eldig gasal 13-14

BAHAN AJAR

MATAKULIAH EKPERIMEN ELEKTRONIKA

DIGITAL

KODE MATAKULIAH FIS902

PROGRAM STUDI : FISIKA / PENDIDIKAN FISIKA

SEMESTER : GASAL

DOSEN PENGAMPU : Drs. SUSILO, MS

SUNARNO, S.Si, M.Si

DRS. IMAM SUMPONO, M.Si

KNISI : WASI SAKTI WIWIT P., S.Pd

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

TAHUN 2013/2014

Eksp Eldig_Panduan 2013

*- ii

PRAKTIKUM 1

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)

PEMBUATAN LAPORAN PRAKTIKUM *


*- iii

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.


*- iv

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)

d. tidak mengumpulkan lembar jawab tugas awal praktikum

e. tidak lulus pre test

f. datang terlambat lebih dari 60 menit

8. 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.

TATA TERTIB PRAKTIKUM *


*-v

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


*-vi

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


*-vii

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:

6

*2*3*1 321 NNNNA

Keterangan :

N1 : nilai pre-test

N2 : aktivitas praktikum dan laporan

N3 : project dan UAS

4. Ketentuan yang tidak tercantum pada modul ini akan disampaikan secara lisan

atau tulisan kepada praktikan.


*-viii

Nama : ..................................................................................................................

NIM : ....................................................... Prodi : ............................................

Kelompok : ....................................................... Group: ...........................................

Teman Kerja : 1. .................................................................... NIM ...............................

2. .................................................................... NIM ...............................

3. .................................................................... NIM ...............................

NO NAMA PRAKTIKUM KODE

PRE TEST PRAKTIKUM LAPORAN TGL PARAF TGL PARAF TGL PARAF

0

GERBANG LOGIKA

- - - -

1 FLIP – FLOP

R / I

2 MULTIVIBRATOR

R / I

3 COUNTER

R / I

4

PEMBAGI FREKUENSI, DECODER DAN DISPLAY

R / I

5 MULTIPLEKSER

R / I

Semarang, …………………… 2013 Dosen/Asisten

NIP.

KARTU TANDA PRAKTIKUM EKS. ELDIG *


*- ix

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

DAFTAR ISI

*


*-x

NO MINGGU KE- KEGIATAN

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 FREE

5. 5. PRAKTIKUM MATERI 1

PRE TES MATERI 1

6. 6. PRE TES MATERI 2 PRAKTIKUM MATERI 1


PRE TES MATERI 2



PRE TES MATERI 3



PRE TES MATERI 4



PRE TES MATERI 5

14. 14. FREE PRAKTIKUM MATERI 5

15. 15. INHAL/MENGAJUKAN RANCANGAN KARYA

INHAL/MENGAJUKAN RANCANGAN KARYA

16. 16. INHAL/PEMBUATAN KARYA

INHAL/PEMBUATAN KARYA

MATERI 1 : FLIP-FLOP

MATERI 2 : MULTIVIBRATOR

MATERI 3 : COUNTER

MATERI 4 : PEMBAGI FREKUENSI, DEKODER DAN DISPLAY

MATERI 5 : MULTIPLEKSER

TABEL RENCANA PRAKTIKUM *

Eksp Eldig_Pra Prak 2013

1-1

PRAKTIKUM 1

GERBANG LOGIKA

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.

GERBANG LOGIKA PRA PRAKTIKUM


1-2

Y

A

B

Macam – macam gerbang logika meliputi:

NO GERBANG

LOGIKA

SIMBOL PERSAMAAN

1 AND

BAY

2 OR

BAY

3 NOT

AY

4 NAND

BAY

5 NOR

BAY

6 Exlusive OR

(XOR))

BAY

BABAY

7 Exlusive Not OR

(XNOR)

BAY

BABAY

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:

Y

A

B

Y

A

B

Y A

Y A

B

B

A Y

Y

A

B


1-3

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

Input gerbang

Jumlah gerbang

TTL CMOS High-Speed CMOS

Inverter 1 6 7404 7408

4069 4081

74HC04 74HC08

AND 2 4 7411 4073 74HC10 OR 3 3 7421 4082

4072 74HC20 74HC4075

4 2 7432 4071 - 2 4 - 4075 74HC32 NAND 2 4 7400 4011 74HC00 3 3 7410 4013 74HC10 4 2 7420 4012 74HC20 8 1 7430 4068 - 12 1 74134 - - 13 1 74133 - - NOR 2 4 7402 4001 74HC02 3 3 7427 4025 74HC02 4 2 7425 4002 74HC02 5 2 74260 - - 8 1 - 7478 - XOR 4 2 7486

74136 4070 4030

-

XNOR 2 4 74266 4077 -

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


1-4

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


1-5

E. DATA PENGAMATAN

PERCOBAAN : GERBANG LOGIKA

NAMA : …………………………………………………………

NIM : …………………………………………………………

TANGGAL : …………………………………………………………..

TEMAN KERJA : 1. …………………………… NIM……………………

2. …………………………… NIM……………………

3. …………………………… NIM……………………

LAPORAN SEMENTARA

1. AND gate

A B Y

0 0

0 1

1 0

1 1

1 0

0 1

0 0

1 1

1 0

1 1

2. OR gate

A B Y

0 0

0 1

1 0

1 1

1 0

0 1

Penurunan Persamaan

…………………………………...

…………………………………...

…………………………………...

…………………………………...

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

Penurunan Persamaan

…………………………………...

…………………………………...

…………………………………...

…………………………………...



1-6

A B Y

0 0

1 1

1 0

1 1

3. NOT gate

A Y

0

1

0

1

1

0

4. NAND gate

A B Y

0 0

0 1

1 0

1 1

1 0

0 1

0 0

1 1

1 0

1 1

Penurunan Persamaan

…………………………………...

…………………………………...

…………………………………...

…………………………………...


Penurunan Persamaan

…………………………………...

…………………………………...

…………………………………...

…………………………………...



1-7

5. NOR gate

A B Y

0 0

0 1

1 0

1 1

1 0

0 1

0 0

1 1

1 0

1 1

6. XOR gate

A B Y

0 0

0 1

1 0

1 1

1 0

0 1

0 0

1 1

1 0

1 1

Penurunan Persamaan

…………………………………...

…………………………………...

…………………………………...

…………………………………...


Penurunan Persamaan

…………………………………...

…………………………………...

…………………………………...

…………………………………...



1-8

7. XNOR gate

A B Y

0 0

0 1

1 0

1 1

1 0

0 1

0 0

1 1

1 0

1 1

Mengetahui Semarang, 2013

Dosen / Asisten Praktikan

__________________________ __________________________ NIP. NIM.

Penurunan Persamaan

…………………………………...

…………………………………...

…………………………………...

…………………………………...


Eksp Eldig_Prak 1 2013

2-1

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.

FLIP – FLOP PRAKTIKUM

1

Eksp Eldig_2 Elins 2012

2-2

Gbr 2.3. Simbul Gate RS FF Gbr 2.4. Rangkaian Gate RS FF

3. 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


2-3

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


2-4

D. PROSEDUR PRAKTIKUM

1. Siapkan peralatan dan bahan utuk praktikum

2. Hubungkan kaki – kaki IC LS 7400 sehingga membentuk rangkaian RS Flip-

flop.

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.


2-5

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

No Input Output

R S Q Q 1 0 1

2 0 0

3 1 1

4 1 0

5 0 1

6 1 1

7 0 0

8 1 0


2-6

2. Clocked R-S Flip flop

Rangkaian Clocked RS Flip-Flop

Tabel Pengamatan

No Input Output

Clock R S Q Q 1 1 0 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

3. D Flip flop

Rangkaian D Flip-Flop


2-7

Tabel Pengamatan

No Input Output

Clock D Q Q 1 0 1

2 0 0

3 1 1

4 1 0

5 0 1

6 1 1

7 0 0

8 1 0

4. Master Slave J-K Flip Flop

Rangkaian JK Flip-Flop

Tabel Pengamatan

No Input Output

Clock J K Q Q 1 1 0 1

2 0 0 0

3 1 1 1

4 0 1 0

5 1 0 1


2-8

No

Input Output

Clock J K Q Q 6 0 1 1

7 1 0 0

8 0 1 0

5. T Flip flop

Rangkaian T Flip-Flop

Tabel Pengamatan

No Input Output

T Q Q 1 1

2 0

3 1

4 0

5 1

6 0

7 1

8 0

Mengetahui Semarang, 2012 Dosen / Asisten Praktikan

__________________________ __________________________ NIP. NIM.


2-9

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


3-1

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:

d

AC

…………………………. (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.

C

R

E

B

A

Gambar 5.1: Rangkaian pengisian dan pengosongan kapasitor.

MULTIVIBRATOR PRAKTIKUM

2


3-2

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:

dt

dvC

dt

vCd

dt

dqi )(

C

i

dt

dv …………………………. (2)

Jika hambatan dalam dari E diabaikan, diperoleh:

E = i R + v …………………………. (3)

Dideferensialkan terhadap waktu dan kemudian diintegralkan, didapat;

dt

dv

dt

diR

dt

dRi

dt

dE

dt

dv

dt

diR 00 dari persamaan (2) diperoleh:

C

i

dt

diR 00 atau dt

RCi

di 1

ti

Io

dtRCi

di

0

1 atau

RC

t

Io

i ln

RC

t

RC

t

eR

EeIi

0

RC

t

eERi …………………. (4)

Dari persamaan (3) dan (4): veEE RC

t

RC

t

eEEv atau

Pers. Pengisian kapasitor C :

)exp(1)(RC

tEtv …………………… (5)

Gambar 5.2: Grafik pengisian kapasitor.


3-3

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:

dt

dvC

dt

vCd

dt

dqi )(

…………………… (6)

dt

dvRCR

dt

dvCRiv

…………… (7)

dtRCv

dv 1 ;

integralkan tv

v

dtRCv

dv

0

1

0

…………………… (8)

RC

t

v

v 0

ln atau )exp()( 0 RC

tvtv …………… (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(+) + Vo V(-) -


3-4

b) R – S Latch.

G S R Qn+1 1nQ

L X X Qn nQ S Q

H L L Qn nQ

H L H L H G

H H L H L H H H L* L* R Q

c) Transistor

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

VB

IB

H

L

+V

Susunan lengkap Timer 555 adalah:

+

-

+

-

A

B2

3

4

5

6

8

7R

R

R

R

S GQ

Q

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:


3-5

R Rt

.01

Vo

1

2

3

5

8

Trigger

masuk

C

Pengatur

555

6

ambang

7

Ct

Vcc

0V

reset4

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).

+

-

+

-

A

B

R

R

R

R

S GQ

Q

6

7

5

1

2

Rt

Ct

8 4

3

+ Vcc

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


3-6

R Q t V ambang (kaki 6) 2/3Vcc t S t Vout Vcc t t 1,1 Rt.Ct

Gambar 5.8: Timing diagram isyarat monostabil 555

Lebar pulsa mono adalah 10s 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:

Persamaan umum adalah:

)exp(1)(RC

tEtv

Disesuaikan dengan perhitungan: )exp(.RC

tVccVccv

Vcc

vVcc

RC

t )exp( atau vVcc

Vcc

RC

t

)exp(

VccVcc

VccRC

vVcc

VccRCt

32

lnln

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.


3-7

Gambar 5.9: Astable multivibrator.

Cara kerja rangkaian dapat dijelaskan dengan diagram blok sebagai berikut:

+

-

+

-

A

B

R

R

R

R

S GQ

Q

1

Ra

8 4

3

Rb

C

6

7

+ Vcc

2

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.

555

2

3

48

1

56

.01F

7

+Vcc

C

Rb

Ra


3-8

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:

Dari persamaan tegangan pengisian kapasitor:

)exp(1)(RC

tEtv

Disesuaikan dengan masukan pada komparator, yaitu saat t = 0 nilai v = (1/3) Vcc,

sehingga persamaan tegangan kapasitor v(t) menjadi:

)exp(.1)(1

132

tVcctv

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:

))(

exp(.)( 132

CRbRa

tVccVcctv ; saat t1 = 0, nilai v(0) = (1/3) Vcc

))(

exp(. 132

32

CRbRa

tVccVccVcc

2))(

exp( 1 CRbRa

t

2ln.)(1 CRbRat


3-9

t1 = 0,693.(Ra + Rb).C

Selama siklus pengosonagn kapasitor C:

Persamaan pengosongan C adalah: )exp()( 0 RC

tvtv

Disesuaikan dengan masukan pada komparator, yaitu saat t2 = 0 nilai v = (2/3) Vcc,

sehingga persamaan tegangan kapasitor v(t) menjadi:

)exp(.)( 232

CR

tVcctv

b

atau )exp(.)(2

232

tVcctv ; dimana 2 = Rb C

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

)exp(. 232

31

CR

tVccVcc

b

2)exp( 2 CR

t

b

t2 = 0,693 . Rb C

Periodenya adalah:

T = t1 + 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


3-10

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.


3-11

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) Ct (Ω) Lebar pulsa Δt (detik) Hitung Praktek

1 10K 100

2 5K

3 2K

4 10K 220

5 5K

6 2K


3-12

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.



………………………… ………………………………… NIM.


3-13

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


3-1

EKSPERIMEN 3

COUNTER

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

COUNTER PRAKTIKUM

3


3-2

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 FF4 FF3 FF2 FF1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 .. .. .. 12 1 1 0 0 13 1 1 0 1 14 1 1 1 0 15 1 1 1 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


3-3

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).


3-4

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)


3-5

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.


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.


masukkannya.


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.


masukkannya.



3-6

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.


3-7

F. DATA PENGAMATAN

PERCOBAAN : COUNTER

NAMA : ………………………………………….................……………

NIM : ………………………………………….................……………

TANGGAL : …………………………………………….................…………

TEMAN KERJA : 1. …………………………………… NIM……………………

2. …………………………………… NIM……………………

3. …………………………………… NIM……………………

LAPORAN SEMENTARA

1. Up Counter

No Input Output (BCD) Output Clock Q4 Q3 Q2 Q1 Desimal

1 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


3-8

No Input Output (BCD) Output

Clock Q4 Desimal Q2 Q1 Desimal

15 0

16 1

17 0

18 1

19 0

20 1

21 0

22 1

2. Down Counter


Clock Q4 Q3 Q2 Q1 Desimal

1 0

2 1

3 0

4 1

5 0

6 1

7 0

8 1

9 0

10 1

11 0



3-9

Clock Q4 Q3 Q2 Q1 Desimal

12 0

13 0

14 1

15 0

16 1

17 0

18 1

19 0

20 1

21 0

22 1

3. Decade Counter

No Input Output (BCD) Output Clock Q4 Q3 Q2 Q1 Desimal

1 0

2 1

3 0

4 1

5 0

6 1

7 0

8 1


3-10

No Input Clock

Output (BCD) Output Desimal Q4 Q3 Q2 Q1

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



__________________________ __________________________ NIP. NIM.


4-1

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 (QA = 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.

PEMBAGI FREKUENSI,

DECODER DAN DISPLAY

PRAKTIKUM

4


4-2

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

Reset Input Output RS0(1) RS0(2) RS9(1) RS9(2) QD QC QB QA

H H L X L L L L H H X L L L L L X X H H H L L H X L X L COUNTER L X L X COUNTER L X X L COUNTER X L L X COUNTER

Pencacahan dekade adalah seperti pada tabel dibawah ini:

Tabel 4.2: Modus pencacahan dekade

Count QD QC QB QA 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 4 0 1 0 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 1 8 1 0 0 0 9 1 0 0 1 10 0 0 0 0

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

Gb. 4.2. Diagram fungsional 7490


4-3

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


4-4

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


4-5

Jika digunakan IC 7447 maka 7 segmennya haruslah common anode (anoda

bersama), karena 7447 mempunyai keluaran aktive LOW. Jika diperlukan IC BCD-

to-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 LT RBI D C B A BI/RBO a b c d e f g

0 H H L L L L H L L L L L L H

1 H H L L L H H H L L H H H H

2 H H L L H L H L L H L L H L

3 H H L L H H H L L L L H H L

4 H H L H L L H H L L H H L H

5 H H L H L H H L H L L H L L

6 H H L H H L H H H H H L L L

7 H H L H H H H L L L H H H H

8 H H H L L L H L L L L L L L

9 H H H L L H H L L L H H L L

X X X X X X L H H H H H H H Off

H L L L L L L H H H H H H H Off

X X X X X X H L L L L L L L On

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.


4-6

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

C. ALAT DAN BAHAN


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


8. Catu daya 5 V : 1 unit

9. Kabel penghubung : secukupnya


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.


4-7

6. Buatlah timing diagram berdasarkan tabel pengamatan tersebut.

E. LAPORAN



2. Diagram pewaktuan

3. Cara kerja rangkaian.

4. Perbandingan periode Ti : TQA : TQB : TQC : TQD

5. Perbandingan periode fi : fQA : fQB : fQC : fQD


4-8

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

7 segment display 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


4-9

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

No Input

Clock

Output Decade Counter 7 segment

display Q4 Q3 Q2 Q1 1 1

2 0

3 1

4 0

5 1

6 0

7 1

8 0

9 1

10 0


4-10

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 Semarang, 2013 Dosen / Asisten Praktikan ………………………… ……………………………… NIP NIM.


5-1

EKSPERIMEN 4

PEMBAGI FREKUENSI, DECODER DAN DISPLAY

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.

MULTIPLEKSER PRAKTIKUM

5


5-2

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.


5-3

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


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



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.

(QA C0; QB C1; QC C2; QD C3)

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


5-4

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



2. Cara kerja rangkaian multiplekser 2 ke 1 dan multiplekser 4 ke 1.

3. Tabel kebenaran

4.


5-5

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 Select Input Data Input Data Output

A Data 0 Data 1 Q1 Q2 Q3 1

L L L

2 L L H

3 L H L

4 L H H

5 H L L

6 H H L

7 H L H

8 H H H


5-6

2. Multiplekser Data 4 ke 1.

No

Select Input Data Input Strobe

G

Output

Y B A C0 C1 C2 C3

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



__________________________ __________________________ NIP. NIM.

eldig gasal 13-14

Documents