42 Meter Ohm Jenis Pirau Terdiri daripada bateri bersiri dengan rintangan boleh laras R1 dan pergerakan meter. Rintangan yang tidak diketahui disambungkan selari dengan meter. Persamaan Derivasi Untuk Meter Ohm Jenis Pirau Konsep Selari Vm = Vx I = Im + Ix
43 Contoh 5 Litar ohmmeter pirau di bawah menggunakan jumlah arus 5µA dengan rintangan dalaman 500Ω. Nilai perintang pengehad arus, R1 4.5KΩ, Kira RX apabila arus ialah 0A, ¼ FSD,½ FSD dan IFSD.
44 Penyelesaian : Pada skala 0A ( ) ( ) = − = − = 0 5 0 0 500 x x m m m x R A R I I I R R Pada skala ¼ FSD ( ) ( ) = − = − = 166.7 5 1.25 1.25 500 x x m m m x R A R I I I R R
45 Pada skala ½ FSD ( ) ( ) = − = − = 500 5 2.5 2.5 500 x x m m m x R A R I I I R R Pada skala FSD ( ) ( ) = − = − = x x m m m x R A R I I I R R 5 5 5 500
46 2.6 METER PELBAGAI Merupakan alat yang digunakan untuk mengukur rintangan dan voltan serta memeriksa kesinambungan litar dan komponen elektrik. Meter pelbagai terdiri daripada Multimeter Analog, Multimeter Digital dan Meter Pengapit. Multimeter Analog Rajah 2.17 : Skala Multimeter Analog Multimeter Analog terdiri daripada: i. Ammeter DC ii. DC dan AC Voltmeter iii. Ohmmeter
47 Rajah 2.19 : Bahagian Dan Fungsi Multimeter Analog i. Ammeter DC Gunakan untuk mengukur arus yang mengalir (aliran elektrik) melalui litar (dalam unit S.I yang dipanggil "Amps" dilambangkan dengan "A"). ii. DC dan AC Voltmeter Gunakan untuk mengukur potensi merentas dua mata ( dalam unit S.I dipanggil "Volt "dilambangkan dengan "V"). iii. Ohmmeter Gunakan untuk mengukur rintangan melalui elektrik komponen (dalam unit S.I. dipanggil "Ohms" dilambangkan dengan “Ω”).
48 Rajah 2.20 : Multimeter Analog
49 Rajah 2.21 : Bahagian Dan Fungsi Multimeter Analog
50 Julat Multimeter Analog Rajah 2.18 : Julat Multimeter Analog Kepentingan Kepekaan Meter 1. Sensitiviti ialah nisbah jumlah rintangan bagi voltmeter kepada bacaan skala penuhnya dalam volt, dinyatakan dalam Ohm per Volt. Kepekaan (S) = 1/Ifsd (Ω/V) 2. Multimeter mestilah mempunyai kepekaan yang tinggi sekurang-kurangnya 20kΩ/V sebaliknya rintangan mereka pada voltan DC julat mungkin terlalu rendah untuk mengelakkan gangguan litar dalam ujian dan memberikan bacaan yang salah.
51 Keselamatan Multimeter Analog Dan Langkah Berjaga-Berjaga 1. Jangan sekali-kali menggunakan kuasa pada litar semasa mengukur rintangan dengan multimeter. 2. Sambungkan multimeter secara bersiri dengan litar untuk pengukuran arus, dan selari untuk pengukuran voltan. 3. Pastikan multimeter bertukar kepada AC sebelum cuba mengukur litar AC. 4. Perhatikan kekutuban DC yang betul semasa mengukur nilai DC. 5. Apabila selesai menggunakan multimeter, tukarkannya ke kedudukan MATI, jika ada. Jika tiada kedudukan OFF, tukar multimeter ke kedudukan voltan tertinggi. 6. Sentiasa mulakan dengan julat voltan atau arus tertinggi. 7. Laraskan bacaan “0 ohm” selepas menukar julat rintangan dan sebelum membuat ukuran rintangan. 8. Pastikan anda membaca ukuran AC pada skala AC multimeter. Hubungkan Rintangan Meter Analog Dengan Kepekaan Dan Julat Meter Rintangan Meter = Sensitiviti × bacaan maksimum julat Contoh 5 Meter dengan sensitiviti 20kΩ/V pada julat 10V. Rintangan = 20kΩ/V × 10V = 200kΩ.
52 Bahagian Dan Fungsi Multimeter Analog Meter berbilang adalah pelbagai tujuan biasa alat yang digunakan untuk mengukur kuantiti elektrik dalam litar (contoh: rintangan, voltan & arus) Multimeter Digital Dan Meter Pengapit Rajah 2.22 : Rajah Blok Multimeter Digital Fungsi Setiap Blok Multimeter Penyaman Isyarat Bahagian Penyaman Isyarat menyediakan voltan analog DC - untuk digunakan pada bahagian ADC. Tugas ini dicapai oleh pembahagi voltan input, shunts semasa, penukar AC, penukar ohm, penapis aktif dan pensuisan yang berkaitan. Penukar Analog-ke-Digital (Penukar A/D) Menukar voltan keluaran dc daripada bahagian Penyaman Isyarat kepada maklumat digital.
53 Paparan Paparkan nilai daripada bahagian penukar A/D. Cth.Bacaan LED/tujuh segmen (Diod Pemancar Cahaya). Kelebihan Dan Kelemahan Multimeter Digital Kelebihan Keburukan ● Ketepatan dan resolusi yang lebih tinggi ● Lebih mudah dibaca, dipaparkan sebagai nombor ● Tiada ralat paralaks ● Kurangkan kesilapan manusia ● Meter digital boleh disambung dengan selamat secara terbalik ● Mungkin memerlukan ingatan ● Lebih mahal dan juga memerlukan bekalan kuasa ● Input berulang adalah mungkin Jadual 4 : Kelebihan Dan Kelemahan Multimeter Digital
54 Perbezaan Antara Multimeter Analog Dan Multimeter Digital Bil . Aspek Multimeter Analog Multimeter Digital 1 Bekalan kuasa Tidak perlu Perlu 2 Petunjuk visual perubahan dalam bacaan lebih baik Tidak baik 3 Kesan bunyi elektrik Kurang Banyak 4 Ketepatan Kurang Tinggi 5 Antara muka dengan peralatan luaran Tidak mungkin Mungkin ada 6 Pembinaan Mudah Rumit 7 Kos Kurang Banyak Jadual 5 : Perbezaan Antara Multimeter Analog Dan Multimeter Digital
55 Langkah Berjaga-Jaga Keselamatan Dalam Menggunakan Multimeter Digital 1. Jangan sekali-kali menggunakan kuasa pada litar semasa mengukur rintangan dengan multimeter. 2. Sambungkan multimeter secara bersiri dengan litar untuk pengukuran arus, dan selari untuk pengukuran voltan. 3. Pastikan multimeter ditukar kepada AC sebelum cuba mengukur litar AC. 4. Perhatikan kekutuban DC yang betul semasa mengukur litar DC. 5. Sentiasa mulakan dengan julat voltan atau arus tertinggi. 6. Patuhi langkah berjaga-jaga keselamatan am untuk peranti elektrik dan elektronik. Pengukuran Voltan Rajah 2.23 : Cara mengukur voltan
56 Pengukuran Arus Rajah 2.24 : Cara mengukur arus
57 Pengukuran Rintangan Rajah 2.25 : Cara mengukur rintangan
58 2.7 METER PENGAPIT Rajah 2.26 : Meter Pengapit Pengenalan Meter Pengapit 1. Meter pengapit ialah sejenis meter yang mengukur arus elektrik (AC) dalam konduktor tanpa perlu memutuskan pendawaian iaitu arus yang mengalir melaluinya. 2. Meter pengapit mempunyai dua rahang yang terbuka untuk membenarkan pengapit di sekeliling konduktor elektrik. 3. Meter ini juga dikenali sebagai penguji tong atau Amprobes. 4. Kelebihan meter ini berbanding ammeter ialah tidak perlu memutuskan litar untuk mengukur arus. 5. Biasa digunakan untuk mengukur arus dalam litar yang berbahaya kerana sukar untuk memutuskan litar untuk meletakkan ammeter dalam barisan untuk ujian. 6. Meter pengapit akan dikepit pada wayar pengalir pada titik yang ingin di ukur arusnya.
59 7. Kebiasanya penggunaan meter ini untuk mengukur nilai arus ulang alik (AC) lebih tinggi daripada 10A. Arus terus dan arus AC yang sangat rendah (miliamp) adalah lebih sukar untuk diukur. Prinsip Asas Meter Pengapit Rajah 2.27 : Blok meter Pengapit Digital a. Meter pengapit terdiri daripada Transformer Jaws, elemen Hall dan GAP. b. Elemen dewan digunakan sebagai sensor untuk mengesan arus DC dan diletakkan merentasi celah yang dicipta dengan memotong sebahagian rahang pengubah. c. Apabila berlaku aliran fluks magnet yang berkadar dengan kedua-dua arus primer AC dan DC dalam rahang pengubah elemen dewan ini mengesan fluks magnet dan mengeluarkannya sebagai voltan keluaran.
60 Pengendalian Meter Pengapit 1. Meter pengapit AC beroperasi pada prinsip pengubah arus (CT) yang digunakan untuk mengambil fluks magnet yang dihasilkan akibat arus yang mengalir melalui konduktor. 2. Dengan mengandaikan arus yang mengalir melalui konduktor sebagai arus primer. 3. Arus ini berkadar dengan arus primer melalui aruhan elektromagnet dari sisi sekunder (belitan) pengubah yang disambungkan kepada litar pengukur alat. 4. Ini menghasilkan bacaan arus AC pada paparan digital (dalam kes meter pengapit digital). Rajah 2.28 : Meter Pengapit
61 Sambungan Meter Pengapit Untuk Sukatan Arus Bergali-Gali Rajah 2.29 : Litar meter pengapit untuk AC pengukuran arus. 1. Tetapkan suis Fungsi kepada julat 40 atau 200A AC. 2. Tekan pencetus rahang dan kepitkan, sertakan sepenuhnya satu konduktor. Jangan biarkan jurang antara dua bahagian rahang (Ambil ukuran di tengah teras bahagian yang diapit untuk meminimumkan ralat pengukuran). 3. Jika dua garisan selari wayar diapit, pengukuran arus tidak boleh dibuat. 4. Baca nilai ACA pada LCD.
62 BAB 3 : OSILOSKOP DAN PENJANA ISYARAT 3.0 PENGENALAN Osiloskop merupakan satu peranti yang membolehkan amplitud isyarat elektrik, sama ada voltan, arus, kuasa dan sebagainya dipaparkan terutamanya sebagai fungsi masa (instrumen asas untuk mengkaji semua jenis bentuk gelombang). Osiloskop ialah alat elektronik pengesan voltan yang digunakan untuk menggambarkan bentuk gelombang voltan tertentu serta memaparkan variasi bentuk voltan sesuatu isyarat dalam tempoh masa tertentu pada skrin osiloskop. 3.1 JENIS-JENIS DAN FUNGSI OSILOSKOP Osiloskop terbahagi kepada dua jenis iaitu osiloskop analog dan osiloskop digital. Osiloskop Penyimpanan Digital (DSO) merupakan nama lain bagi osiloskop digital manakala Osiloskop Sinar Katod (CRO) pula adalah nama lain bagi osiloskop analog. Fungsi Utama Bagi Osiloskop i. Ukur voltan AU/AT ii. Ukur arus AU/AT iii. Ukur masa dan kekerapan iv. Ukur perbezaan fasa antara dua bentuk gelombang
63 Kebaikan Dan Keburukan Osiloskop Digital Dan Analog Jadual 3.1 : Kebaikan Dan Keburukan Osiloskop Digital KEBAIKAN KEBURUKAN Pengukuran ketepatan tinggi Lebih mahal Storan paparan Boleh menjadi kurang intuitif untuk dikendalikan (kerana ia biasanya mempunyai lebih banyak ciri) Paparan terang dan fokus dengan baik Pengukuran automatik Komputer, sambungan pencetak/ploter Keupayaan pemprosesan bentuk gelombang termasuk fungsi matematik Penentukuran sendiri Jadual 3.2 : Kebaikan Dan Keburukan Osiloskop Analog KEBAIKAN KEBURUKAN Kawalan biasa Ketepatan rendah Kemas kini paparan segera untuk pelarasan masa nyata Paparan kelipan atau paparan malap Kawalan langsung dan khusus untuk pelarasan yang sering digunakan seperti kepekaan menegak, kelajuan asas masa, kedudukan surih dan tahap pencetus kos rendah. Tiada keupayaan melihat pra-cetusan Lebar jalur terhad Kos pemilikan yang lebih tinggi Keupayaan pengukuran terhad
64 3.2 PROBE OSILOSKOP Rajah 3.1 : Probe Osiloskop i. Osiloskop menunjukkan beza keupayaan antara dua terminal probe. ii. Probe cangkuk merupakan terminal yang biasanya disambungkan ke nod dalam litar yang menarik voltan. iii. Terminal lain biasanya disambungkan ke bumi. iv. Probe dipasang pada saluran masukan osiloskop. v. Kebanyakan osiloskop akan mempunyai sekurang-kurangnya dua saluran masukan dan setiap saluran masukan pula boleh memaparkan bentuk gelombang pada skrin. vi. Pelbagai saluran boleh digunakan untuk membandingkan bentuk isyarat. Cangkuk Boleh Tarik Cincin Penanda Alat Pelarasan Pelindung IC Penyambung BNC Klip buaya (Bumi)
65 3.3 PENENTUKURAN OSILOSKOP Langkah Proses Penentukuran i. Hidupkan OSILOSKOP ii. Letakkan PENYAMBUNG BNC probe ke MASUKAN osiloskop (CH1) iii. Hujung cangkuk (probe) diletak pada CAL dan klip buaya (probe) ke BUMI iv. Pastikan MOD pemilihan adalah sama dengan input v. Pilih VOLT/BAHAGIAN sama dengan nilai pada CAL vi. MASA/BAHAGIAN diletak pada 0.5ms untuk mendapat bacaan F = 1kHz vii. Pada skrin : bentuk gelombang yang muncul ialah gelombang persegi Sambungan Untuk Proses Penentukuran Osiloskop Rajah 3.2 : Sambungan bagi Proses Penentukuran Osiloskop Masukan Osiloskop Penyambung BNC Plug BNC Keluaran Penentukuran Osiloskop CH1 Tolak dan Putar Klip Buaya Merah Sambung di keluaran 2V Klip Buaya Hitam Sambung di simbol bumi
66 Bentuk gelombang yang dipaparkan. Rajah 3.3 : Paparan Gelombang bagi Proses Penentukuran Osiloskop 3.4 FUNGSI KAWALAN ASAS OSILOSKOP Osiloskop Analog Rajah 3.4 : Paparan Kawalan Asas Osiloskop Analog Kawalan Paparan Osiloskop Kawalan Pencetusan Kawalan Menegak Kawalan Mendatar
67 Osiloskop Digital Rajah 3.5 : Paparan Kawalan Asas Osiloskop Digital Panel hadapan osiloskop dibahagikan kepada empat bahagian utama yang berlabel: i. Kawalan Paparan ii. Kawalan Menegak iii. Kawalan Mendatar iv. Kawalan Pencetusan Kawalan Paparan Osiloskop Kawalan Pencetusan Kawalan Menegak Kawalan Mendatar
68 Tiga tetapan asas perlu dilaraskan apabila menggunakan osiloskop bagi menampung isyarat masuk: i. Pengecilan atau penguatan isyarat Gunakan kawalan volt/bahagian untuk melaraskan amplitud isyarat kepada julat ukuran yang dikehendaki. ii. Asas masa Gunakan kawalan masa/bahagian untuk menetapkan jumlah masa setiap bahagian yang diwakili secara mendatar merentas skrin. iii. Pencetusan osiloskop Gunakan tahap pencetus untuk menstabilkan isyarat berulang atau untuk mencetuskan isyarat. Kawalan Paparan Panel hadapan osiloskop termasuk skrin paparan dan tombol, butang, suis dan penunjuk yang digunakan untuk mengawal paparan gelombang. Kawalan panel hadapan biasanya dibahagikan kepada bahagian menegak, mendatar dan pencetus. Ia juga termasuk penyambung masukan. Fungsi Kawalan Paparan 1) SUIS KUASA HIDUP/MATI Untuk menunjukkan kuasa hidup & mati. Apabila peralatan dihidupkan, lampu hijau akan muncul. 2) LAMPU KUASA Lampu LED ini menyala apabila kuasa dihidupkan. 3) TOMBOL INTENSITI Ia boleh mengawal kecerahan isyarat. 4) TOMBOL FOKUS Untuk menjadikan gelombang dipaparkan lebih tajam (untuk jelas kesan garisan)
69 5) TOMBOL SKALEILLUM Ini digunakan untuk melaraskan kecerahan skala. Jika tombol ini dipusingkan mengikut arah jam, kecerahan meningkat. 6) TERMINAL CAL. 0.5V/2V Untuk menentukur keluaran dengan bentuk gelombang segi empat tepat 0.5V/2V dan 1 KHz (segiempat) atau untuk menentukur probe. 7) TERMINAL GND Ini adalah terminal pembumian. Kawalan Menegak Kawalan menegak boleh digunakan untuk meletakkan dan menskalakan bentuk gelombang secara menegak. Juga boleh digunakan untuk menetapkan gandingan masukan. Tombol/butang yang terlibat dalam paparan kawalan menegak ialah: i. Penghubung masukan CH1/CH2 ii. Suis pemilih volt/bahagian iii. Kedudukan menegak iv. Suis AC-GND-DC v. Suis tambah vi. Suis terbalik vii. Suis pemilih mod viii. Menu matematik
70 Fungsi Kawalan Menegak 1) PENGHUBUNG MASUKAN CH1 / CH2 Ini ialah penyambung BNC yang digunakan untuk masukan menegak CH1 / CH2 2) SUIS PEMILIH VOLT/BAHAGIAN Tentukan nilai voltan yang sepadan dengan setiap pembahagian menegak pada skrin osiloskop. Apabila nilai volt/bahagian diubah, saiz gelombang pada skrin berubah. 3) KEDUDUKAN MENEGAK Digunakan untuk memindahkan surih CH1 atau CH2 ke atas atau ke bawah pada skrin osiloskop. 4) SUIS AC-GND-DC Pilih pilihan gandingan input berikut untuk CH1 dan CH2 AC: menyekat komponen isyarat AT yang membenarkan hanya isyarat AU masuk ke pengecil GND: isyarat input dimatikan dan pengecil dibumikan DC: gandingan AT, semua isyarat disambungkan terus ke pengecil Rajah 3.6 : Paparan Kawalan Menegak SUIS AC – GND – DC KEDUDUKAN MENEGAK SUIS PEMILIH VOLT/BAHAGIAN PENGHUBUNG MASUKAN CH1 / CH2 SUIS PEMILIH MOD
71 5) SUIS TAMBAH Skop memaparkan jumlah algebra bagi surih CH1 dan CH2. 6) SUIS TERBALIK Kekutuban isyarat CH2 adalah terbalik 7) SUIS PEMILIH MOD (MOD MENEGAK) Memilih mod pengendalian paksi menegak CH1: hanya isyarat yang digunakan pada CH1 dipaparkan pada skrin CH2: hanya isyarat yang digunakan pada CH2 dipaparkan pada skrin DUAL: apabila kedua-dua butang CH1 dan CH2 ditolak masuk, isyarat yang digunakan pada input CH1 dan CH2 dipaparkan pada skrin TAMBAH: paparkan jumlah algebra bagi voltan masukan CH1 dan CH2 8) MENU MATEMATIK Memaparkan menu operasi matematik bentuk isyarat dan juga boleh digunakan untuk menghidupkan dan mematikan bentuk isyarat matematik. Rajah 3.7 : Menu Matematik pada Paparan Kawalan Menegak MENU MATEMATIK
72 Kawalan Mendatar Sistem mendatar osiloskop paling rapat dikaitkan dengan pemerolehan isyarat masukan (biasanya untuk osiloskop digital). Kawalan mendatar digunakan untuk meletakkan dan menskalakan bentuk gelombang secara mendatar. Tombol/butang yang terlibat dalam paparan kawalan mendatar ialah: 1) MASA/BAHAGIAN 2) KEDUDUKAN MENDATAR 3) PULL x10 MAG 4) X-Y Rajah 3.8 : Paparan Kawalan Mendatar KEDUDUKAN MENDATAR MASA/BAHAGIAN PULL X10 MAG X-Y
73 Fungsi Kawalan Mendatar (Osiloskop Analog) 1) MASA/BAHAGIAN Melaraskan skala mendatar saluran 1 dan saluran 2. Memilih skala daripada julat 0.05µs/bahagian kepada 2s/bahagian dalam 23 langkah yang ditentukur. 2) KEDUDUKAN MENDATAR Kawalan ini melaraskan kedudukan gelombang dari kiri ke kanan. 3) PULL x10 MAG Untuk menggunakan pesongan mendatar sebanyak 10 kali, dengan itu meningkatkan kepekaan mendatar sebanyak 10 kali untuk operasi X-Y, dan meningkatkan kelajuan sapuan berkesan sebanyak 10 kali. 4) X-Y Memaparkan isyarat input CH1 dan CH2 sebagai graf X dan Y. Isyarat pesongan menegak digunakan pada masukan CH1 dan isyarat pesongan mendatar digunakan pada masukan CH2.
74 Fungsi Kawalan Mendatar (Osiloskop Digital) 1) KEDUDUKAN Laraskan kedudukan mendatar semua saluran dan bentuk gelombang matematik. Resolusi kawalan ini berbeza dengan tetapan asas masa. 2) MENU HORIZ. Memaparkan menu mendatar. 3) TETAPKAN KEPADA SIFAR. Tetapkan kedudukan mendatar kepada sifar. 4) SEC/DIV. Memilih masa/bahagian mendatar (faktor skala) untuk asas masa utama atau tetingkap. Apabila Zon Tetingkap diaktifkan, ia akan menukar lebar zon tetingkap dengan menukar asas masa tetingkap. Rajah 3.9 : Paparan Kawalan Mendatar (Osiloskop Digital) KEDUDUKAN MENU HORIZ TETAPKAN KEPADA SIFAR SEC/DIV
75 Kawalan Pencetus Kawalan pencetus digunakan untuk menstabilkan bentuk gelombang. Fungsi Kawalan Pencetus Tombol/butang yang terlibat dalam kawalan pencetus ialah: 1) SUIS PEMILIH PUNCA PENCETUS 2) TOMBOL TAHAP TRIG 3) HOLD OFF CONTROL Rajah 3.10 : Paparan Kawalan Pencetus Fungsi Kawalan Pencetus (Osiloskop Analog) 1) SUIS PEMILIH PUNCA PENCETUS INT: Isyarat masukan yang digunakan pada CH1 atau CH2 menjadi isyarat pencetus CH2: Isyarat masukan yang digunakan untuk CH2 menjadi isyarat pencetus LINE: Kekerapan talian kuasa menjadi pencetus sumber isyarat EXT: Isyarat luaran yang digunakan pada input EXT menjadi isyarat pencetus. 2) TRIG LEVEL KNOB Kawalan ini menetapkan titik amplitud pada bentuk isyarat pencetus yang akan memulakan sapuan. 3) HOLDOFF CONTROL Membenarkan pencetus pada isyarat kompleks tertentu dengan menukar masa penangguhan sapuan utama. SUIS PEMILIH PUNCA PENCETUS HOLD OFF CONTROL TOMBOL TAHAP TRIG
76 Fungsi Kawalan Pencetus (Osiloskop Digital) 1) LEVEL dan USER SELECT Apabila anda menggunakan pencetus Edge, fungsi utama tombol LEVEL adalah untuk menetapkan aras amplitud isyarat mesti menyeberang untuk menyebabkan pemerolehan. 2) SET TO 50% Tahap pencetus ditetapkan pada titik tengah menegak antara puncak isyarat pencetus. 3) FORCE TRIG Digunakan untuk menyelesaikan pemerolehan tanpa mengira isyarat pencetus yang mencukupi. Butang ini tidak mempunyai kesan jika pemerolehan sudah dihentikan. 4) TRIG VIEW Semasa butang TRIG VIEW ditekan, ia akan memaparkan bentuk gelombang pencetus sebagai ganti bentuk gelombang saluran. Anda boleh menggunakan ini untuk melihat cara tetapan pencetus mempengaruhi isyarat pencetus, seperti gandingan pencetus Rajah 3.11 : Paparan Kawalan Pencetus (Osiloskop Digital) LEVEL dan USER SELECT SET TO 50% FORCE TRIG TRIG VIEW
77 3.5 PENGGUNAAN OSILOSKOP Cara Penyambungan Penjana Isyarat ke Osiloskop 1) Sambungkan klip buaya plumbum hitam dari penjana fungsi ke klip buaya plumbum hitam dari osiloskop 2) Lakukan perkara yang sama dengan plumbum merah Rajah 3.12 : Sambungan Antara Osiloskop Dan Penjana Isyarat Masukan Osiloskop Penyambung BNC CH1 Penjana isyarat Plug BNC Tolak dan Putar Tolak dan Putar Penjana isyarat Osiloskop Penyambung BNC ke BNC
78 Teknik Pengukuran Kebimbangan utama dalam memerhati gelombang pada skrin osiloskop adalah untuk membuat pengukuran voltan dan masa. Skrin osiloskop dibahagikan kepada grid, yang membahagikan kedua-dua paksi mendatar (voltan) dan paksi menegak (masa) kepada bahagian yang akan membantu dalam membuat pengukuran. Rajah 3.13 : Paparan Osiloskop Volt Paksi Y Masa Paksi X Graticule ialah grid garisan yang berfungsi sebagai skala apabila membuat pengukuran masa dan amplitud dengan osiloskop. Bahagian Voltan dan masa ditentukan dengan menggunakan grid pada paparan setiap persegi pada grid dipanggil bahagian.
79 Pengukuran Arus Ulang Alik (AU) Parameter asas yang dikaitkan dengan isyarat AU ialah: i. Voltan Puncak ke Puncak (Vp-p) ii. Puncak Voltan (Vp) iii. Voltan RMS (min kuasa dua akar, Vrms) iv. Masa Berkala (T) v. Kekerapan (f) vi. Anjakan Fasa (θ ) Rajah 3.14 : Parameter Asas bagi Isyarat Ulang Alik
80 Pengukuran Amplitud dan Voltan i. Voltan puncak ke puncak, Vp-p Diukur dari bahagian atas bentuk gelombang yang dipanggil puncak, sehingga ke bahagian bawah bentuk gelombang yang dipanggil palung. Rajah 3.15 : Voltan Puncak ke Puncak ii. Voltan puncak, Vp Diukur dari garis rujukan 0 ke puncak positif bentuk gelombang voltan. Voltan puncak adalah separuh daripada bentuk gelombang voltan puncak ke puncak. Rajah 3.16 : Voltan Puncak 20Vpp Vp-p = bilangan bahagian x volt/bahagian 10Vp Vp = bilangan bahagian x volt/bahagian
81 iii. Voltan Akar-min-persegi Amplitud puncak adalah sama dengan lebih kurang 1.414 kali amplitud punca-min-kuasa dua RMS kurang daripada puncak. Ini kerana osiloskop mengukur nilai puncak dan meter mengukur nilai RMS. Rajah 3.17 : Voltan Akar min persegi
82 Pengukuran Masa Dan Frekuensi 1) Masa, T Pengukuran masa menggunakan skala mendatar osiloskop. Masa adalah ukuran untuk isyarat 1 kitaran dan dipanggil Tempoh masanya, T Kita boleh mengira 1 kitaran dari sifar ke kitaran positif sehingga kitaran negatif. Kaedah lain untuk mengira 1 kitaran ialah dari puncak kiri ke puncak kanan. Rajah 3.18 : Cara Pengukuran 1 kitaran 1 kitar 1 kitar Tempoh, T = bil bahagian x masa/bahagian (Unit : s)
83 Contoh Pengiraan Tempoh Masa Rajah 3.19 : Isyarat Osiloskop Kirakan tempoh masa bagi isyarat gelombang sinus dalam rajah sekirakan masa/bahagian pada osiloskop dilaraskan pada 10ms/bahagian. Penyelesaian : Pengiraan untuk Tempoh masa (T), Tempoh, T = bil bahagian x masa/bahagian = 4 x (10ms) = 40ms 2) Kekerapan, f Osiloskop boleh mengukur kekerapan melalui pengukuran masa. Kekerapan diberikan oleh timbal balik tempoh masa , 1/T Frekuensi, f = 1/T (Unit : Hz)
84 PENGIRAAN FASA Dua kaedah untuk mengukur Beza Fasa/Sudut Fasa/Anjakan Fasa dengan menggunakan: i. 2 Isyarat dalam Mod Dwi (Unit : darjah) (Unit : radian) Rajah 3.20 : Kaedah Mod Dwi Contoh : Kira anjakan fasa, jika tetapan osiloskop ialah volt/bahagian : 100mV/bahagian, masa/bahagian : 0.5ms/div Rajah 3.21 : Paparan Osiloskop bagi Anjakan Fasa Mod Dwi
85 ii. Corak Lissajous dalam Mod XY A = puncak ke puncak ketinggian menegak elips B = ialah pintasan pada paksi-Y Rajah 3.22 : Kaedah Mod XY Rajah menunjukkan graf biasa dalam mod XY sepadan dengan nilai perbezaan fasa yang berbeza. Rajah 3.23 : Graf dalam Mod XY untuk Nilai Perbezaan Fasa Berbeza Contoh : Berdasarkan rajah, jika A = 1.8cm, B = 2.3cm, apakah sudut fasa Rajah 3.24 : Paparan Osiloskop bagi Anjakan Fasa Mod XY
86 3.6 PENJANA ISYARAT Panel Hadapan Penjana Isyarat Rajah 3.25 : Panel Hadapan Penjana Isyarat Penjana Isyarat akan menghasilkan bentuk gelombang yang berbeza-beza. Bentuk gelombang keluaran bagi penjana isyarat ialah gelombang sinus, gelombang segi empat sama, gelombang segi tiga dan gelombang gigi gergaji. Penjana isyarat digunakan untuk menguji dan menjajarkan semua litar. Ia juga digunakan untuk menyelesaikan masalah pelbagai peranti elektronik dan untuk mengukur kekerapan gelombang.
87 Fungsi Asas Penjana Isyarat 1. Suis Kuasa Membekalkan kuasa kepada penjana isyarat. 2. Penunjuk Kuasa Hidup Diod pemancar cahaya (LED) digunakan untuk menunjukkan apabila kuasa digunakan pada penjana isyarat. 3. Bahagian Pemilihan Kekerapan Mengandungi : i. Julat kekerapan - Bagi menetapkan frekuensi yang diperlukan (1, 10, 100, 1K, 10K, 100K, 1M Hz) ii. Pemilih frekuensi Untuk mendapatkan kekerapan keinginan, pemilih frekuensi mesti didarab dengan julat frekuensi 4. Bahagian Modulasi Amplitud Mengandungi : Tombol Amplitud Untuk meningkatkan amplitud isyarat, butang ini harus dilaraskan. Pusing mengikut arah jam untuk meningkatkan nilai dan lawan jam untuk mengurangkan nilai (mV) 5. Bahagian Gelombang Mengandungi : Pemilih Bentuk Gelombang Untuk memilih jenis bentuk gelombang sama ada gelombang sinus, segi empat tepat atau segi tiga 6. Bahagian Offset AT Mengandungi : i. Offset ADJ - Kawalan Offset AT disediakan untuk membolehkan tahap AT bentuk gelombang keluaran ditetapkan sebagai keinginan. ii. Kawalan tugas – Disediakan untuk simetri bentuk gelombang keluaran.
88 7. Bahagian Keluaran Mengandungi : Output 50Ω Gelombang kuasa dua, gelombang segi tiga, gelombang sinus, ramp dan bentuk gelombang nadi disediakan . 9. Bahagian Sapuan (Hanya Penjana Isyarat Digital) Sapuan digunakan untuk menetapkan keluaran frekuensi. Ia boleh disapu ke atas atau ke bawah dalam kekerapan menggunakan sapuan linear atau log. Rajah 3.26 : Sambungan Penjana Isyarat Sebagai Sumber Isyarat Kepada Litar
89 BAB 4 : LITAR TETIMBANG ARUS TERUS 4.0 PENGENALAN Tetimbang merupakan satu alat yang digunakan untuk mengukur galangan bagi perintang, pemuat dan pearuh. Kaedah pengukuran yang digunakan dikenali sebagai kaedah perbandingan atau dikenali juga sebagai kaedah penunjukan nol. Konsep litar tetimbang ini digunakan apabila penentuan yang begitu tepat dan jitu bagi sesuatu parameter seperti rintangan, kemuatan dan kearuhan diperlukan. Tetimbang terbahagi kepada dua bahagian iaitu : i. Tetimbang arus terus (a.t) ii. Tetimbang arus ulang alik (a.u) Rajah 4.0 : Jenis-jenis Litar Tetimbang
90 4.1 TETIMBANG WHEATSTONE Tetimbang Wheatstone merupakan tetimbang arus terus yang digunakan untuk mengukur rintangan suatu perintang yang mengalami kesan perubahan rintangan yang tidak diketahui nilainya. Tetimbang Wheatstone menggunakan kaedah penunjukan nol di mana kaedah ini tidak akan ada sebarang pesongan pada jarum meter penunjuk sekiranya tiada perbezaan keupayaan antara dua cabang litar tetimbang yang selari. Litar Asas Tetimbang Rajah 4.1 : Litar Asas Tetimbang Konsep Litar Asas Tetimbang Litar tetimbang secara amnya merujuk kepada litar di mana beban disambungkan antara dua tahap perintang. Beban itu dipanggil pengesan nol. Apabila voltan antara titik A adalah sama dengan voltan antara titik B, pengesan nol akan menunjukkan sifar. Ini bermakna tiada aliran arus melalui beban. Keadaan ini menunjukkan bahawa tetimbang berada dalam keseimbangan.
91 Litar Skematik Tetimbang Wheatstone Rajah 4.2 : Litar Tetimbang Wheatstone Rajah 4.2 menunjukkan tetimbang sebagai dua litar siri iaitu satu bahagian terdiri daripada perintang R1 dan R3 dan satu lagi bahagian terdiri daripada R2 dan R4. Kedua-dua litar siri disambung secara selari antara satu sama lain. ● Bateri (v) disambungkan antara C dan D manakala meter galvano (G) disambungkan antara A dan B. ● R4 ialah perintang yang tidak diketahui nilainya. ● R1, R2 dan R3 adalah perintang dengan rintangan yang diketahui dan rintangan R3 boleh laras. ● Lengan yang terdiri daripada rintangan R1 dan R2 dipanggil lengan nisbah. ● Lengan yang terdiri daripada rintangan piawai yang diketahui R3 dipanggil lengan piawai. ● Rintangan R4 ialah rintangan yang tidak diketahui untuk diukur.