Chapter 10

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Example

6. Problem

7. Soal Pilihan Ganda

8. Percobaan

   a) Prosedur

   b) Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja

   c) Video Simulasi

   d) Download File

 1. Pendahuluan[kembali]

    IC multivibrator adalah rangkaian logika yang dirancang untuk secara otomatis menghasilkan sinyal gelombang persegi. Terdapat tiga jenis utama dalam rangkaian ini: astabil, monostabil, dan bistabil. Masing‑masing memiliki fungsi khusus—astabil sebagai pembangkit pulsa, monostabil sebagai timer, dan bistabil sebagai flip‑flop. Contoh IC multivibrator yang populer antara lain NE555 dan berbagai IC logika lainnya, yang sering dipakai dalam aplikasi seperti pewaktuan, pembagi frekuensi, dan sistem kendali digital. Penguasaan konsep multivibrator penting untuk memahami dasar kerja pulsa dan sinya dalam dunia elektronika digital.

 2. Tujuan [kembali]

• Untuk mengetahui apa yang dimaksud dengan "Integrated Circuit (IC) Multivibrators"
• Untuk mengetahui contoh rangkaian "Integrated Circuit (IC) Multivibrators"

 3. Alat dan Bahan [kembali]

ALAT

Power Supply

Berfungsi sebagai sumber daya bagi sensor ataupun rangkaian. Spesifikasi : 

• Input voltage: 5V-12V
• Output voltage: 5V
• Output Current: MAX 3A
• Output power:15W
• Conversion efficiency: 96%

BAHAN 

1.Resistor

    Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V = IR).

Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.

Cara menghitung nilai resistor:

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%

Spesifikasi

2.Kapasitor

        Daftar nilai toleransi kapasitor :

B = 0.10pF

C = 0.25pF

D = 0.5pF

E = 0.5%

F = 1%

G = 2%

H = 3%

J = 5%

K = 10%

M = 20%

Z = + 80% dan -20%

Spesifikasi 

 

3. IC - 555

IC 555 adalah sebuah Integrated Circuit (IC) yang sering digunakan sebagai timer atau oscillator dalam rangkaian elektronik. IC 555 memiliki tiga pin utama yaitu pin kontrol (control pin), pin trigger (trigger pin), dan pin output (output pin) yang dapat dikonfigurasi dalam berbagai mode operasi. IC 555 juga dapat diatur untuk menghasilkan pulsa dengan frekuensi dan duty cycle tertentu. IC 555 sangat populer dan banyak digunakan dalam berbagai aplikasi seperti lampu kilat, alarm, kontrol motor, dan banyak lagi.

Spesifikasi:

• Tegangan masukan / Catu daya : 4.5 ∼ 15 V
• Besaran arus untuk 5 vdc : 3 ∼ 6 mA
• Besaran arus untuk 15 vdc : 10 ∼ 15 mA
• Maksimum output Arus : 200 mA
• Daya : 600 mW
• Suhu kerja antara : 0 to 70 °C
  

• 

• GND : Ground
• Trigger : sebagai pemantik agar pewaktuan berkerja
• Output : akan dihubungkan ke beban contohnya : Led
• Reset : berfungsi untuk menghentikan interval pewaktuan jika dihubungkan dengan GND
• Control : sebagai pengakses pembagi tegangan sebesar 2/3 VCC
• Threshold : untuk menentukan berapa lamanya pewaktuan
• Discharge : biasanya dikonekkan dengan kapasitor elektrolit, dan pada waktu pembuangan muatan el-co digunakan untuk menentukan interval pewaktuan
• VCC : tegangan masukan antara 3 Vdc sampai 15 Vdc

4. Dasar Teori [kembali]

    Multivibrator adalah sebuah sirkuit elektronik yang digunakan untuk bermacam-macam sistem dua keadaan seperti osilator, pewaktu, dan register. Ini bercirikan dua peranti penguat (transistor, tabung hampa, op-amp, dll) yang dikopel-silang oleh jaringan resistor dan kondensator. Bentuk paling umum adalah tipe takstabil yang menghasilkan gelombang persegi. Multivibrator mendapatkan namanya karena isyarat kekuasannya kaya akan harmonik.
Ada tiga jenis sirkuit multivibrator, yaitu:

• Multivibrator takstabil, di mana sirkuit tidak stabil pada salah satu keadaan, ini berosilasi terus-menerus dari satu keadaan ke keadaan lainnya.
• Multivibrator ekamantap, di mana salah satu keadaan adalah stabil, tetapi yang lainnya takstabil. Sirkuit akan berubah ke keadaan takstabil untuk waktu tertentu, tetapi akan selalu kembali ke keadaan stabil. Sirkuit ini berguna untuk membuat pewaktuan dengan jeda tetap untuk menanggapi isyarat luar.,
• Multivibrator dwimantap, di mana sirkuit akan tetap berada pada salah satu keadaan. Sirkuit dapat diubah dari satu keadaan ke keadaan lainnya dengan penyulut eksternal. Sirkuit ini adalah blok fasis dari register dan memori digital.

A. Rangkaian Monostable Multivibrator
Monostable mempunyai arti satu atau mono dan stabil yang dimana kondisi awal standby pada kondisi low dan high selama selang waktu tertentu setelah dipicu.Rangkaian ini dapat dimanfaatkan sebagai penunda waktu, pendeteksi pulsa gelombang yang hilang, bouncefree switch / penekanan switch sekali dan latch, saklar sentuh, pulse wide moulation (PWM), pembagi frekuensi, dan kapasitansi meter.

B. Astable Multivibrator

Aplikasi IC 555 yang satu ini merupakan kebalikan dari aplikasi sebelumnya yaitu monostable. pada astable sesuai dengan namanya yaitu astable yang artinya tidak stabil karena rangkaian ini tidak memiliki keadaan output yang stabil atau berubah-ubah. dari keadaan tersebut dapat dimanfaatkan untuk beberapa aplikasi dalam rangkaian kendali. keadaan ini diperoleh dari pengisian dan pengosongan kapasitor

Pada aplikasi ini IC 555 beroperasi sebagai osilator gelombang kotak (Square Wave Oscilator). kegunaannya sebagai generator pulsa, alarm keamanan, pemodulasi, lampu blink (kedip), dan sebagainya

rangkaian astable multivibrator adalah sebagai berikut :

gambar rangkaian astable multivibrator

rangkaian ini paling sering digunakan sebagai osilator gelombang kotak / pembangkit pulsa, terdapat perhitungan untuk nilai frekuensi output yang kita inginkan :

f = 1 / { ln (2) . (R1 + 2.R2) . C }

atau

karena nilai ln (2) ~ 0,7 sering juga dirumuskan sebagai berikut :

f = 1 / { 0,7 . (R1 + 2.R2) . C }

dengan keterangan sbb. :

f = frekuensi (Hz)

R1 dan R2 = resistor rangkaian (Ohm)

C = kapasitor rangkaian (Farad/F)

sebagai contoh : 

jika kita memiliki rangkaian astable dengan komponen berikut : R1 = 10 KOhm, R2 = 2 KOhm dan kapasitor (C) = 1 uF, maka nilai frekuensi outputnya adalah :

f = 1 / { 0,7 . (10000 + 2 . 2000) . 0,000001}

f = 102,04 Hz

jadi frekuensi output / gelombang output rangkaian adalah 102 Hz

seperti yang kita tahu sebelumnya bahwa karakteristik dari IC 555 adalah sebagai berikut :

Reset	Threshold	Trigger	Output
< 1V	-	-	0
-	> 2/3 Vcc	-	0
> 1V	< 2/3 Vcc	< 1/3 Vcc	1
> 1V	< 2/3 Vcc	> 1/3 Vcc	Memori
Control Voltage terhadap Common /GND terpasang Capasitor 0,001 mF

dalam perancangan yang biasa kita tentukan awal adalah ingin mencari berapa frekuensi output yang akan kita cari :

T = 0,7 . (R1 + 2.R2) . C

sedangkan nilai frekuensi adalah 

f = 1 / T

T = 1 / f

ketarangan :

T = periode gelombang (detik/sekon)

f = frekuensi (Hz)

R1 dan R2 = resistor rangkaian (Ohm)

C = kapasitor rangkaian (Farad/F)

nilai 0,7 dari ln (2).

dalam pengaplikasiannya selain nilai frekuensi yang kita cari masih ada parameter lain yang harus kita perhatikan yaitu duty cycle. 

apa itu ???

Duty cycle ialah perbandingan pulsa high dan pulsa low pada satu gelombang. jika dalam suatu rangkaian astable MV dikatakan memiliki frekuansi output 2 KHz dengan duty cycle 70% berarti dalam sebuah periode gelombang output rangkaian 70% -nya adalah pada periode High

rumus duty cycle :

D = 1 - R2 / (R1 + 2.R2)

untuk periode high dan low

Th = D . T

R1 = {T / (0,7 . C)} – 2.R2 

dan 

Tl = T - Th

R2 = Tl / (0,7 . C) 

keterangan : 

D = Duty cycle  (%)

T = periode (detik/sekon)

Th = periode pulsa High (detik/sekon)

Tl = periode pulsa Low (detik/sekon)

R1 dan R2 = resistor rangkaian (Ohm)

C = kapasitor rangkaian (Farad/F)

nilai 0,7 dari ln (2).

gambar contoh pengukuran frekuensi output

dalam pengukuran diatas diapat dilihat periode gelombang adalah 508,7 us

gambar pengukuran duty cycle Th

dalam pengukuran diatas diapat dilihat periode gelombang pada saat pulsa high adalah 352,5 us dutycycle = (352,5/508,7) x 100% = 69,92% atau kira-kira 70%

 Gambar 10.9

ketika multivibrator astabil diaktifkan, periode waktu keadaan TINGGI siklus pertama adalah sekitar 30% lebih lama, karena kapasitor pada awalnya kosong dan mengisi daya dari 0 (bukan +VCC/3) menjadi +2VCC/3.

Multivibrator astabil menggunakan timer IC 555

bentuk gelombang relevan multivibrator astabil 

C. Multivibrator Monostabil Menggunakan Timer IC 555

    Pada  rangakaian ini Pulsa pemicu diterapkan ke terminal 2 IC, yang awalnya harus dijaga pada +VCC. TINGGI di terminal 2 memaksa keluaran ke keadaan RENDAH. Pulsa pemicu TINGGI-ke-RENDAH di terminal 2 menahan output dalam keadaan TINGGI dan secara bersamaan memungkinkan kapasitor untuk mengisi daya dari +VCC melalui R. Ingatlah bahwa tingkat pulsa pemicu RENDAH harus setidaknya di bawah +VCC/3. Ketika tegangan kapasitor melebihi +2VCC/3, keluaran kembali ke keadaan RENDAH. Kita perlu menerapkan pulsa pemicu lain. gambar dibawah menunjukkan rangkaian multivibrator monostabil dasar yang dikonfigurasi di sekitar timer 555

(a) Multivibrator monostabil menggunakan timer 555 

Gambar (a) diatas menunjukkan bentuk gelombang yang relevan untuk rangkaian Gambar (b) Hal ini sering diinginkan untuk memicu multivibrator monostable baik pada trailing (TINGGI-ke-RENDAH) atau memimpin (RENDAH-ke-TINGGI) tepi bentuk gelombang pemicu. Untuk mencapai itu, kita memerlukan rangkaian eksternal antara input bentuk gelombang pemicu dan terminal 2 dari timer 555. Rangkaian eksternal memastikan bahwa terminal 2 IC mendapatkan pulsa pemicu yang diperlukan sesuai dengan tepi yang diinginkan bentuk gelombang pemicu. 

5. Example [kembali]

6. Problem [kembali]

Refer to the monostable multivibrator circuit in Fig. 10.16. The trigger terminal (pin 2 of the IC) is driven by a symmetrical pulsed waveform of 10 kHz. Determine the frequency and duty cycle of the output waveform.

Solution

• The frequency of the trigger waveform = 10 kHz.
• The time period between two successive leading or trailing edges = 100 s.
• The expected pulse width of the monoshot output = 1.1RC = 1.1 × 104 ×10−8 = 110s.
• The trigger waveform is a symmetrical one; it has HIGH and LOW time periods of 50 s each.
• Since the LOW-state time period of the trigger waveform is less than the expected output pulse
• width, it can successfully trigger the monoshot on its trailing edges.
• Since the time period between two successive trailing edges is 100 s and the expected output pulse
• width is 110 s, only alternate trailing edges of the trigger waveform will trigger the monoshot.
• The frequency of the output waveform = 10/2 = 5 kHz.
• The time period of the output waveform = 1/(5 ×103 = 200 s.
• Therefore, the duty cycle of the output waveform = 110/200 = 0.55.

7. Soal Pilihan Ganda[kembali]

    1.IC multivibrator tipe astabil paling cocok digunakan untuk…
    A. menghasilkan pulsa sekali ketika ada pemicu
    B. menyimpan satu bit data hingga ada perubahan
    C. menghasilkan sinyal gelombang persegi terus‑menerus

    D. mengubah sinyal analog menjadi digital

    2.Fungsi utama dari multivibrator monostabil adalah…

    A. sebagai oscillator free‑running

    B. sebagai penyusun latch atau flip‑flop

    C. menghasilkan pulsa tunggal saat dipicu

    D. mengubah frekuensi sinyal masukan

 8. Percobaan [kembali]

    a) Prosedur[kembali]

• Mempersiapkan Alat beserta Bahan seperti yang telah tertera pada Sub Bab Alat dan Bahan di atas
• Merangkai Rangkaian
• Pada Rangkaian disambungkan input berupa gelombang pulsa agar dapat melihat bagaimana perbedaan respons gelombang input dan outputnya.
• Amatilah nilai input dan output dengan menyesuaikannya dengan rumus yang ada, 

    b) Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [kembali]

    Rangkaian multivibrator monostable dasar yang dikonfigurasi di sekitar timer 555. Pemicu pulsa diterapkan ke terminal 2 dari IC, yang awalnya harus dijaga pada  VCC. A TINGGI di terminal 2 memaksa output ke status RENDAH. Pulsa pemicu TINGGI ke RENDAH di terminal 2 menahan outputnegara TINGGI dan sekaligus memungkinkan kapasitor untuk mengisi daya dari + VCC melalui R. Ingatbahwa tingkat RENDAH dari pulsa pemicu harus pergi setidaknya di bawah + VCC / 3. Saat tegangan kapasitor melebihi + 2VCC / 3, output kembali ke status RENDAH. Kami perlu menerapkan pemicu pulsa lain untuk terminal 2 untuk membuat output pergi ke status TINGGI lagi. Setiap kali timer dipicu dengan tepat,output masuk ke status TINGGI dan tetap di sana untuk waktu yang dibutuhkan kapasitor untuk mengisi daya0 hingga + 2VCC / 3. Periode waktu ini, yang sama dengan lebar pulsa keluaran monoshot, diberikan oleh persamaan

    c) Video Simulasi [kembali]

    d) Download File [kembali]

    - File rangkaian [Download]

    - Download Datasheet Kapasitor [Download]

    - Datasheet Resistor [Download]

    - Datasheet IC 555 [Download]