ELEKTRO ANALOG

RANGKAIAN INVERTING DAN NON INVERTING OP-AMP

 

DISUSUN OLEH :

DWI SISKAWATI 6413030008

PE-2A

TEKNIK KELISTRIKAN KAPAL

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

2014

BAB I

PERCOBAAN 1

RANGKAIAN INVERTING DAN NON INVERTING OP-AMP

A.               TUJUAN

Setelah melakukan percobaan ini, diharapkan mahasiswa mampu:

v Memahami dan mengetahui macam-macam System Penguat Op-Amp.

v Memahami dan mengetahui System Penguat Inverting Op-Amp.

v Merancang Penguat Inverting Op-Amp dengan IC LM324 dengan Eagle.

v Memahami dan mengetahui System Penguat Non Inverting Op-Amp.

v Merancang Penguat Non Inverting Op-Amp dengan IC LM324 dengan Eagle.

v Merancang PCB komponen System Penguat Inverting Op-Amp dan Penguat Non Inverting Op-Amp.

B.                TEORI DASAR

KONSEP OP-AMP

(PENGUAT INVERTING & NON INVERTING)

Konsep Dasar Teori Defenisi Operasional Amplifier OP-AMP (Operasional Amplifiers) pada dasarnya merupakan sejenis IC. Di dalamnya terdapat suatu rangkaian elektronika yang terdiri atas beberapa komponen diantaranya transistor, resistor dan atau dioda. Jikalau kepada IC jenis ini ditambahkan suatu jenis rangkaian, masukkan dan suatu jenis rangkaian umpan balik, maka IC ini dapat dipakai untuk mengerjakan berbagai operasi matematika, seperti menjumlah, mengurangi, membagi, mengali, mengintegrasi, dan sebagainya. Oleh karena itu IC jenis ini dinamakan penguat operasi atau operasionalamplifier, disingkat OP-AMP. Namun demikian OP-AMP dapat pula dimanfaatkan.Untuk berbagai keperluan, misalnya : sebagai penguat audio, pengatur nada, osilator atau pembangkit gelombang, sensor circuit, dsb. OP-AMP banyak disukai karena faktor penguatannya besar (100.000 kali).

Pengembangan rangkaian terpadu IC luar telah ada sejak tahun 1960, pertama telah dikembangkan pada “chip” silikon tunggal. Rangkaian terpadu itu merupakan susunan antara transidator, dioda sebagai penguat beda dan pasangna Darlington.Untuk lebih mudah memahami prinsip kerja rangkaian amplifier inisengaja saya contohkan rangkaian yang cukup sederhana. Karena dengan bisa memahami prinsip kerja dari rangkaian ini anda akan bisa dengan mudahmemahami rangkaian pengembangan dari rangakaian Op-Amp ini seperti rangkaian ADC (Analog to Digital Converter), DAC (Digital to Analog Converter), Summing (penjumlahan) dan yang lainnya.

Keluaran sensor dan tranduser pada umumnya mempunyai tegangan yang sangat kecil hingga mikro volt, sehingga diperlukan penguat dengan impedansi masukan rendah. Rangkaian penguat inverting merupakan rangkaian penguat pembalik dengan impedansi masukan sangat rendah. Rangkaian penguat inverting akan menerima arus atau tegangan dari tranduser sangat kecil dan akan membangkitkan arus atau tegangan yang lebih besar. Rangkaian dasar penguat inverting adalah seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini,dimana sinyal masukannya dibuat melalui input inverting. Rangkaian ini adalah pengubah dari arus menjadi tegangan dan digerakkan oleh sumber tegangan dan bukan sumber arus. Tahanan sumber R1, bagian umpan baliknya berubah dan beberapa sifat umpan balik juga berubah. Input non-inverting pada rangkaian ini dihubungkan ke ground, atau v+ = 0. Karena v+ dan vnilainya = 0 namun tidak terhubung langsung ke ground, input op-amp v- pada rangkaian ini dinamakan virtual ground

Ø    PENGUAT INVERTING

Rangkaian pembalik pada OpAmp dengan sumber U_i positif

Ui=I x Ri          I=UiRi

Karena hambatan input >>

Iid = 0 →arus yang masuk ke input Inverting maka

URf=IxRf

URf=ViRi x Rf

U0=-ViRi x Rf

U0=-RfRi x Ui

Sehingga penguatan untaian tertutup ACL

 ACL=U0Ui=-RfRixUi Ui=-RfRi

Dan Io    

Io= I+IL

Ø    PENGUAT NON INVERTING

Dari gambar diatas bahwa harga input(=masukkan) dan

output(=keluaran) polaritasnya sama positifnya.
  Ui =I x Ri             I=UiRi

URf=I x Rf

        =UiRixRf= RfRi x Ui

Tegangan keluaran Uo

Uo=Ui+Urf

    =Ui+ RfRixUi

     =(1+  RfRi  ) Ui

Penguatan untai tertutup (closed loop)

Avi=U0Ui

       =(1+RfRi)xUi Ui

                  = 1+RfRi

C.              PERALATAN DAN BAHAN

A.  ALAT

1. Printer injet

2. Setrika

3. Gergaji mesin

4. Bor Duduk

5. Solder

6. Cutter

7. Tang Potong

8. Tang Cucut

9. Pinset

10. Bak Air

12. Penyedot timah

13. Osiloskop

14. Power supply

B. BAHAN

1. Kertas Foto

2. Resistor 10k

3. Resistor 5k6

4. Resistor 47k

5. Terminal 2 PIN, 3 PIN

6. Op-Amp LM324

7. Potongan Papan PCB

8. Cairan HCL

9. Socets IC LM 324

D.          LANGKAH KERJA

1.    Buatlah Rangkaian Penguat Inverting dan Non inverting Op-Amp yang

telah di berikan melalui Eagle

2.    Cetak PCB menggunakan media kertas foto atau kertas label dan

setrika di PCB.

3.    Larutkan PCB yang sudah di setrika dengan larutan HCL + H2O2+H2O dengan perbandingan 1 : 2 : 2.

4.    Gunakan cairan tiner untuk membersihkannya.

5.    Bor semua lubang yang di perlukan.

6.    Pasanglah semua komponen yang diperlukan.

7.    Pasanglah power supply dan hubungkan pada rangkaian anda.

E.    GAMBAR RANGKAIAN

Gambar 1. Rangkaian Scematic di Eagle

Gambar 2. Rangakaian Board di Eagle

BAB II

TUGAS PRAKTIKUM

A.          PERHITUNGAN OP-AMP INVERTING  DAN NON              INVERTING SECARA TEORI

Ø   PENGUAT  INVERTING (PEMBALIK) OP-AMP

Diketahui :           Rf  = 47 k

Ri   = 10k

Vin=+  

Ditanya :  Vout………..?

Jawab   :

       Avi=U0Ui

              =-RfRixUi Ui

       Avi=-RfRi

       Avi=-4710

       Avi=-4,7 kali

    V out = Avi x Vin

    V out = -4,7 x Vin

    *Arti (-) adalah sinyal dibalikan oleh LM423, jika semula positif   berubah menjadi negatif

Ø  PENGUAT  NON INVERTING (TAK PEMBALIK)  OP-AMP

Diketahui :        Rf  = 47 k

Ri   = 10k

Vin=+  

Ditanya :        Vout………..?

Dijawab :         Avi  =   1 +  RfRi

Avi  =   1 +  4710

Avi   =   5,7 kali

                                V out = Avi x Vin

                                V out = -4,7 x Vin

B.          PERHITUNGAN SECARA PRAKTEK

Ø PENGUATAN INVERTING

       Avi=U0Ui

              =-RfRixUi Ui

       Avi=-RfRi

       Avi=-4710

       Avi=-4,7 kali

    V out = Avi x Vin

    V out = -4,7 x Vin

Ø PENGUATAN NON INVERTING

Avi  =   1 +  RfRi

Avi  =   1 +  4710

Avi   =   5,7 kali

                                V out = Avi x Vin

                                V out = -4,7 x Vin

K.    KESIMPULAN

Berikut tabel perbandingan antara hasil secara teori dan hasil

secara praktek :

Penguatan	Perhitungan Teori	Perhitungan Praktek
Inverting
Non Inverting

Ø  Persentase Kesalahan

Inverting = teori-praktekteori  x 100% = teori-praktekteori  x 100% =

Jadi antara teori dan praktek terjadi perbedaan sedikit menurut saya itu karena volt berkurang karena untuk perjalanan rangkainya. Seperti halnya listrik sutet ditegangan tinggi jika pada sumber misalnya 2000 KV maka yang sampai ditempat tujuanya tidak sama dengan sumber karena berkurang pada perjalanan listrik tersebut menuju tempat tujuanya.

Namun selain itu bisa jadi kesalahan di rangkaian mungkin ada kabel atau jalur yang kurang terpasang atau merekat dengan baik.Karena ini tegangan kecil maka jika pemasangan kabel itu tidak benar merekat bisa berpengaruh terhadap hasil outputnya.

Jika presentasi eror itu besar maka kesimpulanya ada kesalahan rangkaianya di PCB dan SCH atau bisa jadi ada kesalahan atau salah pemasangan kabel input atau outputnya.