TUGAS 3 - INTERAKSI MANUSIA & KOMPUTER

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