Download Laboratorium System Sequensial and more Exercises Electronic Technology in PDF only on Docsity!
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah Berkembangannya ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini semakin memberikan kemudahan dalam kehidupan sehari-hari. Dimana ilmu pengetahuan dan teknologi berupa mesin maupun elektronika diterapkan dalam berbagai hal, sehingga pekerjaan manusia lebih mudah dan efisien. Berkat ilmu pengetahuan dan teknologi yang berkembang, aktivitas manusia bisa lebih cepat secara waktu tetapi kualitas yang dihasilkan tetap baik. Sekarang penggunaan teknologi untuk mempermudah pekerjaan manusia sudah sangat massif bahkan hal-hal kecil sudah tersentuh oleh kemajuan teknologi. Salah satu pemanfaatannya adalah bel sekolah. Alat ini dapat menyederhanakan pekerjaan manusia yang biasa membutuhkan waktu yang lama atau berulang-ulang dilakukan, yang dimana bel merupakan media komunikasi yang dipakai di lingkungan sekolah. Bel sekolah merupakan komunikasi internal yaitu memberikan tanda jam masuk sekolah, jam pergantian mata pelajaran, jam istirahat, jam pulang sekolah dan tanda-tanda lainnya yang diatur sekolah. Biasanya ada petugas piket yang membunyikan bel sesuai jadwal. Tetapi petugas piket sering terlambat atau lupa untuk menghidupkan bel. Sehingga timbul kekacauan dalam jadwal persekolahan, seperti telat atau kelamaan menghidupkan ketika jam masuk sekolah dan pulang,
bisa salah satu mata pelajaran berlebih, dan berbagai kasus lainnya. Kejadian seperti itu masih sering terjadi di beberapa lingkungan sekolah yang masih menggunakan cara manual. Dengan adanya kebutuhan akan alat tersebut, penulis mencoba untuk membuat dan merancang alat tersebut sebagai Penulisan Tugas, dengan judul “PERANCANGAN BEL SEKOLAH TANPA MIKROKONTROLLER”. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan uraian di atas, dapat dirumuskan beberapa masalah yang dibahas dalam tugas proyek ini, yaitu :
- Bagaimana Perencanaan dan perancangan bel sekolah?
- Bagaimana cara kerja dari rancangan rangkaian bel sekolah? 1.3 Tujuan Adapun tujuan dari tugas proyek ini adalah :
- Menjelaskan perencanaan dan perancangan bel sekolah
- Menjelaskan cara kerja dari rancangan rangkaian bel sekolah
- Sebagai salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan mata kuliah Sistem Sekuensial. 1.4 Batasan Masalah Dalam perencanaan penulisan ini terdapat beberapa batasan masalah sebagai berikut :
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Dalam bab ini akan dibahas hasil pengujian dari rangkaian dan system kerja alat. BAB V PENUTUP Dalam bab ini menjelaskan kesimpulan dan saran dari alat ataupun data yang dihasilkan dari alat. Bab ini juga merupakan akhir dari penulisan laporan proyek ini.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengenalan Bel Listrik Bel listrik adalah suatu alat yang mampu menghasilkan suara dari adanya perubahan energi listrik menjadi magnet (yang nantinya menimbulkan energi gerak yang berfungsi sebagai sumber timbulnya suara). Bel listrik biasanya mengubah energi listrik menjadi energi suara dengan menggunakan prinsip elektromagnetik. Serta bel listik sering digunakan sebagai alarm peringatan dan bel penanda waktu di sekolah. Gambar 2.1 Bel Listrik Salah satu bel listrik dengan prinsip elektromagnetik yang sering digunakan adalah bel listrik yang berbentuk Interrupter Bell yaitu jenis bel listrik yang dapat menghasilkan suara secara terus menerus ketika diberikan arus listrik. Ketika
2.2.1 Konfigurasi Pin IC 74192 Berikut ini adalah bagian-bagian dari pin IC 74192 dan juga fungsinya, yaitu :
- Pin 1 merupakan jalan masuk B (BD Input)
- Pin 2 merupakan salah satu output dalam bentuk BCD
- Pin 3 merupakan salah satu output dalam bentuk BCD
- Pin 4 merupakan input lonceng (clock) untuk mencacah turun
- Pin 5 merupakan input lonceng (clock) untuk mencacah naik
- Pin 6 merupakan salah satu output dalam bentuk BCD
- Pin 7 merupakan salah satu output dalam bentuk BCD
- Pin 8 merupakan GND ( logika “0” )
- Pin 9 merupakan input cacahan ( nilai biner )
- Pin 10 merupakan input cacahan ( nilai biner )
- Pin 11 merupakan load ( beban dengan nilai “0” atau “1” )
- Pin 12 merupakan CO (Carry Out) yang digunakan ketika transisi keluaran decimal dari 9 ke 0 (counting up) men-trigger pin CO mengeluarkan pulsa 0 ke 1 (Low to High) yang dapat dipakai sebagai trigger clock untuk tingkat pencacahan berikutnya.
- Pin 13 merupakan BO (Borrow Out) yang digunakan ketika transisi decimal dari 0 ke 9 (counting down), men-trigger pin BO mengeluarkan pulsa 0 ke 1.
- Pin 14 merupakan Clear ( untuk mereset cacahan )
- Pin 15 merupakan input cacahan ( nilai biner )
- Pin 16 merupakan Vcc ( logika “1” )
2.2.2 Prinsip Kerja IC 74192 (^15) D0 Q0 3 (^1) D1 Q1 2 (^10) D2 Q2 6 (^9) D3 Q3 7 (^5) UP TCU 12 (^4) DN TCD 13 (^11) PL (^14) MR U 74192 (^7) A QA 13 (^1) B QB 12 (^2) C QC 11 (^6) D QD 10 (^4) BI/RBO QE 9 (^5) RBI QF 15 (^3) LT QG 14 U 7447 Gambar 2.3 Rangkaian sederhana IC 74192 Berdasarkan rangkain diatas dapat dilihat terdapat pembangkit sinyal detak/clock yang masuk ke dalam pin 5 IC 74192 sebagai sumber detak untuk mencacah data biner Q0, Q1, Q2, Q3 secara up/naik. Pin Q0, Q1, Q2, Q3 akan mengeluarkan dara biner dan dengan bantuan IC 7447 bilangan biner tersebut akan di decoderkan menjadi data keluaran seven segment, yang akan mengeluarkan angka decimal dari data biner yang dikeluarkan oleh IC 74192. Rangkaian diatas akan otomatis mengeluarkan data pencacahan biner 0000 hingga
2.3 Decoder 7447 IC Decoder ke Seven Segmen 7447 berfungsi untuk mengubah data input yang berupa sandi BCD ( Binary Coded Decimal ) menjadi sandi yang sesuai dengan format seven segmen. Decoder BCD ke seven segmen IC 7447 ini digunakan untuk mengubah data BCD 4 bit dari mikrokontroler atau perangkat
- Jalur LT ( Lamp Test ), berfungsi untuk menyalakan semua LED pada 7 segment, dan akan aktif jika berlogika low (0).
- Jalur RBI ( Ripple Blanking Input ), berfungsi untuk menahan sinyal input ( disable input ), akan aktif jika berlogika low (0).
- Jalur RBO ( Ripple Blanking Output ), berfungsi untuk menahan data output ke penampil 7 segment ( disable output ), akan aktif jika berlogika o (low). 2.4 Seven Segment Display Seven Segment adalah suatu segmen-segmen yang digunakan menampilkan angka. Seven segment ini tersusun atas 7 batang led yang disusun membentuk angka 8 dengan menggunakan huruf a s/d g yang disebut dot matrix. Seven Segment merupakan gabungan dari 7 buah LED (Light Emitting Diode) yang dirangkaikan membentuk suatu tampilan angka. Gambar 2.5 Seven Segment 2.4.1 Jenis – Jenis Seven Segment Seven segmen ada 2 jenis, yaitu Common Anoda dan Common Katoda yang dijelaskan secara sederhana dibawah ini :
- Common Anoda Common Anoda merupakan pin yang terhubung dengan semua kaki anoda LED dalam seven segmen. Common anoda diberi tegangan VCC dan seven segmen dengan common anoda akan aktif pada saat diberi logika rendah (0) atau sering disebut aktif low. Kaki katoda dengan label a sampai h sebagai pin aktifasi yang menentukan nyala LED. Gambar 2.6 Rangkaian Internal 7-Segment Tipe Common Anoda
- Common Katoda Common Katoda merupakan pin yang terhubung dengan semua kaki katoda LED dalam seven segmen dengan common katodak akan aktif apabila diberi logika tinggi (1) atau disebut aktif high. Kaki anoda dengan label a sampai h sebagai pin aktifasi yang menentukan nyala LED. Gambar 2.7 Rangkaian Internal 7-Segment Tipe Common Cathode
Tabel 2.1 Kebenaran Seven Segment Tipe Katoda Catatan : 1 = ON (High) 0 = OFF (Low) 2.5 Buzzer Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa
digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm). Gambar 2.9 Buzzer 2.6 Gerbang Logika Gerbang adalah rangkaian dengan satu atau lebih dari satu sinyal masukan tetapi hanya menghasilkan satu sinyal keluaran dan hanya berupa tegangan tinggi atau tegangan rendah. Dalam system digital dikenal hanya dua keadaan yaitu 0 dan 1. Logika 1 dan 0 ditetapkan berdasarkan tegangannya. Untuk level (0-0,8) Volt disebut logika ‘0’ dan level (2-5) Volt disebut logika ‘1’. 2.6.1 Gerbang AND Gerbang AND mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal masukan tetapi hanya satu sinyal keluaran. Semua masukan harus dalam keadaan tinggi untuk mendapatkan keluaran tinggi. Apabila gerbang AND memiliki dua input, maka aka nada kemungkinan input yang diberikan yaitu 2n^ = 4 (n = jumlah input).
2.7 Resistor Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan, berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya. Semakin besar nilai resistansi sebuah resistor yang dipasang, semakin kecil arus yang mengalir. Gambar 2. 13 Resistor 2.8 Relay Relay adalah sebuah piranti yang bekerja berdasarkan elektromagnetik untuk mneggerakkan sejumlah kontraktor yang tersusun atas sebuah saklar elektronis yang dapat dikendalikan dari rangkaian elektronik lainnya dengan memanfaatkan tenaga listrik sebagai sumber energinya. Gambar 2. 14 Simbol Relay
2.8.1 Bagian – Bagian Utama Relay Relay merupakan komponen listrik yang memiliki prinsip kerja magnet dengan induksi listrik. Relay terdiri atas bagian-bagian utama sebagai berikut :
- Coil , merupakan gulungan kawat yang mendapat arus listrik, sejenis saklar yang pergeraknnya tergantung dari ada tidaknya arus listrik di coil.
- Contact atau penghubung, adalah sejenis saklar yang pergerakannya tergantung dari ada tidaknya arus listrik di coil. 2.8.2 Prisip Kerja Relay Gambar 2.15 Prinsip Kerja Relay Cara kerja relay adalah saat coil mendapatkan energi listrik ( energized ) akan menimbulkan gaya elektromagnetik. Gaya magnet yang ditimbulkan ini akan menarik plat/lengan kontak ( armature) berpegas (bersifat berlawanan), sehingga menghubungkan 2 titik contact.
BAB III
PERANCANGAN ALAT DAN BAHAN
3.1 Perancangan Model Sistem Adapun diagram blok rancang bangun bel sekolah disertai display jam digital adalah sebagai berikut : Gambar 3.1 Model Sistem Kerja Blok diagram diatas menunjukkan alur kerja bel otomatis sekolah yaitu sebuah bel yang bekerja secara otomatis sesuai jadwal yang telah ditentukan dalam rangkaian kombinasi gerbang logika. Di blok diagram dijelaskan bagian mulai dari input, proses dan output. Input berasal dari sebuah data atau rangkaian kombinasional gerbang logika yang telah dibuat untuk memberikan informasi Power Supply Clock 1 Hz MOD 13 MOD 60 MOD 60 JAM MENIT DETIK
COUNTER
Driver Display Decoder Buzzer
waktu sesuai jadwal sekolah ke dalam decoder, sedangkan proses adalah pekerjaan yang mengidentifikasi waktu atau jadwal dan menampilkan jam pada seven segmen display. Bagian output adalah sebuah bunyi bel melalui buzzer yang menandakan waktu atau jadwal tertentu dan tampilan jam di seven segment display. 3.2 Rangkaian Seven Segment Display D 15 Q^ 3 D 1 Q^ 2 D 10 Q^ 6 D 9 Q^ 7 UP 5 TCU 12 DN 4 TCD 13 PL 11 MR 14 U1 74192 D 15 Q^ 3 D 1 Q^ 2 D 10 Q^ 6 D 9 Q^ 7 UP 5 TCU 12 DN 4 TCD 13 PL 11 MR 14 U3 74192 1 2 3 U6:A 7408 U3(UP) A 7 QA^ 13 B 1 QB^ 12 C 2 QC 11 D 6 QD 10 BI/RBO 4 QE^ 9 RBI 5 QF^ 15 LT 3 QG 14 U2 7447 A 7 QA^ 13 B 1 QB^ 12 C 2 QC 11 D 6 QD 10 BI/RBO 4 QE^ 9 RBI 5 QF^ 15 LT 3 QG 14 U4 7447 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B A1 A A3 A A5 A A B1 B B3 B B5 B B D 15 Q^ 3 D 1 Q^ 2 D 10 Q^ 6 D 9 Q^ 7 UP 5 TCU 12 DN 4 TCD 13 PL 11 MR 14 U5 74192 D 15 Q^ 3 D 1 Q^ 2 D 10 Q^ 6 D 9 Q^ 7 UP 5 TCU 12 DN 4 TCD 13 PL 11 MR 14 U7 74192 1 2 3 U8:A 7408 A 7 QA^ 13 B 1 QB^ 12 C 2 QC 11 D 6 QD 10 BI/RBO 4 QE^ 9 RBI 5 QF^ 15 LT 3 QG 14 U9 7447 A 7 QA^ 13 B 1 QB^ 12 C 2 QC 11 D 6 QD 10 BI/RBO 4 QE^ 9 RBI 5 QF^ 15 LT 3 QG 14 U10 7447 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D D1 D D3 D D5 D D C1 C C3 C C5 C C SW SW-SPDT SW1(NO) D 15 Q^ 3 D 1 Q^ 2 D 10 Q^ 6 D 9 Q^ 7 UP 5 TCU 12 DN 4 TCD 13 PL 11 MR 14 U11 74192 D 15 Q^ 3 D 1 Q^ 2 D 10 Q^ 6 D 9 Q^ 7 UP 5 TCU 12 DN 4 TCD 13 PL 11 MR 14 U12 74192 A 7 QA^ 13 B 1 QB^ 12 C 2 QC 11 D 6 QD 10 BI/RBO 4 QE^ 9 RBI 5 QF^ 15 LT 3 QG 14 U14 7447 A 7 QA^ 13 B 1 QB^ 12 C 2 QC 11 D 6 QD 10 BI/RBO 4 QE^ 9 RBI 5 QF^ 15 LT 3 QG 14 U15 7447 E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F SW SW-SPDT (^1 2) SW2(NO) U13:A 7404 5 4 6 U6:B 7408 109 8 U6:C 7408 F1 F F3 F F5 F F E1 E E3 E E5 E E Gambar 3.2 Rangkaian Seven Segment Display Berdasarkan rangkaian diatas dapat dilihat terdapat pembangkit sinyal/detak clock yang masuk ke dalam pin 5 IC 74192 (U3) sebagai sumber detak untuk mencacah data biner Q0, Q1, Q2, Q3 secara up/naik. Pin Q0, Q1, Q2, Q3 akan mengeluarkan angka decimal dari data biner dan dengan bantuan IC 7447
