KARYA TEPAT GUNA ELEKTRONIKA DIGITAL

ALARM PENGINGAT WAKTU IMSYAK

Dosen Pengampu: Pipit Utami M,Pd.

Disusun oleh:

Nindia Ika Putri 13520241042 (F1)

Danang Galuh Tegar Prasetyo 13520241043 (F1)

Elisa Dini Novarianti 13520241047 (F1)

Ervinsyah Widya Putra 13520241052 (F1)

Wenang Herdama Sugiyanto 13520241061 (F1)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK INFORMATIKA

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

2013

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT,

karena atas berkat rahmatNya kami dapat menyelesaikan

praktikum serta laporan akhir yang berjudul “Alarm Pengingat

Waktu Imsyak”.

Adapun isi dari laporan akhir ini adalah kajian mengenai

pembuatan rangkaian alarm pengingat waktu imsyak menggunkan

Electronics WorkBench. Laporan ini merupakan penyelesaian tugas

akhir mata kuliah Praktek Teknik Digital.

Kami juga tidak lupa untuk mengucapkan banyak

terimakasih kepada dosen serta staf pengajar mata kuliah

Praktek Teknik Digital yang selalu membimbing dan mengajari

kami dalam melaksanakan praktikum dan dalam menyusun laporan

ini, serta semua pihak yang tidak dapat kami sebut satu per

satu dalam hal penyusunan laporan ini.Akhir kata, semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi para

pembaca umumnya dan kami khususnya. Kami menyadari bahwa laporan

akhir ini masih banyak kekurangannya, untuk itu segala kritik dan

saran yang sifatnya membangun sangat kami harapkan dalam rangka

menuju kepada hasil yang lebih baik dan sempurna.

           

Yogyakarta, Desember

2013

Penulis

BAB I

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Ada beberapa permasalahan yang menjadi alasan

mengapa kami mengangkat tema ini. Pertama, kesibukan

manusia sehingga lupa akan waktu. Kedua, imsyak

merupakan tonggak awal umat manusia dalam menjalankan

ibadah puasa. Membuat kami terinspirasi untuk

menciptakan suatu sistem yang dapat mengingatkan akan

waktu imsyak.

Tujuan dari pembuatan alat ini adalah untuk

mendapatkan suatu rangkaian sistem alarm yang dapat

memberikan tanda atau kode batas akhir waktu sahur dan

menjelaskan bagaimana proses kerjanya.

B. TUJUAN

Tujuan Pembuatan Alarm Pengingat Waktu Imsyak ini

adalah :

1. Dapat membantu umat muslim dalam penerapan waktu

ibadah puasa terkhusus waktu imsyak

2. Penerapan ilmu yang diperoleh dari mata kuliah Praktek

Teknik Digital

3. Memenuhi syarat kelulusan mata kuliah Praktek Teknik

Digital

C. MANFAAT

Maanfaat utama yang bisa diperoleh dari pembuatan

alarm ini adalah mengingatkan umat muslim dalam menaati

waktu imsyak di saat ibadah puasa. Dari kasus yang

diangkat dalam latar belakang pembuatan, disebutkan

bahwa imsyak adalah tonggak awal umat muslim dalam

menjalankan ibadah puasa. Bagaimana kita menjawab

tantangan ketika seseorang harus dapat menjalankan

ibadah puasa dan di saat yang bersamaan memulainya

dengan menaati jam imsakiyah? Dengan adanya pengingat

waktu imsakiyah ini diharapkan, konsep rangkaian ini

dapat membantu nantinya dalam proses penciptaan alarm

untuk mengingatkan umat muslim agar menjalankan ibadah

puasa dengan menepati waktu imsakiyah yang ada.

BAB II

PEMBAHASAN

A. DASAR TEORI

a. Electronics Workbench

EWB (Electronic Workbench) merupakan salah

satu software komputer elektronika yang dapat

digunakan untuk melakukan simulasi terhadap cara

kerja dari suatu rangkaian elektri=onika baik

analog maupun digital. Dalam mempelajari rangkaian

elektronika, diperlukan pemahaman yang baik

terhadap komponen elektronika, teori rangkaian

listrik dan kemampuan analisi. Untuk itu software

ini sangat berguna bagi siapa saja yang ingin

memperdalam materi elektronika di depan komputer

tanpa takut terjadi slah sambung, resiko kerusakan

alat dan tentunya dapat melakukan percobaan

berkaitan dengan teori yang ada. Simulasi rangkaian

elektronika diperlukan untuk menguji apakah

rangkaian itu dapat berjalan dengan baik dan sesuai

dengan pendekatan teori yang digunakan pada buku-

buku elektronika, tanpa harus membuat rangkaian itu

secara nyata.

Yang perlu dipahami dalam melakukan simulasi

dengan menggunakan software EWB adalah, hasil

simulasi bersifat ideal yang erarti keluaran atau

output dari rangkaian ini tidak terpengaruh oleh

faktor-faktor ketidakidealan seperti gangguan

(dikenal dengan noise dalam elektronika) seperti

halnya gangguan yang sering terjadi pada rangkaian

listrik dan elektronika yang sebenarnya nyata. EWB

merupakan alat bantu pembelajaran elektronika

sehingga perlu didukung oleh pengetahuan dasar

tentang elektronika. Tanpa pengetahuan dasar

elektronika yang memadai seperti cara pemakain alat

ukur ( osiloskop, multimeter dan lain sebagainya)

tentu saja akan lebih sukar untuk memahami cara

kerja dari software ini. Software EWB menggunakan

tampilan sistem GUI (Graphic User Interface)

seperti halnya windows sehingga pemakaian yang

sudah memahami pengetahuan dasar elekttronika akan

mudah menguasai penggunaan software ini.

Keuntungan menggunakan EWB antara lain : Dapat

menghemat waktu dan biaya untuk membeli komponen –

komponen elektronika yang dibutuhkan untuk

keperluan praktikum, tidak diperlukan kemampuan dan

ketrampilan seperti menyolder, menyambung memasang

secara mekanis sehingga dapat menghemat waktu

sebelum membuat rangkaian yang sebenarnya, tidak

perlu lagi mengeluarkan dana untuk membeli

instrument pengukuran seperti multimeter,

voltmeter, amperemeter dan osiloskop yang harganya

cukupmahal.

b. Gerbang Dasar

Gerbang logika atau gerbang logik adalah suatu

entitas dalam elektronika dan matematika boolean

yang mengubah satu atau beberapa masukan logik

menjadi sebuah sinyal keluaran logik. Gerbang logika

terutama diimplementasikan secara elektronis

menggunakan dioda atau transistor, akan tetapi dapat

pula dibangun menggunakan susunan komponen-komponen

yang memanfaatkan sifat-sifat elektromagnetik

(relay). Logika merupakan dasar dari semua penalaran

(reasoning). Untuk menyatukan beberapa logika, kita

membutuhkan operator logika dan untuk membuktikan

kebenaran dari logika, kita dapat menggunakan tabel

kebenaran. Tabel kebenaran menampilkan hubungan

antara nilai kebenaran dari proposisi atomik. Dengan

tabel kebenaran, suatu persamaan logika ataupun

proposisi bisa dicari nilai kebenarannya. Tabel

kebenaran pasti mempunyai banyak aplikasi yang dapat

diterapkan karena mempunyai fungsi tersebut. Salah

satu dari aplikasi tersebut yaitu dengan menggunakan

tabel kebenaran kita dapat mendesain suatu rangkaian

logika. Dalam makalah ini akan dijelaskan bagaimana

peran dan kegunaan tabel kebenaran dalam proses

pendesainan suatu rangkaian logika.

Gerbang yang diterjemahkan dari istilah asing gate,

adalah elemen dasar dari semua rangkaian yang

menggunakan sistem digital. Semua fungsi digital pada

dasarnya tersusun atas gabungan beberapa gerbang

logika dasar yang disusun berdasarkan fungsi yang

diinginkan. Gerbang -gerbang dasar ini bekerja atas

dasar logika tegangan yang digunakan dalam teknik

digital.Logika tegangan adalah asas dasar bagi

gerbang-gerbang logika. Dalam teknik digital apa yang

dinamakan logika tegangan adalah dua kondisi

tegangan yang saling berlawanan. Kondisi tegangan

“ada tegangan” mempunyai istilah lain “berlogika

satu” (1) atau “berlogika tinggi” (high), sedangkan

“tidak ada tegangan” memiliki istilah lain

“berlogika nol” (0) atau “berlogika rendah” (low).

Dalam membuat rangkaian logika kita menggunakan

gerbang-gerbang logika yang sesuai dengan yang

dibutuhkan. Rangkaian digital adalah sistem yang

mempresentasikan sinyal sebagai nilai diskrit. Dalam

sebuah sirkuit digital,sinyal direpresentasikan

dengan satu dari dua macam kondisi yaitu 1 (high,

active, true,) dan 0 (low, nonactive,false).”

(Sendra, Smith, Keneth C)

Macam – Macam Gerbang Logika

1.      Gerbang Logika Dasar

      Gerbang Not (Not Gate)

Gerbang NOT atau juga bisa disebut dengan

pembalik (inverter) memiliki fungsi membalik

logika tegangan inputnya pada outputnya. Sebuah

inverter (pembalik) adalah gerbang dengan satu

sinyal masukan dan satu sinyal keluaran dimana

keadaan keluaranya selalu berlawanan dengan

keadaan masukan. Membalik dalam hal ini adalah

mengubah menjadi lawannya. Karena dalam logika

tegangan hanya ada dua kondisi yaitu tinggi dan

rendah atau “1” dan “0”, maka membalik logika

tegangan berarti mengubah “1” menjadi "0” atau

sebaliknya mengubah nol menjadi satu.

   GERBANG AND (AND GATE)

Gerbang AND (AND GATE) atau dapat pula disebut

gate AND ,adalah suatu rangkaian logika yang

mempunyai beberapa jalan masuk (input) dan

hanya mempunyai satu jalan keluar (output).

Gerbang AND mempunyai dua atau lebih dari dua

sinyal masukan tetapi hanya satu sinyal

keluaran. Dalam gerbang AND, untuk menghasilkan

sinyal keluaran tinggi maka semua sinyal

masukan harus bernilai tinggi.

GERBANG OR (OR GATE)

Gerbang OR berbeda dengan gerbang NOT yang hanya

memiliki satu input, gerbang ini memiliki

paling sedikit 2 jalur input. Artinya inputnya

bisa lebih dari dua, misalnya empat atau

delapan. Yang jelas adalah semua gerbang logika

selalu mempunyai hanya satu output. Gerbang OR

akan memberikan sinyal keluaran tinggi jika

salah satu atau semua sinyal masukan bernilai

tinggi, sehingga dapat dikatakan bahwa gerbang

OR hanya memiliki sinyal keluaran rendah jika

semua sinyal masukan bernilai rendah.

2.      Gerbang Logika Kombinasi

      Gerbang NAND

Gerbang NAND adalah suatu NOT-AND, atau suatu

fungsi AND yang dibalikkan. Dengan kata lain

bahwa gerbang NAND akan menghasilkan sinyal

keluaran rendah jika semua sinyal masukan

bernilai tinggi.

   Gerbang NOR

Gerbang NOR adalah suatu NOT-OR, atau suatu

fungsi OR yang dibalikkan sehingga dapat

dikatakan bahwa gerbang NOR akan menghasilkan

sinyal keluaran tinggi jika semua sinyal

masukanya bernilai rendah.

  G erbang X-OR

Gerbang X-OR akan menghasilkan sinyal

keluaran rendah jika semua sinyal masukan

bernilai rendah atau semua masukan bernilai

tinggi atau dengan kata lain bahwa X-OR akan

menghasilkan sinyal keluaran rendah jika

sinyal masukan bernilai sama semua.

 Gerbang X-NOR

Gerbang X-NOR akan menghasilkan sinyal

keluaran tinggi jika semua sinyal masukan

bernilai sama (kebalikan dari gerbang X-OR).

c. Counter (Pencacah)

Penghitung atau pencacah (bahasa Inggris:

counter) adalah rangkaian sirkuit digital atau

kadang-kadang berbentuk chip yang bisa dipakai

untuk menghitung pulsa atau sinyal digital yang

umumnya dihasilkan dari osilator. Penghitung ini

bisa menghitung pulsa secara biner murni (binary

counter) ataupun secara desimal-terkodekan-secara-

biner (decimal counter).

d. Multiplexer

Multiplexer atau biasa disingkat dengan Mux

adalah suatu rangkaian yang mempunyai input/masukan

dua atau lebih dan hanya mempunyai satu output/

keluaran (jumlah input dapat bergantung dari jumlah

keluarannya), didalam multiplexer terdapat suatu

pemilih, untuk memilih masukannya, maka dapat

disimpulkan bahwa multiplexer merupakan rangkaian

elektronika (dalam dunia Elektronika) yang dapat

dipilih inputnya untuk meneruskan data/sinyal

kedalam outputnya. Sebagai contoh adalah gambar

berikut di bawah.

Multiplexer

Multiplexer dari gambar diatas bisa diumpamakan

sebuah saklar yang akan memindah-mindah jalur untuk

memilih inputnya, dan jika diaplikasikan kedalam

gerbang logika, multiplexer dapat diimplementasikan

sebagai berikut:

Multiplexer Dengan

Gerbang Logika

Dengan menggunakan gerbang logika and, not, dan or,

secara sederhana multiplexer dapat diimplementasikan

sebagai rangkaian pemilih input. Apabila pemilih

berlogika 1 maka I1 akan menjadi input dari

multiplexer tetapi bila pemilih berlogika 0 maka Io

yang akan menjadi input dan meneruskan data ke

Outputnya. Rangkaian multiplexer dapat menggunakan

lebih dari 2 input dimana input dapat berjumlah 2n.

e. Decode counter

IC Counter tersedia dalam bermacam-macam seri

antara lain SN 7490, 7492, 7493. Dalam percobaan ini

digunakan counter dengan type SN 7490 yang digunakan

sebagai counter BCD/Pembagi 10/Decade counter.

Counter ini terdiri dari 4 buah JK Flip-Flop.

Terminal Reset digunakan untuk mengembalikan semua

outputnya ke logic “0”.

Rangkaian 1 digit counter ini dapat digunakan

untuk melakukan perhitungan pulsa-pulsa logic,

maksimum penunjukannya adalah 9. Pada pulsa yang ke-

10 rangkaian ini dengan sendirinya akan memberikan

penunjukkan “0” pada displaynya. Hal yang sama dapat

juga dilakukan dengan me Reset rangkaian counter

ini.

Rangkaian 2 digit counter ini dapat digunakan

untuk melakukan perhitungan pulsa-pulsa logic,

maksimum penunjukannya adalah 99. Pada pulsa yang

ke-100 rangkaian ini dengan sendirinya akan

memberikan penunjukkan 0 0.

Untuk membuat 2 digit counter digunakan 2 unit

decade counter yang terhubung secara seri karena

input A dari rangkaian decade counter yang kedua

mendapat pulsa-pulsa logic dari output D decade

counter yang pertama, sehingga untuk setiap 10 pulsa

input yang dihitung oleh rangkaian decade counter

yang pertama akan memberikan 1 pulsa logic ke input

A dari rangkaian decade counter kedua.

Gambar 1: 7490 sebagai decade counter

B. ALARM PENGINGAT WAKTU IMSYAK

1. Alat dan Bahan

Dalam pembuatan rancangan kami, alat dan bahan

yang diperlukan adalah sebagai berikut.

a. 1 set PC dengan sistem operasi Windows

b. Perangkat lunak Electronic Workbench 5.12

terpasang dalam PC

2. Gambar Desain

Berikut ini adalah gambar desain dari rancangan

yang kami buat. Berkas .ewb terlampir.

3. Algoritma Sistem

Alarm imsakiyah akan aktif jika dipicu oleh

masukan HIGH. Alarm imsakiyah diatur untuk aktif

selama satu menit pada pukul 03:30:00 sampai

03:31:00, sehingga alarm tersebut harus menerima

masukan HIGH pada saat tersebut. Melihat persamaan

tersebut, kita dapat menyimpulkan alarm tersebut

dipicu aktif jika binari digit penunjuk jam BCD

menunjukan angka 03 dan jika binari digit penunjuk

menit BCD menunjukan angka 30. Pada kasus ini

binari digit penunjuk detik BCD tidak menjadi

syarat pemicu alarm. Sehingga, jika A0-A3 adalah

binari digit penunjuk menit satuan dari LSB ke MSB,

B0-B3 adalah binari digit penunjuk menit puluhan

dari LSB ke MSB, C0-C3 adalah binari digit penunjuk

jam satuan dari LSB ke MSB, D0-D3 adalah binari

digit penunjuk jam puluhan dari LSB ke MSB, dan E

adalah masukan alarm untuk memicu alarm aktif,

perhitungannya adalah sebagai berikut.

Alarm akan aktif jika E = HIGH selama satu

menit, diperoleh dari

E=A0A1A2A3B0B1B2B3C0B1C2C3D0D1D2D3

4. Cara Kerja

Cara kerja rancangan alarm imsakiyah ini

sebenarnya cukup sederhana. Jika disimplifikasikan,

rancangan alarm imsakiyah ini menggunakan rancangan

jam digital yang dihubungkan dengan gerbang logika

dasar di mana saat binari digit dari jam dan menit

menunjukkan waktu imsakiyah, hal tersebut akan

memicu alarm untuk menyala. Jam digital tersebut

sendiri telah dibuat menggunakan IC Pencacah Dekade

74LS90 agar jika diterapkan dalam rangkaian

perangkat keras secara langsung dapat diterapkan

secara efektif. Pada rangkaian tersebut, pencacah

dekade –diawali dengan picu clock– menjadi pencacah

untuk menaikan binari digit penjuk detik BCD setiap

detik. Setelah 60 detik, hal tersebut akan memicu

kenaikan binari digit penunjuk menit BCD. Hal ini

berkelanjutan sampai penunjuk jam, sesuai aturan

waktu 24-jam. Kemudian, rangkaian jam digital

dengan pencacah dekade tersebut dihubungkan dengan

IC gerbang-gerbang logika dasar, sesuai dengan

algoritma kerja yang telah tersusun pada poin ke-3

di atas sehingga menghasilkan alarm aktif selama

satu menit pada pukul 03:30:00 sampai 03:31:00.

5. Keterkaitan dengan Elektronika Digital

Rancangan alarm imsakiyah ini sangat terkait

dengan elektronika digital. Walaupun bertujuan dan

memiliki manfaat untuk membantu umat muslim

mengingat waktu imsakiyah saat beribadah puasa,

namun, rancangan alarm imsakiyah disusun dan

dirangkai menggunakan teori-teori dan sistem

elektronika digital, dengan menggunakan rangkaian

IC serta penunjuk digital 7 segmen BCD. Semua

rancangan dan rangkaian yang telah dibuat dalam

alarm imsakiyah ini, secara keseluruhan menggunakan

prinsip dan sistem teknik digital yang telah

diaplikasikan ke dalam ide inovasi sehingga

menciptakan prototipe sebuah perangkat yang nantinya

dapat membantu manusia menyelesaikan perkerjaannya.

BAB III

PENUTUP

A. DAFTAR PUSTAKA

http://lecturer.eepis-Its.edu/~prima/elektronika%20digital/elektronika_digital1/bahan_ajar/Bab8b_Mux%20Demux.pdf

http://juni89.blogspot.com/2011/12/multiplexer-dan-demultiplexer.htmlhttp://elektro301oke.blogspot.com/2011/01/cara-kerja-rangkaian-

counter-dengan-ic.htmlhttp://creck84.wordpress.com/2011/07/12/rangkaian-penghitung-

counter-ilmu-digital-elektronika/http://lecturer.eepis-its.edu/~prima/elektronika%20digital/

elektronika_digital1/bahan_ajar/Bab2_gerbang%20logika%20dasar.pdf

https://www.google.co.id/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&ved=0CC0QFjAB&url=http%3A%2F%2Fwww.mdp.ac.id%2Fmateri%2F2011-2012-2%2FTK309%2F022040%2FTK309-022040-652-12.ppt&ei=wiY9UvPoGsf_rQf__YC4Aw&usg=AFQjCNFCFnEBwgioLehl8WJeEcQRDLwkdA&sig2=y859bCbsMJsq8efpU5QQ_Q

http://ketinggalan.files.wordpress.com/2010/11/pembahasan-gerbang-logika.pdf

http://misshariatyronald0.blogspot.com/2012/04/laporan-digital-logik-trainer.html

http://muhal.wordpress.comhttp://baskarapunya.blogspot.com/2011/12/multiplexer-dan-

demultiplexer.html#ixzz2mwxhgL7r

B. FOTO ANGGOTA KELOMPOK

Nama: Nindia Ika Putri

13520241042 – F.1.1

Nama: Danang Galuh Tegar Prasetyo

13520241043 – F.1.1

Nama: Elisa Dini Novarianti

13520241047 – F.1.1

Nama: Ervinsyah Widya Putra

13520241052 – F.1.1

Nama: Wenang Herdama Sugiyanto

13520241061 – F.1.1

MEMO

Ini udah sesuai dengan yang diminta bu Pipit. Halaman

sarannya di mana? Tolong nanti yang ngirim bukan saya

soalnya ga ada koneksi (paket habis jam 24)

ttd.

Danang G. Tegar