J-K Flip-Flop

J-K Flip-Flop

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Teori

4. Rangkaian

5. Video

6. Link Download

1. Tujuan
     - Mengetahui pengertian J-K Flip-flop
     - Mengetahui logika penggunaan J-K Flip-flop

2. Alat dan Bahan
    1. IC 7410

       IC 74HC10/7410 digunakan dalam rangkaian ini sebagai gerbang Nand yang membuktikan cara kerja dari rangkaian J-K Flip-flop. Ic ini memiliki 3 input yang dipakai dalam rangkaian tersebut.

     2. IC 7420

       IC 7420 digunakan dalam rangkaian ini sebagai gerbang Nand yang membuktikan cara kerja dari rangkaian J-K Flip-flop. Ic ini memiliki 4 input yang dipakai dalam rangkaian tersebut.

      3. Logicstate
      4. Logicprobe

3. Teori

 J-K Flip-Flop

            J-K flip-flop berperilaku dengan cara yang sama seperti flip-flop R-S kecuali untuk salah satu entri dalam tabel fungsi. Dalam kasus flip-flop RS, kombinasi input S = R = 1 (dalam kasus flip-flop dengan input HIGH aktif) dan kombinasi input S = R = 0 (dalam kasus flip-flop dengan input RENDAH aktif) dilarang. Dalam kasus flip-flop J-K dengan input HIGH aktif, output dari flip-flop beralih, yaitu, ia pergi ke keadaan lain, untuk J = K = 1. Output beralih untuk J = K = 0 dalam kasus flip-flop yang memiliki input RENDAH aktif. Dengan demikian, flip-flop J-K mengatasi masalah kombinasi input terlarang dari flip-flop R-S. Gambar 10.26 (a) dan (b) masing-masing menunjukkan simbol rangkaian flip-flop J-K yang dipicu level dengan input HIGH dan active RENDAH aktif, bersama dengan tabel fungsinya. Gambar 10.27 menunjukkan realisasi flip-flop J-K dengan flip-flop R-S.

Tabel karakteristik untuk JK flip-flop dengan input HIGH J dan K yang aktif dan JK flip-flop dengan input L J dan K yang aktif ditunjukkan masing-masing dalam Gambar 10.28 (a) dan (b) Peta Karnaugh yang sesuai ditunjukkan pada Gambar 10.28 (c) untuk tabel karakteristik Gambar 10.28 (a) dan Gambar 10.28 (d) untuk tabel karakteristik Gambar 10.28 (b). Persamaan karakteristik untuk peta Karnaugh dari Gambar 10.28 (c) dan (d) masing-masing.

10.5.1 J-K Flip-Flop dengan Input PRESET dan CLEAR

Seringkali diperlukan untuk menghapus flip-flop ke keadaan logika ‘0’ (Qn = 0) atau mengaturnya ke keadaan logika ‘1’ (Qn = 1). Contoh bagaimana hal ini diwujudkan ditunjukkan pada Gambar 10.29 (a). Flip-flop dihapus (yaitu, Qn = 0) setiap kali input CLEAR adalah '0' dan input PRESET adalah '1'. Flip-flop diatur ke keadaan logika '1' kapan pun input PRESET adalah '0' dan input CLEAR adalah '1'. Di sini, input CLEAR dan PRESET aktif saat RENDAH. Gambar 10.29 (b) menunjukkan simbol sirkuit dari flip-flop J-K yang dapat diatur, dapat dihapus ini. Gambar 10.29 (c) menunjukkan tabel fungsi flip-flop tersebut. Jelas dari tabel fungsi bahwa, setiap kali input PRESET aktif, output akan menuju ke status '1' terlepas dari status input jam, J dan K. Demikian pula, ketika flip-flop dihapus, yaitu, input CLEAR aktif, output masuk ke status '0' terlepas dari status input jam, J dan K. Dalam flip-flop jenis ini, input PRESET dan CLEAR tidak boleh diaktifkan secara bersamaan.

10.5.2 Master-Slave Flip-Flops

Setiap kali lebar pulsa clocking flip-flop lebih besar dari penundaan propagasi flip-flop, perubahan status pada output tidak dapat diandalkan. Dalam kasus flip-flop yang dipicu tepi, lebar pulsa ini akan menjadi lebar pulsa pemicu yang dihasilkan oleh bagian detektor tepi flip-flop

dan bukan lebar pulsa sinyal jam input. Fenomena ini disebut sebagai masalah balapan. Karena penundaan propagasi biasanya sangat kecil, kemungkinan terjadinya kondisi lomba cukup tinggi. Salah satu cara untuk mengatasi masalah ini adalah dengan menggunakan konfigurasi master-slave. Gambar 10.30 (a) menunjukkan flip-flop master-slave yang dibangun dengan dua flip-flop J-K. Flip-flop pertama disebut master flip-flop dan yang kedua disebut slave. Jam untuk flip-flop budak adalah pelengkap dari jam ke flip-flop utama. Ketika pulsa jam hadir, master flip-flop diaktifkan saat slave flip-flop dinonaktifkan. Akibatnya, master flip-flop dapat mengubah status sementara slave flip-flop tidak bisa. Ketika jam berjalan RENDAH, master flip-flop dinonaktifkan sementara slop flip-flop diaktifkan. Oleh karena itu, slave J-K flip-flop berubah status sesuai status logika pada input J dan K-nya. Karena itu isi master flip-flop ditransfer ke flip-flop slave, dan master flip-flop, yang dinonaktifkan, dapat memperoleh input baru tanpa mempengaruhi output. Seperti yang akan jelas dari uraian di atas, flip flop master-slave adalah flip-flop yang dipicu pulsa dan bukan yang dipicu oleh tepi. Gambar 10.30 (b) memperlihatkan tabel kebenaran dari flip-flop J-K master-slave dengan input PRESET RENDAH dan CLEAR aktif dan input J dan K HIGH T aktif. Konfigurasi master-slave menjadi usang. Teknologi IC terbaru seperti 74LS, 74AS, 74ALS, 74HCand74HCTdonothavemaster-slaveflip-flopsintheir seri.

4. Rangkaian

Prinsip Kerja :

Pada gambar diatas, merupakan gambar simulasi dari J-K Flip-flop, dimana rangkaian tersebut terdapat di dalam IC J-K Flipflop yang bekerja menurut logika pada tabel diatas. ketika salah satu kaki Preset dan Clear ada yang berlogika 0 maka input dari J-K akan diabaikan. Namun jika kedua input Preset dan Cleat berlogika 1 maka input pada J-K akan berpengaruh terhadap output dari rangkaian tersebut berdasarkan logika pada tabel.

5. Video

6. Link Download

Download video (Download)

Download file rangkaian (Download)

Download file Materi (Download)

Thermocouple And Application

[KEMBALI KE MENU UTAMA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

5. Video

6. Link Download

1. Tujuan [back]

• Memahami hubungan suhu dengan tegangan yang dibaca
• Mengetahui prinsip kerja dari termokopel

2. Alat dan Bahan [back]

• Op-Amp 3 Kaki
• Termokopel
• Voltmeter
• Resistor

3. Dasar Teori [back]

 Termokopel

Termokopel adalah jenis tranduser yang digunakan untuk mengubah besaran mekanis, magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor sering digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian. Sensor sering digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian.

Thermocouple merupakan sensor yang mengubah besaran suhu menjadi tegangan, dimana sensor ini dibuat dari sambungan dua bahan metallic yang berlainan jenis. Sambungan ini dikomposisikan dengan campuran kimia tertentu, sehingga dihasilkan beda potensial antar sambungan yang akan berubah terhadap suhu yang dideteksi.

Thermocouple didasarkan pada efek Seebeck, sebuah fenomena di mana tegangan yang sebanding dengan suhu dapat dihasilkan dari rangkaian yang terdiri dari dua kawat logam yang berbeda. 

 Prinsip Kerja

Prinsip kerja dari thermocouple menggunakan efek seebeck ( Efek Seebeck adalah konversi energi panas menjadi energi listrik).

Berdasarkan Gambar diatas, ketika kedua persimpangan atau Junction memiliki suhu yang sama, maka beda potensial atau tegangan listrik yang melalui dua persimpangan tersebut adalah “0” atau V1 = V2. Akan tetapi, ketika persimpangan yang terhubung dalam rangkaian diberikan suhu panas atau dihubungkan ke obyek pengukuran, maka akan terjadi perbedaan suhu diantara dua persimpangan tersebut yang kemudian menghasilkan tegangan listrik yang nilainya sebanding dengan suhu panas yang diterimanya atau V1 – V2. Tegangan Listrik yang ditimbulkan ini pada umumnya sekitar 1 µV – 70µV pada tiap derajat Celcius,dan kemudian akan dikonversikan sesuai dengan  reference table yang telah ada (table ini sesuai dengan tipe dari thermocoupe yang dipakai).

Efek Seebeck:

Sebuah rangkaian termokopel sederhana dibentuk oleh 2 buah penghantar yang berbeda jenis (besi dan konstantan), dililit bersama-sama. Salah satu ujung T merupakan measuring junction dan ujung yang lain sebagai reference junction. Reference junction dijaga pada suhu konstan 320F (00C atau 680F (200C). Bila ujung T dipanasi hingga terjadi perbedaan suhu terhadap ujung Tr, maka pada kedua ujung penghantar besi dan konstantan pada pangkal Tr terbangkit beda potensial (electro motive force/emf) sehingga mengalir arus listrik pada rangkaian tersebut.

Kombinasi jenis logam penghantar yang digunakan menentukan karakteristik linier suhu terhadap tegangan.

Tipe-tipe kombinasi logam penghantar thermokopel:

1. Tipe E (kromel-konstantan)
2. Tipe J (besi-konstantan)
3. Tipe K (kromel-alumel)
4. Tipe R-S (platinum-platinum rhodium)
5. Tipe T (tembaga-konstantan)

Tegangan keluaran emf (elektro motive force) thermokopel masih sangat rendah, hanya beberapa milivolt. Thermokopel bekerja berdasarkan perbedaan pengukuran. Oleh karena itu jika ukntuk mengukur suhu yang tidak diketahui, terlebih dulu harus diketahui tegangan Vc pada suhu referensi (reference temperature). Bila thermokopel digunakan untuk mengukur suhu yang tinggi makaa akan muncul tegangan sebesar Vh. Tegangan sesungguhnya adalah selisih antara Vc dan Vh yang disebut net voltage (Vnet).

Besarnya Vnet ditentukan dengan rumus:

Vnet = Vh - Vc

Keterangan :

Vnet = tegangan keluaran thermokopel

Vh = tegangan yang diukur pada suhu tinggi

Vc = tegangan referensi

Gambar grafik tegangan terhadap suhu pada thermokopel tipe E, J, K dan R :

Rumus mencari tegangan keluaran op-amp:

4. Percobaan [back]

Gambar.1

Gambar.2

5. Video [back]

6.Link Download [back]
Video simulasi - download

LVDT and application

[KEMBALI KE MENU UTAMA]

DAFTAR ISI

1. tujuan

2. alat dan bahan

3. teori

4. rangkaian

5. prinsip kerja

6. video simulasi 

7. Link Download

1. tujuan
        a. Merangkai dan memahami prinsip kerja sensor LVDT.
        b. Merangkai dan memahami hubungan input dan output Digital pada rangkaian LVDT.
2. alat dan bahan
     Berikut komponen yang dibutuhkan pada proteus:

a. Vsine

 b. CAP

c. POT-HG

d. RES

e. TRSAT2P2S2B

f. 1N4001

h. OCILLOSCOPE

i. AC VOLTMETER

komponen tersebut dapat diperoleh dengan memasukkan keyword diatas pada library proteus.

3. teori

• PENGERTIAN SENSOR LVDT:

Sensor linear variabel diferential transformer (LVDT) merupakan sensor yang  dapat membaca tekanan atau perubahan melalui pergerakan atau perubahan posisi inti magnet. Prinsip ini pertama kali digunakan pada tahun 1940-an. Pada saat ini LVDT digunakan sebagai sensor jarak, sensor sudut, dan sensor mekanik lainnya. Namun saat ini lebih sering digunakan sebagai sensor jarak.

Sensor ini umumnya terdiri dari sebuah kumparan primer, dua kumpara sekunder, dan inti yang dapat bergerak. Kedua kumparan sekunder akan terpasang secara seri dan inti itu sendiri terbuat dari bahan feromagnetik.Bisa dikatakan bahwa sensor ini memungkinkan inti dapat naik turun secara bebas pada pengooperasian nya.

Berikut bentuk dari sensor LVDT:

 

berikut adalah bentuk dari komponen sensor LVDT:

• PENGAPLIKASIAN SENSOR LVDT:

1. Sensor level fluida : yaitu digunakan untuk menentukan posisi atau ketinggian permukaan suatu zat cair. biasanya digunakan pada sensor pendeteksi banjir atau pengukur ketinggian permukaan air  sungai.

berikut bentuk sensor LVDT pada sensor pengkur level fluida:
(AD698)

2. Sensor perpindahan induktif : yaitu sensor yang digunakan untuk menentukan perpindahan induktif.sensor ini dipilih karena keandalannya dalam kondisi yang relatif keras. Karena mereka memberikan kualitas sinyal yang tinggi, stabilitas suhu, ketahanan terhadap guncangan dan getaran.

1. Sensor pepindahan ; extensometers, temperature transducers, butterfly valve control, servo valve displacement sensing

2. Penyimpangan cahaya, tali atau bunyi ; load cells, force transducers, pressure transducers

3. Variasi ketebalan pada work pieces ; dimensi gages, ketebalan dan profil yang terukur, pemilihan ukuran dari produk.

4. Level fluida ; Level fluida dan pengukuran aliran fluida, sensor diletakkan pada silinder hidrolik.

5. Kecepatan dan percepatan ; Automatisasi pada keadaan yang tak menentu.

•  Kelebihan dan Kekurangan Sensor LVDT :
• Kelebihan

1. Bebas Gesekan.

       Pada sensor LVDT memungkinkan inti bergerak tanpa gesekan atau tidak bersentuhan dengan kumparan LVDT sehingga tidak ada gesekan. Fitur ini memungkinkan pada pengujian bahan, pengukuran getaran perpindahan dan resolusi yang tinggi.

2. Resolusi Tak Terbatas.

       Sensor LVDT mempunyai  resolusi takterbatas. Sensor ini hanya dibatasi oleh kebisingan di sinyal kondisioner dan output resolusi layar.

3. Masa Jangka Yang Tak Terbatas.

       Karena tidak ada kontak langsung antara inti dan kumparan maka tidak ada aus atau bergesekan. aplikasi ini sangat berguna pada aplikasi pesawat tebang, satelit dan kendaraan luar angkasa.

4. Tahan Kerusakan Overtravel.

       inti dari LVDT memungkinkan untuk lulus sepenuhnya melalui sensor perakitan koil tanpa menyebabkan kerusakan.

5. Respon Cepat dan Dinamis.

        karena tidak adanya gesekan selama operasi memungkinkan sensor LVDT untuk merespn secara sangat cepat terhadap posisi inti terhadap kumparan.

6. Output Bersifat Absolut.

        jika terjadi kehilangan daya secara mendadak pada sensor, maka data posisi yang dikirim dari sensor tidak akan hilang.

• Kelemahan

       harga sensor itu sendiri relatif mahal. oleh sebab itu untuk menggunakan sensor ini membutuhkan biaya yang lumayan menguras keuangan dibandingkan dengan sensor sejenis lainnya.
Berikut adalah grafik respon dari sensor LVDT:

4. rangkaian

LVDT mempunyai komponen yang terdiri dari inti besi yang bisa bergerak, kumparan primer, dan dua kumparan sekunder. kumparan primer akan terhubung dengan tegangan AC sebagai tegangan acuan. kumparan sekunder terletak si kiri dan di kanan kumparan primer yang saling terhubung secara seri satu sama lain.

Pada rangkaian diatas output dari rangkaian ditampilkan pada osiloskop dalam bentuk analog. sedangkan jembatan weston berperan sebagai penyearahnya.

Arus akan mengalir pada rangkaian dari sumber ac, lalu akan melewati potensiometer. dari potensiometer akan diterus kan ke rangkaian trafo (LVDT), pada rangakain trafo lilitan primer di ukur tegangannya dengan voltmeter, saat kumparan primer dialiri arus maka akan tercipta fluks magnetik yang menyebabkan terjadinya induksi sehingga terbentuklah ggl pada kumparan sekunder, arus listrik akan diterus kan menuju jembatan dioda. saat arus positif maka akan masuk ke dioda 1, lalu melewati resistor dan diteruskan ke dioda 4.saat arus negatif maka akan melewati d4, lalu melewati resistor dan menuju dioda 2, saat lepas dari jembatan dioda maka akan keluar output pada rangkaian, pada output dipasang voltmeter untuk membandingkan tegangan awal dan akhir.

5. prinsip kerja

• PRINSIP KERJA SENSOR LVDT:

LVDT mempunyai prinsip kerja berupa variabel induktansi. LVDT mempunyai komponen yang terdiri dari inti besi yang bisa bergerak, kumparan primer, dan dua kumparan sekunder. kumparan primer akan terhubung dengan tegangan AC sebagai tegangan acuan. kumparan sekunder terletak si kiri dan di kanan kumparan primer yang saling terhubung secara seri satu sama lain.
maka dapat di ketahui bahwa:

1. saat inti berada ditengah-tengah maka  flux S1 = S2
          tegangan induksi E1 = E2
           enetto = 0
2. saat inti bergerak ke arah S1 maka flux S1 > S2
          tegangan induksi E1> E2
          enetto = E1 - E2
3. saat inti bergerak ke arah S2 maka fluks S1< S2
          teganagn induksi E1< E2
          enetto = E2 - E1

• Karakteristik Magnitudo Tegangan AC

1. Max S1, Linear menurun
2. Di tengah-tengah, titik balik kurva
3. Max S2, Linear meningkat

• Karakteristik Sudut Fase output

1. Sudut fase akan berubah 180 derajat tepat ketika inti berubah posisi
   di tengah-tengah S1 dan S2

• Karakteristik keluaran tegangan DC

1. Max S1, linear meningkat bernilai negatif
2. Di tengah-tengah, bernilai 0 volt
3. Max S2, linear meningkat bernilai positif

berikut bentuk gambar prinsip kerja sensor LVDT:

•  untuk rumus parameter  tegangan yang dihasilkan pada sekunder sebanding dengan perubahan posisi inti magnetik.

          VO = Ve.K.x.

6. video simulasi
7. link download