DETEKTOR INVERTING DENGAN VREF=0
- Dapatkan link
- Aplikasi Lainnya
1. Pendahuluan[kembali]
2. Tujuan[kembali]
- Mengetahui prinsip kerja rangkaian detektor inverting dengan vref=0.
- Mengetahui komponen yang digunakan dalam membuat rangkaian pengaplikasian opamp yaitu alat pendeteksi benda hilang jenis logam menggunakan sensor magnet, sensor infrared, dan sensor suara
- Mengetahui bentuk rangkaian dan mensimulasikan pengaplikasian opamp pada software proteus.
3. Alat dan Bahan[kembali]
ALAT
- Input voltage: ac 100~240v / dc 10~30v
- Output voltage: dc 1~35v
- Max. Input current: dc 14a
- Charging current: 0.1~10a
- Discharging current: 0.1~1.0a
- Balance current: 1.5a/cell max
- Max. Discharging power: 15w
- Max. Charging power: ac 100w / dc 250w
- Jenis batre yg didukung: life, lilon, lipo 1~6s, lihv 1-6s, pb 1-12s, nimh, cd 1-16s
- Ukuran: 126x115x49mm
- Berat: 460gr
- Sensitivitas dapat diatur (pengaturan manual pada potensiometer)
- Condeser yang digunakan memiliki sensitivitas yang tinggi
- Tegangan kerja antara 3.3V – 5V
- Terdapat 2 pin keluaran yaitu tegangan analog dan Digital output
- Sudah terdapat lubang baut untuk instalasi
- Sudah terdapat indikator led
- Superior Weather Resistance
- 5mm Round Standard Directivity
- Uv Resistant Eproxy
- Forward Current (If): 30ma
- Forward Voltage (Vf): 1.8v To 2.4v
- Reverse Voltage: 5v
- Operating Temperature: -30℃ To +85℃
- Storage Temperature: -40℃ To +100℃
- Luminous Intensity: 20mcd
- Infra merah : 1,6 V.
- Merah : 1,8 V – 2,1 V.
- Oranye : 2,2 V.
- Kuning : 2,4 V.
- Hijau : 2,6 V.
- Biru : 3,0 V – 3,5 V.
- Putih : 3,0 – 3,6 V.
- Ultraviolet : 3,5 V.
4. Dasar Teori[kembali]
Penguat
operasional (Operational Amplifier)
atau yang biasa disebut dengan op-amp, merupakan penguat elektronika yang
banyak digunakan untuk membuat rangkaian detektor, komparator, penguat audio,
video, pembangkit sinyal, multivibrator, filter, ADC, DAC, rangkaian penggerak
dan berbagai macam rangkaian analog lainnya.
Op-amp
pada umumnya tersedia dalam bentuk rangkaian terpadu yang memiliki
karakteristik mendekati karakteristik penguat operasional ideal tanpa perlu
memperhatikan apa yang terdapat di dalamnya.
Ada tiga
karakteristik utama op-amp ideal, yaitu;
1. Gain sangat besar (AOL >>).
Penguatan open loop adalah sangat besar karena feedback-nya tidak ada atau RF =
tak terhingga.
2. Impedansi
input sangat besar (Zi >>).
Impedansi
input adalah sangat besar sehingga arus input ke rangkaian dalam op-amp sangat
kecil sehingga tegangan input sepenuhnya dapat dikuatkan.
3. Impedansi
output sangat kecil (Zo <<).
Impedansi output adalah sangat kecil sehingga tegangan output stabil karena tahanan beban lebih besar yang diparalelkan dengan Zo <<.
Adapun simbol op-amp adalah seperti
pada gambar 64.
dimana,
V1
adalah tegangan masukan dari kaki non inverting
V2
adalah tegangan masukan dari kaki inverting
Vo
adalah tegangan keluaran sehingga
(1)
Vo AOL.Ed
AOL.(V1V2) Ed V1V2
Adapun tegangan output maksimum yang
dapat dihasilkan adalah:
Vo(max)
AOL.Ed(max) Vo(max)
2 dibawah tegangan
sumber Vs
V sat
Tegangan output maksimum
secara praktis dihasilkan sekitar 2 Volt dibawah tegangan sumber Vs dan
disebut juga sebesar tegangan saturasi Vsat . Gambar 65 memperlihatkan kurva karakteristik hubungan Vi terhadap
Vo untuk rangkaian op-amp dengan tegangan input dihubungkan ke kaki
input non inverting (+) dan tegangan 0 Volt (di ground) ke kaki input inverting
(-). Sesuai dengan nama input op-amp yaitu apabila input dimasukkan ke kaki non
inverting (+) yang artinya tidak membalik maka tegangan output yang dihasilkan
adalah sefasa dengan tegangan input. Seperti terlihat pada gambar 1 yaitu saat
input Vi bertegangan positif maka output yang dihasilkan juga
bertegangan positif dan sebaliknya.
Contoh
1:
Diket:
Rangkaian non
inverting dengan Vi dihubungkan ke input (+) dan men-ground input (-). Op-amp yang digunakan
adalah IC 741 dengan AOL = 200.000 x dan tegangan sumber yang
digunakan adalah ±Vs=±15 Volt.
Dit:
Hitunglah Ed(max) ?
Jawab:
dimana Vsat VS 2
13Volt
maka
Ed(max) Vsat 13Volt 65Volt AOL 200.000
Artinya,
berdasarkan gambar 65 maka untuk berfungsi sebagai rangkaian detektor maka
tegangan input Vi adalah > 65 µ Volt dan < -65 µ Volt sehingga
akan menghasilkan Vo dalam kondisi +Vsat atau –Vsat.
4.1. Detektor
Rangkaian detektor ada 2 macam yaitu:
4.1.1.
Detektor inverting
a. Dengan Vref = 0 Volt
Rangkaian detektor inverting dengan tegangan input Vi berupa
gelombang segitiga dan tegangan referensi Vref = 0 Volt adalah
seperti gambar 66.
Dengan menggunakan persamaan (1) maka Vi
= V2 dan Vref = V1 sehingga
bentuk gelombang
tegangan output Vo ( Vo(max)
Vsat AOL.(V1 V2 ) ) yang dihasilkan adalah seperti gambar 67.
Adapun kurva karakteristik Input-Ouput
(I-O) adalah seperti gambar 68. Dengan Vi > 0 (artinya Vi >
65 µ Volt untuk rangkaian detektor dengan ±Vs = ±15 Volt) maka Vo
= -Vsat dan sebaliknya bila Vi < 0 (artinya Vi
< -65 µ Volt untuk rangkaian detektor dengan ±Vs = ±15
Volt) maka Vo = +Vsat.
b. Dengan Vref = bertegangan positif
Rangkaian detektor inverting dengan tegangan input Vi berupa gelombang
segitiga dan tegangan referensi Vref
> 0 Volt adalah seperti gambar 69.
Dengan menggunakan
persamaan (1) maka Vi = V2 dan Vref = V1 sehingga
bentuk gelombang tegangan output Vo (Vo(max)
AOL.(V1 V2 ) ) yang dihasilkan adalah seperti gambar 70.
Adapun kurva karakteristik Input-Ouput
(I-O) adalah seperti gambar 71. Dengan Vi > Vref maka
Vo = -Vsat dan sebaliknya bila Vi < Vref maka Vo =
+Vsat.
c. Dengan Vref = bertegangan negatif
Rangkaian detektor inverting dengan tegangan input Vi berupa gelombang
segitiga dan tegangan referensi Vref
< 0 Volt adalah seperti gambar 72.
Dengan menggunakan
persamaan (1) maka Vi = V2 dan Vref = V1 sehingga
bentuk gelombang tegangan output Vo (Vo(max)
AOL.(V1 V2 ) ) yang dihasilkan adalah seperti gambar 73.
Adapun kurva karakteristik Input-Ouput
(I-O) adalah seperti gambar 74. Dengan Vi > Vref maka
Vo = -Vsat dan sebaliknya bila Vi < Vref maka Vo =
+Vsat.
5. Percobaan[kembali]
- Buka software proteus terlebih dahulu
- Untuk membuat rangkaian ini, pertama, siapkan semua alat dan bahan yang bersangkutan, di ambil dari library proteus
- Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak.
- Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian
- Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh
- Lalu mencoba menjalankan rangkaian , jika tidak terjadi error, maka motor akan bergerak yang berarti rangkaian bekerja
b) Rangkaian simulasi [kembali]
Sensor Infrared : saat sensor infrared mendeteksi adanya logam, maka logistate akan menjadi 1 dan sensor akan mengeluarkan tegangan dari kaki Vout sebesar 5V kemudian dilanjutkan ke kaki inverting OPAMP, karena disini OPAMP bertindak sebagai detektor inverting dengan Vref=0, maka nilai tegangan pada kaki non-inverting (referensi) akan sama dengan nol. Lalu tegangan Vout dapat dicari dengan rumus V0=AoL(V1 – V2), dimana nilai V1 adalah nilai Vref nya, didapatkan tegangan output, lalu diumpankan ke resistor lalu ke kaki base transistor. Setelah tegangan mencukupi transistor aktif, karena transistor sudah aktif maka arus akan mengalir dari power menuju relay, menuju kaki kolektor, kaki emitor, dan menuju ground. Karena arus telah mengalir ke relay maka switch relay akan tertutup sehingga arus mengalir pada loop yang menyebabkan motor bergerak dan buzzer pun berbunyi
Sensor magnetik : saat sensor magnetik meneteksi adanya logam magnet, maka logistate akan menjadi 1 dan sensor akan mengeluarkan tegangan dari kaki Vout sebesar 5V kemudian dilanjutkan ke kaki inverting OPAMP, karena disini OPAMP bertindak sebagai detektor inverting dengan Vref=0, maka nilai tegangan pada kaki non-inverting (referensi) akan sama dengan nol. Lalu tegangan Vout dapat dicari dengan rumus V0=AoL(V1 – V2), dimana nilai V1 adalah nilai Vref nya, didapatkan tegangan output, lalu diumpankan ke resistor lalu ke kaki base transistor. Setelah tegangan mencukupi transistor aktif, karena transistor sudah aktif maka arus akan mengalir dari power menuju relay, menuju kaki kolektor, kaki emitor, dan menuju ground. Karena arus telah mengalir ke relay maka switch relay akan tertutup sehingga arus mengalir pada loop yang menyebabkan motor bergerak dan buzzer pun berbunyi
Sensor suara : pada saat buzzer tersebut telah mngeluarkan suara, maka sensor sound logistate akan menjadi 1 dan sensor akan mengeluarkan tegangan dari kaki Vout sebesar 5V kemudian dilanjutkan ke kaki inverting OPAMP, karena disini OPAMP bertindak sebagai detektor inverting dengan Vref=0, maka nilai tegangan pada kaki non-inverting (referensi) akan sama dengan nol. Lalu tegangan Vout dapat dicari dengan rumus V0=AoL(V1 – V2), dimana nilai V1 adalah nilai Vref nya, didapatkan tegangan output, lalu diumpankan ke resistor lalu ke kaki base transistor. Setelah tegangan mencukupi transistor aktif, karena transistor sudah aktif maka arus akan mengalir dari power menuju relay, menuju kaki kolektor, kaki emitor, dan menuju ground. Karena arus telah mengalir ke relay maka switch relay akan tertutup sehingga arus mengalir pada loop yang menyebabkan motor bergerak, dan lampu LED biru aktif pertanda bahwa alat tersebut telah mendeteksi adanya logam yang hilang.
c) Video Simulasi [kembali]
- Rangkaian Vref= positif klik disini
- Rangkaian Vref= Negatif klik disini
- Rangkaian Aplikasi klik disini
- Rangkaian Vref=0 klik disini
- Rangkaian Vref= positif klik disini
- Rangkaian Vref= Negatif klik disini
- Rangkaian Aplikasi klik disini
- library sensor infrared klik disini
- library sensor magnet klik disini
- library sensor sound klik disini
- Datasheet led klik disini
- Datasheet motor klik disini
- Datasheet LDR klik disini
- Datasheet Load cell klik disini
- Datasheet NPN klik disini
- Datasheet Relay klik disini
- Datasheet dioda klik disini
- Datasheet Resistor klik disini
- Datasheet Battery klik disini
- Datasheet Transistor klik disini
- Datasheet Capasitor klik disin
- Datasheet Op-Amp klik disini
- Datasheet Voltmeter klik disini
- Datasheet Ground klik disini
- Datasheet sensor magnet klik disini
- Datasheet sensor infrared klik disini
- Datasheet sensor sound klik disini
- Datasheet Logicstate klik disini
- Datasheet Power supply klik disini
- Vidio Penjelasan Rangkaian Aplikasi klik disini
- Video Penjelasan Detektor Inverting Vref = positif klik disini
- Video Penjelasan Detektor Inverting Vref = negatif klik disini
- Dapatkan link
- Aplikasi Lainnya
Komentar
Posting Komentar