Operasional amplifier Rangkaian Adder dan subtractor Dian permana, asep sopian, bagus ubaydillah, Zeti sinta utami, shipa sefriani, Windu, Nurul Hidayah, Rachel P. Asisten : Nizar Tanggal praktikum 19 februari 2013 PENDAHULUAN Latar Belakang Awal dari penggunaan penguat operasional adalah tahun 1940-an, ketika sirkuit elektronika dasar dibuat dengan menggunakan tabung vakum untuk melakukan operasi matematika seperti penjumlahan, pengurangan perkalian dan 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. Dengan cepatnya perkembangan teknologi yang saat ini merupakan hal yang sangat berpengaruh baik dalam dunia sains, teknologi bahkan bisa masuk keranah ekonomi yang sangat pesat maka sekiranya kita perlu memahami tentang apa nama komponen yang digunakan dalam sebuah rangkaian elektronikaa dan bagaimana sistem aplikasi kerja dari alat tersebut untuk memahaminya perlu diadaka praktikum dengan baik agar dapat memahami dan membandingkan sebuah rangkaian hardware dengan simulasi. Tujuan 1) Mengerti dan memahami rangkaian adder dan subtractor 2) Mampu menganalisis cara kerja rangkaian adder dan subtractor Dasar Teori Penguat operasional (Op-amp = operasional amplifier) merupakan jenis penguat elektronika swngan sambatan (coupling) arus yang memiliki bati (faktor penguat) sangat besar dengan dua masukan dan satu keluaran, pada umumnya oenguat operasional tersedia dalam bentuk sirkuit terpadu dan yang paling banyak digunakan adalah seri 741, adapun bentuk gambar komparator dapat dilihat sebagai berikut Gambar : komparator Aplikasi sirkuit Terdapat banyak sekali penggunaan dari penguat operasional dalam berbagai jenis sirkuit listrik beberapa penggunaan umum dari penguat operasional dalam contoh sirkuit: 1) Komparator (pembanding) 2) penguat pembalik 3) Penguat non-pembalik 4) Penguat diferensial 5) Penguat penjumlah 6) Integrator 7) Diferensiator Dari ke 7 sirkuit ini mempunyai fungsi dari setiap rangkaian yang ada, dari semua aplikasi sirkuit yang ada semua berasal dari satu nama alat yang dinamakan komparator adapun aplikasi sirkuit tersebut merupakan pengembangan dari komparator, ada yang menambahkan resistor dan ada pula yang menambahkan kapasitor, mak dari itu rangkaian sirkuit ke 7 rangkaian tersebut merupakan hasil dari pengembangannya. Rangkaian Adder / penjumlahan Rangkaian penjumlahan atau rangkaian adder adalah rangkaian penjumlahan yang dasar rangkaiannya adalah rangkaian inverting amplifier dan hasil outputnya adalah dikallikan dengan penguatan seperti pada rangkaian inverting. Pada dasarnya nilai outputnya adalah jumlah dari penguatan masingmasing dari inverting. Dengan begitu rangkaian adder memiliki persamaan : ) ( Jika Rf=R1=R2=R3, maka : 2 3 Rangkaian Subtractor / pengurangan Rangkaian pengurangan ini berasal dari rangkaian inverting dengan memanfaatkan masukan non-inverting sehinga persamaannya menjadi berubahubah. Rangkaian ini terdiri dari 3 macam, yaitu : a. Rangkaian dengan 1 op-amp b. Rangkaian dengan 2 op-amp c. Rangkaian dengan 3 op-amp Rangkaian pengurang dengan 1 op-amp ini memanfaatkan kaki inverting dan kaki non-inverting. Rangkaian ini memiliki persamaan : ) Jika Rf=R1=R2, maka : ) METODE PERCOBAAN Prosedur percobaan 1) Siapkan alat-alat yang akan digunakan dalam praktikum. 2) periksa semua alat dan bahan yang akan digunakan dan usahakan alat dalam keadaan baik 3) buat tabel data untuk rangkaian adder dan subtractor 4) rangkaia peralatan sesuai dengan skema alur listrik, kemudian hitung data dengan menggunakan voltmeter. 5) Catat data dalam tabel yang telah dibuat sebelumnya 6) Setelah data di dapat kemudian dengan menggunakan software proteus buat rangkaian alur listrik sesuai dengan yang sebelumnya 7) Bandingkan data yang ada di lapangan dan yang ada di software proteus. Alat dan Bahan 1) kit elekronika dasar operation amplifier adder dan subtractor 2) osiloskop 3) sinyal generator 4) banana conector 5) multimeter DATA DAN ANALISIS Data yang didapat pada praktikum ini yaitu sebagai berikut : Tabel Adder atau penjumlahan No. Vin 1 Vin 2 1. 1,655 1,653 2. 1,655 10,2 Gambaran Sinyal Vout -3,22 Tabel Subtractor atau pengurangan No. Vin 1 Vin 2 Gambaran Sinyal Vout 1. 1,655 1,653 -0,01 2. 10,2 1,655 7,10 Dengan dat simulasi menggunakan simulasi proteus didapat data untuk bentuk signal dari output rangkaian adder dan subtractor Gambar rangkaian adder Adapun data untuk rangkaian adder dengan menggunakan proteus data grafik, dengan demikian tidak adanya bentuk signal yang signipikan perubahannya adapun besarnya tegangan yang didapat yaitu mmenggunakan 10 volt karena pada 2 volt tidak bisa menemukan grafik gambar, meski dengan merubah posisi triger dan horizontal data yang didapat belum bisa terlihat dengan jelas. Adapun pada rangkaian subtractor yaitu sebagai berikut : Gambar : Rangkaian subtractor Pada rangkaian kita bandingkan dengan menggunakan simulasi dengan menggunakan proteus dan adapun hasil gambar yang didapat yaitu seperti diatas, data ini dibandingkan untuk melihat bentuk sinyal dengna menggunakan resistor 10kΩ, diposisika u tuk osiloskop yang berwarna kuning merupakan data untuk sinyal a(input pertama) yaitu untuk batrai pada posisi a yaitu untuk yang berwarna kuning, dan warna biru yaitu untuk posisi b (input ke 2) adapun yang berwana ping yaitu untuk chanel c, chanel c merupakan output nilai tegangan pada op-amp yang berbentuk sinyal digital, (bolean). Nama lain dari rangkaian subtractor merupakan feed back negatif dimana untuk rangakaian tersebut kenapa dikatakan dengan feed back negatif ini karean untuk rangkaian tersebut menggunakan rangkaian resistor antara keluaran dan masukan inverting penguatan dengan feed back negatif bergantung pada feed backnya ( berlaku pada frekuensi rendah) penguat ini memiliki masukan yang dibuat melalui input non-inverting. Dengan demikian tegangan keluaran rangkaian ini akan satu fasa dengan tegangan inputnya. Untuk menganalisa rangkaian penguat op-amp non inverting, caranya sama seperti menganalisa rangkaian inverting. dari kedua rangkaian data proteus yang didapat dapat dianalisis bahwa untuk data perubahan yang signifikan didapat pada rangkaian subtracor dengan data seperti pada gambar grafik diatas, dan adapun pada praktikum hardware tidak mendapatkan bentuk signal tapi yang pasti pada rangkaian simulasi juga tidak mendapatkan bentuk signal, mungkin karena amplitudo yang sangat kecil jadi data signal tidak didapat, begitu pula pada rangkaian rangkaian subtractor yang didapat pada pengaturan horizontalnya yaitu sangat kecil sekalai yaitu sebesar 4 u. Ini menandakan bahwa amplitudo yang sangat kecil sekali, sehingga dari analisis saya bahwa praktikum yang telah dilakukan sudah sangat baik namun perlunya ada perbaikan yang lebih lanjut karena ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi data yang didapat dilapangan seperti halnya pada dudukan batrai yang sangat terbatas sehingga dengan menggunakan tangan untuk menyambungkan dengan kabel penghubung, padahal sangat jelas sekali itu akan mempengaruhi karena arus listrik tersebut akan berubah-ubah karena sebuah goncangan yang didapat kareana idak pasnya rangkaian tersebut. Selain itu kit modul elektronika dasar yang tidak diketahui besarnya resistor yang digunakan padahal untuk data yang bagus sebaiknya ada data rangkaian listrik yang pasti disertakan besaran yang digunakan pada rangkaian tersebut, padahal itu bis adijadikan sebagai acuan pembanding antara praktikum yang asli dan teori yang digunakan. KESIMPULAN Dapat disimpulkan bahwa rangkaian adder adalah rangkaian penjumlahan yang dasar rangkaiannya adalah rangkaian inverting amplifier , dan rangkaian subtractor adalah rangkaian yang memanfaatkan rangkaian masukan non-inverting tegangan keluaran rangkaian ini akan satu fasa dengan tegangan inputnya, data signal yang didapat dari simulasi proteus yaitu berupa data sinyal digital, dan rangkaian dasar dari aplikasi sirkuitnya yaitu berasal dari komparator yang di kembangkan dengan menambahkan rangkaian tambahan seperi resisitor dan kapasitor. Daftar Pustaka 1. malvino, prinsip-prinsip elektronika 2, Erlangga, jakarta,1994 2. Yani Muhammad, 2005; modul diklat berjenjang, Departemen pendidikan Nasional. 3. Jayadin ahmad, 2007; elektronika dasar , elektronic book. 4. Sanjaya, Mada. 2013; Modul elektronika Dasar : sirkuit digital dan Operasional amplifier. Fisika sains UIN SUNAN GUNUNG DJATI BANDUNG 5. Penguat operasional, Wikipedia bahasa Indonesia, diakses tanggal 23 februari 2013