Ic 555 Astable Multivibrator circuit operation

Astabil multivibrator Menggunakan 555 Timer

Sirkuit dan Operasi
 
  Hallo semua, kali saya ingin berbagi sedikit Rangkuman pemahaman saya tentang  Astabil multivibrator Menggunakan ic 555 Timer.
Astable multivibrator juga disebut sebagai Free Running multivibrator. Ini tidak memiliki bagian yang stabil dan terus beralih antara dua bagian tanpa penerapan pemicu eksternal. IC 555 dapat dibuat untuk bekerja sebagai multivibrator astabil dengan penambahan tiga komponen eksternal: dua resistor (R1 dan R2) dan kapasitor (C). Skema dari IC 555 sebagai multivibrator astabil bersama dengan tiga komponen eksternal ditampilkan di bawah.

Gb. Ic 555 Astable multivibrator

Pin 2 dan 6 yang terhubung dan karenanya tidak perlu untuk memicu pulsa eksternal. Ini akan terpicu dan bekerja sebagai sistem free multivibrator. Sisa dari koneksi adalah sebagai berikut: pin 8 terhubung untuk memasok tegangan (VCC). Pin 3 adalah terminal output dan karenanya output tersedia di pin ini. Pin 4 adalah pin reset eksternal.Pada waktu posisi rendah sesaat pada pin ini akan mereset timer. Oleh karena itu ketika tidak digunakan, pin 4 biasanya terkait dengan VCC.

Kontrol tegangan diterapkan pada pin 5 akan mengubah tingkat tegangan ambang. Tapi untuk penggunaan normal, pin 5 terhubung ke ground melalui kapasitor (biasanya 0.01μF), sehingga suara gangguan eksternal dari terminal disaring. Pin 1 adalah terminal ground. Waktu sirkuit yang menentukan lebar pulsa output terdiri dari R1, R2 dan C.

Operasi

Skema berikut menggambarkan sirkuit internal dari IC 555 operasi dalam mode astabil. RC waktu sirkuit menggabungkan R1, R2 dan C.

Gb. Ic 555 internal circuit

Awalnya, pada power-up, flip-flop adalah RESET (dan karenanya output dari timer rendah). Akibatnya, transistor debit didorong untuk saturasi (seperti yang terhubung ke Q '). Kapasitor C dari rangkaian waktu terhubung pada Pin 7 dari IC 555 dan akan discharge melalui transistor. Output dari timer pada saat ini rendah. Tegangan kapasitor yang tidak lain adalah tegangan pemicu. Jadi sementara pemakaian, jika tegangan kapasitor menjadi kurang dari 1/3 VCC, yang merupakan tegangan referensi untuk memicu komparator (komparator 2), output dari komparator 2 akan menjadi tinggi. Ini akan SET flip-flop dan karenanya output dari timer di pin 3 menjadi  TINGGI.

output tinggi ini akan berubah OFF transistor. Akibatnya, kapasitor C mulai pengisian melalui resistor R1 dan R2. Sekarang, tegangan kapasitor adalah sama dengan tegangan ambang (seperti pin 6 terhubung ke kapasitor resistor junction). Saat pengisian, kapasitor tegangan meningkat secara eksponensial terhadap VCC dan saat melintasi 2/3 VCC, yang merupakan tegangan referensi untuk ambang komparator (komparator 1), outputnya menjadi tinggi.
Akibatnya, flip-flop menjadi RESET. Output dari timer jatuh ke LOW. output yang rendah ini akan sekali lagi menyalakan transistor yang menyediakan jalan keluarnya untuk kapasitor. Oleh karena itu kapasitor C akan discharge melalui resistor R2. Dan karenanya siklus berulang terus.
Jadi, ketika kapasitor pengisian, tegangan kapasitor naik secara eksponensial dan tegangan output pada pin 3 adalah tinggi. Demikian pula, ketika kapasitor pemakaian, tegangan kapasitor jatuh secara eksponensial dan tegangan output pada pin 3 rendah. Bentuk gelombang keluaran adalah gelombang pulsa persegi panjang.

Saat pengisian, kapasitor melalui resistor R1 dan R2. Oleh karena itu, waktu pengisian konstan adalah (R1 + R2) C sebagai resistansi total di jalur pengisian R1 + R2. Sementara pemakaian, kapasitor dibuang melalui resistor R2 saja. Oleh karena itu debit konstanta waktu R2C.

Siklus atau Duty cycle

Konstanta waktu pengisian dan pemakaian tergantung pada nilai-nilai resistor R1 dan R2. Umumnya, waktu pengisian konstan adalah lebih dari waktu pemakaian konstan. Oleh karena itu output TINGGI tetap lebih lama dari output LOW dan karena gelombang keluaran tidak simetris. siklus adalah parameter matematika yang membentuk hubungan antara output tinggi dan output yang rendah. Duty Cycle didefinisikan sebagai rasio waktu output TINGGI yaitu waktu ON untuk total waktu siklus.

Jika T ON adalah waktu untuk output tinggi dan T adalah periode waktu satu siklus, maka siklus D diberikan oleh
D = TON / T
Oleh karena itu, persentase Duty Cycle diberikan oleh
% D = (TON / T) * 100
T adalah jumlah dari TON (waktu charge) dan T OFF (waktu discharge).
Nilai T ON atau waktu untuk pengisian (untuk output tinggi) TC diberikan oleh
TC = 0,693 * (R1 + R2) C
Nilai T OFF atau waktu pembuangan (untuk output rendah) TD diberikan oleh
TD = 0.693 * R2C
Oleh karena itu, jangka waktu untuk satu siklus T diberikan oleh
T = TON + TOFF = TC + TD
T = 0,693 * (R1 + R2) C + 0.693 * R2C
T = 0,693 * (R1 + 2R2) C

Oleh karena itu,% D = (TON / T) * 100
% D = (0,693 * (R1 + R2) C) / (0.693 * (R1 + 2R2) C) * 100
% D = ((R1 + 2R2)) / ((R1 + 2R2)) * 100

Jika T = 0,693 * (R1 + R2) C, maka frekuensi f diberikan oleh
f = 1 / T = 1 / 0.693 * (R1 + 2R2) C
f = 1,44 / ((R1 + 2R2) C) Hz

     Temukan R1, R2 dan C1 untuk berbagai frekuensi yang berbeda adalah sebagai berikut:

R1 dan R2 harus berada dalam kisaran 1k untuk 1M. Cara terbaik adalah untuk memilih C1 pertama (karena kapasitor tersedia hanya dalam beberapa nilai-nilai) sesuai dengan rentang frekuensi dari tabel berikut.

Gb. Tabel R1,R2 dan C

Pilih R2 untuk memberikan frekuensi (f) yang Anda butuhkan.
R2 = 0,7 / (f × C1)

Pilih R1 menjadi sekitar sepersepuluh dari R2 (1k min.)

Aplikasi dari astabil multivibrator
Pembangkit Gelombam persegi
Siklus tugas dari multivibrator astabil selalu lebih besar dari 50%. Sebuah gelombang persegi diperoleh sebagai output dari multivibrator astabil ketika siklus adalah 50% persis. duty cycle dari 50% atau sesuatu yang kurang dari itu tidak mungkin dengan IC 555 sebagai multivibrator astabil yang disebutkan di atas. Beberapa modifikasi harus dilakukan untuk sirkuit.

modifikasi adalah dengan menambahkan dua dioda. satu dioda secara paralel dengan resistor R2 dengan katoda menghadapi kapasitor dan dioda lain dalam seri dengan resistor R2 dengan anoda menghadapi kapasitor. Dengan menyesuaikan nilai-nilai dari resistor R1 dan R2, siklus di kisaran 5% sampai 95% dapat diperoleh termasuk output gelombang persegi. Sirkuit untuk Pembangkit Gelombang persegi ditampilkan di bawah.

Gb. Square Wave Modulation Skema Circuit

Di sirkuit ini, saat pengisian, nilai kapasitor melalui R1 dan D1 dengan melewati R2. Sementara pemakaian, maka akan dibuang melalui D2 dan R2.
Oleh karena itu, waktu pengisian konstan adalah TON = TC dan diberikan oleh
TON = 0.693 * R1C dan
yang pemakaian waktu T OFF konstan = TD diberikan oleh
T OFF = 0.693 * R2C.

Oleh karena itu, siklus D diberikan oleh
D = R1 / (R1 + R2)

Dalam rangka untuk mendapatkan gelombang persegi, siklus dapat dibuat 50% dengan membuat nilai-nilai R1 dan R2 sama.

Sebuah siklus kurang dari 50% dicapai ketika nilai hambatan dari R1 adalah kurang dari R2. Umumnya, hal ini dapat dicapai dengan menggunakan potensiometer di tempat R1 dan R2. sirkuit lain dari generator gelombang persegi dapat dibangun dari multivibrator astabil tanpa menggunakan dioda apapun. Dengan menempatkan resistor R2 antara pin 3 dan 2 yaitu terminal output dan terminal memicu. Rangkaian ini ditunjukkan seperti gambar skema di bawah ini.

Gb. Output And Trigger Terminal Circuit

Di sirkuit ini, baik pengisian dan operasi pemakaian terjadi melalui resistor R2 saja. Resistor R1 harus cukup untuk tidak mengganggu kapasitor saat pengisian tinggi. Hal ini juga digunakan untuk memastikan bahwa nilai kapasitor untuk batas maksimum (VCC).

Pulse Witdh Modulation

Dalam posisi pulsa modulasi, posisi pulsa bervariasi sesuai dengan sinyal modulasi sedangkan amplitudo dan lebar pulsa tetap konstan. Posisi pulsa masing-masing berubah sesuai dengan sampel tegangan sesaat dari sinyal modulasi. Dalam rangka mencapai Pulse Position Modulation, dua timer 555 IC digunakan di mana yang beroperasi dalam mode astabil dan lainnya dalam modus monostable.

Sinyal modulasi diterapkan pada Pin 5 dari IC pertama 555 yang beroperasi dalam mode astabil. Output dari IC 555 ini adalah gelombang termodulasi lebar pulsa. Sinyal PWM ini diterapkan sebagai masukan pemicu untuk IC 555 kedua yang beroperasi dalam mode monostable. Posisi pulsa output kedua perubahan IC 555 sesuai dengan sinyal PWM yang lagi tergantung pada sinyal modulasi.

Skema dari Pulse Position Modulator menggunakan dua timer 555 IC ini yang ditampilkan di bawah ini.

Gb. Pulse Position Modulator skema circuit

Ambang tegangan untuk IC pertama 555, yang ditentukan oleh (sinyal modulasi) kontrol tegangan, diubah menjadi UTL (Atas Threshold Level) dan diberikan oleh
UTL = 2/3 VCC + VMOD
Sebagai tegangan ambang perubahan sehubungan dengan sinyal modulasi yang diterapkan, lebar perubahan denyut geteran dan karenanya waktu tunda bervariasi. Sebagai lebar pulsa modulasi sinyal ini diterapkan pada pemicu IC kedua, tidak akan ada perubahan baik amplitudo atau lebar pulsa output tetapi hanya posisi pulsa berubah.

Pulse Train

Kita tahu bahwa multivibrator astabil akan menghasilkan aliran kontinu pulsa. Dengan menggunakan potensiometer di tempat R1,  Pulse Train dapat menghasilkan lebar yang berbeda. Rangkaian  Pulse Train generator menggunakan modus astabil operasi dari IC 555 ditampilkan di bawah.

Gb. Pulse Train Generator skema circuit

    Frekuensi Modulation menggunakan astabil multivibrator

multivibrator astabil dapat digunakan untuk menghasilkan sinyal termodulasi frekuensi. Sebuah sinyal modulasi diberikan kepada (kontrol tegangan) pin 5. Rangkaian Frekuensi Modulation menggunakan modus astabil operasi dari IC 555 ditampilkan di bawah ini.

Gb. Skema Frequency Modulatio Circuit

Sebuah dioda terhubung secara paralel dengan resistor R2 untuk menghasilkan output pulsa dengan duty cycle ≈ 50%. Sinyal modulasi diterapkan pada pin 5 melalui filter high pass yang terdiri dari kapasitor dan resistor. Menurut sinyal modulasi diterapkan pada pin 5, output akan termodulasi frekuensi. Jika tegangan dari sinyal modulasi tinggi, jangka waktu dari sinyal output tinggi dan jika tegangan dari sinyal modulasi rendah, jangka waktu rendah.
 
  Demikian bahasan tentang Operation System Astable Multyvibrator ic 555 Timer. Semoga bermanfaat dan dapat membantu.kurang lebih nya mohon di maklumkan.
  Trima Kasih.
Wasallam.