Prinsip Kerja Jam digital

Prinsip Kerja Jam digital

Jam elektronika digital yang terdiri dari pencacah yang merupakan komponen terpenting dari sistem jam digital. Gambar (1) merupakan diagram blok sederhana suatu sistem jam digital. Kebanyakan jam menggunakan daya frekuensi jala-jala 60 Hz sebagai masukannya. Frekuensi ini dibagi menjadi detik, menit dan jam oleh bagian pembagi frekuensi dari jam tersebut. Kemudian pulsa satu-per-detik, satu-per-menit, dan satu-per-jam dihitung dan disimpan dalam akumulator pencacah jam tersebut. Selanjutnya isi akumulator pencacah (detik, menit, jam) yang tersimpan didekode, dan waktu yang tepat ditayangkan pada tayangan waktu keluaran. Jam digital mempunyai elemen sistem khusus. Masukannya berupa arus bolak-balik 60 Hz. Pengolahan terjadi pada pembagi frekuensi, akumulator pencacah, dan bagian pendekode.

 

MASUKAN KELUARAN

 

60Hz

 

 

Set waktu Gambar (1)

 

Keluaran

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 pulza / jam 1 pulza / menit 1pulza/detik

Masukan

 

Detik menit jam

 

seperti pada gambar (2).

Telah disebutkan bahwa semua sistem terdiri atas gerbang logika, flip-flop, dan subsistem. Diagram pada gambar (2) memperlihatkan bagaiman subsistem diorganisasikan sampai menampilkan waktu dalam jam, menit, detik. Ini merupakan diagram jam digital yang lebih terinci. Masukan berupa sinyal 60 Hz. 60 Hz dibagi 60 oleh pembagi frekuensi pertama. Keluaran rangkaian pembagi ini berupa pulsa 1 per detik. Pulsa 1 per detik dimasukkan ke pencacah naik yang mencacah naik dari 00 sampai 59 dan reset 00. Kemudian pencacah detik didekode dan ditayangkan pada 7segmen.

Perhatikan rangkaian pembagi frekuensi tengah pada gambar (2). Masukan pada rangkaian ini berupa pulsa1 per detik. Keluarannya berupa pulsa 1 per menit. Keluaran pulsa 1 per menit dipindah ke pencacah menit 0 – 59. Pencacah naik ini mengawasi jumlah menit dari 00 sampai 59 dan reset menjadi 00. Keluaran akumulator pencacah menit didekode dan ditayangkan pada dua 7-segmen di sebelah atas tengah gambar (2).

Memperhatikan rangkaian pembagi 60 di sebelah kanak gambar (2). Masukan pada pembagi frekuensi ini adalah pulsa 1 per menit. Keluaran rangkaian ii adalah pulsa 1 per jam. Keluaran pulsa 1 per jam dipindah ke pencacah jam di sebelah kiri. Akumulator pencacah jam ini mengawasi jumlah jam dari 0 sampai 23. keluaran akumulator jam didekode dan dipindahkan kedua penayang 7-segmen pada kiri atas gambar (2). Kita telah perhatikan bahwa rangkaian tersebut sudah berupa suatu jam digital 24-jam. Rangkaian tersebut dapat diubah dengn mudah menjadi jam 12-jam dengan menukar akumulator pencacah 0 sampai 23 menjadi pencacah 0 sampai 11.

 

Rangkaian jam terdiri dari berbagai rangkaian seperti rangkaian detik, menit dan jam. Rangkaian jam Terdiri dari IC 7493, IC 7447 dan IC clock yaitu IC NE 555.

IC 7493 adalah IC TTL yang dapat digunakan sebagai pembagi 16. secara sederhana, IC 7493 dapat digambarkan ssebagai berikut :

RO1,2 : Master reset

Berfungsi untuk mereset keluaran

CLK A : Clock pertama

Dihubungkan pada pulsa atau output pulsa IC sebelumnya

CLK B : Clock kedua

Dihubungkan dengan QA

Q (A,B,C,D) : Keluaran

 

 

 

 

IC 7447 adalah IC TTL yang dapat digunakan sebagai penghubung antara IC counter dengan seven segmen . Secara sederhana, IC 7447 dapat digambarkan sebagai berikut :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A,B,C,D : Input dari dekoder

O( A,B,C,D,E,F,G ) : Output dari dekoder

 

IC NE 555 adalah IC yang digunakan sebagai pemicu jam tersebut untuk berdetak dan juga sebagai pengatur frekuensi sebesar 1 Hz, IC NE 555 dapat digambarkan sebagai berikut :

 

 

Ra = 820 K

Rb = 100 K

C1 = 0.1 µF

C2 = 0.1 µF

 

1.44

f

( Ra + 2Rb ) C1

=

 

 

1.44

1

( 820K + 2100K ) C1

=

 

C1 = 0.1 µF

Rangkaian detik

Detik terdiri dari satuan 0-9 dan puluhan 0-5.Pada saat puluhan di posisi 5 dan satuan di posisi 9 yang berarti detik ke 59,maka rangkaian detik ini akan mereset menjadi 0-0 dan akan menambah 1 pada satuan menit .Untuk memperoleh tampilan 0-9 pada satuan detik, maka IC 1 (7493) diset sebagai pembagi 10. Karena pada kondisi normal, IC 7493 adalah pembagi 16, maka master reset dihubungkan dengan QB dan QD karena pada prinsipnya kita mereset angka 10 supaya angka 10 tidak tampil pada layar display sementara itu angka 10 dalam biner adalah 1010 dimana digit sebelah kiri adalah MSB(digit dengan nilai tertinggi),di dalam mereset kita tidak menggunakan urutan dari MSB ke LSB(digit dengan nilai terendah) tetapi sebaliknya kita menggunakan urutan dari LSB ke MSB jadi QA,QB,QC,QD untuk biner 10 berturut-turut adalah 0,1,0,1 QA dan QC bernilai 0 sementara itu QB dan QD bernilai 1.Di dalam mereset kita menghubungkan digit yang bernilai 1 yang terdapat pada nilai biner yang akan direset dengan master reset(RO1 dan RO2) maka dalam mereset angka 10 kita menghubungkan QB dengan RO1 dan QD dengan RO2 atau bisa sebaliknya.CLKA dihubungkan lagsung dengan output dari rangkaian pembangkit clock yang menggunakan IC NE 555 dan CLKB dihubungkan dengan QA karena pada dasarnya IC counter terdiri dari beberapa buah flip-flop yang saling berhubungan dan untuk IC 7493 output dari flip-flop A misalnya,merupakan input dari flip-flop yang lain.Untuk mengeset nilai puluhan,kita mereset angka 6 supaya angka 6 tidak ditampilkan pada display dan supaya tampilan pada display hanya merupakan nilai antara 1-5,maka output yang terakhir dari IC 1(rangkaian detik bagian satuan yang bernilai 1) dalam hal ini adalah QD dihubungkan ke CLKA pada IC 2(rangkaian detik bagian puluhan) sementara itu CLKB dihubungkan dengan QA pada IC 2 seperti yang telah dijelaskan di atas. RO1 dihubungkan ke QB dan RO2 dihubungkan ke QC untuk mereset keluaran jika output sudah bernilai 0110(merupakan biner dari 6). Lihat gambar (2)

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rangkaian menit

Menit terdiri dari satuan 0-9 dan puluhan 0-5.Pada saat puluhan di posisi 5 dan satuan di posisi 9 yang berarti menit ke 59,maka rangkaian menit ini akan mereset menjadi 0-0 dan akan menambah 1 pada satuan jam .Untuk memperoleh tampilan 0-9 pada satuan menit, maka IC 1 (7493) diset sebagai pembagi 10. Karena pada kondisi normal, IC 7493 adalah pembagi 16, maka master reset dihubungkan dengan QB dan QD karena pada prinsipnya kita mereset angka 10 supaya angka 10 tidak tampil pada layar display sementara itu angka 10 dalam biner adalah 1010 dimana digit sebelah kiri adalah MSB(digit dengan nilai tertinggi),di dalam mereset kita tidak menggunakan urutan dari MSB ke LSB(digit dengan nilai terendah) tetapi sebaliknya kita menggunakan urutan dari LSB ke MSB jadi QA,QB,QC,QD untuk biner 10 berturut-turut adalah 0,1,0,1 QA dan QC bernilai 0 sementara itu QB dan QD bernilai 1.Di dalam mereset kita menghubungkan digit yang bernilai 1 yang terdapat pada nilai biner yang akan direset dengan master reset(RO1 dan RO2) maka dalam mereset angka 10 kita menghubungkan QB dengan RO1 dan QD dengan RO2 atau bisa sebaliknya.CLKA dihubungkan dengan QD dari puluhan detik dan CLKB dihubungkan dengan QA karena pada dasarnya IC counter terdiri dari beberapa buah flip-flop yang saling berhubungan dan untuk IC 7493 output dari flip-flop A misalnya,merupakan input dari flip-flop yang lain.Untuk mengeset nilai puluhan,kita mereset angka 6 supaya angka 6 tidak ditampilkan pada display dan supaya tampilan pada display hanya merupakan nilai antara 1-5,maka output yang terakhir dari IC 1(rangkaian detik bagian satuan yang bernilai 1) dalam hal ini adalah QD dihubungkan ke CLKA pada IC 2 (7493) (rangkaian menit bagian puluhan) sementara itu CLKB dihubungkan dengan QA pada IC 2 seperti yang telah dijelaskan di atas. RO1 dihubungkan ke QB dan RO2 dihubungkan ke QC untuk mereset keluaran jika output sudah bernilai 0110(merupakan biner dari 6). Lihat gambar (2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rangkaian Jam

Rangkaian jam terdiri dari puluhan jam yang berkisar antara nilai 0-2 dan mereset angka 3 supaya angka 3 tidak ditampilkan pada layar,sementara itu untuk bagian satuan pada jam nilainya berkisar antara angka 0-9.Pada rangkaian jam ini dibutuhkan untuk mereset angka 10 dan 4 pada bagian puluhan jam oleh karena itu kita menggunakan dua (2) gerbang and dan satu gerbang or.Tidak beda dengan rangkaian menit dan detik clock A pada rangkaian jam ini juga dihubungkan dengan QC dari rangkaian menit bagian puluhan

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kesimpulan

  • Rangkaian detik pada jam digital merupakan rangkaian pembagi 60.

  • Rangkaian menit pada jam digital merupakan rangkaian pembagi 3600.

  • Rangkaian jam pada jam digital merupakan rangkaian pembagi 86400.

 

 

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: