Mengenal IC Timer 555

IC timer 555 atau sering disebut dengan IC 555 adalah salah satu IC yang sangat populer. Populer disini karena banyak sekali kegunaan dari IC ini, dan banyak orang tertarik menggunakannya dengan berbagai fungsi yang ada didalamnya. Bagi penggemar elektronika pastinya sudah banyak tau dan tidak asing lagi dengan IC yang satu ini. IC ini pertama kali diperkenalkan oleh signetics corporation sebagai SE555/NE555 dan disebut “The IC Time Machine” yang merupakan mesin timer pertama dan dikomersialkan. Sampai saat ini, sudah berpuluh-puluh tahun, IC ini masih tetap populer walaupun sudah banyak variasinya. Ada yang membuat versi CMOS nya, contohnya dari Motorola MC1455 yang cukup populer juga karena sering digunakan. Seperti yang kita ketahui bahwa rangkaian dengan transistor berteknologi CMOS sangat sedikit dalam hal konsumsi daya, dengan kata lain tidak boros energy, selain itu CMOS juga lebih cepat dalam hal switching dari high ke low dan juga sebaliknya(responsenya cepat, secara logika rangkaian tidak ada time constant). Selain NE555, saat ini banyak dipasaran adalah dari National yaitu LM555. Adapun 556 yang merupakan versi dual dari 555. Kalau pada 555 terdapat 8-pin dalam packagenya, 556 tampil dengan 14-pin. Akan tetapi IC556 ini tidak mudah untuk didapatkan. Toko komponen elektronik berskala kecil biasanya tidak menyimpan stok IC yang satu ini.

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.

Skematik dari IC555 beserta deskripsi pin-nya sendiri bisa dilihat di datasheetnya, sebagai contoh adalah LM555 sebagai berikut,

Gambar-1

Gambar-2

Definisi dan fungsi masing-masing pin :

1. ground, adalah pin input dari sumber tegangan DC paling negative

2. trigger, input negative dari lower komparator (komparator B) yang menjaga osilasi tegangan terendah kapasitor di 1/3 Vcc dan mengatur RS flip-flop

3. output, pin ini disambungkan ke beban yang akan diberi pulsa dari keluaran IC ini. IC555 bisa mengeluarkan arus 100mA pada outputnya bahkan 200mA pada LM555

4. reset, adalah pin yang berfungsi untuk me reset latch didalam IC yang akan berpengaruh untuk me-reset kerja IC. Pin ini tersambung ke suatu gate transistor bertipe PNP, jadi transistor akan aktif jika diberi logika low. Biasanya pin ini langsung dihubungkan ke Vcc agar tidak terjadi reset latch, yang akan langsung berpengaruh mengulang kerja IC555 dari keadaan low state

5. control voltage, pin ini berfungsi untuk mengatur kestabilan tegangan referensi input negative upper comparator (komparator A). pin ini bisa dibiarkan digantung, tetapi untuk menjamin kestabilan referensi komparator A, biasanya dihubungkan dengan kapasitor berorde sekitar 10nF ke pin ground

6. threshold, pin ini terhubung ke input positif upper comparator (komparator A) yang akan me-reset RS flip-flop ketika tegangan pada kapasitor mulai melebihi 2/3 Vcc

7. discharge, pin ini terhubung ke open collector transistor Q1 yang emitternya terhubung ke ground. Switching transistor ini berfungsi untuk meng-clamp node yang sesuai ke ground pada timing tertentu

8. vcc, pin ini untuk menerima supply DC voltage (most positive) yang diberikan. Biasanya akan bekerja optimal jika diberi 5 –15V(maksimum). supply arusnya dapat dilihat di datasheet, yaitu sekitar 10 -15mA.

Ada dua macam rangkaian dasar yang banyak digunakan untuk mengaplikasikan IC timer ini, yaitu rangkaian monostable dan rangkaian astable.

Rangkaian Monostable

Rangkaian ini hanya memerlukan sedikit rangkaian tambahan untuk dapat mengoperasikannya, yaitu sebuah resistor (RA) dan sebuah kapasitor (C1) serta kapasitor (C2) untuk menyetabilkan tegangan referensi pada upper comparator (komparator-A). IC ini memanfaatkan rangkaian tambahan tersebut untuk men-charge dan men-discharge kapasitor C1 melalui resistor RA. fungsi rangkaian ini adalah untuk menghasilkan pulsa tunggal pada pin-3 dengan waktu tertentu jika pin-2 diberi trigger /dipicu. Pada keadaan awal, output ICnya berlogika ‘0’. Dapat dilihat pada gambar-2 bahwa terdapat rangkaian pembagi tegangan untuk input referensi komparator-A dan komparator-B. Seperti yang kita ketahui prinsip kerja komparator yaitu jika Vd (beda potensial input inverting dan input non-invertingnya) bernilai positif, maka komparator akan mengeluarkan output berlogika ‘1’. Jika diberi trigger dari logika ‘1’ ke logika ‘0’ pada pin-2, maka Vd pada komparator-B akan brnilai positif dan alhasil mengeluarkan output high. Output ini akan men-set RS flip-flop (memberi keluaran IC logika ‘1’) untuk beberapa saat, seiring dengan itu, transistor Q1 akan off (open)dan kapasitor C1 akan melakukan charging sampai tegangannya mencapai 2/3 Vcc sebelum akhirnya RS flip-flop akan di reset oleh komparator-A dan kapasitor C1 melakukan discharge melalui resistor R1 secara transient. Lamanya pulsa tunggal yang dihasilkan sekitar t = 1.1 RA C1

Gambar-3. Rangkaian Monostable

Rangkaian Astable

Rangkaian Astable agak berbeda dari rangkaian monostable. Rangkaian astable akan menghasilkan sinyal kotak yang terus berdetak dengan duty cycle tertentu selama catu tegangan tidak dilepaskan. Prinsip kerjanya, jika pada rangkaian monostable dipicu dengan tegangan berlogika high ke low (kurang dari 1/3 Vcc) pada pin-2, rangkaian astable ini dibuat untuk memicu dirinya sendiri. Rangkaian ini memanfaatkan osilasi tegangan pada kapasitor disekitar 1/3 Vcc sampai 2/3 Vcc. Komponen eksternal yang diperlukan adalah sebuah kapasitor (C1) dan dua buah resistor (RA dan RB). Adapun untuk kestabilan tegangan referensi komparator-A, digunakan sebuah kapasitor lagi (C2) pada pin-5 sebesar 10nF ke ground. Sedikit terkait dengan deskripsi pin yang telah dibahasi diatas, saat transistor Q1 ON maka resistansi menuju ground pada emitternya sangat kecil, sehingga ground seakan-akan tersambung diantara kedua resistor. Namun ketika transistor Q1 off, resistansi antara collector dan emitternya sangat besar dan sulit dilewati arus, seakan terjadi open circuit. Pada akhirnya output yang terjadi berupa sinyal kotak akan mendetak secara kontinu dengan frekuensi tertentu seiring dengan berosilasinya tegangan pada kapasitor di 1/3 Vcc sampai 2/3 Vcc. Osilasi yang dimaksud disini dapat dijelaskan yaitu, sesaat tegangan kapasitor melebihi 2/3 Vcc komparator-A mengeluarkan output high yang akan me-reset RS flip-flop dan tegangan pada kapasitor akan turun(discharging) secara transient. Sesaat tegangan pada kapasitor C1 berkurang dari 1/3 Vcc, output komparator-B akan berlogika high dan men-set RS flip-flop, selanjutnya tegangan kapasitor akan naik secara transient (charging) dan begitu seterusnya berosilasi menghasilkan pulsa. Jadi, saat berosilasi tegangan kapasitor tidak akan kurang dari 1/3 Vcc dan melebihi 2/3 Vcc.

Gambar-4. Rangkaian Astable

Gambar-5

Duty cycle yang merupakan persentase waktu sinyal output berlogika high dalam satu periode. Untuk memudahkan perhitungan, misalkan t1 adalah lamanya pulsa berlogika high dalam satu periode, sedangkan t2 adalah lamanya waktu berlogika low. Maka, secara matematis,

Persamaan umum orde-1 :

V’ = V. Exp (-t/RC)


t1 adalah waktu saat charging kapasitor melalui RA dan RB dengan V = 1/3 Vcc dan V’ = 2/3 Vcc

t1 = – (RA+RB)C . ln2      –> |t1|= (RA+RB)C . ln2

t2 adalah waktu saat discharging kapasitor melalui RB dengan V = 2/3 Vcc dan V’ = 1/3 Vcc

t2 = RB C . ( ln2 )

duty cycle dapat dihitung : (t1/T) x 100 % = (t1 / {t1+t2}) x 100 %

Penutup

Sedikit tambahan dari penulis bahwa hal diatas hanyalah teori diatas kertas semata. Pada pengaplikasiannya belum tentu hasilnya bisa 100% sesuai yang diharapkan. Berbagai trouble shooting akan muncul seiring makin kompleksnya rangkaian yang dibuat. Hal ini dapat disebabkan oleh beberapa hal, diantaranya adalah, adanya tegangan yang tidak stabil, tempratur IC yang diluar daerah optimal, kurang atau lebihnya supply arus yang diberikan, dll. Sebagai satu contoh kasus, penulis pernah mencoba mencatu tegangan IC555 dari power supply 10V DC kepada beberapa rangkaian LED agar menyala secara flip-flop, tetapi yang terjadi adalah LED-LED tersebut hanya menyala konstan, tidak secara flip-flop. Mungkin hal ini disebabkan oleh terlalu besarnya supply arus yang diberikan sehingga IC tidak bisa bekerja secara yang diinginkan. Sampai artikel ini ditulis, penulis masih mencari tahu penyebab pastinya.

Sekian dari penulis semoga artikel ini dapat bermanfaat untuk pengenalan IC 555 pada banyak orang yang belum mengenalnya. mohon koreksi kalau2 ada kesalahan

About these ads

36 thoughts on “Mengenal IC Timer 555

  1. numpang nanya Mas.
    rangkaian yang saya buat menyala tapi ga flip-flop.
    rangkaian yang saya buat rangkaian astable.
    bisa minta solusinya?
    trims sebelumnya.

  2. @paulz
    ada beberapa yang harus di cek, diantaranya :
    1. cek apakah batere sudah habis.. kalau belum, range sumber tegangan masuk yang dapat diterima IC555 kira2 antara 4-12 V
    2. cek apakah ada yang short circuit dengan multimeter
    3. nilai kapasitor terlalu besar yang menyebabkan lamanya waktu baik charge maupun discharge. coba dulu perhatikan dalam waktu yang lama, adakah flip-flopnya…
    4. hal ini mungkin yang agak ribet, cek arus yang masuk ke IC555. besarnya harus disesuaikan dengan tipe IC555 yang anda gunakan. keterangan ini dapat dilihat pada datasheet IC tsb…
    biasanya IC555 dapat bekerja dalam rentang arus masukan berkisar antara 10-15 mA.

    tambahan, untuk rangkaian flip-flop yang sederhana diusahakan memakai batere saja, tidak dengan power supply. karena walaupun power supply menyuplay rentang arus yang sesuai, suka2 arusnya tidak sesuai (biasanya terlalu besar…)
    silahkan dicoba lagi…

  3. oh ya, satu lagi. note tambahan, bisa saja IC-nya yang rusak.
    sepengetahuan saya, IC-IC yang kebanyakan masuk indonesia tidak yang 100% berhasil/tidak terjamin mutu. tapi IC2 yang agak sedikit tidak memuaskan dari produsen,entah itu sudah jatuh ke lantai, kotor, atau fisis yang kurang sesuai/indah, sehingga dikirim dengan harga murah. biasanya di kilo-kan atau sebagainya…
    menghindari hal ini memang cukup sulit, kita hanya bisa mentes IC2 selanjutnya(beli lagi)

  4. @ dri :
    ada… dari perhitungan t1 dan t2 seperti diatas.. coba aja hitung2 lagi..
    kalau R gak pas, bisa di seri atau paralel dengan R lain.
    C juga sama
    semoga sukses..

  5. Saya punya kulkas merk Daewo type FR-443, kontrolnya rusak (kompressornya nggak mau hidup). sementara ini saya akalin dari rangkaian kontrol yang ada saya bypass relay kompressornya. mati hidupnya kompresor saya atur dengan timer 24 jam mekanik, yang diatur (secara programmable melalui switch-switch kecil padaa timer) 45 menit hidup, 30 menit mati. Adakah cara lain yang lebih baik ?????
    Trimakasih
    Rifai (08122126001 ataue-mail “triono97@yahoo.com”

  6. @pak Rifai
    wah kalau itu saya kurang tau pak…
    memang seharusnya kompresor itu bekerja kontinyu
    atau bagaimana ya pak…? (mohon penjelasan :p )
    kalau aplikasi timer yang selang waktunya selama itu,
    biasanya tidak menggunakan IC 555 ini, tapi memang dgn
    fitur timer pada pada chip programmable yg mengontrol relay2 tsb.

  7. Mas, gue baru belajar gunakan ic555, tapi ga tahu bagaimana cara untuk berfungsi. Saya udah baca semua atika mas, tapi ga faham bagaimana cara untuk sesebuah ic555 untuk berfungsi? Tolong ya?

  8. @ELEKTRONEZ
    hmm… saya blm tau seberapa tingkat ketidak fahaman anda… :D
    (tidak faham pada bagian mananya…)
    tapi secara keseluruhan, umumnya beberapa hal dasar yang perlu difahami
    adalah tentang:
    – pembagi tegangan (dengan resistor seri)
    – cara kerja R/S flip-flop
    – cara kerja gejala transient (rangkaian charge dan discharge rangkaian R-C)
    – operasi transistor BJT (NPN) sebagai switch, dan
    – memahami fungsi comparator

    semoga dapat membantu :D :D

  9. Maaf mas, saya kurang faham, cara ic555 berkerja. Baisanya kalu mahu buat project, lihat diagram je. Saya mahu tahu cara ic555 berkerja, ajar saya boleh membuat project saya sendiri, dan fungsi yang saya mahukan.
    Harap2 mas bisa tolong???????

  10. Saya punya rangkaian menggunakan IC MC-1455,kalau diganti dengan IC 555 apa harus menganti /mengadakan perubahan pada skema rangkain nya atau bisa langsung di pakai seperti halnya IC MC-1455

    • mas arif, saya sedang buat rangkaian alarm anti maling dengan menggunakan IC MC 1455, tapi ditempat saya(kota padang) sangat susah untuk menemukaannya /tidak ada.saya mohon bantuannya mas, kalau ditempat mas ada..dan selanjutnya lewat email aja y mas..mohon bantuannya.

  11. Dear Mas Hamdi.
    Saya ada rencana buat rangkain pulse triger hold on 30 second dan hold off 30 second. (berlanjutan)
    Rangkaian apa yg cocok dengan mengunakan aplikasi Ic 555 ?
    Bisa minta tolong gak info mengenai ukuran nilai dari Resistor, Elco, Vr dll
    yang di butuhkan untuk rangkaian saya tersebut.
    Please Advice me…
    Many thanks,

    Fata

  12. @elektronez
    wah, kalo cara kerja saya sudah rada lupa ni mas :D
    coba cek di datasheetnya aja… :D
    *seinget saya, (contoh utk rangkaian astable) nilai tegangan di C1 transien, naik-turun, bisa dilihat di gambar-2. self charge dan discharge bolak-balik (terus menerus) antara tegangan 1/3 vcc dan 2/3 vcc. disaat charge dan discharge itulah komparator akan mengoutputkan ‘1’ atau ‘0’. dan itu menyebabkan output RS Flip-flop juga akan bernilai ‘1’ dan ‘0’ yang selanjutnya menjadi output setelah melalui gerbang NOT. discharge dilakukan dengan mengaktifkan transistor pada output flip-flop.

    *utk lebih jelas bisa liat di datasheetnya. (saya agak lupa soalnya, dah lama ga main ini :D )
    utk rangkaian monostable jg dijelaskan di datasheet kok :D

  13. @arif
    wah saya jadi tau tttg mc-1455 nih. thx mas :)
    klo yg dah saya baca mc-1455 itu buat ngegantiin ne555 malahan.
    mungkin lebih stabil atau presisi kali ya…hmm..
    mc-1455 itu saya lihat kalimat: “Direct Replacement for NE555 Timers”
    jadi kayanya ga butuh perubahan rangkaian.
    kalau bner, berarti berlaku sebaliknya, jika dari mc-1455 mau diganti ne555. :D
    klo ada trouble, coba cek sisi hardware (rangkaiannya) atau mungkin komponennya bermasalah

  14. @fata
    yg pasti klo terusmenerus gt, rangkaian astable mas… :)
    rumusnya ada kok di bagian pembahasan rangkaian astable diatas :D
    tinggal dipilih aja nilai Ra, Rb, dan C1. pemilihan sedemikian sehingga sesuai dengan nilai yang ada dijual di pasaran. sebenernya ini yg rada susah, suka2 nilai yg kita mau emg ga ada dijual dipasaran :D
    silakan men-tuning-tuning nilai yg pas mas :)

  15. mau tanya.
    saya akan buat pencatu sensor cahaya namun dalam bk rangkaian yang saya baca Tiger IC 555 akan mengirim signal setelah 10 detik. sedangkan ia dihubungkan dengan capasitor 10mikrofarad 25 volt. bgmana mempecepat pengiriman signal jika yang diminta 3 detik? mksh

  16. @arbil
    itu trigger sekali aja ya mas? atau periodik dgn waktu tertentu?
    utk monostable, waktu bisa dipercepat dgn mengecilkan kapasitas kapasitor atau mengecilkan nilai resistor. kalau kapasitor sudah fix, berarti bisa dgn mengecilkan nilai resistansi. caranya dengan mengganti resistor yang nilai resistansinya lebh kecil atau dengan memparalel resistor yang sudah ada dgn resistor lain, nilainya tergantung resistansi resistor yang sudah ada sekarang. pakai rumus memparalel resistor mas… :D
    semoga membantu…

  17. Pingback: Ronald

  18. mas minta bantu bagi rangkaian timer ne555 yang bisa on / off relay nya dong soal nya perlu bgt, tugas di sekolah
    , trims

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s