Axact - Responsive Magazine Blogger Theme: Rangkaian

Skema Rangkaian Lampu Lalu Lintas (Traffic Light) dan Prinsip Kerjanya

di Agustus 14, 2018 0

Traffic light atau lampu lalu lintas adalah alat berupa tiga buah lampu yang fungsinya mengatur arus lalu lintas di jalan raya. Lampu Lalu lintas dipasang pada persimpangan jalan agar kendaraan tidak saling mendahului dan menyebabkan macet. Biasanya Traffic light menggunakan timer waktu tertentu dan sebuah panel surya sebagai sumber daya.

Traffic Light

Kebanyakan lampu lalu lintas dirancang menggunakan mikrokontroller. Bahasa pemogramannya pun beragam, tergantung dengan jenis mikrokontroller yang digunakan. Selain menggunakan microcontroller, tentu saja Traffic light juga bisa menggunakan Rangkaian elektronika sederhana. Rangkaian Taffic light dibangun menggunakan rangkaian elektronika digital.

Kelebihan dari Rangkaian Traffic Light menggunakan rangkaian digital adalah harganya yang murah dan tidak rumit proses pembuatannya. Tentunya yang perlu dipahami adalah karakteristik setiap komponen elektronika . Berikut ini adalah skema rangkaian lampu lalu lintas atau traffic light :

Daftar Komponen yang digunakan

Resistor 10K 0hm = 2pcs
Capacitor 47uF = 1 Pcs
LED merah = 2 pcs
LED Kuning = 2 pcs
LED Hijau = 2 pcs
IC timer NE 555 = 1 pcs
IC 7473 (JKFF) = 2 pcs
IC 7474 (DFF) = 1 pcs
IC 7408 (AND) = 2 pcs
IC 7404 (NOT) = 1 pcs
IC 7402 (NOR) = 1 pcs

Jika IC pada daftar tidak tersedia di pasaran, bisa digantikan dengan IC yang ekuivalent. Misalkan mengganti IC 74xx menjadi 40xx.

Skematik Rangkaian

Skematik Rangkaian

Prinsip Kerja Rangkaian

Untuk menjelaskan prinsip kerja rangkaian traffic light, akan lebih mudah dipahami jika menggunakan blok diagram rangkaian. Berikut ini Blok diagram traffic light :

Blok diagram

Blok rangkaian terdiri dari sebuah rangkaian clock Ic 555, Sebuah rangkain Control Counter , rangkaian control logic, rangkaian binary 2 bit dan rangkaian convertion logic. Rangkaian Clok dibangun dari IC 555 untuk menghasilkan pulsa Clock dengan perioda tertentu. Lebar pulsa clock diatur dengan mengsetting nilai dari R1, R2 dan C1. Cara menghitung R1, R2 dan C1 dapat dibaca pada Arikel rangkaian Clock Ic 555.

Pulsa clock yang telah dihasilkan masuk ke rangkaian Counter yang dibangun dengan menggunakan IC JK flip flop. Rangkaian counter akan menghasilkan Frequensi 1/8 dari frequensi out dari clock. Kemudian out dari Counter akan diumpak ke rangkaian control logic untuk menghasilkan pulsa clock untuk dikirim ke rangkaian binary 2bit. Dari rangkaian binary 2 bit yang menghasilkan 4 output. Selanjutnya 4 output akan dikonversi menjadi 6 buah output logic untuk menyalakan Light Emitting Diode (LED).

Output berupa LED dapat diganti menggunakan lampu yang lebih besar, tentunya dengan menggunakan rangkaian driver atau menggunakan relay. Pada rangkaian diatas menggunakan sumber tegangan 5v, maka jika menggunakan input DC 12v harus ditambahkan sebuah rangkaian Regulator 5V. Rangkaian regulator sederhana dapat dibuat menggunakan IC 7805.

Untuk melihat simulasi proteus 8 untuk traffic light dapat di download disini

Skema Rangkaian Traffic light diatas dapat diterapkan pada jalan raya maupun untuk project atau tugas pelajar / mahasiswa. Sekedar saran, jika membuat traffic light usahakan semua rangkaian berada dalam 1 board Printed Circuit Board (PCB), sehingga lebih ringkas dan memudahkan analisa. Selain itu dapat menghemat ruang yang digunakan. Semoga bermanfaat!

Rangkaian

Prinsip Kerja Rangkaian IC 555, Rumus Frekuensi dan Duty Cyclenya

di Juli 18, 2018 0

IC 555 adalah IC yang paling banyak digunakan di dunia. Komponen ini didesain oleh Hans R. Camenzind pada tahun 1970. IC ini pertama kali produksi tahun 1971 oleh Signetics dan dijuluki IC time Machine, IC ini menjadi andalan pada rangkaian elektronika digital karena kehandalan dan kemudahannya.

Rangkaian yang menggunakan IC timer banyak digunakan pada rangkaian elektronika Digital. Pada dasarnya IC 555 berfungsi membangkitkan clock. Clock adalah sederet pulsa berdenyut yang dapat diatur lebar pulsanya.

Dalam operasinya sebagai pembangkit clock, IC ini dapat diatur dalam beberapa ,mode yaitu Astable multivibrator, bistable Multivibrator dan monostable multivibrator.

Ada beberapa Perusahaan yang memproduksi IC jenis ini sehingga dip saran terdapat beberapa tipe. Perbedaan Hanya terletak pada nama Tipenya saja, namun tidak ada perbedaan pada Cara kerjanya. Perusahaan yang memproduksnya diantara lain :

Signetics Semiconductor : SE 555

Fairchild Semiconductor : NE 555/ KA 555

National Semiconductor : LM 555

Maxim : ICM 555

Intersil : SE 555 / NE 555

Pada dasarnya Sebuah IC disusun dari berbagai macam komponen yang diintegrasikan. Begitu pula IC timer ini, terdapat berbagai komponen yang dirangkai sehingga menjadi sirkuit terpadu. Di dalamnya terdapat 20 Transistor, 15 resistor dan 2 dioda. Nama 555 berasal dari tiga buah Resistor bernilai 5K ohm yang diseri sebagai pembagi tegangan pada komparator.

Skematik ekuivalent IC 555

Diagram IC 555

Susunan dan Fungsi PinOut

IC 555 mempunyai 8 pin yang mempunyai fungsi dan karakteristik masing-masing. Fungsi Setiap pinnya adalah :

Pin 1 (Ground) : Tersampung pada Ground
Pin 2 (Trigger) : Pemicu agar pewaktuan bekerja
Pin 3 (Output) : Output Clock IC 555
Pin 4 (Reset) : Pin untuk menghentikan kerja IC jika Output diberi logika low (0)
Pin 5 (CV) : Control Voltage, berfungsi untuk membagi tegangan 2/3vcc
Pin 6 (Treshold) : Berfungsi untuk menghentikan kerja Ic jika V Pin6 dibawah 2/3 Vcc
Pin 7 (Discharge) : berfungsi membuang muatan Capacitor ketika V lebih dari 2/3 Vcc
Pin 8 (VCC) : Tersambung pada Vcc

Skematic Rangkaian

Rangkaian Clock dapat dilihat pada gambar berikut :

Skematik IC 555

Prinsip Kerja

Pada Skematik Terdiri dari sebuah IC 555, 2 buah resistor dan Sebuah kapasitor elco. Saat rangkaian diaktifkan, mula mula Kapasitor C1 mengisi muatannya lewat R1 dan R2. Kapasitor mengisi muatannya hingga tegangan pada C1 lebih dari 2/3*Vcc. Artinya, jika tegangan kerja adalah 5V maka kapasitor mengisi sampai tegangannya 2/3*5=3.33v. Pada saat kapasitor mengisi, output pin kaki 3 adalah HIGH. Saat tegangan pada C1 lebih sedikit saja dari 3.33v, transistor internal yang berada pada pin 7 akan aktif sehingga muatan pada C1 dibuang ke kaki 7 hanya lewat R2. Tegangan pada C1 dibuang sampai nilainya sedikit dibawah 1/3*vcc atau 1.6v. saat kapasitor C1 membuang muatannya, output pin 3 IC akan berubah menjadi LOW. Berkurangnya Tegangan C1 dibawah 1/3vcc menyebabkan transistor internal pada kaki 7 terputus, maka kapasitor mengisi lagi sampai 2/3vcc menyebabkan siklus yang berulang terus menerus. Kerja dari rangkaian dapat dihentikan dengan cara menghubungkan pin 4 (Reset) ke Ground. Dengan cara ini maka output pin 3 tidak akan berubah (LOW).

Dari Prinsip kerja diatas didapat fakta bahwa kapasitor mengisi muatan lewat R1 dan R2, Sedangkan kapasitor mengosongkan muatan hanya lewat R2 saja. Dengan perbedaan Resistansi ini menyebabkan perbedaan interval waktu C1 pada saat mengisi dan membuang muatan yang berpengaruh pada output Pin 3 IC. Dengan demikian Terdapat berbedaan waktu output pada saat logika High dan Low. Perbedaan waktu ini disebut Duty Cycle (Siklus tugas).

Frekuensi dan Duty Cycle

Frekuensi adalah banyaknya siklus gelombang yang dapat dihasilkan dalam 1 detik. Frekuensi dinyatakan dalam satuan Hertz (Hz). Duty Cycle adalah perbedaan waktu sinyal pada saat logika High dan Low. Duty Cycle dinyatakan dalam satuan persen (%). Semakin Besar duty Cyclenya, maka semakin besar pula Range sinyal highnya. Pada Rangkaian IC 555 kita dapat mengatur besar Frekuensi dan Duty Cyclenya dengan mengatur nilai R1, R2 dan C1.

Rumus menghitung Frekuensi IC 555 adalah :

F = 1,44 / {(R1 + 2R2) * C1}

Pada Skema diatas diketahui Nilai R1 = R2 = 10K ohm, C1= 10uF. Maka Frekuensinya adalah :

F = 1,44 / {(10K + 2.10K)* 0.00001F}
*nilai 10uF diubah menjadi farad = 0.00001F

F = 1,44 / {0.3}

F = 4.8Hz

Untuk duty Cycle Rumusnya adalah :

D = ((R1 + R2 )* 100) / (R1 + 2R2 )

D = ((10K + 10K)*100 ) / (10K + 2.10K)

D = 2000K / 30K

D = 66.6 %

Bagi yang Ingin mencoba Project atau mencari skema penerapan dari rangkaian IC 555 dapat membuka artikel Download KumpulanSkema Elektronika Lengkap. Semoga Bermanfaat,,,!