Sub Chapter 14.4

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

SUB BAB 14.4

PRATICAL OP-AMP CIRCUITS

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

5. Download File 

1. Tujuan [Kembali]

• Untuk menyelesaikan tugas matkul Elektronika yang diberi oleh bapak Dr. Darwison, M.T.
• Untuk mengetahui prinsip kerja OP-AMP setra jenis-jenis practical om-amp circuit

2. Alat dan Bahan [Kembali]

ALAT

• Osiloskop

Osiloskop adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan electron-elektron selama waktu yang tidak tertentu. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode.
Spesifikasi:



Pinout:



Keterangan:








• Voltmeter

Merupakan alat untuk mengukur tegangan pada suatu circuit. Dalam menggunakannya kita memparalelkan voltmeter dengan rangkaian yang ingin diukur besar tegangannya. Jika tegangan berupa tegangan DC maka pengalinya di set pada bagian DC, dan jika AC maka diset pada bagian AC. Hasil pada layar akan dikali dengan pengalinya terlebih dahulu, maka akan muncul nilai tegangan pada rangkaian 

Spesifikasi:

Pinout

 

 

Generator Daya 

1) Signal Generator

Signal generator berfungsi untuk memberikan input berupa tegangan AC pada rangkaian. 

 

Spesifikasi: 

2) Power Suply

Berfungsi sebagai sumber daya bagi sensor ataupun rangkaian.

Spesifikasi:

Input voltage: 5V-12V

Output voltage: 5V

Output Current: MAX 3A

Output power: 15W

conversion efficiency: 96%

BAHAN

• Resistor

Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V = IR). 

Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.

Cara menghitung nilai resistor:

Tabel warna

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1

Gelang ke 2 : Hitam = 0

Gelang ke 3 : Hijau   = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105

Gelang ke 4 : Perak  = Toleransi 10%

Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

Spesifikasi

•  Op Amp - LM741

Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.

Konfigurasi PIN LM741

Spesifikasi:

• Kapasitor
  

  

  
  
  
  
  Kapasitor adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan electron-elektron selama waktu yang tidak tertentu. Kapasitor mempunyai satuan Farad dari nama Michael Faraday. 

Cara menentukan:

Nilai kapasitor (104J) : 10 * 10^4 pF = 10^5 pF = 100nF; toleransi 5% = ± 95nF sampai 105nF
Kapasitor adalah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu sementara.
Cara menghitung nilai kapasitor :
1. Masukan 2 angka pertama langsung untuk nilai kapasitor.
2. Angka ke-3 berfungsi sebagai perpangkatan (10^n) nilai kapasitor.
3. Satuan kapasitor dalam piko farad.
4. Huruf terakhir menyatakan nilai toleransi dari kapasitor.

Daftar nilai toleransi kapasitor :
B = 0.10pF
C = 0.25pF
D = 0.5pF
E = 0.5%
F = 1%
G = 2%
H = 3%
J = 5%
K = 10%
M = 20%

Z = + 80% dan -20% 

Pinout:

 

 

Spesifikasi:

• Ground

Ground adalah titik yang dianggap sebagai titik baliknya arus listrik atau beda potensialnya bernilai 0 (nol). Fungsi Ground adalah memberi perlidungan pada peggunaan peralatan listrik.

3. Dasar Teori [Kembali]

• Amplifier Pembalik (inverting amplifier)

Amplifier Inverting adalah Amplifier yang phasa outputnya akan terbalik dari pada phasa Inputnya. Misal phasa input + maka phasa output akan -. Selain itu juga merupakan Constan-gain amplifier circuit yang paling banyak digunakan adalah amplifier pembalik, seperti pada gambar dibawah :

Dari gambar diatas diperoleh persamaan sebagai berikut :

Keterangan :

R1 = Resistor input

Rf = Resistor umpan balik

V1 = Tegangan input

Vo = Tegangan output

• Amplifier non-inverting

Pada Non Inverting Amplifier tidak akan ada perbedaan phasa antara Vinput dan Voutput. Sehingga jika Vinput + maka voutput juga akan +. Begitupula sebaliknya. Berikut gambar rangkaian amplifier non inverting :

Dari gambar diatas di peroleh persamaan sebagai berikut :

• Unity Fllower

Unity Follower adalah suatu rangkaian amplifier dimana gainnya atau penguatannya sebesar 1. Sehingga tidak ada perbedaan antara input dan output. Berikut adalah gambar rangkaiannya:

Dari rangkaian ekuivalen 14.17 (b)  dapat dilihat output adalah polaritas dan besaran yang sama dengan input. Sirkuit ini beroperasi seperti sirkuit emitor.

• Summing amplifier

Merupakan rangkaian amplifier dimana Vinputnya ada lebih dari 1. Sehingga akan didapatkan persamaan berikut :

Dan berikut bentuk rangkaian Summing Amplifier:

• Integrator

Merupakan amplifier dengan komponen umpan balik yang digunakan berupa kapasitor, seperti yang ditunjukkan pada Gambar, koneksi yang dihasilkan disebut integrator.

Diperoleh persamaan sebagai berikut :

Selain itu, juga dapat diterapkan prinsip Summing pada integrator sehingga terbentuklah Summing Intregator :

Dengan persamaan Voutputnya adalah:

• Differentiator

Rangkaian differensiator adalah suatu rangkaian yang menghitung nilai sesaat dari setiap titik pada kemiringan garis bentuk gelombang. Pada Differentiator ini Rin digantikan oleh kapasitor. Berikut adalah rangkaiaan dan persamaan Voutpuptnya:

• Resistor

Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V = IR). 

Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.

Cara menghitung nilai resistor:

Tabel warna

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1

Gelang ke 2 : Hitam = 0

Gelang ke 3 : Hijau   = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105

Gelang ke 4 : Perak  = Toleransi 10%

Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

Spesifikasi

•  Op Amp - LM741

Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.

Konfigurasi PIN LM741

Spesifikasi:

• Kapasitor
  

  

  
  
  
  
  Kapasitor adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan electron-elektron selama waktu yang tidak tertentu. Kapasitor mempunyai satuan Farad dari nama Michael Faraday. 

Nilai kapasitor (104J) : 10 * 10^4 pF = 10^5 pF = 100nF; toleransi 5% = ± 95nF sampai 105nF
Kapasitor adalah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu sementara.
Cara menghitung nilai kapasitor :
1. Masukan 2 angka pertama langsung untuk nilai kapasitor.
2. Angka ke-3 berfungsi sebagai perpangkatan (10^n) nilai kapasitor.
3. Satuan kapasitor dalam piko farad.
4. Huruf terakhir menyatakan nilai toleransi dari kapasitor.

Daftar nilai toleransi kapasitor :
B = 0.10pF
C = 0.25pF
D = 0.5pF
E = 0.5%
F = 1%
G = 2%
H = 3%
J = 5%
K = 10%
M = 20%
Z = + 80% dan -20%

Pinout:

 

 

Spesifikasi:

3.1 Example

Example 14.3 (Inverting Amplifier)

Suatu rangkaian listrik seperti pada gambar diatas mempunyai nilai R1=100kꭥ dan Rf=500kꭥ berapa volt kah nilai tegangan output jika V1=2v?

jawab :

Vo = - (Rf/R1 ) V1 = - (500kꭥ /100kꭥ ) 2v = -10v

Example 14.4 (Non Inverting Amplifier)

Perhitungkanlah nilai output dari noninverting amplifier dengan Vi = 2V, Rf = 500kꭥ, dan R1 = 100kꭥ.

Jawaban:

Example 14.5 (Summing Amplifier)

Perhitungkanlah nilai output dari summing amplifier dengan Rf = 1Mꭥ, dengan kasus:

a) V1 =+1v, V2 =+2v, V3 =+3v, R1 = 500kꭥ, R2 = 1Mꭥ, R3 = 1Mꭥ

b) V1 =-2v, V2 =+3v, V3 =+1v, R1 = 200kꭥ, R2 = 500kꭥ, R3 = 1Mꭥ

Jawaban:

3.2 Problem

Problem 1. Berapa kisaran tegangan keluaran pada rangkaian Gambar 14.47 jika masukan dapat bervariasi dari 0,1 hingga 0,5V?

Problem 2. Berapa tegangan keluaran yang dihasilkan pada rangkaian Gambar 14.48 untuk input V1 = -0,3V?

3.3 Pilihan Ganda

1. Rangkaian op-amp memiliki besar tegangan input sama dengan output, namun gelombang sinyal input berbeda fasa dengan gelombang sinyal output. Op-amp jenis ini disebut.....

a. Op-amp inverting

b. Op-amp non inverting

c. Op-amp differensial

d. Op-amp integrator

e. Op-amp penjumlahan

2. Pada Rangkaian Dasar Op-Amp, Jika besar tegangan input sama dengan tegangan output yang gelombang sinyal input dengan gelombang sinyal outputnya memiliki fase yang sama atau sefase. Op-amp ini sering disebut…

a.Op-amp sebagai penjumlah

b.Op-amp Inverting

c.Op-amp Integrator

d.Op-amp Non Inverting

e.Op-amp Differensial

3.4 Essay

4. Percobaan [Kembali]

A) Prosedur Percobaan

Pada percobaan kali ini dilakukan dengan prosedur sebagai berikut:

• Mempersiapkan Alat besrta Bahan seperti yang telah tertera pada Sub Bab Alat dan Bahan di atas
• Merangkai Rangkaian sesuai dengan jenisnya masing-masing, terdapat 8 jenis rangkaian yang akan diujikan, yaitu : Inverting Amplifier, Non Inverting Amplifier, Unity Follower, Adder Amplifier, Integrator, Integretor dengan step input, Adder Integrator, dan Differentiator.
• Pada masing-masing Rangkaian disambungkan input tegangan AC agar dapat melihat bagaimana perbedaan respons gelombang input dan outputnya.
• Amatilah nilai input dan output dengan menyesuaikannya dengan rumus yang ada, dan juga amatilah respon grafik sinyal input dan outputnya. 

B) Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja

Gambar 14.15 Inverting Amplifier

Prinsip Kerja :

Pertama V input akan diumpankankan menuju resistor lalu ke kaki inverting op amp. Selanjutnya arus akan diperkuat dengan nilai Voutnya

Sehingga akan didapatkan nilai Vout mendekati 5 kali besarnya nilai Vin, yaitu sebesar +4.82 V. Namun, disini nilai output akan memiliki phasa yang berbalik dengan tegangan input karena Inverting Amplifier memiliki fungsi untuk membalikkan phasa tegangan Input.

Gambar 14.16 Non Inverting Amplifier

Prinsip Kerja:

Pertama V input akan diumpankankan menuju kaki Non-Inverting op amp. Selanjutnya arus akan diperkuat dengan 

Sehingga akan didapatkan nilai tegangan output mendekati 6 kali besarnya nilai tegangan input. Disini phasa Input dan Output akan sama.

Gambar 14.17 Unity Follower

Prinsip Kerja:

Pertama V input akan diumpankankan menuju kaki Non-Inverting op amp. Selanjutnya arus tidak akan diperkuat namun hanya diteruskan karena nilai perkuatannya adalah 1. Sehingga akan didapatkan 

V output = V input 

dimana disini  Input sebesar +3.77V dan Vournya juga +3.77V.

Gambar 14.18 Summing Amplifier

Prinsip Kerja:

Pertama beberapa V input akan diumpankankan menuju resistor lalu ke kaki inverting op amp. Selanjutnya arus akan diperkuat dengan nilai Voutnya adalah

Namun, disini nilai Voutput adalah +6.90V dan akan memiliki phasa yang berbalik dengan tegangan input karena Inverting Amplifier memiliki fungsi untuk membalikkan phasa tegangan Input, sehingga hasil output dikalikan dengan negatif.

Gambar 14.19 Integrator

Prinsip Kerja:

Pertama V input akan diumpankankan menuju resistor. Lalu akan diteruskan menuju percabangan antara kapasitor dan kaki inverting op amp. Nilai Voutnya adalah

dimana akan dibalikkan nilainya karena memakai inverting op-amp.

Gambar 14.20 Integrator dengan Step Input

Prinsip Kerja:

Pertama V input akan diumpankankan menuju resistor. Lalu akan diteruskan menuju percabangan antara kapasitor dan kaki inverting op amp. Nilai Voutnya

 

dimana akan dibalikkan nilainya karena memakai inverting op-amp.

Gambar 14.21 Summing Integrator

Prinsip Kerja:

Pertama beberapa V input akan diumpankankan menuju resistor. Lalu akan diteruskan menuju percabangan antara kapasitor dan kaki inverting op amp. Nilai Vout adalah 

dimana akan dibalikkan nilainya karena memakai inverting op-amp.

Gambar 14.22 Differentiator

Prinsip Kerja:

Pertama V input akan diumpankankan menuju kapasitor. Lalu akan diteruskan menuju percabangan antara resistor pembalik dan kaki inverting op amp. Nilai Vout

Selanjutnya akan dihasilkan nilai yang mendekati Vsat- sehingga didapatkan rumus Vout sama dengan

Disini didapatan nilai Voutnya mendekati -Vsat yaitu senilai -11 Volt. Dimana akan dibalikkan nilainya karena memakai inverting op-amp.

C) Vidio

video simulasi 14.15

video simulasi 14.16

video simulasi 14.17

video simulasi 14.18

video simulasi 14.19

video simulasi 14.20

video simulasi 14.21

video simulasi 14.22

5. Download File [Kembali]

   

    Download HTML klik disini

    Download rangkaian 14.15 klik disini

    Download rangkaian 14.16 klik disini

    Download rangkaian 14.17 klik disini

    Download rangkaian 14.18 klik disini

    Download rangkaian 14.19 klik disini

    Download rangkaian 14.20 klik disini

    Download rangkaian 14.21 klik disini

    Download rangkaian 14.22 klik disini

    Download video simulasi 14.15 klik disini

    Download video simulasi 14.16 klik disini

    Download video simulasi 14.17 klik disini

    Download video simulasi 14.18 klik disini

    Download video simulasi 14.19 klik disini

    Download video simulasi 14.20 klik disini

    Download video simulasi 14.21 klik disini

    Download video simulasi 14.22 klik disini

    Download Datasheet Op Amp klik disini

    Download Datasheet Resistor klik disini

    Download Datasheet Kapasitor klik disini

    Download Datasheet Voltmeter klik disini

    Download Datasheet Osiloskop klik disini