Jobsheet 3_Merakit Pre Amp Mic Dengan Op Amp

Jobsheet Praktik: Merencanakan, Merakit dan Menguji Rangkaian Pre Amp Mic dengan IC Op-Amp 741

Bidang Studi Keahlian Program Studi Keahlian Kompetensi Keahlian Satuan Pendidikan

: : : :

Teknologi dan Rekayasa Teknik Elektronika Teknik Audio Audio Video Video SMK Negeri Negeri 2 Bawang

MERENCANAKAN, MERAKIT DAN MENGUJI RANGKAIAN PRE AMP MIC DENGAN IC OP-AMP 741

No. Jobsheet Kelas/Semester Waktu Tanggal

: 03 : X TAV / 2 : :

A. TUJUAN Setelah selesai praktik diharapkan siswa dapat: 1. Mengidentifikasi komponen elektronika pasif dan aktif yang membangun rangkaian pre amp mic dengan menerapkan IC Op-Amp 741; 2. Memahami gambar skema rangkaian pre amp mic dengan menerapkan IC Op-Amp 741; 3. Menjelaskan prinsip kerja rangkaian pre amp mic dengan menerapkan IC Op-Amp 741; 4. Membuat perencanaan PCB rangkaian rangkaian pre amp mic dengan menerapkan IC Op-Amp 741, meliputi sisi tata letak komponen (componen side) dan jalur hubungan/lay out PCB (solder side); 5. Merakit rangkaian rangkaian pre amp mic dengan menerapkan IC Op-Amp 741; 6. Melakukan uji fungsi/uji dengar rangkaian pre amp mic dengan menerapkan IC OpAmp 741; 7. Melakukan pengukuran tegangan kerja rangkaian pre amp mic dengan menerapkan IC Op-Amp 741; 8. Melakukan pengukuran respons frekuensi rangkaian pre amp mic dengan menerapkan IC Op-Amp 741; 9. Membuat grafik respons frekuensi rangkaian pre amp mic dengan menerapkan IC Op-Amp 741. B. LANDASAN TEORI Penguat operasional (Op Amp) adalah suatu rangkaian terintegrasi yang berisi beberapa tingkat dan konfigurasi penguat diferensial. Penguat operasional memilki dua masukan dan satu keluaran serta memiliki penguatan DC yang tinggi. Untuk dapat bekerja dengan baik, penguat operasional memerlukan tegangan catu yang simetris yaitu tegangan yang berharga positif (+V) dan tegangan yang berharga negatif (-V) terhadap tanah ( ground ). ). Simbol Op-Amp ditunjukkan oleh gambar berikut.

Gambar 1. Simbol Op-Amp Jika pada IC Op-Amp ini ditambahkan suatu jenis rangkaian masukkan dan suatu jenis rangkaian umpan balik, maka IC ini dapat dipakai untuk mengerjakan berbagai operasi matematika, seperti menjumlah, mengurangi, membagi, mengali, mengintegrasi, dsb. Oleh karena itu IC jenis ini dinamakan penguat operasi atau operasional amplifier, disingkat OpAmp. Op-Amp dapat pula dimanfaatkan untuk berbagai keperluan, misalnya sebagai penguat audio, pengatur nada, osilator atau pembangkit gelombang, sensor circuit, dan sebagainya. Op-Amp banyak disukai karena faktor penguatannya besar (100.000 kali).

Agus Saefudin, S.Pd / NIP. 19751018 200903 1 003 Teknik Elektronika – Teknik Audio Video – SMK Negeri 2 Bawang

1


Op-Amp umumnya terdiri atas tiga stage atau amplifier yang dirangkai secara cascade. Ketiga stage itu masing-masing: 1. Differensitial amplifier 2. Voltage amplifier 3. Output amplifier Differential amplifier memiliki respon frekuensi yang sangat lebar dan input impedance yang sangat tinggi. Voltage amplifier memberikan penguatan yang sangat tinggi dan output amplifier memberikan output impedance yang sangat rendah sehingga dapat mengeluarkan arus listrik yang besar terhadap beban.

Gambar 2. Tiga Stage Op-Amp Tidak seperti amplifier konvesional, Op-Amp mempunyai dua terminal masukkan, yaitu: inverting input dan noninverting input yang masing-masing ditandai dengan "+" dan "-", sehingga ada dua konfigurasi Op-Amp sebagaimana ditunjukkan Gambar 3.

Gambar 3. Dua Macam Konfigurasi Op-Amp 1. Inverting Konfiguration Jika signal dimasukkan di antara terminal inverting input dan bumi sementara terminal noninverting input dibumikan maka signal keluaran akan berlawanan fasa dengan signal masukkan. 2. Noninverting Konfiguration Sebaliknya jika signal dimasukkan di antara terminal noninverting input dan bumi sementara terminal inverting input dibumikan maka signal keluaran sefasa dengan signal masukkan.


2


C. ALAT DAN BAHAN 1. Perencanaan/design PCB a. Alat tulis (pensil, penghapus, pulpen 2 warna hitam dan merah) b. Kertas gambar F4 70 gram c. Penggaris d. Mal/Sablon Lingkaran 2. Pembuatan PCB a. Papan PCB Polos Single Side ukuran 40 mm X 60 mm b. Pensil c. Mal/Sablon Lingkaran d. Skotlet e. Cutter f. Larutan Ferry Clhoride (FeCl 3) g. Air h. Wadah plastik i. Detergen j. Penitik k. Bor tangan/Bor DC l. Amplas halus 3. Alat Tangan/Mekanik untuk Perakitan Rangkaian a. Solder b. Dudukan solder c. Attractor (desoldering pump) d. Tang potong e. Tang lancip f. Obeng + 4. Bahan dan Daftar Komponen a. Rangkaian Catu Daya 12 V DC b. PCB Pre Amp Mic dengan Op-Amp 741 c. Tinol d. Kabel e. Terminal Mikropon f. Mikropon Dinamik g. Resistor 47 kΩ; 33 kΩ; 22 kΩ, dan 1 kΩ h. Kapasitor elco 10 UF (3 buah); 100 UF (1 buah) i. IC LM 741 5. Alat Ukur: a. AVO meter standard b. AFG (audio Frequency Generator) c. CRO (Cathode Ray Oscilloscope) Dual Trace D. KESELAMATAN KERJA 1. Pastikan lay out PCB yang akan dibuat sudah benar sesuai dengan gambar skema rangkaian. 2. Pada saat melarutkan PCB (etching) menggunakan larutan ferrichloride (FeCl 3) lakukan dengan benar, jangan sampai larutan tumpah. PCB yang telah dietching dibersihkan dengan menggunakan sabun cuci hingga bersih. 3. Cek kembali hubungan jalur-jalur komponen lay out PCB dengan menggunakan ohmmeter, pastikan semua jalur sudah benar dan tidak ada yang hubung singkat (short). 4. Cek kondisi komponen yang akan dirakit untuk memastikan bahwa komponen yang dirakit adalah komponen yang dalam keadaan baik. Agus Saefudin, S.Pd / NIP. 19751018 200903 1 003 Teknik Elektronika – Teknik Audio Video – SMK Negeri 2 Bawang

3


5. Bersihkan kaki komponen dan pad PCB dengan menggunakan amplas halus agar hasil solderan baik (kokoh, mengkilat, dan runcing). 6. Gunakan alat tangan/mekanik dengan benar sesuai dengan fungsinya. 7. Pastikan semua komponen terpasang pada PCB dengan benar sesuai gambar skema rangkaian. 8. Gunakan alat ukur AVO meter dengan benar, yaitu pemilihan range sesuai dengan tegangan yang diukur. 9. Pada saat mengukur respon frekuensi dengan menggunakan CRO dan AFG, lakukan kalibrasi CRO terlebih dahulu dan setting awal AFG pada frekuensi tengah (1 kHz) dengan wave form sinus dan attenuasi 0 dB. E. GAMBAR KERJA 1. Gambar Skema Rangkaian Pre Amp Mic dengan IC Op-Amp 741

2. Gambar Pengukuran tegangan Kerja

Rangkaian Uji (Pre Amp Mic dengan OP-Amp 741)

3. Gambar Uji Fungsi/Uji Dengar

Rangkaian Uji (Pre Amp Mic dengan OP-Amp 741)


Rangkaian Audio Amplifier

4


4. Gambar Pengukuran Respons Frekuensi

CRO CH1

AFG

IN

Rangkaian Uji (PreAmp Mic dengan Op-Amp 741)

CH2

OUT

F. LANGKAH KERJA 1. Siapkan alat dan bahan. 2. Cek semua komponen yang akan dirakit dengan menggunakan AVO meter pada fungsi ohm meter untuk mengidentifikasi komponen dalam keadaan baik. Pastikan bahwa semua komponen dalam kondisi baik. 3. Cek lay out PCB. Pastikan jalur hubungan antar titik/kaki komponen sudah benar sesuai dengan gambar skema rangkaian. 4. Pasang komponen sesuai dengan tata letak komponen. Pastikan bahwa komponen terpasang dengan benar sesuai tata letak komponen dan gambar skema rangkaian. 5. Solder kaki komponen pada pad PCB. Penyolderan dimulai dari komponen pasif terlebih dulu baru dilanjutkan dengan komponen aktif, yaitu: dimulai dengan resistor dilanjutkan kapasitor (elco) dan terakhir IC Op-Amp 741. Gunakan teknik menyolder yang benar agar hasil solderan baik, yang ditunjukkan dengan hasil solderan matang (mengkilat) dan kokoh. 6. Lakukan pengkabelan dengan benar dan rapi. 7. Lakukan uji fungsi/uji dengar rangkaian Pre Amp Mic dengan IC Op-Amp 741 dengan menghubungkan input rangkaian ke mikropon dan output rangkaian ke input audio amplifier serta output audio amplifier dihubungkan dengan beban loudspeaker. Pastikan sambungan pengujian benar dan berikan tegangan catu sebesar 12 V DC dari catu daya. Lakukan cek sound dengan bersuara di mikropon. Perhatikan hasil reproduksi suara yang dihasilkan oleh louspeaker. Catat hasil pengujian. 8. Pengukuran Tegangan Kerja Rangkaian Pre Amp Mic dengan IC Op-Amp 741: a. Hubungkan rangkaian pada catu daya 12 V DC. Ukurlah tegangan keluran catu daya dan catat hasilnya. b. Lakukan pengukuran tegangan kerja pin-pin IC Op-Ampn 741 yang meupakan komponen aktif inti pada rangkaian Pre Amp Mic dengan IC Op-Amp 741 menggunakan AVOmeter pada range DVC. Masukkan data hasil pengukuran pada Tabel 1. 9. Pengujian Respons Frekuensi Rangkaian Pre Amp Mic dengan IC Op-Amp 741: a. Lakukan kalibrasi CRO CH1 dan CH2. Catat dan gambar bentuk sinyal hasil kalibrasi CH 1 dan CH2. b. Lakukan setting awal AFG, meliputi: 1) Frekuensi = frekuensi tengah 1 kHz 2) Bentuk gelombang (waveform) = sinusioda 3) Attenuasi = 0 dB 4) Amplitudo output AFG = Vinput rangkaian CE = 20 mV P-P = 0,02 VP-P Catat dan gambar bentuk sinyal hasil setting AFG.


5


c. Hubungkan input rangkaian pre amp mic pada out AFG dan probe CH1 CRO, output rangkaian pre amp mic pada CH2 CRO, dan terminal V CC dihubungkan ke catu daya 12 VDC. d. Pada saat frekuensi 1 kHz, perhatikan tampilan CRO CH1 dan CH2. Pastikan layar CRO menampilkan bentuk gelombang input dan output yang bersih (smooth) dan output tidak cacat. e. Lakukan pengukuran untuk seluruh spektrum frekuensi audio 20 Hz – 20 kHz, dengan mengubah-ubah frekuensi AFG. Perhatikan Vin adalah konstan jadi jangan melakukan perubahan amplitudo AFG. Perhatikan tampilan bentuk gelombang output CH2. Masukkan hasil pengukuran pada Tabel 2. 10. Lakukan penghitungan besar amplitudo sinyal output, penguatan dalam kali, dan penguatan dalam decibel untuk seluruh spektrum frekeunsi audio yang diuji. 11. Gambarkan grafik respons frekuensi rangkaian pre amp mic dengan IC Op-Amp 741 pada kertas semilogaritma. 12. Praktik selesai. Kembalikan semua alat dengan rapi dan buatlah laporan praktik. G. TABEL DATA HASIL PRAKTIK

1. Hasil Uji Fungsi/Uji Dengar Rangkaian Pre Amp Mic dengan IC Op-Amp 741 _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 2. Tabel 1. Hasil Pengkuran Tegangan Kerja IC Op-Amp 741 No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Titik Ukur

Hasil Pengukuran (VDC)

Pin 1 Pin 2 Pin 3 Pin 4 Pin 5 Pin 6 Pin 7 Pin 8

Besar tegangan catu daya = .......... V DC 3. Hasil Kalibrasi CH1 dan CH2 CRO: Gambar bentuk gelombang hasil kalibrasi CH1


Skala Volt/div Skala Time/div Div vertikal (amplitudo) Div horizontal (perioda)

= .... V/div = ... s/div = ... div = ... div

Amplituo sinyal (VP-P)

= div vertikal X skala V/div = ..... VP-P

Perioda sinyal

T

Frekuensi

F

= div horizontal X skala Time/div = .... s = 1/T = .... Hz

6


Gambar bentuk gelombang hasil kalibrasi CH2 Skala Volt/div Skala Time/div Div vertikal (amplitudo) Div horizontal (perioda)

= .... V/div = ... s/div = ... div = ... div



Perioda sinyal

T

Frekuensi

F


4. Hasil setting awal AFG: Frekuensi = .... x .... = 1 kHz Waveform = sinusioda Attenuasi = 0 dB Output AFG = Vin rangkaian uji = ... div X ... V/div = ... V P-P Gambar bentuk gelombang out AFG = Vin rangkaian uji Skala Volt/div Skala Time/div Div vertikal (amplitudo) Div horizontal (perioda)

= .... V/div = ... s/div = ... div = ... div



Perioda sinyal

T

Frekuensi

F


5. Tabel 5. Pengujian Respons Frekuensi Rangkaian Pre Amp Mic No.

Frekuensi (Hz)

1.

20

2.

50

3.

80

4.

100

5.

200

6.

500

7.

1K

8.

2K

9.

5K

10.

10 K

11.

12 K

12.

15 K

13.

20 K

Vin (VPP)

Vout Bentuk Sinyal


VPP

AV(X) = Vout/Vin

AV(dB) = 20 . log Vout/Vin

7


6. Gambar Grafik Respons Frekuensi Rangkaian Pre Amp Mic dengan Op-Amp 741


8


LEMBAR PENILAIAN PRAKTIK (PROJECT WORK) MERENCANAKAN, MEMBUAT DAN MENGUJI RANGKAIAN PRE AMP MIC DENGAN IC OP-AMP 741 Nama Siswa : _______________________________ NIS / No. Absen : _____________ Kelas : _____________ Komponen / Sub Komponen Penilaian I. Persiapan Kerja 1.1. Menggunakan Pakaian Kerja 1.2. Mempersiapkan Alat dan Bahan 1.3. Mempersiapkan Tempat Kerja Skor Komponen Persiapan Kerja (maks=12) Nilai Komponen Persiapan Kerja = (SKI / 12)*100 II. Proses 2.1. Merencanakan (design) PCB manual 2.2. Membuat work art (solder side) PCB 2.3. Melarutkan (etching) PCB 2.4. Mengecek PCB 2.5. Menitik dan membor PCB 2.6. Menata Komponen Elektronika 2.7. Menyolder Komponen Elektronika 2.8. Melakukan Finishing 2.9. Melakukan Uji Fungsi 2.10. Melakukan Pengukuran VDC 2.11. Melakukan Uji Teknis Skor Komponen Proses (maks = 44) Nilai Komponen Proses = (SKII /44) * 100 III. Hasil Kerja 3.1. Solderan Rapi, Matang, dan Kokoh 3.2. Pengawatan Rapi dan Aman 3.3. Rangkaian Berfungsi 3.4. Data Pengukuran Lengkap Skor Komponen Hasil Kerja (maks = 16) Nilai Komponen Hasil Kerja = (SKIII /16) * 100 IV. Sikap Kerja 4.1. Penggunaan Alat Kerja 4.2. Keselamatan Kerja Skor Komponen Sikap Kerja (maks = 8) Nilai Komponen Sikap Kerja = (SKIV /8) * 100 V. Waktu 5.1. Waktu Penyelesaian Praktik Skor Komponen Waktu (maks = 4) Nilai Komponen Waktu = (SKV /4) * 100 Nilai Akhir = (0,1*NI) + (0,4*NII)+(0,2*NIII) + (0,2*NIV) + (0,1 * NV) No.

1

Pencapaian Kompetensi 2 3 4

Penguji 2

Bawang, ___________________ Penguji 1

IMAM FADOLI, S.Pd. NIP. 19670118 199402 1 001

AGUS SAEFUDIN, S.Pd. NIP. 19751018 200903 1 002


9

Jobsheet 3_Merakit Pre Amp Mic Dengan Op Amp

Recommend Documents