LAPORAN TUGAS AKHIR MATA KULIAH ELEKTRONIKA DIGITALPENGHITUNG PANJANG KABELDiajukan untuk Memenuhi Tugas Final Project Mata Kuliah Elektronika Digital Dosen Pembimbing : Drs. Jusuf Bintoro

Disusun oleh: Nama No.Reg : Brian artha ardiansyah : 5215.09.7015

Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro Program Studi Pend. Teknik Elektronika UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA

2012

KATA PENGANTARDengan memanjatkan puji syukur kepada Tuhan yang telah melimpahkan karunia kepada umat-Nya, akhirnya penulis dapat menyelesaikan Tugas Final Project Mata Kuliah Elektronika Digital. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Drs. Jusuf Bintoro, selaku pembimbing Mata Kuliah Elektronika Digital. 2. Bapak dan Ibu dosen di Jurusan Elektronika. 3. Rekan-rekan yang ada di jururan Elektronika Universitas Negeri Jakarta. Penulis menyadari bahwa tugas final project ini masih banyak kekurangan oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran agar bisa lebih berkembang, dan menjadi lebih sempurna di masa yang akan datang.

Jakarta, Juni 2012

Penulis,

DAFTAR ISIKata Pengantar Daftar Isi BAB I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah 1.2. Identifikasi Masalah 1.3. Pembatasan Masalah 1.4. Perumusan Masalah 1.5. Tujuan Pembuatan Alat 1.6. Relevan BAB II. KERANGKA TEORITIS dan KERANGKA BERFIKIR 2.1. Kerangka Teoritis Alat dan Komponen 2.1.1. Counter 2.1.2. Sensor a). Dioda LED b). Sensor cahaya / LDR 2.1.3. Peraga LED Seven Segment 2.1.4. Pencacah 2.2. Kerangka Berpikir 2.3. Cara Kerja Bab III. METODE dan PENGUKURAN 3.1. Skema Alat dan Rangkaian 3.1.1. Rangkaian Sensor 3.1.2. Rangkaian Counter 3.1.3. Layout PCB Bab IV. KESIMPULAN dan SARAN 4.1. Kesimpulan 4.2. Saran DAFTAR PUSTAKA

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masyarakat modern ingin sekali memperbaiki dan mengubah sistem alat tradisional yang kurang efektif dan efisien. Maksudnya yaitu manusia ingin sekali mengadakan perbaikan dan perubahan sistem, semula sistem tradisional menjadi sistem otomatis. Ditandai oleh suatu ciri berkurangnya campur tangan manusia dalam mengoprasikan alat. Salah satunya adalah alat penghitung otomatis. Seringkali, orang ingin mudah menghitung jumlah produksi yang dihasilkan, fungsi alat ini adalah menghitung panjang kabel dalam satuan meter. Alat ini dapat digunakan didalam pabrik, dalam pergudangan, atau perdagangan dan lain-lain. Alat ini dapat memperkecil atau mengantisipasi manakala terjadi kesalahan penghitungan dalam produksi yang dihasilkan. Karena alat ini mengetahui yang sudah dihitung dan siap dipaking. Untuk mengatasi hal tersebut dibutuhkan instrumen yang mampu melakukan pencatatan dan penyimpanan data. Data hasil pencatatan dapat ditampilkan di PC. Salah satunya teknik pencatatan dan penyimpanan data yang akurat adalah dengan menggunakan metode data logger sedang untuk menampilkan data ke PC menggunkan jalur komunikasi serial. Pada tugas akhir ini telah dicoba mengimplementasikan Elektronika Digital untuk membuat instrumen yang dapat melakukan pencatatan produk semen (semen yang telah terbungkus) dan data hasil pencatatan telah ditampilkan ke PC serta data tersebut dapat disimpan pada database komputer untuk kebutuhan yang diperlukan. 1.2. Tujuan Tujuan tugas akhir ini adalah mengimplementasikan Elektronika Digital untuk dapat melakukan proses pencatatan jumlah produk barang yang dapat ditampilkan ke komputer. 1.3. Permasalahan Dalam mengerjaan tugas akhir ini ada beberapa permasalahan yang harus diselesaikan. Permasalahan tersebut antara lain:

1. Keakuratan Lampu Led untuk memantulkan cahaya ke LDR. 2. Penentuan Lampu untuk sensor dalam menangkap keberadaan barang produksi

sehingga tepat dibaca oleh segmen-segmen.3. Penentuan LDR pengirim data serial dan delay pembaca di segmen-segmen

sehingga didapatkan perbedaan LDR diantara keduanya sekecil mungkin.4. Bagaimana menampilkan di segmen-segmen. 5. Bagaimana menyimpan di segmen-segmen. 6. Bagaimana

mengimplementasikan

komponen

Counter

sehingga

dapat

menampilkan jumlah barang. Bagaimana mendeteksi barang yang berdekatan agar tidak salah membaca. 1.4. Batasan Masalah Agar penelitian dan pembahasan peneliti dapat dilakukan lebih cermat dan terarah maka permasalahan pada tugas akhir ini dibatasi oleh beberapa hal sebagai berikut: 1. Sensor yang digunakan adalah LDR , jaraknya maksimal antara transmitter dengan receiver adalah 1 meter. 2. Sensor mendeteksi dan menghitung barang. 3. Barang yang akan dihitung tidak boleh saling berdempetan. 4. Jumlah maksimum yang digunakan untuk mengambil data I.5. Tujuan Pembuatan Alat Dari hasil penelitian tersebut diharapkan pembuatan alat sistem penghitung otomatis dapat bermanfaat dalam kehidupan diantaranya : a) Dapat digunakan sebagai alat penghitung secara otomatis b) Dapat mengefisienkan kerja, karena sudah dibuat alat yang bekerja secara otomatis. 1.6. Relevansi Hasil yang diperoleh dari tugas akhir ini diharapkan dapat membantu industri baik industri kecil, menengah maupun besar dalam menjalani tugas mencatat, memonitoring dan mengetahui jumlah produk yang telah diproduksi dalam skala waktu

tertentu. Selain itu juga, hasil tugas akhir ini diharapkan dapat menjadi referensi bagi peneliti selanjutnya untuk mengembangkannya.

BAB II KERANGKA TEORITIS DAN KERANGKA BERFIKIR

2.1. Kerangka Teoritis 2.1.1. Counter Counter adalah bagian dari sistem digital yang di operasikan sebagai penghitung atau pencacah. Counter terdiri dari 2 jenis diantaranya yaitu: 1.Synchronus Counter(pencacah sinkron) 2.Asynchronus Counter(pencacah tak sinkron) Synchronus Counter adalah pencacah yang menggunakan output flip-flop secara berotasi serempak dalam satu kendali clock. Keadaan ini disebabkan sistem pemasangan flip-flop yang dipasang jajar dari satu sumber sinyal clock. Oleh sebab itu pencacah sinkron disebut pencacah jajar. Asynchronus Counter adalah pencacah yang menggunakan flip-flop yang dipasang secara berderet. Oleh karena itu pencacah ini disebut Serial Counter. Output dari masing-masing flip-flop yang digunakan akan berotasi secara berurutan langkah demi langkah. Hal ini disebabkan sistem pemasangan flip-flop yang dihubungkan dengan sinyal clock sedang flip-flop yang lainya mendapat sinyal output flip-flop di depannya. Dasar dari rangkaian Asinkron Counter adalah JK flip-flop yang dioperasikan sebagai JK toggle yaitu dimana kedua input J dan K diberi nilai logika 1. Dalam keadaan JK flip-flop tersebut berfungsi sebagai pembagi 2. Terapan rangkaian ini banyak digunakan sebagai penunda frekuensi.Output flip-flop kedua menjadi input clock flip-flop ketiga menjadi input clock flip-flop keempat. Dengan kondisi seperti ini masing-masing flip-flop akan berfungsi sebagai pembagi 2 sinyal atau frekuensi di depannya atau dengan kata lain frekuensi output JK flip-flop adalah setengah frekuensi sinyal yang diberikan.,bahwa keluaran Q0, Q1, Q2 dan Q3 menunjukan representasi biner dari banyaknya pulsa yang diumpankan ke dalam pencacah. Untuk pencacah yang menggunakan empat tingkat Flip-Flop,

banyaknya pulsa yang dapat dihitung adalah sebanyak 24= 16 pulsa ( pulsa 0 sampai 15 ) pencacah akan kembali ke status awal pada pulsa ke enambelas.

Alat dan Komponen Komponen IC 74 LS 93 IC 74 LS 47 IC CA 3140 Seven Segment (common anoda) Resistor 330 Resistor 10K Resistor 1K Resistor 4K7 Resistor 470 ohm Trimpot 20K LDR LED Transistor C 828 IC L 7805 PCB Polos FeCl3 / Fericlorid Spidol Permanent OHP Pengenalan Komponen Unit 3 buah + soket 3 buah + soket 1 buah + soket 3 buah 21 buah 1buah 2 buah 1 buah 1 buah 1 buah 1 buah 2 buah 1 buah 1 buah 1 lembar 1 buah 1 buah

Dalam rangkaian digital terdapat beberapa komponen yang menjadi dasar dari rangkaian tersebut. Komponen tersebut adalah :

1. 74LS47 (BCD to 7-Segment Decoder)

Fungsi dari IC 7447 adalah untuk merubah bit-bit biner ke angka decimal yang lebih mudah dibaca.

Berikut ini adalah gambar IC SN74LS47, berikut diagram dalamnya; 1. Data sheet kaki IC 74LS47

2. IC 74LS93 (Decade and Binary Counter)

Data sheet kaki IC 74LS93

3. IC CA3140

Pada pembuatan alat ini digunakan jenis Asinkron Counter dimana output flipflop dari counter tersebut akan berubah kondisi secara berurutan, dan tiap-tiap perubahannya dapat dibaca sebagai hitung bilangan biner mulai dari 0,1,2,...9 kemudian akan kembali lagi ke keadaan, seperti terlihat pada tabel di bawah ini.

Pulsa Ke 0 1 2 D 0 0 0

Output pada IC counter C B 0 0 0 0 0 1

Tampilan A 0 1 0 7-segment 0 1 2 dst

2.1.2. Sensor a). Dioda LED Dioda LED merupakan komponen yang dapat menghasilkan cahaya, seperti halnya bola lampu. Cahaya yang digunakan dalan rangkaian ini adalah cahaya lampu yang berwarna putih. Cahaya dari dioda LED ini yang nantinya digunakan untuk memberikan berkas sinar kepada LDR pada rangkaian sensor, yang berfungsi untuk merubah nilai hambatan pada LDR, sehingga rangkaian sensor akan bekerja, dan output rangkaian sensor tersebut akan dihubungkan dengan rangkaian counter, sehingga rangkaian counter tersebut akan bekerja berdasarkan sensor.

b). LDR (light dipendent resistor) Disebut LDR karena nilai dari hambatannya akan berubah jika permukaan LDR yang peka terhadap cahaya terkena cahaya. Nilai besar kecilnya hambatan tergantung dari kuat-lemahnya intensitas penyinaran pada permukaan LDR tersebut. Yang perlu diketahui LDR yang kita gunakan ini, saat permukaan LDR terkena cahaya maka nilai hambatannya akan menjadi lebih kecil. Sedangkan saat permukaan LDR tidak terkena cahaya, maka nilai hambatannya akan menjadi besar. 2.1.3. Peraga LED Seven Segment Peraga tujuh segment dapat disusun dengan masing-masing segment berupa suatu bilangan tipis yang menyala. Jenis unit ini disebut peragaan pijar dan sama dengan lampu biasa. Peraga LED yang biasa mengeluarkan karakteristik sinar yang berwarna merah bila dalam keaadaan menyala. Led secara dasar merupakan dioda sambungan PN, bila dioda mendapat bias maju, arus mengalir melalui sambungan PN dan cahaya yang dipancarkan dipusatkan oleh lensa plastik. Memungkinkan pemakai melihat cahaya tersebut. Banyak LED dibuat dari galium arsenida ( Gas ) dan beberapa bahan yang bersangkutan. 2.1.4. Pencacah Hampir setiap sistem digital kompleks berisi beberapa pencacah. Fungsi pencacah merupakan salah satu dari pencacahan kejadian atau periode waktu atau menempatkan kejadian secara berurutan. Pencacah juga mengerjakan beberapa pekerjaan yang tidak begitu jelas yaitu membagi frekuensi, alamat dan menyelenggarakan unit memori. Karena pengunaan pencacah sangat luas, maka sekarang telah dibuat pencacah yang terakit dalam bentuk IC. Beberapa pencacah tersedia dalam bentuk TTL dan kelompok CMOS. 2.2. Kerangka Berfikir Alat tersebut berfungsi sebagai penghitung pada suatu pabrik, rangkaian ini akan menyalakan lampu indikator penghitung secara otomatis pada waktu sensor LDR terhalang oleh suatu benda. SENSOR COUNTER

SEVEN SEGMENT

Power Supllay 2.3. Cara Kerja Alat ini bekerja dengan sistem pencacah dan sensor. ` Ketika ada barang produksi yang melewati tempat yang telah ditentukan yang telah dipasang sensor, maka rangkaian sensor tersebut akan mulai bekerja memberikan detak logika kepada rangkaian counter, sehingga rangkaian counter akan mulai munghitung berapa banyak jumlah hasil produksi yang melewati sensor tersebut. Detak dari rangkaian sensor tersebut kemudian di umpankan ke IC 7493 yang merupakan IC binary counter, yang selanjutnya bit-bit binar tersebut akan di ubah menjadi angkaangka desimal oleh IC 7447 (yang merupakan IC dekoder), bit-bit binar tersebut yang telah diubah oleh IC 7447 akan ditampilkan oleh peraga sevent segment. Tampilan pada lampu sevent segment sudah berbentuk angka desimal, mengikuti berapa banyak bit-bit binar yang telah di terjemahkan oleh IC 7447, misalkan bit binar tersebut adalah 0001, maka pada sevent segment akan menampilkan angka 1, dst... Pada rangkaian ini menggunakan 3 deret rangkaian counter, yang berarti rangkaian akan mulai menghitung mulai dari 001 sampai 999 hasil produksi, setelah pada digit ke 999 maka rangkaian ini akan kembali ke keadaan 000 dan akan mulai menghitung kembali mulai dari 001 sampai 999 dst....

BAB III METODE PENGUKURAN 3.1. Skema Alat dan Rangkaian 3.1.1.Rangkaian Sensor

Pengukuran Transistor pada rangkaian sensor;

NO. 1. 2.

Tr BD139 Kaki Basis Kaki Colektor

Sensor kena cahaya 0 volt 3,4 volt

Sensor tidak kena cahaya 0,8 volt 0 volt

Keterangan Saat sensor kena cahaya, berarti Transistor tidak aktif karena basis 0 volt. Saat sensor tidak kena cahaya, maka Transistor aktif karena kaki basis mendapat tegangan bias 0,8 volt.

3.1.2.Rangkaian Counter dan Peraga Sevent SegmentVCC

7493

7447

VCC

7493

7447

VCC

7493

7447

Gambar Rangkaian Counter

HasilPengukuran Pada tabel di bawah ini kita dapat melihat hasil pengukuran pada output IC 74LS93 sebagai berikut: No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 QD 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 QC 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 QB 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 QA 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 4V 4V 4V 4V 4V 4V 4V 4V 4V high low 0.2V 0.2V 0.2V 0.2V 0.2V 0.2V 0.2V 0.2V 0.2V 0.2V Seven segment Menunjukan angka 0 Menunjukan angka 1 Menunjukan angka 2 Menunjukan angka 3 Menunjukan angka 4 Menunjukan angka 5 Menunjukan angka 6 Menunjukan angka 7 Menunjukan angka 8 Menunjukan angka 9

3.1.3

Layout PCB Dalam pembuatan PCB digunakan teknik manual, yaitu membuat jalur

di papan PCB menggunakan spidol permanent. Berikut ini hasil dari layout pada papan PCB : 1. Layout rangkaian counter :

2. Layout rangkaian segmen-segmen :

3. Layout rangkaian sensor :

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN 4.1. Kesimpulan Setelah membahas secara mendetail , menganalisa, dan melihat fungsi dari rangkaian pada halaman-halaman sebelumnya, maka dapatlah diambil kesimpulan sebagai berikut : Alat ini merupakan salah satu aplikasi teknik digital yang menggunakan system pencacah untuk rangkaian penghitung dengan tampilan seven segment. Proses kerja alat ini adalah alat tersebut berfungsi sebagai penghitung otomatis pada suatu ruangan atau tempat, serta dapat digunakan pada aplikasi yang lainnya, tentunya dengan menyesuaikan keadaan dimana alat tersebut akan digunakan. Rangkaian ini akan menyalakan lampu peraga sevent segment sebagai tampilan dari rangkaian tersebut secara otomatis pada waktu sensor terhalang dari cahaya. 4.2. Saran

Sebagai akhir dari pembahasan masalah Sistem penghitung anda :

secara

otomatis , saya ingin memberikan saran-saran yang sedikit banyak berguna bagi Bagi yang ingin membuat alat ini supaya memperhatikan komponenkomponen pada saat pembuatan layout PCB, khususnya harus memperhatikan letak kaki IC dan sevent segment (harus dibuat letak saat dilihat dari atas juga dilihat dari bawah), hal ini bertujuan supaya tidak salah dalam penempatan kaki IC ataupun peraga sevent segment. Serta perhatikan pula saat pemasangan pada papan PCB, untuk IC sebaiknya pergunakan soket IC. Hal ini, untuk menghindari pengaruh panas dari ujung solder yang dapat merusak komponen tersebut, serta untuk memudahkan penggantian IC apabila terjadi rusak pada komponen IC tersebut.

DAFTAR PUSTAKA Lowenberg. C. Edwin. 1995. Rangkaian Elektronik. Jakarta : Erlangga. Margunadi.A.R.1990. Teori Rangkaian (Dasar-Dasar) Jakarta : Erlangga. Situs internet www.google.com http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-10393-Chapter1.pdf