Upload
anang-sb
View
262
Download
10
Embed Size (px)
Citation preview
MAKALAH TUGAS RANCANG PRAKTIKUM
SISTEM DIGITAL TAHUN AJARAN 2007/2008
Private Room Access
Nama Anggota Kelompok
Fredy Shuwanto 1000860500
Hendra Wijaya 1000863282
Thomas Fernando 1000856024
UNIVERSITAS BINA NUSANTARA
JAKARTA
2008
Private Room Access
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk
menyelesaikan program studi praktikum sistem digital
tahun ajaran 2007/008
Nama Anggota Kelompok
Fredy Shuwanto 1000860500
Hendra Wijaya 1000863282
Thomas Fernando 1000856024
Asisten pembimbing
Lee Albert Daniel 0616KY
UNIVERSITAS BINA NUSANTARA
JAKARTA
2008
Universitas Bina Nusantara
Jurusan Sistem Komputer
Tugas Rancang Sistem Digital
semester genap tahun 2007/2008
Private Room Access
04PDH
Terutama Kami mengucapkan terima kasih sebanyak - banyaknya kepada Tuhan yang maha
kuasa karena membantu kelompok kami dalam menyelesaikan tugas rancang kami, terima kasih juga
kepada asisten lab yang memberi masukan yang menurut kelompok kami sangat berharga serta teman -
teman yang juga membantu. Semoga Tugas rancang kami yang sederhana ini dapat membantu
memberikan gambaran kepada teman - teman akan aplikasi daripada sistem digital ini. Kita mengetahui
bahwa sekarang ini teknologi didunia semakin maju, dan lagi banyak hal penting yang kerahasiaannya
ingin kita amankan dan yang mengetahui hanya kita sendiri. Zaman dahulu kita menggunakan kunci
sebagai pengamannya. Dengan sistem digital ini diharapkan dapat memberikan gambaran bahwa dalam
bidang security juga dapat digunakan atau memanfaatkan sistem digital ini.
Sekarang banyak alat-alat canggih yang bisa dipasang dirumah anda, tetapi masalahanya
adalah harganya. Sehingga kelompok kami membuat alat sederhana ini yang harganya cukup
terjangkau. Sistem dari alat ini juga sederhana hanya memasukan 4 digit pasword dan menekan enter.
Konsep ini menggunakan sistem digital dimana hanya memproses bilangan biner yaitu 0 dan 1 dengan
menggunakan Programmable Logic Device yang pada hal ini merupakan GAL 16v8.
Kelompok kami menggunkan Gal 16v8 ( dimana terdapat pilihan PLD GAL tipe - tipe lainnya
seperti 22v10 ) sebagai IC utama, terdiri dari tiga modul, yaitu suplay, I/O, dan modul utama yang
mengaturnya. Kami memakai dua supply bila terjadi padam listrik bisa menggunakan batery, Inputan
dari 4 digit biner dan password benar maka pintu akan terbuka dan LED hijau akan menyala. Dan bila
password salah maka dapat memberitahukan pihak security dengan output buzzer yang bunyi serta
LED merah yang menyala. Output yang digunakan hanya untuk simulasi, sedangkan pada aplikasinya
dapat diimplementasikan dengan output - output lainnya, seperti mengirim sms, mematikan listrik atau
lain sebagainya. Alat ini juga dilengkapi sensor untuk melakukan counter up bila ada orang yang
masuk, jadi kita mengetahui berapa orang yang sudah masuk ke dalamr uangan kita.
Berbagai percobaan untuk ketahanan sistem ini dan juga kelemahan - kelemahan daripada
sistem ini juga akan diberikan. Oleh karena itu bagi pihak - pihak yang ingin melakukan
pengembangan, dapat dilakukan dengan lebih mudah karena telah tersedia sebagaian data - data yang
telah dicoba. Begitulah sistem sederhana yang kita buat menggunakan 3 gal sebagai pengaturnya.
Sebagai aplikasi yang sederhana semoga berguna bagi kehidupan ini dan dapat menjaga kerahasian
anda.
DAFTAR ISI
Halaman luar makalah
Halaman dalam makalah
Abstrak
Daftar isi
Bab I Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
1.2 Tujuan dan Manfaat
Bab II Landasaran Teori
2.1 Komponen - komponen yang digunakan, Konfigurasi yang digunakan
dan juga hal - hal yang mendukung rangkaian ini.
Bab III Perancangan Sistem
3.1 Block diagram, schematic, flow chart, program dan cara kerja rangkaian
Bab IV Evaluasi dan implementasi
4.1 Tabel - tabel data percobaan
Bab V kesimpulan
Daftar Lampiran
BAB I PENDAHULUAN
.1 LATAR BELAKANG
Sekarang ini banyak yang kurang memperhatikan keamanan kamar sendiri, biarpun dikatakan
rumah sudah aman tetapi sebaiknya kita berjaga-jaga. Mungkin salah satu penyebabnya sistem
keamanan sekarang ini yang dianggap mahal, apalagi jaman sekarang ini yang semakin susah sehingga
banyak orang yang nekad untuk mencuri.
Oleh karena itu kelompok kami terinsiparsi untuk membuat sistem keamanan yang murah,
sebenarnya aplikasinya bisa dikembangkan. Dengan menggunakan password dan sensor sehingga si
yang punya kamar dapat mengetahui siapa saja yang bisa masuk dan ada berapa orang.
.2 Tujuan dan Manfaat
Tujuan dari dibuatnya alat ini adalah sebagai bentuk pembelajaran daripada sistem digital yang
sedang dipelajari. Rangkaian ini menggunakan IC - IC gerbang logika yang bervariasi kegunaannya,
gerbang - gerbang logika tersebut dapat diprogram menjadi satu IC yang mana dinamakan GAL
(Generic Array Logic). Dengan membuat alat ini, diharapkan pengertian akan sistem digital ini
semakin baik.
Rangkaian yang dibuat ini adalah suatu sistem keamanan untuk pintu ataupun sesuatu yang
dapat dibuka - tutup, sehingga untuk membukanya harus memasuki password dan kemudian adanya
sensor yang mendeteksi orang yang melewatinya. Selain itu, tujuan dan manfaat dipilihnya alat ini
adalah selain merupakan sistem keamanan yang sederhana yang bisa diaplikasikan ke beberapa jenis
kebutuhan, juga bisa digunakan untuk mendata banyaknya orang yang telah melewati pintu ataupun
memasuki ruangan tersebut.
BAB 2 LANDASAN TEORI
Resistor
Pada dasarnya semua bahan memiliki sifat resistif namun beberapa bahan seperti tembaga, perak,
emas dan bahan metal umumnya memiliki resistansi yang sangat kecil. Bahan - bahan tersebut
menghantar arus listrik dengan baik, sehingga dinamakan konduktor. Kebalikan dari bahan yang
konduktif, bahan material seperti karet, gelas, karbon memiliki resistansi yang lebih besar
menahan aliran elektron dan disebut sebagai insulator.
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 yang diketahui bahwa resistansi berbanding
terbalik dengan jumlah arus yang mengalir melaluinya. Satuan resistansi dari suatu resistor
disebut Ohm atau dilambangkan dengan simbol Ω ( Omega ).
Tipe resistor yang umum adalah berbentuk tabung dengan dua kaki tembaga di kiri dan kanan.
Pada badannya terdapat lingkaran membentuk gelang kode warna untuk memudahkan pemakai
mengenali besar resistansi tanpa mengukur besarnya dengan Ohmmeter. Berikut ini gambar
resistor dan simbolnya.
Kode warna yang berada pada resistor tersebut adalah standar manufaktur yang dikeluarkan oleh
EIA ( Electronic Industries Association ). Untuk Nilai - nilai yang direpresentasikan oleh warna -
warna tersebut ditunjukkan pada tabel berikut.
Warna Nilai Faktor Pengali Toleransi
Hitam 0 1
Coklat 1 10 1%
Merah 2 100 2%
Jingga 3 1.000
Kuning 4 10.000
Hijau 5 100.000
Biru 6 1.000.000
Violet 7 10.000.000
Abu-abu 8 100.000.000
Putih 9 1.000.000.000
Emas - 0.1 5%
Perak - 0.01 10%
Tanpa warna - - 20%
Tabel di atas ini memberikan nilai - nilai warna gelang secara jelas. Resistansi dibaca dari warna
gelang yang paling depan ke arah gelang toleransi berwarna coklat, merah, emas atau perak.
Biasanya warna gelang toleransi ini berada pada badan resistor yang paling pojok atau juga
dengan lebar yang lebih menonjol, sedangkan warna gelang yang pertama agak sedikit ke dalam.
Dengan demikian pemakai sudah langsung mengetahui berapa toleransi dari resistor tersebut.
Jumlah gelang yang melingkar pada resistor umumnya sesuai dengan besar toleransinya.
Biasanya resistor dengan toleransi 5%, 10% atau 20% memiliki 3 gelang ( tidak termasuk
gelang toleransi ). Tetapi resistor dengan toleransi 1% atau 2% ( toleransi kecil ) memiliki 4
gelang ( tidak termasuk gelang toleransi ). Gelang pertama dan seterusnya berturut - turut
menunjukkan besar nilai satuan dan gelang terakhir adalah faktor pengalinya. Misalnya resistor
dengan gelang kuning, violet, merah dan emas. Gelang berwarna emas merupakan gelang
toleransi. Dengan demikian urutan warna gelang resitor ini adalah gelang pertama berwarna
kuning, gelang ke - dua berwana violet dan gelang ke - tiga berwarna merah. Gelang ke - empat
tentu saja yang berwarna emas dan ini adalah gelang toleransi. Dari tabel di atas diketahui jika
gelang toleransi berwarna emas, berarti resitor ini memiliki toleransi 5%. Nilai resistansisnya
dihitung sesuai dengan urutan warnanya. Pertama yang dilakukan adalah menentukan nilai satuan
dari resistor ini. Karena resitor ini resistor 5% ( yang biasanya memiliki tiga gelang selain gelang
toleransi ), maka nilai satuannya ditentukan oleh gelang pertama dan gelang kedua. Masih dari
tabel di atas diketahui gelang kuning nilainya adalah 4 dan gelang violet nilainya adalah 7. Jadi
gelang pertama dan kedua atau kuning dan violet berurutan, nilai satuannya adalah 47. Gelang
ketiga adalah faktor pengali, dan jika warna gelangnya merah berarti faktor pengalinya adalah
100. Sehingga dengan ini diketahui nilai resistansi resistor tersebut adalah nilai satuan dikalikan
dengan faktor pengali atau 47 x 100 = 4.7K Ohm dan toleransinya adalah 5%.
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 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 atau
sering disebut resistor batu, namun ada juga yang berbentuk silinder. Tetapi biasanya untuk
resistor ukuran jumbo ini nilai resistansi dicetak langsung dibadannya, misalnya 100Ω5W.
Kapasitor
Kapasitor adalah komponen elektrik yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik. Salah satu
jenis kapasitor adalah kapasitor keping sejajar. Kapasitor ini terdiri dari dua buah keping metal
sejajar yang dipisahkan oleh isolator yang disebut dielektrik. Bila kapasitor dihubungkan ke
batere kapasitor terisi hingga beda potensial antara kedua terminalnya sama dengan tegangan
batere. Jika batere dicabut, muatan-muatan listrik akan habis dalam waktu yang sangat lama,
terkecuali bila sebuah konduktor dihubungkan pada kedua terminal kapasitor. Proses yang terjadi
pada kapasitor ini dapat disebut sebagai proses charging - discharging. Kapasitor itu sendiri dapat
dibedakan menjadi kapasitor berkutub atau polar dan kapasitor non - polar. Kapasitor non - polar
ini tidak mempunyai kutub sehingga tidak menjadi masalah apabila dipasang terbalik.
Dioda
Dioda adalah device semikonduktor yang mengalirkan arus satu arah saja. Dioda terbuat dari
Germanium atau Silicon yang lebih dikenal dengan Dioda Junction. Dioda juga digunakan pada
adaptor yang berfungsi sebagai penyearah dari sinyal AC ke DC.
Pada diode, terdapat dua kaki yang masing - masing dikenal sebagai anode dan cathode. Anode
merupakan kaki positip ( + ) dan cathode merupakan kaki negatif ( - ). Dioda terdiri dari berbagai
jenis, diantaranya adalah diode zener dan LED. Dioda yang digunakan pada alat ini adalah LED
dan photodioda.
LED ( Light Emitting diode )
LED merupakan komponen yang dapat mengeluarkan emisi cahaya. LED merupakan produk
temuan lain setelah dioda. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan
bahwa elektron yang menerjang sambungan P-N juga melepaskan energi berupa energi panas dan
energi cahaya. LED dibuat agar lebih efisien jika mengeluarkan cahaya. Untuk mendapatkan
emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium, arsenic dan phosporus.
Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula. Dalam memilih LED
selain warna, perlu diperhatikan tegangan kerja, arus maksimum dan disipasi dayanya.
LED ( Light Emitting Diode atau Light Emitting Device ) merupakan piranti yang vital dalam
teknologi electroluminescent seperti untuk aplikasi teknologi display ( tampilan ), sensor dan lain
- lainnya. Teknologi electroluminescent didasarkan pada konsep pancaran cahaya yang dihasilkan
oleh suatu piranti sebagai akibat dari adanya medan listrik yang diberikan kepadanya. Pada
dekade terakhir ini telah diperoleh kemajuan yag menarik dalam bidang desain piranti LED.
Untuk teknologi tampilan, beberapa target yang ingin diperoleh bagi kepentingan produk industri
adalah dapat dibuat tampilan yang luas / besar, fleksibel, murah dan dapat juga digunakan sebagai
layar yang efisien untuk berbagai keperluan teknologi layar tampilan seperti komputer atau layar
TV yang dapat ditempelkan pada dinding atau dapat digulung di dalam saku baju, dan lain - lain.
Dalam perkembangannya piranti LED telah dibuat dengan desain menggunakan bahan organik
yang disebut dengan OLED ( Organic Light Emitting Device ). Sebagai contoh, para peneliti di
perusahaan Kodak telah dapat men-desain OLED yang dapat menghasilkan pancaran cahaya
dengan umur 6.000 jam secara terus menerus, sementara itu para peneliti di University of
California di Santa Barbara, USA telah memperoleh kemajuan dengan desain piranti OLED yang
dapat menghasilkan cahaya dengan umur 10.000 jam. Sedangkan para peneliti di Cambridge
Display Technology Ltd., Inggris telah dapat men-desain piranti OLED yang berumur 12.000
jam. Jika dalam teknologi sebelumnya jumlah warna dari cahaya yang dikeluarkan oleh piranti
OLED hanya satu warna dalam desain piranti tersebut, maka dalam perkembangannya dalam satu
desain piranti OLED dapat mengeluarkan cahaya dengan dua atau lebih warna. Fenomena ini
diperoleh dengan membuat variasi tegangan listrik yang diberikan kepada piranti tersebut.
Dengan demikian, piranti OLED memiliki prospek untuk menjadi piranti alternatif sebagaimana
teknologi tampilan panel datar (flat-panel) yang didasarkan pada kristal cair (liquid crystal).
Gambar LED dan simbol LED adalah sebagai berikut :
Transistor
Transistor adalah komponen terpenting yang ada dalam dunia elektronika.Secara garis besar ada
2 macam ttransistor yaitu:BJT (Bipolar Junction Transistor) dan FET (Field Effect Transistor).
Transistor BJT mempunyai tiga kaki utama yaitu : Emiter (E), colector (C) dan base (B).
Dari transistor dapat dibuat rangkaian penguat atau amplifier. Penguatan dapat diambil dengan
berbagai cara dengan menggunakan transistor. Transistor bipolar biasanya digunakan sebagai
saklar elektronik dan penguat pada rangkaian elektronika digital. Transistor memiliki 3 terminal
dan biasanya dibuat dari bahan silikon atau germanium. Kaki transistor ini dapat dikombinasikan
menjadi jenis N-P-N atau P-N-P. Transistor memiliki dua sambungan, yaitu antara emitter dan
basis dan antara kolektor dan basis. Karena itu, sebuah transistor seperti dua buah dioda yang
saling bertolak belakang yaitu dioda emitter - basis, atau disingkat dengan emitter dioda dan
dioda kolektor - basis, atau disingkat dengan dioda kolektor. Berikut ini merupakan gambar dan
simbol dari transistor, baik NPN maupun PNP.
Pada rangkaian elektronik, sinyal inputnya adalah 1 atau 0 ini selalu dipakai pada basis transistor,
yang mana kolektor dan emiter sebagai penghubung untuk pemutus ( short ) atau sebagai
pembuka rangkaian. Aturan/prosedur transistor sebagai berikut:
• Pada transistor NPN, memberikan tegangan positif dari basis ke emitor, menyebabkan
hubungan kolektor ke emitter terhubung singkat, yang menyebabkan transistor aktif ( on ).
Memberikan tegangan negatif atau 0 V dari basis ke emiter menyebabkan hubungan kolektor
dan emitor terbuka, yang disebut transistor mati ( off ).
• Pada transistor PNP, memberikan tegangan negatif dari basis ke emiter ini akan menyalakan
transistor ( on ). Dan memberikan tegangan positif dari basis ke emitor ini akan membuat
transistor mati ( off ).
Karakteristik Input daripada transistor adalah sebagai berikut :
Bagian emitter-basis dari transistor merupakan dioda, maka apabila dioda emitter-basis dibias
maju maka kita mengharapkan akan melihat grafik arus terhadap tegangan dioda biasa. Saat
tegangan dioda emitter-basis lebih kecil dari potensial barriernya, maka arus basis (Ib) akan kecil.
Ketika tegangan dioda melebihi potensial barriernya, arus basis (Ib) akan naik secara cepat.
Karakteristik Output daripada transistor adalah :
Sebuah transistor memiliki empat daerah operasi yang berbeda yaitu daerah aktif, daerah saturasi,
daerah cutoff, dan daerah breakdown. Jika transistor digunakan sebagai penguat, transistor
bekerja pada daerah aktif. Jika transistor digunakan pada rangkaian digital, transistor biasanya
beroperasi pada daerah saturasi dan cutoff. Daerah breakdown biasanya dihindari karena resiko
transistor menjadi hancur terlalu besar.
Relay
Transistor tidak dapat berfungsi sebagai switch ( saklar ) tegangan AC atau tegangan
tinggi .Selain itu, umumnya tidak digunakan sebagai switching untuk arus besar ( >5 A ). Dalam
hal ini, penggunaan relay sangatlah tepat. Relay berfungsi sebagai saklar yang bekerja
berdasarkan input yang dimilikinya.
Dengan bantuan relay, pada alat ini kita dapat menggunakan supply back - up, dimana dalam
apabila satu supply putus atau down, relay dapat secara otomatis men - switch ke supply yang
satunya.
Keuntungan relay :
• Dapat switch AC dan DC, transistor hanya switch DC
• Relay dapat men - switch tegangan tinggi, transistor tidak dapat
• Relay pilihan yang tepat untuk switching arus yang besar
• Relay dapat switch banyak kontak dalam 1 waktu
Kekurangan relay :
• Relay ukurannya jauh lebih besar daripada transistor
• Relay tidak dapat switch dengan cepat
• Relay butuh daya lebih besar dibanding transistor
• Relay membutuhkan arus input yang besar
Seven Segment
Seven segment adalah suatu format dari alat untuk tampilan yang lebih sederhana, yang dapat
digunakan sebagai alternatif dari dot - matrix yang lebih kompleks. Seven-Segment biasanya
digunakan di dalam elektronika sebagai metoda dari mempertunjukkan umpan balik klasifikasi
sistim desimal dengan operasi internal tentang alat.
Suatu alternatif bagi seven segment di 1950s sampai 1970s adalah nixie tabung ruang hampa
yang seperti tabung. Mulai 1970, RCA yang dijual suatu alat tampilan yang dikenal sebagai
Numitron yang menggunakan kawat pijar bercahaya mengatur ke dalam suatu seven segment.
Seven segment ditemukan sejak dulu 1908 di U.S.
Seven segment dibagi menjadi 2 yaitu Common Cathode ( CC ) dan Common Anode ( CA ).
Common Cathode merupakan seven segment yang kaki katodanya yang dihubungkan bersama ke
ground, dimana untuk mengaktifkan tiap segmentnya perlu diberikan logic 1 yaitu dihunbungkan
dengan VCC.
Common Anode merupakan kebalikan dari CC, dimana kaki anoda yang dihubungkan bersama,
dimana untuk mengaktifkan tiap segmentnya perlu diberi logic 0 atau dihubungkan ke ground.
Switch
Switch merupakan suatu piranti yang digunakan untuk melakukan pergantian dari satu kondisi ke
kondisi lainnya atau melakukan switch ( pertukaran ). Switch ini sendiri sangat luas makna dan
pemakaiannya, termasuk relay dan transistor yang dapat digunakan untuk melakukan switch,
begitu juga dengan menggunakan dioda. Akan tetapi hal tersebut merupakan konfigurasi pada
rangkaian. Secara fisik, switch dapat digolongkan menjadi SPST, SPDT, DPDT dan Multi-thru.
Disamping itu, switch yang akan digunakan pada alat ini terdapat 3 jenis yaitu switch on - off
atau switch dengan dua kondisi ( terhubung atau putus ), switch toggle dan push button.
Beikut adalah gambar switch - switch tersebut.
Buzzer
Buzzer merupakan speaker atau device yang digunakan untuk mengeluarkan suara atau bunyi.
Bunyi yang dihasilkan ini hanya satu nada atau hanya terdengar bunyi tit. Kebanyakan buzzer
digunakan sebagai indikator terhadap sesuatu, yang biasanya banyak digunakan pada sensor
keamanan, ataupun pada jam alarm. Buzzer terdapat banyak jenis, dari yang kecil hingga yang
besar yang tentunya penggunaan tegangan dan arusnya juga lebih besar.
Berikut ini adalah gambar dari buzzer, dimana buzzer hanya memiliki dua kaki yaitu kaki positif
dan kaki negatif.
GAL
GAL ( Generic Array Logic ) itu sendiri merupakan jenis dari PLD. PLD adalah Programmable
Logic Device, yang merupakan IC yang dapat diprogram dengan gerbang - gerbang logika sesuai
dengan kebutuhan dan keinginan.
PLD terdiri dari beberapa jenis yaitu :
-FPGA
-CPLD ( Complex Programmable Logic Device )
-SPLD ( Simple Programmable Logic Device )
GAL yang akan dibahas ini adalah GAL16v8 yang terdiri dari 20 buah pin. Untuk lebih jelasnya,
dapat dilihat pada gambar berikut.
Dari gambar di atas ditunjukkan fungsi atau nama - nama dari pin - pin yang dimiliki oleh 16v8.
Maksud dari nama 16v8 adalah konfigurasi yang memungkinkan adanya 16 input dimana 8 input
satu arah dan 8 input lainnya yang bersifat biderictional ( 2 arah ). 8 berarti konfigurasi daripada
output yang mungkin untuk digunakan. Pin - pin yang lainnya digunakan untuk Vcc yaitu pin ke
20, Ground yaitu pin ke 10, Clock untuk pin 1 dan OE untuk pin ke 11. Pin OE itu sendiri
digunakan untuk mengaktifkan pin clock apabila ingin menggunakan clock pada 16v8 dan pin ini
berada pada kondisi active low. Sedangkan untuk nama sebelum 16v8, menunjukkan vendor yang
mengeluarkan produk IC 16v8 tersebut. Contohnya ATF 16v8 adalah IC PLD 20 pin yang
dikeluarkan oleh atmel. Sedangkan untuk GAL 16v8 adalah keluaran Latice.
IC 16v8 ini merupakan IC utama dalam alat ini, karena logika jalannya alat ini berada dalan
program yang diisikan ke dalamnya. Program yang digunakan untuk melakukan pemrograman
terhadap IC ini pada alat ini adalah winCUPL.
WinCUPL
WinCUPL adalah software untuk pemrograman gerbang - gerbang logika ke dalam PLD yang
dikeluarkan oleh atmel. Terdapat keyword pada winCupl yang diberikan berikut ini :
- NAME, adalah baris yang digunakan untuk menulis nama file, panjang max 32 character.
- PARTNO, nomor seri perusahaan yang dikeluarkan untuk IC PLD tersebut.
- REVISION, nomor revisi dari program yang akan dikerjakan, biasanya diawali dengan 01.
- DATE, tanggal pembuatan program.
- DESIGNER, nama designer.
- COMPANY, nama perusahaan yang memproduksi IC PLD yang digunakan.
- ASSEMBLY
- LOCATION
- DEVICE, tipe atau model dari IC PLD yang digunakan.
Dari keyword - keyword di atas, yang penting untuk diisi adalah nama file dan device yang
digunakan. Untuk keyword yang lainnya bisa dibiarkan sesuai dengan kondisi awalnya. Keyword
juga bisa dilakukan perubahan di dalam window yang akan disediakan untuk melakukan
pengetikan program. Setelah sukes membuat file baru, akan diminta untuk memasukkan
banyaknya jumlah input dan output. Setelah selesai memasukkan I/O, tampilan window untuk
mengetik programnya
Penulisan variable pada winCupl itu sendiri mempunyai aturan - aturannya, antara lain :
- Untuk variabel biasa,Maksud dari variabel biasa adalah variabel yang digunakan tanpa
menggunakan index. Untuk variabel ini dapat Berupa kombinasi huruf, angka dan
underscore. Untuk nama variable harus terdiri atas huruf dan bersifat case sensitive.
- Untuk variabel dengan index adalah variabel yang digunakan untuk menadai sederetan
variabel, alamat atau untuk item yang berurutan. Variabel berindeks ini diisi dengan
bilangan desimal yang dimulai dari 0 hingga 31. Sehingga apabila variabel dengan index
lebih dari 31, maka bukan dianggap sebagai variabel berindex, tetapi index biasa.
Field adalah suatu deklarasi terhadap sekelompok bit ( group of bit ). Grup bit ini harus dalam
bentuk variabel berindex, dimana tidak bole terdiri dari variabel berindex dan sekaligus variabel
tanpa index. Untuk Field itu sendiri, ada baiknya isi variabelnya berurut, sehingga dalam
penulisan dapat disingkat. Contohnya [A0, A1, A2, A3, A4]. Bentuk ini dapat diperpendek
menjadi [A0..4] atau kebalikannya [A4..0]. Harus diingat bahwa titik - titik penunjuknya harus
berjumlah dua.
Untuk seluruh program, setiap statement yang ada harus diakhiri dengan sebuah tanda titik -
koma ( ; ). Untuk pemberian comment kepada statement yang ada, bisa digunakan tanda “ /* ”dan
“ */ “.
Untuk operator - operator yang disediakan oleh winCupl itu sendiri antara lain :
-logical operator
Operator Example Desc. Precedence
! !A not 1
& A&B and 2
# A#B or 3
$ A$B xor 4
-arithmetic operator
Operator Example Desc. Precedence
** 2**4 Exponentiation 1
* 2*i Multiplication 2
/ 4 / 2 Division 2
% 9%8 Modulus 2
+ 2+4 Addition 3
- 4+i Subtraction 3
Keterangan : Desc. = description Precedence = prioritas
Program yang dibuat tentu saja dapat bersifat kombinasional maupun sekuensial. Selain itu juga
disediakan pembuatan tabel kebenaran. Penggunaan tabel kebenaran ini digunakan pada alat ini.
Syntax - syntax yang terdapat pada winCupl antara lain :
-Logic equations
-Truth tables
-State machine syntax
-Condition syntax
-User-defined functions
Format - format file yang dihasilkan dengan mencompile dan mensimulasikan program dengan
winCupl, antara lain adalah PDF, WO, ABS, JED, PLD, SI, SIM dan SO. Dari format file - file
yang dihasilkan tersebut, yang akana digunakan untuk proses pemrograman ke dalam IC PLD
adalah file dengan format JED.
Motor
Motor adalah suatu device yang dapat menggerakkan sesuatu atau sebagai penggerak yang
memanfaatkan elektromagnetik. Atau dapat dikatakan sebagai pengubah electric menjadi
mechanic. Motor Secara umum terbagi atas :
- Motor AC, motor yang sumbernya merupakan sumber AC
- Motor DC, motor yang sumbernya merupakan sumber DC
Selain itu, terdapat motor universal yang dapat bekerja baik dengan sumber AC maupun sumber
DC. Akan tetapi dalam praktiknya banyak yang menggunakannya dengan sumber AC. Motor AC
merupakan motor dengan sumber AC ( Alternate Current ). Pengelompokkan motor AC ini
biasanya berdasarkan phase-nya. Yang diperhatikan pada motor AC ini pada umumnya adalah
Horsepower, speed dalam RPM dan startup torque. Berikut ini akan diberikan gambar motor AC :
Motor dengan sumber DC dapat dibagi lagi menjadi :
- Motor DC atau dinamo
- Motor servo
- Motor stepper
Motor yang akan kita gunakan dan akan dibahas lebih lanjut dan digunakan pada alat ini adalah
motor DC atau dinamo. Motor DC ini tidak berisik dan dapat memberikan daya yang memadai
untuk tugas - tugas berat. Motor DC standar berputar secara bebas, berbeda halnya dengan motor
stepper. Motor DC ini biasanya terdiri dari 2 kutub atau 2 inputan pin, harus terjadinya perbedaan
tegangan misalnya tegangan baterry dengan ground. Berikut ini diberikan cara menggerakkan
motor DC.
Motor DC digunakan untuk membuka dan menutup pintu pada aplikasi alat yang dikerjakan ini.
Konfigurasi H-Bridge
Konfigurasi H-bridge ini merupakan konfigurasi penguat yang digunakan untuk mengatur motor
agar dapat berputar dalam dua arah, yaitu counter clock-wise dan clock-wise. Konfigurasi ini
menggunakan 4 buah transistor yang terdiri dari NPN dan PNP yang dirangkai sedemikian rupa
sehingga membentuk rangkaian seperti berikut ini.
Atau dapat digambarkan sebagai berikut :
Untuk menggerakkan motor, tinggal diatur ke empat switch yang ada, dimana pada kasus ini
dibedakan menjadi hanya dua switch, yaitu sebelah kanan dan sebelah kiri.
Counter
Counter atau pencacah merupakan suatu rangkaian logika sekuensi yang berfungsi mencacah atau
menghitung atau melakukan count jumlah pulsa clock yang masuk ke rangkaian digital tersebut.
Biasanya counter digunakan untuk menghitung bilangan biner secara up ataupun down. Counter
terdiri atas 2 yaitu :
- Asynchronous counter
- Synchronous counter
Seperti yang telah diketahui sebelumnya tentang asynchronous dan synchronous, dibedakan
berdasarkan clock yang diterima oleh komponen penyusun counter tersebut.
Sebuah counter dapat disusun dengan berbagai variasi komponen digital, terutama menggunakan
flip - flop. Dan tentunya flip - flop yang digunakan tidak hanya satu, bergantung kepada output
biner yang diinginkan dan cara kerja yang kita inginkan, apakah asynchron atau synchron. Untuk
counter up digunakan untuk menghitung atau menghasilkan output yang bilangan binernya
bertambah secara biner. Begitu juga untuk counter down, output yang dihasilkan berupa bilangan
biner yang berkurang. Sehingga output ini bisa digunakan sebagai tampilan.
Komparator
Komparator merupakan salah satu daripada penggunaan op – amp. Komparator ini dioperasikan
dengan konfigurasi open loop yang mempunyai masukan pada kedua inputannya, yaitu V- dan V
+. Masukan ini akan dibandingkan yang kemudian menghasilkan output. Inputan pada
komparator adalah dua, yaitu V- dan V+. Apabila inputan pada kaki V- lebih besar daripada V+
maka output yang diperoleh maksimal atau sama dengan besarnya Vee. Sedangkan apabila
kebalikannya, dimana V+ lebih besar daripada V- maka output yang diperoleh maksimal atau
sama dengan Vcc.
Pada rangkaian ini yang digunakan adalah rangkaian schmitt trigger, dimana merupakan bentuk
pengembangan daripada komparator. Schmitt trigger atau bistable multivibrator menggunakan
feedback positip dengan loop gain lebih besar 1 untuk mendapatkan karakteristik bistable.
Komparator hanya mempunyai satu batas referensi, sedangkan pada schmitt trigger terdapat dua
batas referensi yaitu UTP ( Upper Trip Point ) dan LTP ( Lower Trip Point ). Karakteristik
lengkap dari Schmitt Trigger pada gambar dibawah ini menunjukkan adanya efek hysterisis.
VIN
VH
VL
VO
VTL VTH
Timer 555
Multivibrator ini menggunakan IC timer 555. 555 itu merupakan nilai resistor yang digunakan
dalam rangkaian IC 555 tersebut. Nilai resistor tersebut adalah 5KΩ. Di dalam IC 555 tersebut
terdapat tiga buah resistor 5K untuk input tegangan referensi daripada komparator yang digunakan.
Konfigurasi timer yang digunakan pada rangkaian ini merupakan konfigurasi monostable yang
menggunakan dua batas referensi atau bisa dikatakan pembentukan schmitt trigger menggunakan IC
timer 555. Hal ini dilakukan untuk memberikan clock kepada 16v8 yang diperoleh dari pada sensor
photodiode.
Gambar rangkaian IC 555 ini adalah sebagai berikut :
Ketiga R yang terdapat pada bagian atas itu lah yang menggunakan nilai 5KΩ. Oleh karena itu dapat
diperoleh nilai 2 / 3 Vcc dan 1 / 3 Vcc sebagai tegangan referensi atau Vref daripada comparator
yang digunakan tersebut.
Sedangkan untuk gambar rangkaian schmitt trigger menggunakan timer ini akan diberikan
berikut ini. Dimana pin 7 atau pin discharging tidak digunakan, dimana prinsipnya menggunakan
tegangan referensi comparator dengan tegangan referensi dari konfigurasi ini.
Sistem Bilangan
Sistem bilangan pada dasarnya dibedakan berdasarkan basis bilangan tersebut. Pada umumnya
sistem bilangan yang dikenal dan digunakan secara luas adalah sistem bilangan desimal atau
sistem bilangan yang mempunyai basis sepuluh.
Sistem bilangan yang akan dibahas hanya empat jenis, antara lain adalah :
-Sistem bilangan desimal
Sistem bilangan desimal mempunyai basis sepuluh. Bilangan desimal ini merupakan dasar dari
semua sistem bilangan dan angka. Bilangan basis terdiri dari 10 anggota yang antara lain adalah
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.
-Sistem bilangan biner
Sistem bilangan biner mempunyai basis dua yang mana hanya terdiri dari angka 0 dan 1. Pada
pengaplikasiaannya, bilangan biner merupakan nilai mutlak, dimana 1 berarti hidup atau nyala
atau aktif dan 0 berarti mati atau tidak aktif. Bilangan biner juga disebut binary digit atau bit.
Kumpulan empat digit biner disebut nibble dan kumpulan delapan buah bit atau 2 nibble disebut
byte. Pada rangkaian digital menggunakan sistem bilangan ini. Pada bilangan biner ini terdapat
MSB dan LSB. MSB adalah Most Significant Bit yang merupakan bit yang paling berpengaruh
terhadap keseluruhan bit. Sedangkan LSB ( Least Significant Bit ) merupakan kebalikannya, bit
yang paling kecil pengaruhnya terhadap keseluruhan bit.
-Sistem bilangan octal
Sistem bilangan octal adalah sistem yang mempunyai basis bilangan delapan. Bilangan octal ini
menggunakan metode pengelompokan bilangan biner menjadi tiga kelompok. Bilangan octal
terdiri dari 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.
-Sistem bilangan hexadesimal
Sistem bilangan hexadesimal adalah sistem bilangan yang mempunyai basis 16 dan terdiri dari 0,
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F. Bilangan hexadesimal atau biasa disingkat hex digunakan
pada sistem mikroprocessor dikarenakan bilangan ini jauh lebih singkat dibandingkan dengan
bilangan biner. Bilangan hex itu sendiri menggunakan metode pengelompokkan bilangan biner
menjadi empat.
Gerbang - gerbang logika
Gerbang logika adalah suatu blok bangunan dasar untuk membentuk rangkaian elektronika digital
yang digambarkan dengan simbol - simbol tertentu. Gerbang logika ini tentunya memiliki banyak
jenis dengan fungsi yang berbeda - beda, dimana dengan satu, dua atau banyak input dikeluarkan
hanya satu nilai sebagai output. Gerbang - gerbang logika ini menggunakan bilangan biner atau
yang dikenal gerbang logika hanya 0 untuk low dan 1 untuk high. Gerbang logika juga bisa
dikatakan sebagai pengambil keputusan.
Gerbang logika itu sendiri merupakan perwujudan daripada aljabar boole. Sehingga kita dapat
merangkai suatu rangkaian digital sesuai dengan logika yang kita inginkan. Gerbang - gerbang
logika juga dapat digambarkan dengan saklar - saklar yang juga hanya mengenal high atau low.
Gerbang logika dapat dikelompokkan menjadi :
- Gerbang Logika Dasar merupakan dasar gerbang logika yang perlu diketahui antara lain yaitu :
AND, OR, NOT
- Gerbang Logika Kombinasional merupakan gerbang logika yang terbentuk dari kombinasi
gerbang logika dasar. Gerbang logika kombinasional dapat terbagi lagi menjadi :
- Gerbang logika universal merupakan gerbang logika yang dapat digunakan untuk
membentuk gerbang - gerbang logika lainnya. Gerbang ini terdiri atas dua, yaitu NAND,
NOR.
- Gerbang logika lain - lain, merupakan gerbang kombinasional lainnya. Gerbang lain yang
sering digunakan selain gerbang - gerbang di atas adalah XOR, NXOR.
~Gerbang Logika NOT
Gerbang logika NOT adalah gerbang logika pembalik atau complement, yang berfungsi untuk
membalikkan suatu input menjadi output yang berkebalikan dari inputnya. Cara kerjanya sangat
sederhana, hanya dengan menerima satu input maka akan menghasilkan satu output yang telah
berlawanan dengan inputnya. Sebagai contoh apabila input gerbang not adalah high, maka
outputnya adalah low. Simbol dan persamaan aljabar boole dari gerbang not dapat dilihat berikut
ini :
NOT
Maka dengan begitu dapat diberikan tabel kebenaran sebagai berikut.
A A’
0 1
1 0
Tabel kebenaran adalah suatu tabel yang berisi data input dan data hasil output dari suatu logika.
Tabel kebenaran juga disebut sebagai truth table.
~Gerbang Logika OR
Gerbagn logika OR adalah gerbang logika yang menerima dua atau lebih input yang akan
menghasilkan satu buah output. Cara kerja dari gerbang logika ini sendiri adalah apabila input
yang diterima oleh gerbang logika or ini salah satunya bernilai high, maka outputnya akan
bernilai high tanpa mempedulikan input yang lainnya. Apabila tidak ada nilai high pada inputnya
atau semua input bernilai low, maka output akan low. Berikut ini akan diberikan simbol dan
persamaan aljabar boole daripada gerbang logika or.
OR
Dengan begitu tabel kebenaran dari gerbang or adalah sebagai berikut :
A B A or B
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
Sama halnya apabila gerbang or memperoleh lebih dari dua buah input, dimana apabila satu dari
inputnya bernilai high maka output akan bernilai high. Output dari sebuah gerbang or dengan
berapapun input akan bernilai low apabila tidak satupun daripada input bernilai high. Berikut
sifat aljabar boole untuk logika or.
A + 1 = 1
A + 0 = A
~Gerbang Logika AND
Gerbang logika AND adalah gerbang logika yang menerima dua atau lebih input dan
mengeluarkan satu output pada kondisi high apabila input tidak ada yang berkondisi low. Cara
kerjanya adalah dengan menerima beberapa input, apabila inputnya ada yang berkondisi low,
maka output tidak dapat bernilai high. Dengan begitu, untuk mendapatkan output dengan kondisi
high, maka input dari gerbang and ini harus semuanya bernilai high. Berapapun banyak input dari
gerbang end yang bernilai high, apabila terdapat satu input dalam kondisi low, maka output yang
dihasilkan juga low.
Simbol dan persamaan gerbang and adalah sebagai berikut :
AND
Tabel kebenaran gerbang logika and adalah sebagai berikut :
A B A and B
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
Dengan begitu dapat diberikan persamaan berikut yang merupakan sifat dari aljabar boole untuk
logika and.
A . 1 = A
A . 0 = 0
~Gerbang Logika NOR
Gerbang logika NOR merupakan salah satu gerbang logika universal yang merupakan bentuk
kombinasi gerbang not dan gerbang or. Oleh karena itu gerbang nor dapat digambarkan dengan
gerbang or diberikan gerbang not pada outputnya.
Simbol gerbang nor dan persamaan aljabar boole-nya adalah :
NOR
Tabel kebenaran gerbang nor adalah sebagai berikut
A B A nor B
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0
Sama halnya dengan gerbang or yang mana apabila input lebih dari dua, maka output yang
dihasilkan akan sesuai dengan kondisi di atas ( gerbang logika or yang di complement ). Oleh
karena itu, apabila telah menguasai gerbang logika dasar, maka gerbang kombinasional ini akan
mudah dimengerti.
Gerbang nor dapat dibentuk dengan gerbang and yang di berikan gerbang not pada kedua
inputnya, seperti gambar berikut ini :
AND
NOT
NOT
A B A’.B’
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0
Tabel kebenaran yang diperoleh sama dengan tabel kebenaran nor diatas.
~Gerbang Logika NAND
Gerbang logika universal yang lain adalah gerbang logika NAND. Gerbang nand merupakan
kombinasi dari gerbang and dan gerbang not. Cara kerjanya sederhana, hasil output dari gerbang
and diberikan gerbang not sehingga outputnya dikomplemen. Simbol gerbang nand dan
persamaan aljabar boole-nya :
NAND
Tabel kebenaran gerbang nand :
A B A nand B
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Sama halnya dengan gerbang nor, gerbang nand juga bisa dibentuk dengan gerbang logika dasar
yang lain, yaitu dengan gerbang or dan gerbang not yang dapat dilihat berikut ini.
OR
NOT
NOT
Tabel kebenaran yang dihasilkan dari rangkaian ekuivalen tersebut adalah :
A B A’+B’
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
~Gerbang Logika XOR
Gerbang XOR atau yang disebut Exclusive OR merupakan gerbang khusus yang sifatnya beda
dari yang lainnya. Cara kerja gerbang xor adalah apabila dua input yang diterima mempunyai
nilai yang berbeda, maka output akan menghasilkan kondisi high. Sedangkan apabila kedua input
bernilai sama, maka output akan low.
Simbol dan persamaan aljabar boole gerbang xor :
XOR
Tabel kebenaran gerbang xor adalah :
A B A xor B
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Penggambaran gerbang xor dengan gerbang logika dasar sesuai persamaan boole di atas :
OR
AND
AND
NOT
NOT
A
B
Selain itu rangkaian ekuivalen xor juga dapat dibentuk dengan gerbang and, or dan nand, seperti
gambar berikut :
A
B
AND
OR
NAND
Gerbang xor yang mempunyai input lbh dari dua, dapat dilakukan xor secara bertahap, seperti
gambar berikut :
XOR
XOR XOR
XOR
XOR
XOR
XOR
Selain itu untuk output daripada xor itu sendiri akan dalam kondisi high apabila jumlah kondisi
high atau nilai satu pada inputnya berjumlah ganjil. Sebagai contoh, akan diberikan tabel
kebenaran tiga input.
Input OutputGanjil/Genap
A B C XOR
0 0 0 0 genap
0 0 1 1 ganjil
0 1 0 1 ganjil
0 1 1 0 genap
1 0 0 1 ganjil
1 0 1 0 genap
1 1 0 0 genap
1 1 1 1 ganjil
~Gerbang Logika XNOR
Gerbang logika XNOR adalah gerbang xor yang di komplemen. Hal ini berarti gerbang xor yang
outputnya diberi gerbang not akan menghasilkan gerbang xnor. Simbol dan aljabar boole gerbang
xnor adalah :
XNOR
Tabel kebenaran dari gerbang xnor :
A B A xnor B
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 1
Gerbang xor yang outputnya diberikan gerbang not akan membentuk xnor, seperti berikut :
OR
AND
AND
NOT
NOT
NOT
Dari persamaan di atas, dapat dibentuk gerbang xnor dengan gerbang logika dasar yaitu :
AND
AND
OR
NOT
NOT
Rangkaian ekuivalen gerbang - gerbang logika dengan hanya menggunakan gerbang universal
NOR ( pembuktian gerbang universal untuk gerbang NOR ). Hukum De Morgan. Rangkaian -
rangkaian berikut diperoleh dari penggunaan double complement pada persamaan aljabar boole
( Operasi NOT ).
NOTNOR
ORNORNOR
ANDNOR
NOR
NOR
NANDNORNOR
NOR
NOR
XORNORNOR
NOR
NOR
NOR
NOR
NOR
NOR
NOR
NOR
NOR
XNOR
Rangkaian ekuivalen gerbang - gerbang logika dengan hanya menggunakan gerbang universal
NAND ( pembuktian gerbang universal untuk gerbang NAND ). Hukum De Morgan. Rangkaian
- rangkaian berikut diperoleh dari penggunaan double complement pada persamaan aljabar boole
( Operasi NOT ).
NOTNAND
ORNAND
NAND
NAND
ANDNAND NAND
NORNAND
NAND
NAND
NAND
NAND
NAND
NAND
NAND
XOR
NAND
XNORNAND
NAND
NAND
NAND
NAND
NAND
Pemberian Nilai Pada Gerbang Logika
Pada IC - IC, pemberian nilai input harus diperhatikan sesuai dengan konfigurasi daripada IC
yang kita gunakan. Pin - pin yang ada pada skematik suatu IC akan ditampilkan cara
mengaktifkannya atau menggunakannya. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dari pin - pin
tersebut adalah :
-Pin pertama atau pin ke satu, ditandai dengan simbol :
-Keadaan active high, yaitu keadaan dimana akan berfungsi apabila diberi kondisi high.
Simbol active high adalah sebagai berikut :
-Keadaan active low, yaitu keadaan dimana akan berfungsi apabila siberi kondisi low.
Simbol active low pada IC adalah sebagai berikut :
-Keadaan rising edge, yaitu keadaan dimana akan aktif apabila terjadi transisi dari bit 0 ke bit 1.
Simbol untuk rising edge adalah sebagai berikut :
-Keadaan falling edge, yaitu keadaan dimana akan aktif apabila terjadi transisi dari bit 1 ke bit 0.
Simbol untuk falling edge adalah sebagai berikut :
Selain itu juga terdapat beberapa nama pin yang hendak diaktifkan apabila ingin menggunakan
suatu konfigurasi yang disediakan oleh IC tersebut. Sebagai contoh, mengaktifkan pin enable
atau untuk menggunakan clock dan lain sebagainya.
Rangkaian elektronika pada dasarnya terbagi atas :
-Rangkaian kombinasional, rangkaian yang open loop atau outputnya mempengaruhi input.
-Rangkaian sekuensial, rangkaian yang closed loop dimana output mempengaruhi input.
Rangkaian sekuensial dapat diilustrasikan dengan gambar berikut :
Kombinasional
Memory
Input Output
Seperti yang terlihat pada gambar di atas, bahwa rangkaian sekuensial merupakan rangkaian
kombinasional yang mendapat feedback dari outputnya. Rangkaian sekuensial dapat digunakan
sebagai piranti penyimpan data atau sebagai memory, yang mana tidak terjadi pada rangkaian
kombinasional.
Rangkaian sekuensial dapat dikelompokkan lagi ke dalam beberapa kelompok, yaitu :
-Rangkaian sekuensial asinkron, adalah rangkaian yang tidak dipengaruhi oleh clock.
-Rangkaian sekuensial sinkron, adalah rangkaian yang dipengaruhi oleh clock.
Rangkaian sekuensial sinkron ini terbagi lagi menjadi dua jenis, yaitu :
-Clock synchronous, merupakan rangkaian yang mendapat clock secara serentak.
-Clock asynchronous, yaitu rangkaian yang komponen - komponen yang menggunakan clock,
memperoleh clock secara masing masing.
Clock itu sendiri terdapat beberapa cara menggunakannya, antara lain adalah :
-Dilihat dari segi level, clock terbagi dua jenis, yaitu :
-high, piranti akan berfungsi atau aktif dengan adanya clock dalam kondisi high.
-low, piranti akan berfungsi atau aktif dengan adanya clock dalam kondisi low.
-Dilihat dari segi edge, clock terbagi menjadi dua jenis, yaitu :
-Positive going transition, yaitu kondisi sinyal clock yang terjadi hanya pada saat terjadinya
transisi dari low (0) menjadi high (1).
-Negative going transition, yaitu kondisi sinyal clock yang terjadi pada saat terjadinya transisi
dari high (1) menjadi low (0).
Rangkaian logika sekuensial biasa disebut sebagai Flip - Flop. Flip - Flop itu sendiri merupakan
elemen terkecil memory yang dapat menyimpan data- data dalam bentuk bilangan biner. Sebuah
flip - flop dapat menyimpan data sebesar 1 bit. Dalam sebuah IC flip - flop juga dilengkapi
dengan pengalamatan, sinyal kendali dan sinyal clock.
BAB 3 Perancangan Sistem
Block Diagram
SYSTEM
OUTPUT
OUTPUTINPUT
16V8 7 Seg
Batt PSRelay
Toggle Switch
Sensor
Push Button
16V8
LED indicator
Buzzer
OUTPUT
SOURCE 1
16V8 MotorSwitch
Batt PSRelay
SOURCE 2
Schematic
Flow Chart
Start :
Voltage
Given
Password
Input with
Toggle Switch
& Push Button
Checking
Password by
GAL16v8
Match? Process
Binary Data
Output
Buzzer&
Red
LED
Binary Data
Motor Processing
Output :
Green LED &
Door Open
Sensor Sense
and
16v8 Counting
Up
Binary Data
Seven
Segment
Display
Binary Data
Cara kerja rangkaian
Secara garis besar rangkaian terdiri dari tiga modul, dimana modul pertama adalah modul I/O
atau modul dimana terdapat komponen yang digunakan untuk memberikan input dan indikator
untuk output. Modul ke-dua adalah modul Supply, dimana pada modul yang mengatur supply ke
rangkaian keseluruhan, dimana dibedakan antara supply untuk motor dan supply untuk rangkaian
IC. Selain itu pada modul ini terdapat relay yang dapat digunakan untuk supply back-up. Modul
ke-tiga adalah modul Utama. Pada modul ini-lah terdapat 16v8 dan komponen lainnya seperti
konfigurasi h-brige serta terdapat pin - pin yang digunakan untuk menghubungkan modul ini
dengan modul - modul yang lainnya. Selain ketiga modul utama ini, terdapat satu modul kecil
yang digunakan sebagai pembatas pintu apabila sudah terbuka total atau tertutup total. Modul ini
hanya terdiri dari 2 push button dan langsung terhubung dengan motor yang menggerakkan pintu
tersebut.
Rangkaian ini digunakan untuk mengecek password yang dimasukkan dengan password yang
telah tersimpan di dalam program. Program yang tersimpan ini merupakan truth table, dimana
input yang diberikan adalah lima digit, dimana satu diantaranya merupakan tombol untuk enter.
Apabila password yang dimasukkan menggunakan toggle switch tersebut benar, maka output
yang dikeluarkan oleh 16v8 akan menyalakan LED hijau yang digunakan sebagai indikator
apabila benar dan akan memberikan bit kepada 16v8 yang kedua yang digunakan untuk
mengontrol buka - tutupnya pintu. Sedangkan apabila password yang dimasukkan salah maka
LED merah akan menyala dan Buzzer akan berbunyi dan pintu akan tetap tertutup. Password
terdiri dari empat digit biner dan diikuti dengan tombol enter. Password yang benar adalah 1001
+ enter.
Untuk 16v8 yang mengatur motor, menerima 5 buah inputan yang diterima dari cek password
apakah benar atau salah, dua buah dari switch yang menandakan pintu telah mencapai salah satu
ujung ( sudah terbuka total atau sudah tertutup total ) dan dua inputan lainnya diperoleh dari
feedback output yang dilanjutkan ke motor. Sebelum ke motor, output dari ic ini diperkuat
dengan transistor dan juga h-bridge. Apabila pintu telah terbuka, maka untuk menutupnya dapat
dilakukan dari dalam. Dan tentunya untuk orang yang berada di dalam dapat membuka pintu
juga. Kedua tombol untuk membuka dan menutup dari dalam diberikan dengan dua buah push
button. Output dari 16v8 ini melewati konfigurasi h-bridge sehingga keluaran IC dapat
menggerakkan motor dan dapat memutar motor DC dalam dua arah yang berlawanan.
Selain itu terdapat sensor yang digunakan untuk menghitung banyaknya orang yang telah
melewati pintu tersebut. Sensor yang digunakan adalah photodiode dan infrared LED. Sebelum
dihubungkan ke 16v8, sensor ini melalui ic 555 yang dikonfigurasikan menjadi schmitt trigger
agar dapat memberikan logic yang tepat untuk mengaktifkan ic 16v8 tersebut melalui pin clock-
nya yang otomatis akan melakukan counter-up. Tampilan counter-up ini diberikan pada 7
segment yang hanya akan menampilkan satu digit, sehingga hanya dapat melakukan count
sebanyak angka desimal 9.
Flow Chart dan Program pada GAL
- GAL 1 => Check
Flow Chart
StartData
BinerCek Tabel Output
Input
Password
Data
Biner
- GAL 2 => Motor
Flow Chart
StartData
BinerCek Tabel Output Input
Data
Biner
- GAL 3 => Counter
Flow Chart
Start Process OutputData
BinerInput Clock
BAB 4 Evaluasi dan Implementasi
Berikut ini adalah data - data yang diambil daripada alat ini.
- Untuk tabel yang pertama ini merupakan data sensor apabila orang yang masuk berada lama pada
sensornya.
No. Di tengah Dekat photodiode Dekat IR
1 v v v
2 v v v
3 v v v
4 v x v
5 v v v
6 v v v
7 v v v
8 v v v
9 v v v
10 v v v
11 v v x
12 x v v
13 v v x
14 x v v
15 v v x
16 v v v
17 x v v
18 v v v
19 v v x
20 x v v
Yang dimaksud dengan isi dari tabel data di atas adalah dimana tanda ‘v’ merupakan tanda sensor
berjalan dengan benar, dimana pada sensor ini di asumsikan setiap sekali ngesense maka tampilan
hanya berubah sekali. Sedangkan untuk tanda ‘x’ menandakan bahwa sensor melakukan kegagalan
dalam ngesense, yang antara lain adalah menyebabkan tampilan mati atau tampilan berganti - ganti.
- Untuk tabel berikut merupakan data sensor apabila orang melewati sensor dengan cepat.
No. Di tengah Dekat photodiode Dekat IR
1 v v v
2 v v v
3 v v v
4 x v v
5 v v v
6 v v v
7 v v v
8 v v v
9 v v v
10 v v v
11 v v v
12 v v v
13 v v v
14 v v x
15 v v v
16 v v v
17 v v v
18 v v v
19 v v x
20 v v v
Selain itu juga dilakukan percobaan yang lain yaitu :
- Apabila orang yang mengenai sensor dan langsung keluar, maka yang akan dihitung adalah sekali
hitungan.
- Apabila orang yang melalui sensor, masuk dan langsung keluar, maka sensor akan menghitung
dua kali atau dihitung dua kali melewati sensor tersebut, pertama pada saat masuk dan pada saat
keluar. Walaupun hanya sesaat, dimana IR tidak terhalang menuju ke photo diode, maka akan
dihitung.
- Apabila orang yang melalui sensor dengan menggunakan bahan yang dapat memantulkan cahaya
seperti kaca, maka sensor tetap dapat berfungsi dengan baik.
- Apabila orang yang melalui sensor menggunakan flash light atau sesuatu yang dapat
mengeluarkan cahaya, maka sensor tidak dapat bekerja atau tidak dapat melakukan count.
- Apabila orang yang memasuki atau melewati sensor berderetan tanpa adanya jeda untuk IR
mengenai photo diode, maka akan dianggap sebagai satu hitungan.
Selain itu untuk nilai - nilai yang dihasilkan oleh sensor dan timer adalah sebagai berikut.
Komponen Kondisi Nilai Satuan
Sensor Awal ( high ) 2.5 - 3.5 V
Sensor Sense ( low ) 0 V
Output timer Awal ( low ) 0 V
Output timer Sense ( high ) 2.8 - 3.2 V
Vcc 3.5 V
16v8 High ≥ 2.0 V
16v8 Low 0 - 0.7 V
BAB 5 kesimpulan
1. Pengecekan password dan indikator daripada rangkaian ini bekerja dengan baik.
2. Pintu dapat terbuka apabila password yang diberikan benar. Dan akan tetap tertutup apabila
passwordnya masih salah atau belum dimasukkan inputan.
3. Pintu yang menggunakan motor DC tersebut dapat berputar dua arah yaitu untuk menutup dan
membuka pintu tersebut.
4. Sensor yang digunakan dapat melakukan sense, akan tetapi tampilan pada seven segment yang
dihasilkan masih belum sesuai.
5. Penggunaan IC timer 555 untuk membentuk rangkaian schmitt trigger dapat dilakukan, seperti yang
digunakan pada rangkaian untuk sensor di atas.
6. Pengguanaan truth table pada 16v8 sangat membantu apabila terdapat logika - logika yang konsisten
dan sederhana.
7. Password yang ditentukan tidak dapat diganti dengan bebas, melainkan harus mengganti truth table
pada program 16v8 yang digunakan tersebut.
8. Hanya dengan menggunakan IC gal ini, kita telah dapat merangkai sesuatu yang aplikatif dan
sederhana seperti ini.
9. Penggunaan clock pada IC gal masih rentan terhadap bouncing, dimana menyebabkan output dan
tampilan tidak sesuai urutan counting.
10.Bouncing dapat diatasi dengan beberapa cara, seperti dengan rangkaian timer monostable, dengan
bantuan kapasitor maupun dengan flip - flop (S-R).
Lampiran
Component List and Price
No. Quantity ( pcs ) Component Price ( Rp. )1 3 GAL 16V8 + socket 240002 1 LM555 + socket 30003 2 Transistor BC337 10004 4 Transistor BC547 20005 2 Transistor 2N3964 30006 25 Resistor 1K Ω 1/2 W 25007 2 Resistor 100 Ω 1/2 W 2008 2 Resistor 10K Ω 1/2 W 2009 1 Capasitor 0.1 µF 50v 50010 1 Pin Header 1 x 40 300011 1 Female Header 1 x 40 400012 4 Jumper 800013 2 Relay 5p 5v 1000014 1 L 7805 250015 2 Jack DC 500016 2 On - off Switch 400017 4 LED 140018 2 Socket Battery 500019 1 Push button Besar 200020 2 Push button Kecil 100021 4 Toggle switch 600022 1 Buzzer 500023 1 Seven Segment 400024 1 Motor DC 3500025 1 Photodiode 200026 1 IR LED 200027 2 PCB 5000Total 141300
Printed Circuit Board
- Main Module
- I/O Module
- Supply Module
Package Dimension
Material : Plywood, paper
Height : 17 cm
Length : 37.5 cm
Wide : 21 cm
Door Frame : 10 x 10 cm
Data Sheet
- GAL 16V8
GAL16V8High Performance E2CMOS PLD
Generic Array Logic™
1
2 20
I/CLKII
I
I
I
I
I
I GND
Vcc
I/O/Q I/O/Q
I/O/Q
I/O/Q
I/O/Q
I/O/Q
I/O/Q
I/O/Q
I/OE
4
6
89 11 13
14
16
18
1
10 11
20I/CLK
I
I
I
I
I
I
I
I
GND
Vcc
I/O/Q
I/O/Q
I/O/Q
I/O/Q
I/O/Q
I/O/Q
I/O/Q
I/O/Q
I/OE
5
15
PLCC
GAL
16V8
DIP
GAL16V8
Top View
Copyright © 2006 Lattice Semiconductor Corp. All brand or product names are trademarks or registered trademarks of their respective holders. The specifications and information herein are subject
to change without notice.
LATTICE SEMICONDUCTOR CORP., 5555 Northeast Moore Ct., Hillsboro, Oregon 97124, U.S.A. August 2006Tel. (503) 268-8000; 1-800-LATTICE; FAX (503) 268-8556; http://www.latticesemi.com
16v8_11
Features
• HIGH PERFORMANCE E2CMOS® TECHNOLOGY— 3.5 ns Maximum Propagation Delay— Fmax = 250 MHz— 3.0 ns Maximum from Clock Input to Data Output— UltraMOS® Advanced CMOS Technology
• 50% to 75% REDUCTION IN POWER FROM BIPOLAR— 75mA Typ Icc on Low Power Device— 45mA Typ Icc on Quarter Power Device
• ACTIVE PULL-UPS ON ALL PINS
• E2 CELL TECHNOLOGY— Reconfigurable Logic— Reprogrammable Cells— 100% Tested/100% Yields— High Speed Electrical Erasure (<100ms)— 20 Year Data Retention
• EIGHT OUTPUT LOGIC MACROCELLS— Maximum Flexibility for Complex Logic Designs— Programmable Output Polarity— Also Emulates 20-pin PAL® Devices with Full
Function/Fuse Map/Parametric Compatibility
• PRELOAD AND POWER-ON RESET OF ALL REGISTERS— 100% Functional Testability
• APPLICATIONS INCLUDE:— DMA Control— State Machine Control— High Speed Graphics Processing— Standard Logic Speed Upgrade
• ELECTRONIC SIGNATURE FOR IDENTIFICATION
• LEAD-FREE PACKAGE OPTIONS
Description
The GAL16V8, at 3.5 ns maximum propagation delay time, com-bines a high performance CMOS process with Electrically Eras-able (E2) floating gate technology to provide the highest speedperformance available in the PLD market. High speed erase times(<100ms) allow the devices to be reprogrammed quickly and ef-ficiently.
The generic architecture provides maximum design flexibility byallowing the Output Logic Macrocell (OLMC) to be configured bythe user. An important subset of the many architecture configura-tions possible with the GAL16V8 are the PAL architectures listed
in the table of the macrocell description section. GAL16V8 devices
are capable of emulating any of these PAL architectures with full
function/fuse map/parametric compatibility.
Unique test circuitry and reprogrammable cells allow complete AC,
DC, and functional testing during manufacture. As a result, LatticeSemiconductor delivers 100% field programmability and function-ality of all GAL products. In addition, 100 erase/write cycles and
data retention in excess of 20 years are specified.
Functional Block Diagram
Pin Configuration
1
10 11
20I/CLK
I
I
I
I
I
I
I
I
GND
Vcc
I/O/Q
I/O/Q
I/O/Q
I/O/Q
I/O/Q
I/O/Q
I/O/Q
I/O/Q
I/OE
5
15
SOIC
GAL
16V8Top
View
Lead-Free
Package
Options
Available!
I/CLK
I
I/O/Q
I
I/O/Q
I
I/O/Q
I
I/O/Q
I
I/O/Q
I
I/O/Q
I
I/O/Q
I
I/O/Q
CLK
8
8
8
8
8
8
8
8
OE
OLMC
OLMC
OLMC
OLMC
OLMC
OLMC
OLMC
OLMC
PRO
GRA
MM
ABLE
AND-
ARRA
Y(6
4 X
32)
I/OE
Specifications GAL16V8D
11
VIL Input Low Voltage Vss – 0.5 — 0.8 V
VIH Input High Voltage 2.0 — Vcc+1 V
IIL1 Input or I/O Low Leakage Current 0V ! VIN ! VIL (MAX.) — — –100 "A
IIH Input or I/O High Leakage Current 3.5V ! VIN ! VCC — — 10 "A
VOL Output Low Voltage IOL = MAX. Vin = VIL or VIH — — 0.5 V
VOH Output High Voltage IOH = MAX. Vin = VIL or VIH 2.4 — — V
IOL Low Level Output Current L-3/-5 & -7 (Ind. PLCC) — — 16 mA
L-7 (Except Ind. PLCC)/-10/-15/-25 — — 24 mA
Q-10/-15/-20/-25
IOH High Level Output Current — — –3.2 mA
IOS2 Output Short Circuit Current VCC = 5V VOUT = 0.5V TA= 25!C –30 — –150 mA
Recommended Operating Conditions
Commercial Devices:
Ambient Temperature (TA) ............................... 0 to 75!C
Supply voltage (VCC
)
with Respect to Ground ..................... +4.75 to +5.25V
Industrial Devices:
Ambient Temperature (TA) ........................... –40 to 85!C
Supply voltage (VCC
)
with Respect to Ground ..................... +4.50 to +5.50V
Absolute Maximum Ratings(1)
Supply voltage VCC
...................................... –0.5 to +7V
Input voltage applied .......................... –2.5 to VCC
+1.0V
Off-state output voltage applied ......... –2.5 to VCC
+1.0V
Storage Temperature ................................ –65 to 150!C
Ambient Temperature with
Power Applied ........................................ –55 to 125!C
1.Stresses above those listed under the “Absolute MaximumRatings” may cause permanent damage to the device. Theseare stress only ratings and functional operation of the device atthese or at any other conditions above those indicated in theoperational sections of this specification is not implied (whileprogramming, follow the programming specifications).
DC Electrical Characteristics
Over Recommended Operating Conditions (Unless Otherwise Specified)
SYMBOL PARAMETER CONDITION MIN. TYP.3 MAX. UNITS
COMMERCIAL
ICC Operating Power VIL = 0.5V VIH = 3.0V L -3/-5/-7/-10 — 75 115 mA
Supply Current ftoggle = 15MHz Outputs Open L-15/-25 — 75 90 mA
Q-10/-15/-25 — 45 55 mA
INDUSTRIAL
ICC Operating Power VIL = 0.5V VIH = 3.0V L -7/-10/-15/-25 — 75 130 mA
Supply Current ftoggle = 15MHz Outputs Open Q -20/-25 — 45 65 mA
1) The leakage current is due to the internal pull-up resistor on all pins. See Input Buffer section for more information.
2) One output at a time for a maximum duration of one second. Vout = 0.5V was selected to avoid test problems caused by tester
ground degradation. Characterized but not 100% tested.
3) Typical values are at Vcc = 5V and TA = 25 !C
Specifications GAL16V8
17
Typ. Vref = 3.2V
Typical Output
Typ. Vref = 3.2V
Typical Input
INPUT/OUTPUT EQUIVALENT SCHEMATICS
Circuitry within the GAL16V8 provides a reset signal to all reg-
isters during power-up. All internal registers will have their Q
outputs set low after a specified time (tpr, 1!s MAX). As a result,
the state on the registered output pins (if they are enabled) will
always be high on power-up, regardless of the programmed
polarity of the output pins. This feature can greatly simplify state
machine design by providing a known state on power-up. Be-
cause of the asynchronous nature of system power-up, some
Vcc
PIN
Vcc Vref
Active Pull-up Circuit
ESD ProtectionCircuit
ESD ProtectionCircuit
Vcc
PIN
Vcc
PIN
VrefTri-State
Control
Active Pull-up Circuit
Feedback
(To Input Buffer)
PIN
Feedback
Data
Output
Vcc
CLK
INTERNAL REGISTER
Q - OUTPUT
FEEDBACK/EXTERNAL
OUTPUT REGISTER
Vcc (min.)
tpr
Internal Register
Reset to Logic "0"
Device Pin
Reset to Logic "1"
twl
tsu
conditions must be met to provide a valid power-up reset of the
device. First, the VCC rise must be monotonic. Second, the clock
input must be at static TTL level as shown in the diagram during
power up. The registers will reset within a maximum of tpr time.
As in normal system operation, avoid clocking the device until all
input and feedback path setup times have been met. The clock
must also meet the minimum pulse width requirements.
Power-Up Reset
Input/Output Equivalent Schematics
- 555
©2002 Fairchild Semiconductor Corporation
www.fairchildsemi.comwww.fairchildsemi.comwww.fairchildsemi.comwww.fairchildsemi.com
Rev. 1.0.3
FeaturesFeaturesFeaturesFeatures
• High Current Drive Capability (200mA)
• Adjustable Duty Cycle
• Temperature Stability of 0.005%/°C
• Timing From µSec to Hours
• Turn off Time Less Than 2µSec
ApplicationsApplicationsApplicationsApplications
• Precision Timing
• Pulse Generation
• Time Delay Generation
• Sequential Timing
DescriptionDescriptionDescriptionDescription
The LM555/NE555/SA555 is a highly stable controller
capable of producing accurate timing pulses. With a
monostable operation, the time delay is controlled by one
external resistor and one capacitor. With an astable
operation, the frequency and duty cycle are accurately
controlled by two external resistors and one capacitor.
8-DIP8-DIP8-DIP8-DIP
8-SOP8-SOP8-SOP8-SOP
1
1
Internal Block DiagramInternal Block DiagramInternal Block DiagramInternal Block Diagram
F/FF/FF/FF/FOutPutOutPutOutPutOutPut
StageStageStageStage
1111
7777
5555
2222
3333
4444
6666
8888
RRRR RRRR RRRR
Comp.Comp.Comp.Comp.
Comp.Comp.Comp.Comp.
Discharging Tr.Discharging Tr.Discharging Tr.Discharging Tr.
VrefVrefVrefVref
VccVccVccVcc
DischargeDischargeDischargeDischarge
ThresholdThresholdThresholdThreshold
ControlControlControlControl
VoltageVoltageVoltageVoltage
GNDGNDGNDGND
TriggerTriggerTriggerTrigger
OutputOutputOutputOutput
ResetResetResetReset
L M 5 5 5/ N E 5 5 5/S A 5 5 5S i n g l e T i m e r
LM555/NE555/SA555
3333
Electrical CharacteristicsElectrical CharacteristicsElectrical CharacteristicsElectrical Characteristics
(TA = 25°C, VCC = 5 ~ 15V, unless otherwise specified)
Notes:Notes:Notes:Notes:
1. When the output is high, the supply current is typically 1mA less than at VCC = 5V.
2. Tested at VCC = 5.0V and VCC = 15V.
3. This will determine the maximum value of RA + RB for 15V operation, the max. total R = 20M!, and for 5V operation, the max.total R = 6.7M!.
4. These parameters, although guaranteed, are not 100% tested in production.
ParameterParameterParameterParameter SymbolSymbolSymbolSymbol ConditionsConditionsConditionsConditions Min.Min.Min.Min. Typ.Typ.Typ.Typ. Max.Max.Max.Max. UnitUnitUnitUnit
Supply Voltage VCC - 4.5 - 16 V
Supply Current (Low Stable) (Note1) ICCVCC = 5V, RL = " - 3 6 mA
VCC = 15V, RL = " - 7.5 15 mA
Timing Error (Monostable)
Initial Accuracy (Note2)
Drift with Temperature (Note4)
Drift with Supply Voltage (Note4)
ACCUR
#t/#T
#t/#VCC
RA = 1k! to100k!
C = 0.1µF
- 1.0
50
0.1
3.0
0.5
%
ppm/°C
%/V
Timing Error (Astable)
Intial Accuracy (Note2)
Drift with Temperature (Note4)
Drift with Supply Voltage (Note4)
ACCUR
#t/#T
#t/#VCC
RA = 1k! to 100k!
C = 0.1µF
-2.25
150
0.3
- %
ppm/°C
%/V
Control Voltage VCVCC = 15V 9.0 10.0 11.0 V
VCC = 5V 2.6 3.33 4.0 V
Threshold Voltage VTHVCC = 15V - 10.0 - V
VCC = 5V - 3.33 - V
Threshold Current (Note3) ITH ---- - 0.1 0.25 µA
Trigger Voltage VTRVCC = 5V 1.1 1.67 2.2 V
VCC = 15V 4.5 5 5.6 V
Trigger Current ITR VTR = 0V 0.01 2.0 µA
Reset Voltage VRST ---- 0.4 0.7 1.0 V
Reset Current IRST ---- 0.1 0.4 mA
Low Output Voltage VOL
VCC = 15V
ISINK = 10mA
ISINK = 50mA
- 0.06
0.3
0.25
0.75
V
V
VCC = 5V
ISINK = 5mA- 0.05 0.35 V
High Output Voltage VOH
VCC = 15V
ISOURCE = 200mA
ISOURCE = 100mA 12.75
12.5
13.3
- V
V
VCC = 5V
ISOURCE = 100mA2.75 3.3 - V
Rise Time of Output (Note4) tR ---- - 100 - ns
Fall Time of Output (Note4) tF ---- - 100 - ns
Discharge Leakage Current ILKG ---- - 20 100 nA
- Relay
FRS11 RELAY
FEATURES
Subminiature light weight relay
Printing circuit terminal
Low coil power consumption
Switching capacity up to 20A
Dust cover or sealed type
Recognized File No.: E141516
Certificate No.: R9858271
SPECIFICATIONS
COIL RATING
RATED
VOLTAGE
COIL
RESISTANCE
RATED
CURRENT
MUST OPERATE
VOLTAGE
MUST DROPOUT
VOLTAGE
MAXIMUM
VOLTAGE
( V DC) ! +/" 10 % (mA) % OF RATED VOLTAGE (At +20 oC)
3 25 120
5 70 70
6 100 60
9 220 40 75 Max. 10 Min. 130 Max. 0.36 Approx.
12 400 30
24 1600 15
48 6400 7.5
CHARACTERISTICS
Contact Arrangement SPST ( 1 Form A), SPDT (1 Form C)
Contact Material Silver Alloy
Contact Resistance 50m! Max.
UL Rating
TUV Rating
Switching Voltage DC 110V Max. AC 380V Max.
Operate Time (Initial) 10ms Max.
Release Time (Initial) 5ms Max.
Insulation Resistance 250M! Min. ( 500V DC)
Dielectric Strength
Shock Resistance 10g Approx.
Vibration Resistance 1.5mm Double amplitude, 10-50Hz
Ambient Temperature -40 oC to +85
oC
Humidity 20 - 85% RH
Mechanical : 10 7
Electrical : 10 5 (At rated load)
Weight 10g Approx.
[Specifications are subject to change without notices.]
POWER
CONSUMPTION
(W)
Operation Life
1000V AC(50Hz/min.) Between open contacts
1500V AC(50Hz/min.) Between coil and contact
Contact Rating (Resistive Load)
05 : 5A 28VDC/125VAC
10 : 10A 28VDC/125VAC
12 : 12A 28VDC/125VAC or 10A 250VAC or 6A 277VAC
15 : 15A 28VDC/125VAC (N.O.)
20 : 20A 16VDC/125VAC 1/3HP 125/277VAC
12 : 6A 250VAC/28VDC
c
FRS11 RELAY
ORDERING INFORMATION
FRS11 C - S 10 DC12V F
(i.e. FRS11C-S10-DC12V is a SPDT, fully sealed, 10Amp and 12VDC coil relay.)
DIMENSIONS (UNIT:mm)
RATED VOLTAGE
CONTACT CAPACITY
NIL : DUST COVER
S : SEALED TYPE
CONTACT ARRANGEMENTA : 1 FORM A
B : 1 FORM B
C : 1 FORM CRELAY MODEL
05---5A
10---10A
12---12A
[12A 28VDC/125VAC] TUV Rating :
6A 250VAC/28VDC
[10A 250VAC]
[ 6A 277VAC]
15--15A
20--20A 16VDC/125VAC
NIL : B CLASS
F : F CLASS (155oC)
- L7805
1/34November 2004
! OUTPUT CURRENT TO 1.5A
! OUTPUT VOLTAGES OF 5; 5.2; 6; 8; 8.5; 9; 10; 12; 15; 18; 24V
! THERMAL OVERLOAD PROTECTION
! SHORT CIRCUIT PROTECTION
! OUTPUT TRANSITION SOA PROTECTION
DESCRIPTION
The L7800 series of three-terminal positiveregulators is available in TO-220, TO-220FP,TO-220FM, TO-3 and D2PAK packages andseveral fixed output voltages, making it useful in awide range of applications. These regulators canprovide local on-card regulation, eliminating thedistribution problems associated with single pointregulation. Each type employs internal currentlimiting, thermal shut-down and safe areaprotection, making it essentially indestructible. Ifadequate heat sinking is provided, they candeliver over 1A output current. Although designedprimarily as fixed voltage regulators, thesedevices can be used with external components toobtain adjustable voltage and currents.
L7800SERIES
POSITIVE VOLTAGE REGULATORS
Figure 1: Schematic Diagram
TO-220
D2PAK TO-3
TO-220FPTO-220FM
Rev. 12
L7800 SERIES
2/34
Table 1: Absolute Maximum Ratings
Absolute Maximum Ratings are those values beyond which damage to the device may occur. Functional operation under these condition is not implied.
Table 2: Thermal Data
Figure 2: Schematic Diagram
Symbol Parameter Value Unit
VI
DC Input Voltage for VO= 5 to 18V 35V
for VO= 20, 24V 40
IO Output Current Internally Limited
Ptot Power Dissipation Internally Limited
Tstg Storage Temperature Range -65 to 150 °C
TopOperating Junction Temperature Range
for L7800 -55 to 150°C
for L7800C 0 to 150
Symbol Parameter D2PAK TO-220 TO-220FP TO-220FM TO-3 Unit
Rthj-case Thermal Resistance Junction-case Max 3 5 5 5 4 °C/W
Rthj-ambThermal Resistance Junction-ambient Max
62.5 50 60 60 35 °C/W
- Photodiode
QS
D2030F —
Plastic S
ilicon Photodiode
©2005 Fairchild Semiconductor Corporation www.fairchildsemi.comQSD2030F Rev. 1.1.0
January 2008
QSD2030FPlastic Silicon Photodiode
Features
!
PIN photodiode
!
Package type: T-1 3/4 (5mm lens diameter)
!
Wide reception angle, 40°
!
Daylight filter
!
Package material and color: black epoxy
!
High sensitivity
!
Peak sensitivity
!
= 880nm
!
Radiant sensitive area: 1mm x 1mm
Package Dimensions
0.195 (4.95)
0.040 (1.02) NOM
0.100 (2.54) NOM
0.050 (1.25)
0.800 (20.3)MIN
0.305 (7.75)
0.240 (6.10)0.215 (5.45)
0.020 (0.51)SQ. (2X)
REFERENCESURFACE
CATHODE
CATHODE
ANODE
Notes:1. Dimensions for all drawings are in inches (mm).2. Tolerance of ±0.010 (0.25) on all non-nominal dimensions unless otherwise specified.
Schematic
©2005 Fairchild Semiconductor Corporation www.fairchildsemi.comQSD2030F Rev. 1.1.0 2
QS
D2030F —
Plastic S
ilicon Photodiode
Absolute Maximum Ratings
(T
A
= 25°C unless otherwise specified)
Stresses exceeding the absolute maximum ratings may damage the device. The device may not function or be operable above the recommended operating conditions and stressing the parts to these levels is not recommended. In addition, extended exposure to stresses above the recommended operating conditions may affect device reliability. The absolute maximum ratings are stress ratings only.
Notes:
1. Derate power dissipation linearly 1.33mW/°C above 25°C.2. RMA flux is recommended.3. Methanol or isopropyl alcohols are recommended as cleaning agents.4. Soldering iron 1/16” (1.6mm) minimum from housing.
Electrical/Optical Characteristics
(T
A
=25°C)
Symbol Parameter Rating Unit
T
OPR
Operating Temperature -40 to +100 °C
T
STG
Storage Temperature -40 to +100 °C
T
SOL-I
Soldering Temperature (Iron)
(2,3,4)
240 for 5 sec °C
T
SOL-F
Soldering Temperature (Flow)
(2,3)
260 for 10 sec °C
V
BR
Reverse Breakdown Voltage 50 V
P
D
Power Dissipation
(1)
100 mW
Symbol Parameter Test Conditions Min. Typ. Max. Units
!
PS
Peak Sensitivity Wavelength 880 nm
!
SR
Wavelength Sensitivity Range 700 1100 nm
"
Reception Angle ±20 °
V
F
Forward Voltage I
F
= 80mA 1.3 V
I
D
Reverse Dark Current V
R
= 10V, Ee = 0 10 nA
I
L
Reverse Light Current Ee = 0.5mW/cm
2
, V
R
= 5V,
!
= 950nm15 25 µA
C Capacitance V
R
= 0, f = 1MHz, Ee = 0 60 pF
t
r
Rise Time V
R
= 5V, R
L
= 50
#
,
!
= 950nm 5 ns
t
f
Fall Time 5
- IR LED
0.195 (4.95)
0.040 (1.02) NOM
0.100 (2.54) NOM
0.050 (1.25)
0.800 (20.3)MIN
0.305 (7.75)
0.240 (6.10)0.215 (5.45)
0.020 (0.51)SQ. (2X)
REFERENCESURFACE
CATHODE
1. Derate power dissipation linearly 2.67mW/°C above 25°C.
2. RMA flux is recommended.3. Methanol or isopropyl alcohols are
recommended as cleaning agents.4. Soldering iron 1/16” (1.6mm) minimum
from housing.
PACKAGE DIMENSIONS
FEATURES
• != 880 nm
• Chip material = AlGaAs
• Package type: T-1 3/4 (5mm lens diameter)
• Matched Photosensor: QSD122/123/124
• Narrow Emission Angle, 18°
• High Output Power
• Package material and color: Clear, peach tinted, plastic
Parameter Symbol Rating UnitOperating Temperature TOPR -40 to +100 °C
Storage Temperature TSTG -40 to +100 °C
Soldering Temperature (Iron)(2,3,4) TSOL-I 240 for 5 sec °C
Soldering Temperature (Flow)(2,3) TSOL-F 260 for 10 sec °C
Continuous Forward Current IF 100 mA
Reverse Voltage VR 5 V
Power Dissipation(1) PD 200 mW
ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS (TA = 25°C unless otherwise specified)
NOTES:
1. Dimensions for all drawings are in inches (mm).2. Tolerance of ± .010 (.25) on all non-nominal dimensions
unless otherwise specified.
ANODE
CATHODE
SCHEMATIC
PARAMETER TEST CONDITIONS SYMBOL MIN TYP MAX UNITS
Peak Emission Wavelength IF = 20 mA !PE — 880 — nm
Emission Angle IF = 100 mA " — ±9 — Deg.
Forward Voltage IF = 100 mA, tp = 20 ms VF — — 1.7 V
Reverse Current VR = 5 V IR — — 10 µA
Radiant Intensity QED121 IF = 100 mA, tp = 20 ms IE 16 — 40 mW/sr
Radiant Intensity QED122 IF = 100 mA, tp = 20 ms IE 32 — 100 mW/sr
Radiant Intensity QED123 IF = 100 mA, tp = 20 ms IE 50 — — mW/sr
Rise TimeIF = 100 mA
tr — 800 — ns
Fall Time tf — 800 — ns
ELECTRICAL / OPTICAL CHARACTERISTICS (TA =25°C)
QED121/122/123PLASTIC INFRARED
LIGHT EMITTING DIODE
!! 2001 Fairchild Semiconductor CorporationDS300336 4/19/01 1 OF 3 www.fairchildsemi.com