PRE AMP MIC DENGAN OP-AMP

A. TUJUAN
Setelah selesai praktik diharapkan siswa dapat:
1. Mengidentifikasi komponen elektronika pasif dan aktif yang membangun rangkaian pre amp mic dengan menerapkan IC Op-Amp 741;
2. Memahami gambar skema rangkaian pre amp mic dengan menerapkan IC Op-Amp 741;
3. Menjelaskan prinsip kerja rangkaian pre amp mic dengan menerapkan IC Op-Amp 741;
4. Membuat perencanaan PCB rangkaian rangkaian pre amp mic dengan menerapkan IC Op-Amp 741, meliputi sisi tata letak komponen (componen side) dan jalur hubungan/lay out PCB (solder side);
5. Merakit rangkaian rangkaian pre amp mic dengan menerapkan IC Op-Amp 741;
6. Melakukan uji fungsi/uji dengar rangkaian pre amp mic dengan menerapkan IC Op-Amp 741;
7. Melakukan pengukuran tegangan kerja rangkaian pre amp mic dengan menerapkan IC Op-Amp 741;
8. Melakukan pengukuran respons frekuensi rangkaian pre amp mic dengan menerapkan IC Op-Amp 741;
9. Membuat grafik respons frekuensi rangkaian pre amp mic dengan menerapkan IC Op-Amp 741.

B. LANDASAN TEORI
Penguat operasional (Op Amp) adalah suatu rangkaian terintegrasi yang berisi beberapa tingkat dan konfigurasi penguat diferensial. Penguat operasional memilki dua masukan dan satu keluaran serta memiliki penguatan DC yang tinggi. Untuk dapat bekerja dengan baik, penguat operasional memerlukan tegangan catu yang simetris yaitu tegangan yang berharga positif (+V) dan tegangan yang berharga negatif (-V) terhadap tanah (ground). Simbol Op-Amp ditunjukkan oleh gambar berikut.
Gb1_Simbol Op_Amp

Gambar 1. Simbol Op-Amp

Jika pada IC Op-Amp ini ditambahkan suatu jenis rangkaian masukkan dan suatu jenis rangkaian umpan balik, maka IC ini dapat dipakai untuk mengerjakan berbagai operasi matematika, seperti menjumlah, mengurangi, membagi, mengali, mengintegrasi, dsb. Oleh karena itu IC jenis ini dinamakan penguat operasi atau operasional amplifier, disingkat OpAmp. Op-Amp dapat pula dimanfaatkan untuk berbagai keperluan, misalnya sebagai penguat audio, pengatur nada, osilator atau pembangkit gelombang, sensor circuit, dan sebagainya. Op-Amp banyak disukai karena faktor penguatannya besar (100.000 kali).
Op-Amp umumnya terdiri atas tiga stage atau amplifier yang dirangkai secara cascade. Ketiga stage itu masing-masing:
1. Differensitial amplifier
2. Voltage amplifier
3. Output amplifier
Differential amplifier memiliki respon frekuensi yang sangat lebar dan input impedance yang sangat tinggi. Voltage amplifier memberikan penguatan yang sangat tinggi dan output amplifier memberikan output impedance yang sangat rendah sehingga dapat mengeluarkan arus listrik yang besar terhadap beban.

Gb2_Tiga Stage Op_Amp

Gambar 2. Tiga Stage Op-Amp

Tidak seperti amplifier konvesional, Op-Amp mempunyai dua terminal masukkan, yaitu: inverting input dan noninverting input yang masing-masing ditandai dengan “+” dan “-“, sehingga ada dua konfigurasi Op-Amp sebagaimana ditunjukkan Gambar 3.

Gb3_Konfigurasi Op_Amp

Gambar 3. Dua Macam Konfigurasi Op-Amp

1. Inverting Konfiguration
Jika signal dimasukkan di antara terminal inverting input dan bumi sementara terminal noninverting input dibumikan maka signal keluaran akan berlawanan fasa dengan signal masukkan.
2. Noninverting Konfiguration
Sebaliknya jika signal dimasukkan di antara terminal noninverting input dan bumi sementara terminal inverting input dibumikan maka signal keluaran sefasa dengan signal masukkan.

C. ALAT DAN BAHAN
1.Perencanaan/design PCB
a.Alat tulis (pensil, penghapus, pulpen 2 warna hitam dan merah)
b.Kertas gambar F4 70 gram
c.Penggaris
d.Mal/Sablon Lingkaran
2.Pembuatan PCB
a.Papan PCB Polos Single Side ukuran 40 mm X 60 mm
b.Pensil
c.Mal/Sablon Lingkaran
d.Skotlet
e.Cutter
f.Larutan Ferry Clhoride (FeCl3)
g.Air
h.Wadah plastik
i.Detergen
j.Penitik
k.Bor tangan/Bor DC
l.Amplas halus
3.Alat Tangan/Mekanik untuk Perakitan Rangkaian
a.Solder
b.Dudukan solder
c.Attractor (desoldering pump)
d.Tang potong
e.Tang lancip
f.Obeng +
4.Bahan dan Daftar Komponen
a.Rangkaian Catu Daya 12 VDC
b.PCB Pre Amp Mic dengan Op-Amp 741
c.Tinol
d.Kabel
e.Terminal Mikropon
f.Mikropon Dinamik
g.Resistor (47 kΩ; 33 kΩ; 22 kΩ, dan 1 kΩ)
h.Kapasitor elco (10 UF (3 buah); 100 UF (1 buah))
i.IC Op-Amp 741
5.Alat Ukur:
a.AVO meter standard
b.AFG (audio Frequency Generator)
c.CRO (Cathode Ray Oscilloscope) Dual Trace

D. GAMBAR SKEMA RANGKAIAN

Gb4_Skema Pre Amp Mic

Dalam praktik penulis menggunakan IC Op-Amp 741 dengan pertimbangan lebih murah, lebih mudah didesain, handal serta banyak terdapat di pasaran. Jika menggunakan Op-Amp 741 maka resistor pembagi tegangan antara pin 3 (non inverting dengan ground) diganti dengan R yang lebih kecil nilainya, yaitu 33 kOhm.

E. KESELAMATAN KERJA
1.Pastikan lay out PCB yang akan dibuat sudah benar sesuai dengan gambar skema rangkaian.
2.Pada saat melarutkan PCB (etching) menggunakan larutan ferrichloride (FeCl3) lakukan dengan benar, jangan sampai larutan tumpah. PCB yang telah dietching dibersihkan dengan menggunakan sabun cuci hingga bersih.
3.Cek kembali hubungan jalur-jalur komponen lay out PCB dengan menggunakan ohmmeter, pastikan semua jalur sudah benar dan tidak ada yang hubung singkat (short).
4.Cek kondisi komponen yang akan dirakit untuk memastikan bahwa komponen yang dirakit adalah komponen yang dalam keadaan baik.
5.Bersihkan kaki komponen dan pad PCB dengan menggunakan amplas halus agar hasil solderan baik (kokoh, mengkilat, dan runcing).
6.Gunakan alat tangan/mekanik dengan benar sesuai dengan fungsinya.
7.Pastikan semua komponen terpasang pada PCB dengan benar sesuai gambar skema rangkaian.
8.Gunakan alat ukur AVO meter dengan benar, yaitu pemilihan range sesuai dengan tegangan yang diukur.
9.Pada saat mengukur respon frekuensi dengan menggunakan CRO dan AFG, lakukan kalibrasi CRO terlebih dahulu dan setting awal AFG pada frekuensi tengah (1 kHz) dengan wave form sinus dan attenuasi 0 dB.

E. LANGKAH KERJA
1.Siapkan alat dan bahan.
2.Cek semua komponen yang akan dirakit dengan menggunakan AVO meter pada fungsi ohm meter untuk mengidentifikasi komponen dalam keadaan baik. Pastikan bahwa semua komponen dalam kondisi baik.
3.Cek lay out PCB. Pastikan jalur hubungan antar titik/kaki komponen sudah benar sesuai dengan gambar skema rangkaian.
4.Pasang komponen sesuai dengan tata letak komponen. Pastikan bahwa komponen terpasang dengan benar sesuai tata letak komponen dan gambar skema rangkaian.
5.Solder kaki komponen pada pad PCB. Penyolderan dimulai dari komponen pasif terlebih dulu baru dilanjutkan dengan komponen aktif, yaitu: dimulai dengan resistor dilanjutkan kapasitor (elco) dan terakhir IC Op-Amp 741. Gunakan teknik menyolder yang benar agar hasil solderan baik, yang ditunjukkan dengan hasil solderan matang (mengkilat) dan kokoh.
6.Lakukan pengkabelan dengan benar dan rapi.
7.Lakukan uji fungsi/uji dengar rangkaian Pre Amp Mic dengan IC Op-Amp 741 dengan menghubungkan input rangkaian ke mikropon dan output rangkaian ke input audio amplifier serta output audio amplifier dihubungkan dengan beban loudspeaker. Pastikan sambungan pengujian benar dan berikan tegangan catu sebesar 12 VDC dari catu daya. Lakukan cek sound dengan bersuara di mikropon. Perhatikan hasil reproduksi suara yang dihasilkan oleh louspeaker. Catat hasil pengujian.
8.Pengukuran Tegangan Kerja Rangkaian Pre Amp Mic dengan IC Op-Amp 741:
a.Hubungkan rangkaian pada catu daya 12 VDC. Ukurlah tegangan keluaran catu daya dan catat hasilnya.
b.Lakukan pengukuran tegangan kerja pin-pin IC Op-Ampn 741 yang meupakan komponen aktif inti pada rangkaian Pre Amp Mic dengan IC Op-Amp 741 menggunakan AVOmeter pada range DVC.
9.Pengujian Respons Frekuensi Rangkaian Pre Amp Mic dengan IC Op-Amp 741:
a.Lakukan kalibrasi CRO CH1 dan CH2. Catat dan gambar bentuk sinyal hasil kalibrasi CH 1 dan CH2.
b.Lakukan setting awal AFG, meliputi:
1)Frekuensi = frekuensi tengah 1 kHz
2)Bentuk gelombang (waveform) = sinusioda
3)Attenuasi = 0 dB
4)Amplitudo output AFG = Vinput rangkaian CE = 20 mVP-P = 0,02 VP-P
Catat dan gambar bentuk sinyal hasil setting AFG.
c.Hubungkan input rangkaian pre amp mic pada out AFG dan probe CH1 CRO, output rangkaian pre amp mic pada CH2 CRO, dan terminal VCC dihubungkan ke catu daya 12 VDC.
d.Pada saat frekuensi 1 kHz, perhatikan tampilan CRO CH1 dan CH2. Pastikan layar CRO menampilkan bentuk gelombang input dan output yang bersih (smooth) dan output tidak cacat.
e.Lakukan pengukuran untuk seluruh spektrum frekuensi audio 20 Hz – 20 kHz, dengan mengubah-ubah frekuensi AFG. Perhatikan Vin adalah konstan jadi jangan melakukan perubahan amplitudo AFG. Perhatikan tampilan bentuk gelombang output CH2.
10.Lakukan penghitungan besar amplitudo sinyal output, penguatan dalam kali, dan penguatan dalam decibel untuk seluruh spektrum frekeunsi audio yang diuji.
11.Gambarkan grafik respons frekuensi rangkaian pre amp mic dengan IC Op-Amp 741 pada kertas semilogaritma.
12.Praktik selesai. Kembalikan semua alat dengan rapi dan buatlah laporan praktik.

Selamat mencoba dan sukses selalu.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s