PORTABLE DIGITAL OSCILLOSCOPE MENGGUNAKAN PIC18F4550 WISNU ADJI KHARISMA NIM. 13111705

Pendahuluan Osiloskop merupakan alat ukur elektronika yang berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal baik sinyal analog maupun sinyal digital sehingga sinyal-sinyal tersebut dapat dilihat, diukur, dihitung, dan dianalisa

Latar Belakang Osiloskop merupakan perangkat elektronika yang memegang peranan yang sangat penting dalam perkembangan teknologi. Namun perangkat tersebut merupakan perangkat yang tidak murah harganya, sehingga tidak semua orang yang membutuhkan perangkat tersebut dapat membelinya. Dengan demikian akan menjadi kendala bagi orang-orang yang bekerja dibidang elektronika, pelajar yang mempelajari bidang elektronika, maupun orang-orang yang memiliki hobi di bidang elektronika karena tidak memiliki financial yang cukup untuk membeli perangkat osiloskop.

Tujuan Membuat perangkat yang dapat berguna sebagai alat ukur dan alat bantu untuk menganalisis bentuk gelombang dari suatu perangkat elektronika. Membuat perangkat osiloskop yang praktis sehingga dapat dengan mudah dibawa dan digunakan dimana pun dan kapanpun. Untuk membatu para praktikan elektronika agar mendapatkan alat ukur yang akan sangat membantu dalam bidangnya dengan harga yang lebih terjangkau, sehingga siapapun dapat memilikinya.

Batasan Masalah Nilai maksimum tegangan puncak (Vp-p) sinyal yang diukur berkisar antara +/- 20Volt Nilai akurasi pengukuran yang diharapkan sekitar 80% dari alat ukur yang sudah ada. Terdapat 2 buah kanal masukan osiloskop dengan dc-coupled Mikrokontroler yang digunakan adalah PIC18F4550 Memanfaatkan modul komunikasi USB transceiver yang merupakan fitur utama dari mikrokontroler tersebut sebagai sistem antarmuka atara perangkat dengan PC/Laptop

Blok Diagram Osiloskop Digital Dasar Teori Blok Diagram Osiloskop Digital

Blok diagram sistem secara umum Sinyal Masukan 1 Atenuasi Sinyal 1 Amplifier Mikrokontroler PIC18F4550 USB PC / Laptop Masukan 2 Sinyal 2 Bagian Masukan Bagian Pengolah Informasi / data Bagian Keluaran Blok diagram sistem secara umum

Skematik Rangkaian Sistem Portable Digital Oscilloscope

Diagram Alir Sistem Secara Umum   Mulai a Inisialisasi Sistem Perangkat Simpan data kedalam buffer Definisi variabel, konstanta, dan Parameter yang digunakan Komunikasi USB tidak dalam keadaan sibuk ? b Tdk Inisialisasi peranti antarmuka Ya Inisialisasi modul ADC 10-bit Kirim melalui antarmuka USB c c Loop utama Lakukan pencuplikan sinyal analog Selesai Konversi data analog ke digital Proses konversi telah selesai ? Tdk b Ya a

Perangkat Portable Digital Oscilloscope

Program Aplikasi Komputer (Software)

Pengujian dan Analisis Data Pengujian dan analisis terhadap sistem ini bertujuan untuk mengetahui unjuk kerja dari setiap komponen pembetuk sistem, juga untuk mengetahui unjuk kerja sistem secara keseluruhan. Pengujian dilakukan dengan 2 (dua) cara, yaitu : 1. pengujian secara parsial, dan 2. pengujian sistem secara keseluruhan.

Pengujian Rangkaian Pengganda Tegangan Pengujian rangkaian pengganda tegangan dilakukan dengan cara memberikan tegangan masukan dan mengukur tegangan keluaran dari rangkaian pengganda tegangan. Nilai rata-rata persentase efisiensi tegangan sekitar 65,2 %. Pengujian Tegangan Masukan Keluaran % Efisiensi Tegangan Keluaran 1 3.8 V 5.01 V ± 66 % 2 4.8 V 6.27 V ± 65 % 3 5.2 V 6.93 V 4 5.5 V 7.18 V 5 6.0 V 7.73 V ± 64 %

Pengujian Rangkaian Pesimetris Tegangan Pengujian rangkaian pesimetris tegangan dilakukan dengan cara memberikan tegangan masukan dan mengukur tegangan keluaran dari rangkaian pesimetris tegangan. Dari hasil percobaan terdapat selisih antara tegangan positif dengan tegangan negatif sebesar 0,44 V yang disebabkan oleh tegangan jatuh dari IC ICL7660. Pengujian Tegangan Masukan Keluaran Besar Perbedaan Tegangan Absolut 1 5.01 V - 4.57 V 0.44 V 2 6.27 V - 5.83 V 3 6.93 V - 6.48 V 0.45 V 4 7.18 V - 6.74 V 5 7.73 V - 7.29 V

Pengujian Rangkaian Op-Amp dengan 1x Penguatan Pengujian rangkaian op-amp dengan 1x penguatan ini bertujuan untuk melihat unjuk kerja rangkaian yang dilakukan dengan cara memberikan sinyal masukan dan mengukur sinyal hasil penguatan rangkaian. Percobaan Frekuensi Sinyal Amplitudo Masukan (Vp-p) Amplitudo Keluaran 1 1 kHz 240 mV 40 mV 2 500 mV 100 mV 3 2.11 V 320 mV 4 4.00 V 400 mV 5 6.00 V 680 mV 6 8.00 V 880 mV 7 12.0 V 1.27 V 8 15.1 V 1.60 V 9 19.0 V 1.91 V 10 22.0 V 2.24 V

Gambar Hasil Pengujian Rangkaian Op-Amp dengan 1x Penguatan

Pengujian Rangkaian Op-Amp dengan 10x Penguatan Pengujian rangkaian op-amp dengan 10x penguatan ini bertujuan untuk melihat unjuk kerja rangkaian yang dilakukan dengan cara memberikan sinyal masukan dan mengukur sinyal hasil penguatan rangkaian. Percobaan Frekuensi Sinyal Amplitudo Masukan (Vp-p) Amplitudo Keluaran 1 1 kHz 160 mV 200 mV 2 240 mV 300 mV 3 500 mV 660 mV 4 1.15 V 2.03 V 5 1.63 V 2.83 V 6 2.11 V 3.68 V 7 4.00 V 4.36 V 8 6.00 V 9 8.00 V 10 10.0 V

Gambar Hasil Pengujian Rangkaian Op-Amp dengan 10x Penguatan

Pengujian Gelombang Sinus Faktor kesalahan dari hasil pengujian sistem ini dapat dicari menggunakan persamaan :  %𝐹𝐾= 𝐴 𝑜𝑠𝑖𝑙𝑜𝑠𝑘𝑜𝑝 − 𝐴 𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚 𝑝𝑒𝑟𝑎𝑛𝑔𝑘𝑎𝑡 𝐴 𝑜𝑠𝑖𝑙𝑜𝑠𝑘𝑜𝑝 .100% (5.1) Sehingga dengan menggunakan persamaan (5.1) didapatkan pesentase faktor kesalahan pengukuran sistem sebesar 1,88 %.

Pengujian Gelombang Kotak dengan menggunakan persamaan (5.1) maka akan didapat besar faktor kesalahan pengukuran sebesar : %𝐹𝐾= 15,10 𝑉−15,37 𝑉 15,10 𝑉 .100% =1,78 % Sehingga besar faktor kesalahan pengukuran adalah sebesar 1,78 %.

Pengujian Gelombang Segitiga dengan menggunakan persamaan (5.1) maka akan didapat besar faktor kesalahan pengukuran sebesar : %𝐹𝐾= 5,11 𝑉−4,80 𝑉 5,11 𝑉 .100% =6,06 % Sehingga besar faktor kesalahan pengukuran adalah sebesar 6,06%.

Pengujian Pengukuran 2 Kanal Dari hasil pengujian tersebut membuktikan bahwa sistem perangkat mampu untuk mencuplik sinyal dari 2 (dua) buah kanal secara simultan

Pengujian menggunakan Metode Liseajous Dari hasil pengujian tersebut membuktikan bahwa sistem perangkat dapat digunakan untuk pengukuran sinyal menggunakan metode liseajous.

Kesimpulan Berdasarkan hasil perancangan dan pengujian serta analisis data dari sistem yang dibuat, dapat diambil beberapa kesimpulan diantaranya : bagian front-end alat portable digital oscilloscope ini sudah dapat bekerja dengan baik sesuai dengan yang diharapkan dalam perancangan alat, bagian penguat pada sistem ini pun dapat dikatakan bekerja dengan baik sesuai dengan keinginan perancangan alat, Kelebihan lain dari alat yang dibuat ini yaitu telah memanfaatkan komunikasi USB sebagai sistem antarmuka yang akan terdeteksi sebagai virtual com-port, dan memanfaatkan USB sebagai sumber catu daya sistem sehingga tidak memerlukan catu daya tambahan.

Terima Kasih

Blok Diagram Osiloskop Analog Dasar Teori Blok Diagram Osiloskop Analog

Bagian Masukan

Bagian Pengolah dan Antarmuka USB

Rangkaian Pengganda Tegangan dan Pensimetris Tegangan

Bagian Masukan Terdapat 2 (dua) buah kanal masukan sinyal Rangkaian atenuasi  untuk melemahkan sinyal masukan Rangkaian penguat  menguatkan sinyal yang telah dilemahkan dengan penguatan 1x dan 10x penguatan sebelum masuk kedalam bagian pengolah informasi (kontroler) Rangkaian penggeser nilai offset sinyal  menggeser nilai offset untuk nilai 0V (ground) dari sinyal agar sinyal pada bagian dibawah sumbu x (sinyal -) digeser ke bagian diatas sumbu x (menjadi sinyal +)

Bagian pengolah informasi dan keluaran Bagian pengolah informasi menggunakan mikrokontroler PIC18F4550 Bagian keluaran hasil pengolahan informasi akan dikirimkan ke PC/Laptop dengan antarmuka USB Disisi PC/Laptop terdapat program aplikasi yang akan bertugas untuk mengolah dan menampilkan data yang dikirimkan dari perangkat ke PC/Laptop