Flasher LED Merah CMOS 555 – Sirkuit Pulsa LED Merah Tahan Lama, Rendah Daya

PARTS AND MATERIALS

• Dua baterai AAA
• Klip baterai (Radio Shack catalog #270-398B)
• Satu multimeter digital (DVM) atau meter tegangan–arus (VOM)
• U1 – IC timer CMOS TLC555 (Radio Shack catalog #276-1718 atau setara)
• D1 – LED merah (Radio Shack catalog #276-041 atau setara)
• R1 – resistor 1,5 MΩ, ¼ W, 5%
• R2 – resistor 47 kΩ, ¼ W, 5%
• C1 – kapasitor tantalum 1 µF (Radio Shack catalog 272-1025 atau setara)
• C2 – kapasitor elektrolitik 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. 3, Ch. 9: “Electrostatic Discharge”

Lessons In Electric Circuits, Vol. 4, Ch. 10: “Multivibrators”

LEARNING OBJECTIVES

• Menerapkan konstanta waktu RC ke sirkuit dunia nyata
• Mengimplementasikan konfigurasi astable multivibrator CMOS 555
• Memahami dan menghitung rasio tugas
• Menangani komponen sensitif ESD dengan aman

SCHEMATIC DIAGRAM

ILLUSTRATION

INSTRUCTIONS

Karena CMOS 555 sangat sensitif terhadap ESD, lindungi sesuai dengan Volume 3, Ch. 9 sebelum menghubungkan baterai. IC mengkonsumsi arus sangat sedikit, namun akan menguras baterai dengan cepat jika LED diempon secara terus-menerus. Desain ini menggunakan laju flash lambat dan jaringan timing dengan nilai tinggi untuk menjaga arus rata-rata di bawah 1 mA.

TLC555 mendukung rentang pasokan 2 V hingga 18 V, memungkinkan operasi dari pasangan baterai AAA 1½ V tunggal. Output mengemudi LED untuk pulsa 30 ms pada laju flash 1 Hz, memberikan rasio tugas sekitar 3%. Dengan asumsi rating LED 20 mA, arus rata-rata hanya 0,6 mA, jadi LED dapat menyala selama beberapa bulan pada sel AAA.

Gunakan resistor besar untuk membatasi arus, dan jaga kapasitor elektrolitik (C2) terisi selama periode "mati" 97% untuk menyegarkan tegangan pasokan. Triki sederhana ini memperpanjang umur baterai jauh di luar kapasitas nominal.

Setelah merakit rangkaian, LED harus berkedip segera. Anda dapat memverifikasi arus yang sangat rendah dengan mengukur output baterai saat TLC555 menyala; bacaan typis antara 9 mA dan 24 mA tergantung pada batch chip.

THEORY OF OPERATION

Intinya, sirkuit ini adalah astable multivibrator standar. Transistor internal pin 7 mengisi dan mengosongkan kapasitor timing (C1) melalui R1 dan R2. Ketika tegangan kapasitor mencapai 2/3 V_CC, flip‑flop mereset, menghidupkan transistor pengosongan dan menarik tegangan ke bawah ke 1/3 V_CC. Siklus berulang, menghasilkan output persegi yang mengemudi LED.

Kapasitor besar C2 menyimpan sebagian besar energi baterai selama periode "mati" 97%, memberikan pulsa arus singkat selama periode "nyala" 3%. Ini sangat mengurangi beban rata-rata pada baterai.

Karena arus output TLC555 menurun seiring penurunan tegangan pasokan, kecerahan LED redup saat baterai habis. Meskipun demikian, sirkuit terus berkedip, menunjukkan efektivitas desain daya rendah ini.