151. DASAR LISTRIK DAN ELEKTRONIKA

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN

Gambar 7.2 Asas Kerja Alat Ukur Elektrodinamis
Sumber : Winih, 2019

Alat ukur dengan asas kerja elektrodinamis bisa digunakan untuk mengukur
arus AC maupun arus DC dan memiliki presisi yang baik. Pemakaian alat ukur ini
sangat luas, tetapi pada umumnya alat ukur jenis ini digunakan untuk alat pen-
gukur daya atau yang lazim disebut wattmeter.

2. Asas Kerja Alat Ukur Induksi
Induksi adalah medan magnet yang bangkit di sekitar kumparan berarus lis-

trik. Asas kerja alat ukur induksi yaitu bila ada arus putar yang timbul dari suatu
konduktor yang ditempatkan dalam medan magnet dari arus bolak-balik sehing-
ga menimbulkan momen gerak pada konduktor.

Skema asas kerja alat ukur induksi diperlihatkan pada gambar 7.2

Gambar 7.3 Asas Kerja Alat Ukur Induksi
Sumber : https://dokumen,tips

135

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN

Alat ukur dengan asas kerja induksi hanya dapat digunakan untuk listrik bo-
lak-balik saja, bisa digunakan untuk Amperemeter AC, Voltmeter AC , Wattmeter
AC dan Energi meter (Kwh-meter) .
3. Asas Kerja Alat Ukur Elektrostatis

Alat ukur dengan asas kerja elektrostatis mempergunakan gaya elektrosta-
tis untuk menggerakkan jarum penunjuk. Gaya tarik muatan listrik dari interaksi
antara dua buah elektroda yang memiliki potensial yang berbeda disebut elek-
trostatis. Gaya elektrostatis inilah yang menyebabkan jarum penunjuk dapat
bergerak. Asas kerja ini dapat digunakan untuk mengukur tegangan DC maupun
AC. Jika tegangannya besar, gaya elektrostatis yang dihasilkan kecil. Karena sifa-
tnya tersebut, alat ukur ini dikhususkan untuk pengukuran tegangan yang tinggi.

Gambar 7.4 Asas Kerja Alat Ukur Elektrostatis
Sumber : http://www.info-elektro.com/2013/03/

alat-ukur-elektrostatis-instrument.html

4. Asas Kerja Alat Ukur Kumparan Putar
Asas kerja kumparan putar yaitu dengan menempatkan kumparan listrik

pada medan magnet permanen. Arus listrik yang dialirkan ke kumparan akan
menyebabkan kumparan bergerak. Jika ada interaksi antara arus dan medan mag-
net pada kumparan putar maka jarum penunjuk akan menyimpang/bergerak.

Gambar 7.5 Asas Kerja Alat Ukur Kumparan Putar
Sumber : dokumen pribadi

136

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN

B. Macam – Macam Alat Ukur Listrik dan Elektronika
Setelah kita mempelajari asas kerja alat ukur listrik dan elektronika, mari kita

belajar macam-macam alat ukur listrik dan elektronika. Berdasarkan cara kerjanya,
alat ukur listrik dan elektronika dibagi menjadi dua macam yaitu alat ukur listrik
digital dan analog. Berdasarkan besaran listrik dan elektronika maka alat ukur listrik
dan elektronika terdiri:
1. Galvanometer

Galvanometer merupakan alat ukur untuk arus dan tegangan yang relat-
if kecil. Galvanometer bisa mengukur arus dan tegangan yang lebih besar jika
dipasanghambatan depan untuk volt meter dan hambatan shunt untuk ampere
meter. Alat ini biasanya menggunakan asas kerja kumparan putar.

Gambar 7.6 Galvanometer
Sumber:https://www.indiamart.com/proddetail/labora-

tory-galvanometer-16602710573.html

2. Ohm meter
Ohm meter adalah alat ukur yang berfungsi untuk mengukur tahanan listr-

ik. Selain berfungsi untuk mengukur hambatan/tahanan listrik, Ohm-meter juga
dapat mendeteksi adanya kerusakan yang terjadi pada suatu rangkaian listrik.
Diantara fungsi deteksi ini ialah mampu mengecek apakah terdapat saklar, ka-
bel, ataupun sekring yang terbakar atau putus. Ohm meter juga dapat digunakan
untuk mengukur komponen agar kita mengetahui kondisi komponen tersebut
rusak atau tidak. Cara menyambungkan ohm meter adalah pararel terhadap kom-
ponen yang diukur.

Gambar 7.7 Ohm Meter
Sumber : Dokumen Pribadi

137

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN

3. Volt meter
Volt meter berfungsi untuk mengukur besar tegangan listrik pada rangkaian

listrik atau sumber tegangan listrik. Saat kita menggunakan Voltmeter untuk
mengukur tegangan posisi volt meter harus pararel terhadap sumber tegangan
yang kita ukur.

Gambar 7. 8 Volt Meter Analog dan Digital Gambar 7. 9 Volt Meter Analog dan Digital
Sumber:https://www.indiamart.com/proddetail/ana- Sumber : https://www.12voltplanet.co.uk/panel-mount-

log-dc-voltmeter-19993468662.html digital-volt-meter-12v-24v-dc.html

4. Ampere meter
Ampere meter berfungsi untuk mengukur besarnya arus AC maupun DC.

Ketika mengukur arus listrik posisi ampere meter harus seri terhadap sumber
arus yang akan kita ukur.

Gambar 7.10 Ampere Meter Analog Gambar 7.11 Ampere Meter Digital
Sumber : https://materisekolah.co.id/amperemeter-penger- Sumber : https://www.tokopedia.com/daelectron-
ics/dc-volt-amp-meter-digital-ampere-meter-volt-
tian-fungsi-dan-cara-pengukurannya-lengkap/
meter-10a-0-100v-ammeter

5. Cos Phi meter
Alat Ukur CosPhi meter berfungsi untuk mengukur faktor kerja (power fac-

tor)/cos phi. Faktor kerja (power factor)/cos phi adalah beda fase antara tegan-
gan dan arus.

138

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN

Gambar 7.12. Cos Phi Meter Analog
Sumber: https://www.tokopedia.com/pmte/diskon-20-

cos-phi-meter-fetc-144-tegangan-400-v-circutor

6. Wattmeter
Wattmeter merupakan alat berfungsi untuk mengukur besarnya daya nyata

(daya aktif) pada sebuah rangkaian listrik. Karena daya listrik itu adalah hasil
perkalian arus dan tegangan listrik (seperti dijelaskan pada bab1),pada watt me-
ter terdapat spoel/belitan arus dan spoel/belitan/tegangan.

Gambar 7.13. Watt Meter Analog Gambar 7.14. Watt Meter Digital
Sumber : https://www.indiamart.com/proddetail/ana- Sumber:https://www.tokopedia.com/ecolife/kwhmeter-
log-watt-meter-6970676088.html diunggah Minggu,
watt-meter-digital-portabel-murah
27 Oktober 2019 jam 16.49

139

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN

7. Frekuensi Meter
Frekwensi meter adalah alat untuk mengukur frekuensi sebuah gelom-

bang/sinyal arus bolak-balik. Frekuensi meter bisa berdiri sendiri atau menyatu
dengan pembangkit sinyal bolak-balik (AFG).

Gambar 7.15. Frekuensi Meter
Sumber : https://zonaelektro.net/tool-kit-elektronika/

frekuensi-meter/

8. KWH Meter
KWH meter berfungsi untuk mengukur daya listrik setiap jamnya. Biasa di-

gunakan oleh PLN untuk mengontrol atau menghitung penggunaan listrik. Ham-
pir di setiap rumah tangga terdapat KWH meter yang berfungsi untuk menentu-
kan besar kecilnya tagihan listrik pemakai.

Gambar 7.16. KWH Meter Digital
Sumber : https://detakriaunews.com

140

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN

9. Megger
Megger adalah alat untuk mengukur hambatan isolasi dari instalasi listrik/

alat-alat listrik. Megger digunakan oleh petugas untuk mengukur hambatan iso-
lasi kabel instalasi pada rumah-rumah/bangunan, kabel tegangan rendah tegan-
gan tinggi, transformator, OCB, dan peralatan listrik lainnya.

Gambar 7.17. Megger
Sumber : https://www.itm.com/product/meg-
ger-mit230hd0-insulation-tester-with-rubber-boot

10. Earth Meter
Pada instalasi jaringan listrik sering kita dengar istilah pertanahan yang

berfungsi untuk menyalurkan arus hubung singkat yang mungkin terjadi. Earth
meter berfungsi untuk mengukur besar tahanan tanah pada suatu area.

Jika menggunakan Earth meter kita dapat mengetahui seberapa tahanan
dapat mengalirkan suatu arus listrik. Earth meter memiliki tiga elektroda yang
dihubungkan ke tanah yaitu elektroda E (Earth), elektroda P (potensial), dan elek-
troda C (Current).

Gambar 7.18. Earth Meter Digital
Sumber : https://www.tokopedia.com/find/digital-earth-tester

141

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN

11. Multimeter
Multimeter sesuai dengan namanya adalah satu alat ukur listrik dan elek-

tronika yang memiliki beberapa fungsi diantaranya ohm meter, volt meter DC,
volt meter AC, dan ampere meter. Jenis multimeter ada dua yaitu multimeter
digital dan multimeter analog.

Ketika sedang menggunakan multimeter pengguna harus memperhatikan
besaran listrik yang diukur dan kesesuaian arah selektor pemilih pada multime-
ter. Karena kesalahan dalam pemilihan arah selector, dapat berakibat fatal bagi
multimeter.

Gambar 7.19. Multimeter Analog Gambar 7.20. Multimeter Digital
Sumber : https://www.bhinneka.com/sanwa-analog-mul- Sumber : https://www.circuitspecialists.com/digi-

timeter-yx-360trf-skusku00513239 tal-multimeter-csi2010.html

12. Osciloscope
Osciloscope adalah salah satu alat ukur elektronik yang banyak digunakan

oleh para teknisi di bidang elektronik. Osciloscope merupakan alat ukur elek-
tronik yang dapat memperlihatkan bentuk sinyal dari besaran yang diukur. Osci-
loscope sangat berguna untuk mengetahui bentuk-bentuk sinyal dari frekuensi
rendah sampai tinggi sehingga dapat diketahui sinyal tersebut cacat atau tidak.
Selain itu, osciloscope dapat digunakan untuk:
a. Mengetahui nilai tegangan.
b. Mengetahui/menghitung besar frekuensi dari sinyal listrik .
c. Mengukur besar amplitudo dari sinyal listrik.
d. Melihat jalannya bentuk sinyal pada sebuah rangkaian listrik.
e. Melihat bentuk sinyal antara arus AC maupun arus DC.
f. Mengecek noise pada rangkaian listrik.
g. Melihat dan menghitung beda fasa antara dua sinyal listrik.

Menurut asas kerjanya osciloscope ada 2 jenis yaitu osciloscope analog
dan osciloscope digital.

142

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN

Gambar 7.21. Osciloscope Digital
Sumber : https://news.ralali.com/cara-menggunakan-oscilloscope/

C. Pengukuran dengan Menggunakan Alat Ukur Listrik dan Elektronika
1. Pengukuran-Pengukuran dengan Multimeter
Sebelum kita mengukur besaran listrik dengan menggunakan multimeter,
kita harus mengetahui bagian-bagian multimeter :

Gambar 7.22. Bagian-Bagian Multimeter
Sumber: otospeedcar.com

143

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN

Tabel 7. 1 Keterangan Label Multimeter Analog
Sumber : Dokumen Pribadi
1 : Skala baca
2 : Pointer/jarum penunjuk
3 : Zero corrector/pengoreksi nol
4 : Terminal +
5 : Terminal –
6 : 0 Ω adjusment
7 : Selektor pemilih
8 : Terminal positif
9 : Probe hitam (-)
10 : Probe merah (+)

Tidak semua jenis multimeter mempunyai bagian yang sama seperti di atas.
Bagian-bagian di atas hanya bagian multimeter secara umum.

Cara mengukur besaran listrik dengan multimeter:

a. Sebelum mengukur tahanan dengan multimeter, arahkan multimeter pada po-
sisi ohm meter.

Gambar 7.23. Arah Selektor pada Multimeter
Sumber : Dokumen Pribadi

b. Arahkan pengali pada arah yang sesuai. Bila kita belum mengetahui nilai tah-
anan yang kita ukur maka arahkan pengali dari yang terkecil terlebih dahulu.

c. Kalibrasi ohm meter dengan cara menghubung singkatkan probe merah dan
hitam dan atur jarum pada posisi nol dengan memutar Zero ohm adjusment.

d. Arahkan probe pada tahanan yang kita ukur.
e. Baca penunjukan jarum pada skala meter dan kalikan dengan range pengali.
f. Apabila hasil penunjukan jarum tidak bisa dibaca pindah range pengali ke

yang lebih besar dan ulangi langkah b sampai e.

144

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN

Gambar 7.24. Pengukuran Tahanan Listrik
Sumber : Dokumen Pribadi

Berapakah nilai tahanan yang ditunjuk multimeter (gambar di bawah ini) dengan
range pengali 10X

Gambar 7.25. Penunjukan jarum pada pengukuran tahanan listrik
Sumber : Dokumen Pribadi

Nilai tiap strip pada skala meter adalah
Nilai dari penunjukan skala ohm meter di atas adalah
(20 + (3x2)) X 10 = 260Ω
Selain digunakan untuk mengukur tahanan listrik, ohm meter pada multimeter
ini bisa juga digunakan untuk mengetahui kondisi komponen elektronika misal-
nya diode, transistor, LED,

145

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN

a. Sebelum mengukur tahanan dengan multimeter arahkan multimeter pada po-
sisi volt DC atau volt AC atau ampere meter DC sesuai dengan kebutuhan .

b. Arahkan selektor pemilih pada angka di atas tegangan/arus yang diukur. Bila
kita belum mengetahui nilai tegangan/arus yang kita ukur maka arahkan batas
ukur dari yang terbesar terlebih dahulu.

c. Arahkan probe pada tegangan/arus yang kita ukur. Pengukuran tegangan
posisi multimeter adalah pararel terhadap tegangan yang diukur, sedangkan
pengukuran tegangan posisi multimeter seri terhadap arus yang diukur.

d. Baca penunjukan jarum pada skala meter.
e. Apabila hasil penunjukan jarum tidak bisa dibaca pindah range batas ukur ke

yang lebih kecil dan ulangi langkah b sampai d.

Gambar7. 26. Pengukuran Tegangan Listrik Gambar 7.27. Pengukuran Arus Listrik
Sumber : Dokumen Pribadi Sumber : Dokumen Pribadi

Gambar 7.28. Penunjukan Jarum pada Pengukuran
Tegangan Listrik

Sumber : Dokumen Pribadi

146

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN

Hasil pengukuran tegangan DC ditunjukkan gambar di atas dengan batas
ukur multimeter adalah 500. Maka nilai tegangan yang diukur adalah:

x 500 = 220 Volt

2. Pengukuran-pengukuran dengan osciloscope
Sebelum kita belajar cara mengoperasikan oscilloscope, maka kita harus

mengetahui bagian-bagian osciloscope.

Gambar 7.29. Bagian-bagian Osciloscope
Sumber : https://teknikelektronika.com/bagian-bagian-osilo-

skop-kontrol-dan-indikator-osiloskop/

Keterangan :
1. Tombol Power ON/OFF
2. Lampu Indikator

Sebagai indikasi osiloskop hidup atau mati.
3. ROTATION

Untuk mengatur posisi garis horizontal agar tepat di garis layar.
4. INTENSITY

Untuk mengatur kecerahan layar agar tampilan layar mudah dilihat.
5. FOCUS

Focus digunakan untuk mengatur tampilan bentuk gelombang sehingga
tidak kabur.
6. CAL
Untuk mengkalibrasi tegangan.
7. POSITION
Untuk mengatur posisi vertikal. Bila osciloscopenya memiliki dua saluran
(dual channel), position ini juga ada dua .
8. INV (INVERT)
Untuk membalik sinyal input.

147

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN

9. VOLT/DIV
Sebagai pengali dari besarnya amplitudo/arah vertikal dari sinyal

yang ditampilkan sehingga sinyal bisa lebih mudah dalam melihat dan
menghitungnya.
10. VARIABLE

Fungsi Variable pada Osiloskop adalah untuk mengatur kepekaan
(sensitivitas) arah vertikal/amplitudo pada channel yang bersangkutan.
Variable diatur saat kita melakukan kalibrasi dari osciloscope.
11. AC-DC
Saklar untuk memilih siyal AC atau DC yang ingin kita ukur.
12. GND

Sebagai saklar off untuk sinyal input yang akan ditampilkan pada la-
yar osciloscpe.
13. VERTICAL INPUT CH-1

Mengatur secara vertikal pada Saluran 1 (Channel 1)
14. VERTICAL INPUT CH-2

Mengatur secara vertikal pada Saluran 2 (Channel 2)
15. Sakelar MODE
16. Untuk memilih sinyal yang ditampilkan di layar .
17. x10 MAG

Untuk pengali (Magnification) frekuensi hingga 10 kali lipat.
18. POSITION

Untuk penyetelan tampilan horizontal pada layar.
19. XY

Pada fungsi XY ini digunakan, Input Saluran 1 akan menjadi Axis X
dan Input Saluran 2 akan menjadi Axis Y.
20. Sakelar TIME/DIV

Sakelar TIME/DIV digunakan untuk memilih skala besaran waktu
dari suatu periode.
21. Tombol CAL (TIME/DIV)
Untuk kalibrasi TIME/DIV
22. VARIABLE
Untuk mengatur kepekaan (sensitivitas) TIME/DIV.
23. GND.
24. Tombol CHOP dan ALT
25. HOLD OFF
HOLD OFF untuk mendiamkan gambar pada layar osiloskop.
26. LEVEL

LEVEL atau TRIGGER LEVEL digunakan untuk mengatur gambar
yang diperoleh menjadi diam atau tidak bergerak.
27. Tombol NORM dan AUTO
28. Tombol LOCK
29. Sakelar COUPLING
Menunjukan hubungan dengan sinyal searah (DC) atau bolak-balik (AC).
30. Sakelar SOURCE
Penyesuai pemilihan sinyal.

148

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN

31. TRIGGER ALT
32. SLOPE
33. EXT

Trigger yang dikendalikan dari rangkaian di luar Osiloskop.

Gambar 7.30. Tampilan Osciloscope pada Pengukuran
Sinyal Sinus

Sumber : Dokumen Pribadi

1. Posisikan osciloscope pada posisi off terlebih dahulu
2. Posisikan tombol CAL TIME/DIV dan CAL VOLT/DIV pada posisi max.
3. Posisikan tombol yang lain tombol pada posisi tengah.
4. Pilih saklar redamam probe pada X 1 atau X 10.
5. Hubungkan probe osciloscope titik sinyal yang akan diukur
6. Hitung tegangan AC dan frekuensinya berdasarkan gelombang yang tampil

pada layar dengan rumus :

Berdasarkan tampilan tampilan gambar 7. Dimana ∑ Div vertikal adalah 4 dan
∑ Div horizontal nya 4 . Bila redaman probe X1; Volt/div nya 5 V dan Time/div
nya 5mS ,maka:
a. Tegangan puncak ke puncak/peak to peak nya dalah
Vp-p = 4 X 5 X 1

a. = 20 Vp-p
149

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN
b. Frekuensi =
1. =
2. = 50 Hz

LEMBAR PRAKTIKUM
Pengukuran Tegangan AC

A. Tujuan
1. Peserta didik dapat menggunakan volt meter AC
2. Peserta didik dapat membaca skala pada volt meter AC
3. Peserta didik dapat mengukur tegangan AC

B. Alat dan Bahan
1. Multimeter
2. Trafo step down

C. Gambar Rangkaian

D. Langkah Kerja
1. Siapkan alat dan bahan yang dibutuhkan.
2. Ataur posisi selektor pemilih multimeter pada AC V dengan batas ukur di
atas tegangan yang akan diukur.
3. Ukur tegangan dari trafo pada posisi nol dan pin yang diukur.
4. Baca hasil penunjukan multimeter.
5. Masukkan hasil pengukuran pada tabel
6. Buatlah laporan dan kesimpulan.

E. Tabel Hasil Pengukuran

No Tertulis Hasil Pengukuran Selisih

150

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

LEMBAR PRAKTIKUM

F. Keselamatan Kerja
1. Jangan bersendau gurau saat praktik
2. Pastikan batas ukur yang aman sebelum pengukuran

CONTOH SOAL
1. Alat ukur yang digunakan untuk mengukur tegangan listrik DC adalah ….

A. Volt meter AC
B. Volt meter DC
C. Ampere meter
D. Watt Meter
E. Ohm meter
2. Dalam mengukur tegangan listrik posisi alat ukur adalah
A. Pararel terhadap beban
B. Seri terhadap beban
C. Seri pararel terhadap sumber tegangan.
D. Seri terhadap sumber tegangan
E. Boleh seri boleh pararel.
3. Berikut adalah langkah dalam pengukuran tegangan listrik AC kecuali
A. Mengarahkan multimeter pada posisi Volt Meter
B. Mengambil batas ukur yang tertinggi / lebih besar dari tegangan yang

diukur.
C. Menghubungkan probe positif pada sumber positif dan probe negatif pada

sumber negatif.
D. Melihat hasil penunjukan jarus sesuai dengan batas ukur.
E. Menghubungkan probe multimeter pada sumber tegangan yang diukur.
4. Hasil pengukuran tegangan listrik DC adalah 3 Volt dengan batas ukur 10 V.
Gambar skala dari hasil pengukuran tersebut adalah:

151

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

CONTOH SOAL

5. Berikut adalah kelompok alat ukur arus listrik adalah ….
A. Amperemeter, voltmeter, KWH meter
B. mikro Amperemeter, KWH meter
C. mili Ampere meter, multimeter, KWH meter
D. Amperemeter, Multimeter, KWH meter.
E. mili Amperemeter, Amperemeter, Tang Ampere
KUNCI JAWABAN

1. B
2. A
3. C
4.
5. E

CAKRAWALA

Penemu Tahanan Listrik

Gambar 7.31 Georg Ohm

152

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

CAKRAWALA
Georg Ohm seorang ilmuwan yang lahir di Jerman 16 Maret 1789. Karya
ilmiah yang petamanya tentang penurunan gaya elektromagnetik. Hukum ohm dia
temukan 1827. Ohm menemukan bahwa arus listrik yang mengalir melalui kawat
sebanding dengan luas penampang dan berbanding terbalik dengan panjang
kawat tersebut. Hukum Ohm tersebut dituliskannya dalam buku berjudul “Die
galvanische Kette, Mathematisch Bearbeitet”.

JELAJAH INTERNET
Untuk mempelajari lebih jauh mengenai cara mengukur besaran listrik kalian
dapat mengunjungi link di bawah atau menggunakan QR Code di atas. Di dalam
web tersebut disajikan media pembelajaran interaktif yang bisa digunakan untuk
belajar bagaimana cara mengukur besaran listrik.
https://www.youtube.com/watch?v=WACpri5oUNk
https://www.youtube.com/watch?v=CdjAHGBrgpY

RANGKUMAN
Macam alat ukur listrik dan elektronika berdasarkan asas kerjanya adalah
elektrodinamis, induksi, elektrostatis, kumparan putar. Berdasarkan cara kerjanya
alat ukur listrik dan elektronika terbagi menjadi dua macam yaitu alat ukur listrik
digital adan analog. Berdasarkan besaran listrik dan elektronika maka alat ukur
listrik dan elektronika terdiri atas: Galvanometer, Ohm meter, Volt meter, Ampere
meter, Cos Phi meter, Watt meter, Frekuensi Meter, KWH Meter, Megger, Earth Meter.
Multimeter berfungsi untuk mengukur tegangan, arus dan hambatan listrik.
Dalam menggunakan multimeter kita harus memperhatikan arah pemilihan
selektor sebelum multimeter digunakan. Pembacaan hasil penunjukan pada
multimeter digital bergantung pada penunjukan jarum penunjuk dan arah selektor.
Osciloscope dapat menampilkan bentuk sinyal yang diukur. Sebelum osciloscope
dipergunakan, harus dikalibrasi terlebih dahulu. Dalam membaca amplitudo/
tegangan peak to peak yang ditampilkan layar osciloscope harus memperhatikan
pemilihan pengali pada probe, volt/div dan tinggi/amplitudo satu gelombang
penuh dari sinyal yang diukur (∑ vertikal). Dalam pembacaan frekuensi hal harus
diperhatikan time/div, ∑ horizontal satu gelombang penuh dari sinyal yang diukur.

153

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

TUGAS MANDIRI

Carilah informasi dari berbagai sumber cara menggunakan osciloscope digital!
Diskusikan hasil pencariannya dengan teman sekelas dibimbing guru pengampu.

PENILAIAN AKHIR BAB
Kerjakanlah soal-soal di bawah ini dengan baik dan benar !
1. Jelaskan perbedaan asas kerja alat ukur elektrodinamis dan elektrostatis!
2. Jelaskan langkah-langkah dalam mengukur hambatan listrik!
3. Jelaskan langkah-langkah mengukur arus listrik dengan multimeter!
4. Jelaskan perbedaan pengukuran tegangan listrik dan pengukuran arus listrik!
5. Jelaskan langkah-langkah dalam mengkalibrasi osciloscope analog!

REFLEKSI
Dengan mempelajari bab VII, Anda menjadi paham tentang alat ukur listrik
dan elektronika. Setelah mempelajarinya, hal apa yang belum Anda pahami?
Konsultasikan pada guru serta berdiskusilah dengan teman Anda karena pemahaman
dasar alat ukur listrik dan elektronika ini akan menjadi dasar pengukuran besaran-
besaran listrik ketika kita menguji coba maupun memperbaiki peralatan elektronika
dan listrik.

154

DASAR LISTRIK DAN FILTER BAB
ELEKTRONIKA VIII

BAB VIII FILTER

TUJUAN PEMBELAJARAN
Setelah selesai pembelajaran peserta didik diharapkan dapat mengetahui
berbagai macam filter frekuensi, prinsip kerja low pass filter, high pass filter, band
pass filter, band stop filter, respon frekuensi filter

PETA KONSEP

Filter

Berdasarkan sifat pen- Berdasarkan frekuensi
guatan yang dilewatkan

Filter Pasif Low pass filter
Filter Aktif High pass filter
Band pass filter
Band stop filter

KATA KUNCI
Filter, pasif low pass filter, pasif high pass filter, pasif band pass filter, pasif band
stop filter, aktif low pass filter, aktif high pass filter, aktif band pass filter, aktif band
stop filter

155

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

PENDAHULUAN

Gambar 8.1 Speaker Aktif
Sumber : http://audiopromedia.co.id/2018/04/19/isk-d55a/

Dalam kehidupan manusia sehari-hari sering dijumpai istilah filter, filter itu
sendiri berarti penyaring. Ada berbagai macam filter di sekitar kita, ada filter air, filter
udara, filter kopi dan teh, dan lain sebagainya. Filter-filter tersebut mempunyai tu-
juan yang sama yaitu agar kita mendapatkan apa yang diinginkan dari sesuatu yang
disaring. Pada elektronika istilah filter, yang dimaksud di sini adalah filter frekuensi,
frekuensi yang diinginkan akan disaring oleh filter ini, frekuensi yang diinginkan akan
dilewatkan sedang frekuensi yang tidak diinginkan akan ditahan. Contoh penerapan
filter ini sering dipakai pada audio misalnya sebagai peredam frekuensi tinggi sebe-
lum masuk ke speaker frekuensi rendah woofer atau sub woofer.

MATERI PEMBELAJARAN
A. Jenis-Jenis Filter

1. Berdasarkan penguatan
Berdasarkan sifat penguatannya filter bisa dikelompokkan menjadi:
a. Filter Pasif
Filter pasif merupakan rangkaian filter yang dibangun dari komponen-
komponen pasif saja. Komponen pasif yang sering digunakan diantaranya ada-
lah resistor, kapasitor, dan induktor. Filter pasif mempunyai keunggulan yaitu
tidak mempunyai penguatan sehingga sinyal gangguan yang tidak diinginkan
(noise) kecil dan diterapkan pada rangkaian frekuensi tinggi. Adapun kelema-
han utama dari filter pasif adalah bahwa amplitudo sinyal keluaran lebih kecil
daripada sinyal masukan, penguatan kurang dari satu dan karakteristik filter
dipengaruhi oleh impedansi beban .
b. Filter Aktif
Filter aktif yaitu filter yang komponen utamanya menggunakan kom-
ponen-komponen aktif, yaitu IC op-amp atau transistor, dengan tambahan
komponen-komponen pasif antara lain resistor, kapasitor dan induktor. Filter
aktif mempunyai kelebihan ukurannya yang relatif kecil, ringan, murah, dan

156

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN

fleksibel dalam merancangnya dibanding filter pasif. Adapun kelemahannya
antara lain akan muncul panas, ada batasan frekuensi tergantung dari kom-
ponen yang dipakai sehingga ada keterbatasan frekuensi jika diterapkan pada
frekuensi tinggi.

2. Berdasarkan Frekuensi yang Dilewatkan
Pada elektronika analog, filter sering dipakai untuk melewatkan frekuensi

yang diinginkan dan menahan atau melemahkan frekuensi yang tidak diingink-
an. Berdasarkan frekuensi yang dilewatkan filter dibagi sebagai berikut:
a. Filter lolos bawah (Low Pass Filter (LPF)
b. Filter lolos atas (High Pass Filter (HPF)
c. Filter lolos pita (Band Pass Filter (BPF)
d. Filter stop pita (Band Stop Filter (BSF)

a. Filter Pasif Lolos Bawah (Pasive Low Pass Filter)
Pada Low Pass Filter pasif frekuensi sinyal masukan yang berada di

bawah frekuensi cut off akan dilewatkan, sedangkan frekuensi sinyal masu-
kan yang di atas frekuensi cut-off akan diredam, di tahan lalu dihilangkan.
Low pass filter dapat dirangkai dengan dua jenis konfigurasi, yang pertama
rangkaian low pass filter yang disusun menggunakan gabungan dari induktor
(L) dan resistor (R), yang kedua yaitu rangkaian low pass filter disusun dari
gabungan antara resistor (R) dan kapasitor (C). Low pass filter yang meng-
gunakan satu buah resistor dan satu buah kapasitor seperti gambar 8.2 di
bawah sering disebut sebagai low pass filter orde satu.

Gambar 8.2 Rangkaian Low Pass Filter untuk Filter Pasif
Sumber https://bundet.com/pub/detail/macam-jenis-fil-

ter-dalam-teknik-elektronika 1538073939

Pada frekuensi rendah reaktansi kapasitif dari kapasitor (Xc) mempu-
nyai nilai yang besar jika dibanding dengan nilai resistif pada resistor (R), ini
berarti bahwa tegangan pada kapisor (VC) lebih besar jika dibanding dengan
drop tegangan yang ada pada resistor (VR). Dalam menentukan besarnya
tegangan keluaran (Vout) pada gambar 9.2 digunakan prinsip pembagi
tegangan, yaitu:

157

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN

Xc adalah reaktansi kapasitif dari kapasitor dalam rangkaian AC dimana

(dalam satuan Ohm).
Low Pass Filter merupakan filter yang mana frekuensi rendahnya yang
dilewatkan dan frekuensi tingginya yang diredam/ditahan. Respon frekuensi
dari low pass filter digambarkan sebagai berikut.

Gambar 8.3 Respon frekuensi Low Pass Filter
Sumber : http://analisis-wahyuhadi.blogspot.
com/2009/12/analog-digital-filter-menggunakan.html

Gambar 8.3 di atas mengggambarkan besarnya tegangan keluaran dan
frekuensi keluaran dari low pass filter. Filter ideal digambarkan dengan garis
yang penuh, sedangkan kurva secara praktik digambarkan dengan garis pu-
tus-putus. Jangkah frekuensi yang dilewatkan disebut sebagai pita lewat
(pass band). Jangkah frekuensi yang dilemahkan disebut sebagai pita stop
(stop band). Frekuensi potong cut-off (fc) disebut juga sebagai frekuensi
0,707, frekuensi 3dB, frekuensi pojok, atau frekuensi putus.
Filter pasif jenis seperti pembagi tegangan pada tahanan seri, den-
gan besar Vout seperti pada gambar di atas. Dengan atau

diperoleh penguatannya sebesar - 3dB (berkurang 3 dB),
frekuensi ini disebut dengan istilah frekuensi cut-off.

Karena terdapat dua komponen pasif dalam satu rangkaian filter pasif,
mengakibatkan sinyal keluaran mempunyai amplitudo yang lebih kecil dar-
ipada sinyal keluaran maka filter RC pasif menipiskan sinyal dan memiliki
penguatan tidak lebih dari satu.
b. Filter Pasif Lolos Atas (Pasive High Pass Filter)

Filter jenis ini hanya akan meloloskan frekuensi di atas frekuensi
cut-off (fc) pada keluarannya (output). Keluaran (output) akan mengecil atau
idealnya tidak ada jika frekuensi berada di bawah frekuensi cut-off (fc).

Gambar 8.4. Rangkaian High Pass Filter untuk Filter Pasif
Sumber: https://www.electronics-tutorials.ws/filter/filter_3.html

158

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN

Pada rangkaian di atas nilai reaktansi kapasitif dari kapasitor pada
frekuensi rendah akan sangat tinggi, kapasitor seperti sebuah rangkaian ter-
buka yang akan menahan sinyal masukan (Vin) hingga dicapai frekuensi cut-
off (fc). Jika melebihi frekuensi cut-off reaktansi kapasitif dari kapasitor akan
berkurang, hingga kapaistor seperti sebuah rangkaian tertutup yang dengan
mudah melewatkan sinyal input (Vin), gambar 8.5 di bawah ini menunjukkan
respon frekuensi dari filter lulus atas.

Gambar 8.5. Respon frekuensi high pass filter
Sumber:https://fit.labs.telkomuniversity.ac.id/yuk-kena-

lan-dengan-filter-elektronika/

c. Filter Pasif Lolos Pita (Pasive Band Pass Filter)
Filter ini merupakan penggabungan antara High Pass Filter dengan Low

Pass Filter yang dirangkai seri, sehingga frekuensi diantara frekuensi cut- off
(fc1 dan fc2) dilewatkan dan frekuensi selain frekuensi cut – off (fc) dilemah-
kan. Syarat untuk rangkaian Band Pass Filter yaitu frekuensi cut-off pada Low
Pass Filter harus lebih besar daripada frekuensi cut-off pada High Pass Filter.
Oleh karenanya, frekuensi Band Pass Filter yang diteruskan adalah hasil iri-
san dari High Pass Filter dengan Low Pass Filter.

Gambar 8.6. Rangkaian Band Pass Filter
Sumber:https://www.electronics-tutorials.ws/filter/filter_4.html

159

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN

Gambar 8.7 Respon frekuensi Band Pass Filter
Sumber:https://fit.labs.telkomuniversity.ac.id/yuk-kena-

lan-dengan-filter-elektronika/

d. Filter Pasif Stop Pita (Pasive Band Stop Filter)
Band Stop Filter kebalikan dengan Band Pass Filter, Band Stop Filter

adalah Low Pass Filter dan High Pass Filter yang digabung sehingga hanya
sinyal dengan frekuensi diluar frekuensi cut - off saja yang akan diloloskan
dan sinyal dengan frekuensi diantara frekuensi cut - off (Fc1 dan Fc2) yang
dilemahkan.

Gambar 8.8 Konfigurasi Band Stop Filter
Sumber : https://www.electronics-tutorials.ws/filter/

band-stop-filter.html

160

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN

Gambar 8.9. Respon Frekuensi Band Stop Filter
Sumber: https://www.electronics-tutorials.ws/filter/

band-stop-filter.html

e. Filter Aktif Lolos Bawah (Active Low Pass Filter)

Gambar 8.10. Rangkaian Low Pass Filter Menggunakan
op amp non Inverting
Sumber https://www.electronics-tutorials.ws/filter/
band-stop-filter.html

Gambar 8.10. di atas adalah sebuah filter aktif lolos atas (Active Low Pass
Filter) orde satu. Prinsip kerja dan respon frekuensinya persis sama dengan
yang digunakan untuk filter pasif yang dibahas sebelumnya, perbedaan uta-
manya pada penggunaan op-amp untuk penguatan dan pengendalian pen-
guatan. Low pass filter aktif yang dasar dibuat dengan cara menghubungkan
rangkaian dasar low pass filter RC dengan Op-amp Inverting atau Op-amp

161

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN

Non-inverting.
Kelebihan dari konfigurasi ini adalah bahwa memiliki impedansi input

op-amp yang besar. Dengan impedansi masukan yang besar pembebanan
yang berlebihan pada output filter dapat dicegah, sementara dengan im-
pedansi keluaran yang kecil titik frekuensi cut-off filter dari pengaruhi pe-
rubahan impedansi beban dicegah. Besar gain tegangan pada filter dengan
konfigurasi inverting ditentukan oleh besar resistor umpan balik ( R2 ) dan
nilai resistor masukan ( R1 ), untuk menentukan besar gain tegangan digu-
nakan persamaan sebagai berikut.

Sedangkan besar gain tegangan pada filter dengan konfigurasi non in-
verting ditentukan oleh besar resistor umpan balik (R2) dan nilai resistor
masukan (R1) ditambah dengan 1, untuk menentukan besar gain tegangan
digunakan persamaan sebagai berikut.
f. Filter Aktif Lolos Atas (Active High Pass Filter)

Filter aktif lolos atas (Active High Pass Filter) dapat dibuat dengan cara
menggabungkan penguat operasional atau op-amp yang menghasilkan
penguatan dengan jaringan high pass filter pasif gabungan tahan R dan kap-
asitor C.

Operasi dasar dari Active High Pass Filter hampir sama seperti rangkaian
Pasif High Pass Filter RC sebelumnya, hanya pada rangkaian ini ditambah
penguat op-amp yang memberikan penguatan dan kontrol penguatan. Sep-
erti rangkaian Low Pass Filter Aktif yang sudah dibahas sebelumnya, bentuk
paling sederhana dari High Pass Filter Aktif adalah dengan menghubungkan
high pass filter pasif RC dasar dengan penguat operasional Op-amp Invert-
ing standar atau Op-amp Non-inverting. Berikut ini adalah gambar High Pass
Filter Aktif.

Gambar 8.11. Rangkaian High Pass Filter Menggunakan Op Amp Non
Inverting

Sumber: https://www.electronics-tutorials.ws/filter/filter_6.html

162

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN

Tanggapan frekuensi rangkaian juga hampir sama dengan filter pasif, ha-
nya saja besar amplitudo sinyal ditentukan oleh penguatan penguat. Apabila
menggunakan konfigurasi Op amp non inverting, besar penguatan tegangan
adalah Av = 1 +

g. Filter Aktif Lolos Pita (Active Band Pass Filter)
Salah satu cara untuk membuat Band Pass Filter Aktif yaitu dengan men-

ghubungkan rangkaian dasar high pass filter pasif dan low pass filter pasif ke
rangkaian penguat Op-amp yang berfungsi sebagai penguat.

Gambar 8.12. Band Pass Filter Menggunakan Op Amp
Sumber:https://www.electronics-tutorials.ws/filter/

band-stop-filter.html

Kelebihan dari filter yang menggunakan konfigurasi ini adalah akan di-
hasilkan tanggapan frekuensi band pass tidak simetris yang datar dengan
separuhnya sebagai tanggapan low pass dan separuhnya lagi sebagai tang-
gapan high pass seperti yang ditunjukkan gambar 8.13. berikut.

Gambar 8.13. Respon Frekuensi Band Pass Filter
Sumber: https://www.electronics-tutorials.ws/filter/filter_7.html

Frekuensi cut off yang lebih tinggi (ƒH) serta frekuensi cut-off yang lebih
rendah (ƒL) dihitung sama seperti sebelumnya dalam rangkaian low dan high
pass filter orde-1.
h. Filter Stop Pita (Band Stop Filter)

163

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN

Gambar 8.14. Rangkaian Band Stop Filter
Sumber: https://www.electronics-tutorials.ws/filter/

band-stop-filter.html

Gambar 8.14. memperlihatkan sebuah Band Stop Filter aktif yang
dibangun menggunakan low pass filter orde-1 serta high pass filter orde-1
atau low pass filter orde-2 serta high pass filter orde-2 digabungkan dengan
rangkaian op-amp penjumlahan non-pembalik untuk menolak frekuensi
band lebar.

Gambar di bawah ini memperlihatkan kurva karakteristik dari band
stop filter.

Gambar 8.15. Kurva Respon Frekuensi Band Stop Filter
Sumber : https://www.electronics-tutorials.ws/filter/

band-stop-filter.html

164

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

LEMBAR PRAKTIKUM
A. Tujuan

Setelah menyelesaikan praktik peserta didik diharapkan dapat:
1. Memahami gambar skema rangkaian filter pasif
2. Memahami prinsip kerja rangkaian filter pasif
3. Merakit rangkaian rangkaian filter pasif
4. Menguji respons frekuensi rangkaian filter pasif RC pada seluruh spektrum

frekuensi suara 20 Hz – 20 kHz;
5. Membuat gambar kurva tanggapan frekuensi rangkaian filter pasif RC
B. Alat dan Bahan
1. Resistor dengan besar bervariasi
2. Kapasitor dengan besar bervariasi
3. Projectboard
4. Set Jumper
5. Kertas Semilog;
6. Peralatan Ukur:

a. Multimeter standard
b. Pembangkit frekuensi audio (audio Frequency Generator (AFG))
c. CRO (Cathode Ray Oscilloscope) Dual Trace
C. Keselamatan Kerja
1. Pastikan komponen terhubung dengan benar sesuai gambar skema rang-
kaian filter pasif RC.
2. Pada saat tanggapan frekuensi diukur dengan menggunakan CRO dan AFG,
kalibrasi terlebih dahulu CRO dan AFG diatur pada frekuensi tengah (1 kHz)
dan dipilih bentuk gelombang sinus dan attenuasi 0 dB.
D. Langkah Percobaan
Low Pass Filter Pasif
1. Persiapkan resistor maupun kapasitor yang akan digunakan. Kapasitor yang
digunakan adalah kapasitor non polar. Kemudian, catat besar hambatan yang
dimiliki oleh resistor dan besar kapasitansi yang dimiliki kapasitor. (Catatan
: Nilai yang tercatat harus sesuai yang tertera pada multimeter).
2. Hitung besar frekuensi cut-off secara teori.
3. Siapkan projectboard dan susunlah rangkaian low pass filter pasif seperti
pada gambar percobaan 1 berikut

165

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

LEMBAR PRAKTIKUM

4. Kondisikan jumper serta kabel dalam posisi yang benar dan tidak terjadi
hubung singkat!

5. Input sinyal generator diatur pada 500 mVpp dan bentuk sinyal masu-
kan dipilih sinusoidal pada frekuensi rendah.

6. Signal generator dimatikan kembali kemudian signal generator dihubung-
kan ke rangkaian di posisi input.

7. Rangkaian dihubungkan ke osiloskop. Pilih dual channel. Input rang-
kaian dihubungkan ke channel 1, sedangkan output rangkaian dihubungkan
ke channel 2.

8. Osiloskop dinyalakan terlebih dahulu. Tunggu sekitar 2 menit. Kemudian,
hidupkan signal generator.

9. Tegangan output diukur menggunakan multimeter
10. Frekuensi pada signal generator diubah. Kemudian frekuensi signal genera-

tor dinaikkan.
11. Gambar dan catatlah tegangan output yang ditampilkan layar osciloscope

pada setiap perubahan frekuensi signal.
12. Apabila sudah mendekati frekuensi cut-off teoritik, frekuensi dinaikkan

dengan rentang yang lebih kecil.
13. Hitunglah besar frekuensi cut-off hasil pengamatan.
14. Ubah - ubahlah frekuensi input seperti tabel 1.
15. Hitunglah besar penguatan tegangan, hasilnya dimasukkan pada tabel 1

16. Ulangi langkah-langkah di atas untuk gambar percobaan 2 high pass filter
pasif berikut Tabel 1. Pengamatan Low Pass Filter Pasif

17. Buatlah gambar respon frekuensi pada kertas semilog

Frekuensi Vin Vout Penguatan (x) Penguatan
(Hz) (Vp-p) (Vp-p) (Av = Vout/Vin) (dB)

250 20 Log Av
300
400
500
700

166

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

LEMBAR PRAKTIKUM

1000
3000
5000
7000
10000
15000
30000
50000
70000
10000
30000

Tabel 2. Pengamatan High Pass Filter Pasif

Frekuensi Vin Vout Penguatan (x) Penguatan
(Hz) (Vp-p) (Vp-p) (Av = Vout/Vin) (dB)

250 20 Log Av
300
400
500
700
1000
3000
5000
7000
10000
15000
30000
50000

167

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

LEMBAR PRAKTIKUM

70000
10000
30000

CONTOH SOAL

Pada rangkaian Low Pass Filter RC seri besar tahanan 10 KΩ dihubungkan seri
dengan kapasitor 1000 nF kemudian dihubungkan dengan suplay tegangan 10
Volt AC. Hitunglah besar tegangan keluaran dari rangkaian Low Pass Filter pada
frekuensi masukan 100 Hz dan 1 KHz?
Pembahasan
Diketahui:
Vin = 10 Volt
R = 10 KΩ = 10000 Ω
C = 1000 nF = 1.
Ditanya : Vout = .....?
Pada Frekuensi 100 Hz
Besar reaktansi kapasitif pada frekuensi 100 Hz adalah:
Xc = = 1592 Ω

Besar tegangan keluaran pada Low Pass Filter dihitung dengan rumus

Vout = x Vin

= x 10 = 1,57 V

Pada Frekuensi 1 KHz
Besar reaktansi kapasitif pada frekuensi 1000 Hz adalah:
Xc = = 159 Ω

Besar tegangan keluaran Low Pass Filter dihitung dengan rumus
Vout = x Vin

= x 10 = 0,157 V

Tegangan keluaran dari Low Pass Filter pada frekuensi masukan 100 Hz sebesar
1,57 V dan pada frekuensi 1 KHz sebesar 0,157 V. Sehingga dengan kondisi ini
dapat dibuktikan bahwa Low Pass Filter akan meluluskan sinyal listrik berfrekuensi
rendah dan meredam sinyal listrik berfrekuensi tinggi.

168

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

CAKRAWALA
Cross Over
Low pass fiter, High-pass filter banyak diterapkan di bidang audio salah sat-
unya dipakai sebagai bagian dari crossover audio, filter ini akan meneruskan yang
diinginkan ke loudspeaker tweeter dan melemahkan sinyal frekuensi yang tidak
diinginkan yang mengakibatkan terjadinya gangguan dan merusakkan. Crossover
diperlukan untuk memperbaiki kualitas suara pada amplifier yang diteruskan ke
loudspeaker.
Setiap loudspeaker memiliki jangkauan/range frekuensi kerja masing masing.
Loudspeaker jenis woofer bekerja pada frekuensi rendah (bass), middle bekerja
pada frekuensi menengah sedangkan loudspeaker jenis tweeter bekerja merespon
frekuensi tinggi (treble) agar loudspeaker tersebut bekerja dengan baik maka siny-
al masukan yang diberikan harus sesuai dengan jenis loudspeaker tersebut. Peran
crossover diperlukan untuk memilah dan memisahkan frekuensi yang disesuaikan
dengan jenis loudspeaker.
Semua crossover mempunyai low pass filter yang mempunyai fungsi menahan
frekuensi tinggi dan meloloskan frekuensi rendah ke loudspeaker woofer mau-
pun subwoofer dan juga mempunyai high pass filter yang berfungsi meloloskan
frekuensi tinggi ke loudspeaker treble dan menahan frekuensi rendah.

JELAJAH INTERNET
Untuk mempelajari desain low pass dan high pass filter
dapat dikunjungi link di bawah atau menggunakan QR Code di
atas.
https://www.youtube.com/watch?v=lc6QT8VjqVc

169

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

RANGKUMAN

1. Filter merupakan rangkaian elektronik yang dibuat agar melewatkan frekuensi
yang diinginkan dan meredam, melemahkan frekuensi yang tidak diinginkan.

2. Low pass filter merupakan filter yang bertujuan untuk melewatkan sinyal in-
put yang berfrekuensi di bawah frekuensi cut off sedangkan sinyal input yang
berfrekuensi di atas frekuensi cut off akan ditahan.

3. High pass filter merupakan filter bertujuan untuk meluluskan sinyal ber-
frekuensi di atas frekuensi cut off dan sinyal frekuensi yang berada di bawah
frekuensi cut off akan diredam

4. Band Pass Filter merupakan filter bertujuan untuk meluluskan sinyal ber-
frekuensi diantara frekuensi cut-off Low Pass Filter dan High Pass Filter. Syarat
agar Band Pass Filter dapat bekerja adalah nilai frekuensi cut-off Low Pass Fil-
ter harus di atas dari nilai frekuensi cut-off High Pass Filter.

5. Band Stop Filter akan berkebalikan dengan Band Pass Filter, Band Stop Filter
adalah Low Pass Filter dan High Pass Filter yang digabung sehingga hanya
sinyal yang berfrekuensi diluar frekuensi cut-off saja yang akan dilewatkan
sedangkan sinyal yang memiliki frekuensi diantara frekuensi cut-off (Fc1 dan
Fc2) akan dilemahkan.

TUGAS MANDIRI
Carilah informasi dari berbagai sumber belajar mengenai penerapan berbagai
filter frekuensi pada bidang elektronika di sekitar Anda.
Hasilnya dimasukkan pada tabel berikut

No Jenis Filter Penerapan Keterangan
1 Low Pass Filter
2 High Pass Filter
3 Band Pass Filter
4 Band Stop Filter

PENILAIAN AKHIR BAB
Jawablah pertanyaan berikut ini dengan benar!
1. Jelaskan kelebihan-kelebihan filter aktif dibandingkan dengan filter pasif!
2. Dari gambar filter berikut ini, jelaskan cara kerjanya!

170

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

PENILAIAN AKHIR BAB

3. Gambarkan bentuk respon frekuensi dari High Pass Filter!
4. Jelaskan perbedaan diantara Band Pass Filter dengan Band Stop Filter!
5. Tentukan besarnya peguatan tegangan dari filter di bawah ini, apabila R1 =

10 K, R2 = 100K

171

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

REFLEKSI

Setelah mempelajari bab filter ini, Anda tentu akan menjadi lebih paham
konsep dasar tentang filter. Dari materi-materi yang dipaparkan pada bab ini, hal-
hal apa yang menurut Anda paling kurang bisa dipahami? Coba diskusikan dengan
teman maupun guru Anda sebab materi filter ini menjadi dasar dari materi yang
akan dibahas pada materi elektronika selanjutnya.

172

DASAR LISTRIK DAN BAB
ELEKTRONIKA IX

DASAR ELEKTRONIKA DIGITAL

BAB IX DASAR ELEKTRONIKA DIGITAL

TUJUAN PEMBELAJARAN

Setelah mempelajari materi dasar elektronika digital peserta didik
mampu memahami sistem bilangan, gerbang dasar logika dan menerapkannya
pada sistem rangkaian digital sederhana.

PETA KONSEP

Dasar Elektronika Digital

Sistem Konversi Aljabar Gerbang Rangkaian
bilangan Bilangan Boolean Dasar Flip-flop

1. Bilangan 1. Bilangan 1. NOT 1. RS Flip
Biner Biner 2. AND Flop
3. OR
2. Bilangan 2. Bilangan 4. NAND 2. D Flip Flop
Oktal Oktal 5. NOR 3. JK Flip
6. EX OR
3. Bilangan 3. Bilangan 7. EX NOR Flop
Desimal Desimal

4. Bilangan 4. Bilangan
Hexa Hexa
desimal desimal

KATA KUNCI

Sistem bilangan, konversi bilangan, aljabar boolean, gerbang logika, rangkaian
flip flop

173

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

PENDAHULUAN

Gambar 9.1 Perangkat Komputer sebagai Contoh Perangkat Sistem Digital dan Analog
Sumber :https://www.didno76.com/2019/01/cara-menggunakan-komputer-atau-laptop.html

Pada zaman sekarang sistem digital sudah menggantikan sistem analog. Sistem
digital hanya mengenal/memiliki dua keadaan atau dua nilai, tetapi dalam susunannya
dapat mewakili nilai berapa pun pada sistem analog.

MATERI PEMBELAJARAN
A. Sistem Bilangan

Sistem bilangan merupakan cara untuk mewakili nilai dari sesuatu. Dalam
sistem bilangan ada dua istilah yaitu absolue value dan position value. Absolue
value merupakan nilai tiap-tiap digit bilangan tersebut dan position value adalah
bobot dari tiap-tiap digit tergantung dari letak posisi digit tersebut.
Sistem bilangan ada empat yaitu :
1. Bilangan Biner

Bilangan biner mempunyai 2 lambang bilangan (0,1). Position value
bilangan biner yaitu perpangkatan dari nilai 2.
Bilangan 1001(2) berarti :

174

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN
2. Bilangan Oktal

Bilangan Oktal mempunyai 8 macam lambang bilangan (0,1,2,3,4,5,6,7).
Position value bilangan oktal adalah perpangkatan dari nilai 8.

Contoh:

3. Bilangan Desimal
Bilangan desimal mempunyai 10 macam lambang (0,1,2,3,4,5,6,7,8,dan

9). Sistem ini menggunakan basis 10. Integer desimal: adalah nilai desimal
yang bulat, misalnya 8598 dapat diartikan :

4. Bilangan Hexadesimal
Bilangan hexadesimal mempunyai 16 macam lambang bilangan dan

angka (0 ,1,2,3,4,5,6,7,8,9, A,B,C,D,E dan F). A = 10, B = 11, C= 12, D = 13, E =
14, dan F = 15
Position value sistem bilangan hexadesimal adalah perpangkatan dari nilai
16.

175

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN
Contoh:

B. Konversi Bilangan
Konversi bilangan merupakan suatu cara untuk mengubah suatu sistem

bilangan yang satu ke sistem bilangan yang lain.
1. Mengubah Bilangan Desimal

a. Mengubah bilangan Desimal ke biner
Cara mengubah bilangan desimal ke bilangan biner dengan membagi

bilangan desimal tersebut dengan 2 lalu sisa pembagiannya dituliskan.
Contoh:


b. Mengubah bilangan Desimal ke oktal
Mengubah bilangan desimal ke bilangan oktal dengan membagi bilangan

desimal tersebut dengan delapan (8) lalu sisa pembagiannya dituliskan.
Contoh:

176

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN

c. Mengubah Bilangan Desimal ke Hexadesimal
Mengubah bilangan desimal ke bilangan hexadesimal dengan membagi

bilangan desimal tersebut enam belas (16) lalu sisa pembagiannya
dituliskan.
Contoh:


2. Mengubah sistem bilangan Biner
a. Mengubah Biner ke desimal
Position valuenya dikalikan dengan masing-masing digit dalam bilangan
biner tersebut.
Contoh:

b. Mengubah Biner ke Oktal
Dengan mengelompokkan tiga bilangan biner dari belakang lalu diubah
ke bilangan oktal.

177

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN
Contoh:

dan seterusnya untuk kelompok bilangan biner yang lain.
c. Mengubah Biner ke Hexademial

Dengan mengelompokkan 4 bilangan biner dari belakang lalu diubah
menjadi bilangan biner.
Contoh:

Cara mengubah setiap kelompoknya sama seperti pada bilangan biner ke
oktal.
3. Mengubah sistem bilangan Oktal
a. Mengubah Oktal ke Desimal
Masing-masing digit oktal dikalikan dengan position valuenya.
178

DASAR LISTRIK DAN MATERI PEMBELAJARAN
ELEKTRONIKA

Contoh:

b. Mengubah Oktal ke Biner
Masing-masing digit oktal diubah ke tiga digit biner.
Contoh:

c. Mengubah Oktal ke Hexadesimal
Cara mudahnya yaitu dengan cara mengubah bilangan oktal menjadi biner
lalu diubah ke hexadesimal.
Contoh:


4. Mengubah dari bilangan Hexadesimal

a. Mengubah Hexadesimal ke Desimal
Tiap - tiap digit bilangan hexadesimal ddikalikan engan position valuenya.
Contoh:
179

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN
b. Mengubah Hexadesimal ke Oktal

Dengan cara mengubah dari bilangan hexadesimal menjadi bilangan biner
dulu, baru diubah ke oktal.
Contoh:

C. Aljabar Boolean pada Rangkaian Logika
Aljabar boolean adalah cara untuk menyerdahanakan rangkaian logika

yang rumit. Aljabar boolean terdapat kaidah/hukum-hukum aljabar Boolean
yang meliputi :

Dalam menyederhanakan persoalan logika dapat menggunakan Aljabar Boolean.
Contoh Soal
Jika
Maka dapat disederhanakan :

180

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN

Peta karnaught juga merupakan metode dalam menyederhanakan
persoalan logika selain menggunakan aljabar boolean. Peta karnaught adalah
susunan segi empat beraturan yang berpola 2ⁿ dimana n menunjukkan jumlah
variabel masukan pada rangkaian logika.

Jika fungsi dengan 2² variabel masukan peta karnaught akan terdiri atas
2²= 4 kotak, jika 3 variabel masukan petanya akan terdiri atas 2³ = 8 kotak dan
seterusnya untuk n variabel masukan petanya akan terdiri atas 2ⁿ kotak.

(a)

(b)

Gambar 9.2 Peta Karnaught dengan Dua Variabel Masukan
Sumber : https://media.neliti.com/media/publications/168136-ID-penyederhanaan-ungkapan-boole-dari-suatu.pdf

Cara memasukkan nilai peta karnaught yaitu jika dalam tabel kebenaran
A=0; B = 0 dan f = 1 maka kita masukkan nilai f pada kolom dan baris yang
A=B=0. Masukkan nilai yang lain ke peta karnaught, seperti gambar b di atas.
Sehingga setelah dimasukkan semua maka didapat persamaan logika

D. Gerbang Dasar Logika
Gerbang logika dasar terdiri dari 3 (tiga) dasar dan 4 (empat) gerbang

logika bentukan yang masih dimasukkan dalam jenis gerbang logika dasar. Tiga
logika dasar adalah: NOT, AND, dan OR, sedangkan empat logika bentukan yang
dimasukkan dalam logika dasar adalah: NAND, NOR, EXOR, dan EXNOR. Penjelasan
masing-masing jenis logika dasar mengenai sifat dan hubungan input ouput
sebagai berikut :

181

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN

1. Gerbang NOT
Gerbang NOT atau inverter/pembalik. Output dari gerbang NOT selalu

lawan dari inputnya.

Input Output
0 1
1 0

Gambar 9.3 Lambang dan Tabel Kebenaran Gerbang OR

Sumber : Dokumen Pribadi

2. Gerbang AND
Output gerbang AND akan 0 jika ada salah satu input 0. Outputnya 1 jika

semua inputnya 1. Gerbang AND bersifat seperti rangkaian dua buah saklar
diseri.

Gambar 9.4 Lambang dan Tabel Kebenaran Gerbang AND
Sumber : Dokumen Pribadi

182

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN

3. Gerbang OR
Gerbang OR memiliki karakteristik jika ada salah satu input bernilai 1,

maka hasil outputnya pasti akan bernilai 1. Outputnya akan bernilai 0 jika ada
salah satu atau semua inputnya bernilai 1. Gerbang AND bisa diumpamakan
sebagai sebuah rangkaian dengan dua buah saklar yang disusun secara
pararel.

Gambar 9.5 Lambang dan Tabel Kebenaran Gerbang OR
Sumber : Dokumen Pribadi

4. Gerbang NAND
Gerbang logika NAND adalah gerbang AND yang ditambah gerbang NOT

pada outputnya. Output NAND adalah kebalikan dari output gerbang AND.
Output gerbang NAND bernilai 0 bila semua inputnya bernilai 1. Outputnya
bernilai 1 bila ada salah satu atau semua inputnya bernilai 0.

183

DASAR LISTRIK DAN
ELEKTRONIKA

MATERI PEMBELAJARAN

Gambar 9.6 Lambang dan Tabel kebenaran gerbang NAND
Sumber : Dokumen Pribadi

5. Gerbang NOR
Gerbang NOR atau NOT-OR adalah gerbang logika OR ditambah gerbang

NOT pada outputnya. Jika ada salah satu input/semua input, maka output-nya
0. Jika semua input 0, maka outputnya 1.

Gambar 9.7 Lambang dan Tabel Kebenaran Gerbang NOR
Sumber: Dokumen Pribadi

6. Gerbang XOR
Output gerbang XOR/Exclusive-OR akan bernilai 1 jika inputnya sama

semua. Sebaliknya, jika inputnya berbeda atau tidak sama semua maka
outputnya akan bernilai 0.
7. Gerbang XNOR

Output gerbang XNOR atau Exclusive NOR akan bernilai 1 jika inputnya
184