LAPORAN 08 PRAKTIKUM PERANCANGAN SISTEM ELEKTRONIKA

FREQUENCY METER

Disusun oleh : ABDUL HARIS HERYANI 06502241010

JURUSAN PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRONIKA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA 2009

A. KOMPETENSI 1. Dapat merancang alat ukur 2. Merancang batas ukur 3. Dapat mengkalibrasi B. SUB KOMPETENSI 1. Memilih landasan teori yang relevan 2. Menerapkan prosedur perancangan alat ukur frekuensi 3. Menggambar diagram rangkaian 4. melakukan pengamatan dan penyajian data 5. menganalisis data dan menyimpulkan 6. mendiskripsikan prinsip kerja alat ukur dan unjuk kerja 7. Menyusun daftar komponen yang diperlukan 8. Mengkalibrasi alat ukur frekuensi C. DASAR TEORI Pedoman rancangan Praktek: 1. Membuat counter (lihat teori counter) 2. Monostable Multivibrator : Td (waktu tunda) 1,1(RC)(lihat teori IC555 sebagai Monostable Multivibrator 3. Schmitt trigger lihat (teori pembentuk gelombang kotak) 4. Gerbang NAND, AND, (lihat teori logika) 5. Seven segment dan dekoder (lihat teori seven-segment dan dekoder) 6. Trafo (lihat teori trafo) 7. Kerja sistem diharapkan sistem pengukur frekuensi dapat mengukur setiap frekuensi yang masuk (Analog/Digital), bila frekuensi melebihi batas kemampuan alat ukur terjadi overflow dan berhenti pada angka 99. disediakan saklar sebagai pemilih batas ukur untuk menyesuaikan obyek yang diukur, dan dilengkapi dengan saklar reset untuk mengembalikan counter ke posisi nol 8. Kalibrasi bila terjadi silisih antara frekuensi masukan dan keluaran, perlu mengubah variabel pewaktuan agar terjadi kesesuaian.

9. Lay-out Sistem

Pensaklaran Frekuensi analog yang diukur Pembentuk pulsa Gerb ang Pewaktuan

Penampil

Overflow

Pencacah

D. ALAT/INSTRUMEN Catu Daya DC 5V CRO Pembangkit pulsa IC555, IC 7490, IC NOT SCHMIT TRIGER, IC AND, IC NAND E. KESELAMATAN KERJA Kerapihan pengawatan, perhatikan pemasangan polaritas sumber tegangan, pemasangan saklar jangan sampai hubung singkat, pengaturan frek. WG dan frek. LA. F. LANGKAH KERJA 1 Membuat analisis kebutuhan sebuah rangkaian pengukur frekuensi dengan mengguna-kan time base dan counter yang mengukur setiap frekuensi sinyal masukan baik analog maupun digital, dengan tampilan 3 digit seven segment yang telah terkodekan, tampilan overflow (999), saklar pemilih batas ukur (gunakan 2 pilihan batas ukur), saklar reset, dan saklar masukkan sinyal digital/analog 2 Langkah-langkah perancangan a. Membuat pencacah modulo 100 berbasis IC 7490 beserta tampilan seven segment terdekodekan. Logik analiser Lampu Indikator Decoded 7 segment

b. Membuat sebuah monostabil-multivibrator dengan dua time base (batas ukur X1 dan X10) c. Membuat rangkaian pengubah gelombang sinus ke bentuk pulsa d. Menghubungkan a, b, c, dan overflow seperti pada gambar lay-out dengan gerbang logika e. Mengkalibrasikan hasil tampilan dengan mengatur time base f. Mengamati hasil bentuk gelombang pada titik strategis dengan CRO/logik anlyser. g. Mengubah semua rangkaian dalam bentuk simbol dengan menggunakan IC (bila ada) h. Menyimpan semua rangkaian dan pengamatan kedalam Word prsesor dan print-out hasil nya sebagai laporan sementara G. HASIL DAN ANALISA 1 Membuat analisis kebutuhan sebuah rangkaian pengukur frekuensi dengan menggunakan time base dan counter yang mengukur setiap frekuensi sinyal masukan baik analog maupun digital, dengan tampilan 3 digit seven segment yang telah terkodekan, tampilan overflow (999), saklar pemilih batas ukur (gunakan 2 pilihan batas ukur), saklar reset, dan saklar masukkan sinyal digital/analog 2 Langkah-langkah perancangan a. Membuat pencacah modulo 100 berbasis IC 7490 beserta tampilan seven segment terdekodekan. b. Membuat sebuah monostabil-multivibrator dengan dua time base ( batas ukur X 1 dan X10) c. Membuat rangkaian pengubah gelombang sinus ke bentuk pulsa d. Menghubungkan a, b, c, dan overflow seperti pada gambar lay-out dengan gerbang logika e. Mengkalibrasikan hasil tampilan dengan mengatur time base f. Mengamati hasil bentuk gelombang pada titik strategis dengan CRO/logik anlyser.

g. Mengubah

semua

rangkaian

dalam

bentuk

simbol

dengan

menggunakan IC (bila ada) h. Menyimpan semua rangkaian dan pengamatan kedalam Word prsesor dan print-out hasil nya sebagai laporan sementara

H. HASIL DAN ANALISA a.Membuat pencacah modulo 100 berbasis IC 7490 beserta tampilan seven segment Terlihat dari logic analyzer bahwa rangkaian merupakan pencacah modulo 100, rangkaian ini menggunakan dua buah IC 7490,A S A IC pertama didapat B T U dari sumber clock C A D N dan untuk input IC P U QD IC kedua. Dan L B U pin RO1 dan RO2 C H A masing-masing IC D N A

dimana untuk input

kedua didapat dari

disatukan.

AS BA T CU A DN

AP U BL U CH A DN0 1 23 456 9

b.Membuat sebuah monostabil-multivibrator Dengan menggunakan C = 0.1 F

Dari rangkaian diatas, maka waktu tunda dapat dihitung sebagai berikut: td = 1.1 RA C = 1.1 x 9.13x106 x 0.1x10-6 = 1.0043

Dapat diketahui bahwa td dari rangkaian monostabil multivibrator dengan C = 0.01 F ini jika dilihat pada tabel keterangan adalah bernilai 1.0046. Sehingga bisa diperoleh selisih antara td perhitungan dan td praktek yaitu: td = 1.0046 1.0043 = 0.0003 Dengan menggunakan C = 1 F

Dari rangkaian diatas, maka waktu tunda dapat dihitung sebagai berikut: td = 1.1 RA C = 1.1 x 913x103 x 1x10-6 = 1.0043

Dapat diketahui bahwa td dari rangkaian monostabil multivibrator dengan C = 0.01 F ini jika dilihat pada tabel keterangan adalah bernilai 1.0046. Sehingga bisa diperoleh selisih antara td perhitungan dan td praktek yaitu: td = 1.0043 1.0030 = 0.0013 c.Membuat rangkaian pengubah gelombang sinus ke bentuk pulsa

Pada rangkaian pengubah gelombang sinus ke bentuk pulsa ini, digunakan schmitt trigger (sebagai pengubah gelombang), dimana untuk masukan dari schmitt trigger diperoleh dari clock source pembangkit gelombang kotak dengan nilai frekuensi 100Hz/50%. Untuk selanjutnya keluaran dari schmitt trigger akan diteruskan pada pin clock IC. d.Menghubungkan a, b, c, dan overflow seperti pada gambar lay-out dengan gerbang logika

Monostabil multivibrat or

overflow Pencacah modulo 100

Gerba ng AND

Pembentu k gelomban g kotak

Rangkaian

diatas

merupakan

gabungan

dari

beberapa

rangkaian

sebelumnya, yaitu rangkaian pencacah modulo 100, rangkaian pembentuk gelombang kotak dan gerbang AND, rangkaian monostabil multivibrator dan overflow. gerbang AND mendapat dua masukan, yaitu pertama dari clock (pembangkit gelombang kotak yang dihubungkan schmitt trigger) dan kedua dari output IC 555. Keluaran dari gerbang AND digunakan sebagai masukan pada clock IC 7490. rangkaian overflow merupakan rangkaian JKFF, dimana J dan K digabung dan dihubunkan pada vcc, clear-nya dihubungkan dengan RO1 dan RO2 masing-masing IC 7490, clocknya merupakan output dari sebuah gerbang AND 4 input, dengan input dari 7segment. Hasil percobaan:

dengan R = 900K/5%, C = 0.1 F dan clock source 100Hz/50%, maka didapatkan penghitungan pada pencacah modulo 100 didapatkan nilai 10, dan tidak terjadi overflow serta td bernilai 62.4499x10-3 Dari rangkaian diatas, maka waktu tunda dapat dihitung sebagai berikut: td = 1.1 RA C = 1.1 x 900x103 x 0.1x10-6 = 99x10-3 Sehingga selisih antara td perhitungan dan td praktek: td = 99x10-3 - 62.4499x10-3 = 36.5501 x10-3

dengan R = 900K/5%, C = 1 F dan clock source 100Hz/50%, maka didapatkan penghitungan pada pencacah modulo 100 didapatkan nilai 98 (kurang tepat), dan tidak terjadi overflow serta td bernilai 62.4499x10-3

Dari rangkaian diatas, maka waktu tunda dapat dihitung sebagai berikut: td = 1.1 RA C = 1.1 x 900x103 x 1x10-6

Sehingga selisih antara td perhitungan dan td praktek: td = 990x10-3 708.3226x10-3 = 281.6774 x10-3

= 990x10-3

Pada output IC 555, Red indikator menyala, mengindikasikan bahwa sebenarnya IC 555 belum berhenti, hal ini juga terlihat dari timing diagram diatas(belum ada garis turun, sebagai indikasi IC 555 belum bekerja 1 clock penuh).

dengan R = 910K/5%, C = 1 F dan clock source 100Hz/50%, maka didapatkan penghitungan pada pencacah modulo 100 didapatkan nilai 00 dan terjadi overflow serta td bernilai 751.4661x10-3 (0.7514661). Dari rangkaian diatas, maka waktu tunda dapat dihitung sebagai berikut: td = 1.1 RA C = 1.1 x 910x103 x 1x10-6 = 1.001 Sehingga selisih antara td perhitungan dan td praktek: td = 1.001 0.7514661= 0.2945331 Pada output IC 555, Red indikator menyala, mengindikasikan bahwa sebenarnya IC 555 belum berhenti(terlihat pada timing diagram), dan overflow diindikasikan dengan red indikator yang menyala dari keluaran JKFF. I. KESIMPULAN a. Untuk membuat sebuah perancangan, langkah-langkahnya adalah sebagai berikut: 1) Membuat pencacah modulo 100 berbasis IC 7490 beserta tampilan seven segment 2) Membuat sebuah monostabil-multivibrator 3) Membuat rangkaian pengubah gelombang sinus ke bentuk pulsaza

4) Menghubungkan a, b, c, dan overflow seperti pada gambar lay-out dengan gerbang logika b. Terdapat selisih nilai td antara td perhitungan dengan hasil td praktek, tetapi perbedaannya tidak terlalu signifikan (bernilai 10-3)