Multisim Integrator (fig 10.60)


1. Pendahuluan[Kembali]

Dalam dunia teknik elektro dan elektronika, pemahaman tentang rangkaian analog sangatlah penting, khususnya rangkaian-rangkaian dasar seperti integrator. Rangkaian integrator merupakan bagian dari aplikasi Op-Amp (Operational Amplifier) yang digunakan untuk menghasilkan output berupa integral dari sinyal input terhadap waktu. Integrator banyak digunakan dalam sistem kontrol, pengolahan sinyal, dan sistem analog lainnya.

Multisim, sebagai salah satu software simulasi elektronika yang populer, memungkinkan pengguna untuk merancang, menganalisis, dan mensimulasikan berbagai rangkaian elektronik secara virtual. Dengan menggunakan Multisim, praktikan dapat mempelajari karakteristik rangkaian integrator tanpa harus merakit secara fisik, sehingga dapat memahami respon sistem terhadap berbagai bentuk input dengan lebih cepat dan efisien.

2. Tujuan[Kembali]

  1. Mempelajari prinsip kerja rangkaian integrator menggunakan Op-Amp.
  2. Menganalisis respon rangkaian integrator terhadap berbagai bentuk sinyal input (seperti sinyal step dan sinusoidal).
  3. Menggunakan perangkat lunak Multisim untuk menyimulasikan dan mengamati kinerja rangkaian integrator secara virtual.
  4. Menyimpulkan karakteristik output dari rangkaian integrator berdasarkan variasi input dan komponen.

3. Alat dan Bahan[Kembali]

  • Op-Amp 741
Op-amp adalah komponen analog yang memperkuat selisih tegangan antara input inverting (−) dan non-inverting (+). Op-amp ideal memiliki gain tak hingga, impedansi input sangat tinggi, dan impedansi output sangat rendah. Digunakan dalam konfigurasi seperti inverting, non-inverting, integrator, dan diferensiator untuk pemrosesan sinyal analog.

  • Battery

Baterai adalah sumber energi listrik DC (arus searah) yang mengubah energi kimia menjadi energi listrik melalui reaksi elektrokimia. Dalam percobaan elektronika, baterai berfungsi sebagai sumber daya utama untuk menyalakan rangkaian.

Fungsi dalam Percobaan Elektronika

  1. Menyuplai Tegangan DC ke rangkaian (misal: 3V, 6V, 9V, atau 12V).

  2. Memberi daya ke komponen aktif, seperti LED, IC, sensor, transistor, dll.

  3. Sebagai sumber tegangan portable (mudah dibawa tanpa perlu stopkontak).

  • Capacitor non polar

Kapasitor non-polar adalah kapasitor yang tidak memiliki polaritas — artinya, kedua kakinya bisa dipasang bolak-balik di rangkaian karena tidak ada kutub positif (+) atau negatif (−).

Fungsi dalam Percobaan Elektronika

  1. Menyimpan dan melepaskan muatan listrik secara cepat.

  2. Menghilangkan noise atau lonjakan tegangan.

  3. Menghubungkan sinyal AC sambil memblokir DC (sebagai kopling sinyal).


  • Resistor
Resistor adalah komponen elektronik pasif yang berfungsi menghambat aliran arus listrik dalam suatu rangkaian. Salah satu fungsi utamanya adalah membatasi arus agar tidak melebihi batas yang dapat diterima oleh komponen lain, sehingga mencegah kerusakan.
  • Switch

Switch (saklar) adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan aliran arus listrik dalam suatu rangkaian secara manual.

Fungsi dalam Percobaan Elektronika

  1. Mengaktifkan dan menonaktifkan bagian rangkaian
  2. Memberi input manual (misalnya untuk trigger NE555).
  3. Mengganti kondisi logika dalam rangkaian digital (0 → 1).

  • Oscilloscop

Osiloskop adalah alat ukur elektronik untuk menampilkan bentuk gelombang sinyal listrik terhadap waktu. Alat ini sangat berguna untuk:

  • Melihat sinyal AC/DC

  • Menganalisis frekuensi, amplitudo, durasi, noise

  • Debug sinyal digital atau analog

  • Probe Voltage

Voltage Probe adalah alat bantu (baik nyata maupun virtual) yang digunakan untuk mengukur atau memantau tegangan listrik pada titik tertentu dalam rangkaian tanpa mengganggu kerja rangkaian tersebut.

Dalam software seperti Proteus, voltage probe adalah komponen yang bisa ditempatkan untuk melihat tegangan pada titik tertentu melalui Virtual Oscilloscope atau Grapher.

  • Ground
Ground adalah titik referensi nol volt (0V) dalam suatu rangkaian listrik. Semua tegangan diukur berdasarkan ground. Ground juga berfungsi sebagai jalur balik arus ke sumber tegangan.

4. Dasar Teori[Kembali]

Rangkaian integrator adalah salah satu konfigurasi dasar dari Op-Amp yang menghasilkan output sebagai integral dari input terhadap waktu. Rangkaian ini umumnya terdiri dari sebuah resistor yang dihubungkan ke input Op-Amp dan sebuah kapasitor yang dihubungkan pada umpan balik dari output ke input inverting. Secara matematis, output 𝑉 out V out ​ dari rangkaian integrator ideal diberikan oleh:

di mana:


  • R     adalah resistansi,

  • C adalah kapasitansi,

  • Vin(t)V_{\text{in}}(t) adalah tegangan input sebagai fungsi waktu,

  • dan tanda negatif menunjukkan pembalikan fasa karena konfigurasi inverting.

Dalam praktiknya, nilai R dan C sangat menentukan kecepatan respons integrator. Ketika diberikan input berupa sinyal step, maka output akan berupa ramp (linear). Sedangkan untuk input sinusoidal, outputnya akan berupa sinyal kosinus (terintegrasi secara ideal).

Dengan bantuan simulasi di Multisim, praktikan dapat melihat langsung bagaimana perubahan nilai R atau C mempengaruhi hasil integrasi, serta memverifikasi bentuk gelombang output berdasarkan input tertentu.

5. Example[Kembali]


6. Problem[Kembali]


7. Soal[Kembali]

1. Pada rangkaian integrator berbasis op-amp di Multisim, apa fungsi utama kapasitor yang ditempatkan antara output dan input inverting?

A. Sebagai filter low-pass
B. Menyimpan arus untuk penguatan tegangan
C. Mengintegrasi sinyal masukan terhadap waktu
D. Menstabilkan output op-amp

Jawaban: C

2. Jika sinyal input yang diberikan ke rangkaian integrator ideal berbentuk gelombang persegi, maka bentuk gelombang output-nya adalah:

A. Gelombang persegi juga
B. Gelombang segitiga
C. Gelombang sinus

D. Tetap konstan

Jawaban: B

3. Dalam Multisim, jika Anda merancang integrator menggunakan op-amp 741, resistor 10 kΩ di input, dan kapasitor 0.1 µF sebagai feedback, maka konstanta waktu (time constant) dari integrator tersebut adalah:

A. 10 ms
B. 100 ms
C. 1 ms
D. 0.01 ms

Jawaban: C 

8. Percobaan[Kembali]





9. Link Download[Kembali]

Download rangkaian [KLIK]

Download gelombang [KLIK]

Download datasheet resistor [KLIK]

Download datasheet op amp [KLIK]

Download datasheet battery [KLIK]

Download datasheet osiloskop [KLIK]

Download datasheet voltmeter [KLIK]

Komentar

Posting Komentar