Makalah Counter [PDF]

Citation preview

MAKALAH RANGKAIAN COUNTER Mata Kuliah : Teknik Digital Dosen Pengajar : Zuhelman, ST., MT.



Disusun oleh : Wahid Ramadhan : 1316030011



TELKOM 2 C JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI POLITEKNIK NEGERI JAKARTA 2017



1



BAB I PENDAHULUAN



1.1 Latar Belakang IC Flip-flop adalah rangkaian digital yang digunakan untuk menyimpan satu bit secara semi permanen sampai ada suatu perintah untuk menghapus atau mengganti isi dari bit yang disimpan. Prinsip dasar dari flip-flop adalah suatu komponen elektronika dasar seperti transistor, resistor dan dioda yang di rangkai menjadi suatu gerbang logika yang dapat bekerja secara sekuensial. Nama lain dari flip-flop adalah multivibrator bistabil. Multivibrator adalah suatu rangkaian regeneratif dengan dua buah piranti aktif, yang dirancang sedemikian sehingga salah satu piranti bersifat menghantar pada saat piranti lain terpancung.



Multivibrator



dapat



menyimpan



bilangan



biner,



mencacah



pulsa,



menyerempakkan operasi-operasi aritmatika, serta melaksanakan fungsi-fungsi pokok lainnya dalam sistem digital. Ada tiga jenis multivibrator,yaitu : astabil, monostabil, dan bistabil. Flip flop yaitu multivibrator yang keluarannya adalah suatu tegangan rendah atau tinggi, 0 atau 1. Keluaran ini tetap rendah atau tinggi; untuk mengubahnya, harus didrive oleh suatu masukan yang disebut pemicu (triger). Sampai datangnya pemicu, tegangan keluaran tetap rendah atau tinggi untuk selang waktu yang tak terbatas. Salah satu jenis flip-flop adalah flip-flop J-K.



Gambar 1.1. Flip-Flop JK JK flip-flop sering disebut dengan JK FF induk hamba atau Master Slave JK FF karena terdiri dari dua buah flip-flop, yaitu Master FF dan Slave FF. Master Slave JK FF 2



ini memiliki 3 buah terminal input yaitu J, K dan Clock. Sedangkan IC yang dipakai untuk menyusun JK FF adalah tipe 7473 yang mempunyai 2 buah JK flip-flop dimana layout nya dapat dilihat pada Vodemaccum IC (Data bookc IC). Kelebihan JK FF terhadap FF sebelumnya yaitu JK FF tidak mempunyai kondisi terlarang artinya berapapun input yang diberikan asal ada clock maka akan terjadi perubahan pada output. Output dari FF JK ini Akan ditampilkan ke dalam seven segment. Berdasarkan uraian tersebut di atas, peneliti melakukan penelitian mengangkat topic “Rangkaian Up-Counter Modulus 10 BCD Display”. 1.2 Tujuan Tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk mengetahui dan memahami tentang rangkaian up-counter modulus 10 BCD display beserta blok penyusun di dalamnya. 1.3 Rumusan Masalah Dengan memperhatikan latar belakang tersebut, maka kami mengemukakan beberapa rumusan masalah. Rumusan masalah tersebut diantaranya adalah : 1. Bagaimanakah skema rangkaian up-counter modulus 10 BCD display ? 2. Bagaimanakah cara kerja rangkaian up-counter modulus 10 BCD display ? 3. Bagaimanakah Cara pembuatan rangkaian up-counter modulus 10 BCD display ?



3



BAB II PEMBAHASAN A. Skema Rangkaian A.1. Rangkaian Catu Daya Catu daya merupakan suatu Rangkaian yang paling penting bagi sistem elektronika. Ada dua sumber catu daya yaitu sumber AC dan sumber DC. Sumber AC yaitu sumber tegangan bolak - balik, sedangkan sumber tegangan DC merupakan sumber tegangan searah. Dalam pembuatan rangkaian up-counter modulus 10 ini, menggunakan IC TTL (Transistor-Transistor Logic) membutuhkan sumber tegangan atau catu daya +5volt. Tegangan PLN sebesar 220 VAC (Volt Alternating Current) harus diubah dalam bentuk tegangan arus searah (DC) +5volt. Ini membutuhkan transformator step down (trafo CT) untuk mengubah besaran tegangan 220 VAC menjadi 12 VAC. Rangkaian up-counter modulus 10 membutuhkan tegangan +5 VDC (Volt Direct Current), Sehingga tegangan 12 VAC dari trafo harus di searahkan dengan menggunakan dioda. Seperti Gambar dibawah ini.



Gambar 2.1



4



A.2. Rangkaian Clock Menggunakan LM 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. Fungsi dari IC555 bisa bermacam-macam, karena dapat menghasilkan sinyal pendetak/sinyal kotak. Tergantung kreativitas untuk merangkainya, beberapa diantaranya adalah sebagai clock untuk jam digital, hiasan menggunakan lampu LED, menyalakan 7segment 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 2.2. IC 555 Pembangkit Pulsa A.3. Rangkaian IC 74LS73 (FF JK)



Gambar 2.3. Flip-Flop JK JK flip-flop sering disebut dengan JK FF induk hamba atau Master Slave JK FF karena terdiri dari dua buah flip-flop, yaitu Master FF dan Slave FF. Master Slave JK FF 5



ini memiliki 3 buah terminal input yaitu J, K dan Clock. Sedangkan IC yang dipakai untuk menyusun JK FF adalah tipe 7473 yang mempunyai 2 buah JK flip-flop dimana layout nya dapat dilihat pada Vodemaccum IC (Data book IC). Kelebihan JK FF terhadap FF sebelumnya yaitu JK FF tidak mempunyai kondisi terlarang artinya berapapun input yang diberikan asal ada clock maka akan terjadi perubahan pada output. Dalam pembuatan rangkaian modulus 10 membutuhkan keluaran 4 bit sehingga dibutuhkan 4 flip-flop, dimana dalam satu IC 74LS73 terdapat 2 buah flip-flop jadi dibutuhkan 2 buah IC 74LS73. Tabel 2.1 kebenaran Flip-Flop JK



A.4. Rangkaian IC 74LS00



Gambar 2.4. IC 74LS00 IC 74LS00 merupakan IC gerbang NAND dinyatakan sebagai Y =



A B ,



dimana



output rangkaian Y bernilai 0, hanya jika kedua inputnya A dan B masing-masing bernilai 1; dan output Y bernilai 1 untuk nilai-nilai A dan B yang lain. Jadi NAND adalah komplemen dari AND. Simbol gerbang NAND dapat dilihat pada gambar dibawah ini



6



Gambar 2.5. Simbol gerbang NAND



Dalam pembuatan up-counter modulus 10 gerbang NAND digunakan sebagai pereset. Dimana up-counter modulus 10 dari angka 0 hingga angka 10, gerbang NAND digunakan untuk mengaktifkan reset saat counter menghitung memenuhi kondisi 10 hexa atau dibinerkan 1010. Bit yang bernilai 1 dijadikan masukan atau input di pin A dan B gerbang NAND sehingga menghasilkan logika low atau 0. Logika 0 ini digunakan untuk mereset flip-flop JK karena reset flip-flop JK aktif rendah (aktif ketika diberikan logika rendah atau 0). A.5. Rangkaian IC 74LS247



Gambar 2.6. IC 74LS247 IC 74LS724 merupakan IC decoder. Dalam rangkaian ini IC 74LS247 digunakan sebagai BCD yaitu pengubah bilangan biner keluaran dari flip flop JK (4 bit) diubah menjadi bilangan decimal yang ditampilkan pada seven segment.



7



A.6. Rangkaian Seven Segment



Gambar 2.7. Seven Segment Seven Segment adalah tujuh segmen-segmen yang digunakan menampilkan angka. Seven segment merupakan display visual yang umum digunakan dalam dunia digital. Seven segment sering dijumpai pada jam digital, penujuk antrian, display angka digital dan termometer digital. Penggunaan secara umum adalah untuk menampilkan informasi secara visual mengenai data-data yang sedang diolah oleh suatu rangkaian digital. Seven segmen ini tersusun atas 7 bbuah LED yang disusun membentuk angka 8 yang penyusunnya menggunakan diberikan lebel dari ‘a’ sampai ‘g’ dan satu lagi untuk dot point (DP). Setiap segmen ini terdiri dari 1 atau 2 Light Emitting Diode ( LED ). salah satu terminal LED dihubungkan menjadi satu sebagai kaki common. A.6.1. Prinsip Kerja Prinsip kerja seven segmen ialah input biner pada switch dikonversikan masuk ke dalam decoder, baru kemudian decoder mengkonversi bilangan biner tersebut menjadi decimal, yang nantinya akan ditampilkan pada seven segment. A.6.2 Jenis-jenis Seven Segment 1. Common Anoda Semua anoda dari led dalam seven segmen disatukan secara parallel dan semua itu dihubungkan ke vcc, dan kemudian led dihubungkan melalui tahanan pembatas arus keluar dari penggerak led. Karena dihubungkan ke vcc, maka common anoda ini berada pada kondisi aktif low (led akan menyala/aktif bila diberi logika 0).



8



2. Common Katoda Merupakan kebalikan dari Common Anoda. Disini semua katoda disatukan secara parallel dan dihubungkan ke ground. Karena seluruh katoda dihubungkan ke ground, maka common katoda ini berada pada kondisi aktif high (led akan menyala/aktif bila diberi logika 1). B. Cara Kerja Rangkaian Secara Keseluruhan Up counter modolus 10 BCD display bekerja berdasarkan bilangan biner (4 bit) yang dihasilkan oleh rangkaian flip-flop JK yang berubah-ubah karena adanya clock atau pulsa yang dibangkitkan oleh rangkaian timer IC 555, kemudian ditampilkan dalam bentuk seven segment menggunakan IC decoder 47LS247. Yang dimaksud dengan up counter modolus 10 adalah penghitungan bilangan desimal dari bilang 0 hingga bilangan 10, saat counter mencapai hexa 10 maka counter akan direset kembali ke hitungan awal yaitu angka 0 desimal. reset ini terjadi karena biner dari desimal 10 adalah 1010. logika high dari 1010 dicuplik sebagai input gerbang NAND untuk mengaktifkan reset pada 4 buah flip-flop JK yang aktif low (aktif ketika mendapatkan logika rendah = 0), seperti yang tertera pada gambar 1.1. Tabel 2.1 Tabel Kebenaran Output Flip-Flop JK



9



C. Kronologis Pembuatan Rangkaian Pembuatan rangkaian up-counter modulus 10 diawali dengan persiapan alat dan bahan. Untuk pengerjaan rangkaian dibagi dalam beberapa blok penyusun antara lain sebagai berikut : 1. Pembuatan rangkaian catu daya. Pemasangan komponen-komponen sesuai dengan skematik rangkaian catu daya, yang terdiri dari : a. Trafo CT (tegangan 220VAC menjadi 12VAC) b. Dioda Bridge (untuk penyaarah tegangan 12VAC menjadi 12VDC) c. LM 7805 (untuk regulator tegangan input 12VDC menjadi 5VDC) d. Kapasitor 470uF (untuk filter tegangan output 5VDC) 2. Penyusunan rangkaian flip-flop JK 74LS73 Pemasangan komponen-komponen sesuai dengan skematik rangkaian flip-flop sesuai gambar 1.1, dimana clock masuk ke FF1 output dari FF1 atau Q 0 digunakan sebagai clock pada FF2 selanjutnya Q0 FF2 digunakan sebagai clock dari FF3. Selanjutnya keluaran Q0 dari FF3 digunakan sebagai clock FF4. Dari uraian diatas didapatkan frekuensi dari FF=2n, maksudnya adalah jika FF1 1Hz maka FF2 menghasilkan keluaran 2Hz, FF3 menghasilkan keluaran 2x FF2=4Hz dan selanjutnya FF4 akan mnghasilkan keluaran 2x dari frekuaensi FF3=8Hz. 3. Penyusunan rangkaian pe-reset 74LS00 Pemasangan komponen sesuai dengan skematik rangkaian gerbang NAND dalam upcounter modulus 10 seperti gambar 1.1. Dimana input dari gerbang NAND diambil dari Q1 dan Q3. Saat nilai biner keluaran dari flip flop JK 1010 = 10 desimal maka akan mereset menjadi biner 0000 = 0 desimal. 4. Penyusunan rangkaian BCD 74LS247 Keluaran dari flip flop 4 bit (Q0,Q1,Q2,Q3) dijadikan masukan IC 74LS247 yang akan dikonversi kedalam bilangan desimal dan ditampilkan pada seven segment yang terbuat dari LED. 10



5. Penyusunan seven segment Dalam rangkaian up-counter modulus 10 BCD display seven segment dibuat dari untaian led yang dipasang paralel, menyerupai seven segment digunakan sebagai penampil bilangan konversi biner ke desimal. 6. Pemasangan rangkaian di dalam box Setelah membuat rangkaian dari point 1 sampai point 5 maka langkah selanjutnya pemasangan rangkaian ke dalam box, untuk memperindah alat yang kita buat. C.1. Alat Dan Bahan Penyusunan rangkaian up counter modulus 10 membutuhkan alat dan bahan sebagai berikut: C.1.1. Alat Adapun beberapa alat yang dibutuhkan dalam membuat rangkaian up-counter modolus 10 BCD Display adalah sebagai berikut : 1. Multimeter Digital 2. Tang 3. Obeng (+) dan (-) 4. Solder 5. Dan lain-lain C1.2. Bahan



1. IC 74LS73



5. Trafo step down CT (220VAC-12VAC)



2. IC 74LS00



6. Capasitor (filter tegangan)



3. IC LM555



7. LM 7805 (Regulator out = 5V)



4. IC 74LS247



8. Capasitor (untuk clock)



9. PCB



13. Tenol 11



10. Resistor



14. Dioda (sebagai penyearah)



11. Resistor Variabel



15. papan



12. LED (seven segment)



16. kabel



C.2. Pengujian Catu Daya Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui keadaan baik buruknya catu daya yang kita buat. Dengan cara memberikan tegangan 220 VAC pada trafo dan mengukur tegangan keluaran IC LM 7805. Tabel pengukuran sebagai berikut : Tabel 2.2 Pengujian Catu Daya



No



Tegangan Input



Tegangan Output



1.



6 VDC



4,75 VDC



2.



9 VDC



4,82 VDC



3.



12 VDC



4,90 VDC



4.



15 VDC (6+9)



4,95 VDC



.



C.3. Pengujian Clock Menggunakan LM 555 Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui baik buruknya IC LM 555 sebagai penghasil pulsa atau clock, lama dari pulsa dapat diatur dengan mengubah variabel pada resistor yang terdapat pada sebelah kanan box. Output indicator dari clock yang dibangkitkan dapat dilihat dari mati dan hidupnya LED yang dipasang pada pin 3 LM 555 sebagai output. C.4. Pengujian Tampilan Seven Segment Pengujian ini bertujuan mengetahui baik buruknya seven segment yang kita buat dari susunan LED yang terpasang paralel, metode pengujian nya dengan cara memberikan tegangan catu daya sebesar 5volt dan melihat LED menyala atau tidak. D. Peran Masing-Masing Anggota



12



Peran masing – masing anggota sebagai berikut : Ali irfan



: Mengerjakan rangkaian seven segment.



Hari mubarok



: Mengerjakan rangkaian flip flop.



Reza Rizqi Firdaus



: Mengerjakan rangkaian catu daya.



Burit Sigit Prakoso



: Mengerjakan rangkaian timer / clock.



E. Hasil Rancangan Berikut ini hasil dari rancangan kelompok kami, rangkaian up-counter modulus 10 BCD Display seperti gambar dibawah ini : 1. Catu Daya



3. Flip flop



2. Clock



4. Seven Segment



BAB III 13



PENUTUP



A. KESIMPULAN Dari pembuatan hingga pengujian rangkaian up-counter modulus 10 BCD Display dapat ditarik beberapa kesimpulan : 1. LM 7805 merupakan IC legulator yang dapat mengubah tegangan input lebih besar dari 5volt (max 24 VDC) menjadi tegangan output sebesar 5volt. 2. Cara kerja flip flop JK seperti gambar 1.1 ialah asinkron. 3. Keluaran dari flip flop JK sebesar 2n ( FF1= 1Hz, FF2=2Hz,FF3=4Hz,FF4=8Hz). 4. Untuk mengaktifkan reset pada IC 74LS73 harus menggunakan input logika rendah. 5. IC 74LS247 merupakan IC BCD untuk mengubah bilangan biner menjadi bilangan decimal. 6. Seven segment yang tersusun dari LED yang terpasang parallel disusun dengan menggunakan metode common anoda (ketika diberikan logika rendah maka led akan menyala.



B. KRITIK DAN SARAN Kami menyadari betul bahwa makalah ini masih jauh dari kata sempurna, oleh karena itu untuk dapat memperbaikinya kami mohon saran dan kritik dari rekan rekan pembaca. Kami mohon maaf apabila ada kata-kata yang salah dan tidak berkenan dihati rekan rekan. Atas perhatian rekan rekan kami ucapkan terima kasih.



DAFTAR PUSTAKA 14



Akhal.2012. “Rangkaian Clock Dengan IC LM555” (online), (http://akhal.org/, diakses tanggal 23 Mei 2012). Amirul.2010. “Pengertian IC” (online), (http://amrilukman.blogspot.com/, diakses tanggal 23 Mei 2012). Ayhu.2009. “Laporan Praktikum Flip-Flop” (online), (http://ayhumaniez.blogspot.com/, diakses tanggal 22 Mei 2012). Elektroarea.2009. “Skema Rangkaian Oscillator LM555” (online), (http://elektroarea.blogspot.com/, diakses tanggal 22 Mei 2012). Irfan.2009.“IC Flip-flop dan IC Gerbang Dasar” (online), (http://irfannurhardiansyah.blogspot.com/, diakses tanggal 22 Mei 2012). Ito.2012. “Rangkaian Catu Daya” (online), (http://etronselectronic.blogspot.com/, diakses tanggal 22 Mei 2012). Meriwardana. “Rangkaian Counter Seven Segment Dengan IC555” (online), (http://meriwardana.blogspot.com/, diakses tanggal 23 Mei 2012). Ndoro.2012. “Pengertian Catu Daya” (online), (http://endorobei.blogspot.com/, diakses tangal 22 Mei 2012). Shendy.2010. “Rancang Bangun Sistem Penampil 7 Segmen melalui Pemanfaatan LPT 1” (online), (http://shendydelariorindupoerba.blogspot.com/, diakses tanggal 22 Mei 2012). Zainal.2011. “Eksperimen 7473” (online), (http://www.scribd.com/, diakses tanggal 23 Mei 2012).



15