IC 555 dan Pengaplikasiannya Pada Rangkaian

Menurut saya, komponen analog yang paling popular saat ini adalah IC 555, kenapa?. Sebelum masuk ke bagian alasan mengapa IC 555 merupakan komponen analog yang paling popular saat ini, terlebih dahulu kita harus mengetahui tentang IC 555 itu sendiri. IC timer 555 atau sering disebut IC 555 pertama kali dibuat oleh Signetics Corporation pada tahun 1971. Seperti yang telah kita ketahui, untuk IC biasanya terdapat berbagai komponen-komponen elektronika yang terintegrasi didalam 1 chip, demikian pula pada IC 555 ini, IC 555 terdiri dari komparator dan flip-flop yang direalisasikan oleh banyak transistor, untuk lebih jelasnya perhatikan gambar berikut :

Dimana terdapat 2 buah komparator, sebuah flip-flop, 2 buah transistor, dan 3 buah resistor yang besarnya sama dan tersusun secara seri, dan terdapat 8 buah pin, yaitu : GND, Trigger, Output, Reset, control voltage, threshold, discharge, dan Vcc.

Fungsi dari IC555 bisa bermacam-macam, karena dapat menghasilkan sinyal pendetak/sinyal kotak. Tergantung kreativitas saja untuk merangkainya, beberapa diantaranya adalah sebagai clock untuk jam digital, hiasan menggunakan lampu LED, menyalakan 7-segment dengan rangkaian astable, metronome dalam industry music, timer counter, atau dengan lebih dalam mengutak-atik lagi dapat memberikan PWM (pulse width modulation) yang mengatur frekuensi sinyal logika high untuk mengatur duty cycle yang diinginkan.

Selanjutnya ialah mengapa IC 555 merupakan komponen analog yang terpopuler saat ini, untuk membuktikan pernyataan saya ini, kita tinjau dari beberapa aspek, pertama dari kemudahan penggunaannya, dalam hal kegunaan IC 555 saya anggap sangat praktis, mengapa? Sebab, sebagai contoh untuk menghasilkan sinyal PWM (pulse width modulation) kita cukup dengan mengatur rangkaian luar yang akan dihubungkan dengan IC ini saja, jika kita bandingkan dengan penggunaan mikrokontroler untuk menghasilkan sinyal PWM, kita harus memprogramnya terlebih dahulu, atau singkatnya menurut saya, IC 555 ini merupakan IC analog tapi berkemampuan IC digital. Selanjutnya ditinjau dari segi fasilitas yang dimilikinya, menurut saya, IC 555 ini memiliki fasilitas yang cukup lengkap didalamnya, karna didalamnya terdiri dari 2 buah komparator yang outputnya terhubung pada flip-flop sehingga kita dapat menghemat biaya yang digunakan, sebab untuk merealisasikan komparator terlebih dahulu kita harus membeli IC opamp, untuk 2 buah komparator, kita dapat menggunakan IC LM 358, serta membeli sebuah flip-flop, saya rasa hal ini tidak ekonomis. Dan yang terakhir dari segi kegunaannya, untuk level komponen analog, IC 555 ini menurut saya memiliki kegunaan yang lebih banyak bila dibandingkan dengan komponen analog lainnya, (tetapi dalam konteks terapan dalam kehidupan sehari-hari), Sehingga dari penguraian diatas dapat saya simpulkan bahwa IC 555 merupakan IC yang paling popular saat ini.

Aplikasi IC 555 Pada Rangkaian Pengusir Tikus

Rangkaian pengusir tikus diatas adalah merupakan rangkaian elektronika yang berfungsi untukmengusir tikus-tikus pengganggu dengan suara ultrasonic alias suara dengan frekuensi tinggi. Rangkaian di atas merupakan rangkaian multivibrator astable yang menggunakan IC 555 dan sangat mudah untuk dibuat. Dan juga dengan IC 555 ini kita dapat mudah menentukan nilai frekuensi yang kita inginkan. Hanya saja menurut saya daya yang dihasilkan oleh IC 555 kurang maksimal untuk dapat mengusir tikus dalam satu rumah. Apalagi kalau rumah anda cukup besar dan mempunyai banyak dinding pembatas atau ruangan secara terpisah. Oleh karena itu saya menyarankan supaya anda menggunakan power amplifier yang cukup supaya tikus-tikus di rumah anda benar-benar ngacir.Prisip kerja rangkaian pengusir tikus ini adalah sebenarnya hanya menciptakan suara yang bisa didengar oleh tikus, tetapi suara tersebut dikondisikan pada frekuensi mendekati batas maksimum frekuensi pendengaran tikus. Kemudian suara tersebut kita perkuat agar membuat tikus tidak nyaman mendengarnya atau bahkan telinganya akan terasa sakit. Hal tersebut sama dengan jika kita mendengar suara yang sangat nyaring dengan volume yang sangat besar, saya yakin jika suara tersebut diperkuat dengan sekuat-kuatnya dan didekatkan dengan telinga seseorang maka akan berakibat fatal pada fungsi pendengaran orang tersebut jika ia tidak segera cepat-cepat kabur.Dengan prinsip di atas tersebut maka anda bisa membuat rangkaian pengusir binatang pengganggu lainnya selain tikus seperti nyamuk, kecoa, serangga dan lain sebagainya. Atau bahkan anda bisa membuat rangkaian pengusir manusia penggangu ….ha..ha..ha. Tugas anda hanya mencari data tentang batas frekuensi pendengaran dari tiap-tiap binatang. Kemudian anda buat rangkaian pembangkit pulsa seperti multivibrator, oscillator atau flip-flop. Jadi tidak terpaku pada penggunaan IC 555.Catatan :

1. Out dari IC 555 bisa anda hubungkan langsung dengan loudspeaker, dengan catatan daya yang dihasilkan sangat kecil.

2. Sebaiknya anda menggunakan amplifier sederhana guna memperoleh daya yang cukup untuk mengusir tikus, seperti amplifier 50 watt, 100 watt atau 150 watt.

3. Potensio 10 K digunakan untuk mengatur besar frekuensi yang dihasilkan. Dan dengan aturan nilai resistor 1 K, kapasitor 1 nF dan potensio 10 K, nilai frekuensi yang diinginkan untuk mengusir tikus sudah terpenuhi yakni 90 KHz.

4. Untuk memperoleh hasil yang memuaskan dan lebih akurat anda bisa melakukan perhitungan dengan rumus multivibrator astable IC 555.

5. Anda bisa menggunakan speaker aktif jika anda punya di rumah dan malas untuk membuat rangkaian power amplifier tambahan.

Sumber : http://ayo-baca-aja.blogspot.com/2011/06/ic-555-dan-pengaplikasiannya-pada.html

IC 555 timer

Kalau ditanya apa komponen elektronika yang paling popular dan serba

guna, maka jawabnya adalah IC timer 555. IC timer jenis ini sudah dikenal dan masih populer sampai saat ini sejak puluhan tahun yang lalu. Tepatnya IC 555 pertama kali dibuat oleh Signetics Corporation pada tahun 1971. IC timer 555 memberi solusi praktis dan relatif murah untuk berbagai aplikasi elektronik yang berkenaan dengan pewaktuan (timing). Terutama dua aplikasinya yang paling populer adalah rangkaian pewaktu monostable dan osilator astable.  Jeroan utama komponen ini terdiri dari komparator dan flip-flop yang direalisasikan dengan banyak transistor. 

Dari dulu hingga sekarang, prinsip kerja komponen jenis ini tidak berubah namun masing-masing pabrikan membuatnya dengan desain IC dan teknologi yang berbeda-beda. Hampir semua pabrikan membuat komponen jenis ini, walaupun dengan nama yang berbeda-beda. Misalnya National Semiconductor menyebutnya dengan LM555, Philips dan Texas Instrument menamakannya

SE/NE555. Motorola / ON-Semi mendesainnya dengan transistor CMOS sehingga komsusi powernya cukup kecil dan menamakannya MC1455. Philips dan Maxim membuat versi CMOS-nya dengan nama ICM7555. Walaupun namanya berbeda-beda, tetapi fungsi dan pin diagramnya saling kompatibel satu dengan yang lainnya (functional and pin-to-pin compatible). Hanya saja ada beberapa karakteristik spesifik yang berbeda misalnya konsumsi daya, frekuensi maksimum dan sebagainya. Spesifikasi lebih detail biasanya dicantumkan pada datasheet masing-masing pabrikan. Dulu pertama kali casing dibuat dengan 8 pin T-package (tabular dari kaleng mirip transistor), namun sekarang lebih umum dengan kemasan IC DIP 8 pin.

 

Rangkaian Monostable

IC ini didesain sedemikian rupa sehingga hanya memerlukan sedikit komponen luar untuk bekerja. Diantaranya yang utama adalah resistor dan kapasitor luar (eksternal). IC ini memang bekerja dengan memanfaatkan prinsip pengisian (charging) dan pengosongan (discharging) dari kapasitor melalui resistor luar tersebut. Untuk menjelaskan prinsip kerjanya, coba perhatikan diagram gambar IC 555 dengan resistor dan kapasitor luar berikut ini. Rangkaian ini tidak lain adalah sebuah rangkaian pewaktu (timer) monostable. Prinsipnya rangkaian ini akan menghasilkan pulsa tunggal dengan lama tertentu pada keluaran pin 3, jika pin 2 dari komponen ini dipicu. Perhatikan di dalam IC ini ada dua komparator yaitu Comp A dan Comp B. Perhatikan juga di dalam IC ini ada 3 resistor internal R yang besarnya sama. Dengan susunan seri yang demikian terhadap VCC dan GND, rangkaian resistor internal ini merupakan pembagi tegangan. Susunan ini memberikan tegangan referensi yang masing-masing besarnya 2/3 VCC pada input negatif komparator A dan 1/3 VCC pada input positif komparator B. 

 

Rangkaian pewaktu monostable

 

Pada keadaan tanpa input, keluaran pin 3 adalah 0 (ground atau normally low). Transistor Q1 yang ada di dalam IC ini selalu ON dan mencegah kapasitor eksternal C dari proses pengisisian (charging). Ketika ada sinyal trigger dari 1 ke 0 (VCC to GND) yang diumpankan ke pin 2 dan lebih kecil dari 1/3 VCC, maka serta merta komparator B men-set keluaran flip-flop. Ini pada gilirannya memicu transistor Q1 menjadi OFF. Jika transistor Q1 OFF akan membuka jalan bagi resistor eksternal R untuk mulai mengisi kapasitor C (charging). Pada saat yang sama output dari pin 3 menjadi high (VCC), dan terushigh sampai satu saat tertentu yang diinginkan. Sebut saja lamanya adalah t detik, yaitu waktu yang diperlukan untuk mengisi kapasitor C mencapai tegangan 2/3 VCC. Tegangan C ini disambungkan ke pin 6 yang tidak lain merupakan input positif comp A. Maka jika tegangan 2/3 VCC ini tercapai, komparator A akan men-reset flip-flop dan serta merta transistor internal Q1 menjadi ON kembali. Pada saat yang sama keluaran pin 3 dari IC 555 tersebut kembali menjadi 0 (GND). 

 

Berapa lama pulsa yang dihasilkan amat tergantung dari nilai resitor dan kapasitor eksternal yang pasangkan. Dari rumus ekponensial pengisian kapasitor diketahui bahwa :

 

Vt = VCC(1- e-t/RC)  ….. (1)

 

Vt adalah tegangan pada saat waktu t. Jika t adalah waktu eksponensial yang diperlukan untuk mengisi kapasitor sampai Vt = 2/3 VCC, maka rumus (1) dapat disubstitusi dengan nilai ini menjadi :

 

2/3 = 1-e-t/RC  

1/3 = e-t/RC     

ln(1/3) = -t/RC        dan seterusnya dapat diperoleh 

 

t = (1.0986123)RC  yang dibulatkan menjadi

 

t = 1.1 RC 

 

Inilah rumusan untuk mengitung lamanya keluaran pulsa tunggal yang dapat dihasilkan dengan rangkaian monostable dari IC 555.

 

Rangkaian Astable

Sedikit berdeda dengan rangkaian monostable, rangkaian astable dibuat dengan mengubah susunan resitor dan kapasitor luar pada IC 555 seperti gambar berikut. Ada dua buah resistor Ra dan Rb serta satu kapasitor eksternal C yang diperlukan. Prinsipnya rangkaian astable dibuat agar memicu dirinya sendiri berulang-ulang sehingga rangkaian ini dapat menghasilkan sinyal osilasi pada keluarannya. Pada saat power supply rangkaian ini di hidupkan, kapasitor C mulai terisi melalui resistor Ra dan Rb sampai mencapai tegangan 2/3 VCC. Pada saat tegangan ini tercapai, dapat dimengerti komparator A dari IC 555 mulai bekerja mereset flip-flop dan seterusnya membuat transistor Q1 ON. Ketika transisor ON, resitor Rb seolah dihubung singkat ke ground sehingga kapasitor C membuang muatannya (discharging) melalui resistor Rb. Pada saat ini keluaran pin 3 menjadi 0 (GND). Ketika discharging, tegangan pada pin 2 terus turun sampai mencapai 1/3 VCC. Ketika tegangan ini tercapai, bisa dipahami giliran komparator B yang bekerja dan kembali memicu transistor Q1 menjadi OFF. Ini menyebabkan keluaran pin 3 kembali menjadi high (VCC). Demikian seterusnya berulang-ulang sehingga terbentuk sinyal osilasi pada keluaran pin3. Terlihat di sini sinyal pemicu (trigger) kedua komparator tersebut bekerja bergantian pada tegangan antara 1/3 VCC dan 2/3 VCC.  Inilah batasan untuk mengetahui lebar pulsa dan periode osilasi yang dihasilkan. Misal diasumsikan t1 adalah waktu proses pengisian kapasitor yang di isi melalui resistor Ra dan Rb dari 1/3 VCC sampai 2/3 VCC. Diasumsikan juga t2 adalah waktu discharging kapasitor melalui resistor Rb dari tegangan 2/3 VCC menjadi 1/3 VCC. Dengan perhitungan eksponensial dengan batasan 1/3 VCC dan 2/3 VCC maka dapat diperoleh :

 

t1 = ln(2) (Ra+Rb)C  = 0.693 (Ra+Rb)C

dan

t2 = ln(2) RbC = 0.693 RbC

 

 

Rangkaian osilator astable

 

Periode osilator adalah dapat diketahui dengan menghitung T = t1 + t2. Persentasi duty cycle dari sinyal osilasi yang dihasilkan dihitung dari rumus t1/T. Jadi jika diinginkan duty cycle osilator sebesar (mendekati) 50%, maka dapat digunakan resistor Ra yang relatif jauh lebih kecil dari resistor Rb.

Satu hal yang menarik dari komponen IC 555, baik timer aplikasi rangkaian monostable maupun frekuensi osilasi dari rangkaian astable tidak tergantung dari berapa nilai tegangan kerja VCC yang diberikan. Tegangan kerja IC 555 bisa bervariasi antara 5 sampai 15 Vdc. Tingkat keakuratan waktu (timing) yang dihasilkan tergantung dari nilai dan toleransi dari resistor dan kapasitor eksternal yang digunakan. Untuk rangkaian yang tergolong time critical, biasanya digunakan kapasitor dan resistor yang presisi dengan toleransi yang kecil. Pada banyak nota aplikasi, biasanya juga ditambahkan kapasitor 10 nF pada pin 5 ke ground untuk menjamin kestabilan tegangan referensi 2/3 VCC. Banyak aplikasi lain yang bisa dibuat dngan IC 555, salah satu aplikasi yang populer lainnya adalah rangkaian PWM (Pulse Width Modulation). Rangkaian PWM mudah direalisasikan dengan sedikit mengubah fungsi dari rangkaian pewaktu monostable. Yaitu dengan memicu pin trigger (pin 2) secara kontiniu sesuai dengan perioda clock yang diinginkan, sedangkan lebar pulsa dapat diatur dengan memberikan tegangan variabel pada pin control voltage (pin5). Di pasaran banyak juga jumpai dua timer 555 yang dikemas didalam satu IC misalnya IC LM556 atau MC1456.

Sumber : http://www.electroniclab.com/index.php/labanalog/14-ic-555-timer

ALARM SENSOR SENTUHAN MENGGUNAKAN IC 555

Prinsip Kerja

IC 555 dirangkai sebagai timer dengan waktu ON ditentukan oleh konfigurasi R1, P1 dan C1. Untuk mengatur lamanya timer ON dapat diatur dengan mengubah nilai resistansi P1 dengan cara mengatur posisi tuas potensiometer P1. Timer IC 555 ini diaktifkan dengan sinyal triger yang dihubungkan ke pelat logam pada kunci pintu. Sinyal triger tersebut berasal dari elektro statis pada tubuh manusia yang menyentuh pelat logam pada kunci yang terhubung ke rangkaian saklar sentuh ini. Apabila kunci disentuh menggunakan jari maka akan memberikan triger ke rangkaian timer IC 555 sehingga timer ON dan mengaktifkan relay yang digunakan untuk menyalakan alarm sehingga alarm menyala selama beberapa saat.

BLOK DIAGRAMSensor

sentuhanMultivibrator astabil

Switching transistor

Relay Buzzer

SKEMA RANGKAIAN

SKEMA RANGKAIAN

Dengan kajian diatas maka kita dapat merancang sebuah sensor sentuhan menggunakan IC 555

Dengan rancangan sensor sentuhan tersebut kita dapat mengembangkannya menjadi sebuah alram yang akan aktif karena sentuhan.

Dengan rancangan diatas maka kita dapat merangkai sebuah alarm sensor sentuhan menggunakan IC555

Sumber : Fitri Afriani, Nurry Putri Tissos, Rani Humaira (FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM, UNIVERSITAS NEGERI PADANG)