DASAR TEKNIK DIGITAL

SIMULASI

STOPWATCH

A.    TUJUAN

1.      Untuk memenuhi tugas akhir Dasar Teknik Digital

2.      Untuk memahami bagaimana kinerja stopwatch

3.      Agar memahami rangkaian stopwatch

B.     DASAR TEORI

Pengertian Stopwatch

Stopwatch adalah alat yang digunakan untuk mengukur lamanya waktu yang diperlukan dalam kegiatan. Stopwatch secara khusus dirancang untuk memulai dengan menekan tombol diatas dan berhenti sehingga suatu waktu detik ditampilkan sebagai waktu yang berlalu. Suatu stopwatch digital bisa juga dilihat dari sudut pandang suatu rangkaian digital. Apabila dimodelkan dengan Finite State Machine(FSM) tipe Moore, maka stopwatch bisa dianggap terdiri dari tiga state. Yang pertama adalah initial, outputnya berupa angka 00:00. Yang kedua adalah state counting, yaitu ketika tombol start ditekan. Outputnya berupa angka perhitungan yang bertambah setiap detiknya. Yang ketiga adalah state pause, yaitu ketika tombol stop ditekan, outputnya adalah angka terakhir yang terhitung

Prinsip Kerja

Stopwatch digital merupakan jenis stopwatch yang menggunakan layar/monitor sebagai penunjuk hasil pengukuran, seperti jam digital dimana berhitungan waktu berdasarkan perhitungan elektronik.

Adapun bagian-bagian dan dari stopwatch digital adalah sebagai berikut :

1.      L.C.D

2.      4 digit tampilan waktu menunjukkan menit (“M”) dan waktu detik (“S”)

3.      Timer dapat diprogram maksimum sampai 99 menit, 59 detik dan menghitung mundur

4.      Bel alarm output saat waktu menghitung mundur ke nol

5.      Timer ini juga dapat berfungsi sebagai memory recall

Penjelasan Rangkaian

Rangkaian counter dengan tampilan seven segment adalah rangkaian elektronika yang sederhana, memanfaatkan prinsip kerja IC 4017 dan tentunya IC driver 4026B/4033B sebagai driver seven segment. Seven segment display biasa tersusun atas 7 bagianyang setiap bagiannya merupakan LED (Light Emitting Diode) yang dapat menyala. Jika 7 bagian diode ini dinyalakan dengan aturan yang sedemikian rupa, maka ketujuh bagian tersebutdapat menampilkan sebuah angka. Seven-segment display membutuhkan 7 sinyal input untuk mengendalikan setiap diode di dalamnya. Setiap diode dapat membutuhkan input HIGH atau LOW untuk mengaktifkannya, tergantung dari jenis seven-segmen display tersebut. Jika Seven-segment bertipe common-cathode, maka dibutuhkan sinyal HIGH untuk mengaktifkan setiapdiodenya. Sebaliknya, untuk yang bertipe common-annide, dibutuhkan input LOW untukmengaktifkan setiap diodenya.

Prinsip kerja dari rangkaian diatas adalah IC 4017 akan memberikan pulsa clock pada IC 4026 dimana 4026 akan mengeluarkan logika biner untuk mengaktifkan setiap kaki pada seven segment dapat anda lihat pada tabel logika seven segment. Seven Segment pertama akan menampilkan angka dari 1 sampai 9, dan ketika seven segment sudah mencapai angka 9 maka IC4026 yang pertama memberikan logika 1 pada IC 4026 yang kedua sehingga seven segment yang kedua menampilkan angka satu, begitu seterusnya. Jika untuk mengulang counter angka padaseven segment anda bisa menekan push button yang diatur sebagai reset. Serta untuk mengaturwaktu delay pergantian angka yang ditampilkan pada seven segment kita dapat mengendalikannya dengan mengaturnya pada variabel resistor ataupun kapasitor.

IC 4017 adalah jenis IC dari keluarga IC CMOS (Complentary Metal Oxide Semiconductor). Karena termasuk R1 8 4762R2C11 53 Output555C2Th Tl Pin3Alat penerangan otomatis dan sistem keamanan menggunakan IC 555 Small Project I 29 dalam keluarga CMOS, IC ini dapat bekerja pada tegangan DC 3Volt sampai dengan 15 Volt, dengan kebutuhan arus sampai beberapa μA , catu daya untuk CMOS memerlukan pengaturan sangat sedikit. Dibawah tegangan 3 Volt , CMOS tetap bekerja tetapi kecepatan pensklarnya berkurang. IC ini adalah jenis IC Pencacah Decade (Decade Counter) dengan 10 output. IC ini menghasilkan 10 Output yaitu dari Q0 – Q9, memiliki Clock. Clock Enable, Reset dan Carry Out masing– masing terdapat dalam satu pin. Pada setiap pencacahan hanya satu keluaran yang berlogika 1, ke sembilan keluaran lainnya berlogika 0, jadi setiap saat hanya ada satu keluaran yang dapat berlogika 1 

               

C.    ALAT DAN BAHAN

1.      Project Board

2.      Power Supply

3.      IC 4026

4.      IC 4017

5.      Jumper

6.      Seven Segment

7.      Switch/toogle

D.    LANGKAH KERJA

1.      Merangkai Rangkaian seperti Gambar

2.      Menyambungkan rangkaian pada power supply

3.      Memberi logika 1 pada tombol switch untuk memulai

4.      Melihat hasil tampilan pada seven segmen

E.     ANALISIS

Rangkaian stopwatch ini menggunakan rangkaian counter asinkron dimana counter yang menjadi masukan clock pemicunya tidak terhubung ke setiap flip-flop secara langsung. Clock pemicunya harus merambat melalui setiap flip-flop untuk mencapai masukan flip-flop yang berikutnya.

IC yang digunakan yaitu IC 4026 sebagai penyederhana penggunaan decoder decimal ke biner atau seven segment decoder pada rangkaian counter/pencacah yang terbatas hanya digunakan untuk menampilkan decimal (0-9). Ketika input clock diberikan maka.akan mengeluarkan logika biner untuk mengaktifkan setiap kaki pada seven segment dapat anda lihat pada tabel logika seven segment. Seven Segment pertama akan menampilkan angka dari 1 sampai 9, dan ketika seven segment sudah mencapai angka 9 maka IC 4026 yang pertama memberikan logika 1 pada IC 4026 yang kedua sehingga seven segment yang kedua menampilkan angka satu, begitu seterusnya.

IC berikutnya yaitu IC 4017 yang digunakan sebagai counter (penghitung), flip-flop, dan juga Timer. IC 4017 juga dikendalikan oleh clock yang akan menentukan kecepatan perpindahan output dari IC 4017 sendiri.

Prinsip kerja rangkaian stopwatch ini yaitu, apabila telah diberi daya dari power supply tekan tombol switch (on/off) untuk memulai dan jika ingin menjedanya tekan switch (jeda/mulai). Apabila ingin mereset tekan switch (set/reset). Apabila stopwatch sudah mencapai waktu maksimum maka perhitungan akan kembali ke 00.00. Serta untuk mengatur waktu delay pergantian angka yang ditampilkan pada seven segment kita dapat mengendalikannya dengan mengaturnya pada variabel resistor ataupun kapasitor.

F.     KESIMPULAN

§  Sevent Segment merupakan perangkat layar untuk menampilkan sistem angka desimal dan merupakan alternatif dari layar dot-matrix yang terdiri dari LED.

§  IC 4026 adalah 16-pin CMOS tujuh-segmen yang menampilkan output dalam bentuk yang dapat ditampilkan pada layar tujuh-segmen.

§  IC berikutnya yaitu IC 4017 yang digunakan sebagai counter (penghitung), flip-flop, dan juga Timer.

§  Aplikasi Circuit Wizard adalah aplikasi simulasi rangkaian elektronika yang membantu membuat rangkaian secara virtual

§  Prinsip Kerja Stopwatch

Stopwatch dirancang untuk memulainya dengan menekan tombol diatas sehingga bergerak jarumnya dan menekan kembali tombol tersebut maka jarum berhenti sehingga suatu waktu detik ditampilkan sebagai waktu yang berlalu. Kemudian dengan menekan tombol yang kedua akan mememasang lagi jarum stopwatch pada kondisi nol