SUB BAB 14.4
PRACTICAL OP-AMP CIRCUITS

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

3.1 Example

3.2 Problem

3.3 Soal Pilihan Ganda

4. Prinsip Kerja

5. Bentuk Rangkaian

6. Video

7. Link Download 

1. Tujuan [Kembali]

• Untuk menyelesaikan tugas matkul elektronika yang diberi oleh bapak Dr. Darwison,M.T.
• Untuk mengetahui rangkaian sederahana OP-AMP.
• Untuk mengetahui prinsip kerja OP-AMP 

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:

3. Dasar Teori[Kembali]

• Amplifier Pembalik (inverting amplifier)

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

contoh soal :
1. 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

• Amplifier non inverting

Berikut gambar rangkaian amplifier non inverting :

Dari gambar diatas di peroleh persamaan sebagai berikut :

Contoh soal :

• Unity Follower

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

• Penjumlahan Amplifier (summing amplifier)

• Integrator

Sejauh ini, komponen input dan umpan balik adalah resistor. Jika komponen umpan balik yang digunakan adalah kapasitor, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 14.19a, 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

3.1 Example [Kembali]

1. Jika sirkuit pada gambar R1 = 100kΩ dan Rf = 500kΩ, berapa hasil tegangan keluaran untuk masukan V1 = 2V?

            Solusi

            Vo = -(Rf*V1/R1)  = -(500kΩ*2V/100kΩ) = -10V

2. Hitunglah tegangan keluaran dari noninverting amplifer (sesuai gambar ) dengan V1 = 2V, Rf = 500kΩ dan R1 = 100kΩ

            Solusi

            Vo = (1+(Rf/R1))V1 = (1+(500 kΩ/100kΩ))2V = +12V

3.2 Problem [Kembali]

1. Berapa tegangan keluaran dalam sirkuit dibawah?

                    Vo = -(Rf*V1/R1)  = -(250kΩ*1.5V/20kΩ) = -18.75V

2. Berapa tegangan masukan jika tegangan keluaran adalah 2V(seperti gambar)?

            Vo = -(Rf*V1/R1)  

            2V = -(1000kΩ*V1/20kΩ)

            2V = -(50kΩ*V1)

            V1 = 2V/(-50) = 0.04 V

3.3 Soal Pilihan Ganda [Kembali}

  1. Gambar dibawah ini adalah rangkaian

        a.       Penguat op-amp non inverting

        b.      Penjumlahan

        c.       Penguat diferensial

        d.      Penguat op-amp inverting

        e.      Unity Follower

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 disebuta.

        a.       penguat inverting

        b.      penguat non inverting

        c.       Op-amp sebagai penjumlahan

        d.      Penguat diferensial

4. Prinsip [Kembali]

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.

Prosedur Percobaan

• 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

• Inverting Amplifier

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.

• Non Inverting Amplifier

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.

• 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.

• Summing Amplifier

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.

• Summing Integrator

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.

• Integrator

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.

• Integrator Step Input

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.

• Differentiator

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.

5. Bentuk Rangkaian[Kembali]

• Inverting Amplifier

• Non Inverting Amplifier

• Unity Follower

• Summing Amplifier

• Summing Integrator

• Integrator

• Integrator Step Up

• Differentiator

6. Video[Kembali]

• Video 1 :  Simulasi Rangkaian Inverting amplifier

• Video 2 :  Simulasi rangkaian non inverting amplifier

• Video 3 :  Simulasi rangkaian summing amplifier

•  Video 4 : Simulasi rangkaian integrator

• Video 5 : Simulasi Rangkaian Differentiator

• Video 6 : Simulasi Rangkaian Unity Follower

• Video 7 : Simulasi Rangkaian Summing Integrator

• Video 8 : Simulasi Rangkaian Integrator Step Input

  

7. Link Download[Kembali]
 
    Download HTML klik disini
    Download video 1 klik disini
    Download video 2 klik disini
    Download video 3 klik disini
    Download video 4 klik disini
    Download video 5 klik disini

    Download video 6 klik disini

    Download video 7 klik disini

    Download video 8 klik disini
    Download rangkaian inverting klik disini
    Download rangkaian non inverting klik disini

    Download rangkaian unity follower disini
    Download rangkaian summing amplifier klik disini
    Download rangkaian integrator klik disini
    Download rangkaian differentiator klik disini

    Download rangkaian summing integrator klik disini
    Download rangkaian integrator step up klik disini
    Download Datasheet klik disini

    Download Datasheet Resistor klik disini