TUGAS AKHIR JAM DIGITAL
Disusun Oleh : Eddy Gatot Abdillah 01402-040
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2009
LEMBAR PENGESAHAN
JAM DIGITAL Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Kelulusan Pendidikan Strata Satu (S1) Program Studi Teknik Elektro Disusun Oleh : EDDY GATOT ABDILLAH NIM : 01402-040
Disetujui Oleh :
Dosen Pembimbing
Ir. Yudhi Gunardi, MT Mengetahui Ketua Program Studi / Koordinator Tugas Akhir Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri
Ir. Yudhi Gunardi, MT
ii
ABSTRAK
Dewasa ini perkembangan teknologi demikian pesatnya, terutama dibidang elektronika sehingga dalam kehidupan sehari-hari tidak terlepas dari hal tersebut. Jam sebagai alat penunjuk waktu yang selama ini lazim digunakan oleh setiap orang, pada instansi, maupun pada tempat-tempat umum biasanya hanya memanfaatkan jam analog, sebab jam ini lebih mudah ditemukan dimana saja dan harganya relatif lebih murah. Dan, Kendala yang selama ini terjadi adalah tidak adanya kesamaan dan keselarasan pada jam yang dipasang pada ruang-ruang bebeda Apalagi saat jam-jam tersebut tidak bekerja karena kehabisan daya dari baterai, tentu saja akan sangat tidak efisien jika harus naik pada dinding yang cukup tinggi dan itupun sulit. Dengan keterbatasannya tersebut, maka diperlukan sebuah pengembangan berupa jam digital yang dipasang pada suatu ruangan yang mudah dilihat dan mudah diatur sehingga peningkatan kedisiplinan bisa terealisasikan.
Alat ini dibuat dengan menggunakan serangkaian IC TTL standard dengan pengaplikasiannya masing-masing, seperti Encoder, Decoder, Counter, Flip-flop dan rangkaian-rangkian logika lainnya. Sebagai penghasil clocknya, digunakan IC 555 sebagai timer dengan gabungan rangkaian antara resistor dan capasitor sehingga dapat menghasilkan clock berupa Jam, Menit, Detik.
iii
KATA PENGANTAR
Puji syukur Kehadiran Tuhan Yang Maha Esa, telah memberikan rahmat sehingga penulis dapat menyelesaikan pembuatan tulisan tugas akhir ini dengan baik. Tetapi walaupun demikian penulis menyadari bahwa dalam pembuatan tugas akhir ini masih banyak sekali kekurangan dan kesulitannya.
Penulis juga tidak lupa mengucapkan banyak terimakasih kepada : 1. Kepada Kedua Orang tua saya yang telah memberikan bimbingan dan dukunga sampai saat ini. 2. Kepada Bapak Ir Yudhi Gunardi, ST, MT selaku dosen pembibing dan Kaprodi Teknik Elektro pada pembuatan tulisan tugas akhir yang telah memberikan bimbingan dana rahan kepada penulis sehingga terselesainya tulisan tugas akhir ini. 3. Kepada Bapak Eko Ihsanto M. Sc sebagai Pembimbing Akademik Elektronika 2002. 4. Kepada Bapak Andi Andriansyah M. Eng sebagai pembimbing Kerja Praktek. 5. Para Dosen, staf karyawan dan mahasiswa Universitas Satyagama yang telah memberikan bantuan sehingga terselesainya penulisan tugas akhir ini. 6. Seluruh teman teman angkatan 2002 Tehnik Elekro atas bantunya. 7. Semua pihak yang tidak bisa saya sebutkansatu persatu yang telah mendukung pelaksanan Tugas Akhir ini. Tugas akhir ini adalah salah satu syarat untuk menyelesaikan masa kuliah kesarjanaan, semoga tulisan tugas akhir ini yang yang penulis buat dapat diterima dan dapat dijadikan contoh referensi sehingga dapat berguna bagi rekan-rekan mahasiswa yang lainnya. Jakarta, Juli 2009
Eddy Gatot Abdillah
iv
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL………………………………………………………
i
LEMBAR PENGESAHAN………………………………………………
ii
ABSTRAK………………………………………………………………...
iii
KATA PENGANTAR……………………………………………………
iv
DAFTAR ISI………………………………………………………………
v
DAFTAR GAMBAR……………………………………………………..
viii
DAFTAR TABEL…………………………………………………………
x
BAB I
PENDAHULUAN................................................................
1
1.1
Latar Belakang……………………………………...
1
1.2
Tujuan………………………………………………
1
1.3
Batasan Penulisan…………………………………..
2
1.4
Metode Penulisan…………………………………...
2
1.5
Sistematika Penulisan………………………………
2
BAB II
DASAR TEORI…………………………………………
4
2.1
Teknik Digital……………………………………...
4
2.1.1 Bilangan Binery…………………………….
4
2.1.2
5
Binery Code Decimal………………………
v
2.1.3 2.2
2.3
2.4
BAB III
BAB IV
Konversi Decimal ke BCD…………………
5
Gerbang Logika…………………………………….
6
2.2.1 Gerbang AND………………………………
6
2.2.2 Gerbang NAND (Not AND………………...
7
2.2.3 Gerbang OR…………………………………
8
2.2.4
Gerbang NOR……………………………….
9
2.2.5
Gerbang XOR……………………………….
10
2.2.6
Gerbang NOT……………………………….
11
IC Timer 555………………………………………..
11
2.3.1
Rangkaian Astable………………………….
13
Komponen Dasar Elektronika………………………
14
2.4.1
Resistor……………………………………..
14
2.4.2
Potensiometer………………………………
15
2.4.3
Kondensator Elektrolit ( ELCO )…………
15
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT………..
16
3.1
Perancangan Sistem………………………………...
16
3.2
Pembuatan rangkaian Clock………………………..
19
3.3
Pencacah Counter…………………………………..
20
PENGUJIAN ALAT DAN HASIL UJI ALAT…………
25
4.1
Rangkaian Penentu Waktu…………………………
25
4.2
Rangkaian penentu waktu dalam bentuk detik…….
25
4.3
Rangkaian penentu waktu dalam bentuk menit……
26
4.4
Rangkaian penentu waktu dalam bentuk jam………
26
4.5
Rangkaian decoder………………………………….
27
vi
BAB V
KESIMPULAN……………………………………………
31
5.1
Kesimpulan Alat……………………………………
31
5.2
Saran………………………………………………..
32
DAFTARPUSTAKA………………………………………………………
33
LAMPIRAN DATASHEET………………………………………………
34
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar. 2.1
Conversi Decimal ke Binary………………………………..
5
Gambar. 2.2
Gerbang Logika AND………………………………………
6
Gambar. 2.3
IC 7408……………………………………………………..
6
Gambar. 2.4
Gerbang Logika NAND……………………………………
7
Gambar. 2.5
IC 7400……………………………………………………..
8
Gambar. 2.6
Gerbang Logika OR………………………………………...
8
Gambar. 2.7
IC 7432……………………………………………………...
9
Gambar. 2.8
Gerbang Logika NOR……………………………………….
9
Gambar. 2.9
IC 7402……………………………………………………...
10
Gambar. 2.10 Gerbang Logika XOR……………………………………….
10
Gambar. 2.11 IC 7486………………………………………………………
10
Gambar. 2.12 Gerbang Logika NOT………………………………………..
11
Gambar. 2.13 IC Timer 555…………………………………………………
12
Gambar. 2.14 Rangkaian Astable……………………………………………
14
Gambar. 2.15 Resistor………………………………………………………
15
Gambar. 2.16 Potensiometer………………………………………………...
16
Gambar. 2.17 Kapasitor Elktrolit……………………………………………
17
Gambar. 3.1
Diagram Blok Jam Digital……………………………………
18
Gambar. 3.2
Seven Segmen Display……………………………………….
19
Gambar. 3.3
Clock IC 555…………………………………………………
19
Gambar. 3.4
Output Pulsa………………………………………………….
20
Gambar. 3.5
IC Counter 74190…………………………………………….
20
Gambar. 3.6
Proses Perhitungan Pulsa……………………………………..
21
Gambar. 3.7
Pencacah Sandi BCD Seven Segmen…………………………
22
Gambar. 3.8
IC 7447………………………………………………………..
23
Gambar. 4.1
Rangkaian Penentu waktu dalam detik………………………..
26
Gambar. 4.2
Rangkaian Penentu waktu dalam menit……………………….
26
viii
Gambar. 4.3
Rangkaian Penentu waktu dalam jam…………………………
27
Gambar. 4.4
Proses Decoder………………………………………………...
27
Gambar. 4.5
Simulasi Pulsa…………………………………………………...
28
Gambar. 4.6
Jam Digital……………………………………………………….
29
ix
DAFTAR TABEL
Tabel. 2.1
Tabel Kebenaran AND……………………………………
8
Tabel. 2.2
Tabel Kebenaran NAND………………………………….
9
Tabel. 2.3
Tabel Kebenaran OR………………………………………
10
Tabel. 2.4
Tabel Kebenaran NOR…………………………………….
11
Tabel. 2.5
Tabel Kebenaran XOR…………………………………….
12
Tabel. 2.6
Tabel Kebenaran NOT…………………………………….
13
x
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. Jam sebagai alat penunjuk waktu yang selama ini lazim digunakan oleh setiap orang, pada instansi, maupun pada tempat-tempat umum biasanya hanya memanfaatkan jam analog, sebab jam ini lebih mudah ditemukan dimana saja dan harganya relatif lebih murah. Dan, Kendala yang selama ini terjadi adalah tidak adanya kesamaan dan keselarasan pada jam yang dipasang pada ruang-ruang bebeda Apalagi saat jam-jam tersebut tidak bekerja karena kehabisan daya dari baterai, tentu saja akan sangat tidak efisien jika harus naik pada dinding yang cukup tinggi dan itupun sulit. Dengan keterbatasannya tersebut, maka diperlukan sebuah pengembangan berupa jam digital yang dipasang pada suatu ruangan yang mudah dilihat dan mudah diatur..
1.2
Tujuan.
Tujuan penulisan tugas akhir ini adalah untuk merancang dan membuat suatu model alat yang dapat digunakan untuk petunjuk waktu sehingga dapat memberikan kemudahan untuk mengetahui waktu.
1
1.3
Batasan Penulisan. Tugas akhir ini dibatasi pada masalah sebagai berikut; pewaktu timer IC 555
sebagai pembangkit sinyal clock, Time delay masing-masing IC sebesar 20 nanosecond, dan display yang digunakan yaitu hanya akan menampilkan digit jam dan menitnya saja dengan keterangan AM/PM. Pembatasan yang lain ada pada power saving sistem -nya yang mana jika suplai daya dari jala-jala PLN itu terputus, maka power saving sistem hanya akan mempertahankan display jam digitalnya selama 30 menit saja, tetapi untuk rangkaian pewaktu dan mikrokontrolernya akan tetap bekerja.
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.
1.5
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/menerangkan tentang latar belakang penulisan tugas akhir, tujuan penulisan, batasan masalah, metode penulisan dan sistematika penulisan.
2
BAB II
TEORI DASAR Bab ini membahas teori – teori dasar mengenai komponen yang digunakan seperti; IC TTL standard (mencakup Encoder Decoder Flipflop), IC 555, LED, dan komponen-komponen elektronika lainnya.
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
BAB II DASAR TEORI
2.1
Teknik Digital Dalam teknologi digital hanya dikenal voltage tinggi (high) dan voltage rendah
(low). Pada perhitungan-perhitungan, high diberi symbol bilangan 1 dan low diberi symbol bilangan 0. Kita tinggalkan bilangan decimal dan mulai dengan bilangan binary serta menggunakan ilmu hitung Aljabar Boolean. 2.1.1
Bilangan Binary Ilmu hitung yang kita gunakan sehari-hari berasal dari Arab (Aljabar).
Symbol bilangannya huruf Arab dan cara menulisnya menggunakan cara penulisan huruf Arab ialah dari belakang ke depan. Cara berhitung yang sekarang kita pakai ialah metoda hitung decimal (puluhan), symbol-symbol bilangan ada 10 macam, ialah 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 dan 9. Adapun cara menulisnya sebagai berikut : 0 0 0 0 Mula-mula kolom paling kanan diisi dengan symbol bilangan nol, yang berarti belum ada sesuatu. Misalnya 0 biji resistor, berarti tidak ada resistor sama sekali, kalau sudah ada satu resistor, maka kolom paling kanan diisi dengan symbol bilangan 1. Kalau tambah satu lagi, kolom itu diisi dengan symbol bilangan 2, begitu seterusnya sampai 9. Bila ada tambahan satu lagi, maka symbol bilangannya sudah habis terpakai. Kita mulai menyentuh kolom nomor dua dari kanan, symbol bilangan 0 diganti 1 sedangkan kolom paling kanan dimulai dari 0 lagi, begitu seterusnya hingga kolom paling kanan berisi bilangan 9.
4
Bila ditambah satu lagi, maka kolom nomor dua dari kanan diganti dengan symbol bilangan 2 dan kolom paling kanan dmulai dari symbol bilangan 0 lagi. Untuk ilmu hitung binary, symbol bilangan yang tersedia hanya dua yaitu 0 dan 1. Adapun cara penulisannya sama saja dengan cara penulisan pada ilmu hitung decimal tersebut di atas. Agar lebih jelasnya, di bawah ini disajikan konversi bilangan decimal ke bilangan :
Gambar. 2.1 Conversi Decimal ke Binary
2.1.2
Binary Coded Desimal (BCD) Berbagai IC menggunakan input atau output BCD, baik yang empat digit,
delapan digit maupun lebih. BCD adalah angka decimal dimana setiap symbol bilangannya diwakili oleh empat digit binary. 2.1.3
Konversi Desimal ke BCD
49 = 0 1 0 0 1 0 0 1 26 = 0 0 1 0 0 1 1 0 17 = 0 0 0 1 0 1 1 1
5
Kelompok binary puluhan mewakili angka decimal puluhan dan kelompok binary satuan mewakili angka decimal satuan.
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. 2.2 Gerbang Logika AND
Gambar. 2.3 IC 7408
6
Tabel. 2.1 Tabel Kebenaran AND
Pernyataan Boolean untuk Gerbang AND A . B = Y (A and B sama dengan Y )
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
7
Gambar. 2.5 IC 7400 Tabel. 2.2 Tabel Kebenaran 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. 2.6 Gerbang Logika OR
8
Gambar. 2.7 IC 7432 Tabel. 2.3 Tabel Kebenaran OR
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. 2.8 Gerbang Logika NOR
9
Gambar. 2.9 IC 7402 Tabel. 2.4 Tabel Kebenaran NOR
2.2.4
Gerbang XOR Gerbang XOR (dari kata exclusive OR) akan memberikan keluaran 1 jika
masukanmasukannya mempunyai keadaan yang berbeda.
Gambar. 2.10 Gerbang Logika XOR
Gambar. 2.11 IC 7486
10
Tabel. 2.5 Tabel Kebenaran XOR
2.2.5 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 Gerbang Logika NOT
Gambar. 2.12 IC 7404 Tabel. 2.6 Tabel Kebenaran NOT
2.3
IC Timer 555 IC timer 555 merupakan komponen elektronika yang paling popular dan serba
guna . IC timer jenis ini sudah dikenal dan masih populer sampai saat ini sejak puluhan
11
tahun yang lalu. Tepatnya IC 555 pertama kali dibuat oleh Signetics Corporation pada tahun 1971. IC timer 555 memberi solusi praktis dan relatif murah untuk berbagai aplikasi elektronik yang berkenaan dengan pewaktuan (timing). Terutama dua aplikasinya yang paling populer adalah rangkaian pewaktu monostable dan osilator astable. Komponen ini terdiri dari komparator dan flip-flop yang direalisasikan dengan banyak transistor.
Gambar 2.13 IC Timer 555 Dari dulu hingga sekarang, prinsip kerja komponen jenis ini tidak berubah namun masing-masing pabrikan membuatnya dengan desain IC dan teknologi yang berbedabeda. Hampir semua pabrikan membuat komponen jenis ini, walaupun dengan nama yang berbeda-beda. Misalnya National Semiconductor menyebutnya dengan LM555, Philips dan Texas Instrument menamakannya SE/NE555. Motorola / ON-Semi mendesainnya dengan transistor CMOS sehingga komsusi powernya cukup kecil dan menamakannya MC1455. Philips dan Maxim membuat versi CMOS-nya dengan nama ICM7555. Walaupun namanya berbeda-beda, tetapi fungsi dan pin diagramnya saling kompatibel satu dengan yang lainnya (functional and pin-to-pin compatible). Hanya saja ada beberapa karakteristik spesifik yang berbeda misalnya konsumsi daya, frekuensi maksimum dan sebagainya. Spesifikasi lebih detail biasanya dicantumkan pada datasheet
12
masing-masing pabrikan. Dulu pertama kali casing dibuat dengan 8 pin T-package (tabular dari kaleng mirip transistor), namun sekarang lebih umum dengan kemasan IC DIP 8 pin. 2.3.1
Rangkaian Astable Sedikit berdeda dengan rangkaian monostable, rangkaian astable dibuat
dengan mengubah susunan resitor dan kapasitor luar pada IC 555 seperti gambar berikut. Ada dua buah resistor Ra dan Rb serta satu kapasitor eksternal C yang diperlukan. Prinsipnya rangkaian astable dibuat agar memicu dirinya sendiri berulang-ulang sehingga rangkaian ini dapat menghasilkan sinyal osilasi pada keluarannya. Pada saat power supply rangkaian ini di hidupkan, kapasitor C mulai terisi melalui resistor Ra dan Rb sampai mencapai tegangan 2/3 VCC. Pada saat tegangan ini tercapai, dapat dimengerti komparator A dari IC 555 mulai bekerja mereset flip-flop dan seterusnya membuat transistor Q1 ON. Ketika transisor ON, resitor Rb seolah dihubung singkat ke ground sehingga kapasitor C membuang muatannya (discharging) melalui resistor Rb. Pada saat ini keluaran pin 3 menjadi 0 (GND). Ketika discharging, tegangan pada pin 2 terus turun sampai mencapai 1/3 VCC. Ketika tegangan ini tercapai, bisa dipahami giliran komparator B yang bekerja dan kembali memicu transistor Q1 menjadi OFF. Ini menyebabkan keluaran pin 3 kembali menjadi high (VCC). Demikian seterusnya berulang-ulang sehingga terbentuk sinyal osilasi pada keluaran pin3.
13
Gambar. 2.14 Rangkaian astable IC 555 Satu hal yang menarik dari komponen IC 555, baik timer aplikasi rangkaian monostable maupun frekuensi osilasi dari rangkaian astable tidak tergantung dari berapa nilai tegangan kerja VCC yang diberikan. Tegangan kerja IC 555 bisa bervariasi antara 5 sampai 15 Vdc. Tingkat keakuratan waktu (timing) yang dihasilkan tergantung dari nilai dan toleransi dari resistor dan kapasitor eksternal yang digunakan. Untuk rangkaian yang tergolong time critical, biasanya digunakan kapasitor dan resistor yang presisi dengan toleransi yang kecil. Pada banyak nota aplikasi, biasanya juga ditambahkan kapasitor 10 nF pada pin 5 ke ground untuk menjamin kestabilan tegangan referensi 2/3 VCC 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 14
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 dari ilmuwan Georg Ohm. Satu ohm (yang diukur oleh alat ohm-meter) adalah hambatan listrik pembawa arus yang menghasilkan perbedaan tegangan satu volt ketika arus satu ampere melewatinya.
Gambar. 2.15 Resistor 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
Potensiometer Komponen ini pada dasarnya terdiri atas suatu lintasan dari sejenis bahan
resistif yang di geseri jari kontak. Bahan resistif tersebut nilainya dapat 15
berubah-ubah dengan jalan menggeser atau memutar toggle pada alat tersebut. Sehingga nilai resistor dapat kita tetapkan sesuai dengan kebutuhan.
Potensio meter pin out : Khaki 1 : Input Kaki 2 : Output Kaki 3 : Ground
Gambar. 2.16 Potensiometer Ada berbagai jenis resistor yang dibuat, dari lilitan tunggal jenis geser terbuka atau tertutup, sampai lilitan banyak. Komponen ini bisa ditujukan hanya sebagai resistansi yang mempersyaratkan dapat di-preset dan karena itu hanya disetel beberapa kali saja selama umur operasionalnya, atau sebagai pengendali yang diperlukan untuk diubah-ubah secara terus-menerus di sepanjang lintasannya. Yang tersebut terakhir ini harus kokoh, mantap dan mampu diputari beribu-ribu kali sebelum menjadi rusak. Pada umumnya persyaratan bagi suatu potensiometer termasuk dalam salah satu dari kategori di bawah ini : ¾ Preset atau trimmer ¾ Pengendalian serbaguna ¾ Pengendalian ketelitian 2.4.3 Kondensator Elektrolit (ELCO
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 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 16
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 :
1) Memilik polaritas yakni positip dan negatip 2) Untuk meratakan riak pada rectifier / penyearah arus. 3) Nilai kapasitasnya dinyatakan dalam μF dan dengan tegangan kerja tertentu yang tidak boleh dilampaui. 4) Kerusakan yang sering terjadi adalah konslet,kering,bocor,atau meletus. 5) Bentuk phisik kapasitor elektrolit seperti gambar ini :
Gambar. 2.17 Kapasitor Elektrolit
17
BAB III
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT
3.1
PERANCANGAN SISTEM Jam Digital ini dirancang dengan metode pencacahan bilangan biner yang mana
proses pencacahan di tentukan oleh pulsa-pulsa tegangan dalam bentuk gelombang persegi yang dihasilkan oleh IC timer 555. Gelombang persegi yang dihasilkan oleh IC 555 di jadikan pemicu kepada IC 74HC190 dimana IC 74HC190 ini adalah IC yang dapat mencacah 10 bit, yaitu 0000 s/d 1001 (dalam bentuk biner) atau 0 s/d 9 (dalam bentuk desimal).
Clock
Counter
LED Seven Segmen
Gambar. 3.1 Doagram Blok Jam Digital 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 display dari jam:menit:detik digunakan Decoder Display 7-Segmen dimana tampilan untuk merepresentasikan jam:menit:detik sebagai berikut :
18
Gambar. 3.2 Display Jam digital
3.2
PEMBUATAN RANGKAIAN TIMER (Clock ) Untuk dapat menghasilkan pewaktu (timer) digunakan IC 555 yang dapat
membangkitkan keluaran dalam bentuk gelombang persegi seperti pada gambar :
Gambar. 3.3 Clock IC 555 Frekuensi keluarannya adalah : F = 1.44 / [ ( Ra + 2Rb).C ]
19
Gambat. 3.4 Output Pulsa Potensiometer pada rangkaian di maksudkan agar keluaran gelombang persegi dari IC 555 dapat diatur sehingga dapat digunakan untuk mempercepat proses pencacahan dalam rangkaian jam digital sebagai pemastian apakah rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang di inginkan.
3.3
PENCACAH (Counter) Pencacah adalah sebuah register yang mampu menghitung jumlah pulsa detak
yang masuk melalui masukan detakannya. Dalam bentuk yang paling sederhana, piranti ini merupakan ekivalen elektronik dari sebuah odometer.
Gambar. 3.5 IC Counter 74HC190
20
Counter terdiri atas flipflop yang dihubungkan secara seri, perubahan state pada tahap pertama mempengaruhi tahap berikutnya dan seterusnya. Counter merupakan rangkaian yang dapat menyimpan pulsa, mengeluarkan pulsa bila simpanan mencapai angka tertentu. Counter umumnya memberikan indikasi hasil hitungannya berupa Binary Coded Decimal, sehingga dengan bantuan BCD to 7 segment decoder hasil hitungannya dapat di display. Perhitungan pulsa dengan IC 74190 dikarenakan perhitungan IC Counter ini sampai Sembilan digit, sehinga lebih muda untuk merekayasa jam digital.
Gambar. 3.6 Proses Perhitungan Pulsa Pemecah sandi (decoder) merupakan suatu rangkaian logika terintegrasi yang berfungsi untuk menampilkan kode-kode biner menjadi tanda-tanda yang dapat
21
ditanggapi secara visual. Sesuai dengan ragam cara penyandian, maka dapat dijumpai beragam tipe dekoder, yang salah satu diantaranya dekoder BCD ke dasan. Dekoder yang akan dipelajari dalam percobaan ini mempunyai 4 saluran masukan, dan 7 saluran keluaran. Sinyal keluaran 0 dari dekoder ini akan mengaktifkan (menyalakan) salah satu ruas LED pada peraga 7 ruas LED pada peraga 7 ruas.
Gambar. 3.7 Pencacah Sandi BCD Ke Seven Segmen Untuk menyatakan bilangan desimal dalam peraga seven segment, maka table kebenarannya ditunjukkan pada tabel 3.1. Berdasarkan tabel tersebut dapat ditentukan fungsi logika dari masing-masing ruas. Pada percobaan ini, fungsi tersebut dikembangkan sehingga hanya diperlukan gerbang AND, OR, dan NOR masingmasing satu IC untuk menyusun rangkaian logika tiap ruas.
22
Tabel. 3.1 Tabel Kebenaran Pembuka Sandi 4 bit Ke LED 7 Segmen
Gambar. 3.8 IC 7447
23
Ini berarti kehadiran IC TTL 7447 telah menyederhanakan kerumitan rangkaian, sehingga berpuluh IC dapat digantikan dalam satu untai. IC 7447 biasanya digunakan untuk
enampilkan data dari IC pencacah yang kemudian ditampilkan pada seven
segment. IC 7490 merupakan suatu pencacah sepuluh yang akan mencacah maju dari 0 sampai dengan 9. Kecepatan cacahan pada IC 7447 bergantung kepada frekuensi clock yang digunakan.
24
BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN ANALISIS HASIL UJI ALAT
Jam digital ini bekerja berdasarkan pulsa digital berupa tekangan tinggi ( High ) dan tegangan rendah ( Iow ), dimana tegangan tinggi berupa code pulsa 1 dan tegangan rendah 0. Untuk menghasilkan pulsa tersebut dibutuhkan komponen IC 555 untuk pencacah dan pengubah dari tegangan DC ke pulsa digital atau persegi. Jam ini menampilkan gambaran tentang detik,menit dan jam pada layar penampilanya. Untuk menggunakan jam ini ada tombol power, reset, setelan angka menit, dan jam. 4.1
RANGKAIAN PENETU WAKTU Rangkaian jam digital ini menggunakan tiga penentu waktu, yaitu: -
Penentu waktu dalam bentuk detik,
-
Penentu waktu dalam bentuk menit dan,
-
penentu waktu dalam bentuk jam. Masing-masing rangkaian penentu waktu terdiri dari IC counter sebagai
pencacah dan IC gerbang digital sebagai pengeksekusi transisi ke rangkaian penentu waktu berikutnya.
4.2
RANGKAIAN WAKTU DALAM BENTUK DETIK Pada rangkaian ini, IC 74HC190 hanya mencacah dari 0 s/d 59. Terdiri dari 2 IC
74HC190 sebagai perwakilan satuan dan puluhan.
25
Gambar. 4.1 Rangkaian Penentu Waktu Dalam Detik 4.3
RANGKAIAN PENENTU DALAM BENTUK MENIT Pada rangkaian ini, IC 74HC190 hanya mencacah dari 0 s/d 59. Terdiri dari 2 IC
74HC190 sebagai perwakilan satuan dan puluhan.
Gambar. 4.2 Rangkaian Penentu Waktu Dalam Menit 4.4
RANGKAIAN PENENTU DALAM BENTUK JAM Pada rangkaian ini, IC 74HC190 hanya mencacah dari 0 s/d 2. Terdiri dari 2 IC
74HC190 sebagai perwakilan satuan dan puluhan. 26
Gambar. 4.3 Rangkaian Penentu Waktu Dalam Jam 4.5
RANGKAIAN DECODER (Desimal Ke Tampilan Tujuh Segment) Pada rangkaian ini data biner yang didapat dari IC 74HC190 diubah menjadi biner
yang sesuai dengan tampilan tujuh segment sehingga dapat menampilkan angka.
Gambar. 4.4 Proses Decoder
27
Gambar. 4.5 Simulasi Pulsa. Tabel. 4.1 Tabel Kebenaran Pembuka Sandi 4-bit Ke 7 LED
28
Gambar. 4.6 Jam Digital
4.6
UJI COBA JAM DIGITAL SELAMA 24 JAM
Tanggal : 21 July 2009 Tabel. 4.2 Tabel Uji Coba Perbandingan Jam Analog Dan Digital Jam Analog 06 : 00 PM 11 : 00 PM 07 : 00 AM
Jam Digital 06 : 00 PM 11 : 00 PM 07 : 00 PM
29
Keterangan √ √ √
BAB V KESIMPULAN
Alat ini dibuat dengan menggunakan serangkaian IC TTL standard dengan pengaplikasiannya masing-masing, seperti Encoder, Decoder, Counter, Flip-flop dan rangkaian-rangkian logika lainnya. Sebagai penghasil clocknya, digunakan IC 555 sebagai timer dengan gabungan rangkaian antara resistor dan capasitor sehingga dapat menghasilkan clock berupa Jam digital dengan tampilan layar berupa Jam, Menit, dan Detik. Jam digital dapat bekerja dengan baik selama 24 jam, setelah di uji coba selama 24 jam dengan tingkat presisi waktu yang sama dengan jam analog. Denangan tampilan display berupa angka decimal setiap orang dapat membaca waktu lebih mudah dikarenakan layar penetu waktu langsung dengan angka.
30
DAFTAR PUSTAKA
¾ Elektronika Komputer Digital penulis Albert Paul Malvino. ¾ http://www.electroniclab.com/index.php?option=com_content&view=article&id= 16:ic-timer-555&catid=7:labanalog&Itemid=8 ____ Sabtu_12_Januari_2009 ¾ http://translate.google.co.id/translate?hl=id&sl=en&u=http://rollit.roll.co.id/area% 252051/sites/roll/sports/index.php%3Foption%3Dcom_awiki%26view%3Dmedia wiki%26article%3DList_of_7400_series_integrated_circuits%26Itemid%3D61&e i=GAdiSr60PI7e7AOSso2bDw&sa=X&oi=translate&resnum=3&ct=result&prev =/search%3Fq%3Dic%2B74190%26hl%3Did%26cr%3DcountryID ____Sabtu_12_Januari_2009 ¾ http://www.google.co.id/search?hl=id&q=ELEKTRONIKA+DIGITAL+DASAR &meta=cr%3DcountryID ___Minggu_25_Februari_2009 ¾ http://bambangherlandi.web.id/?p=127 __Kamis_17_Mei_2009 ¾ http://www.electroniclab.com/index.php?option=com_content&view=article&id= 16:ic-timer-555&catid=7:labanalog&Itemid=8 _____Kamis_17_Mei_2009
31
