Komparator Inverting dengan Vref=0
1. Pendahuluan [kembali]
Komparator inverting adalah rangkaian elektronik yang memanfaatkan konfigurasi inverting dari sebuah operational amplifier (Op-Amp) untuk membandingkan dua sinyal tegangan. Rangkaian ini memiliki karakteristik unik dimana output akan berlawanan polaritas dengan input yang lebih besar.
Berikut beberapa poin kunci tentang komparator inverting:
- Prinsip Kerja: Tegangan input (Vin) terhubung ke input inverting (-) dari Op-Amp, sedangkan tegangan referensi (Vref) terhubung ke input non-inverting (+). Op-Amp kemudian akan membandingkan besarnya Vin dengan Vref.
- Output: Jika Vin lebih besar dari Vref, output Op-Amp akan jenuh pada level tegangan positif (Vsat). Sebaliknya, jika Vin lebih kecil dari Vref, output Op-Amp akan jenuh pada level tegangan negatif (-Vsat). Dengan kata lain, output berlawanan tanda dengan input yang lebih dominan.
- Kegunaan: Komparator inverting umum digunakan dalam berbagai aplikasi seperti konverter analog ke digital (ADC), rangkaian pencatu daya dengan pengaturan tegangan, serta sistem kontrol digital.
2. Tujuan [kembali]
- Mengetahui dan memahami apa yang dimaksud dengan Komparator Inverting Vref = 0 V
- Memahami rangkaian Komparator Inverting Vref = 0 V
- Dapat mensimulasikan rangkaian Komparator Inverting Vref = 0 V
3. Alat dan Bahan [kembali]
A. Alat
- Baterai
Baterai adalah perangkat yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia dengan koneksi eksternal yang digunakan untuk memberi daya pada perangkat listrik (sumber energi listrik).
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
- Resistor
Resistor merupakan salah satu komponen yang digunakan dalam sebuah sirkuit atau rangkaian elektronik. Resistor berfungsi sebagai resistansi/ hambatan yang mampu mengatur atau mengendalikan tegangan dan arus listrik rangkaian.
- Dinamo
Dinamo digunakan sebagai sumber AC. - Operational Amplifier
Operational Amplifier atau yang lebih sering disebut op amp merupakan suatu komponen elektronika analog yang berfungsi sebagai penguat atau amplifier multiguna yang diwujudkan dalam sebuah IC op-amp.
Dalam sistem elektronika ground berarti sebuah titik referensi umum atau tegangan potensial sama dengan “tegangan nol”. Ground bersifat relatif, karena dapat memilih titik dimana saja dalam sirkuit untuk dijadikan ground untuk mereferensi semua tegangan dalam rangkaian.
5. Dioda IN4002
Spesifikasi :
6. Transistor BC547
Spesifikasi
- Type - NPN
- Collector-Emitter Voltage: 35 V
- Collector-Base Voltage: 35 V
- Emitter-Base Voltage: 5 V
- Collector Current: 2.5 A
- Collector Dissipation - 10 W
- DC Current Gain (hfe) - 100 to 200
- Transition Frequency - 160 MHz
- Operating and Storage Junction Temperature Range -55 to +150 °C
- Package - TO-126
Konfigurasi Transistor:
Konfigurasi Common Base adalah konfigurasi yang kaki Basis-nya di-ground-kan dan digunakan bersama untuk INPUT maupun OUTPUT. Pada Konfigurasi Common Base, sinyal INPUT dimasukan ke Emitor dan sinyal OUTPUT-nya diambil dari Kolektor, sedangkan kaki Basis-nya di-ground-kan. Oleh karena itu, Common Base juga sering disebut dengan istilah “Grounded Base”. Konfigurasi Common Base ini menghasilkan Penguatan Tegangan antara sinyal INPUT dan sinyal OUTPUT namun tidak menghasilkan penguatan pada arus.
Konfigurasi Common Collector (CC) atau Kolektor Bersama memiliki sifat dan fungsi yang berlawan dengan Common Base (Basis Bersama). Kalau pada Common Base menghasilkan penguatan Tegangan tanpa memperkuat Arus, maka Common Collector ini memiliki fungsi yang dapat menghasilkan Penguatan Arus namun tidak menghasilkan penguatan Tegangan. Pada Konfigurasi Common Collector, Input diumpankan ke Basis Transistor sedangkan Outputnya diperoleh dari Emitor Transistor sedangkan Kolektor-nya di-ground-kan dan digunakan bersama untuk INPUT maupun OUTPUT. Konfigurasi Kolektor bersama (Common Collector) ini sering disebut juga dengan Pengikut Emitor (Emitter Follower) karena tegangan sinyal Output pada Emitor hampir sama dengan tegangan Input Basis.
Konfigurasi Common Emitter (CE) atau Emitor Bersama merupakan Konfigurasi Transistor yang paling sering digunakan, terutama pada penguat yang membutuhkan penguatan Tegangan dan Arus secara bersamaan. Hal ini dikarenakan Konfigurasi Transistor dengan Common Emitter ini menghasilkan penguatan Tegangan dan Arus antara sinyal Input dan sinyal Output. Common Emitter adalah konfigurasi Transistor dimana kaki Emitor Transistor di-ground-kan dan dipergunakan bersama untuk INPUT dan OUTPUT. Pada Konfigurasi Common Emitter ini, sinyal INPUT dimasukan ke Basis dan sinyal OUTPUT-nya diperoleh dari kaki Kolektor.
7. Op-Amp LM741
Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah 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.
Konfigurasi UA741
Komponen Input
1. PIR Sensor
Sensor PIR atau Passive Infra Red adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu objek. Sensor PIR bersifat pasif, yang berarti sensor ini tidak memancarkan sinar infra merah melainkan hanya dapat menerima radiasi sinar infra merah dari luar. Sensor PIR dapat mendeteksi radiasi dari berbagai objek dan karena semua objek memancarkan energi radiasi, sebagai contoh ketika terdeteksi sebuah gerakan dari sumber infra merah dengan suhu tertentu yaitu manusia mencoba melewati sumber infra merah yang lain misal dinding, maka sensor akan membandingkan pancaran infra merah yang diterima setiap satuan waktu, sehingga jika ada pergerakan maka akan terjadi perubahan pembacaan pada sensor.
Pin out
Spesifikasi
- Vin : dc 5v 9v.
- Radius : 180 derajat.
- Jarak deteksi : 5 7 meter.
- Output : digital ttl.
- Memiliki setting sensitivitas.
- Memiliki setting time delay.
- Dimensi : 3,2 cm x 2,4 cm x 2,3 cm.
- Berat : 10 gr.
Grafik Sensor PIR
4. Dasar Teori [kembali]
- Dengan Vref = 0Volt
Rangkaian komparator inverting dengan tegangan input Vi berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi Vref = 0 Volt adalah seperti gambar 88.
Untuk menghitung berapa tegangan ambang VUT(Upper Threshold Voltage) atau VLT(Lower Threshold Voltage) maka lakukan pemisalan kondisi tegangan output Vo = +Vsat atau –Vsat. Misalkan tegangan output Vo = +Vsat seperti gambar 89 maka dapat dihitung tegangan ambang atas VUT:
Misalkan tegangan output Vo = -Vsat seperti gambar 90 maka dapat dihitung tegangan ambang bawah VLT:
Bentuk gelombang tegangan output VO adalah seperti pada gambar 91 dan karakteristik I-O seperti pada gambar 92.
- Dengan Vref ≠ 0Volt
Rangkaian komparator inverting dengan tegangan input Vi berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi Vref ≠ 0 Volt adalah seperti gambar 93.
Misalkan tegangan output Vo = +Vsat seperti gambar 94 maka dapat dihitung tegangan ambang atas VUT:
Misalkan tegangan output Vo = -Vsat seperti gambar 95 maka dapat dihitung tegangan ambang bawah VLT:
Bentuk gelombang tegangan output Vo adalah seperti pada gambar 96 dan gambar 97 dan karakteristik I-O seperti pada gambar 98 dan gambar 99.
5. Percobaan [kembali]
a) Prosedur [kembali]
- Langkah-langkah dalam membuat rangkaian ini, siapkan semua alat dan bahan serta komponen terkait dan aplikasi beserta library proteus.
- Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak pada aplikasi proteus.
- Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian.
- Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh yang mana kabelnya terhubung antar alat, bahan dan komponen.
- Lalu running modelan rangkaian , jika tidak terjadi error, maka motor akan bergerak yang berarti rangkaian bekerja. Jika tidak, cek kembali kesalahan yang terjadi pada struktur rangkaian.
b) Rangkaian simulasi [kembali]
Vsine akan mengeluarkan gelombang input yang kemudian diteruskan ke kaki inverting op-amp dan terus ke ground. jika tegangan outputnya + maka tegangan upper threshold dapat dihitung, sedangkan tegangan outputnya - maka dapat dihitung tegangan lower threshold
Prinsip Kerja:
Pada saat seseorang ingin belajar dan mendekati meja belajar, maka sensor PIR akan medeteksi orang tersebut, yang mengakibatkan sensor berlogika satu lalu sehingga adanya arus yang mengalir dari power supply menuju ke Vcc, kemudian dikeluarkan berupa tegangan melalui kaki Vout kemudian menuju ke Op-Amp di mana di sini Op-Amp sebagai komparator inverting dengan Vref =0 dimana Vout = +Vsat, Vut = R6/(R3 +R6)X Vsat =2000/2500X10,8 = 8,64v. Setelah itu tegangan diumpankan ke R5 menuju kaki base dengan tegangan yang cukup pada base sehingga transistor aktif dengan transistor aktif maka ada arus yang mengalir dari power supply menuju relay menuju kolektor menuju emitor terus ke ground, jenis dari biasnya yaitu fixed bias dengan adanya arus tersebut maka nilai menjadi aktif dengan switch-nya berpindah ke kiri sehingga rangkaian loop menjadi tertutup dengan rangkaian loop tertutup maka arus dapat mengalir yang mengakibatkan lampu belajar hidup.
c) Video Simulasi [kembali]
6. Download File [kembali]
Komentar
Posting Komentar