Prinsip Kerja Rangkaian IC 555, Rumus Frekuensi dan Duty Cyclenya

IC 555 adalah IC yang paling banyak digunakan di dunia. Komponen ini didesain oleh Hans R. Camenzind pada tahun 1970. IC ini pertama kali  produksi tahun 1971 oleh Signetics dan dijuluki IC time Machine, IC ini menjadi andalan pada rangkaian elektronika digital karena kehandalan dan kemudahannya. 

Rangkaian yang menggunakan IC timer banyak digunakan pada rangkaian elektronika Digital. Pada dasarnya IC 555 berfungsi membangkitkan clock. Clock adalah sederet pulsa berdenyut yang dapat diatur lebar pulsanya. 

Dalam operasinya sebagai pembangkit clock, IC ini  dapat diatur dalam beberapa ,mode yaitu Astable multivibrator, bistable Multivibrator dan monostable multivibrator.

Ada beberapa Perusahaan yang memproduksi IC jenis ini sehingga dip saran terdapat beberapa tipe. Perbedaan Hanya terletak pada nama Tipenya saja, namun tidak ada perbedaan pada Cara kerjanya. Perusahaan yang memproduksnya diantara lain :

Signetics Semiconductor :  SE 555

Fairchild Semiconductor : NE 555/ KA 555

National Semiconductor : LM 555

Maxim                            : ICM 555

Intersil                            : SE 555 / NE 555

Pada dasarnya Sebuah IC disusun dari berbagai macam komponen yang diintegrasikan. Begitu pula IC timer ini, terdapat berbagai komponen yang dirangkai sehingga menjadi sirkuit terpadu. Di dalamnya terdapat 20 Transistor, 15 resistor dan 2 dioda. Nama 555 berasal dari tiga buah Resistor bernilai 5K ohm yang diseri sebagai pembagi tegangan pada komparator.

Skematik ekuivalent IC 555

Diagram IC 555

Susunan  dan Fungsi PinOut

IC 555 mempunyai 8 pin yang mempunyai fungsi dan karakteristik masing-masing. Fungsi Setiap pinnya adalah :

• Pin 1 (Ground) : Tersampung pada Ground
• Pin 2 (Trigger) : Pemicu agar pewaktuan bekerja
• Pin 3 (Output) : Output Clock IC 555
• Pin 4 (Reset) :  Pin untuk menghentikan kerja IC jika Output diberi logika low (0)
• Pin 5 (CV) : Control Voltage, berfungsi untuk membagi tegangan 2/3vcc
• Pin 6 (Treshold) : Berfungsi untuk menghentikan kerja Ic jika V Pin6 dibawah 2/3 Vcc
• Pin 7 (Discharge) : berfungsi membuang muatan Capacitor ketika V lebih dari 2/3 Vcc
• Pin 8 (VCC) : Tersambung pada Vcc

Skematic Rangkaian

Rangkaian Clock  dapat dilihat pada gambar berikut :

Skematik IC 555

Prinsip Kerja

Pada Skematik Terdiri dari sebuah IC 555, 2 buah resistor dan Sebuah kapasitor elco. Saat rangkaian diaktifkan, mula mula Kapasitor C1 mengisi muatannya lewat R1 dan R2. Kapasitor mengisi muatannya hingga tegangan pada C1 lebih dari 2/3*Vcc. Artinya, jika tegangan kerja adalah 5V maka kapasitor mengisi sampai tegangannya 2/3*5=3.33v. Pada saat kapasitor mengisi, output pin kaki 3 adalah HIGH. Saat tegangan pada C1 lebih sedikit saja dari 3.33v, transistor internal yang berada pada pin 7 akan aktif sehingga muatan pada C1 dibuang ke kaki 7 hanya lewat R2. Tegangan pada C1 dibuang sampai nilainya sedikit dibawah 1/3*vcc atau 1.6v. saat kapasitor C1 membuang muatannya, output pin 3 IC akan berubah menjadi LOW. Berkurangnya Tegangan C1 dibawah 1/3vcc menyebabkan transistor internal pada kaki 7 terputus, maka kapasitor mengisi lagi sampai 2/3vcc menyebabkan siklus yang berulang terus menerus. Kerja dari rangkaian dapat dihentikan dengan cara menghubungkan pin 4 (Reset) ke Ground. Dengan cara ini maka output pin 3 tidak akan berubah (LOW).

Dari Prinsip kerja diatas didapat fakta bahwa  kapasitor mengisi muatan  lewat R1 dan R2, Sedangkan kapasitor mengosongkan muatan hanya lewat R2 saja. Dengan perbedaan Resistansi ini menyebabkan perbedaan interval waktu C1  pada saat mengisi dan membuang muatan yang berpengaruh  pada output Pin 3 IC. Dengan demikian Terdapat berbedaan waktu output pada saat logika High dan Low. Perbedaan waktu ini disebut Duty Cycle (Siklus tugas).

Frekuensi dan Duty Cycle

Frekuensi adalah banyaknya siklus gelombang yang dapat dihasilkan dalam 1 detik. Frekuensi dinyatakan dalam satuan Hertz (Hz). Duty Cycle adalah perbedaan waktu sinyal pada saat logika High dan Low. Duty Cycle dinyatakan dalam satuan persen (%). Semakin Besar duty Cyclenya, maka semakin besar pula Range sinyal highnya. Pada Rangkaian IC 555 kita dapat mengatur besar Frekuensi dan Duty Cyclenya dengan mengatur nilai R1, R2 dan C1.

Rumus menghitung Frekuensi IC 555 adalah :

F = 1,44 / {(R1 + 2R2) * C1}

Pada Skema diatas diketahui Nilai R1 = R2 = 10K ohm, C1= 10uF. Maka Frekuensinya adalah :

F  = 1,44 / {(10K + 2.10K)* 0.00001F}
*nilai 10uF diubah menjadi farad = 0.00001F

F  = 1,44 / {0.3}

F  = 4.8Hz

Untuk duty Cycle Rumusnya adalah :

D = ((R1 + R2 )* 100) / (R1 + 2R2 )

D = ((10K + 10K)*100 ) / (10K + 2.10K)

D = 2000K / 30K

D = 66.6 %

Bagi yang Ingin mencoba Project atau mencari skema penerapan dari rangkaian  IC 555 dapat membuka artikel Download KumpulanSkema Elektronika Lengkap. Semoga Bermanfaat,,,!

Share :