TUGAS AKHIR PEMANFAATAN KODE PADA TOMBOL BEL PINTU BERBASIS RANGKAIAN DIGITAL

  

TUGAS AKHIR

PEMANFAATAN KODE PADA TOMBOL BEL PINTU

BERBASIS RANGKAIAN DIGITAL

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat

memperoleh gelar Sarjana Teknik pada

  

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Teknik Universitas Sanata Dharma

disusun oleh :

Andika Ade Candra

  

NIM : 015114051

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

  

FINAL PROJECT

CODE USAGE OF DOOR BELL BASED ON DIGITAL

CIRCUIT

Submitted for the Partial Fulfillment of the Requirements

for the Degree of Electrical Engineering of Electrical

  

Engineering Program Study

By :

Andika Ade Candra

  

015114051

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

FACULTY OF ENGINEERING

SANATA DHARMA UNIVERSITY

  ! "

  

INTISARI

PEMANFAATAN KODE PADA TOMBOL BEL PINTU

BERBASIS RANGKAIAN DIGITAL

Oleh :

  

Andika Ade Candra

NIM : 015114051

Pemanfaatan kode pada tombol bel pintu berbasis rangkaian digital

berfungsi untuk mempermudah pemanggilan penghuni dalam rumah sehingga

dapat memberikan kenyamanan bagi penghuni rumah dan kemudahan bagi

pengunjung.

  Setiap kamar memiliki frekuensi bunyi bel yang berbeda dan kode tertentu

yang dapat diubah oleh pemilik kamar. Pemasukan kode berupa kode biner

dilakukan dengan penekanan pada tombol, kemudian tiap bit kode tersebut

diterima oleh D flip-flop untuk disimpan. Jika kode-kode pada tombol yang

ditekan sesuai dengan kode kamar yang tersimpan pada D flip-flop maka LED

menyala dan bel pintu kamar tertentu berbunyi tetapi jika kode tidak sesuai maka

LED tidak menyala dan bel tidak berbunyi.

  Pada pengujian bel pintu, sistem kerja alat dapat bekerja dengan baik

walaupun terdapat penyimpangan pada tegangan dan arus LED, frekuensi

multivibrator astabil pada rangkaian keluaran, dan perioda multivibrator astabil

pada rangkaian program dan keluaran, karena penyimpangan tersebut masih

dalam batas toleransi yang diijinkan oleh data sheet dan komponen.

  Kata kunci: Kode, Tombol Bel Pintu, Rangkaian Digital

  

ABSTRACT

CODE USAGE OF DOOR BELL BASED ON DIGITAL CIRCUIT

By :

  

Andika Ade Candra

NIM : 015114051

Code advantage in a door bell based on digital circuit can make a call to

house inhabitant easier, it also can give comfort for house inhabitant and ease for

the visitor.

  Every room has different sound frequency and a certain code which is can

be changed by the room owner. Binary code input can be done by push the button,

then D flip-flop accept every bit and save it. If the code from the pushed button is

match with the room’s code that saved in the D flip-flop then LED will be on and

the door bell in a certain room will ring, the other way if the code is not match

then LED will still off and the bell will not ring.

  In the door bell test, the tool working system is still work well although

there are deviation (error) in LED voltage and LED current, astable multivibrator

frequency in the output circuit, astable multivibrator period in the program circuit

and output circuit, because the deviation (error) is still allowed by data sheet and

component tolerance.

  Keywords: Code, Door Bell Buttons, Digital Circuit

KATA PENGANTAR

  Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Kasih atas segala berkat dan karunia

yang diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dengan judul

“PEMANFAATAN KODE PADA TOMBOL BEL PINTU BERBASIS

RANGKAIAN DIGITAL”. Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu syarat

untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Program Studi Teknik Elektro

Universitas Sanata Dharma.

  Penyusunan tugas akhir ini dapat diselesaikan karena adanya bimbingan dan

bantuan berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan banyak terima

kasih kepada:

  

1. Yesus Kristus Sang Juru Selamat, yang dengan penuh kasih memberikan

segala berkat-Nya

  

2. Bp. Martanto, ST., MT. dan Bu Wuri Harini, ST., MT. sebagai dosen

pembimbing yang telah membimbing dengan sabar dan memberi banyak saran dalam penyelesaian tugas akhir ini.

  

3. Seluruh dosen teknik elektro Universitas Sanata Dharma yang telah

memberikan banyak pelajaran dan pengetahuannya.

  

4. Papa, Mama, dan Mba Siska. Terima kasih atas doa yang tulus dan semangat

yang diberikan.

  

5. Yayha yang telah memberikan dukungan, dorongan, semangat dan nasehat

dengan sepenuh hati.

  

6. Teman – teman dari angkatan 2001 yang penuh kesetiaan dalam berjuang

bersama : Ardi, Antok cilik, Antok ‘gajah’, Pinto, Drey, Agus, Nesti, Koko, dan lain – lain. Thanks guys and I love you all.

  7. Seluruh staf sekretariat teknik.

  

8. Mas Agus dan Aryoko. Terima kasih atas ide – ide, saran serta bantuannya

  9. Dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan pada tugas akhir ini.

  

Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran – saran yang membangun

dari semua pihak.

  Akhirnya penulis berharap Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan bisa dikembangkan lebih lanjut.

  Yogyakarta, 23 Februari 2007 Andika Ade Candra

  

DAFTAR ISI

Halaman

Halaman Judul........................................................................................................ i

  

Lembar Persetujuan................................................................................................ iii

Lembar Pengesahan ............................................................................................... iv

Lembar Pernyataan Keaslian Karya........................................................................ v

Halaman Persembahan ........................................................................................... vi

Intisari ................................................................................................................... vii

Abstract ................................................................................................................ viii

Kata Pengantar ....................................................................................................... ix

Daftar isi................................................................................................................. xi

Daftar Gambar...................................................................................................... xiv

Daftar Tabel ......................................................................................................... xvi

Daftar Lampiran .................................................................................................. xvii

  

BAB I. PENDAHULUAN ................................................................................. 1

  1.1 Judul .............................................................................................. 1

  1.2 Latar Belakang Masalah ................................................................ 1

  1.3 Tujuan dan Manfaat....................................................................... 2

  1.4 Batasan Masalah............................................................................ 2

  1.5 Metodologi Penelitian ................................................................... 3

  1.6 Sistematika Penulisan.................................................................... 3

  

BAB II. DASAR TEORI...................................................................................... 5

  2.1 Flip-Flop J-K ................................................................................. 5

  2.2 Flip-Flop D .................................................................................... 8

  2.3 Gerbang Logika ............................................................................. 9 2.4 ................................................................................ 13 Multivibrator

  2.4.2 Multivibrator Monostabil.................................................. 17

  2.5 Resistor ........................................................................................ 18

  2.6 Indikator LED.............................................................................. 19

  

BAB III. PERANCANGAN ALAT..................................................................... 20

  3.1 Prinsip Kerja Rangkaian.............................................................. 20

  3.2 Papan Tombol.............................................................................. 23

  3.3 Rangkaian Kode .......................................................................... 24

  3.4 Rangkaian Penyimpan Kode dan Pembanding ........................... 25

  3.5 Rangkaian Pemilih Pintu dan Program ....................................... 30

  3.6 Reset ............................................................................................ 32

  3.7 Detak ........................................................................................... 33

  3.8 Tampilan LED ............................................................................. 35

  3.9 Perancangan Sistem Keluaran ..................................................... 36

  

BAB IV. PEMBAHASAN................................................................................... 41

  4.1 Pengujian Rangkaian Kode ........................................................ 41

  4.2 Pengujian Rangkaian Penyimpan Kode ..................................... 43

  4.3 Penggujian Rangkaian Pemilih Pintu dan Program ................... 46

  4.4 Pengujian Tampilan LED sebagai Indikator .............................. 48

  4.5 Pengujian Rangkaian Multivibrator Astabil .............................. 50

  4.5.1 Rangkaian Multivibrator Astabil pada Rangkaian Program .......................................................................... 50

  4.5.2 Rangkaian Multivibrator Astabil pada Rangkaian Keluaran ......................................................................... 53

  4.6 Pengujian Rangkaian Multivibrator Monostabil........................ 56

  

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................ 60

  5.1 Kesimpulan................................................................................. 60

  

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 61

LAMPIRAN

  

DAFTAR GAMBAR

Halaman

  

13. Gambar 3.5 Gerbang Logika XNOR .......................................................... 27

  

23. Gambar 4.1 Pengujian Rangkaian Kode ..................................................... 41

  

22. Gambar 3.14 Rangkaian Multivibrator Astabil dan Speaker........................ 38

  

21. Gambar 3.13 Rangkaian Multivibrator Monostabil...................................... 37

  

20. Gambar 3.12 Rangkaian Tampilan LED....................................................... 35

  

19. Gambar 3.11 Rangkaian Multivibrator Astabil ............................................ 35

  

18. Gambar 3.10 Rangkaian Reset...................................................................... 33

  

17. Gambar 3.9 Rangkaian Pemilih Pintu dan Program ................................... 31

  

16. Gambar 3.8 Gerbang Logika AND 3 Masukan .......................................... 30

  

15. Gambar 3.7 Rangkaian Penyimpan Kode dan Pembanding ....................... 28

  

14. Gambar 3.6 Gerbang Logika NAND 8 Masukan ....................................... 28

  

12. Gambar 3.4 Rangkaian Kode ...................................................................... 25

  

1. Gambar 2.1 Simbol Logika Flip-Flop J-K .................................................... 5

  

11. Gambar 3.3 Diagram Alir Bel Pintu ........................................................... 22

  

10. Gambar 3.2 Diagram Blok Rangkaian........................................................ 21

  

9. Gambar 3.1 Lay Out Papan Tombol Bel Pintu ........................................... 20

  

8. Gambar 2.8 Rangkaian Indikator LED ....................................................... 19

  IC 555 Dihubungkan sebagai Multivibrator Monostabil .............................................................................. 18

  7. Gambar 2.7 Pewaktu

  

6. Gambar 2.6 Rangkaian Astabil ................................................................... 16

  

5. Gambar 2.5 Diagram Blok IC 555 .............................................................. 14

  

4. Gambar 2.4 Bentuk Keluaran Multivibrator............................................... 13

  

3. Gambar 2.3 Simbol Logika dan Tabel Kebenaran Flip-Flop D.................... 9

  

2. Gambar 2.2 Flip-Flop J-K 7476.................................................................... 7

  

24. Gambar 4.2 Pengujian Rangkaian Penyimpan Kode .................................. 44

  27. Gambar 4.5 Hasil Pengujian Multivibrator Astabil pada Rangkaian Program ................................................................................... 51

  

28. Gambar 4.6 Pengujian Rangkaian Multivibrator Astabil pada Rangkaian

Keluaran .................................................................................. 54

  29. Gambar 4.7 Pengujian Rangkaian Multivibrator Monostabil..................... 57

  30. Gambar 4.8 Hasil Pengujian Multivibrator Monostabil pada Kamar 1...... 57

  

DAFTAR TABEL

Halaman

  12. Tabel 4.1 Perbandingan Perancangan dan Hasil Pengujian Rangkaian Kode............................................................................................. 42

  

21. Tabel 4.10 Tabel Penyimpangan (Error) Frekuensi (%) ............................... 56

  20. Tabel 4.9 Pengujian Rangkaian Multivibrator Astabil pada Rangkaian

Keluaran ....................................................................................... 55

  

19. Tabel 4.8 Frekuensi Masing-Masing Pintu Kamar...................................... 54

  

18. Tabel 4.7 Hasil Pengujian Multivibrator Astabil pada Rangkaian Program 52

  

17. Tabel 4.6 Penyimpangan (Error) Arus LED (%) ........................................ 49

  

16. Tabel 4.5 Penyimpangan (Error) Tegangan LED (%) ................................ 49

  

15. Tabel 4.4 Hasil Pengujian Tampilan LED sebagai Indikator ...................... 48

  

14. Tabel 4.3 Perbandingan Perancangan dan Pengujian Rangkaian Pemilih

Pintu dan Program....................................................................... 47

  

13. Tabel 4.2 Perbandingan Perancangan dan Hasil Pengujian Rangkaian

Penyimpan Kode dan Pembanding pada Pintu 1......................... 45

  

11. Tabel 3.7 Tabel Kebenaran Rangkaian Pemilih Pintu dan Program ........... 32

  

1. Tabel 2.1 Tabel Kebenaran Flip-Flop J-K ..................................................... 6

  

10. Tabel 3.6 Tabel Kebenaran Rangkaian Pembanding................................... 30

  

9. Tabel 3.5 Tabel Kebenaran Rangkaian Penyimpan Kode dan Pembanding 29

  

8. Tabel 3.4 Tabel Kebenaran NAND 8 Masukan........................................... 28

  

7. Tabel 3.3 Tabel Kebenaran Rangkaian Pembanding................................... 26

  

6. Tabel 3.2 Tabel Kebenaran Rangkaian Penyimpan Kode ........................... 26

  

5. Tabel 3.1 Tabel Kebenaran Rangkaian Kode .............................................. 24

  

4. Tabel 2.4 NAND Sebagai Gerbang Universal............................................. 12

  

3. Tabel 2.3 Tabel Kebenaran Gerbang Logika............................................... 11

  

2. Tabel 2.2 Tabel Kebenaran Flip-Flop J-K 7476 ............................................ 7

  

22. Tabel 4.11 Hasil Pengujian Rangkaian Multivibrator Monostabil

  

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Rangkaian Lengkap Bel Pintu ........................................................... L1

  

Lampiran 2. Hasil Pengujian Multivibrator Monostabil pada Tiap Kamar ........... L2

Lampiran 3 Hasil Pengujian Rangkaian Kode ...................................................... L3

Lampiran 4 Hasil Pengujian Rangkaian Penyimpan Kode dan Pembanding Pada

Pintu 1 ................................................................................................ L4

Lampiran 5 Hasil Pengujian Rangkaian Pemilih Pintu dan Program ................... L5

Lampiran 6. Data Sheet.......................................................................................... L6

BAB I PENDAHULUAN

  1.1. Judul

Pemanfaatan Kode Pada Tombol Bel Pintu Berbasis Rangkaian Digital

  1.2. Latar Belakang Masalah Seiring dengan pesatnya perkembangan teknologi maka semakin besar pula

peluang untuk memenuhi berbagai tuntutan manusia akan berbagai kemudahan di

segala aspek kehidupan. Hampir semua aspek kehidupan telah terjangkau oleh

kemajuan teknologi. Dewasa ini kehandalan suatu peralatan elektronika sangat

diharapkan oleh masyarakat luas terutama untuk memberi fasilitas dan kemudahan

bagi manusia dalam menjalankan aktifitas.

  Salah satu alat elektronika yang dapat memberikan kemudahan tersebut

adalah bel pintu. Bel pintu berfungsi untuk mempermudah pemanggilan penghuni

dalam rumah. Seringkali penghuni rumah menginginkan agar privasinya tetap

terjaga. Privasi dalam hal ini adalah penghuni rumah (kos/asrama) yang tidak

bersangkutan dengan pengunjung, tidak perlu membukakan pintu sehingga

aktivitasnya tidak terganggu. Kondisi tersebut menimbulkan suatu gagasan untuk

menciptakan suatu alat yang dapat memberikan kenyamanan bagi penghuni

rumah dan kemudahan bagi pengunjung.

  Realisasi dari gagasan tersebut adalah pemanfaatan kode digital pada tombol

  

Kode digital dimanfaatkan untuk mempermudah mencari penghuni dalam kamar

tertentu tanpa mengganggu penghuni lainnya. Setiap kamar memiliki kode

tertentu yang dapat diubah oleh pemilik kamar, selain itu tiap kamar juga

memiliki frekuensi bunyi bel yang berbeda. Jika kode-kode pada tombol yang

ditekan sesuai dengan kode kamar maka bel pada kamar tertentu dapat berbunyi

tetapi jika kode tidak sesuai maka bel tidak akan berbunyi sehingga tidak dapat

disalahgunakan oleh orang-orang yang tidak berkepentingan.

  1.3. Tujuan dan Manfaat Tujuan dari tugas akhir ini adalah merencanakan dan merealisasikan bel

pintu pada setiap kamar dengan mengubah sistem bel pintu manual menjadi

sistem bel pintu yang memanfaatkan kode logika digital.

  Manfaat yang ingin dicapai dalam penerapan bel pintu dengan pemakaian kode digital adalah untuk menjaga privasi penghuni rumah (kos/asrama).

  1.4. Batasan Masalah Perangkat yang akan dirancang mempunyai batasan-batasan sebagai berikut:

  

a. Jumlah kamar ada empat dan tiap kamar mempunyai kode masing-masing

yang dapat diganti sesuai keinginan penghuni.

  b. Tiap kamar mempunyai frekuensi bunyi bel yang berbeda.

  

c. Penggunaan sepuluh tombol yaitu empat tombol kode, empat tombol pemilih pintu, satu tombol program, dan satu tombol reset. d. LED (Light Emitting Diode) sebagai indikator kode.

  

e. Pada rangkaian digital menggunakan IC Pewaktu (Timer) 555, IC TTL, dan

IC Penguat Daya BA534.

1.5. Metodologi Penelitian

  Penulis melakukan penelitian dengan melakukan metodologi sebagai berikut: a. Mengumpulkan referensi dan literatur dari perpustakaan dan internet.

  b. Menyusun referensi dan literatur yang ada.

  c. Perancangan dan pembuatan alat yang terencana berupa hardware.

  d. Pengujian alat.

  e. Penyusunan laporan.

1.6. Sistematika Penulisan

  Sistematika penulisan dibagi menjadi beberapa bab, yaitu:

BAB I Berisi latar belakang penulisan, tujuan dan manfaat penulisan, batasan masalah, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan. BAB II Berisi dasar teori meliputi Flip-Flop J-K, Flip-Flop D, Gerbang Logika, Multivibrator Astabil, Multivibrator Monostabil, dan Indikator LED. BAB III Berisi perancangan alat yang meliputi diagram blok dan perancangan hardware .

BAB IV Berisi data pengamatan dan pembahasan. BAB V Berisi kesimpulan dan saran.

BAB II DASAR TEORI Pembuatan bel pintu berbasis rangkaian digital memerlukan literatur mengenai komponen elektronika sebagai penunjang proses perancangan. Komponen elektronika yang diperlukan meliputi: Flip-flop J-K, Flip-flop D, Gerbang Logika, Multivibrator Astabil, Multivibrator Monostabil, dan Indikator LED, yang akan dibahas dalam bab ini.

2.1. Flip-Flop J –K

  Flip-flop J-K merupakan flip-flop universal yang memiliki sifat dari semua

flip-flop jenis lain dan banyak digunakan dalam perancangan rangkaian digital.

  Simbol logika untuk flip-flop J-K digambarkan pada gambar 2.1.

  J Q CLK Masukan Keluaran

  K Q

Gambar 2.1. Simbol Logika Flip-Flop J-K Masukan yang diberi label J dan K merupakan masukan data. Masukan yang

  

diberi label CLK merupakan masukan detak. Keluaran Q dan Q merupakan

keluaran komplementer pada satu flip-flop. Tabel kebenaran untuk flip-flop J-K

diperlihatkan pada tabel 2.1.

Tabel 2.1. Tabel Kebenaran Flip-Flop J-K

  Mode Masukan Keluaran operasi CLK J K Y Tidak

  Tetap berubah Reset

  1 Set

  1

  1 Togel

  1

  1 Togel

  Baris 1 dari tabel kebenaran tersebut menunjukkan kondisi tetap. Jika

masukan J dan K kedua-duanya 0 maka keluaran tidak berubah keadaan. Flip-

flop tersebut ada dalam mode tetap. Baris 2 dan 3 dari tabel kebenaran

memperlihatkan kondisi reset dan set untuk keluaran Q . Baris 4 melukiskan

keluaran penggunaan posisi toggle (togel) dari flip-flop J-K, bila kedua masukan

data J dan K kedua-duanya 1 maka keluaran akan berlawanan dengan keadaan

pada waktu pulsa tiba pada masukan clock . Dengan pulsa detak yang berulang,

keluaran Q dapat menjadi rendah, tinggi, rendah, tinggi, rendah, dan sebagainya.

  

Gagasan rendah-tinggi-rendah-tinggi ini disebut . Istilah “pentogelan”

pentogelan berasal dari kenyataan sifat hidup-mati dari saklar togel.

  Simbol logika untuk flip-flop J-K TTL 7476 diperlihatkan pada gambar 2.2,

sedangkan tabel kebenaran J-K flip-flop 7476 dapat dilihat pada tabel 2.2. Dua

masukan asinkron ( preset dan clear ) ditambahkan ke simbol tersebut, masukan

  

sinkron adalah data J dan K serta masukan detak. Keluaran normal ( Q ) dan

komplementer ( Q ) juga ditampilkan.

Gambar 2.2. Flip-Flop J-K 7476

  Tabel 2.2.Tabel Kebenaran Flip-Flop J-K 7476

  MASUKAN KELUARAN Asinkron Sinkron

  Metode Operasi SET CLR CLK J K Q

  Q Asynchronous set

  1 X

  X X

  1 Asynchronous reset

  1 X

  X X

  1 Prohibited

  X X

  X

  1

  1 Hold

  1

  1 Tak berubah

  Reset

  1

  1

  1

  1 Set

  1

  1

  1

  1 Toggle Posisi

  1

  1

  1

  1 berkebalikan 0 = RENDAH X = Don’t care 1 = TINGGI = pulsa detak positif Tiga baris pertama tabel 2.2 menunjukkan bahwa masukan asinkron diaktifkan dan masukan sinkron menjadi don’t car e. Pada tabel kebenaran “X”

ditempatkan di bawah masukan J, K dan CLK untuk baris-baris tersebut. Keadaan

larangan terjadi bila kedua masukan asinkron diaktifkan pada waktu yang sama.

Keadaan larangan tersebut hendaknya dihindari.

  Bila kedua masukan asinkron (SET dan CLR) tidak diaktifkan dengan 1,

maka masukan sinkron dapat diaktifkan. Empat baris terakhir dari tabel 2.2

memperjelas mode operasi tetap, reset , set , dan togel untuk flip-flop J-K 7476.

Flip-flop J-K menggunakan pulsa untuk memindahkan data dari masukan data J

dan K ke keluaran Q dan .

  Q

2.2. Flip-Flop D

  Flip-flop D hanya mempunyai satu masukan data (D) dan masukan detak

(CLK), keluaran Q dan Q ditunjukkan pada gambar 2.3. Tabel kebenaran

ditunjukkan pada sebelah kanan simbol tersebut. Flip-flop D sering disebut flip-

flop tunda, kata “tunda” menggambarkan apa yang terjadi pada data. Data (0 atau

1) pada masukan D tersebut akan tertunda selama satu pulsa detak untuk

mencapai keluaran normal (Q). Data dipindahkan ke keluaran pada transisi pulsa

detak rendah ke tinggi. Tabel kebenaran yang disederhanakan untuk flip-flop D

dapat dilihat pada gambar 2.3.

  Masukan Keluaran _n+1 D Q

  1

  1 Q

Gambar 2.3. Simbol Logika dan Tabel Kebenaran Flip-Flop D

  Untuk flip-flop D yang khusus dikomersilkan, mempunyai dua masukan

tambahan yaitu SET dan CLR ( clear ). Masukan SET digunakan untuk mengeset

keluaran Q menjadi 1 bila SET diberikan logika 0. Masukan CLR membuat

keluaran Q menjadi 0 bila CLR diberi logika 0. Masukan SET dan CLR akan

menolak masukan D dan CLK. Masukan D dan CLK beroperasi seperti pada flip-

flop D.

2.3. Gerbang Logika

  Gerbang logika adalah rangkaian yang menggunakan sinyal digital sebagai

masukan dan keluarannya. Rangkaian tersebut disebut sebagai gerbang karena

setiap keluaran tergantung sepenuhnya pada sinyal yang diberikan pada masukan-

masukannya. Jika sinyal masukan ini berubah, keluarannya juga dapat berubah.

  Rangkaian logika dapat dibedakan menjadi dua bagian, yaitu: rangkaian

logika kombinasional dan rangkaian logika sekuensial. Rangkaian logika

  

nilai masukannya pada saat itu saja, sedangkan rangkaian sekuensial tidak

tergantung pada saat itu saja tetapi juga tergantung pada waktu keadaaan masukan

sebelumnya.

  Ada dua teknologi pembuatan gerbang rangkaian digital yang umum

dipasaran, yang pertama adalah TTL ( Transistor-Transistor Logic ). Gerbang yang

dibuat dengan teknologi ini berkode 74xx, misalnya 7400 adalah gerbang NAND

dua masukan. Teknologi yang kedua adalah teknologi CMOS ( Complementary

Metal Oxide Semiconductor ). Kode untuk gerbang CMOS yang tersedia dipasaran

adalah 40xx, misalnya 4001 adalah gerbang NOR dengan 2 masukan.

  Gerbang TTL beroperasi pada tegangan 5 volt, sedangkan gerbang CMOS

bisa diberi catu tegangan dari 3 volt sampai 15 volt. Gerbang-gerbang ini dikemas

dalam bentuk IC.

  Pada dasarnya semua sistem digital disusun oleh hanya tiga buah gerbang

logika dasar, gerbang-gerbang ini adalah AND, OR, dan NOT. Beberapa gerbang

logika lainnya seperti NAND, NOR, EXOR, X-NOR adalah merupakan

kombinasi dari beberapa gerbang AND, OR atau NOT dan gerbang inilah

rangkaian kompleks apapun dapat dirancang Gerbang-gerbang logika biner terdiri dari tujuh gerbang logika dasar yaitu seperti pada gambar 2.3.

  1

  1 NAND

  A

  1

  1

  1

  1

  1

  B A . = Y

  1 NOT/

  1

  1

  1

  1

  1 NOR

  B A

  1

  INVERTER A =

  1

Tabel 2.3. Tabel Kebenaran Gerbang Logika

  1 AND A.B = Y

  Tabel Kebenaran Input Keluaran

  Fungsi Logika

  Simbol Logika

  Persamaan Boolean

  B A Y

  1

  1

  1

  1

  1

  1

  1

  1

  1 OR A+B = Y

  1

• = Y

Tabel 2.3. Tabel Kebenaran Gerbang Logika (lanjutan)

  ⊕

  1

  1

  = Y

  B A ⊕

  1 X-NOR

  1

  1

  1

  1

  B = Y

  1 XOR A

  Gerbang NAND digunakan secara luas dan dapat digunakan untuk membuat gerbang lain. Seperti terlihat pada tabel 2.4.

  1

  1

  1

  B A Y

  Persamaan Boolean

  Simbol Logika

  Input Keluaran Fungsi Logika

  AND Tabel Kebenaran

  Fungsi Logika Simbol Logika Rangkaian yang hanya menggunakan gerbang NAND Inverter / NOT

Tabel 2.4. Tabel NAND sebagai Gerbang Universal

  1

Tabel 2.4. Tabel NAND sebagai Gerbang Universal (lanjutan)

  Fungsi Logika Simbol Logika Rangkaian yang hanya menggunakan gerbang NAND OR NOR

  XOR X-NOR

2.4. Multivibrator

  Multivibrator (MV) adalah rangkaian pembangkit pulsa yang menghasilkan

keluaran gelombang segi empat (kotak). Multivibrator diklasifikasikan menjadi

multivibrator astabil , bistabil, dan monostabil. Ketiga jenis multivibrator ini

memiliki karakteristik yang berbeda seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.4 Multivibrator

  (a)

astabil

keluaran

  (b)

Multivibrator

bistabil

keluaran

   (c)

Multivibrator

monostabil keluaran

Gambar 2.4. Bentuk Keluaran Multivibrator (lanjutan)

  

Pemakaian piranti-piranti semacam osilator, pembangkit pulsa, pembangkit

tanjakan, pembangkit gelombang persegi, dan multivibrator satu tembakan memerlukan sebuah rangkaian yang mampu menghasilkan selang–selang penentu waktu. Pewaktu rangkaian terpadu yang paling populer adalah IC 555. IC 555 bisa beroperasi dari tegangan DC+5V sampai +18V, mengakibatkan rangkaian ini bisa saling dihubungkan dengan rangkaian TTL, CMOS dan rangkaian Op Amp .

  

IC 555 seperti terlihat pada gambar 2.5 dapat dianggap sebagai sebuah blok

fungsional yang berisi dua pembanding ( Comparator ), satu transistor, tiga tahanan yang sama, sebuah flip-flop, dan sebuah tingkat keluaran.

  ! _!

Gambar 2.5. Diagram Blok IC 555

2.4.1. Multivibrator Astabil

  Multivibrator astabil adalah multivibrator yang tidak mempunyai keadaan

stabil dan tidak memerlukan pulsa masukan seperti pada gambar 2.4a.

  

Multivibrator akan berada pada salah satu keadaan (TINGGI atau RENDAH)

selama sesaat dan kemudian berpindah ke keadaan lain selama sesaat pula.

  

Rangkaian astabil adalah tipe osilator elektronik yang menghasilkan tegangan

keluaran yang secara terus-menerus dan otomatis di switch dari kondisi TINGGI

ke RENDAH kemudian dari RENDAH ke TINGGI dan seterusnya, karena itu

multivibrator astabil disebut juga multivibrator bergerak bebas ( Free Running

Multivibrator ). Multivibrator ini biasa digunakan sebagai pembangkit pulsa

( clock ).

  Pada gambar 2.6 menunjukkan hubungan-hubungan yang harus dibuat pada

  

IC 555 supaya beroperasi sebagai rangkaian astabil. Sebuah kapasitor filter

0,01uF biasanya dihubungkan dari terminal tegangan pengendali pin 5 ke ground .

  

Kapasitor ini melewatkan gangguan atau tegangan riak dari suplai daya untuk

memperkecil akibat-akibatnya pada tegangan ambang. Tegangan keluaran pada

pin 3 adalah suatu gelombang segi empat. Waktu TINGGI adalah suatu pulsa

dengan lebar T H detik dan waktu RENDAH adalah suatu pulsa dengan lebar T L

detik.

   T L T H 0,01uF Gambar.2.6. Rangkaian Astabil

  Nilai-nilai R 1 , R 2 dan C menentukan lebar T H dan T L . Waktu TINGGI T H diberikan oleh persamaan 2.1.

  T = 0,693(R +R ) C (2.1)

  H

  1 2 …………………………………………………………………………..….

  Waktu RENDAH T L diberikan oleh persamaan 2.2.

  T L = 0,693R

2 C ………………………………………………………………..……………………… (2.2)

  Hasil dari keluaran astabil berupa gelombang kotak, T H untuk waktu tinggi

dan T L untuk waktu rendah, dapat diatur sesuai keinginan yang dibutuhkan dari

peralatan.

  Kedua waktu tersebut diukur dalam detik, R 1 diukur dalam ohm, dan C

diukur dalam farad. Waktu ini dikenal sebagai waktu total periodik (T) dari

gelombang segi empat.

  T = T H + T L ……………………………………………………………....(2.3)

  Banyaknya pulsa TINGGI dalam satu detik dikenal sebagai frekuensi (f) gelombang segi empat.

  1

  1 f =

  =

• T T T _{H L}

  1 =

2 R ) C

  ₂ 1 , 44 = …………………………………………………………(2.4)

• , 693 ( R
₁

2 R ) C

  ₂

• ( R
₁

2.4.2. Multivibrator Monostabil

  Multivibrator monostabil disebut juga multivibrator satu tembakan,

menghasilkan pulsa keluaran dengan lama waktu tetap, setiap saat inputnya dipicu

seperti pada gambar 2.4c. Pemicuan masukan dapat berupa keseluruhan pulsa,

transisi detak dari RENDAH ke TINGGI, atau transisi detak dari TINGGI ke

RENDAH. Pulsa keluaran dapat berupa pulsa negatif atau positif. Dalam

perancangan dapat mengatur lamanya waktu pulsa keluaran dengan menggunakan

kombinasi kapasitor dan resistor yang berlainan.

  Pewaktu IC 555 yang dibuat sebagai multivibrator satu tembakan

ditunjukkan dalam gambar 2.7. Pulsa masukan negatif pendek menyebabkan pulsa

keluaran positif panjang. Lamanya waktu t dari pulsa keluaran dihitung dengan

menggunakan persamaan 2.5. t = 1,1 R A C 1 ……………………………………………………………...(2.5)

dengan R A sebanding dengan nilai resistor dalam ohm, C sebanding dengan nilai

   R A C

1 0,01uF

Gambar 2.7. Pewaktu IC 555 Dihubungkan sebagai Multivibrator Monostabil

  

Multivibrator satu tembakan dalam gambar 2.7 adalah nonretriggleable

(bersifat tidak dapat dipicu kembali). Ini berarti bahwa ketika keluaran dari satu tembakan tinggi akan diabaikan oleh setiap pulsa masukan. Selain multivibrator jenis nonretriggleable ada juga jenis retriggleable (bersifat dapat dipicu kembali).

2.5. Resistor

  

Resistor yang digunakan untuk menyatakan disipasi tenaga paling lazim

dijelaskan dengan mengharuskan tegangan yang melalui resistor adalah berbanding lurus dengan arus yang melalui resistor tersebut. Secara matematis

sebagai dasar perhitungan tegangan, arus, dan hambatan digunakan Hukum Ohm.

  

V = R.I…………………………………………………………………...(2.6)

Konstanta kesebandingan R adalah resistansi (tahanan) dan diukur dalam ohm ( ).

2.6. Indikator LED

  Pada umumnya cahaya yang dihasilkan LED tergantung dari arus yang

dihasilkan yaitu antara 3mA sampai 30mA. LED biasanya mengalami penurunan

tegangan dari 1,5V sampai 2,5V.
Gambar 2.8. Rangkaian Indikator LED

  Berdasarkan persamaan (2.6), untuk menghitung hambatan LED (R) dapat digunakan persamaan: V = R.I

  V R =

  I Vcc

  V − f

  R = ……………………………………………......................(2.7)

  I _LED

BAB III PERANCANGAN ALAT

3.1 Prinsip Kerja Rangkaian

  Pemanfaatan kode digital pada bel pintu yang dibuat pada tugas akhir ini

menggunakan J-K flip-flop sebagai rangkaian kode, D flip-flop sebagai rangkaian