Rangkaian OP-Amp Regulator

OP-Amp Regulator

Rangkaian regulator yang lebih baik adalah dengan menggunakan Op-Amp untuk men-drive transistor Q. Dioda zener di sini tidak langsung memberi umpan ke transistor Q, tetapi sebagai tegangan referensi bagi Op-Amp IC1. Umpan balik pada pin negatif Op-amp adalah cuplikan dari tegangan keluar regulator, yaitu :

V in(-) = (R2/(R1+R2)) V out

Rangkaian OP-Amp Regulator

Jika tegangan keluar V out naik, tegangan V in(-) juga akan naik sampai tegangan ini sama dengan tegangan referensi Vz. Demikian sebaliknya jika tegangan keluar V out menurun, misalnya karena suplai arus ke beban meningkat, Op-amp akan menjaga kestabilan di titik referensi Vz dengan memberi arus IB ke transistor Q1 sehingga pada setiap saat Op-amp menjaga kestabilan. Dengan mengabaikan tegangan VBE transistor Q1 dan mensubsitusi rumus, diperoleh hubungan matematis :

V out = ( (R1+R2)/R2) V z

Pada rangkaian ini tegangan output dapat diatur dengan mengatur besar R1 dan R2.

Rangkaian Regulator Dioda Zener

Rangkaian dasar Regulator dioda Zener

Rangkaian regulator dioda Zener yang paling sederhana, di tunjukkan gambar di atas, zener bekerja pada daerah breakdown sehingga menghasilkan tegangan output yang sama dengan tegangan zener atau :

Vout = Vz

Namun rangkaian di atas ini hanya bermanfaat jika arus beban tidak lebih dari 50mA.

Rangkaian Regulator dioda Zener
dengan PNP transistor sebagai penguat arus

Rangkaian regulator ini pada dasarnya adalah rangkaian regulator zener yang dikonfigurasikan dengan sebuah transistor NPN untuk menghasilkan arus yang cukup besar. V BE adalah tegangan base-emitor dari transistor Q1 yang besarnya antara 0.2 - 0.7 volt bergantung pada jenis transistor yang digunakan. Dengan mengabaikan arus I B yang mengalir pada base transistor, dapat dihitung besar tahanan R2 yang diperlukan adalah :

Iz adalah arus minimum yang diperlukan oleh dioda zener untuk mencapai tegangan breakdown zener tersebut. Besar arus ini dapat diketahui dari datasheet yang besarnya lebih kurang 20 mA

Jika diperlukan catu arus yang lebih besar, tentu perhitungan arus base I B pada rangkaian di atas tidak bisa diabaikan lagi. Seperti yang diketahui, besar arus I C akan berbanding lurus terhadap arus I B atau dirumskan dengan :

IC = ß × IB

Untuk keperluan itu, transistor Q1 yang dipakai bisa diganti dengan tansistor darlington yang biasanya memiliki nilai b yang cukup besar. Dengan transistor darlington , arus base yang kecil bisa menghasilkan arus Ic yang lebih besar

Rangkaian Regulator|Adaptor 12 Volt

Regulator adalah rangkaian regulasi atau pengatur tegangan keluaran dari sebuah catu daya agar efek dari naik atau turunnya tegangan jala-jala tidak mempengaruhi tegangan catu daya sehingga menjadi stabil.

Rangkaian penyearah sudah cukup bagus jika tegangan ripple -nya kecil, tetapi ada masalah stabilitas. Jika tegangan PLN naik/turun, maka tegangan outputnya juga akan naik/turun. Seperti rangkaian penyearah di atas, jika arus semakin besar ternyata tegangan dc keluarannya juga ikut turun. Untuk beberapa aplikasi perubahan tegangan ini cukup mengganggu, sehingga diperlukan komponen aktif yang dapat meregulasi tegangan keluaran ini menjadi stabil.

Sekarang mestinya tidak perlu bingung dengan hal itu,karena saat ini sudah banyak dikenal komponen seri 78XX sebagai regulator tegangan tetap positif dan seri 79XX yang merupakan regulator untuk tegangan tetap negatif.

Bahkan komponen ini biasanya sudah dilengkapi dengan pembatas arus dan juga pembatas suhu. Komponen ini hanya tiga pin dan dengan menambah beberapa komponen saja sudah dapat menjadi rangkaian catu daya yang ter-regulasi dengan baik.

Misalnya 7805 adalah regulator untuk mendapat tegangan 5 volt, 7812 regulator tegangan 12 volt dan seterusnya, sedangkan seri 79XX misalnya adalah 7905 dan 7912 yang berturut-turut adalah regulator tegangan negatif 5 dan 12 volt.

Berikut ini contoh rangkaian regulator menggunakan IC 7812/7912. rangkaian ini dapat anda aplikasikan untuk membuat adaptor atau power suply dengan tegangan keluaran (V output 12VDC/-12VDC).

Rangkaian Regulator|Adaptor 12 Volt

Rangkaian differensiator OP-Amp

differensiator adalah rangkaian yang melakukan operasi differensiasi secara matematika. Rangakaian ini menghasilkan tegangan keluaran yang sebanding dengan kemiringan tegangan masukan. Penggunaan rangkaian differensiator yang umum adalah untuk mendeteksi tepi mendahului dan tepi ketinggalan dari sebuah pulsa persegi atau untuk menghasilkan keluaran persegi dari masukan sinyal segitiga.

Rangkaian Differensiator OP-Amp

Pada gambar di atas memperlihatkan sebuah rangkaian differensiator menggunakan op-amp. Rangakaian differensiator ini hampir mirip dengan rangakaian integrator hanya saja posisi resistor dan kapasitornya yang berbeda. Bila tegangan masukan berubah (misaltegangan segitiga) mengandung arti bahwa arus kapasitor akan tetap. Karena semua arus tetap ini mengalir melalui tahanan umpan balik, maka didapatlah sinyal kotak pada keluaran, seperti yang terlihat pada gambar di atas.

Rumus besarnya tegangan output (V out) pada rangkaian differensiator adalah:

Dari persamaan Vout dapat dilihat bahwa tegangan output sebuah differensiator adalah deviatif dari tegangan input terhadap waktu dikali konstanta waktu differensiator (RCX).

Rangkaian Integrator (Op-Amp)

Op-amp bisa juga digunakan untuk membuat rangkaian-rangkaian dengan respons frekuensi, misalnya rangkaian penapis (filter). Salah satu contohnya adalah rangkaian integrator seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah. Rangkaian dasar sebuah integrator adalah rangkaian op-amp inverting, hanya saja rangkaian umpanbaliknya (feedback) bukan resistor melainkan menggunakan capasitor C.

Rangkaian Integrator (Op-Amp)

karena secara matematis tegangan keluaran rangkaian integrator ini merupakan fungsi integral dari tegangan input. Sesuai dengan nama penemunya, rangkaian yang demikian dinamakan juga rangkaian Miller Integral. Aplikasi yang paling populer menggunakan rangkaian integrator adalah rangkaian pembangkit sinyal segitiga dari inputnya yang berupa sinyal kotak

rangkain integrator ini merupakan dasar dari low pass filter. Terlihat dari rumus di atas, secara matematis penguatan akan semakin kecil (meredam) jika frekuensi sinyal input semakin besar.

Namun Pada prakteknya, rangkaian feedback integrator mesti diparalel dengan sebuah resistor dengan nilai misalnya 10 kali nilai R atau satu besaran tertentu yang diinginkan. Ketika inputnya berupa sinyal dc (frekuensi = 0), kapasitor akan berupa saklar terbuka. Jika tanpa resistor feedback seketika itu juga outputnya akan saturasi sebab rangkaian umpan balik op-amp menjadi open loop (penguatan open loop opamp ideal tidak berhingga atau sangat besar). Nilai resistor feedback sebesar 10R akan selalu menjamin output offset voltage (offset tegangan keluaran) sebesar 10x sampai pada suatu frekuensi cutoff tertentu.

Penguat tak membalik (non inverting)

Susunan seperti skema rangkaian di bawah adalah sebuah Op Amp yang diterapkan dalam modus penguat tak membalik atau non inverting, yaitu tegangan keluaran (Vo) mempunyai Fasa yang sama dengan tegangan masukan (Vi). Dari cara penyusunannya dapat dilihat bahwa sinyal masukan dihubungkan ke masukan non inverting, sehingga sinyal keluaran mempunyai fase yang sama dengan sinyal masukan.

Gambar rangkaian Penguat tak membalik
(non inverting)

Seperti terlihat dalam gambar rangkaian di atas, tegangan keluaran rangkaian memiliki fase yang sama dengan tegangan masukannya. Besarnya penguatan pada rankaian non inverting ini ditentukan dari perbandingan besarnya nilai R1 dan R2. Resistor R1 dan R2 membentuk jaringan pembagi resistif untuk memberikan tegangan umpan balik (VA) yang diperlukan pada masukan membalik.

Rumus penguatan (A) pada Penguat tak membalik (non inverting) adalah sebagai berikut

Tegangan keluarannya dapat dihitung menggunakan rumus berikut

Penguat Pembalik Menggunakan OP-Amp

Penguat pembalik adalah penggunanan op amp sebagai penguat sinyal dimana sinyal outputnya berbalik fasa 180 derajat dari sinyal input.

Sebuah penguat pembalik menggunakan umpan balik negatif untuk membalik dan menguatkan sebuah tegangan. Resistor Rf melewatkan sebagian sinyal keluaran kembali ke masukan. Karena keluaran taksefase sebesar 180°, maka nilai keluaran tersebut secara efektif mengurangi besar masukan. Ini mengurangi bati keseluruhan dari penguat dan disebut dengan umpan balik negatif.

Sebuah skema rangkaian penguat pembalik menggunakan OP-Amp ditunjukkan pada Gambar di bawah

Rangkaian penguat pembalik menggunakan OP-Amp

Rumus penguatan penguat pembalik adalah sebagai berikut

Tanda negatif menunjukkan bahwa keluaran adalah pembalikan dari masukan. Contohnya jika Rf=10KΩ dan Rin=1k Ω, maka rangkaian pembalik di atas memiliki penguatan-10.000Ω / 1.000Ω, yaitu -10

Skema Pengaman Speaker

Pengaman Speaker

This circuit follows will connects the speakers to the power amplifier output only a few seconds after the amplifier is powered ON, so that the speakers do not accept popped up by a high voltage and you would not Hear a loud thud sound from the speakers When the amplifier is switched on. This stuff is very harmful to the speakers.

Skema Rangkaian Pengaman Speaker

When the amplifier is powered on the bridge D1 also gets powered through the amplifier’s power switch. Capacitor C1 filters the output of bridge rectifier D1. When the power switch is made ON, the transistor Q1 gets switched ON only after the capacitor C2 is sufficiently charged (0.7V) through the resistor R1. Here the value of C2 and R1 are so selected that the time delay is around 2 seconds. So the relay gets activated only after a few seconds the amplifier is powered ON and until that time the speaker will be kept isolated from the amplifier’s audio output as the speaker is connected to the amplifier’s output through the N/O contact of the relay. During this initial delay period the output of amplifier will be grounded by the resistor R2 through the N/C contact of the relay. This is done in order to ensure that the DC blocking capacitor at the amplifier’s output is charged before it is connected to the speaker.

ON/OFF Sleep Timer Switch Circuit

This timer was designed mainly to switch off a portable radio after some time: in this way, one can fall asleep on the sand or on a hammock, resting assured that the receiver will switch off automatically after some time, saving battery costs.

ON/OFF Sleep Timer Switch Circuit

R1 and C1 provide a very long time constant. When P2 is momentarily closed, C1 discharges and the near zero voltage at its positive lead is applied to the high impedance inputs of the four gates of IC1 wired in parallel. The four paralleled gate outputs of the IC go therefore to the high state and the battery voltage is available at Q1 Emitter. When P2 is released, C1 starts charging slowly through R1 and when the voltage at its positive lead has reached about half the battery voltage, the IC gate outputs fall to zero, stopping Q1. This transistor can directly drive a portable radio receiver or different devices drawing a current up to about 250mA. Connecting a Relay across the Emitter of Q1 and negative ground, devices requiring much higher voltage and current operation can be driven through its contacts.

Pushing on P2 for 1 to 5 seconds, the circuit starts and then will switch off after about 35 minutes. This time delay can be varied by changing R1 and/or C1 values. P1 will stop the timer if required. LED D1 is optional and can be useful to signal relay operation when the load is placed far from the timer.

List Component of ON/OFF Sleep Timer Switch Circuit

• R1: 10M 1/4W Resistor
• R2: 4K7 1/4W Resistor
• R3: 1K 1/4W Resistor
• C1: 220µF/ 25V Electrolytic capacitor
• D1: LED
• D2: 1N4148
• IC1: 4011 Quad 2 Input NAND Gate CMos IC
• Q1: BC337
• P1,P2: SPST Pushbuttons
• RL1: 12V Relay