TUGAS AKHIR CALCULATOR RESISTOR BERDASARKAN WARNA BERBASIS IC TTL
Disusun Oleh : Iwan Indrawanto 01402-019
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2009
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA TUGAS AKHIR
Saya yang bertandatangan di bawah ini: Nama
: Iwan Indrawanto
N.I.M
: 01402-019
Fakultas
: Teknologi Industri
Jurusan
: Teknik Elektro
Program Studi
: Elektronika
Dengan ini menyatakan bahwa karya tugas akhir yang saya buat dengan judul : “Calculator Resistor Berdasarkan Warna Berbasis IC TTL”. Adalah hasil karya saya sendiri, kecuali yang saya nyatakan sumbernya dan belum dipublikasikan untuk mendapatkan gelar sarjana di Universitas lain kecuali pada bagian-bagian sumber informasi yang dicantumkan dengan cara referensi yang semestinya.
Jakarta,
2009
Yang Membuat Pernyataan
(Iwan Indrawanto)
i
LEMBAR PENGESAHAN
CALCULATOR RESISTOR BERDASARKAN WARNA BERBASIS IC TTL Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Kelulusan Pendidikan Strata Satu (S1) Program Studi Teknik Elektro Disusun Oleh : IWAN INDRAWANTO NIM : 01402-019
Disetujui Oleh :
Dosen Pembimbing
Ir. Yudhi Gunardi, MT Mengetahui Ketua Jurusan / Koordinator Tugas Akhir Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri
Ir. Yudhi Gunardi, MT
ii
ABSTRAK
Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan kemajuan teknologi penelitian dilakukan untuk menemukan sesuatu yang bermanfaat bagi manusia. Untuk itu dibuat rancang bangun suatu alat ukur CALCULATOR RESISTOR. Alat ini menggunakan serangkaian tombol on/off dan LED dengan sepuluh kombinasi warna sebagai perwakilan dari warna yang tertera di badan resistor, dimana tombol-tombol tersebut berfungsi untuk mengidentifikasi besaran nilai pada resistor dan nilainya akan tertampil pada tampilan seven segment dengan sistem IC TTL (Transistor-Transistor Logic)
iii
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah Subhanahu Wa Ta’ala karena hanya atas izin dan ridho-Nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan tugas akhir ini. Tugas akhir ini diberi judul “Calculator Resistor“. Tema ini diambil karena penulis merasa tertarik untuk mempelajari sistem resistor yang di gunakan para hobi elektronika. Pada Kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih dan penghargaan setinggi-tingginya kepada : 1.
Kedua orang tua penulis yang dengan tanpa lelah dan selalu bersemangat memberikan dukungan moril serta materi
2.
Bpk. Ir. Yudhi Gunardi, MT selaku Ketua Program Studi Teknik Elektro dan dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan, dan saran sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan.
4.
Kakak dan adik – adik tersayang yang telah memberikan perhatiannya.
5.
Teman-teman angkatan 2002, Fathur R, Eddy Gatot A, Moh. Abdul Ghofar, Herry Banjarnahor. dan semua angkatan yang telah menjadi bagian selama di perkuliahan.
iv
Dan juga semua pihak yang telah membantu baik secara langsung maupun tidak langsung dalam penyusunan tugas akhir ini. Semoga amal baik Bapak, Ibu, Saudara dan rekan-rekan mendapatkan ridho dan balasan dari Allah SWT. Dalam penulisan tugas akhir ini penulis merasa masih banyak kekurangan, karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun guna penyempurnaan tugas akhir ini. Semoga penulisan tugas akhir ini berguna bagi penulis khususnya dan pembaca pada umumnya.
Jakarta
2009
Iwan Indrawanto NIM : 01402 - 019
v
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN .................................................................
ii
ABSTRAK ................................................................................................
iii
KATA PENGANTAR ............................................................................
iv
DAFTAR ISI ............................................................................................
vi
DAFTAR GAMBAR .............................................................................
viii
DAFTAR TABEL ..................................................................................
ix
BAB I
PENDAHULUAN .............................................................
1
1.1
Latar Belakang .............................................................
1
1.2
Tujuan .............................................................................
2
1.4
Batasan Masalah ..........................................................
2
1.5
Metode Penulisan .........................................................
2
1.6
Sistematika Penulisan Laporan ....................................
3
DASAR TEORI .................................................................
5
2.1
Resistor ..........................................................................
5
2.2
Gerbang Logika ............................................................
8
2.2.1
Gerbang AND ....................................................
8
2.2.2
Gerbang NAND .................................................
9
2.2.3
Gerbang Or.........................................................
9
2.2.4
Gerbang NOR ....................................................
10
2.2.5
Gerbang EXOR ..................................................
10
2.2.3
Gerbang Not .......................................................
11
BAB II
vi
BAB III
BAB IV
BAB V
2.3
IC Transistor-Transistor Logic ......................................
11
2.4
Komponen-Komponen Dasar Elektronika ...................
12
2.4.1
Resistor...............................................................
12
2.4.2
Kondensator Elektrolit (ELCO) .........................
13
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT .....
15
3.1
Perancangan sistem ........................................................
15
3.2
Pembuatan rangkaian encoder ........................................
17
3.3
Pembuatan rangkaian memori (Flip-flop D) ...................
18
3.4
Pembuatan rangkaian decoder (BCD to Seven Segment)
20
3.5
Pembuatan rangkaian penentu gelang warna ke-3 ..........
21
3.5.1
Decoder 3 to 8 ..................................................
22
3.5.2
Kombinasi Gerbang OR ..................................
23
ANALISIS DAN PENGUJIAN ALAT .........................
25
4.1
Pengujian Rangkaian Encoder ..........................................
25
4.2
Pengujian Rangkaian Memori ..........................................
26
4.3
Pengujian Rangkaian Decoder BCD to Seven Segment ...
27
4.4
Pengujian penentu gelang warna ke-3...............................
28
4.5
Pengujian system keseluruhan ..........................................
29
PENUTUP
..........................................................................
30
5.1
Kesimpulan ..................................................................
30
5.2
Saran
..........................................................................
30
DAFTAR PUSTAKA
..........................................................................
LAMPIRAN .............................................................................................
vii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Simbol Resistor ........................................................................
6
Gambar 2.2. Bentuk Resistor .........................................................................
6
Gambar 2.3. Gerbang Logika AND................................................................
8
Gambar 2.4. Gerbang Logika NAND ............................................................
9
Gambar 2.5.
Gerbang Logika OR ..................................................................
9
Gambar 2.6.
Gerbang Logika NOR ...............................................................
10
Gambar 2.7.
Gerbang Logika XOR ...............................................................
10
Gambar 2.8.
Gerbang Logika NOT ...............................................................
11
Gambar 3.1
Rangkaian Encoder Desimal to biner.........................................
14
Gambar 3.2
IC 7447......................................................................................
15
Gambar 3.3. Rangkaian Memori.....................................................................
16
Gambar 3.4. Rangkaian BCD to Seven Segment ...........................................
17
Gambar 3.5
Rangkaian Penentu Gelang Warna Ke-3 ...................................
18
Gambar 3.6
Rangkaian Kombinasi Gerbang OR...........................................
21
Gambar 4.2 Pengujian IC 7447......................................................................
23
Gambar 4.3 Pengujian Rangkaian BCD to Seven Segment ..........................
24
Gambar 4.4
Pengujian Rangkaian Penentu Gelang Warna Ke-3 ..................
25
Gambar 4.5 Pengujian Rangkaian BCD to Seven Segment ..........................
24
viii
DAFTAR TABEL Tabel 1. Nilai Warna Gelang Resistor ..............................................................
7
Tabel 2. Tabel Kebenaran Gerbang AND.........................................................
8
Tabel 3. Tabel Kebenaran Gerbang NAND......................................................
9
Tabel 4. Tabel Kebenaran Gerbang OR............................................................
9
Tabel 5. Tabel Kebenaran Gerbang NOR.........................................................
10
Tabel 6. Tabel Kebenaran Gerbang XOR.........................................................
10
Tabel 7. Tabel Kebenaran Gerbang NOT .........................................................
11
Tabel 8. Tabel kebenaran dari Seven Segment.................................................
16
Tabel 9. Tabel Kebenaran IC Encoder..............................................................
18
Tabel 10. Tabel kebenaran flip-flop D..............................................................
18
Tabel 11. Tabel kebenaran Seven Segment ......................................................
20
Tabel 12. Tabel kebenaran IC decoder 74238 ..................................................
22
Tabel 13. Deskripsi Warna Gelang ke-3...........................................................
23
Tabel 14. Penyesuaian Inputan Gerbang OR....................................................
24
Tabel 15. Keluaran Gerbang Kombinasi OR....................................................
24
Tabel 16. Tabel Pengujian Rangkaian Encoder................................................
25
Tabel 17. Tabel Pengujian IC 7447 ..................................................................
26
Tabel 18. Tabel Pengujian BCD to Seven Segment .........................................
27
Tabel 19. Tabel Pengujian Penentu Gelang Warna Ke-3 .................................
28
Tabel 20. Tabel Pengujian keseluruhan ............................................................
29
ix
BAB I PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang Dewasa ini perkembangan teknologi demikian pesatnya, terutama dibidang elektronika sehingga dalam kehidupan sehari-hari tidak terlepas dari hal tersebut. Seringkali diperlukan alat ukur untuk menentukan sesuatu guna memastikan kepastiannya dalam melaksanakan suatu perhitungan. Dalam hal ini, dapat di misalkan dalam menentukan nilai besar tahanan dari resisitor. Menghitung berapa besar tahanan resisitor sebenarnya mudah dan tanpa harus menggunakan alat pengukur kita dapat mengetahuinya dengan melihat gelang warna yang ada pada badan resistor dan dapat langsung di hitung. Namun, kita harus hafal nilai dari masing-masing warna dan juga harus mengerti bagaimana memperhitnungkannya Sebagai contoh seorang pemula
yang sedang mencoba untuk merakit suatu
rangkaian elektronika yang berhubungan dengan resistor. Dalam kasus seperti ini, jika seseorang ini belum memahami betul apa dan bagaimana perhitungan untuk menentukan nilai dari masing-masing resistor yang berkenaan dengan rangkaian yang ingin dia rancang, maka diperlukan suatu model alat ukur yang dapat membantu menentukan besaran nilai resistor atau tahanan yang akan dipasang pada rangkaian tersebut. Sesuai dengan deskripsi diatas, pada tugas akhir ini dirancang dan dibuat suatau model alat ukur yang dapat memberikan kemudahan dalam membedakan suatu nilai resistor atau tahanan. Pada perancangan alat ini digunakan serangkaian IC TTL dan dengan tampilan LED dalam bentuk seven segment.
1
1.2
Tujuan Tujuan penulisan tugas akhir ini adalah untuk merancang dan membuat suatu model yang dapat digunakan untuk menentukan besaran tahanan dari resistor secara manual dengan visualisasi seven segment.
1.3
Batasan Masalah Tugas akhir ini dibatasi pada masalah sebagai berikut; 1. tombol on/off yang perlu disesuaikan, dan tampilan warnanya. 2. Penentuan perhitungan gelang warna resistor yang ketiga hanya sampai warna biru, dengan penyesuaian satuan Kilo ohm dan Mega ohm. 3. Penentuan perhitungan resistor hanya sebatas tiga gelang warna saja tanpa perhitungan persentase dari resistor
1.4
Metode Penulisan Di dalam penyusunan tugas akhir ini, pada awalnya dilakukan pengamatan
dari beberapa referensi baik dari buku, internet maupun dari majalah elektronik untuk mencari topik yang cocok. Setelah itu dicoba untuk diolah dan dianalisis. Setelah dianalisis, topik tersebut direlisasikan berupa suatu alat yang kemudian dievaluasi, termasuk didalamnya melakukan pengujian untuk mengetahui alat tersebut apakah bekerja dengan baik. Berdasarkan beberapa literature
yang
dimodifikasi
rangkaian
yang
dibuat
kemudian
diuji
kemampuannya serta dianalisis hasilnya.
2
1.4
Sistematika Penulisan Untuk mempermudah serta mengetahui materi yang akan dibahas, maka
pada penulisan tugas akhir ini akan diuraikan dalam lima bab yang garis besarnya sebagai berikut : BAB I
PENDAHULUAN Bab ini membahas dan menerangkan tentang latar belakang penulisan tugas akhir, tujuan penulisan, batasan masalah, metode penulisan dan sistematika penulisan.
BAB II
TEORI DASAR Bab ini membahas teori – teori dasar mengenai komponen yang digunakan seperti; Resistor, Gerbang-gerbang logika, IC TTL, LED, dan komponen-komponen elektronika.
BAB III
PERANCANGAN CARA KERJA ALAT Membahas
tentang
perancangan
alat
mulai
dari
perancangan, perakitan dan cara kerja alat. BAB IV
PENGUJIAN ALAT DAN ANALISIS HASIL UJI ALAT Bab ini membahas pengujian alat dan analisa yang dilakukan pada alat yang telah dibuat.
BAB V
KESIMPULAN Bab ini membahas kesimpulan yang diperoleh dari perancangan dan hasil uji alat.
3
Diagram blok calculator resistor Gelang Warna Pertama
Gelang Warna Kedua
Gelang Warna Ketiga
Tombol
Tombol
Tombol
Encoder 74147
Encoder 74147
Flip-flop D
Flip-flop D
Flip-flop D
Decoder 7447 BCD to seven segment
Decoder 7447 BCD to seven segment
Encoder 74147
Decoder 3 to 8 74238
Kombinasi gerbang OR 7432
4
BAB II DASAR TEORI
2.1.
Resistor Pada dasarnya semua bahan memiliki sifat resistif namun beberapa bahan
seperti tembaga, perak, emas dan bahan metal umumnya memiliki resistansi yang sangat kecil. Bahan-bahan tersebut menghantar arus listrik dengan baik, sehingga dinamakan konduktor. Kebalikan dari bahan yang konduktif, bahan material seperti karet, gelas, karbon memiliki resistansi yang lebih besar menahan aliran elektron dan disebut sebagai insulator. Bagaimana prinsip konduksi, dijelaskan pada artikel tentang semikonduktor. Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian. Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon . Dari hukum Ohms diketahui, resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir melaluinya. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut Ohm. Tipe resistor yang umum adalah berbentuk tabung dengan dua kaki tembaga di kiri dan kanan. Pada badannya terdapat lingkaran membentuk gelang kode warna untuk memudahkan pemakai mengenali besar resistansi tanpa mengukur besarnya dengan Ohmmeter. Kode warna tersebut adalah standar manufaktur yang dikeluarkan oleh EIA (Electronic Industries Association) seperti yang ditunjukkan pada tabel berikut. Waktu penulis masuk pendaftaran kuliah elektro, ada satu test yang harus dipenuhi yaitu diharuskan tidak buta warna. Belakangan baru diketahui bahwa mahasiswa elektro wajib untuk bisa membaca warna gelang resistor (barangkali).
5
Bentuk Simbol sebuah resistor tetap adalah :
R R
atau Gambar 2.1 Simbol resistor
Kode warna Susunan kode warna pada suatu resistor tetap disusun seperti gambar ini :
A
B
C
Gambar 2.2 bentuk resistor
Keterangan : A merupakan angka signifikan pertama B merupakan angka signifikan kedua C merupakan faktor pengali
6
Tabel 1. Tabel Gelang Warna Resistor
Resistansi dibaca dari warna gelang yang paling depan ke arah gelang toleransi berwarna coklat, merah, emas atau perak. Biasanya warna gelang toleransi ini berada pada badan resistor yang paling pojok atau juga dengan lebar yang lebih menonjol, sedangkan warna gelang yang pertama agak sedikit ke dalam. Dengan demikian pemakai sudah langsung mengetahui berapa toleransi dari resistor tersebut. Kalau anda telah bisa menentukan mana gelang yang pertama selanjutnya adalah membaca nilai resistansinya. Gelang pertama dan seterusnya berturut-turut menunjukkan besar nilai satuan, dan gelang terakhir adalah faktor pengalinya. Misalnya resistor dengan gelang kuning, violet, dan merah. Dengan demikian urutan warna gelang resitor ini adalah, gelang pertama berwarna kuning, gelang kedua berwana violet dan gelang ke tiga berwarna merah. Nilai resistansisnya dihitung sesuai dengan urutan warnanya. Pertama yang dilakukan adalah menentukan nilai satuan dari resistor ini. Nilai satuannya ditentukan oleh gelang pertama dan gelang kedua. Masih dari tabel-1 diketahui gelang kuning nilainya = 4 dan gelang violet nilainya = 7. Jadi gelang pertama dan kedua atau kuning dan violet
7
berurutan, nilai satuannya adalah 47. Gelang ketiga adalah faktor pengali, dan jika warna gelangnya merah berarti faktor pengalinya adalah 100. Sehingga dengan ini diketahui nilai resistansi resistor tersebut adalah nilai satuan x faktor pengali atau 47 x 100 = 4.7K Ohm 2.2
Gerbang Logika Gerbang logika merupakan dasar pembentukan sistem digital. Gerbang logika
beroperasi dengan bilangan biner, sehingga disebut juga gerbang logika biner. Tegangan yang digunakan dalam gerbang logika adalah TINGGI atau RENDAH. Tegangan tinggi berarti 1, sedangkan tegangan rendah berarti 0. 2.2.1. Gerbang AND
Gerbang AND digunakan untuk menghasilkan logika 1 jika semua masukan mempunyai logika 1, jika tidak maka akan dihasilkan logika 0.
Gambar 2.3 Gerbang Logika AND Tabel.2 Tabel Kebenaran Gerbang AND
Pernyataan Boolean untuk Gerbang AND A . B = Y (A and B sama dengan Y )
8
2.2.2. Gerbang NAND (Not AND) Gerbang NAND akan mempunyai keluaran 0 bila semua masukan pada logika 1. sebaliknya jika ada sebuah logika 0 pada sembarang masukan pada gerbang NAND, maka keluaran akan bernilai 1.
Gambar 2.4 Gerbang Logika NAND
Tabel 3 Tabel Kebenaran Gerbang NAND
2.2.3. Gerbang OR Gerbang OR akan memberikan keluaran 1 jika salah satu dari masukannya pada keadaan 1. jika diinginkan keluaran bernilai 0, maka semua masukan harus dalam keadaan 0.
Gambar 2.5 Gerbang Logika OR Tabel 4 Tabel Kebenaran Gerbang
9
2.2.4. Gerbang NOR Gerbang NOR akan memberikan keluaran 0 jika salah satu dari masukannya pada keadaan 1. jika diinginkan keluaran bernilai 1, maka semua masukannya harus dalam keadaan 0.
Gambar 2.6 Gerbang Logika NOR
Tabel 5 Tabel Kebenaran Gerbang
2.2.5. Gerbang XOR Gerbang XOR (dari kata exclusive OR) akan memberikan keluaran 1 jika masukanmasukannya mempunyai keadaan yang berbeda.
Gambar 2.7 Gerbang Logika XOR
10
Tabel 6 Tabel Kebenaran Gerbang
2.2.6. Gerbang NOT Gerbang NOT adalah gerbang yang mempunyai sebuah input dan sebuah output. Gerbang NOT berfungsi sebagai pembalik (inverter), sehingga output dari gerbang ini merupakan kebalikan dari inputnya.
Gambar 2.8 Gerbang Logika NOT
Tabel 7 Tabel Kebenaran Gerbang
2.3
IC (Transistor-Transistor Logic) Pada tahun 1964 Texas Instrument memperkenalkan logika transistortransistor (transisitor-transistor logic, disingkat TTL). Dengan menggunakan teknik-teknik fotografi yang maju, rangkaian-rangkaian miniatur pada permukaan sebuah serpih (sepotong bahan semikonduktor yang kecil) dapat dihasilkan dalam pabrik. Jaringan yang terbentuk itu demikian kecilnya sehingga sambungan-sambungannya hanya dapat dilihat dengan sebuah mikroskop. Rangkaian semacam ini disebut rangkaian terpadu (IC), karena komponen-komponennya (transistor, dioda, hambatan) merupakan bagianbagian integral dari serpih yang bersangkuatan. Hal ini jelas berbeda
11
dibandingkan dengan rangkaian diskrit, yang terbuat dengan menghubungkan komponennya satu persatu dalam proses perakitan. Seri 7400 adalah jenis rangkaian TTL yang diperkenalkan oleh texas instrument pada tahun 1964. Dari semua IC bipolar, seri 7400 telah menjadi tipe yang paling banyak digunakan.
Gambar menunjukan sebuah gerbang NAND TTL dalam seri 7400,semua gerbang dan rangkaian secara khas menggunakan transistor masukan dengan emiter majemuk. Setiap emiter bertindak sebagai dioda; dan dengan demikian, transsitor Q1 dan tahanan 4k ohm berfungsi sebagai sebuah gerbang NAND 2-masukan. Sisa rangkaian ini hanya berfungsi membalik sinyal. Transistor- Transistor keluaran (Q3 dan Q4) membentuk sambungan totem-pole, yang lazim terdapat dalam kebanyakan piranti TTL. Jika Q3 nyala, keluaran tinggi, dan jika Q4 nyala keluaran rendah. Jadi, salah satu dari Q3 dan Q4 selalu dalam keadaan nyala. Keuntungan dari sambungan totem-pole adalah impedansinya sangat rendah. 2.4
Komponen Dasar Elektronika 2.4.1
Resistor Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan
untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian. Sesuai dengan namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon .
Dari hukum Ohms diketahui, resistansi
berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir melaluinya. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau dilambangkan dengan simbol Ω (Omega). Ohm (lambang: Ω) adalah satuan SI impedansi listrik, atau dalam kasus arus searah, hambatan listrik. Nama satuan ini berasal 12
dari ilmuwan Georg Ohm. Satu ohm (yang diukur oleh alat ohmmeter) adalah hambatan listrik pembawa arus yang menghasilkan perbedaan tegangan satu volt ketika arus satu ampere melewatinya.
Kemampuan
resistor
untuk
menghambat
disebut
juga
resistensi atau hambatan listrik. Besarnya diekspresikan dalam satuan Ohm. Suatu resistor dikatakan memiliki hambatan 1 Ohm apabila resistor tersebut menjembatani beda tegangan sebesar 1 Volt dan arus listrik yang timbul akibat tegangan tersebut adalah sebesar 1 ampere. Hubungan antara hambatan, tegangan, dan arus, dapat disimpulkan melalui hukum berikut ini, yang terkenal sebagai hukum Ohm:
2.4.2
Kondensator Elektrolit (ELCO) Kapasitor
yang sering dinamakan pula kondensator merupakan
piranti elektronik yang berfungsi : 1.
Menyimpan muatan listrik sementara.
2.
Penapisan frekuensi
3.
Penalaaan frekuensi
4.
Pembentukan gelombang
5.
Pengopelan dari satu rangkaian ke rangkaian yang lain.
Kondensator terbuat dari bahan plat metal yang dipisahkan oleh bahan dielektrikum / isolator. Bahan dielektrik inilah yang akan menentukan jenis sebuah kapasitor. Adapaun jenis – jenis bahan
13
dielektrik yang biasa digunakan seperti : keramik , gelas , udara , kertas , elektrolit. Ketika tegangan listrik dikenakan pada kedua elektrodenya, maka muatan – muatan positip akan mengumpul pada elektrode yang satu sedang muatan negatip akan mengumpil pada elektrode yang lainnya. Karena didalamnya terdapat dielektrik maka muatan positip tidak bisa mengalir ke kutub negatip,demikian sebaliknya Kapasitor Elektrolit Simbol :
Ciri – cirinya adalah : i. Memilik polaritas yakni positip dan negatip ii. Untuk meratakan riak pada rectifier / penyearah arus. iii. Nilai kapasitasnya dinyatakan dalam μF dan dengan tegangan kerja tertentu yang tidak boleh dilampaui. iv. Kerusakan yang sering terjadi adalah konslet,kering,bocor,atau meletus. v. Bentuk phisik kapasitor elektrolit seperti gambar ini :
Gambar 2.9 Kapasitor Elektrolit
14
BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT
3.1
Perancangan Sistem Kalkulator resistor ini dirancang dengan metode penyaklaran biner yang mana proses penyaklaran di tentukan oleh tombol-tombol switch yang di fungsikan untuk dapat mewakili dari setiap warna resistor. Masing-masing tombol
switch
yang
telah
diposisikan
sesuai
penempatan
(yang
mengindikasikan nilai warna dari resistor) di hubungkan ke IC 74147 yaitu sebuah IC encoder desimal-ke-BCD, yang terdiri dari 10 jalur masukan (desimal) dan 4 jalur keluaran (BCD). Kemudian diteruskan ke IC 7474 yaitu IC flip-flop D 2 bit untuk menyimpan data biner dan data biner tersebut dimasukan ke IC 7447 untuk dapat menampilkan dalam bentuk angka. Pembuatan rangkaian jam digital ini menggunakan rangkaian yang terdiri dari counter/pencacah : MOD10 untuk satuan (jam, menit dan detik),
MOD6 untuk puluhan (menit dan detik) dan MOD2 (untuk puluhan jam), decoder jenisnya adalah Binary to 7Segment, dan display/penampil. Untuk menampilkan angka besaran tahanan resistor, digunakan Decoder Display 7-Segmen dimana tampilan untuk merepresentasikan angka-angka sebagai berikut :
15
Tabel kebenaran dari Seven Segment tersebut adalah sebagai berikut : Tabel 8 Tabel kebenaran dari Seven Segment Bilangan Desimal
Inputs
Outputs
0 1 2 3 4
D 0 0 0 0 0
C 0 0 0 0 1
B 0 0 1 1 0
A 0 1 0 1 0
a 1 0 1 1 0
b 1 1 1 1 1
c 1 1 0 1 1
d 1 0 1 1 0
e 1 0 1 0 0
f 1 0 0 0 1
g 0 0 1 1 1
5 6 7 8 9
0 0 0 1 1
1 1 1 0 0
0 1 1 0 0
1 0 1 0 1
1 1 1 1 1
0 0 1 1 1
1 1 1 1 1
1 1 0 1 1
0 1 0 1 0
1 1 0 1 1
1 1 0 1 1
16
3.2
Pembuatan Rangkaian Encoder Untuk dapat mengubah bilangan desimal menjadi bilangan biner digunakan IC 74147 yang dapat memberikan keluaran dalam bentuk biner seperti pada gambar :
Gambar 3.1 Rangkaian Encoder Karena tombol yang digunakan bukan tombol on/off. Maka pada setiap tombol diberikan pull up resistor untuk memberikan logika satu terhadap ic decoder, sedangkan koneksi dari saklar tersebut terhubung ke ground. Jadi, saat tombol di tekan, maka tombol akan terhubung ke ground
17
dan decoder akan memberikan keluaran yang menunjukan posisi dari tombol tersebut dalam bentuk bilangan biner. Keterangan dari Encoder tersebut adalah sebagai berikut : Tabel 9 Tabel Kebenaran IC Encoder INPUT
3.3
OUTPUT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C D
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
X
X
X
X
X
X
X
X
0
0
1
1
0
X
X
X
X
X
X
X
0
1
0
1
1
1
X
X
X
X
X
X
0
1
1
1
0
0
0
X
X
X
X
X
0
1
1
1
1
0
0
1
X
X
X
X
0
1
1
1
1
1
0
1
0
X
X
X
0
1
1
1
1
1
1
0
1
1
X
X
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
X
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
Pembuatan Rangkaian Memori (flip-flop D) Flip-flop D adalah memori satu bit data. Dengan flip-flop D ini dapat di fungsikan untuk menyimpan data biner dikarenakan sistem saklar yang di gunakan bukan tombol toggle. Jadi, setiap tombol ditekan kemudian dilepas kembali, data akan tetap ada hingga penekanan tombol berikutnya. IC yang digunakan adalah IC 7474. yaitu IC yang terdiri dari 2 flipflop D, sehingga dengan satu IC ini dapat menyimpan 2 bit data. Tabel 10 Tabel kebenaran flip-flop D
Gambar 3.2 IC 7474
PRE CLR Clk D| --------------------0 1 X X 1 0 X X 0 0 X X 1 1 POS 1 1 1 POS 0 1 1 0 X
Q Q |1 0 |0 1 |1 1 |1 0 |0 1 | Hold
18
Menurut tabel kebenaran tersebut, data akan tersimpan jika inputan clocknya berada pada posisi high atau pada posisi logika satu. Maka dibuatlah rangkaian berikut.
Gambar 3.3 rangkaian memori Dikarenakan, saat tidak ada satu pun tombol tekan, maka output dari IC 74147 adalah A=1; B=1; C=1; D=1. Dengan keadaan demikian, maka output dari gerbang Nand adalah nol. Namun, saat ada salah satu saklar di tekan, maka input ABCD akan berubah sehingga menyebabkan perubahan keluaran pada gerbang Nand menjadi satu dan memberikan logika satu pada inputan clock dari fllip-flop D, dan pada saat bersamaan biner ABCD tersebut tersimpan pada flip-flop D tersebut. Hingga tombol di lepas kembali, maka ABCD berubah kembali menjadi 1111 dan menyebabkan output Nand sama dengan 0. Dan, biner data ABCD tersebut telah tersimpan.
19
3.4
Pembuatan Rangkaian Decoder (desimal ke tampilan tujuh segment) Pada rangkaian ini data biner yang didapat dari IC 7474 diubah menjadi biner yang sesuai dengan tampilan tujuh segment sehingga dapat menampilkan angka. Namun, dikarenakan output dari IC 74147 adalah kebalikan dari biner desimal yang di inginkan. Maka, inputan untuk rangkaian decoder di ambil dari output Q’ dari flip-flop D.
Input dari IC 7474
Gambar 3.4 Rangkaian Decoder BCD to seven Segment
Tabel 11 Tabel kebenaran BCD to Seven Segment Inputs Outputs __ ___ __ ___ No. LT RBI|D C B A | BI/RBO | a b c d e f g ----|------|---- -|-----------|----- ---|-------------0 | 1 | 1 | 0000 | 1 |1111110 1 | 1 | X | 0001 | 1 |0110000 2 | 1 | X | 0010 | 1 |1101101 3 | 1 | X | 0011 | 1 |1111001 ----|------|-- ---|-----------|--- -----|-------------4 | 1 | X | 0100 | 1 |0110011 5 | 1 | X | 0101 | 1 |1011011 6 | 1 | X | 0110 | 1 |0011110 7 | 1 | X | 0111 | 1 |1110000 ----|------|--- --|-----------|-- ------|-------------8 | 1 | X | 1000 | 1 |1111111 9 | 1 | X | 1001 | 1 |1110011
20
3.5
Pembuatan Rangkaian Penentu Gelang Warna Ketiga Pada rangkaian ini di buat agar setiap tombol yang bersesuaian dapat mewakili besaran tahanan dalam Kilo dan Mega. Dari perbandingan didapat bahwa.
101 = 0 102 = 100 = 0.1 K 103 = 1000 =1K 4 10 = 10 000 = 10 K 105 = 100 000 = 100 K = 0.1 M 106 = 1000 000 = 1 M 107 = 10 000 000 = 10 M Dari keterangan tersebut, maka di buat perbandingan agar
didapat keluaran dalam bentuk K; M; 0; dan titik (.) sebagai koma.
Gambar 3.5 Rangkaian Penentu Gelang Warna Ke-3
21
3.5.1
Decoder 3 to 8 (IC 74238) Dengan IC ini, input dari flip-flop D dapat di identifikasi dalam bentuk kode desimal. Dengan begitu, maka akan dapat ditentukan penyesuaian terhadap satuan Kilo ohm dan Mega ohm dan juga dapat di tentukan penyesuain antara koma dan Nol. IC decoder ini mempunyai tabel kebenaran yaitu : Tabel 12 Tabel kebenaran IC decoder 74238 _ _ ----------X 1 X X X 1 0 X X ----------1 0 0 1 0 0
| INPUT | OUTPUT | C B A | Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 |------- --|------------------------------|X X X|0 0 0 0 0 0 0 0 |X X X|0 0 0 0 0 0 0 0 |X X X|0 0 0 0 0 0 0 0 |-------- -|------------------------------| 0 0 0| 1 0 0 0 0 0 0 0 | 0 0 1| 0 1 0 0 0 0 0 0
1 0 0 1 0 0 ---------1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0
| 0 1 0| 0 0 1 0 0 0 0 0 | 0 1 1| 0 0 0 1 0 0 0 0 -|----- ----|------------------------------| 1 0 0| 0 0 0 0 1 0 0 0 | 1 0 1| 0 0 0 0 0 1 0 0 | 1 1 0| 0 0 0 0 0 0 1 0 | 1 1 1| 0 0 0 0 0 0 0 1
G1 G2A G2B
22
3.5.2
Kombinasi Gerbang OR Di inginkan, empat kondisi keadaan dalam penentuan karakter dari gelang warna resistor yang ketiga. Yaitu, K, M, nol dan (.) titik. Dari penempatan tombol terhadap warna dan posisi serta penyesuaian nilai dari gelang warna ketiga,dapat di ketahui sebagai berikut : Tabel.13 Deskripsi Warna Gelang ke-3
Tombol
Warna
Nilai besaran
Spesifikasi Keterangan
Kondisi
1
Hitam
100
1
-
-
2
Coklat
101
10
0
0
3
Merah
102
100
0.1 K
(.) dan K
4
Jingga
103
1000
1K
K
5
Kuning
104
10 000
10 K
0 dan K
6
Hijau
105
100 000
0.1 M
(.) dan M
7
Biru
106
1000 000
1M
M
8
Ungu
9
Abu-abu
10
Putih Jadi, dari keterangan di atas. Tiap-tiap posisi tombol dapat di artikan dalam bentuk kode desimal dan dapat disesuaikan dengan output dari IC decoder 74238. yaitu :
23
Tabel.14 Penyesuaian inputan gerbang OR Tombol
Warna
Output Decoder
Kondisi
1
Hitam
Y0
-
2
Coklat
Y1
0
3
Merah
Y2
(.) dan K
4
Jingga
Y3
K
5
Kuning
Y4
0 dan K
6
Hijau
Y5
(.) dan M
7
Biru
Y6
M
Dari keterangan pada tabel di atas, dapat disimpulkan :
Tabel .15 Keluaran Gerbang Kombinasi OR Keadaan 0 Titik (.) K M
Output decoder Y1 atau Y4 Y2 atau Y5 Y2 atau Y3 atau Y4 Y5 atau Y6
Dengan keterangan keterangan pada tabel. Maka dapat dibuat rangkaian kombinasi gerbang logika dengan menggunakan gerbang OR. Yaitu :
Gambar 3.6 rangkaian kombinasi gerbang OR
24
BAB IV ANALISIS DAN PENGUJIAN ALAT
4.1
Pengujian Rangkaian Encoder Pengujian rangkaian Encoder di lakukan pada ProtoBoard dimana, Inputan di uji dengan menggunakan saklar On/off untuk memberikan masukan pada encodernya. Dan output menggunakan LED sebagai indikator penunjuk keadaan. Led mati berarti nol dan Led nyala berarti satu. Didapat : Tabel 16 Tabel pengujian Rangkaian Encoder INPUT
OUTPUT
Tombol-Tombol
A
B
C D
Tombol 1
1
1
1
1
Tombol 2
0
1
1
0
Tombol 3
0
1
1
1
Tombol 4
1
0
0
0
Tombol 5
1
0
0
1
Tombol 6
1
0
1
0
Tombol 7
1
0
1
1
Tombol 8
1
1
0
0
Tombol 9
1
1
0
1
Tombol 10
1
1
1
0
Dari pengujian, ternyata keluaran dapat sesuai dengan data sheet dari IC. Dengan hasil ini, pembuatan rangkaian dapat dilanjutkan
25
4.2
Pengujian Rangkaian Memori Pengujian rangkaian memori flip-flop D dilakukan dengan cara memberikan inputan pada input D sebagai data, dan memasukan memberikan inputan satu pada inputan clock, sesuai dengan gambaran :
Gambar 4.2 Pengujian IC 7447 Di dapat: Tabel 17. Tabel pengujian IC 7447 (Dual Flip-flop D) Input D 00 01 10 11
Output Q’ 11 10 01 00
Dari data tabel didapat bahwa data sesuai dengan datasheet dari IC 7447 IC flip-flop D.
26
4.3
Pengujian Rangkaian Decoder BCD to Seven Segment Pengujian rangkaian Decoder dilakukan dengan cara memberikan inputan biner pada masukan rangkaian decoder
Gambar 4.3 Pengujian rangkaian Decoder BCD to Seven Segment. Tabel 18. Tabel pengujian BCD to Seven Segment Input A
B
C
Output D
desimal
0000
1
0001
2
0010
3
0011
4
0100
5
0101
6
0110
7
0111
8
1000
9
27
4.4
Pengujian Rangkaian Penentu Gelang Warna Ketiga Pengujian rangkaian dilakukan dengan Memberikan inputan pada IC 74238 (IC decoder 3 to 8 ).
INPUT
Gambar 4.4 Rangkaian Gelang warna ketiga Tabel 19. Tabel Pengujian Penentu Gelang Warna Ketiga Input
Output
Output Gerbang OR
0000
Y0
-
0001
Y1
Nol
0010
Y2
Titik dan K
0011
Y3
K
0100
Y4
Nol dan K
0101
Y5
Titik dan M
0110
Y6
M
0111
Y7
-
28
4.5
Pengujian Sistem Keseluruhan Pengujian dilakukan terhadap Ketiga kolom tombol yang telah dibuat dan di pasangkan terhadap rangkaian yang telah di buat. Dalam pembuatan rangkaian calculator resistor ini terdapat 3 kolom tombol dengan 10 tombol perkolomnya. Didapat
Tabel 20 Hasil Pengujian Keseluruhan Tombol Kolom I
Kolom II
Output Kolom III
Seven Segment dan Led K: M
Hitam
Hitam
Hitam
000 ohm
Coklat
Coklat
Coklat
110 ohm
Merah
Merah
Merah
2.2K ohm
Jingga
Jingga
Jingga
33K ohm
Kuning
Kuning
Kuning
5.5M ohm
Hijau
Hijau
Hijau
66M ohm
Biru
Biru
Biru
770M ohm
Ungu
Ungu
Ungu
-
Abu-abu
Abu-abu
Abu-abu
-
Putih
Putih
Putih
-
Tabel di atas telah menunjukan bahwa rangkaian telah bekerja dengan sesuai. Untuk prosesi percobaanya hanya dilakukan sebagian saja, dikarenakan terdapat banyak kombinasi warna. Jadi, hanya sebagian saja yang dilakukan untuk percobaan dan hasilnya.
29
BAB V PENUTUP 5.1
KESIMPULAN Dari hasil perancangan dan pembuatan perangkat sistem calculator resistor dapat disimpulkan hal-hal sebagai berikut : 1. Dari setiap tombol telah dapat mewakili simbol warna dari resistor 2. Pengujian rangkaian Encoder dapat sesuai dengan yang di inginkan. 3. Pengujian rangkaian memori telah sesuai. 4. Pengujian rangkaian BCD to Seven Segment telah bekerja dengan Baik 5. Pengujian rangkaian penentu gelang warna ket-3 telah bekerja dengan Baik 6. Bentuk nyala LED telah sesuai dengan kondisi input yaitu antara bentuk huruf K dan huruf M.
5.1 SARAN 1. Pada tiap tombol di berikan satu LED sebagai indikator selain warna, agar lebih jelas 2. Untuk mendapatkan hasil keluaran agar lebih presisi, sebaiknya di tambahkan Elco.
30
