cara membuat ohmmeter analog multirange

CARA MEMBUAT OHMMETER 

Teori Dasar

             Seperti kita ketahui bahwa sebuah kumparan putar bekerja berdasarkan arus dcyang diterima oleh kumparan. Besarnya simpangan jarum kumparan putar sebanding dengan arus dc yang mengalir pada kumparannya.Pada saat kumparan putar akan dipakai sebagai alat ukur resistansi (ohmmeter),maka didalam rangkaiannya perlu ditambahkan sumber tegangan dc, karenaresistansi (tahanan R) tidak memiliki energi sebagai sumber arus dc yangdiperlukan oleh kumparan putar.Berikut ini adalah contoh rangkaian ohmmeter dengan kumparan putar.

             Rangkaian Ohmmeter Titik X-Y adalah terminal ohmmeter tempat memasang resistor yang akan diukur,umumnya terminal ini dihubungkan dengan kabel untuk mengukur tahanannya.Rx adalah resistor yang akan diukur oleh ohmmeter tersebut, dan simpangan jarum akan menunjukkan besarnya nilai tahanan tersebut.

              Untuk menentukan nilai Rs dari rangkaian ohmmeter diatas, titik X-Y dihubungsingkat, Rx = 0, dan simpangan jarum kumparan putar harus berada pada posisimaksimum yang menunjukkan skala nol pada skala ohmmeter. Dalam keadaan ini berlaku rumus sebagai berikut :

Dari persamaan 1 bila V, Ifs dan Rm diketahui, maka Rs dapat ditentukan. Pada persamaan 2, kita dapat membuat skala tahanan Rx yang nilainya berbanding

terbalik dengan I. Untuk Rx = 0 besarnya I adalah 100 %, bila Rx = ∞ maka I = 0%,

 dan bila Rx = Rm + Rs besarnya I adalah 50 %.

Alat dan Bahan

 1 kumparan putar 2.

 1 catu daya variabel 1,5 V3.

 1 Multimeter 4.

  potensiometer 1 k ohm , 50 k ohm , 100 k ohm

IV.

Langkah percobaanPercobaan A : Membuat skala pada Ohmmeter

1.Buatlah Rangkaian seperti gambar 

Hitung nilai Rs yang diperlukan dengan mengunakan persamaan 1, 

2. kemudian pasang pada rangkaian diatas. Nilai Ifs dan Rm harus sudah diketahui.

3. Hubung singkat X-Y, catat penunjukkan jarum pada kumparan putar, jarumharus menunjukkan posisi maksimum. Bila tidak, atur Rs sehingga penunjukkan jarum maksimum. Ukur dan catat nilai Rs

4. Pasang Rx = 10 kΩ pada terminal X-Y, perhatikan simpangan jarumkumparan putar. Catat besarnya (I dalam %) dalam bentuk tabel , untuk nilai 30kΩ, 45kΩ, dan 120kΩ.

5.Ulangi langkah 4 untuk Rx = 30kΩ, 45kΩ, dan 120kΩ, dan catat semua nilai I

 dalam bentuk tabel.

6. Ukur dan catat pula tegangan V, bila tidak sama sekali dengan 1,5 volt.

Buatlah rangkaian sebagai berikut :

1.Rangkaian ohmmeter dengan pengali

2. Pasang Rsh = 10Ω

3.Ukur Rx = 10Ω, dan catat persen skala pada kumparan putar.

4.Ganti Rsh dan Rx dengan 100Ω, dan catat hasil pengukuran.

5.Selanjutnya untuk Rsh dan Rx = 1kΩ dan Rsh = 15kΩ, Rx = 10kΩ

            Dari data dan hasil perhitungan dapat diamati bahwa nilai persen skala adayangsangat jauh perbedaannya dengan teori yang seharusnyaitu membuktikan bahwa ohmmeter diatas masih memiliki kesalahan atau ohmmeter yang dibuat pada percobaan kali ini kurang baik pada skala Rxtertentu  Pada ohmmeter tidak terdapat range atau rentang yang ada ialah faktor  pengali dan

            Pada ohmmeter yang kita buat tidak memiliki pengukur pasti hanya ada pengali dan pada ohmmeter kita hanya mengubah pengali tersebut namun pada percobaan kali ini tanpa disadari kita merubah juga nilai dari Rshdan Rx

CARA MEMBUAT MULTIMETER ANALOG

Meter gerakan Sensitive (Radio Shack katalog # 22-410)
    * Beralih Selector, tiang tunggal, multi-melempar, istirahat-sebelum-membuat (Radio Shack # 275-1386 katalog merupakan unit 6-posisi 2-pole, yang bekerja dengan baik)
    * Multi-putar potensiometer, PCB mount (Radio Shack katalog # 271-342 dan 271-343 adalah 15-gilirannya, 1 kΩ dan 10 kΩ "pemangkas" unit, masing-masing)
    * Berbagai macam resistor, sebaiknya logam presisi tinggi-film atau kawat-luka jenis (Radio Shack katalog # 271-309 adalah bermacam-macam resistor film logam, + / - 1% toleransi)
    * Plastik atau logam mounting kotak
    * Tiga "pisang" jack posting mengikat gaya, atau perangkat keras terminal lain, untuk koneksi ke rangkaian potensiometer (Radio Shack # 274-662 katalog atau setara)
Komponen yang paling penting dan mahal dalam meter adalah gerakan: mekanisme jarum-dan-skala aktual yang tugasnya adalah untuk menerjemahkan sebuah arus listrik ke dalam perpindahan mekanik mana bisa ditafsirkan secara visual. Gerakan meter yang ideal secara fisik besar (untuk mempermudah melihat) dan sensitif mungkin (membutuhkan saat ini minimal untuk menghasilkan defleksi skala penuh jarum tersebut). gerakan meter yang berkualitas tinggi yang mahal, tapi Radio Shack membawa beberapa kualitas yang dapat diterima yang cukup murah. Model yang disarankan dalam daftar bagian dijual sebagai voltmeter dengan rentang 0-15 volt, tetapi sebenarnya adalah milliammeter dengan kisaran ("pengali") resistor disertakan secara terpisah.
Mungkin akan lebih murah untuk membeli meter analog murah dan membongkar untuk gerakan meter saja. Meskipun pikiran menghancurkan multimeter bekerja untuk memiliki bagian-bagian untuk membuat Anda sendiri mungkin terdengar kontra-produktif, tujuan di sini adalah belajar, bukan fungsi meter.
Saya tidak dapat menentukan nilai resistor untuk percobaan ini, karena ini bergantung pada pergerakan meter tertentu dan rentang pengukuran yang dipilih. Pastikan untuk menggunakan presisi tinggi resistor fixed-nilai daripada resistor komposisi karbon. Bahkan jika Anda kebetulan menemukan resistor komposisi karbon hanya nilai kanan (s), nilai-nilai tersebut akan berubah atau "drift" dari waktu ke waktu karena penuaan dan fluktuasi suhu. Tentu saja, jika Anda tidak peduli dengan stabilitas jangka panjang meter ini, tetapi sedang membangun itu hanya untuk pengalaman belajar, resistor presisi hal-hal kecil.
CROSS-DAFTAR PUSTAKA
Pelajaran Dalam Sirkuit Listrik, Volume 1, Bab 8: "DC Metering Circuits"
TUJUAN BELAJAR

    * Meter volt desain dan penggunaan
    * Ammeter desain dan penggunaan
    * Rheostat membatasi rentang
    * Kalibrasi teori dan praktek
    * Solder praktek

Skematis DIAGRAM

ILUSTRASI


INSTRUKSI
Pertama, Anda perlu menentukan karakteristik gerakan meteran. Paling penting adalah untuk mengetahui defleksi skala penuh dalam milliamps atau microamps. Untuk menentukan ini, menghubungkan gerakan meter, potensiometer sebuah, baterai, dan ammeter digital secara seri. Atur potensiometer sampai gerakan meter dibelokkan persis dengan skala penuh. Baca layar ammeter untuk menemukan nilai arus skala penuh:

Berhati-hatilah untuk tidak menerapkan terlalu banyak saat ini dengan gerakan meter, sebagai gerakan perangkat sangat sensitif dan mudah rusak oleh arus lebih. gerakan meter Sebagian besar defleksi skala penuh peringkat arus 1 mA atau kurang, jadi pilihlah nilai potensiometer cukup tinggi untuk membatasi saat ini tepat, dan mulai menguji dengan potensiometer beralih ke perlawanan maksimal. Semakin rendah nilai arus skala penuh dari suatu gerakan, semakin sensitif itu.
Setelah menentukan nilai arus skala penuh dari gerakan meter, Anda harus secara akurat mengukur resistensi internalnya. Untuk melakukan hal ini, lepaskan semua komponen dari sirkuit pengujian sebelumnya dan menghubungkan ohmmeter digital di seluruh terminal gerakan meter. Catatan angka ini resistensi bersama dengan sosok saat ini skala penuh yang diperoleh dalam prosedur terakhir.
Mungkin bagian paling menantang dari proyek ini adalah menentukan rentang nilai resistansi yang tepat dan menerapkan nilai-nilai dalam bentuk jaringan rheostat. Perhitungan yang diuraikan dalam Bab 8 volume 1 ("Pengukuran Arus"), tetapi contoh yang diberikan di sini. Misalnya gerakan meter Anda memiliki rating skala penuh 1 mA dan resistansi internal 400 Ω. Jika kita ingin menentukan rentang resistansi yang diperlukan ("Rmultiplier") untuk memberikan gerakan ini berbagai 0-15 volt, kita harus membagi 15 volt (tegangan total) sebesar 1 mA (arus skala penuh) untuk memperoleh total probe-ke-probe resistensi dari voltmeter (R = E / I). Untuk contoh ini, bahwa resistansi total adalah 15 kΩ. Dari angka ini resistansi total, kita mengurangi resistansi internal gerakan ini, meninggalkan 14,6 kΩ untuk rentang nilai resistor. Sebuah jaringan rheostat sederhana untuk menghasilkan 14,6 kΩ (dapat diatur) akan menjadi potensiometer 10 kΩ secara paralel dengan sebuah resistor 10 kΩ tetap, semua di seri dengan resistor 10 kΩ tetap:

Salah satu posisi saklar pemilih langsung menghubungkan gerakan meter antara pasca hitam yang mengikat umum dan V merah / post mA mengikat. Dalam posisi ini, meter adalah ammeter sensitif dengan kisaran yang sama dengan nilai sekarang skala penuh dari gerakan meter. Posisi jauh searah jarum jam dari saklar memutus hubungan positif (+) terminal gerakan baik dari pos mengikat merah dan celana pendek langsung ke negatif (-) terminal. Ini melindungi dari kerusakan meter listrik dengan mengisolasi dari wahana uji merah, dan "meredam" mekanisme jarum untuk menjaga lebih lanjut terhadap kejutan mekanik.
Resistor shunt (Rshunt) yang diperlukan untuk fungsi ammeter tinggi saat ini perlu unit rendah resistensi dengan disipasi daya tinggi. Anda pasti tidak akan menggunakan resistor 1 / 4 watt selama ini, kecuali jika Anda membentuk jaringan resistensi dengan beberapa resistor yang lebih kecil dalam kombinasi paralel. Jika anda berencana untuk memiliki rentang ammeter lebih dari 1 amp, saya sarankan menggunakan sepotong kawat tebal atau bahkan kurus sepotong logam lembaran sebagai resistor "," sesuai mengajukan atau berlekuk untuk memberikan jumlah yang tepat perlawanan.
Untuk mengkalibrasi sebuah resistor shunt buatan rumah, Anda perlu menghubungkan perakitan multimeter Anda ke dikalibrasi sumber arus tinggi, atau sumber tinggi saat ini di seri dengan ammeter digital untuk referensi. Gunakan logam kecil file untuk mencukur habis ketebalan kawat paralel atau takik lembaran strip logam dalam kecil, jumlah berhati-hati. Hambatan shunt Anda akan meningkat dengan setiap stroke file, menyebabkan gerakan meter untuk membelokkan lebih kuat. Ingat bahwa Anda selalu dapat mendekati nilai yang pasti dalam langkah-langkah lebih lambat dan lebih lambat (file stroke), tetapi Anda tidak bisa pergi "mundur" dan mengurangi hambatan shunt!
Membangun sirkuit multimeter pada papan tempat memotong roti pertama ketika menentukan rentang nilai resistansi yang tepat, dan melakukan semua penyesuaian kalibrasi di sana. Untuk konstruksi akhir, solder komponen pada papan sirkuit-tercetak. Radio Shack dicetak menjual papan sirkuit yang memiliki tata letak yang sama sebagai sebuah papan tempat memotong roti, untuk kenyamanan (katalog # 276-170). Jangan ragu untuk mengubah tata letak komponen dari yang ditampilkan.
Saya sangat menyarankan Anda memasang papan sirkuit dan semua komponen dalam kotak yang kokoh, sehingga meteran itu merupakan durably selesai. Meskipun keterbatasan ini multimeter (tidak ada fungsi perlawanan, ketidakmampuan untuk mengukur alternating current, dan presisi lebih rendah daripada kebanyakan multimeter analog dibeli), itu adalah proyek yang sangat baik untuk membantu belajar prinsip-prinsip dan fungsi instrumen dasar sirkuit. Sebuah multimeter jauh lebih akurat dan serbaguna dapat dibangun menggunakan banyak bagian yang sama jika suatu rangkaian penguat yang ditambahkan ke dalamnya, sehingga menyimpan bagian-bagian dan potongan untuk percobaan nanti!

Cara membuat voltmeter

Seperti kondisi awalnya, semua meter pergerakan jarum adalah perangkat yang sangat peka. Beberapa penampil gerak D'Arsonval mempunyai arus penyimpangan skala penuh (FSD) serendah 50 �A, dengan (internal) resistansi gulungan kawat (internal) tidak lebih dari 1000 Ω. Dari itu hanya dapat dibuat sebuah voltmeter dengan jangkah skala penuh hanya 50 millivolt (50 �A X 1000 Ω)! Untuk memenuhi pembuatan voltmeter secara praktis (Tegangan lebih tinggi) dari skala pergerakan sensitif, kita mendapati cara agar terjadi penurunan kuantitas dari pengukuran tegangan yang dapat ditanganinya.

Mari kita mulai, contoh persoalan sebuah meter pergerakan D'Arsonval mempunyai penyimpangan skala penuh 1 mA dan resistansi coil 500 Ω:

Gunakan hukum Ohm (E=IR), kita dapat menentukan seberapa besar tegangan dibutuhkan untuk pengemudi pergerakan sampai mencapai skala penuh :

E = I R

E = (1 mA)(500 Ω)

E = 0.5 volts

jika kita menginginkan dapat mengukur tidak melampaui 1/2 dari satu volt, pergerakan dasar meter ini telah mencukupi Tetapi untuk mengukur besar tegangan yang lebih besar, sesuatu yang lebih diperlukan . untuk mendapatkan jangkah ukur volt meter lebih dari 1/2 volt, kita akan merancang hanya dengan memperhatikan perbandingan yang teliti dengan tegangan jatuh pada pengukur gerakan. ini akan mengembangkan jangkah pergerakan meter untuk mengukur tegangan yang lebih tinggi dari sebelumnya. Untuk keterkaitannya, kita akan menandai lagi pada muka tampilan meter untuk menampilkan tanda baru jangkah ukur ini sebanding dengan hubungan rangkaianya .

Tetapi bagaimana kita menciptakan pentingnya rangkaian yang sebanding? Baik, jika anda memperhatikan mengikuti gerakan meter untuk mengukur tegangan yg lebih besar sampai saat ini, yang anda butuhkan adalah rangkaian pembagi tegangan untuk menyetarakan keseluruhan pengukuran tegangan pada bentangan melalui titik pergerakan meter pada titik-titik hubung . diketahui bahwa rangkaian pembagi tegangan tersusun dari hubungan resistansi seri (deret) , selanjutnya menghubungkan seri resistor dengan penunjuk meter pergerakan (mengunakan resistansi dalam meter penunjuk pergerakan sebagai resistansi kedua pembagi tegangan):

Sebuah resistor seri disebut sebagai resistor "pengali" sebab dia akan mengalikan jangkah kerja dari meter penunjuk pergerakan dalam pembagian yang sebanding melintasi pengukuran tegangan. Kebutuhan penentuan nilai resistansi pengali adalah pekerjan mudah jika anda biasa dengan analisa rangkaian seri.

Sebagai contoh, mari tentukan kebutuhan nilai pengali untuk membuat 1 mA, 500 Ω pergerakan pembacaan skala penuh dikenakan pada tegangan sebesar 10 volts. mengerjakannya, pertama meletakan pada tabel E/I/R untuk kedua komponen serinya:

Diketahui bahwa simpangan akan mencapai skala penuh dengan arus yang mengenainya 1 mA , dan kita ingin memasang apanya (rangkaian seri keseluruhan) tegangan pada 10 volt, kita dapat masukan pada tabel:

Merupakan sepasang cara untuk menentukan nilai resistor dari pengalinya. pertama cara untuk menentukan resistansi total rangkaian menggunakan hukum Ohm pada kolom "total" (R=E/I), dan menjumlahkan 500 Ω dari pergerakan sampai pada nilai pengalinya:

Cara lain untuk mengambarkan nilai yang sama dari resistansi digunakan untuk menentukan tegangan jatuh melalui penyimpangan skala penuh (E=IR), dan dijumlahkan dengan tegangan jatuh keseluruhan selanjutnya tegangan yang melintasi resistor pengali. Akhirnya, hukum Ohm dapat menentukan resistansi (R=E/I) untuk pengalinya:

Cara lain untuk mendapatkan jawaban yang sama (9.5 kΩ), dan satu metoda digunakan untuk membuktikan yang lainya, untuk mengetahui keakuratan cara kerjanya.

Secara pasti pemasangan 10 volt diantara ujung pengukuran meter ( dari beberapa batteray atau catu daya presisi), arus yang melalui meter pergerakan secara pasti sebesar 1 mA, sebagai kekuatiran oleh sebuah resistor "pengali" dan resistansi dalam meter pergerakan. Secara pasti 1/2 volt akan jatuh melintasi resistansi dari gulungan kawat meter pergerakan, dan jarum penunjuk berapa pada skala penuh. mempunyai penandan kembali skala pembacaan dari 0 ke 10 V (malahan dari 0 ke 1 mA), setiap orang melihat akan mengejawantahkan penunjukan seakan sepuluh volt. Mohon dicatat bahwa setiap penguna meter tidak harus menyadari gerakan ini semua secara nyata hanya sebuah pengembangan bahwa sepuluh volt dari sumber luar yang nyata. segala sesuatunya bagi pengguna telah berfungsi secara akurat keseluruhan penampilannya, pengenaan tegangan.

Ini adalah bagaimana merancang dan menggunakan meter listrik praktis : sensitivitas adalah pergerakan meter yang dibangun pengoperasian dengan arus dan tegangan terkecil yang mungkin untuk mencapai sensitivitas maksimum, ini adalah "pelipatan" oleh beberapa penyederhanaan rangkaian pembagi dibangun oleh resistor presisi sehingga menunjukan skala penuh arus atau tegangan sangat besar telah terkesan pada rangkaian yang nyata. Disini Kita telah menyelesaikan perancang dari sebuah volt meter sederhana . Ampere meter juga mengikuti aturan umum , kecuali dihubungkan secara paralel "shunt" resistor digunakan untuk pembagi arus sebagai rangkaian kebalikan dengan hubungan seri pembagi tegangan resistor "pengali" yang digunakan pada perancangan voltmeter .

Umumnya, sangat berguna mempunyai berbagai jangkah tetap untuk sebuah meter elektromekanik seperti ini, untuk dapat membaca jahkah yang luas dari tegangan dengan mekanis pergerakan tunggal. Ini adalah pengunaan yang seharusnya sebuah sakelar banyak kutub dan beberapa resistor pengali, setiap satu ukuran untuk jangkah tersendiri:

Sakelar lima posisi hanya membuat sambungan dengan sebuah resistor pada setiap saat . Pada posisi bawah (penuh kekanan) , ini membuat sambungan tanpa resistor seluruhnya, memenuhi sebuah keadaan mati "off" . setiap ukuran resistornya merupakan jangkah ukur penuh mandiri untuk sebuah voltmeter, semua berdasar pergerakan meter mandiri (1 mA, 500 Ω). Sebuah hasil akhir adalah volt meter dengan empat jangkah skala penuh pengukuran yang berbeda . tentu, untuk pantasnya, skala meter pergerakan harus dilengkapi penandaan untuk setiap jangkah ukurnya yang bersambungan.

Perancangan secara pasti meter, setiap nilai resistor ditentukan dengan cara yang sama, dengan diketahuinya tegangan keseluruhannya, kemampuan pergerakan skala penuh, dan resistansi pergerakan. Untuk sebuah volt meter dengan jangkah ukur 1 volt, 10 volt, 100 volt, dan 1000 volt, resistor pengali mengikutinya:

catatan resistor pengali yang digunakan pada jangkah ini, dan seberapa ganjilnya ini. sangat tinggi seperti sebuah 999.5 kΩ resistor presisi tidak didapat untuk komponen ini, perancangan dibawah akan banyak mengunakan nilai resistor yang lebih umum:

dengan beberapa pendekatan berturut jangkah tegangan lebih tinggi, banyak resistor pengali ditekankan oleh sakelar pemilih, untuk keperluan keseluruhan nilainya. sebagai contoh, saat jangkah ukur sakelar pada posisi 1000 volt, kita menginginkan nilai keseluruhan resistor pengali adalah 999.5 kΩ. dengan rancangan meter ini, secara pasti dapat kita dapatkan:

R_Total = R₄ + R₃ + R₂ + R₁

R_Total = 900 kΩ + 90 kΩ + 9 kΩ + 500 Ω

R_Total = 999.5 kΩ

Pengembangan, oh tentu, banyak masing-masing resistor pengali biasanya adalah (900k, 90k, 9k) dan beberapa nilai ganjil pada perancangan pertama (999.5k, 99.5k, 9.5k). dari pandangan penggunaan meter, dimana, tidak akan membedakan dalam kegunaannya .