COUNTER TO BCD 7 SEGMENT
I. Tujuan Percobaan
II. Dasar Teori
Teknologi sistem digital menjadi semakin semarak antara lain karena peranan Flip Flop yang dapat menampilkan fungsi baik sebagai pencacah (counter) maupun sebagai register. Dalam kehidupan sehari-hari serin dijumpai mesin-mesin digital yang bekerja sebagai pencatat seperti pencatat waktu, pencatat frekuensi, pencatat bilangan, pencatat banyaknya orang yang memasuki suatu tempat, dan sebagainya. Pencacah termasuk dalam kelompok rangkaian sekuensial yang merupakan gabungan antara rangkaian kombinasional dan Flip Flop. Dengan demikian Flip Flop merupakan komponen utama untuk menyusun rangkaian pencacah. Semua jenis Flip Flop yang dilengkapi dengan fasilitas clok (Ck), Preset (Pr), ataupun clear (Cr) dapat digunakan untuk menyusun rangkaian pencacah. Perhatikan gambar berikut :
 |
Setiap FF memiliki masukkan J = K = 1, sehingga keluaran FF
itu akan ter-toggle (berubah tingkat logikanya) ketika pada masukkan Ck berubah
dari 1 (tinggi) ke 0 (rendah). Pulsa masukan hanya dikarenakan pad Ck dari FF-0.
Keluaran Q0 dihubungkan ke Ck pada FF-1, dan keluaran Q1
dihubungkan ke Ck dari FF-2(Beshop,2004).
Berdasarkan clock yang diberikan pada FF, maka pencacah dikelompokkan menjadi pencacah tidak serempak (Ashynchronous) dan serempak (Synchronous). Pencacah tak sinkron adalah Flip Flop bergulir tidak serempak tapi secara berurutan. Hal ini disebabkan karena hanya Flip Flop yang paling ujung saja yang dikendalikan oleh sinyal clock untuk Flip Flop dalam bentuk biner. Pecacah sinkron yang beroperasi dengan serentak dengan pulse clock yang kadang-kadang disebut juga pencacah deret (series counters dan juga pencacah jajar), dan juga istilah sinkron selalu merujuk pada suatu kejadian yang mempunyai hubungan waktu pada antar Flip Flop satu dengan yang lainnya(Dwihono,1996).
BCD merupakan salah satu sistem pengkodean bilangan desimal menjadi biner, yang tiap bilangan desimal 0 sampai 9 dikonversikan menjadi biner dalam format 4 bit. Pengkodean bilangan biner tersebut menurut pangkat 2, mulai dari yang kiri. Rangkaian BCD 7 segment display dan input yang diterima akan mengeluarkan kombinasi output yang menampilkan angka desimal melalui kombinasi-kombinasi segmennya. Untuk menampilkan output berupa data desimal. IC pin cacah merupakan suatu rangkaian pencacah yang dibangun oleh gerbang Flip Flop yang sudah dilengkapi jalur input reset dan preset(Godse,2009).
Pada Flip Flop terdapat 2 input asinkron yaitu preset dan clear. Preset dan clear memiliki prioritas yang tinggi pula pada Flip Flop. Jadi, saat salah satu dari kedua input itu aktif input lainnya akan tidak berpengaruh. Jika dianalogikan input preset dan clear adalah komandan, sehingga setiap perkataannya akan dilaksanakan dan tidak mungkin dibantah. Perlu diketahui bahwa input preset dan clear merupakan active low, atau akan aktif ketika diberikan logika 0. Preset/set adalah merupakan suatu input yang akan memberikan logika 1 pada output Q Flip Flop. Pada saat input preset/set aktif, maka output pasti akan bernilai 1 dan input yang lain, seperti 0, ataupun J dan K tidak akan berpengaruh. Clear/reset merupakan suatu input yang akan memberikan logika 0 pada output Q Flip Flop. Pada saat input clear/reset aktif, maka output pasti akan bernilai 0 dan input yang lain, seperti D, ataupun J dan K tidak akan berpengaruh(Kleitz,2002).
Penerapan counter dalam aplikasinya adalah berupa chip IC baik IC TTL, maupun CMOS antara lain adalah : (TTL) 7490, 7493, 74190, 74193, (CMOS) 4017, 4029, 4042, dan lain-lain(Widjanarkan,2006).
Berdasarkan clock yang diberikan pada FF, maka pencacah dikelompokkan menjadi pencacah tidak serempak (Ashynchronous) dan serempak (Synchronous). Pencacah tak sinkron adalah Flip Flop bergulir tidak serempak tapi secara berurutan. Hal ini disebabkan karena hanya Flip Flop yang paling ujung saja yang dikendalikan oleh sinyal clock untuk Flip Flop dalam bentuk biner. Pecacah sinkron yang beroperasi dengan serentak dengan pulse clock yang kadang-kadang disebut juga pencacah deret (series counters dan juga pencacah jajar), dan juga istilah sinkron selalu merujuk pada suatu kejadian yang mempunyai hubungan waktu pada antar Flip Flop satu dengan yang lainnya(Dwihono,1996).
BCD merupakan salah satu sistem pengkodean bilangan desimal menjadi biner, yang tiap bilangan desimal 0 sampai 9 dikonversikan menjadi biner dalam format 4 bit. Pengkodean bilangan biner tersebut menurut pangkat 2, mulai dari yang kiri. Rangkaian BCD 7 segment display dan input yang diterima akan mengeluarkan kombinasi output yang menampilkan angka desimal melalui kombinasi-kombinasi segmennya. Untuk menampilkan output berupa data desimal. IC pin cacah merupakan suatu rangkaian pencacah yang dibangun oleh gerbang Flip Flop yang sudah dilengkapi jalur input reset dan preset(Godse,2009).
Pada Flip Flop terdapat 2 input asinkron yaitu preset dan clear. Preset dan clear memiliki prioritas yang tinggi pula pada Flip Flop. Jadi, saat salah satu dari kedua input itu aktif input lainnya akan tidak berpengaruh. Jika dianalogikan input preset dan clear adalah komandan, sehingga setiap perkataannya akan dilaksanakan dan tidak mungkin dibantah. Perlu diketahui bahwa input preset dan clear merupakan active low, atau akan aktif ketika diberikan logika 0. Preset/set adalah merupakan suatu input yang akan memberikan logika 1 pada output Q Flip Flop. Pada saat input preset/set aktif, maka output pasti akan bernilai 1 dan input yang lain, seperti 0, ataupun J dan K tidak akan berpengaruh. Clear/reset merupakan suatu input yang akan memberikan logika 0 pada output Q Flip Flop. Pada saat input clear/reset aktif, maka output pasti akan bernilai 0 dan input yang lain, seperti D, ataupun J dan K tidak akan berpengaruh(Kleitz,2002).
Penerapan counter dalam aplikasinya adalah berupa chip IC baik IC TTL, maupun CMOS antara lain adalah : (TTL) 7490, 7493, 74190, 74193, (CMOS) 4017, 4029, 4042, dan lain-lain(Widjanarkan,2006).
 |
 |
III. Metodologi Percobaan
3.1 Alat dan Bahana. IC 7446 (3 buah)
b. ProtoBoard (1 buah)
c. LED (3 buah)
d. Kabel jumper (secukupnya)
e. Power Supply (1 buah)
f. Clock (1 buah)
3.2 Gambar Alat dan Bahan
-
3.3 Gambar Rangkaian
 |
3.4 Cara Kerja
 |
IV. Data dan Analisa
4.1 Data Percobaan
4.2 Analisa Data
Prinsip kerja dari rangkaian counter adalah dengan
menggabungkan rangkaian kombisional dengan rangkaian flip-flop. Digunakan
rangkaian flip-flop karena rangkaian ini merupakan rangkaian sequensial yang
memiliki elemen memori didalam rangkaiannya yang ikut menetukan hubungan antara
input dan outputnya. Flip-flop yang digunakan pada percobaan ini adalah JK
flip-flop karena rangkaiannya yang paling universal sebab mempunyai semua sifat
flip-flop lainnya baik dari RS flip-flop maupun D flip-flop dan tidak terdapat
kondisi terlarang pada JK flip-flop. Pengaruh rangkaian JK flip-flop pada rangkaian
counter ini adalah ketika kedua input J dan K bernilai 1 maka flip-flop
tersebut akan berubah menjadi flip-flop toogle atau T flip-flop. T flip-flop
adalah flip-flop yang dapat beroperasi pada mode toogle yaitu flip-flop yang
akan hidup jika diberi pulsa pertama dan akan mati jika diberi pulsa kedua
demikian seterusnya (mati-nyala pada 7 segmen display). Pada rangkaian T
flip-flop kondisi output akan berubah keadaan saat diberi clock. Kemudian dari
rangkaian JK flip-flop ini dihubungkan ke IC 7447 atau BCD to 7 segmen yang
mempunyai prinsip kerja berbeda dengan decoder decoder lainnya, di mana
kombinasi setiap inputnya dapat mengaktifkan beberapa output linenya. Rangkaian
BCD ke 7 segment decoder ini berguna untuk mengkonversi bilangan biner menjadi
bilangan desimal. Kemudian seluruh outputnya ini dihubungkan ke 7 segmen
display yang akan menampilkan output berupa data desimal. Percobaan ini menggunakan
rangkaian pencacah sinkron modulo 8 (angka 0-7) karena hanya tersedia 3 bit
biner yang mempunyai cacahan maksimum modulo 8. Hal ini berarti urutan bit
terendah terdapat pada desimal ke 0 dan urutan bit tertinggi terdapat pada
desimal ke 7.
Tabel 1 merupakan keluaran dari QA, QB, dan QC, yang dapat diamati dari mati nyalanya LED (logika 1 = hidup, logika 0 = mati). Dapat dilihat bahwa urutan biner adalah dari kecil ke besar untuk menunjukkan desimal ke 0 sampai ke 7, maka dari itu rangkaian counter pada percobaan ini termasuk rangkaian counter up, karena mencacah atau menghitung bilangan desimal secara maju, atau dari bilangan desimal terkecil ke nilai yang terbesar. Rangkaian counter up ini di hubungkan secara seri dengan cara output flip-flop yang pertama menjadi input flip-flop berikutnya. Pulsa dari clock menjadi input untuk flip-flop yang pertama dan akan menyebabkan perubahan pada kondisi output untuk saat yang di kehendaki (correct edge). Tabel 2 merupakan nilai desimal yang dihasilkan dari 7 segmen display akibat output QA, QB, dan QC. Masing-masing urutan binernya mempunyai ciri khas tersendiri untuk menunjukkan angka desimalnya.
Aplikasi counter dalam kehidupan sehari-sehari adalah untuk menghitung objek (barang produksi) dalam teknologi industri, digunakan sebagai pembagi frekuensi, untuk mengukur besarnya frekuensi, untuk mengukur waktu inverval antara dua pulsa, untuk mengukur jarak, untuk mengukur kecepatan, penggunaan dalam komputer digital, mengubah sinyal analog menjadi digital atau sebaliknya, waktu pengatur lalu lintas (Traffic Lamp/lampu merah), jam digital, stopwatch, dan lain-lain.
V. Kesimpulan
Rekomendasi Laporan lain:
Rangkain
counter pada percobaan ini termasuk rangkaian syncronous counter sebab pemicuan
flip-flop dilakukan serentak (dipicu oleh satu sumber clock) dan susunan
flip-flopnya paralel. Pada Counter Sinkron, sumber clock diberikan pada
masing-masing input Clock dari JK flip-flop, sehingga apabila ada perubahan
pulsa dari sumber, maka perubahan tersebut akan men-trigger seluruh JK flip-flop
secara bersama-sama. Dalam syncronous counter ini sendiri terdapat perbedaan
penempatan atau manipulasi gerbang dasarnya yang menyebabkan perbedaan waktu
tunda yang di sebut carry propagation delay.Tabel 1 merupakan keluaran dari QA, QB, dan QC, yang dapat diamati dari mati nyalanya LED (logika 1 = hidup, logika 0 = mati). Dapat dilihat bahwa urutan biner adalah dari kecil ke besar untuk menunjukkan desimal ke 0 sampai ke 7, maka dari itu rangkaian counter pada percobaan ini termasuk rangkaian counter up, karena mencacah atau menghitung bilangan desimal secara maju, atau dari bilangan desimal terkecil ke nilai yang terbesar. Rangkaian counter up ini di hubungkan secara seri dengan cara output flip-flop yang pertama menjadi input flip-flop berikutnya. Pulsa dari clock menjadi input untuk flip-flop yang pertama dan akan menyebabkan perubahan pada kondisi output untuk saat yang di kehendaki (correct edge). Tabel 2 merupakan nilai desimal yang dihasilkan dari 7 segmen display akibat output QA, QB, dan QC. Masing-masing urutan binernya mempunyai ciri khas tersendiri untuk menunjukkan angka desimalnya.
Aplikasi counter dalam kehidupan sehari-sehari adalah untuk menghitung objek (barang produksi) dalam teknologi industri, digunakan sebagai pembagi frekuensi, untuk mengukur besarnya frekuensi, untuk mengukur waktu inverval antara dua pulsa, untuk mengukur jarak, untuk mengukur kecepatan, penggunaan dalam komputer digital, mengubah sinyal analog menjadi digital atau sebaliknya, waktu pengatur lalu lintas (Traffic Lamp/lampu merah), jam digital, stopwatch, dan lain-lain.
Counter juga disebut pencacah atau penghitung yaitu rangkaian logika sekuensial yang digunakan untuk menghitung jumlah pulsa yang diberikan pada bagian masukan. Dalam perancangannya counter dapat tersusun atas semua jenis flip-flop, pada percobaan ini digunakan JK flip-flop. Pengaruh rangkaian JK flip-flop pada rangkaian counter ini adalah ketika kedua input J dan K bernilai 1 maka flip-flop tersebut akan berubah menjadi flip-flop toogle atau T flip-flop. T flip-flop adalah flip-flop yang dapat beroperasi pada mode toogle yaitu flip-flop yang akan hidup jika diberi pulsa pertama dan akan mati jika diberi pulsa kedua demikian seterusnya (mati-nyala pada 7 segmen display). Rangkain counter pada percobaan ini termasuk rangkaian syncronous counter sebab pemicuan flip-flop dilakukan serentak (dipicu oleh satu sumber clock) dan susunan flip-flopnya paralel. Aplikasi counter dalam kehidupan sehari-sehari adalah untuk menghitung objek (barang produksi) dalam teknologi industri, digunakan sebagai pembagi frekuensi, untuk mengukur besarnya frekuensi, untuk mengukur waktu inverval antara dua pulsa, untuk mengukur jarak, untuk mengukur kecepatan, penggunaan dalam komputer digital, mengubah sinyal analog menjadi digital atau sebaliknya, waktu pengatur lalu lintas (Traffic Lamp/lampu merah), jam digital, stopwatch, dan lain-lain.
VI. Daftar Pustaka
Beshop, Owen.2004. Dasar-Dasar Elektronika. Jakarta : Erlangga.
Dwihono.1996. Rangkaian Elektronika Analog. Jakarta : Erlangga.
Godse, D.A.2009. Elektronika Digital. Jakarta : Erlangga.
Kleitz, William.2002. Elektronika Digital. Jakarta : PT. Pustaka Media.
Widjanarka, W.2006. Teknik Digital. Jakarta : Erlangga.
VII. Bagian Pengesahan
-
VIII. Lampiran
