BAB II LANDASAN TEORI
2.1 Op – Amp Penguat Operasional
Penguat operasional Op Amp adalah suatu rangkaian terintegrasi yang berisi beberapa tingkat dan konfigurasi penguat diferensial yang telah dijelaskan di atas. Penguat
operasional memilki dua masukan dan satu keluaran serta memiliki penguatan DC yang tinggi. Untuk dapat bekerja dengan baik, penfuat operasional memerlukan tegangan catu
yang simetris yaitu tegangan yang berharga positif +V dan tegangan yang berharga negatif -V terhadap tanah ground. Berikut ini adalah simbol dari penguat operasional:
Gambar 2.1 Op-Amp
Penguat operasional banyak digunakan dalam berbagai aplikasi karena beberapa keunggulan yang dimilikinya, seperti penguatan yang tinggi, impedansi m`sukan yang tinggi,
impedansi keluaran yang rendah dan lain sebagainya. Berikut ini adalah karakteristik dari Op Amp :
1. Penguatan tegangan lingkar terbuka open-loop voltage gain AVOL =
∞− 2.
Tegangan ofset keluaran output offset voltage VOO = 0 3.
Hambatan masukan input resistance RI = ∞
4. Hambatan keluaran output resistance RO = 0
5. Lebar pita band width BW =
∞ 6.
Waktu tanggapan respon time = 0 detik
Universitas Sumatera Utara
Kondisi ideal tersebut hanya merupakan kondisi teoritis tidak mungkin dapat dicapai dalam kondisi praktis. Tetapi para pembuat Op Amp berusaha untuk membuat Op Amp yang
memiliki karakteristik mendekati kondisi-kondisi di atas. komperator adalah komponen elektronik yang berfungsi membandingkan dua nilai
kemudian memberikan hasilnya, mana yang lebih besar dan mana yang lebih kecil. Komparator bisa dibuat dari konfigurasi open-loop Op Amp. Jika kedua input pada Op Amp
pada kondisi open-loop, maka Op Amp akan membandingkan kedua saluran input tersebut. Hasil komparasi dua tegangan pada saluran masukan akan menghasilkan tegangan saturasi
positif +Vsat atau saturasi negatif -Vsat. Sebuah rangkaian komparator pada Op Amp akan membandingkan tegangan yang
masuk pada satu saluran input dengan tegangan pada saluran input lain, yang disebut tegangan referensi. Tegangan output berupa tegangan high atau low sesuai dengan
perbandingan Vin dan Vref. Dan berikut adalah rangkaian komparator sederhana.
Vref di hubungkan ke +V supply, kemudian R1 dan R2 digunakan sebagai pembagi tegangan, sehingg nilai tegangan yang di referensikan pada masukan + op-amp adalah
sebesar : V = [R1R1+R2 ] Vsupply
Op-amp tersebut akan membandingkan nilai tegangan pada kedua masukannya, apabila masukan - lebih besar dari masukan + maka, keluaran op-amp akan menjadi sama
dengan – Vsupply, apabila tegangan masukan - lebih kecil dari masukan + maka keluaran op-amp akan menjadi sama dengan + Vsupply.
Jadi dalam hal ini jika Vinput lebih besar dari V maka keluarannya akan menjadi – Vsupply, jika sebaliknya, Vinput lebih besar dari V maka keluarannya akan menjadi +
Vsupply. Untuk op-amp yang sesuai untuk di pakai pada rangkaian op-amp untuk komparator biasanya menggunakan op-amp dengan tipe LM324 yang banyak di pasaran.
Universitas Sumatera Utara
Secara umum prinsip kerja rangkaian komparator adalah membandingkan amplitudo dua buah sinyal, jika +Vin dan
−Vin masing -masing menyatakan amplitudo sinyal input tak membalik dan input membalik, Vo dan Vsat masing-masing menyatakan tegangan output dan
tegangan saturasi, maka prinsip dasar dari komparator adalah +Vin
≥ −Vin maka Vo = Vsat+
+Vin −Vin maka Vo = Vsat−
Keterangan: +Vin = Amplitudo sinyal input tak membalik V −Vin = Amplitudo sinyal input membalik V
Vsat+ = Tegangan saturasi + V Vsat
− = Tegangan saturasi - V Vo = Tegangan output V
Tipe IC LM324 merupakan IC Operational Amplifier, IC ini memiliki 4 buah Op-Amp yang berfungsi sebagai comparator atau IC pembanding yang membandingkan 2 buah terminal
inputan. Dan IC ini mempunyai tegangan kerja antara +5 Volt sampai +15 Volt untuk +Vcc dan -5 Volt sampai -15 Volt untuk –Vcc.
Gambar 2.3IC LM32
Universitas Sumatera Utara
Keterangan:
− Pin 1, 7, 8, 14 Output
Merupakan sinyal output. −
Pin 2, 6, 9, 13 Inverting Input Semua sinyal input yang berada di pin ini akan mempunyai output yang berkebalikan dari
input. −
Pin 3, 5, 10, 12 Non-inverting input Semua sinyal input yang berada di pin ini akan mempunyai output yang sama dengan input
tidak berkebalikan. −
Pin 4 +Vcc Pin ini dapat beroperasi pada tegangan antara +5 Volt sampai +15 Volt.
− Pin 11 GND
Pin ini adalah sebuah Ground. Komparator merupakan salah satu aplikasi yang memanfaatkan batas simpal terbuka bahasa
Inggris: open-loop gain penguat operasional yang sangat besar. Ada jenis penguat operasional khusus yang memang difungsikan semata-mata untuk penggunaan ini dan agak
berbeda dari penguat operasional lainnya dan umum disebut juga dengan komparator bahasa Inggris: comparator.Komparator membandingkan dua tegangan listrik dan mengubah
keluarannya untuk menunjukkan tegangan mana yang lebih tinggi dimana adalah tegangan
catu daya dan penguat operasional beroperasi di antara dan
. Penguat pembalik.Sebuah penguat pembalik menggunakan umpan balik negatif untuk
membalik dan menguatkan sebuah tegangan. Resistor R
f
melewatkan sebagian sinyal keluaran kembali ke masukan. Karena keluaran taksefase sebesar 180°, maka nilai keluaran
Universitas Sumatera Utara
tersebut secara efektif mengurangi besar masukan. Ini mengurangi bati keseluruhan dari
penguat dan disebut dengan umpan balik negatif. Di mana,
•
karena adalah bumi maya bahasa Inggris: virtual ground
•
Sebuah resistor dengan nilai , ditempatkan di
antara masukan non-pembalik dan bumi. Walaupun tidak dibutuhkan, hal ini mengurangi galat karena arus bias masukan.
Bati dari penguat ditentukan dari rasio antara R
f
dan R
in
, yaitu:
Tanda negatif menunjukkan bahwa keluaran adalah pembalikan dari masukan. Contohnya jika R
f
adalah 10.000 Ω dan Radalah 1.000 Ω, maka nilai bati adalah -10.000Ω 1.000Ω, yaitu -10.
2.2Terimpot Potensiometer
Resistor tidak tetap adalah resistor yang nilai hambatannya dapat diubah-ubah. Jenisnya yang digunakan: Trimpot.
Trimpot adalah resistor yang nilai resistansinya dapat diubah-ubah dengan cara memutar porosnya dengan menggunakan obeng.
Gambar 2.4
Universitas Sumatera Utara
2.3 Regulator