Melanjutkan dari tutorial pertama kami pada pengoperasian IC 555 Timer, tutorial kedua masih tentang IC 555 Timer ini melihat beberapa penggunaan praktis dan rangkaian yang dapat kita bangun saat menggunakan IC 555 sebagai multivibrator astabil.
Kami ingat dari tutorial kami sebelumnya tentang timer IC 555 yang untuk membuatnya berosilasi sebagai osilator gelombang persegi, kita perlu terus-menerus retrigger (memicu-ulang) dengan periode waktu, T dan karenanya frekuensi Output, ƒ diatur oleh kapasitor timing C dan umpan balik resistor RA dan RB. Siklus kerja, D serta frekuensi dikontrol oleh rasio resistor waktu ini.
Dengan mengingat hal itu, kita dapat mendesain multivibrator IC 555 dasar untuk memberikan frekuensi output sekitar 1500 hertz menggunakan nilai-nilai komponen pilihan seperti yang ditunjukkan.
Rangkaian Dasar Multivibrator IC 555
Menggunakan nilai komponen yang diberikan akan menghasilkan nilai: t1 = 375uS, t2 = 325uS, T = 700uS, ƒ = 1430Hz atau 1.43kHz dan Siklus kerja, D sekitar 0.535, atau 53.5%.
Perhatikan juga bahwa karena siklus kerja adalah 53.5%, ketika osilator astabil IC 555 dihubungkan ke tegangan supply 9 volt, rata-rata tegangan DC ekuivalen output hadir pada output, pin 3 akan: 9*0.535 kira-kira sama dengan 4.8 volt, dan ketika dihubungkan ke tegangan supply 15 volt, tegangan output DC ekuivalen adalah 15*0.535 yang sama dengan sekitar 8 volt. Level tegangan ini mewakili tegangan input DC VIN ke rangkaian multiplier tegangan yang terhubung.
Multiplier Tegangan IC 555
Transformator adalah perangkat yang sangat efisien untuk mengubah tegangan input primer AC ke tegangan output sekunder, baik dengan menaikkan atau menurunkan tegangan sekunder sehubungan dengan tegangan primer. Tetapi bagaimana jika kita ingin mengubah tegangan DC keadaan stabil dari satu nilai ke nilai lain, maka kita tidak dapat menggunakan transformator untuk ini.
Timer IC 555 dapat digunakan untuk mengubah tegangan DC menjadi tegangan DC yang jauh lebih tinggi, dan bahkan membalik polaritas tegangan DC hanya dengan beberapa komponen tambahan yang ditambahkan ke pin output-nya. Banyak aplikasi elektronik membutuhkan supply tegangan rendah arus berbeda untuk memberi daya pada bagian rangkaian yang berbeda dengan osilator sederhana IC 555 di atas yang dikonfigurasikan sebagai multiplier tegangan DC-ke-DC transformerless yang digunakan untuk memuaskan banyak aplikasi daya rendah ini.
Doubler Tegangan IC 555
Multiplier tegangan DC-ke-DC yang paling dasar dan mudah dibangun adalah doubler tegangan. IC 555 dikonfigurasi sebagai multivibrator astabil untuk men-supply kondisi input untuk rangkaian "pompa pengisian" yang dibuat menggunakan jaringan Dioda dan Kapasitor seperti yang ditunjukkan.
Rangkaian Doubler Tegangan IC 555
Rangkaian doubler tegangan IC 555 sederhana ini terdiri dari IC 555 osilator dan kapasitor-dioda jaringan doubler tegangan tunggal dibentuk oleh C3, D1, D2 dan C4. Rangkaian doubler tegangan ini melipatgandakan (multiplies) tegangan supply dan menghasilkan output yang kira-kira dua kali nilai tegangan dari tegangan input dikurangi dengan penurunan tegangan dioda.
Ketika output pada pin 3 adalah RENDAH, yang 50uF kapasitor ( C3 ) mengisi hingga tegangan supply melalui dioda, D1 dengan dioda D2 off. Bila output dari IC 555 berjalan TINGGI, tegangan di C3 mengosongkan melalui dioda D2, seperti D1 adalah reverse bias, menambahkan tegangan untuk tegangan sumber sebagai VCC dan C3 sekarang seperti dua sumber tegangan dalam seri.
Siklus pengaturan waktu (timing) dari IC 555 berubah status lagi dari TINGGI ke RENDAH dan siklus berulang sekali lagi, sehingga menghasilkan tegangan beban DC yang dua kali dari tegangan input asli, yaitu faktor perkalian dua (doubler voltage). Kemudian rangkaian doubler tegangan IC 555 dapat menghasilkan tegangan output dari sekitar 10 hingga 30 volt pada arus yang sangat rendah.
Hal lain yang perlu diperhatikan adalah bahwa frekuensi osilasi multivibrator astabil IC 555 yang digunakan untuk menghasilkan sinyal input gelombang persegi akan menentukan nilai kapasitor yang digunakan, karena mereka bersama dengan nilai beban yang terhubung membuat rangkaian pengisian RC atau pengosongan RC untuk menyaring tegangan output. Nilai kapasitansi yang terlalu rendah, atau frekuensi osilasi yang terlalu rendah akan menghasilkan riak pada bentuk gelombang tegangan output dan oleh karena itu tegangan output DC rata-rata lebih rendah.
Dengan tanpa beban terhubung, tegangan output akan menjadi dua kali lipat tegangan supply asli IC 555. Tegangan output aktual akan tergantung pada nilai beban terhubung, RL dan arus beban, IL. Seperti yang diberikan, rangkaian multiplier tegangan IC 555 di atas dapat me-supply sekitar 30mA pada tegangan pengenal.
Ada banyak variasi rangkaian multiplier tegangan di atas, tetapi masing-masing menggunakan dua pasangan dioda/kapasitor untuk menyediakan faktor perkalian x2. Dengan menambahkan atau mengalirkan lebih banyak jaringan dioda/kapasitor ke doubler tegangan, kita dapat membuat rangkaian yang dapat membuat rasio pengalian tegangan setinggi yang kita inginkan.
Jadi misalnya, dengan menambahkan setengah kombinasi dioda/kapasitor ke rangkaian multiplier tegangan IC 555 menciptakan rangkaian tripler tegangan dengan faktor perkalian x3, dan menambahkan bagian dioda/kapasitor kedua ke rangkaian doubler tegangan IC 555 akan membuat quadrupler tegangan rangkaian dengan faktor perkalian x4, dan seterusnya seperti yang ditunjukkan.
Rangkaian Tripler Tegangan IC 555
Quadrupler tegangan menggunakan IC 555 timer dengan menyambungkan dua jaringan doubler tegangan yang menghasilkan tegangan output sekitar 4VIN jika kehilangan dan penurunan tegangan dioda diabaikan.
Rangkaian Quadrupler Tegangan IC 555
Selain menghasilkan multiplier tegangan dengan tegangan output positif yang berbeda, kami juga dapat mengonfigurasinya untuk menghasilkan tegangan output negatif dengan hanya membalik arah dan polaritas dioda dan kapasitor yang digunakan seperti yang ditunjukkan.
Rangkaian Doubler Tegangan Negatif IC 555
Kemudian kita telah melihat bahwa IC 555 multiplier tegangan berbasis waktu dapat digunakan untuk menggandakan, tiga kali lipat atau bahkan empat kali lipat tegangan supply tunggal untuk menyediakan berbagai tegangan output positif dan negatif. Sementara dalam teori tidak ada batasan untuk jumlah pengkalian tegangan yang dapat dihasilkan dengan menyatukan beberapa bagian dioda/kapasitor untuk menghasilkan tegangan yang semakin tinggi seperti yang digunakan dalam ionizers udara atau zappers bug. Namun, harus hati-hati untuk memastikan terhadap sengatan listrik ketika berhadapan dengan tegangan output yang tinggi.
Inverter DC-to-AC IC 555
Kita dapat mengambil ide multiplier tegangan IC 555 ini satu-langkah lebih jauh dengan menggunakan rangkaian timer IC 555 dasar untuk menghasilkan inverter DC-to-AC. Dengan IC 555 yang dikonfigurasi untuk beroperasi sebagai osilator gelombang persegi dan beberapa komponen tambahan, kami dapat menghasilkan output gelombang sinus pada level tegangan yang diinginkan, baik 120 volt atau 240 volt seperti yang ditunjukkan.
Rangkaian Inverter DC-to-AC IC 555
Jadi bagaimana cara kerja rangkaian Inverter IC 555 DC-to-AC. Timer IC 555 dikonfigurasikan untuk berosilasi sebagai multivibrator astabil yang menghasilkan output gelombang persegi sama seperti sebelumnya. Namun kali ini kami ingin frekuensi output sama dengan frekuensi listrik AC, yaitu 50Hz atau 60Hz dan ini dicapai menggunakan potensiometer 47kΩ.
Timing resistansi RB terdiri dari resistor nilai tetap dari 100kΩ secara seri dengan potensiometer dari 47kΩ. Ketika potensiometer disesuaikan sehingga penghapus berada pada posisi nol, RB = 100 kΩ (0 + 100 kΩ), dan ketika itu diatur dalam arah yang berlawanan dengan posisi maksimum, RB = 147kΩ (47kΩ + 100kΩ).
Jadi dengan menggunakan rumus sebelumnya, frekuensi output dari IC 555 dapat disesuaikan menggunakan potensiometer dari sekitar 46Hz hingga 65Hz, memberikan frekuensi output 50Hz atau 60Hz yang diperlukan seperti yang akan kita lihat dari supply listrik AC.
Gelombang-persegi frekuensi output dari pin 3 dari IC 555 diumpankan melalui resistor yang membatasi arus, R1 ke basis dari dua transistor yang saling melengkapi. Ketika output TINGGI (sumber arus) transistor NPN berjalan dan transistor PNP OFF, dan ketika output RENDAH (arus sink) transistor PNP berjalan dan transistor NPN OFF. Jadi sebagai sinyal output gelombang persegi berganti-ganti antara TINGGI dan RENDAH, ia beralih satu atau yang lain transistor karena mereka pasangan yang saling melengkapi.
Transistor TR1 dan TR2 dapat berupa transistor NPN dan PNP pelengkap yang masuk akal masing-masing seperti TIP41, 2N2222 dan TIP42, 2N2907, atau pasangan Darlington yang cocok seperti NPN TIP140. TIP3055 dan PNP TIP145, TIP2955. Pilihan transistor output akan tergantung pada tegangan dan peringkat arus dari belitan primer transformator tetapi idealnya harus memiliki peringkat VA yang rendah.
Tahap output pelengkap dari TR1 dan TR2 digunakan untuk menggerakkan belitan primer sebuah transformator kecil yang perbandingan putaran primer dan sekundernya akan menghasilkan tegangan output yang diinginkan. Namun jika kita memberi makan primer transformator langsung dari tahap transistor, bentuk gelombang output dari gulungan sekunder transformator adalah gelombang persegi. Jadi ketika kita sedang membangun inverter DC-to-AC, kita perlu beberapa cara untuk mengkonversi output gelombang persegi IC 555 timer pada pin 3 menjadi bentuk gelombang sinusoidal dari gulungan sekunder transformator.
Rangkaian filter RLC yang terhubung antara tahap transistor dan belitan primer bekerja sebagai rangkaian resonansi RLC yang disesuaikan dengan frekuensi output yang diperlukan. Namun, karena kita dapat menyesuaikan frekuensi output dari antara 46Hz hingga 65Hz menggunakan potensiometer, rangkaian resonansi RLC frekuensi resonansi tidak akan tepat untuk frekuensi 50Hz atau 60Hz, tetapi kita dapat menghitung nilai untuk suatu tempat di antara.
Dengan menggunakan nilai-nilai komponen yang disukai standar, jaringan filter resistor R2, induktor L1 dan kapasitor C3 menghasilkan rangkaian resonansi RLC yang disetel hingga sekitar 52Hz. Belitan primer transformator dihubungkan melintasi kapasitor yang menghasilkan bentuk gelombang sinusoidal yang cukup pada sekunder pada tegangan yang ditentukan oleh rasio belitan transformator.
Kemudian kita dapat menggunakan timer IC 555 untuk menghasilkan inverter DC-to-AC yang sangat mendasar pada tegangan dan frekuensi output AC yang diperlukan, misalnya 120V pada 60Hz, atau 240V pada 50Hz, dari catu daya tunggal 12 volt DC dengan peringkat watt output tergantung pada tahap output transistor dan transformator yang digunakan.
This post first appeared on Teknik Elektronika Dan Radio Komunikasi, please read the originial post: here
