555 Multivibrator Monostabil

BAGIAN DAN BAHAN

• Satu Baterai 9V
• Klip Baterai (Katalog Radio Shack # 270-325)
• Klip Kait Mini (disolder ke Klip Baterai, katalog Radio Shack # 270-372)
• Jam tangan dengan jarum detik/tampilan atau Stop Watch
• Kabel, 11/2” hingga 2” (3,8 mm hingga 5 mm), dilipat menjadi dua (ditunjukkan sebagai kabel merah dalam ilustrasi)
• U1 - IC pewaktu 555 (Katalog Radio Shack #276-1723)
• D1 - Dioda pemancar cahaya merah (Katalog Radio Shack # 276-041 atau yang setara)
• D2 - Dioda pemancar cahaya hijau (Katalog Radio Shack # 276-022 atau setara)
• Resistor R1,R2 - 1 KΩ 1/4W
• Resistor Rt - 27 KΩ 1/4W
• Rt - Resistor 270 KΩ 1/4W
• C1,C2 - 0,1 F Kapasitor (Katalog Radio Shack 272-1069 atau setara)
• Ct - 10 F Kapasitor (Katalog Radio Shack 272-1025 atau setara)
• Ct - 100 F Kapasitor (Katalog Radio Shack 272-1028 atau setara)

REFERENSI SILANG

Pelajaran Dalam Rangkaian Listrik , Volume 1, bab 13:“Medan listrik dan kapasitansi”

Pelajaran Dalam Rangkaian Listrik , Volume 1, bab 13:“Kapasitor dan kalkulus”

Pelajaran Dalam Rangkaian Listrik , Volume 1, bab 16:“Perhitungan tegangan dan arus”

Pelajaran Dalam Rangkaian Listrik , Volume 1, bab 16:“Memecahkan waktu yang tidak diketahui”

Pelajaran Dalam Rangkaian Listrik , Volume 4, bab 10:“Multivibrator monostabil”

TUJUAN PEMBELAJARAN

• Pelajari cara kerja Multivibrator Monostabil
• Pelajari aplikasi praktis untuk konstanta waktu RC
• Cara menggunakan timer 555 sebagai Multivibrator Monostabil

DIAGRAM SKEMATIK

ILUSTRASI

INSTRUKSI

Ini adalah salah satu sirkuit 555 paling dasar. Sirkuit ini adalah bagian dari lembar data chip ini, lengkap dengan matematika yang diperlukan untuk mendesain sesuai spesifikasi, dan merupakan salah satu alasan 555 disebut sebagai pengatur waktu.

LED hijau yang ditunjukkan pada ilustrasi menyala saat output 555 tinggi (yaitu, dialihkan ke Vcc), dan LED merah menyala saat output 555 rendah (dialihkan ke ground).

Multivibrator monostabil khusus ini (juga dikenal sebagai monostabil atau timer) bukan tipe yang dapat dipicu.

Ini berarti sekali dipicu akan mengabaikan masukan lebih lanjut selama siklus waktu, dengan satu pengecualian, yang akan dibahas di paragraf berikutnya.

Timer dimulai saat input menjadi rendah atau beralih ke permukaan tanah, dan output menjadi tinggi.

Anda dapat membuktikannya dengan menghubungkan kabel merah yang ditunjukkan pada ilustrasi antara ground dan titik B, melepaskannya, dan menyambungkannya kembali.

Ini adalah kondisi ilegal untuk input tetap rendah untuk desain ini melewati batas waktu.

Untuk alasan ini, R3 dan C1 ditambahkan untuk membuat pengkondisi sinyal, yang akan memungkinkan edge hanya memicu dan mencegah input ilegal.

Anda dapat membuktikannya dengan menghubungkan kabel merah antara ground dan titik A.

Timer akan dimulai ketika kabel dimasukkan ke dalam protoboard di antara dua titik ini, dan mengabaikan kontak lebih lanjut.

Jika Anda memaksa input timer untuk tetap rendah melewati batas waktu, output akan tetap tinggi, meskipun timer telah selesai. Segera setelah arde ini dihilangkan, pengatur waktu akan mati.

Rt dan Ct dipilih untuk durasi waktu 3 detik. Anda dapat memverifikasi ini dengan arloji, 3 detik cukup lama sehingga kita dapat mengukurnya dengan lambat.

Coba tukar Rt dan Ct dengan resistor 27 KO dan kapasitor 100 F. Karena jawaban rumusnya sama, tidak ada perbedaan dalam cara pengoperasiannya.

Selanjutnya coba tukar Rt dengan resistor 270 KO, karena konstanta waktu RC sekarang 10 kali lebih besar, Anda seharusnya mendekati 30 detik.

Resistor dan kapasitor mungkin masing-masing memiliki toleransi 5% dan 20%, sehingga waktu terhitung yang Anda ukur dapat bervariasi hingga 25%, meskipun biasanya akan jauh lebih dekat.

Fitur bagus lainnya dari 555 adalah kekebalannya dari tegangan catu daya.

Jika Anda menukar baterai 9V dengan baterai 6V atau 12, Anda akan mendapatkan hasil yang sama, meskipun intensitas cahaya LED akan berubah.

C2 sebenarnya tidak diperlukan. IC 555 memiliki opsi ini jika pengatur waktu digunakan di lingkungan di mana saluran catu daya berisik.

Anda dapat menghapusnya dan tidak melihat perbedaan. 555 itu sendiri merupakan sumber kebisingan karena ada periode waktu yang sangat singkat saat transistor di kedua sisi output berjalan, menciptakan lonjakan daya (diukur dalam nanodetik) dari catu daya.

TEORI OPERASI

Melihat skema fungsional yang ditunjukkan, Anda dapat melihat bahwa pin 7 adalah transistor yang sedang di-ground.

Transistor ini hanyalah sebuah saklar yang biasanya berjalan sampai pin 2 (yang terhubung melalui komparator C1, yang mengumpankan flip-flop internal) menjadi rendah, memungkinkan kapasitor Ct untuk mulai mengisi daya.

Pin 7 tetap mati sampai tegangan pada Ct mengisi 2/3 dari tegangan catu daya, di mana timer habis dan transistor pin 7 menyala lagi, keadaan normal di sirkuit ini.

Gambar di bawah akan menunjukkan urutan pensaklaran, dengan warna merah sebagai voltase lebih tinggi dan hijau sebagai ground (0 volt), dengan spektrum di antaranya karena ini pada dasarnya adalah sirkuit analog.

Grafik ini menunjukkan kurva muatan melintasi Ct.

Gambar 1 adalah titik awal dan akhir untuk sirkuit ini, di mana ia menunggu pemicu untuk memulai siklus waktu.

Pada titik ini transistor pin 7 aktif, menjaga kapasitor Ct tetap kosong.

Gambar 2 menunjukkan apa yang terjadi ketika 555 menerima pemicu, memulai urutan.

Ct belum sempat mengumpulkan voltase, tetapi pengisian daya telah dimulai.

Gambar 3 menunjukkan pengisian kapasitor, selama ini rangkaian dalam konfigurasi stabil dan output tinggi.

Gambar 4 menunjukkan sirkuit di tengah-tengah mati ketika mencapai batas waktu.

Kapasitor telah diisi hingga 67%, batas atas sirkuit 555, menyebabkan flip-flop internalnya beralih status.

Seperti yang ditunjukkan, transistor belum diaktifkan, yang akan melepaskan Ct saat diaktifkan.

Gambar 5 menunjukkan rangkaian setelah diselesaikan, yang pada dasarnya sama seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Sirkuit Pengatur Waktu