MODUL 4 Elektronika dan Sistem Digital

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

5. Hasil Pratikum

6. Analisa

Modul IV
OP-AMP DAN PEMBANGKIT GELOMBANG ISYARAT

1. Tujuan [kembali]

1. Mampu membedakan karakteristik rangkaian inverting amplifier dan non inverting Amplifier
2. Mampu menghitung besarnya penguatan pada suatu rangkaian amplifier
3. Mampu menentukan batas input dan output suatu rangkaian amplifier
4. Mengetahui prinsip kerja dari sebuah triangle wave generator
5. Mampu menentukan parameter yang mempengaruhi sinyal output triangle wave generator

2. Alat dan Bahan [kembali]

1. Panel rangkaian op-amp
2. Modul Triangle Wave Generator
3. Modul transistor
4. Osiloskop
5. Multimeter
6. Functino Generator
7. Jumper

3. Dasar Teori [kembali]

Operational Amplifier

Operational Amplifier atau yang di singkat op-amp merupakan salah satu komponen analog yang sering digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian elektronika.Aplikasi op-amp yang paling sering dipakai antara lain adalah rangkaian inverter, non-inverter, buffer, adder (penjumlah),integrator dan differensiator.

1. Rangkaiaan Inverting
Rangkaian penguat inverting merupakan rangkaiaan elektronika yang berfungsi untuk memperkuat dan membalik polaritas sinyal masukan. Jadi, ada tanda minus pada rumus penguatannya. Penguatan inverting amplier adalah bisa lebih kecil nilai besaran dari 1. Sebuah penguat pembalik menggunakan umpan balik negatif untuk membalik dan menguatkan sebuah tegangan.

Resistor Rf melewatkan sebagian sinyal keluaran kembali ke masukan. Karena keluaran tak sefase sebesar 180 derajat, maka nilai keluaran tersebut secara efektif mengurangi besar masukan. Rumus dan rangkaiaan inverting dideskripsikan sebagai berikut :

2. Rangkaiaan Non-Inverting
Penguat non-inverting amplier merupakan kebalikan dari penguat inverting, dimana input dimasukkan pada input non-inverting sehingga polaritas output akan sama dengan polaritas input tapi memiliki penguatan yang tergantung dari besarnya hambatan feedback dan hambatan input. Penguat ini memiliki masukan yang dibuat melalui input non-inverting. Dengan demikian tegangan keluaran rangkaian ini akan satu fasa dengan tegangan inputnya. Rumus dan rangkaiaan non-inverting dideskripsikan sebagai berikut:

Triangle Wave Generator

Triangle Wave Generator atau Pembangkit Gelombang Segitiga umumnya terdiri dari 2 bagian utama. Bagian utama tersebut adalah rangkaian Non-Inverting schmitt triger oleh A1 dan rangkaian integrator yang dibangun oleh A2. Output rangkaian NonInverting schmitt triger pada Triangle Wave Generator atau Pembangkit Gelombang Segitiga ini berupa gelombang kotak yang digunakan untuk driver rangkaian integratorA2.

Rangkaian integrator yang diberi input gelombang kotak akan memberikan output berupa gelombang segitiga dan digunakan untuk umpan balik (feedback ke rangkaian Non-Inverting schmitt triger A1 pada rangkaian Triangular Wave Generator atau Pembangkit Gelombang Segitiga ini sehingga rangkaian NonInverting schmitt triger A1 akan memberikan input ke integrator lagi dan hal ini berulang terus

4. Percobaan [kembali]

Percobaan 4 Kondisi 3
Perintah :

" Ambil sebuah transistor NPN, hubungkan kaki basis dengan potensio, kaki colektor dengan resistor 100k, lalu hubungkan kaki resistor dan potensio yang lain dengan kaki-kaki pada ohmmeter, serta kaki potensio lainnya dengan ground dan hubungkan kaki emitor ke grownd, lalu amati dan catat data yang ditunjukkan pada ohmmeter, jalankan simulasi, lalu lakukan perubahan-perubahan pada potensio. Amati dan catat hasilnya.

Jawaban :

5. Hasil Pratikum [kembali]

6. Analisa [kembali]

Read More

MODUL 3 Elektronika dan Sistem Digital

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

5. Hasil Pratikum

6. Analisa

Modul III
KARAKTERISTIK DIODA & TRANSISTOR

1. Tujuan [kembali]

1. Menyelidiki Karakteristik static (I-V) diode
2. Memahami prinsip kerja rangkaian diode pengubah bentuk gelombang (Rangkaian Clipper)
3. Memahami prinsip kerja rangkaian diode pengubah posisi vertical gelombang (Rangkain Clamper)
4. Mampu menentukan karakteristik masing-masing transistor
5. Mampu menentukan hubungan arus transistor terhadap hambatan

2. Alat dan Bahan [kembali]

1. Power supply
2. Modul Diode
3. Modul transistor
4. Multimeter
5. Jumper

3. Dasar Teori [kembali]

Dioda

Diode merupakan piranti elektronika yang terbentuk dari suatu penyambung material semikuonduktor tipe-p dan tipe-n. bagian –p (the pside) disebut anoda dan bagian –n disebut katoda.

Disekitar sambungan p-n terdapat daerah deplesi yang menyebabkan electron bebas tidak dapat mengalir bila diode belum dapat tegangan panjar maju (forward biased) yang besarnya melebihi suatu nilai tertentu yang disebut nilai tertentu yang disebut tegangan ambang, tegangan penghalang, atau tegangan diode (VD). Tegangan ini besarnya (secara aproksimasi kedua) adalah sekitar 0,7V (untuk silicon, Si) dan 0,3V (untuk Germanium,Ge). Pada saat dipanjar maju, resistansi diode menjadi kecil (disebut resistansi panjar maju,RF) dan ketika dipanjar mundur (reserve biased) resistansinya menjadi besar (disebut resistansi panjar mundur, RR).

Beberapa tipe diode sengaja dirancang untuk bekerja dalam modus panjar maju (contoh : diode penyearah, LED) sementara beberapa tipe lainnya bekerja dalam modus panjar mundur (contoh : diode zener, fotodioda).
Berikut adalah metode yang digunakan untuk mempelajari rangkaian-rangkaian diode yaitu :

a. Clipper
Rangkaian clipper (pemotong) atau disebut juga rangkain limiter (pembatas) adalah rangkaian diode yang digunakan untuk memotong atau membatasi sebagian bentuk gelombang masukan dan mentransmisikannya pada level diatas atau dibawah level acuan. Level acuan ini bergantung pada nilai tegangan panjar (biased) yang diberikan.

b. Clamper
Rangkaian Clamper adalah rangkaian diode yang berfungsi “menjepit” atau menggeser sinyal pada suatu level tegangan dc tertentu. Rangkaian ini terdiri dari sebuah diode,kapasitor dan elemen resistif. Besar nilai R dan C haruslah dipilih sedemikian sehingga konstanta waktu RC cukup besar untuk menjamin bahwa tegangan pada kapasitor tidak turun secara signifikan selama diode tidak menghantarkan. Ada beberapa tipe clamper positif, clamper negative, dan clamper berpanjar.

c. Pelipat ganda tegangan
Pelipat ganda tegangan (voltage multiplier) adalah rangkaian dengan dua atau lebih diode yang menghasilkan suatu tegangan DC yang besarnya sama dengan tegangan kelipatan tegangan masukan puncak. Catu daya ini digunakan untuk piranti tegangan tinggi DC namun berarus rendah seperti CRT pada TV,Osiloskop dan Komputer.

Transistor

Transistor merupakan komponen elektronika yang terdiri dari tiga lapisan semikonduktor, diantaranya contoh NPN dan PNP. Transistor mempunyai tiga kaki yang disebut dengan Emitor (E), Basis/Base (B) dan Kolektor/collector (C).

Fungsi Transistor antara lain :

1. Sebagai penguat arus, tegangan dan daya (AC dan DC)
2. Sebagai penyearah
3. Sebagai mixer
4. Sebagai osilator
5. Sebagai switch

Transistor yang umum beredar ada beberapa macam diantaranya adalah :

1. Uni Junktion Transistor (UJT)
2. Field Effect Transistor (FET)
3. MOSFET
4. Bipolar Junction Transistor (BJT)

4. Percobaan [kembali]

Percobaan 4 Kondisi 3
Perintah :

" Ambil sebuah transistor NPN, hubungkan kaki basis dengan potensio, kaki colektor dengan resistor 100k, lalu hubungkan kaki resistor dan potensio yang lain dengan kaki-kaki pada ohmmeter, serta kaki potensio lainnya dengan ground dan hubungkan kaki emitor ke grownd, lalu amati dan catat data yang ditunjukkan pada ohmmeter, jalankan simulasi, lalu lakukan perubahan-perubahan pada potensio. Amati dan catat hasilnya.

Jawaban :

Gambar 4.1 perubahan nilai ohmmeter

5. Hasil Pratikum [kembali]

Percobaan 1 Resistansi Statik Dioda

Percobaan 1

Percobaan 4 J-K flip flop dan D flip flop

Percobaan 4

Percobaan 5 T flip-flop dan aplikasinya

Percobaan 5

6. Analisa [kembali]

Read More

MODUL 2 Elektronika dan Sistem Digital

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

5. Hasil Pratikum

6. Analisa

Modul II
COUNTER, SHIFT REGISTER
&
DAN SEVEN SEGMENT

1. Tujuan [kembali]

1. Mengecek operasi logika dari counter asyncron dan counter syncr
2. Memahami prinsip kerja dan aplikasi dari sebuah Counter
3. Memahami prinsip kerja dari Shift Register dan sevent segment
4. Mengetahui aplikasi dari Shift Register dan Seven Segment

2. Alat dan Bahan [kembali]

1. Panel DL 2203D
2. Panel DL 2203C
3. Panel DL 2203S
4. Jumper

3. Dasar Teori [kembali]

COUNTER

Counter adalah sebuah rangkaian sekuensial yang mengeluarkan urutan statestate tertentu, yang merupakan aplikasi dari pulsa-pulsa inputnya. Pulsa input dapat berupa pulsa clock atau pulsa yang dibangkitkan oleh sumber eksternal dan muncul pada interval waktu tertentu. Counter banyak digunakan pada peralatan yang berhubungan dengan teknologi digital, biasanya untuk menghitung jumlah kemunculan sebuah o kejadian/event atau untuk menghitung pembangkit waktu. Counter yang mengeluarkan urutan biner dinamakan Biner Counter. Sebuah n-bit binary counter terdiri dari n buah flip-flop, dapat menghitung dari 0 sampai 2n - 1 . Counter secara umum diklasifikasikan atas counter asyncron dan counter syncronous.

a. Counter Asyncronous
Counter Asyncronous disebut juga Ripple Through Counter atau Counter Serial (Serial Counter), karena output masing-masing flip-flop yang digunakan akan bergulingan (berubah kondisi dan “0” ke “1”) dan sebaliknya secara berurutan atau langkah demi langkah, hal ini disebabkan karena hanya flipflop yang paling ujung saja yang dikendalikan oleh sinyal clock, sedangkan sinyal clock untuk flip-flop lainnya diambilkan dan masing-masing flipflop sebelumnya.

b. Counter Syncronous
Counter syncronous disebut sebagai Counter parallel, output flip-flop yang digunakan bergulingan secara serempak. Hal mi disebabkan karena masingmasing flip- flop tersebut dikendalikan secara serempak oleh sinyal clock.

Shift register

Register geser (shift register) merupakan salah satu piranti fungsional yang banyak digunakan dalam sistem digital. Tampilan pada layar kalkulator dimana angka bergeser ke kiri setiap kali ada angka baru yang diinputkan menggambarkan karakteristik register geser tersebut. Register geser ini terbangun dari flip-flop. Register geser dapat digunakan sebagai memori sementara, dan data yang tersimpan didalamnya dapat digeser ke kiri atau ke kanan. Register geser juga dapat digunakan untuk mengubah data seri ke paralel atau data paralel ke seri. Ada empat tipe register yang dapat dirancang dengan kombinasi masukan dan keluaran dan kombinasi serial atau paralel :
1. Serial in serial out (SISO)
Pada register SISO, jalur masuk data berjumlah satu dan jalur keluaran juga berjumlah satu. Pada jenis register ini data mengalami pergeseran, flip flop pertama menerima masukan dari input, sedangkan flip flop kedua menerima masukan dari flip flop pertama dan seterusnya.
2. Serial in paralel out (SIPO)
Register SIPO, mempunyai satu saluran masukan saluran keluaran sejumlah flip flop yang menyusunnya. Data masuk satu per satu (secara serial) dan dikeluarkan secara serentak.Pengeluaran data dikendalikan oleh sebuah sinyal kontrol. Selama sinyal kontrol tidak diberikan, data akan tetap tersimpan dalam register.
3. Paralel In serial Out (PISO)
Register PISO, mempunyai jalur masukan sejumlah flip flop yang menyusunnya, dan hanya mempunyai satu jalur keluaran. Data masuk ke dalam register secara serentak dengan di kendalikan sinyal kontrol, sedangkan data keluar satu per satu (secara serial).
4. Paralel In Paralel Out (PIPO)
Register PIPO, mempunyai jalur masukan dan keluaran sesuai dengan jumlah flip flop yang menyusunnya. Pada jenis ini data masuk dan keluar secara serentak.

Seven segment

Piranti tampilan modern disusun sebagai pola 7-segmen atau dot matriks.Jenis 7-segmen, sebagaimana namanya, menggunakan pola tujuh batang yang disusun membentuk angka 8 seperti ditunjukkan pada gambar 3.1.Menurut kesepakatan, huruf-huruf yang diperlihatkan dalam Gambar 3.1 ditetapkan untuk menandai segmen-segmen tersebut. Dengan menyalakan beberapa segmen yang sesuai akan dapat diperagakan digit-digit dari 0 sampai 9, juga bentuk huruf A sampai F (dimodifikasi).

Sinyal input dari switches tidak dapat langsung dikirimkan ke peraga 7-segmen, sehingga harus menggunakan decoder BCD ke 7-segmen sebagai antar muka. Decoder ini terdiri dari gerbang-gerbang logika yang masukannya berupa digit BCD dan keluarannya berupa saluran-saluran untuk mengemudikan tampilan 7-segmen.

4. Percobaan [kembali]

Percobaan 3 Kondisi 8
Perintah : " Buatlah rangkaian seperti gambar percobaan 3.b, ubah gerbang logika menjadi gerbang logika AND
Jawaban :

Gambar 4.1 Rangkaian Percobaan 3.b

5. Hasil Pratikum [kembali]

Percobaan 3 mengenai Syncronus Binary Counter

Percobaan 3a

Percobaan 3b kondisi 1-4

Percobaan 3b kondisi 5

Percobaan Serial In /Serial Out , Paralel In/Serial Out dan Paralel In/Paralel Out Shift register dengan kapasitas 4 bit.

6. Analisa [kembali]

Percobaan 3 mengenai Syncronus Binary Counter

IC 74193N adalah IC up atau down counter yang mencacah dari bilangan binner 0000 sampai 1111 sedangkan IC adalah Up/Down counter yang mencacah dari bilangan binner 0000 sampai 1001. Kedua IC ini memanfaatkan logika gerbang NAND pada percobaan 3a. Dari data yang didapatkan dapat disimpulkan ketika saklar Load pada IC 74193N bernilai 0 maka semua output bernilai 0. Sedangkan jika saklar load pada IC 74193N bernilai 1 dan saklar clear bernilai 0 maka output akan melakukan counter sampai batas IC 74193N dengan output H4-H7 yaitu 1111 dan IC 74192N dengan output H0-H3 yaitu 1001. Pada percobaan 3b yaitu penambahan gerbang OR pada input up dan down IC 74193N, yang perlu diperhatikan masih tentang logika NAND pada input saklar load dan clear yang mana akan menghasilkan output jika saklar load bernilai 1 dan clear bernilai 0. Fungsi gerbang OR disini untuk memperlihatkan apakah melakukan pencacahan maju atau pencacahan mundur. Inputnya saklar S1 dan clock dengan output terhubung ke saklar up IC 74193N dan S2 dan clock dengan output terhubung ke saklar down IC 74193N data yang didapat jika clock diaktifan dari 1 ke 0 dan ke 1 dengan S2 bernilai 0 dan S1 bernilai 1 maka akan didapati output pencacahan mundur pada IC 74193N dan jika S2 bernilai 1 dan S1 bernilai 0 maka didapat ouput melakukan pencacahan maju pada kedua IC.

Percobaan Serial In /Serial Out , Paralel In/Serial Out dan Paralel In/Paralel Out Shift register dengan kapasitas 4 bit.

Ketika B3-B6 bernilai off, B0 dan B2 bernilai on, dan S1 bernilai dontcare maka didapatkan data berupa Paralel Input Serial Output. Ketika B3-B6 bernilai off, B0 bernilai on, B1 bernilai dontcare, dan B2 bernilai clock maka didapatkan data berupa Serial Input Serial Output. Ketika B3-B6 bernilai dontcare, B1 bernilai off, dan B0,B2 bernilai on maka didapatkan data Serial Input Paralel Output. Ketika B3-B6 bernilai dontcare, B0 bernilai on, dan B1,B2 bernilai off maka didapatkan data Paralel Input Paralel Output.