MAKALAH RANGKAIAN LAMPU FLIP FLOP 2 LED

       MAKALAH BAHASA RAKITAN

“RANGKAIAN LAMPU FLIP FLOP 2 LED”

RITA WULAN SARI

14210095

Kata Pengantar

                       Dengan menyebut nama Allah SWT yang Maha Pengasih lagi Maha Panyayang, Kami panjatkan  puja dan puji syukur atas kehadirat-Nya, yang telah melimpahkan rahmat dan  hidayah Nya kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan makalah tentang rangkaian Flip-Flop .

Makalah “Flip-Flop” ini telah kami susun dengan maksimal dan mendapatkan bantuan dari berbagai pihak sehingga dapat memperlancar pembuatan makalah ini. Untuk itu kami menyampaikan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah berkontribusi dalam pembuatan makalah ini.

Terlepas dari semua itu, Kami menyadari sepenuhnya bahwa masih ada kekurangan baik dari segi susunan kalimat maupun tata bahasanya. Oleh karena itu dengan tangan terbuka kami menerima segala saran dan kritik dari pembaca agar kami dapat memperbaiki makalah ini. Akhir kata kami berharap semoga makalah ini memberikan manfaat maupun inpirasi terhadap pembaca.

           

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dengan berkembangnya bidang elektronika yang demikian cepatnya, maka makin berkembang pula aplikasi – aplikasi elektronika yang ada. Peralatan elektronika yang menggunakan banyak transistor pun semakin ditinggalkan. Oleh karena itu pabrik-pabrik semikonduktor mulai berpikir untuk membuat suatu komponen dengan kemasan yang kompak dan kecil disertai dengan fungsi- fungsi tertentu. Kemasan demikian disebut Integrated Circuit (IC).

 IC mengkombinasikan tiga komponen elektronik dalam sebuah piringan silikon kecil yang terbuat dari pasir kuarsa. Para ilmuwan kemudian berhasil memasukkan lebih banyak komponen-komponen ke dalam suatu chip tunggal yang disebut semikonduktor. Integrated Circuit (IC) merupakan komponen semikonduktor yang di dalamnya dapat memuat puluhan, ratusan atau ribuan atau bahkan lebih komponen dasar elektronik yang terdiri dari sejumlah komponen resistor, transistor, dioda dan komponen semikonduktor yang lain. Komponen-komponen yang ada di dalam IC membentuk suatu subsistem terintegrasi (rangkaian terpadu) yang bekerja untuk suatu keperluan tertentu, namun tidak tertutup kemungkinan dipergunakan untuk tujuan yang lain. Setiap jenis IC didesain untuk keperluan khusus sehingga setiap IC akan memiliki rangkaian internal yang beragam.

Untuk mempermudah pemakaian IC tersebut maka dibentuklah suatu bentuk yang standard. Salah satu standard IC tersebut adalah DIP (Dua Inline Package), dimana kaki-kaki IC tersebut susunannya terdiri dari dua jalur yang simetris dari 8, 14, 16 kaki dan seterusnya.

Untuk mengetahui urutan kaki-kaki tersebut adalah sebagai berikut : urutan kaki 1 s/d 8 atau s/d 14 atau s/d 16, apabila dilihat dari atas IC tersebut adalah berlawanan dengan arah putaran jam, dimana hitungan tersebut dimulai dari ujung yang ada tanda atau titik. Pemakaian IC pun tidak luput dari rangkaian sistem digital. Dalam hal ini, perkembangan elektronika sistem digital tersebut khususnya telah banyak diterapkan pada peralatan yang menggunakan rangkaian Flip-Flop.

Flip-flop adalah rangkaian digital yang digunakan untuk menyimpan satu bit secara semi permanen sampai ada suatu perintah untuk menghapus atau mengganti isi dari bit yang disimpan. Gerbang Flip-Flop adalah sebuah sirkuit yang memiliki dua keadaan stabil yang dapat digunakan untuk menyimpan suatu keadaan informasi. Keadaan ini dapat diubah dengan mengganti sinyal input dan akan menghasilkan satu atau dua output.

 Prinsip dasar dari flip-flop adalah suatu komponen elektronika dasar seperti transistor, resistor dan dioda yang di rangkai menjadi suatu gerbang logika yang dapat bekerja secara sekuensial.. Rangkaian flip-flop mempunyai sifat sekuensial karena sistem kerjanya diatur dengan jam atau pulsa, yaitu sistem-sistem tersebut bekerja secara sinkron dengan deretan pulsa berperiode T yang disebut jam sistem (System Clock).

Dari latar belakang yang telah dikemukakan diatas, dapat dilihat bahwa peralatan elektronika telah berkembang begitu pesat yakni ditandai dengan diterapkannya teknologi sistem digital pada berbagai rangkaian, diantaranya pada rangkaian Flip-Flop.

1.2 Rumusan Masalah

1.      Bagaimana cara merangkai rangkaian lampu flip – flop?

2.      Mengapa produk flip – flop ini bermanfaat bagi masyarakat?

3.      Upaya apakah apabila terjadi kendala pada rangkaian tersebut?

4.      Bagaimana cara kerja pada rangkaian tersebut?

1.3  Batasan Masalah

Dengan melihat latar belakang permasalahan diatas, maka pokok permasalahan yang ingin diketahui adalah :

1. Bagaimana kerja keseluruhan dari rangkaian Flip-Flop dan output yang dihasilkan?

2. Bagaimana peranan dari masing-masing komponen untuk menghasilkan output dari      alat tersebut.

3.Bagaimana rangkaian Flip-Flop bekerja.

1.4  Tujuan Dan Manfaat

1.4.1        Tujuan

1.      Tujuan utama pembuatan makalah ini adalah sebagai wujud rasa tanggung jawab penyusun selaku mahasiswa atas tanggung jawab nya.Dalam hal ini penyusun berusaha menyelesaikan tugas yang diberikan dosen mata kuliah Bahasa Rakitan.

2.      Mahasiswa dapat menganalisis karakteristik rangkaian Flip-flop.

3.      Mahasiswa mengetahui prinsip kerja dan karakteristik dari rangkaian Flip-flop.

4.      Mahasiswa mampu merangkai dan mambuat rangkaian flip-flop.

1.4.2             Manfaat

1.      Adapun manfaat dari pembuatan makalah ini adalah agar penyusun maupun pembaca dapat menambah wawasan nya tentang komponen-komponen yang terdapat dalam pembuatan rangkaian

2.      Pembaca dan penyusun  juga dapat memahami beberapa karakteristik pada rangkaian flip-flop

3.      Penyusun dapat memperkenalkan tentang rangkaian flip-flop kepada masyarakat agar dapat lebih dikembangkan lagi.

                                                                                                                      

1.5  Metode Penulisan

Penyusunan makalah ini dilakukan dalam beberapa metode penulisan diantaranya adalah :

1.      Metode Pustaka Teori-teori yang berhubungan dengan pembuatan makalah didapat melalui pencarian dibuku-buku dan media elektronik, khususnya dari internet.

2.      Metode Penganalisaan Analisa rangkaian dibuat dengan dibantu saran-saran yang didapat dari konsultasi yang telah kami lakukan sebelum penyusunan makalah. agar prinsip cara kerja alat dan komponen dapat dipahami.

3.      Metode Lapangan Setelah penganalisaan dilakukan kemudian dibuatlah berupa alat rangkaian dengan beberapa kali dilakukan percobaan pada alat yang telah dibuat untuk mengetahui apakah alat tersebut telah berjalan sesuai dengan yang diinginkan.

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Flip-Flop

2.1.1 Pengertian Flip-Flop

Flip flop adalah rangkaian digital yang di gunakan untuk menyimpan satu bit secara semi permanen sampai ada perintah untuk menghapus atau mengganti bit yang sudah tersimpan. Prinsip dasar dari flip flop adalah suatu komponen elektronika seperti thransistor, resistor, dan dioda yang di rangkai menjasdi suatu gerbang logika yang dapat bekerja secara sekuensial.

Kita akan menjelaskan beberapa perbedaan rangkaian kombinasional dan sekuensial berikut adalah penjelasannya :

1.      Perbedaan dari rangkaian kombinasional dan sekuensial

• Rangkaian kombinasional terdiri dari gerbang logika yang memiliki output yang selalu tergantung pada kombinasi input yang ada. Rangkaian kombinasional melakukan operasi yang dapat ditentukan secara logika dengan memakai sebuah fungsi boolean.
• Rangkaian sekuensial merupakan rangkaian logika yang keadaan outputnya tergantung pada keadaan input-inputnya juga tergantung pada keadaan output sebelumnya. Rangkaian ini juga didefenisikan sebagai rangkaian logika yang outputnya tergantung waktu.

2.      Perbedaan dari : Truth table, state table, characteristic table, exitation table serta perbedaan dari Boolean equation, state equation, characteristic equation, flip-flop input equation.

    Bagian A
  

3. Penjelasan dari bebereapa flip flop :

• D Flip-flop merupakan salah satu jenis flip-flop yang dibangun dengan menggunakan flip-flop S-R. Perbedaannya dengan flip-flop S-R terletak pada inputan R, pada D Flip-flop inputan R terlebi dahulu diberi gerbang NOT, maka setiap input yang diumpankan ke D akan memberikan keadaan yang berbeda pada input S-R, dengan demikian hanya akan terdapat dua keadaan S dan R yairu S=0 dan R=1 atau S=1 dan R=0, jadi dapat disi
• Master Save D Flip-flop merupakan rangkaian flip-flop yang memiliki 2 latch D dan sebuah inverter. Latch yang satu bernama Master dan yang kedua bernama Slave. Master D hanya akan mendeskripsikan diktat yang outputnya hanya dapt diganti selama ujung negatif jam.
• JK Flip-flop merupakan rangkaian flip-flop yang dibangun untuk megantisipasi keadaan terlarang pada flip-flop S-R.
• T Flip-flop merupakan rangkaian flip-flop yang dibangun dengan menggunakan flip-flop J-K yang kedua inputnya dihubungkan menjadi satu maka akan diperoleh flip-flop yang memiliki watak membalik output sebelumnya jika inputannya tinggi dan outputnya akan tetap jika inputnya rendah.

2.2.Komponen Yang Digunakan

            2.2.1 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 Ohm 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 ).

Jika Resistor tidak dialiri arus, maka tegangan kedua ujungnya sama. Jika Resistor dialiri arus, maka beda tegangan antara kedua ujungnya adalah I.R, dimana I adalah besarnya arus dan R adalah nilai hambatan.

Tipe resistor dibagi menjadi dua yaitu resistor tetap dan resistor tidak tetap. Resistor tetap adalah resistor dengan nilai hambatan tetap. Resistor tetap (umum) ini 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.

Gambar 2.1.Resistor Dan Simbol

Tabel 2.1. Warna Resistor

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 resistor 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 resistor ini memiliki toleransi 5%. Nilai resistansinya dihitung sesuai dengan urutan warnanya. Pertama yang dilakukan adalah menentukan nilai satuan dari resistor ini. Karena resistor 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 resistor 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. Sedangkan resistor tidak tetap adalah resistor yang nilai hambatannya berubah- ubah yaitu potensiometer dan trimpot (resistansi dapat diubah dengan cara diputar dengan obeng).

2.1.2 Kapasitor

Kapasitor (Kondensator) yang dalam rangkaian elektronika dilambangkan dengan huruf “C” adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi / muatan listrik di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kapasitor ditemukan oleh Michael Faraday (1791- 1867). Satuan kapasitor disebut Farad (F). Satu Farad = 9 x 1011 cm2 yang artinya luas permukaan kepingan tersebut.

Gambar 2.2  Kapasitor

Struktur sebuah kapasitor terbuat dari 2 buah plat metal yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik. Bahan-bahan dielektrik yang umum dikenal misalnya udara vakum, keramik, gelas dan lain-lain. Jika kedua ujung plat metal diberi tegangan listrik, maka muatan-muatan positif akan mengumpul pada salah satu kaki (elektroda) metalnya dan pada saat yang sama muatan- muatan negatif terkumpul pada ujung metal yang satu lagi. Muatan positif tidak dapat mengalir menuju ujung kutub negatif dan sebaliknya muatan negatif tidak bisa menuju ke ujung kutub positif, karena terpisah oleh bahan dielektrik yang non-konduktif. Muatan elektrik ini tersimpan selama tidak ada konduksi pada ujung-ujung kakinya. Bila kapasitor dihubungkan ke baterai, kapasitor terisi hingga beda potensial antara kedua terminalnya sama dengan tegangan baterai. Jika baterai 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. Di alam bebas, phenomena kapasitor terjadi pada saat terkumpulnya muatan-muatan positif dan negatif di awan.

Kapasitansi didefinisikan sebagai kemampuan dari suatu kapasitor untuk dapat menampung muatan elektron. Coulombs pada abad 18 menghitung bahwa 1 coulomb = 6.25 x 1018 elektron. Kemudian Michael Faraday membuat postulat bahwa sebuah kapasitor akan memiliki kapasitansi sebesar 1 farad jika dengan tegangan 1 volt dapat memuat muatan elektron sebanyak 1 coulombs. Dalam praktek pembuatan kapasitor, kapasitansi dihitung dengan mengetahui luas area plat metal (A), jarak (t) antara kedua plat metal (tebal dielektrik) dan konstanta (k) bahan dielektrik. Dengan rumus dapat di tulis sebagai berikut :

C = (8.85 x 10-12 ) (k A/t)

Berikut adalah tabel contoh konstanta (k) dari beberapa bahan dielektrik yang disederhanakan :

Tabel 2.2 Tabel Konstanta

Untuk rangkaian elektronik praktis, satuan farad adalah sangat besar sekali. Umumnya kapasitor yang ada di pasaran memiliki satuan : µF, nF dan pF.

1 Farad = 1.000.000 µF (mikro Farad)

1 µF = 1.000.000 pF (piko Farad)

1 µF = 1.000 nF (nano Farad)

1 nF = 1.000 pF (piko Farad)

1 pF = 1.000 µµF (mikro-mikro Farad)

1 µF = 10-6 F

1 nF = 10-9 F

1 pF = 10-12 F

Konversi satuan penting diketahui untuk memudahkan membaca besaran sebuah kapasitor. Misalnya 0.047µF dapat juga dibaca sebagai 47nF, atau contoh lain 0.1nF sama dengan 100pF. Kapasitor / kondensator diidentikkan mempunyai dua kaki dan dua kutub yaitu positif dan negatif serta memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk tabung

 

Gambar 2.3 Kapasitor Polar Dan NonPolar

Wujud dan Macam Kondensator

     Berdasarkan kegunaannya kondensator di bagi menjadi:

a.       Kondensator tetap (nilai kapasitasnya tetap / tidak dapat diubah).

Kapasitor tetap dibagi menjadi kapasitor berkutub atau polar dan kapasitor non - polar. Contoh kapasitor polar adalah Electrolit Condenser (Elco). Kapasitor non – polar tidak mempunyai kutub sehingga tidak menjadi masalah apabila dipasang terbalik.

b.       Kondensator variabel (nilai kapasitasnya dapat diubah – ubah). Yang termasuk kapasitor tidak tetap adalah varco (kapasitansi dapat diubah dengan menggunakan obeng) dan trimmer (kapasitansi diubah dengan memutar pada porosnya). Pada kapasitor yang berukuran besar, nilai kapasitansi umumnya ditulis dengan angka yang jelas. Lengkap dengan nilai tegangan maksimum dan polaritasnya. Misalnya pada kapasitor elco dengan jelas tertulis kapasitansinya sebesar 100µF25v yang artinya kapasitor/ kondensator tersebut memiliki nilai kapasitansi 100 µF dengan tegangan kerja maksimal yang diperbolehkan sebesar 25 volt. Kapasitor yang ukuran fisiknya kecil biasanya hanya bertuliskan 2 (dua) atau 3 (tiga) angka saja. Jika hanya ada dua angka, satuannya adalah pF (pico farads). Sebagai contoh, kapasitor yang bertuliskan dua angka 47, maka kapasitansi kapasitor tersebut adalah 47 pF. Jika ada 3 digit, angka pertama dan kedua menunjukkan nilai nominal, sedangkan angka ke-3 adalah faktor pengali. Faktor pengali sesuai dengan angka nominalnya, berturut-turut 1 = 10, 2 = 100, 3 = 1.000, 4 = 10.000, 5 = 100.000 dan seterusnya.

Untuk kapasitor polyester nilai kapasitansinya bisa diketahui berdasarkan warna seperti pada resistor.

Tabel 2.3  Tabel Nilai Kapasitor Tipe Kapasitor

Kapasitor terdiri dari beberapa tipe, tergantung dari bahan dielektriknya. Untuk lebih sederhana dapat dibagi menjadi 3 bagian, yaitu kapasitor electrostatic, electrolytic dan electrochemical.

a.       Kapasitor Electrostatic

Kapasitor electrostatic adalah kelompok kapasitor yang dibuat dengan bahan dielektrik dari keramik, film dan mika. Keramik dan mika adalah bahan yang populer serta murah untuk membuat kapasitor yang kapasitansinya kecil. Tersedia dari besaran pF sampai beberapa µF, yang biasanya untuk aplikasi rangkaian yang berkenaan dengan frekuensi tinggi. Termasuk kelompok bahan dielektrik film adalah bahan-bahan material seperti polyester (polyethylene terephthalate atau dikenal dengan sebutan mylar), polystyrene, polyprophylene, polycarbonate, metalized paper dan lainnya.

b.      Kapasitor Electrolytic

Kelompok kapasitor electrolytic terdiri dari kapasitor-kapasitor yang bahan dielektriknya adalah lapisan metal-oksida. Umumnya kapasitor yang termasuk kelompok ini adalah kapasitor polar dengan tanda + dan - di badannya. Kapasitor ini memiliki polaritas karena proses pembuatannya menggunakan elektrolisa sehingga terbentuk kutub positif anoda dan kutub negatif katoda.

Telah lama diketahui beberapa metal seperti tantalum, alumunium, magnesium, titanium, niobium, zirconium dan seng (zinc) permukaannya dapat dioksidasi sehingga membentuk lapisan metal-oksida (oxide film). Lapisan oksidasi ini terbentuk melalui proses elektrolisa, seperti pada proses penyepuhan emas. Elektroda metal yang dicelup ke dalam larutan elektrolit (sodium borate) lalu diberi tegangan positif (anoda) dan larutan electrolit diberi tegangan negatif (katoda). Oksigen pada larutan electrolyte terlepas dan mengoksidasi permukaan plat metal. Contohnya, jika digunakan alumunium, maka akan terbentuk lapisan Alumunium-oksida (Al2O3) pada permukaannya.

Dengan demikian berturut-turut plat metal (anoda), lapisan-metal-oksida dan electrolyte (katoda) membentuk kapasitor. Dalam hal ini lapisan-metal- oksida sebagai dielektrik. Dari rumus umum diketahui besar kapasitansi berbanding terbalik dengan tebal dielektrik. Lapisan metal-oksida ini sangat tipis, sehingga dengan demikian dapat dibuat kapasitor yang kapasitansinya cukup besar.

Karena alasan ekonomis dan praktis, umumnya bahan metal yang banyak digunakan adalah alumunium dan tantalum. Bahan yang paling banyak dan murah adalah aluminium. Untuk mendapatkan permukaan yang luas, bahan plat Aluminium ini biasanya digulung radial. Sehingga dengan cara itu dapat diperoleh kapasitor yang kapasitansinya besar. Sebagai contoh 100uF, 470uF, 4700uF dan lain-lain, yang sering juga disebut kapasitor elco.

Bahan electrolyte pada kapasitor tantalum ada yang cair tetapi ada juga yang padat. Disebut electrolyte padat, tetapi sebenarnya bukan larutan electrolit yang menjadi elektroda negatif-nya, melainkan bahan lain yaitu manganese- dioksida. Dengan demikian kapasitor jenis ini bisa memiliki kapasitansi yang besar namun menjadi lebih ramping dan mungil. Selain itu karena seluruhnya padat, maka waktu kerjanya (lifetime) menjadi lebih tahan lama. Kapasitor tipe ini juga memiliki arus bocor yang sangat kecil Jadi dapat dipahami mengapa kapasitor Tantalum menjadi relatif mahal.

2.1.3 Dioda

Dioda adalah piranti elektronik yang hanya dapat melewatkan arus dalam satu arah saja. Karena itu, dioda dapat dimanfaatkan sebagai penyearah arus listrik, yaitu piranti elektronik yang mengubah arus atau tegangan bolak-balik (AC) menjadi arus tegangan searah (DC).

Prinsip Kerja Dioda

Dioda terbentuk dari bahan semikonduktor tipe P dan N yang digabungkan. Dengan demikian dioda sering disebut PN junction. Dioda adalah gabungan bahan semikonduktor tipe N yang merupakan bahan dengan kelebihan elektron dan tipe P adalah kekurangan satu elektron sehingga membentuk Hole. Hole dalam hal ini berfungsi sebagai pembawa muatan. Apabila kutub P pada dioda (biasa disebut anode) dihubungkan dengan kutub positif sumber maka akan terjadi pengaliran arus listrik dimana elektron bebas pada sisi N (katode) akan berpindah mengisi hole sehingga terjadi pengaliran arus.

Sebaliknya apabila sisi P dihubungkan dengan negatif baterai / sumber, maka elektron akan berpindah ke arah terminal positif sumber. Didalam dioda tidak akan terjadi perpindahan elektron.

Jenis –Jenis Dioda P

ada dasarnya setiap dioda memiliki karakteristik yang sama tetapi ada beberapa dioda yang memiliki keistimewaan khusus, diantaranya :

a.       Dioda hubungan

Dioda yang dapat menghantarkan arus dan tegangan yang besar pada satu arah saja. Contoh : IN4001, IN4002.

b.      Dioda kontak titik

 Dioda ini berfungsi untuk mengubah frekuensi tinggi ke frekuensi rendah. Contoh : IN60, OA70

c.       Dioda Zener

Dioda zener adalah tipe dioda yang spesial, dimana arus dapat mengalir pada arah kebalikan. Dioda zener sebenarnya sama seperti dioda biasa dapat mengalirkan arus pada arah bias maju. Jika di bias terbalik juga bekerja seperti biasa, kecuali bila mencapai tegangan yang bekerja pada zener / breakdown voltage, dioda zener akan mengalirkan arus listrik dalam arah bias terbalik atau mundur. Dioda menolak aliran arus pada arah kebalikan selama tegangan balik (reversing voltage) tetap rendah. Tetapi jika tegangan mendekati batas breakdown, dioda zener akan dialiri arus pada arah kebalikan. Dengan kata lain tahanan dioda zener breakdown mendekati nol dan arus balik (reverse current) dapat mengalir.

Apabila arah arus ke depan, dioda zener memiliki karakteristik yang sama dengan dioda-dioda secara umum, tetapi karakteristik lainnya adalah arus akan mengalir ke dioda zener secara tiba-tiba dari satu tegangan balik tertentu apabila tegangan digunakan pada arah berlawanan. Tegangan kerja pada saat itu disebut dengan tegangan breakdown yang besarnya antara beberapa volt sampai beberapa ratus volt. Aplikasi dioda zener pada otomotif adalah pada sistem pengisian elektronika dan beberapa komponen-komponen elektronik lainnya. Ukuran dioda zener yang banyak dijumpai di pasaran adalah : •Tegangan Zener : dibuat dalam berbagai ukuran tegangan, misal 3.3, 4.7, 5.1, 6.2, 6.8, 9.1, 10, 11, 12, 13, 15 sampai 200 volt.

 • Untuk ukuran daya lebih banyak dibutuhkan dalam arah/bias mundur contoh : P= 1.0,7=0,7 W, bias maju arus 1 A. P= 1.10=10 watt, bias mundur 1 A

d.      Light Emiting Dioda (LED)

Yaitu jenis dioda yang mampu menghasilkan cahaya apabila pada dioda tersebut bekerja tegangan 1.8V dan arus listrik 1.5mA dengan arah forward bias / bias arus maju. Arus listrik juga akan bekerja hanya pada arus bias maju. LED didesign dengan rumah atau case dari bahan epoxy trasnparan. Warna cahaya yang dihasilkan dapat dibuat sesuai dengan dopping bahan pada LED.

e.       Dioda Foto

Jika semi konduktor menyerap cahaya, maka dapat tercipta pasangan elektron bebas-lubang yang melebihi jumlah yang telah ada dalam semi konduktor itu akibat kegiatan termal. Gejala ini disebut penyerapan foto (foto absorption). Meningkatnya konduktifitas listrik akibat kelebihan muatan pembawa oleh penyerapan foto disebut konduktifitas foto (foto konduktivitas). Jika bungkus semi konduktor diberi “jendela” transparan (tembus cahaya) maka konduktifitas listrik semi konduktor tergantung pada intensitas cahaya yang jatuh padanya. Inilah prinsip kerja sebuah dioda foto.

Aplikasi dioda

Aplikasi dioda pada kendaraan banyak digunakan untuk penyearahan arus seperti pada sistem pengisaian. Fungsi dioda adalah sebagai penyearah arus dari arus bolak-balik menjadi arus searah agar dapat dimanfaatkan untuk mengisi baterai dan menyuplai kebutuhan arus pada kendaraan.

Fungsi lain dioda ini pada kendaraan adalah sebagai anti shock tegangan. Contoh aplikasinya adalah pada jenis relay diberikan dioda dengan tujuan untuk mencegah terjadinya arus balik pada rangkaian. Arus balik listrik ini dapat berasal dari induksi medan magnet yang dihasilkan oleh kumparan relay. Induksi listrik ini biasanya lebih tinggi tegangannya dibandingkan dengan tegangan sumber. Untuk mencegah terjadinya kerusakan akibat terjadinya tegangan induksi ini maka pada rangkaian relay dipasangkan rangkaian dioda.

Penerapan Dioda Dalam Rangkaian Penyearah

Karena sebuah dioda sambungan P-N hanya dapat mengalirkan arus listrik dalam satu arah, maka diode dapat dimanfaatkan sebagai penyearah (rectifier) untuk mengubah arus bolak-balik (AC) menjadi arus searah (DC). Ada dua jenis penyearah, yaitu penyearah setengah-gelombang (half-wave rectifier) dan penyearah gelombang–penuh (full-wave rectifier).

2.1.4 Transistor

Transistor adalah komponen terpenting yang ada dalam dunia elektronika. Secara garis besar ada 2 macam transistor 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.

Gambar 2.4  Transistor NPN dan PNP

Pada transistor NPN, pemberian tegangan positif dari basis ke emittor,· menyebabkan hubungan collector ke emittor terhubung singkat, yang menyebabkan transistor aktif ( ON ). Pemberian tegangan negatif atau 0 V dari basis ke emittor menyebabkan hubungan collector dan emittor terbuka, yang disebut transistor mati ( OFF ).

Pada transistor PNP, pemberian tegangan negatif dari basis ke emittor ini akan menyalakan transistor ( ON ). Dan pemberian tegangan positif dari basis ke emittor ini akan membuat transistor mati ( OFF ).

2.1.5 Potensiometer

Potensiometer adalah salah satu jenis dari resistor yang variabel hambatannya dapat diubah ubah. Pengubahan variabel hambatan pada potensiometer dapat dilakukan dengan cara mengubah frekuensi dengan  ( Potensiometer) memutar potensiometer tersebut. Dengan cara ini frekuensi output rangkaian atau alat elektronika dapat diubah-ubah. Potensio banyak terdapat pada alat- alat elektronika seperti radio untuk mengatur volume radio tersebut. .

Gambar 2.5 Simbol Potensiometer

2.1.6 IC 3130

Operational Amplifier atau di singkat op-amp merupakan salah satu komponen analog yang sering digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian elektronika. Aplikasi op-amp yang paling sering dipakai antara lain adalah rangkaian inverter, non-inverter, integrator dan diferensiator. Pada pokok bahasan kali ini penulis hanya akan membahas kegunaan Op-Amp pada alat Lampu flip-flop.

Pada Op-Amp memiliki 2 rangkaian feedback (umpan balik) yaitu feedback negatif dan feedback positif dimana feedback negatif pada op-amp memegang peranan penting. Secara umum, umpan balik positif akan menghasilkan osilasi sedangkan umpan balik negatif menghasilkan penguatan yang dapat terukur. Pada rangkaian Lampu flip-flop IC 3130 digunakan sebagai rangkaian Osilator (penghasil detak pulsa)

Penjelasan Rangkaian Osilator

Pada rangkaian lampu flip-flop, osilator yang digunakan yaitu IC 3130, keluaran dari osilator ini berupa gelombang atau denyut.

Gambar 2.6 IC 3130

2.1.7 IC 4017 ( Decoder Counter )

Mungkin jenis IC ini tidak asing bagi para penggemar elektronika. IC logika dari jenis CMOS ini biasa digunakan untuk membuat rangkaian running LED 10 tahap. IC 4017 memang mempunyai nama resmi "Decade Counter", lebih lengkapnya "5 Stage Johnson Decade Counter" atau "5 Stage Divide by Ten Johnson Counter".

Apa maksud kata '5 Stage' sedangkan keluaran 4017 ada 10 tahap? IC 4017 memang terbentuk dari 5 DFF yang dikonfigurasikan sebagai pembagi dua (Johnson Counter). Sehingga dengan adanya 5 untai pembagi dua, dapat diperoleh 10 output yang aktif (berlogika tinggi) secara bergantian. Standar suplai untuk IC 4017 adalah sesuai standar catu untuk IC logika CMOS : +3 - +15 VDC. Keluaran berlogika tinggi sesuai urutan (output 0 - output 9). Pergeseran logika tinggi pada output berdasarkan masukan clock pada pin 14. Semakin tinggi frekuensi clock, semakin cepat pergeseran logika pada pin - pin output. Clock diaktifkan dengan memberikan logika rendah pada pin ENABLE (pin 13). Jika pin ENABLE mendapat logika tinggi, pergeseran logika pada output akan berhenti (pause). Pin RESET berfungsi membuat pergeseran logika pada output dimulai lagi dari output 0. Jika pin RESET diberi logika tinggi, logika tinggi akan muncul pada output 0, sedangkan output lain berlogika rendah.

Pin RESET akan nonaktif jika diberi logika rendah. Terakhir, ada pin CARRY OUT yang berfungsi melimpahkan carry jika pergeseran logika pada output sudah satu putaran. Jadi jika Anda ingin menambahkan IC yang lebih banyak, CARRY OUT dapat dipakai sebagai CLOCK IN bagi IC 4017 berikutnya.

Gambar 2.7. IC 4017

BAB III

ANALISA DAN PEMBAHASAN

     3.1Analisa Prinsip Kerja Rangkaian Lampu Flip-Flop

Rangkaian lampu atau lipat beberapa panggilan biasa ke Lampu Flip-Flop adalah Multivibrator-astabil (Multivibrator tak stabil). Transistor di set kedua hal ini untuk mengirimkan dan pada gilirannya sehingga LED D1 dan D2 akan menghidupkan dan mematikan secara bergantian. Flame-kecepatan mematikan LED ditentukan oleh ukuran kapasitor C1 dan C2. Semakin besar nilai kapasitor perlahan akan mengubah frekuensi-nyala lampu LED yang kedua keluar. Dengan nilai C1 = C2 kemudian api akan keanaeragaman LED1 dan LED2-out dengan frekuensi yang sama.

Tegangan yang dibutuhkan adalah 9 VDC. Jika menggunakan sebagian daya 3 Volt (2 buah baterai 1,5 Volt), R1 dan R2 dapat diabaikan dan kaki katoda LED masing-masing langsung terhubung ke kaki kolektor transistor terkait.

Pada dasarnya, Flip-flop bekerja berdasarkan prinsip kerja transistor sebagai angkaian tersebut diberi tegangan maka maka salah satu dari transistor akan berada dalam kondisi on. Kondisi ini akan tergantung pada kapasitor mana yang memiliki muatan lebih tinggi dibanding dengan kapasitor lain. Kapasitor yang memiliki muatan lebih tinggi akan melepaskan muatan listrik lebih dahulu sehingga transistor yang kaki basisnya terhubung dengan kapasitor tersebut akan berada dalam kondisi on sementara transistor tersebut on akan menyebabkan kapasitor yang terhubung dengan kaki kolektor akan terisi muatan, jika salah satu transistor dalam kondisi on maka transistor yang lain akan berada dalam konsi off hal ini akan berlaku terus menerus secara bergantian sehingga terjadilah pergiliran nyala lampu yang disebut lampu flip-flop.

Coba kita mulai dengan Tr1, Jika Tr1 dalam kondisi on (disebabkan C1 melepas a kolektor dan emitor akan terhubung sehingga Lampu D1 mendapat arus listrik sehingga D1 menyala, pada saat yang sama C2 mengisi muatan, setelah penuh maka C2melepas muatan sehingga Tr2 sekarang berada dalam kondisi on sementara Tr1 berubah ke kondisi off. Pada saat Tr2 dalam kondisi on akan menyebabkan kolektor dan emitor terhubung sehingga lampu D2 mendapat arus listrik dan menyala, pada saat yang sama C1mengisi muatan, demikian seterusnya selama rangkaian flip-flop ini mendapat arus listrik, maka peristiwa tersebut akan berulang. Sementara fungsi resistor dalam rangkaian ini adalah untuk memberi bias tegangan pada kaki basis dari masing-masing transistor.

3.2.Analisa rangkaian secara detail

Gambar 3.1  Rangkaian Flip-Flop 2 LED

Skema rangkaian Lampu Flip-Flop 2 Transistor bisa dikerjakan dngn memberikan jumlah LED yg dipakai dengan langkah memparallel LED itu ke LED Dioda 1 & LED Dioda 2. Butuh diingat kekuatan transistor dalam mengalirkan arus terbatas, hingga menambahkan jumlah LED janganlah terlalu berlebih. Untuk memperoleh variasi hidup lampu yg lebih indah bisa dikerjakan dngn mengatur tata letak LED yg dipasang di Skema rangkaian Lampu Flip-Flop 2 Transistor itu.

Untuk mengatur interval maupun jarak lampu hidup & mati pada LED Dioda 1 & Dioda 2 bisa diatur dngn langkah merubah nilai Capasitor 1 & Capasitor 2, makin kecil nilai kapasitor/kondensator yg dipakai maka makin cepat interval hidup lampu LED Dioda 1 & Dioda 2, makin besar nilai kapasitansi LED Dioda 1 & Dioda 2 maka makin lama interval hidup lampu LED Dioda 1 & Dioda 2 di Skema rangkaian Lampu Flip-Flop 2 LED Transistor itu.

BAB VI

LANGKAH KERJA DAN HASIL RANGKAIAN

4.1 Alat dan Bahan

4.1.1 Alat
1. Solder                                                            1 buah
2. Landasan ( tempat menyolder )               1 buah
3.Gunting

4.1.2 Bahan

No	Nama komponen	Jumlah	Keterangan
1	Resistor	1	470 Ω
2	Resistor	2	220 Ω
3	Resistor	1	10 K Ω
4	LED	2	Kuning dan Hijau
6	Transistor	2	BC547 100 µ F / 50 V
8	Battery	1	9 V
10	PCB	1	-
11	Kabel	Secukupnya	-
12	Timah	Secukupnya	-

4.2  Langkah Kerja

1.      Alat dan bahan yang dibutuhkan terlebih dahulu dan pastikan semua alat dan bahan  kondisi yang baik.

2.      Kemudian susun komponen-komponen seperti sesuai dengan Rangkaian Yang telah dibuat 

3.      Pasangkan masing masing komponen pada PCB sesuai gambar rangkaian di atas

4.      Solder bagian belakang dengan timah

5.      Hubungkan arus ke rangkaian

4.3  Gambar Rangkaian

Gambar 4.1 Rangkaian Lampu Flip-Flop 2 LED lampu kuning menyala

Gambar 4.2 Rangkaian Lampu Flip-Flop 2 LED Lampu hijau menyala

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

        Flip flop adalah rangkaian digital yang di gunakan untuk menyimpan satu bit secara semi permanen sampai ada perintah untuk menghapus atau mengganti bit yang sudah tersimpan. Prinsip dasar dari flip flop adalah suatu komponen elektronika seperti transistor, resistor, dan dioda yang di rangkai menjadi suatu gerbang logika yang dapat bekerja secara sekuensial hingga membentuk suatu rangkaian sehingga dapat menghasilkan berbagai rangkaian flip flop.

Rangkaian kombinasional : rangkaian yang memiliki output yang selalu bergantung pada suatu kombinasi input yang ada.

Rangkaian sekuensional : rangkaian yang keadaan outputnya bergantung pada input input yang juga bergantung pada output sebelumnya.

5.2 Saran

Saya mohon maaf bila makalah saya kurang menarik karena saya sadar masih banyak kesalahan-kesalahan pada susunan makalah ini.untuk itu saya minta pada anda semua mau berbagai ilmu serta dapat memberikan saran dan kritikannya agar kedepannya saya dapat menyelesaikan makalah lebih baik lagi.