Resa Pramudita, Ase Suryana Jurnal Ilmiah Teknologi Informasi Terapan Volume 6, No 1, 15 Desember 2019
RANCANG BANGUN TRAINER TERINTEGRASI RANGKAIAN PENYEARAH GELOMBANG DAN PENGUAT OP-AMP BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 32
Resa Pramudita 1 , Ase Suryana 2 Program Studi Teknik Elektro 1,2
Universitas Widyatama Jalan Cikutra no 204A, Kota Bandung resa.pramudita@widyatama.ac.id 1 , ase.suryana@widyatama.ac.id 2

## Abstrak
Penyearah setengah gelombang, penyearah gelombang  penuh,  penguat  op-amp  inverting,  dan penguat  op-amp  non  inverting  merupakan    materi praktikum  elektronika  dasar  di  setiap  Jurusan  Teknik Elektro.  Selama  ini  praktikum  dilaksanakan  dengan menyusun  rangkaian  secara  manual  menggunakan breaadboard,  sehingga  membutuhkan  waktu  yang lama dan tidak efisien.  Pada penelitian ini dirancang sebuah trainer dengan modul yang saling terintegrasi. Modul  tersebut  terdiri  dari  modul  penyearah gelombang,  modul  penguat  transistor,  modul  penguat op-amp,  dan  gerbang  logika.  Trainer  ini  didesain berbasis  mikrokontroler  atmega  32  yang  berfungsi untuk  memilih  modul,  menampikan  pengerjaan modul,  dan  program  gerbang  logika  dasar.  Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah eksperimen dan  simulasi.  Dari  hasil  pengujian,  modul  penyearah setengah gelombang dan penyearah gelombang penuh memberikan  respon  sesuai  dengan  simulasi  kondisi ideal.  Sementara    hasil  pengujian  modul  penguat  op- amp inverting dan penguat non inverting, menunjukkan  kedua  modul    dapat  berfungsi  sesuai dengan  teori  dan  simulasi.  Jadi  dapat  disimpulkan trainer  ini  dapat  digunakan  untuk  pembelajaran praktikum..
Kata kunci:
Trainer ,  Penyearah  gelombang,  Penguat op-amp inverting , Penguat op-amp non inverting , Mikrokontroler

## Abstract
Half-wave  rectifier,  full-wave  rectifier,  inverting  op- amp  amplifier,  and  non-inverting  op-amp  amplifier are  basic  electronic  practicum  material  in  each Electrical  Engineering  Department.  During  this practicum  is  carried  out  by  arranging  the  circuit manually  using  breaadboard,  so  it  requires  a  long time  and  is  inefficient.  In  this  study  a  trainer  with integrated  modules  was  designed.  The  module consists  of  a  wave  rectifier  module,  transistor amplifier module, op-amp amplifier module, and logic gate.  This  trainer  is  designed  based  on  the  ATmega 32 microcontroller which functions to select modules, display  module  workmanship,  and  basic  logic  gate programs.  The  method  used  in  this  research  is experiment  and  simulation.  From  the  test  results,  the half-wave  rectifier  and  full-wave  rectifier  modules respond  according  to  the  simulation  of  ideal conditions.  While  the  results  of  testing  the  inverting amplifier  and  non-inverting  amplifier,  show  both modules  can  function  in  accordance  with  theory  and simulation.  So  it  can  be  concluded  that  this  trainer can be used for practical learning.
Keywords:
Trainer,  Wave  rectifier,  Inverting  op-amp  amplifier, Non-inverting op-amp amplifier, Microcontroller
Resa Pramudita, Ase Suryana
Jurnal Ilmiah Teknologi Informasi Terapan Volume 6, No 1, 15 Desember 2019

## E-ISSN : 2407 – 3911 P-ISNN : 2686 - 0333

## I. P ENDAHULUAN
Faktor-faktor yang mempengaruhi prestasi belajar  banyak  jenisnya.  Salah  satu  faktor  yang mempunyai  pengaruh  dalam  pencapaian  hasil  belajar adalah  media  pembelajaran  yang  digunakan  saat proses belajar mengajar [3].
Rangkaian  penyearah  gelombang  dan  rangkaian op-amp  inverting dan non inverting merupakan salah satu bagian dari sub materi yang dipelajari pada mata kuliah  Praktikum  Elektronika  dasar  di  setiap  jurusan Teknik  Elektro.  Rangkaian  penyearah  gelombang sebagai  pemahaman  dasar  dari  tegangan  ripple  pada penyearah  biasa  digunakan  pada  rangkaian  power supply  sebagai  pengubah  dari  arus  bolak  balik menjadi  arus  searah  .  Begitu  juga  dengan  rangkaian penguat  inverting  dan  non  inverting  sebagai pemahaman dasar penguatan tegangan dan beda phasa biasa digunakan sebagai driver pada rangkaian sensor maupun rangkaian penguat audio.
Pada  pelaksanaan  praktikum,  mahasiswa  sering dihadapkan pada kesulitan dalam memahami rangkaian.  Mahasiswa  dituntut  untuk  bisa  merangkai secara  manual  pada  breadboard  dan  menganalisa rangkaian.  Di  setiap  laboratorium  elektronika  untuk membuat  rangkaian  percobaan  masih  menggunakan komponen-komponen  yang  terpisah  dari  trainer. Kondisi  seperti  ini  dapat  menghambat  praktikum ketika  komponen  yang  digunakan  tidak  ada  atau sudah rusak.
Dalam  pembelajaran  op-amp  banyak  media pembelajaran  yang  digunakan  salah  satunya  adalah media  pembelajaran  animasi  flash  [2],  namun  media ini dianggap kurang memberi pengalaman nyata pada praktikan dalam memahami rangkaian.
Dalam  pembelajaran  penyearah  gelombang  juga banyak  media  yang  dapat  digunakan  salah  satunya menggunakan  trainer  elektronika  dasar  yang  sudah terintegrasi dalam satu modul  [3], penggunaan media ini sudah cukup baik namun belum dilengkapi dengan informasi langkah langkah percobaan yang terhubung ke program lcd mikrokontroller.
Dari  permasalahan  dan  uji  observasi  tersebut, dirancanglah  trainer  terintegrasi  antar  modul,  yang terdiri  dari  modul  penyearah  gelombang,  penguat transistor,  op-amp,  dan  gerbang  logika.  Trainer  ini didesain  berbasis  mikrokontroler  yang  dilengkapi
LCD  sebagai  informasi  kepada  praktikan  untuk mempermudah praktikum.

## II. K AJIAN L ITERATUR
1. Rangkaian Penyearah Gelombang
Banyak dari Peralatan elektronika kecil menggunakan  sumber  tegangan  baterai  sebagai sumber  dayanya,  namun  banyak  juga  peralatan  yang menggunakan  sumber  daya  AC  220  volt  dengan frekuensi  50Hz.  Didalam  peralatan  tersebut  terdapat rangkaian  yang  sering  disebut  sebagai  adaptor  atau penyearah  yang  mengubah  sumber  tegangan  bolak balik  (AC)  menjadi  tegangan  searah  (DC).  Bagian terpenting  dari  adaptor  adalah  berfungsinya  diode sebagai penyearah (rectifier), ada dua jenis penyearah menggunakan  diode yaitu half wave rectifier dan full wafe  rectifier  [6].  yang  diperlihatkan  oleh  Gambar.1 dan Gambar.2 berikut
Gambar 1. (a) Rangkaian Penyearah setengah gelombang. (b) Output penyearah gelombang penuh. [6]
(a) (b)
(c)
Gambar 2. (a) Penyearah gelombang penuh 2 dioda, (b) penyearah gelombang penuh jembatan, (c) output penyearah gelombang penuh.[6]
Resa Pramudita, Ase Suryana
Jurnal Ilmiah Teknologi Informasi Terapan Volume 6, No 1, 15 Desember 2019

## E-ISSN : 2407 – 3911 P-ISNN : 2686 - 0333

## 2. Rangkaian Op-Amp Inverting dan Non Inverting
Rangkaian  inverting  amplifier  menggunaka  op amp merupakan rangkaian penguat dengan membalikan  nilai  fasa  dengan  impedansi  masukan sangat  rendah.  Rangkaian  inverting  amplifier  akan menerima  arus  atau  tegangan  dari  tranduser  sangat kecil  dan  akan  membangkitkan  arus  atau  tegangan yang  lebih  besar  [7].  Rangkaian  dasar  penguat inverting  adalah  seperti  yang  ditunjukkan  pada gambar.3

## Gambar 3. Rangkaian Inverting amplifier [7]
Diamana nilai tegangan output dari rangkaian ini dapat  dihitung  menggunakan  persamaan  berikut  :
in out xV R R V 1 2 − = ……………………..(1)
Apabila  kita  ingin  nilai  output  dari  tegangan tersebut  tidak  berbalik  fasa  maka  kita  harus menggunakan rangkaian non inverting amplifier.  Non inverting amplifier ini memiliki masukan yang dibuat melalui input minus atau input non-inverting. Dengan demikian  tegangan  keluaran  rangkaian  ini  akan  satu fasa dengan tegangan inputnya [7].
Gambar 4. Rangkaian Non Inverting amplifier [7]
Diamana nilai tegangan output dari rangkaian ini dapat dihitung menggunakan persamaan berikut :
v out = v in (1 + R 2 /R 1 ) ………………(2)

## III. M ETODOLOGI
Pada  penelitian  ini  terdiri  dari  modul  penyearah gelombang  dan  modul  op-amp.  Untuk  Modul rangkaian  penyearah  gelombang  terdiri  dari  dua bagian, yaitu:
1.  Modul penyearah setengah gelombang,
2.  Modul penyearah gelombang penuh,
Untuk  Modul  op-amp  terdiri  dari  dua  bagian, yaitu:
1.  Rangkaian penguat inverting,
2.  Rangkaian penguat non inverting,
Pada  pembahasan  ini,  gambar  yang  dikelilingi garis  merah  adalah  modul  penyearah  gelombang  dan penguat op-amp inverting dan non inverting. Gambar dari tampilan dari trainer ini adalah seperti ditunjukan pada Gambar 4 :
Gambar 4. Tampilan atas trainer teknik telekomunikasi
Pada trainer ini, fungsi dari mikrokontroler adalah sebagai  saklar  switch  untuk  memilih  modul  mana yang  akan  dipakai  untuk  praktikum.  Jadi  pada  saat praktikum trainer ini tidak bisa langsung menjalankan semua  modul.  Hal  ini  untuk  memfokuskan  praktikan dalam memahami tiap modul rangkaian.
Metode  perancangan  dan  pembuatan  alat  yang digunakan  adalah  metode  eksperimen  dan  simulasi yaitu  dengan  cara  membandingkan  hasil  pengujian dengan  menggunakan  software  simulasi  yang  sudah tervalidasi  dan  perancangan  langsung.  Langkah- langkah  pada  perancangan  ini  terdapat  pada  gambar flowchart yang ditunjukan pada gambar 5
Resa Pramudita, Ase Suryana
Jurnal Ilmiah Teknologi Informasi Terapan Volume 6, No 1, 15 Desember 2019

## E-ISSN : 2407 – 3911 P-ISNN : 2686 - 0333
Gambar.5 Flowchart prosedur perancangan alat
Gambar 6. Blok Diagram Sistem Software pada Trainer
Hasil  perancangan  trainer  ditunjukan  pada gambar 7 :
Gambar 7. Trainer Teknik Telekomunikasi

## IV. SPESIFIKASI ALAT DAN TRAINER
Perancangan  trainer  diharapkan  dapat  bekerja maksimal  untuk  Praktikum  Teknik  Telekomunikasi, dengan  spesifikasi  yang  dirancang  terlihat  pada  tabel 1 :
Tabel 1. Spesifikasi Alat Trainer Teknik Telekomunikasi
Dimensi :
Panjang Lebar Tinggi (bagian atas) Tinggi (bagian bawah) : : : : 766,7 mm 467,7 mm 125 mm 75 mm Berat : : 7 kg Bahan Kotak : Besi 1 mm Akrilik 3 mm Warna Kotak : Tutup Atas Alas Bawah : : Putih Hitam Komponen-komponen Teknis : Transformator 220  V  3 A, DiodaBridge 1 A, Capasitor 2200 uF, IC  Regulator 7812,7912 ,7805 Komponen Pasif : Resistor , Potensiometer , Capasitor , Jumper , Buzzer , Relay Komponen Aktif : Dioda in 4002, diode bridge ,IC LM741 , Mikrokontroler ATMEGA32 Modul 1 Rangkaian Penyearah Setengah Gelombang Supply voltage : 12 volt AC Diode : IN 4002 Switch filter kapasitor pilihan  :  0.47  uF,  4.7  uF,
100 uF Input/output Banana flakes
Resa Pramudita, Ase Suryana
Jurnal Ilmiah Teknologi Informasi Terapan Volume 6, No 1, 15 Desember 2019

## E-ISSN : 2407 – 3911 P-ISNN : 2686 - 0333
2 jack input 2 jack output Switch rotary Terintegrasi dengan mikrokontroller modul 1 Modul 2 Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh Supply voltage : 12 volt AC Diode  :  IN  4002  terpasang bridge Switch filter kapasitor pilihan  :  0.47  uF,  4.7  uF, 100 uF Input/output Banana flakes 2 jack input 2 jack output Switch rotary Terintegrasi dengan mikrokontroller modul 2 Modul 6 Rangkaian Op- amp Inverting Amplifier Suply  Voltage  : (tegangan simetris) IC Op-Amp LM 741 Switch  pilihan  resistor  Rf  : 10K, 27K, 82K, 330K
Input/output Banana flakes 2 jack input 2 jack output Switch rotary Beda fasa 180 Terintegrasi dengan mikrokontroller modul 6 Modul 6 Rangkaian Op- amp non Inverting Amplifier Suply  Voltage  : (tegangan simetris) IC Op-Amp LM 741 Switch  pilihan  resistor  Rf  :
10K, 27K, 82K, 330K Input/output Banana flakes 2 jack input
2 jack output Switch rotary Beda fasa 0 Terintegrasi dengan mikrokontroller modul 7

## V. ANALISIS DAN PERANCANGAN
Pengujian  alat  dilakukan  untuk  menguji  apakah trainer  ini  sudah  berjalan  dengan  baik  atau  tidak. Pengujian  dan hasil  dari  setiap  modul  adalah  sebagai berikut:
1. Pengujian Modul Penyearah Setengah Gelombang
Pengujian  Modul  Rangkaian  penyearah setengah gelombang dilakukan  dengan  membandingkan  hasil
pengujian  praktikum  dengan  hasil  simulasi  Proteus (ideal) dan didapatkan hasil sebagai berikut :

## Tabel 2. Perbandingan Hasil Pengujian Dengan
Osiloskop Dan Simulasi,
Modul  Penyearah Setengah Gelombang No Nilai capasitor U ripple Hasil pengujian software U ripple Hasil pengujian osiloskop Perbedaan 1. 0.47 uF 12 vpp 14 vpp 2 Vp-p 2. 4.7 uF 6 vpp 4 vpp 2 Vp-p 3. 100 uF 0.8 vpp 0.28 vpp 0.52 Vpp
Dari  hasil  diatas  dapat  disimpulkan  bahwa semakin  besar  nilai  kapasitor  maka  semakin  kecil nilai  tegangan  ripplenya.  Dan  menyatakan  bahwa hasil  pengujian  trainer  ini  sudah  mendekati  hasil pengujian  yang  ideal  sehingga  Modul  Rangkaian penyearah  setengah  gelombang  dapat  digunakan sebagai modul praktikum.
2. Pengujian Modul Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh Pengujian Modul
Rangkaian penyearah gelombang  penuh dilakukan  dengan  membandingkan hasil  pengujian  praktikum  dengan  hasil  simulasi Proteus (ideal) dan didapatkan hasil sebagai berikut:

## Tabel 3. Perbandingan Hasil Pengujian Dengan
Osiloskop Dan Simulasi
Modul  penyearah setengah gelombang No Nilai capasitor U ripple Hasil pengujian software U ripple Hasil pengujian osiloskop Perbedaan 1. 0.47 uF 10 vpp 12 vpp 2 Vpp 2. 4.7 uF 5 vpp 4 vpp 1 Vpp 3. 100 uF 1 vpp 1.1 vpp 0.1 Vpp
Dari  hasil  diatas  dapat  disimpulkan  bahwa semakin  besar  nilai  kapasitor  maka  semakin  kecil nilai  tegangan  ripplenya.  Dan  menyatakan  bahwa hasil  pengujian trainer ini  sudah  mendekati  hasil pengujian  yang  ideal  sehingga  Modul  Rangkaian penyearah gelombang penuh dapat digunakan sebagai modul praktikum.
3. Pengujian Modul Rangkaian Penguat Inverting
Pengujian  Modul  Rangkaian  Penguat  Inverting dilakukan  dengan  membandingkan  hasil  pengujian
Resa Pramudita, Ase Suryana
Jurnal Ilmiah Teknologi Informasi Terapan Volume 6, No 1, 15 Desember 2019

## E-ISSN : 2407 – 3911 P-ISNN : 2686 - 0333
praktikum  dengan  hasil  simulasi  Proteus  (ideal)  dan didapatkan hasil sebagai berikut:
Tabel 4. perbandingan hasil pengujian dengan osiloskop dan simulasi Modul 6 penguat inverting
Dari  tabel  di  atas  dapat  diambil  kesimpulan  bahwa semakin besar nilai resistor rf (resistor pembagi) maka semakin  besar  penguatannya  dan  beda  phasanya adalah  180°  .hasil  pengujian  trainer  ini  sudah mendekati hasil pengujian yang ideal sehingga Modul Rangkaian Penguat Inverting dapat digunakan sebagai modul praktikum.
4. Pengujian  Modul  Rangkaian  Penguaty  non inverting
Pengujian  Modul  Rangkaian  Penguat  Non Inverting  dilakukan  dengan  membandingkan  hasil pengujian  praktikum  dengan  hasil  simulasi  Proteus (ideal) dan didapatkan hasil sebagai berikut:

## Tabel 5. Perbandingan Hasil Pengujian Dengan Osiloskop Dan Simulasi

## Modul Penguat Non Inverting
Dari  tabel  di  atas  dapat  diambil  kesimpulan bahwa  semakin  besar  nilai  resistor  rf  (resistor pembagi) maka semakin besar penguatannya dan beda phasanya  adalah  0°  .hasil  pengujian  trainer  ini  sudah mendekati hasil pengujian yang ideal sehingga Modul Rangkaian Penguat Inverting dapat digunakan sebagai modul praktikum.

## VI. K ESIMPULAN DAN S ARAN
Berdasarkan  hasil  pengujian  trainer,  maka  dapat disimpulkan  trainer  ini  sebagian  besar  sudah  dapat berjalan  dengan  baik  sebagai  media  pembelajaran Trainer  Teknik  Telekomunikasi.  Pada  trainer  ini masih  terdapat  perbedaan  pengukuran  yang  belum sesuai  dengan  teori  menurut  hasil  ideal.  Hal  ini diperkirakan  karena  masalah  keakurasian  dalam pembacaan  alat  ukur  (kesalahan  parallax)  ,  namun masih  dalam  tahap  toleransi.  Untuk  meningkatkan kinerja  trainer  maka  penggunaan  komponen  yang ideal  lebih  dititikberatkan  agar  trainer  dapat  bekerja dengan maksimal.

## R EFERENSI
Arsada,  Robbi.  (2012).  SolidWorks  Professional 2012. Bandung: Informatika.
Indriyanto  (2012)  :  PENGEMBANGAN  MEDIA
PEMBELAJARAN
DASAR OPERASIONAL  AMPLIFIER  (OP-AMP)
BERBASIS  FLASH  UNTUK  SEKOLAH
MENENGAH  KEJURUAN  (SMK)  ,jurnal elektronik  pendidikan  teknik  elektronika  vol 1,no 2
Rahayu (2012) : MEDIA PEMBELAJARAN
TRAINER ELEKTRONIKA
DASAR UNTUK  MATA                      PELAJARAN ELEKTRONIKA  DASAR  ,  jurnal  ilmiah Universitas Negeri Yogyakarta
Rangkuti,  Syahban.  (2011).  Mikrokontroller  ATMEL AVR. Bandung: Informatika.
Universitas  Pendidikan  Indonesia.  (2011).  Pedoman Penulisan Karya Ilmiah. Bandung: UPI.
Modul  Diklat  Elektronika  dasar  universitas  negeri jember (ONLINE), tersedia di : http://kambing.ui.ac.id/onnopurbo/orari- diklat/teknik/elektronika/elektronika-dasar-I- univ-negeri-jember/bab08-rangkaian- penyearah.pdf
Iswanto, Modul Kuliah Elektronika, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta (ONLINE), tersedia di : http://iswanto.staff.umy.ac.id/files/2012/0
6/BAB-5-V.doc