MAKALAH ELEKTRONIKA OP AMP

Disusun Oleh: Rijalulfaza Zhilal Hakim Rizki Septian Saputra 210 345 017 210 345 018

TEKNIK OTOMASI MANUFAKTUR & MEKATRONIKA POLITEKNIK MANUFAKTUR NEGERI BANDUNG Februari , 2011

I.

PENDAHULUANPada makalah yang kami buat ini saya menerangkan sebagaian besar tentang pengertian op-amp, parameter op-amp, karakteristik op-amp dan aplikasinya. Sebenarnya Operational Amplifier atau di singkat op-amp merupakan salah satu komponen analog yang sering digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian elektronika. Aplikasi op-amp yang paling sering dipakai antara lain adalah rangkaian inverter, non-inverter, integrator dan differensiator. Pada pokok bahasan kali ini akan dipaparkan beberapa aplikasi op-amp yang paling dasar. Op amp disini digunakan sebagai pembanding atau komparator.

II.

PEMBAHASAN1. Pengertian Op Amp

Pada dasarnya Op-Amp merupakan sebuah penguat yang terdiri dari puluhan resistor dan transistor, dimana gabungan antara dua komponen ini mempunyai bentuk yang sangat kompak namun mempunyai harga yang sangat murah. Op-Amp dirancang untuk melakukan tugas-tugas matematis seperti penjumlahan,

pengurangan, perkalian, dan pembagian. Pada intinya Op-Amp mempunyai lima buah terminal dasar yaitu : dua terminal untuk sumber tegangan, dua untuk isyarat masukan dan satu lagi untuk terminal keluaran. Kerja Op-Amp sebagai komparator (pembanding) dengan jalan membandingkan tegangan antara input inverting dan tegangan pada input non inverting. Hasil dari perbandingan inilah yang akan dijadikan sebagai tegangan keluaran. Dalam hal ini input inverting digunakan sebagai sumber tegangan referensi dengan nilai tegangan yang telah ditentukan pada setting awal.

Input OP-AMP bisa berupa tegangan searah maupun tegangan bolakbalik. Sedangkan output OP-AMP tergantung input yang diberikan. Jika input OP-AMP diberi tegangan searah dengan input Non Inverting ( + ) lebih besar dari pada input inverting ( - ), maka pada output OP-AMP akan positip ( + ). Sebaliknya jika input Non Inverting ( + ) lebih kecil dari pada input inverting ( - ), maka output OP AMP akan negatip ( - ). Jika input OP-AMP diberi tegangan bolak-balik dengan input Non Inverting ( + ), maka pada output OP-AMP akan sephasa dengan inputnya tersebut. Sebaliknya jika input Inverting ( - ) diberi sinyal / tegangan bolak balik sinus, maka pada output OP-AMP akan berbalik phasa terhadap inputnya.

2. Parameter Op Amp

Pada keadaan ideal OP-AMP mempunyai sifat- sifat yang penting yaitu : Open loop voltage gain ( AoL ) Penguatan tegangan pada keadaan terbuka ( open loop voltage gain Input impedance ( Zin ) Impedansi input pada kedua terminal input kondisi open loop tinggi sekali sekitar 1 MW, untuk OP-AMP yang dibuat dari FET, impedansi inputnya sekitar 106 MW lebih. Output impedance ( Zo ) Impedansi output pada kondisi open loop rendah sekali, sekitar 100W lebih kecil. Input bias current ( Ib ) Kebanyakan OP-AMP pada bagian inputnya menggunakan transistor bipolar, maka arus bias pada inputnya adalah kecil. Level amplitudonya tidak lebih dari mikro Ampere. Supply voltage range ( Us ) Tegangan sumber untuk OP-AMP mempunyai range minimum dan maksimum yaitu untuk OP-AMP yang banyak beredar dilapangan / dipasaran sekitar 3 V sampai 15 V.

Input voltage range ( Ui max ) Range tegangan input maksimum sekitar 1 Volt atau 2 Volt atau lebih dibawah dari tegangan sumber Us.

Output voltage range ( Uo max ) Tegangan output maksimum mempunyai range antara 1 Volt atau 2 Volt lebih dibawahnya tegangna sumber ( supply voltage ) Us. Tegangan output ini biasanya tergantung tegangan saturasi OP-AMP.

3. Karakteristik Op Amp

Dari parameterparameter penting yang dipunyai OP-AMP, karakteristiknya tidak jauh berbeda dengan parameternya. Besarnya level magnitude dari tegangan beda pada input yang absolut kecil akan mempengaruhi perubahan level tegangan output. Jelasnya jika Referensi tegangan yang digunakan = 1 Volt, hanya diperlukan hanya sekitar 200 V untuk membuat output dari saturasi level negatip ke level positip.Perubahan ini disebabkan oleh sebuah pergeseran dari hanya 0,02 % pada sinyal 1 Volt input. Rangkaian ini yang menyebabkan fungsinya menjadi fungsi komparator tegangan yang presisi atau detektor seimbang (balance detector).

4. Aplikasi Op Amp

Contoh alat yang

menggunakan IC Op Amp adalah ALAT PENUANG

MINUMAN KOPI DAN SUSU SECARA AUTOMATIS. Tujuan dari alat ini adalah Membuat system automatisasi untuk menuangkan cairan dengan prinsip prinsip digital Alat ini menggunakan komponen komponen sebagai berikut: 1. Resistor 2. Dioda 3. Light Emitting Dioda (LED) 4. LED Infra Merah 5. Transistor

6. Fototransistor 7. IC rangkaian logika 8. Op-Amp 9. Sensor suhu LM 35 10. Relay 11. Solenid valve 12. Kerangka berfikir 13. Perencanaan alat 14. Pengukuran dan pembahasan

Tetapi rangkaian yang akan dijelaskan yaitu rangkaian pengontrol suhu yaitu rangkaian yang menggunakan Op Amp. Komponen utama pada rangkaian pengontrol suhi ini adalah dua buah sensor suhu berupa IC LM 35, dua buah OpAmp LM 311 sebagai komparator, dua buah resistor 10 K, satu buah resistor 4K7 dan trimpot sebagai pembagi tegangan referensi, IC 4011 (4 buah gerbang NAND), sebuah transistor BC 107 sebagai saklar, dan sebuah relay sebagai pemutus sumber tegangan elemen pemanas.

Sensor Suhu LM 35 merupakan sensor suhu yang mempunyai kemampuan untuk merubah suhu menjadi. Output yang dihasilkan dari sensor suhu IC LM 35 adalah sebesar 10 mV/0 C, jadi pada suhu 500 C output sensor suhu adalah 0,5 V sedangkan pada suhu 600 C outputnya 0,6 V. Pemasangan dioda pada sensor suhu dimaksudkan agar tegangan output dari sensor suhu yang masuk ke input non-inverting komparator tidak terlalu kecil. Hal ini dikarenakan tangggapan dari OP-Amp kurang bagus untuk tegangan yang terlalu kecil. Dengan pemasangan dioda ini, maka tegangan output sensor suhu pada temperatur 500 C menjadi 0,7 V + 0,5 V = 1,2 V. Sedangkan pada suhu 60 0 C outputnya menjadi 0,7V + 0,6 V = 1,3 V. Tegangan referensi pada input inverting komparator 1 diset pada tegangan 1,3 V sehingga outputnya akan tinggi pada temperature di atas 600 C dan rendah pada temperature di bawah 600 C. Sedangkan tegangan referensi pada input inverting komparator 2 diset pada tegangan 1,2 V. sehingga outputnya akan tinggi pada temperature di atas 60 0 C dan rendah pada temperature di bawah 600 C. Cara kerja rangkaian ini adalah sebagai berikut : Saat temperature berada di bawah 500 C output sensor adalah kurang dari 1,1 V sehingga output komparator 1 rendah dan output komparator 2 juga rendah. Input S = 1 dan R = 0 sehingga output dari RS flip-flop menjadi rendah (RS flip-flop mereset). Transistor tidak mendapat bias sehingga berlaku sebagai saklar yang terbuka dan pemanas menyala karena pemanas dihubungkan dengan NC pada relay. Pada saat temperature berada di atas 500 C tetapi dibawah 600 C maka output sensor suhu berada diantara 1,2 V sampai dengan 1,3 V. Output komparator 1 rendah dan komparator 2 tinggi. Input S = 1 dan S = 1 sehingga output dari RS flip-flop tetap mempertahankan kondisi sebelumnya yaitu rendah (kondisi memori). Transistor tidak mendapat bias sehingga berlaku sebagai saklar yang terbuka dan pemanas tetap menyala.

Pada saat temperature di atas 600 C, maka tegangan output sensor suhu di atas 1,3 V sehingga keluaran komparator 1 tinggi dan keluaran komparator 2 tinggi.

Input S = 0 dan R = 1 sehingga output dari RS flip-flop menjadi tinggi (RS flip-flop mengeset). Transistor mendapat bias basis, sehingga transistor berlaku sebagai saklar yang tertutup dan pemanas padam. Setelah temperatur turun kembali menjadi antara 500 C sampai dengan 600 C tegangan output sensor suhu berada diantara 1,2 V sampai dengan 1,3V. Output komparator 1 menjadi rendah dan output komparator 2 tinggi.

Input S = 1 dan R = 1 sehingga output dari RS flip-flop tetap mempertahankan kondisi sebelumnya yaitu tinggi (kondisi memori). Transistor masih mendapat bias sehingga masih berlaku sebagi saklar yang tertutup dan pemanas masih tetap padam. Setelah temperature berada dibawah 500C, maka output sensor suhu menjadi kurang dari 1,2 . Output komparator 1 rendah dan output komparator 2 juga rendah.

Input R = 1 dan S = 0 sehingga output dari RS flip-flop menjadi rendah (RS flip-flop mereset). Transistor tidak mendapat bias sehingga berlaku sebagai saklar yang terbuka dan pemanas kembali menyala. Kondisi semacam ini akan terus berulang dengan proses pensaklaran yang sama.

III.

Kesimpulan

Jadi Op Amp pada alat ini yaitu sebagai pengontrolan suhu dalam penampungan dikontrol oleh rangkaian pengontrol suhu dengan sensor suhu IC LM 35 yang dirangkai dengan OP-Amp sebagai komparator atau pembanding untuk melakukan setting suhu yang diinginkan sebesar 500 600 C. Op-Amp merupakan sebuah penguat yang terdiri dari puluhan resistor dan transistor.