BAB IV VOLTMETER DIGITAL DENGAN MENGGUNAKAN ICL7107 Berkaitan dengan pembuatan alat percobaan efek fotolistrik, diperlukan sebuah alat ukur yang bisa mengukur arus dan tegangan DC dengan polarisasi positif dan negatif. Berikut ini adalah skema rangkaian untuk membuat alat ukur tersebut. Spesifikasi khusus alat ukur yang dibutuhkan adalah voltmeter yang dapat mengukur tegangan DC baik positif dan negatif dengan rentang pengukuran 0-19,99 volt dan resolusi 0,01volt.
Gambar IV.1 Skema Rangkaian Voltmeter Menggunakan ICL7107
Rangkaian voltmeter ini cukup ideal untuk mengukur tegangan keluaran DC. Di display dengan empat buat seven segment dan menggunakan indikator tegangan negatif. Tegangan keluaran yang dapat terukur adalah dari 0-19.99V dengan resolusi 0,01 V. Bagian utama dari voltmeter ini adalah sebuah ICL7107, menggunakan tegangan input 5V dengan arus hanya 25mA.
Komponen yang dibutuhkan untuk membuat rangkaian voltmeter digital:
1. ICL 7107 untuk Rangkaian Voltmeter
Gambar IV.2 Skema ICL7107
ICL7107 merupakan rangkaian terintegrasi yang didalamnya sudah mengandung Analog ti Digital Converter (ADC), Binary Code Decimal (BCD) to Seven Segment Decoder dan Counter. IC ini memiliki 40 pin yang masing-masing fungsinya akan dijelaskan dalam bab ini, dan untuk lebih detailnya pada bagian akhir laporan akan dilampirkan data sheet dari ICL7107.
Skema dari profil ICL7107 dapat dilihat pada gambar IV.2 diatas. Dalam penggunaan ICL7107 untuk voltmeter, fungsi kaki-kaki pada ICL7107 dijelaskan pada tabel IV.1.
Tabel IV.1 Penjelasan 40 pin ICL 7107 Kaki 1
V+, tegangan sumber + untuk ICL7107
Kaki 2
Tegangan untuk segment D display 1
Kaki 3
Tegangan untuk segment C display 1
Kaki 4
Tegangan untuk segment B display 1
Kaki 5
Tegangan untuk segment A display 1
Kaki 6
Tegangan untuk segment F display 1
Kaki 7
Tegangan untuk segment G display 1
Kaki 8
Tegangan untuk segment E display 2
Kaki 9
Tegangan untuk segment D display 2
Kaki 10
Tegangan untuk segment C display 2
Kaki 11
Tegangan untuk segment B display 2
Kaki 12
Tegangan untuk segment A display 2
Kaki 13
Tegangan untuk segment F display 2
Kaki 14
Tegangan untuk segment E display 2
Kaki 15
Tegangan untuk segment D display 3
Kaki 16
Tegangan untuk segment B display 3
Kaki 17
Tegangan untuk segment F display 3
Kaki 18
Tegangan untuk segment E display 3
Kaki 19
Tegangan untuk segment B dan C display 4
Kaki 20
Tegangan untuk segment Gdisplay 4
Kaki 21
Ground (GND)
Kaki 22
Tegangan untuk segment G display 3
Kaki 23
Tegangan untuk segment A display 3
Kaki 24
Tegangan untuk segment C display 3
Kaki 25
Tegangan untuk segment G display 2
Kaki 26
V-, tegangan sumber (-) untuk ICL7107
Kaki 27
Input pada fungsi integrator
Kaki 28
Input pada buffer ICL7107
Kaki 29
Auto Zero comparator, berfungsi untuk mengurangi noise
Kaki 30
Tegangan input (-) yang diukur
Kaki 31
Tegangan input (+) yang diukur
Kaki 32
Kaki fungsi COMMON
Kaki 33
Input kapasitor referent (-)
Kaki 34
Input kapasitor referent (+)
Kaki 35
Input referensi tegangan Hi
Kaki 36
Input referensi tegangan Low
Kaki 37
Test
Kaki 38
Osilator
Kaki 39
Osilator
Kaki 40
Osilator
Seperti diuraikan diatas bahwa ICL7107 merupakan rangkaian yang terintegrasi, berikut ini adalah penjelasan secara garis besar mengenai bagianbagian tersebut:
Gambar IV. 3
a. Analog to Digital Converter Pada gambar IV.3 dapat dilihat bahwa input tegangan yang diukur dimasukan melalui kaki 31 (IN Hi) dan kaki 30 (IN Low) berupa tagangan DC analog. Sinyall ini kemudian dijadikan input untuk Op Amp integrator yang menghasilkan bentuk sinyall digital
Gambar IV.4
b. Counter Counter adalah rangkaian penghitung jumlah clock yang masuk ke dalam rangkaian tersebut.
c. Binary Code Decimal (BCD) to Seven Segment Decoder Rangkaian decoder memiliki fungsi untuk mengubah sinyall bilangan BCD menjadi sinyall yang terbaca oleh seven segment. Pengubahan kode pada sistem BCD kedalam seven segment dapat dilihat pada tabel IV.2 berikut ini.
Tabel IV.2 Perubahan sinyall BCD menjadi kode untuk seven segment Input BCD 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001
Seven Segment Common Anoda a b c d e f g 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 1 1 0 0 0
0 0 1 0 0 0 0 0 0 0
0 1 0 0 1 0 0 1 0 0
0 1 0 1 1 1 0 1 0 1
0 1 1 1 0 0 0 1 0 0
1 1 0 0 0 0 0 1 0 0
Tampilan Angka 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
2 Penjelasan Mengenai Seven Segment Common Anoda
Tabel IV.3 Penjelasan Pin Seven Segment Common Anoda PIN
FUNGSI
1
E katoda no 1
2
D katoda no 1
3
C katoda no 1
4
DP katoda no 1
5
E katoda no 2
6
D katoda no 2
7
G katoda no 2
8
C katoda no 2
9
DP katoda no 2
10
B katoda no 2
11
A katoda no 2
12
F katoda no 2
13
Titik no 2 anoda
14
Titik no 1 anoda
15
B katoda no 1
16
A katoda no 1
17
G katoda no 1
18
F katoda no 1
Gambar IV. 5a
Gambar IV.5b
Sebuah seven segment terdiri dari delapan buah LED dengan posisi seperti digambarkan oleh gambar IV.5b dengan LED yang kedelapan adalah LED untuk titik. Untuk seven segment tipe common anoda, maka kaki common kita berikan tegangan positif.
3. Komponen lain a. IC 7660 berfungsi sebagai pengubah tegangan positif menjadi tegangan negatif, yaitu +5 menjadi -5. IC ini dapat diganti oleh 7905 yang juga dapat menghasilkan tegangan yang sama. b. Tiga buah dioda 1N4148 berfungsi untuk menjamin bahwa tagangan yang masuk ke kaki anoda adalah tegangan positif. Untuk mendapatkan sinar LED yang lebih terang, maka cukup dipasang dua buah dioda 1N4148 saja. c. Resistor 100KO dan kapasitor 100pF yang akan difungsikan sebagai osilator, dipasang pada kaki 38, 39 dan 40. d. Resistor 10KO dan resistor variabel 10KO untuk mengatur tegangan referensi yang dipasang pada kaki 32, 35 dan 36. Tegangan ini berfungsi untuk melakukan kalibrasi rangkaian agar sesuai dengan standard alat ukur yang sudah ada. e. Kapasitor 100nF, berfungsi sebagai kapasitor untuk tegangan referensi. f.
Kapasitor 220nF 470nF sebagai kapasitor Auto Zero, yaitu untuk meminimalisir noise.
g. Resistor 47kO sebagai reisitor buffer. h. Resistor 100KO berperan sebagai pembagi tegangan pada rangkaian.
