[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Komparator Inverting

    1.1 Tujuan

    1.2 Komponen

    1.3 Dasar Teori

    1.4 Prinsip Kerja

2. Rangkaian Simulasi

    2.1 Gambar

3. Download

1. Komparator Inverting

1.1 Tujuan [Kembali]

1. Dapat memahami apa yang dimaksud dengan Komparator Inverting
2. Dapat memahami rangkaian Komparator Inverting
3. Dapat mensimulasikan rangkaian Komparator Inverting

1.2 Komponen [Kembali]

        1.  Gas Sensor

            Sensor gas adalah sensor yang berfungsi untuk mengukur senyawa gas polutan yang ada di udara, seperti CO (Karbon Monoksida), Hidrokarbon, Nitro Oksida, dan lain-lain. Prinsip kerja dari sensor gas adalah semakin tinggi konsentrasi gas maka resistansinya akan semakin rendah. Contoh sensor gas adalah TGS2610 (digunakan untuk mendeteksi gas LPG).

        2. Flame Sensor

        Flame sensor merupakan sensor yang mempunyai fungsi sebagai pendeteksi nyala api yang dimana api tersebut memiliki panjang gelombang antara 760nm – 1100nm. Sensor ini menggunakan infrared sebagai tranduser dalam mensensing kondisi nyala api.

        3. LED

        Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan  cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya.

        4. Op-Amp

        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.

        5. Relay

        Relay adalah saklar (switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical yang terdiri dari 2 bagian utama yaitu Coil (Elektromagnetik) dan Mekanikal (seperangkat kontak saklar/switch). Relay menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakan kontak saklar, sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) bisa menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi.

        6. Resistor

    A. Fixed Resistor

        Resistor merupakan salah satu komponen yang paling sering ditemukan dalam Rangkaian Elektronika. Hampir setiap peralatan Elektronika menggunakannya. Pada dasarnya Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika.

Tabel Nilai resistensi resistor

        7. Power Supply

        Power Supply secara umum adalah salah satu hardware yang ada di dalam perangkat komputer yang berperan untuk memberikan suplai daya/pemasok listrik.

        8. PIR Sensor

    Sensor PIR atau disebut juga dengan Passive Infra Red merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi adanya pancaran sinar infra merah dari suatu object. Sesuai dengan namanya 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.

    Cara Kerjanya :

Sensor PIR bekerja dengan cara menangkap pancaran infra merah, kemudian pancaran infra merah yang tertangkap akan masuk melalui lensa Fresnel dan mengenai sensor pyroelektrik, sinar infra merah mengandung energi panas membuat sensor pyroelektrik dapat menghasilkan arus listrik. Arus listrik inilah yang akan menimbulkan tegangan dan dibaca secara analog oleh sensor. Kemudian komperator akan membandingkan sinyal yang sudah diterima dengan tegangan referensi tertentu yang berupa keluaran sinyal 1-bit. Sensor PIR hanya akan mengeluarkan logika 0 dan 1. 0 saat sensor tidak mendeteksi adanya perubahan pancaran infra merah dan 1 saat sensor mendeteksi infra merah. Sensor PIR hanya dapat mendeteksi pancaran infra merah dengan panjang gelombang 8-14 mikrometer. Manusia memiliki suhu badan yang dapat menghasilkan pancaran infra merah dengan panjang gelombang antara 9-10 mikrometer, panjang gelombang tersebut dapat terdeteksi oleh sensor PIR membuat sensor ini sangat efektif digunakan sebagai human detektor. Sensor PIR hanya akan mendeteksi jika object bergerak atau secara teknis saat terjadi adanya perubahan pancaran infra merah.

        9. DC Motor

   Motor arus searah adalah jenis motor listrik yang mengubah energi listrik arus searah menjadi energi mekanis. Bentuk energi yang dihasilkan berupa putaran. Prinsip kerja motor aru searah berdasarkan pada interaksi antara dua fluks magnetik yang disebut dengan kumparan medan dan kumparan jangkar. Kumparan medan menghasilkan fluks magnet dengan arah dari kutub utara ke kutub selatan, sedangkan kumparan jangkar menghasilkan fluks magnetik yang melingkar.

        10. Voltmeter DC

        

        Voltmeter adalah sebuah alat ukur yang berfungsi untuk mengetahui berapa besarnya tegangan listrik yang ada di suatu rangkaian listrik.

1.3 Dasar Teori [Kembali]

    A. Komparator Inverting Voltage reference Negatif 

        Rangkaian komparator inverting dengan tegangan input V_i berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi V_ref ≠ 0 Volt adalah seperti gambar 93.

        Misalkan tegangan output V_o = -V_sat seperti gambar 95 maka dapat dihitung tegangan ambang bawah V_LT:

        Bentuk gelombang tegangan output V_o adalah seperti pada gambar 96 dan gambar 97 dan karakteristik I-O seperti pada gambar 98 dan gambar 99.

V_ref ≠ 0 Saat V_o bernilai negatif
Vsine akan mengeluarkan gelombang input yang kemudian diteruskan ke kaki inverting op-amp dan terus ke tegangan referensi yang bernilai negatif. jika V_i > V_LT maka V_o bernilai - dan jika V_i ≤ V_LT maka V_o bernilai + . 

        B. Resistor 

            B.1. Fixed Resistor

        Resistor atau hambatan adalah salah satu komponen elektronika yang memiliki nilai hambatan tertentu, dimana hambatan ini akan menghambat arus listrik yang mengalir melaluinya. Sebuah resistor biasanya terbuat dari bahan campuran Carbon. Namun tidak sedikit juga resistor yang terbuat dari kawat nikrom, sebuah kawat yang memiliki resistansi yang cukup tinggi dan tahan pada arus kuat. Contoh lain penggunaan kawat nikrom dapat dilihat pada elemen pemanas setrika. Jika elemen pemanas tersebut dibuka, maka terdapat seutas kawat spiral yang biasa disebut dengan kawat nikrom.

        Satuan Resistor adalah Ohm (simbol: Ω) yang merupakan satuan SI untuk resistansi listrik. Dalam sejarah, kata ohm itu diambil dari nama salah seorang fisikawan hebat asal German bernama George Simon Ohm. Beliau juga yang mencetuskan keberadaan hukum ohm yang masih berlaku hingga sekarang.

           Resistor berfungsi sebagai penghambat arus listrik. Jika ditinjau secara mikroskopik, unsur-unsur penyusun resistor memiliki sedikit sekali elektron bebas. Akibatnya pergerakan elektronya menjadi sangat lambat. Sehingga arus yang terukur pada multimeter akan menunjukan angka yang lebih rendah jika dibandingkan rangkaian listrik tanpa resistor.

        Dan satu lagi, tentunya pasti anda juga bertanya-tanya bagaimana cara menghitung resistor film karbon yang memilki banyak gelang warna. Biasanya cara ini sudah lama ditinggalkan karena para Teknisi lebih sering menggunakan alat ukur agar lebih cepat melakukan reparasi. Tetapi bagi anda yang belajar dan untuk praktik atau tugas sekolah berikut ini penjelasan lengkap cara membaca Kode Warna pada Film Karbon Resistor secara manual.

        Cara mudah menghafal nilai dari kode warna Resistor yaitu dengan cara menghafalkan warna berdasarkan dari urutan pada tabelnya yaitu dengan singkatannya. “Hi Co Me O Ku, Hi Bi U A Pu” akan lebih mudah diingat untuk menghafal, yang biasanya digunakan untuk praktikum siswa pada kelas jurusan Teknik Audio Video, Elektronika dan segala jurusan yang memiliki materi pelajaran dasar elektronika.

       

        C. Operational Amplifier

        Operational Amplifier (Op-Amp) adalah salah satu rangkaian komponen analog terintegrasi (IC) yang sering digunakan dalam berbagai kebutuhan perancangan rangkaian elektronika. IC Op-Amp sering digunakan untuk banyak rangkaian elektronika antara lain adalah Penguat Inverting, Penguat Non-Inverting, Adder, Subtractor, Buffer, PID Controller Analog, Komparator Analog, Band Pass Filter, Band Stop Filter, High Pass Filter, Low Pass Filter, Penguat Integrator, Penguat Differensiator, ADC, dan DAC. IC Op-Amp adalah sebuah piranti yang mampu melakukan penginderaan dan melakukan penguatan sinyal DC maupun sinyal AC. Op-amp pada dasarnya adalah sebuah differential amplifier (penguat diferensial) yang memiliki dua masukan. Input (masukan) op-amp ada yang dinamakan input inverting (-) dan non-inverting (+)

        Prinsip kerja Operational Amplifier (Op-Amp) adalah dengan membandingkan nilai kedua input (input inverting dan input non-inverting). Intinya jika kedua input bernilai sama maka output Op-amp tidak ada atau sama dengan Nol dan apabila terdapat perbedaan nilai input keduanya maka output Op-amp akan memberikan tegangan output. Sebagai Operational Amplifier ideal, Operational Amplifier (Op-Amp) memiliki karakteristik sebagai berikut :

Impedansi Input (Zi) besar = ∞

Impedansi Output (ZO) kecil = 0

Penguatan Tegangan (Av) tinggi = ∞

Band Width respon frekuensi lebar = ∞

Tegangan output (VO) = 0 apabila V in (1) = V in (2) dan tidak tergantung pada besarnya V in (1).

Karakteristik operasional amplifier (Op-Amp) tidak tergantung temperatur / suhu.

        C.1 Komparator

        Komparator adalah rangkaian pengambilan keputusan elektronik yang menggunakan penguat operasional atau Op-amp dengan gain sangat tinggi dalam keadaan loop terbuka, yaitu, tidak ada resistor feedback (umpan balik).

        Op-amp komparator membandingkan satu tingkat tegangan analog dengan tingkat tegangan analog lain, atau beberapa tegangan referensi yang telah ditetapkan, VREF dan menghasilkan sinyal output berdasarkan perbandingan tegangan ini. Dengan kata lain, komparator tegangan Op-amp membandingkan besarnya dua input tegangan dan menentukan mana yang terbesar dari keduanya.

                C.1.1 Rangkaian 

        Dengan mengacu pada rangkaian komparator Op-amp di atas, mari kita asumsikan bahwa VIN lebih kecil dari level tegangan DC pada VREF, ( AIN <VREF). Karena input non-inverting (positif) dari komparator kurang dari input inverting (negatif), output akan menjadi RENDAH dan pada tegangan supply negatif, -Vcc menghasilkan saturasi negatif dari output.

        Jika sekarang kita meningkatkan tegangan input, VIN sehingga nilainya lebih besar daripada tegangan referensi VREF pada input inverting, tegangan output dengan cepat beralih TINGGI ke arah tegangan supply positif, +Vcc menghasilkan saturasi positif dari output.

        Jika kita mengurangi lagi tegangan input VIN, sehingga sedikit kurang dari tegangan referensi, output Op-amp beralih kembali ke tegangan saturasi negatif yang bertindak sebagai detektor ambang.

        Kemudian kita dapat melihat bahwa komparator tegangan Op-amp adalah perangkat yang outputnya tergantung pada nilai tegangan input, VIN sehubungan dengan beberapa level tegangan DC karena outputnya TINGGI ketika tegangan pada input non-inverting adalah lebih besar dari tegangan pada input inverting, dan RENDAH ketika input non-inverting kurang dari tegangan input inverting. Kondisi ini benar terlepas dari apakah sinyal input terhubung ke input inverting atau non-inverting.

                    C.1.2. Tegangan Referensi

        Secara teori, tegangan referensi komparator dapat diatur antara 0v dan tegangan supply tetapi ada batasan praktis pada kisaran tegangan aktual tergantung pada komparator Op-amp yang digunakan perangkat.

                    C.1.3 Komparator Inverting Vref Minus

        Konfigurasi dasar untuk komparator tegangan negatif, juga dikenal sebagai rangkaian komparator inverting mendeteksi ketika sinyal input, VIN DI BAWAH atau lebih negatif daripada tegangan referensi, VREF menghasilkan output pada VOUT yang TINGGI seperti yang ditunjukkan.

        Dalam konfigurasi penguat inverting, yang merupakan kebalikan dari konfigurasi positif di atas, tegangan referensi terhubung ke input penguat non-inverting dari Op-amp sementara sinyal input terhubung ke input penguat inverting. Kemudian ketika VIN kurang dari VREF output komparator Op-amp akan jenuh ke arah rel supply positif, Vcc.

        Demikian juga sebaliknya adalah benar, ketika VIN lebih besar dari VREF, output komparator Op-amp akan berubah keadaan dan jenuh terhadap rel supply negatif, 0v.

        Kemudian tergantung pada input Op-amp mana yang kami gunakan untuk sinyal dan tegangan referensi, kami dapat menghasilkan output penguat inverting atau non-inverting. Kita dapat mengambil gagasan untuk mendeteksi baik sinyal negatif atau positif, selangkah lebih maju dengan menggabungkan dua rangkaian komparator Op-amp di atas untuk menghasilkan rangkaian komparator jendela.

                    C.1.4  Inverting Komparator Op-amp dengan Histerisis

        Untuk rangkaian komparator inverting di atas, VIN diterapkan pada input inverting op-amp. Resistor R1 dan R2 membentuk jaringan pembagi tegangan melintasi komparator yang memberikan umpan balik positif dengan bagian dari tegangan output yang muncul pada input non-inverting op-amp

            D. Relay

        Relay adalah komponen elektro-mekanikal yang berupa saklar / switch elekrtik yang dioperasikan dengan tenaga listrik dan terdiri dari 2 bagian utama, yaitu : Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (Seperangkat Kontak Saklar/Switch). Secara sederhana, pengertian relay adalah sebuah komponen elektronik yang berfungsi sebagai saklar elektrik yang mana memutus dan menghubungkan aliran listrik pada sebuah rangkaian dengan kontrol berupa tegangan yang masuk pada bagian coilnya.

Secara garis besar,  fungsi relay yaitu digunakan dalam sebuah rangkaian sebagai saklar otomatis atau sebagai pengaman ketika terjadi lonjakan tegangan listrik atau kelebihan arus listrik sehingga mencegah timbulnya kerusakan pada komponen lain pada rangkaian tersebut.

Beberapa fungsi lain yang dimiliki relay saat diaplikasikan pada sebuah rangkaian elektronik antara lain :

• Mampu mengendalikan perangkat tegangan tinggi yang tidak mungkin dioperasikan secara manual dengan bantual sinyal tegangan rendah. Contohnya yaitu pada bebeberapa jenis modem dan audio amplifier.
• Sebagai pengaman atau fuse otomatis motor ketika terjadi korsleting atau kelebihan tegangan.
• Sebagai penunda waktu / Delay Time dengan adanya komponen tambahan tertentu.
• Menjalankan fungsi logika / logic function

1.4 Prinsip Kerja [Kembali]

        A. Komparator Inverting Voltage reference Negatif

        V_ref ≠ 0 Saat V_o bernilai negatif
Vsine akan mengeluarkan gelombang input yang kemudian diteruskan ke kaki inverting op-amp dan terus ke tegangan referensi yang bernilai negatif. jika V_i > V_LT maka V_o bernilai - dan jika V_i ≤ V_LT maka V_o bernilai +

2. Rangkaian Simulasi

        Rangkaian Proteksi dan Ruangan Otomatis

Apikasi rangkaian Komparator Inverting

Rangkaian Komparator 

        2.1 Video [Kembali]