Soal 10.6

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan Rangkaian

5. File Download

Soal 10.6

Sistem Digital

Buatkanlah rangkaian simulasi menggunakan IC SR FF TTL 

dengan memvariasikan input switch SPDT pushbottom dengan output led lamp serta driver (pemicu)-nya

1. Tujuan [Kembali]

- Sebagai media untuk mendalami dan menerapkan konsep serta prinsip kerja dari Flip Flop pada IC SR FF TTL 74HC279

- Untuk memenuhi tugas matakuliah Sistem Digital

2. Alat dan Bahan [Kembali]

A. Alat

Instrument

1) DC Voltmeter

Generator Daya

1) Baterai

 

2) Power Supply

B. Bahan:

1. Resistor

2. Dioda 1N4001

3. Transistor BC547

Input Voltage

7V

Operating Free Air Temperature Range

0

°

C to

+

70

°

C

Storage Temperature Range

−

65

°

C to

+

150

°

C

Komponen Input

1. Switch atau Button

2. SR FF 74HC279

Komponen Output

1. LED

2. Relay

3. Potensiometer

3. Dasar Teori [Kembali]

• Resistor

Resistor merupakan komponen elektronika dasar yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian.Sesuai dengan namanya, resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Resistor memiliki simbol seperti gambar dibawah ini :

Simbol Resistor

Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan Hukum OHM :

Dimana V adalah tegangan,  I adalah kuat arus, dan R adalah Hambatan.

Di dalam resistor, terdapat ketentuan untuk membaca nilai resistor yang diwakili dengan kode warna dengan ketentuan di bawah ini :

Sebagian besar resistor yang kita lihat memiliki empat pita berwarna . Oleh karena itu ada cara membacanya seperti ketentuan dibawah ini :

1. Dua pita pertama dan kedua menentukan nilai dari resistansi

2. Pita ketiga menentukan faktor pengali, yang akan memberikan nilai resistansi.

3. Dan terakhir, pita keempat menentukan nilai toleransi.

Rumus Resistor:

Seri : R_total = R₁ + R₂ + R₃ + ….. + R_n

Dimana :
Rtotal = Total Nilai Resistor
R₁ = Resistor ke-1
R₂ = Resistor ke-2
R₃ = Resistor ke-3
R_n = Resistor ke-n

Paralel: 1/R_total = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃ + ….. + 1/R_n

Dimana :
R_total = Total Nilai Resistor
R₁ = Resistor ke-1
R₂ = Resistor ke-2
R₃ = Resistor ke-3
R_n = Resistor ke-n

• Dioda

Dioda adalah komponen elektronika yang terdiri dari dua kutub dan berfungsi menyearahkan arus. Komponen ini terdiri dari penggabungan dua semikonduktor yang masing-masing diberi doping (penambahan material) yang berbeda, dan tambahan material konduktor untuk mengalirkan listrik.Dioda memiliki simbol sebagai berikut :

Gambar Simbol Dioda

Cara Kerja Dioda

Secara sederhana, cara kerja dioda dapat dijelaskan dalam tiga kondisi, yaitu kondisi tanpa tegangan (unbiased), diberikan tegangan positif (forward biased), dan tegangan negatif (reverse biased).

A. Kondisi tanpa tegangan

Pada kondisi tidak diberikan tegangan akan terbentuk suatu perbatasan medan listrik pada daerah P-N junction. Hal ini terjadi diawali dengan proses difusi, yaitu bergeraknya muatan elektro dari sisi n ke sisi p. Elektron-elektron tersebut akan menempati suatu tempat di sisi p yang disebut dengan holes. Pergerakan elektron-elektron tersebut akan meninggalkan ion positif di sisi n, dan holes yang terisi dengan elektron akan menimbulkan ion negatif di sisi p. Ion-ion tidak bergerak ini akan membentuk medan listrik statis yang menjadi penghalang pergerakan elektron pada dioda.

B. Kondisi tegangan positif (Forward-bias)

Pada kondisi ini, bagian anoda disambungkan dengan terminal positif sumber listrik dan bagian katoda disambungkan dengan terminal negatif. Adanya tegangan eksternal akan mengakibatkan ion-ion yang menjadi penghalang aliran listrik menjadi tertarik ke masing-masing kutub. Ion-ion negatif akan tertarik ke sisi anoda yang positif, dan ion-ion positif akan tertarik ke sisi katoda yang negatif. Hilangnya penghalang-penghalang tersebut akan memungkinkan pergerakan elektron di dalam dioda, sehingga arus listrik dapat mengalir seperti pada rangkaian tertutup.

C. Kondisi tegangan negatif (Reverse-bias)

Pada kondisi ini, bagian anoda disambungkan dengan terminal negatif sumber listrik dan bagian katoda disambungkan dengan terminal positif. Adanya tegangan eksternal akan mengakibatkan ion-ion yang menjadi penghalang aliran listrik menjadi tertarik ke masing-masing kutub. Pemberian tegangan negatif akan membuat ion-ion negatif tertarik ke sisi katoda (n-type) yang diberi tegangan positif, dan ion-ion positif tertarik ke sisi anoda (p-type) yang diberi tegangan negatif. Pergerakan ion-ion tersebut searah dengan medan listrik statis yang menghalangi pergerakan elektron, sehingga penghalang tersebut akan semakin tebal oleh ion-ion. Akibatnya, listrik tidak dapat mengalir melalui dioda dan rangkaian diibaratkan menjadi rangkaian terbuka.

Rumus

• Transistor NPN

Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Transistor dapat berfungsi semacam kran listrik, di mana berdasarkan arus inputnya (BJT) atau tegangan inputnya (FET), memungkinkan pengaliran listrik yang sangat akurat dari sirkuit sumber listriknya. Kapasitor NPN memiliki simbol seperti gambar di bawah ini:

Simbol Transistor BC547

Terdapat rumus rumus dalam mencari transistor seperti rumus di bawah ini:

Rumus dari Transitor adalah :

h_FE = iC/iB

        dimana,   iC = perubahan arus kolektor 

        iB = perubahan arus basis 

        h_FE = arus yang dicapai

Rumus dari Transitor adalah :

Karakteristik Input

Transistor adalah komponen aktif yang menggunakan aliran electron sebagai prinsip kerjanya didalam bahan. Sebuah transistor memiliki tiga daerah doped yaitu daerah emitter, daerah basis dan daerah disebut kolektor. Transistor ada dua jenis yaitu NPN dan PNP. Transistor memiliki dua sambungan: satu antara emitter dan basis, dan yang lain antara kolektor dan basis. Karena itu, sebuah transistor seperti dua buah dioda yang saling bertolak belakang yaitu dioda emitter-basis, atau disingkat dengan emitter dioda dan dioda kolektor-basis, atau disingkat dengan dioda kolektor.
Bagian emitter-basis dari transistor merupakan dioda, maka apabila dioda emitter-basis dibias maju maka kita mengharapkan akan melihat grafik arus terhadap tegangan dioda biasa. Saat tegangan dioda emitter-basis lebih kecil dari potensial barriernya, maka arus basis (Ib) akan kecil. Ketika tegangan dioda melebihi potensial barriernya, arus basis (Ib) akan naik secara cepat.

Karakteristik Output

Sebuah transistor memiliki empat daerah operasi yang berbeda yaitu daerah aktif, daerah saturasi, daerah cutoff, dan daerah breakdown. Jika transistor digunakan sebagai penguat, transistor bekerja pada daerah aktif. Jika transistor digunakan pada rangkaian digital, transistor biasanya beroperasi pada daerah saturasi dan cutoff. Daerah breakdown biasanya dihindari karena resiko transistor menjadi hancur terlalu besar.

Gelombang I/O Transistor

Jenis jenis bias pada transistor

IC SR FF 74HC279

M74HC279 adalah latch S-R QUAD CMOS berkecepatan tinggi yang dibuat dengan teknologi silicon gate C2MOS. dengan spesifikasi berikut:

Rangkaian dalam dan Pinout

Grafik Respon

4. Percobaan [Kembali]
Prosedur percobaan 

    

    1. Siapkan komponen yang akan digunakan

    2. Posisikan komponen sesuai pada gambar

    3. Rangkai semua komponen dengan benar dan tepat

    4. Untuk sensor jangan lupa memasukkan code hex, agar sensor dapat berfungsi

    5. tekan tombol play untuk menjalankan rangkaian

Gambar Rangkaian

Prinsip Kerja

IC 74HC279 bekerja sebagai Flip Flop Set Reset (SR). Terdapat 4 kelompok input yang terdiri dair inpur Set dan Reset dengan syarat aktif saat berlogika 0.

Jika pin R logika 0 S logika 0 maka output pada Q akan tetap sama dengan output sebelumnya. 

Jika pin R logika 0 S logika 1 maka output pada Q akan berlogika 0. Jika pin R logika 1 S logika 0 maka output pada Q akan berlogika 1. Jika pin R logika 1 dan S berlogika 1 maka akan terjadi keadaan terlarang, dimana Set dan Reset saling meniadakan. Sehingga pada praktek yang telah dilakukan outputnya berlogika 0.

Saat output berlogika 1 maka tegangan sebesar +5V akan diumpankan pada resistor dan tegangan sebesar +0.76V akan diumpankan pada kaki basis dari transistor. Tegangan ini mencukupi syarat untuk mengaktifkan transistor yaitu tegangan basis > +0.6V. sehingga pada kondisi ini transistor on dan tegangan +5v akan mengalirkan arus pada dioda dan relay lalu ke kaki kolektor dan terus ke kaki emitor transistor dan berakhir di ground. Tegangan yang mengalir pada relay akan menyebabkan switch pada relay dan membentuk loop pada rangkaian sehingga arus dari batrai mengalir pada resistor dan menghidupkan LED.

Saat output berlogika 0 maka tegangan sebesar +0V akan diumpankan pada resistor dan tegangan sebesar +0V akan diumpankan pada kaki basis dari transistor. Tegangan ini tidak mencukupi syarat untuk mengaktifkan transistor yaitu tegangan basis > +0.6V. sehingga pada kondisi ini transistor off dan tegangan +5v tidak akan mengalirkan arus pada dioda dan relay lalu ke kaki kolektor dan terus ke kaki emitor transistor dan berakhir di ground. Akibtanya relay tidak akan mengalami switch dan tidak ada loop yang terbentuk sehingga ragkaian yang mengalami short circuit tidak dapat mengaktifkan LED

Vidio Percocbaan

5. File Download [Kembali]

1. Download HTML [disini]

2. Download Rangkaian   [disini]

3. Download Vidio Rangkaian [disini]

6. Download datasheet Relay[disini]

8. Download datasheet Led [disini]

9. Download datasheet IC 74HC279 [disini]

13. Download datasheet Resistor [disini]