Osilator Histeretik 555 – Bangun RC Multivibrator Klasik

PART & BAHAN

• 1 × baterai 9 V
• Klip baterai (Radio Shack catalog # 270‑325)
• Mini hook clips (disolder ke klip baterai, Radio Shack catalog # 270‑372)
• U1 – IC timer 555 (Radio Shack catalog # 276‑1723)
• D1 – LED merah (Radio Shack catalog # 276‑041 atau setara)
• D2 – LED hijau (Radio Shack catalog # 276‑022 atau setara)
• R1, R2 – resistor 1 kΩ, ¼ W
• R3 – resistor 10 Ω, ¼ W
• R4 – potensiometer 10 kΩ, 15-putaran (Radio Shack catalog # 271‑343)
• C1 – kapasitor 1 µF (Radio Shack catalog # 272‑1434 atau setara)
• C2 – kapasitor 100 µF (Radio Shack catalog # 272‑1028 atau setara)

 

CROSS‑REFERENCES

• Lessons In Electric Circuits, Vol. 1, Ch. 16 – Voltage and Current Calculations
• Lessons In Electric Circuits, Vol. 1, Ch. 16 – Solving for Unknown Time
• Lessons In Electric Circuits, Vol. 4, Ch. 10 – Multivibrators
• Lessons In Electric Circuits, Vol. 3, Ch. 8 – Positive Feedback

 

LEARNING OBJECTIVES

• Memahami bagaimana Schmitt trigger menggerakkan osilator RC sederhana.
• Menerapkan konsep konstanta waktu RC untuk mengontrol frekwensi osilasi.
• Menjelajahi salah satu konfigurasi astable multivibrator 555‑timer.

 

SCHEMATIC DIAGRAM

Skematis berikut menunjukkan satu tata letak umum untuk osilator ini. Representasi setara kedua juga disediakan di bawah ini.

 

 

 Alternatifnya, sirkuit dapat digambar dengan 555 dalam konfigurasi pin yang sedikit berbeda, seperti diilustrasikan di bawah ini:

 

 

ILLUSTRATION

 

 

INSTRUCTIONS

Ini adalah salah satu osilator RC paling dasar yang dapat Anda bangun. Ini sederhana, sangat dapat diprediksi, dan ideal untuk mendemonstrasikan prinsip inti dari multivibrator yang dioperasikan oleh Schmitt‑trigger.

Fitur kunci:

• Frekuensi dasar: ≈0,7 Hz – setiap LED beralih sekali per detik.
• Frekuensi dapat disesuaikan melalui potensiometer 10 kΩ (R4). Memutarnya searah jarum jam menurunkan frekuensi, akhirnya memasuki rentang yang dapat didengar. Dengan kapasitor timing 1 µF, frekuensi dapat naik hingga ~70 kHz, masuk ke rentang ultrasonik.
• LED memberikan konfirmasi visual dari output persegi. Gelombangnya sedikit asimetris karena transistor output 555 tidak dapat berosilasi sepenuhnya ke rel pasokan. Menggunakan 555 CMOS (misalnya, TLC555, Radio Shack # 276‑1718) menghasilkan gelombang persegi dengan rasio tugas hampir 50%.
• R3 melindungi 555 dari overheat saat kapasitor memekan bagian AC output ke ground pada baterai 9 V segar. Menghilangkan R3 dapat menyebabkan panas berlebihan; uji ini hanya untuk singkat dan dengan hati-hati.

Untuk memverifikasi sweep frekuensi, hubungkan speaker piezoelektrik atau Audio Detector dari Lessons In Electric Circuits, Vol. VI, Ch. 3, Sec. 12. Saat potensiometer berputar, Anda akan mendengar nada naik secara real time.

Catatan keamanan: hindari menarik arus besar melalui kawat LED; batas arus internal 555 melindungi sirkuit tetapi arus berlebihan akan merusak LED.

 

THEORY OF OPERATION

Dalam konfigurasi ini 555 bertindak sebagai osilator histeretik – tipe osilator relaksasi yang bergantian di antara dua kondisi stabil. Frekuensi ditentukan oleh jaringan RC pada pin 6 dan 2, dan rumusnya adalah:

f = 0.7 / (R × C)

Karena ambang threshold dan trigger 555 bergeser dengan tegangan pasokan, frekuensi osilator tetap relatif stabil di seluruh rentang tegangan, asalkan batasan output rail‑to‑rail diperhitungkan. Asimetri gelombang persegi timbul dari output swing yang tidak ideal, tetapi timing tetap diatur sepenuhnya oleh pasangan RC.

Gambar di bawah ini mengilustrasikan kurva pengisian dan pengosongan, pulsa panjang awal, dan gelombang persegi asimetris yang dihasilkan.

 

 

Coba Osilator Astable 555 Timer kami di bagian Tools.