One Shot Multivibrator dengan Trigger Positif




1. Pendahuluan[Kembali]

        Multivibrator monostabil, atau yang sering disebut sebagai one-shot multivibrator, adalah rangkaian elektronik yang memiliki satu keadaan stabil dan satu keadaan metastabil atau kuasi-stabil. Rangkaian ini dapat menghasilkan pulsa lebar tetap sebagai respons terhadap sinyal pemicu eksternal. Dalam konteks one-shot multivibrator dengan trigger positif, sinyal pemicu positif akan mengaktifkan rangkaian untuk memasuki keadaan metastabil, di mana rangkaian akan tetap berada dalam keadaan ini selama periode waktu yang ditentukan oleh komponen-komponen RC (resistor dan kapasitor) sebelum kembali ke keadaan stabilnya.

          Keunikan dari one-shot multivibrator dengan trigger positif terletak pada responnya yang cepat dan tepat terhadap sinyal pemicu, menjadikannya komponen penting dalam desain sistem elektronik modern.

 

2. Tujuan[Kembali]

  • Untuk memahami aplikasi Amplifier dan pembangkit sinyal
  • Untuk memahami rangkaian one shot multivibrator
  • Mampu merancang rangkaian simulasi  one shot multi vibrator menggunakan proteus

 

3. Alat dan Bahan[Kembali]

  1. Alat


       ·    Baterai


        Baterai adalah sebuah sumber energi yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi listrik yang dapat digunakan seperti perangkat elektronik.

 

Pinout dari baterai :

 


 

    ·    DC Voltmeter 


        DC Voltmeter  merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besar tengangan pada suatu komponen. Cara pemakaiannya adalah dengan memparalelkan kaki2 Voltmeter dengan komponen yang akan diuji tegangannya.

 

     ·    DC Amperemeter


                DC Amperemeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besar arus pada suatu komponen. Cara pemakaiannya dengan memposisikan kaki2 Amperemeter secara seri dengan komponen yang akan diuji besar kuat arusnya.

  ·    Osiloskop


 

           Osiloskop adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan electron-elektron selama waktu yang tidak tertentu. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode.

 

       Spesifikasi: 

        Pinout:


Keterangan:


 

2. Bahan

  • Resistor



            Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika.

Rumus hukum ohm (V=IR)     

Untuk mengetahui nilai resistansi dari suatu resistor, dapat dilihat dari tabel berikut:




        Cobtoh  lain cara membaca resistor  :

        Gelang ke 1 : Merah  = 2

        Gelang ke 2 : Merah  = 2

        Gelang ke 3 : Coklat  = 1 (angka 1 menjadi pangkat dari angka 10 = 101

        Gelang ke 4 : Emas    = Toleransi 5%

        Maka nilai resistor tersebut adalah 22 * 101= 220 Ohm dengan toleransi 5%


  • Ground            


                  Ground adalah titik yang dianggap sebagai titik baliknya arus listrik atau beda potensialnya bernilai 0 (nol). Fungsi Ground adalah memberi perlidungan pada peggunaan peralatan listrik.


  • Dioda


             Dioda adalah komponen elektronik yang digunakan untuk melewatkan arus. Dioda hanya dapat melewatkan arus listrik dalam satu arah saja.


  • Power Supply

         

     Berfungsi sebagai sumber daya bagi rangkaian.


  • Kapasitor

 


                Kapasitor merupakan komponen elektronika yang terdiri dari dua konduktor. Dimana keduanya dipisahkan oleh dua penyekat yang disebut dengan keping. Sederhanannya fungsi utama kapasitor adalah untuk menyimpan energi listrik, namun masih banyak lagi fungsi-fungsi kapasitor yang harus kamu ketahui.


Cara menentukan:

Nilai kapasitor (104J) : 10 * 10^4 pF = 10^5 pF = 100nF; toleransi 5% = ± 95nF sampai 105nF

                Kapasitor adalah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu sementara.

Cara menghitung nilai kapasitor :

1. Masukan 2 angka pertama langsung untuk nilai kapasitor.

2. Angka ke-3 berfungsi sebagai perpangkatan (10^n) nilai kapasitor.

3. Satuan kapasitor dalam piko farad.

4. Huruf terakhir menyatakan nilai toleransi dari kapasitor.

 

Daftar nilai toleransi kapasitor :

B = 0.10pF

C = 0.25pF

D = 0.5pF

E = 0.5%

F = 1%

G = 2%

H = 3%

J = 5%

K = 10%

M = 20%

Z = + 80% dan -20% 

 

Pinout:


Spesifikasi:


  • Operational Amplifier (741)


            Operational Amplifier (741) berfungsi sebagai penguat dan pengindra sinyal masukkan, baik DC maupun AC, juga sebagai penguat differensiasi impedansi masukkan tinggi, penguat keluaran impedansi rendah.

  • Potensiometer


        Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika ataupun kebutuhan pemakainya.


4. Dasar Teori[Kembali]

        Monostable Multivibrator atau Multivibrator Monostabil adalah jenis multivibrator yang memiliki keadaan stabil tunggal. Seperti namanya, MONO yang berart SATU ini menunjukkan satu keadaan stabil dan juga keadaan kuasi-stabil. Multivibrator Monostabil ini juga dikenal sebagai one-shot multivibrator (Multivibrator satu tembakan).

         Seperti yang ditunjukan pada gambar dibawah ini, dua transistor yaitu Q1 dan Q2 dihubungkan secara umpan balik satu sama lain. Kolektor transistor Q1 dihubungkan ke Basis transistor Q2 melalui kapasitor C1. Basis Q1 dihubungkan ke kolektor Q2 melalui resistor R2 dan kapasitor C. tegangan suplai DC –VBB diberikan ke basis transistor Q1 melalui resistor R3. Pulsa pemicu diberikan ke basis Q1 melalui kapasitor C2 untuk mengubah keadaannya. RL1 dan RL2 adalah resistor beban Q1 dan Q2.

        Salah satu transistor, ketika masuk ke keadaan stabil, pulsa pemicu eksternal diberikan untuk mengubah keadaannya. Setelah mengubah keadaannya, transistor tetap dalam keadaan kuasi-stabil selama periode waktu tertentu yang ditentukan oleh nilai konstanta waktu RC dan kembali ke keadaan stabil sebelumnya.


            Ketika rangkaian dinyalakan, Transistor Q1 akan berada dalam keadaan OFF sedangkan Q2 akan dalam keadaan ON,  Ini merupakan keadaan Stabil. Karena Q1 OFF, tegangan Kolektor akan menjadi VCC di titik A dan mengisi C1. Sebuah sinyal atau pulsa pemicu positif diberikan pada Basis Transistor Q1 yang mengubah transistor Q1 menjadi ON. Hal ini akan menurunkan tegangan Kolektor dan mematikan transistor Q2.

            Kapasitor C1 akan mulai pengosongan pada titik waktu ini. Tegangan positif dari Kolektor Transistor Q2 akan diberikan ke transistor Q1 dan menjaga Q1 tetap dalam keadaan ON. Inilah disebut dengan keadaan kuasi-stabil. Transistor Q2 tetap dalam keadaan OFF hingga kapasitor C1 kosong sepenuhnya. Setelah ini, Transistor Q2 akan ON dengan tegangan yang diberikan melalui pelepasan tegangan kapasitor.

Sinyal Triger Dan Output Monostable Multivibrator :


  • 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%.





  • Dioda

 

Spesifikasi


            Dioda adalah komponen yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Sebuah Dioda dibuat dengan menggabungkan dua bahan semi-konduktor tipe-P dan semi-konduktor tipe-N. Ketika dua bahan ini digabungkan, terbentuk lapisan kecil lain di antaranya yang disebut depletion layer. Ini karena lapisan tipe-P memiliki hole berlebih dan lapisan tipe-N memiliki elektron berlebih dan keduanya mencoba berdifusi satu sama lain membentuk penghambat resistansi tinggi antara kedua bahan seperti pada gambar di bawah ini. Lapisan penyumbatan ini disebut depletion layer.

            Ketika tegangan positif diterapkan ke Anoda dan tegangan negatif diterapkan ke Katoda, dioda dikatakan dalam kondisi bias maju. Selama keadaan ini tegangan positif akan memompa lebih banyak hole ke daerah tipe-P dan tegangan negatif akan memompa lebih banyak elektron ke daerah tipe-N yang menyebabkan depletion layer hilang sehingga arus mengalir dari Anoda ke Katoda. Tegangan minimum yang diperlukan untuk membuat dioda bias maju disebut forward breakdown voltage.

            Jika tegangan negatif diterapkan ke anoda dan tegangan positif diterapkan ke katoda, dioda dikatakan dalam kondisi bias terbalik. Selama keadaan ini tegangan negatif akan memompa lebih banyak elektron ke material tipe-P dan material tipe-N akan mendapatkan lebih banyak hole dari tegangan positif yang membuat depletion layer lebih besar dan dengan demikian tidak memungkinkan arus mengalir melaluinya. Kondisi ini hanya terjadi pada dioda yang ideal, kenyataannya arus yang kecil tetap dapat mengalir pada bias terbalik dioda.


Dioda dapat dibagi menjadi beberapa jenis:

1. Dioda Penyearah (Dioda Biasa atau Dioda Bridge) yang berfungsi sebagai penyearah arus AC ke arus DC.
2. Dioda Zener yang berfungsi sebagai pengaman rangkaian dan juga sebagai penstabil tegangan.
3. Dioda LED yang berfungsi sebagai lampu Indikator ataupun lampu penerangan.
4. Dioda Photo yang berfungsi sebagai sensor cahaya.
5. Dioda Schottky yang berfungsi sebagai Pengendali.

Untuk menentukan arus zenner  berlaku persamaan:


Keterangan:



            Pada grafik terlihat bahwa pada tegangan dibawah ambang batas tegangan mundur (reverse) sebuah dioda akan tembus (menghantar) dan tidak bisa menahan lagi. Batas ini disebut dengan area tegangan breakdown dioda. Kondisi dioda pada area ini adalah tembus atau menghantar dan tidak menghambat. Kemudian pada level tegangan diantara tegangan breakdown dan tegangan forward terdapat area tegangan reverse dan tegangan cut off. Pada area ini kondisi dioda adalah menahan atau tidak mengalirkan arus listrik.

  • Op Amp 741


            Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.

Karakteristik penguat ideal adalah:

  • Gain sangat besar (AOL >>). Penguatan open loop adalah sangat besar karena feedback-nya tidak ada atau RF = tak terhingga, serta pada rentang frekuensi yang luas.
  • Impedansi input sangat besar (Zi >>). Impedansi input adalah sangat besar sehingga arus input ke rangkaian dalam op-amp sangat kecil sehingga tegangan input sepenuhnya dapat dikuatkan.
  • Impedansi output sangat kecil (Zo <<).


Konfigurasi PIN 741:



Spesifikasi:


Respons karakteristik kurva I-O:

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.

  • 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. Untuk mendapatkan hasil penghitungannya, Anda dapat menggunakan rumus kapasitor seri, yakni sebagai berikut:

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 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. 


5. Percobaan[Kembali]

    a. Prosedur

  1. Buka Aplikasi Proteus yang ada pada perangkat
  2. Siapkan semua alat dan bahan yang diperlukan untuk membuat rangkaian
  3. Mulai rangkai satu persatu komponen menjadi suatu rangkaian yang kompleks.
  4. Atur nilai dari tiap komponen pada rangkaian sesuai kebutuhan
  5. jalankan rangkaian, jika terdapat eror maka perbaiki bagian yang eror, sedangkan jika tidak ada eror, maka rangkaian dikaegorikan berhasil.

      b. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja


  • Prinsip Kerja
         Rangkaian One Shoot Multivibrator diberi Trigger(Vi)  bernilai positif. Ketika diberi trigger  besarnya Vip =2 (–VLT) (supaya bekerja baik) maka VO berubah dari +Vsat menjadi –Vsat sehingga C discharge atau arus discharge dari kapasitor C melalui D1 dan R4 ke output op-amp VO = - Vsat, sehingga VLT=R2.(-V SAT)/(R1+R2).

        Pada input non inverting akan berharga minus dari penjumlahan tegangan Vip = 2 (–VLT) dengan VUT maka dihasilkan harga sama dengan VLT sehingga bila dibandingkan dengan input inverting sebesar Vd akan membuat output VO berubah dari +Vsat menjadi –Vsat dan Vref berubah menjadi sebesar VLT. Kapasitor C mengalami discharge sampai VC  VLT maka tegangan output VO berubah dari -Vsat menjadi +Vsat dan Vref berubah menjadi sebesar VUT

    C. Video Simulasi


6. File Download[Kembali]

Rangkaian One Shot Multivibrator dengan Trigger Positif [Download]



Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Komentar (Atom)