CMOS 555 Flasher LED Merah Durasi Panjang

BAGIAN DAN BAHAN

• Dua Baterai AAA
• Klip Baterai (Katalog Radio Shack # 270-398B)
• DVM atau VOM
• U1 - IC timer TLC555 CMOS (Katalog Radio Shack #276-1718 atau yang setara)
• Q1 - Transistor PNP 2N3906 (Katalog Radio Shack #276-1604 (15 paket) atau yang setara)
• Q2 - Transistor NPN 2N2222 (Katalog Radio Shack #276-1617 (15 paket) atau yang setara)
• D1 - Dioda pemancar cahaya merah (Katalog Radio Shack # 276-041 atau yang setara)
• R1 - 1,5 MΩ 1/4W 5% Resistor
• R2 - Resistor 47 KΩ 1/4W 5%
• R3 - Resistor 2.2 KΩ 1/4W 5%
• R4 - 27 1/4W Resistor 5% (atau uji pilih nilai yang lebih baik)
• C1 - 1 F Tantalum Capacitor (Katalog Radio Shack 272-1025 atau setara)
• C2 - 100 F Kapasitor Elektrolit (Katalog Radio Shack 272-1028 atau setara)

REFERENSI SILANG

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 3, bab 4 :“Transistor Sambungan Bipolar”

Pelajaran Dalam Rangkaian Listrik , Volume 3, bab 9 :“Muatan Listrik Statis”

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

TUJUAN PEMBELAJARAN

• Pelajari aplikasi praktis untuk konstanta waktu RC
• Pelajari salah satu dari beberapa Konfigurasi Multivibrator Astabil 555 timer
• Pengetahuan tentang siklus kerja
• Cara menangani bagian sensitif ESD
• Cara menggunakan transistor untuk meningkatkan penguatan arus
• Cara menghitung resistor yang benar untuk LED

DIAGRAM SKEMATIK

ILUSTRASI

INSTRUKSI

CATATAN! Proyek ini menggunakan bagian sensitif statis, CMOS 555. Jika Anda tidak menggunakan perlindungan seperti yang dijelaskan dalam Volume 3, Bab 9, Pemuatan Listrik Statis , Anda berisiko menghancurkannya.

Sirkuit yang ditunjukkan pada percobaan sebelumnya, CMOS 555 Durasi Panjang Minimum Bagian Flasher LED Merah , memiliki satu kelemahan besar, yaitu kurangnya kontrol arus LED. Eksperimen ini menggunakan skema dasar 555 yang sama dan menambahkan driver transistor untuk memperbaikinya.

Bagian yang digunakan untuk driver transistor ini tidak kritis. Ini dirancang untuk memuat TLC555 ke minimum absolut dan masih mengaktifkan Q2 sepenuhnya. Ini penting karena ketika tegangan baterai mendekati 2V, drive dari TLC555 dikurangi ke nilai minimumnya. Transistor bipolar dapat menjadi sakelar yang baik.

Karena LED dapat memiliki banyak variasi, R4 harus disesuaikan agar sesuai dengan LED spesifik yang digunakan. Arus dibatasi hingga 18,5ma dengan 27Ω dan Vf (tegangan jatuh ke depan LED) sebesar 2.5V, Vf LED sebesar 2.1V akan menarik 33ma, dan LED Vf 1,5 akan menarik 56mA. Yang terakhir terlalu banyak arus, belum lagi apa yang akan dilakukan untuk masa pakai baterai. Untuk memperbaiki ini gunakan 47Ω jika Vf adalah 2.1V, dan 75Ω jika Vf adalah 1,5V, dengan asumsi arus target adalah 20mA.

Anda dapat mengukur Vf dengan menggunakan jumper yang ditunjukkan dengan warna merah dalam ilustrasi, yang akan menyalakan LED secara penuh waktu. Anda dapat menghitung nilai R4 dengan menggunakan persamaan:

R4 =(3V-Vf) / 0,02A

Telah disebutkan dalam percobaan sebelumnya bahwa kapasitor C2 memperpanjang umur baterai. Eksperimen yang menarik adalah menghapus bagian ini secara berkala dan melihat apa yang terjadi. Pada awalnya Anda akan melihat peredupan LED, dan setelah satu atau dua minggu sirkuit akan mati tanpanya, dan kembali bekerja dalam beberapa detik saat diganti. Flasher ini akan bekerja selama 3 bulan menggunakan baterai alkaline AAA yang baru.

TEORI OPERASI

Oscillator CMOS 555 telah dijelaskan secara lengkap pada percobaan sebelumnya, sehingga driver transistor akan menjadi fokus dari penjelasan ini.

Driver transistor menggabungkan elemen konfigurasi kolektor umum pada Q1, bersama dengan konfigurasi emitor umum pada Q2. Ini memungkinkan resistansi input yang sangat tinggi sekaligus memungkinkan Q2 menyala sepenuhnya. Resistansi input transistor adalah (gain) transistor kali resistor emitor. Jika Q1 memiliki keuntungan 50 (nilai minimum) maka driver memuat TLC555 dengan lebih dari 100KΩ. Transistor dapat memiliki variasi penguatan yang besar, bahkan dalam keluarga yang sama.

Ketika Q1 menyala 1ma dikirim ke Q2. Ini lebih dari cukup untuk mengubah Q2 sepenuhnya, yang disebut sebagai saturasi. Q2 digunakan sebagai saklar sederhana untuk LED.