LAPORAN OP-AMP

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Operational Amplifier atau yang di singkat op-amp merupakan salah satu komponen analog yang sering digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian elektronika. Aplikasi op-amp yang paling sering dipakai antara lain adalah rangkaian inverter, non-inverter, buffer, adder (penjumlah), integrator dan differensiator. Penguat operasional (op-amp) adalah penguat diferensial dengan dua masukan dan satu keluaran yang mempunyai penguatan tegangan yang amat tinggi, yaitu dalam orde 10⁵. Oleh karena itu, penguat operasional lebih banyak digunakan dengan loop tertutup daripada dalam lingkar terbuka.

Pada Op-Amp, memiliki 2 rangkaian feedback (umpan balik) yaitu feedback negatif dan feedback positif dimana feedback negatif pada op-amp memegang peranan penting. Secara umum, umpan balik positif akan menghasilkan osilasi sedangkan umpan balik negatif menghasilkan penguatan yang dapat terukur.

I.2 Ruang Lingkup

Ruang lingkup pada praktikum penguat operasional ini meliputi pengukuran nilai resistansi resistor; membuat rangkaian penguat membalik
(inverter), penguat tak membalik (non-inverter), integrator dan diferensiator; mengamati bentuk isyarat masukan dan isyarat keluaran penguat; serta mengukur tegangan masukan dan tegangan keluaran penguat.

I.3 Tujuan Praktikum

Setelah melakukan praktikum ini, diharapkan telah memiliki kemampuan-kemampuan berikut:

-          Menggunakan op-amp sebagai penguat membalik dan tidak membalik.

-          Menggunakan op-amp sebagai diferensiator dan integrator.

-          Memahami sifat-sifat dasar op-amp baik secara teori maupun secara praktik.

I.4 Waktu dan Tempat Praktikum

Praktikum penguat operasional (op-amp) ini dilakukan pada hari Jumat, 11 Mei 2012, pukul 14.00-16.00 WITA, di Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi, Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin, Makassar.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Penguat operasional (op-amp) adalah penguat diferensial dengan dua masukan dan satu keluaran yang mempunyai penguatan tegangan yang amat tinggi, yaitu dalam orde 10⁵. Oleh karena itu, penguat operasional lebih banyak digunakan dengan loop tertutup daripada dalam lingkar terbuka. Aplikasi op-amp yang paling sering dipakai antara lain adalah rangkaian inverter, non-inverter, buffer, adder (penjumlah), integrator dan differensiator.

a.      Penguat Inverting (Membalik)

Inverting amplifier ini, input dengan outputnya berlawanan polaritas. Jadi ada tanda minus pada rumus penguatannya. Penguatan inverting amplifier adalah bisa lebih kecil nilai besaran dari 1, misalnya -0.2 , -0.5 , -0.7 , dst. dan selalu negatif. Rumus nya :

Gambar 1. Rangkaian penguat membalik

b.      Penguat Non-Inverting (Tidak Membalik)

Rangkaian non inverting ini hampir sama dengan rangkaian inverting hanya perbedaannya adalah terletak pada tegangan inputnya dari masukan noninverting.

Rumusnya seperti berikut :

Sehingga persamaan menjadi:

Gambar 2. Rangkaian penguat tidak membalik

c.       Buffer

Rangkaian buffer adalah rangkaian yang inputnya sama dengan hasil outputnya. Dalam hal ini seperti rangkaian common colektor yaitu berpenguatan = 1. Rangkaiannya seperti pada gambar berikut ini:

Gambar 3. Rangkaian buffer

Nilai R yang terpasang gunanya untuk membatasi arus yang di keluarkan. Besar nilainya tergantung dari indikasi dari komponennya, biasanya tidak dipasang alias arus dimaksimalkan sesuai dengan kemampuan op-ampnya.

d.      Adder/ Penjumlah

Rangkaian penjumlah atau rangkaian adder adalah rangkaian penjumlah yang dasar rangkaiannya adalah rangkaian inverting amplifier dan hasil outputnya adalah dikalikan dengan penguatan seperti pada rangkaian inverting. Pada dasarnya nilai outputnya adalah jumlah dari penguatan masing masing dari inverting, seperti :

Bila Rf = Ra = Rb = Rc, maka persamaan menjadi :

Vo = -(Va +Vb +Vc)

Tahanan Rom gunanya adalah untuk meletak titik nol supaya tepat, terkadang tanpa Rom sudah cukup stabil. Maka rangkaian ada yang tanpa Rom juga baik hasilnya. Rangkaian penjumlah dengan menggunakan noninverting sangat suah dilakukan karena tegangan yang diparalel akan menjadi tegangan terkecil yang ada., sehingga susah terjadi proses penjumlahan.

Gambar 4. Rangkaian penjumlah dengan hasil negatif

e.       Integrator

Rangkaian integrator op-amp ini juga berasal dari rangkaian inverting dengan tahanan umpan baliknya diganti dengan kapasitor. Persamaannya adalah sebagai berikut:

Gambar 5. Rangkaian integrator

f.       Differensiator

Rangkaian differensiator adalah rangkaian aplikasi dari rumusan matematika yang dapat dimainkan (dipengaruhi) dari kerja kapasitor. Rangkaian nya seperti pada gambar 6 dengan rangkaian sederhana dari differensiator. Untuk

mendapatkan rumus differensiator, urutannya adalah sebagai berikut :  

Dan selama nilai maka , selisih dari inverting input dan noninverting input (v1 dan v2) adalah nol dan penguatan tegangannya sangat besar, maka didapat persamaan pengisian kapasitor sebagai berikut :

Gambar 6. Rangkaian diferensiator

Pada rangkaian aplikasi rangkaian differensiator op-amp ini ada sedikit perubahan yaitu penambahan tahanan dan kapasitor yang fungsinya untuk menfilter sinyal masukan. Seperti tampak pada gambar 6 adalah rangkaian differensiator yang dimaksud. Dengan demikian maka ada batasan input dari frekuensi yang masuk, batasan tersebut adalah

sedangkan nilai frekuensi yang diakibatkan oleh RF dan C1 adalah sebagai berikut :

Bila sinyal input melebihi frekuensi fa maka hasil output akan sama dengan hasil input, alias fungsi rangkaian tersebut tidak lagi differensiator lagi tapi sebagai pelewat biasa. Sedangkan untuk gambar 2.26 biasanya digunakan untuk rangkaian aplikasi yang di integrasikan dengan rangkaian lain. Syarat perhitungan nilai nilai R1, C1, RF, CF adalah sesuai dengan syarat sebagai berikut :

fa<fb

sehingga frekuensi input dilewatkan terlebih dahulu ke R1, C1 , RF, kemudian lewat keR1, C1 , CF bila frekuensinya melebihi fa.

BAB III

METODOLOGI PRAKTIKUM

III.1 Alat dan Bahan

III.1.1 Alat

Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut.

-          Multimeter

Multimeter berfungsi sebagai alat ukur resistansi, kuat arus, dan tegangan.

-          Papan Rangkaian

Papan rangkaian berfungsi sebagai tempat untuk membuat rangkaian.

-          Catu Daya

Catu daya berfungsi sebagai sumber tegangan AC dan DC.

-          Osiloskop

Osiloskop berfungsi untuk mengukur dan menampilkan tegangan sinusoidal, dan berbagai bentuk gelombang yang ditemukan dalam rangkaian yang dibuat.

-          Signal Generator

Signal generator berfungsi sebagai piranti pembangkit isyarat.

-          Kabel Jumper

Kabel jumper berfungsi sebagai penghubung dalam suatu rangkaian.

III.1.2 Bahan

Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut.

-          OP-AMP (LM 741)

OP-AMP (LM 741) berfungsi sebagai diferensial dengan dua masukan dan  satu keluaran yang mempunyai tegangan tinggi.

-          Resistor

Resistor adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk menghambat aliran arus listrik.

-          Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik dalam bentuk medan listrik.

III.2 Prosedur Praktikum

Adapun prosedur pada praktikum penguat operasional ini yaitu:

1.      Menyiapkan seluruh peralatan dan komponen yang digunakan pada praktikum penguat operasional (op-amp).

2.      Melakukan kalibrasi terhadap peralatan yang digunakan.

3.      Membuat rangkaian penguat membalik, seperti pada gambar berikut:

4.      Mengamati, mengukur dan mencatat  dan  dari penguat.

5.      Membuat rangkaian penguat tak membalik, seperti pada gambar berikut:

6.      Mengamati, mengukur dan mencatat  dan  dari penguat.

7.      Membuat rangkaian integrator, seperti pada gambar berikut:

8.      Mengamati, mengukur dan mencatat  dan  dari penguat.

9.      Membuat rangkaian diferensiator, seperti pada gambar berikut:

10.  Mengamati, mengukur dan mencatat  dan  dari penguat.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil 

IV.1.1 Tabel Pengamatan

No.	Rangkaian Op-Amp			(volt)	(volt)
1.	Membalik			0,1 x 0,5 = 0,05	0,2 x 0,5 = 0,1
2.	Tak membalik			2 x 0,5 = 1	3 x 0,5 = 1,5
No.	Rangkaian Op-Amp			(volt)	(volt)
1.	Integrator			0,1 x 0,5 = 0,05	0,2 x 0,5 = 0,1
2.	Diferensiator			2 x 0,5 = 1	3 x 0,5 = 1,5

IV.1.2 Gambar Isyarat

a.       Penguat membalik

b.      Penguat tak membalik

c.       Integrator

d.      Diferensiator

IV.2 Pembahasan

Pada praktikum penguat operasional ini, hal yang paling perlu dipahami adalah posisi kaki pada IC.  Adapun komponen yang digunakan dalam praktikum ini adalah OP-AMP (LM 741), resistor ( dan ) dan kapasitor (). Rangkaian yang pertama kali dibuat adalah rangkaian penguat membalik dan penguat tak membalik, dengan menggunakan resistor  dan . Adapun hasil yang diperoleh untuk penguat membalik adalah = 0,05 volt dan = 0,1 volt (= 2 kali) sedangkan hasil untuk penguat tak membalik, hasil yang diperoleh adalah = 1 volt dan = 1,5  volt (= 1,5 kali).

            Rangkaian yang selanjutnya dibuat adalah rangkaian integrator dan diferensiator (menggunakan resistor  dan kapasitor  ), dimana hasil yang diperoleh untuk rangkaian integrator adalah = 0,05 volt dan = 0,1 volt (= 2 kali) sedangkan hasil untuk rangkaian diferensiator, hasil yang diperoleh adalah = 1 volt dan = 1,5  volt (= 1,5 kali). Adanya hasil yang diperoleh seperti ini, menunjukkan bahwa teori yang menyebutkan output lebih besar dari input, terbukti.

BAB V

PENUTUP

V.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat diperoleh dari praktikum ini yaitu:

-          Op-amp dapat berfungsi sebagai penguat membalik dan penguat tidak membalik dengan penguatan masing masing sebesar 2 kali dan 1,5 kali.

-          Op-amp dapat berfungsi sebagai integrator dan diferensiator dengan penguatan masing-masing sebesar 2 kali dan 1,5 kali.

-          Isyarat masukan dan keluaran penguat membalik mempunyai kemiripan dengan isyarat masukan dan isyarat keluaran dari integrator, begitu pula dengan penguat tak membalik dan diferensiator.

V.2 Kritik dan Saran

V.2.1 Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi

Kritik dan saran untuk laboratorium elektronika dan instrumentasi, yaitu:

-          Alat dan bahan praktikum sudah cukup banyak, akan tetapi sebaiknya perlu ditambah lagi.

-          Alat yang tidak dapat berfungsi dengan baik sebaiknya diperbaiki atau diganti.

V.2.2. Asisten

Kritik dan saran untuk asisten yaitu :

-          Sikap asisten sudah cukup baik dalam membimbing praktikan selama praktikum berlangsung, akan tetapi perlu ditingkatkan lagi.

-          Banyak pengetahuan yang sudah terlupakan, tapi diingatkan kembali oleh asisten, saya mengucapkan banyak terima kasih.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2001. Op-Amp. http//google.co.id/dioda. Diakses pada tanggal 14 Mei 2012, pukul 15.30 WITA. Makassar.

Rusmadi, Dedi. 2007. Belajar Rangkaian Elektronika Tanpa Guru. Bandung: Delfajar.

Sutrisno. 1987. Elektronika Teori dan Penerapannya. Jilid 2. Bandung: Penerbit ITB.

Teknik Elektronika. 2008. Operasional Amplifuer. http://ziddu.com//arsip/opera- sionalamplifier. Diakses pada tanggal 14 Mei 2012, pukul 15.30 WITA. Makassar.

Turner, Rufus. 1995. Rangkaian Elektronika. Jakarta: Gramedia.