Astable Multivibrator with D=50%

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

5. Download File

1. Tujuan [back]

• Mengetahui fungsi dari astable multivibrator
• Mengetahui bentuk rangkaian astable multivibrator dengan D=50%
• Mengetahui berbagai komponen elektronika yang dipakai dalam pembuatan rangkaian

2. Alat dan Bahan [back]

      

        Alat

    Instrumen

A. OSILOSKOP

GAMBAR  OSILOSKOP

 

Osiloskop adalah alat ukur elektronika yang berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal listrik. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode.

Generator

a. Power Supply

Power Supply atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Catu Daya adalah suatu alat listrik yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik ataupun elektronika lainnya.

     

Bahan

   1. Resistor

Resistor merupakan salah satu komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk membatasi arus yang mengalir pada suatu rangkaian dan berfungsi sebagai terminal antara dua komponen elektronika.Tegangan pada suatu resistor sebanding dengan arus yang melewatinya (V=IR).

        2. OP-AMP

Karakteristik Faktor Penguat atau Gain pada Op-Amp pada umumnya ditentukan oleh Resistor Eksternal yang terhubung diantara Output dan Input pembalik (Inverting Input). Konfigurasi dengan umpan balik negatif (Negative Feedback) ini biasanya disebut dengan Closed-Loop configuration atau Konfigurasi Lingkar Tertutup. Umpan balik negatif ini akan menyebabkan penguatan atau gain menjadi berkurang dan menghasilkan penguatan yang dapat diukur serta dapat dikendalikan. Tujuan pengurangan Gain dari Op-Amp ini adalah untuk menghindari terjadinya Noise yang berlebihan dan juga untuk menghindari respon yang tidak diinginkan. Sedangkan pada Konfigurasi Lingkar Terbuka atau Open-Loop Configuration, besar penguatannya adalah tak terhingga (8) sehingga besarnya tegangan output hampir atau mendekati tegangan Vcc.

        3. Kapasitor

Kapasitor berfungsi sebagai penyaring atau filter dalam sebuah rangkaian power supply (catu daya). Fungsi kapasitor sebagai pembangkit frekuensi pada alat osilator. Kapasitor berfungsi untuk menyimpan tegangan dan kuat arus pada periode tertentu. Pada rangkaian antena, fungsi kapasitor adalah sebagai frekuensi.

    

        4. Ground

        Ground pada peralatan kelistrikan dan elektronika adalah memberikan perlindungan ke seluruh sistem serta menetralisir cacat yang disebabkan daya yang kurang baik atau kualitas komponen yang tidak standar.

3. Dasar Teori [back]

a. Multivibrator Astabil atau Astable Multivibrator adalah jenis Multivibrator yang tidak memiliki status stabil atau disebut juga Kuasi Stabil (Quasi Stable) karena beralih terus-menerus diantara dua kondisi setelah jangka waktu tertentu yang ditentukan oleh konstanta waktu RC (Resistor Kapasitor). Multivibrator Astabil ini sering disebut juga dengan Free Running Multivibrator atau Multivibrator Berjalan Bebas karena menghasilkan gelombang persegi sebagai outputnya tanpa memerlukan Input tambahan atau bantuan eksternal yang berupa pulsa pemicu untuk berosilasi.

    Disebut sebagai astable multivibrator apabila kedua tingkat tegangan keluaran yang dihasilkan oleh rangkaian multivibrator tersebut adalah quasistable. Disebut quasistable apabila rangkaian multivibrator membentuk suatu pulsa tegangan keluaran sebelum terjadi peralihan tingkat tegangan keluaran ke tingkat lainnya tanpa satupun pemicu dari luar.

    Untuk menentukan tegangan ambang VUT atau VLT maka lakukan pemisalan kondisi tegangan output Vo sama dengan +Vsat atau �Vsat. Pada saat VO = +Vsat, input di pin (+) mendapat feedback sebesar :

dan kapasitor C diisi dengan arah arus dari VO melalui Rf dan C ke ground sehingga tegangan kapasitor VC menjadi naik, selama :

Pada saat VO = -Vsat, input di pin (+) mendapat feedback sebesar :

dan kapasitor C membuang dengan arah arus dari ground melalui C dan Rf ke Vo sehingga tegangan kapasitor VC menjadi turun selama :

Pada rangkaian ini, terjadi pengisian kapasitor serta pembuangan kapasitor yang digambarkan dalam grafik sebagai berikut :

1. Pengisian kapasitor
   
   
   
2. Pengosongan kapasitor

   

Untuk mencari Duty Cell, dapat kita gunakan rumus sebagai berikut :

Saat Duty cell sama dengan 50%, maka rumus dapat dibentuk menjadi :

B. RESISTOR

GAMBAR . RESISTOR

Resistor merupakan salah satu komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk membatasi arus yang mengalir pada suatu rangkaian dan berfungsi sebagai terminal antara dua komponen elektronika.Tegangan pada suatu resistor sebanding dengan arus yang melewatinya (V=IR).Cara menghitung nilai resistor dapat dilihat pada gambar2 dan gambar 3.

GAMBAR 2. WARNA GELANG RESISTOR

 

 

GAMBAR 3. CARA PENGHITUNGAN BESAR RESISTANSI RESISTOR
LANGKAH-LANGKAH :

•          MASUKKAN ANGKA LANGSUNG DARI KODE WARNA GELANG KE-1 (PERTAMA)
•      MASUKKAN ANGKA LANGSUNG DARI KODE WARNA GELANG KE-2
•      MASUKKAN JUMLAH NOL DARI KODE WARNA GELANG KE-3 ATAU PANGKATKAN ANGKA TERSEBUT DENGAN 10 (10N)
•       MERUPAKAN TOLERANSI DARI NILAI RESISTOR TERSEBUT

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%.

C. Op-Amp

Penguat operasional atau yang dikenal sebagai Op-Amp merupakan suatu rangkaian terintegrasi atau IC yang memiliki fungsi sebagai penguat sinyal, dengan beberapa konfigurasi. Secara ideal Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang tak berhingga serta impedansi keluaran sama dengan nol. Dalam prakteknya, Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang besar serta impedansi keluaran yang kecil.

Op-Amp memiliki beberapa karakteristik, diantaranya:
a. Penguat tegangan tak berhingga (AV = ~)
b. Impedansi input tak berhingga (rin = ~)
c. Impedansi output nol (ro = 0) d. Bandwidth tak berhingga (BW = ~)
d. Tegangan offset nol pada tegangan input (Eo = 0 untuk Ein = 0)

Amplifier Operasional:

Penguat Pembalik:

Istilah berikut digunakan dalam rumus dan persamaan untuk Penguatan Operasional.

         R f  = Resistor umpan balik

         R in  = Resistor Masukan

        V in = Tegangan masukan

        V keluar  = Tegangan keluaran

         Av  = Penguatan Tegangan

Penguatan tegangan:

Gain loop dekat dari penguat pembalik diberikan oleh;

Tegangan Keluaran:

Tegangan keluaran tidak sefasa dengan tegangan masukan sehingga dikenal sebagai  penguat pembalik .

Penguat Penjumlahan:

 

Tegangan Keluaran:

Output umum dari rangkaian yang diberikan di atas adalah;

Jumlah Tegangan Input Amplifikasi Terbalik:

jika resistor inputnya sama, outputnya adalah jumlah tegangan input yang diskalakan terbalik,

Jika R 1  = R 2  = R 3  = R n  = R

Output yang Dijumlahkan:

Ketika semua resistor dalam rangkaian di atas sama, outputnya adalah jumlah terbalik dari tegangan input.

Jika R f  = R 1  = R 2  = R 3  = R n  = R;

V keluar  = � (V 1  + V 2  + V 3  +� + V n )

Penguat Non-Pembalik:

Istilah yang digunakan untuk rumus dan persamaan Penguat Non-Pembalik.

         R f  = Resistor umpan balik

         R = Resistor Tanah

         V masuk = Tegangan masukan

         V keluar  = Tegangan keluaran

         Av  = Penguatan Tegangan

Keuntungan Penguat:

Gain total penguat non-pembalik adalah;

Tegangan Keluaran:

Tegangan output penguat non-pembalik sefasa dengan tegangan inputnya dan diberikan oleh;

Unity Gain Amplifier / Buffer / Pengikut Tegangan:

Jika resistor umpan balik dilepas yaitu R f  = 0, penguat non-pembalik akan menjadi pengikut / penyangga tegangan 

Penguat Diferensial:

Istilah yang digunakan untuk rumus Penguat Diferensial.

       R f  = Resistor umpan balik

       R a  = Resistor Input Pembalik

       R b  = Resistor Input Non Pembalik

       R g  = Resistor Ground Non Pembalik

       V a = Tegangan input pembalik

       V b = Tegangan Input Non Pembalik

       V keluar  = Tegangan keluaran

       Av  = Penguatan Tegangan

Keluaran Umum:

tegangan keluaran dari rangkaian yang diberikan di atas adalah;

Keluaran Diferensial Berskala:

Jika resistor R f  = R g   & R a  = R b  , maka output akan diskalakan perbedaan dari tegangan input;

Perbedaan Penguatan Persatuan:

Jika semua resistor yang digunakan dalam rangkaian adalah sama yaitu R a  = R b  = R f  = R g  = R, penguat akan memberikan output yang merupakan selisih tegangan input;

V keluar  = V b  � V a

Penguat Pembeda

 

Penguat Operasional jenis ini memberikan tegangan output yang berbanding lurus dengan perubahan tegangan input. Tegangan keluaran diberikan oleh;

Input gelombang segitiga => Output gelombang persegi panjang

Input gelombang sinus => Output gelombang kosinus

Penguat Integrator

 

Penguat ini memberikan tegangan keluaran yang merupakan bagian integral dari tegangan masukan.

D. Kapasitor

Gambar Simbol Kapasitor

Setiap perangkat elektronika memiliki simbol sebagai lambang. Demikian pula dengan rangkaian kapasitor. Pada simbol kapasitor dibuat dengan tampilan yang nyaris sama.

Namun terdapat pula perbedaan yang terletak pada beberapa titik yang bertujuan untuk membedakan jenisnya.

Simbol kapasitor dibedakan menjadi dua, yaitu:

• Simbol kapasitor standar Eropa.
• Simbol kapasitor standar Amerika.

Anda dapat melihat contoh simbol-simbol kapasitor seperti dibawah ini:

Dari gambar diatas dapat disimpulkan bahwa simbol kapasitor standar Eropa dilambangkan dengan dua segi empat yang dibuat sejajar. Sedangkan untuk simbol kapasitor standar Amerika, mereka menggunakan dua garis yang disejajarkan secara vertikal. Secara sekilas, simbol kapasitor dari kedua jenis diatas terlihat mirip. Perbedaannya hanya terletak pada beberapa bagian. Berikut ini penjabarannya.

• Adanya kutub positif untuk kapasitor bipolar.
• Perbedaan letak ujung panah untuk kapasitor variabel (trimmer).
• Terdapat perbedaan bentuk fisik dan cara mengubah kapasitas pada kapasitor trimmer dengan varco biasa.

Macam-Macam Rangkaian Kapasitor

Untuk mendapatkan nilai tertentu pada kapasitor, hal tersebut bisa didapatkan dengan cara merangkai beberapa buah kapasitor sesuai kebutuhan.

Rangkaian untuk kapasitor pada umumnya sama dengan rangkaian listrik yang dapat dibedakan menjadi tiga, yakni rangkaian kapasitor seri, paralel dan juga gabungan. Simak penjelasannya berikut ini:

1. Rangkaian Kapasitor Seri

Rangkaian kapasitor seri merupakan rangkaian yang dibuat dengan cara menyambungkan kaki-kaki kapasitor dalam satu garis lurus. Pada rangkaian seri, ketika Anda ingin mencari hambatan. Maka hambatan totalnya cukup dijumlahkan saja.

Untuk mendapatkan hasil penghitungannya, Anda dapat menggunakan rumus kapasitor seri, yakni adalah:

2. Rangkaian Kapasitor Paralel

Rangkaian kapasitor paralel merupakan rangkaian yang terdiri dari 2 buah atau lebih kapasitor yang disusun dengan bentuk paralel atau berderet.

Untuk jenis kapasitor paralel, susunan rangkaian paralel dapat Anda lihat pada gambar berikut ini:

Untuk penghitungan nilai kapasitas rangkaian paralel pada kapasitor, Anda dapat menggunakan rumus kapasitor paralel, yaitu:

3. Kapasitor Gabungan

Rangkaian gabungan merupakan rangkaian kapasitor yang terdiri dari perpaduan antara seri dan paralel.

Untuk menghitung nilai kapasitas dari rangkaian gabungan, Anda dapat menghitung dengan menggunakan rumus kapasitor gabungan di atas, yakni dengan menghitung masing-masing rangkaian, antara seri dan paralel kemudian menjumlahkannya.

4. Percobaan [back]

a. Prosedur 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 motor rangkaian akan mengeluarkan grafik osiloskop seperti pada gambar.

b. Prinsip kerja 

 

Rangkaian astable multivibrator dengan Duty cell = 50%

Tampilan gelombang rangkaian astable multivibrator D = 50% pada osiloskop

Multivibrator astabil mempunyai dua keadaaan namun tidak stabil pada salah satu diantaranya, dengan kata lain multivibrator akan berada pada salah satu keadaannya selama sesaat dan kemudian berpindah yang lain, disini multivibrator menetap untuk sesaat, sebelum berpindah kembali ke keadaan semula. Perpindahan pulang pergi yang berkesinambungan ini menghasilkan suatu gelombang segi empat. 

Pada rangkaian, terdapat kapasitor bernilai 1 micro Farad yang terhubung dengan ground dan amplifier 741 dan RF 100k ohm. Kaki 4 komponen 741 diberikan sumber tegangan AC sebesar -15 v dan kaki 7 diberikan sumber tegangan AC sebesar +15 v. Nilai Resistor didekat Vout diberikan sebesar 10k ohm sebanyak 2 buah dan menuju ke ground. Input dan output dari rangkaian dipasangkan pada terminal A dan B osiloskop. Saat dijalankan, didapati hasil grafik output berbentuk pulsa atau grafik berbentuk kotak. 

    Multivibrator Astable atau Multivibrator Astabil beralih di antara dua keadaan tanpa henti dengan menggunakan sinyal keluarannya untuk mengisi ulang sinyal masukan. Ini bekerja melalui transistor atau amplifier yang memperkuat sinyal output dan kemudian meneruskan muatan ke input. Umumnya, terdapat dua kapasitor di antara terminal Input dan Output, yang satu terisi penuh dan yang lainnya melepaskan muatan yang memungkinkan level tegangan dinaikkan atau diturunkan. Saat kapasitor yang diisi melepaskan dan mentransfer energinya ke kapasitor kedua, kapasitor kedua mengisi ulang dan bersiap untuk melepaskan energi kembali ke input. Hal ini memungkinkan multivibrator astabil untuk beralih antara status tinggi dan status rendah pada siklus berkelanjutan.

c. Video 

5. Download File [back]

Rangkaian Multivibrator D=50% [Klik disini]

Video rangkaian  astable multivibrator D=50% : [klik disini]

Datasheet osiloskop : klik disini

Datasheet power supply : klik disini

Datasheet resistor : klik disini

Datasheet op amp : klik disini

Datasheet kapasitor: klik disini