BAB II LANDASAN TEORI

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Mikrokontroler ATMega8535 Mikrokontroler adalah suatu alat atau komponen pengontrol atau pengendali yang berukuran mikro atau kecil. Sebelum ada mikrokontroler, telah ada terlebih dahulu muncul mikroprosesor. Bila dibandingkan dengan mikroprosesor, mikrokontroler jauh lebih unggul karena terdapat berbagai alasan, diantaranya : 1.

Tersedianya I/O I/O dalam mikrokontroler sudah tersedia sementara pada mikroprosesor

dibutuhkan IC tambahan untuk menangani I/O tersebut. IC I/O yang dimaksud adalah PPI 8255. 2.

Memori Internal Memori merupakan media untuk menyimpan program dan data sehingga mutlak harus

ada. Mikroprosesor belum memiliki memori internal sehingga memerlukan IC memori eksternal. Dengan kelebihan-kelebihan di atas, ditambah dengan harganya yang relatif murah sehingga banyak penggemar elektronika yang kemudian beralih kemikrokontroler. Namun demikian, meski memiliki berbagai kelemahan, mikroprosesor tetap digunakan sebagai dasar dalam mempelajari mikrokontroler. Inti kerja dari keduanya adalah sama, yakni sebagai penguat suatu sistem. Mikrokontroler adalah otak dari suatu sistem elektronika seperti halnya mikroprosesor sebagai otak komputer. Namun mikrokontroler memiliki nilai tambah karena didalamnya sudah terdapat memori dan sistem input/output dalam suatu kemasan IC. Mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s RISC processor) standar memiliki arsitektur 8-bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16- bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu

Universitas Sumatera Utara

siklus clock. Berbeda dengan instruksi MCS-51 yang membutuhkan 12 siklus clock karena memiliki arsitektur CISC (seperti komputer). Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga ATTiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega dan AT89RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan hampir sama. Oleh karena itu, dipergunakan salah satu AVR produk Atmel, yaitu ATMega 8535. Selain mudah didapatkan dan lebih murah ATMega 8535 juga memiliki fasilitas yang lengkap. Untuk tipe AVR ada 3 jenis yaitu ATTiny, AVR klasik, dan ATMega. Perbedaannya hanya pada fasilitas dan I/O yang tersedia serta fasilitas lain seperti ADC, EEPROM, dan lain sebagainya. Salah satu contohnya adalah ATMega 8535. Memiliki teknologi RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz membuat ATMega 8535 lebih cepat bila dibandingkan dengan varian MCS51. Dengan fasilitas yang lengkap tersebut menjadikan ATMega 8535 sebagai mikrokontroler yang powerfull. Adapun blok diagramnya sebagai berikut :

Gambar 2.1. Blok Diagram ATMega8535


Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa ATMega 8535 memiliki bagian sebagai berikut : 1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, Port D. 2. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran. 3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan. 4. CPU yang terdiri atas 32 buah register. 5. Watchdog Timer dengan osilator internal. 6. SRAM sebesar 512 byte. 7. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write. 8. Unit interupsi internal dan eksternal. 9. Port antarmuka SPI. 10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi. 11. Antarmuka komparator analog.. 12. Port USART untuk komunikasi serial. Kapabiltas detail dari ATMega 8535 adalah sebagai berikut : 1. Sistem mikroprosesor 8 bit bebrbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz. 2. Kapabiltas memori flash 8 Kb, SRAM sebesar 512 byte, dan EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 512 byte. 3. ADC internal dengan fidelitas 10 bit sebanyak 8 channel. 4. Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps. 5. Enam pilihan mode sleep menghemat penggunaan daya listrik.

2.2 Konfigurasi PIN ATMega8535 Mikrokontroler ATMega8535 mempunyai jumlah pin sebanyak 40 buah, dimana 32 pin digunakan untuk keperluan port I/O yang dapat menjadi pin input/output sesuai konfigurasi. Pada 32 pin tersebut terbagi atas 4 bagian (port), yang masing-masingnya


terdiri atas 8 pin. Pin-pin lainnya digunakan untuk keperluan rangkaian osilator, supply tegangan, reset, serta tegangan referensi untuk ADC.

Gambar 2.2. Konfigurasi Pin ATMega8535 Berikut ini adalah susunan pin-pin dari ATMega8535; 

VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukkan catu daya



GND merupakan pin ground



Port A (PA0..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC



Port B (PB0..PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu Timer/Counter, Komparator Analog, dan SPI



Port C (PC0..PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, Komparator Analog, dan Timer Oscilator



Port D (PD0..PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu Komparator Analog, Interupsi Iksternal dan komunikasi serial USART



Reset merupakan pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler



XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukkan clock eksternal (osilator menggunakan kristal, biasanya dengan frekuensi 11,0592 MHz).


2.3 Fotodioda Fotodioda biasanya digunakan untuk mendeteksi cahaya. Potodioda adalah piranti semikonduktor yang mengandung sambungan p-n, dan biasanya terdapat lapisan intrinsik antara lapisan n dan p. Piranti yang memiliki lapisan intrinsik disebut p-i-n atau PIN potodioda. Cahaya diserap di daerah pengambungan atau daerah intrinsik menimbulkan pasangan elektron-hole, kebanyakan pasangan tersebut menghasilkan arus yang berasal dari cahaya. Mode operasi Fotodioda dapat dioperasikan dalam 2 mode yang berbeda: 1. Mode potovoltaik: seperti solar sel, penyerapan pada potodioda menghasilkan tegangan yang dapat diukur. Bagaimanapun, tegangan yang dihasilkan dari tenaga cahaya ini sedikit tidak linier, dan range perubahannya sangat kecil 2. Mode potokonduktivitas : disini, potodioda diaplikasikan sebagai tegangan revers (tegangan balik) dari sebuah dioda (yaitu tegangan pada arah tersebut pada dioda tidak akan menhantarkan tanpa terkena cahaya) dan pengukuran menghasilkan arus poto. ( hal ini juga bagus untuk mengaplikasikan tegangan mendekati nol). Ketergantungan arus poto pada kekuatan cahaya dapat sangat linier 3. Karakteristik bahan potodioda: 1. Silikon (Si) : arus lemah saat gelap, kecepatan tinggi, sensitivitas yang bagus antara 400 nm sampai 1000 nm ( terbaik antara 800 sampai 900 nm). 2. Germanium (Ge): arus tinggi saat gelap, kecepatan lambat, sensitivitas baik antara 600 nm sampai 1800 nm (terbaik 1400 sampai 1500 nm). 3. Indium Gallium Arsenida (InGaAs): mahal, arus kecil saat gelap, kecepatan tinggi sensitivitas baik pada jarak 800 sampai 1700nm (terbaik antara 1300 sampai 1600nm).


Gambar Photodioda ditunjukkan pada gambar berikut:

Gambar 2.3. Gambar Photo Dioda

2.4 LED (Light Emiting Dioda) Light Emitting Dioda (LED), merupakan komponen yang dapat mengeluarkan emisi cahaya. LED merupakan produk temuan lain setelah dioda. Strukturnya sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron yang menerjang sambungan p-n juga melepaskan energi panas dan energi cahaya. Karakteristik LED sama dengan karakteristik dioda penyearah, bedanya jika dioda membuang

energi dalam bentuk

panas, sedangkan LED membuang energi dalam bentuk cahaya. Keuntungan menggunakan LED adalah struktur solid, ukurannya kecil, masa pakai tahan lama dan tidak terpengaruh oleh on / off pensaklaran, mudah dipakai dan mudah didapat. Karena tahan lama dan tidak terpengaruh oleh on / off pensaklaran, maka LED banyak digunakan sebagai display atau indikator baik itu pada audio atau mesinmesin

kontrol. Sedangkan

kerugian penggunaan LED adalah intensitas cahayanya

yang lemah, sehingga tidakdapat dipakai sebagai sumber cahaya besar.

Anoda

Katoda

Gambar 2.4. Simbol LED Radiasi cahaya yang dipancarkan LED tergantung dari materi dan susunan dioda P-N dan bahan semikonduktor penyusun LED itu sendiri. Bahan semikonduktor yang


sering digunakan dalam pembuatan LED adalah Ga As (Galium Arsenide) meradiasikan sinar infra merah, Ga As P (Galium Arsenide Phospide) meradiasikan warna merah dan kuning, Ga P (Galium Phospide) meradiasikan warna merah dan kuning. Seperti halnya sebuah dioda, salah satu karakteristik LED adalah harga ketergantungan antara I terhadap V. Grafik antara V-I untuk LED sama dengan grafik V-I untuk dioda penyearah. Perbedaannya terletak pada pengertian tegangan dan arus yang lewat. Harga arus I yang melewati LED menentukan intensitas cahaya yang dipancarkan, atau dengan kata lain arus LED sebanding dengan intensitas cahaya yang dihasilkan. Jika arus yang melewati LED besar, maka intensitas cahaya yang dihasilkan juga terang, sebaliknya jika arus yang lewat kecil maka nyala LED akan redup atau LED tidak akan menyala sama sekali.

2.5 LED Infra Merah

Beberapa ragam indikator status LED yang tampak (visible) adalah merah, hijau, kuning. Selain itu juga terdapat LED dengan cahaya tak tampak (invisible) seperti LED infra merah. Infra merah adalah sinar dengan panjang gelombang ( ) lebih besar dari 800 nm dan tidak dapat dilihat oleh mata.

Gambar 2.5. Spektrum Sinar LED


LED dengan cahaya tidak tampak (Invisible) banyak digunakan dalam proses film dan dalam sistem keamanan. LED infra merah digunakan ketika diperlukan daya penekanan optis yang tinggi. LED ini mempunyai intensitas sinar lebih besar dibanding LED dengan cahaya tampak. LED infra merah merupakan padanan spectral terbaik untuk

kebanyakan

fototransistor

sebagai

elemen

penerima

sinar

penginderaan

photoelektronik. Rangkaian sensor infra merah menggunakan foto transistor dan led infra merah yang dihubungkan secara optik. Foto transistor akan aktif apabila terkena cahaya dari led infra merah. Antara Led dan foto transistor dipisahkan oleh jarak. Jauh dekatnya jarak memengaruhi besar intensitas cahaya yang diterima oleh foto transistor. Apabila antara Led dan foto transistor tidak terhalang oleh benda, maka foto transistor akan aktif. Transistor BC 547 akan tidak aktif karena tidak ada arus yang mengalir ke basis transistor BC 547. Karena transistor tersebut tidak aktif, maka tidak ada arus yang mengalir dari kolektor ke emitor sehingga menyebabkan transistor BD 139 tidak aktif dan outputnya berlogik ‘1’ dan Led padam. Apabila antara Led dan foto transistor terhalang oleh benda, foto transistor akan tidak aktif, sehingga transistor BC 547 akan aktif karena ada arus mengalir ke basis transistor BC 547. Dengan transistor dalam keadaan on, maka arus mengalir dari kolektor ke emitor sehingga menyebabkan transistor BD 139 on dan outputnya berlogik ‘0’ serta Led menyala. Infra merah (infra red) ialah sinar elektromagnet yang panjang gelombangnya lebih daripada cahaya nampak yaitu di antara 700 nm dan 1 mm. Sinar infra merah merupakan cahaya yang tidak tampak. Jika dilihat dengan dengan spektroskop cahaya maka radiasi cahaya infra merah akan nampak pada spectrum elektromagnet dengan panjang gelombang di atas panjang gelombang cahaya merah. Dengan panjang gelombang ini maka cahaya infra merah ini akan tidak tampak oleh mata namun radiasi panas yang ditimbulkannya masih terasa/dideteksi.


2.6 Buffer 74LS245 IC ini adalah chip yang dirancang untuk komunikasi dua arah antara data bus yaitu untuk mengirimkan data dari bus A ke bus B atau dari bus B ke bus A, yang dikendalikan oleh masukan Direction (DIR). Sedangkan input enable G berfungsi untuk menyekat data (disable). IC 74LS245 ini mempunyai 20 buah pin. Adapun konfigurasi pinnya adalah sebagai berikut:

Gambar 2.6. Pin diagram IC 74LS245 Rangakain internal dan tabel kebenaran dari IC ini diperlihatkan pada gambar di bawah ini : X = logika 0 atau logika 1. G DIR

OPERASI

0

0

Data B ke bus A

0

1

Data A ke bus B

1

X

Disable

Tabel 2.1. Tabel kebenaran IC 74245 Tranceiver bus berdelapan ini sudah dirancang untuk komunikasi dua arah tak sinkron antara bus-bus data. Peranti pun memungkinkan transmisi data dari bus A ke bus B atau dari bus B ke bus A, tergantung dari taraf logika di jalan masuk kemudi arah (DIR). Jalan masuk


enabel G dapat dipakai untuk melumpuhkan peranti hingga bus-bus secara efektif tersekat. Buffer juga membenarkan nilai tegangan input TTL. Untuk lebih lengkapnya pada gambar 2.8 ditunjukkan diagram rangkaian dari IC 74 LS245.

(A1) 2

(B2) 17

(A2) 3

(B3) 16

(A3) 4

(B4) 15

(A4) 5

(B5) 14

(A5) 6

(B6) 13

(A6) 7

(B7) 12

(A7) 8

(B8) 11

(A8) 9

ENABLE G (19)

DIR (1)

Gambar 2.7. Rangkaian internal IC 74245 2.7 Seven Segmen Seven segmen merupakan komponen elektronika yang banyak digunakan untuk menampilkan angka. Seven segmen ini sebenarnya merupakan LED yang disusun sedemikian rupa sehingga membentuk suatu pola tertentu, dimana jika LED –LED tersebut dinyalakan dengan kombinasi tertentu, maka akan terbentuk suatu angka tertentu. Seven segmen mempunyai 7 buah segmen ditambah 1 segmen yang berfungsi sebagai desimal point. Gambar susunan dari seven segmen ditunjukkan pada gambar berikut ini :

Gambar 2.8. Susunan Seven Segmen


Segmen yang atas disebut segmen a, segmen sebelah kanan atas disebut segmen b, dan seterusnya sesuai gambar di atas. Dp merupakan singkatan dari desimal point. Seven segmen ada 2 tipe, yaitu common anoda dan common katoda. Pada seven segmen tipe common anoda, anoda dari setiap LED dihubungkan menjadi satu kemudian dihubungkan ke sumber tegangan positip dan katoda dari masing-masing LED berfungsi sebagai input dari seven segmen, seperti ditunjukkan pada gambar berikut ini :

Gambar 2.9. Konfigurasi Seven Segmen Tipe Common Anoda Sesuia dengan gambar di atas, maka untuk menyalakan salah satu segmen, maka katodanya harus diberi tegangan 0 volt atau logika low. Misalnya jika segmen a akan dinyalakan, maka katoda pada segmen a harus diberi tegangan 0 volt atau logika low, dengan demikian maka segmen a akan menyala. Demikian juga untuk segmen lainnya. Pada seven segmen tipe common kaoda, kaoda dari setiap LED dihubungkan menjadi satu kemudian dihubungkan ke ground dan anoda dari masing-masing LED berfungsi sebagai input dari seven segmen, seperti ditunjukkan pada gambar berikut ini:

Gambar 2.10. Konfigurasi Seven Segmen Tipe Common Katoda


Sesuia dengan gambar di atas, maka untuk menyalakan salah satu segmen, maka anodanya harus diberi tegangan minimal 3 volt atau logika high. Misalnya jika segmen a akan dinyalakan, maka anoda pada segmen a harus diberi tegangan minimal 3 volt atau logika high, dengan demikian maka segmen a akan menyala. Demikian juga untuk segmen lainnya.

2.8 Op-Amp (Penguat Operasional) Penguat operasional (Op-Amp) adalah suatu blok penguat yang mempunyai dua masukan dan satu keluaran. Penguat operasional (Op-Amp) dikemas dalam suatu rangkaian terpadu (integrated circuit-IC). Salah satu tipe operasional amplifier (Op-Amp) yang populer adalah LM324. IC LM324 merupakan operasional amplifier yang dikemas dalam bentuk dual in-line package (DIP). Kemasan IC jenis DIP memiliki tanda bulatan atau strip pada salah satu sudutnya untuk menandai arah pin atau kaki nomor 1 dari IC tersebut. Penomoran IC dalam kemasan DIP adalah berlawanan arah jarum jam dimulai dari pin yang terletak paling dekat dengan tanda bulat atau strip pada kemasan DIP tersebut. IC LM324 memiliki kemasan DIP 14 pin seperti terlihat pada gambar berikut:

Gambar 2.11. Konfigurasi Pin IC Op-Amp LM324


LM324 adalah quad op amp sirkuit terpadu, yang menggunakan 14-pin dual-garis plastik paket, bentuk seperti yang ditunjukkan. Ini berisi empat set op amp internal bentuk yang sama persis, di samping pembagian kekuasaan, penguat independen empat. Penguat operasional untuk setiap kelompok simbol yang digunakan untuk menunjukkan bahwa ia memiliki 5 mengarah ke kaki, yang "+", "-" dua sinyal input, "V +", "V-" positif, negatif sisi power supply, "Vo" untuk output. Dua sinyal input dalam, Vi-(-) untuk input pembalik, kata operasional amplifier keluaran Vo dari sinyal dengan bit bertentangan input; Vi + (+) untuk input fase yang sama, kata operasional amplifier keluaran Vo dari fase sinyal dengan input yang sama. 2.8.1 Op-Amp Ideal Op-amp pada dasarnya adalah sebuah differensial amplifier (penguat diferensial) yang memiliki dua masukan. Input (masukan) op-amp ada yang dinamakan input inverting dan non inverting. Op-amp ideal memiliki open loop gain (penguatan loop terbuka) yang tak terhingga besarnya. Seperti misalnya op-amp LM324 yang sering digunakan oleh banyak praktisi elektronika, memiliki karakteristik tipikal open loop gain besar. Penguatan yang sebesar ini membuat op-amp menjadi tidak stabil dan penguatannya menjadi tidak terukur (infinite). Disinilah peran rangkaian negative feedback (umpan balik negatif) diperlukan sehingga op-amp dapat dirangkai menjadi aplikasi dengan nilai penguatan yang terukur (finite). Ada dua aturan penting dalam melakukan analisa rangkaian op-amp berdasarkan karakteristik op-amp ideal. Aturan ini dalam beberapa literatur dinamakan golden rule yaitu: 1. Perbeadaan tegangan antara input v+ dan v- adalah nol (v+ - v- = 0 atau v+=v-) 2. Arus pada input op-amp adalah nol (i+ = i- =0)


Inilah dua aturan penting op-amp ideal yang digunakan untuk menganalisa rangkaian opamp. 2.8.2 Karakteristik Ideal Op-Amp Untuk rangkaian instrumentasi yang membutuhkan penguatan yang stabil dan mendekati nilai pada teori harus dilakukan kompensasi sehingga didapatkan performance yang mendekati keadaan ideal. Penguat operasional banyak digunakan dalam berbagai aplikasi karena beberapa keunggulan yang dimilikinya, seperti penguatan yang tinggi, impedansi masukan yang tinggi, impedansi keluaran yang rendah dan lain sebagainya. Berikut ini adalah karakteristik dari Op Amp ideal: 1. Penguatan tegangan lingkar terbuka (open-loop voltage gain) AVOL = -∞ Penguatan tegangan lingkar terbuka (open loop voltage gain) adalah penguatan diferensial Op Amp pada kondisi dimana tidak terdapat umpan balik (feedback). Secara ideal, penguatan tegangan lingkar terbuka adalah: AVOL = Vo / Vid = -∞ AVOL = Vo/(V1-V2) = -∞ Tanda negatif menandakan bahwa tegangan keluaran VO berbeda fasa dengan tegangan masukan Vid. Konsep tentang penguatan tegangan tak berhingga tersebut sukar untuk divisualisasikan dan tidak mungkin untuk diwujudkan. Suatu hal yang perlu untuk dimengerti adalah bahwa tegangan keluaran VO jauh lebih besar daripada tegangan masukan Vid. Dalam kondisi praktis, harga AVOL adalah antara 5000 (sekitar 74 dB) hingga 100000 (sekitar 100 dB). Tetapi dalam penerapannya tegangan keluaran VO tidak lebih dari tegangan catu yang diberikan pada Op Amp.


Karena itu Op Amp baik digunakan untuk menguatkan sinyal yang amplitudonya sangat kecil. 2. Tegangan ofset keluaran (output offset voltage) VOO = 0 Tegangan ofset keluaran (output offset voltage) VOO adalah harga tegangan keluaran dari Op Amp terhadap tanah (ground) pada kondisi tegangan masukan Vid = 0. Secara ideal, harga VOO = 0 V. Op Amp yang dapat memenuhi harga tersebut disebut sebagai Op Amp dengan CMR (common mode rejection) ideal. Tetapi dalam kondisi praktis, akibat adanya ketidakseimbangan dan ketidakidentikan dalam penguat diferensial dalam Op Amp tersebut, maka tegangan ofset VOO biasanya berharga sedikit di atas 0 V. Apalagi apabila tidak digunakan umpan balik maka harga VOO akan menjadi cukup besar untuk menimbulkan saturasi pada keluaran. Untuk mengatasi hal ini, maka perlu diterapakan tegangan koreksi pada Op Amp. Hal ini dilakukan agar pada saat tegangan masukan Vid = 0, tegangan keluaran VO juga = 0. 3. Hambatan masukan (input resistance) RI = ∞ Hambatan masukan (input resistance) Ri dari Op Amp adalah besar hambatan di antara kedua masukan Op Amp. Secara ideal hambatan masukan Op Amp adalah tak berhingga. Tetapi dalam kondisi praktis, harga hambatan masukan Op Amp adalah antara 5 kW hingga 20 MW, tergantung pada tipe Op Amp. Harga ini biasanya diukur pada kondisi Op Amp tanpa umpan balik. Apabila suatu umpan balik negatif (negative feedback) diterapkan pada Op Amp, maka hambatan masukan Op Amp akan meningkat. Dalam suatu penguat, hambatan masukan yang besar adalah suatu hal yang diharapkan. Semakin besar hambatan masukan suatu penguat, semakin baik penguat tersebut dalam menguatkan sinyal yang


amplitudonya sangat kecil. Dengan hambatan masukan yang besar, maka sumber sinyal masukan tidak terbebani terlalu besar. 4. Hambatan keluaran (output resistance) RO = 0 Hambatan Keluaran (output resistance) RO dari Op Amp adalah besarnya hambatan dalam yang timbul pada saat Op Amp bekerja sebagai pembangkit sinyal. Secara ideal harga hambatan keluaran RO Op Amp adalah = 0. Apabula hal ini tercapai, maka seluruh tegangan keluaran Op Amp akan timbul pada beban keluaran (RL), sehingga dalam suatu penguat, hambatan keluaran yang kecil sangat diharapkan. Dalam kondisi praktis harga hambatan keluaran Op Amp adalah antara beberapa ohm hingga ratusan ohm pada kondisi tanpa umpan balik. Dengan diterapkannya umpan balik, maka harga hambatan keluaran akan menurun hingga mendekati kondisi ideal. 5. Lebar pita (band width) BW = ∞ Lebar pita (band width) BW dari Op Amp adalah lebar frekuensi tertentu dimana tegangan keluaran tidak jatuh lebih dari 0,707 dari harga tegangan maksimum pada saat amplitudo tegangan masukan konstan. Secara ideal, Op Amp memiliki lebar pita yang tak terhingga. Tetapi dalam penerapannya, hal ini jauh dari kenyataan. Sebagian besar Op Amp serba guan memiliki lebar pita hingga 1 MHz dan biasanya diterapkan pada sinyal dengan frekuensi beberapa kiloHertz. Tetapi ada juga Op Amp yang khusus dirancang untuk bekerja pada frekuensi beberapa MegaHertz. Op Amp

jenis

ini

juga

harus

didukung

komponen

eksternal

yang

dapat

mengkompensasi frekuensi tinggi agar dapat bekerja dengan baik.


6. Waktu tanggapan (respon time) = 0 detik Waktu tanggapan (respon time) dari Op Amp adalah waktu yang diperlukan oleh keluaran untuk berubah setelah masukan berubah. Secara ideal harga waktu respon Op Amp adalah = 0 detik, yaitu keluaran harus berubah langsung pada saat masukan berubah. Tetapi dalam praktiknya, waktu tanggapan dari Op Amp memang cepat tetapi tidak langsung berubah sesuai masukan. Waktu tanggapan Op Amp umumnya adalah beberapa mikro detik hal ini disebut juga slew rate. Perubahan keluaran yang hanya beberapa mikrodetik setelah perubahan masukan tersebut umumnya disertai dengan oveshoot yaitu lonjakan yang melebihi kondisi steady state. Tetapi pada penerapan biasa, hal ini dapat diabaikan. 7. Karakteristik tidak berubah dengan suhu Sebagai mana diketahui, suatu bahan semikonduktor yang akan berubah karakteristiknya apabila terjadi perubahan suhu yang cukup besar. Pada Op Amp yang ideal, karakteristiknya tidak berubah terhadap perubahan suhu. Tetapi dalam prakteknya, karakteristik sebuah Op Amp pada umumnya sedikit berubah, walaupun pada penerapan biasa, perubahan tersebut dapat diabaikan. 2.8.3 Non-Inverting Amplifier Prinsip utama rangkaian penguat non-inverting adalah seperti yang diperlihatkan pada gambar di bawah berikut ini. Seperti namanya, penguat ini memiliki masukan yang dibuat melalui input non-inverting. Dengan demikian tegangan keluaran rangkaian ini akan satu fasa dengan tegangan inputnya. Untuk menganalisa rangkaian penguat op-amp non inverting, caranya sama seperti menganalisa rangkaian inverting.


Gambar 2.12. Penguat Non-1nverter Dengan menggunakan aturan 1 dan aturan 2, kita uraikan dulu beberapa fakta yang ada, antara lain : vin = v+ v+ = v- = vin ..... lihat aturan 1. Dari sini ketahui tegangan jepit pada R2 adalah vout – v- = vout – vin, atau iout = (vout-vin)/R2. Lalu tegangan jepit pada R1 adalah v- = vin, yang berarti arus iR1 = vin/R1. Hukum kirchkof pada titik input inverting merupakan fakta yang mengatakan bahwa : iout + i(-) = iR1 Aturan 2 mengatakan bahwa i(-) = 0 dan jika disubsitusi ke rumus yang sebelumnya, maka diperoleh iout = iR1 dan Jika ditulis dengan tegangan jepit masing-masing maka diperoleh (vout – vin)/R2 = vin/R1 yang kemudian dapat disederhanakan menjadi : vout = vin (1 + R2/R1) Jika penguatan G adalah perbandingan tegangan keluaran terhadap tegangan masukan, maka didapat penguatan op-amp non-inverting : … (2)


Impendasi untuk rangkaian Op-amp non inverting adalah impedansi dari input noninverting op-amp tersebut. Dari datasheet, LM324 diketahui memiliki impedansi input Zin = 108 to 1012 Ohm.


BAB II LANDASAN TEORI

Recommend Documents