FADHILATUL RAHMAH: DETEKTOR INVERTING DENGAN Vref=0

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

b) Rangkaian simulasi

c) Video Simulasi

6. Download File

1. Pendahuluan[kembali]

Dalam dunia elektronika, op-amp adalah salah satu komponen yang paling esensial dan serbaguna yang telah mengubah lanskap teknologi modern. Ditemukan pada tahun 1940-an, op-amp telah menjadi tulang punggung dalam desain rangkaian elektronika, memungkinkan kita untuk menciptakan perangkat yang semakin canggih dn kompleks.

Op-amp adalah sebuah penguat elektronika dengan dua input dan satu input. Terdiri dari berbagai transistor, resistor, dan kapasitor yang diatur secara cerdas, op-amp mampu menghasilkan output yang proporsional terhadap perbedaan antara kedua inputnya. Kemampuan ini memberikan op-ampsifat dasar sebagai penguat sinyal, berbagai macam aplikasi, termasuk sebagai komparator, integrator, differensiator, dan banyak lagi.

Pentingnya op-amp dalam dunia elektronika tidak bisa diabaikan. Dan sirkuit audio sederhana hingga sistem control industry yang rumit, op-amp hadir di mana-mana. Karena kemampuannya yang serbaguna dan mudah diimplementasikan op-amp telah menjadi andalan bagi para perancang elektronika dalam mengeksplorasi ide-ide kreatif.

Namun, untuk memahami sepenuhnya potensi op-amp, kita perlu melangkah lebih jauh dari sekedar penggunaan praktis. Kita perlu memahami prinsip dasar yang mengatur operasi op-amp, mulai dari struktur internalnya hingga persamaan matematika yang mendefinisikan perilakunya. Dengan pemahaman yang mendalam tentang op-amp, kita dapat mengoptimalkan desain rangkaian, mengatasi tantangan teknis dan bahkan menciptakan inovasi baru yang memanfaatkan keunggulannya.

2. Tujuan[kembali]

Mengetahui dan memahami detector inverting dengan vref=0
Dapat mengetahui persamaan yang berhubungan dengan detector inverting dengan vref =0
Mampu mengaplikasikan rangkaian percobaan detector inverting vref=0
Meningkatkan pemahaman tentang detector inverting vref =0

3. Alat dan Bahan[kembali]

ALAT

INSTRUMEN

DC Voltmeter

DC Voltmeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besar tengangan pada suatu komponen. Cara pemakaiannya adalah dengan memparalelkan kaki2 Voltmeter dengan komponen yang akan diuji tegangannya

Berikut adalah Spesifikasi dan keterangan Probe DC Volemeter

OSILOSKOP

Osiloskop adalah alat ukur elektronika yang berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal listrik. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode.

Generator

Power Supply

Power Supply atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Catu Daya adalah suatu alat listrik yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik ataupun elektronika lainnya.

Baterai

Spesifikasi dan Pinout Baterai

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

BAHAN

Resistor merupakan salah satu komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk membatasi arus yang mengalir pada suatu rangkaian dan berfungsi sebagai terminal antara dua komponen elektronika.Tegangan pada suatu resistor sebanding dengan arus yang melewatinya (V=IR)

· OP-AMP

GAMBAR 4. OP-AMP

Penguat operasional atau yang biasa disebut OP-AMP merupakan suatu jenis penguat elektronika dengan sambatan(coupling) arus searah yang memiliki faktor penguatan(gain) sangat besar dengan dua masukan dan satu keluaran.

· GROUND

GAMBAR 5. GROUND

Jenis jenis konfigurasi transistor:

1. Fixed Bias

Fixed bias yaitu, arus bias IB didapat dari VCC yang dihubungkan ke kaki B melewati tahanan R seperti gambar dibawah:

maka,

dimana,

dan

2. Emitter-Stabilized Bias

Emitter-Stabilized Bias adalah rangkaian Fixed bias yang ditambahkan tahanan RE seperti gambar dibawah:

maka,

sehingga tahanan RE kalau dilihat dari input untuk mencari arus IB adalah sebesar (β+1)RE

3. Self Bias

Self Bias adalah arus input didapatkan dari pemberian tegangan input VBB seperti gambar dibawah:

Dengan menggunakan hukum KVL, didapat,

maka,

4. Voltage-divider Bias

Voltage-divider Bias adalah arus bias didapatkan dari tegangan di R2 dari hubungan VCC seri dengan R1 dan R2 seperti gambar dibawah:

Untuk mencari arus IB maka dilakukan perubahan rangkaian denganmemakai metoda thevenin sehingga menghasilkan rangkaianpengganti seperti gambar dibawah:

dimana,

Rth = R1 // R2 dan

maka,

3. Relay

Relay adalah sebuah komponen elektronik yang difungsikan sebagai sakelar elektrik. Relay berfungsi dengan adanya arus listrik. Adanya relay juga akan membuat komponen dapat mengendalikan arus listrik yang besar. Selain itu relay merupakan salah satu bagian komponen elektronika yang dapat mengimplementasikan Logical Switching.

Simbol Relay :

Ground adalah titik kembalinya arus searah atau titik kembalinya sinyal bolak balik atau titik patokan dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik dalam rangkaian elektronika.

Sensor Gas MQ2

Gas Sensor (MQ2) adalah sensor yang berguna untuk mendeteksi kebocoran gas baik pada rumah maupun industri. Sensor ini sangat cocok untuk mendeteksi H₂, LPG, CH₄, CO, Alkohol, Asap atau Propane. Karena sensitivitasnya yang tinggi dan waktu respon yang cepat, pengukuran dapat dilakukan dengan cepat.

MQ2 Sensor Pin Configuration

Pin No:	Pin Name:	Deskripsi
For Module
1	Vcc	Pin ini memberi daya pada modul, biasanya tegangan operasinya adalah +5V
2	Ground	Digunakan untuk menghubungkan modul ke ground sistem
3	Digital Out	Anda juga dapat menggunakan sensor ini untuk mendapatkan output digital dari pin ini, dengan mengatur nilai ambang batas menggunakan potensiometer
4	Analog Out	Pin ini menghasilkan tegangan analog 0-5V berdasarkan intensitas gas
For Sensor
1	H -Pins	Dari dua pin H, satu pin terhubung ke suplai dan yang lainnya ke ground
2	A-Pins	Pin A dan pin B dapat dipertukarkan. Pin ini akan diikat ke tegangan Supply.
3	B-Pins	Pin A dan pin B dapat dipertukarkan. Satu pin akan bertindak sebagai output sementara yang lain akan ditarik ke ground.

3. Sensor Suhu LM35

Berfungsi untuk mengubah suhu menjadi tegangan tertentu yang sesuai dengan perubahan suhu.

Konfigurasi Pinout Sensor LM35

Nomor PIN	Nama Pin	Keterangan
1	Vcc	Tegangan input +5V untuk aplikasi tipikal
2	Keluaran Analog	Akan ada peningkatan 10mV untuk kenaikan setiap 1°C. Dapat berkisar dari -1V (-55 ° C) hingga 6V (150 ° C)
3	Tanah	Terhubung ke ground sirkuit

Komponen Output :

1. LED

LED atau Light Emitting Diode adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan dengan bias maju (forward bias). LED (Light Emitting Diode) dapat diartikan sebagai sebuah dioda yang memancarkan cahaya, karena memang LED (Light Emitting Diode) merupakan keluarga dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor.

Klasifikasi tegangan LED menurut warna yang dihasilkan:
Tegangan kerja / jatuh tegangan pada sebuah menurut warna yang dihasilkan:

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

2. Motor DC

Motor DC alat yang mengubah energi listrik DC menjadi energi mekanik putaran. Sebuah motor DC dapat difungsikan sebagai generator atau sebaliknya generator DC dapat difungsikan sebagai motor DC.

3. Speaker

Speaker adalah sebuah perangkat keras yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi suara, atau bunyi. Sinyal listrik yang dimaksud adalah sinyal dengan frekuensi tertentu, sehingga dapat menggerakkan membrane speaker yang akan menyebabkan vibrasi, sehingga menghasilkan suara. Membrane pada speaker bergerak karena speaker memiliki coil yang Ketika dialiri arus listrik, akan berubah menjadi medan magnet. Medan magnet ini akan berinteraksi dengan magnet permanen pada speaker, sehingga menyebabkan vibrasi tersebut.

4. Relay

Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch).

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, penguataudio, video, pembangkit sinyal, multivibrator, filter, ADC, DAC, rangkaian penggerak dan berbagai macam rangkaian analoglainnya.

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 tak berhingga.

2. Impedansi input tak berhingga.

3. Impedansi output bernilai 0.

Namun, dalam praktiknya Op-Amp memiliki Gain dan Impedansi input yang sangat besar namun bukan tak berhingga sehingga Impedansi output akan sangat kecil hingga mendekati nilai 0.

Gambar 7. Simbol Op-Amp

Dapat dilihat bahwa Op-Amp secara umum memiliki 4 pin, yaitu masukan inverting dengan tanda (-), masukan non-inverting dengan tanda (+), masukan tegangan positif dan tegangan negatif dan pin keluaran atau output. Dalam Op-Amp, terdapat dua perbudaan bagi tegangan yang diinputkan ke dalamnya. tegangan dapat dimasukan pada masukan inverting dan juga dapat dimasukkan pada msukan non-inverting. Pada masukan Inverting tegangan input akan menghasilkan output dengan beda fasa 180 derjat atau dapat dikatakan gelombang uotput akan terbalik dari gelombang input.

Rangkaian detektor inverting dengan tegangan input Vi berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi Vref = 0 Volt adalah seperti gambar 66.

Gambar 66 Rangkaian detektor inverting

Dengan menggunakan persamaan (1) maka Vi = V2 dan Vref = V1 sehingga bentuk gelombang tegangan output Vo (

) yang dihasilkan adalah seperti gambar 67.

Gambar 67 Bentuk gelombang input dan gelombang output

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.

Gambar 68 kurva karakteristik I-O

B. RESISTOR

GAMBAR . RESISTOR

GAMBAR 2. WARNA GELANG RESISTOR

GAMBAR 3. CARA PENGHITUNGAN BESAR RESISTANSI RESISTOR
LANGKAH-LANGKAH :

· MASUKKAN ANGKA LANGSUNG DARI KODE WARNA GELANG KE-1 (PERTAMA)

· MASUKKAN ANGKA LANGSUNG DARI KODE WARNA GELANG KE-2

· MASUKKAN JUMLAH NOL DARI KODE WARNA GELANG KE-3 ATAU PANGKATKAN ANGKA TERSEBUT DENGAN 10 (10N)

· MERUPAKAN TOLERANSI DARI NILAI RESISTOR TERSEBUT

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%.

5. Percobaan[kembali]

1.Untuk membuat rangkaian ini, pertama, siapkan semua alat dan bahan yang bersangkutan, di ambil dari library proteus

2.Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak.

3.Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian

4.Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh

5.Lalu mencoba menjalankan rangkaian , jika tidak terjadi error, maka motor akan bergerak yang berarti rangkaian bekerja

a) Prosedur[kembali]

Rangkaian Detektor Inverting dengan Vref=0 , Pada input inverting dipasang Tegangan 4 Volt dan Frekuensi 1000 Hz , pada output diletakkan resistor dengan Resistansi 10.000 Ohm . Pada rangkaian dipasang Power supply sebesar 12 watt. Lalu disimulasikan dengan Oscilloscope , pada Oscilloscope terlihat apabila input nya lebih besar dari Vref=0 , maka output nya negatif(-) , dan apabila inputnya lebih kecil dari Vref=0 maka outputnya Positif(+)

b) Rangkaian simulasi [kembali]

Prinsip Kerja

Rangkaian Detektor Inverting dengan Vref = 0 , Pada input inverting dipasang Tegangan 9 Volt dan Frekuensi 1000 Hz , pada output diletakkan resistor dengan Resistansi 1.000 Ohm . Pada rangkaian dipasang Power supply sebesar 12 V. Lalu disimulasikan dengan Oscilloscope , pada Oscilloscope terlihat apabila input nya lebih besar dari Vref = 0 , maka output nya negative (-) , dan apabila inputnya lebih kecil dari Vref = 0 maka outputnya Positif (+).

Aplikasi OP Amp Detector Inverting dengan Vref = 0

FADHILATUL RAHMAH

DETEKTOR INVERTING DENGAN Vref=0