.png)
.png)
1. Pendahuluan[kembali]
2. Tujuan[kembali]
3. Alat dan Bahan[kembali]
ALAT
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]
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]
Komentar
Posting Komentar