Flip Flop

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

5. Video

6. Download

1. Tujuan [kembali]

Untuk menyelesaikan tugas matkul sistem digital yang diberi oleh bapak Dr. Darwison,M.T.
Untuk mengetahui cara membuat rangkaian menggunakan flip flop.

2. Alat dan Bahan [kembali]

A. Alat

- Generator

1. Baterai

Baterai adalah sebuah komponen yang terdiri atas 2 sel elektrokimia yang berfungsi untuk mengubah energi kimia untuk kemudian diubah menjadi energi listrik.

Setiap baterai pasti memiliki dua kutub berbeda, yaitu kutub positif (katoda) dan negatif (anoda). Diantara keduanya, terdapat zat yang perannya mengalirkan listrik dari anoda menuju katoda yang disebut elektrolit.

Kutub positif ini adalah kutub yang energi potensial-nya lebih tinggi dari kutub negatif. Sementara kutub negatif adalah sumber elektron yang jika dihubungkan pada rangkaian eksternal, maka akan mengalirkan energi ke peralatan eksternal tersebut.

→ Spesifikasi Baterai:

Input voltage: ac 100~240v / dc 10~30v.
Output voltage: dc 1~35v.
Max. Input current: dc 14a.
Charging current: 0.1~10a.
Discharging current: 0.1~1.0a.
Ukuran: 126x115x49mm.
Berat: 460gr.

2. Power Suplai

Power suplai berfungsi sebagai pemberi tegangan pada rangkaian, yang memiliki spesifikasi, sebagai berikut:

Input voltage: 5V-12V.
Output voltage: 5V.
Output Current: MAX 3A.
Output power:15W.
conversion efficiency: 96%.

3. DC Generator

DC Generator berfungsi sebagai menyuplai tegangan DC pada rangkaian, yang memiliki spesifikasi, sebagai berikut:

Output voltage range: (- 15v) ~ (+ 15v).

DC Generator pada proteus sebenarnya memiliki tengangan jangkuan (- 10Gv) ~ (+ 10Gv) tetapi pada rangkaian ini kita menggunakan tegangan sebesar -15v ~ +15v.

B. Bahan

1. Dioda

  Dioda berfungsi sebagai penyearah dalam sebuah rangkaian dimana, dioda memiliki prinsip kerja yang berdasarkan teknologi pertemuan p-n semikonduktor yaitu dapat mengalirkan arus dari sisi tipe-p (Anoda) menuju ke sisi tipe-n (Katoda) tetapi tidak dapat mengalirkan arus ke arah sebaliknya.
  → Spesifikasi Dioda:
2. Transistor
   Merupakan transistor NPN yang memiliki fungsi sebagai switch agar relay aktif yang membuat sebuah rangkaian loop pada motor ataupun komponen outpun lainnya.

  → Spesifikasi Transistor:
Bi-Polar Transistor.
DC Current Gain (hFE) is 800 maximum.
Continuous Collector current (IC) is 100mA.
Emitter Base Voltage (VBE) is > 0.6V.
Base Current(IB) is 5mA maximum.

3. JK Flip Flop (74111)

   Encoder adalah rangkaian kombinasional yang mana merupakan operasi kebalikan dari Decoder. Encoder memiliki maksimum 2n jalur input dimana "n" adalah jalur output. Karena mengkode informasi dari input 2n menjadi kode n-bit. Encoder akan menghasilkan kode biner yang setara dengan input yang mana adalah "Aktif Tinggi". Oleh karena itu, encoder mengkodekan 2n jalur input dengan ‘n’ bit.
   → Konfigurasi Decoder:
   → Spesifikasi Decoder:

4. D flip flop (7474)
   D Flip-flop merupakan salah satu jenis Flip-flop yang dibangun dengan menggunakan Flip-flop RS. Perbedaan dengan Flip-flop RS terletak pada inputan R, pada D Flip-flop inputan R terlebih dahulu diberi gerbang NOT.
   → Konfigurasi D flip flop:

→ Spesifikasi D flip flop:
Two D-Type Flip-Flops
Outputs Directly Interface to CMOS, NMOS and TTL
Large Operating Voltage Range
Wide Operating Conditions

A. Komponen Input

1. Logic state

Logic state / logic gate atau bisa di sebut dengan gerbang logika, memiliki fungsi sebagai pengolahan input yang berupa bilangan biner (angka 1 dan 0) dengan menggunakan teori matematika Boolean yang dapat menghasilkan sebuah sinyal output dimana di gunakan sebagai kondisi sensor aktif.
    → Spesifikasi Logic state:

2. Sensor Vibration

   Vibration sensor adalah sebuah perangkat atau alat yang digunakan untuk melakukan pelacakan pada kesehatan sebuah benda dengan menggunakan sistem getaran. Vibration sensor ini bisa digunakan untuk memberikan wawasan kepada para tim tentang bagaimana cara untuk melakukan pemeliharaan pada kondisi sebuah aset yang bisa menyebabkan kegagalan pada perangkat, dan juga dapat memungkinkan mereka untuk menghindari beberapa kebutuhan perbaikan yang memakan biaya yang besar.

→ Spesifikasi sensor Vibration:
Vsuplai : DC 3.3V-5V
Arus : 15mA
Sensor : SW-420 Normally Closed
Output : digital
Dimensi : 3,8 cm x 1,3 cm x 0,7 cm
Berat : 10 gr

→ Pinout sensor vibration:

3. Sensor Api

   Sensor api atau Flame sensor merupakan salah satu alat pendeteksi kebakaran melalui adanya nyala api yang tiba-tiba muncul. Besarnya nyala api yang terdeteksi adalah nyala api dengan panjang gelombang 760 nm sampai dengan 1.100 nm.
  Secara umum, prinsip kerja sensor api cukup sederhana, yaitu memanfaatkan sistem kerja metode optik. Optik yang mengandung ultraviolet, infrared, atau pencitraan visual api, dapat mendeteksi adanya percikan api sebagai tanda awal kebakaran. Jika telah terjadi reaksi percikan api yang cukup sering, maka akan terlihat emisi karbondioksida dan radiasi dari infrared.

→ Spesifikasi sensor api:

→ Pinout sensor api:

4. Sensor Gas

Sensor jenis ini adalah alat yang digunakan untuk mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara serta asap dan output membaca sebagai tegangan analog. Sensor gas asap MQ-2 dapat langsung diatur sensitifitasnya dengan memutar trimpotnya.
   Sensor ini biasa digunakan untuk mendeteksi kebocoran gas baik di rumah maupun di industri. Gas yang dapat dideteksi diantaranya : LPG, i-butane, propane, methane , alcohol, Hydrogen, smoke.

→ Spesifikasi sensor gas:
Catu daya pemanas : 5V AC/DC
Catu daya rangkaian : 5VDC
Range pengukuran : 200 - 5000ppm untuk LPG, propane 300 - 5000ppm untuk butane 5000 - 20000ppm untuk methane 300 - 5000ppm untuk Hidrogen
Keluaran : analog (perubahan tegangan)

→ Pinout sensor gas:
5. Sensor PIR

Spesifikasi dan konfigurasi sensor PIR :
Pengatur Sensitivitas : Pengatur tingkat sensitivitas sensor PIR *
Regulator 3VDC : Penstabil tegangan menjadi 3V DC
Dioda Pengaman : Mengamankan sensor jika terjadi salah pengkabelan VCC dengan GND
DC Power : Input tegangan dengan range (3 – 12) VDC (direkekomendasikan menggunakan input 5VDC).
Output Digital : Output digital sensor
Ground : Hubungkan dengan ground (GND)
BISS0001 : IC Sensor PIR
Pengatur Jumper : Untuk mengatur output dari pin digital.

B. Komponen Output

1. Relay

Relay merupakan komponen elektronika berupa saklar atau switch elektrik yang dioperasikan secara listrik dan terdiri dari 2 bagian utama yaitu Elektromagnet (coil) dan mekanikal (seperangkat kontak Saklar/Switch).

Setelah mengetahui pengertian serta fungsi dari relay, anda juga harus mengetahui cara kerja atau prinsip kerja dari relay. Namun sebelumnya anda perlu mengetahui bahwa pada sebuah relay terdapat 4 bagian penting yaitu electromagnet (coil), Armature, Switch Contact Point (saklar) dan spring.

Kontak point relay terdiri dari 2 jenis yaitu:

Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada pada posisi close (tertutup).
Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berapa pada posisi open (terbuka).

Berdasarkan gambar diatas, iron core(besi) yang dililitkan oleh kumparan coil berfungsi untuk mengendalikan iron core tersebut. Ketika kumparan coil di berikan arus listrik, maka akan timbul gaya elektromagnet sehingga akan menarik Armature berpindah posisi yang awalnya NC(tertutup) ke posisi NO(terbuka) sehingga menjadi saklar yang dapat menghantarkan arus listrik di posisi NO.

→ Spesifikasi Relay:

2. Motor

Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya. Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC.

→ Spesifikasi Motor:

4. Ground

Definisi ground adalah sistem elektronika berarti titik referensi umum atau tegangan potensial sama dengan "Tegangan nol". Ground bersifat relatif, karena dapat memilih titik dimana saja dalam sirkuit untuk dijadikan ground untuk mereferensi semua tegangan dalam rangkaian.

Ground berfungsi untuk menetralisir cacat (noise) yang disebabkan baik oleh daya yang kurang baik, ataupun kualitas komponen yang tidak standar. sistem grounding adalah memberikan perlindungan pada seluruh sistem.

3. Dasar Teori [kembali]

1. Dioda

Dioda berfungsi sebagai penyearah dalam sebuah rangkaian dimana, dioda memiliki prinsip kerja yang berdasarkan teknologi pertemuan p-n semikonduktor yaitu dapat mengalirkan arus dari sisi tipe-p (Anoda) menuju ke sisi tipe-n (Katoda) tetapi tidak dapat mengalirkan arus ke arah sebaliknya.

→ Spesifikasi Dioda:

→ Jenis Jenis Dioda:

→ Rumus arus zener:

→ Grafik Dioda:

2. Transistor

Merupakan transistor NPN yang memiliki fungsi sebagai switch agar relay aktif yang membuat sebuah rangkaian loop pada motor ataupun komponen outpun lainnya.

→ Spesifikasi Transistor:

Bi-Polar Transistor.
DC Current Gain (hFE) is 800 maximum.
Continuous Collector current (IC) is 100mA.
Emitter Base Voltage (VBE) is > 0.6V.
Base Current(IB) is 5mA maximum.

→ Rumus Transistor:

→ Konfigurasi Transistor:

Konfigurasi Common Base (Basis Bersama)

Seperti namanya, yang dimaksud dengan Konfigurasi Common Base (CB) atau Basis Bersama adalah konfigurasi yang kaki Basis-nya di-ground-kan dan digunakan bersama untuk INPUT maupun OUTPUT. Pada Konfigurasi Common Base, sinyal INPUT dimasukan ke Emitor dan sinyal OUTPUT-nya diambil dari Kolektor, sedangkan kaki Basis-nya di-ground-kan. Oleh karena itu, Common Base juga sering disebut dengan istilah “Grounded Base”.

Konfigurasi Common Base ini menghasilkan Penguatan Tegangan antara sinyal INPUT dan sinyal OUTPUT namun tidak menghasilkan penguatan pada arus.

Konfigurasi Common Collector (Kolektor Bersama)

Konfigurasi Common Collector (CC) atau Kolektor Bersama memiliki sifat dan fungsi yang berlawan dengan Common Base (Basis Bersama). Kalau pada Common Base menghasilkan penguatan Tegangan tanpa memperkuat Arus, maka Common Collector ini memiliki fungsi yang dapat menghasilkan Penguatan Arus namun tidak menghasilkan penguatan Tegangan.

Pada Konfigurasi Common Collector, Input diumpankan ke Basis Transistor sedangkan Outputnya diperoleh dari Emitor Transistor sedangkan Kolektor-nya di-ground-kan dan digunakan bersama untuk INPUT maupun OUTPUT.

Konfigurasi Kolektor bersama (Common Collector) ini sering disebut juga dengan Pengikut Emitor (Emitter Follower) karena tegangan sinyal Output pada Emitor hampir sama dengan tegangan Input Basis.

Konfigurasi Common Emitter (Emitor Bersama)

Konfigurasi Common Emitter (CE) atau Emitor Bersama merupakan Konfigurasi Transistor yang paling sering digunakan, terutama pada penguat yang membutuhkan penguatan Tegangan dan Arus secara bersamaan. Hal ini dikarenakan Konfigurasi Transistor dengan Common Emitter ini menghasilkan penguatan Tegangan dan Arus antara sinyal Input dan sinyal Output.

Common Emitter adalah konfigurasi Transistor dimana kaki Emitor Transistor di-ground-kan dan dipergunakan bersama untuk INPUT dan OUTPUT. Pada Konfigurasi Common Emitter ini, sinyal INPUT dimasukan ke Basis dan sinyal OUTPUT-nya diperoleh dari kaki Kolektor.