DETEKTOR, KOMPARATOR, AMPLIFIER

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

1. Pendahuluan [Kembali]

KOMPARATOR NON INVERTING DENGAN V REFF = -V

Dalam era teknologi yang semakin canggih, kenyamanan dan keselamatan menjadi salah satu faktor yang sangat penting dalam berbagai aplikasi. Salah satu contoh aplikasi kenyamanan kelas adalah sistem pengaturan suhu, kelembaban, dan kualitas udara dalam ruangan. Untuk memantau dan mengatur kondisi lingkungan tersebut, diperlukan sebuah sistem yang dapat mendeteksi perubahan kondisi lingkungan dan mengambil tindakan yang sesuai.
Pada aplikasi ini, kita akan menggunakan komparator non-inverting dengan Vref negatif untuk mendeteksi perubahan kondisi lingkungan. Dengan menggunakan Vref negatif, kita dapat meningkatkan akurasi dan stabilitas sistem pengaturan kenyamanan kelas. Dalam laporan ini, kita akan membahas lebih lanjut tentang aplikasi komparator non-inverting dengan Vref negatif dan bagaimana cara mengimplementasikannya dalam sistem pengaturan kenyamanan kelas.
Salah satu komponen elektronik yang sangat penting dalam sistem tersebut adalah komparator. Komparator adalah sebuah perangkat elektronik yang dapat membandingkan dua sinyal input dan menghasilkan output berupa sinyal digital yang sesuai dengan kondisi input. Dalam aplikasi kenyamanan kelas, komparator digunakan untuk membandingkan sinyal input dari sensor dengan nilai referensi (Vref) untuk mendeteksi perubahan kondisi lingkungan.

2. Tujuan [Kembali]

Untuk memenuhi tugas elektronika
Sebagai aplikasi dari komparator non-inverting Vref=-

3. Alat dan Bahan [Kembali]

A.Alat
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

Osiloskop

GAMBAR 6. OSILOSKOP

Osiloskop adalah alat ukur elektronika yang berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal listrik. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode.

Power Supply

Power Supply atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Catu Daya adalah suatu alat listrik yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik ataupun elektronika lainnya.

Baterai

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

B. Bahan
Resistor

GAMBAR 1. RESISTOR

Resistor merupakan salah satu komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk membatasi arus yang mengalir pada suatu rangkaian dan berfungsi sebagai terminal antara dua komponen elektronika.Tegangan pada suatu resistor sebanding dengan arus yang melewatinya (V=IR).

OP-AMP

GAMBAR 4. OP-AMP

Penguat operasional atau yang biasa disebut OP-AMP merupakan suatu jenis penguat elektronika dengan sambatan(coupling) arus searah yang memiliki faktor penguatan(gain) sangat besar dengan dua masukan dan satu keluaran.

Ground

GAMBAR 5. GROUND

Ground adalah titik kembalinya arus searah atau titik kembalinya sinyal bolak balik atau titik patokan dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik dalam rangkaian elektronika.

4. Dasar Teori [Kembali]

Op-Amp (Operational Amplifier)

Penguat operasional (Operational Amplifier) atau yang biasa disebut dengan op-amp, merupakan penguat elektronika yang banyak digunakan untuk membuat rangkaian detektor, komparator, penguat audio, video, pembangkit sinyal, multivibrator, filter, ADC, DAC, rangkaian penggerak dan berbagai macam rangkaian analog lainnya. Op-amp pada umumnya tersedia dalam bentuk rangkaian terpadu yang memiliki karakteristik mendekati karakteristik penguat operasional ideal tanpa perlu memperhatikan apa yang terdapat di dalamnya. Ada tiga karakteristik utama op-amp ideal, yaitu;

Adapun simbol op-amp adalah seperti pada gambar 64

Gambar 7

dimana,
V1 adalah tegangan masukan dari kaki non inverting
V2 adalah tegangan masukan dari kaki inverting
Vo adalah tegangan keluaran

sehingga
Adapun tegangan output maksimum yang dapat dihasilkan adalah :

dibawah tegangan sumber +-Vs = +-Vsat

Tegangan output maksimum secara praktis dihasilkan sekitar 2 Volt dibawah tegangan sumber ±Vs dan disebut juga sebesar tegangan saturasi ±Vsat . Gambar 65 memperlihatkan kurva karakteristik hubungan Vi terhadap Vo untuk rangkaian op-amp dengan tegangan input dihubungkan ke kaki input non inverting (+) dan tegangan 0 Volt (di ground) ke kaki input inverting (-). Sesuai dengan nama input op-amp yaitu apabila input dimasukkan ke kaki non inverting (+) yang artinya tidak membalik maka tegangan output yang dihasilkan adalah sefasa dengan tegangan input. Seperti terlihat pada gambar 1 yaitu saat input Vi bertegangan positif maka output yang dihasilkan juga bertegangan positif dan sebaliknya

Gambar8 Rangkaian op-amp dengan kurva karakteristik I-O

Komparator non inverting dengan Vref -

¹

Gambar 9 Rangkaian komparator non inverting

Untuk menghitung berapa tegangan ambang VUT atau VLT maka lakukan pemisalan kondisi tegangan output VO sama dengan +Vsat atau –Vsat.
LT

Gambar 10 Rangkaian komparator non inverting saat VO = +Vsat

Misalkan tegangan output VO = -Vsat seperti gambar 102 maka dapat dihitung tegangan ambang bawah V

Gambar 11 Rangkaian komparator non inverting saat V0= -Vsat

Bentuk gelombang tegangan output VO dengan Vref - adalah seperti pada gambar 12 dan karakteristik I-O seperti pada gambar 13

Gambar 12 Bentuk gelombang tegangan output dengan Vref = bertegangan negatif

Gambar 13 Kurva karakteristik I-O dengan Vref = bertegangan negatif

Sehingga:

5. Percobaan [Kembali]

1. Kipas Angin Dengan Touch Sensor

Cara Kerja :

1. Touch Sensor Aktif

· Saat disentuh, pin OUT sensor mengeluarkan tegangan +5V.

· Tegangan ini masuk ke pin non-inverting (+) dari op-amp U1.

2. Komparator Membandingkan

· Pin inverting (−) dari op-amp terhubung ke referensi tetap melalui R2.

· Komparator (U1) membandingkan:

V+=5VvsV−=tetap (dari R2)V_+ = 5V

Karena V+>V− , maka output U1 = HIGH (sekitar 5V)

3. Transistor Aktif

· Output U1 masuk ke resistor R3, lalu ke basis transistor NPN (Q1)

· Basis menerima tegangan → transistor jenuh (saturasi)

· Arus mengalir dari kolektor ke emitter → relay aktif

4. Relay Menyalakan Kipas

· Saat relay aktif, kontak NO (normally open) tertutup

· Kipas yang terhubung ke supply +5V mendapat arus dan menyala

Saat Sensor Tidak Disentuh:

· Output sensor = 0V

· V+<V− , maka output U1 = 0V

· Transistor off, relay off, kipas mati

2. Lampu Pada Koridor dengan Sensor PIR

Cara Kerja Rangkaian:

1. Pendeteksian Gerakan oleh Sensor PIR

· Sensor PIR akan menghasilkan logika HIGH (sekitar 5V) pada pin OUT jika ada gerakan.

· Jika tidak ada gerakan, pin OUT akan LOW (0V).

2. Sinyal PIR Masuk ke Komparator (Op-Amp 741)

· Output dari PIR masuk ke pin non-inverting (pin 3) dari op-amp.

· Pin inverting (pin 2) terhubung ke referensi tegangan (melalui R5) — ini bisa jadi tegangan ambang batas (misalnya 2.5V).

· Komparator membandingkan tegangan di pin 3 dan pin 2:

o Jika V(+)>V(-) → output komparator (pin 6) HIGH.

o Jika V(+)<V(-) → output komparator LOW.

3. Transistor sebagai Saklar

· Output dari op-amp disalurkan ke basis transistor Q2 melalui resistor R6.

· Jika output komparator HIGH → transistor aktif (saturasi) → relay aktif.

· Jika output komparator LOW → transistor mati → relay tidak aktif.

4. Relay Mengendalikan Lampu

· Saat relay aktif (karena transistor aktif), kontak relay menutup dan mengalirkan arus ke LED D3, menyalakan lampu koridor.

· Saat relay tidak aktif, lampu mati.

5. Dioda Flyback (D2)

· Melindungi transistor dari tegangan induksi saat relay dimatikan.

3. Lampu Dengan Sensor LDR

Cara Kerja Rangkaian:

1. Pembentukan Tegangan dari LDR

· LDR dan R8 (2kΩ) membentuk pembagi tegangan.

· Saat terang, resistansi LDR rendah → tegangan di pin 3 (non-inverting) rendah.

· Saat gelap, resistansi LDR tinggi → tegangan di pin 3 tinggi.

2. Tegangan Referensi di Pin 2

· Pin 2 op-amp diatur ke tegangan tetap, misalnya 1V (bisa disesuaikan).

· Ini adalah ambang batas terang/gelap.

3. Perbandingan oleh Op-Amp (Komparator)

· Op-amp 741 membandingkan tegangan di pin 3 (+) dan pin 2 (−):

o Jika V(+)>V(−) → output op-amp HIGH (+V) → LED menyala.

o Jika V(+)<V(−) → output op-amp LOW (−V) → LED mati.

4. R7 (100k) sebagai Histeresis

· R7 (feedback resistor) memberikan umpan balik positif untuk membuat histeresis:

o Artinya, ada perbedaan kecil antara tegangan saat nyala dan saat mati.

o Mencegah LED berkedip ketika cahaya mendekati ambang batas (sensitivitas terlalu tinggi).

o Ukurannya besar (100k) dibanding R8 agar efek histeresis cukup terasa.

6. Link Download [Kembali]]

download file rangkaian di sini

File HTML [unduh]

Datasheet Op-Amp [unduh]

Datasheet LED [unduh]

Datasheet LDR [unduh]

Datasheet Batterai [unduh]

Datasheet Speaker [unduh]

Datasheet Motor DC [unduh]

Datasheet Relay [unduh]

Datasheet Resistor [unduh]

Datasheet Diode [unduh]

Datasheet Buzzer [unduh]

Datasheet Voltmeter [unduh]

Datasheet Transistor NPN [unduh]

Datasheet Optocoupler [unduh]

Datasheet Load cell [unduh]

Datasheet aol [unduh ]

Datasheet kelembapan sensor [unduh ]

Datasheet water sensor [ unduh ]

Download datasheet transistor 2N1711 klik disini

Download datasheet transistor 2N2222 klik disini

Download datasheet op amp 741 klik disini

Download datasheet op amp 1458 klik disini

Download datasheet op amp 3403 klik disini