Op-Amp Penguat Membalik dan Tak Membalik

Sebuah rangkaian yang menggunakan op-amp sebagai penguat biasanya dipakai untuk menguatkan sinyal, pulsa, tegangan dan arus dari suatu sensor. Pada dasarnya besar dari suatu penguatan dari op-amp sangat dipengaruhi oleh besarnya nilai hambatan pada resistor umpan balik atau feedback resistor yang digunakan serta nilai hambatan masukan dari suatu rangkaian op-amp tersebut. Rangkaian penguat op-amp dapat dikonfigurasi menjadi rangkaian penguat membalik (inverting) dan tak membalik (non-inverting) dengan menghubungkan salah satu pin masukan dari op-amp (inv atau non-inv) dengan tanah atau ground sedangkan pin masukan op-amp yang lain digunakan untuk masukan dari suatu sumber atau sinyal yang akan dikuatkan. Sehingga diharapkan hasil dari rangkaian op-amp diperoleh suatu penguatan yang nilainya merupakan hasil pembagian dari tegangan keluaran op-amp dan tegangan masukan atau sumber dari op-amp.

1. Penguat Membalik atau Penguat Inverting

Penguat membalik merupakan suatu penguat yang hasil sinyal keluaran dari suatu rangkaian op-amp akan berkebalikan dengan sinyal masukan op-amp. Untuk penguat membalik ini besarnya penguatan atau gain dirumuskan sebagai berikut:

Berikut ini rangkaian penguat Op Amp membalik atau inverting Op Amp:

2. Penguat Tak Membalik atau Penguat Non-Inverting

Penguat tak membalik merupakan suatu penguat yang hasil sinyal keluaran dari suatu rangkaian op-amp akan sama dengan sinyal masukan op-amp. Untuk penguat tak membalik ini besarnya penguatan atau gain dirumuskan sebagai berikut:

Berikut ini rangkaian penguat tak membalik atau non inverting op amp:

Op-Amp (Operasional Amplifier) Sebagai Penguat

Salah satu komponen penting dalam elektronika yaitu Op-Amp. Pada suatu rangkaian elektronika pasti membutuhkan suatu penguat untuk arus atau tegangan dalam orde yang sangat kecil dari uV bahakan sampai orde mV dengan arus yang sangat kecil pula yaitu uA sampai mA. Suatu rangkaian kombinasi transistor juga dapat digunakan untuk dapat menguatkan arus dan tegangan pada orde tersebut, namun biasanya terbatas dengan bandwidth dari penguat yang dibangun dari rangkaian transistor tersebut, adakalanya upaya untuk menaikkan bandwith dengan membuat beberapa tingkat dari penguat transistor namun justru hal tersebut akan sangat banyak memakan tempat dan membutuhkan lebih banyak konsumsi listrik daripada menggunakan IC Op-Amp.

Gambar simbol Op-Amp

Gambar kaki IC Op-Amp

Pada dasarnya IC Op-Amp juga merupakan suatu rangkaian terpadu yang disusun dari serangkaian penguat transistor yang dibangun pada sebuah chip semikondukor. Karena ukuran dan dimensi yang sangat kecil maka Op-Amp akan menjadi pilihan yang tepat dalam suatu rangkaian penguat. Rangkaian penguat Op-Amp memiliki banyak sekali kelebihan daripada rangkaian yang tersusun dari transistor-transistor bipolar. Kelebihan tersebut dapat dijelaskan melalui karakteristik Op-Amp berikut ini:

• Impedansi masukan besar sehingga memungkinkan menguatkan arus dan tegangan dalam orde yang sangat kecil.
• Impedansi keluaran kecil
• Bandwidth yang lebar dalam orde MHz
• Gain atau penguatan yang sangat besar (sesuai bandwidth masing-masing Op-Amp)
• Dapat diaplikasikan dalam suatu rangakaian penguat membalik dan tak membalik (inverting atau non-inverting)

Pada masing-masing IC Op-Amp juga memiliki bandwidth yang berbeda-beda seperti yang ditunjukkan pada tabel berikut:

Data Spesifikasi Bandwidth Op-Amp
No.	Op-Amp	Bandwidth
1.	LM 741	1,5 MHz
2.	MC 4558	5,5 MHz
3.	LM 158/258/358	1 MHz
4.	LM308	3,5 MHz
5.	TL 071/072/074	3 MHz
6.	TL 081/082/084	3 MHz
7.	CA 3130	4 MHz & 15 MHz
8.	CA 3140	3,7 MHz
9.	CA 3160	4 MHz
10.	AD 524/624	25 MHz

Membuat PWM (Pulse Width Modulation) Dengan IC 555 Untuk Mengatur Nyala Lampu dan Kecepatan RPM Motor DC

Salah satu cara untuk mengatur suatu tegangan DC dapat dilakukan menggunakan PWM yaitu dengan mengatur duty cycle atau lebar pulsa pada tegangan DC dengan frekuensi tertentu. PWM dapat dibangkitkan menggunakan osilator kotak atau gelombang kotak dari suatu rangkaian IC 555. Dengan memasang 2 buah dioda berkebalikan pada potensiometer pengaturan frekuensi keluaran dapat membuat nilai dari duty cycle atau lebar pulsa pada gelombang kotak tersebut nilainya dapat diubah-ubah.

Berikut contoh rangkaiannya:

Hasil rangkaian tersebut kemudian disimulasikan sehingga dapat dihasilkan keluaran berupa gelombang kotak atau square wave dengan lebar pulsa atau duty cycle yang dapat diatur.

Gambar hasil keluaran gelombang kotak.

Pada gambar diatas menunjukkan bahwa keluaran gelombang kotak dengan duty cycle atau lebar pulsa yang dapat diubah ubah dengan memutar potensiometer.

Pengukur Tinggi Air Dengan ATMega32 ( AWLR ) + LCD 4x20 + Jam Digital RTC DS 1307 + Data Logger EEPROM 24C512 + RS 232

Alat pengukur tinggi air atau istilah lainnya AWLR dapat dibuat menggunakan mikrokontroler AVR ATMega32. Kapasitas memori mikrokontroler flash 32 Kb sangat membantu untuk membuat program dengan beberapa menu dan fitur seperti pengaturan tanggal dan jam, pengaturan kapasitas penyimpanan (maksimal 5000 data meliputi data ketinggian air,  jam dan tanggal menggunakan EEPROM eksternal 24C512 ), kemudian pengaturan interval penyimpanan otomatis (yang didukung EEPROM internal ATMega 32), menu kalibrasi sensor ketinggian air otomatis secara digital, menu transfer data ke komputer menggunakan RS 232, menu penghemat daya baterai (untuk auto-backlight LCD).

Gambar Alat pengukur tinggi air dengan data logger

 Gambar bagian-bagian alat pengukur tinggi air

Berikut ini adalah keterangan pada gambar:

1. Mikrokontroler AVR ATMega32 
2. Display LCD 4X20
3. Jam Digital RTC DS 1307
4. IC EEPROM 24C512
5. IC RS 232
6. Terminal Push Button
7. IC 7805 Regulator 5 Volt  

Gambar contoh tampilan menu display

Menerima pemesanan
Email: ari.bawono.putranto@gmail.com

Luxmeter Digital Seven Segmen Menggunakan Mikrokontroler AVR ATMega 8535

Sebuah alat ukur sederhana dapat dibuat menggunakan fitur dari mikrokontroler AVR yang sudah dilengkapi oleh ADC internal 10 bit. Salah satu aplikasi menggunakan ADC mikrokontroler AVR yang sangat mudah adalah luxmeter digital. Prinsipnya sederhana yaitu menggunakan sensor cahaya LDR sebagai pengatur tegangan pada ADC  mikrokontroler melalui intensitas cahaya yang diterima oleh sensor tersebut. Pada dasarnya LDR merupakan sebuah resistor dengan nilai hambatan yang dapat berubah-ubah sesuai dengan perubahan intensitas yang diterima sensor tersebut. Sehingga dengan membuat rangkaian pembagi tegangan antara resistor tetap dan sensor LDR tersebut maka dapat dihasilkan tegangan analog yang nilainya akan berubah terhadap cahaya yang diterima sensor.

Alat Luxmeter Digital Sederhana

Untuk sensor LDR untuk mengoptimalkan kinerja terhadap intensitas cahaya yang masuk dari berbagai arah biasanya dibungkus oleh suatu penutup berbentuk setengah bola berwarna putih yang didalamnya diletakkan sensor LDR tersebut. Jika sulit menemukan dapat menggunakan bola ping-pong atau tempat cat air untuk melukis yang dipotong dan dimodifikasi.

Tempat cat air tampak bawah

Tempat cat air tampak atas

Sensor LDR yang telah dibungkus oleh setengah bola.

Untuk display disini akan digunakan 4 buah led seven segmen, meskipun menggunakan display LCD akan jauh lebih mudah akan tetapi jika menggunakan led seven segmen hasilnya juga akan lebih menarik karena saat menyala terlihat sangat jelas. Pada seven segmen data tiap seven segmen yaitu satuan, puluhan, ratusan dan ribuan, akan dilakukan teknik scanning cepat dalam menampilkan ke empat display seven segmen tersebut yang semuanya dapat diatur dalam mikrokontroler AVR tersebut untuk data byte tiap seven segmen.

Pengujian dan kalibrasi menggunakan luxmeter standar

Setelah display selesai dibuat maka perlu dilakukan kalibrasi yaitu menggunakan luxmeter stsndar yang sudah terkalibrasi juga. Proses kalibrasi ini sangatlah penting mengingat LDR merupakan resistor variabel sehingga sedikit sulit untuk mendapatkan nilai yang linier. Untuk itu bila perlu dapat juga menambahkan suatu rumus atau konstanta tertentu (jika menggunakan bahasa C akan lebih mudah) sehingga nantinya dapat diperoleh hasil yang mendekati standar dari alat ukur luxmeter digital yang sebemarnya. Untuk cara kalibrasi sensor dapat digunakan suatu kotak hitam dan lampu dimmer sebagai sumber cahaya, dengan menempatkan dua buah sensor dari alat yang dibuat dan alat ukur standar dalam suatu kotak hitam tertutup rapat maka proses kalibrasi akan jauh lebih akurat.

Untuk lebih jelas dapat pula dibaca artikel sebelumnya tentang LDR sebagai sensor cahaya.

Semoga bermanfaat.