BAHAN AJAR DIGITAL KODE MATAKULIAH. SUNARNO, S.Si, M.Si DRS. IMAM SUMPONO, M.Si : WASI SAKTI WIWIT P., S.Pd

BAHAN AJAR

MATAKULIAH KODE MATAKULIAH PROGRAM STUDI SEMESTER DOSEN PENGAMPU

KNISI

EKPERIMEN ELEKTRONIKA DIGITAL FIS902 : FISIKA / PENDIDIKAN FISIKA : GASAL : Drs. SUSILO, MS SUNARNO, S.Si, M.Si DRS. IMAM SUMPONO, M.Si : WASI SAKTI WIWIT P., S.Pd

JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG TAHUN 2013/2014

Eksp Eldig_Panduan 2013

PRAKTIKUM 1

*

PEMBUATAN LAPORAN PRAKTIKUM PASS FILTER

TUJUAN Pembuatan laporan praktikum elektronika ditujukan agar mahasiswa dapat belajar untuk mengemukakan pendapat / berkomunikasi. Laporan praktikum elektronika melatih mahasiswa agar mampu menganalisis hasil praktikum, membuat perhitungan untuk menentukan besaran fisis, mengetahui beberapa besaran dari percobaan, menganalisis kesalahan dan akhirnya mampu membuat kesimpulan secara keseluruhan.

FORMAT PENULISAN Laporan praktikum dibuat dengan menggunakan kertas HVS ukuran A4 (21,0 cm x 29,7 cm) 70 gram, ditulis tangan atau diketik manual (bukan komputer) dengan rapi. Untuk membuat grafik diperbolehkan menggunakan kertas grafik (milimeterblok) atau menggunakan program Ms. Office Excel. Laporan ditulis dengan batas kiri 3 cm, batas kanan 2 cm, batas atas 2 cm dan batas bawah 2 cm.

SISTEMATIKA Laporan praktikum memiliki susunan sebagai berikut: 1.

Tujuan

2.

Landasan Teori

3.

Alat dan Bahan

4.

Prosedur Praktikum

5.

Data Percobaan

6.

Analisis Data Pengamatan

7.

Pembahasan Data Pengamatan

8.

Simpulan

9.

Daftar Pustaka

10.

Evaluasi

11.

Lampiran (foto kopi data percobaan yang telah disetujui)

*-ii






Tujuan serta peralatan (Alat dan Bahan) dapat dilihat di dalam modul praktikum. Landasan Teori dapat dibaca di modul praktikum dan atau buku – buku referensi lain yang bersesuaian dengan materi parktikum. Landasan teori pada modul hanya bersifat minimalis yang digunakan untuk mendasari kegiatan praktikum. Sehingga hendaknya landasan teori pada laporan praktikum tidak hanya menggunakan landasan teori yang terdapat pada modul melainkan melengkapinya dengan

 

referensi lain yang lebih lengkap. Kalimat – kalimat perintah dalam modul petunjuk praktikum harus diganti dengan kalimat kerja. Tugas awal pada modul dikerjakan dan dikumpulkan sebelum melaksanakan praktikum, sedangkan evaluasi dikumpulkan dan disertakan di dalam laporan



praktikum. Laporan praktikum dikumpulkan dalam waktu satu minggu setelah melaksanakan parktikum, yaitu ketika pre-test praktikum berikutnya.

*-iii


*

TATA TERTIB PRAKTIKUM

A. SEBELUM PRAKTIKUM 1.

Praktikan hendaknya hadir sepuluh menit sebelum praktikum dimulai.

2.

Praktikan yang datang terlambat tidak diberikan tambahan waktu praktikum.

3.

Laboratorium adalah tempat praktikum/bekerja, oleh karenanya selama di dalam laboratorium elektronika praktikan harus tertib, sopan, berpakaian rapi (memakai kemeja dan celana / rok panjang), mengenakan jas praktikum (warna putih) serta memakai sepatu beralas karet/bahan isolator.

4.

Yang diperbolehkan dibawa masuk ke tempat praktikum yaitu alat tulis, notebook dan barang berharga lainnya seperti dompet dan alat komunikasi.

5.

Jaket, tas dan barang bawaan lainnya (selain yang diperbolehkan masuk) diletakkan di tempat yang telah disediakan. Keamanan sepenuhnya menjadi tanggung jawab praktikan.

6.

Praktikan harus sudah memahami apa yang akan dikerjakan selama praktikum dengan mempelajari modul parktikum dan atau referensi lain, serta telah mengerjakan tugas awal untuk praktikum yang akan dilaksanakan.

7.

Praktikan tidak diperbolehkan mengikuti praktikum jika : a.

tidak mengenakan jas praktikum

b.

tidak berpakaian rapi

c.

tidak membawa kartu tanda praktikum (terdapat didalam modul praktikum)

8.

d.

tidak mengumpulkan lembar jawab tugas awal praktikum

e.

tidak lulus pre test

f.

datang terlambat lebih dari 60 menit

Jika perlengkapan 7a hilang, praktikan harap segera melaporkan kepada asisten selambat-lambatnya satu jam sebelum praktikum berlangsung, kurang dari itu praktikan tidak diperbolehkan mengikuti praktikum.

*-iv


B. SELAMA PRAKTIKUM 1.

Praktikan diperbolehkan melaksanakan praktikum setelah dinyatakan lulus pre test pada minggu sebelumnya.

2.

Tugas awal dikumpulkan sebelum praktikum dilaksanakan.

3.

Setelah mengumpulkan tugas awal, praktikan membuat bon pinjam alat dan bahan praktikum.

4.

Praktikum dimulai setelah bon pinjam disetujui dan seluruh*) anggota kelompok hadir.

5.

Praktikum dilaksanakan hanya selama 100 menit.

6.

Praktikan melakukan pengecekan rangkaian kepada dosen atau asisten setelah selesai merangkai dan sebelum dihubungkan dengan catudaya.

7.

Praktikan baru menghubungkan rangkaian ke catudaya setelah rangkaian dinyatakan benar oleh dosen atau asisten.

8.

Praktikan harus dapat memperoleh data dengan melakukan praktikum.

9.

Jika praktikan gagal mendapatkan data karena faktor alat dan bahan, harus segera

melapor

pada

dosen/asisten

agar

segera

diberikan

penggantian/perbaikan. 10. Jika praktikan gagal mendapatkan data atau mendapatkan data sangat sedikit maka pratikum pengganti akan dilaksanakan pada saat minggu-minggu inhal. 11. Praktikan harus menjaga keselamatan diri, ketertiban, peralatan dan kebersihan laboratorium. 12. Selama praktikum, praktikan dilarang keras merokok, makan dan minum (kecuali diluar area praktikum), membawa senjata tajam, membawa senjata api, membawa/menggunakan NAPZA serta dilarang mengganggu kelompok lain. 13. Praktikan dilarang keras meninggalkan laboratorium tanpa seijin dosen/asisten.

C. SETELAH PRAKTIKUM 1.

Setelah selesai pratikum, praktikan meminta persetujuan terhadap data yang diperoleh selama praktikum kepada dosen/asisten.

2.

Setelah selesai praktikum, sebelum meninggalkan ruang praktikum praktikan harus : a.

mengembalikan alat dan bahan praktikum yang dipinjam

b.

merapikan dan membersihkan meja dan kursi yang telah digunakan

*-v


3.

Praktian yang gagal memperoleh data selama praktikum bukan dikarenakan faktor alat dan bahan, harus segera melapor kepada dosen/asisten. Dan yang bersangkutan akan diberikan inhal setelah siklus praktikum regular telah selesai.

*) semua anggota kelompok yang telah dinyatakan lulus pre test

*-vi


D. KETENTUAN LAIN 1.

Praktikan yang absen atau gagal pre test akan diberikan kesempatan mengulang/inhal setelah siklus reguler berakhir (sebelum minggu tenang).

2.

Jika praktikan merusakkan atau menghilangkan bahan, alat atau fasilitas laboratorium yang lain, maka praktikan wajib mengganti berupa barang yang bersesuaian/sama (bukan berupa uang).

3.

Sistem penilaian pada eksperimen elektronika mengikuti aturan berikut: NA 

1 * N1  3 * N 2  2 * N3 6

Keterangan :

4.

N1

: nilai pre-test

N2

: aktivitas praktikum dan laporan

N3

: project dan UAS

Ketentuan yang tidak tercantum pada modul ini akan disampaikan secara lisan atau tulisan kepada praktikan.

*-vii


KARTU TANDA PRAKTIKUM EKS. ELDIG

* Nama

: ..................................................................................................................

NIM

: ....................................................... Prodi : ............................................

Kelompok

: ....................................................... Group: ...........................................

Teman Kerja : 1. .................................................................... NIM ............................... 2. .................................................................... NIM ............................... 3. .................................................................... NIM ...............................

NO

NAMA PRAKTIKUM

0

GERBANG LOGIKA

1

FLIP – FLOP

2

MULTIVIBRATOR

3

COUNTER

4

PEMBAGI FREKUENSI, DECODER DAN DISPLAY

5

MULTIPLEKSER

KODE

PRE TEST TGL PARAF

-

-

PRAKTIKUM TGL PARAF

LAPORAN TGL PARAF

-

-

R/I R/I

R/I

R/I

R/I

Semarang, …………………… 2013 Dosen/Asisten

NIP. *-viii


*

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ...............................................................................................

*-i

PEMBUATAN LAPORAN PRAKTIKUM...........................................................

*-ii

TATA TERTIB ....................................................................................................... *-iv KARTU TANDA PRAKTIKUM .......................................................................... *-viii DAFTAR ISI ........................................................................................................... *-ix TABEL RENCANA PRAKTIKUM.......................................................................

*-x

PRA-PRAKTIKUM GERBANG LOGIKA ..............................................................

0-1

PRAKTIKUM 1

FLIP – FLOP ...........................................................................

1-1

PRAKTIKUM 2

MULTIVIBRATOR ................................................................

2-1

PRAKTIKUM 3

COUNTER ..............................................................................

3-1

PRAKTIKUM 4

PEMBAGI FREKUENSI, DECODER DAN DISPLAY ........

4-1

PRAKTIKUM 5

MULTIPLEKSER ...................................................................

5-1

KUMPULAN TUGAS AWAL ............................................................................... TA-1 KUMPULAN EVALUASI ..................................................................................... EV-1

*-ix


TABEL RENCANA PRAKTIKUM

* NO

KEGIATAN

MINGGU KE-

GRUP A

GRUP B

1.

1.

PERKENALAN DAN KONTRAK KULIAH

2.

2.

PENJELASAN PERSIAPAN PRAKTIKUM

3.

3.

PRA-PRAKTIKUM

4.

4.

PRE TES MATERI 1

5.

5.

6.

6.

PRAKTIKUM MATERI 1 PRE TES MATERI 2

7.

7.

8.

8.

9.

9.

10.

10.

11.

11.

12.

12.

13.

13.

14.

14.

15.

15.

16.

16.

MATERI 1

: FLIP-FLOP

MATERI 2

: MULTIVIBRATOR

MATERI 3

: COUNTER

MATERI 4

: PEMBAGI FREKUENSI, DEKODER DAN DISPLAY

MATERI 5

: MULTIPLEKSER

PRAKTIKUM MATERI 2 PRE TES MATERI 3 PRAKTIKUM MATERI 3 PRE TES MATERI 4 PRAKTIKUM MATERI 4 PRE TES MATERI 5 PRAKTIKUM MATERI 5 FREE INHAL/MENGAJUKAN RANCANGAN KARYA INHAL/PEMBUATAN KARYA

FREE PRE TES MATERI 1 PRAKTIKUM MATERI 1 PRE TES MATERI 2 PRAKTIKUM MATERI 2 PRE TES MATERI 3 PRAKTIKUM MATERI 3 PRE TES MATERI 4 PRAKTIKUM MATERI 4 PRE TES MATERI 5 PRAKTIKUM MATERI 5 INHAL/MENGAJUKAN RANCANGAN KARYA INHAL/PEMBUATAN KARYA

*-x

Eksp Eldig_Pra Prak 2013

PRAKTIKUM 1

GERBANG LOGIKA

PRA

GERBANG LOGIKA

PRAKTIKUM

A. TUJUAN Setelah melakukan praktikum, praktikan diharapkan telah memiliki kemampuan sebagai berikut : 1. Memahami karakteristik dari macam-macam gerbang logika (AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR dan XNOR) 2. Memahami pembuatan gerbang logika dari gerbang logika dasar 3. Memahami penggunaan komponen IC 74LS00 dan 74LS02

B. LANDASAN TEORI Bilangan biner terdiri atas dua macam angka yaitu 0 dan 1. Setiap bilangan baik desimal, oktal maupun heksadesimal dapat diubah menjadi susunan bilangan biner. Sebagai contoh: 1210 = 11002

128 = 10102

8C16 = 100010102 dan lain - lain

Dalam sistem logika, ekspresi angka 0 dan 1 dapat juga digambarkan dengan cara lain yaitu, : 0

1

FALSE

TRUE

NO

YES

DOWN

UP

OUT

IN

DRY

WET

PADAM

NYALA

dan lain – lain.

1-1


Macam – macam gerbang logika meliputi: NO

GERBANG

SIMBOL

PERSAMAAN

LOGIKA 1

AND

A

Y

B

2

OR

A Y

Y  A B

Y  A B

B

3

NOT Y

A

4

5

6

NAND A B

Y

Y  A B

A B

Y

Y  A B

NOR

Exlusive OR (XOR))

Y  A B

A Y B

7

Exlusive Not OR (XNOR)

Y  A B  A B

Y  A B

A Y B

Y A

Y  A B  A B

Dari ketujuh gerbang logika di atas, dua diantaranya merupakan gerbang logika dasar. Kita dapat membuat ketujuh gerbang logika tersebut dengan menggunakan salah satu gerbang logika dasar. Setidaknya terdapat tiga tahapan yang harus dilalui untuk membuat suatu gerbang logika dari sebuah gerbang logika dasar, yaitu:

1-2


1.

Penurunan persamaan gerbang logika (yang akan dibuat) hingga menyerupai persamaan gerbang logika dasar, misal dengan mempergunakan persamaan de Morgan.

2.

Membuat gambar rangkaian ekivalen gerbang logika dasar berdasarkan persamaan yang diperoleh pada tahap pertama.

3.

Mengkonversi kedalam bentuk aplikasi IC.

Tabel 5.1 Gerbang IC yang umum pada TTL, CMOS dan High-Speed Nama gerbang Inverter

Input gerbang 1

Jumlah gerbang 6

2 3

4 3

XOR

4 2 2 3 4 8 12 13 2 3 4 5 8 4

2 4 4 3 2 1 1 1 4 3 2 2 1 2

XNOR

2

4

AND OR

NAND

NOR

TTL

CMOS

7404 7408 7411 7421

4069 4081 4073 4082 4072 4071 4075 4011 4013 4012 4068 4001 4025 4002 7478 4070 4030 4077

7432 7400 7410 7420 7430 74134 74133 7402 7427 7425 74260 7486 74136 74266

High-Speed CMOS 74HC04 74HC08 74HC10 74HC20 74HC4075 74HC32 74HC00 74HC10 74HC20 74HC02 74HC02 74HC02 -

C. ALAT DAN BAHAN 1. Proto Board

: 1 buah

2. IC 7400

: 1 buah

3. IC 7402

: 1 buah

4. Resistor 1 K

: 1 buah

5. LED (Light Emitting Diode)

: 1 buah

6. Kabel (jumper)

: secukupnya

7. Power supply 5 V

: 1 unit

1-3


D. PROSEDUR PRAKTIKUM 1.

Siapkan peralatan dan bahan untuk praktikum gerbang logika.

2.

Hubungkan kaki – kaki IC 74LS00 sehingga membentuk AND gate.

3.

Jangan lupa tanyakan rangkaian yang dibuat sudah benar apa belum pada asisten atau dosen, jika sudah maka hubungkan ground dan +Vcc pada Power Supply.

4.

Lakukan percobaan sesuai dengan tabel pengamatan.

5.

Catat dalam tabel pengamatan.

6.

Ulangi langkah 2 – 5 untuk gerbang – gerbang NOR dan XNOR.

7.

Ulangi seperti langkah 2 – 5 dengan menggunakan IC 74LS02 untuk membentuk gerbang – gerbang OR, NOT, NAND dan XOR

1-4


E. DATA PENGAMATAN PERCOBAAN

: GERBANG LOGIKA

NAMA

:

…………………………………………………………

NIM

:

…………………………………………………………

TANGGAL

: …………………………………………………………..

TEMAN KERJA

: 1. …………………………… NIM…………………… 2. …………………………… NIM…………………… 3. …………………………… NIM…………………… LAPORAN SEMENTARA

1. AND gate Y



Penurunan Persamaan

A

B

0

0

…………………………………...

0

1

…………………………………...

1

0

…………………………………...

1

1

1

0

0

1

0

0

1

1

1

0

1

1

…………………………………...



2. OR gate Y



Rangkaian ekivalen ............. gate

Penurunan Persamaan

A

B

0

0

…………………………………...

0

1

…………………………………...

1

0

…………………………………...

1

1

1

0

0

1

…………………………………...




1-5


A

B

0

0

1

1

1

0

1

1

Y



3. NOT gate A

Y

Penurunan Persamaan …………………………………...

0

…………………………………...

1

…………………………………...

0

…………………………………...



1



1




0

4. NAND gate Y



Penurunan Persamaan

A

B

0

0

…………………………………...

0

1

…………………………………...

1

0

…………………………………...

1

1

1

0

0

1

0

0

1

1

1

0

1

1

…………………………………...




1-6


5. NOR gate Y



Penurunan Persamaan

A

B

0

0

…………………………………...

0

1

…………………………………...

1

0

…………………………………...

1

1

1

0

0

1

0

0

1

1

1

0

1

1

…………………………………...



6. XOR gate Y




Penurunan Persamaan

A

B

0

0

…………………………………...

0

1

…………………………………...

1

0

1

1

1

0

0

1

0

0

1

1

1

0

1

1

…………………………………... 



…………………………………... Rangkaian ekivalen ............. gate

1-7


7. XNOR gate Y



Penurunan Persamaan

A

B

0

0

…………………………………...

0

1

…………………………………...

1

0

1

1

1

0

0

1

0

0

1

1

1

0

1

1

…………………………………... 



…………………………………... Rangkaian ekivalen ............. gate

Mengetahui

Semarang,

2013

Dosen / Asisten

Praktikan

__________________________ NIP.

__________________________ NIM.

1-8

FLIP – FLOP

Eksp Eldig_Prak 1 2013

PRAKTIKUM

1

EKSPERIMEN 2 FLIP-FLOP

A. TUJUAN EKSPERIMEN

Setelah melakukan eksperimen, praktikan diharapkan telah memeliki kemampuan : 1. memahami sifat – sifat dan cara kerja rangkaian RS flip-flop 2. memahami cara kerja rangkaian Gate RS flip-flop 3. menjelaskan cara kerja rangkaian D flip-flop 4. memahami cara kerja rangkaian Master Slave JK flip-flop 5. menjelaskan cara kerja rangkaian T flip-flop B. DASAR TEORI Flip flop adalah rangkaian multivibrator yang mempunyai dua buah keadaan stabil, yang mana keadaan stabil ini akan berubah jika inputnya diberi pulsa trigger. Secara umum Flip flop adalah elemen logik yang mempunyai dua buah output dengan logika yang berlawanan keadaannya. 1.

RS Flip-flop RS Flip-flop (RS FF) merupakan rangkaian dasar flip-flop yang memiliki dua buah input, yaitu input SET (S) dan RESET (R) serta dua buah output yaitu output Q dan Q .

Gbr 2.1. Simbol dari RS FF

Gbr 2.2. SR FF dibangun dari NAND gate.

2. Gate RS Flip flop Gate RS Flip-flop (G RS FF) merupakan suatu RS Flip flop biasa yang dilengkapi dengan sebuah terminal untuk pulsa clock yang akan mengatur keadaan SET ataupun RESET dari Flip flop ini. Gambar rangkaian Clocked R-S Flip Flop dengan menggunakan gerbang – gerbang NAND adalah sebagai berikut. 2-1

Eksp Eldig_2 Elins 2012

Gbr 2.3. Simbul Gate RS FF 3.

Gbr 2.4. Rangkaian Gate RS FF

D Flip flop D Flip flop merupakan suatu R-S Flip flop yang dilengkapi inverter pada input RESET . Gambar rangkaian D Flip Flop dengan menggunakan gerbang – gerbang NAND adalah sebagai berikut.

Gbr 2.5. Simbul D FF

Gbr 2.6. D FF dibangun dari NAND gate

D Flip flop ini dapat digunakan sebagai rangkaian shift register maupun counter.

4. Master Slave J-K Flip Flop Rangkaian Master Slave J-K Flip flop terdiri dari dua buah flip flop dasar, yaitu master flip flop dan slave flip flop. Master Slave J-K Flip flop memiliki beberapa buah input yaitu J, K, Clock dan Clear. Rangkaian Master Slave J-K Flip-flop menggunakan IC SN 7473 bersama tabel kebenarannya ditunjukkan sebagai berikut.

Gbr 2.7. Simbol 7473

2-2


Tabel 2.1. Tabel kebenaran Master Slave JK Flip – Flop

5. T Flip flop Toggle Flip flop (T Flip flop) dapat dibentuk dengan memodifikasi Gate RS Flip- flop, D Flip-flop maupun JK Flip-flop. T Flip-flop umumnya mempunyai sebuah input dan dua buah output yaitu Q dan Q . T Flip-flop

banyak

digunakan pada rangkaian counter, pulse generator, frequency divider (yaitu pembagi frekuensi n tingkat, yang mempunyai pembagi sebesar 2n). Gambar rangkaian T Flip-Flop yang dibangun dari JK Flip-Flop dijelaskan sebagai berikut.

Gbr 2.8. T FF yang dibangun dari JK FF 7473

C. ALAT DAN BAHAN 1. Proto Board.

: 1 buah

2. IC 74LS00

: 2 buah

3. IC 74LS73

: 1 buah

4. Resistor 330

: 2 buah

5. LED

: 2 buah

6. Kabel jumper

: secukupnya

7. Power supply 5 volt

: 1 unit

2-3


D. PROSEDUR PRAKTIKUM 1.

Siapkan peralatan dan bahan utuk praktikum

2.

Hubungkan kaki – kaki IC LS 7400 sehingga membentuk rangkaian RS Flipflop.

3.

Setelah rangkaian disetujui asisten/dosen, hubungkan rangkaian tersebut dengan power supply.

4.

Catat data hasil eksperimen ke dalam tabel pengamatan.

5.

Ulangi langkah 2 – 4 untuk rangkaian-rangkaian Gate RS FF dan D FF

6.

Ulangi langkah 2 – 4 untuk rangkaian-rangkaian JK FF dan T FF dengan menggunakan IC 7473

G. LAPORAN Hal – hal yang perlu dicantumkan (untuk masing-masing jenis eksperimen): 1. Lengkapilah tabel pengamatan 2. Diagram pewaktuan dari data pengamatan. 3. Tabel kebenaran. 4. Penjelasan tentang karakteristik dari masing – masing rangkaian berdasarkan data pengamatan.

2-4


H. DATA PENGAMATAN PERCOBAAN

: FLIP-FLOP

NAMA

:

…………………………………………………………

NIM

:

…………………………………………………………

TANGGAL

: …………………………………………………………..

TEMAN KERJA

: 1. …………………………… NIM…………………... 2. …………………………… NIM…………………… 3. …………………………… NIM………………….... LAPORAN SEMENTARA

1. R-S Flip flop

 Rangkaian RS Flip-Flop

 Tabel Pengamatan Input

No

Output

1

R 0

S 1

2

0

0

3

1

1

4

1

0

5

0

1

6

1

1

7

0

0

8

1

0

Q

Q

2-5


2. Clocked R-S Flip flop

 Rangkaian Clocked RS Flip-Flop


No

Output

1

Clock 1

R 0

S 1

2

0

0

0

3

1

1

1

4

0

1

0

5

1

0

1

6

0

1

1

7

1

0

0

8

0

1

0

Q

Q

3. D Flip flop

 Rangkaian D Flip-Flop

2-6



No

Output

1

Clock 0

D 1

2

0

0

3

1

1

4

1

0

5

0

1

6

1

1

7

0

0

8

1

0

Q

Q

4. Master Slave J-K Flip Flop  Rangkaian JK Flip-Flop


No

Output

1

Clock 1

J 0

K 1

2

0

0

0

3

1

1

1

4

0

1

0

5

1

0

1

Q

Q

2-7


Input No

Output

6

Clock 0

J 1

K 1

7

1

0

0

8

0

1

0

Q

Q

5. T Flip flop

 Rangkaian T Flip-Flop

 Tabel Pengamatan No

Input

1

T 1

2

0

3

1

4

0

5

1

6

0

7

1

8

0

Output Q

Q

Mengetahui Dosen / Asisten

Semarang, Praktikan

2012

__________________________ NIP.

__________________________ NIM. 2-8


DAFTAR PUSTAKA Budiharjo,

Widodo

dan

Firmansyah,

Sigit.

2005.

Elektronika

Digital

dan

Mikroprosesor. Yogyakarta : Penerbit Andi Yogyakarta Ibrahim, KF. 1996. Teknik Digital. Yogyakarta : Penerbit Andi Yogyakarta Malvino, Albert Paul. 2004. Peinsip-Prinsip Eelektronika Buku Dua. Jakarta : Penerbit Salemba Teknika Rusmadi, Dedy. 2000. Seri Elektronika : Digital & Rangkaian. Bandung : Penerbit CV. Pionir Jaya Bandung Suryatmo, F. 1986. Teknik Digital. Jakarta : Penerbit Bumi Aksara Sutrisno. 1987. ELEKTRONIKA : Teori dan Penerapannya Jilid 2. Bandung : Penerbit ITB

2-9


MULTIVIBRATOR

PRAKTIKUM

2 A. TUJUAN.

Setelah melakukan eksperimen, mahasiswa diharapkan: 1. Data menjelaskan sifat-sifat rangkaian monostabil multivibrator dengan menggnakan IC timer 555. 2. Dapat

menjelaskan

prinsip

kerja

rangkaian

astabil

multivibrator

dengan

menggunakan IC timer 555.

B. LANDASAN TEORI. 1. Dasar kerja dan karakteristik Timer 555. Suatu timer 555 ini didasari oleh proses pengisian atau pengosongan kapasitor C. Suatu kapasitor terbuat dari dua pelat konduktor yang dipisahkan oleh suatu isolator dielektrik. Jika luas pelat konduktor = A, jarak antara kedua pelat = d, dan permitivitas dielektrik = , maka nilai kapasitansinya adalah:

C

 A d

………………………….

(1)

Jika kapasitor dengan kapasitansi C dihubungkan dengan sumber tegangan V, maka beberapa saat, didalam kapasitor akan terkumpul muatan listrik sebesar,yaitu : q = C V. Setelah nilai muatan maksimum tercapai, dikatakan kapasitor sudah terisi penuh. Isi muatan tetap tersimpan dalam kapasitor selama tak ada kebocoran muatan yang mengalir dari pelat kapasitor yang satu ke pelat yang lain. Proses pengumpulan muatan pada suatu kapasitor biasadisebut dengan proses pengisian kapasitor, sedang proses pembuangan muatan kapasitor biasa disebut dengan proses pengososngan kapasitor. A

B E

R

C

Gambar 5.1: Rangkaian pengisian dan pengosongan kapasitor. 3-1


Dari gambar 1, setelah saklar dihubungkan dengan A, arus akan mengalir dari E, mengisi muatan C. Pada suatu saat, C yang mula-mula kosong mendapat muatan. Secara matematis, pengisian muatan kapasitor C dapat dinyatakan sebagai:

i

dq d (C v) dv  C dt dt dt dv i  dt C

………………………….

(2)

Jika hambatan dalam dari E diabaikan, diperoleh: E = i R + v ………………………….

(3)

Dideferensialkan terhadap waktu dan kemudian diintegralkan, didapat;

dE dR di dv i R  dt dt dt dt 00R 00R

di dv  dt dt

di i  dt C

di 1  dt i RC

atau

di 1 Io i   RC 0 dt i

dari persamaan (2) diperoleh:

i t   Io RC

t

i  I0 e



t RC



E  RC e R t

iR  E e Dari persamaan (3) dan (4):

ln

atau

E  Ee v  E  Ee





t RC



t RC

t RC

………………….

(4)

……………………

(5)

v atau

t   Pers. Pengisian kapasitor C : v(t )  E 1  exp(  ) RC  

Gambar 5.2: Grafik pengisian kapasitor.

3-2


Tegangan kapasitor yang berubah terhadap waktu, ketika kapasitor C diisi atau dikosongkan disebut regangan transien. Rangkaian pengisian dan pengosongan kapasitor dapat dirancang seperti telah terlihat pada gambar 1. Untuk variasi tegangan melintas kapastor v terhadap waktu t, jika saklar dihunungkan dengan A akan mengikuti persamaan pengisian kapasitor (5). Untuk rangkaian pengosongan kapasitor, yaitu saat saklar dihubungkan dengan terminal B, variasi tegangan melintas kapasitor v terhadap waktu t, akan mengikuti persamaan pengosongan kapasitor. Proses pengosongan C dapat dijelaskan secara matematis sebagai berikut:

i

dq d (C v) dv  C dt dt dt

……………………

(6)

……………

(7)

dv  dv  v  i R    C  R   RC dt  dt 

dv 1  dt ; v RC

dv 1 v v   RC 0 dt 0 v

integralkan

ln

v t   v0 RC

atau

t

v(t )  v0 exp( 

……………………

t ) RC

(8)

…………… (9)

Gambar 5.3: Grafik pengosongan kapasitor Timer 555 tersususn oleh beberapa komponen, diantaranya: a) Komparator. Sifat: Jika V(+ ) > V(-), maka Vo = H Jika V(+ ) < V(-), maka Vo = L

V(+ )

+

V(-)

-

Vo

3-3


b) R – S Latch. G L H H H H

S X L L H H

R X L H L H

Qn+ 1

Qn 1

Qn Qn L H L*

Qn

S

Q

Qn

H L L*

G R

Q

c) Transistor +V

Transistor ini bekerja pada daerah saturasi dan pada daerah putus (cut off) Jika iB  0, maka VCE  + V Jika iB > IBO, maka VCE  0

IB VB H L

Susunan lengkap Timer 555 adalah: 8 R 6

4 +

-

5

7

A S

G

Q

R +

-

2

R

Q

3

B

R 1

Gambar 5.4: Susunan lengkap Timer 555. Keterangan gambar: 1. Gnd

3. Out

5. Pengatur

7. Pelepasan

2. Trig In

4. Rst

6. Ambang

8. Vcc

2. IC 555 untuk Monostabil Multivibrator. Untuk menerangkan cara kerja rangkaian monostabil kita gunakan diagram blok 555 sebagai berikut:

3-4


Vcc

Trigger masuk

4 reset ambang

8

R C

2

Rt

6

555

0V Pengatur 5

7 Ct 3

1

.01

Vo

Gambar 5.6: IC 555 digunakan sebagai monostabil. Pada waktu VCC dihubungkan, keluaran SR FF dibuat menjadi H, sehingga transistor Q2 saturasi, dan kapasitor Ct terhubung singkat dengan tanah. Pada keadaan awal ini, kaki 2 pada H (tinggi), dan kaki 6 (ambang) pada L (rendah). Akibatnya masukan R dan S keduanya ada pada keadaan L, sehingga keadaan Q= H dan keadaan Q = L. Kini, missal pulsa arahnegatif tiba pada kaki 2, sehingga selama sesaat tegangan pada kaki 2 atau V2 < (1/3) Vcc. Akibatnya selama sesaat, masukan R menjadi H, sedangkan masukan S tetap rendah, dan transistor Tr menjadi mati (arus = 0). 8

4

+ Vcc Rt R 7 6

+

-

5 Ct

A S

G

Q

R +

2

-

R

Q

3

B

R 1

Gambar 5.7: Cara kerja 555 sebagai monostabil Pada saat keluaran Q = H selama Q = L. Kapasitor Ct diisi melalui Rt, dengan tetapan

waktu  = Rt Ct. Karena pengisian Ct, maka tegangan Vo naik secara eksponensial. Segera setelah V6 > (2/3) Vcc, komparator A berubah keadaan, sehingga masukan S menjadi H sesaat,dan keluaran menjadi Q = L. Peristiwa tersebut dapat dijelaskan dengan timing diagram seperti pada gambar berikut: Tr. In (kaki 2) t 3-5


R

Q t V ambang (kaki 6)

2/3Vcc t

S t Vout Vcc t  1,1 Rt.Ct Gambar 5.8: Timing diagram isyarat monostabil 555 t

Lebar pulsa mono adalah 10s s/d 20 menit. Dengan menggandeng seri beberapa mono didapat pulsa yang lebih lebar lagi. Sedang waktu mono dapat dihentikan setiap saat dengan memberikan tegangan 0 pada kaki 4. Secara matematis lebar pulsa timer 555 dapat diturunkan sebagai berikut: t   Persamaan umum adalah: v(t )  E 1  exp(  ) RC  

Disesuaikan dengan perhitungan: v  Vcc  Vcc . exp( 

exp( 

Vcc  v t ) RC Vcc t  RC ln

atau

t ) RC

exp(

t Vcc ) RC Vcc  v

Vcc Vcc  RC ln Vcc  v Vcc  23 Vcc

t = RC ln3  1,1 RC

Jadi lebar pulsa tidak tergantung pada Vcc, tapi hanya tergantung pada komponen luar R dan C. Disesuaikan dengan komponen pada rangkaian monostabil, maka lebar pulsa: Δt = Rt Ct ln3  1,1 Rt Ct

3. Astable Multivibrator.

3-6


+ Vcc 8

Ra

4 3

7

555 Rb

5

6 2

.01F

1

C

Gambar 5.9: Astable multivibrator. Cara kerja rangkaian dapat dijelaskan dengan diagram blok sebagai berikut: 8

4

+ Vcc Ra R 7 +

6

-

Rb

A S

G

Q

R + C

-

2

R

Q

3

B

R 1

Gmabr 5.10: Diagram blok Astable. Anggap saat to, yaitu saat catu daya baru dihubungkan, keluaranSR latch adalah Q = L, dimana keadaan ini menyebabkan transistor Tr ada dalam keadaan terbuka. Ini mengakibatkan terjadi pengisian muatan pada kapasitor C melalui (Ra + Rb), dengan

konstanta waktu 1 = (Ra + Rb) C. Pada saat t1, yaitu saat tegangan kapasitor v = (2/3) Vcc, menyebabkan keluaran komparator A adalah H, atau S = H. Masukan SR latch, yaitu S = H dan R = L ini mengakibatkan keluaran Q = H, dan keadaan ini menyebabkan transistor Tr ada dalam keadaan saturasi. Ini mengakibatkan terjadi pengosongan kapasitor kapasitor C melalui Rb menuju ground, dengan konstanta waktu

2 = Rb C. Tetapi pada saat t2, yaitu saat t = (1/3) Vcc, menyebabkan keluaran

komparator B menjadi H, atau masukan menyebabkan transistor Tr ada dalam keadaan terbuka, sehingga terjadi pengisian kapasitor C. Begitu berulang secara periodik.

3-7


Bentuk isyarat astable dapat dilihat pada gambar berikut: Q

7

Vc

S

R

Q Gambar 5.11: Isyarat astable. Secara matematis lebar pulsa dapat dijelaskan sebagai berikut: 

Selama siklus pengisian C:

t   Dari persamaan tegangan pengisian kapasitor: v(t )  E 1  exp(  ) RC  

Disesuaikan dengan masukan pada komparator, yaitu saat t = 0 nilai v = (1/3) Vcc, sehingga persamaan tegangan kapasitor v(t) menjadi:

 v(t )  Vcc 1  

2 3

. exp( 

t1  )  1 

Catatan: rentang tegangan adalah (2/3) Vcc, yaitu dari (1/3)Vcc  Vcc, dan konstanta

waktu 1 = (Ra + Rb) C, sedangkan penahan muatan muatan C terhapus saat t1 kapasitor mencapai tegangan v = (2/3) Vcc, sehingga menjadi:

v(t )  Vcc 

2 3

Vcc . exp(  2 3

t1 ) ; saat t1 = 0, nilai v(0) = (1/3) Vcc ( Ra  Rb) C

Vcc  Vcc 

exp(

2 3

Vcc . exp( 

t1 ) ( Ra  Rb ) C

t1 ) 2 ( Ra  Rb ) C

t1  ( Ra  Rb) C . ln 2

3-8


t1 = 0,693.(Ra + Rb).C 

Selama siklus pengosonagn kapasitor C:

Persamaan pengosongan C adalah: v(t )  v0 exp( 

t ) RC

Disesuaikan dengan masukan pada komparator, yaitu saat t2 = 0 nilai v = (2/3) Vcc, sehingga persamaan tegangan kapasitor v(t) menjadi:

v(t ) 

2 3

Vcc . exp( 

t2 ) atau Rb C

v(t ) 

2 3

Vcc . exp( 

2 t2

) ; dimana 2 = Rb C

Penahanan terpasang saat t2 , yaitu saat v = (1/3) Vcc, sehingga menjadi: 1 3

Vcc 

2 3

exp(



Vcc . exp( 

t2 ) Rb C

t2 )2 Rb C

t2 = 0,693 . Rb C Periodenya adalah: T = t 1 + t2

T = 0,693 ( Ra + 2 Rb) C Periode pulsa tidak tergantung pada Vcc, tapi hanya tergantung pada nilai komponen Ra , Rb , dan C.

C. ALAT DAN BAHAN. 1. Protoboard

: 1 buah

2. IC LM 555

: 1 buah

3. Resistor 4K7

: 1 buah

4. Resistor 10 K

: 1 buah

5. Potensiometer 10K

: 1 buah

6. Kapasitor 10 nF

: 1 buah

7. Kapasitor 100 nF

: 1 buah

8. Osciloscope

: 1 unit

9. Catu daya 12 Vdc

: 1 unit

10. Kabel penghubung.

: secukupnya

3-9


D. PROSEDUR EKSPERIMEN 1. Monostabil Multivibrator. a. Rakitlah alat dan bahan seperti gambar 5.6 dengan komponen sbb.: R = 10 K, Rt = 4K, Ct = 100 nF, Vcc = 12 Vdc. b. Cek rangkaian kepada dosen/asisten sebelum dihubungkan dengan Vcc. c. Amati dan gambarlah bentuk sinyal pada pin-2 dan pin-7. d. Amati dan gambarlah bentuk sinyal pada pin-2 dan pin-3 (keluaran). e. Hitng lebar pulsa waktu aktif ton. f. Gantilah Rt dengan potensiometer VR. g. Ulangi a – e untuk VR sebesar 2K dan 5K. h. Ulangi a – e untuk kapasitor Ct sebesar 220 nF. 2. Astabil Multivibrator. a.

Rakitlah alat dan bahan seperti gambar 5.6 dengan komponen sbb.: Ra = 10 K, Rb = 10 K, C = 100 nF, Vcc = 12 Vdc.

b.

Cek rangkaian kepada dosen/asisten sebelum dihubungkan dengan Vcc.

c.

Amati dan gambarlah bentuk sinyal pada pin-2 dan pin-7.

d.

Amati dan gambarlah bentuk sinyal pada pin-2 dan pin-3 (keluaran).

e.

Hitung lebar pulsa t1, t2 dan periodenya.

f.

Gantilah R2 dengan potensiometer VR.

g.

Ulangi a – e untuk VR sebesar 2K dan 5K.

h.

Ulangi a – e untuk kapasitor C sebesar 220 nF.

3-10


G. DATA PENGAMATAN PERCOBAAN

: FLIP-FLOP

NAMA

:

………………………………………………………...…

NIM

:

………………………………………………………...…

TANGGAL

: ………………………………………………………...…..

TEMAN KERJA : 1. …………………………… NIM……………………… 2. …………………………… NIM……………………… 3. …………………………… NIM……………………… LAPORAN SEMENTARA 1. Monostabil.

 Diagram koneksi.

 Tabel Pengamatan Vcc = + 12 Vdc No

Rt (Ω)

1 2 3 4 5 6

10K 5K 2K 10K 5K 2K

Ct (Ω)

Lebar pulsa Δt (detik) Hitung Praktek

100

220

3-11


2. Astabil.

 Diagram koneksi.

 Tabel Pengamatan Ra = 10K, Vcc = +12 Vdc No Rb (Ω) C (nF) t1 (S) t2 (S) T (S) Duty Cycle (%) 1 10K 100 2 5K 3 2K 4 10K 220 5 5K 6 2K Data pengamatan dilukis dan dihitung pada kertas millimeter blok.

Mengetahui

Semarang,

2010

Dosen / Asisten

Praktikan

…………………………

………………………………… NIM. 3-12


DAFTAR PUSTAKA

Malvino, Albert Paul. 1985. Aproksimasi Rangkaian Semikonduktor : Pengantar Transistor dan Rangkaian Terpadu Edisi Keempat. Jakarta : Penerbit Erlangga Malvino, Albert Paul. 2004. Peinsip-Prinsip Eelektronika Buku Dua. Jakarta : Penerbit Salemba Teknika Sutrisno. 1987. ELEKTRONIKA : Teori dan Penerapannya Jilid 1, 2, Lanjutan. Bandung : Penerbit ITB Tooley, Michael. 2002. Rangkaian Elektronika Prinsip dan Aplikasi Edisi Kedua. Jakarta : Penerbit Erlangga

3-13


EKSPERIMEN 3

COUNTER

PRAKTIKUM

COUNTER

3 A. TUJUAN

Setelah melakukan eksperimen, mahasiswa diharapkan: 1. Data menjelaskan sifat-sifat rangkaian pencacah naik dengan menggunakan JK Flip-flop. 2. Dapat

menjelaskan

prinsip

kerja

rangkaian

pencacah

turun

dengan

menggunakan JK Flip-flop. 3. Dapat memahami cara kerja pencacah naik modus 10 dengan menggunakan JK flip-flop.

B. LANDASAAN TEORI Fllp - flop dapat digunakan sebagai alat untuk mencacah pulsa. Cara yang paling sederhana yaitu dengan menggunakan flip-flop JK atau flip-flop D seperti pada gambar 3.1.

Gb. 3.1 (a) f'lip-flop T, (b) flip-flop T dirakit dari flip-flop JK, (c) ftip-flop T dirakit dari fl.ip-flop D Jika fllp-flop T mendapat trigger tepi, keluarannya akan berubah keadaan seperti pada gb. 3.2.

Gb. 3.2 diagram timing untuk flip-flop T 3-1


Pencacah pulsa pada gb. 3.3 terbuat dari 4 buah flip-flop dan disebut alat cacah 4 bit sehingga alat ini dapat mencegah 24 pulsa atau 16 pulsa.

Gb. 3.3. Binary up-counter Tabel 4.1: Tabel kebenaran binary up-counter Pulsa 0 1 2 3 .. .. .. 12 13 14 15

FF4 0 0 0 0

FF3 0 0 0 0

FF2 0 0 1 1

FF1 0 1 0 1

1 1 1 1

1 1 1 1

0 0 1 1

0 1 0 1

Jika J dan K keduanya H maka flip-flop JK akan Toggle. Tiap transisi clock akan menyebabkan keluaran bertukar state. Kita mulai dengan menbuat semua keluaran L, yaitu dengan membuat masukan CLR nenjadi L. Selanjutnya pulsa pertama akan membuat FF1 menjadi set (Q = H). Pulsa kedua akan menbuat FF1 renjadi reset (Q = L). Transisi H ke L akan menbuat FF2 menjadi set (H), sehingga keadaan keluaran counter nenjadi 00102 (biner), yaitu sama dengan bilangan desimal dua. Keadaan - keadaan selanjutnya ditunjukkan pada tabel logika. Bentuk isyarat pada berbagai titik ditunjukan pada Gb. 3.4.

Gb. 3.4. Bentuk isyarat masukan dan keluaran FF1, FF2, dan FF3

3-2


Alat cacah gb. 3.4 melakukan pencacahan naik, yaitu tiap pulsa akan menambah pencacahan. Alat cacah ini disebut alat cacah naik (up counter). Dengan sedikit modifikasi kita dapat buat agar alat cacah ini mencacah turun, seperti ditunjukan pada gb. 3.5.

Gb. 3.5. Alat cacah turun 4 bit.

Bisa juga digunakan alat cacah 4 bit dari D FF (gb. 3.6).

Gb. 3.6. Alat cacah turun 4 bit dengan D FF.

Setiap pulsa akan menurunkan hitungan. Pada alat pencacah ini pulsa-pulsa masuk bergerak kekanan secara beruntun, alat cacah ini disebut alat cacah asinkron (asyncronous counter). Pada alat cacah sinkron masukan clock dari semua flip-flop di lakukan perubahan serentak . Alat cacah sinkron mempunyai rangkaian lebih konpleks dan dasar kerjanya tidak dibahas. Pada counter biner 4 bit pulsa ke 16 akan nenjadi logika 0 (L) . Kita dapat menbuat alat cacah ini melakukan hitungan hingga 10 saja. Dikatakan alat cacah ini mempunyai modus 10 (mod 10) . Alat cacah semacam ini disebut pencacah dekade (decade counter). Alat cacah ini juga dikenal sebagai alat cacah BCD (Binary Code Decimal). 3-3


Sa1ah satu cara merakit alat cacah ini seperti gb. 3.7.

Gb. 3.7. Pencacah mod 10 (decade couter)

Gb. 3.8. Pencacah mod 10 (decade counter) dengan D FF Pada pulsa kesepuluh, yaitu FFl : 0, FF2 : 1, FF3 : 0, FF4 : 1, maka untuk pintu NAND mesukan A : H, B : H sehingga keluaran F : L dan semua flip-flop kena reset, sehingga semua keluarannya menjadi 0.

Gb. 3.9. Diagram pewaktuan pencacah mod 10 (decade couter) 3-4


C. ALAT DAN BAHAN 1. Protoboard

: 1 buah.

2. IC 7473

: 2 buah

3. IC 7400

: 1 buah

4. LED

: 5 buah

5. Resistor 330 Ω.

: 5 buah

6. Audio Generator (AFG)

: 1 unit

7. Catu daya 5 V

: 1 unit.

8. Kabel penghubung

: secukupnya.

D. PROSEDUR EKSPERIMEN 1. Up Counter. a. Rakitlah rangkaian seperti pada gambar 4.3. b. Pasanglah indikator LED pada setiap keluaran (Q1 – Q4) serta pada masukkannya. c. Setelah disetujui, hubungkan rangkaian tsb. dengan catu daya. d. Hubungkan input up counter dengan AFG. e. Isilah table pengamatan dengan data eksperimen.

2. Down Counter. a. Rakitlah rangkaian down counter seperti pada gambar 4.5. b. Pasanglah indikator LED pada setiap keluaran (Q1 – Q4) serta pada masukkannya. c. Setelah disetujui, hubungkan rangkaian tsb. dengan catu daya. d. Hubungkan input down counter dengan AFG. e. Isilah tabel pengamatan dengan data eksperimen.

3. Decade Counter. a. Rakitlah rangkaian decade counter seperti pada gambar 4.7. b. Pasanglah indikator LED pada setiap keluaran (Q1 – Q4) serta pada masukkannya. c. Setelah disetujui, hubungkan rangkaian tsb. dengan catu daya. 3-5


d. Hubungkan input decade counter dengan AFG. e. Isilah tabel pengamatan dengan data eksperimen.

E. LAPORAN Yang perlu dicantumkan dalam laporan meliputi: 1. Tabel pengamatan. 2. Diagram pewaktuan 3. Cara kerja rangkaian.

3-6


F. DATA PENGAMATAN PERCOBAAN

: COUNTER

NAMA

: ………………………………………….................……………

NIM

: ………………………………………….................……………

TANGGAL

: …………………………………………….................…………

TEMAN KERJA : 1. …………………………………… NIM…………………… 2. …………………………………… NIM…………………… 3. …………………………………… NIM…………………… LAPORAN SEMENTARA 1.

Up Counter

1

Input Clock 0

2

1

3

0

4

1

5

0

6

1

7

0

8

1

9

0

10

1

11

0

12

1

13

0

14

1

No

Q4

Output (BCD) Q3 Q2

Q1

Output Desimal

3-7


2.

No

Input Clock

15

0

16

1

17

0

18

1

19

0

20

1

21

0

22

1

Q4

Output (BCD) Desimal Q2

Q4

Output (BCD) Q3 Q2

Q1

Output Desimal

Q1

Output Desimal

Down Counter

1

Input Clock 0

2

1

3

0

4

1

5

0

6

1

7

0

8

1

9

0

10

1

11

0

No

No

Input

Output (BCD)

Output 3-8


3.

12

Clock 0

13

0

14

1

15

0

16

1

17

0

18

1

19

0

20

1

21

0

22

1

Q4

Q3

Q2

Q4

Output (BCD) Q3 Q2

Q1

Desimal

Q1

Output Desimal

Decade Counter

1

Input Clock 0

2

1

3

0

4

1

5

0

6

1

7

0

8

1

No

3-9


No

Input Clock

9

0

10

1

11

0

12

1

13

0

14

1

15

0

16

1

17

0

18

1

19

0

20

1

21

0

22

1

23

0

24

1

25

0

Q4

Output (BCD) Q2 Q3

Q1

Output Desimal

Mengetahui

Semarang,

Dosen / Asisten

Praktikan

__________________________ NIP.

__________________________ NIM.

2013

3-10


PRAKTIKUM

4

EKSPERIMEN


A. TUJUAN Setelah melakukan eksperimen, mahasiswa diharapkan dapat: 1. Menjelaskan cara kerja rangkaian counter mod 10 menggunakan IC 7490 atau 7493. 2. Menjelaskan cara kerja Decoder. 3. Memahami cara mengubah data binary ke data decimal dengan menggunakan seven segment display.

B. LANDASAAN TEORI 1. Counter. Beberapa IC MSI yang digunakan sebagai counter yaitu decade counter 7490, 4 bit binary counter 7493, up/down binary counter 74193. Diagram 7490 dilukiskan pada gb. 4.1 berikut:

Gb. 4.1. Pencacah BCD Jika keluaran pintu NAND A = LOW dan pintu NAND B = H, maka counter akan direset menjadi 0 (QA = 0, QB = 0, QC = 0, QD = 0). Bila keluaran pintu NAND A = H dan NAND B = L maka counter akan terreset pda angka 9 (Q A = 1, QB = 0, QC = 0, QD = 1). Bila keluaran pintu RS0 dan RS9 keduanya H, maka counter bekerja. Ada dua modus kerja yaitu BCD dan bi-quinary.

4-1


Agar mencacah dengan mod 10 (BCD) keluaran QA harus dihubungkan dengan masukan B (IN B). Agar mencacah bi-quinary keluaran QD dihubungkan dengan masukan A (IN A). Untuk lebih jelasnya fungsi reset/cacah dari IC 7490 dapat dilihat pada table kebenaran sbb.: Tabel 4.1: Fungsi reset/counter IC 7490 RS0(1) H H X X L L X

Reset Input RS0(2) RS9(1) H L H X X H L X X L X X L L

RS9(2) X L H L X L X

QD L L H

Output QC QB L L L L L L COUNTER COUNTER COUNTER COUNTER

QA L L H

Pencacahan dekade adalah seperti pada tabel dibawah ini: Tabel 4.2: Modus pencacahan dekade Count 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

QD 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0

QC 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0

QB 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0

QA 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0

IC TTL 7490 adalah 4-bit binary counter dengan diagram blok fungsional seperti gambar berikut:

Gb. 4.2. Diagram fungsional 7490 4-2


Sebagai contoh kasus, untuk mendapatkan clock dengan frekuensi yang bervariasi dari osilator kristal 1 MHz sampai 10 kHz, perlu dihubungkan dengan decade counter IC 7490 seperti terlihat pada gambar berikut:

Gb. 4.3. Pembagi 2 dan 10

Gb. 4.4. Pembangkit pulsa dengan keluaran 1 M, 500k, 100k, 50k dan 10kHz. 2. Dekoder Seringkali kita ingin membuat agar keluaran dari suatu counter BCD ditunjukkan dalam bentuk angka decimal. Suatu cara penunjukan angka yang kini banyak digunakan orang adalah yang dikenal sebagai peraga 7-segment. Komponen ini terbuat dari 7 buah lampu LED yang membentuk segmen-segmen seperti pada gambar 4.5.

Gb. 4.5. Peraga 7-segmen dan Peraga menunjukkan angka 3 bila segmen-segmen adefg menyala 4-3


Kita dapat membuat keluaran suatu counter BCD membuat segmen-segmen menyala sesuai dengan angka yang diterima. Untuk itu dapat digunakan suatu IC MSI yang disebut DECODER. IC 7447 adalah suatu BCD to seven segment decoder drivers. Satu contoh penggunaan penggunaan counter yaitu seperti gb. 4.6.

Gb. 4.6. Penggunaan BCD to-7-segment decoder driver Setiap pulsa cahaya yang sampai pada phototransistor akan dicatat oleh counter BCD selama terjadi dalam pulsa gating. Karena pulsa gating mempunyai lebar 1 detik maka display 7 segmen akan nenunjukkan angka yang menyatakan banyaknya pulsa yang diterima tiap detik. Pencacah dengan tampilan 7 segment ditunjukkan pada gambar dibawah:

Gb. 4.7. Penggunaan BCD to-7-segment decoder driver

4-4


Jika digunakan IC 7447 maka 7 segmennya haruslah common anode (anoda bersama), karena 7447 mempunyai keluaran aktive LOW. Jika diperlukan IC BCDto-7-segmen decoder satu driver dengan keluaran aktif HIGH maka gunakan IC 7448 (totem pole) atau 7449 (open collector). Untuk kedua IC ini harus digunakan transistor untuk memperkuat arus, oleh karena TTL pada keluaran HIGH tidak mampu menghasilkan arus yang besar. Gbr. 4.8. menunjukkan diagram fungsional IC 7447.

Gb. 4.8. Diagram fungsional untuk IC 7447 Tabel 4.3. Logika 7447 Desimal 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

LT H H H H H H H H H H X H X

RBI H H H H H H H H H H X L X

D L L L L L L L L H H X L X

C L L L L H H H H L L X L X

B L L H H L L H H L L X L X

A L H L H L H L H L H X L X

BI/RBO H H H H H H H H H H L L H

a L H L L H L H L L L H H L

b L L L L L H H L L L H H L

c L L H L L L H L L L H H L

d L H L L H L H H L H H H L

e L H L H H H L H L H H H L

f L H H H L L L H L L H H L

g H H L L H L L H L L H H L

Pada gb. 4.8 tampak adanya tiga pin kontrol, yaitu LT (Lamp Test), RBI (Riplle Blanking Input) dan BI/RBO (Blanking Input/Ripple Blanking Output). Ketiga masukan kontrol ini bersifat active LOW. Bila LT dibuat L maka semua segmen akan menyala. Bila LT ada pada H dan RBI dibuat LOW, maka display akan padam bila keempat masukan A, B, C, D adalah L. Masukan RBI ini digunakan untuk membuat agar angka 0 pada awal dan pada akhir bilangan tidak nenyala. Sebagai contoh dengan rnenggunakan RBI dan RBO dapat dibuat agar 4 buah display tidak menunjukkan 05.10 akan tetapi menunjukkan 4.1 ini dilakukan seperti pada gb. 4.9. 4-5

Off Off On


Gb. 4-5 Penggunaan kontrol RBI dan BI/RBO

C. ALAT DAN BAHAN 1. Protoboard

: 1 buah

2. IC 7490 atau 7493

: 1 buah

3. IC Decoder

: 1 buah

4. 7 segment display

: 1 buah

5. Resistor 330 Ω.

: 6 buah

6. Light Emitting Diode

: 5 buah


: 1 unit

8. Catu daya 5 V

: 1 unit

9. Kabel penghubung

: secukupnya

D. PROSEDUR EKSPERIMEN Display Hexadesimal 1.

Rakitlah IC decoder dan 7 segment

2.

Hubungkan rangkaian ke catudaya setelah dicek dan dinyatakan benar.

3.

Aturlah logika pada keempat masukan Decoder.

4.

Perhatikan dan catat hasil pengamatan tampilan 7 segment pada tabel pengamatan

5.

Buatlah timing diagram berdasarkan tabel pengamatan tersebut.

Decade Counter 1. Rakitlah rangkaian seperti pada gambar 4.7. 2. Pasanglah resistor 330 Ω antara masukan pada lampu 7 segment display dengan keluaran IC 7447. 3. Setelah disetujui, hubungkan rangkaian tersebut dengan catu daya. 4. Hubungkan input decade counter dengan AFG. 5. Isilah table pengamatan dengan data eksperimen. 4-6


6. Buatlah timing diagram berdasarkan tabel pengamatan tersebut.

E. LAPORAN Yang perlu dicantumkan dalam laporan meliputi: 1. Tabel pengamatan. 2. Diagram pewaktuan 3. Cara kerja rangkaian. 4. Perbandingan periode Ti : TQA : TQB : TQC : TQD 5. Perbandingan periode fi : fQA : fQB : fQC : fQD

4-7


F. DATA PENGAMATAN EKSPERIMEN : PEMBAGI FREKUENSI, DECODER DAN DISPLAY NAMA

: …………………………………………….................…………

NIM

: …………………………………………….................…………

TANGGAL

: …………………………………………….................…………

TEMAN KERJA : 1. …………………………………… NIM…………………… 2. …………………………………… NIM…………………… 3. …………………………………… NIM……………………

LAPORAN SEMENTARA Tabel Pengamatan Display Hexadesimal pada 7 segment NO

Data Input Decoder A

B

C

D

1

0

0

0

0

2

1

0

0

0

3

0

1

0

0

4

1

1

0

0

5

0

0

1

0

6

1

0

1

0

7

0

1

1

0

8

1

1

1

0

9

0

0

0

1

7 segment display

4-8


10

1

0

0

1

11

0

1

0

1

12

1

1

0

1

13

0

0

1

1

14

1

0

1

1

15

0

1

1

1

16

1

1

1

1

Tabel pengamatan untuk Decade Counter

1

Input Clock 1

2

0

3

1

4

0

5

1

6

0

7

1

8

0

9

1

10

0

No

Output Decade Counter Q4

Q3

Q2

Q1

7 segment display

4-9


11

1

12

0

13

1

14

0

15

1

16

0

17

1

18

0

19

1

20

0

21

1

22

0

23

1

24

0

25

1

26

0

27

1

28

0

29

1

30

0

Mengetahui Dosen / Asisten

Semarang, Praktikan

………………………… NIP

……………………………… NIM.

2013

4-10


PRAKTIKUM

EKSPERIMEN 4

MULTIPLEKSER


5

A. TUJUAN EKSPERIMEN

Setelah melakukan eksperimen, praktikan diharapkan dapat 1. Memahami fungsi dari input, select, strobe dan output pada multiplekser 2. memahami sifat-sifat dan cara kerja rangkaian multiplekser data 2 ke 1. 3. memahami sifat-sifat dan cara kerja rangkaian multiplekser data 4 ke 1.

B. DASAR TEORI

Selain decoder ada sejenis komponen digital yang memegang peranan penting dalam elektronika digital adalah multiplekser. Secara simbolik kerja suatu multiplekser adalah seperti pada gambar 5.1.

Gabar 5.1. Saklar putar sebagai analogi terhadap multiplekser. Pada Gambar ini suatu kontak geser suatu saklar putar secara bergiliran menghubungkan masukan-masukan data satu persatu dengan keluaran. Saklar putar macam ini tidak dapat dikendalikan dengan tegangan-tegangan digital. Fungsi saklar putar seperti di atas dapat dilakukan oleh multiplekser dengan menggunakan pintu-pintu logika seperti pada gambar 5.2.

5-1


Gambar 5.2. Multiplekser 2 ke 1 menggunakan pintu NAND.

Gambar 5.3. Multiplekser 4 ke 1 menggunakan pintu NAND. Jika kendali A = L = O maka pintu NAND 1 akan terbuka dan pintu NAND 2 akan menutup (keluaran terkunci H), sehingga data 0 akan terhubung dengan keluaran. Jika kendali A = H = 1 maka data 1 akan terhubung dengan keluaran. Gambar 5.3 melukiskan multiplekser 4-ke-1. Kalau masukan kendali AB = LL = 00B, maka data 0 akan berhubungan dengan keluaran. Jika AB = LH = 01B, maka keluaran akan berhubungan dengan data 1, dan demikian seterusnya. 5-2


Dalam khasanah IC TTL standard ada beberapa IC multiplekser seperti 74153 yaitu multiplekser data 4-ke-1, dan 74253 multiplekser 8-ke-1 (dual). C. ALAT DAN BAHAN 1. Protoboard

: 1 buah

2. IC 7400

: 1 buah

3. IC 7490

: 1 buah

4. IC 74153

: 1 buah

5. LED

: 1 buah

6. Resistor 330 Ω

: 1 buah

7. Catu daya 5 Vdc

: 1 unit

8. Kabel penghubung.

: secukupnya

9. Osiloskop

: 1 unit


: 1 unit

D. PROSEDUR EKSPERIMEN Multiplekser 2 ke 1 menggunakan NAND gate. 1.

Rakit rangkaian multiplekser data 2 ke 1 menggunakan NAND gate (gambar 5.2)

2.

Gunakan Data Input berupa D0 dan D1 menggunakan logika L dan H.

3.

Select Input A berupa logika L.

4.

Amati Data Input dan Output.

5.

Cantumkan data eksperimen ke dalam table pengamatan

6.

Ulangi langkah 3 – 5 untuk Select Input A berupa logika H.

Multiplekser 4 ke 1 menggunakan IC 74153. 1.

Rakit rangkaian multiplekser data 4 ke 1 menggunakan IC 74153.

2.

Rakit rangkaian decade counter dengan menggunakan IC 7490, dan atur sinyal dari AFG (sinusoidal, 1 kHz, 2 Vpp)

3.

Hubungkan keluaran 7490 ke masukan 74153.

4.

Hubungkan ke catudaya setelah dicek dan dinyatakan benar.

5.

Atur Strobe pada kondisi Low.

6.

Atur select A dan B berupa logika LL.

7.

Hubungkan CH1 Osiloskop ke bagian input C0 dan CH2 Osiloskop dengan output Y

8.

Perhatikan bentuk sinyal pada kedua CH osiloskop

(QA  C0; QB  C1; QC  C2; QD  C3)

5-3


9.

Ulangi langkah 7 – 8 untuk CH1 osiloskop terhubung dengan bagian input C1, input C2 dan input C3.

10. Gambar bentuk sinyal pada osiloskop, jika telah ditemukan kesamaan antara kedua CH pada osiloskop. 11. Ulangi langkah 6 – 10 untuk kondisi select A dan select B berupa LH, HL dan HH. 12. Ulangi langkah 5 – 11 untuk kondisi strobe berlogika High.

E. LAPORAN Yang perlu dicantumkan dalam laporan meliputi: 1. Tabel pengamatan. 2. Cara kerja rangkaian multiplekser 2 ke 1 dan multiplekser 4 ke 1. 3. Tabel kebenaran 4.

5-4


F.

DATA PENGAMATAN EKSPERIMEN

: MULTIPLEKSER

NAMA

: ……………………………………...................…………………...

NIM

: ……………………………………...................…………………...

TANGGAL

: ……………………………………...................…………………...

TEMAN KERJA

: 1. ………………………………….…… NIM……………………… 2. ……………………….……………… NIM……………………… 3. ……………………………….……… NIM………………………

LAPORAN SEMENTARA

1. Multiplekser Data 2 ke 1. No 1 2 3 4 5 6 7 8

Select Input A

Data Input Data 0 Data 1

L

L

L

L

L

H

L

H

L

L

H

H

H

L

L

H

H

L

H

L

H

H

H

H

Q1

Data Output Q2

Q3

5-5


2. Multiplekser Data 4 ke 1. Select Input No

Data Input

Strobe

Output

Y

B

A

C0

C1

C2

C3

G

1

L

L

X

X

X

X

L

2

L

H

X

X

X

X

L

3

H

L

X

X

X

X

L

4

H

H

X

X

X

X

L

5

L

L

X

X

X

X

H

6

L

H

X

X

X

X

H

7

H

L

X

X

X

X

H

8

H

H

X

X

X

X

H

Mengetahui

Semarang,

Dosen / Asisten

Praktikan

__________________________ NIP.

__________________________ NIM.

2013

5-6

BAHAN AJAR DIGITAL KODE MATAKULIAH. SUNARNO, S.Si, M.Si DRS. IMAM SUMPONO, M.Si : WASI SAKTI WIWIT P., S.Pd

Recommend Documents