Alat ukur Jarak Digital

21
Laporan Final Project Praktikum Rangkaian Logika Alat Ukur Jarak Digital Oleh : Yuni Almaadin (2206.100.035) Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2009

Transcript of Alat ukur Jarak Digital

Page 1: Alat ukur Jarak Digital

Laporan Final Project Praktikum Rangkaian Logika

Alat Ukur Jarak Digital

Oleh :

Yuni Almaadin (2206.100.035)

Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Teknologi Industri

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Surabaya

2009

Page 2: Alat ukur Jarak Digital

Yuni Almaadin <2206 100 035> [email protected] Jurusan Teknik Elektro ITS Surabaya

2

PENDAHULUAN

Tachometer merupakan alat yang digunakan pada kendaraan

bermotor, khususnya mobil untuk mengukur kilometer yang teleh ditempuh suatu

kendaran. Pada beberapa jenis kendaraan, tachometer yang digunakan umumnya

disajikan dalam display analog. Kilometer yang yang ditempuh disajikan dalam

format kombinasi bilangan yang berderet.Penghitungan jarak yang telah ditempuh

didasarkan pada prinsip penghitungan putaran roda.

Beberapa kendaraan lain yang telah melakukan inovasi, mengganti

display tachometer dengan display digital. Display ini dapat menyajikan kilometer

tertempuh secara langsung. Display yang digunakan menggunakan sevent segmet.

Prinsip dasar pembuatan tachometer digital adalah dengan

memanfaatkan prinsip counter. Conter dapat digunakan untuk menggeser bit-bit

biner sehingga dapay menghasilkan counting. Prinsip utama counter adalah flip-

flop. Flip-flop yang sering digunakan adalah JK Flip-Flop.

Page 3: Alat ukur Jarak Digital

Yuni Almaadin <2206 100 035> [email protected] Jurusan Teknik Elektro ITS Surabaya

3

DASAR TEORI

Rangkaian logika dapat dibedakan menjadi dua bagian yaitu rangkaian

logika kombinasional dan rangkaian logika sekuensial. Rangkaian logika

kombinasional adalah rangkaian yang keadaan outputnya hanya bergantung pada

kombinasi input-inputnya saja dan tidak bergantung pada keadaan output

sebelumnya. Rangkaian logika sekuensial adalah rangkaian yang keadaan

outputnya bergantung pada kombinasi input-inputnya dan juga bergantung pada

keadaan output sebelumnya.

Rangkaian-rangkaian gerbang logika seperti penjumlah, pembanding,

dekoder / demultiplekser dan multiplekser merupakan rangkaian kombinasional.

Keadaan keluaran rangkaian tersebut pada suatu saat hanya bergantung pada

keadaan masukannya pada saat itu juga. Keadaan masukan ataupun keluaran

sebelumnya sama sekali tidak mempengaruhi keadaan keluaran berdasarkan

masukan terbarunya. Hal semacam ini menunjukkan bahwa pada rangkaian

kombinasional tidak memiliki kemampuan untuk mengingat atau tidak mampu

menyimpan keadaan yang pernah dihasilkan sebelumnya. Dengan kata lain

rangkaian kombinasional tidak memiliki unit pengingat (memory). Piranti digital

yang dapat diprogram, seperti komputer, selain tersusun dari rangkaian

kombinasional tetapi juga terdiri dari unit-unit pengingat (memory). Unit ini

merupakan rangkaian sekuensial, yaitu suatu sistem digital yang keadaan

keluarannya pada suatu saat selain ditentukan oleh keadaan masukannya pada saat

itu tetapi juga tergantung pada keadaan masukan atau keluaran pada saat

sebelumnya. Jadi jelas bahwa pada sistem sekuensial diperlukan unit pengingat

atau memory yang digunakan untuk menyimpan data masa lalunya. Unit terkecil

dari rangkaian digital yang memiliki kemampuan untuk mengingat tersebut adalah

flip-flop.

Page 4: Alat ukur Jarak Digital

Yuni Almaadin <2206 100 035> [email protected] Jurusan Teknik Elektro ITS Surabaya

4

Flip-Flop Flip-flop adalah suatu rangkaian yang memiliki dua keadaan stabil.

Keluaran flip-flop bertahan pada satu keadaan hingga ada pulsa pemicu yang

menyebabkan keluarannya berubah ke keadaan yang lain. Pulsa pemicu tersebut

berlangsung sangat singkat (pendek) dan tepat. Sekali dipicu flip-flop akan

mempertahankan keadaannya yang baru dan menyimpan data sesudah adanya

perintah masukan berhenti. Pada dasarnya flip-flop merupakan rangkaian logika

dengan dua keluaran (Q dan Q’) dengan keadaan yang saling berkebalikan. Jika

sebuah flip-flop dikatakan berada pada keadaan tinggi (1) atau rendah (0), maka

yang dimaksud adalah keadaan pada keluaran normal (Q). Tentu saja keadaan

keluaran komplemen (Q’) selalu berkebalikan dengan Q. Dengan demikian ada

dua keadaan kerja yang mungkin dari suatu flip-flop. Flip-flop memiliki banyak

jenis yaitu FF-SR, FF-SR Berdetak, FF-JK, FF-JKMS, FF-D, FF-T.

1. Flip-Flop S-R Flip-flop adalah susunan gerbang logika yang menjaga keluaran tetap

stabil walaupun masukan sudah tidak aktif. Keluaran flip-flop ditentukan oleh

nilai masukan dan juga nilai keluaran sebelumnya, sehingga unit logika

kombinasional tidak cukup untuk menangani hal ini. Flip-flop dapat

digunakan untuk menyimpan informasi bit tunggal, dan berlaku sebagai

pembangun memori komputer. Jika kedua masukan pada gerbang NOR dua

masukan bernilai 1, maka keluarannya akan 0, selain itu keluarannya akan 1.

Waktu yang diperlukan untuk menghasilkan keluaran dari masukan gerbang

logika tidaklah seketika tetapi sebesar yang merupakan waktu perambatan

melalui gerbang logika. Waktu tunda ini kadang-kadang dimunculkan sebagai

rangkaian tunda untuk keperluan analisis. Waktu tunda ini secara normal

tidak dimunculkan tetapi tetap ada. Waktu perambatan melalui gerbang NOR

mempengaruhi operasi flip-flop. Jika kita isikan 1 pad S, maka Q akan

bernilai 0 setelah waktu tunda, yang menyebabkan Q bernilai 1 (dianggap R

bernilai 0) setelah waktu tunda 2. Akibatnya adalah selama penggalan waktu

tertentu ada waktu singkat sebesar yang Q dan Q bernilai 0, yang secara logis

tidak dibenarkan, tetapi kondisi ini dapat diperbaiki dengan konfigurasi tuan-

hamba (master-slave) yang akan kita bahas nanti. Jika kemudian S diisi

Page 5: Alat ukur Jarak Digital

Yuni Almaadin <2206 100 035> [email protected] Jurusan Teknik Elektro ITS Surabaya

5

dengan 0, maka Q tetap, sampai nilai R beranjak menjadi 1. Dengan demikian

flip-flop S-R dapat menyimpan nilai bit tunggal dan dapat berlaku sebagai

elemen memori paling dasar.

2. Flip-Flop SR Berdetak Perlu diketahui bahwa masukan ke flip-flop S-R dapat berasal dari

keluaran rangkaian lain, dalam bentuk rangkaian logika berjenjang. Hal ini

biasa terjadi pada rangkaian logika konvensional. Masalahnya adalah transisi

dapatterjadi pada waktu yang tidak diinginkan. Jika sinyal A,B, dan C

semuanya berubah dari keadaan 0 menjadi 1, maka sinyal C akan mencapai

gerbang XOR sebelum A dan B keluar dari gerbang AND. Akibatnya nilai S

akan 1 walaupun sebentar sampai keluaran dari gerbang AND sudah mantap

dan dioperasian XOR dengan C. Jika nilai 1 pada S bertahan cukup lama

maka akan mengakibatkan nilai yang tersimpan dalam flip-flop bisa berubah.

Jika keadaan akhir dari flip-flop sensitif terhadap kedatangan sinyal maka

dapat menimbulkan glitch, yang sebenarnya merupakan keadaan atau keluran

yang tidak diinginkan. Rangkaian yang dapat menghasilkan glitch disebut

rangkaian yang mengandung hazard. Untuk menyelaraskan pengendalian

terhadap rangkaian yang tergantung pada keadaan (misalnya flip-flop) maka

digunakanlah detak (clock) yang akan mengaktifkan rangkaian dalam selang

waktu tertentu secara serentak. Rangkaian detak menghasilkan sinyal 1 dan 0

bergantian terus menerus dengan periode waktu yang tetap sehingga

membentuk gelombang kotak. Waktu yang diperlukan detak untuk naik,

turun dan kemudian mulai naik lagi disebut waktu siklus atau periode.

Gelombang kotak yang ditampilkan pada gambar tersebut adalah bentuk

gelombang detak ideal. Dalam kenyataannya, gelombang tersebut tidak

berbentuk persegi tetapi membulat karena perlu waktu untuk menjadi tinggi

dan rendah, tidak berlangsung seketika. Kecepatan detak berkebalikan dengan

waktu siklus. Untuk waktu siklus sebesar 25 ns/siklus berarti kecepatannya

adalah 1/25 siklus/ns, yang sama dengan 40.000.000 siklus per detik atau 40

MHz. Kita dapat menggunakan sinyal detak untuk menghilangkan hazard

dengan membuat flip-flop S-R berdetak. Simbol CLK berarti clock atau

detak. Sekarang S dan R tidak dapat mengubah keadaan hingga detak bernilai

Page 6: Alat ukur Jarak Digital

Yuni Almaadin <2206 100 035> [email protected] Jurusan Teknik Elektro ITS Surabaya

6

tinggi. Dengan demikian S dan R dibuat mantap dahulu pada posisi detak

rendah, baru kemudian detak menjadi tinggi dan nilai yang stabil akan

tersimpan dalam flip-flop.

3. Flip-Flop D Kelemahan dari flip-flop S-R adalah bahwa untuk menyimpan nilai 1

atau 0, kita harus mengisi 1 pada S atau R. Konfigurasi alternatif untuk

menyimpan nilai 1 atau 0 adalah dengan menggunakan flip-flop D. Flip-flop

D disusun dari flip-flop yang dipasangi pembalik antara masukan S dan R.

Dengan demikian ketika detak bergerak naik, maka nilai pada jalur D akan

disimpan. Flip-flop biasa digunakan pada rangkaian yang mempunyai umpan

balik dari keluaran kembali ke jalur masukan melalui rangkaian lain. Hal ini

kadang-kadang menyebabkan keadaan flip-flop berubah lebih dari sekali

dalam satu siklus detak. Untuk memastikan bahwa dalam satu siklus hanya

terjadi 1 perubahan keadaan pada flip-flop, kita cegat kalang umpan balik

dengan membentuk flip-flop tuan-hamba.

Flip-flop tuan-hamba berisi 2 flip-flop yang disusun berurutan dengan

detak untuk flip-flop kedua dipasang pembalik. Flip-flop tuan akan berubah

saat detak tinggi, tetapi flip-flop hamba tidak berubah sampai detak rendah.

Dengan demikian diperlukan detak naik kemudian turun untuk memindahkan

isi jalur D pada flip-flop tuan ke keluaran Qs pada flip-flop hamba. Simbol

segitiga pada flip-flop tuan-hamba menunjukkan bahwa perubahan keadaan

hanya terjadi pada saat detak berubah naik ( dari 0 ke 1) atau turun (dari 1 ke

0). Flip-flop picuan level keadaan berubah terus-menerus selama detka

bernilai tinggi (atau rendah tergantung desain flip-flop). Flip-flop picuan tepi

berubah hanya saat terjadi perubahan detak dari tinggi-ke-rendah atau dari

rendah-ke-tinggi. Beberapa buku tidak memasang simbol segitiga pada

masukan detak. Untuk membedakan antara flip-flop picuan level atau picuan

tepi digunakan cara lain. Penggunaan simbol segitiga membuat tipe flip-flop

menjadi jelas.

Page 7: Alat ukur Jarak Digital

Yuni Almaadin <2206 100 035> [email protected] Jurusan Teknik Elektro ITS Surabaya

7

4. Flip-Flop JK dan T Selain flip-flop S-R dan D, flip-flop J-K juga termasuk flip-flop yang

cukup terkenal. Flip-flop J-K mempunyai kelakuan yang mirip dengan flip-

flop S-R kecuali bahwa flip-flop ini akan mempunyai keluaran Q=1 untuk

J=1 dan K=0. Saat J=0 dan K=1 maka keluarannya Q=0. Jika J dan K bernilai

1, maka nilai keluaran akan berkebalika dengan nilai keluaran sebelumnya.

Namun untuk J dan K sama-sama bernilai 0, keluaran akan tetap.

Permasalahan pada saat dioperasikan dalam mode bergantian maka jika J dan

K keduanya bernilai tinggi dan detak juga tinggi, flip-flop dapat bergantian

nilainya lebih dari satu kali sampau detak menjadi rendah. Situasi ini

merupakan salah satu alasan penggunaan konfigurasi tuan-hamba.

Register dan Counter Register ialah suatu komponen yang ada dalam komputer. Register

tersusun atas gate-gate atau rangkaian kombinasional yang bekerja dalam

satu/banyak flip-flop. Register bisa juga hanya terdiri dari flip-flop saja. Fungsi

dari register yaitu :

1. Memory Unit

Register mempunyai fungsi sebagai memory unit artinya bahwa

register dapat menyimpan data atau informasi. Informasi yang disimpan oleh

register biasanya berupa bit-bit biner.

2. Processing Unit

Register selain sebagai memory biasanya juga berfungsi sebagai

processing unit, maksudnya ialah register dapat memproses inputan/informasi

menjadi output yang berbeda. Biasanya register tidak terbatas hanya

menyimpan dan memproses data yang statis/tetap tetapi register yang

berjalan. Register yang berjalan inilah yang sering kita kenal dengan istilah

counter.

Counter ialah register yang berjalan, artinya data yang diproses dan

disimpan oleh register tidak hanya satu tetapi banyak data. Data tersebut

dilewatkan satu per satu melalui register. Data tersebut bisa bertambah atau

berkurang (biasanya disebut up counter dan down counter). Counter inilah

Page 8: Alat ukur Jarak Digital

Yuni Almaadin <2206 100 035> [email protected] Jurusan Teknik Elektro ITS Surabaya

8

QClock5V

S30V

S15V

U2A U5A U6ASJ

CPK

RQ_Q

U3BU1CS

JCP

KR

Q_Q

U3AU1BS

JCP

KR

Q_Q

U4BU1A S

JCP

KR

Q_Q

U4A

L4L3L2L1

QCLOCK5V

S30V

S15V

SJ

CPK

RQ_Q

U2AS

JCP

KR

Q_Q

U1BS

JCP

KR

Q_Q

U1AS

JCP

KR

Q_Q

U3A

L4L3L2L1

yang menyimpan dan memproses data sekian banyak satu demi satu sesuai

dengan isi rangkaian logika yang menyusun sebuah counter. Ada beberapa

jenis counter yaitu :

1. Synchronous Counter

Sycrhronous counter merupakan suatu rangkaian yang

mempunyai fungsi menghitung secara berurutan (urutannya tertentu)

baik dari angka kecil ke besar maupun sebaliknya, dimana perubahan

output secara sinkron/serempak diperoleh setelah satu clock (semua

clock input diperoleh dari satu sumber pulsa input).

2. Asynchronous Counter

Asynchronous counter merupakan suatu rangkaian yang

mempunyai fungsi menghitung secara berurutan (urutannya tertentu)

baik dari angka kecil ke besar maupun sebaliknya, masing-masing clock

dari input tidak dihubungkan kepada sumber yang sama.

Page 9: Alat ukur Jarak Digital

Yuni Almaadin <2206 100 035> [email protected] Jurusan Teknik Elektro ITS Surabaya

9

Decoder Seven Segment

Dekoder 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.

Tabel1. spesifikasi IC74LS49

Spesifikasi merupakan deskripsi dari apa yang ingin dibuat tanpa

menjabarkan bagaimana cara membuat hal itu. Pada tugas akhir ini akan

menspesifikasikan perangkat keras digital dekoder seven segement dengan

menggunakan bahasa “high order logic” (HOL).

Untuk membuktikan bahwa suatu implementasi sesuai dengan spesifikasi

dilakukan verifikasi. Verifikasi ini membuktikan bahwa sebuah implementasi

betul-betul mengimplementasikan apa-apa yang dijabarkan dalam spesifikasinya.

Page 10: Alat ukur Jarak Digital

Yuni Almaadin <2206 100 035> [email protected] Jurusan Teknik Elektro ITS Surabaya

10

Pada verifikasi ini menggunakan bahasa “high order logic” (HOL) yang

merupakan formal verifikasi tipe “Theorem proving”.

Spesifikasi Dekoder Seven Segment

Dekoder seven segment merupakan devais yang memiliki fungsi

pemilihan keluaran untuk display seven segment sesuai dengan input yang telah

ditetapkan. Pada dekoder seven segment memiliki input empat buah bilangan

biner (A, B, C, D) dan pin untuk mengaktifkan seven segment(Bl), dengan

keluaran sebanyak 7 sesuai dengan display seven segment

gambar 1. Blok Input dan Output Pada Dekoder

Pada gambar diatas devais ini didefinisikan BCD yang mempunyai input

eksternal A, B, C, D, Bl dan output eksternal a, b, c, d, e, f, g yang menyatu dalam

satu paket berupa rangkaian terintegrasi (IC/Integrated Circuit).

Pada spesifikasi dekoder ini digunakan input sebanyak lima buah dan

tujuh output sesuai dengan karakteristik IC TTL 74LS49, sehingga didefinisikan

menjadi BCD(A, B, C, D, Bl, a, b, c, d, e, f, g). Dekoder BCD to seven segment

mempunyai spesifikasi cara kerja sebagai berikut :

• Jika Input D, C, B, A adalah 0,0,0,0.

maka Output a,b,c,d,e,f,g adalah 1,1,1,1,1,1,0.

• Jika Input D, C, B, A adalah 0,0,0,1.

maka Output a,b,c,d,e,f,g adalah 0,1,1,0,0,0,0.

BCD to 7 segment

a

b

c

d

e

f

g

A

B

C

D

Bl

Page 11: Alat ukur Jarak Digital

Yuni Almaadin <2206 100 035> [email protected] Jurusan Teknik Elektro ITS Surabaya

11

• Jika Input D, C, B, A adalah 0,0,1,0.

maka Output a,b,c,d,e,f,g adalah 1,1,0,1,1,1,0,1.

• Jika Input D, C, B, A adalah 0,01,1.

maka Output a,b,c,d,e,f,g adalah 1,1,1,1,1,0,0,1.

• Jika Input D, C, B, A adalah 0,1,0,0.

maka Output a,b,c,d,e,f,g adalah 0,1,1,0,0,1,1,1.

• Jika Input D, C, B, A adalah 0,1,0,1.

maka Output a,b,c,d,e,f,g adalah 1,0,1,1,1,1,0,1.

• Jika Input D, C, B, A adalah 0,1,1,0.

maka Output a,b,c,d,e,f,g adalah 0,0,1,1,1,1,1,1.

• Jika Input D, C, B, A adalah 0,1,1,1.

maka Output a,b,c,d,e,f,g adalah 1,1,1,0,0,0,0,0.

• Jika Input D, C, B, A adalah 1,0,0,0.

maka Output a,b,c,d,e,f,g adalah 1,1,1,1,1,1,1.

• Jika Input D, C, B, A adalah 1,0,0,1.

maka Output a,b,c,d,e,f,g adalah 1,1,1,1,0,0,1.

• Jika Input D, C, B, A adalah 1,0,1,0.

maka Output a,b,c,d,e,f,g adalah 0,0,0,1,0,1,1.

• Jika Input D, C, B, A adalah 1,0,1,1.

maka Output a,b,c,d,e,f,g adalah 0,0,1,1,0,0,1.

• Jika Input D, C, B, A adalah 1,1,0,0.

maka Output a,b,c,d,e,f,g adalah 0,1,0,0,0,1,1.

• Jika Input D, C, B, A adalah 1,1,0,1.

maka Output a,b,c,d,e,f,g adalah 1,0,0,1,0,1,1.

• Jika Input D, C, B, A adalah 1,1,1,0.

Page 12: Alat ukur Jarak Digital

Yuni Almaadin <2206 100 035> [email protected] Jurusan Teknik Elektro ITS Surabaya

12

maka Output a,b,c,d,e,f,g adalah 0,0,0,1,1,1,1.

• Jika Input D, C, B, A adalah 1,1,1,1.

maka Output a,b,c,d,e,f,g adalah 0,0,0,0,0,0,0.

Sesuai dengan tabel kebenaran dibawah ini.

Tabel 2. Tabel kebenaran Spesifikasi Dekoder

Masukan Keluaran

D C B A a B c d e f g

0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0

0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0

0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1

0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1

0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1

0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1

0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1

0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0

1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1

1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1

1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1

1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1

1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1

1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 1

1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1

1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0

Page 13: Alat ukur Jarak Digital

Yuni Almaadin <2206 100 035> [email protected] Jurusan Teknik Elektro ITS Surabaya

13

Motor

Ba

tery

Ba

tery

7 Segment

pemilih jarak

reseton/offpengatur kecepatan

Pin

1cm

Limit Switching

RANCANGAN FINAL PROJECT

Komponen yang Dipakai

a. IC Counter 74191 atau 74193 sebanyak 3 buah.

b. IC Decoder BCD to Seven Segment 7447 sebanyak 3 buah.

c. IC Decoder BCD to Decimal 74145 sebanyak 1 buah.

d. Lampu display 7 Segment sebanyak 3 buah.

e. Resistor 1 KΩ sebanyak 1 buah.

f. IC Quad 2-input AND Gate 7408 sebanyak 1 buah.

g. Switch sebanyak 1 buah.

h. Limit Switch.

i. Regulator.

Page 14: Alat ukur Jarak Digital

Yuni Almaadin <2206 100 035> [email protected] Jurusan Teknik Elektro ITS Surabaya

14

IMPLEMENTASI FINAL PROJECT

Cara Kerja

Jarak tempuh yang kita inginkan kita masukkan dalam saklar

inputan, berapa jarak yang diinginkan untuk ditempuh. Dari inputan yang

diinginkan akan menentukan output decoder 74145 yang dihubungkan ke

motor sebagai sumber tegangan bagi motor untuk menggerakkan motor

sehingga apabila motor bergerak maka roda dari mainan akan bergerak.

Truth table decoder disajikan di bawah. Masing-masing ouput pada

decoder dihubungkan dengan switch input. Jika saklar input = n di mana n

adalah input jarak dalam meter maka motor akan berhenti jika counter

meter = n. Hal ini terjadi karena saat counter meter pada keadaan kurang

dari n maka output decoder yang terhubung ke motor dalam keadaan high

sehingga motor bisa berputar sedangkan jika counter meter pada keadaan n

maka ouput yang terhubung ke motor berada dalam keadaan low sehingga

motor berhenti.

motor roda clock

Counter cm Counter dm Counter m

Display 7 segment

Display 7 segment

Display 7 segment

Decoder BCD to decimal

Switch input

Page 15: Alat ukur Jarak Digital

Yuni Almaadin <2206 100 035> [email protected] Jurusan Teknik Elektro ITS Surabaya

15

Truth Table Decoder 74145

INPUT OUTPUT

A B C D Q0 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9

0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1

0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1

0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1

0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1

0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1

0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1

0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1

0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1

1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1

1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0

Motor kita hubungkan ke sebuah roda di mana roda tersebut memiliki

keliling berkelipatan 1 cm. Setiap 1 cm keliling roda tersebut kita beri dua

keadaan gelap dan terang sebagai sensor untuk LDR atau photo diode. LDR kita

hubungkan ke suatu sumber tegangan. LDR berfungsi sebagai saklar on/off yang

kita hubungkan ke sebuah counter sebagai clock. Jika roda berputar maka akan

terjadi suatu transisi dari 0 ke 1 dan sebaliknya. Transisi inilah yang akan kita

jadikan sebagai clock pada counter cm (centimeter). Sedangkan untuk counter

desimeter memperoleh clock dari ripple counter cm dan untuk counter meter

memperoleh clock dari ripple counter desimeter.

Page 16: Alat ukur Jarak Digital

Yuni Almaadin <2206 100 035> [email protected] Jurusan Teknik Elektro ITS Surabaya

16

PENGUJIAN

Pengujian yang dilakukan menggunakan teganagan dc 5 volt. Pada pengujian

menggunakan project board, counter dapat berjalan seperti pada rangkaian yang kami

simulasikan. Tapi pada pengujian menggunakan PCB, counter tidak dapat berjalan.

Dalam pengujian yang dilakukan terdapat kekurangan, di mana conter pada

board tidak dapat mencacah.

Masalah lain yang terjadi adalah putaran dynamo tidak dapat menghasilkan torsi

yang cukup untuk memutar clock.

Page 17: Alat ukur Jarak Digital

Yuni Almaadin <2206 100 035> [email protected] Jurusan Teknik Elektro ITS Surabaya

17

ANALISIS DATA

Dari pengujian terhadap alat yang kami buat, dapat kami analisis dari tiap-

tiap komponen. Dari rangkaian project board, counter dapat berjalan dengan

memakai clock IC timer 555. Pada alat kami counter berfungsi sebagai pengukur

jarak tempuh motor.

Jarak yang ditempuh motor bergantung pada banyaknya putaran dan

diameter roda motor. Pada tiap 1 cm roda diberi suatu jarum sebagai penggerak

limit switch yang akan dijadikan clock pada counter pertama (counter cm) dan

carry out dari counter cm akan dijadikan clock pada counter dm serta carry out

pada counter dm akan dijadikan clock pada counter meter.

Ouput dari counter sebanyak 4 bit akan dijadikan input dari decoder BCD

to Desimal 74145. Output dari decoder ini akan dijadikan supply pada motor atau

dynamo. Jika kita memasukkan input bernilai n maka output ke-n dari decoder

7445 akan dijadikan supply bagi motor. Pada saat counter meter berada pada

bilangan kurang dari n maka output ke-n dari decoder 7445 akan menghasilkan

logic 1 sehingga mampu memberikan supply tegangan bagi motor. Jika counter

meter berada pada bilangan ke-n maka output dari decoder 7445 akan berada pada

logic 1 sehingga motor tidak akan memperoleh supply tegangan dari decoder dan

akibatnya motor tidak bisa bergerak dan clock akan berhenti sehingga counter

juga akan berhenti.

Counter yang kami gunakan akan didispaly pada 7-segment. Karena driver

yang kami gunakan adalah IC decoder 7447 maka display 7-segment yang kami

gunakan adalah 7-segment common anoda.

Tapi sayangnya pada implementasi menggunakan PCB, counter tidak bisa

menyala. Hal ini mungkin diakibatkan ada circuit yang putus pada saat peleburan

tembaga atau memang kesalahan dari skema untuk menggambarkan rangkaian.

Page 18: Alat ukur Jarak Digital

Yuni Almaadin <2206 100 035> [email protected] Jurusan Teknik Elektro ITS Surabaya

18

Namun jika counter dapat menyala, kendala yang mungkin dihadapi

adalah pada motor atau dinamonya. Dynamo yang kami gunakan tidak cukup kuat

untuk memutar roda yang terbebani atau tertahan putarannya oleh limit switch

yang kami pasang pada roda mekanisnya.

Page 19: Alat ukur Jarak Digital

Yuni Almaadin <2206 100 035> [email protected] Jurusan Teknik Elektro ITS Surabaya

19

KENDALA‐KENDALA Kendala – kendala yang kami hadapi antara lain adalah :

1. Pencetakan board yang kurang sempurna

2. Penyolderan yang kurang sempurna

3. Pemasangan IC yang kurang sempurna

4. Motor yang kami pakai sebagai penggerak clock memiliki torsi yang kecil

Page 20: Alat ukur Jarak Digital

Yuni Almaadin <2206 100 035> [email protected] Jurusan Teknik Elektro ITS Surabaya

20

KESIMPULAN

Alat pengukur jarak yang kami buat adalah meggunakan keliling roda

sebagai indikasi untuk menentukan seberapa jauh jarak yang telah ditempuh oleh

alat. Alat ini kami buat dengan ketelitian dalam cm. Input yang dapat kita

masukkan hanya berkisar antara 1 hingga 9 meter saja.

Komponen utama yang kami gunakan adalah counter modulo 10 sebagai

pencacah jarak tempuh alat dan motor sebagai penggerak alat ukur tersebut.

Adapun komponen pendukung yang lain adalah limit switch sebagai pembangkit

clock yang bekerja berdasarkan putaran roda dan merupakan fungsi jarak tempuh

alat ukur. Selain itu ada IC decoder 7445 untuk mengubah output biner pada

counter meter menjadi decimal yang nantinya akan digunakan sebagai supply

untuk motor penggerak.

Display yang digunakan adalah dengan menggunakan 7-segment common

anoda dengan driver IC decoder 7447 di mana IC ini bekerja secara active low.

Alat bekerja jika kita memasukkan suatu input yang bernilai n maka

output ke-n dari decoder 7445 akan dijadikan supply bagi motor. Pada saat

counter meter berada pada bilangan kurang dari n maka output ke-n dari decoder

7445 akan menghasilkan logic 1 sehingga mampu memberikan supply tegangan

bagi motor. Jika counter meter berada pada bilangan ke-n maka output dari

decoder 7445 akan berada pada logic 1 sehingga motor tidak akan memperoleh

supply tegangan dari decoder dan akibatnya motor tidak bisa bergerak dan clock

akan berhenti sehingga counter juga akan berhenti.

Kemungkinan alat tidak dapat berjalan disebabkan oleh torsi motor atau

dynamo yang terlalu kecil sehingga tidak mampu memutar roda pada alat ukur

tersebut sehingga counter tidak dapat berjalan sebagaimana mestinya. Selain itu

kemungkinan yang lain adalah kesalahan dalam pembuatan circuit pada PCB,

Page 21: Alat ukur Jarak Digital

Yuni Almaadin <2206 100 035> [email protected] Jurusan Teknik Elektro ITS Surabaya

21

terputusnya circuit, dan penyolderan yang kurang sempurna sehingga arus tidak

bisa mengalir.