LAPORAN INSTRUMENTASI : Rangkaian Jembatan Wheatstone II

LAPORAN INSTRUMENTASI

Rangkaian Penguat Jembatan

Dosen Pengampu : Bekti Wulandari, M. Pd

Diusulkan oleh :

Imania Diah Rachma

(15507134009)

B1/2015

PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTONIKA & INFORMATIKA

TEKNIK ELEKTRONIKA

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

2017

A.  Kompetensi

Menjelaskan karakteristik rangkaian penguat jembatan.

B.     Sub Kompetensi

1.      Menjelaskan cara kerja rangkaian penguat jembatan

2.      Menggambarkan kurva karakateristik hubungan antara perubahan tahanan input terhadap tegangan output.

C.  Dasar Teori

Rangkaian penguat jembatan pada dasarnya adalah penguat beda, atau penguat selisih, difference amplifier, differential amplifier, atau substractor. Tegangan output penguat ini proporsional dengan perbedaan atau selisih tegangan antara V1

dan V2.

Untuk menentukan hubungan antara tegangan output Vout dengan V1 dan V2 digunakan prinsip superposisi, dengan aturan sebagai berikut:

·         Bila V1 dipakai, maka V2 disambung ke 0 V (Ground) dan tegangan output=Vout1.

·         Bila V2 dipakai, maka V1 disambung ke 0 V (ground) dan tegangan output=Vout2.

·         Tegangan output Vout= Vout1 + Vout2

Bila V1 dipakai, maka V2 disambung ke 0 V (Ground) dan tegangan output = Vout1, maka diperoleh: Vo=V01=-R2/R1V1               ...............................................1

Bila V2 dipakai, maka V1 disambung ke 0V (ground) dan tegangan output = Vout2, maka diperoleh : Vo=V02=(R1/(R1+R2))xVo2            ...............................................2

V+=(R2/(R1+R2))xV2

Karena berlaku:

                        V_=V+ maka berlaku (R1/(R1+R2))xVo2=(R2/(R1+R2))xV2

Sehingga akan diperoleh:

                        Vo2=(R2/R1)xV2

Sehingga Vout=Vo1+Vo2=(R2/R1)xV2-(R2/R1)xV1 atau

                        Vout=(R2/R1)x(V2-V1).......................................................................3

Dalam prakteknya tegangan V1 dan V2 adalah tegangan output rangkaian jembatan Wheatstone.

                       

D.   Alat dan Bahan

1.      Papan percobaan IC

2.      Ic 741

3.      Power Supply DC

4.      Multimeter

5.      Dekade Resistor

6.      Resistor :              - 1 Kilo ohm                5 buah

                             - 10 kilo ohm               2 buah

                             - 100 kilo ohm             2 buah

                             - 100 kilo ohm pot       1 buah

E. Keselamatan Kerja

1.      Multimeter dalam pengukuran posisi saklar fungsi harus sesuai dengan besaran yang diukur, tegangan DC atau tegangan AC, Arus DC, tahanan dan fungsi lainnya.

2.      Pemilihan nilai batas ukur tegangan dan arus jangan, melebihi nilai yang diukur.

3.      Perhatikan polaritas colok alat ukur, jangan terbalik.

4.      Pahami betul titik-titik sambung pada breadboard

5.      Pahami betul-betul nomor kaki pada IC yang digunakan

F.     Langkah Kerja

Percobaan 1:

1.      Buatlah rangkaian penguat jembatan seperti pada gambar 2. Berikut

Rakitlah rangkaian jembatan wheatstone dengan 3 buah lengan resistor masing-masing 1Kohm. Lengan R= 1k ohm (pot). R1 dan R3 = 1K ohm. R2 dan R4 10K ohm.    

                       

2.      Berikan tegangan Vref=5 volt. Sambungkan tegangan supply +15V. 15V ke Ic 741.

3.      Atur R dekade = 1K ohm. Apakah V out jembt=0V? Bila tidak, atur R dekade sampai Vout jembt= 0 Volt.

4.      Ukurlah tegangan V₀ (kaki 6 ic), apakah = 0 volt? Bila tidak, lakukan pengaturan dengan potensiometer 100 k ohm sebagai pengatur ZERO OFFSET.

5.      Lakukan pengaturan R dekade menurut harga pada tabel 1. Pengaturan setimbang ditetapkan pada posisi R dekade = 1000 ohm. Ukur tegangan V_AC dan V0, pada Variasi Rf= 10k ohm dan Rf= 100k ohm.

6.      Setelah percobaan selesai, kembalikan semua alat dan bahan dengan tertib.

G.     Hasil Percobaan

Analisis

Dalam keadaan setimbang, Vout tidak dapat dalam kondisi 0 V, namun keadaan minimalnya 2.4 V saat Rf 10k ohm dan 0.22 V pada saat Rf 100 K ohm, pada rangkaian praktik kali ini saya menganalisis mengapa vout tidak dapat dalam kondisi 0 V, hal ini disebabkan karena penguatan tegangan dalam jembatan wheatstone sangat tinggi, padahal sudah ditambah ZERO OFFSET dengan tahanan maksimum 100 k ohm, mungkin kita bisa mendapat Vout dalam kondisi 0V jika diberikan tahanan yg tinggi pada ZERO OFFSET.

H.    Pertanyaan

1.      Gambarkan kurva hubungan antara variasi R dekade terhadap tegangan output (Vo).

2.      Bandingkan antara hasil perhitungan teoritik dengan hasil pengamatan.

Jawaban

1. 

2.      Jika dibandingkan dengan perhitungan pada teori jelas menimbulkan hasil yang berbeda walaupun tidak jauh, ini disebabkan karena pengaruh usia alat dan kabel penghubung yang sudah tua usia nya.

I.       Kesimpulan

Kesimpulan dari praktik kali ini bahwa rangkaian penguat jembatan wheatstone bertujuan untuk menguatkan suatu rangkaian yang membutuhkan tegangan besar dengan syarat pada keadaan setimbang diusahakan Vout dalam kondisi 0V sehingga mampu menghasilkan hasil yang maksimal.

LAPORAN INSTRUMENTASI : Rangkaian Jembatan Wheatstone

LAPORAN INSTRUMENTASI

Rangkaian Jembatan Wheatstone

Dosen Pengampu : Bekti Wulandari, M. Pd

Diusulkan oleh :

Imania Diah Rachma

(15507134009)

B1/2015

PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTONIKA & INFORMATIKA

TEKNIK ELEKTRONIKA

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

2017

A.  Kompetensi

Menjelaskan karakteristik rangkaian jembatan Wheatstone.

B.     Sub Kompetensi

1.      Membahas rangkaian jembatan Wheatstone

2.      Menghitung sensitivitas rangkaian jembatan Wheatstone

3.      Mengaplikasikan rangkaian jembatan Wheatstone

C.  Dasar Teori

Metode rangkaian jembatan Wheatstone merupakan cara penetuan tahanan yang tidak diketahui menggunakan metode perbandingan. Disebut rangkaian jembatan karena tersusun dari 5 buat tahanan yang posisinya bersilang, masing-masing tahanan ada yang menyebutnya sebagai lengan jembatan (bridge-arms). Lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 1.

                                   

                       

D.   Alat dan Bahan

1.      Catu daya DC 0-5V

2.      Rangkaian Jembatan Wheatstone

3.      Tahanan 1k ohm

4.      Galvanometer

5.      Kawat penghubung

E. Keselamatan Kerja

1.      Multimeter dalam pengukuran posisi saklar fungsi harus sesuai dengan besaran yang diukur, tegangan DC atau tegangan AC, Arus DC, tahanan dan fungsi lainnya.

2.      Pemilihan nilai batas ukur tegangan dan arus jangan, melebihi nilai yang diukur.

3.      Perhatikan polaritas colok alat ukur, jangan terbalik.

4.      Pahami betul titik-titik sambung pada breadboard

F.     Langkah Kerja

Percobaan 1:

1.      Buatlah rangkaian penguat jembatan seperti pada gambar 2. Berikut

                                         

2.      Berikan tegangan Vref = 5 volt. Atur R dekade = 1k ohm. Apakah V_AC=0 volt?

3.      Pasanglah Rx=1000 ohm. Atur posisi dekade resistor menurut tabel 1. Amati tegangan. Berapakah nilai Rdekade pada saat setimbang?

4.      Aturlah variasi harga R dekade dari 1000 ohm, +1 ohm, +10 ohm, +20 ohm. Amati arus galvanometer lg, masukkan hasilnya pada tabel 1.

5.      Dari ketiga jenis variasi harga Rdekade, manakah yang lebih tinggi perubahan arus galvanometer terhadap perubahan harga tahanannya.

6.      Hitunglah nilai sensitivitasnya dari langkah 5

Analisis

Pada R dekade 1000 ohm, R1 1000 ohm, R2 1k ohm dan R3 1000 ohm posisi galvanometer setimbang, pada R dekade +1ohm mulai dari 990 ohm sampai dengan 1010 arus yang dihasilkan terus menurun, ini disebabkan karena R dekade semakin besar dan membuat arus yg dihasilkan nya semakin kecil. Begitu pada R dekade + 10ohm maupu +20ohm.

G.    Pertanyaan

1.      Dapatkah rangkaian jembatan wheatstone dipakai untuk mendeteksi kemanisan buat masak?

2.      Dapatkah jembatan dipakai untuk mengukur tingkat kekeringan gabah?

Jawaban

1.      Rangkaian jembatan Wheatstone dapat digunakan untuk mendeteksi kemanisan buah masak karena buah memiliki kadar air sehingga dapat menghantarkan listrik. Sedangkan untuk mendeteksinya sendiri dapat dilakukan dengan cara menghitung hambatan listrik yang mengalir melalui buah.

2.      Jembatan Wheatstone dapat digunakan untuk mengukur tingkat kekeringan gabah dengan membaca berapa hambatan yang ditimbulkan oleh gabah tersebut karena setidaknya gabah mengandung sekitar 10% air yang bisa mengalirkan listrik.

H.    Kesimpulan

Kesimpulan dari praktik kali ini bahwa rangkaian jembatan wheatstone adalah berupa alat ukur yang di fungsikan untuk mengetahui hambatan yg tidak diketahui dengan cara menyeimbangkan dua kali dari rangkaian wheatstone, cara kerjanya mirip dengan potensiometer. Jembatan wheatstone adalah proses mengetahui menentukan suatu nilai hambatan listrik yang tepat. Dengan melakukan perbandingan antara besar hambatan yang telah diketahui dengan besar hambatan yang belum diketahui dengan keadaan jembatan disebut seimbang dengan galvanometer menunjukkan pada angka nol. Karena pengukuran dengan menggunakan Galvanometer dapat menghasilkan pengukuran yang tepat maka dari itu disebut presisi.