Cara Menggunakan Op amp sebagai Rangkaian Pembanding

Dalam posting ini kita secara komprehensif belajar bagaimana menggunakan opamp apa pun sebagai pembanding dalam rangkaian untuk membandingkan perbedaan masukan dan menghasilkan keluaran yang sesuai.

Apa itu Pembanding Op amp

Kita sudah menggunakan IC op amp mungkin sejak kita mulai belajar elektronika, saya mengacu pada IC 741 kecil yang luar biasa ini, di mana hampir semua desain sirkuit berbasis komparator menjadi layak.

Di sini kita membahas salah satu rangkaian aplikasi sederhana dari IC ini dikonfigurasi sebagai pembanding , tidak mengherankan jika aplikasi berikut dapat dimodifikasi dengan berbagai cara sesuai dengan preferensi pengguna.

Seperti namanya, pembanding opamp mengacu pada fungsi membandingkan antara sekumpulan parameter tertentu atau mungkin hanya beberapa besaran seperti dalam kasus.

Karena dalam elektronik kita terutama berurusan dengan tegangan dan arus, faktor-faktor ini menjadi agen tunggal dan digunakan untuk mengoperasikan atau mengatur atau mengendalikan berbagai komponen yang terlibat.

Dalam desain komparator op amp yang diusulkan, pada dasarnya dua level tegangan yang berbeda digunakan pada pin input untuk membandingkannya, seperti yang ditunjukkan pada diagram di bawah ini.

INGAT, TEGANGAN PADA PIN INPUT TIDAK BOLEH MENINGKATKAN TINGKAT PENAWARAN DC OP AMP, DALAM GAMBAR DI ATAS HARUS TIDAK LEBIH DARI +12 V

Dua pin input op amp disebut inverting (dengan tanda minus) dan pin non-inverting (dengan tanda plus) menjadi input sensing dari op amp.

Ketika digunakan sebagai pembanding, salah satu pin dari keduanya diterapkan dengan tegangan referensi tetap sementara pin lainnya diumpankan dengan tegangan yang levelnya perlu dipantau, seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

Pemantauan tegangan di atas dilakukan dengan mengacu pada tegangan tetap yang telah diterapkan ke pin pelengkap lainnya.

Oleh karena itu jika tegangan yang akan dipantau naik atau turun di bawah tegangan ambang batas referensi tetap, keluaran kembali ke keadaan atau mengubah kondisi aslinya atau mengubah polaritas tegangan keluarannya.

Video Demo

Bagaimana Pembanding Opamp Bekerja

Mari kita analisis penjelasan di atas dengan mempelajari contoh rangkaian sakelar sensor cahaya berikut.

Melihat diagram sirkuit, kami menemukan sirkuit yang dikonfigurasi dengan cara berikut:

Kita dapat melihat bahwa Pin # 7 dari opamp yang merupakan pin suplai + terhubung ke rel positif, demikian pula pin # 4 yang merupakan pin suplai negatif terhubung ke negatif atau lebih tepatnya rel suplai nol dari catu daya. .

Pasangan koneksi pin di atas memberi daya pada IC sehingga dapat melanjutkan fungsi yang dimaksudkan.

Sekarang seperti yang telah dibahas sebelumnya, pin # 2 dari IC dihubungkan di persimpangan dua resistor yang ujungnya terhubung ke catu daya rel positif dan negatif.

Susunan resistor ini disebut pembagi potensial, artinya potensi atau level tegangan pada persimpangan resistor ini akan menjadi sekitar setengah dari tegangan suplai, jadi jika tegangan suplai 12, persimpangan jaringan pembagi potensial akan menjadi 6 volt dan seterusnya.

Jika tegangan suplai diatur dengan baik, level tegangan di atas juga akan diperbaiki dengan baik dan oleh karena itu dapat digunakan sebagai tegangan referensi untuk pin # 2.

Oleh karena itu mengacu pada tegangan junction dari resistor R1 / R2, tegangan ini menjadi tegangan referensi pada pin # 2 yang berarti IC akan memantau dan merespons tegangan apa pun yang mungkin naik di atas level ini.

Tegangan penginderaan yang akan dimonitor diterapkan ke pin # 3 dari IC, dalam contoh kita itu adalah melalui LDR. Pin # 3 dihubungkan di persimpangan pin LDR dan terminal preset.

Itu berarti persimpangan ini kembali menjadi pembagi potensial, yang level tegangannya kali ini tidak tetap karena nilai LDR tidak dapat diperbaiki dan akan bervariasi dengan kondisi cahaya sekitar.

Sekarang misalkan Anda ingin rangkaian merasakan nilai LDR di beberapa titik di sekitar saat senja tiba, Anda menyesuaikan preset sedemikian rupa sehingga tegangan pada pin # 3 atau di persimpangan LDR dan preset hanya melintasi di atas tanda 6V.

Ketika ini terjadi, nilai naik di atas referensi tetap pada pin # 2, ini memberi tahu IC tentang tegangan sensor yang naik di atas tegangan referensi pada pin # 2, ini secara instan mengembalikan output IC yang berubah menjadi positif dari tegangan nol awalnya. posisi.

Perubahan status IC di atas dari nol ke positif, memicu tahap driver relai yang menyalakan beban atau lampu yang mungkin dihubungkan ke kontak relai yang relevan.

Ingat, nilai resistor yang terhubung ke pin # 2 juga dapat diubah untuk mengubah ambang penginderaan pin # 3, jadi semuanya saling bergantung, memberi Anda variasi sudut lebar dari parameter rangkaian.

Fitur lain dari R1 dan R2 adalah menghindari penggunaan catu daya polaritas ganda yang membuat konfigurasi yang terlibat menjadi sangat sederhana dan rapi.

Menukar Parameter Penginderaan dengan Parameter Penyesuaian

Seperti yang ditunjukkan di bawah ini, respons operasi yang dijelaskan di atas dapat dibalik dengan menukar posisi pin input IC atau, dengan mempertimbangkan opsi lain di mana kami hanya mengubah posisi LDR dan preset.

Ini adalah bagaimana setiap opamp dasar berperilaku ketika dikonfigurasi sebagai pembanding.

Untuk meringkas kita dapat mengatakan bahwa dalam kompartaor berbasis opamp, operasi berikut berlangsung:

Contoh Praktis # 1

1) Ketika pin pembalik (-) diterapkan referensi tegangan tetap, dan pin masukan non-pembalik (+) mengalami perubahan penginderaan, output dari opamp tetap 0V atau negatif selama (+) tegangan pin tetap di bawah level tegangan pin referensi (-).

Bergantian segera setelah pin (+) volatge lebih tinggi dari tegangan (-), output dengan cepat mengubah level DC suplai positif.

Contoh # 2

1) Sebaliknya, ketika pin non-pembalik (+) diterapkan referensi tegangan tetap, dan pin input pembalik (-) mengalami tegangan penginderaan yang berubah, output opamp tetap supply level DC atau positif selama tegangan pin (-) tetap di bawah level tegangan pin referensi (+).

Bergantian segera setelah volatge (-) pin lebih tinggi dari tegangan (+), output dengan cepat berubah negatif atau beralih ke OFF ke 0V.