Makalah IC Timer 555

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

IC atau intergrated circuit adalah salah satu komponen elektronika aktif yang merupakan gabungan dari ratusan bahkan ribuan komponen elektronika seperti  transistor, resistor, dioda, dan juga kapasitor. Dalam  komponnen ini tersimpan berbagai jenis komponen tersebut dalam bentuk yang lebih compack. Dalam IC komponen – komponen seperti tersebut diintegrasikan menjadi satu kesatuan rangkaian dalam kemasan yang lebih kecil. Mayoritas IC dibuat dengan menggunakan bahan semi konduktor berupa silikon. IC juga memiliki tipe dan fungsi masing- masing pada setiap tipenya, pada makalah ini IC yang akan dibahas adalah IC timer 555 dan penerapanya.

B.     Rumusan Masalah

1.      Apa itu pengertian IC timer 555 dan kegunaanya?

2.      Apa fungsi masing – masing kaki pada IC timer 555?

3.      Bagaimana mode pengoperasian IC timer 555?

4.      Apa aplikasi dari rangkaian IC timer 555?

C.     Tujuan

1.      Mengetahui pengertian IC timer 555 dan kegunaanya!

2.      Mengetahui fungsi masing- masing pin!

3.      Mengetahui model pengoperasian IC timer 555!

4.      Mengetahui pengaplikasian dari IC timer 555!

BAB II

PEMBAHASAN

1.      Pengertian IC timer 555

IC pewaktu 555 adalah sebuah sirkuit terpadu yang digunakan untuk berbagai pewaktu dan multivibrator IC timer 555 atau sering disebut dengan IC 555 adalah salah satu IC yang sangat populer. Populer disini karena banyak sekali kegunaan dari IC ini, dan banyak orang tertarik menggunakannya dengan berbagai fungsi yang ada didalamnya. Bagi penggemar elektronika pastinya sudah banyak tahu dan tidak asing lagi dengan IC yang satu ini. IC ini pertama kali diperkenalkan oleh signetics corporation sebagai SE555/NE555 dan disebut “The IC Time Machine” yang merupakan mesin timer pertama dan dikomersialkan. Sampai saat ini, sudah berpuluh-puluh tahun, IC ini masih tetap populer walaupun sudah banyak variasinya. Ada yang membuat versi CMOS nya, contohnya dari Motorola MC1455 yang cukup populer juga karena sering digunakan. Seperti yang kita ketahui bahwa rangkaian dengan transistor berteknologi CMOS sangat sedikit dalam hal konsumsi daya, dengan kata lain tidak boros energy, selain itu CMOS juga lebih cepat dalam hal switching dari high ke low dan juga sebaliknya(responsenya cepat, secara logika rangkaian tidak ada time constant). Selain NE555, saat ini banyak dipasaran adalah dari National yaitu LM555. Adapun 556 yang merupakan versi dual dari 555. Kalau pada 555 terdapat 8-pin dalam packagenya, 556 tampil dengan 14-pin. Akan tetapi IC556 ini tidak mudah untuk didapatkan. Toko komponen elektronik berskala kecil biasanya tidak menyimpan stok IC yang satu ini.

2.      Fungsi masing – masing kaki pada IC timer 555

Gambar 1. PIN IC 555

            Berikut ini adalah fungsi dari masing masing kakai dari IC 555

1.      Pin 1 : GROUND, Menghubungkan ke tegangan 0V.

2.      Pin 2 : TRIGGER, Mendeteksi 1/3 dari tegangan Sumber (Vcc) untuk membuat output menjadi berlogika HIGH. Pin 2 memiliki kontrol atas pin 6. Jika pin 2 berlogika LOW, dan pin 6 LOW, keluaran akan tetap berlogika HIGH. Jika pin 6 berlogika HIGH, dan pin 2 berlogika LOW, output akan berlogika LOW. Pada saat pin 2 berlogika LOW, pin ini memiliki impedansi yang sangat tinggi (sekitar 10 Mega Ohm) dan akan memberi Trigger sekitar 1uA.

3.      Pin 3 : OUTPUT, (Pins 3 dan 7 dinamakan "in Phase") Berlogika HIGH minimal sekitar 2 Volt dan berlogika LOW sekitar 0.5 Volt kurang dari 0 Volt. Dan akan mengeluarkan arus sapai dengan 200 mA.

4.      Pin 4 : RESET, Pada Internal IC terhubung HIGH melalui 100 K Ohm. Harus diambil di bawah 0.8 Volt untuk me-reset chip.

5.      Pin 5 : CONTROL, Sebuah tegangan diterapkan pada pin ini akan bervariasi waktu jaringan RC (cukup jauh).

6.      Pin 6 : THRESHOLD, Mendeteksi 2/3 dari tegangan Sumber (Vcc) untuk membuat output berlogika LOW apabila pin 2 berlogika HIGH. Pin ini memiliki impedansi yang sangat tinggi (sekitar 10 Mega Ohm) dan akan memberi Trigger sekitar 1uA.

7.      Pin 7 : DISCHARGE, Akan berlogika LOW ketika pin 6 mendeteksi 2/3 tegangan Sumber (Vcc) tapi pin 2 harus berlogika HIGH. Jika pin 2 Berlogika HIGH, pin 6 berlogika HIGH atau LOW, maka pin 7 tetap berlogika LOW. Akan berlogika HIGH dan tetap berlogika HIGH pada saat pin 2 mendeteksi 1/3 tegangan Sumber (Vcc) (bahkan sebagai pulsa LOW) ketika pin 6 berlogika LOW. (Pins 7 dan 3 dinamakan "in Phase") Pin 7 adalah sama dengan pin 3 tapi pin 7 tidak berlogika HIGH. Tapi ia akan berlogika LOW dan akan kehilangan arus sekitar 200 mA. Anda dapat menghubungkan pin 7 ke pin 3 untuk mendapatkan kemampuan SINK sedikit lebih baik dari IC.

8.      Pin 8 : VCC, Terhubung ke tegangan Sumber (Vcc) positif.

3.      Mode Pengoperasian IC 555

a.       Mode Astabil

Gambar 2. Rangkaian IC 555 Astabil

            Rangkaian IC 555 mode atsabil merupakan rangkaian pembangkit gelombang dengan output gelombang persegi. Hal itu di sebabkan oleh output dari rangkaian tersebut tidak pernah stabil atau selalau berubaha ubah. Dalam rentang waktu tertentu HIGH dan dalam rentang watu tertentu LOW. Sehingga hasi yang di hasilkkan dari keluaran berbantuk gelombang persegi. Dengan perhitungan nilaia frekuensi sebagai berikut :

            Dan untuk mengukur perbanadingan antara HIGH dan LOW menggunakan rumus.

Jika Nilai D = 70%, maka persentase HIGH dalam gelobang persegi tersebut adalah 70%.

b.      Mode Monostabil

 

Rangkaian IC 555 mode monostabil memiliki satu bentuk output yang stabil, sampai pemicu di tekan.Rangkaian ini digunakan untuk menghidupkan mesin selama beberapa waktu dan mematikannya secara otomatis. Atau mematikan mesin selama rentang waktu tertentu kemudian menghidupkkanya secara otomatis. Dengan lama waktu tunggu :

Ketika pin 2 dalam keadaan LOW  IC timer akan mendetaksi keadaan flip-flop, kemudian mengubah output menjadi HIGH, begitu juga dengan pin 7. Ketika pin 7 dalam keadaan HIGH. Kapasitor akan terisi. Ketika tegangan dari kapasitor telah mancapai 2/3 Vcc. Tegangan pada pin 6 akan terbaca 2/3 Vcc, pin 7 akan dalam keadaan LOW sehingga akan terjadi pengosongan kapasitor. Hal ini menyebabkan output kembali ke keadaan LOW. Karena pin 2 LOW dan  pin 7 LOW.

Rangkaian monostabil IC timer 555 dipicu menggunakan pulsa negatif sebagai masukkan pada pin 2, dan pulsa ini juga harus jauh lebih pendek dari lebar pulsa output yang di inginkan. Setelah terjadi pemicuan rangkaian monostabil membutuhkan delay untuk kembali mengosongkkan kapasitor untuk digunakkan kembali.     

c.       Mode Bistabil

            Rangakaian bistable atau yang kadang disebut Schmitt Trigger , memiliki dua keadaan stabil, HIGH dan LOW. Menggunakan input pemicu LOW untuk membuat output dari rangkaian masuk ke keadaan HIGH. Menggunakan input reset LOW membuat output dari rangkaian kembali ke keadaan LOW.  

4.      Aplikasi  dari IC timer 555

a.       Clock Generator

Clock Generator sering disebut sebagai pembangkit pulsa (clock).  Pembangkit pulsa dalam pembuatan rangkaiannya sering digunakan rangkaian terpadu linear (IC: Integrated Circuit) . IC linear yang sering digunakan secara umum biasanya NE555 yang merupakan IC pewaktu (Timer). Sebagai timer secara analogi dapat juga digunakan sebagai Clock Generator atau pembangkit pulsa yang pada umumnya dapat membangkitkan frekuensi atau waktu sesuai dengan yang diperlukan. Untuk membangkitkan pulsa atau frekuensi sesuai yang diperlukan tersebut, maka dalam setiap periodenya dapat dihitung dengan menggunakan prinsip dasar rangkaian (gambar 1.1) dan persamaan (1.1) sampai dengan persamaan (1.5). 

Dari hitungan berdasarkan persamaan pada rangkaian prinsip dasar IC NE 555 sebagai Clock Generator atau pembangkit pulsa dengan frekuensi atau waktu setiap periodenya tersebut di atas, maka komponen komponen sebagai parameter penentu waktu dalam menentukan lebar pulsa digunakan 2 buah resistor dan 1 buah kapasitor, yaitu R_A, R_B, dan C untuk dioperasikan sebagai multivibrator jenis monostabil atau astabil. Untuk memudahkan rangkaian pembangkit pulsa maka IC timer NE555 dirangkai sebagai multivibrator  monostabil (gambar 1.2) dan  multivibrator astabil (gambar 1.3) di atas dan di bawah ini.

 

Gambar 1.2 Multivibrator Monostabil IC NE555 sebagi Clock Generator dari  Rangkaian Penghitung Digital TTL 

Gambar 1.3 Multivibrator astabil IC NE555 sebagai Clock Generator dan Rangkaian Penghitung Digital

Karena, rangkaian IC NE 555 di atas menggunakan sistem  multivibrator astabil, dan jika ditentukan untuk RA=RB=20kΩ, dan C=50uF, maka dengan persamaan di atas akan didapatkan besarnya frekuensi dari Clock Generator NE555, yaitu sebesar

Dengan kata lain, waktu yag dibutuhkan untuk membangkitkan pulsa clock selama 1 periode sebesar :

Besarnya tegangan output (Uo) dari pembangkit pulsa (Clock Generator) IC NE555 adalah tergantung tegangan supply dari catu daya IC tersebut. Karena dipasang tegangan supply 5V DC, maka tegangan output (Uo) mendekati 5V dengan bentuk TTL. Dari hasil persamaan(1.1), (1.2), (1.3) sampai dengan (1.5) di atas dapat dinyatakan dalam bentuk grafik seperti berikut.

  

Gambar 1.4 Grafik Fungsi Rumus Menentukan RA, RB dan C tehadap Frekuensi

Grafik ini dimaksudkan untuk membantu dalam mempermudah perancangan frekuensi yang akan dibangkitkan oleh clock generator tersebut.

Pembangkit pulsa atau clock generator ini dapat digunakan untuk sumber clock dalam pembuatan counter naik dan turun (up-down-counter) pada IC 74LS90, 74LS92, dan IC 74LS93, serta IC counter yang lain, yaitu dengan cara yang hampir sama dengan yang dirangkai  pada IC  counter 74LS90. Untuk hal tersebut dapat dilihat rangkaian lengkap clock generator menggunakan IC NE555 sebagai sumber clock dari rangkaian counter. 

 

Gambar 1.6   Aplikasi IC NE555 sebagai Clock Generator

                Rangkaian Alarm IC 555

5.     

Rangkaian alarm IC 555 diatas pada dasarnya adalah rangkaian multivibrator astabil dengan frekuensi kerja pada range frekuensi audio, dimana output multivibrator astabil 555 tersebut dihubungkan ke loud speaker untuk menghasilkan bunyi. Rangkaian alarm diatas dilengkapi dengan jalur kontrol yang dapat digunakan untuk mengontrol waktu aktif alarm IC 555 tersebut. Pada dasarnya jalur kontrol alarm tersebut adalah pin RESET dari IC NE555, alarm akan aktif bila jalur kontrol tersebut diberikan logika HIGH dan akan OFF bila jalur kontrol ini diberikan logika LOW. Jalur kontrol alarm dengan IC NE555 diatas dipasnag sebuah resistor Pull Down yang berfungsi untuk menjaga status pin reset IC NE555 selalu dalam logika LOW pada saat jalur kontrol tidak terhubung atau mengambang.

Rangkaian alarm dengan IC NE555 ini sangat aplikatif, dapat digunakan untuk memberikan indikator berupa bunyi apabila jalur kontrol diberikan logika HIGH. Logika HIGH untuk jaur kontrol ini dapat berupa sinyal output dari sebuah sensor atau limit switch. Misalkan jalur kontrol ini dihubungkan dengan sensor gas maka alarm ini akan aktif bila mendeteksi gas sesuai sensor yang digunakan, atau misalkan dihubungkan dengan limit switch maka akan aktif bila limit switch tersebut ON dan jalur kontrol mendapat logika HIGH. Apabila limit switch diletakan pada pintu rumah maka alarm ini akan meberikan sinyal bunyi alarm bila pintu rumah terbuka.

BAB III

PENUTUP

A.    Simpulan

1.      IC timer 555 adalah suatu komponen elektronika aktif yang berfungsi sebagai pewaktu karena periode yang dihasilkan stabil.

2.      IC timer 555 memiliki 8 kaki yang memiliki fungsi masing –masing, diantara ground, trigger, output, reset, control, threshold, discharge, vcc.

3.      Mode pengoperasian ada tiga yaitu : mode astabil, monostabil, bistabil.

4.       Pengoperasian IC timer 555 diantaranya clock generator dan alarm IC 555.

Daftar Pustaka

Marston, R.M. 1990. 110 Integrated Circuit Projects for the Home Constructor. USA: A. Newnes TechnicalBook.

 Susa’at, S. 1990. OP Amp dan IC Linear. Malang: Direktorat Pendidikan Dasar dan Menengah PPPGT/VEDC Malang

Texas Instruments. 1985. The The Linear Circuits for Engineers, Second Edition. USA: Texas Instruments.

         

SALAM GENERASI PERUBAHAN Hafiz Hisbullah