Chapter 10 new

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Ringkasan

6. Soal Latihan

a. Example
b. Problem
c. Pilihan Ganda

7. Percobaan

8. Download File

1. Pendahuluan (kembali)

Monostable multivibrator adalah sebuah rangkaian yang memiliki satu keadaan stabil dan satu keadaan tidak stabil. Ketika menerima pemicu (trigger) dari luar, rangkaian ini akan berpindah dari keadaan stabil ke keadaan tidak stabil untuk sementara waktu, kemudian kembali secara otomatis ke keadaan semula. Oleh karena itu, rangkaian ini sering disebut juga sebagai one-shot multivibrator.

Fungsi utama dari monostable multivibrator adalah untuk menghasilkan satu pulsa waktu tetap setiap kali diberi sinyal pemicu. Hal ini menjadikannya sangat berguna dalam berbagai aplikasi, seperti pengatur waktu (timer), detektor sinyal, penunda (delay), serta sistem sinkronisasi pulsa dalam peralatan digital.

2. Tujuan (kembali)

Untuk menyelesaikan tugas mata kuliah sistem digital yang ditugaskan oleh Bapak Darwinson, M.T.
Memahami dan mempelajari tentang materi monostable multivibrator.

3. Alat dan Bahan (kembali)

1. IC 555

IC 555 adalah komponen utama dalam rangkaian ini dan digunakan sebagai multivibrator astable. Dalam mode ini, IC akan menghasilkan sinyal gelombang persegi (pulsating output) secara terus menerus. IC ini memiliki 8 pin, yang masing-masing memiliki fungsi tertentu: pin 8 (VCC) terhubung ke sumber tegangan, pin 1 (GND) ke ground, pin 3 (OUTPUT) menghasilkan sinyal, pin 2 dan 6 berfungsi sebagai trigger dan threshold, pin 7 (DISCHARGE) mengatur pengosongan kapasitor, pin 5 sebagai voltage control (biasanya distabilkan dengan kapasitor kecil), dan pin 4 (RESET) digunakan untuk mengaktifkan/menonaktifkan IC. Dalam rangkaian ini, kombinasi antara resistor dan kapasitor yang terhubung ke IC menentukan frekuensi dan siklus kerja sinyal output-nya.

2. Resistor

Resistor adalah komponen yang berfungsi untuk mengendalikan arus listrik dengan memberikan hambatan terhadap aliran arus dalam suatu rangkaian elektronika.
Cara membaca kode warna pada resistor :

Tabel kode warna :

3. Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan energi/muatan listrik di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik dalam jangka waktu tertentu.

4. Osiloskop

Osiloskop adalah salah satu alat elektronik yang sering digunakan dalam elektronika berupa alat yang dapat menampilkan sinyal listrik secara grafis serta menunjukkan perubahan sinyal dari waktu ke waktu. Kemampuan ini didapat dari sensor yang dapat merespons rangsangan fisik seperti suara, panas, dan cahaya.

5. Ground

Ground adalah sistem pentanahan yang berfungsi untuk meniadakan beda potensial sehingga jika ada kebocoran tegangan atau arus akan langsung dibuang ke bumi.

4. Dasar Teori (kembali)

1) IC555

IC 555 adalah salah satu integrated circuit (IC) paling populer yang digunakan sebagai pembentuk pulsa (timer), osilator, dan multivibrator dalam berbagai rangkaian elektronik. IC ini dikembangkan oleh Hans R. Camenzind pada tahun 1972 dan hingga kini masih banyak digunakan karena kestabilannya, kesederhanaannya, dan fleksibilitas dalam berbagai konfigurasi.

Struktur dan Pin IC 555

IC 555 terdiri dari 8 pin utama:

GND (Pin 1): Ground
VCC (Pin 8): Tegangan suplai (biasanya 5V – 15V)
Trigger (Pin 2): Memicu pengaturan output menjadi tinggi
Output (Pin 3): Output sinyal
Control Voltage (Pin 5): Tegangan kontrol (biasanya tidak digunakan, diberi kapasitor 0,01 µF ke GND)
Threshold (Pin 6): Mengatur kapan output menjadi rendah
Discharge (Pin 7): Mengosongkan kapasitor waktu
Reset (Pin 4): Reset output (aktif rendah)

Mode Operasi IC 555

IC 555 dapat bekerja dalam tiga mode utama:

Monostable Mode (Satu Stabil):
- Output hanya aktif (HIGH) untuk satu durasi waktu tertentu ketika dipicu.
- Cocok untuk timer, delay, dan detektor pulsa.
Astable Mode (Tidak Stabil):
- Tidak memerlukan sinyal pemicu. Output berosilasi otomatis antara HIGH dan LOW (gelombang persegi).
- Cocok untuk membuat osilator, clock digital, dan PWM.
Bistable Mode (Flip-Flop):
- Output tetap berada pada salah satu dari dua keadaan sampai dipicu oleh sinyal tertentu.
- Cocok untuk saklar digital atau penyimpan data sederhana.

2) Resistor

Simbol :

Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V=I R).
Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.
Cara menghitung nilai resistor:
Tabel warna

Contoh :
Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

3) Capasitor
Kapasitor (Kondensator) yang dalam rangkaian elektronika dilambangkan dengan huruf "C" adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi/muatan listrik di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kapasitor ditemukan oleh Michael Faraday (1791-1867). Satuan kapasitor disebut Farad (F). Satu Farad = 9 x 1011 cm2 yang artinya luas permukaan kepingan tersebut. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutub positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Di alam bebas, phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya muatanmuatan positif dan negatif di awan.

5. Ringkasan (kembali)

Monostable multivibrator adalah rangkaian logika atau elektronik yang memiliki satu keadaan stabil dan satu keadaan tidak stabil (sementara). Rangkaian ini sering disebut sebagai one-shot pulse generator, karena menghasilkan satu pulsa keluaran setiap kali menerima sinyal pemicu (trigger).

Ciri-ciri Monostable Multivibrator:

Output normalnya berada dalam kondisi LOW (0) atau HIGH (1) secara stabil.
Ketika dipicu (triggered) oleh sinyal eksternal, output berpindah ke keadaan tidak stabil selama waktu tertentu (T), lalu otomatis kembali ke keadaan awal.
Waktu pulsa ditentukan oleh komponen R dan C (resistor dan kapasitor) dalam rangkaian.
Biasa digunakan untuk delay, deteksi sinyal sesaat, pemotongan noise, atau pengaturan waktu tunggal.

Rangkaian Monostable dengan IC 555:

Dalam mode monostable, IC 555 bekerja sebagai pembangkit pulsa tunggal:

Pin Trigger (pin 2): dihubungkan ke tombol/sinyal pemicu
Pin Output (pin 3): menghasilkan pulsa
Pin Threshold & Discharge (pin 6 & 7): dikendalikan oleh kombinasi R dan C untuk menentukan durasi pulsa
Durasi pulsa (T) diberikan oleh rumus:
$T = 1.1 \times R \times C$
(T dalam detik jika R dalam ohm dan C dalam farad)

Aplikasi Monostable Multivibrator:

Timer penunda (delay timer)
Debounce tombol
Detektor pulsa pendek
Pewaktu relay otomatis
Pengatur durasi sinyal pada alarm/sirine

Keuntungan Penggunaan:

Respon terhadap sinyal pendek
Presisi waktu cukup baik
Cocok untuk sistem digital & mikrokontroler

6. Soal Latihan (kembali)

a. Example (kembali)

1) Sebuah tombol digunakan untuk menyalakan sebuah LED selama waktu tertentu (misalnya 5 detik), kemudian LED akan mati secara otomatis tanpa perlu ditekan lagi.

Komponen:

IC 555 (mode monostable)
Resistor 470 kΩ
Kapasitor 10 µF
LED + resistor pembatas
Push button sebagai trigger

Rumus Waktu Pulsa:

$T = 1.1 \times R \times C = 1.1 \times 470{,}000 \times 10 \times 10^{-6} = 5{,}17 \, \text{detik}$

Cara Kerja:

Saat tombol ditekan sebentar, pin trigger IC 555 aktif (logika LOW).
Output pin 3 menjadi HIGH selama 5 detik → LED menyala.
Setelah 5 detik, output otomatis kembali LOW → LED mati.

2) Dalam rangkaian digital, ketika sebuah tombol ditekan, sering muncul noise atau bouncing (getaran kontak), yang bisa dianggap sebagai beberapa sinyal oleh mikrokontroler. Monostable multivibrator digunakan untuk memastikan hanya satu pulsa bersih dikirim meskipun tombol ditekan dengan kasar.

Komponen:

IC 555
Resistor 100 kΩ
Kapasitor 1 µF
Tombol sebagai input
Output terhubung ke logika digital (misalnya mikrokontroler atau counter)

Rumus Pulsa:

$T = 1.1 \times R \times C = 1.1 \times 100{,}000 \times 1 \times 10^{-6} = 0.11 \, \text{detik}$

Cara Kerja:

Setiap kali tombol ditekan, output IC 555 menghasilkan satu pulsa pendek (110 ms).
Ini membuat sistem digital membaca hanya satu sinyal, walau terjadi bouncing fisik pada tombol.

Kedua contoh ini sangat umum dalam praktikum dasar rangkaian digital dan mudah disimulasikan dengan software seperti Proteus, Tinkercad, atau Multisim.

b. Problem (kembali)

1) Sebuah rangkaian monostable menggunakan IC 555 dirancang untuk menyalakan buzzer selama beberapa detik setelah tombol ditekan. Diketahui:

Resistor: 220 kΩ
Kapasitor: 47 µF

Pertanyaan:

Hitung berapa lama (dalam detik) buzzer akan menyala.
Jika waktu menyala yang diinginkan adalah 10 detik, berapa nilai kapasitor yang harus digunakan dengan resistor tetap 220 kΩ?

Rumus durasi pulsa monostable IC 555:

$T = 1.1 \times R \times C$

(1) Menghitung waktu saat R = 220.000 Ω dan C = 47 µF:

$T = 1.1 \times 220{,}000 \times 47 \times 10^{-6}$ $T = 1.1 \times 220{,}000 \times 0.000047 = 11.374 \, \text{detik}$

Jadi, buzzer akan menyala selama ±11,37 detik.

Jika waktu yang diinginkan adalah 10 detik:

$T = 1.1 \times R \times C \Rightarrow C = \frac{T}{1.1 \times R}$ $C = \frac{10}{1.1 \times 220{,}000} = \frac{10}{242{,}000} \approx 41.3 \, \mu\text{F}$

C=1.1×220,00010=242,00010≈41.3μF

Gunakan kapasitor 39 µF atau 47 µF (karena nilai pas 41,3 µF mungkin sulit ditemukan).

2) Pada sistem alarm pintu otomatis, digunakan IC 555 dalam mode monostable. Ketika sensor pintu mendeteksi pembukaan (trigger aktif), buzzer menyala sementara lalu mati sendiri.

Diketahui:

R = 100 kΩ
C = 100 µF
Output IC mengaktifkan buzzer via transistor

Pertanyaan:

Berapa lama buzzer akan aktif setelah pintu dibuka?
Jelaskan keuntungan menggunakan monostable IC 555 dibanding langsung menghubungkan sensor ke buzzer.
Apa yang terjadi jika pintu tetap terbuka lebih lama dari durasi pulsa?

Durasi pulsa:

T = 1.1 \times 100{,}000 \times 100 \times 10^{-6} = 11 \, \text{detik}

Alarm berbunyi selama ±11 detik, kemudian otomatis mati.

Keuntungan menggunakan monostable:

Mencegah buzzer menyala terus-menerus
Menghindari "panik" pengguna akibat alarm terlalu lama
Memberikan durasi tetap yang konsisten, terlepas dari seberapa lama pintu dibuka
Menghemat daya dan memperpanjang umur buzzer

Jika pintu terbuka lebih lama dari durasi pulsa:

IC 555 tidak memicu ulang hingga kondisi trigger kembali HIGH lalu LOW lagi
Artinya: buzzer tidak menyala dua kali jika trigger ditekan terus
Ini mencegah output berkedip berulang saat input tidak stabil

c. Pilihan Ganda (kembali)

Soal 1

Pertanyaan:
Apa fungsi utama rangkaian IC 555 dalam mode monostable?

A. Menghasilkan gelombang persegi berkelanjutan
B. Menyimpan data logika permanen
C. Menghasilkan satu pulsa output saat dipicu
D. Menghasilkan sinyal osilasi bebas tanpa input

Jawaban: C

Penjelasan:
Mode monostable menghasilkan satu pulsa (one-shot) dengan durasi tertentu ketika dipicu, lalu kembali ke keadaan awal.

Soal 2

Pertanyaan:
Apa rumus umum untuk menghitung durasi pulsa (T) pada IC 555 dalam mode monostable?

A. T = R × C
B. T = 0.7 × R × C
C. T = 1.1 × R × C
D. T = R / C

Jawaban: C

Penjelasan:
Durasi pulsa ditentukan dengan rumus:

$T = 1.1 \times R \times C$

(dengan R dalam ohm dan C dalam farad)

Soal 3

Pertanyaan:
Apa yang terjadi ketika pin 2 (trigger) dari IC 555 dalam mode monostable diberi sinyal LOW sesaat?

A. Output tetap LOW selamanya
B. Output menjadi HIGH selama waktu tertentu
C. Output berosilasi tanpa henti
D. IC berhenti bekerja

Jawaban: B

Penjelasan:
Pin trigger (pin 2) digunakan untuk memulai pulsa. Ketika diberi sinyal LOW sesaat, output menjadi HIGH selama waktu tertentu, kemudian otomatis kembali LOW.

7. Percobaan (kembali)

A. Langkah-langkah Percobaan

• Untuk membuat rangkaian ini, pertama, siapkan semua alat dan bahan yang bersangkutan, di ambil dari library proteus

• Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak.
• Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian
• Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh
• Lalu mencoba menjalankan rangkaian , jika tidak terjadi error, maka rangkaian akan berfungsi yang berarti rangkaian bekerja.

B. Rangkaian

Prinsip Kerja

Rangkaian di atas merupakan rangkaian astable multivibrator yang dibangun menggunakan IC 555, dan berfungsi sebagai pembangkit sinyal pulsa kotak (square wave) yang berosilasi secara terus-menerus tanpa memerlukan pemicu eksternal. Dalam konfigurasi ini, kapasitor C1 secara bergantian mengisi dan mengosongkan muatan untuk menghasilkan perubahan logika pada output (pin 3). Ketika kapasitor mulai mengisi, arus mengalir melalui resistor R1 dan dioda D1 menuju kapasitor, menyebabkan output menjadi logika tinggi (HIGH). Setelah tegangan pada kapasitor mencapai ambang batas tertentu, IC akan memaksa output menjadi logika rendah (LOW) dan kapasitor mulai mengosongkan muatannya melalui resistor R2. Proses ini terjadi secara berulang-ulang dan menciptakan sinyal osilasi yang stabil. Kehadiran dioda D1 memungkinkan waktu pengisian dan pengosongan kapasitor dikendalikan secara terpisah, sehingga duty cycle dari sinyal dapat diatur dengan lebih fleksibel. Output sinyal ini dapat diamati pada bagian kanan rangkaian menggunakan osiloskop digital (seperti tampilan A, B, C, dan D), dan sering dimanfaatkan sebagai sumber clock untuk mengendalikan rangkaian digital seperti counter atau shift register.

Cari Blog Ini

ELECTRICAL ENGINEERING