RANGKAIAN UTAMA SAKELAR SENTUH

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