PEMBANDING INTENSITAS CAHAYA TUGAS AKHIR · alat sederhana yang berfungsi untuk membandingkan satu...
Transcript of PEMBANDING INTENSITAS CAHAYA TUGAS AKHIR · alat sederhana yang berfungsi untuk membandingkan satu...
i
PEMBANDING INTENSITAS
CAHAYA
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat
memperoleh gelar Sarjana Teknik pada
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Sanata Dharma
Disusun oleh:
Bramsi Abraham Liemus
NIM : 995114063
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2007
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
ii
LIGHT INTENSITY
COMPARATOR
FINAL PROJECT
Persented as partial Fulfillment of the Requirements To Obtain the Sarjana
Teknik Degree In Electrical Engineering
By :
Bramsi Abraham Liemus
995114063
ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTEMENT
ENGINEERING FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2007
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
v
HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN
“Dia” membuat segala sesuatu indah pada waktunya
Pengkhotbah 3 : 1
Never, never, and never give up!
Dengan segala kerandahan hati dan kejujuran,
Secara khusus Tugas Akhir ini kupersembahkan kepada;
Allah Bapa, Allah Putera, dan Allah Roh Kudus;
Ayahanda Pdt. Petrus Liemus, Ibunda Pdm. Ribkah Tanty,
Kakakku Pdm. Lusi Liemus, Jesi Liemus, Susi Liemus,
Adikku Tresi Trifena Liemus.
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
vii
INTISARI
Cahaya memiliki intensitas yang berbeda-beda. Pada siang hari intensitas cahaya
semakin tinggi karena sumber cahaya langsung dari matahari. Pada malam hari,
intensitas cahaya makin rendah karena sumber cahaya matahari tidak ada. Manusia
dapat menggunakan energi listrik untuk menggantikan sinar matahari, tapi tentu
intensitas cahaya pada siang dan malam hari akan berbeda.
Dengan melihat adanya perbedaan intensitas cahaya, maka penulis membuat sebuah
alat sederhana yang berfungsi untuk membandingkan satu intensitas cahaya dengan
intensitas cahaya lain yang mungkin terjadi pada satu area. Dengan menggunakan
LDR sebagai sensor cahaya, rangkaian pembanding, dan gerbang logika AND, maka
alat ini diharapkan dapat bekerja membandingkan intensitas cahaya yang diterima
oleh sensor. IC TL074 dipilih sebagai rangkaian penyangga yang merupakan bagian
dari rangkaian sensor, IC LM339 digunakan sebagai rangkaian komparator, dan
dioda digunakan sebagai pembentuk gerbang AND. Dengan rangkaian dan
komponen-komponen yang disebutkan, maka alat akan bekerja membandingkan
setiap tegangan keluaran dan memilih satu tegangan keluaran yang paling besar, dan
akhirnya ditampilkan melalui LED sebagai penampil.
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
viii
ABSTRACT
The light have a different intensity. At day, light intensity become high caused by sun
light. In the night, light intensity become low because there is no sun light. Most of
people use electric power to replace the sun light, of course both of this condition is
different.
By this different intensity, the writer make a simple tool that can be used to compare
one light intensity with others that can be happen in one area. Using LDR as a light
sensor, comparator circuit, AND gate, this tool must be work to compare light intensity
by the sensor, depend on light intensity received by sensor. IC TL074 choosed as a
buffer circiut and as a part of sensor circuit, IC LM339 used as a comparators, and
diode use to build an AND gate. By this circiut and all of the component mentioned
above, this tool must be work to compare each output voltage, and choose which one
voltage as a biggest voltage, and the end will displayed by LED as a display.
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
ix
KATA PENGANTAR
Puji syukur sebesar-besarnya penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus
atas cinta kasih, rahmat, berkat, karunia-Nya yang dilimpahkan kepada penulis,
sehingga penulis bisa menyelesaikan skripsi ini dengan baik.
Sekalipun banyak sekali halangan dan rintangan selama proses penyusunan
tugas akhir ini, tapi penulis sangat bersyukur karena Tuhan Yesus Kristus selalu
memberi cintanya berupa sebuah harapan dan rencana indah yang membuat penulis
untuk tetap kuat menyelesaikan tugas akhir ini.
Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mengakhiri masa
studi penulis dan untuk memperoleh gelar sarjana teknik Jurusan Teknik Elektro di
Universitas Sanata Dharma. Penulisan skripsi ini didasarkan pada hasil-hasil yang
penulis peroleh mulai dari perancangan, pembuatan alat sampai pada pengujian alat
yang diajukan.
Dengan selesainya Tugas Akhir yang merupakan salah satu syarat untuk
meraih gelar sarjana pada Program Studi Teknik Elektro Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Sanata Dharma Yogyakarta, pada kesempatan ini penulis
mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Tuhan Yesus Kristus sebagai sumber segala berkat, segala kehidupan.
Sebuah rancangan indah telah Engkau rancangkan dalam hidupku, Enkau selalu
menolongku tepat pada waktunya.
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
x
2. Bapak Ir.Greg.Heliarko, S.J.,S.S.,B.S.T.,M.A.,M.Sc. selaku Dekan, Bapak Ir.
Iswanjono, M.T selaku pembantu Dekan.
3. Martanto, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing skripsi, yang telah banyak
memberikan pengarahan, ide, petunjuk serta saran selama pengerjaan alat dan skripsi.
4. Seluruh dosen Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma yang telah banyak
memberikan bimbingan kepada penulis selama menjadi mahasiswa.
5. Ayah, Ibu, kakak dan adikku merupakan figur yang telah banyak memberikan
dukungan baik moril maupun materil sepenuhnya dalam masa kuliah dan masa
penyusunan tugas akhir ini.
6. Ir. Aditya Dirabayu, M.T., yang secara intensif mendukung penyelesaan tugas akhir
ini.
7. Rekan-rekanku : Frans Hendri, Ade, Heri Cahyo, Guntur, Oskar Ika, Dwi, Ari, Daud
Yusuf, Darmero, Roni, Tutus, Maya, Santi, I Nyoman Sengkubuwono, dan semua
rekan-rekan Teknik Elektro angkatan 99. Terimakasih atas semua bantuan, dukungan,
dan kesan yang manis selama mengikuti masa perkuliahan di Universtas Sanata
Dharma.
8. Rekan-rekan satu kost : Asnwai, Said, Okwan, Damar, I’it, Umar, Tanto, Frans De
Sales. Terima kasih atas semangat yang sudah diberikan kepada penulis.
9. Rekan-rekan musisi di gereja : Yana, Berto, Surya, Abram, Mas Agung, Kak Is.
Terimakasih atas doa-doa kalian.
10. Berbagai pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu disini.
Penulis menyadari bahwa dalam karya tulis ini masih terdapat banyak
kekurangan dan jauh dari sempurna. Oleh karena itu segala bentuk kritik dan saran
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
xi
dan masukan yang membangun sangat penulis harapkan dari pembaca, demi
perbaikan dan kesempurnaan skripsi ini. Dan semoga tugas akhir ini dapat
bermanfaat bagi semua pihak yang berkepentingan.
Terima kasih,
Yogyakarta, 29 Januari 2007
Penulis
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
xii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ...................................................................................... i
LEMBAR PERSETUJUAN PEMBIMBING ................................................ iii
HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................ iv
HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN ............................................ v
HALAMAN PERNYATAAN HASIL KARYA ........................................... vi
INTISARI ...................................................................................................... vii
ABSTARCT .................................................................................................. viii
KATA PENGANTAR ................................................................................... ix
DAFTAR ISI .................................................................................................. xii
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xv
DAFTAR TABEL .......................................................................................... xvii
BAB I Pendahuluan ....................................................................................... 1
1.1 Judul ........................................................................................... 1
1.2 Latar belakang masalah .............................................................. 1
1.3 Perumusan masalah .................................................................... 2
1.4 Batasan masalah ......................................................................... 2
1.5 Tujuan penelitian ........................................................................ 3
1.6 Manfaat penelitian ...................................................................... 3
1.7 Sistematika penulisan ................................................................. 4
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
xiii
BAB II Dasar Teori ........................................................................................ 5
2.1 Op-Amp ...................................................................................... 5
2.2 Diagram Op-Amp ....................................................................... 6
2.3 Komparator ................................................................................. 7
2.4 Pembagi tegangan ...................................................................... 9
2.5 Tabel kebenaran ......................................................................... 10
2.6 Gerbang OR ................................................................................ 10
2.7 Gerbang AND ............................................................................ 13
2.8 Light Dependent Resistor (LDR) ............................................... 16
BAB III Perancangan Alat ............................................................................. 19
3.1 Diagram blok rangkaian ........................................................ 19
3.1.1 Sensor/Transduser .................................................... 19
3.1.2 Buffer ....................................................................... 22
3.1.3 Komparator ............................................................... 23
3.1.4 Decoder .................................................................... 24
3.1.5 Display ..................................................................... 26
3.2 Rangkaian keseluruhan alat ................................................. 27
3.3 Analisa rangkaian ................................................................ 28
BAB IV Hasil Pengamatan dan Pembahasan ................................................ 39
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
xiv
BAB V Kesimpulan dan Saran ................................................................... 49
5.1 Kesimpulan .......................................................................... 49
5.2 Saran .................................................................................... 49
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 50
LAMPIRAN ................................................................................................... 51
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Rangkaian dasar penyangga ........................................... 5
Gambar 2.2.a Diagram blok Op-Amp ................................................... 6
Gambar 2.2.b Skema simbol Op-Amp .................................................. 7
Gambar 2.3.a Komparator ..................................................................... 8
Gambar 2.3.b Komparator ..................................................................... 8
Gambar 2.4 Rangkaian pembagi tegangan ......................................... 9
Gambar 2.6.a Kondisi semua tegangan masuk nol ............................... 10
Gambar 2.6.b Kondisi masukan A = 0, dan B = 1 ................................ 11
Gambar 2.6.c Kondisi masukan A = 1, dan B = 1 ................................ 11
Gambar 2.6.d Lambang gerbang OR dengan 2, 3, 4, 8 input ................ 12
Gambar 2.7.a Kondisi semua tegangan masuk nol ............................... 13
Gambar 2.7.b Kondisi masukan A = 0, dan B = 1 ................................ 13
Gambar 2.7.c Kondisi masukan A = 1, dan B = 1 ................................ 14
Gambar 2.7.d Lambang gerbang AND dengan 2, 3, 4, 8 input ............ 15
Gambar 2.8.a Bentuk fisik dari LDR .................................................... 16
Gambar 2.8.b LDR dalam rangkaian pembagi tegangan ...................... 17
Gambar 3.1 Diagram blok rangkaian ................................................. 19
Gambar 3.1.1 Rangkaian sensor ............................................................ 20
Gambar 3.1.2 Rangkaian buffer ............................................................ 22
Gambar 3.1.3.a Rangkaian dasar Op-Amp sebagai komparator .............. 23
Gambar 3.1.3.b Rangkaian dasar Op-Amp sebagai komparator ............. 24
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
xvi
Gambar 3.1.4 Dioda dan Resistor pembentuk gerbang AND ............... 25
Gambar 3.1.5 Penampil berupa LED .................................................... 26
Gambar 3.2 Keseluruhan rangkaian ................................................... 27
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
xvii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.6 Tabel kebenaran gerbang OR ............................................... 12
Tabel 2.7 Tabel kebenaran gerbang AND ............................................ 15
Tabel 3.1.4 Tabel kebenaran ................................................................... 25
Tabel 3.3.a 4 input, kondisi input A paling besar ................................... 29
Tabel 3.3.b Hasil perbandingan antara A terhadap B, C, dan D ............. 29
Tabel 3.3.c Hasil perbandingan antara B terhadap A, C, dan D ............. 29
Tabel 3.3.d Hasil perbandingan anatara C terhadap A, B, dan D ........... 30
Tabel 3.3.e Hasil perbandingan anatara D terhadap A, B, dan C ........... 30
Tabel 3.3.f Hasil perbandingan 3 output dari 4 komparator ................... 31
Tabel 3.3.g 4 input, kondisi input B paling besar .................................... 32
Tabel 3.3.h Hasil perbandingan antara A terhadap B, C, dan D ............. 32
Tabel 3.3.i Hasil perbandingan antara B terhadap A, C, dan D ............. 32
Tabel 3.3.j Hasil perbandingan anatara C terhadap A, B, dan D ........... 33
Tabel 3.3.k Hasil perbandingan anatara D terhadap A, B, dan C ........... 33
Tabel 3.3.l Hasil perbandingan 3 output dari 4 komparator ................... 33
Tabel 3.3.m 4 input, kondisi input C paling besar .................................... 34
Tabel 3.3.n Hasil perbandingan antara A terhadap B, C, dan D ............. 35
Tabel 3.3.o Hasil perbandingan antara B terhadap A, C, dan D ............. 35
Tabel 3.3.p Hasil perbandingan anatara C terhadap A, B, dan D ........... 35
Tabel 3.3.q Hasil perbandingan anatara D terhadap A, B, dan C ........... 35
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
xviii
Tabel 3.3.r Hasil perbandingan 3 output dari 4 komparator ................... 36
Tabel 3.3.s 4 input, kondisi input C paling besar .................................... 37
Tabel 3.3.t Hasil perbandingan antara A terhadap B, C, dan D ............. 37
Tabel 3.3.u Hasil perbandingan antara B terhadap A, C, dan D ............. 37
Tabel 3.3.v Hasil perbandingan anatara C terhadap A, B, dan D ........... 37
Tabel 3.3.w Hasil perbandingan anatara D terhadap A, B, dan C ........... 37
Tabel 3.3.x Hasil perbandingan 3 output dari 4 komparator ................... 38
Tabel 4.a Hasil pengujian pengukuran ................................................. 42
Tabel 4.b 4 input, kondisi input A paling besar ................................... 42
Tabel 4.c Hasil perbandingan antara A terhadap B, C, dan D ............. 43
Tabel 4.d Membandingkan B terhadap A, B, dan D ............................ 43
Tabel 4.e Hasil perbandingan antara B terhadap A, B, dan D ............. 43
Tabel 4.f Membandingkan C terhadap A, B, dan D ............................ 43
Tabel 4.g Hasil perbandingan antara C terhadap A, B, dan D ............. 43
Tabel 4.h Membandingkan D terhadap, A, B, dan C ………………... 44
Tabel 4.i Hasil perbandingan antara D terhadap A, B, dan C……… 44
Tabel 4.j 3 output masing-masing dari 4 komparator ……………….. 44
Tabel 4.k Pengukuran kedua ………………………………………… 46
Tabel 4.l Keluaran dari 4 komparator (masing-masing komparator
dengan 3 keluaran untuk kondisi 1) ……………………….
46
Tabel 4.m Keluaran dari 4 komparator (masing-masing komparator
dengan 3 keluaran untuk kondisi 2). ………………………
47
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
xix
Tabel 4.n Keluaran dari 4 komparator (masing-masing komparator
dengan 3 keluaran untuk kondisi 3) ……………………….
47
Tabel 4.o Keluaran dari 4 komparator (masing-masing komparator
dengan 3 keluaran untuk kondisi 4) ……………………….
47
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
1
BAB І
PENDAHULUAN
1.1 Judul.
PEMBANDING INTENSITAS CAHAYA
(LIGHT INTENSITY COMPARATOR)
1.2 Latar Belakang Masalah
Menentukan intensitas cahaya secara manusia sangat mudah.
Dengan kemampuan koordinasi alat indra (mata) dan otak, manusia dalam
waktu hitungan detik bisa mengetahui cahaya mana yang berintesitas paling
tinggi ataupun berintensitas rendah. Sekarang, dengan dasar-dasar
elektronika dan digital, maka dapat dibuat alat sederhana yang bisa
mendeteksi dan memilih cahaya mana yang berintensitas paling tinggi
dengan cara membandingkannya. Tentunya dengan menggunakan prinsip
perbandingan antara satu detektor (sensor cahaya) dengan detektor lain.
Mungkin ahli-ahli elektronika dan digital yang lain sudah membuat
alat yang lebih canggih berupa robot dengan menggunakan mikrokontroller
yang tentunya kinerja dan fungsi alat tersebut lebih luas atau lebih banyak
kelebihannya dari sekedar mendeteksi cahaya yang berintensitas tinggi.
Misalnya mendeteksi suara, jarak, dan lain lain yang tentunya menggunakan
bermacam–macam sensor berdasarkan tujuan fungsi alat yang dirancang.
Tapi saat ini, penulis akan membuat dalam 1 lingkup kecil saja
dengan menggunakan sensor cahaya sebagai detektornya. Dengan berbekal
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
2
prinsip–prinsip elektronika analog dan elektronika digital, maka akan dibuat
alat yang dimaksudkan dengan fungsi dan kinerja seperti yang dijelaskan di
atas tadi.
1.3 Perumusan Masalah
Menjadi pokok permasalahan dalam penelitian ini adalah
bagaimana alat ini dapat memilih cahaya yang berintensitas paling tinggi
dari antara 4 sensor yang dipasang. Dan dengan indikator yang terpasang
pada 4 detektor tersebut, alat ini akan menunujukkan area mana yang
memiliki intensitas cahaya paling besar/tinggi. Dalam hal ini akan
digunakan LED sebagai indikator (penampil), dimana LED yang menyala
mengindikasikan bahwa sensor itulah yang menerima intensitas cahaya
yang paling tinggi setelah melalui proses pembandingan dari antara semua
sensor yang terpasang.
1.4 Batasan Masalah
Kemampuan alat ini adalah dapat memilih area dengan intensitas
cahaya yang paling tinggi. Akan dipasang empat sensor di empat titik.
Dengan menggunakan rangkaian pembagi tegangan sebagai tegangan
inputnya. Lalu keempat tegangan input itu (menggunakan empat tegangan
input Vi) dibandingkan dengan tegangan referensinya Vref menggunakan
rangkaian komparator apakah outputnya High atau Low, dan akhirnya bisa
memilih area atau titik mana yang memiliki Vo terbesar dari ke empat Vo
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
3
yang dihasilkan. Dalam hal ini akan diberi masukan 4 tegangan yang
bervariasi (akan diberikan beberapa contoh tegangan input Vi).
1.5 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membuat alat pendeteksi
area/titik dengan memilih area mana yang berintensitas paling besar (Vo
max) dari hasil pembandingan tegangan keluaran Vo.
1.6 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah mendapatkan pengalaman
mengenai:
1. Fungsi rangkaian pembagi tegangan.
2. Fungsi rangkaian pembagi pembanding (komparator).
3. Fungsi dari sensor cahaya.
4. Aplikasi tabel kebenaran gerbang logika.
5. Pendeteksian intensitas dengan sensor cahaya.
6. Indikator intensitas cahaya.
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
4
1.7 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan dalam tulisan ini akan dibagi dalam bab-bab
seperti berikut :
BAB І Pendahuluan
BAB ІІ Dasar Teori
BAB ІІІ Perancangan Alat
BAB ІV Hasil dan Pembahasan
BAB V Kesimpulan dan Saran
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
5
BAB ΙΙ
DASAR TEORI
2.1 Op-Amp.
Karena Op-Amp akan sangat digunakan dalam perancangan ini, maka
tidak ada salahnya kita mengkilas balik sedikit tentang Op-Amp. Rancangan alat
ini sangat erat hubungannya dengan Op-Amp. Op-Amp dalam perancangan alat
ini akan digunakan sebagai rangkaian penyangga (buffer) dan rangkaian
pembanding (komparator). Rangkaian penyangga merupakan rangkaian penguat
tak membalik (non-inverting amplifier) dengan penguatan sama dengan satu
(A=1).
Gambar 2.1. Rangkaian dasar penyangga.
Dengan konfigurasi gambar seperti pada gambar 2.1, akan didapatkan output yang
besarnya sama dengan input, tetepi dengan impedansi Z yang tinggi, sehingga
apabila nanti dihubungkan dengan rangkaian pembanding (komparator), sumber
tegangannya tidak akan terbebani. Karena pembebanan pada pada sumber
tegangan akan mengakibatkan cacat pada tegangan output.
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
6
2.2 Diagram Op-Amp.
Op-Amp di dalamnya terdiri dari beberapa bagian, yang pertama adalah
penguat diferensial, lalu ada tahap penguatan (gain), selanjutnya ada rangkaian
penggeser level (level shifter) dan kemudian penguat akhir yang biasanya dibuat
dengan penguat push-pull kelas B. Gambar 2.2.a berikut menunjukkan diagram
dari Op-Amp yang terdiri dari beberapa bagian tersebut. Lihat gambar 2.2.a
Gambar 2.2.a. Diagram Blok Op-Amp.
Simbol Op-Amp adalah seperti pada gambar 2.2.b dengan 2 input, non-
inverting (+) dan input inverting (-). Umumnya Op-Amp bekerja dengan dual
supply (+Vcc dan –Vee) namun banyak juga Op-Amp dibuat dengan single supply
(Vcc – ground). Simbol rangkaian di dalam Op-Amp pada gambar 2.2.1b adalah
parameter umum dari sebuah Op-Amp. Rin adalah resitansi input yang nilai
idealnya infinit (tak terhingga). Rout adalah resistansi output dan besar resistansi
idealnya 0 (nol). Sedangkan AOL adalah nilai penguatan open loop dan nilai
idealnya tak terhingga.
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
7
Gambar 2.2.b. Skema simbol Op-Amp.
Pada rangkaian yang demikian, persamaan pada titik Vout adalah
Vout = A(v1-v2) ………………………………….... (2.1)
dengan A adalah nilai penguatan dari penguat diferensial ini. Titik input v1
dikatakan sebagai input non-iverting, sebab tegangan vout satu phase dengan v1.
Sedangkan sebaliknya titik v2 dikatakan input inverting sebab berlawanan phasa
dengan tegangan vout.
2.3 Komparator.
Rangkaian komparator merupakan rangkaian yang memiliki input
tegangan linear (linear voltages) yang menghasilkan sebuah keluaran digital
(digital output). Rangkaian dasar komparator dapat kita lihat pada gambar 2.3.a.
Ouput merupakan sinyal digital dimana; akan menghasilkan Level Tegangan
Tinggi (High Voltage Level) bilamana tegangan dari input non-inverting Vin (+)
lebih besar dari tegangan input inverting Vref (-), dan sebaliknya akan
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
8
mengasilkan Level Tegangan Rendah (Low Voltage Level ) bilamana input non-
inverting Vin ( + ) lebih kecil daripada input inverting Vref ( - ).
Gambar 2.3.a. Komparator.
Gambar 2.3.b. Komparator.
Pada gambar 2.3.b, dapat kita lihat ketika salah satu input (inverting input
dalam contoh ini), diberikan Tegangan Ref Vref dan input lainnya adalah
Tegangan input sinyal Vin. Selama Vin kurang dari Vref +2 Volt, maka sinyal
outputnya adalah Low Voltage Level / Low (dekat dengan -10 V). Ketika input
Vin naik sedikit diatas +2 Volt, maka output akan berubah menjadi High volatage
Level / High (dekat dengan +10 V). Output high mengindikasikan bahwa sinyal
input lebih besar dari +2 V.
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
9
2.4 Pembagi Tegangan.
Rangkaian pembagi tegangan digunakan sabagai pengatur tegangan
masukan bagi rangkaian pembanding. Dengan rangkaian pembagi tegangan, kita
bisa menentukan nilai–nilai dari Vcc dan R untuk nilai tegangan masukannya.
Gambar 2.4 berikut ini adalah rangkaian pembagi tegangan yang akan digunakan
pada perancangan alat ini.
Gambar 2.4. Rangkain pembagi tegangan.
Untuk perancangan alat ini, maka R1 diganti dengan LDR sebagai sensor
cahaya. Nilai resistansi dari LDR dapat berubah–ubah tergantung pada intensitas
cahaya yang di terima oleh LDR. Maka :
xVccRR
RVout
21
2
+
= ………………………( 2.2 )
• Nilai R2 tetap
• Nilai R1 berubah (karena pada R1 akan diganti dengan LDR)
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
10
2.5 Tabel kebenaran.
Tabel kebenaran dibutuhkan untuk menentukan aplikasi logika mana yang
terjadi pada keluaran komparator. Apakah itu bersifat gebanng OR atau gerbang
AND. Untuk itu kita akan melihat bagaimanakah sifat-sifat dari gerbang logika
dengan tabel kebenarannya.
2.6 Gerbang OR.
Gerbang (Gate) adalah suatu rangkaian logika dengan satu keluaran dan
satu atau beberapa masukan; sinyal keluaran hanya terjadi untuk kombinasi-
kombinasi sinyal masukan tertentu.
Gerbang OR akan memberikan sinyal keluaran tinggi jika salah satu
atau semua sinyal masukan bernilai tinggi, sehingga dapat dikatakan bahwa
gerbang OR hanya memiliki sinyal keluaran rendah jika semua sinyal masukan
bernilai rendah.
Contoh gerbang OR dengan 2 masukan dan tabel kebenarannya.
Gambar 2.6.a. Kondisi semua tegangan masuk nol.
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
11
Gambar 2.6.b. Kondisi masukan A = 0, dan B = 1.
Gambar 2.6.c. Kondisi masukan A = 1, dan B = 1.
Pada gambar 2.6.a, A = 0 dan B = 0. Dengan kedua tegangan masukan
pada nol, maka tegangan keluaran pastilah nol karena tidak terdapat tegangan
dimanapun dalam rangkaian. Oleh karenanya, y = 0.
Gambar 2.6.b, A = 0 dan B = 1. Batere B akan memberikan prategangan maju
pada dioda bawah, mengakibatkan keluaran secara ideal menjadi 1 V. Karena
batere A adalah 0 V, maka terlihat sebagai suatu hubungan singkat. Kondisi ini
berarti dioda atas masti dan dioda bawah hidup, maka keluaran y = 1 V. Demikian
juga sebaliknya jika A diberi tegangan masuk 1 V dan B tidak ada tegangan
masuk (A = 1 dan B = 0), keluaran y = 1 V.
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
12
Dari kondisi rangkaian diatas (contoh dengan 2 masukan, karena bisa juga
lebih dari 2 masukan, misalnya 3 masukan), maka dapat kita buat tabel
kebenarannya. Berikut dibawah adalah tabel kebenaran (Tabel 2.6) dari rangkaian
diatas dengan 4 kombinasi input :
1. A = 0, dan B = 0
2. A = 0, dan B = 1
3. A = 1, dan B = 0
4. A = 1, dan B = 1
Tabel 2.6. Tabel kebenaran gebang OR.
Masukan
A B
Keluaran y
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
OR 2 input OR 3 input OR 4 input OR 8 input
Gambar 2.6.d. Lambang gerbang OR dengan 2 ,3, 4, 8 input.
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
13
2.7 Gerbang AND.
Gerbang AND mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal masukan
tetapi hanya satu sinyal keluaran. Dalam gerbang AND, untuk menghasilkan
sinyal keluaran tinggi maka semua sinyal masukan harus bernilai tinggi.
Contoh gerbang AND dengan 2 masukan dan tabel kebenarannya.
Gambar 2.7.a. Kondisi semua tegangan masuk nol.
Gambar 2.7.b. Kondisi masukan A = 0, dan B = 1.
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
14
Gambar 2.7.c. Kondisi masukan A = 1, dan B = 1.
Pada gambar 2.7.a, A = 0 dan B = 0. Karena kedua betere masukan adalah
pada 0 V, maka dapat dipandang sebagai hubungan singkat. Batere 1 –V
mengalirkan arus konvensional dalam arah ke masing–masing segitiga dioda; oleh
karenanya, kedua dioda adalah hidup atau terhubung singkat, dan nyatalah bahwa
keluaran terhubung singkat ke ground melalui dioda dan batere. Dengan
demikian, y = 0.
Gambar 2.7.b, A = 0 dan B = 1. Dioda diatas diberi prategangan maju; keluaran
masih terhubung singkat ke ground melalui dioda atas dan batere. Oleh
karenanya, y = 0. Demikian pula jika di tukar, yaitu A = 1 dan B = 0, keluaran
tetap sama, y = 0.
Gambar 2.7c. A =1 dan B = 1. Arus tidak mengalir dalam rangkaian tersebut.
Dengan tiadanya arus pada Resistor maka tidak terdapat jatuhan tegangan pada R;
sehingga, y pastilah sama dengan 1 V.
Dari kondisi rangkaian diatas (contoh dengan 2 masukan, karena bisa juga
lebih dari 2 masukan, misalnya 3 masukan), maka dapat kita buat tabel
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
15
kebenarannya. Berikut dibawah adalah tabel kebenaran (tabel 2.7) dari rangkaian
diatas dengan 4 kombinasi input :
1. A = 0, dan B = 0
2. A = 0, dan B = 1
3. A = 1, dan B = 0
4. A = 1, dan B = 1
Tabel 2.7. Tabel kebenaran gebang AND.
Masukan
A B
Keluaran y
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
AND 2 input AND 3 input AND 4 input AND 8 input
Gambar 2.7.d. Lambang gerbang AND dengan 2 ,3, 4, 8 input.
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
16
2.8 Light Dependent Resistor ( LDR )
LDR akan digunakan sebagai sensor cahaya dalam perancangan alat ini.
Bentuk fisik dari LDR ditunjukkan pada gambar 2.8.a
Gambar 2.8.a. Bentuk fisik dari LDR.
LDR atau Light Dependent Resistor adalah salah satu jenis resistor yang nilai
hambatannya dipengaruhi oleh cahaya yang diterima olehnya. LDR dibuat dari
Cadmium Sulfida yang peka terhadap cahaya. Seperti yang telah diketahui bahwa
cahaya memiliki dua sifat yang berbeda yaitu sebagai gelombang elektromagnetik
dan foton/partikel energi (dualisme cahaya). Saat cahaya menerangi LDR, foton
akan menabrak ikatan Cadmium Sulfida dan melepaskan elektron. Semakin besar
intensitas cahaya yang datang, semakin banyak elektron yang terlepas dari ikatan.
Sehingga hambatan LDR akan turun saat cahaya meneranginya.
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
17
LDR akan mempunyai hambatan yang sangat besar saat tak ada cahaya yang
mengenainya (gelap). Dalam kondisi ini hambatan LDR, mampu mencapai 1 M
ohm. Akan tetapi saat terkena sinar, hambatan LDR akan turun secara drastis
hingga nilai beberapa puluh ohm saja. Dalam aplikasi, dianjurkan untuk
mengukur nilai Rmax dan Rmin dari LDR. Pengukuran Rmax dilakukan saat
gelap (“agak gelap”) dan pengukuran Rmin dilakukan saat terang. Jadi nilai
resitansi pada LDR tergantung pada intensitas cahaya yang diterima. Dan besar
kecilnya intensitas cahaya yang diterima sangat berpengaruh pada ouput dari
rangkaian pembagi tegangan yang akan diteruskan ke rangkaian pembanding.
Perhatikan rangkaian pembangi tegangan pada gambar 2.8.b.
Gambar 2.8.b. LDR dalam rangkaian pembagi tegangan.
Karena nilai Vout adalah :
xVinLDRR
RVout
+
=
1
1 ………………………..( 2.3 )
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
18
Maka nilai output akan berbanding lurus dengan intensitas cahaya yang
diterima LDR, semakin kecil intensitas cahaya yang diterima oleh LDR maka
Vout juga akan mengecil, demikian pula sebaliknya. Karena bila LDR menerima
intensitas cahaya yang semakin besar maka resistansinya berkurang, dan bila
intensitas cahaya semakin kecil maka resistansinya bertambah. Dengan catatan
bahwa R1 nilainya tetap. Karena pada persamaan
xVinLDRR
RVout
+=
1
1…………………………..………(2.4)
nilai R1 sebagai pembilang.
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
19
BAB ІІІ
PERANCANGAN ALAT
3.1 Diagram blok rangkaian.
Gambar 3.1. Diagram blok rangkaian
3.1.1 Sensor/Transduser.
Transduser adalah suatu alat yang digunakan untuk merubah suatu besaran
ke dalam bentuk besaran yang lain. Dalam perancangan alat ini, transduser
digunakan untuk mengubah intensitas cahaya menjadi tegangan listrik. LDR akan
digunakan dalam alat ini sebagai sensor. Konfigurasi rangkaian sensor secara
keseluruhan akan kita lihat pada gambar 3.1.1.
SENSOR BUFFER KOMPARATOR
DISPLAY DECODER
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
20
Gambar 3.1.1. Rangkaian sensor.
Cara kerja rangkaian sensor :
LDR dan R1 merupakan rangkaian seri dari resistor. Apabila LDR menerima
cahaya, maka nilai resistansinya akan mengecil, begitu juga sebaliknya jika LDR
menerima intensitas cahaya kecil maka resistansinya membesar. Dengan
menggunakan rangkaian seperti pada gambar 3.1.1, maka masukan pada A (Vi)
akan berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang diterima oleh LDR.
Semakin besar intesitas cahaya, maka resistansi pada LDR semakin kecil,
sehingga tegangan pada R1 semakin besar, dengan demikian Vin membesar.
Demikian juga sebaliknya.
Vin kemudian disangga oleh penguat A dengan penguatan 1 kali, sehingga Vout
bernilai sama dengan Vin, tetapi dengan impedansi Z yang jauh lebih besar.
Dengan rumus :
xVccLDRR
RVout
+=
1
1……………………………..(3.1.1.a)
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
21
kita dapat menghitung Vout bila :
- LDR tidak menerima cahaya/gelap (artinya resistansinya sangat besar)
Misalnya nilai LDR = 1MΩ
R1 = 10 kΩ
Vcc = 12 V
Maka Vout = 12110
k 10x
Mk Ω+Ω
Ω……………………..(3.1.1.b)
= 121010
10x
k
k
Ω
Ω
= 0,009 x 12
= 0,108 V
Vout nya sangat kecil = 0,108 V
- LDR menerima cahaya (artinya resistansinya mengecil)
Misalnya nilai LDR = 100 kΩ
R1 = 10 kΩ
Vcc = 12 V
Maka Vout = 1210010
10x
kk
k
Ω+Ω
Ω…………………......…..(3.1.1.c)
= 12110
10x
k
k
Ω
Ω
= 0,09 x 12
= 1,08 V
Vout nya makin membesar = 1,08 V
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
22
Hal diatas hanya merupakan contoh dimana kita bisa melihat pengaruh intensitas
cahaya yang diterima oleh LDR terhadap tegangan keluarannya. Tegangan
keluaran akan berbeda-beda tegantung pada intensitas cahaya yang diterima oleh
LDR, karena nilai resistansinya menentukan nilai keluarannya.
3.1.2 Buffer.
Penyangga/buffer yang digunakan pada rangkaian ini menggunakan Op-
Amp. Rangkaian ini merupakan rangkaian penguat tak membalik (non-inverting
amplifier) dengan penguatan satu kali.
Gambar 3.1.2. Rangkaian buffer.
Dengan konfigurasi seperti gambar 3.1.2, akan didapatkan output yang besarnya
sama dengan inputnya. Tetapi dengan impedansi yang jauh lebih tinggi, sehingga
apabila nanti dihubungkan dengan rangkaian komparator, sumber tegangan tidak
akan terbebani yang bisa mengakibatkan cacat pada tegangan.
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
23
3.1.3 Komparator.
Rangkaian komparator berfungsi membandingkan suatu tegangan referensi
(Vref) terhadap tegangan masukan (Vin). Dalam rangkaian yang digunakan pada
perancangan alat ini, komparator digunakan untuk membandingkan dua tegangan
masukan. Salah satu tegangan masukan digunakan sebagai tegangan referensi, dan
satu tegangan masukan lainnya digunakan sebagai tegangan yang akan
dibandingkan.
Gambar 3.1.3.a. Rangkaian dasar Op-Amp sebagai komparator.
Bila Vin > Vref maka Vout akan bernilai tinggi (H) mendekati Vcc.
Bila Vin < Vref maka Vout akan bernilai rendah (L) mendekati nol
Sifat komparator yang demikian akan digunakan untuk membandingkan 2 buah
masukan, dengan salah satu masukan digunakan sebagai tegangan referensi (Vref)
dan masukan lainnya digunakan sebagai tegangan yang akan dibandingkan (Vin).
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
24
Gambar 3.1.3.b. Rangkaian dasar Op-Amp sebagai komparator.
Bila A > B maka Vout akan bernilai tinggi.
Bila A < B maka Vout akan bernilai rendah.
Pada perancangan alat ini nantinya akan ada 4 masukan yang masing-masing akan
dibandingkan satu dengan lainnya. Dengan demikian dibutuhkan 12 buah
pembanding, masing-masing untuk melakukan pembandingan :
A : B, A : C, A : D, B : A, B : C, B : D, C : A, C : B, C : D, D : A, D : B,
dan D : C
3.1.4 Decoder.
Decoder yang digunakan di sini tidak lain merupakan gerbang AND, yang
dibangun dengan menggunakan dioda dan resistor. Gerbang AND adalah gerbang
logika yang akan menghasilkan keluaran bernilai tinggi (H), jika dan hanya jika
seluruh masukannya bernilai H. Apabila ada satu saja dari masukan-masukannya,
yang bernilai rendah (L), maka keluarannya akan menjadi rendah.
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
25
Tabel 3.1.4. Tabel Kebenaran.
A B Y
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
Implementasi gerbang AND dengan menggunakan rangkaian dioda dan resistor
adalah sebagai berikut:
Gambar 3.1.4. Dioda dan Resistor pembentuk gerbang AND.
Bila A rendah (mendekati nol) maka apapun kondisi B (tinggi atau rendah)
maka arus listrik akan mengalir melalui R dan dioda D1 menuju nol, akibatnya
tegangan keluar Y akan rendah mendekati nol. Demikian juga bila B rendah
(mendekati nol) maka apapun kondisi A, maka arus listrik mengalir melalui R dan
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
26
D2 menuju nol, dan tegangan Y akan rendah. Bila A dan B tinggi, maka arus
listrik tidak bisa mengalir melalui kedua dioda, maka tegangan Y akan tinngi.
3.1.5 Display.
Display atau peraga yang digunakan dalam perancangan alat ini adalah
LED (light emiting dioda).
Gambar 3.1.5. Penampil berupa LED.
LED akan menyala bila keluaran dari gerbang AND adalah tinggi (1). Dan
tidak akan menyala bila keluaran dari gerbang AND adalah rendah(0). Dapat
dinotasikan dengan sederhana :
1 = ON
0 = OFF
LED ini akan menjadi indikator dari alat ini, dimana hasil dari
pembandingan intensitas cahaya akan ditampilkan. LED yang menyala
menandakan bahwa sensor itulah yang menerima intensitas cahaya yang paling
besar.
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
27
3.2 Rangkaian keseluruhan alat.
Gambar 3.2. Keseluruhan rangkaian.
R1, R2, R3, R4 = 10 kΩ
R5 sampai R16 = 3 kΩ
R17, R19, R19, R20 = 3 kΩ
A1, A2, A3, A4 (TL 074)
3 buah IC LM339
Vcc = 12 V, dan Vee = -12 V
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
28
3.3 Analisa rangkaian.
Dari 4 sensor (sensor A, sensor B, sensor C, dan sensor D) terpasang akan
ditentukan nilai dari resistansi LDR. Akan dicontohkan pada 4 kondisi yaitu :
1. A yang paling besar.
2. B yang paling besar.
3. C yang paling besar.
4. D yang paling besar.
Dari hasil percobaan pengukuran yang dilakukan terhadap LDR, pada saat
intensitas cahaya paling besar, nilai resistansi LDR adalah 1 kΩ (resistansi
terkecil).
1. A paling besar. Untuk membuat output A paling besar, maka nilai
resistansi pada LDR A harus lebih kecil dari nilai resistansi LDR B, C,
dan D.
Maka dapat diberikan nilai resistansi untuk LDR A = 1 kΩ, LDR B = 5
kΩ, LDR C = 10 kΩ, dan LDR D = 15 kΩ.
Nilai Vout A (notasikan dengan VA)
VA = Vcckk
k.
110
10
Ω+Ω
Ω = 12.
11
10
Ω
Ω
k
k = 10,9 V ………………...…….(3.3.a)
VB = Vcckk
k.
510
10
Ω+Ω
Ω = 12.
15
10
Ω
Ω
k
k = 8 V ……………………...…..(3.3.b)
VC = Vcckk
k.
1010
10
Ω+Ω
Ω = 12.
20
10
Ω
Ω
k
k = 6 V …………….…...……..(3.3.c)
VD = Vcckk
k.
1510
10
Ω+Ω
Ω = 12.
25
10
Ω
Ω
k
k = 4,8 V ……………………...(3.3.d)
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
29
Dari setiap output akan masuk ke rangkaian komparator untuk dibandingkan satu
sama lain. A dibanding B, A dibanding C, dan A dibanding D. Demikian juga
dengan B, B akan dibandingkan dengan A, B dibanding C, dan B dibanding D. C
juga akan dibandingkan dengan A, C dibanding B, C dibanding D. Demikian
dengan D, D dibanding A, D dibanding B, dan D dibanding C. Artinya semua
output dibandingkan satu sama lain. Bila A yang akan dibandingkan dengan B, C,
dan D, maka otomatis VA sebagai Vref, dan yang lainnya (VB, VC, dan VD)
merupakan Vin.
Akan lebih mudah bila kita lihat dalam bentuk tabel.
Tabel 3.3.a. 4 input, kondisi input A paling besar.
A B C D
10,9 V 8 V 6 V 4,8 V
Tabel 3.3.b. Hasil perbandingan antara A terhadap B, C, dan D.
Va1 Va2 Va3 VA
1 1 1 1
Tabel 3.3.c Hasil perbandingan antara B terhadap A, C, dan D.
Vb1 Vb2 Vb3 VB
0 1 1 0
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
30
Tabel 3.3.d. Hasil perbandingan antara C terhadap A, B, dan D.
Vc1 Vc2 Vc3 VC
0 0 1 0
Tabel 3.3.e. Hasil perbandingan antara D terhadap A, B, dan C.
Vd1 Vd2 Vd3 VD
0 0 0 0
Catatan untuk tabel diatas :
A, B, C, dan D adalah merupakan input.
Yang digaris bawahi adalah input yang akan dibandingkan dalam kondisi ini
adalah A yang menjadi acuan perbandingan.
- Va1 adalah hasil perbandingan A dan B, Va2 adalah hasil perbandingan A dan
C, Va3 adalah hasil perbandingan A dan D. Dan VA adalah kelurannya.
- Vb1 adalah hasil perbandingan B dan A, Vb2 adalah hasil perbandingan B dan
C, Vb3 adalah hasil perbandingan B dan D. Dan VB adalah kelurannya.
- Vc1 adalah hasil perbandingan C dan A, Va2 adalah hasil perbandingan C dan
B, Va3 adalah hasil perbandingan C dan D. Dan VC adalah kelurannya.
- Vd1 adalah hasil perbandingan D dan A, Vd2 adalah hasil perbandingan D dan
B, Vd3 adalah hasil perbandingan D dan C. Dan VD adalah kelurannya.
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
31
Karena pada alat ini menggunakan gerbang AND sebagai decodernya,
maka tabel kebenaran dari semua hasil perbandingannya adalah :
Tabel 3.3.f. Hasil perbandingan 3 output dari 4 komparator.
3 output masing-masing dari 4 komparator Y
VA 1 1 1 1
VB 0 1 1 0
VC 0 0 1 0
VD 0 0 0 0
Karena tegangan output VA memiliki 3 output yang smuanya tinggi, maka LED
untuk sensor A yang menyala, sedangkan LED untuk sensor B, C, dan D tidak
menyala, karena salah satu dari outputnya rendah.
2. B paling besar. Maka resistansi yang diberikan pada LDR adalah:
LDR A = 5 kΩ
LDR B = 1 kΩ
LDR C = 10 kΩ
LDR D = 15 KΩ
VA = Vcckk
k.
510
10
Ω+Ω
Ω = 12.
15
10
Ω
Ω
k
k = 8 V ……………………….(3.3.e)
VB = Vcckk
k.
110
10
Ω+Ω
Ω = 12.
11
10
Ω
Ω
k
k = 10,9 V ……………………(3.3.f)
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
32
VC = Vcckk
k.
1010
10
Ω+Ω
Ω = 12.
20
10
Ω
Ω
k
k = 6 V …………………..….(3.3.g)
VD = Vcckk
k.
1510
10
Ω+Ω
Ω = 12.
25
10
Ω
Ω
k
k = 4,8 V …………………....(3.3.h)
Seperti pada kondisi pertama, sekarang B yang menjadi Vref dan A, C, dan D
merupakan Vin. Dan semua tetap dibandingkan satu sama lain seperti pada
kondisi pertama.
Tabel perbandingannya adalah :
Tabel 3.3.g. 4 input, kondisi input B paling besar.
A B C D
8 V 10,9V 6 V 4,8 V
Tabel 3.3.h. Hasil perbandingan antara A terhadap B, C, dan D.
Va1 Va2 Va3 VA
0 1 1 0
Tabel 3.3.i. Hasil perbandingan antara B terhadap A, C, dan D.
Vb1 Vb2 Vb3 VB
1 1 1 1
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
33
Tabel 3.3.j. Hasil perbandingan antara C terhadap A, B, dan D.
Vc1 Vc2 Vc3 VC
0 0 1 0
Tabel 3.3.k. Hasil perbandingan antara D terhadap A, B, dan C.
Vd1 Vd2 Vd3 VD
0 0 0 0
Maka tabel kebenaran untuk kondisi kedua (B paling besar).
Tabel 3.3.l. Hasil perbandingan 3 output dari 4 komparator.
3 output masing-masing dari 4 komparator Y
VA 0 1 1 0
VB 1 1 1 1
VC 0 0 1 0
VD 0 0 0 0
Karena tegangan output VB memiliki 3 output yang semuanya tinggi, maka LED
untuk sensor B yang menyala, sedangkan LED untuk sensor A, C, dan D tidak
menyala, karena salah satu dari outputnya rendah.
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
34
3. C paling besar. Maka resistansi yang diberikan pada LDR adalah:
LDR A = 5 kΩ
LDR B = 10 kΩ
LDR C = 1 kΩ
LDR D = 15 KΩ
VA = Vcckk
k.
510
10
Ω+Ω
Ω = 12.
15
10
Ω
Ω
k
k = 8 V ………………………….(3.3.i)
VB = Vcckk
k.
1010
10
Ω+Ω
Ω = 12.
20
10
Ω
Ω
k
k = 6 V ………………...………(3.3.j)
VC = Vcckk
k.
110
10
Ω+Ω
Ω = 12.
11
10
Ω
Ω
k
k = 10,9 V ……………...……...(3.3.k)
VD = Vcckk
k.
1510
10
Ω+Ω
Ω = 12.
25
10
Ω
Ω
k
k = 4,8 V ……………………....(3.3.l)
Sekarang C yang menjadi Vref dan A, B, dan D merupakan Vin. Karena pada
kondisi ini resistansi pada LDR C paling kecil, artinya output pada C adalah
paling besar.
Tabel perbandingannya adalah :
Tabel 3.3.m. 4 input, kondisi input C paling besar.
A B C D
8 V 6 V 10,9V 4,8 V
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
35
Tabel 3.3.n. Hasil perbandingan antara A terhadap B, C, dan D.
Va1 Va2 Va3 VA
1 0 1 0
Tabel 3.3.o. Hasil perbandingan antara B terhadap A, C, dan D.
Vb1 Vb2 Vb3 VB
0 0 1 0
Tabel 3.3.p. Hasil perbandingan antara C terhadap A, B, dan D.
Vc1 Vc2 Vc3 VC
1 1 1 1
Tabel 3.3.q. Hasil perbandingan antara D terhadap A, B, dan C.
Vd1 Vd2 Vd3 VD
0 0 0 0
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
36
Maka tabel kebenaran untuk kondisi ketiga (C paling besar).
Tabel 3.3.r. Hasil perbandingan 3 output dari 4 komparator.
3 output masing-masing dari 4 komparator Y
VA 1 0 1 0
VB 0 0 1 0
VC 1 1 1 1
VD 0 0 0 0
Karena tegangan output VC memiliki 3 output yang semuanya tinggi, maka LED
untuk sensor C yang menyala, sedangkan LED untuk sensor A, B, dan D tidak
menyala, karena salah satu dari outputnya rendah
4. D paling besar. Maka resistansi yang diberikan pada LDR adalah:
LDR A = 5 kΩ
LDR B = 10 kΩ
LDR C = 15 kΩ
LDR D = 1 KΩ
VA = Vcckk
k.
510
10
Ω+Ω
Ω = 12.
15
10
Ω
Ω
k
k = 8 V ……………………….(3.3.m)
VB = Vcckk
k.
1010
10
Ω+Ω
Ω = 12.
20
10
Ω
Ω
k
k = 6 V ……………..…………(3.3.n)
VC = Vcckk
k.
1510
10
Ω+Ω
Ω = 12.
25
10
Ω
Ω
k
k = 4,8 V ……………………...(3.3.o)
VD = Vcckk
k.
110
10
Ω+Ω
Ω = 12.
11
10
Ω
Ω
k
k = 10,9 V ……………………..(3.3.p)
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
37
Sekarang D yang menjadi Vref dan A, B, dan C merupakan Vin. Karena pada
kondisi ini resistansi pada LDR D paling kecil, artinya output pada D adalah
paling besar.
Tabel perbandingannya adalah :
Tabel 3.3.s. 4 input, kondisi input D paling besar.
A B C D
8 V 6 V 4,8 V 10,9V
Tabel 3.3.t. Hasil perbandingan antara A terhadap B, C, dan D.
Va1 Va2 Va3 VA
1 1 0 0
Tabel 3.3.u. Hasil perbandingan antara B terhadap A, C, dan D.
Vb1 Vb2 Vb3 VB
0 1 0 0
Tabel 3.3.v. Hasil perbandingan antara C terhadap A, B, dan D.
Vc1 Vc2 Vc3 VC
0 0 0 1
Tabel 3.3.w. Hasil perbandingan antara D terhadap A, B, dan C.
Vd1 Vd2 Vd3 VD
1 1 1 1
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
38
Tabel 3.3.x. Hasil perbandingan 3 output dari 4 komparator.
3 output masing-masing dari 4 komparator Y
VA 1 1 0 0
VB 0 1 0 0
VC 0 0 0 0
VD 1 1 1 1
Karena tegangan output VD memiliki 3 output yang semuanya tinggi, maka LED
untuk sensor D yang menyala, sedangkan LED untuk sensor A, B, dan C tidak
menyala, karena salah satu dari outputnya rendah
Setiap keluaran 1 gerbang logika AND, mengakibat kan LED akan menyala.
Tegangan output maksimum diantara 4 tegangan output (VA, VB, VC, dan VD)
akan mengakibatkan LED menyala, karena tegangan paling besar itulah yang
menghasilkan logika 1 sedangkan yang lainnya menghasilkan logika 0.
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
39
BAB ІV
HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
Berikut ini akan diberikan hasil-hasil pengamatan dari percobaan pada alat
pembanding intensitas cahaya ini. Sebagai catatan bahwa pengujian ini dilakukan
di dalam ruangan (tidak pada alam terbuka). Pengujian pertama dilakukan dengan
cara:
1. Memberikan cahaya paling terang pada sensor A. Yaitu dengan cara pada
sensor A diberikan cahaya dari senter, sensor B ditutup dengan selotip,
sensor C diberi halangan dari cahaya lampu (tidak ditutup rapat), dan
sensor D tidak diberi apa-apa/langsung menerima cahaya lampu dalam
ruangan.
2. Memberikan cahaya paling terang pada sensor B. Yaitu dengan cara pada
sensor B diberikan cahaya dari senter, sensor A ditutup dengan selotip,
sensor C diberi halangan dari cahaya lampu (tidak ditutup rapat), dan
sensor D tidak diberi apa-apa/langsung menerima cahaya lampu dalam
ruangan.
3. Memberikan cahaya paling terang pada sensor C. yaitu dengan cara pada
sensor C diberikan cahaya dari senter, sensor B ditutup dengan selotip,
sensor A diberi halangan dari cahaya lampu (tidak ditutup rapat), dan
sensor D tidak diberi apa-apa/langsung menerima cahaya lampu dalam
ruangan.
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
40
4. Memberikan cahaya paling terang pada sensor D. yaitu dengan cara pada
sensor D diberikan cahaya dari senter, sensor A ditutup dengan selotip,
sensor B diberi halangan dari cahaya lampu (tidak ditutup rapat), dan
sensor C tidak diberi apa-apa/langsung menerima cahaya lampu dalam
ruangan.
Mengamati saat sensor A menerima intensitas cahaya paling besar.
Resistansi terukur pada LDR A : 1,4 kΩ
R1 = 10 kΩ
Tegangan keluaran terukur pada Output A (A) : 10,8 Volt
Secara teori seharusnya :
VA = Vcckk
k.
4,110
10
Ω+Ω
Ω = 12.
4,11
10
Ω
Ω
k
k = 10,5 V ………………..…(4.1.a)
Resistansi terukur pada LDR B : 15,8 kΩ
R2 = 10 kΩ
Tegangan keluaran terukur pada Output B (B) : 3 V
Secara teori seharusnya :
VB = Vcckk
k.
8,1510
10
Ω+Ω
Ω = 12.
8,25
10
Ω
Ω
k
k = 4,65 V …………...……(4.1.b)
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
41
Resistansi terukur pada LDR C : 12,3 kΩ
R3 = 10 kΩ
Tegangan keluaran terukur pada Output C (C) : 4.1 V
Secara teori seharusnya :
VC = Vcckk
k.
3,1210
10
Ω+Ω
Ω = 12.
3,22
10
Ω
Ω
k
k = 5,38 V ……...………….(4.1.c)
Resistansi terukur pada LDR D : 10,7 kΩ
R4 = 10 kΩ
Tegangan keluaran terukur pada Output D (D) : 5.2 V
VD = Vcckk
k.
7,1010
10
Ω+Ω
Ω = 12.
7,20
10
Ω
Ω
k
k = 5,8 V ………………….(4.1.d)
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
42
Selisih hasil hitungan secara teoritis dengan hasil ukur pengujian :
Tabel 4.a. Hasil pengujian pengukuran.
Selisih hasil hitungan secara teoritis dengan hasil ukur pengujian
Secara
teoritis
(VA)
Hasil
pengujian
(VA)
Secara
teoritis
(VB)
Hasil
pengujian
(VB)
Secara
teoritis
(VC)
Hasil
pengujian
(VC)
Secara
teoritis
(VD)
Hasil
pengujian
(VD)
10,5 V 10, 8 V 4,65 V 3 V 5,38 V 4,1 V 5,8 V 5,2 V
Memang terlihat ada selisih dari hasil pengujian alat dengan hitungan secara teori.
Tapi nilai-nilai tegangan keluaran hampis sama, disebabkan karena ada nilai-nilai
komponen yang tidak begitu presisi.
Maka tabel perbandingan antara A terhadap B, C, dan D adalah (input ke
komparator) :
Tabel 4.b. 4 input, kondisi input A paling besar.
A B C D
10,8 V 3 V 4,1 V 5,2 V
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
43
Sekarang mulai membandingkan A terhadap B, C, dan D.
Tabel 4.c. Hasil perbandingan antara A terhadap B, C, dan D.
Va1 Va2 Va3 VA
1 1 1 1
Tabel 4.d. Membandingkan B terhadap, A, C, dan D.
A B C D
10,8 V 3 V 4,1 V 5,2 V
Tabel 4.e. Hasil perbandingan antara B terhadap A, C, dan D.
Vb1 Vb2 Vb3 VB
0 0 0 0
Tabel 4.f. Membandingkan C terhadap, A, B, dan D.
A B C D
10,8 V 3 V 4,1 V 5,2 V
Tabel 4.g. Hasil perbandingan antara C terhadap A, B, dan D.
Vc1 Vc2 Vc3 VC
0 1 0 0
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
44
Tabel 4.h. Membandingkan D terhadap, A, B, dan C.
A B C D
10,8 V 3 V 4,1 V 5,2 V
Tabel 4.i. Hasil perbandingan antara D terhadap A, B, dan C.
Vd1 Vd2 Vd3 VD
0 1 1 0
Dari keempat output dari komparator A, B, C, dan D, dapat dilihat secara
keseluruhan adalah sebagai berikut :
Tabel 4.j. 3 output masing-masing dari 4 komparator.
3 output masing-masing dari 4 komparator Y
VA 1 1 1 1
VB 0 1 1 0
VC 0 0 1 0
VD 0 0 0 0
Keluaran dari komparator A semua bernilai 1, berarti setelah melewati gerbang
AND, maka keluarannya adalah 1, mengakibatkan LED menyala (ON).
Sedangkan keluaran dari komparator B, C, dan D ada yang bernilai 0.
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
45
Sesuai dengan sifat gerbang logika AND, bahwa jika ada salah satu input ke
gerbang AND bernilai 0, maka outputnya adalah 0. Output 0 mengakibatkan LED
tidak menyala.
Jadi, yang menerima intensitas cahaya paling besar adalah sensor A karena hanya
indikator sensor A yang menyala.
Untuk kondisi 2 (membuat sensor B menerima intensitas cahaya paling
besar), 3 (membuat sensor C menerima intensitas cahaya paling besar), dan 4
(membuat sensor D menerima intensitas cahaya paling besar), hasilnya akan sama
saja. Karena kondisi yang diberikan terhadap tiap sensor adalah sama, hanya
menukarkan kondisi 1 ke kondisi 2, kondisi 1 ke kondisi 3, dan kondisi 1 ke
kondisi 4.
Setiap sensor yang diberikan cahaya lebih besar dari sensor yang lainnya, maka
indikator sensor itulah yang akan menyala.
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
46
Masih dengan perlakuan yang sama seperti pengujian pertama, berikut adalah
pengujian kedua.
Tabel 4.k. Pengukuran kedua.
Tegangan keluaran dari buffer Tegangan keluaran dari komparator
Kondisi VA VB VC VD VoA VoB VoC VoD
1 11,46 V 1,09 V 1,36 V 2,04 V 11,25 V 1,06 V 1,28 V 1,95 V
2 1,15 V 11,7 V 1,11V 1,57 V 1,10 V 11,55 V 1,08 V 1,31 V
3 1,23 V 0,68 V 11,9 V 2,62 V 1,22 V 0,65 V 11, 7 V 2,39 V
4 1,15 V 0,86 V 1,03 V 11,29 V 1,12 V 0,86 V 1,05 V 11,8 V
Tabel 4.l. Keluaran dari 4 komparator (masing-masing komparator dengan 3
keluaran untuk kondisi 1).
Va1 Va2 Va3 Vb1 Vb2 Vb3 Vc1 Vc2 Vc3 Vd1 Vd2 Vd3
1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1
Maka LED yang menyala adalah LED A, Karena hanya keluaran A yang bernilai
semua tinggi. (Ya = 1).
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
47
Tabel 4.m. Keluaran dari 4 komparator (masing-masing komparator dengan
3 keluaran untuk kondisi 2).
Va1 Va2 Va3 Vb1 Vb2 Vb3 Vc1 Vc2 Vc3 Vd1 Vd2 Vd3
0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1
Maka LED yang menyala adalah LED B, Karena hanya keluaran B yang bernilai
semua tinggi. (Yb = 1).
Tabel 4.n. Keluaran dari 4 komparator (masing-masing komparator dengan
3 keluaran untuk kondisi 3).
Va1 Va2 Va3 Vb1 Vb2 Vb3 Vc1 Vc2 Vc3 Vd1 Vd2 Vd3
1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0
Maka LED yang menyala adalah LED C, Karena hanya keluaran C yang bernilai
semua tinggi. (Yc = 1).
Tabel 4.o. Keluaran dari 4 komparator (masing-masing komparator dengan
3 keluaran untuk kondisi 4).
Va1 Va2 Va3 Vb1 Vb2 Vb3 Vc1 Vc2 Vc3 Vd1 Vd2 Vd3
1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
48
Maka LED yang menyala adalah LED D, Karena hanya keluaran D yang bernilai
semua tinggi. (Yd= 1).
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
49
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengamatan, maka didapat beberapa kesimpulan:
1. Semakin besar cahaya yang diterima oleh LDR maka semakin kecil
nilai resistansinya dan sebaliknya, samakin kecil cahaya yang diterima
oleh LDR maka semakin besar resitansinya.
2. Rangkaian komparator sangat berguna untuk membandingkan
tegangan referensi dan tegangan input (Vref dan Vi), untuk
menentukan keluaran High dan Low dari 2 input yang dibandingkan
oleh komparator.
3. Gerbang logika AND dapat dibangun dengan Dioda dan Resistor.
5.2 Saran
Akan lebih baik bila alat pembanding intensitas cahaya ini
dikombinasikan dengan perangkat-perangkat mikrokontroller. Karena bila
dalam bentuk robot, alat ini akan lebih menarik cara kerjanya. Misalnya
dengan menambahkan motor yang di program oleh mikrokontroller, maka
alat ini bukan hanya mampu menampilkan area yang memiliki intensitas
paling tinggi, tapi bisa juga mengikuti intensitas cahaya yang paling tinggi
itu. Atau dibuat semacam pointer pada alat ini sehingga saat ada intensitas
cahaya yang paling besar, maka alat ini akan mengarahkan pointernya ke
sumber cahaya yang berintensitas paling tinggi.
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
DAFTAR PUSTAKA Malvino Leach, 1994, “Prinsip-Prinsip dan Penerapan Digital”, Ciaracas, Jakarta, Erlangga. Lecture Notes, Elektronika Digital”, Ir.Linggo Sumarno, M.T.
50
51
LAMPIRAN
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
LM139/LM239/LM339/LM2901/LM3302Low Power Low Offset Voltage Quad ComparatorsGeneral DescriptionThe LM139 series consists of four independent precisionvoltage comparators with an offset voltage specification aslow as 2 mV max for all four comparators. These weredesigned specifically to operate from a single power supplyover a wide range of voltages. Operation from split powersupplies is also possible and the low power supply currentdrain is independent of the magnitude of the power supplyvoltage. These comparators also have a unique characteris-tic in that the input common-mode voltage range includesground, even though operated from a single power supplyvoltage.
Application areas include limit comparators, simple analog todigital converters; pulse, squarewave and time delay gen-erators; wide range VCO; MOS clock timers; multivibratorsand high voltage digital logic gates. The LM139 series wasdesigned to directly interface with TTL and CMOS. Whenoperated from both plus and minus power supplies, they willdirectly interface with MOS logic — where the low powerdrain of the LM339 is a distinct advantage over standardcomparators.
Featuresn Wide supply voltage rangen LM139/139A Series 2 to 36 VDC or ±1 to ±18 VDC
n LM2901: 2 to 36 VDC or ±1 to ±18 VDC
n LM3302: 2 to 28 VDC or ±1 to ±14 VDC
n Very low supply current drain (0.8 mA) — independentof supply voltage
n Low input biasing current: 25 nAn Low input offset current: ±5 nAn Offset voltage: ±3 mVn Input common-mode voltage range includes GNDn Differential input voltage range equal to the power
supply voltagen Low output saturation voltage: 250 mV at 4 mAn Output voltage compatible with TTL, DTL, ECL, MOS
and CMOS logic systems
Advantagesn High precision comparatorsn Reduced VOS drift over temperaturen Eliminates need for dual suppliesn Allows sensing near GNDn Compatible with all forms of logicn Power drain suitable for battery operation
One-Shot Multivibrator with InputLock Out
00570612
March 2004LM
139/LM239/LM
339/LM2901/LM
3302Low
Pow
erLow
Offset
VoltageQ
uadC
omparators
© 2004 National Semiconductor Corporation DS005706 www.national.com
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
Absolute Maximum Ratings (Note 10)
If Military/Aerospace specified devices are required,please contact the National Semiconductor Sales Office/
Distributors for availability and specifications.
LM139/LM239/LM339
LM139A/LM239A/LM339A LM3302
LM2901
Supply Voltage, V+ 36 VDC or ±18 VDC 28 VDC or ±14 VDC
Differential Input Voltage (Note 8) 36 VDC 28 VDC
Input Voltage −0.3 VDC to +36 VDC −0.3 VDC to +28 VDC
Input Current (VIN<−0.3 VDC),
(Note 3) 50 mA 50 mA
Power Dissipation (Note 1)
Molded DIP 1050 mW 1050 mW
Cavity DIP 1190 mW
Small Outline Package 760 mW
Output Short-Circuit to GND,
(Note 2) Continuous Continuous
Storage Temperature Range −65˚C to +150˚C −65˚C to +150˚C
Lead Temperature
(Soldering, 10 seconds) 260˚C 260˚C
Operating Temperature Range −40˚C to +85˚C
LM339/LM339A 0˚C to +70˚C
LM239/LM239A −25˚C to +85˚C
LM2901 −40˚C to +85˚C
LM139/LM139A −55˚C to +125˚C
Soldering Information
Dual-In-Line Package
Soldering (10 seconds) 260˚C 260˚C
Small Outline Package
Vapor Phase (60 seconds) 215˚C 215˚C
Infrared (15 seconds) 220˚C 220˚C
See AN-450 “Surface Mounting Methods and Their Effect on Product Reliability” for other methods ofsoldering surface mount devices.
ESD rating (1.5 kΩ in series with 100 pF) 600V 600V
Electrical Characteristics(V+=5 VDC, TA = 25˚C, unless otherwise stated)
Parameter Conditions LM139A LM239A, LM339A LM139 Units
Min Typ Max Min Typ Max Min Typ Max
Input Offset Voltage (Note 9) 1.0 2.0 1.0 2.0 2.0 5.0 mVDC
Input Bias Current IIN(+) or IIN(−) with Output in 25 100 25 250 25 100 nADC
Linear Range, (Note 5), VCM=0V
Input Offset Current IIN(+)−IIN(−), VCM=0V 3.0 25 5.0 50 3.0 25 nADC
Input Common-Mode V+=30 VDC (LM3302, 0 V+−1.5 0 V+−1.5 0 V+−1.5 VDC
Voltage Range V+ = 28 VDC) (Note 6)
Supply Current RL = ∞ on all Comparators, 0.8 2.0 0.8 2.0 0.8 2.0 mADC
RL = ∞, V+ = 36V, 1.0 2.5 1.0 2.5 mADC
(LM3302, V+ = 28 VDC)
Voltage Gain RL≥15 kΩ, V+ = 15 VDC 50 200 50 200 50 200 V/mV
VO = 1 VDC to 11 VDC
Large Signal VIN = TTL Logic Swing, VREF = 300 300 300 ns
Response Time 1.4 VDC, VRL = 5 VDC,
LM13
9/LM
239/
LM33
9/LM
2901
/LM
3302
www.national.com 2
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
Electrical Characteristics (Continued)(V+=5 VDC, TA = 25˚C, unless otherwise stated)
Parameter Conditions LM139A LM239A, LM339A LM139 Units
Min Typ Max Min Typ Max Min Typ Max
RL = 5.1 kΩResponse Time VRL = 5 VDC, RL = 5.1 kΩ, 1.3 1.3 1.3 µs
(Note 7)
Output Sink Current VIN(−) = 1 VDC, VIN(+) = 0, 6.0 16 6.0 16 6.0 16 mADC
VO ≤ 1.5 VDC
Saturation Voltage VIN(−) = 1 VDC, VIN(+) = 0, 250 400 250 400 250 400 mVDC
ISINK ≤ 4 mA
Output Leakage VIN(+) = 1 VDC,VIN(−) = 0, 0.1 0.1 0.1 nADC
Current VO = 5 VDC
Electrical Characteristics(V+ = 5 VDC, TA = 25˚C, unless otherwise stated)
Parameter Conditions LM239, LM339 LM2901 LM3302 Units
Min Typ Max Min Typ Max Min Typ Max
Input Offset Voltage (Note 9) 2.0 5.0 2.0 7.0 3 20 mVDC
Input Bias Current IIN(+) or IIN(−) with Output in 25 250 25 250 25 500 nADC
Linear Range, (Note 5), VCM=0V
Input Offset Current IIN(+)−IIN(−), VCM = 0V 5.0 50 5 50 3 100 nADC
Input Common-Mode V+ = 30 VDC (LM3302, 0 V+−1.5 0 V+−1.5 0 V+−1.5 VDC
Voltage Range V+ = 28 VDC) (Note 6)
Supply Current RL = ∞ on all Comparators, 0.8 2.0 0.8 2.0 0.8 2.0 mADC
RL = ∞, V+ = 36V, 1.0 2.5 1.0 2.5 1.0 2.5 mADC
(LM3302, V+ = 28 VDC)
Voltage Gain RL ≥ 15 kΩ, V+ = 15 VDC 50 200 25 100 2 30 V/mV
VO = 1 VDC to 11 VDC
Large Signal VIN = TTL Logic Swing, VREF = 300 300 300 ns
Response Time 1.4 VDC, VRL = 5 VDC,
RL = 5.1 kΩ,
Response Time VRL = 5 VDC, RL = 5.1 kΩ, 1.3 1.3 1.3 µs
(Note 7)
Output Sink Current VIN(−)= 1 VDC, VIN(+) = 0, 6.0 16 6.0 16 6.0 16 mADC
VO ≤ 1.5 VDC
Saturation Voltage VIN(−) = 1 VDC, VIN(+) = 0, 250 400 250 400 250 500 mVDC
ISINK ≤ 4 mA
Output Leakage VIN(+) = 1 VDC,VIN(−) = 0, 0.1 0.1 0.1 nADC
Current VO = 5 VDC
Electrical Characteristics(V+ = 5.0 VDC, (Note 4))
Parameter Conditions LM139A LM239A, LM339A LM139 Units
Min Typ Max Min Typ Max Min Typ Max
Input Offset Voltage (Note 9) 4.0 4.0 9.0 mVDC
Input Offset Current IIN(+)−IIN(−), VCM = 0V 100 150 100 nADC
Input Bias Current IIN(+) or IIN(−) with Output in 300 400 300 nADC
Linear Range, VCM = 0V (Note 5)
Input Common-Mode V+=30 VDC (LM3302, 0 V+−2.0 0 V+−2.0 0 V+−2.0 VDC
Voltage Range V+ = 28 VDC) (Note 6)
LM139/LM
239/LM339/LM
2901/LM3302
www.national.com3
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
Electrical Characteristics (Continued)(V+ = 5.0 VDC, (Note 4))
Parameter Conditions LM139A LM239A, LM339A LM139 Units
Min Typ Max Min Typ Max Min Typ Max
Saturation Voltage VIN(−)=1 VDC, VIN(+) = 0, 700 700 700 mVDC
ISINK ≤ 4 mA
Output Leakage Current VIN(+) = 1 VDC, VIN(−) = 0, 1.0 1.0 1.0 µADC
VO = 30 VDC, (LM3302,
VO = 28 VDC)
Differential Input Voltage Keep all VIN’s ≥ 0 VDC (or V−, 36 36 36 VDC
if used), (Note 8)
Electrical Characteristics(V+ = 5.0 VDC, (Note 4))
Parameter Conditions LM239, LM339 LM2901 LM3302 Units
Min Typ Max Min Typ Max Min Typ Max
Input Offset Voltage (Note 9) 9.0 9 15 40 mVDC
Input Offset Current IIN(+)−IIN(−), VCM = 0V 150 50 200 300 nADC
Input Bias Current IIN(+) or IIN(−) with Output in 400 200 500 1000 nADC
Linear Range, VCM = 0V (Note 5)
Input Common-Mode V+ = 30 VDC (LM3302, V+ = 28 VDC) V+−2.0 0 V+−2.0 0 V+−2.0 VDC
Voltage Range (Note 6)
Saturation Voltage VIN(−) = 1 VDC, VIN(+) = 0, 700 400 700 700 mVDC
ISINK ≤ 4 mA
Output Leakage Current VIN(+) = 1 VDC, VIN(−) = 0, 1.0 1.0 1.0 µADC
VO = 30 VDC, (LM3302, V O = 28 VDC)
Differential Input Voltage Keep all VIN’s ≥ 0 VDC (or V−, 36 36 28 VDC
if used), (Note 8)
Note 1: For operating at high temperatures, the LM339/LM339A, LM2901, LM3302 must be derated based on a 125˚C maximum junction temperature and athermal resistance of 95˚C/W which applies for the device soldered in a printed circuit board, operating in a still air ambient. The LM239 and LM139 must be deratedbased on a 150˚C maximum junction temperature. The low bias dissipation and the “ON-OFF” characteristic of the outputs keeps the chip dissipation very small(PD≤100 mW), provided the output transistors are allowed to saturate.
Note 2: Short circuits from the output to V+ can cause excessive heating and eventual destruction. When considering short circuits to ground, the maximum outputcurrent is approximately 20 mA independent of the magnitude of V+.
Note 3: This input current will only exist when the voltage at any of the input leads is driven negative. It is due to the collector-base junction of the input PNPtransistors becoming forward biased and thereby acting as input diode clamps. In addition to this diode action, there is also lateral NPN parasitic transistor actionon the IC chip. This transistor action can cause the output voltages of the comparators to go to the V+ voltage level (or to ground for a large overdrive) for the timeduration that an input is driven negative. This is not destructive and normal output states will re-establish when the input voltage, which was negative, again returnsto a value greater than −0.3 VDC (at 25˚)C.
Note 4: These specifications are limited to −55˚C ≤ TA ≤ +125˚C, for the LM139/LM139A. With the LM239/LM239A, all temperature specifications are limited to−25˚C ≤ TA ≤ +85˚C, the LM339/LM339A temperature specifications are limited to 0˚C ≤ TA ≤ +70˚C, and the LM2901, LM3302 temperature range is −40˚C ≤ TA≤ +85˚C.
Note 5: The direction of the input current is out of the IC due to the PNP input stage. This current is essentially constant, independent of the state of the output sono loading change exists on the reference or input lines.
Note 6: The input common-mode voltage or either input signal voltage should not be allowed to go negative by more than 0.3V. The upper end of the common-modevoltage range is V+ −1.5V at 25˚C, but either or both inputs can go to +30 VDC without damage (25V for LM3302), independent of the magnitude of V+.
Note 7: The response time specified is a 100 mV input step with 5 mV overdrive. For larger overdrive signals 300 ns can be obtained, see typical performancecharacteristics section.
Note 8: Positive excursions of input voltage may exceed the power supply level. As long as the other voltage remains within the common-mode range, thecomparator will provide a proper output state. The low input voltage state must not be less than −0.3 VDC (or 0.3 VDCbelow the magnitude of the negative powersupply, if used) (at 25˚C).
Note 9: At output switch point, VO.1.4 VDC, RS = 0Ω with V+ from 5 VDC to 30 VDC; and over the full input common-mode range (0 VDC to V+ −1.5 VDC), at 25˚C.For LM3302, V+ from 5 VDC to 28 VDC.
Note 10: Refer to RETS139AX for LM139A military specifications and to RETS139X for LM139 military specifications.
LM13
9/LM
239/
LM33
9/LM
2901
/LM
3302
www.national.com 4
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
Typical Performance Characteristics LM139/LM239/LM339, LM139A/LM239A/LM339A, LM3302
Supply Current Input Current
0057063400570635
Output Saturation VoltageResponse Time for Various Input Overdrives
— Negative Transition
00570636 00570637
Response Time for Various Input Overdrives— Positive Transition
00570638
LM139/LM
239/LM339/LM
2901/LM3302
www.national.com5
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
Typical Performance Characteristics LM2901
Supply Current Input Current
00570639 00570640
Output Saturation VoltageResponse Time for Various Input Overdrives
— Negative Transition
00570641 00570642
Response Time for Various Input Overdrives— Positive Transition
00570643
LM13
9/LM
239/
LM33
9/LM
2901
/LM
3302
www.national.com 6
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
Application HintsThe LM139 series are high gain, wide bandwidth deviceswhich, like most comparators, can easily oscillate if theoutput lead is inadvertently allowed to capacitively couple tothe inputs via stray capacitance. This shows up only duringthe output voltage transition intervals as the comparatorchanges states. Power supply bypassing is not required tosolve this problem. Standard PC board layout is helpful as itreduces stray input-output coupling. Reducing this input re-sistors to < 10 kΩ reduces the feedback signal levels andfinally, adding even a small amount (1 to 10 mV) of positivefeedback (hysteresis) causes such a rapid transition thatoscillations due to stray feedback are not possible. Simplysocketing the IC and attaching resistors to the pins will causeinput-output oscillations during the small transition intervalsunless hysteresis is used. If the input signal is a pulsewaveform, with relatively fast rise and fall times, hysteresis isnot required.
All pins of any unused comparators should be tied to thenegative supply.
The bias network of the LM139 series establishes a draincurrent which is independent of the magnitude of the powersupply voltage over the range of from 2 VDC to 30 VDC.
It is usually unnecessary to use a bypass capacitor acrossthe power supply line.
The differential input voltage may be larger than V+ withoutdamaging the device. Protection should be provided to pre-vent the input voltages from going negative more than −0.3VDC (at 25˚C). An input clamp diode can be used as shownin the applications section.
The output of the LM139 series is the uncommitted collectorof a grounded-emitter NPN output transistor. Many collectorscan be tied together to provide an output OR’ing function. Anoutput pull-up resistor can be connected to any availablepower supply voltage within the permitted supply voltagerange and there is no restriction on this voltage due to themagnitude of the voltage which is applied to the V+ terminalof the LM139A package. The output can also be used as asimple SPST switch to ground (when a pull-up resistor is notused). The amount of current which the output device cansink is limited by the drive available (which is independent ofV+) and the β of this device. When the maximum current limitis reached (approximately 16 mA), the output transistor willcome out of saturation and the output voltage will rise veryrapidly. The output saturation voltage is limited by the ap-proximately 60Ω RSAT of the output transistor. The low offsetvoltage of the output transistor (1 mV) allows the output toclamp essentially to ground level for small load currents.
Typical Applications (V+ = 5.0 VDC)
Basic Comparator
00570603
Driving CMOS
00570604
Driving TTL
00570605
AND Gate
00570608
OR Gate
00570609
LM139/LM
239/LM339/LM
2901/LM3302
www.national.com7
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
Typical Applications (V+= 15 VDC)
One-Shot Multivibrator
00570610
Bi-Stable Multivibrator
00570611
LM13
9/LM
239/
LM33
9/LM
2901
/LM
3302
www.national.com 8
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
Typical Applications (V+= 15 VDC) (Continued)
One-Shot Multivibrator with Input Lock Out
00570612
Pulse Generator
00570617
LM139/LM
239/LM339/LM
2901/LM3302
www.national.com9
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
Typical Applications (V+= 15VDC) (Continued)
Large Fan-In AND Gate
00570613
ORing the Outputs
00570615
LM13
9/LM
239/
LM33
9/LM
2901
/LM
3302
www.national.com 10
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
Typical Applications (V+= 15 VDC) (Continued)
Time Delay Generator
00570614
Non-Inverting Comparator with Hysteresis Inverting Comparator with Hysteresis
00570618
00570619
LM139/LM
239/LM339/LM
2901/LM3302
www.national.com11
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
Typical Applications (V+= 15VDC) (Continued)
Squarewave Oscillator
00570616
Basic Comparator
00570621
Limit Comparator
00570624
Comparing Input Voltagesof Opposite Polarity
00570620
Output Strobing
00570622
* Or open-collector logic gate without pull-up resistor
Crystal Controlled Oscillator
00570625
LM13
9/LM
239/
LM33
9/LM
2901
/LM
3302
www.national.com 12
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
Typ
ical
Ap
plic
atio
ns
(V+=
15V
DC
)(C
ontin
ued)
Tw
o-D
ecad
eH
igh
-Fre
qu
ency
VC
O
0057
0623
V+
=+
30V
DC
250
mV
DC
≤V
C≤
+50
VD
C
700
Hz
≤f O
≤10
0kH
z
LM139/LM
239/LM339/LM
2901/LM3302
www.national.com13
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
Typical Applications (V+= 15VDC) (Continued)
Transducer Amplifier
00570628
Zero Crossing Detector (Single Power Supply)
00570630
Split-Supply Applications (V+ = +15VDC and V− = −15 VDC)
MOS Clock Driver
00570631
LM13
9/LM
239/
LM33
9/LM
2901
/LM
3302
www.national.com 14
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
Split-Supply Applications (V+ = +15 VDC
and V− = −15 VDC) (Continued)
Zero Crossing Detector
00570632
Comparator With a Negative Reference
00570633
Schematic Diagram
00570601
LM139/LM
239/LM339/LM
2901/LM3302
www.national.com15
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
Connection Diagrams
Dual-In-Line Package
00570602
Order Number LM139J, LM139J/883 (Note 11), LM139AJ,LM139AJ/883 (Note 12), LM239J, LM239AJ, LM339J
See NS Package Number J14AOrder Number LM339AM, LM339AMX, LM339M, LM339MX or LM2901M
See NS Package Number M14AOrder Number LM339N, LM339AN, LM2901N or LM3302N
See NS Package Number N14A
00570627
Order Number LM139AW/883 or LM139W/883 (Note 11)See NS Package Number W14B,
LM139AWGRQMLV (Note 13)See NS Package Number WG14A
Note 11: Available per JM38510/11201
Note 12: Available per SMD# 5962-8873901
Note 13: See STD Mil Dwg 5962R96738 for Radiation Tolerant Device
LM13
9/LM
239/
LM33
9/LM
2901
/LM
3302
www.national.com 16
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
Physical Dimensions inches (millimeters)unless otherwise noted
Ceramic Dual-In-Line Package (J)Order Number LM139J, LM139J/883, LM139AJ,
LM139AJ/883, LM239J, LM239AJ, LM339JNS Package Number J14A
S.O. Package (M)Order Number LM339AM, LM339AMX, LM339M, LM339MX, LM2901M or LM2901MX
NS Package Number M14A
LM139/LM
239/LM339/LM
2901/LM3302
www.national.com17
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
Physical Dimensions inches (millimeters) unless otherwise noted (Continued)
Molded Dual-In-Line Package (N)Order Number LM339N, LM339AN, LM2901N or LM3302N
NS Package Number N14A
Order Number LM139AW/883, LM139W/883NS Package Number W14B
LM13
9/LM
239/
LM33
9/LM
2901
/LM
3302
www.national.com 18
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
Physical Dimensions inches (millimeters) unless otherwise noted (Continued)
Order Number LM139AWG/883, LM139WG/883NS Package Number WG14A
LIFE SUPPORT POLICY
NATIONAL’S PRODUCTS ARE NOT AUTHORIZED FOR USE AS CRITICAL COMPONENTS IN LIFE SUPPORTDEVICES OR SYSTEMS WITHOUT THE EXPRESS WRITTEN APPROVAL OF THE PRESIDENT AND GENERALCOUNSEL OF NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION. As used herein:
1. Life support devices or systems are devices orsystems which, (a) are intended for surgical implantinto the body, or (b) support or sustain life, andwhose failure to perform when properly used inaccordance with instructions for use provided in thelabeling, can be reasonably expected to result in asignificant injury to the user.
2. A critical component is any component of a lifesupport device or system whose failure to performcan be reasonably expected to cause the failure ofthe life support device or system, or to affect itssafety or effectiveness.
BANNED SUBSTANCE COMPLIANCE
National Semiconductor certifies that the products and packing materials meet the provisions of the Customer ProductsStewardship Specification (CSP-9-111C2) and the Banned Substances and Materials of Interest Specification(CSP-9-111S2) and contain no ‘‘Banned Substances’’ as defined in CSP-9-111S2.
National SemiconductorAmericas CustomerSupport CenterEmail: [email protected]: 1-800-272-9959
National SemiconductorEurope Customer Support Center
Fax: +49 (0) 180-530 85 86Email: [email protected]
Deutsch Tel: +49 (0) 69 9508 6208English Tel: +44 (0) 870 24 0 2171Français Tel: +33 (0) 1 41 91 8790
National SemiconductorAsia Pacific CustomerSupport CenterEmail: [email protected]
National SemiconductorJapan Customer Support CenterFax: 81-3-5639-7507Email: [email protected]: 81-3-5639-7560
www.national.com
LM139/LM
239/LM339/LM
2901/LM3302
LowP
ower
LowO
ffsetVoltage
Quad
Com
parators
National does not assume any responsibility for use of any circuitry described, no circuit patent licenses are implied and National reserves the right at any time without notice to change said circuitry and specifications.
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
LOW NOISEQUAD J-FET OPERATIONAL AMPLIFIERS
.LOW POWER CONSUMPTION.WIDE COMMON-MODE (UP TO VCC+) AND
DIFFERENTIAL VOLTAGE RANGE. LOW INPUT BIAS AND OFFSET CURRENT. LOW NOISE en = 15nV/√Hz (typ).OUTPUT SHORT-CIRCUIT PROTECTION.HIGH INPUT IMPEDANCE J–FET INPUTSTAGE. LOW HARMONIC DISTORTION : 0.01% (typ). INTERNAL FREQUENCY COMPENSATION. LATCH UP FREE OPERATION.HIGH SLEW RATE : 13V/µs (typ)
NDIP14
(Plastic Package)
Inverting Input 2
Non-inverting Input 2
Non-inverting Input 1
CCV -CCV
1
2
3
4
8
5
6
7
9
10
11
12
13
14
+
Output 3
Output 4
Non-inverting Input 4
Inverting Input 4
Non-inverting Input 3
Inverting Input 3
-
+
-
+
-
+
-
+
Output 1
Inverting Input 1
Output 2
074-
01.E
PS
PIN CONNECTIONS (top view)
DESCRIPTION
The TL074, TL074A and TL074B are high speedJ–FET input quad operationalamplifiers incorporatingwell matched,high voltageJ–FETand bipolar transis-tors in a monolithic integratedcircuit.The devicesfeaturehighslew rates, low inputbiasandoffsetcurrents, and low offset voltage temperaturecoefficient.
DSO14
(Plastic Micropackage)
TL074TL074A - TL074B
October 1996
ORDER CODES
Part Number TemperatureRange
Package
N D
TL074M/AM/BM –55oC, +125oC • •TL074I/AI/BI –40oC, +105oC • •TL074C/AC/BC 0oC, +70oC • •Example : TL074IN07
4-01
.TB
L
1/10
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS
Symbol Parameter Value Unit
VCC Supply Voltage - (note 1) ±18 V
Vi Input Voltage - (note 3) ±15 V
Vid Differential Input Voltage - (note 2) ±30 V
Ptot Power Dissipation 680 mW
Output Short-circuit Duration - (note 4) Infinite
Toper Operating Free Air Temperature Range TL074C,AC,BCTL074I,AI,BITL074M,AM,BM
0 to 70–40 to 105–55 to 125
oC
074-
02.T
BL
Notes : 1. All voltage values, except differential voltage, are with respect to the zero reference level (ground) of the supply voltages where thezero reference level is the midpoint between VCC
+ and VCC–.
2. Differential voltages are at the non-inverting input terminal with respect to the inverting input terminal.3. The magnitude of the input voltage must never exceed the magnitude of the supply voltage or 15 volts, whichever is less.4. The output may be shorted to ground or to either supply. Temperature and /or supply voltages must be limited to ensure that the
dissipation rating is not exceeded.
Output
Non- invertinginput
Invertinginput
VCC
VCC
2 0 0ΩΩ1 0 0
Ω1 0 0
1.3k
30k
35k 35k Ω1 0 01.3k
8.2k
1/4 TL074
074-
02.E
PS
SCHEMATIC DIAGRAM
TL074 - TL074A - TL074B
2/10
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
ELECTRICAL CHARACTERISTICSVCC = ±15V, Tamb = 25oC (unless otherwise specified)
Symbol ParameterTL074I,M,AC,AI,
AM,BC,BI,BM TL074CUnit
Min. Typ. Max. Min. Typ. Max.
Vio Input Offset Voltage (RS = 50Ω)Tamb = 25oC
TL074BC,BI,BMTmin. ≤ Tamb ≤ Tmax.
TL074BC,BI,BM
31
6375
3 10
13
mV
DVio Input Offset Voltage Drift 10 10 µV/oC
Iio Input Offset Current *Tamb = 25oCTmin. ≤ Tamb ≤ Tmax.
5 1004
5 10010
pAnA
Iib Input Bias Current *Tamb = 25oCTmin. ≤ Tamb ≤ Tmax.
20 20020
30 20020
pAnA
Avd Large Signal Voltage Gain (RL = 2kΩ, VO = ±10V)Tamb = 25oCTmin. ≤ Tamb ≤ Tmax.
5025
200 2515
200V/mV
SVR Supply Voltage Rejection Ratio (RS = 50Ω)Tamb = 25oCTmin. ≤ Tamb ≤ Tmax.
8080
86 7070
86dB
ICC Supply Current, per Amp, no LoadTamb = 25oCTmin. ≤ Tamb ≤ Tmax.
1.4 2.52.5
1.4 2.52.5
mA
Vicm Input Common Mode Voltage Range ±11 +15-12
±11 +15-12
V
CMR Common Mode Rejection Ratio (RS = 50Ω)Tamb = 25oCTmin. ≤ Tamb ≤ Tmax.
8080
86 7070
86dB
Ios Output Short-circuit CurrentTamb = 25oCTmin. ≤ Tamb ≤ Tmax.
1010
40 6060
1010
40 6060
mA
±VOPP Output Voltage SwingTamb = 25oC RL = 2kΩ
RL = 10kΩTmin. ≤ Tamb ≤ Tmax. RL = 2kΩ
RL = 10kΩ
10121012
1213.5
10121012
1213.5
V
SR Slew Rate (Vin = 10V, RL = 2kΩ, CL = 100pF,Tamb = 25oC, unity gain) 8 13 8 13
V/µs
tr Rise Time (Vin = 20mV, RL = 2kΩ, CL = 100pF,Tamb = 25oC, unity gain) 0.1 0.1
µs
KOV Overshoot (Vin = 20mV, RL = 2kΩ, CL = 100pF,Tamb = 25oC, unity gain) 10 10
%
GBP Gain Bandwidth Product (f = 100kHz,Tamb = 25oC, Vin = 10mV, RL = 2kΩ, CL = 100pF) 2 3 2 3
MHz
Ri Input Resistance 1012 1012 ΩTHD Total Harmonic Distortion (f = 1kHz, AV = 20dB,
RL = 2kΩ, CL = 100pF, Tamb = 25oC, VO = 2VPP) 0.01 0.01%
enEquivalent Input Noise Voltage(f = 1kHz, Rs = 100Ω) 15 15
nV√Hz
∅ m Phase Margin 45 45 Degrees
VO1/VO2 Channel Separation (Av = 100) 120 120 dB* The input bias currents are junction leakage currents which approximately double for every 10oC increase in the junction temperature.
074-
03.T
BL
TL074 - TL074A - TL074B
3/10
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
30
20
25
15
10
5
0
MA
XIM
UM
PE
AK
-TO
-PE
AK
OU
TP
UT
VO
LTA
GE
(V)
100 1K 10K 100K 10M1M
FREQUENCY (Hz)
See Figure 2
= 2kΩRL
= +25° CT a m b
= 15VV CC
= 5VVCC
= 10VVCC
074-
03.E
PS
MAXIMUM PEAK-TO-PEAK OUTPUTVOLTAGE VERSUS FREQUENCY
30
20
25
15
10
5
0
MA
XIM
UM
PE
AK
-TO
-PE
AK
OU
TP
UT
VO
LTA
GE
(V)
100 1K 10K 100K 10M1M
FREQUENCY(Hz)
See Figure 2= +25 CTamb
= 10kΩRL
VCC= 10V
VCC= 15V
VCC = 5V
074-
04.E
PS
MAXIMUM PEAK-TO-PEAK OUTPUTVOLTAGE VERSUS FREQUENCY
30
25
20
15
10
5
0
MA
XIM
UM
PE
AK
-TO
-PE
AK
OU
TP
UT
VO
LTA
GE
(V)
FREQUENCY (Hz)
10k 40k 100k 400k 1M 4M 10M
Ta mb = +25 C
Ta mb = -55 C
Ta mb = +125 C
RL = 2kΩSee Figure 2
VCC= 15V
074-
05.E
PS
MAXIMUM PEAK-TO-PEAK OUTPUTVOLTAGE VERSUS FREQUENCY
3 0
2 5
2 0
1 0
5
1 5
0-7 5 - 25 2 5 7 5 125-5 0 0 5 0 -50
MA
XIM
UM
PE
AK
-TO
-PE
AK
OU
TP
UT
VO
LTA
GE
(V)
TEMP ER AT URE (° C)
V C C = 15 V
See Figure 2
R L = 10kΩ
R L = 2kΩ
074-
06.E
PS
MAXIMUM PEAK-TO-PEAK OUTPUTVOLTAGE VERSUS FREE AIR TEMP.
30
25
20
15
10
5
0
MA
XIM
UM
PE
AK
-TO
-PE
AK
OU
TP
UT
VO
LTA
GE
(V)
0.1 0.2 0.4 0.7 1 2 4 7 10
LOAD RESISTANCE(k Ω)
See Figure 2
= 15VVCC= +25°CTamb
074-
07.E
PS
MAXIMUM PEAK-TO-PEAK OUTPUTVOLTAGE VERSUS LOAD RESISTANCE
30
25
20
15
10
5
0 2 4 6 8 10 12 14 16
MA
XIM
UM
PE
AK
-TO
-PE
AKO
UT
PU
TV
OLT
AG
E(V
)
RL = 10 kΩTamb = +25°C
SUPPLY VOLTAGE ( V)
074-
08.E
PS
MAXIMUM PEAK-TO-PEAK OUTPUTVOLTAGE VERSUS SUPPLY VOLTAGE
TL074 - TL074A - TL074B
4/10
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
100
10
1
0.1
0.01
INP
UT
BIA
SC
UR
RE
NT
(nA
)
-50 -25 0 25 50 75 100 125
TEMPERATURE(°C)
VCC = 15V
074-
09.E
PS
INPUT BIAS CURRENT VERSUSFREE AIR TEMPERATURE
1000
400
200100
20
40
10
4
2
1
DIF
FE
RE
NT
IAL
VO
LTA
GE
AM
PLI
FIC
AT
ION
(V/V
)
-75 -50 -25 0 25 50 75 100 125
TEMPERATURE (°C)
RL
= 2k ΩV
O = 10V
VCC = 15V
074-
10.E
PS
LARGE SIGNAL DIFFERENTIALVOLTAGE AMPLIFICATION VERSUS
FREE AIR TEMPERATURE
FREQUENCY(Hz)
DIF
FE
RE
NT
IAL
VO
LTA
GE
AM
PLI
FIC
AT
ION
(V/V
) 100
10
100 1K 10K 100K 10M1M
1
DIFFERENTIALVOLTAGE
AMPLIFICATION(left scale)
180
90
0
R = 2kΩC = 100pFV = 15VT = +125 C
LLCCamb
PHASE SHIFT(right s ca le)
074-
11.E
PS
LARGE SIGNAL DIFFERENTIALVOLTAGE AMPLIFICATION AND PHASE
SHIFT VERSUS FREQUENCY
250
225
200
175
150
125
100
75
50
25
0
TO
TA
LP
OW
ER
DIS
SIP
AT
ION
(mW
)
-75 -50 -25 0 25 50 75 100 125
TEMPERATURE (°C)
VCC = 15V
No signalNo load
074-
12.E
PS
TOTAL POWER DISSIPATION VERSUSFREE AIR TEMPERATURE
2.0
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
SU
PP
LYC
UR
RE
NT
(mA
)
-75 -50 -25 0 25 50 75 100 125
TEMPERATURE (°C)
VCC = 15V
No signalNo load
074-
13.E
PS
SUPPLY CURRENT PER AMPLIFIERVERSUS FREE AIR TEMPERATURE
89
88
87
86
85
84
-50 -25 0 25 50 75 100 125
CO
MM
ON
MO
DE
MO
DE
RE
JEC
TIO
N
RA
TIO
(dB
)
TEMPERATURE (°C)
83-75
RL = 10 kΩ
= 15VVC C
074-
14.E
PS
COMMON MODE REJECTION RATIOVERSUS FREE AIR TEMPERATURE
TL074 - TL074A - TL074B
5/10
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
6
4
2
0
-2
-4
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5INP
UT
AN
DO
UT
PU
TV
OLT
AG
ES
(V)
TIME (µs )
-6
= 15VVCCRL = 2 kΩ
= 100pFCLTamb= +25 C
OUTPUTINPUT
074-
15.E
PS
VOLTAGE FOLLOWER LARGE SIGNALPULSE RESPONSE
t r
28
24
20
16
12
8
4
0
-4
OU
TP
UT
VO
LTA
GE
(mV
)
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
TIME ( µs)
10%
90%
OVERSHOOT
R L = 2k ΩTamb = +25°C
VCC
= 15V
074-
16.E
PS
OUTPUT VOLTAGE VERSUSELAPSED TIME
70
60
50
40
30
20
10
0
EQ
UIV
ALE
NT
INP
UT
NO
ISE
VO
LTA
GE
(nV
/VH
z)
10 40 100 400 1k 4k 10k 40k 100k
FREQUENCY (Hz)
A V = 10
R S = 100 ΩTamb = +25°C
VCC = 15V
074-
17.E
PS
EQUIVALENT INPUT NOISE VOLTAGEVERSUS FREQUENCY
1
0.4
0.1
0.04
0.01
0.004
0.001TO
TA
LH
AR
MO
NIC
DIS
TO
RT
ION
(%)
100 400 1k 4k 10k 40k 100k
FREQUENCY (Hz)
A V = 1
Tamb = +25°C
V CC = 15V
= 6VV O (rms)
A V = 1
T amb = +25°C
= 6VV O (rms)
V CC = 15V
074-
18.E
PS
TOTAL HARMONIC DISTORTION VERSUSFREQUENCY
TL074 - TL074A - TL074B
6/10
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
-
eI
TL0741/4
eo
CL= 100pF R = 2k ΩL
074-
19.E
PS
Figure 1 : Voltage Follower
PARAMETER MEASUREMENT INFORMATION
-eI
TL074
RL
1/4
CL= 100pF
1k Ω
10k Ω
eo
074-
20.E
PS
Figure 2 : Gain-of-10 Inverting Amplifier
-
TL074
1/4
-
-
-
TL074
1/4
TL074
1/4
TL074
1/4
1M Ω
1µF
Output A
Output B
Output C
Input
100k Ω 100k Ω100k Ω
100k Ω1OO µF
VCC+
f = 100kHzO
074-
21.E
PS
TYPICAL APPLICATIONS
AUDIO DISTRIBUTION AMPLIFIER
TL074 - TL074A - TL074B
7/10
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
-
-TL07 4
1/422 0pF
43 k ΩInput
1 .5k Ω
43k Ω
22 0p F
43 k Ω
16 k Ω
TL07 4
1/4
30 k Ω
Output A
-
TL07 4
1/4
1 .5k Ω
22 0p F
43 k Ω
220pF
43 k Ω
-
TL 074
1/4
43 k Ω
16 k Ω
30 k Ω
Output B
Ground
074-
22.E
PS
TYPICAL APPLICATIONS (continued)
POSITIVE FEEDBACK BANDPASS FILTER
074-
24.IM
G
CASCADED BANDPASS FILTERfo = 100kHz ; Q = 69 ; Gain = 16
OUTPUT B
074-
23.IM
G
SECOND ORDER BANDPASS FILTERfo = 100kHz ; Q = 30 ; Gain = 16
OUTPUT A
TL074 - TL074A - TL074B
8/10
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
PM
-DIP
14.E
PS
PACKAGE MECHANICAL DATA14 PINS - PLASTIC DIP OR CERDIP
DimensionsMillimeters Inches
Min. Typ. Max. Min. Typ. Max.a1 0.51 0.020
B 1.39 1.65 0.055 0.065b 0.5 0.020b1 0.25 0.010D 20 0.787
E 8.5 0.335
e 2.54 0.100e3 15.24 0.600F 7.1 0.280i 5.1 0.201
L 3.3 0.130Z 1.27 2.54 0.050 0.100
DIP
14.T
BL
TL074 - TL074A - TL074B
9/10
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.
PM
-SO
14.E
PS
PACKAGE MECHANICAL DATA14 PINS - PLASTIC MICROPACKAGE (SO)
DimensionsMillimeters Inches
Min. Typ. Max. Min. Typ. Max.A 1.75 0.069
a1 0.1 0.2 0.004 0.008a2 1.6 0.063b 0.35 0.46 0.014 0.018b1 0.19 0.25 0.007 0.010
C 0.5 0.020
c1 45o (typ.)D 8.55 8.75 0.336 0.334E 5.8 6.2 0.228 0.244e 1.27 0.050
e3 7.62 0.300F 3.8 4.0 0.150 0.157
G 4.6 5.3 0.181 0.208L 0.5 1.27 0.020 0.050M 0.68 0.027
S 8o (max.) SO
14.T
BL
Information furnished is believed to be accurate and reliable. However, SGS-THOMSON Microelectronics assumes no responsi-bility for the consequences of use of such information nor for any infringement of patents or other rights of third parties whichmay result from its use. No licence is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of SGS-THOMSONMicroelectronics. Specifications mentioned in this publ icationare subject to change without notice. This publication supersedesand replaces all information previously supplied. SGS-THOMSON Microelectronics products are not authorized for use as criticalcomponents in life support devices or systems without express written approval of SGS-THOMSON Microelectronics.
1996 SGS-THOMSON Microelectronics - All Rights Reserved
SGS-THOMSON Microelectronics GROUP OF COMPANIESAustralia - Brazil - France - Germany - Hong Kong - Italy - Japan - Korea - Malaysia - Malta - Morocco - The Netherlands
Singapore - Spain - Sweden - Switzerland - Taiwan - Thailand - United Kingdom - U.S.A. OR
DE
RC
OD
E:
TL074 - TL074A - TL074B
10/10
Please purchase PDF Split-Merge on www.verypdf.com to remove this watermark.