Astable Multivibrator d=50%

 

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

   a) Prosedur

   b) Rangkaian simulasi

   c) Video Simulasi

6. Download File

 1. Pendahuluan[kembali]

Astable Multivibrator adalah salah satu jenis rangkaian osilator yang digunakan untuk menghasilkan sinyal gelombang persegi yang berosilasi secara kontinu tanpa membutuhkan input eksternal. Dalam konfigurasi ini, rangkaian tidak memiliki kondisi stabil dan terus-menerus berpindah antara dua kondisi yang berlawanan, yaitu kondisi "tinggi" dan "rendah". Salah satu aplikasi umum dari Astable Multivibrator adalah sebagai generator sinyal jam (clock) dalam sirkuit digital dan sebagai penghasil gelombang pulsa dalam berbagai aplikasi elektronik.

Ketika Astable Multivibrator dirancang dengan duty cycle sebesar 50%, berarti waktu tinggi dan waktu rendah dari gelombang keluaran adalah sama. Hal ini sering dicapai dengan menggunakan kapasitor dan resistor yang dipilih dengan hati-hati dalam rangkaian, sehingga memastikan bahwa periode waktu kedua kondisi tersebut seimbang. Duty cycle 50% sangat ideal untuk aplikasi di mana simetri dari gelombang persegi sangat penting, seperti dalam komunikasi data dan sistem digital, karena memastikan bahwa sinyal memiliki waktu "aktif" dan "non-aktif" yang sama, mengurangi kemungkinan distorsi dan meningkatkan efisiensi transmisi sinyal.

 2. Tujuan[kembali]

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

 3. Alat dan Bahan[kembali]

    Alat :

1. Oscilloscope

Osiloskop adalah alat ukur yang berfungsi menunjukan bentuk sinyal listrik berupa grafik dari    tegangan terhadap waktu yang tertampil pada layarnya.Osiloskop dapat mengukur mengukur    besaran-besaran: tegangan, frekuensi, periode, bentuk sinyal dan beda fasa. 

2. Power Suply

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

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 (∞) 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 merupakan titik yang dianggap sebagai titik kembalinya arus searah  atau titik kembalinya sinyal bolak balik. 

 4. Dasar Teori[kembali]

A. Multivibrator Astabil

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. 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.

 5. Percobaan[kembali]

    a) Prosedur[kembali]

• Untuk membuat rangkaian ini, pertama, buka aplikasi proteus 8 profesional
• Kemudian 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 coba jalankan rangkaiannya, jika tidak terjadi error, maka motor akan bergerak yang berarti rangkaian bekerja

    b) Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [kembali]

Rangkaian Astable Multivibrator d=50%

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 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. 

    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 Simulasi [kembali]

 6. Download File[kembali]

    Rangkaian Astable Multivibrator d=50% [unduh]

    Video Rangkaian Astable Multivibrator d=50% [unduh]

    Datasheet Op-Amp [unduh]

    Datasheet osiloskop [unduh]

    Datasheet kapasitor [unduh]

    Datasheet resistor [unduh]

    Datasheet power supply [unduh]