Modul 1

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Komponen

3. Dasar Teori

4. Percobaan

5.Download File

Aplikasi komparator non- inverting Vref negatif 

1. Tujuan [Kembali]

- Untuk memenuhi tugas elektronika

- Untuk mengetahui penerapan dari OP-AMP comparator non-inverting dengan vref -

- Pengaplikasian OP-AMP comparator non-inverting dengan Vref=- pada rangkaian pengondisi suhu ruangan menggunakan sensor LM35

2. Alat dan Komponen [Kembali]

ALAT 

Instrumen

a. DC Voltmeter 

DC Voltmeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besar tengangan pada suatu komponen. Cara pemakaiannya adalah dengan memparalelkan kaki2 Voltmeter dengan komponen yang akan diuji tegangannya.

Berikut adalah Spesifikasi dan keterangan Probe DC Volemeter

B. OSILOSKOP

GAMBAR 6. OSILOSKOP

 

Osiloskop adalah alat ukur elektronika yang berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal listrik. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode.

Generator

a. Power Supply

Power Supply atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Catu Daya adalah suatu alat listrik yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik ataupun elektronika lainnya.

b. Baterai 

Spesifikasi dan Pinout Baterai

• Input voltage: ac 100~240v / dc 10~30v
• Output voltage: dc 1~35v
• Max. Input current: dc 14a
• Charging current: 0.1~10a
• Discharging current: 0.1~1.0a
• Balance current: 1.5a/cell max
• Max. Discharging power: 15w
• Max. Charging power: ac 100w / dc 250w
• Jenis batre yg didukung: life, lilon, lipo 1~6s, lihv 1-6s, pb 1-12s, nimh, cd 1-16s
• Ukuran: 126x115x49mm
• Berat: 460gr

BAHAN/KOMPONEN

·         RESISTOR

GAMBAR 1. RESISTOR

Resistor merupakan salah satu komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk membatasi arus yang mengalir pada suatu rangkaian dan berfungsi sebagai terminal antara dua komponen elektronika.Tegangan pada suatu resistor sebanding dengan arus yang melewatinya (V=IR).

·         OP-AMP

GAMBAR 4. OP-AMP 

Penguat operasional atau yang biasa disebut OP-AMP merupakan suatu jenis penguat elektronika dengan sambatan(coupling) arus searah yang memiliki faktor penguatan(gain) sangat besar dengan dua masukan dan satu keluaran.

·         GROUND

GAMBAR 5. 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.

Komponen Input

LM35

sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. 

Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. 

LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan

Komponen Output

1. LED

Pinout

Tegangan LED menurut warna yang dihasilkan:

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

2. Motor/Dinamo

 

Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya. Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC.

Spesifikasi

Pinout

Grafik Respons:

3. Dasar Teori [Kembali]

Op-Amp (Operational Amplifier)     

        Penguat operasional (Operational Amplifier) atau yang biasa disebut dengan op-amp, merupakan penguat elektronika yang banyak digunakan untuk membuat rangkaian detektor, komparator, penguat audio, video, pembangkit sinyal, multivibrator, filter, ADC, DAC, rangkaian penggerak dan berbagai macam rangkaian analog lainnya. Op-amp pada umumnya tersedia dalam bentuk rangkaian terpadu yang memiliki karakteristik mendekati karakteristik penguat operasional ideal tanpa perlu memperhatikan apa yang terdapat di dalamnya. Ada tiga karakteristik utama op-amp ideal, yaitu;

1. Gain sangat besar (AOL >>). 

    Penguatan open loop adalah sangat besar karena feedback-nya tidak ada atau RF = tak    terhingga. 

2. Impedansi input sangat besar (Zi >>).

     Impedansi input adalah sangat besar sehingga arus input ke rangkaian dalam op-amp sangat kecil sehingga tegangan input sepenuhnya dapat dikuatkan. 

3. Impedansi output sangat kecil (Zo <<). 

    Impedansi output adalah sangat kecil sehingga tegangan output stabil karena tahanan beban lebih besar yang diparalelkan dengan Zo <<.

 Adapun simbol op-amp adalah seperti pada gambar 64

                                         

                                                                         Gambar 7

dimana,

V1 adalah tegangan masukan dari kaki non inverting 

V2 adalah tegangan masukan dari kaki inverting 

Vo adalah tegangan keluaran

sehingga

Adapun tegangan output maksimum yang dapat dihasilkan adalah :

dibawah tegangan sumber +-Vs = +-Vsat

   Tegangan output maksimum secara praktis dihasilkan sekitar 2 Volt dibawah tegangan sumber ±Vs dan disebut juga sebesar tegangan saturasi ±Vsat . Gambar 65 memperlihatkan kurva karakteristik hubungan Vi terhadap Vo untuk rangkaian op-amp dengan tegangan input dihubungkan ke kaki input non inverting (+) dan tegangan 0 Volt (di ground) ke kaki input inverting (-). Sesuai dengan nama input op-amp yaitu apabila input dimasukkan ke kaki non inverting (+) yang artinya tidak membalik maka tegangan output yang dihasilkan adalah sefasa dengan tegangan input. Seperti terlihat pada gambar 1 yaitu saat input Vi bertegangan positif maka output yang dihasilkan juga bertegangan positif dan sebaliknya

                            

                                      Gambar8 Rangkaian op-amp dengan kurva karakteristik I-O

Komparator non inverting dengan Vref -

    Rangkaian komparator non inverting dengan tegangan input Vi berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi Vref ¹ 0 Volt baik positif maupun negatif adalah seperti gambar 9 

Gambar 9 Rangkaian komparator non inverting

    Untuk menghitung berapa tegangan ambang VUT atau VLT maka lakukan pemisalan kondisi tegangan output VO sama dengan +Vsat atau –Vsat. 

    Misalkan tegangan output VO = +Vsat seperti gambar 101 maka dapat dihitung tegangan ambang atas VLT

Gambar 10 Rangkaian komparator non inverting saat VO = +Vsat

    Misalkan tegangan output VO = -Vsat seperti gambar 102 maka dapat dihitung tegangan ambang bawah VUT

Gambar 11 Rangkaian komparator non inverting saat V0= -Vsat

    Bentuk gelombang tegangan output VO dengan Vref - adalah seperti pada gambar 12 dan karakteristik I-O seperti pada gambar 13

Gambar 12 Bentuk gelombang tegangan output dengan Vref = bertegangan negatif

Gambar 13 Kurva karakteristik I-O dengan Vref = bertegangan negatif

Sehingga: 

Sensor Suhu LM35

              Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. 

Sensor Suhu LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang diproduksi oleh National Semiconductor. 

LM35 memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan penyetelan lanjutan.

    IC LM 35 ini tidak memerlukan pengkalibrasian atau penyetelan dari luar karena ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius pada temperature ruang. Jangka sensor mulai dari – 55°C sampai dengan 150°C, IC LM35 penggunaannya sangat mudah, difungsikan sebagai kontrol dari indicator tampilan catu daya terbelah. IC LM 35 dapat dialiri arus 60 μ A dari supplay sehingga panas yang ditimbulkan sendiri sangat rendah kurang dari 0 ° C di dalam suhu ruangan.

Untuk mendeteksi suhu digunakan sebuah sensor suhu LM35 yang dapat dikalibrasikan langsung dalam C (celcius), LM35 ini difungsikan sebagai basic temperature sensor.

    Adapun keistimewaan dari IC LM 35 adalah :

·         Kalibrasi dalam satuan derajat celcius.

·         Lineritas +10 mV/ º C.

·         Akurasi 0,5 º C pada suhu ruang.

·         Range +2 º C – 150 º C.

·         Dioperasikan pada catu daya 4 V – 30 V.

·         Arus yang mengalir kurang dari 60 μA

  Pada rangkaian pengkondisi suhu ruangan ini, digunakan sensor LM 35, dimana nantinya akan menyala secara otomatis saat mendeteksi suhu ruangan telah mencapai suhu ≥ 300 , dan penghangat akan menyala secara otomatis saat mendeteksi suhu ruangan < 160.

4. Percobaan [Kembali]

A. Langkah-Langkah Percobaan

• Siapkan alat dan bahan ( sensor,  resistor, transistor, relay, buzzer ground, power supply, logicstate, led, baterai, voltmeter)
• letakkan alat dan bahan sesuai keinginan
• Sambung alat dan bahan 
• Jalankan rangkaian

B. Prinsip Kerja 

Rangkaian aplikasi komparator non- inverting Vref negatif

Prinsip kerja

    Prinsip kerjanya yaitu, Output dari komponen lm35 memiliki satuan tegangan 10 milivolt(mv), output ini kemuadian di sambungkan dengan penguat lm741 non-inverting sebesar 10 kali, jadi misalkan output dari lm35 sebesar 10mv maka output dari penguatan sebesar 100mv. Output ini kemudian disambungkan dengan penguat komparator op-amp dilanjutkan dengan motor pendingin dan penghangat, masing-masing op amp pada tiap-tiap motor di beri tegangan dc yang berbeda, pada motor pendingin di beri tegangan sebesar 3v dan penghangat 1,6v. saat masukan pada komparator pendingin besar dari 3v maka, motor pendingin akan aktif, dan saat masukan pada komparator penghangat kurang dari 1,6v maka motor pengahangat akan aktif.  

   Pada rangkaian pengkondisi suhu ruangan ini, digunakan sensor LM 35, dimana nantinya pendingin akan menyala secara otomatis saat mendeteksi suhu ruangan telah mencapai suhu ≥ 300 , dan penghangat akan menyala secara otomatis saat mendeteksi suhu ruangan < 160.
  Saat suhu ruangan sebesar < 160C  maka tegangan output oleh sensor LM35 akan mengalami penguatan sebesar 10x oleh op amp non inverting amplifier. maka arus akan masuk ke dalam komparator inverting karena Vin < Vref (prinsip kerja komnparator inverting). kemudian arus melalui resistor 100ohm dan ke kaki basis transistor, lalu keluar ke kaki emitter dan menuju Motor dan LED (sebagai indikator), lalu penghangat akan menyala. dan arus berakhir di ground.

   Saat suhu ruang sebesar ≥ 300C maka tegangan ouput oleh sensor LM35akan mengalami penguatan sebesar 10x oleh op amp non inverting amplifier. maka arus akan masuk ke dalam komparator non inverting karena Vin > Vref (prinsip kerja komparator non inverting).kemudian arus melalui resistor 100ohm dan ke kaki basis transistor, lalu keluar ke kaki emitter dan menuju Motor dan LED (sebagai indikator), lalu pendingin menyala, dan arus berakhir di ground.

C. Video 

5. Download File [Kembali]

Download rangkaian aplikasi komparator non- inverting Vref negatif klik [disini]

Video membuat rangkaian [disini]

Datasheet resistor [disini]

Datasheet kapasitor [disini]

Data sheet Op-Amp [disini]

Data sheet lm35 [disini]

Terima Kasih Telah membaca

[Kembali ke atas]