Amperemeter adalah alat ukur penting dalam dunia elektronika dan kelistrikan, berfungsi untuk mengukur besaran arus listrik (Amper). Meskipun banyak amperemeter digital modern tersedia, memahami cara merakit ampere meter sederhana, seringkali menggunakan prinsip galvanometer atau prinsip shunt, memberikan pemahaman fundamental tentang cara kerja pengukuran arus.
Artikel ini akan memandu Anda melalui konsep dasar dan langkah-langkah umum dalam merakit atau memodifikasi alat ukur arus sederhana, cocok untuk proyek edukasi atau pemahaman dasar sirkuit listrik DC.
Secara umum, amperemeter dirangkai secara seri dalam sebuah sirkuit. Ini berarti arus yang akan diukur harus mengalir melalui alat ukur tersebut. Amperemeter ideal memiliki resistansi internal yang sangat kecil (mendekati nol) agar tidak mengganggu aliran arus yang sedang diukur.
Untuk membuat amperemeter dari galvanometer (alat ukur sensitif terhadap arus kecil), kita perlu menambahkan komponen yang disebut Shunt Resistor. Shunt ini dipasang paralel dengan galvanometer untuk membagi arus utama, memastikan galvanometer hanya menerima arus dalam batas ukurnya.
Sebelum memulai proses perakitan, pastikan Anda memiliki komponen berikut:
Anda harus mengetahui arus maksimum (Imaks) yang dapat diukur oleh galvanometer Anda tanpa kerusakan. Misalkan, galvanometer Anda memiliki FSD pada 50 μA (0.00005 Ampere).
Gunakan hukum Ohm (R = V/I). Jika Anda mengetahui tegangan yang dibutuhkan galvanometer untuk mencapai FSD (Vg), maka Rg = Vg / Imaks.
Tentukan batas atas pengukuran yang Anda inginkan. Misalnya, Anda ingin amperemeter baru ini bisa mengukur hingga 1 Ampere.
Arus yang tidak melewati galvanometer harus dialirkan melalui Rs. Arus yang mengalir melalui shunt (Is) adalah Itot - Imaks.
Karena galvanometer dan shunt dipasang paralel, tegangan di kedua komponen harus sama:
$$V_G = V_{Shunt}$$
$$I_{maks} \times R_g = (I_{tot} - I_{maks}) \times R_s$$
Dari rumus ini, Anda dapat mengisolasi Rs:
$$R_s = \frac{I_{maks} \times R_g}{I_{tot} - I_{maks}}$$
Masukkan nilai yang Anda tentukan untuk mendapatkan nilai resistansi shunt yang harus Anda pasang paralel dengan galvanometer.
Pasang resistor shunt yang sudah dihitung secara paralel langsung pada terminal galvanometer. Pastikan koneksi mekanisnya kuat. Ini akan menjadi "badan" amperemeter Anda.
Hubungkan rangkaian amperemeter yang sudah jadi secara seri ke sebuah sirkuit uji yang arusnya dapat dikontrol (misalnya, menggunakan potensiometer dan catu daya). Uji pada arus nol dan pada arus maksimum yang diinginkan. Jika jarum galvanometer bergerak sesuai dengan skala yang Anda rancang, perakitan Anda berhasil.
Dalam konteks merakit perangkat modern (seperti mikrokontroler), cara merakit ampere meter sering melibatkan penggunaan Sensor Arus, seperti ACS712 atau sensor efek Hall lainnya. Sensor ini mengubah arus listrik menjadi tegangan output yang proporsional. Tegangan ini kemudian dibaca oleh Analog-to-Digital Converter (ADC) pada mikrokontroler (misalnya Arduino). Pemrograman kemudian menerjemahkan nilai tegangan tersebut menjadi pembacaan Ampere yang ditampilkan di layar LCD.
Meskipun lebih kompleks dalam perangkat lunak, secara fisik, perakitan sensor arus digital jauh lebih aman dan akurat dibandingkan merakit meteran analog dari nol, terutama untuk arus tinggi.
Selalu ingat dua aturan utama saat mengukur arus:
Dengan memahami prinsip shunt dan komponen dasarnya, Anda tidak hanya tahu cara merakit, tetapi juga bagaimana perangkat ukur arus bekerja secara fundamental di balik layar.