Laporan2-Mutivibrator Astabil (Osilator Dengan 555) [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM PEMBANGKIT PULSA DENGAN TIMER IC 555



Disusun oleh: Nama : Yuli Julaila NIM : K2315064 Kelas : B



PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS SEBELAS MARET 2017



LAPORAN PRAKTIKUM PEMBANGKIT PULSA DENGAN TIMER IC 555 I.



Tujuan 



Mahasiswa mampu memahami dan mengerti cara kerja IC timer 555







Mahasiswa



dapat



mengaplikasikan



IC



555



sebagai



astable



multivibrator 



Mahasiswa dapat menghitung frekuensi output 555







Mahasiswa dapat menghitung lebar pulsa dan siklus kerja sinyal output astable multivibrator.



II.



Dasar Teori Pada hakekatnya sebuah generator pulsa merupakan generator yang mampu menghasilkan isyarat bentuk pulsa yang frekuensi maupun lebar pulsanya dapat diatur. Dalam rangkaian pembangkit pulsa yang terdapat pada peralatan generator pulsa, banyak jenis rangkaian yang dapat diterapkan. Diantaranya osilator RC, Osilator yang mengunnakan IC 555 timer, osilator PLL dan osilator VCO. Multivibrator adalah rangkaian yang dapat menghasilkan sinyal kontinyu, yang digunakan sebagai pewaktu dari rangkaian-rangkaian digital sekuensial. Dengan input clock yang dihasilkan oleh sebuah multivibrator, rangkaian seperti counter, shift register maupun memory dapat menjalankan fungsinya dengan benar. Berdasarkan bentuk sinyal output yang dihasilkan, ada 3 macam multivibrator : a. Multivibrator bistable : ditrigger oleh sebuah sumber dari luar (external source) pada salah satu dari dua state digital. Ciri khas dari multivibrator ini adalah statenya tetap bertahan pada nilai tertentu, sampai ada trigger kembali yang mengubah ke nilai yang berlawanan. SR Flip-flop adalah contoh multivibrator bistable.



b. Multivibrator astable : adalah oscillator free running yang bergerak di dua level digital pada frekuensi tertentu dan duty cycle tertentu. c. Multivibrator monostable : disebut juga multivibrator one-shoot, menghasilkan pulsa output tunggal pada waktu pengamatan tertentu saat mendapat trigger dari luar Astable multivibrator yang dibangun menggunakan IC pembangkit gelombang 555 cukup sederhana, karena hanya menambahkan fungsi rangkaian tangki selain IC 555 itu sendiri. IC pembangkit gelombang 555 merupkan chip yang didesain  khusus untuk keperluan pembangkit pulsa pada multivibrator dan timer. Tank circuit yang digunakan untuk membuat multivibrator astabil dengan IC 555 cukup menggunakan reistor (R) dan kapasitor (C). Di mana IC 555 ini dapat dikatakan IC timer atau pewaktu 555 yang terdapat keuntungan yang dimiliki suatu rangkaian terpadu monolitik, ukuran kecil, keandalan tinggi, hemat biaya, stabil terhadap perubahan suhu dan mempunyai penyimpanan (offset) tegangan serta offset arus yang rendah. Dengan arti yang lain pewaktu 555 dapat beroperasi sebagai astabil (oscillator) atau monostabil (pembangkit denyut pulsa). Diagram pin pewaktu 555 diberikan pada gambar 1. IC 555 ini berada dalam kemasan plastik dengan 8 pena (pin). Untuk IC ini memerlukan pencatu daya balans dari (-5V, 0,+5V) sampai (15V, 0, +15 V). Maksudnya rangkaian digit beroperasi antara tegangan bumi (logika 0) dan suatu tegangan positif (logika 1) sedangkan isyarat dapatlah positif atau negative terhadap bumi.



Gambar 1. Diagram Pin Pewaktu 555 Pada rangkaian tank cirucit multivibrator astabil dengan IC 555 diperlukan dua resistor, sebuah kapasitor. Kemudian untuk merangkai tank circuit tersebut resistor RA dihubungkan antara +VCC dan terminal discharger (pin 7). Resistor RB dihubungkan antara pin 7 dengan terminal treshod (pin 6). Kapasitor dihubungkan antara pin treshold dan ground. Triger (pin 2) dan input treshold (pin 6) dihubungkan menjadi satu. Pada saat sumber tegangan pertama kali diberikan, kapasitor akan terisi melalui RA dan RB . Ketika tegangan pada pin 6 ada naik di atas dua pertigaVCC, maka terjadi perubahan kondisi pada komparator 1. Ini akan me-reset flip-flop dan outputnya akan berubah ke positif. Keluaran (pin 3) berubah low dan basis Q1 mendapat bias maju. Q1 mengosongkan muatan C lewat RB ke ground.



Gambar 2 : Bentuk output astable miltivibrator IC 555 Frekuensi output astable multivibrator dinyatakan sebagai f = 1/T. Ini menunjukkan sebagai total waktu yang diperlukan untuk pengisian dan pengosongan kapasitor C. Nilai resistansi RA dan RB sangat penting untuk pengoperasian astable multivibrator. Jika RB lebih dari setengah harga RA, rangkaian tidak akan berosilasi. Harga ini menghalangi sinyal triger turun dari harga dua pertiga VCC ke sepertigaVCC. Ini berarti IC tidak mampu untuk memicu kembali secara mandiri atau tidak siap untuk operasi berikutnya. Untuk membangkitkan pulsa atau frekuensi sesuai yang diperlukan tersebut, maka dalam setiap periodenya dapat dihitung dengan



menggunakan prinsip dasar rangkaian (gambar 3) dan persamaan (1.1) sampai dengan persamaan (1.5).



Gambar 3. Prinsip dasar rangkaian TON= 0.693 ( RA + RB )C………… (1.1) TOFF = 0.693 ( RB )C…………….. (1.2) T = TON + TOFF................................(1.3) F=



1 ………………………..........(1.4) T



DC =



III.



T on …………………..(1.5) T on +T of



Metode Eksperimen III.1 Alat dan Bahan N



NAMA



O



GAMBAR



KET



1



IC 555



1 buah



2



LED



1 buah



3



Baterai 9 V



1 buah



4



Papan Percobaan



1 buah



180 kΩ, 6,8 kΩ, 470 kΩ masing 5



Resistor



masing 2 buah, dan 1 buah 100 kΩ



2 buah 6



Kabel Penghubung



kabel buaya dan jumper secukupnya.



1 buah 7



Capacitor



100nF dan 1 buah 10 nF



III.2 Prosedur Praktikum 1. Alat dan bahan disiapkan, 2. Alat dan bahan disusun/dirangkai pada papan percobaan sesuai skema rangkaian dengan RA = 6.8 kΩ dan RB= 6.8 kΩ, 3. Rangkaian yang telah disusun/dirangkai sesuai skema dialiri arus listrik dengan disambungkan ke baterai, 4. Nyala LED diamati, 5. Hasil pengamatan (data) dicatat, 6. Hasil pengamatan (data) dianalisis dan dihitung, 7. Langkah 2 hingga 6 diulangi dengan besar resistor yang berbeda, yaitu untuk : a. RA = 100 kΩ dan RB = 180 kΩ, b. RA = 180 kΩ dan RB = 470 kΩ, c. RA = 470 kΩ dan RB = 470 kΩ. 8. Seluruh data dianalisis dan kesimpulan ditarik.



III.3 Skema Alat



Skema alat pada aplikasi Proteus



Skema alat pada saat praktikum



Analisa Hasil dan Pembahasan IV.1 Analisa Hasil -



Hasil Percobaan



RA RB Nyala



-



1 6,8 kΩ 6,8 kΩ Redup



2 180 kΩ 180 kΩ Agak terang



LED Ton



1036,728



Toff



x10-6 518,364



T



x10-6 1555,092



F DC



x10-6 643,049 0,667



3 180 kΩ 470 kΩ Terang



4 470 kΩ 470 kΩ Terang dan



49549,510



berkedip 71656,2



x10-6 35828,1



x10-6 35828,1



35065,8 x10



x10-6 85377,6



x10-6 107484,3



28,5178 0,6087



x10-6 11,713 0,580



x10-6 9,303 0,667



-6



21344,4 x10



-6



13721,4 x10



-6



Grafik



Grafik Hubungan antara Ton dengan (RA+RB) 0.08 0.07



f(x) = 0 x + 0



0.06 0.05



Ton



IV.



0.04 0.03 0.02 0.01 0



0



200000



400000



600000



800000



1000000



(RA+RB) Ω



Grafik.1. Hubungan antara Ton dengan (RA+RB)



Grafik Hubungan antara Toff dengan RB 0.04 0.04



f(x) = 0 x − 0



0.03



Toff



0.03 0.02 0.02 0.01 0.01 0



0



100000



200000



300000



400000



500000



RB



Grafik.2. Hubungan antara Toff dengan RB



T



Hubungan antara T dan F 700 600 500 400 300 200 100 0



0



0.02



0.04



0.06



0.08



0.1



0.12



F



Grafik.3. Hubungan antara T dan F IV.3 Analisa dan Pembahasan 1. Analisis Ton Dalam praktikum kali ini menggunakan empat pasang resistor, yaitu : a. RA = 6,8 kΩ dan RB = 6,8 kΩ, b. RA = 100 kΩ dan RB = 180 kΩ, c. RA = 180 kΩ dan RB = 470 kΩ,



d. RA = 470 kΩ dan RB = 470 kΩ. Dan dalam praktikum ini menggunakan kapasitor dengan nilai 100 nF dan 10 nF, sehingga diperoleh besar Ton : No 1 2 3 4



Resistor RA 6800 Ω 100000 Ω 180000 Ω 470000 Ω



RB 6800 Ω 180000 Ω 470000 Ω 470000 Ω



Ton 0,001036728 0,0213444 0,049549510 0,0716562



Dari data tersebut diperoleh bahwa hasil pengamatan tersebut sesuai dengan terori, yaitu besar kecilnya Ton dipengaruhi oleh besar RA, RB dan kapasitor yang digunakan dalam rangkaian tersebut, sesuai dengan persamaan : Ton = 0,693 (RA + RB)C Pada grafik 1. Hubungan antara Ton dengan RA + RB dengan kapasitor 110 nF memiliki persamaan yaitu Y= 8 x 10-8 x + 8E-10 yang menunjukkan bahwa semakin besar penjumlahan dari RA dan RB, maka semakin besar pula nilai dari Ton. Sedangkan nilai dari 8 x 10-8 merupakan perkalian dari 0,693 dengan kapasitor. 2. Analisis Toff Dalam praktikum yang telah dilakukan, diperoleh bahwa besar Toff adalah : No 1 2 3 4



RB 6800 Ω 180000 Ω 470000 Ω 470000 Ω



Toff 0,000518364 0,0137214 0,0358281 0,0358281



Dari data tersebut diperoleh bahwa nilai Toff dipengaruhi oleh besar RB dan nilai kapasitor dalam rangkaian, hal ini sesuai dengan teori persamaan : Toff = 0.693 RB C Dan dari grafik yang dibuat berdasarkan data tersebut diperoleh persamaan Y = 8 x 10-8 x - 10-17 yang menunjukkan bahwa semakin besar nilai RB maka nilai Toff akan semakin besar. Sedangkan gradien dalam grafik tersebut yaitu 8 x 10-8 x merupakan hasil kali dari 0,693 dengan besar nilai kapasitor. 3. Analisis Hubungan T dan F Nilai T dapat diperoleh dari penjumlahan antara Ton dan Toff, sehingga besar nilai T bergantung pada besar nilai Ton dan Toff. Dalam praktikum kali ini diperoleh data yaitu : No



Resistor



Ton



Toff.



T



RB 6800 Ω



0,001036728 0,000518



2



100000 Ω 180000



0,0213444



4 0,013721



0,0350658



3



Ω 180000 Ω 470000



4 0,049549510 0,035828



0,0853776



4



Ω 470000 Ω 470000



0,0716562



1 0,035828



0,1074843



1



RA 6800 Ω



Ω



0,00155509



1



Dari data tersebut diperoleh bahwa hasil pengamatan praktikum sesuai dengan teori, yaitu semakin besar nilai RA dan RB maka nilai T akan semakin besar pula. Hal tersebut dapat diabarkan melalui persamaan : T = Ton + Toff. T = (0,693 (RA + RB) C) + (0.693 RB C) T = 0,693C (RA + RB + RB) T = 0,693C (RA + 2RB)



Sedangkan untuk nilai F, berdasar hasil pengamatan pada praktikum kali ini diperoleh data yaitu : No



T



F



1



0,00155509



643,049



2 3 4



0,0350658 0,0853776 0,1074843



28,5178 11,713 9,303



Dari data tersebut diperoleh bahwa semakin besar nilai T, maka nilai F akan semakin kecil. Hal tersebut sesuai dengan teori dalam persamaan : F=



1 T



F=



1 ¿¿ Dan dari penjabaran persamaan tersebut dapat



disimpulkan bahwa semakin besar nilai R A dan R B maka nilai frekuensinya (F) akan semakin kecil. Sehingga LED akan berkedip. 4. Analisis DC (Duty Cycles) Dalam praktikum kali ini diperoleh data yaitu sebagai berikut : No 1 2 3 4



T Ton 0,001036728 0,0213444 0,049549510 0,0716562



Toff 0,0005184 0,0137214 0,0358281 0,0358281



DC 0,667 0,6087 0,580 0,667



Dari data tersebut diperoleh bahwa terdapat 2 data DC yang sama, hal tersebut dikarenakan kedua data tersebut diperoleh dari 2 pasang resistor yang nilainya sama sehingga menghasilkan



besar nilai DC tersebut sama. Hal tersebut sesuai dengan teori persamaan dari duty cycles yaitu sebagai berikut : DC=



T on T on +T off Kemudian persamaan tersebut dapat dijabarkan sebagai



berikut : DC=



DC=



DC=



0,693(R A + R B )C +( 0.693 R B C)¿ 0,693( R A + R B)C ¿ 0,693 ( R A + R B ) C 0,693 C ( R A + RB + R B ) RA+ RB RA+ 2 RB



Sehingga besar nilai DC dipengaruhi oleh nilai resistor yang digunakan dalam rangkaian. V.



Kesimpulan Dari hasil data dan analisa yang diperoleh dari praktikum yang berjudul “Pembangkit Pulsa dengan IC Timer 555” dapat disipulkan sebagai berikut : 1. Besar nilai Ton dipengaruhi oleh besar resistor dan kapasitor yang digunakan dalam rangkaian. Semakin besar penjumlahan dari R A dan RB, maka semakin besar pula nilai dari Ton dan gradien dari grafik hubungan antara Ton dan RA + RB merupakan hasil kali dari 0,693 dengan besar nilai kapasitor. 2. Besar nilai Toff dipengaruhi oleh besar resistor dan kapasitor yang digunakan dalam rangkaian, semakin besar nilai RB maka nilai Toff akan semakin besar dan gradien dari grafik hubungan antara Ton dan RB merupakan hasil kali dari 0,693 dengan besar nilai kapasitor.



3. Semakin besar nilai RA dan RB maka nilai T akan semakin besar pula. Hal tersebut dapat diabarkan melalui persamaan : T = 0,693C (RA + 2RB) 4. Semakin besar nilai R A dan R B maka nilai frekuensinya (F) akan semakin kecil. Sehingga LED akan berkedip. Sehingga diperoleh persamaan : F=



1 ¿¿



5. Besar nilai DC dipengaruhi oleh nilai resistor yang digunakan dalam rangkaian, dan dalam matematis dapat dituliskan : DC=



RA+ RB RA+ 2 RB



6. Seluruh hasil data yang diperoleh dari praktikum kali ini telah sesuai dengan teori yang dipelajari. VI.



Daftar Pustaka Anonim. 2010. Petunjuk Praktikum Elektronika Digital 2 : Percobaan 3a Multivibrator. http://prima.lecturer.pens.ac.id/ElkaDigit2/Modul4.pdf. (diakses 11 Maret 2017). Arianti, Yesiana.2017. Modul Praktikum Elektronika Dasar II. Surakarta : UNS Putra, IndraWijaya.2014. TimerNE555.Artikel Penelitian. Tangeran g: Sekolah Tinggi Keguruan dan IlmuPendidikan Surya. http://www.academia.edu/15288987/Laporan_Praktikum_TIMER_ NE555. (diakses 11 Maret 2017) Yani. Ahmad.2011. Penggunaan Rangkaian Multivibrator Sebagai Saklar Sentuh. Semarang: Jurnal SAINTIKOM. Vol. 10, No. 3:225-230. https://lppm.trigunadharma.ac.id/public/fileJurnal/hp6Z7-Jurnal-AYani-Rangkaian%20Multivibrator.pdf. (diakses 11 Maret 2017)



LAMPIRAN Lampiran 1. Gambar gelombang yang dihasilkan IC timer 555



Gambar gelombang yang dihasilkan IC timer 555