Laporan Pratikum

ELEKTRONIKA FISIS DASAR II

MULTIVIBRATOR MONOSTABLE

DISUSUN OLEH

NAMA : RAHMI

NIM : H21113023

KELOMPOK : IX (SEMBILAN)

ASISTEN : LIAYYIL LIYAUMIL F.

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2015

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Pratikum dengan judul percobaan Multivibrator

monostable ini dilakukan dalam memenuhi kuliah

Elektronika Fisis Dasar II yang diambil oleh pratikan dan

pembuatan laporan ini sebagai kriteria penilaian dalam

pratikum. Perkembangan teknologi terus meningkat seiring

perkembangan zaman, khususnya pada bidang elektronika.

Salah satu contoh pada bidang elektronika yang biasa

digunakan dalam kehidupan sehari-hari yaitu operasional

amplifier dan multivibrator.

Multivibrator merupakan osilator, dimana osilator

adalah rangkaian elektronika yang menghasilkan perubahan

pada sinyal outputnya. Pada dasarnya multivibrator

terbagi atas tiga jenis yaitu, multivibrator astabel,

multivibrator monostabel, dan multivibrator bistabel.

Namun pada pembahasan kali ini hanya menyangkut pada

multivibrator monostable.

Multivibrator Monostabel adalah suatu rangkaian

elektronika yang pada waktu tertentu hanya mempunyai

satu dari dua tingkat tegangan keluaran, kecuali masa

transisi. Peralihan (switching) diantara kedua tingkat

tegangan keluaran tersebut, terjadi secara cepat. Dua

keadaan tingkat tegangan keluaran multivibrator tersebut,

yakni stabil dan quasistable. Disebut stabil apabila

rangkaian multivibrator tidak akan mengubah tingkat

tegangan keluaran ke tingkat lain jika tidak ada pemicu

(trigger) dari luar rangkaian, sedangkan quasistable yaitu

apabila rangkaian multivibrator membentuk pulsa tegangan

keluaran sebelum terjadi peralihan tingkat keluaran ke

tingkat lainnya tanpa satupun pemicu dari luar. Pulsa

tegangan ini terjadi selama 1 periode (T1) lamanya

ditentukan oleh komponen-komponen penyusun rangkaian

multivibrator tersebut. Multivibrator dapat dibangun

dengan menggunakan komponen-komponen diskrit ataupun

menggunakan komponen integrasi (IC). Pada pratikum ini

menggunakan IC 555 yang dibuat sebagai multivibrator

monostabil. Karena begitu banyak manfaat dan kegunaan

multivibrator, maka dilakukanlah percobaan ini agar dapat

diketahui cara kerja dari multivibrator itu sendiri [1].

I.2 Ruang Lingkup

Adapun ruang lingkup mengenai percobaan ini ialah

mengetahui prinsip dari rangkaian multivibrator

monostable, dimana rangkaian ini memanfaatkan pengisian

dan pengosongan kapasitor sebagai waktu tundanya, atau

dapat dihitung melalui persamaan time delay. Oleh sebab

itu digunakan osiloskop untuk melihat isyarat

gelombangnya.

I.3 Tujuan Percobaan

Adapun tujuan percobaan dari pratikum ini yaitu:

1. Memahami rangkaian multivibrator monostable

dengan IC 555.

2. Mampu menghitung waktu jeda yang dialami

rangkaian secara teori dan praktek.

I.4. Waktu dan Tempat Percobaan

Percobaan Multivibrator Monostabil dilaksanakan pada

hari Kamis, 30 April 2015 tepatnya dari pukul 13:00 –

15:00 WITA di Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi,

Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan

Alam Universitas Hasanuddin, Makassar.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Multivibrator merupakan suatu rangkaian yang dapat

bekerja sebagai saklar. Keluaran multivibrator dapat

berada pada dua keadaan yaitu Hi (on) dan Lo (off). Dalam

system digital, pewaktu adalah hal yang sangat

diperhatikan. Multivibrator merupakan rangkaian yang

dapat menghasilkan sinyal kontinu, yang digunakan sebagai

sinyal pewaktu dari rangkaian-rangkaian digital sekuensi.

Dengan input clock yang dihasilkan oleh sebuah

multivibrator, sebuah counter , shif registrasi maupun

memori dapat menjalankan fungsinya dengan benar [1].

Perkembangan dunia elektronika semakin hari semakin

meningkat, sehingga memaksa kita untuk mengetahui konsep

aplikasi dunia elektronika dari hanya teori saja sebab

dunia aplikasi merupakan dunia yang tidak bisa dilepaskan

dalam kajian teori, seperti multivibrator sebagai

penghasil waktu jeda, menghasilkan clock / sinyal

perwaktu untuk sistem digital seperti komputer dan bisa

menghasilkan frekuensi dari pemancar dan penerima pada

radio [1].

Multivibrator adalah suatu rangkaian yang terdiri

dari dua buah piranti aktif dengan keluaran yang saling

berhubungan dengan masukan yang lain. Multivibrator

merupakan suatu rangkaian elektronika yang pada waktu

tertentu hanya mempunyai satu dari dua tingkat tegangan

keluaran, kecuali selama masa transisi. Peralihan (switching)

di antara kedua tingkat tegangan keluaran tersebut terjadi

secara cepat. Adapun salah satu jenis multivibrator yang

sering digunakann dalam kehidupan sehari-hari adalah

multivibrator monostabil, disebut sebagai multivibrator

monostabil apabila satu tingkat tegangan keluarannya

adalah stabil sedangkan tingkat tegangan keluaran yang

lain adalah quasistable disebut quasistable apabila rangkaian

multivibrator membentuk suatu pulsa tegangan keluaran ke

tingkat lainnya tanpa satupun pemicu dari luar. Pulsa

tegangan itu terjadi selama satu periode (T1), yang

lamanya ditentukan oleh komponen-komponen penyusun

rangkaian multivibrator tersebut. Multivibrator dapat

dibangun dengan menggunakan komponen-komponen diskrit

ataupun menggunakan komponen integrasi (IC). Pada

pratikum ini menggunakan IC 555 yang dibuat sebagai

multivibrator monostabil. Karena begitu banyak manfaat

dan kegunaan multivibrator, maka dilakukanlah percobaan

ini agar dapat diketahui cara kerja dari multivibrator

itu sendiri [1].

Multvibrator monostable merupakan rangkaian

multivibrator yang tegangan keluarannya tidak berubah

ketingkat tegangan yang lain sampai diberikan pemicu

(trigger). Disebut sebagai multivibrator monostable apabila

satu tingkat tegangan keluarannya adalah stabil sedangkan

tingkat keluarannya yang lain adalah quasistable. Rangkaian

tersebut akan beristrahat pada saat tingkat tegangan

dalam keadaan stabil sampai dipicu menjadi keadaan

quasistable yang telah ditentukan sebelum berubah kembali ke

keadaan stabil. Sebagai catatan bahwa selama periode T1

adalah tetap, waktu antara pulsa-pulsa tersebut

tergantung terhadap pemicu [1].

Gambar 2.1. Rangkaian Monostabil IC 555

Konsep utama rangkaian ini adalah memanfaatkan

pengisian dan pengosongan kapasitor sebagai waktu

tundanya. Untuk lamanya penundaan dapat dihitung dengan

persamaan berikut [1] :

Td = 1,1 R . C

Keterangan :

Td = time delay/waktu tunda (sekon)

R = Resistor rangkaian (ohm)

C = Kapasitor rangkaian (Farad)

Multivibrator monostabil memiliki satu kondisi

stabil sehingga sering disebut dengan multivibrator one-

shot. Saat osilator terpicu untuk merubah syatu kondisi

pengoperasian maka pada waktu singkat akan kembali kepada

waktu awal pengoperasian. Konstanta waktu RC menentukan

periode waktu perubahan keadaan . monostable

multivibrator ini termaksud jenis osilator trigged [2].

Skema rangkaian monostable multivibrator

diperlihatkan pada gambar 2.2. rangkaian memiliki dua

kondisi yang kondisi stabil dan kondisi yang tidak

stabil. Rangkaian akan rileks pada kondisi yang stabil

saat tidak ada pulsa. Kondisi tidak stabil diawali dengan

pulsa pemicu pada masukan , setelah selang waktu 0,7 x

R2C1, rangkaian kembali ke kondisi stabil. Rangkaian tidak

mengalami perubahan sampai ada pulsa pemicu yang datang

pada masukan.

Perhatikan pengoperasian pada monostable

multivibrator saat daya diberikan ke rangkaian. Awalnya

tidak pulsa masukan pemicu. Q2 terpanjar maju dari

jaringan pembagi terdiri dari R1 , D1, R5, harga R2

dipilih agar Q2 mencapai titik jenuh. Resistor R1 dan R3

masing-masing membuat kolektor terpanjar mundur. Dengan

basis Q2 terpanjar maju, ini secepatnya akan membawa

transistor ke tititk jenuh. Tegangan kolektor Q2 jatuh ke

harga yang sangat rendah. Tegangan ini terhubung ke basis

Q1 dan melalui R1. namunVb tidak cukup besar untuk

membawa Q1 terkonduksi. Karena rangkaian akan tetap

berada pada kondisi ini selama daya masih diberikan.

Rangkaian berada pada kondisi stabil.

Untuk mengawali suatu perubahan, pulsa pemicu harus

diberikan pada masukan. Gambar 2.2 memperlihatkan pulsa

pemicu dan keluaran yang dihasilkan oleh multivibrator.

C2 dan R2 pada rangkaian masukan membentuk jaringan

deferensiator., tepi kenaikan (leading edge) dari pulsa

pemicu menyebabkan terjadinya aliran arus yang besar

melalui R5, setelah C2 teramati arus lewat R5 mulai

menurun. Saat pulsa pemicu sampai pada tepi penurunan

(trailing edge) tegangan C2 jatuh ke nol. Dengan tidak adanya

sumber tegangan yang dikenakan pada C2, kapasitor akan

terkosongkan melalui R5. Karena pulsa dengan polaritas

kebalikannya terjadi pada tepi penurunan pulsa masukan.

Pulsa masukan kemudian berubah ke positif dan suatu pulsa

negatif tajam (negatife spike) muncul pada R5. D1 hanya

berkonduksi selama terjadi negatife spike dan diumpamakan

pada basis Q2 naik dengan cepat ke harga +Vcc dan membuat

basis Q1 menjadi positif. Saat Q1 berkonduksi, Resistansi

sambungan kolektor basis menjadi sangat rendah. Arus

pengisian mengalir melewati Q1 dan C1 dan R2. Kaki R2

bagian bawah akan menjadi negative. Q2 tetap berada pada

keadaan cutoff. Proses ini akan tetap berlangsung sampai

C1 terisi. Arus pengisian lewat R2 kemudian akan menurun

dan bagian atas R2 menjadi positif. Q2 secepatnya menjadi

berkonduksi dan membawa Q1 cutoff. Karena rangkaian

kembali berubah pada kondisi stabil dan akan terus

dipertahankan sampai ada pulsa masukan pemicu berikutnya

dating [2].

Gambar 2.2 bentuk gelombang monostable multivibrator: a)

bentuk gelombang masukan pemicu. b) gelombang keluaran

differensiator dan c) gelombang keluaran multivibrator.

IC 555 adalah jenis TTL yang umum dipasaran, memiliki

banyak fungsi terutama sebagai timer, mutivibrator

astable, flip-flop dan lain sebagainya.

Cara kerja IC 555 secara garis besar dijelaskan sebagai

berikut [3]:

Gambar 2. 3 pin out IC 555

Apabila supplay diberikan Vcc= 0 Volt. Kaki 2

memberi trigger dan tegangan yang tinggi (Vcc) menuju 1/3

Vcc (<1/3 Vcc). Kaki 3 output akan high dan pada saat

tersebut kaki 7 mempunyai nilai hambatan yang besar

terhadap ground atau kaki 7 akan high impedance. C1 didi

melalui Vcc→R1→R2→C1. Setelah 0,7 (R1+R2)C1 maka tegangan

C1=2/3 Vcc. Sehingga kaki 3 (output) akan low. Pada saat

tersebut, kaki 7 akan mempunyai nilai hambatan yang

rendah sekalih terhadap ground atau pin 7 akan low

impedance . C1 akan membuang muatan , setelah 0,7 (R2) C1

detik, maka tegangan C1= 1/3 Vcc. Trigger terjadi lagi

sehingga ouput akan high. Pin 7 akan high impedance dan

C1akan diisi kembali. Gambar pulsa output IC 555 sebagai

berikut [3]:

Gambar 2.4 pulsa output IC 555

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

III.1. Alat dan Bahan

III.1.1. Alat beserta fungsinya

1. Papan Rangkaian

Gambar 3.1. Papan Rangkaian

Papan rangkaian berfungsi sebagai tempat untuk

merangkai rangkaian yang akan dibuat.

2. Kabel Penghubung

Gambar 3.2. Kabel Penghubung

Kabel Penghubung berfungsi sebagai penghantar arus

dari sumber ke rangkaian kemudian hasil ditampilkan

dalam bentuk gelombang pada osiloskop.

3. Kabel Jumper

Gambar 3.3. Kabel Jumper

Kabel Jumper berfungsi menghubungkan rangkaian pada

papan rangkaian dari satu bahan ke bahan lainnya dalam

rangkaian.

4. Osiloskop Digital

Gambar 3.4. Osiloskop Digital

Pada praktikum ini osiloskop digital berfungsi

menampilkan bentuk keadaan tegangan keluaran stabil

dan tidak stabil rangkaian multivibrator monostabil

dalam benuk gelombang dengan isyarat keluaran

berbentuk kotak-kotak.

5. Catu Daya CD/DC 05

Gambar 3.5. Catu daya CD/DC 05

Catu daya berfungsi sebagai pemberi tegangan listrik

dalam rangkaian yang dirangkai.

III.1.2. Bahan beserta fungsinya

1. Resistor

Gambar 3.6. Resistor 15 KΩ

Resistor berfungsi memberi hambatan dalam rangkaian

sehingga kita dapat melakukan pengukuran tegangan

masuk dan keluar dari rangkaian yang dibuat.

2. Kapasitor

Gambar 3.7 Kapasitor 47 µF

Gambar 3.8 Kapasitor 100 µF

Kapasitor berfungsi sebagai elemen umpan balik

tegangan pada rangkaian multivibrator monostabil.

3. IC 555

Gambar 3.9. IC 555

IC 555 berfungsi untuk menghasilkan waktu tunda dalam

rangkaian monostabil yang dibuat.

III.2. Prosedur Percobaan

III.2.1. Rangkaian Monostabil dengan Kapasitor 100 µF

1. Menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan dalam

rangkaian yang akan dibuat.

2. Memastikan resistor dan kapasitor yang dibutuhkan

sesuai dengan petunjuk asisten (Resistor dengan nilai

15 KΩ dan kapasitor dengan nilai 100 µF).

3. Membuat rangkaian monostabil sesuai dengan rangkaian

yang telah ditentukan dengan petunjuk asisten.

Gambar 3.10. Rangkaian Monostabil dengan IC 555

4. Memastikan rangkaian sudah terpasang dengan baik dan

benar sesuai dengan petunjuk asisten seperti gambar

berikut :

Gambar 3.11. Foto Rangkaian Monostabil IC 555 dan

Kapasitor 100 µF

5. Mengamati betuk keadaan stabil dan tidak stabil

rangkaian monostabil ketika diberikan pemicu serta

menghitung waktu jeda yang dialami rangkaian secara

teori dan praktek.

6. Mencatat data yang diperoleh dalam tabel data.

III.2.2. Rangkaian Monostabil dengan Kapasitor 47 µF

1. Menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan dalam

rangkaian yang akan dibuat.

2. Memastikan resistor dan kapasitor yang dibutuhkan

sesuai dengan petunjuk asisten (Resistor dengan

nilai 15 KΩ dan kapasitor dengan nilai 47 µF).

3. Membuat rangkaian monostabil sesuai dengan

rangkaian yang telah ditentukan dengan petunjuk

asisten.

Gambar 3.12. Rangkaian Monostabil dengan IC 555

4. Memastikan rangkaian sudah terpasang dengan baik dan

benar sesuai dengan petunjuk asisten seperti gambar

berikut :

Gambar 3.13. Foto Rangkaian Monostabil IC 555 dan

Kapasitor 47 µF

5. Mengamati betuk keadaan stabil dan tidak stabil

rangkaian monostabil ketika diberikan pemicu serta

menghitung waktu jeda yang dialami rangkaian secara

teori dan praktek.

6. Mencatat data yang diperoleh dalam tabel data.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1. Hasil

IV.1.1. Tabel Data

Tabel 4.1. Data Rangkaian Multivibrator Monostabil

No R (KΩ) C (µF)Td (sekon)

Secara

Teori

Secara

Praktek

115

100 1,65 0,35

2 47 0,77 0,2

Keterangan :

R : Resistor rangkaian (KΩ)

C : Kapasitor rangkaian (µF)

Td : Time delay / Waktu tunda (sekon)

IV.1.2. Pengolahan Data

IV.1.2.1. Secara Praktek

a. Untuk Kapasitor 100 µF

Td1 = Jumlah kotak x 0,25 s

Td1 = 1,4 x 0,25 s

Td1 = 0,35 s

Jadi, secara praktek Td1 = 0,35 Sekon

b. Untuk Kapasitor 47 µF

Td1 = Jumlah kotak x 0,5 s

Td1 = 0,8 x 0,25 s

Td1 = 0,2 s

Jadi, secara praktek Td2 = 2,1 Sekon

IV.1.2.2. Secara Teori

a. Untuk Kapasitor 100 µF

Td1 = 1,1 R.C1

Td1 = 1,1 . 15 KΩ . 100 µF

Td1 = 1,1 . 15 x 10 3 Ω . 100 x 10-6 F

Td = 1,1 R.C

Td1 = 1,1 . 15 . 100 x 10-3

Td1 = 165 x 10-4

Td1 = 1,65 Sekon

Jadi, secara teori Td1 = 1,65 Sekon

b. Untuk Kapasitor 47 µF

Td2 = 1,1 R.C2

Td2 = 1,1 . 15 KΩ . 47 µF

Td2 = 1,1 . 15 x 10 3 Ω . 47 x 10-6 F

Td2 = 1,1 . 15 x 103 10-3

Td2 = 0,77 Sekon

Jadi, secara teori Td2 = 0,77 Sekon

IV.1.2. Gambar Rangkaian dan Hasil Keluaran Multivibrator

Monostabil

IV.1.2.1. Rangkaian multivibrator monostabil dengan IC

555

Gambar 4.1. Rangkaian multivibrator monostabil dengan

menggunakan resistor 15 KΩ dan kapasitor 100 µF.

Gambar 4.2. Rangkaian multivibrator monostabil dengan

menggunakan resistor 15 KΩ dan kapasitor 100 µF.

IV.1.2.1. Bentuk isyarat keluaran multivibrator

monostabil dengan IC 555

Gambar 4.3. Bentuk isyarat keluaran multivibrator

monostabil

dengan

menggunakan

resistor 15 KΩ

dan kapasitor 100

µF.

Gambar 4.4. Bentuk isyarat keluaran multivibrator

monostabil dengan menggunakan resistor 15 KΩ

dan kapasitor 47 µF.

IV. 2 Pembahasan

Multvibrator monostable merupakan rangkaian

multivibrator yang tegangan keluarannya tidak berubah

ketingkat tegangan yang lain sampai diberikan pemicu

(trigger). Disebut sebagai multivibrator monostable apabila

satu tingkat tegangan keluarannya adalah stabil sedangkan

tingkat keluarannya yang lain adalah quasistable. Rangkaian

tersebut akan beristrahat pada saat tingkat tegangan

dalam keadaan stabil sampai dipicu menjadi keadaan

quasistable yang telah ditentukan sebelum berubah kembali ke

keadaan stabil. Sebagai catatan bahwa selama periode T1

adalah tetap, waktu antara pulsa-pulsa tersebut

tergantung terhadap pemicu.

Hasil dari percobaan ini di peroleh nilai time delay

secara teori dan praktikum berbeda. Rangkaian

multivibrator monostabil menggunakan resistor 15 kΩ dan

kapasitor 100 µF memiliki nilai time delay secara teori

adalah 1,65 sekon sedangkan secara praktikum adalah 0,35

sekon. Perbedaan nilai antara teori dan praktek adalah

1,33 sekon. Sedangkan rangkaian multivibrator monostabil

yang menggunakan resistor 15 kΩ dan kapasitor 47 µF

mempunyai nilai time delay secara teori adalah 0,77 sekon

dan nilai time delay secara praktikum adalah 0,22 sekon,

perbedaan nilai antara teori dan praktek adalah 0,55

sekon.

Pada percobaan multivibrator monostabel nilai time

delay yang di dapat secara teori lebih besar dibandingkan

nilai yang diperoleh secara praktek. Besarnya perbedaan

hasil menunjukkan adanya beberapa kesalahan yang terjadi

selama praktikum, baik diakibatkan oleh kesalahan

praktikan maupun ketelitian alat yang digunakan.

BAB V

PENUTUP

V.1. Kesimpulan

Dari hasil percobaan yang telah dilakukan, maka dapat

disimpilkan bahwa:

1. Rangkaian multivibrator monostabil dengan IC 555.

Mula-mula pewaktu 555 mempunyai tegangan keluaran

rendah yang tidak dapat ditentukan. Saat pewaktu 555

menerima picuan (trigger), tegangan keluaran akan

berubah dari rendah ke tinggi. Keluaran tetap akan

tinggi untuk sementara waktu, dan akan kembali ke

keadaan rendah setelah waktu tunda (Time Delay).

Keluaran akan tetap pada kondisi rendah sampai

terdapat picuan berikutnya.

2. Time delay dapat dihitung secara teori maupun praktek.

Secara teori time delay berbanding lurus hasil kali

1,1 , kapasitor, dan resistor. Sedangkan secara

praktek time delay berbanding lurus dengan hasil kali

jumlah kotak pada osiloskop dengan kecepatan gelombang

pada osiloskop.

V.2. Saran

V.2.1. Saran untuk Laboratorium

Kelengkapan alat lebih baik ditambahkan lagi untuk lebih

menunjang pratikum saat melakukan percobaan

V.2.2. Saran untuk Asisten

Dapat lebih baik lagi dalam memberikan asistensi.

DAFTAR PUSTAKA

[1]. Armynah, MT, Dra. Bidayatul, Abdullah, M.Eng.,Sc,

Dr. Bualkar 2014, Penuntun Praktikum Elektronika Fisis Dasar I1.

Makassar: Universitas Hasanuddin. Hal. 21-23

[2].Bachri, Affan. 2013, Simulasi karakteristik Inverter IC 555,

Jurnal Teknila vol. 5, no. 1, hal 2

[3]. Swistida, Dedy, 2011. Elektronika dasar. Penerbit UI.

Hal. 24-25