8DECADE COUNTER UP WITH PHOTODIODA - BAB II

BAB II

LANDASAN TEORI

A. KONSEP DASAR RANGKAIAN

Dalam proses pencarian ide dan persiapan pembuatan

Rangkaian Digital tentu harus diperkirakan Konsep atau Gambaran

Dasar . Konsep dari rangkaian ini sendiri terbagi dalam beberapa

bagian yang menjadi integritas rangkaian digital. Adapun bagian-

bagian tersebut adalah sebagai berikut :

1. Sensor Infrared dan Photodioda

Photodioda adalah dioda yang bekerja berdasarkan

intensitas cahaya, dimana jika photodioda terkena cahaya

maka photodioda bekerja seperti dioda pada umumnya, tetapi

jika tidak mendapat cahaya maka photodioda akan berperan

seperti resistor dengan nilai tahanan yang besar sehingga arus

listrik tidak dapat mengalir.

Simbol dan bentuk photodioda hampir sama dengan

LED, tetapi pada simbol photodioda arah dua panahnya

menghadap ke dalam. Photodioda banyak digunakan sebagai

sensor cahaya dalam dunia elektronika, karena sifatnya yang

peka terhadap cahaya.

9DECADE COUNTER UP WITH PHOTODIODA - BAB II

Inframerah

adalah radiasi

elektromagnetik dari

panjang gelombang

lebih panjang dari

cahaya tampak, tetapi

lebih pendek dari radiasi

gelombang radio. Namanya berarti "bawah merah" (dari bahasa

Latin infra, "bawah"), merah merupakan warna dari cahaya

tampak dengan gelombang terpanjang. Radiasi inframerah

memiliki jangkauan tiga "order" dan memiliki panjang

gelombang antara 700  nm dan 1 mm. Inframerah ditemukan

secara tidak sengaja oleh Sir William Herschell, astronom

kerajaan Inggris ketika ia sedang mengadakan penelitian

mencari bahan penyaring optik yang akan digunakan untuk

mengurangi kecerahan gambar matahari dalam tata surya

teleskop. Sedangkan pembangkit sinar infrared ini adalah

sebuah dioda LED . Secara kasat mata , cayaha infrared tidak

dapat dilihat.

2. Comparator ( Pembanding )

Sebuah rangkaian Comparator berfungsi

membandingkan dua buah bilangan input. Jika digunakan

untuk membandingkan dua input dan kemudian menyatakan

apakah kedua input tersebut sama, lebih besar atau lebih kecil,

maka rangkaian tersebut dinamakan Magnitude Comparator.

10DECADE COUNTER UP WITH PHOTODIODA - BAB II

Blok Diagram sebuah rangkaian Comparator dapat

ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Dalam rangkaian ini kami menggunakan IC seri LM358,

dan berikut susunan kaki-kaki dari IC tersebut.

11DECADE COUNTER UP WITH PHOTODIODA - BAB II

Dalam proses perubahan dan perbandingan amplitudo

signal dari analog menjadi digital, dapat dilihat pada gambar di

bawah ini.

Gambar gelombang yang berupa lengkungan

merupakan bentuk analog yang di bandingkan dengan besar

nya tegangan referensi. Jika tegangan input lebih besar dari

tegangan referensi, maka tinggi gelombang output adalah

sebesar saturasi positif dari gelombang tersebut, dan begitupun

sebaliknya.

3. IC 74LS14 ( Schmitt trigger )

Schmitt trigger merupakan suatu rangkaian yang dapat

mendeteksi tegangan input yang melintasi suatu peringkat

tertentu. Selain itu schmitt trigger sangat berguna untuk

pengkondisi sinyal segitiga ataupun bentuk gelombang lainnya,

maka output schmitt trigger akan menghasilkan suatu keluaran

gelombang segi empat dengan pinggiran naik dan pinggiran

turun yang tajam.

12DECADE COUNTER UP WITH PHOTODIODA - BAB II

IC74LS14 merupakan salah satu jenis IC yang telah

terpaket yang terdiri dari 6 buah inverter dengan schmitt trigger.

Fungsi dari IC ini adalah sebagai pembalik dan pemantap atau

untuk mendeteksi taraf dan membentuk kembali pulsa-pulsa

yang buruk pada bagian tepinya (membentuk sinyal kotak).

Adapun konfigurasi pena IC 74LS14 ditunjukkan pada gambar

berikut :

4. Decade Counter UP

Komponen utama IC 74LS192 adalah sebuah up/down

decade counter, yaitu sebuah komponen yang dapat

melakukan pencacahan( penghitung ) sampai 10 (0 sampai 9)

naik dan turun. Komponen 16 pin ini cukup banyak dapat

dijumpai di toko komponen elektronika. 74LS192 dibangun

dengan beberapa flip-flop JK dan gerbang-gerbang logik.

Transisi logik dari 0 ke 1 (Low to High) pada pin UP (pin 5),

menyebabkan keluaran BCD (binary code decimal) QA,QB,QC

dan QD menaik 1 digit. Demikian juga jika ada transisi logik 0

ke 1 pada pin DN (pin 4), menyebabkan keluaran BCD turun 1

digit.

13DECADE COUNTER UP WITH PHOTODIODA - BAB II

Berikut ditunjukan bentuk dari IC 74LS192 yang kami

gunakan dalam rangkaian ini.

 

5. BCD to Desimal Converter

Berbagai IC menggunakan input atau output BCD, baik y

ang empat digit, delapan digit maupun lebih. BCD adalah angka 

decimal dimana setiap symbol bilangannya diwakili oleh empat 

digit binary.

CONVERSI DECIMAL KE BCD DECIMAL BCD

PULUHAN SATUAN49 = 0 1 0 0 1 0 0 1

26 = 0 0 1 0 0 1 1 0

17 = 0 0 0 1 0 1 1 1

Dekoder BCD ke seven segment digunakan untuk

menerima masukan BCD 4-bit dan memberikan keluaran yang

melewatkan arus melalui segmen untuk menampilkan angka

desimal. Jenis dekoder BCD ke seven segment ada dua

macam yaitu dekoder yang berfungsi untuk menyalakan seven

segment mode common anoda dan dekoder yang berfungsi

untuk menyalakan seven segment mode common katoda.

14DECADE COUNTER UP WITH PHOTODIODA - BAB II

IC 74LS47 merupakan dekoder BCD ke seven segment

yang berfungsi untuk menyalakan sevent segment mode

common anode. Gambar dan konfigurasi kaki-kaki IC 74LS47

ditunjukkan pada gambar berikut :

Dekoder BCD ke seven segment mempunyai masukan

berupa bilangan BCD 4-bit (masukan A, B, C dan D). Bilangan

BCD ini dikodekan sehingga membentuk kode tujuh segmen

yang akan menyalakan ruas-ruas yang sesuai pada seven

segment. Masukan BCD diaktifkan oleh logika ‘1’, dan keluaran

dari dekoder 7447 adalah aktif low. Tiga masukan ekstra juga

ditunjukkan pada konfigurasi pin IC 7447 yaitu masukan (lamp

test), masukan (blanking input/ripple blanking output), dan

(ripple blanking input).

15DECADE COUNTER UP WITH PHOTODIODA - BAB II

Berikut adalah Tabel kebenaran dari IC 74LS47 :

pada konfigurasi pin IC 7447 yaitu masukan (lamp test),

masukan (blanking input/ripple blanking output), dan (ripple

blanking input).

LT' , Lamp Test, berfungsi untuk mengeset display, bila diberi

logika ‘0’ maka semua keluaran dari IC ini akan berlogika 0.

Sehingga seven segment akan menunjukkan angka delapan

(8).

BI'/RBO' , Blanking Input/Row Blanking Output, berfungsi

untuk mematikan keluaran dari IC. Bila diberi logika “0” maka

semua keluaran IC akan berlogika “1” dan seven segment akan

mati.

16DECADE COUNTER UP WITH PHOTODIODA - BAB II

RBI' , Row Blanking Input, berfungsi untuk mematikan

keluaran dari IC jika semua input berlogika “0”. Bila diberi logika

“0”, diberi logika “1” dan diberi logika “0” maka semua keluaran

IC akan berlogika “1” dan seven segment akan mati.

6. Display 7 Segment

Seven segment merupakan LED yang disusun

membentuk angka 8. Disebut seven segment karena memiliki 7

bagian yaitu a-g. Kombinasi dari 7 bagian ini dapat membentuk

angka 0-9. Namun dalam sebuah seven segment biasanya

ditambahkan 1 LED lagi yang berfungsi sebagai tanda (.) /titik

sehingga dalam sebuah seven segment terdapat 8 LED.Seven

segment biasanya digunakan untuk menampilkan angka pada

jam digital, digital multimeter, dan peralatan elektronik lainnya

yang menampilkan angka. Untuk menjalankan 7 segmnet

diperlukan IC driver 74ls47, sebenarnya secara langsung juga

bisa tetapi boros dan kuranbg praktis. 7447 adalah ic driver

untuk 7 segment jenis common anoda berikut rangkaiannya.

Sebagai penampil dari output rangkaian, disini kami

menggunakan 7 –segment seperti di tunjukan gambar di bawah

ini..

17DECADE COUNTER UP WITH PHOTODIODA - BAB II

Bentuk logika dan alur perubahan data dari biner

menjadi tampilan desimal di tunjukan pada gambar di bawah

ini.

7. Regulator Tegangan

Rangkaian catu daya memberikan supply tegangan pada

alat pengendali. Ada dua macam catu daya, yaitu catu daya

tegangan tetap dan catu daya variable. Catu daya tegangan

tetap adalah catu daya yang tegangan keluarannya tetap dan

tidak bisa diatur. Catu daya variable merupakan catu daya yang

tegangan keluarannya dapat diubah/diatur.

Catu daya yang baik selalu dilengkapi dengan regulator

tegangan. Tujuan pemasangan regulator tegangan pada catu

daya adalah untuk menstabilkan tegangan keluaran apabila

terjadi perubahan tegangan masukan pada catu daya. Salah

satu tipe regulator tegangan tetap adalah LM 7805. Regulator

tegangan tipe LM 7805 adalah salah satu regulator tegangan

tetap dengan tiga terminal, yaitu terminal Vin, GND dan Vout.

Tegangan keluaran dari regulator LM 7805 memungkinkan

regulator untuk dipakai dalam sistem logika. Tegangan

keluaran dari IC ini adalah sebesar 5 Volt dengan arus

maksimal sebesar 1 A.

18DECADE COUNTER UP WITH PHOTODIODA - BAB II

Bentuk dari IC 7805 yang kami gunakan dalam

rangkaian ini di tunjukan dalam gambar di bawah in.

Dan di bawah ini juga di tunjukan contoh penggunaan

dan perancangan rangkaian menggunakan IC LM7805

tersebut.

19DECADE COUNTER UP WITH PHOTODIODA - BAB II

8. Komponen pendukung

Komponen pendukung terdiri dari berbagai macam

komponen. Fungsi utama dari komponen-komponen tersebut

adalah untuk memberikan kestabilan tegangan kerja serta

menjadikan kerja rangkaian lebih capable. Adapun komponen

pendukung yang kami gunakan adalah sebagai berikut :

- Resitor tetap

- Trimpot

- LED

- Elektrolit Condensator ( Elco )

Resistor tetap

Resistor variable

LED Resistor tetap

20DECADE COUNTER UP WITH PHOTODIODA - BAB II

B. PERALATAN PENDUKUNG

Salah satu faktor utama dalam menunjang praktek

perancangan dan perakitan rangkaian adalah tool yang kita

gunakan. Tool tersebut dapat berupa perangkat keras ( hardware )

ataupun perangkat lunak ( software ). Apapun bentuk nya, tetap

merupakan hal penting yang perlu dipersiapkan dengan baik.

Berikut daftar tool yang kami gunakan dalam praktek pembuatan

rangkaian ini.

Daftar peralatan pendukung ( tools ) :

- Software “Circuit Maker 2000” dan “Trax Maker”. Software ini

kami gunakan untuk merealisasikan ide ke dalam bentuk

rangkaian skematik dan ilustrasi layout PCB . Software ini

memiliki kemampuan yang bagus untuk merancang sebuah

rangkaian elektronika/digital. Daftar komponen yang

lengkap, serta dapat di edit sesuai kebutuhan membuat

software ini lebih leluasa digunakan .

- Cutter , digunakan untuk memotong PCB nantinya.

- Solder . Alat yang menjadi kunci dalam proses

pengintegrasian komponen-komponen dari rangkaian yang

kita buat.

- Timah ( Tinol ) . Sebagai media konduktor antara komponen

dengan jalur PCB .

- Multitester . Digunakan untuk mengecek komponen-

komponen apakah ada yang rusak atau tidak.

- Bor mini . Untuk melubangi papan PCB yang sudah tercetak

jalur PCB nya.

- Tang potong kecil. Digunakan untuk memotong kabel .