Jurnal Teknika Vol. 5 No.1 Maret 2013 ISSN

Jurnal Teknika Vol. 5 No.1 Maret 2013
I SSN No. 2085 - 0859
Simulasi Karakteristik Inverter IC 555
Affan Bachri
*)
*)
Dosen Program Studi Teknik Elektro Universitas Islam Lamongan
Makalah ini menyajikan sebuah rangkaian inverter yang dibangun dari multivibrator astable IC 555 dengan
setting frekuensi output 50 Hz -60 Hz yang merupakan frekuensi AC. Hasil output dari IC kemudian dikuatkan
oleh penguat daya Q1 dan Q2 yang selanjutnya dihubungkan ke transformator inti besi. Output sekunder trafo
merupakan tegangan AC dengan variasi tegangan yang dapat dihasilkan dengan perbandingan lilitan trafo.
Simulasi dengan Multisim 12.00 menghasilkan output tegangan AC dengan bentuk sinyal output square atau
gelombang kotak bolak balik dengan frekuensi 50 Hz – 60 Hz.
Kata kunci : inverter, IC 555, tegangan AC.
430
Jurnal Teknika Vol. 5 No.1 Maret 2013
I.
Pendahuluan
Inverter merupakan alat konversi
tegangan DC ke AC. Biasanya dibangun dari
komponen utama yakni penguat transistor dan
Thyristor, diode dan transformator. Namun
dalam penyampaian artikel ini, penulis
menyajikan pembelajaran dan simulasi
inverter yang dibangun dari IC 555.
Dengan bantuan software Multisim 12.00
atau di bawahnya kita dapat menampilkan
karakteristik rangkaian dengan alat-alat ukur
yang telah disediakan dalam program. Hasil
output sinyal dan tegangan dapat diukur
dengan menggunakan tool alat ukur
multimeter, osiloskop dan juga frekuensi
counter untuk mengetahui frekuensi output
dari IC 555.
Tujuan dari simulasi ini adalah untuk
membandingkan hasil karakter sinyal output
pada simulasi dengan rangkaian sebenarnya
dan juga untuk pembelajaran materi inverter
yang dibangun dari berbagai macam
komponen termasuk dalam hal ini khusus
membahas inverter yang dibangun dari
multivibrator astable IC 555.
II. Landasan Teori
a. IC 555
IC 555 adalah IC jenis TTL yang umum
di pasaran, memiliki banyak fungsi terutama
dalam bidang timer, multivibrator astable, flipflop, dan lain sebagainya.
Vcc
R1
8
4
7
I SSN No. 2085 - 0859
tegangan C1=2/3 Vcc. Sehingga kaki 3(ouput)
akan Low, pada saat tersebut, kaki 7 akan
mempunyai nilai hambatan yang rendah sekali
terhadap Ground atau pin 7 akan Low
Impedance. C1 membuang muatan, setelah
0,7(R2) C1 detik, maka Teg C1=1/3 Vcc.
Trigger terjadi lagi sehingga output akan High.
Pin 7 akan high Impedance dan C1 diisi
kembali.
Gambar pulsa output IC 555 sebagai
berikut :
0,7 (R1+R2) C1
0,7 (R2) C1
Gambar 2.
Pulsa output IC 555
b. Multivibrator astable
Multivibrator astabil mempunyai dua
keadaan, namun tidak stabil pada salah satu
keadaan diantaranya dengan perkataan lain.
Multivibrator akan berada pada salah satu
keadaanya selama sesaat dan kemudian
berpindah ke keadaan yang lain. Disini
Multivibrator tetap untuk sesaat sebelum
kembali ke keadaan semula, perpindahan
pulang
pergi
berkesinambungan
ini
menghasilkan suatu gelombang segiempat
dengan waktu bangkit yang sangat cepat.
Karena tidak dibutuhkan sinyal masukan untuk
memperoleh suatu keluaran.
R3
3
R2
555
2
6
C1
4
5
Gambar 1. Pin out IC 555
Cara kerja IC 555 secara garis besar
dijelaskan sebagai berikut :
Apabila supply diberikan, Vcc=0 Volt.
Kaki 2 memberi trigger dari tegangan yang
tinggi (Vcc) menuju 1/3 Vcc(<1/3 Vcc), kaki
3(output) akan high dan pada saat tersebut
kaki 7 mempunyai nilai hambatan yang besar
terhadap Ground atau kaki 7 akan High
Impedance. C1 diisi melalui Vcc  R1  R2
 C1, Setelah 0,7 (R1+R2) C1 detik, maka
Gambar 3. Rangkaian Dasar Multivibrator
astable
431
Jurnal Teknika Vol. 5 No.1 Maret 2013
(Wasito, 2004)
Pengatur waktu NE 555 adalah sebuah
IC dengan berbagai fungsi yang berlainan,
termasuk operasi astabil. Rangkaian ini
bekerja bebas pada frekuensi yang ditentukan
oleh dua buah resistor dan 1 buah kapasitor.
I SSN No. 2085 - 0859
R3 = 100 ohm
VR1 = 50 K dengan toleransi 20 %
C1=C2 = 0.1 F
C3 = 0.01 F
C4 = 2700 F
Q1 = TIP 41A (NPN)
Q2 = TIP 42A (PNP)
L1 = 1H
IC1 = NE 555
b. Pengujian
Pertama kita ukur frekuensi output yang
keluar dari pin output IC 555 sebagai berikut :
Gambar 4. Multivibrator astable IC 555
(Wasito, 2004)
III. Metodologi
a. Alat dan Bahan
Laptop Asus A45A, Windows 7,
software Multisim 12.00 student version
National Instrumen.
b. Metode
Metodologi penelitian yaitu dengan
merancang astable multivibrator IC 555 pada
rangkaian yang disimulasikan pada software
Multisim 12.00 produk National Instrumen.
IV. Hasil Pengujian dan Pembahasan
a. Rangkaian Percobaan
Gambar 5.
Skema rangkaian Inverter IC 555
Rangkaian di bangun dari :
R1 =R2= 10 K
Gambar 6.
Pengujian frekuensi output
Pada pin output , frekuensi output
diukur dengan frekuensi counter. Dari hasil
pengukuran terukur frekuensi 49,69 Hz.
Output dari IC 555 kemudian dikuatkan
dengan dua transistor Q1 dan Q2 untuk
meningkatkan daya pulsa, ditransformasikan
ke dalam C4 dan L1 sebelum dihubungkan ke
primer trafo.
Dari sisi sekunder trafo kemudian diukur
dengan osiloskop dengan hasil pengukuran :
Gambar 7.
Osilasi output transformator
432
Jurnal Teknika Vol. 5 No.1 Maret 2013
Pada gambar 2 terlihat hasil output tidak
menampakkan hasil gelombang sinus yang
sempurna, masih terlihat gelombang kotak.
Dengan memasang alat ukur voltmeter
didapatkan tegangan output adalah 232, 983
Volt.
Variasi output frekuensi dapat diatur
dengan mengatur VR1 . Sementara variasi
tegangan dapat diatur dengan mengatur jumlah
perbandingan lilitan trafo. Dari pengaturan
variasi prosentase VR1=50 kilo ohm
didapatkan hasil frekuensi dengan tabel 1
berikut :
Tabel 1 . Output frekuensi dari pengaturan
VR1
Prosentase Frekuensi
0%
46,387 Hz
10%
47,919 Hz
20%
49,690 Hz
30%
50,673 Hz
40%
51,965 Hz
50%
53,654 Hz
60%
57,524 Hz
70%
58,729 Hz
80%
62,512 Hz
90%
65,374 Hz
100%
68,478 Hz
Dari tabel 1 di atas VR1 diset pada 20 %
dengan output frekuensi 49.690 Hz yang
kemudian dikuatkan oleh kopel transistor
penguat Q1 dan Q2.
Sedangkan variasi tegangan output dari
trafo secara simulasi mengubah-ubah nilai
perbandingan lilitan trafo dengan hasil sebagai
berikut :
Tabel 2.
simulasi
Variasi perbandingan trafo
Perbandingan
10:1
15:1
20:1
25:1
30:1
35:1
40:1
45:1
50:1
Vout (AC)
58.817 volt
87.957 volt
117.032 volt
146.067 volt
175.067 volt
204.041 volt
232.983 volt
261.907 volt
290.708 volt
I SSN No. 2085 - 0859
Dari simulasi perbandingan trafo yang
dilakukan pada perbandingan 35:1 didapatkan
Vout AC sebesar 204.041 volt, 40:1 didapatkan
Vout AC sebesar 232.983 Volt.
Untuk
mendapatkan nilai tegangan ± 220 volt maka
perbandingan lilitan nilai perbandingan
(35+40)/2 = 37,5:1. Setelah dimasukkan dalam
simulasi hasilnya adalah Vout AC = 221,899
volt. Untuk selanjutnya perlu dilakukan
pengujian pada rangkaian sebenarnya untuk
mendapatkan hasil tegangan riil.
Secara prinsip simulasi ini merupakan
rangkaian osilator 50 Hz, langsung merupakan
penguat daya, yang kemudian dipasok ke trafo
biasa berinti besi, yaitu yang 12 volt ke 220
volt, sehingga dihasilkan tegangan 220 volt
AC.
Untuk menghemat komponen dan juga
efisisensi, umumnya bentuk gelombang
osilatornya berupa gelombang kotak atau
Square.
Untuk
menghasilkan
bentuk
gelombang sinus, yang sama seperti yang
dihasilkan listrik PLN, tentunya memerlukan
rangkaian tambahan perubah sinyal square
menjadi sinus.
Untuk pengujian selanjutnya secara
identik jika digunakan sebagai inverter 3 fase
maka dibutuhkan 3 rangkaian IC 555 dan 3
sumber DC. Pada aplikasinya diperlukan 3
buah aki sebagai sumber tegangan dan 3
transformator sebagai output tegangan AC.
Namun dalam pelaksanaan IC 555 sebagai
inverter 3 fase mungkin kurang efektif.
Mungkin akan lebih efektif menggunakan
rangkaian elektronika daya yang tentunya
memiliki karakteristik arus dan tegangan yang
lebih baik.
V. Penutup
a. Kesimpulan
Dengan bantuan tool software Multisim
12, simulasi inverter IC 555 dapat memberikan
pembelajaran untuk mengetahui karakteristik
dan pengaturan tegangan serta output sinyal
yang dihasilkan dari sebuah inverter.
Variasi frekuensi dapat diatur dengan
mengatur VR1 pada rangkaian penalaan pin
input IC 555 dan hasilnya dapat diukur dengan
frekuensi counter. Pada percobaan simulasi
yang dapat dilihat pada tabel 1 variasi
prosentase pengaturan VR1 dari 0 % - 100%
dihasilkan frekuensi yang bervariasi. Karena
sinyal AC memiliki frekuensi 50 Hz, maka
frekuensi input dipilih 50 Hz untuk selanjutnya
433
Jurnal Teknika Vol. 5 No.1 Maret 2013
I SSN No. 2085 - 0859
dikuatkan oleh penguat daya untuk selanjutnya
dihubungkan
ke
transformator
untuk
menghasilkan tegangan output AC.
Variasi tegangan dengan mengubah
perbandingan lilitan sebesar 37.5 : 1
disimulasikan menghasilkan tegangan output
sebesar 221,899 volt.
VI. Daftar Pustaka
1. Wasito. S, 2004. Vademekum
Elektronika. Gramedia. Jakarta.
2. http://www.jamiaphysics.net/lecnotes/lab/555.pdf
3. Multisim 12.00 Tutorial. National
Instrumen 2011
434