DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING

15.5 Instrumentation Circuits

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

1. Tujuan [Kembali]

Mempelajari dan mengetahui prinsip kerja dan simulasi rangkaian instrumentation circuit.

2. Komponen [Kembali]

2.1 Op-Amp LM224, LF347, LM358N

Op-Amp adalah singkatan dari Operational Amplifier. Op-Amp adalah piranti solid-state yang mampu mengindera dan memperkuat sinyal, baik sinyal DC maupun sinyal AC.

2.2 Resistor

Resistor atau hambatan adalah salah satu komponen elektronika yang memiliki nilai hambatan tertentu, dimana hambatan ini akan menghambat arus listrik yang mengalir melaluinya.

Cara menghitung nilai resistansi resistor:

2.3 Dioda DFLR1200

Dioda adalah komponen elektronika aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan berfungsi untuk mengalirkan arus listrik ke satu arah dan menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.

2.4 Kapasitor Bipolar

Kapasitor bipolar adalah kapasitor yang memiliki polaritas kutub positif dan kutub negatif. Kapasitor digunakan untuk menyimpan muatan listrik.

Cara menghitung nilai kapasitansi kapasitor:

2.5 Transistor 2N3866

Transistor ini berfungsi sebagai switching atau saklar.

2.6 Potensiometer

Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika ataupun kebutuhan pemakainya. Potensiometer merupakan Keluarga Resistor yang tergolong dalam Kategori Variable Resistor. Secara struktur, Potensiometer terdiri dari 3 kaki Terminal dengan sebuah shaft atau tuas yang berfungsi sebagai pengaturnya.

3. Dasar Teori [Kembali]

3.1 DC MIllivoltmeter

Gambar 15.25 menunjukkan op-amp 741 yang digunakan sebagai penguat dasar dalam dc millivoltmeter. Amplifier menyediakan meter dengan impedansi input tinggi dan faktor skala yang hanya bergantung pada nilai dan akurasi resistor. Analisis rangkaian op-amp menyediakan fungsi transfer rangkaian:

Misalnya ubah Rf ke 200 kΩ, maka akan dihasilkan faktor skala rangkaian:

Membuat millivoltmeter dibutuhkan op-amp, beberapa resistor, dioda, kapasitor, dan pergerakan meter.

3.2 AC Millivoltmeter

Contoh lain dari rangkaian instrumentasi adalah ac millivoltmeter yang ditunjukkan pada Gambar 15.26.

Fungsi transfer sirkuit adalah:

yang muncul sama dengan dc millivoltmeter, kecuali bahwa dalam hal ini sinyal yang ditangani adalah sinyal ac.

3.3 Display Driver

3.4 Instrumentations Amplifier

Sebuah rangkaian yang menyediakan output berdasarkan perbedaan antara dua input (kali faktor skala) ditunjukkan pada Gambar. 15.28. Potensiometer digunakan untuk memungkinkan penyesuaian faktor skala rangkaian. Ketika tiga op-amp digunakan, IC op-amp quad-tunggal adalah semua yang diperlukan (selain komponen resistor).

Tegangan output dapat ditunjukkan:

Jadi, tegangan output diperoleh dari:

4. Prinsip Kerja [Kembali]

4.1 Rangkaian DC MilliVoltmeter

Baterai sebagai sumber tegangan input. Tegangan dialirkan ke resistor kemudian ke op-amp yang digunakan sebagai penguat dasar, sehingga didapatkan tegangan output yang lebih dari tegangan input yang berupa DC.

4.2 Rangkaian AC MilliVoltmeter

Sumber ac digunakan sebagai input. Tegangan tersebut kemudian dialirkan ke resistor kemudian ke op-amp yang berfungsi sebagai dasar sehingga didapatkan tegangan ouput yang lebih kuat yang berupa tegangan AC.

4.3 Rangkaian Display Driver

Rangkaian opamp dapat digunakan untuk mengendalikan lampu atau LED. Saat input non-inverting dan menghasilkan Output di terminal 1 bernilai saturasi positif maka lampu akan menyala jika transistor konduktor.

4.4 Rangkaian Instrumantations Amplifier

Op-Amp non inverting memiliki masukan yang dibuat melalui input non inverting. Dengan demikian tegangan keluaran rangkaian ini akan satu fasa dengan tegangan inputnya.

5. Gambar Rangkaian [Kembali]

5.1 Rangkaian DC MilliVoltmeter