TUGAS 3 MATAKULIAH
INTERAKSI MANUSIA & KOMPUTER
RANGKAIAN PENGHITUNG
(COUNTER CIRCUITS)
Disusun
oleh :
Nama :
Noviansyah Dwi Jaya
NPM : 28114063
Kelas : 3KB04
ILMU KOMPUTER &
TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS GUNADARMA
2017
RANGKAIAN PENGHITUNG (COUNTER CIRCUITS)
Rangkaianpenghitung atau pencacah digital
(Counter) merupakan
rangkaian “clock” sekuensial yang hampir sama, yaitu
terdiri dari gerbang flip-flop dan gerbang kombinasi dengan sistem
sambungan umpan balik (feedback) adalah suatu istilah yang biasa
digunakan pada elektronika digital dalam menghitung bilangan logika. Counter atau penghitung atau pencacah dalam
bahasa kita, merupakan penghitung yang dimaksud dalam teknik digital merupakan
bagian register yang terpenting, karena keberadaannya merupakan sebuah penentu
awal dari kondisi sekuensial biner. Gerbang-gerbang logika di dalam counter dihubungkan pada masing-masing saluran
untuk memproduksi penjelasan gambaran awal dari kondisi sekuensial biner. Oleh
karena itu counter adalah merupakan register
khusus, yang mempunyai kesamaan, maka yang membedakan hanya dalam pemberian
nama saja.
Counter secara
teori maupun praktek, dalam melakukan penghitungan bias bersifat naik, dan
turun (up-down counter), serta bisa di-reset sesuai dengan yang
dikehendaki. Karena merupakan rangkaian yang komprehensif dengan komponen
analog lain, maka jenis komponen IC digital yang digunakan adalah merupakan
pengembangan dari komponen teknik digital pada pembelajaran elektronika dasar,
artinya tidak lagi menggunakan IC Flip-flop dasar dalam menyusun rangkaian counter, tetapi lebih
cenderung mengaplikasikan IC counter yang tersedia. Contoh IC counter jenis TTL dengan seri tipe 74LS90, 74LS92, dan IC tipe
74LS93. IC tipe seri 74LS90 merupakan IC
yang berfungsi sebagai pengubah “BCD to Decimal”, 74LS92 berfungsi sebagai “BCD
to Duodecimal”, dan 74LS93 merupakan IC yang berfungsi sebagai pengubah “BCD
to Hexadecimal”. Sehingga dalam aplikasinya rangkaian counter yang akan dibangun dalam simulasi
nantinya merupakan kombinasi komponen digital dengan komponen analog. dipenghitung naik dan penghitung turun (up-down counter), fungsi
sistem reset, dan aplikasi sistem kontrol ON/OFF sederhana yang
dikombinasikan dengan rangkaian analog driver yang telah dipelajari pada semester
sebelumnya. Di sini, peserta didik akan diajarkan aplikasi komponen elektronika
pasif, komponen aktif, dan komponen digital terutama jenis TTL dan analog yang
dijadikan satu unit kesatuan rangkaian yang komprehensif dalam aplikasi
rangkaian sistem kontrol digital ON/OFF sederhana. Gambar berikut
merepresentasikan blok diagram rangkaian counter digital.
Oleh
karena itu, bagian input/output dari apikasi rangkaian counter ini akan dikombinasikan dengan
rangkaian komponen analog lainnya sebagai driver,
buffer,
dan bahkan sebagai pengaman rangkaian elektronik. Komponen-komponen analog yang
sering digunakan dalam kombinasi rangkaian digital tersebut adalah komponen
pasif (seperti: resistor, kapasitor, dan induktor), sedangkan komponen aktif
biasanya menggunakan bahan semikonduktor (seperti: Dioda, Transistor, Mosfet,
dan SCR dan lain-lainnya), sehingga merupakan satu kesatuan rangkaian elektronik counter digital yang aplikatif.
Jadi aplikasi rangkaian counter adalah merupakan suatu rangkaian yang komprehensif, yaitu perpaduan dari IC counter digital yang tersedia untuk
dikombinasikan dengan komponen digital dasar sebagai dekoder (seperti gerbang
AND, OR, NOT, NAND, NOR, ataupun EXOR), dan komponen analog (seperti, dioda,
transistor) yang dibentuk dalam satu unit kesatuan rangkaian kontrol digital
sedrhana.
Ada dua jenis penghitung (counter), yaitu: (1) penghitung sinkron (synchronous counters); (2)
penghitungasinkron (asynchronous
counters). Penghitung asinkron sering disebut juga sebagai
penghitung deret (series
counters) atau juga
kadang-kadang disebut ripple
counters. Sedangkan penghitung sinkron merupakan penghitung yang bagian
input toggle atau clock yang lain adalah paralel, outputnya dikopelkan ke bagian input counter yang lain dengan didekoder, agar
mencapai urutan penghitungyang sempurna. Sedangkan menurut karakteristiknya
suatu counter dibedakan berdasar : (a)
seberapa modulo dari counter (seberapa banyak dapat menghitung);
(b) sifatnya menghitung maju (up-counter) ataukan mundur (down-counter); (c) dapat
berjalan sendiri (free
running), ataukah dapat
berhenti sendiri (self-stopping).
Pada simulasi menggunakan
software elektronik ini digunakan IC counter jenis
TTL tipe 74LS90 yang merupakan IC pengubah “BCD
to Decimal”, dan IC tipe 74LS92 yang berfungsi sebagai “BCD to Duodecimal”, serta IC
tipe 74LS93 sebagai IC pengubah “BCD
to Hexadecimal”, dan jenis CMOS CD4026. Untuk itu, maka akan diuraikan satu persatu secara
tabel fungsi reset dan cara menghubungkan
rangkaian counter tersebut sampai menjadi rangkaian yang
aplikatif.
Dari
ketiga tipe IC counter
masing-masing ini mempunyai fungsi yang hampir sama, yaitu masing-masing
sebagai pengubah BCD (Binary
Code Decimal) ke fungsi decimal (010-910), duodecimal (010 -
1110),
dan hexadecimal (010 -
1510 atau 016 -
F10).
Untuk memahami ini semua secara jelas, lihat dan pahami teknik digital dasar
sebelumnya, yaitu tentang rangkaian Flip-flop, dan dasar-dasar penghitung
digital menggunakan Flip-flop. Untuk itu, agar dapat memahami IC counter secara keseluruhan, maka akan digambar
secara blok diagram dari fungsi dan kedudukan sistem counter tersebut pada rangkaian elektroniknya.Berikut, ditunjukkan bentuk fisik, isi
secara blok, tabel fungsi dan diagram pulsa dari IC counter tipe 74LS90, 74LS92, dan IC
74LS93.
PRINSIP
KERJA
Rangkaian Clock generator merupakan rangkaian pembangkit pulsa
sebagai sumber pembangkit pulsa yang berfungsi sebagai detak jantung dari counter 4-bit blok berikutnya, tentunya IC counter harus
tersambung sumber catu daya (power supply) dc sebesar 5V untuk IC counter jenis TTL, dan 15V untuk IC counter jenis C-MOS.
Jika
counter sudah mendapatkan input pulsa clock dari clock generator, dan telah
terhubung dengan power supply 5V dc, maka output IC counter akan menghitung naik terus
sampai batas tertinggi sesuai dengan fungsi dari IC counter yang digunakan masing-masing. Tentu
saja untuk dapat menghitung naik atau turun sampai batas tertentu atau sampai
batas yang sesuai fungsi dari masing-masing jenis counter, ada persyaratan dan
tabel fungsi reset dan aturan tabel fungsi kebenaran yang harus dilakukan,
karena setiap industri pembuat IC counter tersebut selalu menyertakan buku
manual berupa data sheet berupa tabel kebenaran, tabel fungsi reset, dan tabel diagram
pulsa, serta spesifikasi data sebagai petunjuk teknis untuk kelengkapan perancangan
rangkaian aplikasi dari setiap IC tersebut.
Secara
blok diagram rangkaian counter
4-bit (DCBA atau 8421) ini adalah suatu rangkaian sistem penghitung yang
disusun dari IC counter 74LS90 dengan masukan 4-bit secara berurutan dari bit
tertinggi sampai ke bit terendah, yaitu DCBA atau sama dengan bobot nilai
bilangan berbasis desimal (...10) = 8 4 2 1, atau sama dengan bobot nilai
bilangan berbasis biner/ dua-an (...2) 23 22 21 20, dimana
secara berurutan bobot nilai bit tertinggi adalah input D dengan bobot
nilai delapan (810)
= 23 , dan masukan bit berikutnya C dengan
bobot nilai empat (410) = 22, lalu masukan bit selanjutnya B dengan bobot nilai dua
(2) atau 21,
dan masukan bit yang terendah A dengan bobot nilai satu (1) atau 20.
Pengertian Rangkaian
Paralel
Rangkaian paralel
adalah salah
satu model rangkaian yang dikenal dalam kelistrikan. Secara sederhana,
rangkaian paralel diartikan sebagai rangkaian listrik yang semua
bagian-bagiannya dihubungkan secara bersusun. Akibatnya, pada rangkaian paralel
terbentuk cabang di antara sumber arus listrik. Olehnya itu, rangkaian ini
disebut juga dengan rangkaian bercabang. Dalam rangkaian ini, semua percabangan
yang ada dapat dilalui oleh arus listrik. Di setiap cabang itulah komponen
listrik terpasang, sehingga masing-masing komponen itu memiliki cabang dan arus
tersendiri. Arus tersebut mengaliri semua komponen listrik yang terpasang
secara bersamaan. Rangkaian paralel diperlukan jika kita akan melakukan
pengaturan arus listrik, dengan membagi arus listrik dengan cara merubah beban
yang lewat di tiap percabangan.
Ciri-ciri Rangkaian Paralel
Ciri-ciri dari
rangkaian paralel adalah semua
komponen listrik terpasang secara bersusun atau sejajar. Pada rangkaian paralel
arus yang mengalir pada setiap cabang berbeda besarnya. Setiap komponen
terhubung dengan kutub positif dan kutub negatif dari sumber tegangan, artinya
semua komponen mendapat tegangan yang sama besar. Sedangkan, hambatan totalnya
menjadi lebih kecil dari hambatan tiap-tiap komponen listriknya. Semuanya dapat
ditulis dalam bentuk rumus matematis:
Kelebihan
menggunakan rangkaian paralel adalah apabila saklar dimatikan, maka tidak
semua komponen mati kecuali komponen yang dihubungkan dengan saklar yang
dimatikan, misalnya lampu. Selain itu, Jika ada salah satu cabang atau komponen
listrik yang putus atau rusak, maka komponen yang lain tetap berfungsi. Sebab
masih ada cabang lain yang dapat dialiri arus listrik dan komponen yang tidak
rusak itu masih mempunyai hubungan dengan kedua kutub sumber tegangan.
Sedangkan, kelemahan rangkaian
paralel adalah dibutuhkan lebih banyak kabel atau penghantar
listrik untuk menyusun seluruh rangkaian.
Gambar Rangkaian Paralel
Berikut ini adalah gambar dari beberapa alat
listrik yang dirangkai secara paralel:
Rangkaian Paralel Lampu
Rangkaian Paralel Baterai
Pengertian Rangkaian Seri
Rangkaian seri adalah salah satu model rangkaian listrik yang dikenal dewasa
ini. Dalam pelajaran kelistrikan, rangkaian seri adalah suatu rangkaian yang
semua bagian-bagiannya dihubungkan berurutan, sehingga setiap bagian dialiri
oleh arus listrik yang sama. Rangkaian ini disebut juga dengan rangkaian
tunggal, membiarkan listrik mengalir keluar dari sumber tegangan, melalui
setiap bagian, dan kembali lagi ke sumber tegangan. Kuat arus yang mengalir
selalu sama di setiap titik sepanjang rangkaian. Hambatan yang dirangkai secara
seri akan semakin besar nilai hambatannya. Sedangkan, lampu yang dirangkai
secara seri nyalanya menjadi semakin redup. Apabila satu lampu mati, maka lampu
yang lain juga akan mati.
Ciri-ciri Rangkaian Seri
Ciri-ciri
rangkaian seri adalah semua komponen listrik yang akan dipasang disusun secara
berderet atau berurutan. Kabel penghubung semua komponen tersebut tidak
memiliki percabangan sepanjang rangkaian, sehingga hanya ada satu jalan yang
dilalui oleh arus. Akibatnya, arus listrik (I) yang mengalir di berbagai titik
dalam rangkaian sama besarnya, sedangkan beda potensialnya berbeda. Artinya
semua komponen yang terpasang akan mendapat arus yang sama pula. Rangkaian seri
memiliki hambatan total yang lebih besar daripada hambatan penyusunnya.
Hambatan total (Rtotal) ini disebut hambatan pengganti. Beda potensial atau
tegangan total (Vtotal) dari rangkaian seri adalah hasil jumlah antara beda
potensial pada tiap resistor. Semua pernyataan ini dapat dirumuskan menjadi:
Keuntungan menggunakan rangkaian seri adalah dapat mengurangi biaya pemakaian kabel listrik. Sedangkan kelemahannya, energi yang diserap masing-masing alat listrik menjadi semakin kecil. Contoh: lampu menjadi redup jika dirangkai seri. Jika salah satu dari komponen listrik putus/rusak maka semua komponen tidak dapat bekerja. Selain itu, hambatan listrik jika komponen dirangkai seri akan semakin besar.
Beberapa Gambar Rangkaian
Seri
Berikut ini kami tampilkan beberapa gambar
yang memperlihatkan susunan komponen yang dirangkaian secara seri:
Rangkaian Seri Resistor
Rangkaian Seri pada Lampu