RANCANG BANGUN ALAT UKUR INDUKTANSI DAN KAPASITANSI METER RANCANG BANGUN ALAT UKUR INDUKTANSI DAN KAPASITANSI

					RANCANG BANGUN ALAT UKUR INDUKTANSI
            DAN KAPASITANSI METER



                      TUGAS AKHIR

Diajukan dalam rangka menyelesaikan Studi Diploma Tiga (D3)
            Untuk Memperoleh gelar Ahli Madya




                       Disusun Oleh:
      Nama                : Eny Yuliana
      NIM                 : 5352302532
      Program Studi       : D3 Teknik Instrumentasi Kendali

      Jurusan             : Teknik Elektro




              FAKULTAS TEKNIK
        UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

                           2006
                                  ABSTRAK


      Eny Yuliana, Tugas Akhir, “RANCANG BANGUN ALAT UKUR
INDUKTANSI DAN KAPASITANSI METER” D3 Teknik Instrumentasi
Kendali, Jurusan Tenik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang.

         Kapasitor dan induktor memiliki peranan yang penting dibidang
elektronika. Banyak nilai kapasitor dan induktor yang nilainya sulit dierjemahkan
yaitu ketika kapasitor dan induktor bernilai kecil dan warna cetak yang kurang
jelas. Dari permasalahan tersebut maka dirancang alat ukur induktansi dan
kapasitansi meter.
         Metode realisasi Tugas Akhir (TA) yang digunakan dalam pembuatan alat
ukur induktansi dan kapasitansi meter adalah dengan metode literature dan uji
laboratories. Metode literature adalah suatu metode berdasarkan atas informasi
yang bersumber dari berbagai literature. Sedangkan metode uji laboratories adalah
tahap pra survey dimana dalam metode ini dilakukan pengujian cara kerja
sebenarnya dari alat ukur yang dibuat.
         Teknik analisis data yang digunakan dalam penelitian ini adalah dengan
membandingkan ketepatan antara alat yang dibuat dengan alat ukur RLC Digital
Impedance Meter, produksi Chen Hwa Sintek, no seri 780180 dengan toleransi
ketelitian antara ±1% sampai ±2% sebagai alat ukur pembaanding. Untuk ratio
kesalahan dapat dicari dengan rumus = M-T, dimana = ratio kesalahan, M =
harga yang didapat dari pengukuran, T = harga sebenarnya dari kebesaran yang
diukur.
         Kesimpulan dari alat ini adalah dapat menghasilkan suatu alat ukur
induktansi dan kapasitansi meter dengan tampilan jarum penunjuk pada VU meter
yang menggunakan asas kumparan putar. Saran yang didapat dalam penelitian ini
adalah pembuatan alat ukur ini diharapkan jauh lebih sempurna dan dapat
dilakukan pengembangan lebih lanjut untuk lebih sempurnanya dalam ketelitian
dan ketepatan yaitu dikembangkan dengan tampilan sistem digital.
                        HALAMAN PENGESAHAN

       Laporan Tugas Akhir ini telah dipertahankan dihadapan Panitia Ujian

Proyek Akhir Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang, pada :

                            Hari            : Selasa

                            Tanggal         : 14 Maret 2006



                                                   Pembimbing



                                           Agus Suryanto,MT
                                           NIP. 1319938778


       Penguji I                                   Penguji II



Drs. Agus Murnomo,MT                       Drs. Agus Suryanto,MT
NIP. 131616610                             NIP. 131993878

Ketua Jurusan,                             Ketua Program Studi



Drs. Djoko Adi Widodo,MT                   Drs. Agus Murnomo,MT
NIP. 131570064                             NIP.131616610


                                   Mengetahui,
                        Dekan Fakultas Teknik UNNES




                              Prof. Dr. Soesanto
                               NIP. 130 875 753
                         MOTTO DAN PERSEMBAHAN


MOTTO


  Tiada TUHAN selain ALLAH, DIALAH yang menentukan segala-galanya
  Sesungguhnya Allah Tidak Mengubah Keadaan Suatu Kaum, Kecuali Jika Mereka
Mengubah Keadaan Diri Mereka Sendiri
 Bukanlah sebuah sasaran yang membuat orang bahagia, tapi proses menuju sasaran itulah
yang membuat seseorang lebih bahagia.
 Ingatlah selalu nasehat orangtuamu




                                        PERSEMBAHAN

                                        1. Bapak dan Ibu yang senantiasa memberikan

                                           doanya dalam setiap langkah kehidupanku

                                        2. Kakak-kakakku dan adekku tercinta yang

                                           selalu setia mendengar keluh kesahku.

                                        3. Mas Bambang, Tigo, Sirin, Giant, Said dan

                                           teman- teman TIK 2002 makasih atas

                                           motivasinya dan dukungannya, kalian sahabat

                                           terbaikku.

                                        4. Renny ,Nita, Nurul, Mba Indri, Mba Fitri,

                                           mince, ita dan teman-teman Sanu Kumala,

                                           makasih untuk segalanya kalian selalu

                                           menemaniku saat aku rapuh
                            KATA PENGANTAR


       Segala puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat

dan hidayahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir yang

berjudul “Rancang Bangun Alat Ukur Induktansi Dan Kapasitansi Meter” dengan

tidak ada halangan yang berarti. Penyusunan laporan Tugas Akhir ini

dilaksanakan sebagai salah satu syarat dalam menyelesaikan program studi

Diploma Tiga Jurusan Teknik Elektro.

       Berkat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak maka selesailah

penyusunan Tugas Akhir ini. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis

mengucapkan terima kasih kepada:

   1. Drs. Djoko Adi Widodo, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro yang

       telah memberikan persetujuan dalam Tugas Akhir ini.

   2. Drs, Agus Murnomo, MT, selaku Ketua prodi Teknik Elektro D3 yang

       telah memberikan izin dan arahan bagi penulis untuk melaksanakan

       penyusunan Tugas Akhir ini.

   3. Drs, Agus Suryanto, MT, selaku Dosen pembimbing yang telah sabar

       memberikan    bimbingan     dan   pengarahan sehingga penulis   dapat

       menyelesaikan Tugas Akhir ini.

   4. Drs, Suryono, MT Selaku Ketua Laboratorium yang telah memberikan

       banyak bantuan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

   5. Pak Prapto, Mas Rinto, Mas Subhan terima kasih atas      bantuan yang

       diberikan dalam pengujian Tugas Akhir ini.
   6. Teman-teman seperjuangan dan semua pihak yang telah membantu dalam

       penyusuan Tugas Akhir ini.

       Penulis menyadari penyusunan Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan.

Diharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun dari semua pihak. Semoga

penulisan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi semua pihak yang berkaitan.




                                           Semarang                     2006



                                                  Eny Yuliana
                                                  NIP.5352302532
                               DAFTAR ISI



HALAMAN JUDUL ................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN ..................................................................... ii

HALAMAN ABSTRAK .............................................................................. iii

HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN ........................................... iv

KATA PENGANTAR ................................................................................. v

DAFTAR ISI ............................................................................................... vii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................... ix

DAFTAR TABEL ........................................................................................ x

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................... xi

BAB I PENDAHULUAN ........................................................................... 1

          1.1 Latar Belakang ......................................................................... 1

          1.2 Permasalahan ............................................................................ 2

          1.3 Pembatasan Masalah .................................................................. 3

          1.4 Tujuan ....................................................................................... 3

          1.5 Manfaat ..................................................................................... 3

         1.6 Sistematika Tugas Akhir ............................................................. 4

BAB II ISI .................................................................................................. 6

                                                            .
               1.1 Dasar Teoritis/ Landasan Teori ………………………… ..... 6

                                                       .
               2.1 Metode Realisasi Tugas Akhir ………………… .....................26

               2.2 Hasil dan Pembahasan ……………………………………                                                     46
                                     .
BAB III PENUTUP ……………………………………………………… ...51

      A. Simpulan …………………………………………………    51

      B. Saran ……………………………………………………… 52

DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………      53

LAMPIRAN ……………………………………………………………         54
                            DAFTAR GAMBAR



Gambar 2.1. Simbol Kapasitor Kertas ………………………………………7

                                                    .
Gambar 2.2 Simbol Kapasitor Elektrolit ………………………………… . 7

                                             .
Gambar 2.3 Simbol Kapasitor Variabel …………………… ....................... 8

                                                        .
Gambar 2.4 Prategangan Maju dan Prategangan Balik ……………… ....... 14

Gambar 2.5 Karakteristik Schimitt Trigger ……………………………                  16

Gambar 2.6 Simbol Transistor Bipolar …………………………………… 17

                                           .
Gambar 2.7 Osilator Jembatan RC …………………………… .........                  20

                                                  .
Gambar 2.8 Bentuk Dasar Osilator LC …………………………………… 21

                                        .
Gambar 2.9 Lambang Kristal ………………………………… .................... 21

Gambar 2.10 Lay Out PCB ……………………………………………… 29

Gambar 2.11 Blok Diagram Alat Ukur Induktansi dan Kapasitansi ……       29

Gambar 2.12 Rangkaian Alat Ukur Induktansi dan Kapasitansi …….......... 31
                                                 DAFTAR TABEL



                                                                                    1
Tabel 2.1 Contoh konstanta dari beberapa bahan dielektrik ........................ … 0

Tabel 2.2 Alat yang digunakan dalam pembuatan alat ukur induktansi dan
        kapasitansi.............................................................................................27

Tabel 2.3 Bahan yang digunakan dalam pembuatan Alat induktansi dan
        kapasitansi.............................................................................................28

Tabel 2.4 Hasil pengamatan pengukuran kapasitansi dari kapasitor..................37

Tabel 2.5 Hasil pengamatan pengukuran induktansi dari kapasitor...................37
DAFTAR LAMPIRAN



Lampiran1. Gambar alat ukur induktansi dan kapasitansi tampak luar .......... 54

Lampran 2. Gambar alat ukur induktansi dan kapasitansi tampak dalam ...... 54
                                    BAB I

                             PENDAHULUAN



1.1 Latar Belakang Masalah

          Dengan kemajuan teknologi elektronika, maka alat ukur elektronik

   sangat diperlukan. Pada saat sekarang terdapat banyak alat ukur terutama

   alat ukur komponen. Dalam proyek elektronika komponen yang mutlak

   harus diketahui nilainya adalah komponen dasar seperti : resistor,

   kapasitor, induktor, dan lain sebagainya. Ada alat ukur dalam suatu

   instrumen terdapat beberapa kemampuan pengukuran seperti Voltmeter,

   Ohmmeter, Kapasitansimeter yang dijadikan satu instrumen yang disebut

   Multimeter. Alat ini disamping harganya relatif mahal, juga dalam hal-hal

   tertentu dalam pemakaiannya mempunyai kekurangan faktor keletian dan

   range pengukuran.

          Kapasitor dan induktor memiliki peranan penting dibidang

   elektronika, antara lain diaplikasikan dalam rangkaian elektronika yaitu

   untuk memilih frekuensi pada radio penerima, meratakan fluktuasi

   tegangan dan sebagainya. Banyak nilai kapasitor dan induktor yang

   nilainya sulit diterjemahkan yaitu ketika kapasitor dan induktor bernilai

   kecil dan memiliki warna cetak yang kurang jelas. Dari permasalahan

   tersebut maka dirancang alat ukur induktansi dan kapasitansi meter agar

   memperoleh nilai induktansi dan kapasitansi yang lebih spesifik, dimana

   ketelitian dan range pengukuran dapat direncanakan.
               Berkaitan dengan masalah tersebut perlu dikembangkan suatu alat

   yang dapat mengetahui nilai kapasitor dan induktor dengan benar dan

   teliti. Hal-hal yang berhubungan dengan alat ukur induktansi dan

   kapasitansi meter       diantaranya ada IC 74HC14, IC 4050, transistor,

   kapasitor, dioda dan komponen-komponen lain yang berhubungan dengan

   alat ini.



1.2 Permasalahan

               Bagaimana cara membuat suatu sistem alat ukur induktansi dan

   kapasitansi meter dengan penunjuk VU meter.



1.3 Pembatasan Masalah

               Mengingat permasalahan yang berhubungan dengan alat ukur

   induktansi dan kapasitansi meter, maka setelah dilakukan uji laboratories

   dan kajian literatur mengenai komponen yang digunakan dalam alat ukur

   induktansi dan kapasitansi meter, maka diberikan pembatasan masalah

   sebagai berikut :

   1. Penelitian ini nantinya hanya untuk mengetahui nilai induktansi dan

       kapasitansi dengan tampilan VU meter.

   2. Level pengukuran yang digunakan dalam penelitian ini adalah :

       a. Kapasitor         : antara 100 pF sampai 10µF.

       b. Induktor          : antara 10µH sampai 1H.
   3. Frekuensi osilator yang digunakan antara lain : 1MHz, 100KHz,

      10KHz, 1KHz, 100Hz, 10Hz.



1.4 Tujuan

      Tujuan yang ingin dicapai dalam pembuatan alat ukur induktansi dan

   kapasitansi meter adalah :

   1. Membuat      rangkaian    induktansi   dan   kapasitansi   meter   untuk

      mengetahui suatu nilai kapasitor dan induktor.

   2. Dapat merancang dan mengkonstruksikan sebuah alat ukur elektronik

      untuk mengukur besar induktansi dari suatu induktor dan kapasitansi

      dari suatu kapasitor, dimana hasil pengukuran ditunjukkan pada VU

      meter.



1.5 Manfaat

      Manfaat yang dapat diambil dalam penelitian ini adalah :

   1. Sebagai alat pembantu untuk mengetahui nilai induktansi dari suatu

      induktor dan kapasitansi dari suatu kapasitor.

   2. Dapat membantu dan bermanfaat bagi penelitian dilaboratorium

      maupun untuk teknisi pada berbagai proyek ektronika khususnya

      dalam menentukan nilai induktansi dan kapasitansi.

   3. Sebagai pengembangan peralatan laboratorium Teknik Elektro

      Fakultas Teknik Universitas Negeri Semarang
1.6 Sistematika Tugas Akhir

      Untuk memudahkan pihak pembaca dan pihak yang berkepentingan

   dalam memahami isi laporan tugas akhir ini secara terarah, maka penulis

   membuat sistematika penulisan yang urut sebagai berikut :

   BAB I         PENDAHULUAN

                Pada bab ini akan dibahas mengenai latar belakang,

                 permasalahan, pembatasan masalah, tujuan, manfaat dan

                 sistematika tugas akhir.

   BAB II        ISI

                 A. Landasan Teori

                       Landasan teori berisi teori dan konsep dasar yang

                       nantinya menjadi landasan dalam perhitungan dan

                       pembahasan permasalahan yang telah ada.

                 B. Metode realisasi Tugas Akhir

                       Pada bagian ini akan dibahas mengenai perhitungan

                       yang dibutuhkan dalam pembuatan alat mencakup

                       peralatan yang dibutuhkan, langkah pembuatan alat,

                       cara kerja rangkaian, dan pengujian alat.

                 C. Hasil Analisis dan Pembahasan

                       Pada bagian ini akan dibahas mengenai analisis cara

                       kerja dari alat yang telah dibuat.
BAB III   PENUTUP

          Pada bab ini berisi kesimpulan dan saran yang mencakup

          hal-hal penting yang telah didapat pada bab awal hingga

          akhir yang menjadi inti pokok persoalan sekaligus penutup

          dari laporan tugas akhir.
                                     BAB II

                                       ISI



2.1 LANDASAN TEORI

    Bagian-bagian atau komponen yang digunakan pada rangkaian alat ukur

  kapasitansi dan induktansi meter adalah sebagai berikut :



  2.1.1 Kapasitor

             Secara prinsip sebuah kapasitor terdiri dari dua keping konduktor

         yang ruang diantaranya diisi oleh dielektrik (penyekat), misal udara

         atau kertas. Kedua konduktor diberi muatan sama besar tetapi jenisnya

         berlawanan yang satu bermuatan (+), lainnya bermuatan (-).

         Kemampuan kapasitor untuk menyimpan muatan listrik dinyatakan

         oleh besaran kapasitas (atau kapasitansi). Satuan SI dari kapasitas

         adalah farad (F).

             Kapasitor   dirancang   untuk    menyediakan     kapasitansi   pada

         rangkaian listrik untuk menyimpan energi dalam medan listrik antara

         dua konduktor yang dipisahkan oleh media dielektrik.

             Kapasitansi didefinisikan sebagai sifat dari suatu rangkaian untuk

         melawan setiap perubahan tegangan (Robert L. Shrader, 1991:101)
2.1.1.1 Jenis kapasitor

        Jenis-jenis kapasitor secara garis besar dibedakan menjadi 3

      macam antara lain :

      1) Kapasitor kertas

             Kapasitor kertas terdiri dari dua lembar kertas timah

          panjang yang berfungsi sebagai keping-keping konduktor.

          Kapasitor jenis ini mempunyai kapasitas sebesar 0,1 µF.


                    .

                 Gambar 2.1 Simbol Kapasitor Kertas

      2) Kapasitor elektrolit

             Kapasitor elektrolit terdiri dari dua lembar kertas

          aluminium oksida yang diproses secara kimia sebagai

          bahan penyekat. Kapasitor jenis ini mempunyai kapasitas

          paling tinggi sampai dengan 100.000 pF.




                 Gambar 2.2 Simbol Kapasitor Elektrolit
3) Kapasitor variabel

           Kapasitor     variabel   digunakan   untuk        memilih

   frekuensi gelombang pada radio penerima. Nilai maksimum

   kapasitasnya sampai dengan 0,00005 µF (500pF).




       Gambar 2.3 Simbol Kapasitas Variabel

   Jenis     kapasitor    berdasarkan    kebocoran      dielektrik,

kapasitansi yang tetap dan berubah, tegangan kerja, nilai

kapasitansi dan frekuensinya dibagi menjadi :

1) Dielektrik hampa

       Jenis kapasitor ini tidak terdapat kebocoran, dibuat

  untuk kapasitor tetap atau variabel, digunakan pada

  tegangan     5000      Volt   sampai   50.000      Volt,     besar

  kapasitansinya antara 5 sampai 250 pF dan frekuensi kerja

  diatas 1000 MHz.

2) Dielektrik udara

           Terjadi kebocoran kecil kecuali yang melalui

   osilasi, biasanya dibuat untuk kapasitor jenis tetap, variabel

   dan dapat diatur.

3) Dielektrik mika

           Terjadi kebocoran kecil kecuali yang melalui bahan

   yang menutupi pelat dan dielektrik. Dibuat untuk kapasitor
   jenis tetap dan dapat diatur. Tegangan kerja dari 350

   sampai beberapa ribu volt. Besaran kapasitansi dari 1,5 pF

   sampai 0,1 µF.

4) Dielektrik keramik

           Kebocoran kecil, dibuat untuk kapasitor jenis datar,

   bulat, atau berbentuk tabung dan jenis yang dapat diatur.

   Besarnya kapasitansi dari 1,5 pF sampai dengan 0,01 µF

   untuk jenis tetap dan sampai 100pF untuk jenis yang dapat

   diatur. Tegangan kerja sekitar 500 Volt dan frekuensi kerja

   lebih dari 300 MHz.

5) Dielektrik kertas

           Biasa digunakan kertas yang dilumuri minyak, lilin,

   PCB dan ester. Besar kapasitansi 10 pF sampai 10µF untuk

   jenis tetap. Digunakan pada tegangan 150 volt sampai

   beberapa ribu volt. Frekuensi sampai dengan 1 atau 2 MHz.

6) Dielektrik plastik

           Besar kapasitansi sampai dengan 2 µF dan tegangan

   kerja dari 200 sampai dengan 600 volt.

7) Elektrolit

           Bocor sebagian, hanya dibuat untuk kapasitor jenis

   tetap, mempunyai rentang dari beberapa µF sampai dengan

   50.000 µF atau lebih. Tegangan kerja dari 6 sampai dengan

   750 V
2.1.1.2 Kapasitansi kapasitor

         Kapasitansi didefinisikan sebagai kemampuan dari suatu

      kapasitor    untuk   dapat   menampung      muatan    electron.

      Kapasitansi kapasitor dapat dirumuskan sebagai berikut :

           C=QV



      Dimana, Q = Muatan dalam Coulomb

                C = Kapasitansi dalam Farad

                V = Tegangan dalam Volt

         Dalam praktek pembuatan kapasitor, kapasitansi dihitung

      dengan mengetahui area plat metal (A), jarak (t) antara kedua

      plat metal dan konstanta bahan dielektrik (k) dapat ditulis

      dengan rumus sebagai berikut


       C = (8,85x10-12)(k.A./t)



                                Tabel 2.1
              Contoh Konstanta dari beberapa bahan dielektrik

      Udara vakum                       k=1

      Aluminium oksida                  k=8

      Keramik                           k=100-1000

      Gelas                             k=8

      Polyethylene                      k=3
2.1.2      Induktor

           Induktor adalah alat elektris yang dirancang untuk menyediakan

        induktansi dalam suatu rangkaian.suatu bentuk sederhana dari induktor

        yaitu lilitan kawat

            Induktansi merupakan sifat dari suatu rangkaian untuk melawan

        setiap perubahan arus, dan merupakan tempat penyimpanan dalam

        bentuk suatu medan elektromagnetik (Robert L. Shrader, 1991:78).



   2.1.2.1 Induktansi Diri

           Induktor (disebut juga induktansi) dibentuk oleh dua penghantar

           yang terpisah oleh ruangan bebas, dan tersusun sedemikian hingga

           fluks magnetik dari yang satu terkait dengan yang lain.

                    Fungsi utama dari inductor didalam suatu rangkaian adalah

           untuk melawan fluktuasi arus yang melewatinya.Aplikasinya pada

           rangkaian dc salah satunya adalah untuk menghasilkan tegangan dc

           yang konstan terhadap fluktuasi beban arus. Pada aplikasi

           rangkaian ac salah satu gunanya adalah bisa untuk meredam

           perubahan fluktuasi arus yang tidak diinginkan.



   2.1.2.2 Induktansi bersama

                    Induktansi bersama adalah nilai induktansi diakibatkan

           adanya     dua     induktor   yang   saling   berdekatan   sehinnga

           mempengaruhi satu dengan yang lain.
              Perubahan     arus   pada   suatu   kumparan     yang   bisa

       menimbulkan perubahan fluksi pada kumparan lainnya sehingga

       terjadi ggl, maka kedua kumparan tersebut mempunyai induktansi

       bersama.

              Dua buah rangkaian dikatakan mempunyai induktansi

       bersama sebesar 1 H bila arus yang mengalir pada salah satu

       rangkaian tersebut mempunyai perubahan rata-rata sebesar satu

       ampere tiap detik yang membangkitkan GGL sebesar satu Volt

       pada rangkaian yang lainnya.



2.1.2.3 Induktansi Seri

              Dua buah kumparan yang masing-masing mempunyai

       induktansi sendiri L1 dan L2, serta induktansi bersama M yang

       dihubungkan seri, maka induktansi total dari kedua kumparan

       tersebut adalah =

                  Lt = L1 + L2 + 2M, bila GGL dalam arah yang sama.

                  Lt = L1 + L2 - 2M, bila GGL dalam arah yang berlainan.

       Dimana, Lt = Induktansi total dalam H

               L1, L2 = Induktansi yang terpisah H

               M = Induktansi bersama dalam H
2.1.3      Dioda

           Dioda       semikonduktor   adalah   dioda   yang   dibangun   dari

        semikonduktor tipe P dan N yang digabung. Divais elektronik ini

        mempunyai dua elektroda dengan sifat tidak simetri. Maksud dari sifat

        tidak simetri ini yaitu bahwa arus yang mengalir melewati dioda pada

        arah tertentu jauh lebih besar daripada arah berlawanan.

           Dioda merupakan penghantar apabila mendapat prategangan maju

        (forward bias) dan merupakan isolator apabila mendapat prategangan

        balik (reverse bias). Prategangan maju yaitu pemberian polaritas

        negatif sumber tegangan pada bahan tipe P dan polaritas negatif pada

        bahan tipe N. Prategangan balik yaitu pemberian polaritas negatif

        sumber tegangan pada bahan tipe P dan polaritas negatif pada bahan

        tipe N.



   2.1.3.1 Prategangan Maju (forward bias)

                   Prategangan maju yaitu pemberian polaritas positif sumber

           tegangan pada bahan tipe P dan polaritas negatif pada bahan tipe

           N. Pada saat prategangan maju, lubang dari tipe P melewati

           persambungan ketipe N. Lubang-lubang ini bergerak dari kiri

           kekanan membentuk arus dalam arah arus yang sama dengan arus

           elektron yang bergerak dari kanan kekiri. Oleh karena itu arus yang

           dihasilkan melewati persambungan adalah jumlah dari arus lubang

           elektron.
2.1.3.2 Prategangan Balik (reverse bias)

              Prategangan balik yaitu pemberian polaritas negatif sumber

       tegangan pada bahan tipe P dan elektron pada tipe N. Dioda dengan

       prategangan balik menyebabkan lubang pada tipe P dan elektron

       pada tipe N bergerak menjauhi persambungan. Hal ini tidak

       berlangsung lama, sebab disebelah tipe N terdapat lubang yang

       jumlahnya terbatas.

              Berhentinya aliran ion-ion tersebut menyebabkan arus

       menurun sampai harga nol. Keadaan ini terjadi karena tegangan

       luar yang diterapkan pada dioda bersifat memperbesar potential

       barier sehingga menghalangi proses aliran lubang dalam tipe P dan

       electron pada tipe N.




                        (a)                     (b)

             Gambar 2.4 (a)Prategangan Balik.

                         (b) Prategangan Maju
2.1.4 IC

               Rangkaian terintegrasi (Integrated Circuit) didefinisikan sebagai

     realisasi secara fisik dari elemen-elemen rangkaian yang secara terpisah

     tetapi merupakan kesatuan yang berada diatas atau didalam sebuah

     badan yang kontinyu untuk membentuk suatu rangkaian.

           IC adalah rangkaian elektronis lengkap yang dimasukkan dalam satu

     chip silicon (Frank D. Petruzella, 2002=275). Sering tidak lebih dari

     transistor, IC dapat berisi sedikitnya ratusan atau ribuan transistor, dioda,

     tahanan, dan kapasitor, bersama-sama penghantar listrik yang diproses

     dan diisikan seluruhnya didalam satu silikon. Rangkaian terpadu sering

     disebut chip yang sebenarnya adalah bagian komponen dari IC.

           Dalam pembuatan alat ukur induktansi dan kapasitansi meter, jenis

     IC yang digunakan adalah IC digital 74HC14 sebagai Hex Schimitt

     Trigger CMOS 4050 sebagai Hex Schimitt Buffer, dan IC 7805 sebagai

     generator.



     2.1.4.1        Schimitt Trigger

                    Schmit trigger adalah suatu rangkaian yang dapat merubah

               sinyal masukan berupa gelombang segitiga menjadi gelombang

               segiempat (square), ataupun sebagai pengoreksi pulsa cacat pada

               gelombang segiempat menjadi pulsa yang sempurna dengan lebar

               bergantung pada kapasitansi dan tahanan dari schimitt trigger

               tersebut.
   Schimitt trigger sangat peka terhadap sinyal, dan sinyal

keluarannya akan terjadi selama dua interval sinyal yang disebut

trigger level bawah (Low Threshold level atau LTL) dan sinyal

trigger level atas (Upper Threshold Level atau UTL).




            (a)                           (b)

               Gambar 2.5 karakteristik SchmitTtrigger

                       (Malvino, 1992:213)

          Gambar 2.5a meringkaskan cara kerja sebuah schimit

 trigger. Tegangan keluaran adalah salah satu diantara 1 atau 5

 V. bila Vout berada pada keadaan rendah, diperlukan untuk

 menaikkan Vin sedikit diatas 1,7 V guna menghasilkan

 suatuperpindahan. Setelah berada pada keadaan tinggi, Vout

 tetap berada pada 5V sampai Vin menurun sedikit dibawah 1,2

 V. pada saat ini keluaran meloncat kembali kekeadaan rendah

 yakni 1 V. perpindahan yang cepat ini ditunjukkan oleh garis

 titik-titik pada gambar.

         Gambar 2.5b memperlihatkan grafik bagi setiap schimit

 trigger. Nilai Vin yang mengakibatkan keluaran berpindah dari
           keadaan tinggi kekeadaan rendah disebut tegangan ambang

           menuju negatif yang dilambangkan dengan Vr-.

                  Perbedaan antara kedua tegangan ambang ini disebut

           histerisis. Pada gambar 2.5a, histerisis bernilai 0,5V. Dengan

           adanya histerisis dapat menjamin perpindahan yang cepat

           dalam suatu jangkauan temperatur yang luas.



2.1.5    Transistor

        Transistor didefinisikan sebagai komponen semikonduktor yang

   mempunyai tiga kaki atau lebih sehingga daya dapat diperkuat (Frank

   D. Petruzella, 2002:246).

        Transistor adalah suatu komponen yang dibentuk oleh hubungan

   dua buah semikonduktor PN. Transistor sendiri dibedakan menjadi dua

   macam yaitu transistor PNP dan NPN.




                      a. PNP        b. NPN

               Gambar 2.6 Simbol transistor bipolar
Daerah kerja transistor dapat dibedakan menjadi tiga macam yaitu :

1) Daerah jenuh (saturasi)

             Keadaan jenuh terjadi pada saat sambungan kolektor basis

   mendapat tegangan mundur dan sambungan basis emitor mendapat

   mendapat tegangan maju serta arus yang mengalir kebasis cukup

   besar untuk membuat kolektor pada keadaan jenuh. Pada saat

   terjadi keadaan jenuh ini tegangan antara kolektor dan emitor

   adalah nol (VCE = 0) yang berarti antara C dan E terhubung

   singkat. Pada saat jenuh ini transistor sering dimanfaatkan sebagai

   saklar.

2) Daerah mati (cutt off)

             Keadaan mati terjadi pada saat sambungan basis emitor dan

   sambungan basis kolektor mendapatkan tegangan mundur atau

   pada keadaan ini transistor dalam posisi menyumbat, tegangan

   yang mengalir pada kolektor emitor sama dengan tegangan catu

   (Vce= V cc). Sama dengan pada kondisi saturasi, pada kondisi cut

   off ini transistor dimanfaatkan sebagai saklar.

3) Daerah aktif

             Daerah aktif terletak antara daerah jenuh dan daerah mati.

   Daerah ini sering disebut juga daerah linear akan diikuti kenaikan

   arus dan tegangan pada kolektor. Pada keadaan ini transistor

   dimanfaatkan sebagai penguat.
2.1.6 Osilator

      Osilator merupakan piranti elektronik yang menghasilkan keluaran

   berupa isyarat tegangan, (Sutrisno, 1987:153). Pada osilator tidak ada

   isyarat masukan untuk menghasilkan isyarat keluaran saja yang

   frekuensi dan amplitudo dapat dikendalikan. Seringkali suatu penguat

   secara tidak sengaja menghasilkan keluaran tanpa masukan dengan

   frekuensi yang nilainya tidak dapat dikendalikan. Dalam hal ini

   penguat dikatakan berisolasi.

      Osilator digunakan secara luas sebagai sumber isyarat untuk

   menguji suatu rangkaian elektronik. Osilator seperti ini disebut

   pembangkit isyarat, atau pembangkit fungsi jika isyarat keluarannya

   dapat mempunyai berbagai bentuk.

      Secara garis besar osilator dibagi menjadi empat macam yaitu :

   1) Osilator RC

          Osilator RC menggunakan hambatan R dan kapasitansi C untuk

      mengatur frekuensi. Contoh osilator RC antara lain :

      a. Osilator jembatan RC

          Pada osilator jembatan RC digunakan R1=R2=R dan

          C1=C2=C, frekuensi dapat diubah dengan menggunakan R1

          dan R2.
                 Gambar 2.7 Osilator jembatan RC

   b. Osilator jembatan wien

      Osilator      jembatan   wien   dapat   dikendalikan   dengan

      menggunakan pengatur penguatan otomotik agar mempunyai

      amplitudo yang tetap terhadap waktu.

   c. Osilator T- kembar

      Osilator T- kembar digunakan untuk membuat osilator dengan

      frekuensi yang dapat mempunyai satu nilai yaitu osilator yang

      tidak variabel, namun memiliki bentuk sinosoida dengan cacat

      amat kecil.

2) Osilator LC

      Osilator LC digunakan untuk memperoleh isyarat sinosoida

   dari frekuensi audio hingga frekuensi radio, bahkan sampai

   frekuensi gelombang mikro. Contoh osilator adalah osilator colpits

   dan osilator Hartley. Bentuk dasar osilator LC dapat ditunjukkan

   gambar dibawah ini
         Gambar 2.8 Bentuk dasar osilator LC

a. Osilator Kristal

       Osilator kristal tidak akan bergeser lebih dari beberapa

   hertz dari frekuensi dasarnya. Kristal ini bersifat piezoelektrik

   yaitu sifat beberapa macam kristal yang jika ditekan, maka

   antara dua permukaan yang ditekan akan timbul beda tegangan

   listrik.

       Frekuensi resonansi kristal bergantung pada tebal kristal,

   dan arah bidang pemotongan kristal menentukan kekuatan

   osilasi dan perubahan frekuensi terhadap suhu.




                      Gambar 2.9 Lambang Kristal

b. Osilator Relaksasi

       Osilator relaksasi menggunakan pengisian dan penguatan

   muatan pada suatu kapasitor melalui suatu hambatan. Suatu

   perubahan yang terjadi secara eksponensial dalam waktu

   disebut relaksasi. (Sutrisno, 1987:169)
                       Osilator relaksasi dapat dibuat dengan menggunakan lampu

                   neon, transistor sambungan tunggal (UJT), PUT, Op-Amp, dan

                   transistor.



2.1.7    Resistor

             Resistor merupakan semikonduktor yang berfungsi sebagai

         pembagi tegangan dan bisa juga untuk mengurangi arus yang mengalir.

         Resistor umumnya terbuat dari bahan karbon/arang, metal film,

         gulungan kawat, dan porselin.

             Ada dua jenis resistor yaitu resistor tetap dan resistor berubah.

         Resistor tetap adalah resistor yang memiliki nilai tetap, nilainya sudah

         tertulis atau berupa kode warna. Resistor berubah adalah resistor yang

         memiliki nilai bervariasi tergantung jenisnya. Jenis-jenis variable

         resistor antara lain = potensiometer, LDR, PTC, NTC. Kerusakan pada

         resistor biasanya disebabkan karena putus, terbakar, dan nilai R-nya

         membesar.



 2.1.8       Saklar

             Saklar adalah alat untuk menghubungkan atau memisahkan bagian-

         bagian dari suatu instalasi listrik satu sama lain.

             Secara garis besar saklar dapat dibedakan menjadi dua macam

         yaitu :
1). Saklar yang dioperasikan secara manual

       Saklar yang dioperasikan secara manual yaitu saklar yang

   dikontrol dengan tangan. (Petruzella Frank. D, 1986=207). Contoh

   saklar ini aantara lain=

   a. Saklar Togel

       Jenis penghubungan atau susunan kontak pada saklar togel

       ditetapkan dengan singkatan sesuai batas kerja listrik

       dinyatakan dengan tegangan dan arus interupsi maksimum

   b. Saklar Geser

       Saklar geser menggunakan aksi penggeseran sederhana untuk

       menghasilkan hubungan yang sama dengan saklar togel kecuali

       untuk jenis aksi kerja yang berbeda kutub-kutub yang

       dihubungkan mencapai hasil yang sama.

       Saklar geser sering digunakan sebagai saklar mode untuk

       memilih mode tertentu dari operasi seperti HIGH dan LOW.

   c. Saklar Rocker

       Saklar rocker merupakan saklar geser yang dimodifikasi

   d. Saklar DIP (Dual In Line Package)

       Saklar DIP adalah saklar yang dirancang untuk dirakit pada

       tempat hubungan pada PCB.
   e. Saklar Rotan

       Saklar rotan digunakan untuk operasi penghubungan yang

       kompleks, misal penghubungan yang dijumpai pada osiloskop

       dimultimeter.

   f. Saklar Thumbweel

       Saklar Thumbwell digunakan pada alat numerik dan alat-alat

       yang dikontak komputer untuk memberi input informasi dari

       operator ke komputer.

   g. Saklar pemilih

2). Saklar yang dioperasikan secara mekanik

       Saklar yang dioperasikan secara mekanik adalah saklar yang

   dikontrol oleh faktor-faktor secara otomatis.

   a. Saklar Lime

       Saklar ini dirancang hanya untuk beroperasi apabila batas yang

       sudah ditentukan sebelumnya sudah dicapai dan saklar-saklar

       tersebut biasanya disktifksn kontsk dengsn objek.

   b. Saklar suhu

       Saklar ini digunakan untuk merasakan perubahan suhu

   c. Saklar tekanan

       Saklar tekanan digunakan untuk mengontrol tekanan cairan dan

       gas. Saklar ini dirancang untuk menjalankan membuka atau

       menutup kontak-kontaknya, apabila tekanan tertentu tercapai.
         d. Saklar level

             Digunakan untuk merasakan fungsi cairan.

                  Saklar yang diperlukan dalam pembuatan alat ukur

         kapasitansi dan induktansi meter adalah saklar tekan yang

         digunakan sebagai power dan untuk memilih kapasitansi dan

         induktansi, saklar rotary yang digunakan untuk menentukan jarak

         ukur kapasitansi dan induktansi



2.1.9. VU Meter

         VU meter yang digunakan pada alat ukur ini adalah dengan

      menggunakan asas kumparan putar.

         Alat ukur kumparan putar adalah alat pengukur yang bekerja atas

      dasar prinsip dari adanya suatu kumparan listrik, yang ditempatkan

      pada medan magnet dan bergerak dari suatu magnet yang permanen.



2.1.10. Catu Daya

         Rangkaian catu daya ini digunakan untuk mensuplai tegangan yang

      dibutuhkan oleh rangkaian. Catu daya yang digunakan dalam

      pembuatan alat ukur ini dapat menggunakan tegangan masukan ±

      9volt sampai    ± 20 volt, tegangan masukan ini dapat diturunkan

      menjadi 5 volt oleh IC 7805, karena tegangan yang dibutuhkan dalam

      alat ukur kapasitansi dan induktansi meter sebesar 5 volt.
2.1      Metode Realisasi Tugas Akhir

            Metode realisasi Tugas Akhir yang digunakan dalam pembuatan alat

      ukur induktansi dan kapasitansi meter adalah dengan metode literature dan uji

      laboratories. Metode literature adalah suatu metode berdasarkan atas informasi

      yang bersumber dari berbagai literature. Pada kajian tugas akhir ini sumber

      utamanya adalah dari buku tentang elektronika dan menggunakan metode

      interview yaitu suatu metode pengumpulan data dengan cara bertanya

      langsung pada orang yang ahli dalam bidang elektronik. Sedangkan uji

      laboratories adalah tahap pra survey dimana dalam metode ini dilakukan

      pengujian cara kerja sebenarnya dari alat yang dibuat dan kemungkinan

      perbaikan atau perubahan materi yang disebabkan adanya perubahan antara

      teori dan praktikum yang dilaksanakan.



      2.2.1. Proses Pembuatan

                 Dalam pembuatan alat pengukur kapasitansi dan induktansi yang

          pertama kali dilakukan adalah mempelajari komponen-komponen dan

          menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan, kemudian merancang

          rangkaian, setelah rangkaian dirancang dilanjutkan dengan mendesain

          PCB untuk memasang komponen yang diperlukan. Jika PCB telah selesai

          dibuat, lalu komponen dipasang. Setelah komponen terpasang dengan

          sempurna maka dilakukan uji coba alat tersebut.
2.2.1.1 Alat dan Bahan

          Adapun alat dan bahan yang diperlukan untuk pembuatan alat

      pengukur kapasitansi dan induktansi meter adalah sebagai berikut:

      1). Alat

             Tabel dibawah ini menunjukkan alat yang digunakan

          selama     penelitian     dan   pelaksanaan      perancangan   dan

          pembuatan alat ukur Induktansi dan Kapasitansi meter.

                                      Tabel 2.2
                 Alat yang digunakan dalam proses pembuatan alat ukur
                         Induktansi dan Kapasitansi meter.

           No     Nama Alat                  Spesifikasi       Jumlah
           1.     Digital counter            LDC 824           1Buah
           2.     Multimeter                                   1Buah
           3.     RLC Meter                                    1Buah
           4.     Bor                                          1Buah
           5.     Solder                                       1Buah
           6.     Catu daya                                    1Buah
           7.     Gergaji Besi                                 1Buah
           8.     Tang potong                                  1Buah
           9.     Tang jepit                                   1Buah
           10.    Kikir                                        1Buah
           11.    Palu                                         1 Buah


      2). Bahan

             Tabel dibawah ini menunjukkan bahan yang digunakan

          selama     penelitian     dan   pelaksanaan      perancangan   dan

          pembuatan alat ukur Induktansi dan Kapasitansi meter.
                                     Tabel 2.3
                Bahan yang digunakan untuk pembuatan alat induktansi
                             dan kapasitansi meter .

          No    Bahan           Spesifikasi                Jumlah
          1.    PCB                                        Secukupnya
          2.    Resistor        10k                        2 Buah
                                12k                        1 Buah
                                470k                       1 Buah
                                 2k2                       1 Buah
                                1k                         1 Buah
          3.    Potensiometer   5k Multiturn Cermet        6 Buah
                                2k2 Miniatur Preset        2 Buah
          4.    Kapasitor       100p Keramik               1 Buah
                                1n Mini polyester          1 Buah
                                10n Mini polyester         1 Buah
                                100n Mini polyester        1 Buah
                                1µ Tantalum                1 Buah
                                1µ Elect 15v,axal          1 Buah
                                10µ Elect 15v              1 Buah
                                220n Mini polyester        1 Buah
          5.    Dioda           1N 4148                    2 Buah
          6.    Transistor      BC 184 NPN                 1 Buah
          7.    IC              74HC14                     1 Buah
                                4050 Hex Buffer            1 Buah
                                7805 5v Regulator          1 Buah
          8.    Saklar          1 Induk 12 Rotari          1 Buah
                                2 Induk 6 Rotari           1 Buah
          .                     Toogle                     1 Buah
          11.   VU meter                                   1 Buah
          12.   Tenol                                      Secukupnya
          13.   Kabel                                      Secukupnya


2.2.1.2 Pembuatan PCB

      Dalam pembuatan PCB ada tiga tahapan yang diperhatikan

      1. Pembuatan PCB diawali dengan pembuatan gambar pada

         lempeng PCB.

      2. Setelah gambar jadi langkah selanjutnya adalah melarutkan

         lempeng PCB dibersihkan dengan air bersih.
       3. Langkah selanjutnya adalah melakukan pengeboran pada

          lubang yang akan dipasangi komponen.

       4. Untuk menghindari adanya kesalahan dan kerusakan pada

          komponen rangkaian maka dipasang terlebih dahulu untuk

          komponen pasif seperti resistor dan kapasitor, dan dilanjutkan

          dengan komponen aktif seperti transisor.




                        Gambar 2.10 Lay Out PCB

2.2.1.3 Konstruksi/Desain Rangkaian

      1. Diagram Blok

                                            C Test


            IC 74HC14        IC 4050                    Penguat      Alat Ukur


                                            L Test

           Gambar 2.11 Blok diagram alat ukur induktansi dan

         kapasitansi meter
Keterangan :

 a. IC 74HC14 digunakan sebagai osilator sebagai penghasil

     frekuensi, frekuensi yang diperlukan dalam pengukuran

     induktansi dan kapasitansi meter ini antara lain 1MHz, 100

     kHz, 10kHz, 1kHz, 100Hz, 10Hz.

 b. IC 4050 digunakan sebagai buffer atau penyangga dari

     osilator IC 74HC14.

 c. Komponen yang diukur meliputi :

     -   Induktor dengan jangkah pengukuran 10µH, 100µH,

         1mH, 10mH, 100mH, 1H.

     -   Kapasitor dirancang dengan jangka pengukuran 100pF,

         1nF, 10nF, 100nF, 1µF, 10µF.

 d. Alat ukur dirancang khusus untuk menentukan nilai

     induktansi dari suatu induktor dan kapasitansi dari suatu

     kapasitor. Alat ukur ini menggunakan test frekuensi osilator

     untuk     menghasilkan   gelombang    kotak.   Penggunaan

     frekuensi ini dapat membatasi komponen untuk diukur.

     Pemilihan frekuensi menggunakan saklar. Tampilan alat

     ukur ini menggunakan VU meter

 e. Penguat

     Pada rangakaian alat ukur induktansi dan kapasitansi ini

     dibutuhkan penguat yaitu dengan menggunakan transistor.
       2. Gambar Rangkaian
                                                                                                                                        VR4
                                                                                                                          +5V
                                                                                                                                         5k
                                          +9V            S3
                                                                  IN        IC3             OUT
                            VRI
                                                                           78L05
                   R1       5K
                                                                          COM                                                                     R4
                                                                                                C7            C8
                        1         2        0V                                                   10            10n                                14
                                                                                                                                         10           11

                  C1      Ica                                                                                                                7
                 100p   74HC14                                                                                                     1C1g C4
                                                                                                                                  74HC14 100n
                                               0V
                                                                  1                                 16                                                     0v
                                                                                                         N/C
                                                                  2                                 15
                                                                                                                                        VR5
                                                                  3                                 14
                                                                                                                                         5k
                                                                  4                                 13
                                                                                                         N/C
                        VR2                                       5               1C2               12
                  R2    5K                                        6               4050              11
                                                                                                                                                 R5
                  10K
                                                                  7                                 10                                           10k
                        3         4                               8                                 9
                                                                                                                                         12           13

                          ICb                                                                                                         IC1f
                  C2
                        74HC14                                                                                                      74HC14
                  1n
                                                          0V

                                                                                                                                                           0v
                                                                                  S1
                                                                  1                             6                                       VR6
                                                                          2
                                                                                            5                                            5k
                                                                              3     4
                  R3    VR3
                  10k   5K                                                                                                                       R6
                                                                                                    a                                            12k
                                      VU meter                            VR8                         D1
                        5         6                      C9               2k2                       1N4148
                                                                                                    k
                                                                                                                          R7             8             9
                  C3      ICc                                                                                             470        IC1e
                  10n   74HC14
                                                                                                                                    74HC14

                                           7        8         1       2


                                                    S2                        C test L

                                                                                                                    R8           C10
                                                                                                c                   2k2          220n
                                                                                                          b
                                                a
                                        D2                        VR7                                     TR1
                                                                                        e
                                      1N4148    k                 2k2                                    BC184              R9
                                                                                                                            1k




                                                                              0V




          Gambar 2.12 Rangkaian alat ukur induktansi dan kapasitansi



2.2.1.4 Cara Kerja Rangkaian

               Prinsip kerja dari alat ukur induktansi dan kapasitansi meter

      adalah IC 74HC14 yang berfungsi sebagai osilator, yaitu untuk

      menghasilkan gelombang kotak kira-kira 5 Volt dari puncak ke

      puncak. Osilator ini dirancang untuk menghasilkan frekuensi yaitu

      : No. 1. 1MHz. No.2. 100kHz. No.3. 10kz. No.4. 1kHz. No.5.

      100Hz. No.6. 10Hz. Tiap-tiap sinyal diumpan balik ke IC 4050

      (IC2).
       Dari gerbang Hex buffer (IC 4050) frekuensi dipilih dengan

menggunakan saklar 1 (S1). Batas ukur ke-1 untuk kapasitor 0-

100pF, induktor 0-10 H dengan frekuensi 1MHz. Batas ukur ke-2

untuk kapasitor 0-1nF, induktor 0- 100 H dan frekuensi 100kHz.

Batas ukur ke-3 untuk kapasitor 0-10nF, induktor 0-1mH dan

frekuensi 10kHz. Batas ukur ke-4 untuk kapasitor 0-100nF,

induktor 0-10 mH dan frekuensi 1kHz. Batas ukur ke-5 untuk

kapasitor 0-   F, dan untuk induktor 0-100mH, dan frekuensi

100Hz, Batas ukur ke-6 untuk kapasitor 0-10 F, dan induktor 0-

1H,   dan   frekuensi      10Hz.    Pemilihan   batas     ukur     dengan

menggunakan S1 yaitu dengan memutar batas ukur ke-1 sampai

batas ukur ke-6.

       Saklar S1 diumpan balik pada transistor TR1 melalui

resistor R8. Kapasitor C10 dihubungkan pararel dengan R8 untuk

menghasilkan       Steep   Rise    Time   (waktu   naik     agar    tidak

mempengaruhi redaman) dalam input gelombang kotak pada basis

transistor TR1. Pengurangan amplitudo disebabkan karena daerah

buffer diberi penguat oleh transistor penguat TR1 kira-kira 5 Volt

dari puncak ke puncak.

       Pada saklar S2 pada tes kapasitor posisi kapasitor

dimasukkan diantar emitter TR1 dan terminal positif pada VU

meter. Dioda D2 memastikan kemantapan potensial positif
      mewakili terminal positif pada VU meter. Oleh karena itu meter

      memerlukan penunjukan dengan arah maju.

             Kapasitor C9 dipasang sebagai filter tegangan dan VR8

      disesuaikan untuk kalibrasi atau membatasi simpangan penuh pada

      semua batas pengukuran pada kapasitor.

             Dengan saklar 2 dalam tes induktor posisi induktor

      dihubungkan dalam kolektor transistor secara seri pada R7.

      kolektor TR1 juga dihubungkan untuk mengatur ulang VR7 dan

      terminal positif pada VU meter. VR7 digunakan untuk kalibrasi

      atau pembacaan skala penuh untuk semua batas pengukuran

      induktor.

             Dioda D1 memastikan arus mengalir pada arah yang sama

      melewati meter saat kapasitor diuji. Dioda D1 juga melindungi

      TR1 dari kerusakan disebabkan nilai transient yang tinggi yangbisa

      berbahaya dalam pengujian induktor.

             Pada alat ukur ini menggunakan tegangan masukan antara

      ±9Volt sampai ±20 volt. Kemudian distabilkan oleh IC 78L05

      yang digunakan sebagai penstabil tegangan 5Volt.



2.2.1.5 Perencanaan kotak alat ukur

         Perencanaan perangkat keras ini bertujuan untuk membuktikan

      dan mengaplikasikan secara nyata dan riil dari sebuah alat ukur

      yang berbentuk miniatur sehingga dapat dipahami dengan mudah
       dan jelas. Dalam pembuatan kotak alat ukur ini bahan utama yang

       digunakan adalah aluminium.bahan yang digunakan dalam

       pembuatan kotak alat ukur adalah :

      a. Gergaji besi

      b. Bor

      c. Kikir

      d. Mata bor

      e. Alat pemotong



2.2.2. Metode Pengambilan Data

             Pengujian alat kapasitansi dan induktansi meter ini

       dilakukan dengan mengukur beberapa kapasitansi dari kapasitor

       dan induktansi dari induktor. Hasil pengukuran ini selanjutnya

       dibandingkan dengan suatu alat ukur LCR meter dengan no seri

       780180 sebagai alat ukur pembanding.

      1. Mengkalibrasi frekuensi dalam pengukuran kapasitor dan

          induktor.

             Jika suatu konstruksi mudah diakses dengan menggunakan

          osiloscop satau frekuensi meter. Alat ukur induktansi dan

          kaapasitansi meter dapat dikalibrasi dengan menggunakan

          langkah-langkah sebagai berikut.

         a. Hubungkan osciloscope atau frekuensi meter menuju ke

             fitting tes kapasitor (C).
   b. Set semua frekuensi osilator dengan mengatur VR1=1MHz,

      VR2=100kHz, VR3 =10 kHz, VR4 =1kHz, VR5 =100Hz,

      dan VR6 =10Hz.

   c. Set saklar S2 ke C dan saklar S1 ke posisi 10 nF.

   d. Masukkan kapasitor 10 nF dalam fitting tes kapasitor (C).

   e. Atur VR8 untuk kalibrasi atau membaca skala penuh dalam

      meter untuk semua batas pengukuran kapasitor.

   f. Set saklar S2 keposisi L (tes induktor).

   g. Masukkan induktor 1mH dalam fitting tes L ( tes induktor).

   h. Atur VR7 untuk kalibrasi       atau   membaca skala dalam

      meter untuk semua batas pengukuran induktor.

2. Menguji kapasitor dan induktor

       Pada    saat     akan   melakukan     eksperimen   dengan

   menggunakan alat pengukur induktansi dan kapasitansi, maka

   perlu diketahui terlebih dahulu besarnya faktor kesalahan atau

   keakuratannya agar tidak ada penyimpangan nilai pada alat

   ukur tersebut.

       Sebelum melakukan pengukuran, langkah-langkah yang

  harus diperhatikan adalah sebagai berikut :

  a. Mempersiapkan alat pengukur dengan kapasitor dan

      induktor yang akan diukur, alat ukur diletakkan tegak lurus

      di depan kita..
b. Mengkalibrasi alat ukur dengan memutar VR8 untuk

   kapasitor dan memutar VR7 untuk induktor.

c. Menghubungkan induktor atau kapasitor yang akan diukur

   yaitu dengan mengeset S2 dari alat pengukur induktansi dan

   kapasitansi meter dan membaca penunjukannya.

d. Memilih batas ukur dengan memutar saklar S1 sampai nilai

   induktor dan kapasitor terbaca.

e. Membaca nilai kapasitansi atau induktansi yang sebenarnya

   pada komponen kemudian              mencatatnya dalam tabel

   pengujian.

f. Menempatkan kapasitor dan induktor yang akan diukur pada

   alat ukur kemudian melihat penunjukannya dalam jarum

   penunjuk kapasitor dan induktor pada VU meter dan

   mencatatnya.

g. Melakukan pengukuran dengan alat ukur LCR Meter

   sebagai alat ukur pembanding            yaitu dengan tujuan

   membandingkan hasil pengukuran dengan alat yang diteliti

   dengan hasil pengukuran alat ukur standar untuk mengetahui

   linieritas alat ukur yang dibuat.

h. Membandingkan hasil pengukuran dengan nilai sebenarnya

   dari kebesaran yang diukur kemudian menghitung faktor

   kesalahan dengan rumus         = M – T, dimana       = ratio

   kesalahan pengukuran, M = harga yang didapat dari
                      pengukuran, T = harga sebenarnya dari kebesaran yang

                      diukur.

                i.    Mencatat hasil pengamatan dalam tabel pengamatan.

                j.    Mengulangi langkah a sampai g.



2.3   Hasil dan Pembahasan

  2.3.1 Hasil Pengukuran

         Hasil pengukuran dalam beberapa orde pengukuran diperlihatkan

        pada tabel dibawah ini:

                                        Tabel 3.1
                       Tabel Hasil Pengukuran Kapasitansi Kapasitor.

       Skala            Nilai        Alat Ukur         Alat Ukur      Ratio
       Ukur          Kapasitansi   Induktansi dan       Standar     Kesalahan
                     yang diukur     Kapasitansi                      (%)
                                       Meter
      0-100pF          30pF             31pF        30,01          3,3%
      0-1nF            0,3nF          0,29nF        0,31           3,4%
      0-10nF            3nF           3,05nF        3,01           1,67%
      0-100nF          20nF           20,25nF       20,1           1,25%
      0-1µF            0,47µF         0,48µF        0,472          2,12%
      0-10µF           4,7µF           4,8µF        4,71           2,12%


                                         Tabel 3.2
                           Hasil Pengukuran Induktansi Induktor.

       Skala             Nilai       Alat Ukur         Alat Ukur      Ratio
       Ukur          Kapasitansi   Induktansi dan       Standar     Kesalahan
                         yang        Kapasitansi                      (%)
                        diukur          Meter
      0-10µH             1µH          1,02.µH       1,01           2%
      1-100µH           33µH           33,4µH       33,2           1,2%
      0-1mH            0,53mH         0,54mH        0,532          1,8%
      0-1mH           0,025mH         0,026mH       0,025          4%
      0-1mH            0,35mH         0,36mH        0,352          2,8%
     Untuk mengetahui kelayakan kerja alat pengukur induktansi dan

kapasitansi maka faktor kesalahan (ratio kesalahan) alat ukur menjadi

masalah yang sangat penting, oleh karena dari hasil pengujian dapat

dicari kesalahan dan ratio kesalahan alat ukur antara lain:

a.   Ratio kesalahan pada pengujian kapasitor.

     1. Misalkan bahwa batas ukur ke-1 alat pengukur dengan skala

         maksimal 100pF, frekuenai 1MHz menunjukkan (M) = 31 pF

         pada waktu alat tersebut digunakan untuk mengukur kapasitor

         yang mempunyai harga sebenarnya (T) = 30pF maka

         kesalahan dalam hal ini adalah :

             = M-T

             = 31pF – 30pF

             = 1 pF

           Dengan demikian ratio kesalahan relatif terhadap skala

         maksimal adalah :

         (%) = / skala maksimal x 100%

              = 1pF / 100pFx100%

              = 1%

         Dan ratio kesalahan terhadap harga penunjukan adalah :

          % = / T x 100%

             = 1 pF / 30pF x 100%

             = 3,3%
2. Misalkan bahwa batas ukur ke-2 alat pengukur dengan skala

   maksimal 1nF, frekuensi 100kHz menunjukkan (M) = 0,29nF

   pada waktu alat tersebut digunakan untuk mengukur kapasitor

   yang mempunyai harga sebenarnya (T) = 0,3nF maka

   kesalahan dalam hal ini adalah :

           = M-T

          = 0,3nF-0,29nF

          = 0,01nF

         Dengan demikian ratio kesalahan relatif terhadap skala

   maksimal adalah :

       (%) = / skala maksimal x 100%

           = 0,01nF / 1nFx100%

           = 1%

   Dan ratio kesalahan terhadap harga penunjukan adalah :

         % = / Tx100

              = 0,01 nF / 0,29nFx100

              = 3,4 %

3. Misalkan bahwa batas ukur ke-3 alat pengukur dengan skala

   maksimal 10 nF, frekuensi 10kHz menunjukkan (M) = 3,05

   nF pada waktu alat tersebut digunakan untuk mengukur

   kapasitor yang mempunyai harga sebenarnya (T) = 3nF maka

   kesalahan dalam hal ini adalah :
                     = M-T

                     = 3,05nF - 3nF

                     = 0,05 nF

         Dengan demikian ratio kesalahan relatif terhadap skala

   maksimal adalah :

       (%) = / skala maksimal x 100%

            = 0,05nF / 10nFx100%

            = 0,5%

        Dan ratio kesalahan terhadap harga penunjukan adalah :

           % = / T x 100

            = 0,05nF / 3nF x 100%

            = 1,67 %

4. Misalkan bahwa batas ukur ke-1 alat pengukur dengan skala

   maks 100nF, 1Khz menunjukkan (M) = 20,25nF pada waktu

   alat tersebut digunakan untuk mengukur kapasitor yang

   mempunyai harga sebenarnya (T) = 20nF maka kesalahan

   dalam hal ini adalah :

                = M-T

                = 20,25nF- 20nF

                = 0,25nF
      Dengan demikian ratio kesalahan relatif terhadap skala

   maksimal adalah :

       (%) = / skala maksimal x 100%

           = 0,25nF / 100x100%

           = 0,25%

        Dan ratio kesalahan terhadap harga penunjukan adalah :

         % = / Tx10

            = 0,25 nF / 20nF x 100%

            = 1,25%

5. Misalkan bahwa batas ukur ke-1 alat pengukur dengan skala

   maksimal 1µF, frekuensi 100Hz menunjukkan (M) = 0,48µF

   pada waktu alat tersebut digunakan untuk mengukur kapasitor

   yang mempunyai harga sebenarnya (T) = 0,47µF          maka

   kesalahan dalam hal ini adalah :

           = M-T

            = 0,48µF - 0,47µF

            = 0,01µF

      Dengan demikian ratio kesalahan relatif terhadap skala

   maksimal adalah :

       (%) = / skala maksimal x 100%

           = -0,2µF / 1µFx100%

           = 0,1%
        Dan ratio kesalahan terhadap harga penunjukan adalah :

            % = / T x100%

                    = 0,01µF / 0,47µF x100%

                    = 2,12%

6. Misalkan bahwa batas ukur ke-6 alat pengukur dengan skala

   maks 10 µF, frekuensi 10Hz menunjukkan (M) = 4,8µF pada

   waktu alat tersebut digunakan untuk mengukur kapasitor yang

   mempunyai harga sebenarnya (T) = 4,7µF maka kesalahan

   dalam hal ini adalah :

                    = M-T

                    = 4,8µF - 4,7µF

                    = 0,1µF

      Dengan demikian ratio kesalahan relatif terhadap skala

   maksimal adalah :

             (%) = / skala maksimal x 100%

                  = 0,1µF / 10µFx100%

                  = 0,1%

        Dan ratio kesalahan terhadap harga penunjukan adalah :

           % = / T x 100%

                    = 0,1 µF/4,7µF x 100%

                    = 2,12%
b.   Ratio kesalahan pada pengujian induktor.

     1. Misalkan bahwa batas ukur ke-1 alat pengukur dengan skala

        maksimal 10µH, frekuensi 100Mhz         menunjukkan (M) =

        1,02µH pada waktu alat tersebut digunakan untuk mengukur

        kapasitor yang mempunyai harga sebenarnya (T) = 1µH

        maka kesalahan dalam hal ini adalah :

                = M-T

                 = 1,02µH -1µH

                 = 0,02µH

        Dengan demikian ratio kesalahan relatif terhadap skala

     maksimal adalah :

         (%) = / skala maksimal x 100%

             = 0,02µH / 10µH x 100%

             = 0,2%

          Dan ratio kesalahan terhadap harga penunjukan adalah :

              % = / T x 100%

                 = 0,02µH / 1,02µH x 100%

                 = 2%

     2. Misalkan bahwa batas ukur ke-2 alat pengukur dengan skala

        maksimal 100µH, frekuensi 100kHz menunjukkan (M) =

        33,4µH pada waktu alat tersebut digunakan untuk mengukur

        kapasitor yang mempunyai harga sebenarnya (T) = 33µH

        maka kesalahan dalam hal ini adalah :
            = M-T

            = 33,4µH - 33µH

            = 0,4µH

      Dengan demikian ratio kesalahan relatif terhadap skala

   maksimal adalah :

       (%) = / skala maksimal x 100%

           = 0,4µH / 100µH x 100%

           = 0,4%

        Dan ratio kesalahan terhadap harga penunjukan adalah :

            % = / T x 100%

                    = 0,4µH / 33,4µH x 100%

                    = 1,2 %

3. Misalkan bahwa batas ukur ke-3 alat pengukur dengan skala

   maksimal 1mH, frekuensi 10kHz menunjukkan (M) =

   0,54mH pada waktu alat tersebut digunakan untuk mengukur

   kapasitor yang mempunyai harga sebenarnya (T) = 0,53mH

   maka kesalahan dalam hal ini adalah :

                    = M-T

                    = 0,54mH –0,53mH

                    = 0,01mH
      Dengan demikian ratio kesalahan relatif terhadap skala

   maksimal adalah :

       (%) = / skala maksimal x 100%

            = 0,01mH / 1mH x 100%

            = 1%

        Dan ratio kesalahan terhadap harga penunjukan adalah :

             % = / T x 100

            = 0,01mH /0,53mH x 100

            =1,85%

4. Misalkan alat pengukur dengan skala maksikan 10mH,

   frekuensi 10kHz menunjukkan (M) = 0,026mH pada waktu

   alat tersebut digunakan untuk mengukur kapasitor yang

   mempunyai harga sebenarnya (T) = 0,025mH maka kesalahan

   dalam hal ini adalah :

                     = M-T

                     = 0,026mH – 0,025mH

                     =0,001mH

      Dengan demikian ratio kesalahan relatif terhadap skala

   maksimal adalah :

       (%) = / skala maksimal x 100%

            = 0,001mH / 1mHx100%

            = 0,1%
        Dan ratio kesalahan terhadap harga penunjukan adalah :

          % = / T x 100

            = 0,001mH / 0,025mH x100

            = 4%

5. Misalkan bahwa batas ukur          alat pengukur dengan skala

   maksimal 100mH, frekuensi 10kHz menunjukkan (M) =

   0,36mH pada waktu alat tersebut digunakan untuk mengukur

   kapasitor yang mempunyai harga sebenarnya (T) = 0,35 maka

   kesalahan dalam hal ini adalah :

            = M-T

            = 0,36mH-0,35mH

            = 0.01mH

      Dengan demikian ratio kesalahan relatif terhadap skala

   maksimal adalah :

       (%) = / skala maksimal x 100%

           = 0,01mH / 1mHx100%

           = 1%

        Dan ratio kesalahan terhadap harga penunjukan adalah :

        % = / T x 100

           = 0,01mH / 0,35mH x 100

           = 2,85 %
2.3.2 Pembahasan

      Dari data pengamatan pengukuran kapasitor dan induktor secara

    teoritis maupun dengan menggunakan alat pengukur kapasitansi dan

    induktansi secara praktikum tidak terpaut jauh tetapi masih

    mendekati kepresisian. Hampir tidak mungkin adalah membuat agar

    kesalahan yang ada sekecil mungkin. Makin kecil kesalahan makin

    mahal biaya pembuatan alat ukur tersebut. Kesalahan dapat terjadi

    karena berbagai sebab dan umumnya dibagi dalam 3 jenis utama

    yaitu :

    1. Kesalahan umum

       Kebanyakan disebabkan oleh kesalahan manusia, diantaranya

       adalah kesalahan pembacaan alat ukur, penyetelan yang tidak

       tepat dan pemakaian instrumen yang tidak sesuai dan kesalahan

       praktikum

    2. Kesalahan sistematis

       Disebabkan oleh kekurangan-kekurangan pada instrument itu

       sendiri seperti kerusakan atau adanya bagian-bagian yang aus dan

       pengaruh lingkungan terhadap peralatan atau pengukuran

    3. Kesalahan yang tidak disengaja

       Diakibatkan oleh penyebab-penyebab yang tidak dapat langsung

       diketahui sebab perubahan-perubahan parameter atau sistem

       pengukuran terjadi secara acak
      Alat pengukur induktansi dan kapasitansi meter ini

menggunakan penunjuk pada VU meter dengan tipe kumparan

putar. VU meter ini dipergunakan untuk arus searah. Alat

pengukur induktansi dan kapasitansi meter ini dikalibrasi dengan

menggunakan frekuensi counter dan dibandingkan dengan alat

ukur LCR meter. Dalam pengukuran induktansi dan kapasitansi

ini harus memilih batas pengukuran dengan memutar saklar S1

dari batas ukur ke-1, batas ukur ke-2 , batas ukur ke-3 , batas ukur

ke-4, batas ukur ke-5 sampai batas ukur ke-6. Bila nilai induktansi

dan kapasitansi yang diukur tidak sesuai dengan batas ukur dalam

pengukuran maka jarum penunjuk pada meter tidak bergerak.

       Sebagai misal pengukuran kapasitansi kapasitor sebesar

47nF. Pengukuran kapasitansi diukur pada posisi saklar tes

kapasitor, lalu dipilih dengan menggunakan S1 dari batas ukur 1

hingga batas ukur ke-6. Posisi saklar pada batas ukur ke-1 jarum

tidak bergerak, batas ukur ke-2 jarum tidak bergerak batas ukur

ke-3 jarum tidak bergerak, batas ukur ke-4 jarum bergerak sesuai

dengan nilai kapasitansi yang diukur yaitu : 47,02nF, batas ukur

ke-5 jarum tidak bergerak atau kembali ke posisi awal, pada posisi

ke-6 jarum tidak bergerak. Dari contoh pengukuran dapat diambil

kesimpulan jika posisi saklar sesuai batas ukur dari nilai

kapasitansi yang diharapkan maka jarum penunjuk pada meter

akan bergerak. Jika saklar tidak sesuai pada batas ukur nilai
      kapasitansi dan induktansi yang diharapkan maka jarum tidak

      bergerak dan kembali pada posisi awal.

             Setelah melakukan pengujian dan pengamatan, maka telah

      terbukti bahwa dengan meletakkan komponen kapasitor dan

      induktor kita dapat mengetahui baik atau tidaknya kapasitor dan

      induktor dari penunjukan jarum penunjuk pada papan skala. Jika

      kondisi baik maka jarum akan menunjuk pada harga tertentu sesuai

      kapasitansi dari kapasitor dan induktansi dari induktor. Pada

      kondisi rusak maka jarum tidak akan menunjuk pada harga tertentu

      (jarum tetap diam tidak akan bergerak.).

             Dari hasil pengukuran dapat dilihat bahwa unjuk kerja alat

      ukur induktansi dan kapaasitansi meter cukup linier dalam batas

      ukur 1 sampai batas ukur ke-6



2.3.3 Keterbatasan alat

      Alat ini mempunyai tingkat kesalahan dalam penunjukan skala

      antara ±1,25% sampai ±4%. Dan alat ini hanya digunakan untuk

      mengukur nilai kapasitansi kapasitor dari 100pF sampai10µF dan

      nilai induktansi induktor 10µH sampai 1H, karena keterbatasan

      induktor dalam penelitian ini hanya dilakukan contoh pengujian

      untuk induktor antara 10µH sampai 1mH. Dengan keterbatasan alat

      ini tidak dapat digunakan untuk mengukur kapasitor dan induktor

      diatas atau dibawah       standar yang ditentukan. Selain itu
kekurangan yang ada pada penunjukan secara analog adalah

penunjukan yang tidak cermat dan range pengukuran yang kurang

tepat.
                                   BAB III

                                 PENUTUP



3.1 KESIMPULAN

       Berdasarkan    hasil   pengukuran,    analisis   hasil   pengukuran   dan

  pembahasan dapat disimpulkan sebagai berikut :

  1. Besarnya induktansi dan kapasitansi suatu induktor dan kapasitor

     ditunjukkan dengan penunjukan VU meter dengan tipe kumparan putar

  2. Prinsip kerja alat ukur induktansi dan kapasitansi ini menggunakan

     osilator sebagai penghasil frekuensi.

  3. Pengukuran induktansi dan kapasitansi ini harus memilih batas ukur yang

     tepat yaitu dengan memutar saklar S1. Pada saat batas ukur belum tepat

     sesuai dengan nilai kapasitansi dan induktansi yang diukur maka jarum

     penunjuk VU meter tidak mau bergerak.

  4. Dari analisis data diperoleh bahwa linieritas alat cukup baik pada batas

     ukur induktansi dan kapasitansi yang telah ditentukan.



3.2 SARAN

     Alat ukur induktansi dan kapasitansi meter yang telah terealisasi masih

  banyak kekurangansnya, oleh karena itu penulis memberikan saran agar

  dikemudian hari dapat dikembangkan dan digunakan.
1. Pengkalibrasian perlu dilakukan secara tepat dan teliti sehingga

   kepresisian alat pengukur ini cukup dihandalkan dengan melihat kembali

   penggunaan komponen-komponen dengan toleransi kepresisian yang

   cukup tinggi.

2. Pembuatan alat pengukur ini diharapkan jauh lebih sempurna dan dapat

   dilakukan pengembangan lebih lanjut untuk lebih sempurnanya dalam

   ketelitian dan ketepatan dalam pengukuran yaitu dikembangkan dengan

   sistem digital.
                             DAFTAR PUSTAKA



Achyanto.D. 1991. Komunikasi Elektronika. Jakarta :Erlangga.

Barmawi.M.. 1987. Prinsip-prinsip elektronika jilid. Jakarta : Erlangga.

Daryanto. 2002. Pengetahuan Teknik Elektronika. Jakarta: Bumi Aksara.

Sumanto. 2002. Elektronika Industri . Yogyakarta: Andi.

Sutrisno.1987. Elektronika Teori dan Penerapanya jilid 2. Bandung : ITB.

Tadius Uria. 1988. Dasar-Dasar transistor. Jakarta : Depdikbud.

Wasito.S. 1985. Vademekum Elektronika. Jakarta : Elex Media Komputindo.
      LAMPIRAN




Gambar alat tampak luar




Gambar alat tampak dalam
      LAMPIRAN




Gambar alat tampak luar




Gambar alat tampak dalam

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Categories:
Tags: alat, ukur, induksi
Stats:
views:2132
posted:5/3/2010
language:Indonesian
pages:66