Op-Amp Applications

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

6. Link Download

1. Pendahuluan[Kembali]

 Dalam dunia elektronika, pengolahan sinyal listrik sering kali memerlukan penggabungan beberapa sumber tegangan menjadi satu sinyal keluaran. Salah satu metode dasar yang digunakan adalah Instrumentasi amplifier adalah jenis penguat (amplifier) diferensial yang dirancang khusus untuk menguatkan sinyal kecil yang berada di atas noise (derau) dalam sistem pengukuran dan kontrol, seperti dalam aplikasi medis, sensor, atau sistem akuisisi data.

Penguatan Diferensial:

Menguatkan selisih antara dua sinyal input (V1 dan V2) dan mengabaikan sinyal yang sama pada kedua input (common-mode signals).

Impedansi Input Tinggi:

Tidak membebani sumber sinyal, sangat cocok untuk sensor yang sinyalnya lemah.

Common-Mode Rejection Ratio (CMRR) Tinggi:

Kemampuan yang sangat baik dalam menghilangkan noise atau interferensi yang sama pada kedua input.

Stabilitas dan Akurasi Tinggi:

Cocok untuk aplikasi presisi, seperti pengukuran biopotensial (misalnya, EKG atau EEG), tekanan, suhu, dll.

Low Pass Active Filter adalah jenis rangkaian elektronik yang dirancang untuk melewatkan sinyal frekuensi rendah dan meredam (memblokir) sinyal frekuensi tinggi, menggunakan komponen aktif seperti op-amp (operational amplifier) selain komponen pasif seperti resistor dan kapasitor.

Fungsi Utama Low Pass Filter

Low pass filter (LPF) digunakan untuk:

• Menghilangkan noise berfrekuensi tinggi dari sinyal.

• Mengambil sinyal DC atau frekuensi rendah dari sinyal campuran.

• Digunakan dalam aplikasi audio, pengolahan sinyal, dan sistem kontrol.

2. Tujuan[Kembali]

1. Melewatkan sinyal frekuensi tinggi, dan memblokir sinyal frekuensi rendah atau DC.

2. Menghilangkan komponen DC offset atau sinyal perlahan yang tidak diinginkan.

3. Mendeteksi perubahan cepat atau fluktuasi dalam sinyal.

4. Menguatkan sinyal differensial kecil (perbedaan antara dua titik) sambil menolak noise umum (common-mode noise).

5. Menyediakan penguatan presisi tinggi dan stabil, biasanya untuk sinyal dari sensor.

6. Melewatkan sinyal frekuensi rendah, dan memblokir frekuensi tinggi.

7. Mengurangi noise atau gangguan frekuensi tinggi dari sinyal.

8. Menyaring data hasil pengukuran agar tidak terlalu sensitif terhadap perubahan cepat atau gangguan.

3. Alat dan Bahan[Kembali]

1. Alat 

- Software Proteus 

Untuk merancang dan menyimulasikan rangkaian elektronika.

2. Bahan

• a. Voltmeter

  

  
  

  Alat ukur untuk mengukur besar Tegangan dalam satuan Volt

  
  

  b. DC Voltage

  

  
  

  Komponen yang menyediakan tegangan tetap antara dua terminal: terminal positif (+) dan terminal negatif (–). Sumber ini digunakan untuk memberikan energi listrik ke rangkaian, dan nilainya bisa berupa tegangan tetap (seperti baterai 5V atau 12V) atau variabel, tergantung konfigurasi rangkaian.

  
  

  
  

  c. 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.

  
  
  
  

  d. Resistor

  

  
  

  Fungsi utama dari resistor adalah membatasi aliran arus. Resistor dapat menahan arus dan memperkecil besar arus. Besar resistansi (kemampuan menahan arus) resistor disesuaikan dengan kebutuhan perangkat elektronika. 
  
  

  Cara Menghitung Nilai Resistor

  
  

  

  
  

  e. Op Amp
  
  

  

  Op-amp (operational amplifier) adalah komponen elektronik aktif yang berfungsi untuk memperkuat perbedaan tegangan antara dua inputnya (input inverting dan non-inverting). 
• 
  

4. Dasar Teori[Kembali]

Instrumentation Amplifier (IA) adalah jenis penguat diferensial yang dirancang secara khusus untuk:

• Menguatkan perbedaan antara dua sinyal input (differential signal),

• Sambil menolak sinyal gangguan yang sama di kedua input (common-mode signal).

IA banyak digunakan dalam aplikasi pengukuran karena presisinya yang tinggi dan kemampuannya menangani sinyal sangat kecil, seperti dari sensor biologis atau industri.

Untuk konfigurasi umum (3 op-amp):

$$\text{Gain}=1+\frac{2R_1}{R_{\text{gain}}}$$

Gain=1+Rgain​2R1​​

• $R_1$

  R1​: resistor tetap

• $R_{\text{gain}}$

  Rgain​: resistor yang menentukan besar penguatan → mudah disesuaikan

Low Pass Active Filter adalah jenis filter yang melewatkan sinyal dengan frekuensi di bawah nilai cut-off, dan meredam sinyal dengan frekuensi di atas nilai cut-off, menggunakan komponen aktif seperti operational amplifier (op-amp) serta komponen pasif seperti resistor (R) dan kapasitor (C). High Pass Active Filter adalah filter yang melewatkan sinyal frekuensi tinggi dan memblokir atau meredam sinyal frekuensi rendah (termasuk DC), dengan menggunakan op-amp, resistor, dan kapasitor.

5. Percobaan[Kembali]

Instrumentation amplifier dirancang untuk:

• Menguatkan perbedaan tegangan kecil antara dua input (differential input)

• Menolak gangguan yang sama pada kedua input (common-mode noise), seperti interferensi dari jaringan listrik.

Instrumentation amplifier biasanya terdiri dari tiga op-amp:

1. Dua op-amp pertama (Input Buffer)

   • Bertindak sebagai buffer/penguat untuk masing-masing input.

   • Memberikan impedansi input sangat tinggi, sehingga tidak membebani sensor.

2. Op-amp ketiga (Differential Amplifier)

• Menguatkan selisih tersebut menjadi output akhir.

• Menghitung selisih tegangan antara output dua buffer sebelumnya

6. Link Download[Kembali]