NOSIS : 20190427-E
KELAS : TELKOMMIL
MEMBUAT RANGKAIAN SEVENT SEGMEN COMMON ANODA MENGGUNAKAN THRYSTOR
1. TUJUAN : AGAR BAMASIS MAMPU MEMBUAT RANGKAIAN SEVEN SEGMEN COMMON ANODA
2. ALAT DAN BAHAN :
a. SEVEN SEGMEN
b. LED
c. IC 55
d. BATERAI
e. LIVE WIRE
f. IC 4017 B
g. OSCILOSCOP
h. THRYSTOR
i. VARIABEL RESISTOR
j. KAPASITOR JENIS ELCO
k. RESISTOR
l. RELAY
m. ASTABIL VIBRATOR
3. TEORI DASAR :
A. SEVEN SEGMEN
Pengertian Seven Segment Display – Seven Segment Display (7 Segment Display) dalam bahasa Indonesia disebut dengan Layar Tujuh Segmen adalah komponen Elektronika yang dapat menampilkan angka desimal melalui kombinasi-kombinasi segmennya. Seven Segment Display pada umumnya dipakai pada Jam Digital, Kalkulator, Penghitung atau Counter Digital, Multimeter Digital dan juga Panel Display Digital seperti pada Microwave Oven ataupun Pengatur Suhu Digital . Seven Segment Display pertama diperkenalkan dan dipatenkan pada tahun 1908 oleh Frank. W. Wood dan mulai dikenal luas pada tahun 1970-an setelah aplikasinya pada LED (Light Emitting Diode).
Seven Segment Display memiliki 7 Segmen dimana setiap segmen dikendalikan secara ON dan OFF untuk menampilkan angka yang diinginkan. Angka-angka dari 0 (nol) sampai 9 (Sembilan) dapat ditampilkan dengan menggunakan beberapa kombinasi Segmen. Selain 0 – 9, Seven Segment Display juga dapat menampilkan Huruf Hexadecimal dari A sampai F. Segmen atau elemen-elemen pada Seven Segment Display diatur menjadi bentuk angka “8” yang agak miring ke kanan dengan tujuan untuk mempermudah pembacaannya. Pada beberapa jenis Seven Segment Display, terdapat juga penambahan “titik” yang menunjukan angka koma decimal. Terdapat beberapa jenis Seven Segment Display, diantaranya adalah Incandescent bulbs, Fluorescent lamps (FL), Liquid Crystal Display (LCD) dan Light Emitting Diode (LED).
LED 7 Segmen (Seven Segment LED)
Salah satu jenis Seven Segment Display yang sering digunakan oleh para penghobi Elektronika adalah 7 Segmen yang menggunakan LED (Light Emitting Diode) sebagai penerangnya. LED 7 Segmen ini umumnya memiliki 7 Segmen atau elemen garis dan 1 segmen titik yang menandakan “koma” Desimal. Jadi Jumlah keseluruhan segmen atau elemen LED sebenarnya adalah 8. Cara kerjanya pun boleh dikatakan mudah, ketika segmen atau elemen tertentu diberikan arus listrik, maka Display akan menampilkan angka atau digit yang diinginkan sesuai dengan kombinasi yang diberikan.
Terdapat 2 Jenis LED 7 Segmen, diantaranya adalah “LED 7 Segmen common Cathode” dan “LED 7 Segmen common Anode”.
LED 7 Segmen Tipe Common Cathode (Katoda)
Pada LED 7 Segmen jenis Common Cathode (Katoda), Kaki Katoda pada semua segmen LED adalah terhubung menjadi 1 Pin, sedangkan Kaki Anoda akan menjadi Input untuk masing-masing Segmen LED. Kaki Katoda yang terhubung menjadi 1 Pin ini merupakan Terminal Negatif (-) atau Ground sedangkan Signal Kendali (Control Signal) akan diberikan kepada masing-masing Kaki Anoda Segmen .
LED 7 Segmen Tipe Common Anode (Anoda)
Pada LED 7 Segmen jenis Common Anode (Anoda), Kaki Anoda pada semua segmen LED adalah terhubung menjadi 1 Pin, sedangkan kaki Katoda akan menjadi Input untuk masing-masing Segmen LED. Kaki Anoda yang terhubung menjadi 1 Pin ini akan diberikan Tegangan Positif (+) dan Signal Kendali (control signal) akan diberikan kepada masing-masing Kaki Katoda Segmen LED.
Prinsip Kerja Dasar Driver System pada LED 7 Segmen
Berikut ini adalah Blok Diagram Dasar untuk mengendalikan LED 7 Segmen :
Blok Dekoder pada diagram diatas mengubah sinyal Input yang diberikan menjadi 8 jalur yaitu “a” sampai “g” dan poin decimal (koma) untuk meng-ON-kan segmen sehingga menghasilkan angka atau digit yang diinginkan. Contohnya, jika output dekoder adalah a, b, dan c, maka Segmen LED akan menyala menjadi angka “7”. Jika Sinyal Input adalah berbentuk Analog, maka diperlukan ADC (Analog to Digital Converter) untuk mengubah sinyal analog menjadi Digital sebelum masuk ke Input Dekoder. Jika Sinyal Input sudah merupakan Sinyal Digital, maka Dekoder akan menanganinya sendiri tanpa harus menggunakan ADC.
Fungsi daripada Blok Driver adalah untuk memberikan arus listrik yang cukup kepada Segmen/Elemen LED untuk menyala. Pada Tipe Dekoder tertentu, Dekoder sendiri dapat mengeluarkan Tegangan dan Arus listrik yang cukup untuk menyalakan Segmen LED maka Blok Driver ini tidak diperlukan. Pada umumnya Driver untuk menyalakan 7 Segmen ini adalah terdiri dari 8 Transistor Switch pada masing-masing elemen LED.
B. LED
Pengertian LED (Light Emitting Diode) dan Cara Kerjanya – Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.
Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya. Oleh karena itu, saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube.
Cara Kerja LED (Light Emitting Diode)
Seperti dikatakan sebelumnya, LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.
LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).
LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat mengubah Energi Listrik menjadi Energi Cahaya.
Cara Mengetahui Polaritas LED
Untuk mengetahui polaritas terminal Anoda (+) dan Katoda (-) pada LED. Kita dapat melihatnya secara fisik berdasarkan gambar diatas. Ciri-ciri Terminal Anoda pada LED adalah kaki yang lebih panjang dan juga Lead Frame yang lebih kecil. Sedangkan ciri-ciri Terminal Katoda adalah Kaki yang lebih pendek dengan Lead Frame yang besar serta terletak di sisi yang Flat.
Warna-warna LED (Light Emitting Diode)
Saat ini, LED telah memiliki beranekaragam warna, diantaranya seperti warna merah, kuning, biru, putih, hijau, jingga dan infra merah. Keanekaragaman Warna pada LED tersebut tergantung pada wavelength (panjang gelombang) dan senyawa semikonduktor yang dipergunakannya. Berikut ini adalah Tabel Senyawa Semikonduktor yang digunakan untuk menghasilkan variasi warna pada LED.
Tegangan Maju (Forward Bias) LED
Masing-masing Warna LED (Light Emitting Diode) memerlukan tegangan maju (Forward Bias) untuk dapat menyalakannya. Tegangan Maju untuk LED tersebut tergolong rendah sehingga memerlukan sebuah Resistor untuk membatasi Arus dan Tegangannya agar tidak merusak LED yang bersangkutan. Tegangan Maju biasanya dilambangkan dengan tanda VF.
INFRA MERAH 1,2V
MERAH 1,8V
JINGGA 2,0V
KUNING 2,2V
HIJAU 3,5V
BIRU 3,6V
PUTIH 4,0V
Kegunaan LED dalam Kehidupan sehari-hari
Teknologi LED memiliki berbagai kelebihan seperti tidak menimbulkan panas, tahan lama, tidak mengandung bahan berbahaya seperti merkuri, dan hemat listrik serta bentuknya yang kecil ini semakin popular dalam bidang teknologi pencahayaan. Berbagai produk yang memerlukan cahaya pun mengadopsi teknologi Light Emitting Diode (LED) ini. Berikut ini beberapa pengaplikasiannya LED dalam kehidupan sehari-hari.
1. Lampu Penerangan Rumah
2. Lampu Penerangan Jalan
3. Papan Iklan (Advertising)
4. Backlight LCD (TV, Display Handphone, Monitor)
5. Lampu Dekorasi Interior maupun Exterior
6. Lampu IndikatorPemancar Infra Merah pada Remote Control (TV, AC, AV Player)
C. IC 55 & IC 4017 B
IC timer 555 merupakan IC atau sirkuit terpadu (chip) yang digunakan dalam berbagai aplikasi pewaktuan, sumber pulsa gelombang, serta aplikasi osilator.
IC ini dapat dimanfaatkan dalam rangkaian elektronika sebagai penunda waktu (Delay Timer), rangkaian flip-flop, dan osilator. Secara fisik IC 555 berbentuk DIP atau Dual inline Package dengan package 8 pin.
IC ini pertama kali dirancang dan dibuat pada tahun 1970 oleh Hans R. Camenzind yang merupakan seorang ahli elektronika yang berkebangsaan Swiss. Tetapi seiring dengan berkembangnya ilmu elektronika, untuk saat ini dapat ditemui dipasaran beberapa versi IC 555. Contohnya yaitu IC 556 yang didalam dalam 1 package IC tersebut merupakan penggabungan 2 buah IC timer ini dengan package IC 14 pin. Contoh versi lainnya yaitu IC 558 yang dimana merupakan penggabungan 4 buah IC dipackage kedalam 1 ic dengan package IC 16 pin.
Nama IC ini sebenarnya diambil dari 3 pcs resistor yang dipackage ke dalam 1 IC dengan besaran 5kΩ.
Spesifikasi IC 555
*Tegangan masukan / Catu daya : 4.5 ∼ 15 V
*Besaran arus untuk 5 vdc : 3 ∼ 6 mA
*Besaran arus untuk 15 vdc : 10 ∼ 15 mA
*Maksimum output Arus : 200 mA
*Daya : 600 mW
*Suhu kerja antara : 0 to 70 °C
GND : Ground
Trigger : sebagai pemantik agar pewaktuan berkerja
Output : akan dihubungkan ke beban contohnya : Led
Reset : berfungsi untuk menghentikan interval pewaktuan jika dihubungkan dengan GND
Control : sebagai pengakses pembagi tegangan sebesar 2/3 VCC
Threshold : untuk menentukan berapa lamanya pewaktuan
Discharge : biasanya dikonekkan dengan kapasitor elektrolit, dan pada waktu pembuangan muatan el-co digunakan untuk menentukan interval pewaktuan
VCC : tegangan masukan antara 3 Vdc sampai 15 Vdc
BLOK DIAGRAM DAN SKEMA RANGKAIAN
CARA KERJA
Cara kerja umum multivibrator adalah penguat transistor dua tingkat yang dihubungkan dengan kondensator dimana output dari tingkat yang terakhir dihubungkan dengan penguat pertama, sehingga kedua transistor itu akan saling umpan balik.
Pulsa tegangan itu terjadi selama 1 periode yang ditentukan oleh komponen-komponen penyusun rangkaian multivibrator tersebut. Rangkaian tersebuthanya mengubah keadaan tingkat tegangan keluarannya diantara 2 keadaan, masing-masing memiliki periode yang tetap.apabila pin6 dan pin 2 dihubungkan (lihat blok diagram) maka akan memicu dirinya sendiri dan bergerak bebas sebagai multivibrator , rangkaian multivibrator tersebut akan bekerja secara bebas dan tidak lagi memerlukan pemicu.
KURVA RESPON
D. THRYSTOR
Thrystor adalah komponen elektronika yang berfungsi sebagai saklar (switch) atau pengendali yang terbuat dari bahan semikonduktor. Thyristor yang secara ekslusif bertindak sebagai saklar ini pada umumnya memiliki dua hingga empat kaki terminal. Meskipun terbuat dari semikonduktor, Thyristor tidak digunakan sebagai Penguat sinyal seperti Transistor. Istilah “Thyristor” berasal dari bahasa Yunani yang artinya adalah “Pintu”.
JENIS-JENIS THYRISTOR
Beberapa komponen elektronika yang tergolong dalam kelompok Thyristor diantaranya seperti dibawah ini :
SCR (Silicon Controlled Rectifier)
SCR adalah jenis Thyristor yang memiliki tiga kaki terminal yang masing-masing terminal dinamai dengan GATE, ANODA dan KATODA. Secara struktur, SCR terdiri dari 4 lapis semikonduktor yaitu PNPN yang terminal pengendalinya terdapat pada lapisan P (Positif).
Cara Kerja SCR – Saat tidak dialiri arus listrik, SCR akan berada di keadaan OFF. Saat terminal GATE-nya dialiri arus rendah, SCR akan menjadi ON dan menghantarkan arus listrik dari ANODA ke KATODA. Meskipun arus listrik GATE-nya dihilangkan, SCR akan tetap dalam keadaan ON hingga arus yang mengalir dari ANODA ke KATODA tersebut juga dihilangkan atau 0V.
SCS (Silicon Controlled Switch)
SCS merupakan jenis Thyristor yang memiliki 4 kaki terminal yaitu terminal GATE, ANODE GATE, ANODE dan CATHODE. Sama seperti SCR, SCS atau Silicon Controlled Switch juga berfungsi sebagai Saklar.
Cara Kerja SCS – Cara Kerja SCS hampir sama dengan SCR, namun SCS dapat di-OFF-kan dengan cara memberikan tegangan tertentu pada kaki terminal Anode Gate (Gerbang Anoda). Perangkat ini juga dapat dipicu dengan memberikan tegangan negatif ke Anode Gate, arus listrik akan mengalir satu arah yaitu dari Anoda (A) ke Katoda (K).
TRIAC (Triode from Alternating Current)
TRIAC adalah Thyristor yang berkaki terminal tiga yang masing-masing terminalnya dinamai dengan GATE, MI1 dan MI2. Setelah dipicu (trigger) menjadi ON, TRIAC mampu menghantarkan arus listrik dari kedua arah. Oleh karena itu, TRIAC sering disebut juga dengan Bidirectional Triode Thyristor.
Cara Kerja TRIAC – Cara Kerja TRIAC juga hampir sama dengan SCR, namun TRIAC dapat mengendalikan arus listrik dari dua arah baik dari arah MT1 ke MT2 ataupun dari MT2 ke MT1. Dengan demikian TRIAC dapat digunakan sebagai saklar yang mengendalikan arus DC maupun arus AC. TRIAC akan berubah menjadi kondisi ON dan menghantarkan arus listrik apabila terminal GATE-nya diberikan arus listrik, jika arus listriknya dihilangkan makan TRIAC akan berubah menjadi OFF.
DIAC (Diode Alternating Current)
DIAC adalah Thyristor yang hanya memiliki dua kaki terminal dan dapat menghantar arus listrik dari kedua arah apabila tegangan melampaui batas tegangan breakovernya (tegangan breakdown). DIAC sering disebut juga dengan Bidirectional Thyristor.
Cara Kerja DIAC – DIAC akan berada di kondisi OFF apabila tegangan yang diberikannya masih dibawah tegangan breakover-nya. Ketika tegangan mencapai atau melampaui batas breakover-nya, DIAC akan berubah menjadi kondisi ON dan menghantarkan arus listrik. Setelah DIAC dipicu menjadi ON, DIAC akan terus menghantarkan arus listrik (dalam kondisi ON) meskipun tegangan yang diberikan tersebut turun dibawah tegangan breakover. DIAC hanya akan berhenti menhantarkan arus listrik atau berubah menjadi kondisi OFF apabila tegangan yang diberikannya menjadi “0” atau dengan kata lain arus listriknya diputuskan.
4. Gambar Percobaan sebelum di nyalakan
Gambar percobaan setelah dinyalakan
5. Kesimpulan dan Analisa
Dapat disimpulkan dari percobaan diatas tentang percobaan membuat rangkaian seven segment common anoda menngunakan Thrystor adalah dari rangkaian diatas, dapat disimpulkan untuk 7 segmen display model Anoda . Commonnya harus dihubungkan ke Vcc sedangkan segment-segmentnya dihubungkan ke ground dan sebaliknya bila 7 segment display model Katoda.
Seven segment adalah suatu segmen-segmen yang digunakan untuk menampilkan angka / bilangan decimal. Fungsi-fugsi dari 7-segment display ini berguna untuk jam digital, papan score pada pertandingan olahraga, untuk calculator dan tulisan SELAMAT DATANG pada restaurant, sehingga dapat bermanfaat untuk membuat alat-alat digital.
Seven segment display ini memiliki 2 jenis, yaitu jenis common anoda dan common katoda. Di rangkaian ini dibutuhkan jenis common anoda 7-segment dengan cara segment-segment dihubungkan dengan ground dan COM dihubungkan dengan VCC.
Dari percobaan rangkaian di atas dapat kita analisa bahwa :
Rangkaian seven segmen common Anoda akan menyala apabila switching kita ubah menjadi on, maka led akan menyala sesuai dengan susunan rangkaian yang kita buat yaitu 20190427 – E
Rangkaian seven segmen common Anoda akan mati apabila switching kita ubah menjadi off, maka led akan mati sesuai dengan susunan rangkaian yang kita buat yaitu 20190427 – E.
Pada Rangkaian Anoda Seven Segmen akan tetap menyala walaupun setiap LED tidak di berikan ground pada tiap tiap kakinya, berbeda halnya dengan common Kathoda yang masing masing seven segmen harus di berikan ground di setiap kaki kakinya
Membuat DS1 angka 2 dengan cara menguhubungkan (a, b, g, e, d ) pada seven segment dengan switch, pada saat di klik play pada live wire sat switch bersentuhan langung membentuk angka 2.
Membuat DS2 angka 0 dengan cara menguhubungkan (a, b, c, d, e, f ) pada seven segment dengan switch, pada saat di klik play pada live wire sat switch bersentuhan langung membentuk angka 0.
Membuat DS3 angka 1 dengan cara menguhubungkan (b, c ) pada seven segment dengan switch, pada saat di klik play pada live wire sat switch bersentuhan langung membentuk angka 1.
Membuat DS4 angka 9 dengan cara menguhubungkan (a, b, c, d, f, g ) pada seven segment dengan switch, pada saat di klik play pada live wire sat switch bersentuhan langung membentuk angka 9.
Membuat DS5 angka 0 dengan cara menguhubungkan (a, b, c, d, e, f ) pada seven segment dengan switch, pada saat di klik play pada live wire sat switch bersentuhan langung membentuk angka 0.
Membuat DS6 angka 4 dengan cara menguhubungkan (b, c, f, g ) pada seven segment dengan switch, pada saat di klik play pada live wire sat switch bersentuhan langung membentuk angka 4.
Membuat DS7 angka 2 dengan cara menguhubungkan (a, b, g, e, d ) pada seven segment dengan switch, pada saat di klik play pada live wire sat switch bersentuhan langung membentuk angka 2.
Membuat DS8 angka 1 dengan cara menguhubungkan (a, c, d, e, f, g ) pada seven segment dengan switch, pada saat di klik play pada live wire sat switch bersentuhan langung membentuk angka 7.
Membuat DS9 tanda strip ( - ) dengan cara menguhubungkan ( g ) pada seven segment dengan switch, pada saat di klik play pada live wire sat switch bersentuhan langung membentuk tanda strip ( - ).
Membuat DS10 huruf E dengan cara menguhubungkan (a, d, e, f, g ) pada seven segment dengan switch, pada saat di klik play pada live wire sat switch bersentuhan langung membentuk huruf E.
