Rangkaian penjumlah biner 4-bit dengan IC 74LS83 merupakan sebuah 4-bit binary full adder yang berfungsi untuk menjumlahkan dua bilangan biner 4-bit beserta sinyal carry-in. Rangkaian ini menjadi salah satu dasar operasi aritmatika digital yang banyak diterapkan pada komputer dan berbagai perangkat elektronik. Dengan memanfaatkan IC 74LS83, proses penjumlahan dapat dilakukan secara bersamaan pada empat bit, sehingga hasil penjumlahan dan carry-out dapat diperoleh dengan cepat dan tepat. Pemahaman mengenai rangkaian ini penting karena menjadi dasar dalam perancangan unit aritmatika dan sistem digital yang lebih kompleks.
- Untuk menyelesaikan tugas sistem digital yang diberikan oleh Bapak Dr. Darwison, M.T.
- Mengetahui komponen yang digunakan dalam membuat rangkaian pengaplikasian decoder dan encoder yaitu alat pendeteksi getaran dan percikan api di dapur.
- Mengetahui bentuk rangkaian dan mensimulasikan pengaplikasian decoder dan encoder pada software proteus.
1. Battery
Komponen yang digunakan pada rangkaian ini memiliki fitur pengaturan arus masukan secara otomatis sehingga dapat bekerja dengan berbagai sumber daya, seperti port USB maupun adaptor AC/DC. Selain itu, komponen ini mampu mendeteksi sumber daya yang digunakan dan melakukan pemilihan sumber secara otomatis untuk menjaga kestabilan proses pengisian. Tegangan masukan yang didukung berada pada rentang 4,35 V hingga 6,0 V dengan toleransi hingga 18 V saat tidak beroperasi. Komponen ini juga memiliki tingkat akurasi yang tinggi dalam mengatur tegangan pengisian serta mendukung pengaturan parameter secara digital melalui antarmuka I2C. Dengan fitur-fitur tersebut, komponen ini dapat digunakan untuk menghasilkan proses pengisian baterai yang lebih aman, stabil, dan efisien.
2. Sensor Flame
Switch merupakan sakelar yang digunakan untuk menyambungkan maupun memutus aliran arus listrik pada rangkaian. Sementara itu, DIP switch (Dual Inline Package switch) adalah sekumpulan sakelar kecil yang tersusun dalam satu paket/baris dan umumnya digunakan untuk memberikan masukan logika 1 atau 0 pada IC dengan cara yang lebih praktis dan rapi.
Spesifikasi:
Rentang spektrum kerja berada pada kisaran 760 nm hingga 1100 nm.
Mampu mendeteksi objek pada sudut antara 0° hingga 60°.
Dapat beroperasi dengan catu daya sebesar 3,3 V sampai 5,3 V.
Memiliki rentang suhu kerja yang cukup luas, yaitu dari -25°C hingga 85°C.
Dimensi fisik komponen sekitar 27,3 mm × 15,4 mm sehingga mudah diintegrasikan ke dalam rangkaian elektronika.
Spesifikasi:
Tegangan masukan: DC 4,5–20 V.
Arus diam: sekitar 50 µA.
Output akan berlogika tinggi saat gerakan terdeteksi.
Sudut deteksi: 110°.
Jarak deteksi maksimum: 6–7 meter.
Pengaturan trigger: H (aktif) dan L (nonaktif).
Spesifikasi Sensor Getaran SW-420:
Tegangan suplai: DC 3,3 V – 5 V.
Arus kerja: sekitar 15 mA.
Menggunakan sensor getaran SW-420 tipe Normally Closed (NC).
Dilengkapi IC komparator LM393.
Sensitivitas dapat diatur melalui potensiometer 10 kΩ.
Output berupa sinyal digital (DO).
Dilengkapi LED indikator daya dan LED status.
Dimensi modul: 3,8 cm × 1,3 cm × 0,7 cm.
Berat: sekitar 10 gram.
Features
- Carbon Film Resistor
- 4-band Resistor
- Resistor value varies based on selected parameter
- Power rating varies based on selected parameter
Spesifikasi Transistor BC547:
Tipe transistor: NPN.
Arus kolektor maksimum: 100 mA.
Tegangan kolektor-emitor maksimum: 65 V.
Dikemas dalam paket TO-92 (SOT54).
Memiliki konsumsi arus yang rendah.
Cocok digunakan untuk aplikasi switching dan penguatan sinyal.
Transistor komplemennya adalah BC556 dan BC557 (tipe PNP).
Tegangan coil: DC 5V
Struktur: Sealed type
Sensitivitas coil: 0.36W
Tahanan coil: 60-70 ohm
Kapasitas contact: 10A/250VAC, 10A/125VAC, 10A/30VDC, 10A/28VDC
Ukuran: 196154155 mm
Jumlah pin: 5
8. Logic State
Spesifikasi:
- Standar konduktor: DIN VDE 0295, IEC 60228, BS 6360.
- Standar isolasi: DIN EN 50290-2-22, DIN VDE 0207-363-4-1.
- Standar kabel: IEC 60227-5, EN 50525-2-51, VDE 0281-13.
- Standar ketahanan api: DIN VDE 0482-332-1-2, DIN EN 60332-1-2, IEC 60332-1-2.
- Memenuhi direktif RoHS, REACH, dan CE.
Spesifikasi:
- Penguatan tegangan open-loop (Av): tak terhingga (∞).
- Tegangan offset keluaran (Voo): 0 V.
- Impedansi masukan (Zin): tak terhingga (∞).
- Impedansi keluaran (Zout): 0 Ω.
- Lebar pita (Bandwidth/BW): tak terhingga (∞).
- Karakteristik kerja stabil terhadap perubahan suhu.
Buzzer Features and Specifications
- Rated Voltage: 6V DC
- Operating Voltage: 4-8V DC
- Rated current: <30mA
- Sound Type: Continuous Beep
- Resonant Frequency: ~2300 Hz
- Small and neat sealed package
- Breadboard and Perf board friendly
Gerbang AND IC 4081 merupakan gerbang logika yang membutuhkan dua atau lebih masukan (input) untuk menghasilkan satu keluaran (output). Keluaran akan bernilai logika 1 apabila seluruh masukan bernilai logika 1. Sebaliknya, keluaran akan bernilai logika 0 jika terdapat salah satu masukan yang bernilai logika 0.
Konfigurasi pin:
- Pin 7 berfungsi sebagai catu daya negatif (GND).
- Pin 14 berfungsi sebagai catu daya positif (VDD).
- Pin 1 & 2, 5 & 6, 8 & 9, serta 12 & 13 merupakan pin masukan gerbang.
- Pin 3, 4, 10, dan 11 merupakan pin keluaran gerbang.
Spesifikasi:
- Tegangan catu daya: 3 V – 15 V.
- Jenis fungsi: Quad 2-Input AND Gate.
- Waktu tunda propagasi (Propagation Delay): 55 ns.
- Level tegangan input/output: CMOS.
- Tipe kemasan: DIP 14-pin.
Layar tujuh segmen merupakan perangkat tampilan elektronik yang digunakan untuk menampilkan angka desimal. Perangkat ini menjadi alternatif yang lebih sederhana dibandingkan layar dot-matrix dan banyak diterapkan pada jam digital, kalkulator, alat ukur elektronik, serta berbagai perangkat lain yang memerlukan tampilan data numerik.
IC 74247 adalah sebuah IC decoder BCD ke 7-segmen berbasis TTL yang berfungsi mengonversi kode BCD (Binary Coded Decimal) menjadi sinyal keluaran yang sesuai untuk mengendalikan tampilan 7-segmen. IC ini bekerja pada tegangan TTL sebesar +5 V DC dan banyak digunakan untuk menampilkan angka desimal pada display 7-segmen.
Dalam sistem digital, operasi aritmatika merupakan salah satu fungsi dasar yang banyak digunakan dalam proses komputasi dan pengolahan data biner. Operasi yang paling umum adalah penjumlahan biner, yaitu proses penjumlahan yang hanya menggunakan dua digit, 0 dan 1. Pada penjumlahan biner, hasil yang diperoleh terdiri dari dua bagian, yaitu sum (hasil penjumlahan) dan carry (bit bawaan). Untuk melakukan proses tersebut secara efektif, digunakan rangkaian logika yang disebut full adder.
Full adder merupakan rangkaian logika kombinasi yang memiliki tiga masukan, yaitu bit A, bit B, dan carry-in, serta dua keluaran berupa sum dan carry-out. Rangkaian ini menjadi dasar dalam pembentukan penjumlah biner dengan jumlah bit yang lebih besar atau yang dikenal sebagai multi-bit adder.
Salah satu IC yang banyak digunakan untuk penjumlahan biner 4-bit adalah IC 74LS83. IC ini merupakan 4-bit binary full adder yang mengintegrasikan empat rangkaian full adder ke dalam satu chip. IC 74LS83 dapat menjumlahkan dua bilangan biner 4-bit beserta satu masukan carry (Cin) secara bersamaan, kemudian menghasilkan keluaran berupa hasil penjumlahan 4-bit dan carry-out (Cout). Oleh karena itu, IC ini sering digunakan pada rangkaian aritmatika digital seperti ALU (Arithmetic Logic Unit) dan mikroprosesor.
Konfigurasi dan Pin IC 74LS83
IC 74LS83 memiliki 16 pin dengan fungsi sebagai berikut:
A1–A4 dan B1–B4 sebagai masukan operand A dan operand B (4-bit).
C0 sebagai masukan carry-in eksternal.
S1–S4 sebagai keluaran hasil penjumlahan (sum).
C4 sebagai keluaran carry-out.
VCC dan GND sebagai catu daya +5 V dan ground.
Proses penjumlahan pada IC dimulai dari bit paling rendah (LSB) menuju bit paling tinggi (MSB) dengan memanfaatkan carry internal antar bit. Keluaran sum diperoleh dari operasi logika XOR antara input A, B, dan carry-in, sedangkan carry ditentukan melalui kombinasi logika AND dan OR dari masukan yang ada.
Cara Kerja
Ketika dua bilangan biner 4-bit dimasukkan ke input A dan B, IC 74LS83 akan melakukan proses penjumlahan secara otomatis. Penjumlahan dimulai dari bit paling rendah (LSB) dan berlanjut hingga bit paling tinggi (MSB). Setiap pasangan bit dijumlahkan bersama carry-in yang berasal dari tahap sebelumnya. Hasil penjumlahan pada setiap tahap menghasilkan nilai sum dan carry. Carry yang terbentuk akan diteruskan ke tahap berikutnya hingga seluruh bit selesai diproses. Setelah proses selesai, keluaran S1–S4 menampilkan hasil penjumlahan 4-bit, sedangkan pin C4 menghasilkan carry-out akhir.
Apabila sensor getaran (vibration sensor) dan sensor api (flame sensor) tidak mendeteksi getaran maupun percikan api, maka kedua sensor berada pada kondisi logika 0. Keluaran sensor sebesar 0–0,5 V akan diteruskan ke pin A dan pin B IC 74247 sehingga seven segment menampilkan angka 0 sebagai indikator bahwa tidak ada kondisi yang terdeteksi.
Apabila sensor getaran mendeteksi adanya getaran, maka sensor akan berlogika 1. Tegangan keluaran sebesar 5 V diteruskan ke pin A IC 74247 sehingga seven segment menampilkan angka 1 sebagai tanda sensor getaran aktif. Selain itu, tegangan keluaran sensor juga masuk ke gerbang AND yang menghasilkan logika 1 pada keluarannya. Sinyal tersebut diteruskan melalui resistor ke basis transistor dengan tegangan sekitar 0,87 V sehingga transistor aktif. Saat transistor Q1 aktif, arus mengalir dari baterai ke relay sehingga relay bekerja dan kontak berpindah posisi. Kondisi ini menyebabkan arus mengalir ke motor sehingga LED menyala sebagai indikator sistem aktif.
Apabila sensor api mendeteksi adanya percikan api, maka sensor akan menghasilkan logika 1. Tegangan keluaran sebesar 5 V diteruskan ke pin B IC 74247 sehingga seven segment menampilkan angka 2 sebagai tanda sensor api aktif. Tegangan keluaran sensor juga diteruskan ke gerbang AND dan menghasilkan logika 1 pada keluaran. Sinyal ini melewati resistor dan memberikan tegangan sekitar 0,87 V ke basis transistor sehingga transistor Q2 aktif. Akibatnya relay bekerja dan kontak relay berpindah posisi. Arus kemudian mengalir ke buzzer sehingga buzzer berbunyi sebagai peringatan adanya percikan api.
Apabila sensor getaran dan sensor api sama-sama aktif, maka keluaran kedua sensor diteruskan ke pin A dan pin B IC 74247 sehingga seven segment menampilkan angka 3 sebagai indikator bahwa kedua sensor mendeteksi kondisi tertentu. Tegangan keluaran dari kedua sensor juga diteruskan ke gerbang AND U2 dan U3, kemudian mengaktifkan transistor Q1 dan Q2. Relay menjadi aktif dan kontak relay berpindah posisi sehingga arus dapat mengalir ke motor dan buzzer. Akibatnya LED menyala dan buzzer berbunyi secara bersamaan.
Apabila sensor PIR mendeteksi pergerakan seseorang yang akan keluar ruangan, maka sensor akan berlogika 1. Tegangan dari keluaran sensor diteruskan ke rangkaian op-amp yang memberikan penguatan sebesar dua kali. Setelah melewati resistor, tegangan sekitar 0,87 V diberikan ke basis transistor sehingga transistor aktif. Kondisi ini menyebabkan relay bekerja dan menutup kontak rangkaian. Arus dari baterai kemudian mengalir ke motor sehingga motor bergerak yang menandakan pintu terbuka. Selain itu, arus juga mengalir dari kolektor ke emitor transistor menuju ground sebagai jalur arus rangkaian.
- Prosedur
Apabila sensor getaran (vibration sensor) dan sensor api (flame sensor) tidak mendeteksi getaran maupun percikan api, maka kedua sensor berada pada kondisi logika 0. Keluaran sensor sebesar 0–0,5 V akan diteruskan ke pin A dan pin B IC 74247 sehingga seven segment menampilkan angka 0 sebagai indikator bahwa tidak ada kondisi yang terdeteksi.
Apabila sensor getaran mendeteksi adanya getaran, maka sensor akan berlogika 1. Tegangan keluaran sebesar 5 V diteruskan ke pin A IC 74247 sehingga seven segment menampilkan angka 1 sebagai tanda sensor getaran aktif. Selain itu, tegangan keluaran sensor juga masuk ke gerbang AND yang menghasilkan logika 1 pada keluarannya. Sinyal tersebut diteruskan melalui resistor ke basis transistor dengan tegangan sekitar 0,87 V sehingga transistor aktif. Saat transistor Q1 aktif, arus mengalir dari baterai ke relay sehingga relay bekerja dan kontak berpindah posisi. Kondisi ini menyebabkan arus mengalir ke motor sehingga LED menyala sebagai indikator sistem aktif.
Apabila sensor api mendeteksi adanya percikan api, maka sensor akan menghasilkan logika 1. Tegangan keluaran sebesar 5 V diteruskan ke pin B IC 74247 sehingga seven segment menampilkan angka 2 sebagai tanda sensor api aktif. Tegangan keluaran sensor juga diteruskan ke gerbang AND dan menghasilkan logika 1 pada keluaran. Sinyal ini melewati resistor dan memberikan tegangan sekitar 0,87 V ke basis transistor sehingga transistor Q2 aktif. Akibatnya relay bekerja dan kontak relay berpindah posisi. Arus kemudian mengalir ke buzzer sehingga buzzer berbunyi sebagai peringatan adanya percikan api.
Apabila sensor getaran dan sensor api sama-sama aktif, maka keluaran kedua sensor diteruskan ke pin A dan pin B IC 74247 sehingga seven segment menampilkan angka 3 sebagai indikator bahwa kedua sensor mendeteksi kondisi tertentu. Tegangan keluaran dari kedua sensor juga diteruskan ke gerbang AND U2 dan U3, kemudian mengaktifkan transistor Q1 dan Q2. Relay menjadi aktif dan kontak relay berpindah posisi sehingga arus dapat mengalir ke motor dan buzzer. Akibatnya LED menyala dan buzzer berbunyi secara bersamaan.
Apabila sensor PIR mendeteksi pergerakan seseorang yang akan keluar ruangan, maka sensor akan berlogika 1. Tegangan dari keluaran sensor diteruskan ke rangkaian op-amp yang memberikan penguatan sebesar dua kali. Setelah melewati resistor, tegangan sekitar 0,87 V diberikan ke basis transistor sehingga transistor aktif. Kondisi ini menyebabkan relay bekerja dan menutup kontak rangkaian. Arus dari baterai kemudian mengalir ke motor sehingga motor bergerak yang menandakan pintu terbuka. Selain itu, arus juga mengalir dari kolektor ke emitor transistor menuju ground sebagai jalur arus rangkaian.
- Rangkaian Aplikasi counter atau shift register
- Download Simulasi Rangkaian klik disini
- Download Library Sensor Vibration klik disini
- Download Library Sensor PIR klik disini
- Download Library Flame Sensor klik disini
- Download Datasheet Sensor Vibration klik disini
- Download Datasheet Sensor PIR klik disini
- Download Datasheet Flame Sensor klik disini
- Download Datasheet Resistor klik disini
- Download Datasheet Transistor NPN klik disini
- Download Datasheet OPAMP klik disini
- Download Datasheet LED klik disini
- Download Datasheet Motor DC klik disini
- Download Datasheet Buzzer klik disini
- Download Datasheet 7 Segment klik disini
- Download Datasheet IC decoder 74247 klik disini
- Download Datasheet Relay klik disini
- Download Datasheet Baterai klik disini
- Download Datasheet Gerbang AND klik disini
- Download Datasheet Switch klik disini
Komentar
Posting Komentar