KOMPARATOR

pada dasarnya penguat operasional (opersional amplifier) umum digunakan sebagai komparator untuk membandingkan amplitudo suatu tegangan dengan amplitudo tegangan yang lain. pada rangkaian komparator penguat operasional digunakan pada konfigurasi terbuka dengan tegangan masukkan (input voltage) pada satu terminal masukkan dan sebuah tegangan referensi pada terminal masukkan lainya.
prinsip sebuah rangkaian komparator merupakan sebuah contoh dari rangkaian penguat operasional yang membandingkan 2 tegangan masukkan serta menghasilkan sebuah keluaran dari salah satu keadaan , yaitu lebih besar atau lebih kecil terhadap hubungak dari masukkan-masukkan tersebut.

KOMPARATOR OPEN LOOP
bila tegangan pada input inverting (V1) lebih positif dari pada input non inverting (V2), maka outputnya akan sama dengan (-Vsat).
bila tegangan pada input inverting (V1) lebih negatif dari pada input non inverting (V2), maka outputnya akan sama dengan (+Vsat).

contoh soal :

KOMPARATOR CLOSE LOOP

jika pada komparator open loop tegangan keluaran selalu +Vsat dan -Vsat , maka pada komparator close loop outputnya dapat kita atur sesuai keinginan kita dengan cara mengubah resistansi Ro dan Ri.

Jika V2=V1 ,maka Vo=0

Jika V2<V1 ,maka Vo<0

Jika V2>V1 ,maka Vo>0

Tegangan outputnya akan berlawanan phasa dan merupakan selisih antara kedua inputnya, dan ditentukan dengan persamaan :

komparator close loop dapat memberika penguatan jika perbandingan Ro1 dan Ri1 sama dengan perbandingan Ro2 dan Ri2 sehingga tegangan outputnya adalah:

contoh soal :

penguat op-amp (inverting op-amp) dan (non inverting op-amp)

RANGKAIAN INVERTING OP-AMP (CLOSED LOOP)

Rangkaian penguat pembalik sinyal masukkan diberikan melalui sebuah resistor masukkan (Ri) yang dihubungkan secara seri terhadap masukkan pembalik (inverting input) yang disimbolkan dengan (-). sinyal keluaran penguat operasional pada rangkaian penguat pembalik (inverting amplifier) diumpan balikan melalui (Rf) kemasukkan yang sama.

pada prinsip sebuah penguat operasional (operational amplifier) idela memiliki impedansi masukan yang sangat besar hingga dinyatakan sebagai impedansi masukkan tak terhingga (infinite input impedance). kondisi penguat operasional yang memiliki impedansi masukkan tak terhingga tersebut menyebabkan tidak adanya arus yang melewati  masukkan membalik (inverting input) pada penguat opersional. keadaan tak berarus pada masukkan membalik tersebut membuat tegangan jatuh diantara masukkan membalik dan masukkan tak membalik bernilai 0Volt. kondisi tersebut menunjukan bahwa tegangan pada masukkan membalik adalah bernilai 0Volt karena kondisi masukkan tak membalik (non-inverting input) yang di hubungkan ke ground. kondisi masukkan membalik (inverting input) yang memiliki tegangan 0Volt tersebut dinyatakan sebagai ground semu (Virtual Ground).

groun semu ( virtula ground)

arah aliran arus

untuk mencari Vout maka rumus yang di perlukan adalah:

rumus untuk mendapatkan nilai |Acl| (penguat loop tertuup)  :

rumus untuk mencari Rout (AL= penguat loop) (Aol= penguat loop terbuka) :

RANGKAIN NON INVERTING OP-AMP (CLOSED LOOP)

rangkaian penguat tak membalik ( non inverting amplifier) sinyal masukkan diberikkan ke masukkan tak membalik (non inverting input) kemudian keluaranya diberikkan kembali ke masukkan membalik (inverting input) melalui rangkaian umpan balik (feed back) yang terbentuk dari resistor masukkan (Ri) dan resistor umpan balik (Rf) tersebut membentuk sebuah rangkaian pembagi tegangan  yang mengurangi tegangan keluaran (Vout) dan menghubungkan tegangan keluaran yang telah berkurang tersebut ke masukkan membalik (inverting input) .

prinsipnya yang menjadi masukkan diferensial bagi penguat operasional pada hubungan ini adalah perbedaan antara tegangan masukkan (Vin) dan tegangan umpan balik . tegangan diferensial dikuatkan oleh penguat tegangan terbuka (open-loop voltage gain) dari penguat operasional tersebut.

rumus untuk mendapatkan Vout :

rumus untuk mendapatka nilai (Acl)  :

contoh soal    :

VOLTAGE LEVEL DETECTOR

level tegangan positif dapat dideteksi oleh rangkaian pembanding (komparator). detektor tegangan positif menggunakan masukkan membalik (inverting input) sebagai pengindra perubahan tegangan , sementara jaringan pembagi tegangan resistif berfungsi untuk membentuk tegangan referensi (Vref) dalam masukan tak membalik. pembagi resistif di hubungkan di antara catu + V dan ground. tegangan referensi ditentukan melalui rumus :

 dengan memasukan nilai-nilai R2,R3 dan +V kedalam rumus .

level detektor tegangan negativ dapat dibuat dengan menempatkan pembagi resistif diatara catu -V dan ground. bila perubahan tegangan pada masukkan membalik melampaui tagangan Vref , keluaran akan -Vsat. sebaliknya jika terjadi diteksi, keluaran akan berubaha ke +Vsat.

detektor level tegangan dapat dirancang dengan masukkan tak membalik sebagai pengindra dan masukkan membalik sebagai acuan. tegangan keluaran akan berayun dalam arah berlawanan terhadap detector.

EEPROM MEMORY

Dalam suatu mikrokontroler biasanya terdapat tiga buah memori, yaitu RAM, ROM dan EEPROM. RAM dan ROM hampir selalu ada pada setiap mikrokontroler, sedangkan EEPROM hanya terdapat pada beberapa jenis mikrokontroler tertentu. RAM digunakan sebagai penyimpan data sementara yang berupa register-register. Register adalah tempat penyimpanan data yang berkaitan dengan banyak hal, misalnya variabel dalam program, keadaan input/output, serta pengaturan timer/counter dan komunikasi serial. Telah disebutkan sebelumnya data pada RAM akan hilang saat catu daya dicabut.

ROM digunakan sebagai tempat penyimpanan program. ROM yang banyak dipakai pada mikrokontroler saat ini adalah flash PEROM (Programmable Erasable ROM), yang mirip seperti memori pada flash disk, namun bedanya adalah flash PEROM hanya dapat dihapus dan ditulis secara sekaligus. EEPROM biasanya digunakan untuk menyimpan data yang tidak boleh hilang meski catu daya dihapus. Meski fungsinya mirip EEPROM biasanya lebih sedikit digunakan dibanding RAM karena kecepatan akses EEPROM yang lebih lambat. Contoh penggunaannya adalah penyimpanan data password. atau setting suatu sistem.

Timer/counter adalah peranti untuk mencacah sinyal dari clock ataupun sinyal dari suatu kejadian. Jika sinyal yang dicacah berasal dari clock maka peranti ini berfungsi sebagai pewaktu, sedangkan jika berasal dari clock maka peranti ini berfungsi sebagai pencacah. Pewaktu bisa digunakan untuk bermacam-macam kegunaan, misalnya untuk menghasilkan tundaan waktu dan untuk mengukur selang waktu suatu proses.

TIMER SEBAGAI GENERATOR GELOMBANG

TUJUAN :

1.      Mampu membuat program untuk memanfaatkan timer sebagai generator gelombang.

2.      Mampu membuat program untuk memanfaatkan timer sebagai generator gelombang  dengan adjustable duty cycle.

3.      Mampu membuat program untuk memanfaatkan timer sebagai generator gelombang adjustable frekuensi.

PERALATAN :

1. Komputer                : 1set

2. Arduino Uno            : 1pcs

3. Project Board          : 1pcs

4. Kabel Jumper          : 1set

5. LCD                        : 1pcs

6. Potensiometer 10K   : 3pcs

7. LED                         : 1pcs

8. Resistor 330 Ohm     : 1pcs

9. Transistor 2N2222    : 1pcs

10. Resistor 2K2           : 1pcs

PERCOBAAN :

7.1 Generator Gelombang dengan Adjustable Duty cycle

          Pada percobaan kali ini akan dibuat program untuk mengeluarkan gelombang kotak pada pin 9 (OC1A) . Gelombang yang akan dikeluarkan pada pin 9 adalah gelombang berbentuk kotak dengan duty cycle dapat diatur lebarnya. Lebar duty cycle akan diatur oleh potensiometer yang terhubung pada pin A0. Pada percobaan kali ini akan digunakan fungsi analogWrite yang berfungsi untuk mengeluarkan sinyal gelombang pada pin Pulse Width Modulation (PWM).

Prosedur : 

Buatlah rangkain seperti Gambar 7.1.

rangkaian diferensial dan integrator

RANGKAIAN DIFERENSIATOR OP-AMP

Fungsi rangkaian untuk menghasilkan tegangan yang merupakan fungsi dari tegangan input diferensial waktu. Diferensiator sirkuit pada dasarnya sebuah pass filter untuk kondensor yang terdiri dari baris dan resistor baris. Karena reaktansi kondensor meningkat jika frekuensi jatuh, sirkuit ini menghilangkan komponen frekuensi rendah dari input. Jika ada masukan tingkat diterapkan untuk diferensiator, tegangan pada kondensor berubah dalam sekejap sehingga ada tegangan pada resistor berkurang secara eksponensial sesuai dengan rumus.

Penguat diferensial digunakan untuk mencari selisih dari dua tegangan yang telah dikalikan dengan konstanta tertentu yang ditentukan oleh nilai resistansi yaitu sebesar  R_f/R₁ untuk R₁ = R₂ dan R_f = R_g. Penguat jenis ini berbeda dengan diferensiator. Rumus yang digunakan adalah sebagai berikut:

Sedangkan untuk R₁ = R₂ dan R_f = R_g maka bati diferensial adalah:

.

                                                                Rangkaian diferensiator

Timer dan Counter

PRAKTIKUM 6
TIMER DAN COUNTER

TUJUAN :

1      Mampu membuat program yang menggunakan fitur timer sebagai pewaktu.

       Mampu membuat program yang menggunakan fitur timer sebagai penghitung.

3       Mampu mempergunakan fitur timer pada mikrokontroller untuk membuat jam digital sederhana.

PERALATAN :

1.       Komputer                                                         : 1set

2.       Arduino Uno                                                     : 1pcs

3.       Kabel USB tipe B                                             : 1pcs

4.       Project Board                                                   : 1pcs

5.       Kabel Jumper                                                    : 1set

6.       LED                                                                  : 1pcs

7.       Resistor 330 Ohm                                             : 1pcs

8.       Switch Pushbutton                                             : 1pcs

9.       LCD                                                                  : 1pcs

10.   Potensiometer                                                    : 1pcs

PERCOBAAN :

6.1 Penggunaan Timer Overflow untuk LED Blinking

                Pada percobaan kali ini akan dibuat program untuk membuat led berkedip per 500 millisecond. Pada dasarnya LED akan toogle (berubah kondisinya) setiap terjadi interupsi timer overflow. Nilai register timer di-set sedemikian rupa sehingga menghasilkan waktu overflow per 500 milliseconds.

Prosedur :

1      Buatlah rangkaian seperti pada gambar 6.1