7. Unit 7 Pewaktu 555

Politeknik Negeri Malang Page 62

UNIT 7

PEWAKTU 555

7.1 TUJUAN

Menghubungkan pewaktu 555 sebagai multivibrator astabil

Mengukur frekuensi dan duty ctcle dari rangkaian multivibtrator astabil

Menghubungkan pewaktu 555 sebagai multivibrator monostabil

Mengetahui penggunaan lain dari pewaktu 555

7.2 ALAT DAN BAHAN

Oscilloscope :1 buah

Multimeter :1 buah

Power supply :1 buah

Protoboard :1 buah

Test probe adabter :2 buah

R1 1 K :2 buah

R1 10 K :2 buah

R1 4,7 K :1 buah

R1 6,8 K :1 buah

R1 100 K :1 buah

VR 100 K :1 buah

C1 0,01 F :4 buah

7.3 TEORI DASAR

TEORI TIMER 555

IC timer 555 atau sering disebut dengan IC 555 adalah salah satu IC yang sangat populer.

IC ini pertama kali diperkenalkan oleh signetics corporation sebagai SE555/NE555 dan disebut

The IC Time Machine yang merupakan mesin timer pertama dan dikomersialkan. Ada yang

membuat versi CMOS nya, contohnya dari Motorola MC1455 yang cukup populer juga karena

sering digunakan. Selain NE555, saat ini banyak dipasaran adalah dari National yaitu LM555.

Adapun 556 yang merupakan versi dual dari 555. Kalau pada 555 terdapat 8-pin dalam

packagenya, 556 tampil dengan 14-pin. Akan tetapi IC556 ini tidak mudah untuk didapatkan.


Timer 555 merupakan sebuah IC timer yang bekerja berdasar rangkaian RC dan

komparator yang dirangkai dengan komponen digital (R-Sflip-flop). 555 yang pertama diproduksi

oleh Signetics yaitu tipe SE-555 yang bekerja pada -55C s.d. 125C dan NE-555 yang bekerja

pada 0C-70C. Kemudian 555 diproduksi dengan desain yang berbeda meliputi LM555,

556(versi dual), dan LMC-555(versi CMOS). Timer 555 beroperasi pada power supply dc +5v

s.d. +18V dengan stabilitas temperatur 50ppm/C(0,005%/C). Output 555 dapat berupa arus

sink/source hingga 200mA. IC 555 kompatibel dengan komponen-komponen TTL, CMOS, op-

amp, transistor dan jenis IC linear lain.

Timer 555 dapat beroperasi baik sebagai monostabil maupun astabil. Keluaran

gelombang kotak yang dihasilkan dapat memiliki variasi duty cycle mulai dari 50%-99.9% dan

frekuensi kurang dari 0,1Hz sampai dengan lebih dari 100KHz. Rangkaian 555 terdiri atas dua

buah komparator tegangan (COMP1 dan COMP2), sebuah flip-flop kontrol R-S(reset/set) yang

dapat direset dari luar melalui pin 4, sebuah penguat pembalik output (A1), dan sebuah transistor

discharge (Q1). Level bias kedua kompartor ditentukan oleh resistor-resistor pembagi tegangan

(Ra, Rb, dan Rc) yang terdapat antara Vcc dan ground. Input inverting komparator1 diberi

masukan 2/3Vcc dan input noninverting dari komparator2 diberi masukan 1/3Vcc. Operasi

monostabil membutuhkan masukan pulsa trigger pada pin2 dari IC 555. Masukan trigger berupa

drop level tegangan lebih dari+2/3Vcc menuju tegangan kurang dari +Vcc/ 3.

Fungsi kaki IC 555 tersebut antara lain sebagai berikut :

1. Pin 1(Ground). Adalah titik referensi untuk seluruh sinyal dan tegangan pada rangkaian

555, baik rangkaian intenal maupun rangkaian eksternalnya.


2. Pin 2(Trigger). Untuk membuat output high, ini terjadi pada saat level tegangan pin

trigger dari High menuju < 1/3 Vcc

3. Pin 3(Output). Output mempunyai 2 keadaan, High dan Low 0002

4. Pin 4(Reset). Saat low, pin 4 akan reset. Pada saat reset, output akan Low. Supaya bisa

bekerja, pin 4 harus diberi High.

5. Pin 5(Voltage Control). Jika diberi tegangan, maka level tegangan threshold akan

berubah dari 2/3 Vcc menjadi V5. Level tegangan trigger akan berubah dari 2/3 Vcc

menjadi V5

6. Pin 6(Threshold). Untuk membuat output Low, terjadi pada saat tegangan pin 6 dari Low

menuju > 1/3 Vcc

7. Pin 7(Discharge). Output Low, pin 7 akan Low Impedance. Output High, pin 8 akan High

Impedance.

8. Pin 8 (Vcc). Pin ini untuk menerima supply DC voltage yang diberikan. Biasanya akan

bekerja jika diberi tegangan 5 12V(maksimum 18 V)

OPERASI MONOSTABIL TIMER 555

Monostable Multivibrator (MMV) juga disebut one shot, menghasilkan output sebuah

pulsa dengan periode tertentu ketika dipicu dengan sebuah pulsa masukan. Output dari oneshot

akan seketika menuju high mengikuti pulsa pemicunya (trigger) dan akan tetap high sesuai

dengan periodenya. Ketika periodenya telah habis maka outputnya akan kembali low. Outpt

oneshot akan tetap low sampai ada trigger lainnya. IC 555 dapat dioperasikan sebagai MMV

dengan menambahkan rangkaian eksternal yang sesuai.

Kedua komparator internal diberi tegangan prasikap dengan level tegangan tertentu oleh

pembagi tegangan yang dirangkai seri (Ra,Rb,Rc). Input inverting komparator1 diberi tegangan

hingga 2/3Vcc, dan input noninverting komparator2 diberi tegangan Vcc/3. Tegangan tersebutlah

yang mengakibatkan beroperasinya 555 baik sebagai monostabil maupun astabil. Rangkaian

timing eksternal (R1C1) dihubungkan antara Vcc dan input noninverting komparator1 melalui

pin6. Pin7 juga dihubungkan dengan pin6 yang mengakibatkan terhubungnya transistor ke

kapasitor C1. Ketika transistor on, resistansi kapasitor sangat rendah sehingga terhubung (short)

melalui hubungan CE transistor.

Ketika 555 dihubungkan dengan sumber tegangan, input inverting komparator1 akan

mendapat tegangan sebesar 2/3Vcc dan input noninverting komparator2 akan mendapat tegangan

sebesar Vcc/3. Hal tersebut menyebabkan R-S flip-flop dalam kondisi reset, sehingga output


Qnot-nya high. Oleh karena flip-flop terhubung pada output pin3 melalui sebuah penguat

pembalik (A1) maka keluaran 555 low. Pada kondisi tersebut kapasitor mengisi (charging).Qnot

dalam kondisi high menyebabkan transistor Q1 jenuh yang berarti terhubung ke ground melalui

kapasitor C1. Maka pada kondisi ini kapasitor melepas muatan (discharge) sehingga Vc=0.

RANGKAIAN ASTABLE

Rangkaian Astable agak berbeda dari rangkaian monostable. Rangkaian astable akan

menghasilkan sinyal kotak yang terus berdetak dengan duty cycle tertentu selama catu tegangan

tidak dilepaskan. Prinsip kerjanya, jika pada rangkaian monostable dipicu dengan tegangan

berlogika high ke low (kurang dari 1/3 Vcc) pada pin-2, rangkaian astable ini dibuat untuk

memicu dirinya sendiri. Rangkaian ini memanfaatkan osilasi tegangan pada kapasitor disekitar

1/3 Vcc sampai 2/3 Vcc. Komponen eksternal yang diperlukan adalah sebuah kapasitor (C1) dan

dua buah resistor (RA dan RB). Adapun untuk kestabilan tegangan referensi komparator-A,

digunakan sebuah kapasitor lagi (C2) pada pin-5 sebesar 10nF ke ground. Sedikit terkait dengan

deskripsi pin yang telah dibahasi diatas, saat transistor Q1 ON maka resistansi menuju ground

pada emitternya sangat kecil, sehingga ground seakan-akan tersambung diantara kedua resistor.

Namun ketika transistor Q1 off, resistansi antara collector dan emitternya sangat besar dan sulit

dilewati arus, seakan terjadi open circuit. Pada akhirnya output yang terjadi berupa sinyal kotak

akan mendetak secara kontinu dengan frekuensi tertentu seiring dengan berosilasinya tegangan

pada kapasitor di 1/3 Vcc sampai 2/3 Vcc. Osilasi yang dimaksud disini dapat dijelaskan yaitu,

sesaat tegangan kapasitor melebihi 2/3 Vcc komparator-A mengeluarkan output high yang akan

me-reset RS flip-flop dan tegangan pada kapasitor akan turun(discharging) secara transient.

Sesaat tegangan pada kapasitor C1 berkurang dari 1/3 Vcc, output komparator-B akan berlogika

high dan men-set RS flip-flop, selanjutnya tegangan kapasitor akan naik secara transient

(charging) dan begitu seterusnya berosilasi menghasilkan pulsa. Jadi, saat berosilasi tegangan

kapasitor tidak akan kurang dari 1/3 Vcc dan melebihi 2/3 Vcc.

7.4 PROSEDUR PERCOBAAN

A. PEWAKTU 555

1. Hitung frekuensi dan duty cycle untuk rangkaian pada gambar dibawah untuk setiap

kombinasi Ra dan Rb pada tabel1. Catat dan lengkapi table 1 serta gambar rangkaian

bentuk gelombang yang terjadi.


Gambar 7.10 Rangkaian pewaktu 555 astabil

2. Amati beda fasa yang terjadi pada langkah 1.

3. Amati bentuk gelombang pada pin 3 dan 6 untuk Ra=10 K dan Rb= 100 K.

gambar bentuk sinyal keduanya serta lengkapi table7- 2.

Table 7-1 pengukuran pewaktu astabil

Ra(K) Rb(K) Fcale Dcale Dukur keterangan

1k 4,7k

10k 100k

6,8k 10k

Table 7-2 hubungan capasitor astabil dengan gelombang output

Vmax=

Vmin=

Vmax=

Vmin=

Bentuk gelombang C (pin 6)

Gelombang keluaran (pin 3)


B. VOLTAGE CONTROLLER OSCILLATOR

1. Hubungkan rangkaian seperti di bawah ini:

Gambar 7.11 Rangkaian VCO Pewaktu 555

2. Ubah besaranhambatan pada potensiometer 100K. amati apa yang terjadi?

Berapa besar output frekuensi minimum yang terjadi, F1= Hz

Berapa besar output frekuensi miaximum yang terjadi, F2= Hz

Amati bentuk gelombang yang terjadi!

C. PEWAKTU 555 MONOSTABIL

1. Hubungkan rangkaian seperti di bawah ini:


Gambar 7.12 Rangkaian pewaktu 555 monostabil

2. Hitung lebar pulsa output untuk setiap resistansi yang ditunjukkan pada table 7- 3.

Catat pada tabel untuk kolom Wukur.

3. Amati output pulsa astabil dan monostabil untuk setiap resistor pada tabel 7-3.

Gunakan dual trace oscilloscope. Gambar bentuk sinyal yang terjadi pada tabel 7-3.

Tabel 7- 3. Pengukuran pewaktu 555

R (k) (W)ukur Output Bentuk Gelombang

1 Output Astabil

Output Monostabil

4.7 Output Astabil

Output Monostabil

6.8 Output Astabil

Output Monostabil

7. Unit 7 Pewaktu 555

Documents

Transcript of 7. Unit 7 Pewaktu 555