Latar Belakang

Latar belakang Elektronika dasar merupakan bagian dari ilmu elektronika yang mempelajari dasar-dasar komponen, rangkaian, tegangan dan karakteristik yang harus dipahami terlebih dahulu dalam membangun sebuah peralatan elktronika. Dalam peralatan elektronika dasar yang komplek, akan ditemukan komponen-komponen elektronika seperti dioda, transistor, IC OP-amp, IC gerbang logika dan komponen lainnya. Pada percobaan ini komponen elektronika yang akan digunakan sebagai bahan pengamatan adalah OP-amp (penguat diferensial). Menurut Surjono (2009) penguat operasial (OP-amp) adalah suatu penguat beda (penguat diferensial) yang mempunyai penguatan tegangan yang sangat tinggi dengan impedansi masukkan tinggi dan impedansi keluaran rendah. Op-amp merupakan rangkaian integrasi yang dikemas dalam bentuk chip, sehingga sangat praktis penggunaannya. Penggunaan Op-amp sanagat luas termasuk diantaranya sebagai filter, osilator, dan rangkaian instrumentasi. Menurut Hermanudin (2009), ada dua jenis penguat operasional yang sering didengar yaitu penguat inverting (membalik) dan non inverting (tak membalik). Rangkaian penguat inverting merupakan rangkaian penguat pembalik dengan impedansi masukkan sangat rendah. Sedangkan rangkaian non iverting merupakan rangkaian penguat tak membalik dengan impedansi masukkan yang tinggi. Rangkaian penguat pembalik dan tak membalik memiliki perbedaan dari segi susunan atau bentuk rangkaiannya. Selain itu, kedua jenis penguat tersebut memiliki perbedaan dari segi cara kerja besert fungsinya. Berdasarkan beberapa paparan diatas, maka praktikum percobaan penguat operasional (pembalik dan tak membalik) perlu dilakukan agar praktikan

dapat membedakan antara penguat operasional pembalik dan penguat operasional tak membalik. 2. Tujuan Tujuan dari pelaksanaan percobaan penguat operasional (pembalik dan tak membalik) adalah sebagai berikut: a. Menyusun rangkaian Op-amp pembalik dan tak membalik sederhana untuk syarat AC dan DC, memahami karakteristik pengoperasiannya b. Menerapkan perhitungan untuk menunjukkan besarnya penguatan tegangan dan penguatan arus dengan memasang resitor yang dipilih. c. Menerapkan perhitungan untuk menunjukan besarnya penguatan tegangan dengan menggunakan metode resistansi dan tegangan.

B. KAJIAN TEORI Penguat operasional adalah perangkat yang sangat efisien dan serbaguna sehingga sangat penting bagi kita untuk mengetahui penguat operasional dan prinsip kerja penguat operasional. Contoh penggunaan operasional penguat adalah untuk operasi matematika, sederhana seperti penjumlahan dan pengurangan

terhadap tegangan listrik sehingga dikembangkan kepada penggunaan aplikatif seperti komparator dan osilator dan distorsi rendah serta pengembangan alat komunikasi. Selain itu, aplikasi pemakaian Op-amp juga meliputi bidang elektronika audio, pengatur tegangan DC, tapis aktif, penyearah presisi, pengubah analog kedigital dan pengubah digital keanalog, pengolah isyarat seperti cuplik tahan, penguat pengunci, kendali otomatik, komputer analog, elektronika nuklir, dan lain-lain (Sutrisno, 1986). Sebuah rangkaian peguat pembalik ditujukan untuk menguatkan sinyalsinyal tanpa mengakibatkan output bergerak terlalu jauh dari suatu nilai rata-rata, kearah positif maupun negatif. Pada rangkaian penguat pembalik sebagian dari output diumpankan kembali keinput pembalik. Efek dari umpan balik negatif ini adalah mereduksi tegangan yang dihasilkan rangkaian menjadi Tanda negatif pada gain mengindikasikan bahwa rangkaian membalikkan

penguat sinyal

input, selain menguatkannya ( Bishop, 2004 ). Penguat operasional (operational amplifier) mulai digunakan pada tahun 1940-an, ketika

sirkuit elektronika dasar dibuat dengan menggunakan tabung

vakum untuk melakukan operasi matematika seperti penjumlahan, pengurangan, perkalian, pembagian, integral, dan turunan. Istilah penguat operasional itu sendiri

baru digunakan pertama kali oleh John Ragazzini dan kawan-kawan dalam sebuah karya tulis yang dipublikasikan pada tahun 1947. Penguat operasional Op-amp

atau yang biasa disebut (operational amplifier) merupakan suatu jenis penguat elektronika dengan hambatan (coupling) arus searah yang memiliki bati (faktor

penguatan) sangat besar dengan dua masukan dan satu keluaran. Penguat operasional pada umumnya tersedia dalam bentuk sirkuit terpadu dan yang paling banyak digunakan adalah seri 741. Ada beberapa hal menarik tentang sirkuit internal 741 yaitu transistor masukan terhubung dengan konfigurasi pengikut emiter NPN yang keluarannya terhubung secara langsung kepada sepasang transistor PNP yang terkonfigurasi sebagai penguat basis bersama. Konfigurasi ini memisahkan masukan dan mencegah sinyal umpan balik yang mungkin memiliki efek berbahaya yang bergantung pada frekuensi (Daryanto, 2008).

C. METODE PRAKTIKUM 1. Alat dan Bahan Alat dan bahan yang kami gunakan pada percobaan ini yaitu dapat dilihat pada Tabel 6.1 berikut : Tabel 6.1 Alat dan Bahan Percobaaan Penguat Operasional (Pembalik dan Tak Membalik) NO Alat dan Bahan Fungsi 1 Resistor Sebagai hambatan dalam rangkaian 2 Potensiometer Sebagai hambatan dalam variabel 3 IC Op-Amp Sebagai penguat isyarat 4 Osiloskop Dapat melihat tampilan gelombang isyarat masukan dan keluaran 5 Multimeter Untuk mengukur arus, tegangan, daan hambatan 6 Saklar Pemutus dan penyambung arus listrik

7 8 9

Pembangkit isyarat AC Catu daya Papan rangkaian

10

Kabel penghubung

Untuk memperkut sinyal Sumber tegangan Tempat untuk merangkai komponenkomponen elektronika Menghubungkan komponenkomponen listrik

2. Prosedur Kerja Prosedur kerja pada percobaan Penguat Operasional ( pembalik dan tak membalik ) adalah sebagai berikut : a. Rangkaian Pembalik 1. Menyusun rangkaian tak-membalik Op-Amp DC seperti yang terlihat pada gambar 6.2 menggunakan sumber DC variabel sebgi catu daya untuk μA741. 2. Membuat rangkaian pembagi tegangan seperti pada gambar 6.2 untuk mendapatkan variabel yaitu dengan mengatur hambatan potensial . Mengatur sumber DC dan memasukkannya untuk menghasilkan syarat sebesar 0,1 V DC.

Gambar 6.2. Rangkaian DC Op-Amp tak membalik

Gambar 6.3. Rangkaian sumber tegangan masukan VIN 3.

Menghubungkan kedua rangkaian tersebut 4. Menghidupkan IC dan menghubungkannya dengan catu daya 5. Mengatur tegangan masukkan dan tegangan keluaran dengan menggunakan osiloskop 6. Menulis data pengmatan b. Rangkaian tak pembalik 1. Menyusun rangkaian tak-membalik Op-Amp DC seperti yang terlihat pada gambar 6.4. Pencatu daya Op-Amp μA741 dibuat dengan memasang satu batrei 1,5 volt. 2. Mengatur sumber DC masukan 64. untuk menghasilkan isyarat sebesar 0,1 volt DC dan menghubungkan ke titik A. Menghidupkan IC dengan menghubungkannya dengan catu daya.

Gambar 6.4. Rangkaian DC OpAmp tak membalik 3.

Dengan menggunakan

rumus pengutan tegangan,menghitung besar ΔV untuk rangkaian dengan menggunakan harga hasil pengukuran dengan sumber tegangan 3 volt dan 6 volt.

4.

Dengan menggunakan rumusan ΔV untuk

resistansi, menghitung

besarnya penguatan rangkaian dengan harga Rin dan Rf sepertiyang tercantum pada gambar 6.4.

D. HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Hasil a. Data Pengamatan Data pengamatan dari hasil percobaan penguat operasional (pembalik dan tak membalik) dapat dilihat pada tabel 6.2 berikut Tabel 6.2 Data pengamatan percobaan penguat operasional (pembalik dan tak membalik) No

(V) 1 2 3

3 6 9

(KΩ) 100 200 300

(KΩ) 2000 3000 4000

b. Analisis Data 1. Menentukan besar penguatan tegangan pada rangkaian OP-amp pembalik. Ø Untuk tegangan 3 Volt V = = =

-20 kali

Untuk data selanjutnya dapat dilihat pda tabel 6.3 berikut Tabel 6.3 Analisis data Rngakaian Op-amp pembalik NO ∆V (kali)

1 2 3 2.

3 6 9

100 200 300

2000 3000 4000

-20 -15 -13,3

Menentukan besar penguatan tegangan pada rangkaian Op-amp tak membalik Ø Untuk tegangan 3 Volt V = +1 = +1 = 21 kali Untuk analisis data selanjutnya dapat dilihat dalm Tabel 6.4 berikut Tabel 6.4 Analisis Data Rangkaian Op-amp NO

1 2 3

3 6 9

100 200 300

2000 3000 4000

∆V (kali)

21 16 14,3

2. Pembahasan Perangkat

operasionl atau biasa disebut Op-amp (operasional amplifer)

merupakan salah satu komponen analog yang sering digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian elektronika. IC Op-amp merupakan piranti solid state yang mampu mengindra dan memperkuat sinyal baik sinyal AC maupun sinyal DC. Penguat operasional merupakan komponen elektronika yang paling pemting dalam setiap rangkaian elektronika. Penguat operasional suatu jenis penguat elektronika dengan hambatan (cuping) arus seraha yang memiliki bati (faktor penguatan) sangan besar dengan dua masukan satu keluaran. Penguat operasional pada umumnyaia dalam tersedia dalam bentuk sirkuit terpadu dan yang paling banyak digunakan adalah rangkaian seri. Ada dua jenis rangkaian op-amp yang sering di dengar yaitu rangkaian pembalik (inverting) dan rangkaian tak membalik (non inverting). Penguat pembalik adalah rangkaian penguat operasianal yang paling dasar. Tegangan dengan fasa yang berlawanan pada keluaran dibalikkan pada masukan pembalik, sehingga cenderung melawan tegangan masukan aslinya. Fasa keluaraan dari penguat pembalik ini akan selalu berbalikan tegangangan inpuntnya. Ada dua aturan yang sangat penting untuk di ketahuai mengenai penguat pembalik yakni tidak ada arus yang mengalir keterminal masukkan dan tegangan v2 sama dengan tegangan v1. Penguat ini memiliki keistimewan khusus yaitu sinyal keluaran memiliki beda fasa sebesar 180 0 . hal ini disebabkan karena persimpangan input dan sinyal umpan balik berada pada potensial yang sama sebagai positif. Berdasarkan pengamatan yang telah dilakukan, dengan menggunakan sumber tegangan 3 V, 6 V, dan 9 V iperoleh hambatan masukan sebesar 100 KΩ, 200 KΩ dan 300 KΩ serta hmbatan keluaran sebesar 2000 KΩ, 3000 KΩ dan 4000 KΩ. Sehingga

besar penguatan pembalik pada rangkaian Op-amp ini sebesar -2o kali untuk tegangan 3 V, -15 kali untuk tegangan 6 V dan 13,3 kali untuk tegangan 9 V. Penguat tak membalik (noninverting amplifier) merupakan penguat

dengn

karakteristik dasar sinyal output yang dikuatkan memiliki fasa yang sama dengan sinyal input. Penguat tak membalik dapat di bangun menggunakan penguat operasional. Rangkaian

in idapat digunakanuntuk memperkuat isyarat AC maupun DC dengan

keluaran yang tetap sefase dengan sinyal inputnya. Prinsip kerja Op-amp noninverting penguat tak membalik mempunyai ciri yaitu masukan yang dipakai adalah masukan tak membalik (noninverting input) dan keluarannya sefase dengan masukkannya Berdasarkan pengamatan yang dilakukan, dengan menggunakan sumber tegangan 3 V, 6 V dan 9 V diperoleh hambatan masukkan sebesar 100 KΩ, 200 KΩ dan 300 KΩ. Serta hambatan keluaran sebesar 2000 KΩ, 3000 KΩ dan 4000 KΩ. Sehingga besar penguatan pada rangkaian Op-amp tak membalik apada tegangan 3 V sebesar 21 kali, pada tegangan 6 V sebesar 16 kali, sedeangkan pada tegangan 9 V sebesar 14,3 kali.

E. Kesimpulan dan Saran 1. Kesimpulan Dari hasil percobaan Penguat Operasional Pembalik (Inverting Op-Amp) dapat disimpulkan bahwa: a. Rangkain Op-amp pembalik dapat disusun dengan menghubungkan sinyal masukkan dengan inverting

DC kaki OP-amp.

Penguat operasional tak membalik (non-inverting amplifier) dapat bekerja jika dipasang pada b.

balikan negatif yang ditandai dengan masukan pada kaki positif. Dengan menggunakan metode tegangan, maka besarnya penguatan pada rangkaian membalik untuk sumber tegangan 3 Volt, 6 Volt, dan 9 Volt adalah

-20 kali, -15 kali, dan -13,3 kali. Sedangkan pada rangkaian tak membalik sebesar 21 kali, 16 kali dan14,3 kali.

2. Saran Saran yang dapat saya sampaikan pada percobaan kali ini yaitu : a. Untuk laboratorium: diharapakan agar sekiranya alat-alat laboratorium terutama osiloskop yang bermasalah agar diganti atau setidaknya menyiapkan cadangan, dan alat-alat rangkaian seperti resistor, kawat, kapasitor

dan

papan

rangkaian

harus

ditambah,

sebab

alat-alat

laboratorium yang tersedia tidak sesuai dengan banyaknya percobaan yang dipraktekan. b. Untuk asisten: kami harapkan terus meningkatkan kinerjanya dalam membimbing saat praktikum. c. Untuk praktikan: agar pada saat praktikum tidak membuat kegaduhan agar teman-teman yang lain dapat melakukan praktikum.