UAS

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

UAS Elektronika

1. Buatlah suatu rangkaian aplikasi penguat dengan op-amp. menggunakan 2 input sensor (analog & digital) dan output seperti motor atau komponen output lainnya.

2 .Buatlah suatu rangkaian aplikasi kontrol greenhouse menggunakan input-input sensor dan output-output seperti motor atau komponen output lainnya.

3. Buatlah suatu rangkaian aplikasi kontrol incubator dengan ketentuan:

a. Ada sensor analog dan sensor digital

b. Ada kondisi ≥ 2 sensor untuk suatu output dan kebalikannya

4. Buatlah suatu rangkaian aplikasi sesuai Tugas Besar anda yang terdiri dari ≥ 5 input

sensor(analog & digital) dan output (seperti motor, heater, Fan, lampu dll) dengan melibatkan

rangkaian kontrol yang memakai penguat transistor(bias berbeda) dan op-amp.(tipe rangkaian

yang berbeda)

1. Pendahuluan [Kembali]

1. Dalam dunia elektronika, Operational Amplifier (Op-Amp) merupakan salah satu komponen analog yang paling fundamental dan serbaguna. Op-Amp adalah suatu rangkaian terpadu (IC) yang berfungsi sebagai penguat tegangan dengan penguatan yang sangat tinggi. Komponen ini memiliki dua masukan (inverting dan non-inverting) dan satu keluaran, serta sering digunakan dalam berbagai aplikasi seperti penguat sinyal, filter aktif, pengikut tegangan (voltage follower), pembanding (comparator), dan lain sebagainya.

Istilah "operational amplifier" berasal dari sejarah awal penggunaannya dalam komputer analog, di mana Op-Amp digunakan untuk melakukan operasi matematika seperti penjumlahan, pengurangan, integrasi, dan diferensiasi terhadap sinyal analog.

2. Greenhouse atau rumah kaca merupakan sistem pertanian modern yang memungkinkan pengendalian lingkungan secara terkontrol untuk mendukung pertumbuhan tanaman secara optimal. Dalam era teknologi saat ini, pengendalian parameter lingkungan seperti suhu, kelembaban, intensitas cahaya, dan kelembaban tanah tidak lagi dilakukan secara manual, melainkan menggunakan sistem otomatisasi berbasis rangkaian elektronik dan mikrokontroler.

Rangkaian aplikasi kontrol greenhouse dirancang untuk mendeteksi dan mengontrol kondisi internal rumah kaca secara otomatis melalui sensor dan aktuator. Sensor suhu dan kelembaban digunakan untuk memantau kondisi lingkungan, sedangkan aktuator seperti kipas, pemanas, sistem penyiraman, dan ventilasi dikontrol secara otomatis berdasarkan data yang diperoleh. Sistem ini sering kali dikendalikan oleh mikrokontroler seperti Arduino, yang memungkinkan pemrosesan data secara real-time dan pengambilan keputusan secara otomatis.

3. Inkubator merupakan alat yang digunakan untuk menciptakan dan mempertahankan kondisi lingkungan yang stabil, seperti suhu dan kelembaban, guna mendukung proses inkubasi. Inkubator banyak digunakan dalam berbagai bidang, seperti peternakan (misalnya untuk menetaskan telur unggas), laboratorium biologi (untuk kultur mikroorganisme atau jaringan), hingga medis (untuk perawatan bayi prematur). Agar proses inkubasi berlangsung optimal, dibutuhkan sistem kontrol yang mampu menjaga parameter lingkungan dalam rentang yang telah ditentukan.

Rangkaian aplikasi kontrol inkubator dirancang untuk memonitor dan mengatur suhu serta kelembaban secara otomatis. Sensor seperti DHT22 atau SHT11 digunakan untuk membaca suhu dan kelembaban, sedangkan mikrokontroler (misalnya Arduino atau ESP32) mengatur kerja pemanas, kipas, atau pelembab udara berdasarkan data sensor. Sistem ini dapat dilengkapi dengan tampilan LCD, alarm, serta komunikasi jarak jauh untuk meningkatkan kemudahan pemantauan dan keandalan.

4. Perkembangan teknologi otomasi telah memberikan kemudahan dalam kehidupan sehari-hari, salah satunya dalam sistem keamanan dan kenyamanan rumah. Salah satu penerapan dari teknologi ini adalah sistem garasi otomatis yang dapat membuka dan menutup pintu secara otomatis ketika kendaraan datang atau pergi. Sistem ini dapat dirancang dengan menggunakan sensor dan mikrokontroler sebagai pengendali utama.

Sistem garasi otomatis biasanya terdiri dari beberapa komponen utama, termasuk sensor untuk mendeteksi kehadiran kendaraan, motor listrik untuk menggerakkan pintu garasi, serta unit kontrol yang mengatur operasi keseluruhan sistem. Sensor yang digunakan bisa berupa sensor inframerah, ultrasonik, atau magnetik, yang berfungsi untuk memastikan bahwa pintu garasi tidak akan menutup saat ada objek atau kendaraan yang menghalangi jalurnya. Motor listrik digunakan untuk membuka dan menutup pintu garasi secara otomatis dengan perintah dari unit kontrol

2. Tujuan [Kembali]

1. 1. Mempelajari prinsip kerja Op-Amp dalam berbagai konfigurasi rangkaian.

2. Mengetahui perbedaan karakteristik antara penguat membalik dan tak membalik.

3. Memahami penggunaan Op-Amp sebagai penguat dan komparator.

4. Mengamati respons tegangan keluaran berdasarkan variasi masukan.

2. 1. Mengontrol kondisi lingkungan secara otomatis

2. Meningkatkan efisiensi pertanian

3. Memonitor kondisi lingkungan secara real-time

4. Menerapkan teknologi otomatisasi pada sistem pertanian

3. 1. Mengatur suhu dan kelembaban secara otomatis

2. Meningkatkan akurasi dan kestabilan proses inkubasi

3. Mengurangi ketergantungan pada pengawasan manual

4. Meningkatkan keamanan dan keandalan inkubator

4. 1. Merancang sistem otomasi pintu garasi berbasis sensor.

2. Mensimulasikan sistem garasi otomatis menggunakan software Proteus.

3. Mengaplikasikan logika kontrol sederhana untuk membuka dan menutup pintu garasi secara

otomatis

4. Untuk mengetahui aplikasi sensor dalam kehidupan sehari-hari.

3. Alat dan Bahan [Kembali]

1. Op-Amp 741

2. Resistor

3. Ground

4. Voltmeter

Instrumen

1. 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

Terminal mode

1. Power

Berfungsi untuk memberikan tegangan sumber pada rangkaian

Input voltage: 5V-12V
Output voltage: 5V
Output Current: MAX 3A
Output power:15W
conversion efficiency: 96%

Generator

1. Baterai

Spesifikasi

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

B. Bahan

1. Resistor

merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik.

Cara menghitung nilai resistor:

Tabel warna

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1

Gelang ke 2 : Hitam = 0

Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105

Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%

Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

2. Kapasitor

Kapasitor (Capacitor) atau disebut juga dengan Kondensator (Condensator) adalah Komponen Elektronika Pasif yang dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu sementara dengan satuan kapasitansinya adalah Farad.

Nilai kapasitor (104J) : 10 * 10^4 pF = 10^5 pF = 100nF; toleransi 5% = ± 95nF sampai 105nF

Kapasitor adalah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu sementara.

Cara menghitung nilai kapasitor :

1. Masukan 2 angka pertama langsung untuk nilai kapasitor.

2. Angka ke-3 berfungsi sebagai perpangkatan (10^n) nilai kapasitor.

3. Satuan kapasitor dalam piko farad.

4. Huruf terakhir menyatakan nilai toleransi dari kapasitor.

Daftar nilai toleransi kapasitor :
B = 0.10pF
C = 0.25pF
D = 0.5pF
E = 0.5%
F = 1%
G = 2%
H = 3%
J = 5%
K = 10%
M = 20%
Z = + 80% dan -20%

3. Operasional Amplifier (Op-Amp) LM741

Operasional amplifier (Op-Amp) adalah suatu penguat berpenguatan tinggi yang terintegrasi dalam sebuah chip IC yang memiliki dua input inverting dan non-inverting dengan sebuah terminal output, dimana rangkaian umpan balik dapat ditambahkan untuk mengendalikan karakteristik tanggapan keseluruhan pada operasional amplifier (Op-Amp). Pada dasarnya operasional amplifier (Op-Amp) merupakan suatu penguat diferensial yang memiliki 2 input dan 1 output. Op-amp ini digunakan untuk membentuk fungsi-fungsi linier yang bermacam-mcam atau dapat juga digunakan untuk operasi-operasi tak linier, dan seringkali disebut sebagai rangkaian terpadu linier dasar. Penguat operasional (Op-Amp) merupakan komponen elektronika analog yang berfungsi sebagai amplifier multiguna dalam bentuk IC dan memiliki simbol sebagai berikut :

Pinout:

Keterangan:

4. Ground

Sistem ground yang merupakan sebuah titik referensi tegangan yang memiliki nilai “nol”. Titik “nol” pada listrik AC & DC Untuk rangkaian DC, ground merupakan jalur kabel listrik yang berhubungan dengan kutub negatif (-) dari baterai/accu. Atau dengan kata lain ground ini digunakan untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus pada rangkaian.

5. Dioda

Untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Oleh karena itu, Dioda sering dipergunakan sebagai penyearah dalam Rangkaian Elektronika. Dioda pada umumnya mempunyai 2 Elektroda (terminal) yaitu Anoda (+) dan Katoda (-) dan memiliki prinsip kerja yang berdasarkan teknologi pertemuan p-n semikonduktor yaitu dapat mengalirkan arus dari sisi tipe-p (Anoda) menuju ke sisi tipe-n (Katoda) tetapi tidak dapat mengalirkan arus ke arah sebaliknya.

6. Transistor

Merupakan transistor tipe NPN yang digunakan untuk switching agar mengaktifkan kontak relay dan relay tersebut akan memberikan kontak pada motor DC dan output lainnya.

Spesifikasi :

Bi-Polar Transistor
DC Current Gain (hFE) is 800 maximum
Continuous Collector current (IC) is 100mA
Emitter Base Voltage (VBE) is > 0.6V
Base Current(IB) is 5mA maximum

Komponen Input

1. Logic state

Gerbang Logika (Logic Gates) adalah sebuah entitas untuk melakukan pengolahan input-input yang berupa bilangan biner (hanya terdapat 2 kode bilangan biner yaitu, angka 1 dan 0) dengan menggunakan Teori Matematika Boolean sehingga dihasilkan sebuah sinyal output yang dapat digunakan untuk proses berikutnya.

Pinout

2. Sensor Sound

Sensor ini bekerja berdasarkan besar kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor yang menyebabkan bergeraknya membran sensor yang memiliki kumparan kecil dibalik membran tersebut naik dan turun. Kecepatan gerak kumparan tersebut menentukan kuat lemahnya gelombang listrik yang dihasilkannya.

Pin OUT

Spesifikasi

Working voltage: DC 3.3-5V
Dimensions: 45 x 17 x 9 mm
Signal output indication
Single channel signal output
With the retaining bolt hole, convenient installation
Outputs low level and the signal light when there is sound

3. MQ-5 Gas Sensor

Berfungsi untuk mendeteksi asap.

Spesifikasi:

Pin out:

4.Sensor Jarak GP2D120

GP2D12 merupakan salah satu sensor jarak dengan keluaran tegangan analog. Jarak yang bisa dideteksi GP2D12 mulai dari 8cm sampai 80cm, sedangkan tegangan yang dikeluarkan adalah mulai dari 2,6 Vdc dan terus turun sampai sekitar 0,5 Vdc, sehingga jarak berbanding terbalik dengan tegangan, jadi tegangan akan semakin tinggi pada saat jarak semakin dekat.

Konfigurasi Pin:

Spesifikasi:

5. Magnetic reed switch

Magnetic Reed Switch Sensor adalah sensor yang bekerja berdasarkan medan magnet, digunakan untuk mendeteksi keberadaan atau kedekatan magnet. Sensor ini umum digunakan dalam sistem keamanan (seperti alarm pintu), otomasi rumah, robotika, dan elektronik lainnya

1.Dalam keadaan normal (tidak ada magnet), kontak dalam reed switch terbuka (tidak ada arus listrik yang mengalir).

2. Saat sebuah magnet didekatkan ke reed switch, medan magnet menyebabkan kontak di dalamnya menutup.

3. Penutupan kontak memungkinkan arus listrik mengalir, yang menandakan bahwa magnet (atau objek yang membawa magnet) ada di dekatnya.

Spesifikasi

1. Tipe Kontak

Normally Open (NO) / Normally Closed (NC)

Bergantung pada model

2. Tegangan Maksimal (Switching Voltage)

100 VDC (bisa lebih rendah, tergantung model)

Tegangan maksimum yang bisa dikendalikan oleh kontak reed switch

3. Arus Maksimal (Switching Current)

0.5 A - 1.0 A

Arus maksimum yang bisa melewati reed switch

4. Arus Beban Maksimal

1.5 A (sesekali)

Hanya arus puncak sebentar, tidak untuk penggunaan terus-menerus

5. Resistansi Kontak

< 200 mΩ

Hambatan internal saat reed switch tertutup

6. Waktu Respons

< 1 ms

Sangat cepat; cocok untuk aplikasi berkecepatan tinggi

7. Frekuensi Operasi Maksimum

200 Hz - 1 kHz

Kecepatan maksimum perubahan status buka/tutup

8. Jarak Aktif (jarak deteksi magnet)

5 – 25 mm

Tergantung kekuatan dan posisi magnet

9. Ukuran

Bervariasi: 14 – 20 mm panjang

Umumnya berbentuk silinder kecil tertutup kaca

10. Tipe Kemasan

Tabung kaca, kadang dilapisi plastik

Untuk melindungi kontak logam

11. Umur Operasional

> 10⁷ switching cycles

Sangat awet karena tidak ada kontak mekanis terbuka

12. Suhu Operasi

-40°C sampai +125°C

Tahan terhadap suhu ekstrem dalam batas tertentu

6. LDR Sensor

LDR (Light Dependent Resistor), juga dikenal sebagai photoresistor atau resistor peka cahaya, adalah komponen elektronik pasif yang nilai resistansinya berubah sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenainya. Semakin terang cahaya yang diterima oleh LDR, maka resistansinya semakin kecil, dan sebaliknya semakin gelap, resistansinya semakin besar.

LDR terbuat dari bahan semikonduktor, seperti kadmium sulfida (CdS), yang peka terhadap cahaya. Ketika terkena cahaya, foton yang masuk akan meningkatkan jumlah pembawa muatan bebas dalam material semikonduktor tersebut, sehingga menurunkan nilai resistansi.

Spesifikasi Umum Sensor LDR

Berikut adalah spesifikasi umum dari sensor LDR yang banyak digunakan:

Parameter	Nilai Tipikal
Tipe sensor	Resistor non-linier peka cahaya (CdS Photoresistor)
Tegangan kerja	3,3V – 5V (melalui pembagi tegangan)
Rentang resistansi	Dalam gelap: 1 MΩ atau lebih

Komponen - komponen output

1. LED

Light Emitting Diode atau yang sering disingkat LED merupakan sebuah komponen elektromagnetik yang dapat memancarkan cahaya monokromatik melalui tegangan maju. LED terbuat dari bahan semi konduktor yang merupakan keluarga dioda.

Klasifikasi 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.

Pin out:

2. Motor

Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Alat yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut generator atau dinamo.

Spesifikasi :

Daya: 2.2KW/3HP/3PK
Voltage : 220/380V/3phase
Speed : 1435RPM/4Poles 50Hz
Frame Size : 100L
As/Shaft : 28mm
Mounted : B5 (Flange Mounted)

Pin out:

3. Transistor NPN (BC-547)

Transistor NPN adalah transistor bipolar yang menggunakan arus listrik kecil dan tegangan positif pada terminal Basis untuk mengendalikan aliran arus dan tegangan yang lebih besar dari Kolektor ke Emitor.

Pin out:

Spesifikasi:

4. Relay

Relay adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi untuk menyambung dan memutuskan arus listrik dalam sebuah rangkaian. Karena fungsi relay tersebut, itulah mengapa komponen yang satu ini juga disebut sebagai saklar. Spesifikasi Relay umumnya adalah tegangan input 5 VDC, 12 VDC atau 48 VDC. Untuk common dan NO NC umumnya 220 vac dengan arus kerja 10 A. Jika spesifikasi relay sudah didapat kita bisa menggunakan contoh umum rangkaian switching relay dibawah ini. Rangkaian switching ini dibantu transistor sebagai pemicu Pin out:

4. Dasar Teori [Kembali]

Op-Amp adalah penguat tegangan diferensial dengan penguatan (gain) yang sangat tinggi. Idealnya, Op-Amp memiliki impedansi masukan yang tak terhingga dan impedansi keluaran nol. Karakteristik ideal ini memungkinkan Op-Amp digunakan dalam berbagai konfigurasi seperti:

Penguat Membalik (Inverting Amplifier)
Tegangan masukan diberikan ke terminal inverting (-) melalui resistor, sedangkan terminal non-inverting (+) dihubungkan ke ground. Output akan berbanding terbalik (180° fase) dengan input, dan besar penguatan diberikan oleh:
$A_v = -\frac{R_f}{R_{in}}$
Penguat Tak Membalik (Non-Inverting Amplifier)
Tegangan masukan diberikan ke terminal non-inverting (+). Output searah (tidak terbalik) terhadap input dan besar penguatan adalah:
$A_v = 1 + \frac{R_f}{R_1}$
Pengikut Tegangan (Voltage Follower)
Konfigurasi ini memberikan output yang sama dengan input (unity gain). Cocok digunakan sebagai buffer karena impedansi masukannya tinggi dan impedansi keluarannya rendah.
Komparator
Op-Amp dapat digunakan untuk membandingkan dua tegangan. Bila tegangan pada terminal (+) lebih besar dari terminal (−), maka output akan menuju tegangan maksimum (positif). Sebaliknya, jika lebih kecil, output akan menjadi minimum (negatif).

A. Resistor

Simbol:

Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V=I R).

Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.

Cara menghitung nilai resistor:

Tabel warna

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1

Gelang ke 2 : Hitam = 0

Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105

Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%

Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

Perhitungan Resistansi:

Grafik Respon:

Spesifikasi:

B. Dioda

Dioda adalah komponen yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Sebuah Dioda dibuat dengan menggabungkan dua bahan semi-konduktor tipe-P dan semi-konduktor tipe-N. Ketika dua bahan ini digabungkan, terbentuk lapisan kecil lain di antaranya yang disebut depletion layer. Ini karena lapisan tipe-P memiliki hole berlebih dan lapisan tipe-N memiliki elektron berlebih dan keduanya mencoba berdifusi satu sama lain membentuk penghambat resistansi tinggi antara kedua bahan seperti pada gambar di bawah ini. Lapisan penyumbatan ini disebut depletion layer.

C. Transistor NPN

Fungsi-fungsi Transistor diantaranya adalah :

sebagai Penyearah,
sebagai Penguat tegangan dan daya,
sebagai Stabilisasi tegangan,
sebagai Mixer,
sebagai Osilator
sebagai Switch (Pemutus dan Penyambung Sirkuit)

Struktur Dasar Transistor:

Pada dasarnya, Transistor adalah Komponen Elektronika yang terdiri dari 3 Lapisan Semikonduktor dan memiliki 3 Terminal (kaki) yaitu Terminal Emitor yang disingkat dengan huruf “E”, Terminal Base (Basis) yang disingkat dengan huruf “B” serta Terminal Collector/Kolektor yang disingkat dengan huruf “C”. Berdasarkan strukturnya, Transistor sebenarnya merupakan gabungan dari sambungan 2 dioda. Dari gabungan tersebut , Transistor kemudian dibagi menjadi 2 tipe yaitu Transistor tipe NPN dan Transistor tipe PNP yang disebut juga dengan Transistor Bipolar. Dikatakan Bipolar karena memiliki 2 polaritas dalam membawa arus listrik.

NPN merupakan singkatan dari Negatif-Positif-Negatif sedangkan PNP adalah singkatan dari Positif-Negatif-Positif.

Berikut ini adalah gambar tipe Transistor berdasarkan Lapisan Semikonduktor yang membentuknya beserta simbol Transistor NPN dan PNP.

1. Fixed Bias

Fixed bias yaitu, arus bias IB didapat dari VCC yang dihubungkan ke kaki B melewati tahanan R seperti gambar dibawah:

maka,

dimana,

dan

2. Emitter-Stabilized Bias

Emitter-Stabilized Bias adalah rangkaian Fixed bias yang ditambahkan tahanan RE seperti gambar dibawah:

maka,

sehingga tahanan RE kalau dilihat dari input untuk mencari arus IB adalah sebesar (β+1)RE

3. Self Bias

Self Bias adalah arus input didapatkan dari pemberian tegangan input VBB seperti gambar dibawah:

Dengan menggunakan hukum KVL, didapat,

maka,

4. Voltage-divider Bias

Voltage-divider Bias adalah arus bias didapatkan dari tegangan di R2 dari hubungan VCC seri dengan R1 dan R2 seperti gambar dibawah:

Untuk mencari arus IB maka dilakukan perubahan rangkaian denganmemakai metoda thevenin sehingga menghasilkan rangkaianpengganti seperti gambar dibawah:

dimana,

Rth = R1 // R2 dan

maka,

D. OP-AMP 741

Konfigurasi PIN LM741

Spesifikasi :

Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.

Jenis - jenis konfigurasi op amp yang digunakan pada rangkaian simulasi garasi otomatis ini adalah:

1. Voltage Follower

Voltage follower, juga dikenal sebagai buffer amplifier atau unity-gain amplifier, adalah sebuah rangkaian elektronika yang menggunakan op-amp (operational amplifier) untuk mengisolasi sumber sinyal dari beban tanpa mengubah sinyalnya. Ciri utama dari voltage follower adalah memiliki gain (penguatan) sebesar 1, yang berarti tegangan keluaran (output) sama dengan tegangan masukan (input).

Syarat op-amp ideal adalah Ed = 0 maka Vo = Vi sehingga ACL = Vo / Vi = 1

2. Non Inverting Amplifier

Rangkaian non inverting amplifier (tidak membalik) adalah seperti gambar dibawah, input dimasukkan ke kaki non inverting sehingga teganganoutput yang dihasilkan sefasa dengan tegangan input. Untuk mencari turunan penguatan tegangan ACL maka rangkaian dimisalkan dahulu dengan input dc positif, seperti gambar dibawah

Dari rangkaian gambar diatas dengan syarat op-amp ideal Ed = 0 maka VA = Vi sehingga rangkaian dapat disederhanakan untuk mencari arus I seperti gambar dibawah

Dengan I = Vi/Ri ,maka dapat dicari ACL rangkaian non inverting amplifier dengan persamaan:

3. Differential Amplifier

Differential amplifier adalah jenis penguat elektronika yang digunakan untuk menguatkan perbedaan antara dua tegangan input sambil menekan komponen tegangan yang sama pada kedua input.

Untuk mendapatkan rumus Vo(non.inv.amp) maka pertama digroundkan V2 sehingga rangkaian menjadi rangkaian non inverting amplifier seperti gambar dibawah.

dimana,

subtitusi

maka,

Untuk mendapatkan rumus Vo(inv.amp) maka digroundkan V1 sehingga rangkaian menjadi rangkaian inverting amplifier seperti gambar dibawah.

dimana,

maka,

Vo = Vo(non.inv.amp) - Vo(inv.amp)

4. Non Inverting Adder Amplifier

Non-inverting adder amplifier adalah jenis penguat operasional (op-amp) yang menggabungkan beberapa sinyal input menjadi satu sinyal output dengan menggunakan konfigurasi non-inverting. Dalam konfigurasi ini, sinyal input diberikan ke terminal non-inverting dari op-amp melalui resistor, dan sinyal output merupakan penjumlahan dari sinyal-sinyal input tersebut, diperkuat oleh op-amp.

Dari gambar 127 dengan memakai metoda loop tertutup untuk mencari arus loop sehingga bisa dicari tegangan input Vi. Syarat op-amp ideal adalah Ed = 0 sehingga VA = Vi

maka,

substitusi I

substitusi Vi

jika R1 = R2 = Ri = Rf = R maka Vo = V1 + V2

5. Detector Non Inverting, Vref tidak 0

Pada konfigurasi ini, Tegangan referensi (Vref) merupakan tegangan yang digunakan sebagai titik acuan. Vref bisa diatur ke nilai yang berbeda dari 0 untuk menggeser titik operasi dari detektor.

Rangkaian Detector Non Inverting dengan Vref bertegangan +

Cara Kerja:

Jika tegangan input (Vin) lebih besar dari Vref, output dari op-amp akan tinggi (biasanya mendekati tegangan suplai positif).
Jika Vin lebih kecil dari Vref, output akan rendah (biasanya mendekati tegangan suplai negatif atau ground).

Tegangan Output

Vout = Vsupply + 1 atau 2, jika Vin>Vref
Vout = Vsupply − 1 atau 2, jika Vin<Vref

5. Percobaan [Kembali]

1. Rangkaian aplikasi penguat dengan op-amp

2. Rangkaian aplikasi kontrol greenhouse

3. Rangkaian aplikasi kontrol incubator

4. Rangkaian aplikasi sesuai Tugas Besar

4. Buatlah suatu rangkaian aplikasi sesuai Tugas Besar anda yang terdiri dari ≥ 5 input sensor(analog & digital) dan output (seperti motor, heater, Fan, lampu dll) dengan melibatkan rangkaian kontrol yang memakai penguat transistor(bias berbeda) dan op-amp.(tipe rangkaian yang berbeda)