Pendahuluan
OpAmp (Operasional Amplifiers) pada hakekatnya merupakan sejenis IC. Di dalamnya terdapat suatu rangkaian elektronik yang terdiri atas beberapa transistor, resistor dan atau dioda. Jikalau kepada IC jenis ini ditambahkan suatu jenis rangkaian, masukkan dan suatu jenis rangkaian umpan balik, maka IC ini dapat dipakai untuk mengerjakan berbagai operasi matematika, seperti menjumlah, mengurangi, membagi, mengali, mengintegrasi, dsb. Oleh karena itu IC jenis ini dinamakan penguat operasi atau operasional amplifier, disingkat OpAmp.
namun demikian OpAmp dapat pula dimanfaatkan untuk berbagai keperluan, misalnya sebagai penguat audio, pengatur nada, osilator atau pembangkit gelombang, sensor circuit, dsb.
OpAmp banyak disukai karena faktor penguatannya besar (100.000 kali).
Prinsip Dasar
Suatu amplifier dapat dikatagorikan operasional jika memenuhi tiga karakteristik utama, yakni:
1. Very high gain (200.000 kali)
2. Very high input impedance
3. Very low output impedance
OpAmp umumnya terdiri atas tiga stage atau amplifier yang dirangkai secara cascade. Ketiga stage itu masing-masing:
1. Differensitial amplifier
2. Voltage amplifier
3. Output amplifier
Differential amplifier memiliki respon frekuensi yang sangat lebar dan input impedance yang sangat tinggi. Voltage amplifier memberikan penguatan yang sangat tinggi dan output amplifier memberikan output impedance yang sangat rendah sehingga dapat mengeluarkan arus listrik yang besar terhadap beban.
Konfigurasi
Tidak seperti amplifier konvesional, OpAmp mempunyai dua terminal masukkan, yakni: inverting input dan noninverting input yang masing-masing ditandai dengan "+" dan "-".
1. Inverting Konfiguration
Jika signal dimasukkan di antara terminal inverting input dan bumi sementara terminal noninverting input dibumikan maka signal keluaran akan berlawanan fasa dengan signal masukkan.
2. Noninverting Konfiguration
Sebaliknya jika signal dimasukkan di antara terminal noninverting input dan bumi sementara terminal inverting input dibumikan maka signal keluaran sefasa dengan signal masukkan.
Faktor Penguatan (Gain Factor)
Faktor penguatan OpAmp boleh dikatan sepenuhnya ditentukan oleh ratio R1 terhadap R2 dalam rangkaian feedback.
Contoh 1:
Jika R1 = 100k; R2 = 1k, maka penguatannya sama dengan 100:1. (100 kali).
Contoh 2:
Jika R1 = 1k; R2 = 1k, maka penguatannya sama dengan 1:1. (1 kali).
Jika pada contoh 1 diberi signal input 0,01 volt maka signal outputnya 100 x 0,001 volt.
Jika pada contoh 2 diberi signal input yang sama seperti pada contoh 1 yaitu 0,01 volt, maka signal outputnya sama dengan 1 x 0,001 volt = 0,01 volt atau dengan kata lain tidak ada penguatan.
(Signal input = signal output)
Ada banyak jenis OpAmp, namun yang umum dijual di pasaran adalah OpAmp 741.
OpAmp type 741 dijual dengan dua tampilan, yakni silinder dan DIL (Dial In Line). Yang berbentuk silinder berkaki 8 pin, sedangkan yang berbentuk DIL ada yang berkaki 8 pin, namun ada juga yang berkaki 14 pin.
Nomor pin untuk 8 kaki dan 14 kaki:
Pin 1 (3) + Pin 5 (9) untuk penyetelan 0 volt.
Pin 2 (4) untuk inverting input.
Pin 3 (5) untuk noninverting input.
Pin 4 (6) untuk ground atau tegangan negatif.
Pin 6 (10) terminal keluaran (output).
Pin 7 (11) untuk tegangan positif.
Nomor pin dalam kurung untuk DIL 14 kaki.
OpAmp banyak dimanfaatkan dalam peralatan-peralatan elektronik sebagai penguat, sensor dan masih banyak lagi. Pada halaman-halaman selanjutnya akan dikemukakan beberapa proyek yang dapat dibangun dengan OpAmp type 741 atau yang sejenis.
Alat pencampur audio 3 kanal
Harga mixer audio di pasaran berkiran ratusan sampai jutaan. Tetapi dengan hanya merogoh uang Rp 50.000 dari kocek, Anda sudah dapat memiliki audio mixer sendiri baik untuk hobby maupun untuk mencari penghasilan tambahan. Alat ini dapat dikerjakan baik oleh mereka yang telah berpengalaman di bidang elektronik maupun pemula karena proses pembuatannya relatif mudah. Anda tinggal merangkaikan komponen sesuai gambar dan selesai.
Jantung alat mixer audio ini adalah IC type LM 3900 yang 4 buah OpAmp yang dapat dibeli di toko-toko penjual komponen elektronik. Komponen pendukung lainnya seperti resistor atau hambatan (fix/variable), kondensor yang harganya sudah tercantum dalam diagram juga mudah dicari dan murah. Untuk merangkaikannya mudah yaitu dengan menghubungkan seluruh komponen sesuai diagram. Komponen dapat dipasang pada papan rangkai (circuit board) yang juga mudah didapat dan murah. Alat ini dapat bekerja dengan sumber tenaga listrik DC listrik DC 4-15 volt (baterai/adaptor). Artinya alat mixer audio inidapat bekerja dengan sumber tegangan dari 4 sampai 15 volt. Jika Anda telah memiliki adaptor 6 volt/7,5 volt sudah cukup untuk mengoperasikannya. Atau jika akan digunakan di lapangan cukup dengan baterai 9 volt. Amat praktis!
Sebagaimana terlihat pada gambar LM 3900 berisi 4 buah OpAmp A1, A2, A3, A4. Tiga OpAmp A1, A2, A3 dikerjakan sebagai preamp atau penguat kedua atau buffer bagi A1, A2, A3.
P1, P2, P3 berfungsi sebagai volume untuk masing-masing preamp A1, A2, A3.
P4, P5, P6, berfungsi sebagai pengatur gain masing-masing preamp A1, A2, A3.
P7 berfungsi sebagai pengatur gain hasil campuran dari preamp A1, A2, A3.
S1, S2, S3 berfungsi sebagai saklar ON/OFF masing-masing preamp.
Cara penyetelan:
Letakkan P7 pada posisi 3/4 puran. Setelah itu letakan P1,2,3,4,5,6 pada posisi minimum. Hubungkan output A4 dengan power amplifier yang Anda miliki.
Sambungkan baterai atau adaptor dengan rangkaian mixer audio ini. Masukkan output casset deck atau microphone pada input A1. Perlahan-lahan putar P1 ke arah maksimum sampai diperoleh bunyi terkeras tapi tidak pecah. Setelah itu putar perlahan-lahan P4 ke arah maksimum sampai diperoleh bunyi terkeras tetapi tidak pecah. Proses yang sama dilakukan pada input A2, A3.
Jangan lupa pada waktu penyetelan S123 dalam posisi terbuka (Posisi ON). Setelah penyetelan selesai, P456 jangan diubah lagi kecuali P123 yang berfungsi sebagai volume.
Output mixer audio ini dapat dihubungkan ke alat rekam lain seperti tape recorder, cassete recorder, komputer dan masih banyak lagi. Selain itu, dengan 2 LM 3900 Anda sudah dapat memiliki audio mixer 6 kanal. Cukup untuk membangun studio sederhana dan terima order.
Pengoperasian mixer audio akan lebih optimal jika dilengkapi dengan pengatur nada tinggi-rendah (tone control). Komponen pengatur nada terdiri dari 1 OpAmp 741 single atau diambil dari LM 3900 dan beberapa komponen pendukung lainnya seperti resistor (fix/variabele) dan condensor yang harga-harga dapat Anda lihat pada diagram.
P2 berfungsi sebagai pengatur nada tinggi (treble). Jika P2 digeser atau diputar ke atas (maksimum), maka nada-nada tinggi ditonjolkan. Sebaliknya jika P2 berada di bawah (minimum) nada tinggi diturunkan atau dikurangi.
P3 berfungsi sebagai pengatur nada rendah (bass) yang cara kerjanya sama dengan P2.
Pengatur nada dipasang/disisipkan di antara output mixer dan input di depannya.
Suatu amplifier dapat dikatagorikan operasional jika memenuhi tiga karakteristik utama, yakni:
1. Very high gain (200.000 kali)
2. Very high input impedance
3. Very low output impedance
OpAmp umumnya terdiri atas tiga stage atau amplifier yang dirangkai secara cascade. Ketiga stage itu masing-masing:
1. Differensitial amplifier
2. Voltage amplifier
3. Output amplifier
Differential amplifier memiliki respon frekuensi yang sangat lebar dan input impedance yang sangat tinggi. Voltage amplifier memberikan penguatan yang sangat tinggi dan output amplifier memberikan output impedance yang sangat rendah sehingga dapat mengeluarkan arus listrik yang besar terhadap beban.
Tidak seperti amplifier konvesional, OpAmp mempunyai dua terminal masukkan, yakni: inverting input dan noninverting input yang masing-masing ditandai dengan "+" dan "-".
1. Inverting Konfiguration
Jika signal dimasukkan di antara terminal inverting input dan bumi sementara terminal noninverting input dibumikan maka signal keluaran akan berlawanan fasa dengan signal masukkan.
2. Noninverting Konfiguration
Sebaliknya jika signal dimasukkan di antara terminal noninverting input dan bumi sementara terminal inverting input dibumikan maka signal keluaran sefasa dengan signal masukkan.
Faktor Penguatan (Gain Factor)
Faktor penguatan OpAmp boleh dikatan sepenuhnya ditentukan oleh ratio R1 terhadap R2 dalam rangkaian feedback.
Contoh 1:
Jika R1 = 100k; R2 = 1k, maka penguatannya sama dengan 100:1. (100 kali).
Contoh 2:
Jika R1 = 1k; R2 = 1k, maka penguatannya sama dengan 1:1. (1 kali).
Jika pada contoh 1 diberi signal input 0,01 volt maka signal outputnya 100 x 0,001 volt.
Jika pada contoh 2 diberi signal input yang sama seperti pada contoh 1 yaitu 0,01 volt, maka signal outputnya sama dengan 1 x 0,001 volt = 0,01 volt atau dengan kata lain tidak ada penguatan.
(Signal input = signal output)
Ada banyak jenis OpAmp, namun yang umum dijual di pasaran adalah OpAmp 741.
OpAmp type 741 dijual dengan dua tampilan, yakni silinder dan DIL (Dial In Line). Yang berbentuk silinder berkaki 8 pin, sedangkan yang berbentuk DIL ada yang berkaki 8 pin, namun ada juga yang berkaki 14 pin.
Nomor pin untuk 8 kaki dan 14 kaki:
Pin 1 (3) + Pin 5 (9) untuk penyetelan 0 volt.
Pin 2 (4) untuk inverting input.
Pin 3 (5) untuk noninverting input.
Pin 4 (6) untuk ground atau tegangan negatif.
Pin 6 (10) terminal keluaran (output).
Pin 7 (11) untuk tegangan positif.
Nomor pin dalam kurung untuk DIL 14 kaki.
Alat pencampur audio 3 kanal
Harga mixer audio di pasaran berkiran ratusan sampai jutaan. Tetapi dengan hanya merogoh uang Rp 50.000 dari kocek, Anda sudah dapat memiliki audio mixer sendiri baik untuk hobby maupun untuk mencari penghasilan tambahan. Alat ini dapat dikerjakan baik oleh mereka yang telah berpengalaman di bidang elektronik maupun pemula karena proses pembuatannya relatif mudah. Anda tinggal merangkaikan komponen sesuai gambar dan selesai.
Jantung alat mixer audio ini adalah IC type LM 3900 yang 4 buah OpAmp yang dapat dibeli di toko-toko penjual komponen elektronik. Komponen pendukung lainnya seperti resistor atau hambatan (fix/variable), kondensor yang harganya sudah tercantum dalam diagram juga mudah dicari dan murah. Untuk merangkaikannya mudah yaitu dengan menghubungkan seluruh komponen sesuai diagram. Komponen dapat dipasang pada papan rangkai (circuit board) yang juga mudah didapat dan murah. Alat ini dapat bekerja dengan sumber tenaga listrik DC listrik DC 4-15 volt (baterai/adaptor). Artinya alat mixer audio inidapat bekerja dengan sumber tegangan dari 4 sampai 15 volt. Jika Anda telah memiliki adaptor 6 volt/7,5 volt sudah cukup untuk mengoperasikannya. Atau jika akan digunakan di lapangan cukup dengan baterai 9 volt. Amat praktis!
Sebagaimana terlihat pada gambar LM 3900 berisi 4 buah OpAmp A1, A2, A3, A4. Tiga OpAmp A1, A2, A3 dikerjakan sebagai preamp atau penguat kedua atau buffer bagi A1, A2, A3.
P1, P2, P3 berfungsi sebagai volume untuk masing-masing preamp A1, A2, A3.
P4, P5, P6, berfungsi sebagai pengatur gain masing-masing preamp A1, A2, A3.
P7 berfungsi sebagai pengatur gain hasil campuran dari preamp A1, A2, A3.
S1, S2, S3 berfungsi sebagai saklar ON/OFF masing-masing preamp.
Cara penyetelan:
Letakkan P7 pada posisi 3/4 puran. Setelah itu letakan P1,2,3,4,5,6 pada posisi minimum. Hubungkan output A4 dengan power amplifier yang Anda miliki.
Sambungkan baterai atau adaptor dengan rangkaian mixer audio ini. Masukkan output casset deck atau microphone pada input A1. Perlahan-lahan putar P1 ke arah maksimum sampai diperoleh bunyi terkeras tapi tidak pecah. Setelah itu putar perlahan-lahan P4 ke arah maksimum sampai diperoleh bunyi terkeras tetapi tidak pecah. Proses yang sama dilakukan pada input A2, A3.
Jangan lupa pada waktu penyetelan S123 dalam posisi terbuka (Posisi ON). Setelah penyetelan selesai, P456 jangan diubah lagi kecuali P123 yang berfungsi sebagai volume.
Output mixer audio ini dapat dihubungkan ke alat rekam lain seperti tape recorder, cassete recorder, komputer dan masih banyak lagi. Selain itu, dengan 2 LM 3900 Anda sudah dapat memiliki audio mixer 6 kanal. Cukup untuk membangun studio sederhana dan terima order.
Pengoperasian mixer audio akan lebih optimal jika dilengkapi dengan pengatur nada tinggi-rendah (tone control). Komponen pengatur nada terdiri dari 1 OpAmp 741 single atau diambil dari LM 3900 dan beberapa komponen pendukung lainnya seperti resistor (fix/variabele) dan condensor yang harga-harga dapat Anda lihat pada diagram.
P2 berfungsi sebagai pengatur nada tinggi (treble). Jika P2 digeser atau diputar ke atas (maksimum), maka nada-nada tinggi ditonjolkan. Sebaliknya jika P2 berada di bawah (minimum) nada tinggi diturunkan atau dikurangi.
P3 berfungsi sebagai pengatur nada rendah (bass) yang cara kerjanya sama dengan P2.
Pengatur nada dipasang/disisipkan di antara output mixer dan input di depannya. 