M. Hari Arif - 201110130311079

DIGITAL FREQUENSI METER

Gelombang listrik terdiri dari bermacam-macam bentuk gelombang, Tetapi secara garis besar dikelompokkan menjadi dua jenis, yaitu gelombang satu arah(DC) dan gelombang 2 arah (AC). Jika kedua jenis gelombang tersebut mempunyai amplitude yang tidak tetap atau kata lain mempunyai kenaikan atau penurunan nilai amplitudesecara kontinyu maka bias dipastikan gelombang tersebut mempunyai nilai frekuensi lebih bessar dari 0Hz.

Digital Frequensi Meter Merupakan rangkaian penghitung frekuensi secara digital. Jika sebuah sinyal pulsa digunakan untuk men-trigger  counter pada waktu satu detik, maka hasil perhitungan counter merupakan frekuensi dari sinyal pulsa tersebut.

Alat dan Komponen Yang digunakan pada rangkaian diatas,yaitu:

1. Signal Generator
Merupakan sebuah alat untuk menghasilkan sinyal berupa sinusoida,pulsa,segitiga, dan lain sebagainya.
 2. J-K Flip Flop
JK flip-flop sering disebut dengan JK FF induk hamba atau Master Slave JK FF karena terdiri dari dua buah flip-flop, yaitu Master FF dan Slave FF. Master Slave JK FF ini memiliki 3 buah terminal input yaitu J, K dan Clock. Sedangkan IC yang dipakai untuk menyusun JK FF adalah tipe 7473 yang mempunyai 2 buah JK flip-flop dimana lay outnya dapat dilihat pada Vodemaccum IC (Data bookc IC). Kelebihan JK FF terhadap FF sebelumnya yaitu JK FF tidak mempunyai kondisi terlarang artinya berapapun input yang diberikan asal ada clock maka akan terjadi perubahan pada output

3. AND Gate
Merupakan gerbang logika yang keluarannya akan berkondisi 1(ON), jika kedua inputnya berlogika 0 (OFF). Dibawah ini merupakan table kebenaran dari gerbang AND:

4.  IC 74LS90
IC 74LS90 termasuk IC yang didalamnya terdapat rangkaian counter. IC ini hanya dapat menghitung dari 0 sampai dengan 9. Ic ini menghitung pulsa input dan output yang diterima sebagai bilangan biner 4 bit melalui pin QA, QB,QC, dan QD. Output biner di-reset ke 0000 pada setiap pulsa yang kesepuluh, dan hitungan dimulai dari 0 sampai dengan batas maksimum perhitungan, dalam kasus ini IC hanya bias menghitung sampai dengan angka 9.

5. IC74LS171
Merupakan IC yang didalamnya terdapat D-Latch. Dibawah ini merupakan konfigurasi pin pada IC 74LS171

6. IC 74LS47
IC 74LS47 merupakan dekoder BCD ke seven segment yang berfungsi untuk menyalakan sevent segment mode common anode. Dekoder BCD ke seven segment mempunyai masukan berupa bilangan BCD 4-bit (masukan A, B, C dan D). Bilanga BCD ini dikodekan sehingga membentuk kode tujuh segmen yang akan menyalakan ruas-ruas yang sesuai pada seven segment. Masukan BCD diaktifkan oleh logika ‘1’, dan keluaran dari dekoder 7447 adalah aktif low. Tiga masukan ekstra juga ditunjukkan pada konfigurasi pin IC 7447 yaitu masukan (lamp test), masukan (blanking input/ripple blanking output), dan (ripple blanking input).

7. Seven segmen
Seven segmen merupakan salah satu perangkat layar untuk menampilkan sistem angka desimal yang merupakan alternatif dari layar dot-matrix. Angka yang ditampilkan di seven segmen ini dari 0-9. Cara kerja dari seven segmen disesuaikan dengan LED. LED merupakan komponen diode yang dapat memancarkan cahaya. kondisi dalam keadaan ON jika sisi anode mendapatkan sumber positif dari Vcc dan katode mendapatkan sumber negatif dari ground.

Untuk  hasil dari rangkain  Digita l Frequensi Meter, dapat diketahui  pada  gambar  dibawah  ini.

Masukan yang diberikan pada rangkaian ini berupa inputan sinyal sinusoida dan dapat diatur berapa besarnya yang dikehendaki  melalui seperti gambar diatas (gambar dari simulasi rangkaian di progam simulator proteus).. Amplifier berfungsi sebagai penguatan sinyal inputan yang diberikan. Lalu sinyal di teruskan ke Schmitt trigger merupakan suatu rangkaian yang dapat mendeteksi tegangan input yang melintasi suatu peringkat tertentu. Selain itu schmitt trigger sangat berguna untuk pengkondisi sinyal segitiga ataupun bentuk gelombang lainnya, maka output schmitt trigger akan menghasilkan suatu keluaran gelombang segi empat dengan pinggiran naik dan pinggiran turun yang tajam. Fungsi dari IC ini adalah sebagai pembalik dan pemantap atau untuk mendeteksi taraf dan membentuk kembali pulsa-pulsa yang buruk pada bagian tepinya (membentuk sinyal kotak) atau sinyal pulsa. 

Rangkaian diatas bekerja memanfaatkan pewaktu yang sengaja diatur pada jangka waktu 1 (satu) detik.Sedangkan untuk menghitung jumlah frekuensi dimanfaatkan siklus positif dari sinyal input itu sendiri. Dimana sinyal input tersebut dijadikan sebagai clock pada rangkaian counter. Kemudian diteruskan ke J-K flip-flop yang merupakan rangkaian digital yang digunakan untuk menyimpan 1 bit secara semi permanen, sampai ada suatu perintah untuk menghapus atau mengganti isi dari bit yang disimpan Kemudian sinyal pengatur waktu satu detik dari rangkaian monostable kemudian dikalikan logikanya dengan sinyal input dengan menggunakan gerbang AND. Sehingga pada saat sinyal dari monostable berlogika tinggi selama satu detik, maka input clock pada rangkaian counter akan mendapat logika sama seperti pada sinyal input pengukuran. Lalu ke decade counter yang merupakan penghitung data clock secara serial. Pada blok ini terdapat 3 decade counter.

Cara kerja decade counter pada blok ini dapat dijelaskan:

• Untuk Decade counter yang pertama akan ditrigger oleh keluaran dari gerbang AND, pada saat kondisi output gerbang AND berubah dari 1001 ke 0000.  
• Decade Counter 2 akan ditrigger oleh Decade counter 1 pada saat kondisi output decade counter 1 berubah dari 1001 ke 0000.
• Decade Counter 3 akan ditrigger oleh Decade counter 2 pada saat kondisi output decade counter 2 berubah dari 1001 ke 0000.

Untuk frequensi pada setiap decade counter terdapat selisih 1/10 Hz. Pada input Frequensi didapat 1kHz, kemudian setelah masuk pada Decade counter1 frequensi menjadi 100Hz. Setelah itu, Frequensi berkurang hingga didapat pada decade counter 3 menjdi 1HZ. Lalu menuju ke D-Lacth yang Merupakan rangkaian elektronik yang mempunyai dua kondisi sama dengan kondisi masukan saat kondisi clock 1, d-lacth bekerja saat mendapat mendapat clock dari Q not J-K filp-flop, keluaran dari d-latch terhubung ke masukkan dari binary 7-segment decoder, sehingga keluaranya dapat ditampilkan ke 7-segment.

Setelah itu output akan ditampilkan melalui 7-segment yang berfungsi sebagai displaynya