LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA LANJUT

(1)

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA

LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA LANJUT

Nama : Umar Abdul Alim

Nomor Induk Mahasiswa : 11210970000035 Nomor Kelompok : 1

Fakultas : Sains dan Teknologi

Jururan : Fisika

Nama Percobaan : Non-Inverting Op-Amp Nomor Percobaan : 5 & 6

Tanggal Percobaan : 9 & 16 Oktober 2023 Minggu ke- : 6 & 7

Kawan Kerja : Putri Hermawati (11210970000004) Devi Shifa Adilah (11210970000006) Asisten : Hilal Akbar Quddus Ramadhan

Tengku Arya Purangga

(2)

I

PENDAHULUAN A. Rumusan Masalah

1. Apa pengertian rangkaian non-inverting?

2. Bagaimana cara kerja dari rangkaian non-inverting Op-Amp?

3. Berapakah nilai MM2 dan Vout dari masing-masing resistor?

4. Bagaimana gelombang dari masing-masing frekuensi?

B. Tujuan Praktikum

1. Memahami pengertian non-inverting Op-Amp 2. Memahami prinsip kerja dari non-inverting Op-Amp

3. Dapat mengetahui nilai tegangan input dan output dengan menggunakan power supply dan generator pada nilai MM2

4. Dapat mengetahui perbedaan gelombang dari masing-masing frekuensi pada gelombang input dan output.

(3)

II DASAR TEORI

Pada percobaan non-inverting Op-Amp input dari Op-Amp akan masuk pada kaki non-inverting sehingga antar input dan output akan memiliki tanda yang sama. Feedback pada rangkaian non- inverting akan memasuki kaki inverting. Sinyal arus input yang memasuki kaki non-inverting sangat kecil.

Gambar 4.1 Penguatan

Karena beda potensial antara kaki inverting dan non-inverting kecil, maka kedua kaki input dianggap memiliki tegangan yang sama. Sehingga tegangan input akan jatuh pada Rn sedangkan tegangan output akan jatuh pada Rn dan Rfi. Sehingga pengguatan yang terjadi pada rangkaian non- inverting adalah:

𝐴 =^𝑈^𝑅𝑛^+𝑈^𝑅𝑓𝑖

𝑈_𝑅𝑛 = 1 +^𝑅^𝑓𝑖

𝑅_𝑛 ... (4.1) Dengan :

Rn = 10 K

Rfi = (5 K, 10 K, 300 K dan 1M)

(4)

BAB III METODOLOGI A. Alat dan Bahan

1. Breadboard 1 buah

2. Operational Amplifier 741 1 buah 3. Kabel Jumper 1 pack

4. Power supply 1 buah dengan 13 Volt 5. Multimeter 2 buah

6. 1 buah resistor 4,7 kΩ, 100 kΩ, dan 1 MΩ.

7. 2 buah resistor 10 kΩ 8. 1 buah Osiloskop

9. 1 buah function generator B. Metodologi Praktikum

Percobaan 1

1. Menyusun rangkaian seperti gambar 4.2 dibawah ini.

Gambar 4.2

2. Men-set function generator untuk menghasilkan sinyal dc dan besarnya bergantung dari harga Rf yang dipakai.

10 V jika Rf yang kita pakai sebesar 5 KO dan 10 KO 0.1 V jika Rf yang kita pakai sebesar 300 KO dan 1 MO

3. Mencatat tegangan output yang dihasilkan untuk masing-masing variasi hambatan Rf!

4.

Menghitung besarnya penguatan untuk masing-masing variasi hambatan Rf!

Sudut Phase

Tegangan input dan output pada penguat inverting akan memiliki tanda yang sama (se phase) (untuk tegangan DC dan Tegangan AC pada frekuensi yang rendah).Sehingga sinyal ac output akan memiliki phase yang sama dengan sinyal inputnya.

Percobaan 2

1. Menyusun rangkaian seperti gambar 4.3 dibawah ini.

(5)

2. Men-set Function generator untuk menghasilkan gelombang sinus dengan frekuensi 500 Hz, 0.2 Vpp.

3. Mengamati perbedaan sudut phase antara sinyal output dan input yang terbaca pada Osciloskop.

4. Merubah secara bertahap frekuensi dari Function generator dari 500 Hz sampai 10 kHz, mencatat dan mengamati perbedaan sudut phase antara gelombang input dan output.

Gambar 4.3

(6)

IV PEMBAHASAN 1. Data Percobaan

Percobaan 1 Data Pertama:

Power supply : 13V Generator : 6V

1) Rn = 10 kΩ dan Rf = 10 kΩ Vout = 0,22 V MM2 = 1,7 V 2) Rn = 10 kΩ dan Rf = 4,7 kΩ

Vout = 1,8 V MM2 = 6,6 V Data Kedua:

Power supply : 13V Generator : 0,5V

1) Rn = 10 kΩ dan Rf = 1 MΩ Vout = 2,7 V MM2 = 0,023 V 2) Rn = 10 kΩ dan Rf = 100 kΩ

Vout = 0,51 V MM2 = 0,057 V

Percobaan 2 500 HZ

1000 HZ

(7)

2000 HZ

3000 HZ

4000 HZ

(8)

5000 HZ

6000 HZ

7000 HZ

(9)

8000 HZ

9000 HZ

10000 HZ

(10)

2. Pengolahan Data

Percobaan 1

Data Pertama

1) Rn 10 kΩ dan Rf = 10 kΩ

𝐴

_𝑢

=

^𝑈^𝑜𝑢𝑡

𝑈_𝑖𝑛

=

^0,22

1,7

= 0,13 𝑉

_𝑢

=

^𝑈^𝑅𝑓𝑖

𝑈𝑅𝑛

=

^𝑅^𝑓𝑖

𝑅𝑛

=

^10𝑘Ω

10𝑘Ω

= 1 𝐾𝐿 = |

^𝑉^𝑢^−𝐴

𝑉𝑢

| × 100% = |

^1−0,13

1

| × 100% = 87%

2) Rn 10 kΩ dan Rf = 4,7 kΩ

𝐴

_𝑢

=

^𝑈^𝑜𝑢𝑡

𝑈_𝑖𝑛

=

^1,8

6,6

= 0,27 𝑉

_𝑢

=

^𝑈^𝑅𝑓𝑖

𝑈𝑅𝑛

=

^𝑅^𝑓𝑖

𝑅𝑛

=

^4,7𝑘Ω

10𝑘Ω

= 0,47 𝐾𝐿 = |

^𝑉^𝑢^−𝐴

𝑉𝑢

| × 100% = |

^0,47−0,27

0,47

| × 100% = 42,55%

Data Kedua

1) Rn = 10 kΩ dan Rf = 1 MΩ

𝐴

_𝑢

=

^𝑈^𝑜𝑢𝑡

𝑈_𝑖𝑛

=

^2,7

0,023

= 117,39 𝑉

_𝑢

=

^𝑈^𝑅𝑓𝑖

𝑈_𝑅𝑛

=

^𝑅^𝑓𝑖

𝑅_𝑛

=

^1𝑀Ω

10𝑘Ω

= 100 𝐾𝐿 = |

^𝑉^𝑢^−𝐴

𝑉_𝑢

| × 100% = |

^100−117,39

100

| × 100% = 17,39%

2) Rn = 10 kΩ dan Rf = 100 kΩ

𝐴

_𝑢

=

^𝑈^𝑜𝑢𝑡

𝑈_𝑖𝑛

=

^0,51

0,057

= 8,95

(11)

𝑉

_𝑢

=

^𝑈^𝑅𝑓𝑖

𝑈_𝑅𝑛

=

^𝑅^𝑓𝑖

𝑅_𝑛

=

^100𝑘Ω

10𝑘Ω

= 10 𝐾𝐿 = |

^𝑉^𝑢^−𝐴

𝑉_𝑢

| × 100% = |

^10−8,95

10

| × 100% = 10,5%

Percobaan 2

Tidak ada pengolahan datanya, langsung menuju pembahasan untuk membahas bentuk gelombang yang didapatkan.

3. Analisis dan Pembahasan

Rangkaian non-inverting Op-Amp adalah sebuah rangkaian penguat operasional yang menghasilkan tegangan output yang sefase dengan tegangan input. Rangkaian ini memiliki keuntungan berupa impedansi input yang sangat tinggi, stabilitas yang baik, dan gain yang positif dan dapat disesuaikan dengan resistor umpan balik. Pada praktikum non-inverting Op- Amp ini dilakukan 2 percobaan. Percobaan pertama berupa percobaan untuk melihat kemampuan penguatan pada rangkaian non-inverting, sedangkan percobaan kedua berupa percobaan untuk melihat beda sudut fase pada gelombang input dan output dari rangkaian non- inverting.

Pada percobaan pertama dilakukan dua pengambilan data, dengan masing-masing pengambilan data punya dua kondisi, yaitu saat Rf = 10 kΩ dan saat Rf = 4,7 kΩ di pengambilan data pertama, serta saat Rf = 1 MΩ dan saat Rf = 100 kΩ di pengambilan data kedua. Masing- masing pengambilan data menghasilkan data berupa nilai MM2 dan nilai Vout, yang nantinya dilakukan perhitungan untuk mendapatkan nilai penguatan serta kesalahan literaturnya. Pada pengambilan data pertama kondisi pertama, didapatkan penguatan sebesar 0,13 dengan kesalahan literatur sebesar 87%. Pada pengambilan data pertama kondisi kedua, didapatkan penguatan sebesar 0,27 dengan kesalahan literatur sebesar 42,55%. Pada pengambilan data kedua kondisi pertama, didapatkan penguatan sebesar 117,39 dengan kesalahan literatur sebesar 17,39. Dan terakhir pada pengambilan data kedua kondisi kedua, didapatkan penguatan sebesar 8,95 dengan kesalaahn literatur sebesar 10,5%.

Dari hasil perhitungan untuk percobaan pertama tersebut, terlihat bahwa terjadi kesalahan literatur yang sangat besar pada awal-awal pengambilan data, namun semakin mengecil hingga pengambilan data terakhir. Hal ini bisa terjadi karena saat ingin melakukan pengukuran, function generator kami sudah berkurang kemampuannya karena sudah banyak dipakai sebelumnya, serta multimeter yang belum dikalibrasi menyebabkan kesalahan literatur menjadi besar. Namun pada pengambilan data yang kedua, kami mengganti function generator dan multimeternya yang belum dipakai dan didapatkan hasil yang kesalahan literaturnya kecil berdasarkan perhitungan.

(12)

Dalam percobaan kedua ini , mengukur dari 500 hz hingga 10 kiloohm, dengan masing- masing gelombang , di frekuensi 500 HZ hingga 5000 HZ memiliki gelombang yang tidak rapat. Akan tetapi semakin besar frekuensinya dimulai dari 6000HZ hingga 10000 HZ mengalami kerapatan gelombang. Ketika frekuensi gelombang meningkat, panjang gelombangnya akan menjadi lebih pendek. Ini karena kecepatan gelombang biasanya konstan untuk medium yang diberikan. Jika frekuensi bertambah, panjang gelombang harus berkurang agar rumus di atas tetap berlaku.

Sebaliknya, jika frekuensi berkurang, panjang gelombangnya akan menjadi lebih panjang. Contoh yang paling sederhana adalah dalam konteks gelombang suara. Suara dengan frekuensi tinggi, seperti suara berisik atau berdering, memiliki panjang gelombang yang pendek. Sedangkan suara dengan frekuensi rendah, seperti gong besar atau getaran bass, memiliki panjang gelombang yang lebih panjang.

Ketika gelombang memiliki frekuensi yang lebih tinggi dan panjang gelombang yang lebih pendek, titik-titik puncak atau lembah dalam gelombang akan lebih rapat karena siklus gelombang lebih sering melewati titik yang sama dalam jarak yang sama dalam satu detik.

Sebaliknya, gelombang dengan frekuensi lebih rendah akan memiliki panjang gelombang yang lebih panjang, sehingga puncak dan lembahnya lebih terpisah satu sama lain.

(13)

V KESIMPULAN

1. Rangkaian non-inverting Op-Amp adalah rangkaian penguat operasional yang outputnya sefase dengan inputnya. Rangkaian ini memiliki impedansi input tinggi, stabilitas baik, dan gain positif yang dapat disesuaikan dengan resistor umpan balik.

2. Praktikum ini dilakukan dengan dua percobaan. Pada percobaan pertama, dilakukan dua pengambilan data dengan empat kondisi berbeda untuk resistor umpan balik (Rf). Pada pengambilan data pertama, didapatkan kesalahan literatur yang sangat besar karena function generator dan multimeter yang sudah berkurang kemampuannya. Sedangkan pada

pengambilan data kedua, didapatkan kesalahan literatur yang kecil karena function generator dan multimeter yang baru diganti.

3. Pada percobaan kedua, diukur gelombang input dan output dari 500 Hz hingga 10 kHz. Dari percobaan ini, ditemukan bahwa semakin tinggi frekuensi gelombang, semakin pendek panjang gelombangnya dan semakin rapat puncak dan lembahnya.

DAFTAR PUSTAKA

(14)

 Albert Malvino, David Bates. 2016. Electronic Principle. New York

 https://abdulelektro.blogspot.com/2019/07/penguat-non-inverting-op-amp.html

 https://www.electronics-tutorials.ws/opamp/opamp_3.html

 https://www.electronicshub.org/non-inverting-operational-amplifiers/

Lampiran Percobaan 1

Percobaan 2

(15)