Operation Amplifier Adder dan Subtractor

Operation Amplifier Adder dan Subtractor

TRIAPANI MUKTI GILANG ANUGRAH(1127030069) FISIKA SAINS

UNIVERSIATAS ISLAM NEGERI SUNAN GUNGUNG DJATI BANUNG

TAHUN 2012

e-mail : tria8394anugrah@gmail.com

Abstrak:

Penguat Operasional merupakan salah satu aspek terpenting dalam suatu rangkaian elektronika . Rangkaian Op-Amp memiliki beberapa fungsi , salah satunya sebagai fungsi penjumlah (adder) dan pengurang (subtractor) . Operasional Amplifier dapat diaplikasikan dengan komponen-komponen lain sehingga dapat menjadi suatu rangkaian terintegrasi agar dapat menghasilkan berbagai operasi matematis .

Kata Kunci: Operational Amplifier(Op-Amp) , Adder , Subtractor , rangkaian terintegrasi . 1.PENDAHULUAN

1.1 Landasan Teori

Penguat operasional (Op Amp) didefinisikan sebagai suatu rangkaian terintegrasi yang berisi beberapa tingkat dan konfigurasi penguat diferensial.Penguat operasional memilki dua masukan dan satu keluaran serta memiliki penguatan DC yang tinggi.Untuk dapat bekerja dengan baik, penguat operasional memerlukan tegangan catu yang simetris yaitu tegangan yang berharga positif (+V) dan tegangan yang berharga negatif (-V) terhadap tanah (ground). Simbol dari penguat operasional :

Gambar : Rangkaian Op-Amp 1.2 Tujuan

Praktikum ini bertujuan untuk mampu memahami rangkaian adder dan subtractor , serta mampu menganalisis cara kerja rangkaian adder dan subtractor .

1.3 Tinjauan Pustaka 1.3.1 Rangkaian Adder

Rangkaian penjumlah atau rangkaian adder adalah rangkaian penjumlah yang dasar rangkaiannya adalah rangkaian inverting amplifier dan hasil outputnya adalah dikalikan dengan penguatan seperti pada rangkaian inverting. Pada dasarnya nilai outputnya adalah jumlah dari penguatan masing masing dari inverting, seperti :

Gambar Rangkaian Adder

0 = − 0 = − 0 = − …(i) Sehingga 0 = − 1 + 1 + 1 …(ii) jika = = = maka 0 = −( + + )…(iii) 1.3.2 Rangkaian Subtractor

Rangkaian pengurang ini berasal dari rangkaian inverting dengan memanfaatkan masukan non-inverting, sehingga persamaannya menjadi sedikit ada perubahan. Rangkaian ini bisa terdiri 2

macam yaitu :

a. Rangkaian dengan 1 op-amp b. Rangkaian dengan 2 op-amp c. Rangkaian dengan 3 op-amp

Gambar Rangkaian Subtractor

Rangkaian pengurang dengan 1 op-amp ini memanfaatkan kaki inverting dan kaki noninverting. Supaya benar benar terjadi pengurangan maka nilai dibuat seragam seperti gambar. Rumusnya adalah:

0= + 1 ₊ − …(iv)

Sehingga

0 = ( − )…(v) 1.4 Metode Percobaan 1.4.1 Waktu dan Tempat

Praktikum ini dilaksanakan pada hari Rabu tanggal 26 Februari 2014 pukul 11.30-12.00 WIB. Bertempat di Laboratorium Fisika UIN Sunan Gunung Djati Bandung.

1.4.2Alat dan Bahan

Pada praktikum ini kita menggunakan alat dan bahan, yaitu: Kit elektronika dasar untuk Operational Amplifier Adder dan Subtractor . Signal Generator , Banana Conector , Multimeter dan Software Proteus .

1.4.3 Prosedur Percobaan

 Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan

 Mengecek semua alat dan bahan yang akan digunakan serta memastikan keadaan alat dalam kondisi baik

 Menyiapkan tabel pengamatan  Melakukan pengamatan  Mengisi tabel pengamatan. 1.5 Data Hasil dan Pembahasan

Tabel 1. Data Pengamatan Rangkaian Adder Ket : Rf= 1kΩ Ri=10kΩ No Vin1(V) Vin2(V) Voutmulti (V) Vout teori (V) Vosi 1 2 2 0,898 2,00002 Gbr 1 2 2 4 4 1,190 4,00004 Gbr 2 4 3 6 6 1,502 6,00006 Gbr 3 6 4 8 8 1,836 8,00008 Gbr 4 8 5 10 10 2,162 10,0001 Gbr 5 10

Tabel 2. Data Pengamatan Rangkaian Subtractor Ket : Rf= 1kΩ Ri=10kΩ No Vin 1(V) Vin2 (V) Vout multi (V) Vout teori (V) Vosil 1 2 2 -5,60 -2 Gbr 6 2 2 4 4 -5,41 -4 Gbr 7 4 3 6 6 -5,20 -6 Gbr 8 6 4 8 8 -5,00 -8 Gbr 9 8 5 10 10 -4,81 -10 Gbr 10 10

Pada rangkaian adder , rangkaian yang digunakan merupakan rangkaian inverting . Pada dasarnya pengolaha tegangan akan menyerupai tegangan pada rangkaian inverting . Saat arus Ii mengalir dari V1 , terus menuju titik kaki Op-Amp negative , maka akan terdapat pembagi tegangan yang diciptakan oleh masing-masing hambatan yang tersusun secara parallel . Maka arus yang masuk tidak akan saling menganggu anatara masing-masing kaki Op-Amp.

Bedasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan , diketahui bahwa hasil perhitungan dan hasil output yang diperoleh dari multimeter tidaklah sama . Pada hasil multimeter Vin ≠ Vout , tetapi berdasarkan hasil perhitungan dan teori ,

maka Vin = Vout . , begitu pula hasil yang terdapa pada simulasi osiloskop.

Pada percobaan dapat diketahui bahwa R1=R2=Rf maka hasil Ouput tegangan merupakan penjumlahan tegangan dari masing-masing input . Dengan menghitung nilai Rf terlebih dahul maka , hasil dapat diperoleh sepeti yang tertera pada tabel . Namun didalam teori dapat diketahui bahwa seharusnya nilai Vout adalah negatif (-) , namun pada kenyataannya tidak demikian . Berdasarkan hasil analisis tegangan bernilai negatif karena input Rf berada pada kaki negative sehingga terdapat tanda negative pada Vout . Fungsi dari hambatan atau R , baik R1,R2, maupun Rf merupakan fungsi pembagi tegangan , hal ini dilakukan agar arus dapat mengalir pada rangkaian sehingga rangkaian dapat bekerja dengan baik.

Pada rangkaian subtractor hal yang serupa terjadi dimana hasil hasil multimeter Vin ≠ Vout , tetapi berdasarkan hasil perhitungan dan teori , maka Vin = Vout . , begitu pula hasil yang terdapat pada simulasi osiloskop. Pada percobaan dapat diketahui bahwa R1=R2=Rf=Rg maka hasil Ouput tegangan merupakan pengurangan antara V2-V1 . . Karena pada rangkaian terdapat dua input dan masing-masing input diteruskan kembali pada suatu hambatan , maka pada rangkaian ini terdapat input yang terbagi kedalam input lagi . Maksudnya ketika V1 maka arus yang mengalir terbagi lagi kedalam arah yang berbeda , sehingga pada V1 sesungguhnya terdapat dua V1 dan pada V2 terdapat satu V2 . Maka dari hasil perhitungan kita dapat mengasumsikan bahwa Vout= V2-2V1, sehingga hasil yang diperoleh merupakan tegangan negative .Hasil perhitungan teori menunjukan bahwa tegangan input akan sama dengan tegangan output meskipun hasilnya negative. Prinsip dari rangakain ini , sama halnya dengan rangkaian inverting akan tetapi masukannya memanfaatkan noninverting .

Adapun yang mempengaruhi perbedaan antara hasil simulasi , teori dan percobaan ialah karena pada rangkaian kit , kita tidak mengetahui nilai Rf sesungguhnya , sehingga kita harus mencari nilai Rf terlebih dahulu . Selain itu nilai sumber tegangan yang terpasang pada rangkaian yang digunakan sudah mengalami penurunan akibat penggunanaan yang terus menerus sehingga hasil simulasi dan percobaan tidak akan sama . Beda halnya dengan pembandingan hasil teori dan

simulasi karena tidak terdapat nilai sumber tegangan yang diskrit maka hasil menunjukn kesamaan.

Cara kerja dari kedua rangkaian ini yakni ketika arus masuk melalui suatu hambatan , maka , hambatan tersebut memiliki fungsi sebagai pembagi tegangan dimana , tegangan yang di hasilkan akan diteruskan menuju output . Pada prinsip rangkaian elektronka khususnya sinyal , rangkaian adder ini berfungsi sebagai penjumlah beberapa sinyal agar menjadi suatu sinyal yang baik. Prinsipnya setiap tegangan dari input akan diteruskan pada output tanpa mengganggu tegangan input yang distabilkan , karena inputan beberapa sinyal .Untuk rangkaian subtractor , fungsi dan prinsip kerjanya sama dengan adder , namun rangkaian ini dapat mengurangi beberapa sinyal yang masuk agar input sinyal yang dihasilkan baik , maka ketika diberi hambatan prinsipnya dia tidak membalikan sinyal , karena memanfaatkan prinsip kerja dari rangkaian non inverting .

4.PENUTUP 4.1 Kesimpulan

Pada rangkaian adder , rangkaian yang digunakan merupakan rangkaian inverting . Pada dasarnya pengolaha tegangan akan menyerupai tegangan pada rangkaian inverting.Rangakain subtractor , merupakan rangkaian yang memanfaatkan prinsip inverting akan tetapi masukannya memanfaatkan noninverting. Cara kerja dari kedua rangkaian ini yakni ketika arus masuk melalui suatu hambatan , maka , hambatan tersebut memiliki fungsi sebagai pembagi tegangan dimana , tegangan yang di hasilkan akan diteruskan menuju output .

4.2 Saran

Agar mengindari ketidaksamaan antara nilai yang diperoleh dari percobaan secara langsung dengan teori maka dibutuhkan pengecekan pada sumber tegangan . Serta pembacaan nilai dari multimeter yang bersifat diskrit maka perlu ketelitian untuk pengambilan data , diusahakan bagi data bernilai diskrit maka nilai yang sering muncul adalah data yang diambil.

DAFTAR PUSTAKA

 Sutrisno “Elektronika Teori dan Penerapannya 2”. ITB, Bandung, 1987

 Modul Praktikum Elektronika Dasar 2 Fisika Fakultas Sains dan Teknologi UIN Sunan Gunug Djati Bandung 2014.

 staff.uny.ac.id/sites/...M..../Labsheet_09_rev2.pdf LAMPIRAN a. Perhitungan Rf 1 = 1 1 + 1 2 1 = 1 1 + 1 10 = ( 10 + 1) 10 1 = 11 10 = 10 11 = 0,909 = 909,09

b. Perhitungan Vout Adder

= − 1 1 1+ 1 2 2 = −909,1 1 10002 + 1 100002 = −909,1( 0,002 + 0,0002) = −2,00002 = −909,1 1 10004 + 1 100004 = −909,1( 0,004 + 0,0004) = −4,00004 = −909,1 1 10006 + 1 100006 = −909,1( 0,006 + 0,0006) = −6,00006 = −909,1 1 10008 + 1 100008 = −909,1( 0,008 + 0,0008) = −8,00008 = −909,1 1 100010 + 1 1000010 = −909,1( 0,01 + 0,001) = −10,0001

c. Perhitungan Vout Subtractor

= = = = ₂− ₁ = ₂−2 1 = 2−2.2 = −4 = 4−2.4 = −4 = 6−2.6 = −6 = 8−2.8 = −8 = 10−2.10 = −10

d. Hasil Simulasi Osiloskop a. Rangkaian Adder

Simulasi Adder pada Multisim

Gambar 1

Gambar 3

Gambar 4

Gambar 5

b. Rangkaian Subtractor

Simulasi Subtractor pada Multisim

Gambar 6

Gambar 7

Gambar 8

Gambar 9

Gambar 10

Gambar : KIT Rangkaian Adder dan Subtractor

Gambar : Multimeter