BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Pada jaman sekarang ini, teknologi berkembang sangat pesat.

Bermacam-macam alat elektronik telah dihasilkan. Sekarang, hampir semua

peralatan yang bekerja dengan tegangan listrik sudah menggunakan

rangkaian digital. Saat ini rangkaian elektronika digital sudah bukan barang

asing lagi. Rangkaian digital sudah ada di mana-mana dan bersinergi dengan

rangkaian elektronika analog untuk membentuk rangkaian-rangkaian

elektronika yang lebih cermat, cepat, dan tepat sasaran Sebenarnya, sebuah

rangkaian digital tidak harus selalu berupa rangkaian rumit dengan banyak

komponen kecil seperti yang kita lihat di dalam komputer, handphone,

ataupun kalkulator. Sebuah rangkaian dengan kerja sederhana yang

menerapkan prinsip-prinsip digital, juga merupakan sebuah rangkaian digital.

Pengembangan sistem berbasis digital dalam rangkaian instrumentasi

sungguh sangat cepat. Pengembangan alat-alat rumah tangga, industri

menengah sampai insdustri berskala besar lebih membutuhkan instrumen

atau sistem yang lebih simpel dan efisien. Pengembangan sistem berbasis

digital dibangun untuk memenuhi kebutuhan tersebut dan tentunya

pengembangan teknologi modern untuk mencapai taraf hidup yang lebih

dinamis. Salah satu contoh dari sistem berbasis digital yang sering dijumpai di

lingkungan umum adalah jam digital yang memang lebih efisien dan

keakuratannya terjamin dibandingkan dengan yang mekanik atau analog yang

sering mengalami gangguan akibat pengaruh lingkungan.

1

B. Tujuan

1. Mengetahui dan mengenal komponen “Alat Pembuat Angka dan Huruf

Sederhana” beserta prinsip kerjanya.

2. Mengetahui cara merangkai “Alat Pembuat Angka dan Huruf Sederhana”

2

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

A. SEVEN SEGMENT

Layar tujuh segmen (bahasa Inggris: Seven-segment display (SSD))

adalah salah satu perangkat layar untuk menampilkan sistem angka desimal

dimana 7 segment tersusun atas led-led yang merupakan alternatif dari layar

dot-matrix. Seven Segment adalah rangkaian untuk menterjemahkan bilangan

biner agar dapat ditampilkan pada display seven segment, misalkan 0 (nol)

dalam biner adalah 0000 pada display seven segment. Untuk menampilkan

pada dekoder akan memberikan sinyal high (aktif) pada semua pin (a,b,c,d,e,f)

kecuali pin g sehingga akan terbentuk angka 0(nol) pada seven segment. Layar

tujuh segmen juga menampilkan karakter angka. Dalam seven segment serta

dilengkapi dp (dot poin) untuk menampilkan koma atau titik pada saat

menampilkan bilangan. Layar tujuh segmen ini seringkali digunakan pada jam

digital, meteran elektronik traffic light display yang ada di perempatan jalan,

dan perangkat elektronik lainnya yang menampilkan informasi numerik. Ide

mengenai layar tujuh segmen ini sudah cukup tua. Pada tahun 1910 misalnya,

sudah ada layar tujuh segmen yang diterangi oleh lampu pijar yang digunakan

pada panel sinyal kamar ketel suatu pembangkit listrik.

Gambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segmentGambar layar tujuh segment

3

A.1 Jenis- Jenis Seven Segment

1. COMMON ANODA. Disini, semua anoda dari diode disatukan secara

parallel dan semua itudihubungkan ke VCC dan kemudian LED

dihubungkan melalui tahanan pembatas arus keluar dari penggerak.

Karena dihubungkan ke VCC, maka common anoda ini berada pada

kondisi aktif high.

2. COMMON KATODA. Disini semua katoda disatukan secara parallel dan

dihubungkan ke GROUND.Karena seluruh katoda dihubungkan ke

ground, maka common katoda ini berada pada kondisi aktif low.

A.2 Prinsip Kerja Seven Segment

Prinsip kerja seven segmen ialah input biner pada switch

dikonversikan masuk kedalam decoder, baru kemudian decoder

mengkonversi bilangan biner tersebut menjadi decimal, yang nantinya

akan ditampilkan pada seven segment.

Layar seven segment ini terdiri dari 7 buah LED yang membentuk

angka 8 dan 1 LED untuk titik/DP. Angka yang ditampilkan di seven

segmen ini dari 0-9. Cara kerja dari seven segmen disesuaikan dengan

LED. LED merupakan komponen diode yang dapat memancarkan cahaya.

Kondisi dalam keadaan ON jika sisi anode mendapatkan sumber positif

dari Vcc dan katode mendapatkan sumber negatif dari ground.

Berdasarkan cara kerjanya, seven segment dibagi menjadi 2

bagian:

- Common Katode

Semua katoda disatukan secara parallel dan dihubungkan ke GROUND.

Karena seluruh katoda dihubungkan ke GROUND, maka COMMON

4

KATODA berada pada kondisi AKTIF LOW. Maksudnya, common katode akan

aktif pada kondisi high "1" dan akan off pada kondisi low "0".

- Common Anode

Semua anoda dari diode disatukan secara parallel dan

semua itu dihubungkan ke VCC dan kemudian LED

dihubungkan melalui tahanan pembatas arus keluar dari

penggerak. Karena dihubungkan ke VCC, maka COMMON

ANODA ini berada pada kondisi AKTIF HIGH. Maksudnya,

common anode akan aktif pada kondisi low "0" dan akan off pada

kondisi high "1".

B. IC AT89S52

Terdapat ratusan jenis mikokontroler yang berbeda, yang tersedia di

pasaran, akan tetapi yang digunakan pada sistem antrian ini adalah salah satu

jenis mikrokontroler kelurga MCS-52 yaitu AT89S52. Mikrokontroler ini

merupakan salah satu keluarga mikrokontroler yang diproduksi oleh ATMEL.

Dimana mikrokontroler jenis ini sangat compatible dalam hal proses dan

penggunaannya dengan keluarga MCS-52 yang dikeluarkan oleh Intel.

AT89S52 mempunyai konsumsi daya rendah, mikrokontroller 8-bit CMOS

dengan 4K byte memori Flash ISP (in system programmable/ dapat diprogram

di dalam sistem). Device ini dibuat dengan teknologi memori nonvolatile

kerapatan tinggi dan compatible dengan standar industri 8051, set instruksi

dan pin keluaran. Flash yang berada di dalam chip memungkinkan memori

program untuk diprogram ulang pada saat chip di dalam sistem atau dengan

menggunakan programmer memori nonvolatile konvensional. Dengan

mengkombinasikan CPU 8 bit yang serbaguna dengan flash ISP pada chip,

ATMEL 89S52 merupakan mikrokontroller yang luar biasa yang memberikan

fleksibelitas yang tinggi dan penyelesaian biaya yang efektif untuk beberapa

aplikasi kontrol.

5

C. RESISTOR

Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk

membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian. Sesuai dengan

namanya resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon.

Dari hukum Ohms diketahui, resistansi berbanding terbalik dengan jumlah

arus yang mengalir melaluinya. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut

Ohm atau dilambangkan dengan symbol Ω (Omega).

Untuk menyatakan resistansi sebaiknya disertakan batas kemampuan

dayanya. Berbagai macam resistor di buat dari bahan yang berbeda dengan

sifat-sifat yang berbeda. Spesifikasi lain yang perlu diperhatikan dalam

memilih resitor pada suatu rancangan selain besar resistansi adalah besar

watt-nya. Karena resistor bekerja dengan dialiri arus listrik, maka akan terjadi

disipasi daya berupa panas sebesar W=I2R watt. Semakin besar ukuran fisik

suatu resistor bisa menunjukkan semakin besar kemampuan disipasi daya

resistor tersebut. Umumnya di pasar tersedia ukuran 1/8, 1/4, 1, 2, 5, 10 dan

20 watt. Resistor yang memiliki disipasi daya 5, 10 dan 20 watt umumnya

berbentuk kubik memanjang persegi empat berwarna putih, namun ada juga

yang berbentuk silinder. Tetapi biasanya untuk resistor ukuran jumbo ini nilai

resistansi dicetak langsung dibadannya, misalnya 100 Ω 5 W.

Resistor dalam teori dan prakteknya di tulis dengan perlambangan huruf

R. Dilihat dari ukuran fisik sebuah resistor yang satu dengan yang lainnya tidak

berarti sama besar nilai hambatannya. Nilai hambatan resistor di sebut

resistansi. Resistor yang digunakan pada rangkaian “Mengenal Angka dan

Huruf” ini sebesar 1000 Ω dengan toleransi 5 %.

Gambar resistor 1000 Ω ± 5 %

6

D. LCO (KONDENSATOR ELEKTROLIT )

Kondensator elektrolit atau Electrolytic Condenser (Elco) adalah

kondensator yang biasanya berbentuk tabung, mempunyai dua kutub kaki

berpolaritas positif dan negatif, ditandai oleh kaki yang panjang positif

sedangkan yang pendek negatif atau yang dekat tanda minus ( - ) adalah kaki

negatif. Nilai kapasitasnya dari 0,47 μF (mikro Farad) sampai ribuan

mikroFarad dengan voltase kerja dari beberapa volt hingga ribuan volt.

Selain kondensator elektrolit (Elco) yang mempunyai polaritas, ada

juga kondensator jenis elco yang berpolaritas yaitu kondensator solid

tantalum dan ada Elco yang Non Polaritas pada kakinya tidak ada kutub (+)

dan (-).

Gambar kondensator elektrolit

Gambar kondensator elektrolit solid tantalum

Gambar kondensator elektrolit non polar 7

Kerusakan umum pada kondensator elektrolit di antaranya adalah :

Kering (kapasitasnya berubah)

Konsleting

Meledak, yang dikarenakan salah dalam pemberian tegangan positif dan

negatifnya, jika batas maksimum voltase dilampaui juga bisa meledak.

E. KAPASITOR

Kapasitor ialah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan

menyimpan electron-elektron selama waktu yang tidak tertentu. Kapasitor

berbeda dengan akumulator dalam menyimpan muatan listrik terutama tidak

terjadi perubahan kimia pada bahan kapasitor, besarnya kapasitansi dari

sebuah kapasitor dinyatakan dalam farad. Pengertian lain Kapasitor adalah

komponen elektronika yang dapat menyimpan dan melepaskan muatan

listrik. Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang

dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum

dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain.

Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan

positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada

saat yang sama muatan-muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang

satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutup negatif dan

sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutup positif, karena

terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini

8

"tersimpan" selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Di alam

bebas, phenomena kapasitor ini terjadi pada saat terkumpulnya muatan-

muatan positif dan negatif di awan. Kemampuan untuk menyimpan muatan

listrik pada kapasitor disebuat dengan kapasitansi atau kapasitas. Kapasitor

yang digunakan pada rangkaian ini adalah kapasitor keramik. Bentuknya ada

yang bulat tipis, ada yang persegi empat berwarna merah, hijau, coklat dan

lain-lain.Dalam pemasangan di papan rangkaian (PCB), boleh dibolak-balik

karena tidak mempunyai kaki positif dan negatif. Mempunyai kapasitas

mulai dari beberapa piko Farad sampai dengan ratusan Kilopiko Farad (KpF).

Dengan tegangan kerja maksimal 25 volt sampai 100 volt, tetapi ada juga yang

sampai ribuan volt.

E.1 Cara membaca nilai kapasitor Keramik

Contoh misal pada badannya tertulis 203, nilai kapasitasnya sebesar

20.000 pF atau 20 KpF atau 0,02 μF.

Jika pada badannya tertulis 502, nilai kapasitasnya sebesar 5.000 pF atau

5 KpF

Gambar kapasitor keramik

9

E.2 Prinsip dasar kapasitor

Kapasitansi didefenisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk

dapat menampung muatan elektron. Coulombs pada abad 18

menghitung bahwa 1 coulomb = 6.25 x 1018 elektron. Kemudian Michael

Faraday membuat postulat bahwa sebuah kapasitor akan memiliki

kapasitansi sebesar 1 farad jika dengan tegangan 1 volt dapat memuat

muatan electron sebanyak 1 coulombs.

F. PUSH BUTTON ( TOMBOL SWITCH)

Berbagai macam saklar (zakelar, switch) listrik dan elektronik yang umum

digunakan berikut simbolnya ditampilkan dalam daftar berikut. Secara

mendasar semua saklar melakukan kontak nyala dan padam (on dan off)

dalam berbagai cara berbeda, tapi tiap saklar melakukan tugas sama, yakni

membuka dan menutup sirkuit listrik.

Beberapa saklar yang melakukan kontak berbeda, dinamakan sesuai

dengan bentuk, fungsi, dan atau cara operasinya. Misal, tombol (push button)

ad alah saklar yang beroperasi dengan cara ditekan, dan bisa melakukan dua

fungsi berbeda, yakni menutup sirkuit bila ditekan, atau justeru membuka

sirkuit bila ditekan. Jika tekanan dilepaskan atau terjadi tekanan berikutnya,

maka akan menormalkan kembali tombol ke posisi semula dan sirkuit kembali

ke status semula.

Gambar membaca nilai kapasitor

10

G. KRISTAL

AT89S52 telah memiliki on-chip oscillator yang dapat bekerja jika drive

menggunakan kristal. Tambahan kapasitor diperlukan untuk menstabilkan

sistem. Nilai kristal yang biasa digunakan pada AT89S52 ini adalah 12 MHz.

On-chip oscillator tidak hanya dapat di-drive dengan menggunakan kristal,

tetapi juga dapat dengan menggunakan TTL Oscillator.

H. Header

Pada rangkaian yang kami buat, terdapat 3 jenis header, yakni :

- Header 5 pin : berguna untuk memprogram/ mengisi IC

- Header 3 pin : pin 1-2 dihubungkan untuk berfungsi sebagai output . Pin

2-3 dihubungkan saat pengisian program pada IC

- Header 2 pin : berfungsi sebagai input untuk menerima tegangan

Simbol saklar atau push button

11

BAB III

METODE PEMBUATAN

A. ALAT DAN BAHAN

Seven segment 1 buah

IC AT89S52 1 buah

Resistor 1000 Ω ± 5 % 1 buah

ELCO (kondensator elektrolit ) 10 µF 16 volt 1 buah

Kapasitor 30 pF 1 buah

Push button ( tombol switch) 3 buah

Kristal 1 buah

Papan PCB sebagai wadah rangkaian

Timah secukupnya

Header

Bor

Air panas dan air dingin secukupnya

12

Pelarut secukupnya

Amplas secukupnya

Souldier

Penyedot timah

Tang

B. SKEMA RANGKAIAN

Skema jalur rangkaian (sebelum dirangkai)

13

C. LANGKAH KERJA

Berikut adalah langkah-langkah kerja dari alat ini:

1. Membuat jalur PCB pada software Diptrace untuk memastikan bahwa

rangkaian yang akan dirangkai benar.

2. Setelah jalur selesai dibuat, jalur tersebut diprint-out.

3. Menyetrika jalur diatas papan PCB. Agar jalur tersebut menempel dengan

baik, memastikan bahwa saat menyetrika lebih ditekan.

4. Menghilangkan bekas-bekas kertas dengan menggunakan jarum atau

peniti, setelah terbentuk jalur diatas papan PCB,

5. Gunakan pelarut agar timah-timah yang tidak termasuk jalur dapat hilang

dan jalur terlihat jelas.

6. Bersihkan sisa-sisa kertas dengan menggunakan amplas.

Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)Gambar skema belakang (setelah dirangkai)

14

D. PRINSIP KERJA RANGKAIAN

Seven Segment yang digunakan pada rangkaian adalah jenis Common

Anoda. Dimana anoda pada diode dihubungkan ke VCC. Karena dihubungkan

ke VCC maka berada pada kondisi aktif low, yaitu aktif pada kondisi low "0"

dan akan off pada kondisi high "1". Artinya, segmen akan menyala pada

masukan”0” dan tidak menyala pada masukan “1”

Pada saat IC diberikan output 5 volt, IC akan mengeluarkan output dan

menjadi input pada seven segment dimana output IC berupa bilangan

hexadesimal kemudian dibaca oleh seven segment dalam bentuk bilangan

biner. Misalnya IC memberikan input 03 maka di seven segment akan terbaca

00000011 sehingga terbentuk angka “0” pada seven segment. Untuk lebih

jelasnya, perhatikan gambar dan tabel di bawah :

Heksadesi

mal (IC)

Biner ( Seven Segment) Angka yg

TampilA B C D E F G DP

03 0 0 0 0 0 0 1 1 0

9F 1 0 0 1 1 1 1 1 1

25 0 0 1 0 0 1 0 1 2

0D 0 0 0 0 1 1 0 1 3

99 1 0 0 1 1 0 0 1 4

49 0 1 0 0 1 0 0 1 5

15

41 0 1 0 0 0 0 0 1 6

1F 0 0 0 1 1 1 1 1 7

01 0 0 0 0 0 0 0 1 8

09 0 0 0 0 1 0 0 1 9

16

BAB IV

PENUTUP

a. KESIMPULAN

Kesimpulan yang penulis dapatkan selama membuat makalah ini sebagai

berikut:

1. Kami dapat mengetahui dan mengenal komponen “Alat Pembuat Angka dan

Huruf Sederhana” beserta prinsip kerjanya.

2. Kami dapat mengetahui cara merangkai “Alat Pembuat Angka dan Huruf

Sederhana”

b. SARAN

Saran yang penulis harapkan dari membuat makalah ini adalah :

1. Diharapkan agar pembaca memberi kritik masih banyak kekurangan dan

kesalahan yang terdapat di dalam makalah ini.

2. Diharapkan agar setiap anggota kelompok dapat berdiskusi dengan baik

dan saling menghargai pendapat masing-masing pihak.

17

DAFTAR PUSTAKA

Anonim1. http://ilmubawang.blogspot.com/2011/04/download-artikel-ini-dalam-

bahasa.html. Diakses tanggal 14 Juni 2013

Anonim2. http://my-wordtechnology.blogspot.com/2012/10/pengertian-manfaat-

dan-cara-kerja.html. Diakses tanggal 14 Juni 2013

Anonim3. http://rabbitboys.blogspot.com/2010/06/7-segment.html. Diakses

tanggal 14 Juni 2013

Anonim4. http://saychunhope.blogspot.com/2012/03/penjelasan-tentang-seven-

segment.html. Diakses tanggal 14 Juni 2013

Anonim5. http://www.arduino.web.id/2012/09/arduino-seven-segment-tutorial-

arduino.html. Diakses tanggal 14 Juni 2013

18

LAMPIRAN

Rangkaian Digital Angka dan Huruf Sederhana

19

20

21

22