Praktikum Online Timer555 [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA II TIMER 555



NAMA



: Ardaya Pratama



KELAS



: TRE-A



HARI/TANGGAL



: SENIN 27/04/2020



NIM



: 19/447275/SV/16969



DOSEN



: Nur Sulistyawati, S.T., M.T



ASISTEN



: - Bayu Ravelino -Fadil Fajeri



DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO DAN INFORMASI SEKOLAH VOKASI UNIVERSITAS GADJAH MADA 2020



BAB 1 DASAR TOERI



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 -55°Cs.d. 125°C dan NE-555 yang bekerja pada0°C-70°C. Kemudian 555 diproduksi dengan desain yang berbeda meliputiLM555,556(versi dual), dan LMC-555(versi CMOS). Timer 555 beroperasi pada power supply DC+5v s.d. +18V denganf 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. 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.. Operasi (gambar 2) membutuhkan masukan pulsatrigger pada pin2 dari IC 555. Masukan trigger berupa drop level tegangan lebih dari +2/3 Vcc menuju tegangan kurang dari + Vcc/3



Susunan dan Konfigurasi Kaki IC 555



Kaki 1 (GND) : Terminal Ground atau Terminal Negatif sumber tegangan DC. 







Kaki 2 (TRIG) : Terminal Trigger (Pemicu), digunakan untuk



memicu Output menjadi “High”, kondisi High akan terjadi apabila level tegangan pada kaki Trigger ini berubah dari High menuju ke 1/3Vcc (lebih besar dari 1/3Vcc).  Kaki 7 (DISCH) : Terminal Discharge. Pada saat Output “Low”, Impedansi kaki 7 adalah “Low”. Sedangkan pada saat Output “High”, Impedansi kaki 7 “High”. Kaki Discharge ini biasanya dihubungkan dengan Kapasitor yang berfungsi sebagai penentu interval pewaktuan. Kapasitor akan mengisi dan membuang muatan seiring dengan impedansi pada kaki 7. Waktu pembuangan muatan inilah yang menentukan Interval Pewaktuan dari IC555.  Kaki 8 (Vcc) : Terminal Positif sumber tegangan DC (sekitar



4,5V atau 16V).



DAFTAR ISI



BAB 1............................................................................................................................................2 DASAR TOERI................................................................................................................................2 BAB II............................................................................................................................................5 HASIL PENAGAMATAN.................................................................................................................5 Pengujian Stabilitas..................................................................................................................5 A.2. Kondisi Tc dan Td Independent.........................................................................................8 A.2.b. Asimetrik......................................................................................................................11 Pemanfaatan Reset................................................................................................................14 BAB III ANALISIS DAN PEMBAHASAN.........................................................................................22 A.



PENGUJIAN STABILITAS..................................................................................................22



PEMANFAATAN RISET............................................................................................................26 BAB IV........................................................................................................................................30 KESIMPULAN..............................................................................................................................30



4



BAB II HASIL PENAGAMATAN Pengujian Stabilitas



A.1. Kondisi Tc>Td Rangkaian



Rangkaian simulasi Proteus



5



Level pin 3 (VOut 1)



VLow Tc Td



= -2.8 V = 0.5 ms = 0.36 ms



Vhigh Tc Td



=2V = 0.5 ms = 0.36 ms



Level pin 6 (VOut 2)



VLow Tc Td



Level pin 3 (VOut 1)



VLow Tc Td



= -5.3 V = 0.56 ms = 0.3 ms



Vhigh Tc Td



= 3.6 V = 0.56 ms = 0.3 ms



= 1.7 V = 0.56 ms = 0.36 ms



Vhigh Tc Td



= 3.2 V = 0.56 ms = 0.36 ms



Level pin 6 (VOut 2)



VLow Tc Td



=3V = 0.56 ms = 0.36 ms



Vhigh Tc Td



=6V = 0.56 ms = 0.36 ms



6



Level pin 3 (VOut 1)



VLow Tc Td



= -7 V = 0.5 ms = 0.3 ms



Vhigh Tc Td



= 4.8 V = 0.5 ms = 0.3 ms



Level pin 6 (VOut 2)



VLow Tc Td



= 4.1 V = 0.5 ms = 0.36 ms



Vhigh Tc Td



=8V = 0.5 ms = 0.36 ms



A.2. Kondisi Tc dan Td Independent 7



A.2.a. Duty Cycle 50% (Tc=Td) Rangkaian



Rangkaian simulasi,



Level pin 3 (VOut 1)



Level pin 6 (VOut 2)



8



VLow Tc Td



= 0V = 0.42 ms = 0.42 ms



Vhigh Tc Td



=5V = 0.42 ms = 0.42 ms



VLow Tc Td



= 1.7 V = 0.42 ms = 0.42 ms



Level pin 3 (VOut 1)



VLow Tc Td



= 0V = 0.4 ms = 0.4 ms



Vhigh Tc Td



=9V = 0.4 ms = 0.4 ms



Level pin 3 (VOut 1)



Vhigh Tc Td



= 3.3 V = 0.42 ms = 0.42 ms



Level pin 6 (VOut 2)



VLow Tc Td



=3V = 0.4 ms = 0.4 ms



Vhigh Tc Td



=6V = 0.4 ms = 0.4 ms



Level pin 6 (VOut 2)



9



VLow Tc Td



= 0.1 V = 0.4 ms = 0.4 ms



Vhigh Tc Td



= 12 V = 0.4 ms = 0.4 ms



VLow Tc Td



=4V = 0.4 ms = 0.4 ms



Vhigh Tc Td



=8V = 0.4 ms = 0.4 ms



A.2.b. Asimetrik



10



Rangkaian asimetrik,



Simulasi Proteus,



Level pin 3 (VOut 1)



Level pin 6 (VOut 2)



11



VLow Tc Td



= -1.6 V = 0.22 ms = 0.42 ms



Vhigh Tc Td



= 3.3 V = 0.22 ms = 0.42 ms



VLow Tc Td



= 1.7 V = 0.22 ms = 0.44 ms



Level pin 3 (VOut 1)



VLow Tc Td



= 0.1 V = 0.2 ms = 0.4 ms



Vhigh Tc Td



=9V = 0.2 ms = 0.4 ms



Vhigh Tc Td



= 3.2 V = 0.22 ms = 0.44 ms



Level pin 6 (VOut 2)



VLow Tc Td



=3V = 0.2 ms = 0.4 ms



Vhigh Tc Td



=6V = 0.2 ms = 0.4 ms



12



Level pin 3 (VOut 1)



VLow Tc Td



= 0.2 V = 0.2 ms = 0.4 ms



Vhigh Tc Td



= 12 V = 0.2 ms = 0.4 ms



Level pin 6 (VOut 2)



VLow Tc Td



=4V = 0.2 ms = 0.4 ms



Vhigh Tc Td



=8V = 0.2 ms = 0.4 ms



13



Pemanfaatan Reset



B.1. Fasilitas Reset Rangkaian,



Rangkaian simulasi Proteus,



Fin = 170 Hz, Vcc = 9V



14



Gelombang Output : Level pin 3 (VOut 1)



VLow Tb Stv



= 100mV = 0.5 ms/div = 5V/div



Level pin 6 (VOut 2)



Vhigh = 9V Tb = 0.5 ms/div Stv = 5V/div



INPUT LEVEL (volt)



VLow Tb Stv



= 0 mV = 0.5 ms/div = 5V/div



Vhigh = 5.75 mV Tb = 0.5 ms/div Stv = 5V/div



OUTPUT TIMING Pin 6



LEVEL Pin 6 (volt)



TIMING Pin 3



LEVEL Pin 3 (volt)



L



H



Tc



Td



L



H



Tc



Td



L



H



9V



9V



2.5ms



3.5ms



0V



6V



1.75 ms



4 ms



0V



9V



15



B.2. Modulasi Lebar Pulsa Rangkaian modulasi lebar pulsa,



Rangkaian simulasi Proteus,



16



a. Vcc = 5 volt Level pin 3 (VOut 1)



VLow Tc Td



= 0V = 0.6 ms = 0.35 ms



Vhigh Tc Td



=5V = 0.6 ms = 0.35 ms



Level pin 6 (VOut 2)



VLow Tc Td



= 1.75 V = 0.6 ms = 0.3 ms



Vhigh Tc Td



= 3.5 V = 0.6 ms = 0.3 ms



b. Vcc = 9 volt Level pin 3 (VOut 1)



VLow Tc Td



=0V = 0.6 ms = 0.36 ms



Vhigh Tc Td



=9V = 0.6 ms = 0.36 ms



Level pin 6 (VOut 2)



VLow Tc Td



= 3.25 V = 0.8 ms = 0.4 ms



Vhigh Tc Td



= 6.5 V = 0.8 ms = 0.4 ms



c. Vcc = 12 volt Level pin 3 (VOut 1)



Level pin 6 (VOut 2)



17



VLow Tc Td



=0V = 0.6 ms = 0.35 ms



Vhigh Tc Td



= 12 V = 0.6 ms = 0.35 ms



VLow Tc Td



= 4.25 V = 0.6 ms = 0.38 ms



Vhigh Tc Td



= 8.5 V = 0.6 ms = 0.38 ms



18



B.3. Monostabil Rangkaian monostabil,



Rangkaian Proteus :



19



Hasil simulasi dengan input gelombang kotak : a. Frekuensi 1KHz



b. Frekuensi 10 KHz



d. Frekuensi 500 KHz



e. Frekuensi 1000 KHz



c. Frekuensi 100 KHz



20



Tabel : a. Frekuensi 1 KHz



c. Frekuensi 100



b. Frekuensi 10



e. Frekuensi



KHz



KHz



1000KHz



d. Frekuensi 500 KHz



Frq



Input IN 1 TIMING



Khz



LEVEL



a.



0.5 ms



0.5 ms



0.5 ms



0v



5v



ST V 5v



b.



0.05 ms



0.05 ms



0.1 ms



0v



5v



5v



c.



5us



5us



10us



0v



5v



5v



d.



1us



1us



2us



0v



5v



5v



e.



0.5 us



0.5 us



1us



0v



5v



5v



Tc



Td



TB



L



H



OUTPUT LEVEL Pin 6



TIMING Tc



Td



TB



625x 10-3 ms 150x 10-3 ms 85us



400x 10-3 ms 0.05 ms 5us



900x 10-3 us 2.5 us



900x 2us 10-3 us 400x 1us 10-3 us



LEVEL Pin 3



L



H



STV



L



0.5 ms



1.5v



3.25 v



5v



0v



5v



5v



0.1 ms



3v



3.5v



5v



0v



5v



5v



10us



3v



5v



0v



5v



5v



3.25 v



3.25 v 3.25 v



5v



0v



5v



5v



3.25 v



3.25 v



5v



0v



5v



5v



21



H



STV



BAB III ANALISIS DAN PEMBAHASAN A. PENGUJIAN STABILITAS 1. Kondisi Tc>Td



· Vcc = 5V Level pin 3 (VOut 1)



VLow Tc Td



= -2.8 V = 0.5 ms = 0.36 ms



Vhigh Tc Td



=2V = 0.5 ms = 0.36 ms



Level pin 6 (VOut 2)



VLow Tc Td



= 1.7 V = 0.56 ms = 0.36 ms



Vhigh Tc Td



= 3.2 V = 0.56 ms = 0.36 ms



1. Mencari Vlow dan Vhigh pin 6 1 Vlow = vcc 3



2 Vhigh = vcc 3



1 5v 3



2 Vhigh = 5v 3



Vlow = 1,67



Vhigh = 3,33



Vlow =



2. Mencari Tc dan Td Tc = ln2(R1+R2)C Tc = 0.693(4700+10k)50n Tc = 0.693(14.7k)(50n) Tc = 510 us Tc = 0,510 mS Td = ln2(R2)C 22



Tc = 0.693(10k)50n Tc = 0,346 mS pada rangkaian IC Timer 555 ini adalah dengan men-charge kapasitor hingga 2/3 Vcc kemudian men-discharge kapasitor hingga 1/3 Vcc, begitu seterusnya. Sehingga ketika kapasitor mencharge, gelombang



menjadi high hingga 3,33V dan kemudian kapasitor mendischarge sehingga gelombang menjadi low hingga 1,67V Timing ketika IC menjadi High dan Low didapatkan dari rumus yang telah ditentukan dari dasar teori. A2. Kondisi Tc dan Td Independent A.2.a. Duty Cycle 50% (Tc=Td) Level pin 3 (VOut 1)



VLow Tc Td



= 0V = 0.42 ms = 0.42 ms



Vhigh Tc Td



=5V = 0.42 ms = 0.42 ms



Level pin 6 (VOut 2)



VLow Tc Td



= 1.7 V = 0.42 ms = 0.42 ms



Vhigh Tc Td



= 3.3 V = 0.42 ms = 0.42 ms



1. Mencari Vlow dan Vhigh pin 6 1 Vlow = vcc 3



2 Vhigh = vcc 3



1 5v 3



2 Vhigh = 5v 3



Vlow =



23



Vlow = 1,67



Vhigh = 3,33



2. Mencari Tc dan Td Tc = 0.693(R)C = Td Tc = 0.693(10k)50n Tc = 0.693(10k)(50n) Tc = 0,346mS Timing ketika IC menjadi High dan Low didapatkan dari rumus yang telah ditentukan dari dasar teori. Dikarenakan kedua resistor yaitu R1 dan R2 bernilai sama, maka timing saat high dan low juga bernilai sama. A.2.b Asimetrik



Level pin 3 (VOut 1)



VLow Tc Td



= -1.6 V = 0.22 ms = 0.42 ms



Vhigh Tc Td



= 3.3 V = 0.22 ms = 0.42 ms



Level pin 6 (VOut 2)



VLow Tc Td



= 1.7 V = 0.22 ms = 0.44 ms



Vhigh Tc Td



= 3.2 V = 0.22 ms = 0.44 ms



1. Mencari Vlow dan Vhigh pin 6 1 Vlow = vcc 3



2 Vhigh = vcc 3



1 5v 3



2 Vhigh = 5v 3



Vlow = 1,67



Vhigh = 3,33



Vlow =



24



2. Mencari Tc dan Td Tc = 0.693(R1)C Tc = 0.693(4k7)50n Tc = 0,163Ms Tc = 0.693(R2)C Tc = 0.693(10k)50n Tc = 0,346mS Timing ketika IC menjadi High dan Low didapatkan dari rumus yang telah ditentukan dari dasar teori. Dikarenakan kedua resistor yaitu R1 dan R2 bernilai berbeda dan adanya penambahan dioda, maka timing saat high adalah saat arus melewati resistor 4k7 ohm dan timing saat low adalah ketika arus melewati resistor 10k ohm



25



PEMANFAATAN RISET Level pin 3 (VOut 1)



VLow Tb Stv



= 100mV = 0.5 ms/div = 5V/div



Level pin 6 (VOut 2)



Vhigh = 9V Tb = 0.5 ms/div Stv = 5V/div



INPUT LEVEL (volt)



VLow Tb Stv



= 0 mV = 0.5 ms/div = 5V/div



Vhigh = 5.75 mV Tb = 0.5 ms/div Stv = 5V/div



OUTPUT TIMING Pin 6



LEVEL Pin 6 (volt)



TIMING Pin 3



LEVEL Pin 3 (volt)



L



H



Tc



Td



L



H



Tc



Td



L



H



9V



9V



2.5ms



3.5ms



0V



6V



1.75 ms



4 ms



0V



9V



1. Mencari Vlow dan Vhigh pin 6 1 Vlow = vcc 3



2 Vhigh = vcc 3



1 5v 3



2 Vhigh = 5v 3



Vlow = 1,67



Vhigh = 3,33



Vlow =



26



2. Mencari Tc dan Td Output Tc = 0.693(R1+R2)C Tc = 0.693(4700+10k)50n Tc = 0.693(14.7k)(50n) Tc = 0,51ms Td = 0.693(R2)C Tc = 0.693(10k)50n Tc = 0,346mS Cara kerja pada rangkaian IC Timer 555 ini adalah dengan men-charge kapasitor hingga 2/3 Vcc kemudian men-discharge kapasitor hingga 1/3 Vcc, begitu seterusnya. Sehingga ketika kapasitor men-charge, gelombang menjadi high hingga 6V dan kemudian kapasitor men-discharge sehingga gelombang menjadi low hingga 3V Dikarenakan Pin RESET dihubungkan dengan function generator dengan input gelombang kotak amplitudo 9V dengan level L=0v da H=9V, maka ada suatu saat dimana pin reset tidak memiliki tegangan (0V). hal ini menyebabkan seluruh proses pada IC di reset, atau dengan kata lain dirubah menjadi LOW. Sehingga didapatkan gelombang yang ketika input pada pin 4 bernilai 0 (low) maka semua output baik pada pin 3 atau pin 6 bernilai 0 (low) juga.



Timing ketika IC menjadi High dan Low didapatkan dari rumus yang telah ditentukan dari dasar teori. Apabila dilihat dari grafik, saat gelombang input pin 4 bernilai HIGH, gelombang output pada pin 6 mengalami cycle 3 kali HIGH dan 2 kali LOW. Sehinga apabila dijumlahkan : T = 3Tc + 2Td = 3(510) + 2(346,5) = 1530 + 693 = 2223us = 2.2ms Ini merupakan nilai dari Tc pada Input Pin 4. Namun, hasil dari simulasi menunjukkan nilai 2.53ms, dikarnakan sesaat setelah gelombang pada Input Pin 4 bernilai high, kapasitor mulai mengisi sampai 1/3 Vcc dulu baru 1/3 Vcc kembali. Oleh karena itu, perlu ditambahkan timing lagi yaitu timing saat capasitor mulai mengisi dari 0.



27



Nilai Tc dan Td meskipun Vcc nya dirubah akan menghasilkan nilai yang tetap karena nilai resistor variabel dan R3 tetap, sehingga frekuensinya tetap. Jika frekuensi nya tetap, duty cyclenya juga tetap, ini menyebabkan nilai Tc dan Td tetap meskipun Vcc nya diubah.



B.2 Monostabil Gelombang



Tabel : f. Frekuensi 1 KHz



h. Frekuensi 100



g. Frekuensi 10



j. Frekuensi



KHz



KHz



1000KHz



i. Frekuensi 500 KHz



Frq



Input IN 1 TIMING



Khz



LEVEL



a.



0.5 ms



0.5 ms



0.5 ms



0v



5v



ST V 5v



b.



0.05 ms



0.05 ms



0.1 ms



0v



5v



5v



c.



5us



5us



10us



0v



5v



5v



Tc



Td



TB



L



H



OUTPUT LEVEL Pin 6



TIMING Tc



Td



625x 10-3 ms 150x 10-3 ms 85us



400x 10-3 ms 0.05 ms 5us



TB



LEVEL Pin 3



L



H



STV



L



0.5 ms



1.5v



3.25 v



5v



0v



5v



5v



0.1 ms



3v



3.5v



5v



0v



5v



5v



10us



3v



3.25



5v



0v



5v



5v



28



H



STV



d.



1us



1us



2us



0v



5v



5v



e.



0.5 us



0.5 us



1us



0v



5v



5v











900x 10-3 us 2.5 us



900x 2us 10-3 us 400x 1us 10-3 us



3.25 v



v 3.25 v



3.25 v



3.25 v



5v



0v



5v



5v



5v



0v



5v



5v



Mencari Tc : Tc = 1,1.R.C Tc = 1,1(4700)50n Tc = 258us Mencari Td 1. T = 1/f T = 1/1k T = 1ms Td = T – Tc Td = 1ms – 258us Td = 0,742ms 3.



T = 1/f T = 1/1.2k T = 0.83ms Td = T – Tc Td = 0.8ms – 258us Td = 0,542ms



2.



T = 1/f T = 1/1.1k T = 0.9ms Td = T – Tc Td = 0.9ms – 258us Td = 0,642ms



4.



T = 1/f T = 1/1.3k T = 0.77ms Td = T – Tc Td = 0.7ms – 258us Td = 0,442ms



29



BAB IV KESIMPULAN



1. Cara kerja IC TIMER 555 adalah dengan men-charge kapasitor hingga 2/3 Vcc kemudian men-discharge kapasitor hingga 1/3 Vcc, begitu seterusnya. 2. Cara kerja IC TIMER 555 adalah dengan men-charge kapasitor hingga 2/3 Vcc kemudian men-discharge kapasitor hingga 1/3 Vcc, begitu seterusnya. 3. Nilai Time Charge dan Time Discharge bergantung pada nilai R1 dan R2 pada rangkaian. 4. Ketika R1 dan R2 memiliki nilai yang sama, maka nilai Tc akan sama dengan nilai Td.Sedangkan jika nilai R1 dan R2 berbeda, maka nilai Tc dan Td juga akan berbeda 3. 5. Fasilitas reset dianalogikan sebuah gerbang utama dari IC, dimana ketika reset berlogika 1maka akses pintu dibuka untuk operasional IC dan sebaliknya ketika pin reset berlogika 0,maka akses pintu dan operasional terhenti bernilai 0.



30