IC 555 : ASTABLE MULTIVIBRATOR

Astable Multivibrator

Aplikasi IC 555 yang satu ini merupakan kebalikan dari aplikasi sebelumnya yaitu monostable. pada astable sesuai dengan namanya yaitu astable yang artinya tidak stabil karena rangkaian ini tidak memiliki keadaan output yang stabil atau berubah-ubah. dari keadaan tersebut dapat dimanfaatkan untuk beberapa aplikasi dalam rangkaian kendali. keadaan ini diperoleh dari pengisian dan pengosongan kapasitor

Pada aplikasi ini IC 555 beroperasi sebagai osilator gelombang kotak (Square Wave Oscilator). kegunaannya sebagai generator pulsa, alarm keamanan, pemodulasi, lampu blink (kedip), dan sebagainya

rangkaian astable multivibrator adalah sebagai berikut :

gambar rangkaian astable multivibrator

rangkaian ini paling sering digunakan sebagai osilator gelombang kotak / pembangkit pulsa, terdapat perhitungan untuk nilai frekuensi output yang kita inginkan :

f = 1 / { ln (2) . (R1 + 2.R2) . C }

atau

karena nilai ln (2) ~ 0,7 sering juga dirumuskan sebagai berikut :

f = 1 / { 0,7 . (R1 + 2.R2) . C }

dengan keterangan sbb. :

f = frekuensi (Hz)

R1 dan R2 = resistor rangkaian (Ohm)

C = kapasitor rangkaian (Farad/F)

sebagai contoh : 

jika kita memiliki rangkaian astable dengan komponen berikut : R1 = 10 KOhm, R2 = 2 KOhm dan kapasitor (C) = 1 uF, maka nilai frekuensi outputnya adalah :

f = 1 / { 0,7 . (10000 + 2 . 2000) . 0,000001}

f = 102,04 Hz

jadi frekuensi output / gelombang output rangkaian adalah 102 Hz

seperti yang kita tahu sebelumnya bahwa karakteristik dari IC 555 adalah sebagai berikut :

Reset	Threshold	Trigger	Output
< 1V	-	-	0
-	> 2/3 Vcc	-	0
> 1V	< 2/3 Vcc	< 1/3 Vcc	1
> 1V	< 2/3 Vcc	> 1/3 Vcc	Memori
Control Voltage terhadap Common /GND terpasang Capasitor 0,001 mF

dalam perancangan yang biasa kita tentukan awal adalah ingin mencari berapa frekuensi output yang akan kita cari :

T = 0,7 . (R1 + 2.R2) . C

sedangkan nilai frekuensi adalah 

f = 1 / T

T = 1 / f

ketarangan :

T = periode gelombang (detik/sekon)

f = frekuensi (Hz)

R1 dan R2 = resistor rangkaian (Ohm)

C = kapasitor rangkaian (Farad/F)

nilai 0,7 dari ln (2).

dalam pengaplikasiannya selain nilai frekuensi yang kita cari masih ada parameter lain yang harus kita perhatikan yaitu duty cycle. 

apa itu ???

duty cycle ialah perbandingan pulsa high dan pulsa low pada satu gelombang. jika dalam suatu rangkaian astable MV dikatakan memiliki frekuansi output 2 KHz dengan duty cycle 70% berarti dalam sebuah periode gelombang output rangkaian 70% -nya adalah pada periode High

rumus duty cycle :

D = 1 - R2 / (R1 + 2.R2)

untuk periode high dan low

Th = D . T

R1 = {T / (0,7 . C)} – 2.R2 

dan 

Tl = T - Th

R2 = Tl / (0,7 . C) 

keterangan : 

D = Duty cycle  (%)

T = periode (detik/sekon)

Th = periode pulsa High (detik/sekon)

Tl = periode pulsa Low (detik/sekon)

R1 dan R2 = resistor rangkaian (Ohm)

C = kapasitor rangkaian (Farad/F)

nilai 0,7 dari ln (2).

gambar contoh pengukuran frekuensi output

dalam pengukuran diatas diapat dilihat periode gelombang adalah 508,7 us

gambar pengukuran duty cycle Th

dalam pengukuran diatas diapat dilihat periode gelombang pada saat pulsa high adalah 352,5 us

dutycycle = (352,5/508,7) x 100% = 69,92% atau kira-kira 70%

perlu diketahui untuk duty cycle minimum yang dapat dicapai oleh IC 555 adalah 50% jadi untuk membuat rangkaian astable multivibrator dengan duty cycle kurang dari itu diperlukan rangkaian tambahan yaitu rangkaian inverting atau pembalik baik dari gerbang NOT maupun transistor..... kita akan bahas pada post-post mendatang

Kasus :

semisal kita akan membuat sebuah osilator gelombang kotak dengan fout = 20 KHz dengan duty cycle = 60%, berikut adalah langkah-langkahnya :

tentunkan nilai kapasior (C) yang akan dipakai : misal 1 nF

(kita sebenarnya dapat memilih menentukan besar C atau R2 terlabih dahulu tetapi penulis menyarankan menentukan C saja karena jika yang dihitung adalah C biasanya nilainya sulit dicari di pasaran sedangkan R dapat menggunakan R variabel)

cari periode gelombang

T = 1/f = 1/20000 = 50 us

cari periode masing-masing keadaan

Th = D . T = 60% . 50 us = 30 us

Tl = T - Th = 50 - 30 = 20 us

hitung nilai R2

R2 = Tl / 0,7 . C 

R2 = 0,00002 / 0,7 . 0,000000001

R2 = 2000 / 0,7

R2 = 28571 Ohm ~ 29K

hitung nilai R1

R1 = (T / 0,7 . C) - 2 . R2

R1 = (0,00005 / 0,7 . 0,000000001) - 2 . 28571

R1 = 71428 - 57142

R1 = 16986 Ohm ~ 17K

buat rangkaian :

gambar rangkaian astable multivibrator

gambar pengukuran gelombang output pada simulasi livewire

sekian pos kesempatan kali ini semoga bermanfaat, selamat mencoba

terimakasih sudah berkunjung jika ada pertanyaan silakan komennn

SUMBER