Makalah Jam Sistem Digital
Untuk file makalah yang lengkap beserta gambarnya, klik di bawah ini:
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar
Belakang
Tidak
dapat dipungkiri lagi dalam kehidupan kita ini sangat dipengaruhi oleh waktu.
Dan dalam perkembangan peradaban manusia selalu diikuti dengan perkembangan
penunjuk waktu. Banyak referensi yang digunakan manusia sebagai penunjuk waktu,
dan mungkin yang tertua adalah matahari.
Jam
digital pada dasarnya adalah sebuah pencacah naik yang bekerja secara asinkron.
Jam digital yang dirancang adalah sebuah jam dengan penunjukan dengan
ketelitian bilangan dari jam, menit sampai detik, dengan sistem 24 jam.
Sumber detak merupakan sebuah
pembangkit pulsa yang menghasilkan detak 1 getaran per detik (1 Hz). Pencacah I
digunakan untuk penunjukan bilangan detik
dengan penunjukan maksimum 59 dan ketika hendak berubah ke 60, pencacah akan
kembali menjadi 00 dan memicu pencacah II untuk memulai cacahannya. Pencacah II
digunakan untuk penunjukan bilangan menit
dengan prinsip kerja yang sama dengan pencacah I. Sedangkan pencacah III
digunakan untuk penunjukan bilangan jam
dengan penunjukan maksimum 23 dan ketika hendak berubah ke 24, pencacah akan
direset dan kembali menjadi 00.
Dari perencanaan di atas dapat
dilihat bahwa jam digital ini adalah sebuah rangkaian digital sederhana dengan
memanfaatkan prinsip kerja dari pencacah naik yang bekerja secara asinkron,
dimana pencacah yang paling ujung ( yang digunakan untuk penunjukan bilangan
satuan dari “detik” ) masukan clocknya berasal dari sumber detak sedangkan
pencacah-pencacah selanjutnya dipicu oleh pencacah sebelumnya.
1.2 Rumusan Masalah
Dalam menyusun makalah ini, penulis
merumuskan beberapa masalah yang berkaitan dengan :
1.
Pengertian Jam Digital
2.
Rangkaian Jam Digital
1.3 Tujuan Penulisan
Adapun tujuan dari penyusunan makalah ini yaitu
untuk mengetahui sistem kerja, pembuatan serta bentuk rangkaian dari jam
digital
BAB II
PEMBAHASAN
Pada percobaan
pembuatan rangkaian jam digital kita menggunakan rangkaian yang terdiri dari counter/pencacah : MOD10 untuk satuan
(jam, menit dan detik), MOD6 untuk puluhan (menit dan detik) dan MOD2 (untuk puluhan jam), decoder
jenisnya adalah Binary to 7Segment,
dan display/penampil.
Prinsip kerja
yang digunakan adalah prinsip dari jalannya Decoder 7-Segmen. Dimana pada
rancangan jam digital ini terdapat bagian-bagian dari fungsi waktu. Yaitu Jam : Menit : Detik. Pada pembuatan jam
digital ini akan digunakan pencacah detik,menit, dan jam. Yang akan menjalankan
proses jam digital.
Untuk
menampilkan display dari jam:menit:detik digunakan Decoder Display 7-Segmen
dimana tampilan untuk merepresentasikan jam:menit:detik sebagai berikut :
Tabel kebenaran dari display tersebut
adalah sebagai berikut :
Decimal Number
|
Inputs
|
Outputs
|
|||||||||
|
D
|
C
|
B
|
A
|
a
|
b
|
c
|
d
|
e
|
f
|
g
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
1
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
2
|
0
|
0
|
1
|
0
|
1
|
1
|
0
|
1
|
1
|
0
|
1
|
3
|
0
|
0
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
0
|
0
|
1
|
4
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
1
|
1
|
0
|
0
|
1
|
1
|
5
|
0
|
1
|
0
|
1
|
1
|
0
|
1
|
1
|
0
|
1
|
1
|
6
|
0
|
1
|
1
|
0
|
1
|
0
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
7
|
0
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
8
|
1
|
0
|
0
|
0
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
9
|
1
|
0
|
0
|
1
|
1
|
1
|
1
|
1
|
0
|
1
|
1
|
2.1 Spesifikasi Teknis
Komponen yang digunakan dalam rangkaian jam digital
ini adalah :
a.
Sumber detak
Sumber detak yang digunakan adalah
sebuah pembangkit pulsa yang menghasilkan detak 1 getaran per detik (1 Hz)
untuk memperoleh hitungan detik.
b.
Catu daya
Semua yang membutuhkan masukan
“high” pada IC dihubungkan dengan positif catu daya dan sebaliknya semua yang
membutuhkan masukan “low” dan input NC dihubungkan pada negative catu daya dan
bukannya diambangkan untuk menghindari hasil yang tidak dapat diprediksikan.
c.
IC 7490
IC ini adalah sebuah decade counter
yang mencacah empat bit dari 0000 (desimal 0) sampai 1001 (desimal 9). Rangkaian dalamnya terdiri dari empat buah
flip-flop berderet dan gerbang-gerbang khusus yang digunakan untuk mereset
flip-flop. Gambar rangkaian dalam, tabel kebenaran, tabel fungsi reset / count
dan spesifikasi lain dari IC 7490 dapat
dilihat pada lampiran datasheet.
d.
IC 7476
IC ini terdiri dari dua rangkap
rangkaian JK flip-flop majikan budak dengan dua keluaran. Rangkaian dalam,
tabel kebenaran, dan spesifikasi lain dari IC 7476 dapat dilihat pada lampiran
datasheet.
e.
IC 4511
IC ini adalah sebuah decoder BCD ke
seven segment. Rangkaian dalam, tabel kebenaran, dan spesifikasi lain dari IC
4511 dapat dilihat pada lampiran datasheet.
f.
Gerbang AND
Pada simulasi EWB digunakan gerbang
AND biasa untuk menyederhanakan rangkaian simulasi, namun pada prakteknya dapat
digunakan IC 7408 yaitu empat rangkap gerbang AND dengan dua input.
g.
Indikator
Indikator yang digunakan adalah
enam buah seven segment, yang digunakan untuk menampilkan angka-angka cacahan
dalam bentuk bilangan desimal.
2.3 Diagram Blok dan Prinsip Kerja
Rangkaian
Sumber detak merupakan suatu
pembangkit pulsa yang menghasilkan detak 1 getaran per detik ( 1 Hz ). Pencacah
I dan pencacah II akan mencacah dari 00 (0000 0000) hingga 59 (0101 1001) yang
kemudian akan digunakan pada penunjuk detik dan menit. Sedangkan pencacah III
merupakan pencacah dari 00 (0000 0000) hingga 23 (0010 0011) yang digunakan
pada penunjuk jam.
Dari hasil sistem perencanaan di
atas dapat dilihat bahwa pada dasarnya pencacah I dan pencacah II merupakan
jenis pencacah yang sama, pada pengaplikasiannya digunakan pencacah 10 (decade
counter) yaitu IC 7490, sehingga bilangan dipecah menjadi dua yaitu penunjukan
satuan dan puluhan.
Dari gambar di atas dapat kita
lihat bahwa fungsi reset dilakukan oleh masukan input Ro(1) dan Ro(2) yang
merupakan masukan dari sebuah gerbang NAND yang terhubung pada reset flip-flop
pada IC yang aktif low, artinya diinginkan kedua masukan Ro(1) dan Ro(2) dalam
keadaan high supaya dihasilkan keluaran low untuk meresetnya.
Dibawah ini akan diperlihatkan tabel kebenaran dari
IC 7490 yaitu :
Tabel
Kebenaran
COUNT
|
OUTPUT
|
|||
QD
|
QC
|
QB
|
QA
|
|
0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
0
|
0
|
0
|
1
|
2
|
0
|
0
|
1
|
0
|
3
|
0
|
0
|
1
|
1
|
4
|
0
|
1
|
0
|
0
|
5
|
0
|
1
|
0
|
1
|
6
|
0
|
1
|
1
|
|
7
|
0
|
1
|
1
|
1
|
8
|
1
|
0
|
0
|
0
|
9
|
1
|
0
|
0
|
1
|
Pada pencacah satuan, untuk
memperoleh reset pada cacahan 1010, masukan Ro(1) dan Ro(2) diambil dari
keluaran QB dan QD IC 7490. Sedangkan untuk pencacah puluhan yang diinginkan
reset pada cacahan 6 (0110), masukan Ro(1) dan Ro(2) diambil dari keluaran QB
dan QC IC pencacahnya.
Pada pencacah III yang digunakan
untuk menunjukkan jam, digunakan IC 7490 untuk bilangan satuan dengan modus 10
dan IC 7476 untuk bilangan puluhan dengan modus 3. Cacahan pada penunjukan jam
adalah dari 00 (0000 – 0000) sampai 23 (0010 0011).
Pada pencacah bilangan satuannya
akan mengalami dua keadaan reset. Reset pertama dilakukan saat cacahan beralih
dari keadaan 9 (1001) ke 10 (1010). Reset kedua saat cacahan beralih dari 3
(0011) ke 4 (0100) saat cacahan pada pencacah puluhan sudah mencapai 2 (0010).
Reset kedua ini adalah reset yang terjadi bersamaan antara pencacah untuk
bilangan satuan dan bilangan puluhan.
Untuk reset pertama, digunakan
fungsi reset IC 7490 dengan menarik masukan untuk Ro(1) dan Ro(2) dari keluaran
QB dan QD –nya.
Pada pencacah bilangan puluhannya
digunakan IC 7476. IC ini adalah flip-flop JK rangkap dua. Digunakan 7476 dan
bukannya 7490 karena cacahan maksimal yang diinginkan adalah 2 (0010) yaitu 2
bit saja sehingga dapat menggunakan pencacah yang dibangun dari dua buah
flip-flop JK biasa.
Pencacah
bilangan puluhan
(0 – 2)
0000 - 0010
|
Pencacah
bilangan satuan
(0 – 9) 0000 –
1001
dan
(0 – 3) 0000 -
0011
|
|
Untuk lebih jelasnya dapat dilihat
pada rangkaian dalam IC 7476 berikut yang merupakan penggabungan dari keluaran
IC 7490 dan menjadi masukan bagi sebuah gerbang AND yang digunakan sebagai
reset.
Sistem pendukung yang akan mereset
kedua pencacah adalah sebuah gerbang AND yang diberi input dari pencacah satuan
dan pencacah puluhan.
Untuk menampilkan data biner
menjadi bilangan desimal pada tampilan seven segment jam digital digunakan IC
4511. IC ini adalah sebuah decoder yang mengkodekan BCD ke seven segment dengan
tabel kebenaran sebagai berikut :
Koordinasi pengkodean sudah
built-in dalam IC 4511 ini, sehingga cukup menghubungkan keluaran dari IC
pencacah ke masukan IC 4511 dan keluaran dari 4511 dihubungkan dengan kaki-kaki
seven segment.
Total jumlah IC decoder dan seven
segment adalah 12 buah, mulai dari penampil detik, menit dan jam.
Beberapa
Rangkaian Yang Dapat Diuji:
Suatu pencacah dan proses decode
yang sangat menarik adalah dalam perancangan jam digital. Penyedia daya bagi
sebuah jam biasa (jam, menit, detik) adalah daya komersial arus bolak-balik 120
Volt, 0.6 kHz. Untuk mendapatkan pulsa-pulsa yang berlangsung pada laju 1 detik
diperlukan untuk membagi sumber daya 0.6 kHz dengan 60. Jika gelombang
segi-empat 0.01kHz dibagi lagi dengan 60, dihasilkan gelombang segi-empat 1
daur permenit. Jika dibagi lagi dengan 60 maka akan menghasilkan gelombang
segi-empat 1 daur perjam.
Diagram blok di atas memperlihatkan
fungsi-fungsi pencacahan. Pencacah :60
pertama membagi sinyal daya 0.6 kHz menjadi gelombang segi-empat 0.01 kHz.
Pencacah :60 kedua berubah keadaan
sekali setiap detik dan mempunyai 60 keadaan diskrit, dan dengan demikian dapat
didekode untuk menghasilkan sinyal yang memperagakan detik. Pencacah ini
kemudian disebut pencacah detik. Pencacah :60
ketiga berubah keadaan sekali setiap menit dan memiliki 60 keadaan diskrit.
Dengan demikian pencacah ini dapat didekode untuk menghasilkan sinyal yang
memperagakan menit. Pencacah ini disebut pencacah menit. Pencacah terakhir
berubah sekali setiap 60 menit (setiap jam). Dan menghasilkan sinyal yang
memperagakan jam, disebut pencacah jam.
BAB III
PENUTUP
3.1
Kesimpulan
Untuk mengatur
jam digital perlu adanya pengesetan. Makanya harus diperoleh suatu sarana untuk
mengeset jam, karena bila daya dimatikan dan kemudian dihidupkan kembali
flip-flop akan berada pada keadaan acak. Pengesetan dilakukan dengan
menggunakan tombol tekan set. Pengesetan dilakukan dengan menekan tombol set
jam, set menit, set detik.
Dengan demikian
Jam Digital dapat dijalankan. Jam digital disusun dari Decoder Display
7-Segmen.
DAFTAR PUSTAKA
Putra, Fembi
Rekrisna Grandea. “Jam Digital”. Januari 2014http://fembirekrisnagp.blogspot.co.id/2015/09/makalah-jam-digital.html
Komentar
Posting Komentar