Multivibrator adalah sirkuit yang beralih antara TINGGI dan RENDAH untuk membuat pulsa, sinyal waktu, dan tindakan switching. Ini dapat berjalan terus menerus, menghasilkan pulsa berjangka waktu, atau menahan status sampai input baru mengubahnya. Artikel ini membahas jenis, operasi, waktu, bentuk sirkuit, desain pengatur waktu 555, dan aplikasinya.
Ikhtisar Multivibrator
Multivibrator adalah sirkuit elektronik yang beralih di antara dua status keluaran, yang disebut TINGGI dan RENDAH. Ini dilakukan dengan cara yang terkontrol untuk menghasilkan sinyal waktu, pulsa, atau tindakan switching steady-state. Bergantung pada desainnya, multivibrator dapat beralih bolak-balik dengan sendirinya, menghasilkan satu pulsa satu waktu saat dipicu, atau tetap dalam satu keadaan sampai input baru mengubahnya.
Multivibrator umum di banyak sirkuit elektronik karena membantu mengontrol waktu dan aliran sinyal. Mereka digunakan dalam generator pulsa, sirkuit penundaan waktu, sirkuit lampu berkedip, sirkuit alarm dan nada, sirkuit memori sederhana, dan sirkuit penghitungan. Sirkuit ini dapat dibuat dengan gerbang logika, transistor, amplifier operasional, atau IC pengatur waktu seperti pengatur waktu 555.
Jenis Multivibrator
Multivibrator yang stabil
Multivibrator yang stabil tidak memiliki status keluaran yang stabil. Segera setelah daya diterapkan, ia terus beralih antara TINGGI dan RENDAH tanpa memerlukan input pemicu apa pun. Ini menjadikannya osilator yang berjalan bebas.
Tindakannya dikendalikan oleh rangkaian kapasitor-resistor. Kapasitor mengisi dan mengosongkan dari waktu ke waktu. Ketika tegangannya mencapai tingkat tertentu, output berubah keadaan. Siklus ini berulang, menghasilkan gelombang persegi atau persegi panjang terus menerus. Kecepatan switching tergantung pada nilai RC, dan siklus kerja tergantung pada jalur pengisian dan pemakaian.
Multivibrator Monostabil
Multivibrator monostabil memiliki satu keadaan stabil dan satu keadaan sementara. Itu tetap dalam keadaan normal sampai menerima sinyal pemicu. Setelah itu, ia mengubah status untuk jangka waktu tertentu, lalu kembali ke keadaan stabilnya.
Tindakan pengaturan waktu ini dikendalikan oleh resistor dan kapasitor. Setelah dipicu, kapasitor mulai mengisi atau mengosongkan. Ketika voltasenya mencapai ambang batas yang ditetapkan, sirkuit beralih kembali ke keadaan semula. Karena setiap pemicu menghasilkan satu pulsa keluaran, jenis ini juga disebut sirkuit satu tembakan.
Multivibrator Bistabil
Multivibrator bistabil memiliki dua keadaan keluaran yang stabil. Itu tidak menyala atau kembali ke status default dengan sendirinya. Itu tetap dalam satu keadaan sampai sinyal input menyuruhnya berubah.
Jenis ini menggunakan umpan balik positif untuk mempertahankan keadaannya saat ini. Input seperti Atur, Atur Ulang, atau Beralih kontrol saat output berubah. Karena tidak ada tindakan pengaturan waktu otomatis, output tetap dalam keadaan saat ini hingga input lain tiba.
Pengoperasian dan Waktu Multivibrator
Semua multivibrator beroperasi berdasarkan dua prinsip dasar: umpan balik positif dan jaringan waktu. Umpan balik positif membantu sirkuit bergerak kuat ke salah satu dari dua status keluaran. Jaringan waktu, sering dibuat dengan resistor dan kapasitor, membantu memutuskan kapan output harus berubah dari satu keadaan ke keadaan lainnya.
Di banyak sirkuit multivibrator, kapasitor mengisi atau mengosongkan melalui resistor dari waktu ke waktu. Saat tegangannya naik atau turun, ia mengikuti kurva eksponensial daripada berubah dalam garis lurus. Ketika tegangan itu mencapai ambang batas yang ditetapkan, sirkuit beralih status. Umpan balik positif kemudian memperkuat keadaan baru dan mempersiapkan sirkuit untuk perubahan berikutnya.
Bagaimana Cara Kerja Waktu RC?
• Kapasitor mengisi atau mengosongkan melalui satu atau lebih resistor.
• Tegangan kapasitor berubah secara eksponensial.
• Ketika tegangan mencapai tingkat ambang batas, output beralih.
• Umpan balik positif membantu mengunci sirkuit ke keadaan baru.
• Siklus kemudian berlanjut berdasarkan jenis sirkuit.
Istilah Waktu dan Bentuk Gelombang Utama
• Lebar pulsa (TON atau TOFF) - lamanya waktu output tetap dalam satu keadaan
• Periode (T) - waktu yang dibutuhkan untuk satu siklus penuh
• Frekuensi (f) - jumlah siklus setiap detik
• Siklus kerja (D) - persentase satu siklus output tetap TINGGI
• Tepi naik - perubahan dari RENDAH ke TINGGI
• Tepi jatuh - perubahan dari TINGGI ke RENDAH
Rumus Dasar
• Frekuensi:
f = 1 / T
• Siklus kerja:
D = (T_HIGH / T) × 100%
Implementasi Sirkuit Multivibrator
Multivibrator gerbang logika
• Dibangun dengan gerbang NAND, NOR, atau inverter
• Gunakan bagian waktu RC untuk mengontrol peralihan
• Menghasilkan output yang sesuai dengan tingkat logika digital
• Cocok dengan baik di sirkuit yang sudah menggunakan IC logika
Multivibrator transistor
• Dibangun dengan transistor, resistor, dan kapasitor
• Tampilkan setiap tahap switching secara lebih langsung
• Memungkinkan desain sirkuit fleksibel
• Dapat diatur untuk berbagai tegangan atau kondisi arus
Multivibrator op-amp dan komparator
• Gunakan op-amp atau pembanding dengan umpan balik positif
• Sertakan jaringan RC untuk mengontrol waktu
• Dapat menghasilkan perubahan tegangan keluaran yang kuat
• Bekerja dengan baik dengan sirkuit sinyal analog
555 multivibrator pengatur waktu
• Gunakan IC pengatur waktu 555 dalam mode stabil atau monostabil
• Hanya membutuhkan sejumlah kecil komponen luar
• Menawarkan kontrol waktu yang sederhana dan stabil
• Mendukung berbagai lebar dan frekuensi pulsa
Desain Multivibrator Timer 555
Tingkat ambang batas internal
• Ambang batas yang lebih rendah: 1/3 VCC
• Ambang batas atas: 2/3 VCC
• Tegangan kapasitor bergerak di antara dua tingkat ini untuk mengontrol switching
555 konfigurasi astable
Dalam mode stabil, 555 bergantian antara TINGGI dan RENDAH tanpa input pemicu eksternal. Tindakan ini diatur oleh dua resistor, R1 dan R2, dan satu kapasitor, C. Kapasitor mengisi melalui kedua resistor dan melepaskan melalui satu, menciptakan bentuk gelombang keluaran berulang.
Rumus waktu yang tidak stabil
• Waktu TINGGI: t1 = 0,693 (R1 + R2) C
• Waktu RENDAH: t2 = 0.693 (R2) C
• Periode: T = t1 + t2 = 0,693 (R1 + 2R2) C
• Frekuensi: f = 1 / T
555 konfigurasi monostabil
Dalam mode monostabil, 555 tetap dalam satu keadaan stabil hingga menerima pulsa pemicu. Ketika tegangan pemicu turun di bawah sepertiga VCC, output menjadi TINGGI dan kapasitor waktu mulai mengisi daya melalui resistor R. Ketika kapasitor voltage mencapai dua pertiga VCC, output kembali ke RENDAH.
Ini menciptakan satu pulsa untuk setiap sinyal pemicu. Lebar pulsa tergantung pada nilai resistor dan kapasitor yang dipilih untuk jaringan waktu.
Manfaat menggunakan 555
• Hanya menggunakan sejumlah kecil bagian eksternal
• Memberikan waktu yang stabil dan dapat diprediksi
• Mendukung berbagai lebar dan frekuensi pulsa
• Bekerja dalam mode stabil dan monostabil
• Membuat desain waktu lebih sederhana melalui ambang batas internal tetap
Aplikasi Multivibrator
Sirkuit Jam dan Waktu
Multivibrator sering digunakan untuk membuat sinyal waktu berulang dan penundaan yang terkontrol. Sinyal-sinyal ini membantu sirkuit beralih secara berkala atau menunggu waktu tertentu sebelum mengubah keadaan.
Sirkuit Pensinyalan Visual
Mereka juga digunakan dalam sirkuit pensinyalan visual di mana output perlu berkedip, berkedip, atau beralih dalam pola berulang. Ini membuatnya berguna untuk waktu berbasis cahaya dan indikasi status.
Sirkuit Audio dan Peringatan
Multivibrator dapat menghasilkan pulsa berulang yang digunakan dalam sirkuit penghasil suara. Dengan mengontrol tingkat switching, mereka membantu menciptakan sinyal peringatan atau nada yang stabil.
Sirkuit Pengkondisian Sinyal
Dalam pengkondisian sinyal, multivibrator membantu membentuk dan mengontrol sinyal input. Mereka dapat membersihkan perubahan yang tidak stabil, memperpanjang pulsa pendek, atau menciptakan sinyal keluaran yang lebih seragam.
Logika dan Kontrol Status
Beberapa multivibrator digunakan untuk menahan salah satu dari dua status keluaran sampai input baru mengubahnya. Ini membuatnya berguna dalam sirkuit yang memerlukan kontrol status sederhana, penyimpanan, atau penghitungan berulang.
Kelebihan dan Keterbatasan Multivibrator
| Keuntungan | Batasan |
|---|---|
| Struktur sirkuit sederhana dengan sejumlah kecil komponen | Pengaturan waktu berbasis RC dapat menyimpang karena toleransi suku cadang, suhu, atau perubahan suplai |
| Pengoperasian fleksibel untuk osilasi, pembuatan pulsa, atau penyimpanan status | Sinyal pemicu yang berisik dapat menyebabkan peralihan yang salah atau perubahan output yang tidak stabil |
| Dapat dibuat dengan transistor, gerbang logika, op-amp, komparator, atau pengatur waktu 555 | Pengaturan waktu yang sangat akurat mungkin memerlukan suku cadang presisi atau sirkuit waktu khusus |
| Bekerja dengan baik untuk pengaturan waktu, peralihan, dan sirkuit kontrol pulsa | Pemuatan keluaran dapat memengaruhi bentuk gelombang atau waktu di beberapa sirkuit |
Kesimpulan
Multivibrator adalah sirkuit sederhana yang digunakan untuk pengaturan waktu, pembuatan pulsa, dan kontrol keadaan. Tipe astabil, monostabil, dan bistable masing-masing bekerja dengan cara yang berbeda, tetapi semuanya bergantung pada peralihan di antara dua status keluaran. Perilaku mereka dibentuk oleh umpan balik positif dan waktu RC. Dengan bentuk sirkuit yang berbeda, 555 desain pengatur waktu, aplikasi, dan titik desain, multivibrator tetap menjadi bagian yang berguna dari sirkuit elektronik.
Pertanyaan yang Sering Diajukan [FAQ]
Apakah gelombang persegi sama dengan gelombang persegi panjang?
Tidak. Gelombang persegi memiliki waktu TINGGI dan RENDAH yang sama. Gelombang persegi panjang memiliki waktu TINGGI dan RENDAH yang tidak sama.
Mengapa umpan balik positif digunakan dalam multivibrator?
Umpan balik positif membantu sirkuit beralih dengan cepat dan tetap stabil dalam keadaan TINGGI atau RENDAH.
Apa yang dilakukan penggantian kapasitor dalam sirkuit multivibrator?
Ini mengubah waktu. Kapasitor yang lebih besar membuat sirkuit beralih lebih lambat. Kapasitor yang lebih kecil membuatnya beralih lebih cepat.
Bisakah multivibrator menghasilkan lebih dari satu bentuk bentuk gelombang?
Iya. Output utama adalah bentuk gelombang switching, tetapi tegangan kapasitor dapat menunjukkan bentuk gelombang naik dan turun.
Mengapa tegangan suplai penting dalam multivibrator?
Tegangan suplai memengaruhi tingkat switching dan waktu. Jika berubah, waktu keluaran juga dapat berubah.
Apakah setiap multivibrator adalah osilator?
Tidak. Hanya multivibrator astabil yang berfungsi sebagai osilator karena beralih terus menerus dengan sendirinya.
