Pembuatan Ohm Meter Analog Multirange Beserta Tipe-Tipenya

A.definisi ohm meter

Ohm-meter adalah alat pengukur 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.

Desain asli dari ohmmeter menyediakan baterai kecil untuk menahan arus listrik. Ini menggunakan galvanometer untuk mengukur arus listrik melalui hambatan. Skala dari galvanometer ditandai pada ohm, karena voltase tetap dari baterai memastikan bahwa hambatan menurun, arus yang melalui meter akan meningkat. Ohmmeter dari sirkui itu sendiri, oleh karena itu mereka tidak dapat digunakan tanpa sirkuit yang terakit.

Tipe yang lebih akurat dari ohmmeter memiliki sirkuit elektronik yang melewati arus constant (I) melalui hambatan, dan sirkuti lainnya yang mengukur voltase (V) melalui hambatan. Menurut persamaan berikut, yang berasal dari hukum Ohm,

nilai dari hambatan (R) dapat ditulis dengan:

V = Potensial listrik (voltase/tegangan)
I  = Arus listrik yang mengalir.

Untuk pengukuran tingkat tinggi tipe meteran yang ada di atas sangat tidak memadai. Ini karena pembacaan meteran adalah jumlah dari hambatan pengukuran timah, hambatan kontak dan hambatannya diukur. Untuk mengurangi efek ini, ohmmeter yang teliti untuk mengukur voltase melalui resistor. Dengan tipe dari meteran ini, setiap arus voltase turun dikarenakan hambatan dari gulungan pertama dari timah dan hubungan hambatan mereka diabaikan oleh meteran. Teknik pengukuran empat terminal ini dinamakan pengukuran Kelvin, setelah metode William Thomson, yang menemukan Jembatan Kelvin pada tahun 1861 untuk mengukur hambatan yang sangat rendah. Metode empat terminal ini dapat juga digunakan untuk melakukan pengukuran akurat dari hambatan tingkat rendah.

B. Tipe-Tipe Ohm Meter

1. Ohm Meter Tipe Series
   Ohmmeter tipe seri sesungguhnya mengandung  sebuah gerakan d’Arsonval yang dihubungkan seri dengan tahanan dan batere ke sepasang terminal untuk hubungan ke tahanan yang tidak diketahui. Berarti arus melalui alat ukur bergantung pada tahanan yang diketahui, dan indikasi alat ukur sebanding dengan nilai yang tidak diketahui, dengan syarat bahwa masalah kalibrasi diperhitungkan.
   
   Gambar 2. Diagram Ohm meter tipe series

Dimana : R1   = tahanan pembatas

R2  = tahanan pengatur nol

E    = batere didalam alat ukur

Rm = tahanan dalam d’ Arsonval

Rx  = tahanan yang tidak diketahui

Desain dapat didekati dengan mengingat bahwa, jika Rh menyatakan arus ½ Idp, tahanan yang tidak diketahui harus sama denbgan tahanan dalam total ohmmeter. Berarti :
Rh = R1 + (R2 x Rm) / (R2 + Rm)
R1 = Rh – (Idp x Rm x Rh) / E

2. Ohm Meter Tipe Shunt
   Diagram rangkaian sebuah ohmmeter tipe shunt ditunjukkan pada gambar 3. Alat ini terdiri dari senuah tahanan pengatur R1 dan gerak d’Arsonval. Tahanan yang akan diukur dihubungkan ke terminal-terminal A dan B. Di dalam rangkaian ini diperlukan sebuah sakelar menghidupkan mematikan (off-on switch) untuk meutuskan hubungan batere ke rangkaian bila instrumen tidak digunakan. Analisa ohmmeter tipe shunt serupa dengan ohmmeter tipe seri, arus skala penuh adalah :
   Idp = E / (R1 + Rm)                   Rh = (R1 x Rm) / (R1 + Rm)
   Dimana : E     = Tegangan batere
   R1  = tahanan pembatas arus
   Rm = tahanan-dalam dari gerakan
   Rh = tahanan luar yang menyebabkan defleksi 0.5 skala.
   
   Gambar 3. Diagram Ohm meter tipe shunt

Gambar 4 Skematik sederhana ohmmeter membuat sebuah ohmmeter

Tidak seperti voltmeter, yang menggunakan tegangan eksternal (luar) untuk menghasilkan arus yang digunakan untuk membuat simpangan pada jarum PMMC, sebuah ohmmeter harus mempunyai sumber tegangan internal (biasanya sebuah baterai) untuk menghasilkan arus yang dibutuhkan untuk pengukuran. Skematik dari ohmmter sederhana ditunjukkan pada gambar 1.

Pada rangkaian gambar 1, kita dapat melihat bahwa tidak akan ada arus yang mengalir kecuali jika resistansi yang akan diukur, R_x, dihubungkan pada terminal ohmmeter yang terbuka. Ohmmeter didisain sehingga arus yang maksimum akan mengalir melewati  meteran ketika resistansi yang terhubung dengan terminal ohmmeter adalah sama dengan nol (misalkan hubung singkat, R_x = 0).Penyekalaan dari tampilan ohmmeter dihitung berdasarkan pergerakan simpangan dari berbagai nilai resistansi yang diukur. Karena kita ingin simpangan maksimum ketika terminal terhubung singkat, nilai R_s dihitung dengan cara yang sama seperti saat mendisain voltmeter, dihitung  R_s = (E / I_fsd) – R_m

Gambar 5 Penyekalaan sebuah ohmmeter

Jadi, saat resistansi yang diukur adalah minimum (R = 0), maka arusnya akan maksimum. Begitu juga sebaliknya, ketika resistansi yang dikur maksimum (R = ∞), arusnya akan minimum atau sama dengan nol. Skala dari sebuah ohmmeter ditunjukkan pada gambar 2. Karena arus adalah berbanding terbalik dengan resistansi suatu rangkaian, jadi skalanya tidak linier. Contoh berikut menunjukkan prinsip ini.

Disain sebuah ohmmeter menggunakan sebuah baterai 9 V dan sebuah meteran PMMC yang memiliki I_fsd = 1 mA dan R_m = 2 kΩ. hitung nilai R_x ketika pergerakan simpangannya 25%, 50%, dan 75%.
Solusi :
Nilai dari resistansi serinya adalah R_s = (9V / 1 mA) – 2 kΩ = 7 kΩ

C. Perbaikan Ohm meter

1. Sebelum menggunakan ohmmeter hendaknya dikalibrasikan terlebih dahulu dengan cara sebagai berikut :
   a. Hubung singkat test lead (positif dan negatif ) sedangkan posisi rotari saklar pada perkalian 1.
   b. Aturlah sehingga jarum penunjuk pada posisi 0 W. Caranya adalah dengan mengatur zero adjustment.
   c. Bila jarum tidak bisa menunjuk sampai pada batas 0 W, maka berarti kondisi tidak pada skala penuh (arus tidak penuh dikarenakan tegangan batere berkurang) sehingga harus dilakukan pengetesan tegangan dalam (batere).
   d. Jika batere tegangannya telah berkurang 20 % maka harus diganti.
   e. Jika batere tegangannya masih dalam batasan toleransi maka deteksilah kemungkinan yang lain.
   f. Saklar rotari harus dilakukan pengetesan hubungan (kontak ke rangkaian ohmmeter perkalian 1). Bila hubungan agak renggang secara mekanik maka harus dikuatkan lagi hubungannya.
   g. Jika hubungan saklar rotari normal, maka deteksilah kemungkinan yang lain.
   h. Pengetesan pada variabel resistor (zero adjustment) tanpa melepas komponen. Hasil pengukuran menunjukkan kondisi potensiometer, bila hasil pengukuran dibawah nilai standar potensiometer dengan toleransi 1 % maka gantilah potensiometer itu (membandingkan nilai potensiometer pada ohmmeter standar yang digunakan sebagai referensi). Bila potensiometer dalam kondisi normal kemungkinan kesalahan pada resistansi shunt.
   i. Ukurlah resistansi shunt tersebut bandingkan dengan meter standar. Bila resistansi shunt tersebut nilainya dibawah toleransi 1 %, maka gantilah resistansi shunt tersebut.Bila resistansi shunt masih dalam kondisi normal carilah kemungkinanan yang lain.
   j. Lihatlah pegas pada jarum penyimpangan bila kondisi sudah tidak standar tingkat ke kelenturannya maka gantilah sedangkan kalau pegas masih dalam kondisi normal maka kemungkinan lain dari semuanya adalah pada moving coil.
   k. Pengecekan pada moving coil adalah dengan  menggunakan ohmmeter standar dan ukurlah ujung-ujung dari moving coil, hasil pengukuran menunjukkan tingkat hubungan dalam kumparan moving coil, bila kumparan moving coil putus maka gantilah moving coil tersebut.

Cara perbaikan ohmmeter
a. Posisikan rotari saklar pada posisi 1k W.
b. Ukur sembarang nilai resistor, langkah awal penggunaan ohmmeter harus dilalui terlebih dahulu yaitu kalibrasi pada zero adjustment.
c. Catat hasil penunjukan.
d. Bandingkan dengan meter standar yang sama.
e. Berapa % penyimpangan.
f. Besarnya penyimpangan memberikan data kesalahan ukur.
g. Jika kesalahannya lebih besar dari 10%, deteksilah kesalahan tersebut dengan cara sebagai berikut :
1)  Lihat diagram rangkaian ohmmeter pada manual product.
2) Ukurlah besarnya resistor yang digunakan untuk batas ukur 1 K W, dengan tanpa melepas komponen.
3) Hasil pengukuran menunjukkan berapa % kesalahan pengukuran.
4) Bila kesalahan lebih besar dari 1 % maka resistor tersebut harus diganti dengan nilai komponen yang sama
padamanual product.
5) Bila resistor masih normal maka carilah kemungkinan kerusakan yang lain.
h. Saklar rotari harus dilakukan pengetesan hubungan (kontak ke rangkaian ohmmeter perkalian 1). Bila hubungan agak renggang secara mekanik maka harus dikuatkan lagi hubungannya.
j. Jika hubungan saklar rotari normal, maka deteksilah kemungkinan yang lain.
k. Pengetesan pada variabel resistor (zero adjustment) tanpa melepas komponen. Hasil pengukuran menunjukkan kondisi potensiometer, bila hasil pengukuran dibawah nilai standar potensiometer dengan toleransi 1%, maka gantilah potensiometer itu (membandingkan nilai potensiometer pada ohmmeter standar yang digunakan sebagai referensi). Bila potensiometer dalam kondisi normal kemungkinan kesalahan pada resistansi shunt.
l. Ukurlah resistansi shunt tersebut bandingkan dengan meter standar. Bila resistansi shunt tersebut nilainya dibawah toleransi 1%, maka gantilah resistansi shunt tersebut.Bila resistansi shunt masih dalam kondisi normal carilah kemungkinanan yang lain.
m. Lihatlah pegas pada jarum penyimpangan bila kondisi sudah tidak standar tingkat ke kelenturannya maka gantilah sedangkan kalau pegas masih dalam kondisi normal maka kemungkinan lain dari semuanya adalah pada moving coil.
n. Pengecekan pada moving coil adalah dengan  menggunakan ohmmeter standar dan ukurlah ujung-ujung dari moving coil, hasil pengukuran menunjukkan tingkat hubungan dalam kumparan moving coil, bila kumparan moving coil putus maka gantilah moving coil tersebut.

D.Mengukur Nilai Resistansi Resistor (Ohm)

Yang perlu di Siapkan dan Perhatikan sebelum melakukan pengukuran menggunakan ohm meter, yaitu :

1.                  Pastikan alat ukur tidak rusak secara Fisik (tidak peccah).

2.                  Atur Sekrup pengatur Jarum agar jarum menunjukkan angka nol (0), bila menurut anda angka yang ditunjuk sudah nol maka tidak perlu dilakukan pengaturan sekrup.

3.                  Lakukan Kalibrasi alat ukur. Posisikan saklar pemilih pada skala ohm pada x1 Ω, x10, x100, x1k, atau x10k selanjutnya tempelkan ujung kabel terminal negatif (hitam) dan positif (merah). Atur jarum AVO merer tepat pada angka nol sebelah kanan dengan menggunakan tombol pengatur Nol Ohm.

4.                  Setelah kalibrasi atur saklar pemilihpada posisi skala Ohm yang diinginkan yaitu pada x1 Ω, x10, x100, x1k, atau x10k, Maksud tanda x (kali /perkalian) disini adalah setiap nilai yang terukur atau yang terbaca pada alat ukur nntinya akan dikalikan dengan nilai skala Ohm yang dipilih oleh saklar Pemilih.

5.                  Pasangkan alat ukur pada komponen yang akan diukur ingat jangan pasangalat ukur ohm saat komponen masih bertegangan).

6.                  Baca Alat ukur.

E.Cara Membaca Ohm Meter

1.                  Untuk membaca nilai Tahanan yang terukur pada alat ukur Ohmmeter sangatlah mudah.

2.                  Anda hanya perlu memperhatikan berapa nilai yang di tunjukkan oleh Jarum Penunjuk dan kemudian mengalikan dengan nilai perkalian Skala yang di pilih dengan sakelar pemilih.

3.                  Misalkan Jarum menunjukkan angka 20 sementara skala pengali yang anda pilih sebelumnya dengan sakelar pemilih adalah x100, maka nilai tahanan tersebut adalah 2000 ohm atau setara dengan 2 Kohm.

Misalkan pada gambar terbaca nilai tahanan suatu Resistor:

Kemudian saklar pemilih menunjukkan perkalian skala yaitu x 10k maka nilai resistansi tahanan / resistor tersebut adalah:

Nilai yang di tunjuk jarum   = 26

Skala pengali                     = 10 k

Maka nilai resitansinya       = 26 x 10 k

= 260 k

= 260.000 Ohm.

Tipe yang lebih akurat dari ohmmeter memiliki sirkuit elektronik yang melewati arus constant (I) melalui hambatan, dan sirkuti lainnya yang mengukur voltase (V) melalui hambatan. Menurut persamaan berikut, yang berasal dari hukum Ohm, nilai dari hambatan (R) dapat ditulis dengan:

V menyatakan potensial listrik (voltase/tegangan) dan I menyatakan besarnya arus listrik yang mengalir.

Untuk pengukuran tingkat tinggi tipe meteran yang ada di atas sangat tidak memadai. Ini karena pembacaan meteran adalah jumlah dari hambatan pengukuran timah, hambatan kontak dan hambatannya diukur. Untuk mengurangi efek ini, ohmmeter yang teliti untuk mengukur voltase melalui resistor. Dengan tipe dari meteran ini, setiap arus voltase turun dikarenakan hambatan dari gulungan pertama dari timah dan hubungan hambatan mereka diabaikan oleh meteran. Teknik pengukuran empat terminal ini dinamakan pengukuran Kelvin, setelah metode William Thomson, yang menemukan Jembatan Kelvin pada tahun 1861 untuk mengukur hambatan yang sangat rendah. Metode empat terminal ini dapat juga digunakan untuk melakukan pengukuran akurat dari hambatan tingkat rendah.