Chap 10.18, Sisdig
1. Pendahuluan[Kembali]
Rangkaian pada Gambar 10.18 merupakan bagian dari sistem jam digital, khususnya pada bagian perhitungan jam (hours section). Rangkaian ini dirancang untuk menghitung jam dalam format tertentu (umumnya 12 jam), serta mengatur transisi antar nilai jam secara otomatis berdasarkan sinyal clock.
Dalam rangkaian ini digunakan beberapa jenis IC dengan fungsi yang berbeda, yaitu IC counter 74160 sebagai pencacah utama, serta flip-flop JK sebagai pengontrol logika tambahan, termasuk untuk pengaturan puluhan jam dan indikator AM/PM.
Berbeda dengan rangkaian sederhana, sistem ini memiliki logika tambahan untuk memastikan bahwa perhitungan jam tidak berjalan secara bebas, tetapi mengikuti aturan sistem waktu (misalnya dari 12 kembali ke 1). Oleh karena itu, diperlukan kombinasi antara counter dan logika kontrol.
2. Tujuan[Kembali]
3. Alat dan Bahan[Kembali]
1. IC 74160 (Synchronous Decade Counter)
- Digunakan sebagai counter satuan jam (units of hours)
- Menghitung dari 0 sampai 9 (BCD)
- Memiliki fitur synchronous counting dan reset
Peran utama: pencacah utama jam
2. Flip-Flop JK (Tens of Hours)
- Digunakan untuk menyimpan nilai puluhan jam
- Berfungsi sebagai pembatas dan pengatur transisi (misalnya 0–1 untuk 12 jam)
Peran: menentukan digit puluhan jam
3. Flip-Flop JK (AM/PM)
- Digunakan untuk menandai pergantian antara AM dan PM
- Toggle setiap siklus tertentu (misalnya saat 11 → 12)
Peran: indikator waktu siang/malam
4. Gerbang Logika (AND, NOT)
- Digunakan untuk mendeteksi kondisi tertentu (misalnya angka maksimum)
- Mengontrol reset atau perubahan state flip-flop
Peran: pengendali logika sistem
5. Clock Input
- Memberikan pulsa sebagai dasar perhitungan waktu
4. Dasar Teori[Kembali]
Dalam sistem jam digital, pencacahan waktu dilakukan secara bertingkat:
- Detik → Menit → Jam
Pada bagian jam, digunakan kombinasi:
- Counter (untuk menghitung)
- Flip-flop (untuk menyimpan state tertentu)
IC 74160
Merupakan counter sinkron berbasis BCD:
- Menghitung dari 0000 (0) hingga 1001 (9)
- Memiliki output QA–QD
Flip-Flop JK
Flip-flop JK dapat berfungsi sebagai:
- Toggle flip-flop (jika J = K = 1)
- Penyimpan state logika
Konsep Pembatasan Jam
Untuk sistem 12 jam:
- Setelah 12 → kembali ke 1
- Tidak boleh mencapai 13, 14, dst
Maka diperlukan logika tambahan untuk reset dan kontrol
5. Cara Kerja [Kembali]
Rangkaian ini bekerja secara bertahap dalam menghitung jam dan mengatur transisi antar nilai.
1. Proses Pencacahan oleh IC 74160
- Clock masuk ke IC 74160
- Counter menghitung satuan jam (units)
- Output QA–QD merepresentasikan angka BCD
Contoh:
0001 → 1
0010 → 2
...
1001 → 9
2. Deteksi Kondisi Maksimum
Gerbang logika memonitor output counter untuk mendeteksi kondisi tertentu, seperti:
- Saat mencapai nilai tertentu (misalnya 9 atau kombinasi khusus)
Ketika kondisi terpenuhi:
Sinyal dikirim ke flip-flop
3. Pengaturan Puluhan Jam (Tens of Hours)
Flip-flop JK digunakan untuk:
- Menentukan apakah puluhan = 0 atau 1
Contoh:
- 09 → tetap puluhan 0
- 10 → flip-flop berubah ke 1
4. Transisi Khusus (11 → 12 → 01)
Ini bagian penting:
- Saat mencapai 11:
- Flip-flop AM/PM akan toggle
- Saat mencapai 12:
- Sistem reset ke 01
Ini dikontrol oleh kombinasi logika AND dan flip-flop
5. Pengaturan AM/PM
Flip-flop kedua bekerja sebagai toggle:
- Setiap siklus tertentu → berubah state
AM → PM → AM → PM
6. Sinkronisasi Sistem
Semua bagian bekerja berdasarkan:
- Clock yang sama
- Logika yang saling terhubung
Ini memastikan tidak ada konflik data
6. Example[Kembali]
Example 1
Kondisi:
Jam menunjukkan 09
Proses:
- Counter = 1001
- Puluhan = 0
Clock berikutnya:
- Counter reset ke 0000
- Flip-flop tens berubah menjadi 1
Hasil:
10
Example 2
Kondisi:
Jam menunjukkan 11
Proses:
- Counter = 0001
- Tens = 1
Clock berikutnya:
- Sistem mendeteksi transisi
- Flip-flop AM/PM toggle
Hasil:
12 dan perubahan AM/PM
7. Problem [Kembali]
Problem 1: Transisi Jam
Diketahui:
Jam = 12
Pertanyaan:
- Apa yang terjadi pada clock berikutnya?
- Bagaimana kondisi counter dan flip-flop?
Jawaban:
- Counter reset ke 0001
- Tens kembali ke 0
Hasil: 01
Penjelasan:
Sistem mencegah angka 13 dengan reset otomatis.
Problem 2: Analisis AM/PM
Diketahui:
Jam = 11 AM
Pertanyaan:
- Apa yang terjadi saat menjadi 12?
Jawaban:
- Flip-flop AM/PM toggle
- Status berubah menjadi PM
Ini menandakan pergantian siang/malam
Soal Pilihan Ganda
Soal 1
IC 74160 berfungsi sebagai:
A. Penyimpan data
B. Counter jam
C. Decoder
D. Multiplexer
Jawaban: B
Soal 2
Flip-flop JK pada rangkaian ini digunakan untuk:
A. Menghitung cepat
B. Menyimpan dan mengontrol state
C. Menguatkan sinyal
D. Mengubah analog
Jawaban: B
8. Percobaan[Kembali]
a. Prosedur
1). Buka aplikasi proteus
2). Pilih komponen yang akan digunakan dalam rangkaian
3). Susunlah komponen sesuai gambar
4). Setelah merangkai seluruh komponen, jalankan simulasi
5). Amatilah simulasi yang sedang berjalan
b. Rangkaian simulasi dan prinsip kerja
Rangkaian ini bekerja berdasarkan kombinasi antara pencacahan sinkron dan pengendalian logika untuk menghasilkan sistem perhitungan jam yang sesuai dengan aturan waktu.
IC 74160 berfungsi sebagai pencacah utama yang menerima pulsa clock dan menghasilkan nilai satuan jam dalam bentuk BCD. Nilai ini kemudian diproses oleh rangkaian logika untuk menentukan kapan harus terjadi transisi ke puluhan jam.
Flip-flop JK digunakan sebagai elemen penyimpan dan pengontrol, yang memungkinkan sistem untuk mengatur kondisi khusus seperti perubahan puluhan jam dan pergantian AM/PM. Dengan bantuan gerbang logika, sistem mampu mendeteksi kondisi tertentu (misalnya 11 atau 12) dan mengambil tindakan yang sesuai, seperti reset atau toggle.
Keseluruhan sistem bekerja secara sinkron dan berulang, sehingga mampu menghasilkan perhitungan waktu yang stabil, akurat, dan sesuai dengan format jam yang diinginkan.
9. Link Download[Kembali]
Download File Rangkaian [Disini]
Datasheet IC 74LS160 [Disini]
Datasheet IC 74LS76 [Disini]
Datasheet NOT [Disini]
Datasheet AND [Disini]
.jpg)
Komentar
Posting Komentar