ALAT UKUR INTENSITAS CAHAYA (LIGHT METER JEMBATAN WEATSONE)
ALAT UKUR INTENSITAS CAHAYA (LIGHT METER
JEMBATAN WEATSONE)
(Laporan Praktikum
Instrumentasi)
Oleh:
Kelompok 6
Fanya Alfacia Arafat 1314071022
Fatkhul Rohman 1314071023
Fery Yanto 1314071025
Galih Pratama 1314071026
Haposan Simorangkir 1314071027
Hendri Setiawan 1314071028
JURUSAN TEKNIK PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS LAMPUNG
2015
I.
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam
kehidupan sehari-hari kita selalu berhubungan dengan listrik. Dari kegiatan
rumah tangga sampai kegiatan kantor, kita membutuhkan listrik untuk
menghidupkan alat-alat elektronik yang kita miliki. Pada listrik biasanya
terdapat arus, tegangan dan hambatan. Biasanya pada hambatan ada yang sudah
diketahui dan ada yang belum diketahui. Jembatan wheatsone merupakan suatu alat
yang digunakan untuk mengetahui besar nilai suatu hambatan yang belum diketahui
nilainya
Terdapat
banyak kemajuan yang berhubungan dengan teknik yang memerlukan keakuratan
pengukuran intensitas cahaya sebagai contoh pengambilan foto dan pembuatan
rangkaian elektronik. film dalam sebuah kamera harus menerima cahaya dalam
jumlah yang tepat supaya diekspos dengan tepat. Untuk mendapatkan gambar yang
bagus diperlukan alat ukur cahya (Light meter).
1.2 Tujuan
Adapun tujuan pada
praktikum ini adalah sebagai berikut:
1. Mengetahui
cara membuat rangkaian jembatan Wheatstone dan ligth intensity meter.
2.
Mengetahui kegunaan
rangkaian jembatan Wheatstone dan ligth intensity meter.
3. Dapat
menghitung intensitas cahaya dengan perhitungan regresi menggunakan Ms. Exel.
II.
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Jembatan
Wheatstone
Rangkaian
jembatan wheatstone adalah susunan dari 4 buah hambatan, yang mana 2 dari
hambatan tersebut adalah hambatan variable dan
hambatan yang belum diketahui besarnya yang disusun secara seri satu sama lain
dan pada 2 titik diagonalnya dipasang sebuah galvanometer dan pada 2 titik
diagonal lainnya diberikan sumber tegangan.
Dengan
mengatur sedemikian rupa besar hambatan variable sehingga arus yang mengalir
pada Galvanometer = 0, dalam keadaan ini jembatan disebut seimbang, sehingga
sesuai dengan hukum Ohm berlaku persamaan : R1 R4 = R2 R3. Rangkaian jembatan wheatstone juga dapat
disederhanakan dengan menggunakan kawat geser bila besarnya hambatan bergantung
pada panjang penghantar. Prinsip dari metode jembatan wheatstone adalah
1.
Hubungan antara resitivitas dan hambatan, yang berarti setiap penghantar
memiliki besar hambatan tertentu. Dan juga menentukan hambatan sebagai fungsi
dari perubahan suhu
2.
Hukum Ohm, yang menjelaskan tentang hubungan antara hambatan, tegangan dan arus
listrik. Yang mana besar arus yang mengalir pada galvanometer diakibatkan oleh
adanya suatu hambatan.
3.
Hukum Kirchoff 1 dan 2, yang mana sesuai dari hukum ini menjelaskan jembatan
dalam keadaan seimbang karena besar arus pada ke-2 ujung galvanometer sama
besar sehingga saling meniadakan.
Jembatan
Wheatstone adalah alat ukur yang ditemukan oleh Samuel Hunter Christie pada
1833 dan meningkat kemudian dipopulerkan oleh Sir Charles Wheatstone pada tahun
1843. Ini digunakan untuk mengukur suatu yang tidak diketahui hambatan listrik
dengan menyeimbangkan dua kali dari rangkaian jembatan, satu kaki yang mencakup
komponen diketahui kerjanya mirip dengan aslinya potensiometer.
Jembatan
Wheatstone adalah suatu alat pengukur, alat ini dipergunakan untuk memperoleh
ketelitian dalam melaksanakan pengukuran terhadap suatu tahanan yang nilainya
relatif kecil sekali umpamanya saja suatu kebocoran dari kabel tanah/
kartsluiting dan sebagainya. (Suryatmo, 1974).
Jembatan
Wheatstone adalah alat yang paling umum digunakan untuk pengukuran tahanan yang
teliti dalam daerah 1 sampai 100.000 Ω. Jembatan Wheatstone terdiri dari
tahanan R1, R2, R3, dimana tahanan tersebut
merupakan tahanan yang diketahui nilainya dengan teliti dan dapat diatur.
(Lister, 1993).
2.2 Galvanometer atau Voltmeter
Jika
konduktor pengalir arus ditempatkan dalam medan magnet dihasilkan gaya pada
konduktor yang cenderung menggerakkan konduktor itu dalam arah tegak lurus
medan. Prinsip ini digunakan dalam instrument pendeteksi arus. Instrument
pendeteksi arus yang peka disebut galvanometer. (Lister, 1993).
Galvanometer
merupakan instrument sangat peka dan dapat mengukur arus yang sangat lemah.
Galvanometer terdiri atas sebuah komponen kecil berlilitan banyak yang
ditempatkan dalam sebuah medan magnet begitu rupa sehingga garis-garis medan
akan menimbulkan kopel pada kumparan apabila melalui kumparan ini ada arus.
(Flink, 1985).
Di
dalam teori pengukuran listrik yang dimaksudkan dengan pengukuran Galvano yaitu
suatu instrument yang dipergunakan untuk memperlihatkan arus yang lemah. Untuk
menyatakan dengan jelas kadang-kadang dipisahkan juga untuk
instrument-instrumen yang peka (sensitif), yang banyak dipakai di laboratorium
dan terutama sistem jembatan yang banyak kita jumpai. (Suryatmo, 1974).
2.3 Hambatan Listrik
Hambatan
listrik adalah perbandingan antara tegangan listrik dari suatu komponen
elektronik (misalnya resistor) dengan arus listrik yang melewatinya. Hambatan
listrik yang mempunyai satuan dan dapat dirumuskan sebagai berikut:
Ket : V = Tegangan
I = Arus
listrik. (Wikipedia, 2010)
Hambatan
(R) sebuah kawat atau benda lain adalah ukuran benda potensial (V) yang harus
terpasang antara benda tersebut sehingga arus sebesar satu ampere dapat
mengalir melewatinya. (Buechhe, 2006).
Bila
arus mengalir melalui kawat tembaga, arus tadi akan mendapatkan tahanan.
Ilmuwan fisika ohm telah menemukan bahwa pada suhu konstan maka besarnya arus
bertambah sehingga terdapat tegangan yang disampai dengan rumus:
Perbandingan
yang konstan ini menurut ohm disebut tahanan dari penghantar dengan symbol R,
jadi
Satuan
tahanan adalah ohm (Ω), ini merupakan tahanan untuk artus sebesar 1 Ampere
melalui tahanan dengan tegangan 1 Volt. Hokum ohm ditulis
dengan U : besar tegangan dan I : arus.
(Vander Wal, 1985).
2.4 Manfaat Jembatan Wheatstone
Perancangan
dan pembuatan perhitungan ikan secara otomatis diciptakan alat-alat yang
bertujuan untuk mempermudah tugas manusia dalam pekerjaan sehari-hari. Dalam
bidang perikanan perlu diciptakan suatu alat yang dapat menmggantikan tugas
manusia untuk menghitung jumlah ikan-ikan saat beri makan ikan-ikan, akan
menjaga jumlah ikan-ikan dalam jumlah banyak sehingga tugas manusia dapat
digantikan oleh alat ini juga dapat mempercepat proses perhitungan ikan
otomatis ini dapat dihitung jumlah ikan dalam jumlah banyak, dalam waktu yang
relatif cepat. (Petra, 2010).
III.
METODOLOGI
3.1 Waktu
dan Tempat
Praktikum mata kuliah
instrumentasi dengan judul Alat Ukur Intensitas Cahaya dilaksanakan pada hari
Rabu tanggal 25 Maret 2015 pukul 13.00-14.40 WIB di Laboratorium TEP D, Jurusan
Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Lampung.
3.2 Alat
dan Bahan
Alat dan Bahan Rangkaian Light Meter Jembatan
Wheatstone adalah fotosel, dua
buah resistor 47kΩ, resistor
variabel 1MΩ, Voltmeter dengan FSD 5V,dan baterai 9 V.
Alat dan Bahan Rangkaian Alat Ukur Intensitas Cahaya adalah Op amp 741, fotodioda, resistor variabel 1 MΩ, voltmeter dengan FSD 5 V, dan dua buah baterai 9 V
3.3 .
Langkah Kerja
a.
Diagram Alir Pembuatan Rangkaian
Light meter jembatan Wheatstone
|
Di
siapkan alat dan bahannya
|
|
Dilihat dan di pahami gambar
rangkaiannya
|
|
Di
rangkaikan sesuai dengan gambar
|
|
Setelah rangkaian jembatan
wheatstone jadi ,mengatur resistor variabel ke 4,5 V(menyamakan dengan X)
|
|
Apabila voltmeter menunjukan angka nol berarti telah setimbang
|
|
Dikalibrasi
dengan light meter caranya dengan menutup dan membukannya secara bersamaan
dan membukannya dengan bertahap
|
|
Di catat angka angkanya baik pada
light meter milik kita dan pada ligth meter
|
|
Dihitung dengan rumus yang telah
tersedia
|
b.
|
Di
siapkan alat dan bahannya
|
|
Dilihat dan di pahami gambar
rangkaiannya
|
|
Dilihat dan di pahami gambar
rangkaiannya
|
|
Di
rangkaikan sesuai dengan gambar
|
|
Di tes apakah rangkaiannya benar
atau salah dengan cara menyinarinya dengan senter dan di lihat apakah
voltmeternnya bergerak atau tidak ,apabila telah berhasil
|
|
Di ukur dan di bandingkan dengan
light meter krisbow yaitu merubah
pencahayaan nya dengan cara menutupi fotodioda dan light meter krisbow
secara bersamaan
|
|
Di ukur sebanyak sepuluh kali
dengan cara menjaquhkan penutup fotodiodanya nya sebanyak sepuluh kali
|
|
Di
kalibrasi dalam satuan lux
|
|
Di
catat hasilnya
|
IV.
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
Hasil Praktikum
A. Pengamatan Ligth Meter
Jembatan Wheatstone
No.
|
Light Meter JW
Rakitan
|
Light Meter
|
1
|
-0,003
|
0,01
|
2
|
0,88
|
2,11
|
3
|
2,9
|
11,7
|
4
|
3,66
|
15,3
|
5
|
3,8
|
17
|
6
|
3,88
|
20,1
|
7
|
4,08
|
29,9
|
8
|
4,17
|
34,3
|
9
|
4,19
|
38,3
|
10
|
4,28
|
67,18
|
Dengan regresi Ms. Excel diperoleh tabel dengan rumus
y=9,521x-722
Dengan menggunakan rumus tersebut dapat dihitung nilai
cahayanya sebagai berikut
No.
|
Light Meter JW Rakitan
|
Nilai Cahaya Hitung
|
1
|
0,32
|
-3,67528
|
2
|
0,86
|
1,46606
|
3
|
1,15
|
4,22715
|
4
|
1,7
|
9,4637
|
5
|
2,1
|
13,2721
|
6
|
2,29
|
15,08109
|
7
|
2,68
|
18,79428
|
8
|
3,22
|
23,93562
|
9
|
3,34
|
25,07814
|
10
|
3,91
|
30,50511
|
Grafik
B. Hasil
Pengamatan rangkain light intensity meter
No.
|
Light Meter JW
Rakitan
|
Light Meter
|
1
|
0,06
|
0,61
|
2
|
0,06
|
0,7
|
3
|
0,07
|
1
|
4
|
0,07
|
1,05
|
5
|
0,07
|
2,52
|
6
|
6,81
|
1
|
7
|
6,91
|
1
|
8
|
7,32
|
1
|
9
|
7,74
|
1
|
10
|
8,7
|
1
|
Dengan menggunakan
rumus tersebut dapat dihitung nilai cahayanya sebagai berikut
Light int Meter
|
Hasil Perhitungan
|
0,04
|
2,2533296
|
0,05
|
2,235412
|
0,06
|
2,2174944
|
0,06
|
2,2174944
|
0,07
|
2,1995768
|
0,05
|
2,235412
|
0,13
|
2,0920712
|
0,27
|
1,8412248
|
0,52
|
1,3932848
|
0,92
|
0,6765808
|
Grafik
4.2 Pembahasan
Pada praktikum ini dilakukan dua rangkaian yaitu Jembatan
Wheatstone dan Light intensity meter. Akan dihasilkan jembatan Wheatstone dari
4 resistor. Dua buah resistor 47 kΩ membagi tegangan suplai menjadi separuhnya,
maka tegangan pada x adalah 4,5 V. Tegangan pada Y dapat diatur oleh resistor
variabel sedemikian rupa sehingga diperoleh tegangan yang sama dengan4,5
V.kemudian terlihat meter menunjukan angka nol, dikatakan bahwa jembatan dalam
keadaan ‘‘setimbang’’. Jika diubah tingkat penyinaran fotosel, pembacaan akan
lebih besar atau kurang dari 4,5V. walaupun jembatan ini menanggapi intensitas
cahaya, tapi tidak menghasilkan perubahan pada meter yang sebanding dengan
level cahaya.
Jembatan
Wheatstone merupakan suatu susunan rangkaian listrik untuk mengukur suatu
tahanan yang tidak diketahui harganya (besarannya). Kegunaan dari Jembatan
Wheatstone adalah untuk mengukur nilai suatu hambatan dengan cara arus yang
mengalir pada galvanometer sama dengan nol (karena potensial ujung-ujungnya
sama besar). Sehingga dapat dirumuskan dengan perkalian silang. Cara kerjanya
adalah sirkuit listrik dalam empat tahanan dan sumber tegangan yang dihubungkan
melalui dua titik diagonal dan pada kedua diagonal yang lain dimana
galvanometer ditempalkan seperti yang diperlihatkan pada jembatan wheatstone.
(Pratama, 2010)
Pada percobaan kedua dilakukan perakitan rangkaian Light
intensity meter. Pulsa gelombang segi empat
teratur yang dikirim teratur yang dikirimkan intregrator ini ditambahkan
agar tegangan output yang sebanding dengan frekuensi pulsa. Resistor variabel
diatur kira-kira separuh daerah nilainya dan trigger monostabil berulang-ulang
dengan menyentuhkan kabel lepas pada pin 2 dari IC 555 setiap intreval
kira-kira 1 detik. Maka akan bergeraksecara mantap dari nol sampai nilai
ttertentu. Integrator menghasilkan pembacaan rata-rataa dari pulsa tegangan
yang dibangkitkan oleh monostabil. Dari hasil pengamatan didapatkan hasil -5,33.
Bila disentuhkan berulang-ulang dengan menyentuhkan kabel lepas pada IC 555
maka nilai akan bertambah negatif.
Jembatan Wheatstone
dipergunakan untuk memperoleh ketelitian dalam melaksanakan pengukuran terhadap
suatu tahanan yang nilainya relative kecil sekali umpamanya saja suatu
kebocoran dari kabel tanah/ kortsluiting dan sebagainya. Rangkaian ini dibentuk
oleh empat buah tahanan (R) yag merupakan segiempat A-B-C-D dalam hal mana
rangkaian ini dihubungkan dengan sumber tegangan dan sebuah galvanometer nol
(0). Kalau tahanan-tahanan itu diatur sedemikian rupa sehingga galvanometer itu
tidak akan mengadakan suatu hubungan antara keempat tahanan tersebut.
(Suryatmo, 1986).
V. KESIMPULAN
Dari
praktikum yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1.
Jembatan Wheatstone
merupakan suatu susunan rangkaian listrik untuk mengukur suatu tahanan yang
tidak diketahui harganya (besarannya).
2.
Kegunaan dari Jembatan
Wheatstone adalah untuk mengukur nilai suatu hambatan dengan cara arus yang
mengalir pada voltmeter sama dengan nol (karena potensial ujung-ujungnya sama
besar).
3.
Dari hasil pengamatan Ligth Meter Jembatan Wheatstone didapatkan
rumus y=9,521x-722
4.
Dari hasil pengamatan
didapatkan light intensity meter persamaan
y=-1.79176x+2.325
5.
DAFTAR PUSTAKA
Bueche,
F. J. dan Eugene Hecht. 2006. Fisika
Universitas. Jakarta. Erlangga.
Flink,
R.J dan O.G Brink. 1984. Dasar-dasar Ilmu
Instrumen. Jakarta. Binacipta.
Lister,
Eugene C. 1993. Mesin dan Rangkaian
Listrik. Jakarta : Erlangga.
tanggal
16 November 2010 pukul 17.40 WIB.
pukul 16.40 WIB.
tanggal 16 November 2010 pukul 17.15
WIB.
Suryatmo,
F. 1986. Teknik Listrik Pengukuran.
Jakarta : Bina aksara.
Van
der wol, G. 1985. Rangkaian Eletro Teknik.
Jakarta : Erlangga.
Wikipedia.
2010. Hambatan Listrik. http://id.wikipedia.org.com/wiki/hambatan-listrik.
Diakses pada tanggal 16 November 2010 pukul 17.37 WIB.
 (Laporan Praktikum Instrumentasi) Oleh: Kelompok 6 Fa...){kind=link}
0 comments:
Post a Comment