Tugas Detector Inverting Dengan Vref = 0

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

6. Link Download

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]

a.Mengetahui dan memahami detector inverting dengan Vref = 0

b.Dapat mengetahui persamaan yang berhubungan dengan detector inverting

    dengan Vref = 0

c.Mampu mengaplikasikan rangkaian percobaan detector inverting Vref = 0

d.Meningkatkan pemahaman tentang detector inverting Vref = 0

3. Alat dan Bahan[Kembali]

ALAT

1. Power Supply

      

Power supply adalah mengubah arus AC menjadi DC. Jadi mengalirkan arus dari listrik ke hardware komputer dengan operasi arus DC berupa input arus bolak-balik.

2. Ground

                                              

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. fungsi grounding pertama yaitu sebagai penghantar arus listrik ke bumi atau tanah saat terjadi kebocoran listrik sehingga tidak sampai menimbulkan bahaya ( kesetrum, korsleting bahkan kebakaran)

3. Voltmeter

Difungsikan guna mengukur besarnya tegangan listrik yang terdapat dalam suatu rangkaian listrik. Dimana, untuk penyusunannya dilakukan secara paralel sesuai pada lokasi komponen yang sedang diukur.

 BAHAN

1. Battery

Baterai berfungsi sebagai sumber tegangan DC. Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik.

 2. Resistor

Resistor adalah komponen dasar elektronika yang selalu digunakan dalam setiap rangkaian elektronika karena bisa berfungsi sebagai pengatur atau untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Dengan resistor, arus listrik dapat didistribusikan sesuai dengan kebutuhan. Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau dilambangkan dengan simbol Ω (Omega).

Cara menghitung nilai resistor : 

a. Membaca Kode Warna Resistor 

b. Membaca Resistor SMD 

c. Menggunakan Multimeter Analog/Digital 

3. Op-Amp

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 (Op-Amp).

Komponen Input :

1. Flame Sensor

Sensor api atau Flame sensor merupakan salah satu alat pendeteksi kebakaran melalui adanya nyala api yang tiba-tiba muncul. Besarnya nyala api yang terdeteksi adalah nyala api dengan panjang gelombang 760 nm sampai dengan 1.100 nm. Transducer yang digunakan dalam mendeteksi nyala api adalah infrared.

    Secara umum, prinsip kerja sensor api cukup sederhana, yaitu memanfaatkan sistem kerja metode optik. Optik yang mengandung ultraviolet, infrared, atau pencitraan visual api, dapat mendeteksi adanya percikan api sebagai tanda awal kebakaran. Jika telah terjadi reaksi percikan api yang cukup sering, maka akan terlihat emisi karbondioksida dan radiasi dari infrared.

2. 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:

1. Infra merah : 1,6 V
2. Merah : 1,8 V – 2,1 V
3. Oranye : 2,2 V
4. Kuning : 2,4 V
5. Hijau : 2,6 V
6. Biru : 3,0 V – 3,5 V
7. Putih : 3,0 – 3,6 V
8. 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]

1. Sensor Magnet (Reed Switch)

Sensor magnet adalah sensor yang mudah terpengaruh dan peka terhadap medan magnet kemudian memberikan perubahan kondisi output. Prinsip kerja Sensor magnet yaitu akan aktif ketika konduktor mempengaruhi medan magnet, sehingga magnet tersebut tertolak atau tertarik sesuai dengan pengaruh konduktor yang diberikan. Disebut juga Relai Buluh adalah Alat yang akan terpengaruh medan magnet dan akan memberikan perubahan kondisi pada keluaran, seperti layaknya saklar dua kondisi (on/off) yang digerakkan oleh adanya medan magnet disekitarnya. Biasanya sensor ini dikemas dalam bentuk kemasan yang hampa dan bebas dari debu, kelembapan, asap maupun uap.

 

Cara Kerja Sensor Magnet:

Sensor ini akan bekerja ketika jenis konduktor berada/mempengaruhi keberadaan medan magnet sehingga magent dapat tertarik atau tertolak sesuai pengaruh yang diberikan.

2. Sensor Infrared

Infrared (IR) detektor atau sensor infra merah adalah komponen elektronika yang dapat mengidentifikasi cahaya infra merah (infrared, IR). Sensor infra merah atau detektor infra merah saat ini ada yang dibuat khusus dalam satu modul dan dinamakan sebagai IR Detector Photomodules. IR Detector Photomodules merupakan sebuah chip detektor inframerah digital yang di dalamnya terdapat fotodiode dan penguat (amplifier).

 

Prinsip Kerja Sensor Infrared:

Ketika pemancar IR memancarkan radiasi, ia mencapai objek dan beberapa radiasi memantulkan kembali ke penerima IR. Berdasarkan intensitas penerimaan oleh penerima IR, output dari sensor ditentukan.

 

 

Prinsip kerja rangkaian sensor infrared berdasarkan pada gambar 2. Adalah ketika cahaya infra merah diterima oleh fototransistor maka basis fototransistor akan mengubah energi cahaya infra merah menjadi arus listrik sehingga basis akan berubah seperti saklar (swith closed) atau fototransistor akan aktif (low) secara sesaat seperti gambar:

 

 

Grafik Respon Sensor Infrared:

 

Grafik menunjukkan hubungan antara resistansi dan jarak potensial untuk sensitivitas rentang antara pemancar dan penerima inframerah. Resistor yang digunakan pada sensor mempengaruhi intensitas cahaya inframerah keluar dari pemancar. Semakin tinggi resistansi yang digunakan, semakin pendek jarak IR Receiver yang mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan dari IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih rendah dari IR Transmitter. Sementara semakin rendah resistansi yang digunakan, semakin jauh jarak IR Receiver mampu mendeteksi sinar IR yang dipancarkan dari IR Transmitter karena intensitas cahaya yang lebih tinggi dari IR Transmitter.

 

3. Op-Amp

Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah 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.  

 

 

Terminal yang terdapat pada Simbol Op-Amp (Operational Amplifier/penguat operasional) diantaranya adalah:

1. Masukan non-pembalik (non-Inverting) +
2. Masukan pembalik (Inverting) –
3. Keluaran Vout
4. Catu daya positif V+
5. Catu daya negatif V-

Karakteristik Faktor Penguat atau Gain pada Op-Amp pada umumnya ditentukan oleh Resistor Eksternal yang terhubung diantara Output dan Input pembalik (Inverting Input). Konfigurasi dengan umpan balik negatif (Negative Feedback) ini biasanya disebut dengan Closed-Loop configuration atau Konfigurasi Lingkar Tertutup.  Sedangkan pada Konfigurasi Lingkar Terbuka atau Open-Loop Configuration, besar penguatannya adalah tak terhingga (∞) sehingga besarnya tegangan output hampir atau mendekati tegangan Vcc.

4. Generator DC

Generator DC atau generator arus searah (DC) adalah salah satu jenis mesin listrik, dan fungsi utama mesin generator DC adalah mengubah energi mekanik menjadi listrik DC (arus searah). Proses perubahan energi menggunakan prinsip gaya gerak listrik yang diinduksi secara energi.Generator DC terdiri dua bagian, yaitu stator, yaitu bagian mesin DC yang diam, dan bagian rotor, yaitu bagian mesin DC yang berputar. Bagian stator terdiri dari: rangka motor, belitan stator, sikat arang, bearing dan terminal box. Sedangkan bagian rotor terdiri dari: komutator, belitan rotor, kipas rotor dan poros rotor. Prinsip kerja suatu generator arus searah berdasarkan hukum Faraday:

Dengan lain perkataan, apabila suatu konduktor memotong garis-garis fluksimagnetik yang berubah-ubah, maka GGL akan dibangkitkan dalam konduktor itu. Jadi syarat untuk dapat dibangkitkan GGL adalah: 

• harus ada konduktor (hantaran kawat) 
• harus ada medan magnetik
• harus ada gerak atau perputaran dari konduktor dalam medan, atau ada fluksi yang berubah yang memotong konduktor itu.

Komutator berfungsi sebagai saklar, yaitu untuk menghubung singkatkan kumparan jangkar. Komutator berupa cincin belah yang dipasang pada ujung kumparan jangkar. Bila kumparan jangkar berputar, maka cincin belah ikut berputar. Karena kumparan berada dalam medan magnet, akan timbul tegangan bolak balik sinusoidal. Bila kumparan telah berputar setengah putaran, sikat akan menutup celah cincin sehingga tegangan menjadi nol. Karena cincin berputar terus, maka celah akan terbuka lagi dan timbul tegangan lagi. Bila perioda tegangan sama dengan perioda perputaran cincin, tegangan yang timbul adalah tegangan arus searah gelombang penuh.

5. Sensor Suara

Sensor Suara adalah sensor yang memiliki cara kerja merubah besaran suara menjadi besaran listrik. Pada dasarnya prinsip kerja pada alat ini hampir mirip dengan cara kerja sensor sentuh pada perangkat seperti telepon genggam, laptop, dan notebook. Sensor ini bekerja berdasarkan besar kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang memiliki kumparan kecil dibalik membran tersebut naik dan turun. Kecepatan gerak kumparan tersebut menentukan kuat lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya.

 

 

Grafik Sound Sensor:

Rangkaian Detektor Inverting dengan Vref = 0

Rangkaian detektor inverting dengan tegangan input Vi berupagelombang segitiga dan tegangan referensi Vref = 0 Volt adalah seperti gambar dibawah:

Dengan menggunakan persamaan (1) maka Vi = V2 dan Vref =V1 sehingga bentuk gelombang tegangan output Vo (Vo = ±Vsaturasi = AoL (V1 - V2)) yang dihasilkan adalah seperti gambar:

            Adapun kurva karakteristik Input-Ouput (I-O) adalah seperti gambar. 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 < -65µVolt untuk rangkaian detektor dengan ±Vs = ±15 Volt) maka Vo = +Vsat

 

5. Percobaan[Kembali]

A. Soal Latihan

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

a.Op-amp inverting

b.Op-amp non inverting

c.Op-amp differensiald

d.Op-amp integratore

e.Op-amp penjumlahan

2. Berikut ini adalah ciri-ciri op-amp ideal, kecuali…

a.Memiliki dua input dengan satu output

b.Impedansi input tinggi

c.Impedansi output rendah

d.Impedansi masukan tak terhingga

e.Impedansi input berubah-ubah

3. Pada Rangkaian Dasar Op-Amp, Jika besar tegangan input sama dengan teganganoutputyang gelombang sinyal input dengan gelombang sinyal outputnya memilikifase 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

B. Percobaan

A. Langkah-Langkah Percobaan

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

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

• Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian

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

• Lalu mencoba menjalankan rangkaian, jika tidak terjadi error, maka rangkaian akan berfungsi yang berarti rangkaian bekerja.

 

B. 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

Video Percobaan

6. Link Download[Kembali]

• Download Rangkaian Detector inverting Vref = 0  Klik Disini

  Download Rangkaian Aplikasi Klik Disini

  Download Video Rangkaian  Klik Disini

  Datasheet Resistor : disini

  Datasheet Voltmeter : disini

  Datasheet Transistor : disini

  Datasheet Osiloskop : disini

  Datasheet Baterai : disini

  Download Datasheet Relay 

  Download Datasheet Diode
  

  Download Datasheet Sound Sensor

  Download Datasheet PIR Sensor   

  Download Datasheet Magnetic Reed Switch Sensor

  Download Datasheet Touch Sensor
  

  Download LIBRARY PIR Sensor

  Download LIBRARY Sound Sensor 

  Download LIBRARY Magnetic Reed Switch Sensor 

  Download LIBRARY Touch Sensor