1
DAFTAR ISI DAFTAR ISI................................................................................................................. 1 1.LATAR BELAKANG................................................................................................ 2 1.1 Teori Dasar......................................................................................................... 2 1.2 Tujuan................................................................................................................ 3 2. LANGKAH KERJA................................................................................................. 4 1.1. Rangkaian Buffer............................................................................................... 4 1.2. Rangkaian Inverting ......................................................................................... 4 1.3. Rangkaian Non- Inverting................................................................................. 5 1.4. Rangkaian Summing.......................................................................................... 5 1.5. Rangkaian Differensiator................................................................................... 6 1.6. Rangkaian Komparator...................................................................................... 7 3. DATA HASIL PERCOBAAN.................................................................................. 8 4. ANALISIS DATA..................................................................................................... 10 5. KESIMPULAN........................................................................................................ 44 DAFTAR PUSTAKA................................................................................................... 46
2 1. LATAR BELAKANG 1.1 Teori Dasar Operasional amplifier (Op-Amp) adalah suatu penguat berpenguatan tinggi yang terintegrasi dalam sebuah chip IC yang memiliki dua input inverting dan non-inverting dengan sebuah terminal output, dimana rangkaian umpan balik dapat ditambahkan untuk mengendalikan karakteristik tanggapan keseluruhan pada operasional amplifier (OpAmp). Pada dasarnya operasional amplifier (Op-Amp) merupakan suatu penguat diferensial yang memiliki 2 input dan 1 output. Op-amp ini digunakan untuk membentuk fungsifungsi linier yang bermacam-macam atau dapat juga digunakan untuk operasi-operasi tak linier, dan seringkali disebut sebagai rangkaian terpadu linier dasar. Penguat operasional (Op-Amp) merupakan komponen elektronika analog yang berfungsi sebagai amplifier multiguna dalam bentuk IC dan memiliki simbol sebagai berikut : Simbol Operasional Amplifier (Op-Amp)
Prinsip kerja sebuah operasional Amplifier (Op-Amp) adalah membandingkan nilai kedua input (input inverting dan input non-inverting), apabila kedua input bernilai sama maka output Op-amp tidak ada (nol) dan apabila terdapat perbedaan nilai input keduanya maka output Op-amp akan memberikan tegangan output. Operasional amplifier (OpAmp) dibuat dari penguat diferensial dengan 2 input.
3
1.2 Tujuan a. Membuktikan secara eksperimental bahwa gain dari operational amplifier (opamp) dapat dibuat hanya tergantung pada external negative feedback loop dari output ke input. b. Mengoperasikan fungsi op amp sebagai inverting amplifier. c. Mengoperasikan fungsi op amp sebagai non inverting amplifier. d. Mengoperasikan fungsi op-amp sebagai rangkaian Buffer e. Mengoperasikan fungsi op-amp sebagai rangkaian Summing f. Mengoperasikan fungsi op-amp sebagai rangkaian Differensiator g. Mengoperasikan fungsi op-amp sebagai rangkaian Comparator
4
2. LANGKAH KERJA 2.1 RANGKAIAN BUFFER 1. Membuat rangkaian seperti pada gambar 1.4 dibawah ini
741
E1
Vo = E1
Gambar 1-1 Rangkaian Buffer 2. Sambungkan sumber tegangan power supply ke modul 3. Sambungkan port Vr = E1 ke port 4 4. Sambungkan port 5 ke port 8 5. Ukurlah E1 = Vr yang ditentukan instruktur dengan menggunakan avometer 6. Ukurlah Vout = port 9 menggunakan avometer 7. Catat Vout pada Lembar Data 2.2 RANGKAIAN INVERTING 1. Membuat rangkaian seperti gambar 1-2 berikut
Gambar 1-2 Rangkaian Inverting Amplifier 2.Sambungkan sumber tegangan power supply ke modul 3. Sambungkan Vr = E1 ke port 3 4. Sambungkan port 5 ke port 6 5. Sambungkan port 10 ke ground
5 6. Ukurlah Vr = E1 yang ditentukan instruktur dengan menggunakan avometer 7. Ukurlah Vout = port 9 menggunakan avometer 8. Catat Vout pada Lembar Data 2.3 RANGKAIAN NON INVERTING 1. Membuat rangkaian seperti gambar 1.7 dibawah ini Rf Ri
741
R Vout E1 1 f Ri
E1
Gambar 1-3 Rangkaian Non Inverting Amplifier 2. Sambungkan sumber tegangan power supply ke modul 3. Sambungkan E1 = Vr ke port 4 4. Sambungkan port 3 ke ground 5. Sambungkan port 5 ke port 6 6. Ukurlah Vr = E1 yang ditentukan instruktur dengan menggunakan avometer 9. Ukurlah Vout = port 9 menggunakan avometer 10. Catat Vout pada Lembar Data 2.4 RANGKAIAN SUMMING 1. Buat rangkaian seperti gambar 2-2 berikut pada project board yang telah disediakan
Gambar 2-2 Rangkaian Diffrential Amplifier
6 2. Menghubungkan Vr1 dengan pin 3 3. Menghubungkan Vr2 dengan pin 4 4. Menghubungkan pin 6 dengan pin 8 5. Menghubungkan pin 9 dengan pin 11 6. Mengatur Vr1 dan Vr2 hingga mendapatkan nilai tegangan yang sesuai denganpetunjuk instruktur. 7. Mengukur tegangan output pada pin 12 dan mencatat hasil perhitungan pada lembar data yang telah disediakan.
q
8. Mengulangi langkah 6 diatas untuk nilai tegangan Vr1 & Vr2 yang lain. 2.5 RANGKAIAN DIFFERENSIATOR 1.
Buat rangkaian seperti gambar 2-2 berikut pada project board yang telah disediakan
Gambar 2-2 Rangkaian Diffrential Amplifier 2.
Menghubungkan Vr1 dengan pin 3
3.
Menghubungkan Vr2 dengan pin 4
4.
Menghubungkan pin 6 dengan pin 8
7 5.
Menghubungkan pin 9 dengan pin 11
6.
Mengatur Vr1 dan Vr2 hingga mendapatkan nilai tegangan yang sesuai dengan petunjuk instruktur.
7.
Mengukur tegangan output pada pin 12 dan mencatat hasil perhitungan pada lembar data yang telah disediakan.
8.
Mengulangi langkah 6 diatas untuk nilai tegangan Vr1 & Vr2 yang lain.
2.6 RANGKAIAN KOMPARATOR 1. Buat rangkaian seperti gambar 2-3 berikut pada project board yang telah disediakan :
Gambar 2-3 Rangkaian Comparator 2. Menghubungkan Vr1 dengan pin 5 3. Menghubungkan Vr1 dengan pin 6 4. Mengatur Vr1 dan Vr2 hingga mendapatkan nilai tegangan yang sesuai dengan petunjuk instruktur. 5. Mengukur tegangan output pada pin 12 dan mencatat hasil perhitungan pada lembar data yang telah disediakan. 6. Mengulangi langkah 4 diatas untuk nilai tegangan Vr1 & Vr2 yang lain.
8
3. DATA HASIL PERCOBAAN 3.1 Rangkaian Buffer Gain
Vin
Vout
(V)
(V)
Vout Vin
0.5 1 2.5 5 7.5 10
0.49 1 2.5 5 7.5 10
1.02 1 1 1 1 1
3.2 Rangkaian Inverting Rf
Ri
Vin
Vout
1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1
5 5.5 6 6.5 7 10
-4.73 -5.21 -5.69 -6.17 -6.65 -9.54
Rf
Ri
Vin
Vout
1
1
5
10
1
1
5.5
11
1
1
6
12
1
1
6.5
13
1
1
7
14
1
1
10
20
3.3 Rangkaian Non-Inverting
3.4 Rangkaian Summing
9
Input 1 (Vin1)
Input 2(Vin2)
500 mV 1V 2.5 V 5V 7.5 V 10 V
500 mV 1V 2.5 V 5V 7.5 V 10 V
Vout Vin1 Vin 2
Gain a 0
Output(Vout) -880.44 mV -1.84 V -4.73 V -9.54 V -14.36 V -19.18 V
-0.88 mV -0.92 V -0.946 V -0.954 V -0.957 V -0.959 V
3.5 Rangkaian Differensiator Input 1
Input 2
Output
(Vin1)
(Vin2)
(Vout)
1.5V 3V 3.5 V 5V 6V 10 V
500 mV 1.5 V 1.5 V 2V 3V 7.5 V
1V 1.5 V 2V 3V 3V 2.5 V
Gain
Vout VIN 2 VIN 1
a0
-1 V -1 V -1 V -1 V -1 V -1 V
3.6 Rangkaian Comparator Input 1 (Vin1) 6V 6V 6.5 V 10 V 6.5 V 7V
Input 2 (Vref) 2V 5V 10 V 3V 3.5 V 3V
4. ANALISA DATA 4.1 Rangkaian Buffer
Output
Kondisi
(Vout) 4.59 V Berubah -685.08 V 8.59 V Berubah 5.59
Led Padam Berkedip Padam Padam Berkedip Padam
10
Gambar 4-1 Rangkaian Buffer Prinsip Kerja: Rangkaian buffer adalah rangkaian yang menghasilkan tegangan output sama dengan tegangan inputnya. Dalam hal ini seperti rangkaian common colektor yaitu berpenguatan = 1. Fungsi dari rangkaian buffer pada peralatan elektronika adalah sebagai penyangga, dimana prinsip dasarnya adalah penguat arus tanpa terjadi penguatan tegangan. Rangkaian buffer yang dibangun dari sebuah operasional amplifier (Op-Amp), dapat dibuat dengan sangat sederhana. Dengan menghubungkan jalur input inverting ke jalur output operasional amplifier (op-amp) maka rangkaian buffer pada gambar 1-4 akan memberikan kemampuan mengalirkan arus secara maksimal sesuai kemampuan maksimal operasional amplifier (op-amp) mengalirkan arus output. Rumus perhitungan rangkaian buffer: Rf Vout = 1 Ri
VIN
Karena nilai Rf dan Ri = 0 Ω, maka: Vout
Rf = 1 Ri
Vout
= 1 VIN
Vout
= Vin
0 0
VIN
11
APerhitungan = Aperhitungan
Vperhitunga n Vin
=1
Sehingga dengan data percobaan: 1. Untuk Vin = 0.5V Vout perhitungan = Vin = 0.5 V APerhitungan
Vperhitungan Vin 0.5 = 0.5
=
=1 APengukuran
Voutpengukuran Vin 4.9 = 0.5
=
= 1.02 %Err
= =
A pengukuran A perhitungan A perhitungan
1.02 1 1
= 0.02%
100 %
100 %
12 2. Untuk Vin = 1V Vout perhitungan = Vin =1V APerhitungan
Vperhitunga n Vin 1 = 1
=
=1 APengukuran
Voutpengukuran Vin 1 = 1
=
=1 %Err
= =
A pengukuran A perhitungan A perhitungan
11 1
100 %
100 %
= 0% 3. Untuk Vin = 2.5V Vout perhitungan = Vin = 2.5 V APerhitungan
Vperhitunga n Vin 2.5 = 2.5
=
=1 APengukuran
Voutpengukuran Vin 2.5 = 2.5
=
=1 %Err
= =
A pengukuran A perhitungan A perhitungan
11 1
= 0% 4. Untuk Vin = 5V Vout perhitungan = Vin
100 %
100 %
13 =5V APerhitungan
Vperhitunga n Vin 5 = 5
=
=1 APengukuran
Voutpengukuran Vin 5 = 5
=
=1 %Err
= =
A pengukuran A perhitungan A perhitungan
11 1
= 0%
100 %
100 %
14 5. Untuk Vin = 7.5V Vout perhitungan = Vin = 7.5 V APerhitungan
Vperhitunga n Vin 7. 5 = 7. 5
=
=1 APengukuran
Voutpengukuran Vin 7. 5 = 7. 5
=
=1 %Err
= =
A pengukuran A perhitungan A perhitungan
11 1
100 %
100 %
= 0% 6. Untuk Vin = 10V Vout perhitungan = Vin = 10 V APerhitungan
Vperhitunga n Vin 10 = 10
=
=1 APengukuran
Voutpengukuran Vin 10 = 10
=
=1 %Err
= =
A pengukuran A perhitungan A perhitungan 11 1
= 0% Sehingga didapat =
100 %
100 %
15
% Err
=
% Err
6 0.02 0 0 0 0 0 = 6 0.02 0.0033% = 6
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran dan Perhitungan Rangkaian Buffer No 1 2 3 4 5 6
Vin (Volt) 0.5 1 2.5 5 7.5 10
Pengukuran Vout A (Volt) 4.9 1.02 1 1 2.5 1 5 1 7.5 1 10 1
Perhitungan Vout A (Volt) 0.5 1 1 1 2.5 1 5 1 7.5 1 10 1
Grafik 4.1 Grafik Respon Vin Dan Vout Rangkaian Buffer
4.2 Rangkaian Inverting
%Err (%) 1.02 0 0 0 0 0
16
Gambar 4.2 Rangkaian Inverting Amplifier Prinsip Kerja: Rangkaian penguat pembalik sinyal masukkan diberikan melalui sebuah resistor masukkan (Ri) yang dihubungkan secara seri terhadap masukkan pembalik (inverting input) yang disimbolkan dengan (-). sinyal keluaran penguat operasional pada rangkaian penguat pembalik (inverting amplifier) diumpan balikan melalui (Rf) kemasukkan yang sama. Rumus perhitungan rangkaian inverting amplifier: Apengukuran
=
Vout pengukuran Vin
Rf = Ri Vout pengukuran ...= A x Vin
Aperhitungan
%Err % Err
= =
A pengukuran A perhitungan A perhitungan
100 %
% Err 6
Maka dengan data percobaan dapat dihitung : 1. Untuk nilai: Rf = 1kΩ Ri = 1kΩ Vin = 5V Vout pengukuran = -4.73V Maka:
17
Apengukuran
Vout pengukuran
=
Vin - 4.73 = 5
= -0.946 Aperhitungan
Rf = Ri
1 1
=
= -1 Vout perhitungan = A x Vin = -1 x 5 = -5V %Err
A pengukuran A perhitungan
=
A perhitungan - 0.946 (-1)
=
1
100%
0.054 x100% 1
=
= -0.054% 2. Untuk nilai: Rf Ri Vin Vout pengukuran Maka: Apengukuran
= 1kΩ = 1kΩ = 5.5V = -5.21 V Vout pengukuran
=
Vin
=
- 5.21 5 .5
= -0.947 Aperhitungan
Rf = Ri
1 1
=
= -1 Vout perhitungan = A x Vin = -1 x 5
100 %
18 = -5V %Err
A pengukuran A perhitungan
=
A perhitungan - 0.947 (-1)
=
-1
100 %
100%
= -0.053 100% = -0.053% 3. Untuk nilai: Rf Ri Vin Vout pengukuran Maka: Apengukuran
= 1Ω = 1Ω = 6V = -5.69V Vout pengukuran
=
Vin - 5.69 = 6
= -0.948 Aperhitungan
Rf = Ri
1 1
=
= -1 Vout perhitungan = A x Vin = -1 x 5 = -5V %Err
= =
A pengukuran A perhitungan A perhitungan - 0.948 (-1) -1
100% .
= -0.052 x 100% = -0.052%
100 %
19 4. Untuk nilai: Rf Ri Vin Vout pengukuran Maka: Apengukuran
= 1kΩ = 1kΩ = 6.5kV = -6.17V Vout pengukuran
=
Vin - 6.17
=
6.5
= -0.944 Aperhitungan
Rf = Ri
1 1
=
= -1 Vout perhitungan = A x Vin = -1 x 5 = -5V %Err
= =
A pengukuran A perhitungan A perhitungan - 0.944 (-1) -1
100% .
= -0.056 x 100% = -0.056 % 5. Untuk nilai: Rf Ri Vin Vout pengukuran Maka: Apengukuran
= 1kΩ = 1kΩ = 7V = -6.65V = =
Vout pengukuran Vin - 6.65 7
= -0.95 Aperhitungan
Rf = Ri
100 %
20
1 1
=
= -1 Vout perhitungan = A x Vin = -1 x 5 = -5V %Err
A pengukuran A perhitungan
= =
A perhitungan - 0.95 (-1) -1
100 %
100% .
= -0.05 x 100% = -0.05% 6. Untuk nilai: Rf Ri Vin Vout pengukuran Maka: Apengukuran
= 1kΩ = 1kΩ = 10V = -9.64V Vout pengukuran
=
Vin - 9.64 = 10
= -0.954 Aperhitungan
Rf = Ri
1 1
=
= -1 Vout perhitungan = A x Vin = -1 x 5 = -5V %Err
= =
A pengukuran A perhitungan A perhitungan - 0.954 (-1) -1
100% .
= -0.046 x 100%
100 %
21 = -0.046% Sehingga didapat = % Err
=
% Err
6 0.054 (0.053) ( 0.052) (0.056) (0.05) (0.046) = 6 0.311 = 6
= -0.051 Tabel 4.2 Hasil Pengukuran dan Perhitungan Rangkaian Inverting Amplifier Pengukuran Perhitungan Vin %Err Vout Vout No A A (Volt) (%) (Volt) (Volt) 1 5 -4.73 -0.946 -5 -1 -0.054 2 5.5 -5.21 -0.947 -5.5 -1 -0.053 3 6 -5.69 -0.948 -6 -1 -0.052 4 6.5 -6.17 -0.944 -6.5 -1 -0.056 5 7 -6.65 -0.95 -7 -1 -0.05 6 10 -9.54 -0.954 -10 -1 -0.046
Grafik 4.2 Grafik Respon Vin Dan Vout Rangkaian Inverting Amplifier 4.3 Rangkaian Non-inverting
22
Gambar 4-3 Rangkaian Non-Inverting Amplifier Prinsip Kerja: Rangkaian penguat tak membalik ( non inverting amplifier) sinyal masukkan diberikkan ke masukkan tak membalik (non inverting input) kemudian keluaranya diberikkan kembali ke masukkan membalik (inverting input) melalui rangkaian umpan balik (feed back) yang terbentuk dari resistor masukkan (Ri) dan resistor umpan balik (Rf) tersebut membentuk sebuah rangkaian pembagi tegangan yang mengurangi tegangan keluaran (Vout) dan menghubungkan tegangan keluaran yang telah berkurang tersebut ke masukkan membalik (inverting input). Rumus perhitungan rangkaian non-inverting amplifier: Apengukuran
=
Vout pengukuran Vin
Rf = 1 Ri Vout pengukuran ...= A x Vin
Aperhitungan
%Err % Err
= =
A pengukuran A perhitungan A perhitungan
100 %
% Err 6
Dengan menggunakan rumus diatas maka untuk data percobaan: 1. Untuk nilai: Rf = 1kΩ
23 Ri = 1kΩ Vin = 5V Vout pengukuran = 10V Maka: Apengukuran
Vout pengukuran
=
Vin 10 5
=
=2 Aperhitungan
Rf = 1 Ri
1 1
= 1
=2 Vout perhitungan = A x Vin =2x5 = 10V %Err
A pengukuran A perhitungan
=
A perhitungan 2 2
=
2
100%
= 0% 2. Untuk nilai: Rf Ri Vin Vout pengukuran Maka: Apengukuran
=1kΩ = 1kΩ = 5.5V = 11V Vout pengukuran
=
Vin 11 5.5
=
=2 Aperhitungan
Rf = 1 R i
1 1
= 1
=2
100 %
24
Vout perhitungan = A x Vin = 2 x 5.5 = 11V %Err
A pengukuran A perhitungan
=
A perhitungan 2 2
=
2
100 %
100%
= 0% 3. Untuk nilai: Rf Ri Vin Vout pengukuran Maka: Apengukuran
= 1kΩ = 1kΩ = 6V = 12V Vout pengukuran
=
Vin 12 6
=
=2 Aperhitungan
Rf = 1 Ri
1 1
= 1
=2 Vout perhitungan = A x Vin =2x6 = 12V %Err
= =
A pengukuran A perhitungan A perhitungan 2 2 2
= 0% 4. Untuk nilai: Rf = 1kΩ Ri = 1kΩ Vin = 6.5V
100%
100 %
25 Vout pengukuran = 13V Maka: Apengukuran
Vout pengukuran
=
Vin 13 6.5
=
=2 Aperhitungan
Rf = 1 Ri
1 1
= 1
=2 Vout perhitungan = A x Vin = 2 x 6.5 = 13V %Err
A pengukuran A perhitungan
=
A perhitungan 2 2
=
2
100%
= 0% 5. Untuk nilai: Rf Ri Vin Vout pengukuran Maka: Apengukuran
= 1kΩ = 1kΩ = 7V = 14V Vout pengukuran
=
Vin 14 7
=
=2 Aperhitungan
Rf = 1 Ri
1 1
= 1
=2
100 %
26 Vout perhitungan = A x Vin =2x7 = 14V %Err
A pengukuran A perhitungan
=
A perhitungan 2 2
=
2
100 %
100%
= 0% 6. Untuk nilai: Rf Ri Vin Vout pengukuran Maka:
= 1kΩ = 1kΩ = 10V = 20V
Apengukuran
Vout pengukuran
=
Vin 20 10
=
=2 Aperhitungan
Rf = 1 Ri
1 1
= 1
=2 Vout perhitungan = A x Vin = 2 x 10 = 20V %Err
= =
A pengukuran A perhitungan A perhitungan 2 2 2
= 0% Sehingga didapat = % Err
=
% Err
6 0% 0% 0% 0% 0% 0% = 6
100%
100 %
27 =0 Tabel 4.3 Hasil Pengukuran dan Perhitungan Rangkaian Non-Inverting Amplifier No 1 2 3 4 5 6
Vin (Volt) 5 5.5 6 6.5 7 10
Pengukuran Vout A (Volt) 10 2 11 2 12 2 13 2 14 2 20 2
Perhitungan Vout A (Volt) 10 2 11 2 12 2 13 2 14 2 20 2
%Err (%) 0 0 0 0 0 0
Grafik 4.3 Grafik Respon Vin Dan Vout Rangkaian Non-Inverting Amplifier 4.4 Rangkaian Summing
28
Gambar 4-4 Rangkaian Summing Prinsip Kerja: Summing
Amplifier
adalah
rangkaian
elektronika
yang
berfungsi
untuk
menjumlahkan dua buah atau lebih tegangan listrik. Rangkaian ini dibuat dengan menggunakan IC Operational Amplifier yang memiliki banyak kegunaan dan aplikatif. Rangkaian summing ini juga sebenarnya sama dengan operational amplifier lainnya, hanya saja bedanya pada pengaturan tahanan input. Rumus-rumus rangkaian Summing: Bila: Rf = R i Ri = Ri1 = Ri2 Maka: Apengukuran Aperhitungan
=
Vout pengukuran
(Vin1 Vin2 ) Rf = Ri
Vout perhitungan = (Vin1 + Vin2) x A %Err
=
% Err
=
A pengukuran A perhitungan A perhitungan
% Err 6
Maka dengan data percobaan didapat: 1. Untuk nilai:
100 %
29 Rf Ri1 Ri2 Vin1 Vin2 Vout pengukuran Maka: Apengukuran
= 1kΩ = 1k Ω = 1kΩ = 500mV = 500mV = -880.44mV = =
Vout pengukuran (Vin1 Vin2 ) - 880.44 (500 500)
= -0.88044 Aperhitungan
=
Rf
Ri 1 = 1
= -1 Vout perhitungan
= (Vin1 + Vin2) x A = (500 + 500) x -1 = -1000 mV
%Err
= =
A pengukuran A perhitungan A perhitungan
- 0.88 (-1) -1
= -0.12 % 2. Untuk nilai: Rf Ri1 Ri2 Vin1 Vin2 Vout pengukuran Maka: Apengukuran
= 1kΩ = 1kΩ = 1kΩ = 1V = 1V = -1.84V =
Vout pengukuran
(Vin1 Vin2 ) - 1.84 = 11
= -0.92
100%
100 %
30
Aperhitungan
=
Rf
Ri 1 = 1
= -1 Vout perhitungan
= (Vin1 + Vin2) x A =(1 + 1) x -1 = -2V
%Err
= =
A pengukuran A perhitungan A perhitungan
- 0.92 (-1) -1
100 %
100%
= -0.08 % 3. Untuk nilai: Rf Ri1 Ri2 Vin1 Vin2 Vout pengukuran Maka: Apengukuran
= 1kΩ = 1kΩ = 1kΩ = 2.5V = 2.5V = -4.73V =
Vout pengukuran
(Vin1 Vin2 ) - 4.73 = 2.5 2.5
= -0.946 Aperhitungan
=
Rf
Ri 1 = 1
= -1 Vout perhitungan
= (Vin1 + Vin2) x A = (2.5 + 2.5) x -1 = -5V
%Err
=
A pengukuran A perhitungan A perhitungan
100 %
31
=
- 0.946 (-1) -1
100%
= -0.054 % 4. Untuk nilai: Rf Ri1 Ri2 Vin1 Vin2 Vout pengukuran Maka: Apengukuran
= 1kΩ = 1kΩ = 1kΩ = 5V = 5V = -9.54V =
Vout pengukuran
(Vin1 Vin2 ) - 9.54 = 55
= -0.954 Aperhitungan
=
Rf
Ri 1 = 1
= -1 Vout perhitungan
= (Vin1 + Vin2) x A = (5 + 5) x -1 = -10V
%Err
= =
A pengukuran A perhitungan A perhitungan
- 0.954 (-1) -1
= -0.046% 5. Untuk nilai: Rf Ri1 Ri2 Vin1 Vin2 Vout pengukuran Maka: Apengukuran
= 1kΩ = 1kΩ = 1kΩ = 7.5V = 7.5V = -14.36V =
Vout pengukuran (Vin1 Vin2 )
100%
100 %
32
=
- 14.36 7.5 7.5
= -0.957 Aperhitungan
=
Rf
Ri 1 = 1
= -1 Vout perhitungan
= (Vin1 + Vin2) x A = (7.5 + 7.5) x -1 = -15V
%Err
= =
A pengukuran A perhitungan A perhitungan
- 0.957 (-1) -1
= -0.043% 6. Untuk nilai: Rf Ri1 Ri2 Vin1 Vin2 Vout pengukuran Maka: Apengukuran
= 1kΩ = 1kΩ = 1kΩ = 10V = 10V = -19.18V =
Vout pengukuran
(Vin1 Vin2 ) - 19.18 = 10 10
= -0.959 Aperhitungan
=
Rf
Ri 1 = 1
= -1 Vout perhitungan
= (Vin1 + Vin2) x A = (10 + 10) x -1 = -20V
100%
100 %
33
%Err
= =
A pengukuran A perhitungan A perhitungan
- 0.959 (-1) -1
100 %
100%
= -0.041% Sehingga didapat = % Err
=
% Err
6 (0.12%) (0.08%) (0.054%) ( 0.046%) (0.0435%) (0.041%) = 6 0.3845 = = -0.064% 6
Tabel 4.4 Hasil Pengukuran Dan Perhitungan Rangkaian Summing No 1 2 3 4 5 6
Vin1
Vin2
(Volt)
(Volt)
500 mV 1V 2.5 V 5V 7.5 V 10 V
500 mV 1V 2.5 V 5V 7.5 V 10 V
Pengukuran Vout A (Volt) -880 mV -0.88 mV -1.84 V -0.92 V -4.73 V -0.946 V -9.54 V -0.954 V -14.36 V -0.957 V 19.18 V -0.959 V
Grafik 4-4
Perhitungan Vout A (Volt) -1000 mV -1 -2 V -1 -5 V -1 -10 V -1 -15 V -1 -20 V -1
%Err -0.12% -0.08% -0.054% -0.046% -0.043% -0.41%
34 Respon antara Vout dengan ∑Vin untuk rangkaian summing 4.5 Rangkaian Differensiator
Gambar 4-5 Rangkaian Differensiator Prinsip Kerja: Dasar Op - amp Diferensiator adalah kebalikan dengan yang ada pada Integrator rangkaian penguat operasional. Di sini, posisi kapasitor dan resistor telah terbalik dan sekarang reaktansi , Xc terhubung ke terminal input dari penguat pembalik sementara resistor , Rƒ membentuk elemen umpan balik negatif di penguat operasional seperti biasa. Rumus-rumus rangkaian differential: Bila : Ri1 = Ri2 Rf = Rf2 Maka: Apengukuran
=
Aperhitungan
=
Vout perhitungan
=
Vout pengukuran (Vin2 - Vin2 ) Rf Ri Rf Ri
x (Vin2 - Vin1)
35
%Err
=
% Err
=
A pengukuran A perhitungan A perhitungan
100 %
% Err 6
Maka dengan data percobaan didapat: 1. Untuk nilai: Rf = 1kΩ Ri1 = 1kΩ Ri2 = 1kΩ Vin1 = 1.5V Vin2 = 500mV Vout pengukuran = 1V Maka: Apengukuran
= =
Vout pengukuran (Vin2 - Vin1 ) 1 (0.5 - 1)
= -2 Aperhitungan
=
Rf
Ri 1 = 1
=1 Vout perhitungan
=
Rf
x (Vin2 - Vin1)
Ri 1 = x (0.5 – 1) 1
= -0.5V %Err
= =
A pengukuran A perhitungan A perhitungan
(-2) 1
= -3% 2. Untuk nilai: Rf = 1kΩ Ri1 = 1kΩ Ri2 = 1kΩ
1
100%
100 %
36 Vin1 = 3V Vin2 = 1.5V Vout pengukuran = 1.5V Maka: Apengukuran
= =
Vout pengukuran (Vin2 - Vin1 ) 1.5 (1.5 - 3)
= -1 Aperhitungan
=
Rf
Ri 1 = 1
=1 Vout perhitungan
=
Rf
x (Vin2 - Vin1)
Ri 1 = x (1.5 – 3) 1
= -1.5V %Err
= =
A pengukuran A perhitungan A perhitungan
(-1) - 1 1
100%
= -2% 3. Untuk nilai: Rf Ri1 Ri2 Vin1 Vin2 Vout pengukuran Maka: Apengukuran
= 1kΩ = 1kΩ = 1kΩ = 3.5V = 1.5V = 1.5V = =
Vout pengukuran (Vin2 - Vin1 ) 1.5 (1.5 - 3.5)
= -0.75
100 %
37
Aperhitungan
=
Rf
Ri 1 = 1
=1 Vout perhitungan
=
Rf
x (Vin2 - Vin1)
Ri 1 = x (1.5 – 3.5) 1
= -2V %Err
= =
A pengukuran A perhitungan A perhitungan
(-0.75) - 1 1
100%
= -1.75% 4. Untuk nilai: Rf Ri1 Ri2 Vin1 Vin2 Vout pengukuran Maka:
= 1kΩ = 1kΩ = 1kΩ = 5V = 2V = 3V
Apengukuran
= =
Vout pengukuran (Vin2 - Vin1 ) 3 (2 - 5)
= -1 Aperhitungan
=
Rf
Ri 1 = 1
=1 Vout perhitungan
=
Rf
x (Vin2 - Vin1)
Ri 1 = x (2 - 5) 1
= -3V
100 %
38
%Err
= =
A pengukuran A perhitungan A perhitungan
(-1) - 1 1
100 %
100%
= -2% 5. Untuk nilai: Rf Ri1 Ri2 Vin1 Vin2 Vout pengukuran Maka:
= 1kΩ = 1kΩ = 1kΩ = 6V = 3V = 3V
Apengukuran
= =
Vout pengukuran (Vin2 - Vin1 ) 3 (3 - 6)
= -1 Aperhitungan
=
Rf
Ri 1 = 1
=1 Vout perhitungan
=
Rf
x (Vin2 - Vin1)
Ri 1 = x (3 - 6) 1
= -3V %Err
= =
A pengukuran A perhitungan A perhitungan
(-1) - 1
= -2% 6. Untuk nilai: Rf = 1kΩ Ri1 = 1kΩ Ri2 = 1kΩ
1
100%
100 %
39 Vin1 = 10V Vin2 = 7.5V Vout pengukuran = 2.5V Maka: Apengukuran
= =
Vout pengukuran (Vin2 - Vin1 ) 2.5 (7.5 - 10)
= -1 Aperhitungan
=
Rf
Ri 1 = 1
=1 Vout perhitungan
=
Rf
x (Vin2 - Vin1)
Ri 1 = x (7.5 - 10) 1
= -2.5V %Err
= =
A pengukuran A perhitungan A perhitungan
(-1) - 1 1
100 %
100%
= -2% Sehingga didapat = % Err
=
% Err
6 (3%) (2%) (1.75%) (2%) (2%) (2%) = 6
= -12.75%
No
Vin1 (Volt)
1 2 3
1.5 V 3V 3.5V
Tabel 4.5 Hasil Pengukuran Dan Perhitungan Rangkaian Diffrential Pengukuran Perhitungan Vin2 Vout Vout (Volt) A A (Volt) (Volt) 500mV 1V -2 -0.5V 1 1.5V 1.5V -1 -1.5V 1 1.5V 2V -0.75 -2V 1
%Err -3% -2% -0.75%
40 4 5 6
5 6 10
2 3 7.5
3V 3V 2.5V
-1 -1 -1
-3V -3V -1V
1 1 1
Grafik 4.5 Respon penguatan Vout terhadap input (Vin2 – Vin1) rangkaian diffrential
-2% -2% -2%
41 4.6 COMPARATOR
Gambar 4-6 Rangkaian Comparator Prinsip Kerja: Sebuah komparator menemukan pentingnya dalam sirkuit di mana dua sinyal tegangan yang harus diperbandingkan dan dibedakan mana yang lebih kuat. Dalam sebuah op-amp dengan konfigurasi loop terbuka dengan diferensial input tunggal atau sinyal memiliki nilai lebih besar dari 0, gain tinggi yang pergi ke infinity mendorong output dari op-amp menjadi jenuh. Dengan demikian, sebuah op-amp yang beroperasi di konfigurasi loop terbuka akan memiliki output yang masuk ke saturasi positif atau tingkat kejenuhan negatif atau beralih antara tingkat saturasi positif dan negatif dan dengan demikian klip output di atas tingkat ini. Prinsip ini digunakan dalam rangkaian komparator dengan dua input dan output. 2 masukan, dari yang satu adalah tegangan referensi (Vref) dibandingkan satu sama lain. Rumus-rumus rangkaian Comparator Aol IC
= 200.000 x
Vout perhitungan = Aol IC x (Vin2 – Vin1) Bila: Vout perhitungan ≥ +VCC maka Vout perhitungan = +Vsat Vout perhitungan ≤ -VCC maka Vout perhitungan = -Vsat
42 Dengan menggunakan rumus diatas maka: 1. Untuk nilai: Vin1 = 6V Vin2 = 2V Maka: Vout perhitungan = Aol IC x (Vin2 – Vin1) = 200.000 x (2 – 6) = 200.000 x (-3) = -600.000V 2. Untuk nilai: Vin1 = 6V Vin2 = 5V Maka: Vout perhitungan = Aol IC x (Vin2 – Vin1) = 200.000 x (5 – 1) = 200.000 x -4 = -800.000V 3. Untuk nilai: Vin1 = 6.5V Vin2 = 10V Maka: Vout perhitungan = Aol IC x (Vin2 – Vin1) = 200.000 x (10 – 6.5) = 200.000 x 3.5 = 700.000V 4. Untuk nilai: Vin1 = 10V Vin2 = 3V Maka: Vout perhitungan = Aol IC x (Vin2 – Vin1) = 200.000 x (3 – 10) = 200.000 x (-7) = -1.400.000V 5. Untuk nilai: Vin1 = 6.5V Vin2 = 3.5V Maka:
43 Vout perhitungan = Aol IC x (Vin2 – Vin1) = 200.000 x (3.5 – 6.5) = 200.000 x (-3) = -600.000V 6. Untuk nilai: Vin1 = 7V Vin2 = 3V Maka: Vout perhitungan = Aol IC x (Vin2 – Vin1) = 200.000 x (3 – 7) = 200.000 x (-4) = -1.200.000V Tabel 4.5 Hasil Pengukuran Dan Perhitungan Rangkaian Comparator No 1 2 3 4 5 6
Vin1
Vin2
(Volt)
(Volt)
6 6 6.5 10 6.5 7
2 5 10 3 3.5 3
Pengukuran Perhitungan Vout Vout Saturasi Saturasi (Volt) (Volt) 4.59 V -600000 Berubah -800000 -685.08 V 700000 8.59 V -1400000 Berubah -600000 5.59 -120000
5. KESIMPULAN 1. Kesimpulan rangkaian buffer
44 Susunan ini disebut Follower Op - Amp, atau Buffer. Penyangga ini memiliki output yang tepat mencerminkan input (asumsi itu dalam jangkauan rel tegangan), sehingga terlihat jenis berguna pada awalnya. Namun, buffer adalah sirkuit yang sangat berguna, karena membantu untuk mengatasi banyak masalah impedansi . Impedansi input buffer op - amp sangat tinggi: dekat hingga tak terbatas. Dan output impedansi sangat rendah: hanya beberapa ohm. Ini berarti kita dapat menggunakan buffer untuk membantu rantai bersama sub - sirkuit secara bertahap tanpa khawatir tentang masalah impedansi . Buffer memberikan manfaat serupa dari pengikut emitor kita melihat dengan transistor, tetapi cenderung bekerja lebih idealnya. 2. Kesimpulan rangkaian Inverting amplifier Inverting Amplifier merupakan penerapan dari penguat operasional sebagai penguat sinyal dengan karakteristik dasar sinyal output memiliki phase yang berkebalikan dengan phase sinyal input. Pada dasarnya penguat operasional (Op-Amp) memiliki faktor penguatan yang sangat tinggi (100.000 kali) pada kondisi tanpa rangkaian umpan balik. Dalam inverting amplifier salah satu fungsi pamasangan resistor umpan balik (feedback) dan resistor input adalah untuk mengatur faktor penguatan inverting amplifier (penguat membalik) tersebut. Dengan dipasangnya resistor feedback (RF) dan resistor input (Rin) maka faktor penguatan dari penguat membalik dapat diatur dari 1 sampai 100.000 kali. Untuk mengetahui atau menguji dari penguat membalik (inverting amplifier)
dapat
menggunakan
rangkaian
dasar
penguat
membalik
menggunakan penguat operasional (Op-Amp). 3. Kesimpulan rangkaian non-inverting amplifier Penguat Tak-Membalik (Non-Inverting Amplifier) merupakan penguat sinyal dengan karakteristik dasat sinyal output yang dikuatkan memiliki fasa yang sama dengan sinyal input. Penguat tak-membalik (non-inverting amplifier) dapat dibangun menggunakan penguat operasional, karena penguat operasional
45 memang didesain untuk penguat sinyal baik membalik ataupun tak membalik. Rangkaian penguat tak-membalik ini dapat digunakan untuk memperkuat isyarat AC maupun DC dengan keluaran yang tetap sefase dengan sinyal inputnya. 4. Kesimpulan rangkaian summing Rangkaian summing menghasilkan keluaran yang terbalik (inverting), hal ini dikarenakan rangkaian tersebut diatas menggunakan rangkaian inverting sebagai rangkaian dasar. 5. Kesimpulan rangkaian diffrential Sirkuit ini melakukan operasi matematika Diferensiasi, yang itu " menghasilkan tegangan output yang berbanding lurus dengan tegangan input yang rate-of perubahan terhadap waktu " . Dengan kata lain yang lebih cepat atau lebih besar perubahan sinyal tegangan input , semakin besar arus masukan , semakin besar akan perubahan tegangan output. 6. Kesimpulan rangkaian komparator Rangkaian Komparator disebut pembanding sirkuit non-pembalik sebagai sinyal input sinusoidal Vin diterapkan pada terminal non-pembalik.Tegangan referensi tetap Vref adalah memberikan ke terminal pembalik (-) dari op-amp. Ketika nilai tegangan input Vin lebih besar dari tegangan referensi Vref tegangan keluaran Vo pergi ke saturasi positif. Hal ini karena tegangan pada masukan nonpembalik lebih besar dari tegangan pada input pembalik.
DAFTAR PUSTAKA
46 Clyton, G B. 2002. Operational Amplifiers. Jakarta. Erlangga Dostal, Jiri. 1999. Operational Amplifiers. Jakarta. Erlangga
