7.29

  





Tugas Soal 7.29
FIG. 7.29 Implementation of the synchronous  counter design example

  1. Untuk menyelesaikan tugas sistem digital yang diberikan oleh Bapak Dr. Darwison, M.T.
  2. Menyelesaikan tugas soal yang diberikan dan mensimulasikannya dalam software proteus.
  3. Mengetahui bentuk rangkaian dan mensimulasikan pengaplikasian dari tugas soal  pada software proteus.

2. Alat dan Bahan[Kembali]

Alat :
1. Multimeter
Gambar 1. Multimeter

Multimeter adalah suatu alat ukur listrik yang digunakan untuk mengukur tiga jenis besaran listrik yaitu arus listrik, hambatan listrik dan tegangan listrik. Sebutan lain untuk multimeter adalah AVO-meter yang merupakan singkatan dari satuan ampere, volt dan ohm.Selain itu, multimeter juga disebut dengan nama multitester.Multimeter terbagi menjadi dua jenis yaitu multimeter analog dan multimeter digital. Perbedaan antara multimeter analog dan multimeter digital terletak pada tingkat ketelitian nilai pengukuran yang diperoleh. Multimeter dapat digunakan untuk pengukuran listrik arus searah maupun pengukuran listrik arus bolak balik

👀Bahan :
1. 7408 (Gerbang AND)
Gambar 2. Gerbang AND


Gerbang AND (GATE AND) memerlukan 2 atau lebih Masukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 Keluaran (Output). Gerbang AND akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1 jika semua masukan (Input) bernilai Logika 1 dan akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 0 jika salah satu dari masukan (Input) bernilai Logika 0. Simbol yang menandakan Operasi Gerbang Logika AND adalah tanda titik (“.”) atau tidak memakai tanda sama sekali

2. 7432 (Gerbang OR)
Gambar 3. Gerbang OR


Gerbang OR (GATE OR) seperti pada gambar diatas hanya bisa menghasilkan logika 1 apabila satu, atau lebih, inputnya berada pada logika 1. dengan kata lain, sebuah gerbang OR hanya akan menghasilkan logika 0 bila semua inputnya secara bersamaan berada pada logika 0.
Gerbang OR (GATE OR) seperti pada gambar diatas hanya bisa menghasilkan logika 1 apabila satu, atau lebih, inputnya berada pada logika 1. dengan kata lain, sebuah gerbang OR hanya akan menghasilkan logika 0 bila semua inputnya secara bersamaan berada pada logika 0.Gerbang OR (GATE OR) seperti pada gambar diatas hanya bisa menghasilkan logika 1 apabila satu, atau lebih, inputnya berada pada logika 1. dengan kata lain, sebuah gerbang OR hanya akan menghasilkan logika 0 bila semua inputnya secara bersamaan berada pada logika 0.

3. Logicprobe


Gambar 4 Logicprobe

4. Logicstate

Gambar 5 LogicState

5. IC 4013








3. Dasar Teori[Kembali]

    1. Motor Stepper

    Motor stepper adalah jenis motor listrik yang bergerak dalam langkah-langkah diskrit (step)      daripada gerakan rotasi kontinu seperti motor DC biasa. Tiap pulsa yang diberikan akan memutar poros motor sebesar sudut tertentu, umumnya 15° per langkah, tergantung pada tipe dan konfigurasi internal motornya.

  • Gerakan motor stepper tidak terjadi secara kontinu, melainkan berdasarkan pulsa-pulsa digital yang diberikan. Setiap pulsa step akan menghasilkan satu pergeseran sudut tertentu pada rotor. Oleh karena itu, motor stepper sangat ideal untuk aplikasi yang memerlukan presisi posisi dan kendali kecepatan, seperti:

    • Kendali kepala baca/tulis pada harddisk

    • Printer dot matrix

    • Scanner

    • Mesin CNC

    • Robotika

    2. Prinsip Kerja Motor Stepper

    Motor stepper umumnya terdiri atas beberapa kumparan (coils) yang diberi arus dalam urutan tertentu agar menghasilkan medan magnet berputar. Rotor, yang terbuat dari material feromagnetik, akan mengikuti arah medan magnet yang berubah-ubah, sehingga menghasilkan rotasi.

    Agar kumparan aktif secara bergantian dan tepat, dibutuhkan rangkaian pengendali digital yang dapat menghasilkan urutan logika biner yang sesuai. Salah satu rangkaian pengendali yang banyak digunakan adalah counter sinkron (synchronous counter).

    3. Counter Sinkron Sebagai Pengendali Motor Stepper

    Counter sinkron adalah rangkaian sekuensial yang menghasilkan urutan biner berdasarkan sinyal clock. Dalam aplikasi ini, counter sinkron dirancang untuk memberikan output 2-bit (misalnya A dan B), yang digunakan untuk mengontrol logika keluaran ke kumparan motor stepper.

    Pada gambar, rangkaian counter sinkron terdiri atas dua flip-flop JK, yang disusun untuk menghasilkan urutan output biner dari 00 → 01 → 10 → 11 → kembali ke 00, dan seterusnya. Output dari flip-flop ini akan dikirim ke current amplifiers, lalu mengaktifkan kumparan motor.

    Urutan logika A dan B digunakan untuk mengaktifkan 4 buah kumparan dalam urutan tertentu (lihat label Coil 1 s.d. Coil 4). Keempat kumparan ini diaktifkan secara berurutan untuk menghasilkan rotasi searah jarum jam (CW) atau berlawanan arah jarum jam (CCW), tergantung pada sinyal arah (D / Direction Input) yang diberikan.

    4. Kontrol Arah Putaran

    Arah putaran motor stepper ditentukan oleh logika input D:

    • Jika D = 0, maka urutan output A dan B menghasilkan rotasi searah jarum jam (CW – Clockwise)

    • Jika D = 1, maka urutan output A dan B berputar dalam arah berlawanan (CCW – Counter Clockwise)

    Transisi logika dapat digambarkan dalam bentuk diagram status sebagai berikut:

    • Untuk CW (D = 0):
      00 → 01 → 11 → 10 → 00 → ...

    • Untuk CCW (D = 1):
      00 → 10 → 11 → 01 → 00 → ...

    Setiap keadaan biner dari A dan B menentukan kombinasi kumparan yang aktif. Agar motor dapat berputar dengan torsi maksimum dan tanpa osilasi, urutan pengaktifan ini harus tepat dan teratur.

    5. Implementasi Logika

    Rangkaian logika seperti pada Gambar 7-29 menunjukkan bahwa output dari flip-flop JK dikendalikan oleh gerbang logika yang membentuk sinyal masukan ke flip-flop berdasarkan keadaan saat ini. Dengan menyusun gerbang AND, OR, dan NOT secara tepat, kita bisa mengatur agar flip-flop menghasilkan urutan biner yang diinginkan.

    6. Penguatan Arus (Current Amplifier)

    Karena flip-flop dan logika digital hanya menghasilkan arus kecil, diperlukan penguat arus (seperti transistor atau IC driver) untuk mengalirkan arus yang cukup ke kumparan motor. Bagian ini biasanya disebut current amplifier atau driver..

5. TABEL KEBENARAN




4. Percobaan[Kembali]

    1) Prosedur Percobaan

  • Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan di library proteus, seperti IC 74HC283, Logic State
  • Rangkailah semua alat dan bahan yang digunakan seperti pada gambar rangkaian percobaan. 
  • Apabila rangkaian benar, maka kan terliat sesuai tabel kebenaran

    2) Rangkaian Percobaan






    3) Prinsip Kerja Rangkaian

Rangkaian pada Gambar 7.29 merupakan implementasi dari synchronous counter menggunakan tiga buah flip-flop JK ganda tipe 7473. Tujuan utama dari rangkaian ini adalah untuk menghasilkan urutan biner secara sinkron terhadap sinyal clock. Karena bersifat sinkron, seluruh flip-flop mendapatkan sinyal clock yang sama dan akan berubah status secara bersamaan sesuai dengan kondisi logika pada masukan J dan K masing-masing.

Tiga buah flip-flop dalam rangkaian ini mewakili tiga bit biner yaitu A, B, dan C (atau juga disebut Q₀, Q₁, dan Q₂). Bit A (paling signifikan) dihasilkan oleh U4:A, bit B oleh U3:B, dan bit C (paling rendah) oleh U3:A. Setiap flip-flop memiliki masukan J dan K yang terhubung dengan logika kombinasi tertentu, bukan langsung ke logika 1 seperti pada counter asynchronous. Hal ini bertujuan agar setiap flip-flop hanya berubah keadaan saat kondisi tertentu terpenuhi, sesuai tabel transisi yang ditampilkan di bagian kanan gambar.

Flip-flop pertama (U3:A) bertindak sebagai bit terendah (C). Karena J dan K-nya terhubung langsung ke logika '1', maka flip-flop ini akan selalu toggle (berubah keadaan dari 0 ke 1 atau 1 ke 0) setiap kali sinyal clock diterima. Dengan kata lain, flip-flop ini menghasilkan frekuensi setengah dari sinyal clock.

Flip-flop kedua (U3:B) akan toggle hanya ketika output dari flip-flop pertama (C) bernilai 1, seperti yang ditentukan oleh logika pada gerbang AND U1. Gerbang AND U1 memeriksa kondisi dari keluaran Q dari flip-flop C dan B untuk menghasilkan sinyal aktif ke J dan K pada flip-flop B. Karena itu, flip-flop ini hanya berubah status saat C bernilai 1, menjaga urutan counting tetap teratur sesuai dengan tabel transisi.

Untuk flip-flop ketiga (U4:A), yang mewakili bit paling signifikan (A), kondisi toggle-nya lebih kompleks. Masukan J dan K pada flip-flop ini dikontrol oleh gerbang logika OR (U2) dan AND (U5). Logika ini dibentuk berdasarkan kombinasi dari sinyal Q dari flip-flop sebelumnya (B dan C), sesuai dengan ekspresi boolean hasil dari analisis tabel keadaan. Dengan begitu, flip-flop ini hanya berubah saat kondisi tertentu dari B dan C terpenuhi.

Rangkaian ini mendemonstrasikan prinsip kerja dari synchronous counter di mana semua flip-flop menerima sinyal clock yang sama secara paralel, tetapi hanya flip-flop yang memenuhi kondisi tertentu yang akan berubah. Keuntungan dari synchronous counter dibanding asynchronous adalah sinyal output-nya lebih stabil dan minim delay, karena tidak ada propagasi sinyal antar flip-flop seperti pada counter asynchronous.

Dengan menggunakan IC 7473 yang terdiri dari dua buah flip-flop JK, rangkaian ini mampu menghitung hingga 8 keadaan biner (000 hingga 111). Tabel yang tertera di kanan atas gambar memperlihatkan transisi dari setiap keadaan saat sinyal clock diberikan, serta nilai yang diperlukan pada masukan J dan K untuk mencapai keadaan berikutnya. Rangkaian ini sangat efektif untuk digunakan dalam aplikasi penghitung digital seperti jam digital, sistem antrian, atau penghitung logika lainnya.

5. Video[Kembali]



6. Download File[Kembali] 








Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Gambar
   BAHAN PRESENTASI     MATA KULIAH ELEKTRONIKA 2024 Oleh Abid Wahabi 2310951022 DOSEN PENGAMPU DR. DARWISON, M.T. Referensi  a. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”, Jilid 1, ISBN: 978-602-9081-10-7, CV Ferila, Padang  b. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”,Jilid 2,  ISBN: 978-602-9081-10-8, CV Ferila, Padang c. Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky, Electronic Devices and Circuit Theory, Pearson, 2013  d. Jimmie J. Cathey, Theory and Problems of Electronic Device and Circuit, McGraw Hill, 2002. e. Keith Brindley, Starting Electronics, Newness 3rd Edition, 2005 f. Ian R. Sinclair and John Dunton, Practical Electronics Handbook, Newness, 2007. g. John M. Hughes, Practical Electronics: Components and Techniques, O’Reilly Media, 2016. JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ANDALAS PADANG 2023    
Baca selengkapnya

MODUL 1

Gambar
  [KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Pendahuluan 2. Tujuan 3. Alat dan Bahan 4. Dasar teori 5. Percobaan Percobaan ...  a. Diode Forward Bias dan Reverse Bias b. Diode Half Bridge c. Diode Full Bridge d. Diode Zener MODUL 1 DIODE 1. Pendahuluan [Kembali] Dioda adalah komponen elektronika aktif yang terdiri dari pertemuan semikonduktor jenis P dan semikonduktor jenis N ( P-N Junction ). Elektroda yang dihubungan dengan material jenis P disebut anoda dan yang dihubungkan dengan material jenis N disebut katoda. 2. Tujuan  [Kembali] Mengetahui   prinsip   kerja dan   karakteristik   dioda. Mengetahui   prinsip kerja   dan   karakteristik   dioda   Zener. Mengetahui   prinsip   kerja dan karakteristik   Half Bridge Rectifier dan Full Bridge Rectifier 3. Alat dan Bahan [Kembali] .         Electronic Base Station         2.     ...
Baca selengkapnya