DASAR SISTEM KONTROL
PERCOBAAN II
PENGATUR INTEGRATOR
Disusun oleh :
Nama
: Lyla Diah Susanti
NIM
: 41412110113
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS MERCU BUANA
JAKARTA
PRAKTIKUM
DASAR SISTEM KONTROL
Q
No. Dokumen Distribusi
Tgl. Efektif Jurusan Teknik Elektro
PERCOBAAN II
PENGATUR INTEGRATOR
TUJUAN
Setelah melaksanakan percobaan ini, Anda diharapkan dapat : 1. Memahami sifat dari pengatur integrator
2. Memahami metode dari pengoperasian pengatur integrator
Nama Fungsi Paraf
PERCOBAAN II
PENGATUR RPOPORSI (Pengatur I)
I. Tujuan
Setelah menyelesaikan topik ini diharapkan anda dapat menjelaskan metode dari pengoperasian pengatur integrator (Pengatur I).
II. Pendahuluan
Perhatikan rangkaian di bawah ini:
Apabila sinyal inputnya berupa gelombang segiempat (square wave) maka pada outputnya akan berubah secara linier.
Arus akan mengalir melalui R hanya apabila V¿ tidak sama dengan Vref dimana arus ini akan mengisi muatan pada kondensator C.
Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar 2.2 di bawah ini:
Dari rangkaian di atas, apabila R = 100 K, C = 1 µF, dan V¿ = 3 Volt serta Vref = +3 Volt dengan kondisi kondensator dianggap masih kosong, maka
prinsip kerja dari rangkaian tersebut adalah sebagai berikut:
a. Mula-mula V¿ = Vref sehingga pada rangkaian tersebut tidak mengalir arus, karena itu kondensator belum ada pengisian muatan.
Karena Vc = 0 maka Vout = V¿ = Vref = 3 Volt.
b. Pada saat T0 , V¿ = 4 Volt dan tetap selama 0,2 detik. Selama 0,2 detik ini besarnya arus yang mengalir pada R adalah:
I=V¿−Vref
R =
4−3
100K=10µA
c. Selama 0,2 detik tersebut banyaknya muatan yang terdapat pada
Karena itu besarnya tegangan pada kondensator adalah:
Vc=QC=2. 10 −6
1. 10−6=2 Volt
d. Selanjutnya pada saat t = 0,2 detik, berlaku: Vout=¿ Vref −Vc
= 3−2 = 1 Volt
dimana pada saat ini ( saat t = 0,2 detik), V¿ menjadi sebesar 2 Volt, sehingga arus yang mengalir pada R adalah:
I=V¿−Vref
R =
2−3
100K=−10µA
Dari perhitungan di atas ternyata besarnya arus ini adalah negatif. Ini berarti bahwa arah arusnya sekarang jadi berlawanan dengan arus semula. Karena itu kondensator ini diisi muatantetapi dengan
polaritasnya yang berlawanan, tentunya setelah kondensator melepas muatannya.
e. Selama waktu t = 0,2 sampai t = 1 detik pada kondensator terdapat muatan sebesar:
= -8 µ Coloumb
Sehingga besarnya tegangn pada kondensatorsekarang adalah:
Vc=QC=8. 10 −6
1. 10−6=−8 Volt
f. Sehingga besarnya tegangan pada kondensator pada saat t = 1 detik ini adalah:
Vc=¿ 2 – 8 = - 6 Volt
Sementara itu bagian sebelah kiri dari kondensator berpolaritas negatif dan sebelah kanannya berpolarotas positif.
Pada saat t = 1 detik ini, besarnya tegangan output adalah: Vout = Vref - Vc
= 3 – (-6) = 9 Volt
g. Pada saat t = 1 detik ini terjadi kembali V¿ = Vref yaitu sebesar 3 Volt, namun karena kondensatornya masih berisi muatan listrik maka
besarnya tegangan pada output ( Vout ) tetap sebesar 9 Volt.
Sehingga apabila rangkaian di atas digunakan sebagai rangkaian pengatur, maka tegangan outputnya akan berubah terus yaitu selama masih adanya
selisih antara tegangan acuan (Vref) dengan tegangan inputnya ( V¿ ). Selanjutnya pada rangkaian ini tidak menghasilkan selisih statis. Kemudian karena tegangan outputnya tergantung pada konstanta waktu R dan C maka pengatur jenis ini bukanlah merupakan pengatur yang cepat.
Dimana grafik yang terdapat di dalam blok itu menunjukkan bagaimana reaksi atau respon dari output terhadap inputnya.
III. Alat dan bahan yang digunakan:
1. Catu Daya ± 15 V 2. OP-AMP 741
3. Multimeter (2 buah) 4. Osiloskop
5. Function Generator 6. Rheostat 10 KΩ (2 buah) 7. Resistor 4,7 KΩ
8. Resistor 10 KΩ (4 buah) 9. Resistor 22 KΩ
10. Resistor 33 KΩ (2 buah) 11. Resistor 100 KΩ (2 buah) 12. Resistor 2,2 MΩ
13. Kapasitor 10 µF 14. Elco 100 µF 15. Saklar Tekan
V. Langkah Kerja
1. Buatlah rangkaian seperti yang diperlihatkan pada diagram gambar 2.4 di atas, untuk sementara tanpa sinyal pada inputnya.
2. Buanglah muatan pada kapasitor dengan menekan saklar tekannya kemudian amatilah tegangan outputnya.
3. Atut potensiometer R1 sedemikian rupa sehingga tegangan outputnya tidak berubah lagi dan ukurlah besarnya tegangan output ini serta amati pengaruh pada output apabila nilai dari R1 + R2 + R3 diubah.
4. Gantilah nilai dari kapasitornya menjadi 100 µF. Atur besarnya tegangan input sebesar 0,5 dan 1 Volt. Selanjutnya ukurlah besarnya tegangan output. Untuk mendapatkan hasil yang diinginkan jangan lupa untuk selalu mengosongkan muatan pada kapasitornya. Catat hasilnya pada table yang telah disiapkan.
5. Lepaskan resistor R2 dan R3 sehingga komponen yang tertinggal
adalah R, R1 , dan C dengan nilainya seperti yang dapat dilihat pada
table. Tentukan besarnya tegangan output yang merupakan fungsi dari waktu.
Selanjutnya atur besarnya tegangan input pada 0,5 Volt dan buanglah muatan pada kapasitor dengan menekan saklarnya. Ukurlah besarnya tegangan input dengan interval waktu seperti yang terdapat pada tabel. Gambarkan hasil pengukuran ini pada grafik yang tersedia.
6. Modifikasi rangkaiannya seperti yang diperlihatkan pada diagram rangkaian gambar (b). Masukkan sinya segiempat (square wave) dengan besarnya tegangan sebesar 2 Volt serta frekuensinya sebesar 500 Hz. Amati bentuk gelombang input dan gelombang outputnya dengan menggunakan osiloskop, dimana saluran 1 untuk mengamati gelombang input dan saluran 2 untuk memonitor sinyal output.
a. Gambarkan kurva outputnya.
c. Naikkan frekuensi inputnya sampai 1 KHz dengan amplitude yang sama/tetap. Ukurlah besarnya tegangan output dan gambarkan bentuk gelombangnya.
VI. Pertanyaan
1. Jelaskan fungsi dari rangkaian integrator ini yang berfungsi sebagai rangkaian pengatur I!
2. Hitung besarnya tegangan output dari rangkaian integrator apabila
diketahui Rinput = 100 KΩ, C = 0,01 µF dengan sinyal input berupa gelombang sinus yang mempunyai tegangan puncak 2 Volt!
LEMBAR JAWABAN
1. Jawaban nomor 1
2. Jawaban nomor 2
3. Jawaban nomor 3
4. Gambar gelombang tabel 1
Tegangan output sebagai fungsi dari waktu untuk konstanta waktu yang berbeda.
5. Gambar gelombang tabel 2
