PERCOBAAN 4

BAB VI

Percobaan 4

RANGKAIAN ASTABIL MULTIVIBRATOR

1. Tujuan : Agar Bintara Siswa mampu memperatekan rangkaian Astabil Multivibrator

2. Alat dan Bahan :

a. IC Timer NE555

b. R2 10 Ω

c. Capasitor 100 µF

d. PCB

e. LED

f. Toolkit; dan

g. Avometer

3. Dasar Teori :

a. Astabel Multivibrator

Astabil Multivibrator dapat dikatakan juga sebagai multivibrator bergerak bebas. MV bergerak bebas ini mengandung osilator yang dikontrol oleh kristal dengan pengubah yang digunakan untuk menaikkan gelombang persegi. MV ini sering disebut juga dengan detak/clock bila digunakan dalam sistem digital. Clock memerlukan pulsa gelombang persegi dengan waktu naik turun yang cepat. MV astabil menghasilkan aliran kontinu pulsa-pulsa keluaran. oscillator free running yang bergerak di dua level digital pada frekuensi tertentu dan duty cycle tertentu. Multivibrator merupakan jenis osilator relaksasi yang sangat penting. Rangkaian osilator ini menggunakan jaringan RC dan menghasilkan gelombang kotak pada keluarannya. Astabel multivibrator biasa digunakan pada penerima TV untuk mengontrol berkas elektron pada tabung gambar. Pada komputer rangkaian ini digunakan untuk mengembangkan pulsa waktu. Sebuah multivibrator terdiri atas dua penguat yang digandeng secara silang.Keluaran penguat yang satu dihubungkan dengan masukan penguat yang lain. Karena masing-masing penguat membalik isyarat masukan, efek dari gabungan ini adalah berupabalikan positif. Dengan adanya (positif) balikan, osilator akan “regenerative” (selalu mendapatkan tambahan energi).dan menghasilkan keluaran yang kontinyu.

Gambar. Square wave

b. IC Timer NE555

IC Timer atau IC Pewaktu adalah jenis IC yang digunakan untuk berbagai Rangkaian Elektronika yang memerlukan fungsi Pewaktu dan multivibrator didalamnya. Beberapa rangkaian yang memerlukan IC Timer diantaranya seperti Waveform Generator, Frequency Meter, Jam Digital, Counter dan lain sebagainya. IC Timer atau IC Pewaktu yang paling populer saat ini adalah IC 555 yang dikembangkan oleh Hans R. Camenzind yang bekerja untuk Signetic Corporation pada tahun 1970-an. Pada dasarnya, IC Timer 555 merupakan IC Monolitik pewaktu yang menghasilkan Osilasi (Oscilation) dan Waktu Penundaan (Delay Time) dengan keakuratan dan kestabilan tinggi. IC Timer 555 yang umum digunakan adalah IC Timer 555 yang berbentuk DIP (Dual Inline Package) dengan 8 kaki terminalnya. Namun seiring dengan perkembangannya, saat ini kita dapat menemui beberapa versi IC 555, diantaranya seperti IC 556 yang menggabungkan 2 buah IC 555 dalam satu kemasan (14 kaki), IC 558 yang menggabungkan 4 buah IC555 dalam satu kemasan (16 kaki) serta IC555 yang mengkonsumsi daya rendah seperti 7555 dan TLC555. Harga sebuah IC 555 yang berbentuk DIP 8 kaki cukup murah, yaitu sekitar Rp. 2.000 hingga Rp. 5.000 tergantung merek dan tipenya. Nama IC 555 diambil dari 3 buah resistor yang terdapat dalam kemasan IC dengan nilai masing-masingnya 5kΩ.

Susunan dan konfigurasi kaki IC Timer NE555

Berikut ini adalah susunan dan konfigurasi Kaki IC 555 yang berbentuk DIP 8 kaki.

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 kecil dari 1/3Vcc).
Kaki 3 (OUT) : Terminal Output (Keluaran) yang memiliki 2 keadaan yaitu “Tinggi/HIgh” dan “Rendah/Low”.
Kaki 4 (RESET) : Terminal Reset. Apabila kaki 4 digroundkan, Output IC akan menjadi rendah dan menyebabkan perangkat ini menjadi OFF. Oleh karena itu, untuk memastikan IC dalam kondisi ON, Kaki 4 biasanya diberikan sinyal “High”.
Kaki 5 (CONT) : Terminal Control Voltage (Pengatur Tegangan), memberikan akses terhadap pembagi tegangan internal. Secara default, tegangan yang ditentukan adalah 2/3 Vcc.
Kaki 6 (THRES) : Terminal Threshold, digunakan untuk membuat Output menjadi “Low”. Kondisi “Low” pada Output ini akan terjadi apabila Kaki 6 atau Kaki Threshold ini berubah dari Low menuju > 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 adalah “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).

c. Capasitor

Capasitor atau kondensator adalah sebuah komponen yg bisa sebagai penyimpan energi didlm medan listrik, caranya ialah dengan memadukan ketidak-seimbangan intern dr muatan listriknya. Dari arti tersebut bisa kita tarik sebuah kesimpulan mengenai fungsi kondensator, secara umum yaitu menyimpan sejumlah energi ke dlm medan listrik.Ada 3 jenis kondensator yang dibagi berdasarkan kegunaannya, yaitu:

1. Kondensator Elektrolit (ELCO = Electrolite Condenser)

2. Kondensator Variabel (nilai kapasitasnya bisa diubah)
3. Kondensator Tetap (nilai kapasitasnya tak bisa diubah/ tetap)

Simbol Kondensator pada skema elektronika

1. Bila ia memiliki 2 kaki dan 2 kutub (positif dan negatip), serta mempunyai larutan elektrolit dan umumnya memiliki bentuk tabung. Lambang :

2. Bila nilai kapasitasnya rencah dari yang lain, kemudian memiliki kutub negatif ataupun positif dikakinya, serta bentuknya bulat pipih seperti kancing baju/tablet dgn warna coklat; hijau; merah; dll. Lambang:

d. PCB

PCB adalah singkatan dari Printed Circuit Board yang dalam bahasa Indonesia sering diterjemahkan menjadi Papan Rangkaian Cetak atau Papan Sirkuit Cetak. Seperti namanya yaitu Papan Rangkaian Tercetak (Printed Circuit Board), PCB adalah Papan yang digunakan untuk menghubungkan komponen-komponen Elektronika dengan lapisan jalur konduktornya.

e. Avo Meter (ampere voltase ohm)

Avo meter adalah sebuah alat ukur multifungsi. Avometer berasal dari kata Avo dan Meter. “A” artinya ampere untuk mengatur arus listrik. “v” artinya Voltase untuk mengukur tegangan. “O” artinya Ohm untuk mengukur Ohm atau hambatan. Meter yaitu satuan dari ukuran secara umum untuk mengukur arus, tegangan searah (DC) dan hambatan listrik. Avo meter terdapat Avometer Analog dan Avometer Digital.

f. LED

LED adalah komponen elektronik yang dapat memancarkan cahaya ketika dilalui arus listrik pada kedua kutubnya. Arus Listrik mengalir dari Kutub positif (anoda) menuju kutub negative (katoda).

g. Toolkit.

Tool kit elektronika atau peralatan pendukung dalam praktik elektronika terdiri dari beberapa macam. Untuk mendukung praktik elektronika di rumah dapat menggunakan toolkit standart yang dapat dibeli di toko elektronika.

- Tool Kit Elektronika

Toolkit elektronika pada dasarnya dapat dikategorikan dalam 2 kelompok yaitu:
1. Tool kit elektronika untuk merakit komponen elektronika
2. Tool kit elektrnoika untuk mengukur besaran elektronika

-Tool Kit Elektronika Untuk Merakit Komponen Elektronika

Toolkit untuk merakit komponen elektronika terdiri dari beberapa peralatan sebagai berikut :

Solder Listrik

Solder merupakan toolkit elektronika yang pokok dalam merakit komponen elektronika, fungsi solder adalah untuk mencairkan timah sebagai perekat kaki komponen elektronika pada jalur PCB. Untuk memilih solder sebaiknya disesuaikan dengan kebutuhan, apabila kita sering merakit komponen seperti IC komponen kecil yang sensitif terhadap temperature tinggi sebaiknya memilih solder dengan daya 25 watt – 40 watt dan memilih ujung atau mata solder dengan ujung yang kecil dan bagus dalam menghantarkan panas sehingga proses menyolder dapat dilakukan dengan cepat.

Timah Solder

Timah solder merupakan bahan perekat kaki komponen dengan jalur PCB. Timah solder yang ada dipasaran dapat kita temui dengan berbagai macam ukuran diameter dan kualitas. Timah solder dengan diameter kecil cocok untuk meyolder IC, sedangkan untukukuran yang lebih besar dapat dipergunakan untukmenyolder kakikomponen yang besar pada permukaan jalur PCB yang lebar.

Tang Potong

Tang potong merupakan toolkit yang berfungsiuntukmemotong sisa kaki komponen yang telah disolder. Dalam memotong kaki komponen yang telah tersolder perlu diingat untuk tidak mengungkit kaki komponen tersebut karena bisa mengakibatkan permukaan jalur PCB terangkat atau retak. Oleh karena itu untuk memilih tang potong ini perlu dipilih tang dengan ujung yang runcing sehingga dapat masuk ke celah yang sempit dan tajam sehingga sekali tekan langsung terpotong kaki komponen tersebut.

Tang Lancip

Tang lancip berfungsi untuk melipat atau membengkokan kaki komponen elektronika sebelum di pasang pada papan PCB. Tang lancip untuk keperluan elektronika ini ada beberapa jenis yang dapat digunakan.Gambar tersebut merupakan beberap contoh tang lancip yang dapat dipilih untuk keperluan elektronika

Atractor / Penyedot Timah

Atractor atau penyedot timah merupakan toolkit yang kita butuhkan apabila inginmelepas komponen elektronika yang telah disolder pada papan PCB. Untuk atractor sebaiknya pilihlah atractor yang telah dilengkapi dengan ujung silicon sehingga ujung permukaan atractor tidak rucak apabila terkena panas solder. Apabila kita telah memiliki atractor dengan ujung plastik biasa maka kita dapat menambahkan ujung silicon secara manual.

Pinset

Pinset merupakan toolkit yang berfungsi untuk memegang komponen elektronika yang akan disolder. Penggunaan pinset ini kita perlukan apabila kita akan menyolder pada daerah yang sempit dan tidak terjangkau tangan atau terlalu panas apabila yang kita solder tersebut kita pegang dengan tangan, sebagai contoh penggunaan pinset dalam praktik elektronika adalah pada saat menyolder kabel pada saklar yang telah terpasang pada box dan tidak terjangkau tangan ataupun tang lancip.

-Tool Kit Elektrnoika Untuk Mengukur Besaran Blektronika

Toolkit untuk mengukur besaran listrik untukkeperluan praktik elektronika ada beberapa macam sebagai berikut.

Multimeter

Multimeter atau multi tester merupakan alat ukur serbaguna dalam praktik elektronika, hal ini karena multi meter dapat digunakan untuk mengukur arus, tegangan dan hambatan listrik. Untuk mengukur arus listrik multi meter memilki pilihan Ampere meter, kemudian untuk mengukur tegangan listrik multimeter memiliki pilihan Volt meter DC dan AC, kemudian untuk mengukur resistansiatau hambata multimeter memiliki pilihan Ohm meter. Bahkan pada multimeter yang baru saat ini dapat digunakan untuk mengetahui faktor penguatan transsitor (Hfe).

Osciloscope

Osciloscope merupakan perangkat elektronika yang berfungsi untukmengukur dan mengetahui bentuk gelombang atau sinyal listrik. Penggunaan osciloscope ini cukup jarang karena harga dari osciloscope yang mahal. Oleh karena itu tidak semua praktisi elektronika memiliki osciloscope. Penggunaan osciloscope ini pada umumnya digunakan dalam penelitian sinyal pada percobaan di lab.

Frekuensi Meter / Frekuensi Counter

Frekuensi meter atau frekuensi counter merupakan toolkit elektronik yang berfungsi untuk mengetahui frekuensi suatu sinyal, Penggunaan frekuensi meter ini pada umumnya digunakan oleh praktisi elektronika dibidang frekuensi radio

h. Variabel Resistor.

Resistor variabel atau biasa disebut resistor tidak tetap merupakan salah satu jenis komponen resistor yang nilai hambatannya dapat berubah-ubah (variable). Perubahan nilai dari resistor variabel biasanya dimanfaatkan untuk mengatur sesuatu yang sifatnya tidak tetap dan bergantung dari kondisi penerapanrangkaian.Simbol resistor variabel pada umumnya digambarkan seperti simbol resistor dengan tanda panah ditengahnya atau tanda yang menyerupai huruf "T" namun agak miring sebagai simbol trimpot atau preset. Karena kebanyakan resistor variabel berkaki tiga maka panah yang berada ditengah merupakan kaki ketiga yang berada ditengah dengan nilai resistansi yang berubah-ubah terhadap kaki pinggir. Perubahan nilai resistor ini tergantung pada posisi kaki tengah terhadap kaki pinggir.

4. Langkah-langkah percobaan :

a. Siapkan seluruh komponen

b. Solder resistor 1, resistor 2, kondektor1, kondektor 2, batrai, LED serta IC ne 555 dalam satu rangkaian

c. Dari seluruh rangkaian ini :

Diketahui : F = 400 kHz

R2=10 Ω

C = 100 nF

Ditanya : R2 ?

Jawab :

T = 1/f

1/400.000 x 1000.000 = 2,5 mF

T = T1 + T2

2,5mF = 0,693 (2R1 + R2).C

2,5/0,693 = (2R1+ 10) 100 nF

3,61 = (2R1+ 10) 100 nF

3,61.10^-6/10^-7= 2R1 + 10

36,1 = 2R1 + 10

36,1 -10 = 2R1

26,1/2 = R1

13,05 = R1

Persen resistor 1 : 13,05/10 x 100 %= 1,305

d. Setelah dirangkai sambungkan dengan alat untuk mengetahui nilai dan grafik nya.

5. Analisa Rangkaian :

Dari praktek diatas dapat disimpulkan cara kerja umum multivibrator adalah penguat transistor dua tingkat yang dihubungkan dengan kondensator dimana output dari tingkat yang terakhir dihubungkan dengan penguat pertama, sehingga kedua transistor itu akan saling umpan balik.

Pulsa tegangan itu terjadi selama 1 periode yang ditentukan oleh komponen-komponen penyusun rangkaian multivibrator tersebut. Rangkaian tersebuthanya mengubah keadaan tingkat tegangan keluarannya diantara 2 keadaan, masing-masing memiliki periode yang tetap.apabila pin6 dan pin 2 dihubungkan maka akan memicu dirinya sendiri dan bergerak bebas sebagai multivibrator , rangkaian multivibrator tersebut akan bekerja secara bebas dan tidak lagi memerlukan pemicu.

6. Kesimpulan :

Di sini timer 555 dihubungkan sebagai Multivibrator Astabil yang menghasilkan bentuk gelombang keluaran kontinyu. Pin 2 dan 6 dihubungkan bersamaan sehingga akan memicu kembali dirinya pada setiap siklus waktu, sehingga berfungsi sebagai Osilator Astabil. Rangkaian astabil multibrator ditentukan oleh rangkaian pasif yaitu : R= resistor(Ω), L = inductor (H), dan C = capasitor (f).

Kapasitor, C1 mengisi melalui resistor, R1 dan resistor, R2 namun hanya dilepaskan melalui resistor, R2 karena sisi lain R2 terhubung ke terminal pelepasan , pin 7. Maka periode waktu t₁ dan t₂ diberikan sebagai:

• t₁ = 0,693 (R₂ ) C

• t₁ = 0,693 (R₁ + R₂ ) C

•T=t₁ +t₂

=0,693(2R₁ +R₂ )C

Tegangan di kapasitor, C1 berkisar antara 1/3 Vcc sampai sekitar 2/3 Vcc tergantung pada periode waktu RC. Rangkaian jenis ini sangat stabil karena beroperasi dari rel supply tunggal sehingga menghasilkan frekuensi osilasi yang tidak bergantung pada tegangan supply Vcc.