Jika Anda pernah menggunakan IC dalam rangkaian elektronika Anda, maka Anda mungkin telah memperhatikan bahwa sebagian besar dari rangkaian mengandung komponen berbentuk segitiga didalam skematik. Yang dimaksud segitiga ini disebut Operational Amplifier / penguat operasional juga dikenal sebagai OP AMP.
Karena mereka sangat umum dan berguna untuk peralatan elektronik analog dan digital dan sudah sering saya pergunakan pada tulisan saya yg membahas rangkaian dengan fungsi tertentu. Kali ini saya akan menunjukkan kepada Anda apa yang mampu dilakukan op amp dan bagaimana menanganinya dengan benar, dan mari kita mulai.
Pertama-tama Anda bisa membuka daleman sebuah IC Op Amp dan melihat dalam paket inline ganda dengan 14 pin yang biasanya memiliki empat op amp atau delapan pin yang memiliki dua atau hanya satu bagian dalam op-amp. Sebagai contoh saya akan menggunakan opamp favorit sejuta umat LM 358 yang cukup populer di kalangan penghobi elektronika.
Dari IC Op amp , rangkaian ground GND terhubung ke nol volt dan VCC / pin + ke sumber tegangan dua belas volt, dan ini aman saja karena tidak melebihi rentang suplai tunggal IC. Selanjutnya saya menerapkan tegangan plus 1 volt ke input plus (+) alias non-inverting masukan dari op amp serta resistor pulldown 10 kilo ohm.
Untuk mengatur set tegangan referensi ke ground, maka saya membuat pembagi tegangan yang terdiri dari: resistor 1 kilo ohm dan 5.1 kilo ohm dan terhubung antara pin output dan input negatif alias input pembalik / inverting. Sebagai hasilnya saya mengukur output mengeluarkan tegangan 6.1 volt pada yg artinya faktor amplifikasi 6,1.
Tapi mengapa juga aturan pertama op amp memberi kita jawaban output dari op amp akan selalu mencoba segalanya untuk menjaga perbedaan tegangan antara input pada nol volt ? Itu berarti perlu ada penurunan tegangan yang sama pada R1 dengan tegangan input.
Jika kita sekarang menambahkan rumus pembagi tegangan ke ini dan fakta bahwa penguatannya adalah tegangan output dibagi dengan tegangan input kita akhirnya mendapatkan rumus klasik untuk penguatan op-amp non-pembalik (Non Inverting Amplifier).
Rangkaian seperti itu dapat digunakan untuk: memperkuat sinyal dari sensor seperti misalnya sensor suhu PT 100 atau sinyal AC dari mikrofon electret. yang satu ini menghasilkan maksimum puncak tegangan sekitar 100 milivolt ac .
Sekarang dapat saya perkuat dengan mudah keuntungan 48x dengan mengubah resistor 5.1 kilo ohm menjadi 47 kilo ohm. Tetapi ketika saya mengamati output, kami melihat masalah lain hanya AC positif tegangan diperkuat karena ayunan tegangan keluaran terbatas pada suplai tegangan yang berarti kita membutuhkan 12 volt positif dan negatif untuk berhasil memperkuat sinyal AC.
Ini bisa kita bikin dengan catu daya di Lab , tetapi karena itu biasanya bukan pilihan yg bagus. Juga juga bisa tambahkan offset DC ke input sebelumnya dengan cara ini amplifikasi lengkap berfungsi sampai batas tertentu tetapi karena kita juga memperkuat tegangan DC ini waktu kami mencapai batas output rangkaian 10,8 volt bukannya 12 volt. Dan kenyataan dari tegangan suplai juga tidak ada yang sempurna.
Op-amp yang ideal juga akan memiliki impedansi input tinggi yang tak terbatas dan dengan demikian tidak ada arus input yang bisa mengalir yang tidak benar itu akan memiliki impedansi output dari nol yang berarti kita dapat menarik arus sebanyak yang kita inginkan, yang tidak benar dan daftarnya terus bertambah.
Tetapi di sisi lain memang ada jenis rail to rail op amp yang dapat mencapai tegangan output yang sama dengan suplainya tegangan dan selama Anda tidak ingin membuat sirkuit presisi seperti itu karena tidak ada yang ideal. Parameter tidak terlalu penting, tetapi mari kita kembali ke sirkuit penguat mikrofon.
Yang lebih cocok untuk tugas ini adalah op-amp inverting / pembalik. Di konstelasi ini input (+) terhubung ke ground yang berarti input minus harus memiliki potensi tegangan nol volt juga dan karena aturan kedua op amp mengatakan bahwa : input tidak menarik arus arus yang melalui r1 harus sama dengan yang melalui r2.
Ini menghasilkan rumus klasik untuk rangkaian op-amp pembalik dan dengan menghubungkan meneruskan input ke tegangan offset DC alih-alih ground, kita dapat memperkuat mikrofon sinyal AC dengan tanpa memperkuat tegangan DC apa pun. Sinyal output kemudian dapat dihubungkan ke speaker tetapi seperti yang saya katakan sebelumnya karena arus keluaran maksimum yang kecil, suaranya hampir tidak dapat didengar.
Aturan penting terakhir ketika bekerja dengan op amp adalah ketika tidak ada umpan balik terpasang di antara output dan input, output akan melompat ke tegangan output maksimum ketika input plus memiliki tegangan lebih tinggi dari input (-). Output akan melompat ke tegangan output minimum minimum ketika input minus memiliki tegangan lebih tinggi dan alasannya adalah gain loop terbuka yang tinggi dari op-amp dan konfigurasi seperti itu disebut :"COMPARATOR" dan ada juga IC komparator terpisah yang mencapai waktu respons lebih cepat daripada rata-rata op-amp.
Dan dengan tiga aturan emas itu Anda dapat memahami dan membuat rangkaian :
Constant Current Source
Voltage Follower / pengikut tegangan
Integrator
Diferentiator
Schmitt Trigger
Dan daftar rangkaian nya terus berlanjut, dan seperti yang Anda lihat Op Amp adalah komponen serbaguna dan masih banyak lagi yang bisa dikatakan tentang nya.
courtesy of : Great Scott
