LED warna oranye, kuning

LED dalam batas yang aman.

LED

Gambar 1 – 27. LED Gambar 1 – 28. Rangkaian LED

1.6.2. LED Seven Segmen

Peraga tujuh segmen digunakan diperagakan dari 0 sampai dengan sebagai penunjuk angka pada

9 sedangkan dp menunjukkan titik kebanyakan peralatan uji. Seven

desimal.

segmen disusun terdiri dari LED Ada dua jenis seven segmen yang diaktifkan secara individual,

komon katoda dan komon anoda. kebanyakan yang digunakan LED

Seven segmen dinyatakan sebagai warna merah. LED disusun dan

komon anoda jika semua anoda diberi label seperti gambar

dari LED seven segmen anoda di diagram di bawah. Jika semua

komen menjadi satu. Segmen segmen diaktifkan akan

yang aktif adalah segmen yang menunjukkan angka 8, sedangkan

katodanya terhubung dengan bila yang diaktifkan hanya segmen

sumber tegangan nol atau seven sumber tegangan nol atau seven

untuk pengaman terhadap arus bias nol. Segmen yang aktif adalah

lebih.

segmen yang mendapat tegangan positip pada anoda atau aktif tinggi. Sebuah resistor ditempatkan seri

Gambar 1 – 30. Peraga seven Gambar 1 – 29. Skematik seven

segmen segmen

Karena seven segmen merupakan peraga sinyal digital dimana angka berbasis dua atau biner, maka seven segmen dapat digunakan sebagai penunjukan hitungan desimal diperlukan pengubah hitungan biner menjadi desimal yang disebut dengan rangkaian BCD (Binery Code Desimal). Hubungan keluaran hitungan biner, keluaran decoder BCD dan tabel kebenarannya ditunjukkan dibawah ini.

Vcc

Resistor pembatas

Dekoder / Driver

D Vcc

Masukan BCD

Tes

Gnd

Gambar 1-31. Rangkaian dekoder dan seven segmen

(Deboo Borrous :1982)

Dengan memvariasi masukan diantaranya seperti gambar di untuk memilih segmen yang aktif

bawah ini.

peragaan seven segmen dapat memperagakan huruf dan angka

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Gambar 1-32. Macam-macam peragaan seven segmen

Pengaturan pilihan segmen aktif Karakteristik tersebut ditunjukkan dilakukan dengan mengenali

dalam tabel kebenaran tabel di karakteristik hubungan keluaran

bawah ini.

Tabel 1 – 8 Tabel kebenaran decoder BCD Komon Katoda

Masukan BCD

Keadaan Keluaran

Peraga

1.6.3. LCD: Polarisasi cahaya

LCD dalam bentuk sederhana membuka atau menutup setiap tedapat pada peraga kalkulator.

kristal cair diatur melalui elektrode- Beberapa krital cair meneruskan

elektrode.

cahaya dan beberapa yang lain menutup sehingga gelap. Status

Gambar 1 – 34. Contoh peraga LCD pada multimeter

Jenis kristal cair yang digunakan Cahaya masuk melewati panel F dalam pengembangan teknologi

sehingga terpolarisasi, pada saat LCD adalah jenis nematik, yaitu

tidak ada arus listrik, dan cahaya memiliki molekul dengan pola dan

diteruskan menembus semua arah tertentu. Jenis yang paling

lapisan, mengikuti arah pilinan sederhana adalah twisted nematic

molekul- molekul TN (90), sampai (TN) memiliki struktur molekul

memantul di cermin A dan keluar terpilin secara alamiah, mulai

kembali. Ketika elektroda C dan E dikembangkan tahun 1967.

yang berupa elektroda kecil Struktur TN terpilin secara alamiah

berbentuk segi empat dipasang di

90, dapat dilepas pilinannya lapisan gelas mendapatkan arus, (untwist) dengan menggunakan

kristal cair D yang sangat sensitif arus listrik.

terhadap arus listrik tidak lagi Struktur LCD meliputi kristal cair

terpilin sehingga cahaya terus TN (D) diletakkan di antara dua

menuju panel B dengan polarisasi elektroda (C dan E) yang

sesuai panel F. Panel B yang dibungkus lagi seperti sandwich

memiliki polarisasi berbeda 90 dengan dua panel gelas (B dan F)

dari panel F menghalangi cahaya pada sisi luar dilumuri lapisan tipis

untuk menembus terus. polarizing film. Lapisan A berupa

Dikarenakan cahaya tidak dapat cermin yang dapat memantulkan

lewat, pada layar terlihat bayangan cahaya yang berhasil menembus

gelap berbentuk segi empat kecil lapisan-lapisan sandwich LCD.

yang ukurannya sama dengan Kedua elektroda dihubungkan

elektroda E ini berarti pada bagian dengan baterai sebagai sumber

tersebut cahaya tidak dipantulkan arus. Panel B memiliki polarisasi

oleh cermin A.

listrik ini dimanfaatkan sebagai alat monitor computer maupun LCD. pengatur ON/OFF LCD. Namun,

Polarisasi, membelokan cahaya sistem tidak menghasilkan cahaya

dengan warna tertentu. Pada sebagaimana LED melainkan

posisi tertentu meneruskan warna mengambil sumber cahaya dari

kuning, posisi lain warna merah, luar. Dengan alasan seperti itulah

juga warna-warna lain di antara mengapa LCD mempunyai sifat

kuning-merah (gabungan) konsumsi daya rendah Dalam

ditunjukkan gambar 1-35. di bawah perkembanganya LCD banyak

ini.

digunakan sebagai monitor TV,

Gambar 1 – 35. Perkembangan LCD pada implementasi monitor TV http://computer.howstuffworks.com/monitor1.htm

Seven segmen LCD mempunyai

1.6.4.1. Susunan Elektrode CRT

beberapa keuntungan yaitu hanya

dan Prinsip Kerja

memerlukan daya yang rendah Tabung sinar katoda ( cathode ray dalam orde microwatt karena LCD

tube atau CRT), ditemukan oleh tidak mengemisikan atau

Ferdinand K. Brain ahli fisika membangkitkan cahaya melainkan

German pada tahun 1879, struktur hanya memendarkan cahaya

bagian dalam sebuah tabung sinar masukan, harga murah tidak

katoda ditunjukkan gambar di tergantung ukuran sebagaimana

bawah. Komponen utama CRT yang lain, mempunyai contrast

untuk pemakaian pada umumnya yang baik. Kelemahan LCD

berisi:

reliabilitas rendah, range (a) Senapan elektron yang terdiri temperature terbatas, visibility

dari katoda, filamen, kisi dalam penerangan lingkungan

pengatur, anoda pemercepat rendah, kecepatan rendah dan

(b) Perlengkapan pelat defleksi memerlukan tegangan ac pengaktif

horisontal dan vertikal kristal.

(c) Layar flouresensi

Senapan elektron berkas menghasilkan suatu bintik menghasilkan suatu berkas

cahaya kecil pada layar CRT. elektron sempit dan terfokus

Dalam perjalanannya menuju secara tajam pada saat

layar, berkas elektron melalui meninggalkan senapan pada

diantara dua pelat defleksi kecepatan yang sangat tinggi dan

elektrostatik sehingga berkas bergerak menuju layar

akan dibelokkan ke arah flourescent. Pada saat elektron

resultante defleksi horisontal dan membentur layar energi kinetik

vertikal sehingga membentuk dari elektron-elektron

jejak gambar pada layar sesuai berkecepatan tinggi diubah

dengan tegangan masukan. menjadi pancaran cahaya dan

Anoda Kumparan pembelok

Kisi pemusat

Layar flouresen

pemanas Berkas

katoda elektron

Kumparan pemfokus

Gambar 1 - 36. Skema CRT " http://en.wikipedia.org/wiki/Cathode_ray_tube "

Keterangan :

1. Senapan elektron

Sebuah senapan elektron

2 Berkas elektron

konvensional yang digunakan

3. Kumparan pemfokus

dalam sebuah CRT pemakaian

4. Kumparan defleksi

umum, ditunjukan pada gambar

5. Anoda

di bawah ini. Sebutan senapan

6. Lapisan pemisah berkas untuk

elektron berasal dari kesamaan

merah, hijau dan biru bagian

antara gerakan sebuah elektron

gambar yang diperagakan. 7. Lapisan pospor dengan zona

yang dikeluarkan dari senapan

elektron CRT mempunyai

merah, hijau dan biru.

kesamaan lintasan peluru yang

8. Lapisan pospor sisi bagian dalam

layar yang diperbesar.

ditembakkan oleh senapan.

Gambar 1 – 38. Senapan elektron (Electron Gun) " http://en.wikipedia.org/wiki/CRO/Cathode_ray_tube "

Elektron-elektron diionisasikan tegangan negatip pada kisi secara thermionik dengan pengatur akan menurunkan arus pemanasan tak langsung pada berkas, yang berarti menurunkan katoda yang secara keseluruhan intensitas tabung atau tingkat dikelilingi dengan kisi pengatur terangnya bayangan pada layar yang terdiri dari silinder nikel CRT. dengan lubang kecil ditengahnya Elektron-elektron yang dipancarkan satu sumbu dengan sumbu oleh katoda dipusatkan pada tabung. Elektron-elektron menuju lubang kecil di dalam kisi pengatur, layar dilewatkan melalui lubang dipercepat oleh adanya tegangan kecil membentuk arus berkas. potensial tinggi yang diberikan Besarnya arus berkas dapat diatur pada kedua elektrode anoda dengan mengatur alat kontrol yang pemercepat (accelerating anode). berada pada panel depan yang Kedua anoda ini dipisahkan oleh diberi tanda INTENSITY. Mengatur sebuah anoda pemusat (focusing Elektron-elektron diionisasikan tegangan negatip pada kisi secara thermionik dengan pengatur akan menurunkan arus pemanasan tak langsung pada berkas, yang berarti menurunkan katoda yang secara keseluruhan intensitas tabung atau tingkat dikelilingi dengan kisi pengatur terangnya bayangan pada layar yang terdiri dari silinder nikel CRT. dengan lubang kecil ditengahnya Elektron-elektron yang dipancarkan satu sumbu dengan sumbu oleh katoda dipusatkan pada tabung. Elektron-elektron menuju lubang kecil di dalam kisi pengatur, layar dilewatkan melalui lubang dipercepat oleh adanya tegangan kecil membentuk arus berkas. potensial tinggi yang diberikan Besarnya arus berkas dapat diatur pada kedua elektrode anoda dengan mengatur alat kontrol yang pemercepat (accelerating anode). berada pada panel depan yang Kedua anoda ini dipisahkan oleh diberi tanda INTENSITY. Mengatur sebuah anoda pemusat (focusing

1.6.4.2. Layar CRT

Bila berkas elektron membentur luminansi tergantung beberapa layar CRT yang berlapiskan fosfor

faktor. Pertama intensitas cahaya akan menghasikan bintik cahaya.

dikontrol oleh jumlah elektron Bahan dibagian dalam CRT

pembombardir yang membentur berupa fosfor sehingga energi

layar setiap detik. Jika arus berkas kinetik tumbukan elektron pada

diperbesar atau arus berkas layar akan menyebabkan

dengan jumlah yang sama perpendaran cahaya. Fosfor

dipusatkan pada daerah yang lebih menyerap energi kinetik dari

kecil dengan mengurangi ukuran elektron-elektron pembombardir

bintik maka luminansi akan dan memancarkan kembali energi

bertambah. Kedua luminansi tersebut pada frekuensi yang lebih

bergantung pada energi benturan rendah dalam spektrum cahaya

elektron pembombardir pada layar, tampak. Bahan-bahan flourescen

energi benturan dapat ditingkatkan memiliki karakteristik fosforesensi

melalui penambahan tegangan yaitu memancarkan cahaya

pada anoda pemercepat. Ketiga walaupun sumber eksitasi telah

luminansi merupakan fungsi waktu dihilangkan. Lama waktu cahaya

benturan berkas pada permukaan yang tinggal setelah bahan yang

lapisan fosfor ini berarti kecepatan bersinar hilang disebut ketahanan

penyapuan akan mempengaruhi atau persistansi. Ketahanan

luminansi. Akhirnya luminansi biasanya diukur berdasarkan

merupakan fungsi karakteristik fisik waktu yang dibutuhkan oleh

dan fosfor itu sendiri. Oleh karena bayangan CRT agar berkurang ke

itu hampir semua pabrik suatu persistansi tertentu

melengkapi pembeli dengan pilihan biasanyab 10 persen dari keluaran

bahan fosfor, tabel di bawah ini cahaya semula.

menyajikan karakteristik beberapa Intensitas cahaya yang

fosfor yang lazim digunakan. dipancarkan CRT disebut

Tabel 1-9 Karakteristik beberapa fosfor yang lazim digunakan (William Cooper : )

Jenis

Fouresensi

Fosforisensi Luminansi

Penurunan Komentar

fosfor

ke 0,1%

Kuning- Untuk P1

95 pemakaian umum Kecepatan

P3 Biru-hijau

rendah dan kecepatan tinggi,

P4 Putih

Putih

20 peragaan televisi

Pengamatan P5

Biru

kuning -hijau 35%

fenomena kecepatan rendah

P11 Ungu-biru

Ungu-biru

20 Pemakaian fotografi

Pemakaian Kuning- P31 hijau

Kuning-hijau

32 umum fosfor paling terang

Sejumlah faktor perlu berkas elektron pada rapat arus dipertimbangkan dalam memilih

yang berlebihan, akan fosfor agar sesuai kebutuhan.

menyebabkan panas pada fosfor Contoh fosfor P11 memliki

sehingga keluaran cahaya ketahanan singkat, sangat baik

berkurang. Dua faktor yang untuk pemotretan bentuk

mengontrol terjadinya panas gelombang tetapi sama sekali tidak

adalah kerapatan berkas dan sesuai untuk pengamatan visual

lamanya eksitasi. Kerapatan fenomena kecepatan rendah. P31

berkas dikontrol oleh melalui luminansi tinggi, ketahanan

tombol INTENSITY, FOCUS dan sedang, merupakan kompromi

ASTIGMATISM pada panel depan yang paling baik untuk penglihatan

CRO. Waktu yang diperlukan oleh gambar secara umum, banyak

berkas untuk mengeksitasi suatu dijumpai dalam kebanyakan CRO

permukaan fosfor diatur dengan standar tipe laboratorium.

penyapu atau alat kontrol Ada kemungkinan kerusakan berat

TIME/DIV. Panas yang mungkin pada CRT yang dikarenakan

menyebabkan kerusakan fosfor, penanganan yang tidak tepat pada

dicegah dengan mempertahankan pengaturan alat-alat kontrol yang

berkas pada intensitas yang terdapat pada panel depan. Bila

rendah dan waktu pencahayaan sebuah fosfor dieksitasi oleh

yang singkat.

1.6.4.3. Gratikulasi

Bentuk gelombang pada keuntungan mudah diganti dengan permukaan CRT secara visual

suatu pola gambar khusus, seperti dapat diukur pada sepasang tanda

derajat, untuk analisis skala horisontal dan vertikal yang

tanda

vektor TV warna, Selain itu posisi disebut gratikul. Tanda skala dapat

gratikul luar dapat dengan mudah ditempatkan dipermukaan luar

diatur agar sejajar dengan jejak tabung CRT dalam hal ini dikenal

CRT. Kerugiannya adalah sebagai eksternal gratikul. Gratikul

paralaksis sebab tanda skala tidak yang dipasang dipermukaan luar

sebidang dengan bayangan terdiri dari sebuah plat plastik

gelombang yang dihasilkan pada bening atau berwarna dilengkapi

fosfor, sebagai akibat penjajaran dengan tanda pembagian skala.

jejak dan gratikul akan berubah Gratikul di luar mempunyai

terhadap posisi pengamatan.

Gratikul

Gambar 1 – 39. Tanda skala gratikul

Gratikul internal pemasangan mengganti CRT. Disamping itu tidak menyebabkan kesalahan CRT dengan gratikul dipermukaan paralaksis karena bayangan CRT dalam harus mempunyai suatu dan gratikul berada pada bidang cara untuk mensejajarkan jejak, yang sama. Dengan internal membawa akibat

menambah gratikul CRO lebih mahal karena harga keseluruhan CRO. tidak dapat diganti tanpa

Daftar Pustaka :

Cooper, William D, 1999. Instrumentasi Elektronik dan Teknik Pengukuran. ((Terjemahan Sahat Pakpahan). Jakarta : Penerbit Erlangga.(Buku asli diterbitkan tahun 1978)

Soedjana, S., Nishino, O. 1976. Pengukuran dan Alat-alat Ukur Listrik. Jakarta : PT. Pradnya Paramita. Deboo and Burrous.1977. Integreted Circuit And Semiconductor Devices

: theory and application. Tokyo Japan : Kogakusha.Ltd http://computer.howstuffworks.com/monitor1.htm " http://en.wikipedia.org/wiki/CRO/Cathode_ray_tube "

www.tpub.com

MULTIMETER BAB 2

Tujuan Setelah membaca

1. Mampu menjelaskan prinsip kerja multimeter sebagai

ampermeter, voltmeter dan ohmmeter.

2. Mampu melakukan tindak pencegahan kerusakan dalam

menggunakan multimeter.

3. Mampu memilih meter yang mempunyai spesifikasi terbaik.

4. Mampu mengoperasikan multimeter sesuai dengan fungsi dan dengan ketelitian yang optimal.

5. Mampu melakukan pemeliharaan multimeter.

Pokok Bahasan

Multimeter merupakan alat ukur yang Fungsi multimeter paling banyak dipergunakan oleh para

praktisi, hobist dan orang yang bekerja dapat untuk : berkaitan dengan rangkaian listrik dan (1). Mengukur

elektronika. Multimeter dapat

hambatan

dipergunakan untuk mengukur besaran listrik, seperti : hambatan, arus, tegangan.

(Ohmmeter),

Karena dirancang untuk mengukur tiga (2) Mengukur arus besaran tersebut, maka multimeter sering

(Ampermeter),

disebut AVO meter (Amper Volt Ohm ). ( 3). Mengukur