11
BAB III RANGKAIAN UTAMA SAKELAR SENTUH
III.1. Logika Kemudi
Di dalam rangkaian multivibrator monostabil sebagai saklar sentuh ini memakai IC 555. Dimana IC 555 ini dapat dikatakan IC Timer atau pewaktu 555
yang terdapat keuntungan yang di miliki suatu rang kaian terpadu monolitik, ukuran kecil, keandalan tinggi, hemat biaya, stabil terhadap perubahan suhu dan mempunyai
penyimpanan offset tegangan serta offset arus yang rendah. Dengan arti yang lain pewaktu 555 dapat beroperasi sebagai astabil ocilator atau monostabil pembankit
denyut pulsa. IC 555 ini berbeda dalam kemasan plastic dengan 8 pena pin. Untuk IC ini
memerlukan pencatu daya balans dari-5V, 0, +5V sampai -15V, 0, +15V. Maksudnya rangkaian digital beroperasi antara tegangan bumi logika 0 dan sesuatu
tegangan positif logika 1 sedangkan isyarat dapatlah positif atau negative terhadap bumi.
Gambar 3.1. a. Diagram pin pewaktu 555
6 5
7 8
4 3
2 1
No connection Reset
Ambang Keluaran
Pelepasan Pemicu
Gnd +Vcc
Universitas Sumatera Utara
12 Gambar 3.1.b bagan skema pewaktu 555
Pewaktu 555 merupakan penggabungan sebuah osilator relaksasi, dua pembanding, flip-flop RS dan sebuah transistor pelepasan pembuangan.
Gambar 3.1 b diatas adalah bagan blok IC555 yang disederhanakan. Suatu pewaktu IC, pin 8 adalah +Vcc. Perhatikan bahwa pembanding yang diatas
mempunyai sebuah masukan ambang pin 6 dan sebuah pin masukan kendali pin 5, dimana pada banyak pemakaian masukan kendali tidak digunakan No connection ,
sehingga kendalinya sama dengan +2Vcc3. dengan kata lain kapan saja tegangan ambang melewati tegangan kendali, keluarannya menjadi tinggi dan pembanding
akan menset flip-flop dan menyalakan transistor sehingga kondensator dengan cepat dapat dikosongkan.
Perhatikan juga pembanding yang dibawah. Masukan pembaliknya disebut “pemicu” pin 2. Karena dihubungkan dengan pembagi tegangan, maka masukan
Universitas Sumatera Utara
13 tak membalik mempunyai tegangan tetap +Vcc3 kelurannya menjadi tinggi dan
akan mereset flip-flop. Keadaan inilah memutuskan transistor, sehingga kondensator dapat diisi melalui tahanan luar.
Kolektor dari transistor pembuangan dihubungkan dengan ke pin 7. Juga dihubungkan dengan kondensator pewaktu luar, dan pin 6. sinyal komplementer
yang keluar dari flip-flop pergi ke pin 3 keluaran. Bila reset pin 4 di tanah kan pin 1, alat tidak bekerja. Perilaku hidupmati itu kadang-kadang amat berguna.
Pada banyak pemakaian pin 4 ini tidak digunakan, tetapi dihubungkan langsung dengan +Vcc.
Gambar 3.1.c diatas, memperlihatkan sepasang transistor yang bergandeng silang. Setiap kolektor menggerakkan basis yang berlawanan melalui R
B
. salah satuh transistor jenuh maka yang lainnya putus. Misalnya, bila transistor yang kanan jenuh,
tegangan kolektor nya nol artinya tak ada penggerakan basis untuk transistor kiri, sehingga menjadi putus sehingga tegangan kolektornya mendekati +Vcc. Tegangan
yang tinggi ini menghasilkan arus basis yang cukup untuk menjaga agar transistor yang kanan tetap dalam keadaan jenuh. Keluaran Q dapat rendah atau tinggi
tergantung pada transistor mana yang sedang mengalami kejenuhan. Untuk jenis flip- flop RS ini : masukan S yang tinggi mereset Q pada keadaan rendah.
Universitas Sumatera Utara
14
III.2. Multivibrator Monostabil
Multivibrator monostabil atau satu tembakan menghasilkan pulsa keluaran dengan lama waktu tetap, setiap saat waktunya dipicu. Ide dasar dari MV monostabil
diperlihatkan dalam Gambar pin pewaktu 555 diatas. Pemicuan masukan dapat keseluruhan pulsa, transisi detak dari R rendah ke T tinggi, atau transisi pulsa
pemicu dari T ke R bergantung pada satu tembakan. Pulsa keluaran dapat berupa pulsa negative atau positif.untuk dapat mengatur lamanya waktu pulsa keluaran
dengan menggunakan kombinasi kapasitor dan tahan uyang berlainan. Pewaktu IC 555 disesuaikan, dihubungkan sebagai MV satu-tembakan dalam
Gambar rangkaian pada Bab IV. Pulsa masukan negative pendek menyebabkan pulsa keluaran positif panjang. Lamanya waktu T dari pulsa keluaran dihitung
dengan menggunakan persamaan, dengan R
A
sebanding dengan resistor dalam Ohm, C sebanding dengan nilai kapasitas nya dalam Farad, dan T sebanding dengan
lamanya waktu pulsa keluaran dalam detik. Dengan lamanya waktu pulsa keluaran T untuk satu-tembakan seperti dalam rangkaian Bab IV nanti :
T = 1,1 R
A
C T = 1,1x1.10
6
x 100.10
3
= 110.000 detik = 30,5 jam. Sehingga lamanya waktu terhitung T dari pulsa keluaran untuk MV satu tembakan
pada rangkaian tugas akhir ini yaitu 30,5 jam. MV satu tembakan dalam rangkaian tugas akhir ini adalah non retriggerable bersifat tidak dapat dipicu kembali sebelum
habis waktu T. ini berarti bahwa keluaran dari MV satu-tembakan TINGGI, dan akan diabaikan setiap pulsa masukan.
Universitas Sumatera Utara
15 keluaran
C R
T
A
1 ,
1
masukan
Gambar 3.2 Pulsa Masukan dan keluaran pada MV monostabil
III.3. Catu Daya
Catu daya power supply seperti ditunjukkan pada Gambar 3.3, terdiri dari sebuah transformator, rangkaian penyearah setengah gelombang dan pemantap
tegangan regualasi tegangan. Dimana sumber tegangan AC disearahkan dengan system penyearah setangah gelombang. Kemudian tegangan output dari
penyearah direglasikan dengan dioda zener melalui pembatas arustegangan R
s
. Sehingga tegangan searah DC yang diperlukan sebagai pencatu daya akan lebih
baik.
Gambar. 3.3 Rangkaian Catu Daya.
III.3.1. Transformator
Beberapa peralatan elektronika menggunakan sebuah transformator untuk menaikkan tegangan jala-jala sesuai dengan pemakain yang diinginkan. Pada
Multifibrator Astabil
Universitas Sumatera Utara
16 rangkaian tugas akhir ini menggunakan transformator step down menurunkan
tegangan Ac. Dengan menggunkan transformator, sehingga dapat mengurangi bahaya
kejutan listrik karena tak ada lagi hubungan listrik yang langsung. Artinya satu- satunya hubungan dengan jala-jala ialah dengan melalui medan magnit yang
menghubungkan belitan primer dengan sekunder.
Gambar 3.4 skema Transformator
1 2
1 2
N N
V V
; dimana : V
1
= Tegangan primer V
2
= Tegangan sekunder N
1
= Banyak belitan pada belitan primer N
2
= Banyak belitan pada belitan sekunder
III.3.2. Penyearah Setengah Gelombang
Gambar 3.5 di bawah ini memperlihatkan rangkaian yang di sebut penyearah setengah gelombang. Pada setengah siklus tegangan sekunder yang positif,
mengalami pra-tegangan arah maju untuk setiap tegangan-tegangan sesaat yang lebih
Universitas Sumatera Utara
17 besar dari pada tegangan offset sekitar 0,7V untuk dioda silicon dan 0,3V untuk
dioda germanium. Hal ini menghasilkan tegangan lintas tahanan beban yang mendekati bentuk
setengah gelombang sinus. Untuk menyederhanakan pembahasan, dipergunakan pendekatan dioda karena puncak tegangan sumber jahuh lebih besar dari pada
tegangan offset dioda. Dengan alasan ini, puncak tegangan yang disearahkan sama dengan puncak tegangan sekunder seperti pada Gambar 3.5 berikut ini. Pada
setengah siklus negative, dioda mengalami pra-tegangan balik. Dengan mengabaikan arus bocor yang sama dengan arus bolak-balik,arus beban menjadi nol, inilah
sebabnya mengapa tegangan keluaran jatuh menjadi nol diantara 180º dan 360º. Hal penting yang patut diperhatikan pada penyearah setengah gelombang
adalah mengubah tegangan masukan AC menjadi tegangan DC yang berdenyut. Dengan kata lain, tegangan keluaran selalu positif atau nol, tegantung di tengah
siklus dimana tegangan beban V berbeda atau arus bebannya selalu mempunyai arah yang sama.
Gambar.3.5. a rangkaian penyearah setengah glombang, b keluaran yang disearahkan
Universitas Sumatera Utara
18 Dengan mengabaikan penurunan tegangan pada dioda, nilai rata-rata Dc dari
sinyal setengah gelombang pada Gambar 3.6 di atas adalah : V
2
puncak =
707 ,
Vsekunder
dan nilai rata-ratanya : Vdc = 0.318 V
2
puncak
III.3.3 Pemantap Tegangan
Agar diperoleh tegangan keluaran yang konstan terhadap perubahan beban atau tegangan masuk, digunakanlah rangkaian penstabil tegangan pemantab
tegangan. Regulasi tegangan yang sederhana dibuat dari pembatas arus atau tegangan
Rs yang terpasang seri dengan tegangan dan dioda zener terhubung secara parallel terhadap beban, seperti pada Gambar 3.6 berikut ini :
Rs Zd
Vm Vz
Vdc IL
RLbeban
Gambar 3.6 Rangkaian Pemantap Tegangan Dalam
Gambar 3.6 terlihat adanya penghambat pembatas seri yang akan mencegah terjadinya arus zener yang melebihi ketentuan batas maksimumnya Izm.
Dalam hal ini dioda zener bekerja sebagai salah satu baterai sehingga beban merupakan harga tetap. Jika tegangan saluran berubah V out juga ikut berubah.
Namun tegangan zener akan bertahan pada harga yang tetap sehingga Vout hampir sama dengan VzVout= Vz.
Tegangan pada penghambat pembatas seri sama dengan Vin- Vout, jadi arus melalui penghambat tersebut sama dengan:
Universitas Sumatera Utara
19 I
RS
= V in - V out Rs………………………………………………….a
Arus melalui penghambat beban diberikan oleh: €€€
I
L
= V out R
L
…………………………………………………………b Karena penghambatan beban berhubungan parallel dengan dioda zener, maka arus
seri sama dengan jumlah arus zener dan arus beban. I
RS
= I z + I
L
atau I z = I
RS
= I
L
……………………………………..c
III.3.4. Penapis Filter
Keluaran penyearah rata-rata adalah tegangan Dc yang berdenyut. Penggunaan keluaran seperti ini hanya terbatas untuk mengisi batere, menjalankan
motor Dc dan sedikit pemakaian lainnya. Apa yang kita perlukan untuk sebagian besar rangkaian-rangkain elektronika ialah tegangan Dc dengan nilai tetap, sama
seperti tegangan yang berasal dari batere. Untuk mengubah sinyal sinyal setengah gelombang dan gelombang penuh ke tegangan Dc yang tetap, kita mebutuhkan
sebuah penapis filter seperti Gambar3.7 berikut ini:
D RL
C V2
Gambar 3.7 penapis filter a. Rrangkaian penyearah puncak
b Keluaran setengah gelombang
Universitas Sumatera Utara
20
BAB IV APLIKASI IC 555 PADA MULTIVIBRATOR MONOSTABIL