ALAT UKUR

Modul Ajar (rencana pembelajaran)	:	Penggunaan Alat Ukur,
Alokasi Waktu	:	3 Jam Pelajaran (180 menit)
Model Pembelajaran	:	Project Based Learning
Nama	:	Dadan Sihabudin, S.Tr.Kom
Mapel	:	Dasar-dasar kejuruan TJKT

2. Kompetensi Awal

Peserta didik diharapkan telah memahami dasar-dasar penggunaan alat ukur dan memiliki pengetahuan dasar tentang teknik komputer dan jaringan.

3. Profil Pelajar Pancasila : Bernalar Kritis Profil pelajar yang memiliki kemampuan berpikir kritis akan membantu mereka dalam memecahkan masalah teknis yang berkaitan dengan penggunaan alat ukur.

4. Sarana dan Prasarana

• Laboratorium komputer dan jaringan yang dilengkapi dengan alat ukur dan perangkat teknis lainnya.

• Komputer, proyektor, dan akses internet.

• Materi ajar digital dan perangkat lunak simulasi alat ukur.

5. Target Peserta Didik Siswa kelas X jurusan Teknik Komputer dan Jaringan.

6. Model Pembelajaran Project Based Learning

7. Tujuan Pembelajaran Menggunakan model pembelajaran Project Based Learning, tujuan pembelajaran adalah untuk mengembangkan keterampilan penggunaan alat ukur dalam konteks teknik komputer dan jaringan.

8. Asesmen Asesmen dilakukan melalui tugas proyek yang mencakup observasi, presentasi, dan laporan proyek.

9. Pemahaman Bermakna Pemahaman bermakna akan dihasilkan melalui penerapan langsung konsep-konsep tentang penggunaan alat ukur dalam situasi dunia nyata.

10. Materi/Bahan Ajar Materi ajar meliputi:

• Pengenalan alat ukur yang umum digunakan dalam teknik komputer dan jaringan.

• Cara mengoperasikan alat ukur dan melakukan pengukuran yang akurat.

• Penerapan pengukuran dalam konteks proyek teknis.

11. Pertanyaan Pemantik

• Apa pentingnya penggunaan alat ukur dalam teknik komputer dan jaringan?

• Bagaimana cara memilih alat ukur yang tepat untuk suatu tugas?

• Bagaimana mengukur dan merekam data dengan akurat?

12. Kegiatan Pembelajaran

• Langkah 1: Pengenalan Alat Ukur (45 menit)

• Presentasi mengenai jenis alat ukur dan fungsinya.

• Diskusi kelompok kecil tentang situasi penggunaan alat ukur dalam proyek nyata.

• Langkah 2: Praktik Alat Ukur (45 menit)

• Siswa dibagi dalam kelompok untuk mengukur parameter teknis di laboratorium.

• Pengamatan dan dokumentasi hasil pengukuran.

• Langkah 3: Proyek Pengukuran (60 menit)

• Setiap kelompok memilih proyek teknis terkait penggunaan alat ukur.

• Melakukan pengukuran dan merekam data.

• Mempresentasikan hasil proyek.

• Langkah 4: Refleksi dan Diskusi (30 menit)

• Diskusi kelompok besar tentang pengalaman dan pembelajaran dari proyek.

• Bagaimana penggunaan alat ukur memengaruhi hasil proyek?

13. Refleksi Peserta Didik dan Pendidik Siswa dan guru akan melakukan refleksi tentang apa yang mereka pelajari dalam proyek pengukuran, serta bagaimana penerapannya dalam kehidupan nyata.

14. Lembar Kerja Peserta Didik Buatkan rubrik penilaian analitik untuk tugas diskusi dan presentasi siswa dengan skala likert.

15. Pengayaan dan Remedial Peserta didik yang sudah mahir dapat mengambil tanggung jawab tambahan dalam proyek, sementara yang memerlukan bantuan tambahan akan mendapatkan panduan lebih lanjut.

16. Bahan Bacaan Pendidik dan Peserta Didik

• Buku teks tentang penggunaan alat ukur dalam teknik komputer.

• Materi ajar digital.

• Sumber daya online tentang proyek pengukuran.

17. Glosarium

• Daftar istilah teknis yang digunakan dalam pembelajaran.

18. Daftar Pustaka

• Sebutkan sumber-sumber buku dan materi yang digunakan dalam pembelajaran.

Rencana pembelajaran ini dapat membantu peserta didik mengembangkan keterampilan penggunaan alat ukur mereka dalam konteks teknik komputer dan jaringan dengan pendekatan yang aktif, kreatif, dan kolaboratif.


MATERI ALAT UKUR


Alat Ukur Elektronika dan Fungsinya | Alat ukur elektronik (listrik) merupakan perkakas/alat yang digunakan untuk mengukur besaran-besaran listrik seperti hambatan listrik (R), kuat arus listrik (I), beda potensial listrik (V), daya listrik (P), dan lainnya. Terdapat dua jenis alat ukur yaitu alat ukur analog dan alat ukur digital.
Berikut adalah macam-macam alat ukur listrik :
1. Amper-meter
2. Voltmeter
3. Ohm-meter
4. Multimeter Analog/Digital
5. Oscilloscope
6. Generator fungsi
7. Spectrum Analyzer

1. Ampermeter


Amperemeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik baik untuk listrik DC maupun AC yang ada dalam rangkaian tertutup. Amperemeter biasanya dipasang berderet dengan elemen listrik. Cara menggunakannya adalah dengan menyisipkan amperemeter secara langsung ke rangkaian.

Komponen penyusunPenyusun utama dari amperemeter adalah galvanometer. Secara umum, galvanometer bekerja dengan menerapkan gaya Lorentz yang timbul di antara medan magnet dan kumparan berarus listrik. Galvanometer memiliki tingkat pengukuran yang sangat tinggi sehingga mampu mengukur arus searah meski bernilai sangat kecil. Simpangan galvanometer meningkat seiring peningkatan kuat arus listrik yang melalui kumparan. Di dalam amperemeter, galvanometer dipasang secara paralel dengan resistor yang memiliki hambatan listrik yang rendah. Model rangkaian paralel bertujuan untuk memperbesar batas ukur amperemeter.

Prinsip kerja
Kumparan putar

Amperemeter dapat bekerja melalui prinsip kumparan putar. Komponen utamanya ialah galvanometer berupa kumparan putar. Kawat kumparan akan mengalami momen putar ketika arus mengalir melewatinya. Perputaran terjadi karena adanya medan magnet permanen di dalam amperemeter.[5]
Besi lunak

Amperemeter yang menerapkan prinsip besi lunak memiiliki besi sebagai intinya. Komponen yang dialiri listrik akan menimbulkan medan magnet sehingga terjadi magnetisasi pada besi. Magnetisasi membuat besi tertarik dan membuat jarum penunjuk bergerak.[6] Arah arus listrik tidak menentukan arah dari simpangan jarum pada amperemeter dengan prinsip besi lunak, sehingga dapat digunakan untuk mengukur arus bolak-balik.
Pemanasan

Amperemeter yang menerapkan prinsip pemanasan memanfaatkan penggunaan kawat yang dapat mengalami pemuaian. Penambahan ukuran kawat terjadi saat ada pengaliran arus listrik yang menimbulkan pemanasan pada kawat. Kawat dihubungkan dengan sebuah pegas dan jarum penunjuk. Ketika kawat dialiri arus listrik dan memuai, kawat memanjang dan menyentuh pegas sehingga jarum penunjuk bergerak. Arah arus listrik tidak menentukan arah dari simpangan jarum pada amperemeter dengan prinsip besi lunak, sehingga dapat digunakan untuk mengukur arus bolak-balik.[7]
Pengukuran
Dalam melakukan pengukuran arus listrik, amperemeter harus terpasang secara seri terhadap rangkaian listrik.[8] Amperemeter memiliki hambatan listrik yang sangat kecil nilainya. Pada saat pengukuran dilakukan, terjadi pengurangan nilai kuat arus yang terukur akibat adanya peningkatan nilai hambatan listrik secara keseluruhan di dalam rangkaian listrik. Jadi nilai kuat arus listrik yang terukur pada amperemeter lebih sedikit dari nilai kuat arus listrik yang sebenarnya. Hambatan dalam dari amperemeter dapat diabaikan jika hambatan total bernilai cukup besar. Arus yang terbaca diasumsikan hampir sama dengan dengan arus yang mengalir sebelum amperemeter dipasang. Perubahan nilai arus secara besar dapat tejadi jika hambatan total dalam rangkaian sangat kecil. Amperemeter juga mempunyai batas maksimum pengukuran. Pengukuran arus yang lebih besar dari batas ukur amperemeter akan menyebabkan kerusakan dan kebakaran pada komponen amperemeter. Arus listrik yang akan diukur harus diperkirakan sebelum mengadakan pengukuran dengan amperemeter. Pengukuran hanya dilakukan jika nilai perkiraan lebih kecil dari batas ukur.[9]

Satuan pengukuran arus listrik yang digunakan secara internasional adalah Ampere. Standar satuan ini pertama kali ditetapkan pada tahun 1893 bersama dengan satuan Ohm dan satuan Volt. Hasil akhir dari pertemuan internasional tersebut adalah penetapan nilai dari satuan Amper internasional. Amper internasional dijelaskan sebagai jumlah arus listrik secara konstan yang mampu melalui Iarutan perak nitrat dalam air yang sesuai dengan spesifikasi standar. Pengendapan perak dilakukan dalam kecepatan 0,001118 gram per detik. Pada tanggal 1 Januari 1948 ditetapkan sebuah standar baru yang menjadi standar absolut hingga saat ini. Dalam standar absolut ditetapkan bahwa satu Amper internasional sama dengan nilai dari 0,99835 amper absolut.[10]
Kegunaan
Pengawasan kuat arus listrik pada peralatan listrik

Amperemeter dapat ditemukan pada rangkaian listrik dalam peralatan elektronika seperti radio, perekam kaset, dan penguat. Jenis arus listrik yang dapat diukur oleh amperemeter yaitu arus searah maupun arus bolak-balik. Amperemeter juga digunakan pada pengukuran kuat arus listrik yang dihasilkan dari suatu pembangkit tenaga listrik.
Pengukuran resistansi

Pengukuran resistansi dapat dilakukan secara tidak langsung dengan menggunakan amperemeter. yang digabungkan dengan voltmeter. Nilai resistansi dihitung selama pengukuran tegangan dan arus listrik dilakukan secara bersamaan.[12]
Elektrolisis

Amperemeter dapat digunakan dalam elektrolisis. Proses pengukuran dilakukan di bejana yang berisi air hasil distilasi. Bahan perendam yang digunakan ialah dua buah elektroda yang terbuat dari platina atau nikel. Kedua jenis elektroda dihubungkan dengan sebuah sumber tegangan listrik dan amperemeter. Air hasil penyulingan merupakan jenis penghantar listrik yang buruk. Peningkatan kualitas hantaran listrik dilakukan dengan menambahkan setetes asam sulfat. Saat pengukuran berlangsung, jarum penunjuk pada amperemeter akan bergerak jika ada arus listrik yang melaluinya. Keberadaan arus listrik yang melalui larutan pada amperemeter dapat dibuktikan dengan mengukur adanya peningkatan suhu panas atau peningkatan jumlah medan magnet di sekitar amperemeter.[13]


Ampermeter posisi nol di tengah


2. Voltmeter

Voltmeter adalah alat/perkakas untuk mengukur besar tegangan listrik dalam suatu rangkaian listrik. Voltmeter disusun secara paralel terhadap letak komponen yang diukur dalam rangkaian. Alat ini terdiri dari tiga buah lempengan tembaga yang terpasang pada sebuah bakelite yang dirangkai dalam sebuah tabung kaca atau plastik. Lempengan luar berperan sebagai anode sedangkan yang di tengah sebagai katode. Umumnya tabung tersebut berukuran 15 x 10cm (tinggi x diameter).


3. Ohm-meter

Ohm-meter adalah alat untuk mengukur hambatan listrik, yaitu daya untuk menahan mengalirnya arus listrik dalam suatu konduktor. Besarnya satuan hambatan yang diukur oleh alat ini dinyatakan dalam ohm. Alat ohm-meter ini menggunakan galvanometer untuk mengukur besarnya arus listrik yang lewat pada suatu hambatan listrik (R), yang kemudian dikalibrasikan ke satuan ohm.




4. Multitester Analog/Digital

Multitester Digital



Multitester Analog

Multimeter adalah alat untuk mngukur listrik yang sering dikenal sebagai VOAM (VolT, Ohm, Ampere meter) yang dapat mengukur tegangan (voltmeter), hambatan (ohm-meter), maupun arus (amper-meter). Ada dua kategori multimeter: multimeter digital atau DMM (digital multi-meter)(untuk yang baru dan lebih akurat hasil pengukurannya), dan multimeter analog. Masing-masing kategori dapat mengukur listrik AC, maupun listrik DC.

5. Oscilloscope

Oscilloscope/osiloskop adalah alat ukur elektronika yang berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal listrik agar dapat dilihat dan dipelajari. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode. Sorotan elektron membekas pada layar. Suatu rangkaian khusus dalam osiloskop menyebabkan sorotan bergerak berulang-ulang dari kiri ke kanan. Pengulangan ini menyebabkan bentuk sinyal kontinyu sehingga dapat dipelajari.

6. Generator fungsi

Generator fungsi adalah alat ukur yang digunakan sebagai sumber pemicu yang diperlukan, merupakan bagian dari peralatan (software) uji coba elektronik yang digunakan untuk menciptakan gelombang listrik. Gelombang ini bisa berulang-ulang atau satu kali.

Generator fungsi analog umumnya menghasilkan gelombang segitiga sebagai dasar dari semua outputnya. Segitiga ini dihasilkan oleh kapasitor yang dimuat dan dilepas secara berulang-ulang dari sumber arus konstan.

Tipe lain dari generator fungsi adalah sub-sistem yang menyediakan output sebanding terhadap beberapa input. Contohnya, output berbentuk kesebandingan dengan akar kuadrat dari input. Alat seperti itu digunakan dalam sistem pengendali umpan dan komputer analog.

7. Spectrum Analyzer

Spectrum Analyzer merupakan salah satu alat pengukuran yang digunakan untuk mengukur respon magnitude (amplitude) sinyal terhadap skala frekuensi. 2 parameter/skala penting dalam spectrum analyzer:Amplitude (magnitude/power) dalam dBm

Frekuensi (frequency) dalam Hertz

Bagian - Bagian Spectrum Analyzer



Keterangan1. Input merupakan antarmuka spektrum analyzer dengan masukan sinyal yang diukur

2. Pemilih frekuensi untuk memilih frekuensi yang akan diukur (diamati respon amplitudonya)

3. Pengatur span frekuensi untuk menentukan start and stop frekuensi pengukuran
4. Pengatur amplitudo untuk mengatur skala amplitudo
5. Setting VBW and RBW untuk mengatur skala video bandwidth dan resolution bandwidth
6. Layar display untuk menampilkan respon frekuensi


Blok Diagram Spectrum Analyzer

KeteranganInput akan diolah pertama kali oleh RF attenuator dan RF Filter (terkait dengan seleksi frekuensi), hanya frekuensi yang diinginkan akan diolah, selebihnya difilter (atenuasi)

Mixer, mencampur sinyal input dengan sinyal dari Local Oscillator yang sudah disesuaikan frekuensinya dengan frekuensi sinyal input untuk mendapatkan sinyal baseband (pita dasar), atau sering juga disebut dengan IF (Intermediate Frequency)

IF Gain dan IF Filter mengolah sinyal IF (penguatan dan pembentukan sinyal dalam domain frekuensi). Proses ini juga terkait dengan Resolution Bandwidth

Sinyal kemudian akan melewati penguat logaritmik dan detektor, sinyal yang bernilai positif akan menjadi paling tinggi (largest) dan sinyal bernilai negatif menjadi paling kecil (smallest)

Video filter, mengolah sinyal dan menapis sinyal derau atau noise

Display akan menampilkan hasil