ELEKTRONIKA DIGITAL : Merancang Alat Elektronika Sederhana
Click here to load reader
-
Upload
fitri-ramadhani -
Category
Documents
-
view
523 -
download
11
description
Transcript of ELEKTRONIKA DIGITAL : Merancang Alat Elektronika Sederhana
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pada jaman sekarang ini, teknologi berkembang sangat pesat.
Bermacam-macam alat elektronik telah dihasilkan. Sekarang, hampir semua
peralatan yang bekerja dengan tegangan listrik sudah menggunakan
rangkaian digital. Saat ini rangkaian elektronika digital sudah bukan barang
asing lagi. Rangkaian digital sudah ada di mana-mana dan bersinergi dengan
rangkaian elektronika analog untuk membentuk rangkaian-rangkaian
elektronika yang lebih cermat, cepat, dan tepat sasaran Sebenarnya, sebuah
rangkaian digital tidak harus selalu berupa rangkaian rumit dengan banyak
komponen kecil seperti yang kita lihat di dalam komputer, handphone,
ataupun kalkulator. Sebuah rangkaian dengan kerja sederhana yang
menerapkan prinsip-prinsip digital, juga merupakan sebuah rangkaian digital.
Pengembangan sistem berbasis digital dalam rangkaian instrumentasi
sungguh sangat cepat. Pengembangan alat-alat rumah tangga, industri
menengah sampai insdustri berskala besar lebih membutuhkan instrumen
atau sistem yang lebih simpel dan efisien. Pengembangan sistem berbasis
digital dibangun untuk memenuhi kebutuhan tersebut dan tentunya
pengembangan teknologi modern untuk mencapai taraf hidup yang lebih
dinamis. Salah satu contoh dari sistem berbasis digital yang sering dijumpai di
lingkungan umum adalah jam digital yang memang lebih efisien dan
keakuratannya terjamin dibandingkan dengan yang mekanik atau analog yang
sering mengalami gangguan akibat pengaruh lingkungan.
1
B. Tujuan
1. Mengetahui dan mengenal komponen “Alat Pembuat Angka dan Huruf
Sederhana” beserta prinsip kerjanya.
2. Mengetahui cara merangkai “Alat Pembuat Angka dan Huruf Sederhana”
2
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
A. SEVEN SEGMENT
Layar tujuh segmen (bahasa Inggris: Seven-segment display (SSD))
adalah salah satu perangkat layar untuk menampilkan sistem angka desimal
dimana 7 segment tersusun atas led-led yang merupakan alternatif dari layar
dot-matrix. Seven Segment adalah rangkaian untuk menterjemahkan bilangan
biner agar dapat ditampilkan pada display seven segment, misalkan 0 (nol)
dalam biner adalah 0000 pada display seven segment. Untuk menampilkan
pada dekoder akan memberikan sinyal high (aktif) pada semua pin (a,b,c,d,e,f)
kecuali pin g sehingga akan terbentuk angka 0(nol) pada seven segment. Layar
tujuh segmen juga menampilkan karakter angka. Dalam seven segment serta
dilengkapi dp (dot poin) untuk menampilkan koma atau titik pada saat
menampilkan bilangan. Layar tujuh segmen ini seringkali digunakan pada jam
digital, meteran elektronik traffic light display yang ada di perempatan jalan,
dan perangkat elektronik lainnya yang menampilkan informasi numerik. Ide
mengenai layar tujuh segmen ini sudah cukup tua. Pada tahun 1910 misalnya,
sudah ada layar tujuh segmen yang diterangi oleh lampu pijar yang digunakan
pada panel sinyal kamar ketel suatu pembangkit listrik.
Gambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segment
3
A.1 Jenis- Jenis Seven Segment
1. COMMON ANODA. Disini, semua anoda dari diode disatukan secara
parallel dan semua itudihubungkan ke VCC dan kemudian LED
dihubungkan melalui tahanan pembatas arus keluar dari penggerak.
Karena dihubungkan ke VCC, maka common anoda ini berada pada
kondisi aktif high.
2. COMMON KATODA. Disini semua katoda disatukan secara parallel dan
dihubungkan ke GROUND.Karena seluruh katoda dihubungkan ke
ground, maka common katoda ini berada pada kondisi aktif low.
A.2 Prinsip Kerja Seven Segment
Prinsip kerja seven segmen ialah input biner pada switch
dikonversikan masuk kedalam decoder, baru kemudian decoder
mengkonversi bilangan biner tersebut menjadi decimal, yang nantinya
akan ditampilkan pada seven segment.
Layar seven segment ini terdiri dari 7 buah LED yang membentuk
angka 8 dan 1 LED untuk titik/DP. Angka yang ditampilkan di seven
segmen ini dari 0-9. Cara kerja dari seven segmen disesuaikan dengan
LED. LED merupakan komponen diode yang dapat memancarkan cahaya.
Kondisi dalam keadaan ON jika sisi anode mendapatkan sumber positif
dari Vcc dan katode mendapatkan sumber negatif dari ground.
Berdasarkan cara kerjanya, seven segment dibagi menjadi 2
bagian:
- Common Katode
Semua katoda disatukan secara parallel dan dihubungkan ke GROUND.
Karena seluruh katoda dihubungkan ke GROUND, maka COMMON
4
KATODA berada pada kondisi AKTIF LOW. Maksudnya, common katode akan
aktif pada kondisi high "1" dan akan off pada kondisi low "0".
- Common Anode
Semua anoda dari diode disatukan secara parallel dan
semua itu dihubungkan ke VCC dan kemudian LED
dihubungkan melalui tahanan pembatas arus keluar dari
penggerak. Karena dihubungkan ke VCC, maka COMMON
ANODA ini berada pada kondisi AKTIF HIGH. Maksudnya,
common anode akan aktif pada kondisi low "0" dan akan off pada
kondisi high "1".
B. IC AT89S52
Terdapat ratusan jenis mikokontroler yang berbeda, yang tersedia di
pasaran, akan tetapi yang digunakan pada sistem antrian ini adalah salah satu
jenis mikrokontroler kelurga MCS-52 yaitu AT89S52. Mikrokontroler ini
merupakan salah satu keluarga mikrokontroler yang diproduksi oleh ATMEL.
Dimana mikrokontroler jenis ini sangat compatible dalam hal proses dan
penggunaannya dengan keluarga MCS-52 yang dikeluarkan oleh Intel.
AT89S52 mempunyai konsumsi daya rendah, mikrokontroller 8-bit CMOS
dengan 4K byte memori Flash ISP (in system programmable/ dapat diprogram
di dalam sistem). Device ini dibuat dengan teknologi memori nonvolatile
kerapatan tinggi dan compatible dengan standar industri 8051, set instruksi
dan pin keluaran. Flash yang berada di dalam chip memungkinkan memori
program untuk diprogram ulang pada saat chip di dalam sistem atau dengan
menggunakan programmer memori nonvolatile konvensional. Dengan
mengkombinasikan CPU 8 bit yang serbaguna dengan flash ISP pada chip,
ATMEL 89S52 merupakan mikrokontroller yang luar biasa yang memberikan
fleksibelitas yang tinggi dan penyelesaian biaya yang efektif untuk beberapa
aplikasi kontrol.
5
C. RESISTOR
Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk
membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian. Sesuai dengan
namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon.
Dari hukum Ohms diketahui, resistansi berbanding terbalik dengan jumlah
arus yang mengalir melaluinya. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut
Ohm atau dilambangkan dengan symbol Ω (Omega).
Untuk menyatakan resistansi sebaiknya disertakan batas kemampuan
dayanya. Berbagai macam resistor di buat dari bahan yang berbeda dengan
sifat-sifat yang berbeda. Spesifikasi lain yang perlu diperhatikan dalam
memilih resitor pada suatu rancangan selain besar resistansi adalah besar
watt-nya. Karena resistor bekerja dengan dialiri arus listrik, maka akan terjadi
disipasi daya berupa panas sebesar W=I2R watt. Semakin besar ukuran fisik
suatu resistor bisa menunjukkan semakin besar kemampuan disipasi daya
resistor tersebut. Umumnya di pasar tersedia ukuran 1/8, 1/4, 1, 2, 5, 10 dan
20 watt. Resistor yang memiliki disipasi daya 5, 10 dan 20 watt umumnya
berbentuk kubik memanjang persegi empat berwarna putih, namun ada juga
yang berbentuk silinder. Tetapi biasanya untuk resistor ukuran jumbo ini nilai
resistansi dicetak langsung dibadannya, misalnya 100 Ω 5 W.
Resistor dalam teori dan prakteknya di tulis dengan perlambangan huruf
R. Dilihat dari ukuran fisik sebuah resistor yang satu dengan yang lainnya tidak
berarti sama besar nilai hambatannya. Nilai hambatan resistor di sebut
resistansi. Resistor yang digunakan pada rangkaian “Mengenal Angka dan
Huruf” ini sebesar 1000 Ω dengan toleransi 5 %.
Gambar resistor 1000 Ω ± 5 %
6
D. LCO (KONDENSATOR ELEKTROLIT )
Kondensator elektrolit atau Electrolytic Condenser (Elco) adalah
kondensator yang biasanya berbentuk tabung, mempunyai dua kutub kaki
berpolaritas positif dan negatif, ditandai oleh kaki yang panjang positif
sedangkan yang pendek negatif atau yang dekat tanda minus ( - ) adalah kaki
negatif. Nilai kapasitasnya dari 0,47 μF (mikro Farad) sampai ribuan
mikroFarad dengan voltase kerja dari beberapa volt hingga ribuan volt.
Selain kondensator elektrolit (Elco) yang mempunyai polaritas, ada
juga kondensator jenis elco yang berpolaritas yaitu kondensator solid
tantalum dan ada Elco yang Non Polaritas pada kakinya tidak ada kutub (+)
dan (-).
Gambar kondensator elektrolit
Gambar kondensator elektrolit solid tantalum
Gambar kondensator elektrolit non polar 7
Kerusakan umum pada kondensator elektrolit di antaranya adalah :
Kering (kapasitasnya berubah)
Konsleting
Meledak, yang dikarenakan salah dalam pemberian tegangan positif dan
negatifnya, jika batas maksimum voltase dilampaui juga bisa meledak.
E. KAPASITOR
Kapasitor ialah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan
menyimpan electron-elektron selama waktu yang tidak tertentu. Kapasitor
berbeda dengan akumulator dalam menyimpan muatan listrik terutama tidak
terjadi perubahan kimia pada bahan kapasitor, besarnya kapasitansi dari
sebuah kapasitor dinyatakan dalam farad. Pengertian lain Kapasitor adalah
komponen elektronika yang dapat menyimpan dan melepaskan muatan
listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang
dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum
dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain.
Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan
positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada
saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang
satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutup negatif dan
sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutup positif, karena
terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini
8
"tersimpan" selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Di alam
bebas, phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya muatan-
muatan positif dan negatif di awan. Kemampuan untuk menyimpan muatan
listrik pada kapasitor disebuat dengan kapasitansi atau kapasitas. Kapasitor
yang digunakan pada rangkaian ini adalah kapasitor keramik. Bentuknya ada
yang bulat tipis, ada yang persegi empat berwarna merah, hijau, coklat dan
lain-lain.Dalam pemasangan di papan rangkaian (PCB), boleh dibolak-balik
karena tidak mempunyai kaki positif dan negatif. Mempunyai kapasitas
mulai dari beberapa piko Farad sampai dengan ratusan Kilopiko Farad (KpF).
Dengan tegangan kerja maksimal 25 volt sampai 100 volt, tetapi ada juga yang
sampai ribuan volt.
E.1 Cara membaca nilai kapasitor Keramik
Contoh misal pada badannya tertulis 203, nilai kapasitasnya sebesar
20.000 pF atau 20 KpF atau 0,02 μF.
Jika pada badannya tertulis 502, nilai kapasitasnya sebesar 5.000 pF atau
5 KpF
Gambar kapasitor keramik
9
E.2 Prinsip dasar kapasitor
Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk
dapat menampung muatan elektron. Coulombs pada abad 18
menghitung bahwa 1 coulomb = 6.25 x 1018 elektron. Kemudian Michael
Faraday membuat postulat bahwa sebuah kapasitor akan memiliki
kapasitansi sebesar 1 farad jika dengan tegangan 1 volt dapat memuat
muatan electron sebanyak 1 coulombs.
F. PUSH BUTTON ( TOMBOL SWITCH)
Berbagai macam saklar (zakelar, switch) listrik dan elektronik yang umum
digunakan berikut simbolnya ditampilkan dalam daftar berikut. Secara
mendasar semua saklar melakukan kontak nyala dan padam (on dan off)
dalam berbagai cara berbeda, tapi tiap saklar melakukan tugas sama, yakni
membuka dan menutup sirkuit listrik.
Beberapa saklar yang melakukan kontak berbeda, dinamakan sesuai
dengan bentuk, fungsi, dan atau cara operasinya. Misal, tombol (push button)
ad alah saklar yang beroperasi dengan cara ditekan, dan bisa melakukan dua
fungsi berbeda, yakni menutup sirkuit bila ditekan, atau justeru membuka
sirkuit bila ditekan. Jika tekanan dilepaskan atau terjadi tekanan berikutnya,
maka akan menormalkan kembali tombol ke posisi semula dan sirkuit kembali
ke status semula.
Gambar membaca nilai kapasitor
10
G. KRISTAL
AT89S52 telah memiliki on-chip oscillator yang dapat bekerja jika drive
menggunakan kristal. Tambahan kapasitor diperlukan untuk menstabilkan
sistem. Nilai kristal yang biasa digunakan pada AT89S52 ini adalah 12 MHz.
On-chip oscillator tidak hanya dapat di-drive dengan menggunakan kristal,
tetapi juga dapat dengan menggunakan TTL Oscillator.
H. Header
Pada rangkaian yang kami buat, terdapat 3 jenis header, yakni :
- Header 5 pin : berguna untuk memprogram/ mengisi IC
- Header 3 pin : pin 1-2 dihubungkan untuk berfungsi sebagai output . Pin
2-3 dihubungkan saat pengisian program pada IC
- Header 2 pin : berfungsi sebagai input untuk menerima tegangan
Simbol saklar atau push button
11
BAB III
METODE PEMBUATAN
A. ALAT DAN BAHAN
Seven segment 1 buah
IC AT89S52 1 buah
Resistor 1000 Ω ± 5 % 1 buah
ELCO (kondensator elektrolit ) 10 µF 16 volt 1 buah
Kapasitor 30 pF 1 buah
Push button ( tombol switch) 3 buah
Kristal 1 buah
Papan PCB sebagai wadah rangkaian
Timah secukupnya
Header
Bor
Air panas dan air dingin secukupnya
12
Pelarut secukupnya
Amplas secukupnya
Souldier
Penyedot timah
Tang
B. SKEMA RANGKAIAN
Skema jalur rangkaian (sebelum dirangkai)
13
C. LANGKAH KERJA
Berikut adalah langkah-langkah kerja dari alat ini:
1. Membuat jalur PCB pada software Diptrace untuk memastikan bahwa
rangkaian yang akan dirangkai benar.
2. Setelah jalur selesai dibuat, jalur tersebut diprint-out.
3. Menyetrika jalur diatas papan PCB. Agar jalur tersebut menempel dengan
baik, memastikan bahwa saat menyetrika lebih ditekan.
4. Menghilangkan bekas-bekas kertas dengan menggunakan jarum atau
peniti, setelah terbentuk jalur diatas papan PCB,
5. Gunakan pelarut agar timah-timah yang tidak termasuk jalur dapat hilang
dan jalur terlihat jelas.
6. Bersihkan sisa-sisa kertas dengan menggunakan amplas.
Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)
14
D. PRINSIP KERJA RANGKAIAN
Seven Segment yang digunakan pada rangkaian adalah jenis Common
Anoda. Dimana anoda pada diode dihubungkan ke VCC. Karena dihubungkan
ke VCC maka berada pada kondisi aktif low, yaitu aktif pada kondisi low "0"
dan akan off pada kondisi high "1". Artinya, segmen akan menyala pada
masukan”0” dan tidak menyala pada masukan “1”
Pada saat IC diberikan output 5 volt, IC akan mengeluarkan output dan
menjadi input pada seven segment dimana output IC berupa bilangan
hexadesimal kemudian dibaca oleh seven segment dalam bentuk bilangan
biner. Misalnya IC memberikan input 03 maka di seven segment akan terbaca
00000011 sehingga terbentuk angka “0” pada seven segment. Untuk lebih
jelasnya, perhatikan gambar dan tabel di bawah :
Heksadesi
mal (IC)
Biner ( Seven Segment) Angka yg
TampilA B C D E F G DP
03 0 0 0 0 0 0 1 1 0
9F 1 0 0 1 1 1 1 1 1
25 0 0 1 0 0 1 0 1 2
0D 0 0 0 0 1 1 0 1 3
99 1 0 0 1 1 0 0 1 4
49 0 1 0 0 1 0 0 1 5
15
41 0 1 0 0 0 0 0 1 6
1F 0 0 0 1 1 1 1 1 7
01 0 0 0 0 0 0 0 1 8
09 0 0 0 0 1 0 0 1 9
16
BAB IV
PENUTUP
a. KESIMPULAN
Kesimpulan yang penulis dapatkan selama membuat makalah ini sebagai
berikut:
1. Kami dapat mengetahui dan mengenal komponen “Alat Pembuat Angka dan
Huruf Sederhana” beserta prinsip kerjanya.
2. Kami dapat mengetahui cara merangkai “Alat Pembuat Angka dan Huruf
Sederhana”
b. SARAN
Saran yang penulis harapkan dari membuat makalah ini adalah :
1. Diharapkan agar pembaca memberi kritik masih banyak kekurangan dan
kesalahan yang terdapat di dalam makalah ini.
2. Diharapkan agar setiap anggota kelompok dapat berdiskusi dengan baik
dan saling menghargai pendapat masing-masing pihak.
17
DAFTAR PUSTAKA
Anonim1. http://ilmubawang.blogspot.com/2011/04/download-artikel-ini-dalam-
bahasa.html. Diakses tanggal 14 Juni 2013
Anonim2. http://my-wordtechnology.blogspot.com/2012/10/pengertian-manfaat-
dan-cara-kerja.html. Diakses tanggal 14 Juni 2013
Anonim3. http://rabbitboys.blogspot.com/2010/06/7-segment.html. Diakses
tanggal 14 Juni 2013
Anonim4. http://saychunhope.blogspot.com/2012/03/penjelasan-tentang-seven-
segment.html. Diakses tanggal 14 Juni 2013
Anonim5. http://www.arduino.web.id/2012/09/arduino-seven-segment-tutorial-
arduino.html. Diakses tanggal 14 Juni 2013
18
LAMPIRAN
Rangkaian Digital Angka dan Huruf Sederhana
19
20
21
22