LKM Elektronika Dasar II (Tsamarul Hizbi) Page 1

LEMBAR KERJA MAHASISWA

(LKM 1. Pertemuan ke 12)

Mata Kuliah : Elektronika Dasar II

Semester/Kelas : IV/A

Materi Pokok : Multivibrator Monostabil (MM)

Tujuan:

1. Menuliskan logika keluaran masing-masing gerbang pada rangkaian Multivibrator Monostabil

2. Menjelaskan logika keluaran dari rangkaian Multivibrator Monostabil 3. Mendesain diagram keluaran masing-masing gerbang pada rangkaian Multivibrator

Monostabil 4. Mendesain diagram keluaran dari rangakaian Mutivibrator Monostabil

Uraian Materi

Multivibrator

Multivibrator sebenarnya merupakan rangkaian elektronik yang menghasilkan gelombang

kotak, atau gelombang laen yang bukan sinusoida seperti gelombang segi empat dan gelombang

gigi gergaji. Namun multivibrator diturunkan dari kenyataan bahwa gelombang kotak terdiri dari

sejumlah besar gelombang sinusoida dengan frekuensi yang berbeda-beda (berdasarkan deret

fourier)

Selain flip-flop dan monostabil, ada jenis multivibrator laen yang dipelajari yaitu

multivibrator astabil dan picu Schmitt. Keduanya sering berperan sebagai osilator yang

menghasilkan fulsa kotak (squeare). Pulsa kotak yang stabil dengan frekuensi tertentu dalam

elektronika digital lebih dikenal sebagai detak (clock). Detak ini penting, bahkan sangat penting,

dalam operasi suatu piranti elektronik digital seperti komputer dan kalkulator.

Multivibrator Monostabil

Sesuai dengan namanya, rangkaian multivibrator monostabil mempunyai keadaan dengan

satu keadaan stabil (mantap). Rankaian tersebut tetap dalam keadaan stabilnya sampai ada

pemicu. Sekali dipicu, keluarannya berubah dari keadaan stabilnya tadi ke keadaan tak stabil

(keadaan baru). Keadaan tak stabil itu bertahan selama waktu tertentu dan stelah itu dengan

sendirinya kembali ke keadaan stabilnya lagi. Ternyata monostabil merupakan rangkaian yang

penting, bahkan sangat penting, untuk membangkitkan pilsa yang dapat diatur polaritas dan

lebarnya pada amplitudo tetap. Sebutan lain untuk monostabil adalah eka-mantap, one-shot, atau

monoflop. Monostabil dapat dibuat dengan berbagai cara, namun pada kesempatan ini kita akan

membahas monostabil yang menggunakan gerbang logika NAND yang dilengkapi dengan resistor

dan kapasitor sebagai komponen pewaktunya. Ada 2 jenis monostabil, yaitu monostabil terpicu

positif dan monostabil terpicu negatif. Perhatikan Gambar 1. Berikut.!

LKM Elektronika Dasar II (Tsamarul Hizbi) Page 2

Gambar 1. MM terpicu positif

Anggaplah mula mula masukan pemicu T = 0, keluaran Q = 1, dan keluaran Q = 0.

Perhatikan keluaran dari NAND-2 dalam keadaan 1 sehingga K = 1. Pada saat masukan T

berubah dari 0 ke 1 (terpicu positif) tentu saja kedua masukan NAND-1 ada pada keadaan 1,

sehinggi Q berubah dari 1 ke 0. Tetapi begitu T berubah dari 0 ke 1, maka keluaran dari NAND-2

juga berubah menjadi 0. Muatan pada kapasitor C yang mula mula memberikan K = 1 sedikit demi

sedikit dilucuti (dikosongkan) melalui resistor R sehingga tegangan pada K turun menjadi 0.

Perubahan K dari 1 ke 0 ini akan melewati tegangan ambang yang akan menyebabkan K

dianggap 0. Pada saat ini keluaran NAND-1, yaitu Q akan kembali ke keadaan 1 lagi (keadaan

sebelum dpicu). Lama pulsa t (keadaan tak stabil) di Q tersebut tergantung pada resistensi R dan

kapasitansi C yang terpasang. Secara umum berlaku:

t = R.C

Karena NAND-3 berperan sebagai NOT, maka antara Q dan Q saling komplemen, artinya

jika Q = 1 maka Q = 0, dan sebaliknyajika Q = 0 maka Q = 1. Kelemahan dari monostabil terpicu

positif adalah adanya syarat agar pulsa pemicu di T harus lebih lama dari pada pulsa keluaran di

Q. Hal ini diakibatkan oleh adanya hubungan langsung T dengan salah satu masukan NAND-1

yang menyebabkan jika T = 0 maka Q = 1. Sehingga jika T berubah ke 0 lagi sebelum pemicu T

mencapai tegangan ambang maka lebar pulsa keluaran Q tidak sama dengan R.C dan tentu saja

harga t (lama tak stabil) pasti kurang dari pada R.C. Jenis lain dari monostabil adalah yang terpicu

negatif (dipicu dari 1 ke 0). Cara menyusunnya antara lain dengan menambahkan NAND-4 seperti

gambar 2. Berikut:

Gambar 2. MM terpicu negatif

LKM Elektronika Dasar II (Tsamarul Hizbi) Page 3

Mula mula T=1 dan Q=1, keadaan ini adalah stabil. Jika T berubah dari 1 ke 0 maka

keluaran NAND-4 dalam keadaan 1 (A=1). Karena masukan NAND-1 keduanya dalam keadaan 1

maka Q=0. Selanjutnya, tegangan di titik B semakin lama semakin turun akibat lucutan muatan

pada C melalui R. Sehingga pada saat melewati tegangan ambang membuat Q=1 kembali

semula. Dengan demikian keluaran Q tidak bergantung pada perubahan masukan T dari 0 ke 1,

oleh karenanya benar-benar berlaku bahwa lama keadaan tak stabilnya adalah t = RC. Untuk lebih

jelasnya, perhatikan bentuk pulsa monostabil terpicu positif dan terpicu negatif pada gambar 3

berikut:

(a) (b)

Gambar 3a. Pulsa keluaran pada MM terpicu positif

3b. Pulsa keluaran pada MM terpicu negatif

Masih banyak cara untuk menyusun monostabil dari gerbang logika lain seperti NOT

ataupun NOR, bahkan menggunakan NAND dengan konfigurasi yang berbeda beda. Contoh

berikutnya adalah monostabil digital yang tersusun dari gerbang logika NOR, dan salah satu

konfigurasinya dapat diperhatikan pada gambar 4. Berikut:

Gambar 4. MM dengan gerbang NOR

LKM Elektronika Dasar II (Tsamarul Hizbi) Page 4

Keadaan stabil dari monostabil pada gambar 4 adalah Q=0 dan A=0. Selanjutnya, cobalah

untuk menjelaskan cara kerja rangkaian tersebut dengan memberikan pemicu singkat dengan

transisi dari 0 ke 1 (pemicu positif).

Kegiatan 1

Perhatikan gambar 1. di atas !

Dengan memperhatikan gambar 1. Di atas maka bagian-bagian dari rangkaian tersebut adalah

Bagian 1. Bagian 2. Bagian 3, .

Kegiatan 2.

Dari hasil kegiatan 1 lengkapi logika keluaran (tabel kebenaran) dari gambar tersebut!

Bagian 1.

Masukan (T)

Keluaran (K)

1 0

0 1

Bagian 2.

Masukan (K)

Keluaran (Q)

1 0

1 1

Bagian 3.

Masukan (Q)

Keluaran (Q)

LKM Elektronika Dasar II (Tsamarul Hizbi) Page 5

Kegiatan 3

Dari hasil kegiatan 2 lengkapi diagram (pulsa) keluarannya

Bagian 1. Diagram (pulsa) keluaranya adalah

Bagian 2. Diagram (pulsa) keluaranya adalah

Bagian 3. Diagram (pulsa) keluaranya adalah

Kegiatan 4.

Diagram keluaran rangkaian akan menjadi gabungan dari diagram bagian1, 2 dan 3.

Maka dari hasil kegiatan 3 desainlah diagram keluaran rangkaiannya.

Dari hasil kegiatan 3 dan 4 tuliskan cara kerja (prinsif kerja) rangkaian MM di atas.