OP-AMP VOLTAGE COMPARATOR & POSITIVE FEEDBACK

Op-Amp 

Op-Amp atau disingkat dengan Operational Amplifier adalah rangakain penguatan yang sudah lengkap dalam bentuk IC (integrated circuit) dengan elemen resistor, kapasitor dan transistor. 

Op-amp Voltage Comparator

Op-Amp voltage comparator digunakan pada rangkaian op-amp yang bekerja sebagai pembanding antara tegangan input negatif denagn tegangan input positif. 

⁘ Comparator tegangan positif

Komparator pada tegangan positif sebagai rangkaian komparator non-inverting mendeteksi ketika sinyal input dengan ketentuan Vin lebih positif daripada Vref, Vref akan menghasilkan output Vout yang lebih tinggi. 

Konvigurasi non-inverting, tegangan referensi terhubung ke input inverting penguat operasional dengan sinyal input terhubung ke non-inverting penguat operasional.

Gambar 1. Pembanding tegangan positif 

Pada gambar 1 mengasumsikan bahwa 2 resistor membentuk jaringan pembagi tegangan sama dan R1 = R2 = R. Akan menghasilkan tegangan referensi tetap yang merupakan setengah dari tegangan supply Vcc/2. 

Jadi : Ketika Vin lebih besar dari Vref maka output komparator pada op-amp akan mengalami titik jenuh menuju ke positif Vcc. Sedangkan ketika Vin lebih kecil dari Vref  maka output komparator op-amp akan mengalami titik jenuh menuju ke negatif  0V.

⁘ Comparator Tegangan Negatif

Konfigurasi dasar komparator tegangan negatif, sebagai rangkaian komparator pembalik akan mendeteksi ketika sinyal input Vin dibawah atau lebih negatif dibanding tegangan referensi. Vref akan menghasilkan output yang lebih tinggi.

Konvigurasi pembalik merupakan kebalikan dari konfigurasi positif, Vref terhubung ke input non-inverting sedangkan sinyal input terhubung ke input inverting penguat operasional sebagaimana pada gambar 2.

Gambar 2. Pembanding tegangan negatif

Zero-Crossing Detector

Rangkaian zero-crossing detector adalah rangkaian yang digunakan untuk mendeteksi gelombang sinus AC 220V saat melewati titik tegangan nol. Fungsi dari rangkaian ini untuk menentukan freskuensi suatu gelombang dengan cara mendeteksi banyaknya zero point pada suatu rentang waktu sekaligus mengubah suatu sinyal sinus (sine wave) menjadi sinyal kotak (square wave).

Gambar 3. Rangkaian zero-crossing detector

Rangkaian Histeresis

Histeresis merupakan Ketergantungan sebuah sistem pada keadaan sekarang maupun pada keadaan yang telah lalu, ketergantungan yang dimaksud muncul karena kondisi sitem tersebut dapat berada lebih dari satu kondisi internal. Fungsi histeresis pada sistem kontrol yaitu untuk menyaring sinyal sehingga output menghasilkan reaksi yang lambat dengan mengambil data akhir untuk dilihat. Contoh, bila sesorang menginginkan menjaga suhu di 22 derajat celcius, maka seseorang tersebut mengatur suhu untuk menyalakan pemanas ketika suhu turun di bawah 20 derajat celcius dan mematikan ketika suhu melebihi 24 derajat celcius.  Dengan menggunakan rangkaian ini kerja relay akan stabil dan tidak cepat rusak.

Dalam perhitungan histerisi ada acuan UPT (upper trip point) atau ambang batas atas dan LPT (lower trip point) atau ambang batas bawah. Berikut perhitungan untuk menentukan nilai UTP dan LTP dari rangkaian pada gambar 3. 

Gambar 3. Rangkaian Histeresis pada aplikasi pengatur suhu

Penyelesaian:

Nilai penguatan umpan balik adalah

Jika Vref = 2.5V; Vjen = 5V; maka

Vutp = Vref + (B.Vjen)

         = 2.5 + (0.09*5)

         = 2.5 + 0.45

         = 2.95V

Vltp = Vref - (B.Vjen)

         = 2.5 - (0.09*5)

         = 2.5 - 0.45

         = 2.05V

Zero-Crossing Detector dengan Histeresis

Zero-crossing detector dengan histeresis merupakan suatu hal yang perlu dilakukan untuk menghindari kekeliruan kondisi false pada sinyal output penguat operasional yang ditumpangi oleh sinyal noise seperti berikut ini:

Gambar 4. Sinyal noise pada rangkaian zero-crossing detector dengan histeresis

Untuk mengatasi hal tersebut maka dibuatlah rangkaian feedback untuk menentukan Vutp dan Vltp.

NB : Jika ada pertanyaan terkait materi bisa dikirim melalui komentar atau lewat classroom

Terimakasih.

Share this post