1. LAPORAN PROJECK
ELEKTRONIKA 1
MODULO 10 DENGAN PENGAPLIKASIAN
LAMPU LED & SEVEN SEGMENT
Disusun Oleh Kelompok 08 :
Nama / Nim : Ahmad Syariffudin Syifa 11/320460/DPA/04153
Nama / Nim : Eko Prastia 11/320389/DPA/04117
Nama / Nim : Hastuti Sulistya Ningrum 11/320436/DPA/04075
LABORATORIUM D3 ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI
SEKOLAH VOKASI
UNIVERSITAS GADJAH MADA
YOGYAKARTA
2012
2. 1. ALAT DAN BAHAN
- Cutter - PCB secukupnya
- Setrika - Jack DC 1 pcs
- Baskom - Lampu Led 4 pcs
- Bor - Kabel (jumper) secukupnya
- Solder - Swicth 1 pcs
- Tang - Resistor 5 pcs
- Atraktor - 7 Segment 1 pcs
- Adaptor - IC 7437 2 pcs
- Tenol/Timah - IC 7447 1 pcs
- FeCl - IC 7400 1 pcs
- Skematik siap cetak (pada kertas glossi)
2. CARA KERJA
Pencacah atau penghitung (counter) merupakan piranti yang penting fungsinya
dalam suatu sistem rangkaian digital. Suatu pencacah akan menghitung jumlah daur
yang dilewati oleh pulsa clock pemicunya. Rangkaian ini tersusun dari beberapa buah
JKFF yang terpicu pada pinggiran positif atau negatif, dengan fungsi-fungsi set dan
clear-nya.
Gambar 2.1 JKFF
3. Pencacah 4 bit disusun dari 4 buah JKFF dengan keluaran dari setiap FF akan
memicu FF yang ada di belakangnya. Suatu sinyal clock memicu FF A pada saat
pulsa itu tiba. Selanjutnya keluaran FF A akan memicu FF B, dengan keluaran FF B
memicu FF C, yang pada akhirnya keluaran FF C akan memicu FF D.
Cara kerja dari rangkaian ini dapat dijelaskan sebagai berikut :
1. Misalkan pada keadaan awal semua FF telah direset, sehingga setiap FF
mempunyai keluaran nol. Jadi sebelum datang pulsa clock pertama diperoleh
DCBA = 0000.
2. Ketika pulsa clock pertama tiba (clock=1), maka FF A akan dipicu sehingga
diperoleh A=1, sedangkan FF lainnya belum bekerja dan tetap pada keadaan
awalnya. Untuk daur yang pertama diperoleh keluaran DCBA = 0001.
3. Ketika pulsa clock kedua tiba, maka FF A kembali dipicu sehingga keluarannya
berubah dari menjadi rendah (A=0). Perubahan keadaan pada A merupakan
picuan pada FF B, sehingga menghasilkan B=1. sedangkan FF C dan D tetap pada
keadaan awalnya. Untuk daur ini diperoleh DCBA = 0010.
4. Ketika pulsa clock ketiga tiba, maka FF A akan dipicu kembali sehingga keluaran
A menjadi tinggi. Sedangkan FF lainnya tetap berada pada keadaan terakhirnya.
Dengan demikian pada daur ini diperoleh DCBA = 0011.
5. Untuk pulsa clock keempat, FF A terpicu sehingga keluaran untuk FF ini menjadi
rendah. Perubahan keluaran FF A ini merupakan picuan untuk FF B sehingga
keluaran FF B berayun menjadi rendah (B=0). Perubahan keluaran FF B ini akan
memicu FF C sehingga keluaran dari FF C yang semula rendah menjadi tinggi
(C=1). Karena FF D belum terpicu, maka keluaran pada daur ini DCBA = 0100.
Demikian untuk seterusnya didapatkan bahwa FF A akan selalu terpicu oleh pulsa
clock, sedangkan FF B terpicu oleh keluaran FF A. FF C terpicu keluaran FF B,
dan FF D akan terpicu oleh keluaran FF C. Secara singkat dikatakan bahwa setiap
keluaran dari masing-masing FF akan memicu FF lain yang ada dibelakangnya.
4. Gambar 2.2 Gelombang FF
Outputan dari flip flop pencacah tak sinkron modulo 10 ini ditampilkan pada 4
buah lampu LED sebagai output DCBA dari FF dan7 segment display dengan counter
up atau mulai menghitung maju dari 0 sampai 9 kemudian dia akan kembali ke
keadaan 0.
Seven segment ialah input biner pada switch dikonversikan masuk ke dalam
decoder, baru kemudian decoder mengkonversi bilangan biner tersebut menjadi
desimal, yang nantinya akan ditampilkan pada 7segment. 7 segment display tersusun
atas 7 bagian yang setiap bagiannya merupakan LED (Light Emitting Diode) yang
dapat menyala. Salah satu cara untuk menghasilkan sinyal-sinyal pengendali dari
suatu 7 segment display yaitu dengan menggunakan sebuah decoder yang sesuai
fungsinya yaitu IC 7447 (untuk seven segment common-annode). 7 segment decoder
membutuhkan 4 input sebagai angka berbasis heksadesimal yang dinyatakan dalam
bahasa mesin (bilangan berbasis biner) kemudian sinyal-sinyal masukan tersebut akan
diterjemahkan decoder ke dalam sinyal -sinyal pengendali 7 segment display. 4
inputan ini berasal dari mod10 yaitu input ABCD. Sinyal-sinyal pengendali berisi 7
sinyal yang setiap sinyalnya mengatur aktif-tidaknya setiap LED. Maka outputan dari
FF seperti di atas masuk ke 4 inputan decoder seperti di bawah, dan selanjutnya
hingga display menyala.
Gambar 2.3 Decoder dan 7 segment
5. 3. RANGKAIAN ELEKTRONIK
Gambar 3.1 Rangkaian Digital
4. DESAIN PCB
Gamabar 4.1 Desain Board Pada PCB
6. 5. HASIL
Gambar 5.1 Alat
Setelah dilakukannya pembuktian maka, pada 7 segment keluar angka 0-9
namun outputan ini keluar secara acak atau mengalami bounching. Seharusnya dari
alat ini memiliki data hasil dan outputan yang sebagai berikut :
Clock qD qC qB qA a b c d e F g output
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1
0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0
0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0
0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0
0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0
0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0
0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
7. Hal ini dikarenakan clock yang digunakan, yang menyebabkan bounching.
Dimana dalam satu kali clock ia masih meninggalkan gelombang pulsa untuk
dilanjutkan pada clock berikutnya. Sehingga angka yang keluar pada 7 segment
menjadi acak atau melompat-lompat.
Gambar 5.2 Ilustrasi Bouncing
6. PEMBAHASAN
Pencacah atau counter merupakan rangkaian logika sekuensial yang berfungsi
mencacah atau menghitung jumlah pulsa clock yang masuk. Pencacah dibangun dari
beberapa flip-flop. Sebuah flip-flop mempunyai keadaan 0 (rest) dan keadaan 1 (set),
sehingga sederetan n buah flip-flop mempunyai 2n keadaan yang berbeda. Di dalam
penggunaannya sebagai pencacah pulsa, setiap satu keadaan dari 2n keadaan,
digunakan untuk menyatakan jumlah pulsa yang masuk pencacah. Dengan demikian
hubungan antara flip-flop yang satu dengan yang lain sedemikian rupa sehingga
keadaannya akan berubah secara berurutan setiap kali ada pulsa masuk.
Pencacah terdiri dari asynchronous counter (pencacah tak sinkron) dan
synchronous counter (pencacah sinkron). Disini kami menggunakan pencacah tak
sinkron, ini dikarenakan Operasi pada pencacah tak sinkron dapat dimodifikasi
sedemikian rupa sehingga flip-flop dapat didetaki secara serempak oleh pulsa-pulsa
masukan. Operasi ini dikenal sebagai mode sinkron yang mengurangi waktu tunda
propogasi pada pencacah sehingga meningkatkan frekuensi operasinya. Frekuensi
maksimum dari pulsa masukan dibatasi tunda propogasi pada pencacah di setiap flip-
flop seperti di setiap pengendali sistem.
8. Untuk pencacah modulo 10, maka pencacah ini dapat disusun dengan
memodifikasi pencacah modulo 16. Caranya dengan mereset semua FF pada urutan
cacahan yang kesepuluh. Artinya pada urutan cacahan yang kesepuluh, semua FF
akan direset sehingga diperoleh DCBA = 0000. Maka angka yang akan muncul
menghitung dari 0 sampai 9. Pada hitungan 10 (1010), counter kembali reset menjadi
0 (0000). Agar Qd dan Qb bersama-sama mencapai nilai 0,maka harus di-NANkan,
dan hasilnya diberikan kepada input Clear dari seluruh Flip-Flop.
Gambar 2.2 Gelombang FF
Qa = 遜 frekuensi sinyal clock
Qb = 遜 frekuensi Qa = 村 frekuensi sinyal clock
Qc = 遜 frekuensi Qb = 1/8 frekuensi sinyal clock
Qd = 遜 frekuensi Qc = 1/16 frekuensi sinyal clock
Dalam elektronika digital seringkali diperlukan penyimpanan data sementara
sebelum data diolah lebih lanjut. Elemen penyimpanan dasar ialah flip-flop. Setiap
flip-flop menyimpan sebuah bit data, sehingga untuk menyimpan n-bit data
diperlukan n-buah flip-flop yang disusun sedemikian rupa dalam bentuk register.
Pencacah asinkron mempunyai sifat kerja saling menunggu,maka akan terjadi
penundaan antara respon dari tiap-tiap Flip-flop. Pada Flip-flop modern penundaan ini
sangat kecil (10-40 ns), tapi dalam beberapa hal penundaan ini dapat menyulitkan
karena cara bekerjanya. Jenis pencacah ini juga umum dikenal sebagai ripple counter.
Nah inilah yang mengakibatkan keluaran dari inputan itu menjadi acak atau
melompat-lompat dari angka yang seharusnya muncul.
Outputan dari flip flop pencacah tak sinkron modulo 10 ini ditampilkan pada 4
buah lampu LED sebagai output DCBA dari FF dan7 segment display dengan counter
9. up atau mulai menghitung maju dari 0 sampai 9 kemudian dia akan kembali ke
keadaan 0. Seven segment ialah input biner pada switch dikonversikan masuk ke
dalam decoder, baru kemudian decoder mengkonversi bilangan biner tersebut menjadi
desimal, yang nantinya akan ditampilkan pada 7segment. 7 segment display tersusun
atas 7 bagian yang setiap bagiannya merupakan LED (Light Emitting Diode) yang
dapat menyala. Jika 7 bagian diode ini dinyalakan dengan aturan yang sedemikian
rupa, maka ketujuh bagian tersebut dapat menampilkan sebuah angka heksadesimal. 7
segment display membutuhkan 7 sinyal input untuk mengendalikan setiap diode di
dalamnya.
Setiap diode dapat membutuhkan input HIGH atau LOW untuk
mengaktifkannya, tergantung dari jenis seven-segmen display tersebut. Pada alat ini 7
segment yang digunakan yaitu yang bertipe common-annode, yang membutuhkan
input LOW untuk mengaktifkan setiap diodenya, semua common-annode dalam 7
segment diparallel dan semua itu dihubungkan ke VCC dan kemudian led
dihubungkan melalui tahanan pembatas arus keluar dari penggerak led, menggunakan
resistor supaya tegangan yang masuk ke seven segment common-annode terlebih
dahulu ditahan oleh resistor sehingga common-annode tersebut tidak cepat rusak.
Karena dihubungkan ke VCC , maka common-annode ini berada pada kondisi aktif
low, (led akan menyala/aktif bila diberi logika 0).
Salah satu cara untuk menghasilkan sinyal-sinyal pengendali dari suatu 7
segment display yaitu dengan menggunakan sebuah decoder yang sesuai fungsinya
yaitu IC 7447 (untuk seven segment common-annode). 7 segment decoder
membutuhkan 4 input sebagai angka berbasis heksadesimal yang dinyatakan dalam
bahasa mesin (bilangan berbasis biner) kemudian sinyal-sinyal masukan tersebut akan
diterjemahkan decoder ke dalam sinyal -sinyal pengendali 7 segment display. 4
inputan ini berasal dari mod10 yaitu input ABCD. Sinyal-sinyal pengendali berisi 7
sinyal yang setiap sinyalnya mengatur aktif-tidaknya setiap LED. Maka outputan dari
FF seperti di atas masuk ke 4 inputan decoder seperti di bawah, dan selanjutnya
hingga display menyala.
10. 7. KESIMPULAN
1. Counter up adalah rangkaian yang tersusun dari beberapa FF dan berfungsi untuk
pengkonfersidar biner ke desimal (dari output lampu ke7-segment ), outputnya
dari 0-9. Untuk pencacah tak sinkron modulo 10, digunakan 4 buah JK Flip Flop.
2. Input clock pada masing - masing flip - flop pada rangkaian pencacah tak sinkron
tidak sama dengan pencacah sinkron. Flip - flop pertama terhubung dengan clock
dari luar, lalu flip - flop yang lain terhubung dengan output dari flip - flop yang
terintegrasi satu dengan lainnya.
3. Perubahan bit terjadi pada saat clock pada posisi efektif, yaitu pada saat clock sisi
turun (1 ke 0).
4. Bounching dimana dalam satu kali clock ia masih meninggalkan gelombang pulsa
untuk dilanjutkan pada clock berikutnya. Sehingga angka yang keluar pada 7
segment menjadi acak atau melompat-lompat.
5. Modulo 10 ini dapat diaplikasikan menjadi traffic light sederhana, yang
disambungkan dengan ic 555 sebagai timer. Jadi timer ini digunakan untuk
pemberian pulsa clock secara otomatis.
6. Seven segment ialah input biner pada switch dikonversikan masuk ke dalam
decoder, baru kemudian decoder mengkonversi bilangan biner tersebut menjadi
desimal, yang nantinya akan ditampilkan pada 7segment.
11. Lampiran Pembagian Tugas :
1. Nama / Nim : Ahmad Syariffudin Syifa 11/320460/DPA/04153
- Merencanakan alat
- Membuat skematik
- Merakit alat
2. Nama / Nim : Eko Prastia 11/320389/DPA/04117
- Merakit alat
- Membuat Lapotan dalam format PPT
3. Nama / Nim : Hastuti Sulistya Ningrum 11/320436/DPA/04075
- Membuat Desain PCB
- Merakit alat
- Membuat laporan dalam format dokumen
