TUGAS FISIKA TEKNIK 6

 

PERCOBAAN 11 BENGKOMMIL

 

NAMA     : WAWAN KURNIAWAN

NOSIS    : 20200531-E

JURUSAN : TELKOMMIL

                                                           

PERCOBAAN 11

MENAMPILKAN NAMA DAN NRP SISWA MENGGUNAKAN

 SEVEN SEGMEN COMMON ANODA

 

 

1.  TUJUAN :  AGAR BAMASIS MAMPU MEMBUAT RANGKAIAN SEVEN SEGMEN COMMON ANODA

 

2.    ALAT DAN BAHAN :

   

    A. SEVEN SEGMEN COMMON ANODA

    B. POWER SUPPLY

    C. LIVE WIRE

 

3.    TEORI DASAR : 

   

    A.   SEVEN SEGMEN 

Pengertian Seven Segment Display – Seven Segment Display (7 Segment Display) dalam bahasa Indonesia disebut dengan Layar Tujuh Segmen adalah komponen Elektronika yang dapat menampilkan angka desimal melalui kombinasi-kombinasi segmennya. Seven Segment Display pada umumnya dipakai pada Jam Digital, Kalkulator, Penghitung atau Counter Digital, Multimeter Digital dan juga Panel Display Digital seperti pada Microwave Oven ataupun Pengatur Suhu Digital . Seven Segment Display pertama diperkenalkan dan dipatenkan pada tahun 1908 oleh Frank. W. Wood dan mulai dikenal luas pada tahun 1970-an setelah aplikasinya pada LED (Light Emitting Diode).

Seven Segment Display memiliki 7 Segmen dimana setiap segmen dikendalikan secara ON dan OFF untuk menampilkan angka yang diinginkan. Angka-angka dari 0 (nol) sampai 9 (Sembilan) dapat ditampilkan dengan menggunakan beberapa kombinasi Segmen. Selain 0 – 9, Seven Segment Display juga dapat menampilkan Huruf Hexadecimal dari A sampai F. Segmen atau elemen-elemen pada Seven Segment Display diatur menjadi bentuk angka “8” yang agak miring ke kanan dengan tujuan untuk mempermudah pembacaannya. Pada beberapa jenis Seven Segment Display, terdapat juga penambahan “titik” yang menunjukan angka koma decimal.  Terdapat beberapa jenis Seven Segment Display, diantaranya adalah Incandescent bulbs, Fluorescent lamps (FL), Liquid Crystal Display (LCD) dan Light Emitting Diode (LED).

LED 7 Segmen (Seven Segment LED)

Salah satu jenis Seven Segment Display yang sering digunakan oleh para penghobi Elektronika adalah 7 Segmen yang menggunakan LED (Light Emitting Diode) sebagai penerangnya.  LED 7 Segmen ini umumnya memiliki 7 Segmen atau elemen garis dan 1 segmen titik yang menandakan “koma” Desimal. Jadi Jumlah keseluruhan segmen atau elemen LED sebenarnya adalah 8. Cara kerjanya pun boleh dikatakan mudah, ketika segmen atau elemen tertentu diberikan arus listrik, maka Display akan menampilkan angka atau digit yang diinginkan sesuai dengan kombinasi yang diberikan.

Terdapat 2 Jenis LED 7 Segmen, diantaranya adalah “LED 7 Segmen common Cathode” dan “LED 7 Segmen common Anode”.

LED 7 Segmen Tipe Common Cathode (Katoda)

Pada LED 7 Segmen jenis Common Cathode (Katoda), Kaki Katoda pada semua segmen LED adalah terhubung menjadi 1 Pin, sedangkan Kaki Anoda akan menjadi Input untuk masing-masing Segmen LED.  Kaki Katoda yang terhubung menjadi 1 Pin ini merupakan Terminal Negatif (-) atau Ground sedangkan Signal Kendali (Control Signal) akan diberikan kepada masing-masing Kaki Anoda Segmen .

LED 7 Segmen Tipe Common Anode (Anoda)

Pada LED 7 Segmen jenis Common Anode (Anoda), Kaki Anoda pada semua segmen LED adalah terhubung menjadi 1 Pin, sedangkan kaki Katoda akan menjadi Input untuk masing-masing Segmen LED. Kaki Anoda yang terhubung menjadi 1 Pin ini akan diberikan Tegangan Positif (+) dan Signal Kendali (control signal) akan diberikan kepada masing-masing Kaki Katoda Segmen LED.

 prinsip Kerja Dasar Driver System pada LED 7 Segmen

Berikut ini adalah Blok Diagram Dasar untuk mengendalikan LED 7 Segmen :

Blok Dekoder pada diagram diatas mengubah sinyal Input yang diberikan menjadi 8 jalur yaitu “a” sampai “g” dan poin decimal (koma) untuk meng-ON-kan segmen sehingga menghasilkan angka atau digit yang diinginkan. Contohnya, jika output dekoder adalah a, b, dan c, maka Segmen LED akan menyala menjadi angka “7”.   Jika Sinyal Input adalah berbentuk Analog, maka diperlukan ADC (Analog to Digital Converter) untuk mengubah sinyal analog menjadi Digital sebelum masuk ke Input Dekoder. Jika Sinyal Input sudah merupakan Sinyal Digital, maka Dekoder akan menanganinya sendiri tanpa harus menggunakan ADC.

Fungsi daripada Blok Driver adalah untuk memberikan arus listrik yang cukup kepada Segmen/Elemen LED untuk menyala. Pada Tipe Dekoder tertentu, Dekoder sendiri dapat mengeluarkan Tegangan dan Arus listrik yang cukup untuk menyalakan Segmen LED maka Blok Driver ini tidak diperlukan. Pada umumnya Driver untuk menyalakan 7 Segmen ini adalah terdiri dari 8 Transistor Switch pada masing-masing elemen LED.

B. LED

Pengertian LED (Light Emitting Diode) dan Cara Kerjanya – Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna    Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.

Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya.  Oleh karena itu, saat ini LED (Light Emitting Diode) yang bentuknya kecil telah banyak digunakan sebagai lampu penerang dalam LCD TV yang mengganti lampu tube.

Cara Kerja LED (Light Emitting Diode)

Seperti dikatakan sebelumnya, LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.

LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).

LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat mengubah Energi Listrik menjadi Energi Cahaya.

Cara Mengetahui Polaritas LED 

Untuk mengetahui polaritas terminal Anoda (+) dan Katoda (-) pada LED. Kita dapat melihatnya secara fisik berdasarkan gambar diatas. Ciri-ciri Terminal Anoda pada LED adalah kaki yang lebih panjang dan juga Lead Frame yang lebih kecil. Sedangkan ciri-ciri Terminal Katoda adalah Kaki yang lebih pendek dengan Lead Frame yang besar serta terletak di sisi yang Flat.

Warna-warna LED (Light Emitting Diode)

Saat ini, LED telah memiliki beranekaragam warna, diantaranya seperti warna merah, kuning, biru, putih, hijau, jingga dan infra merah. Keanekaragaman Warna pada LED tersebut tergantung pada wavelength (panjang gelombang) dan senyawa semikonduktor yang dipergunakannya. Berikut ini adalah Tabel Senyawa Semikonduktor yang digunakan untuk menghasilkan variasi warna pada LED.

Tegangan Maju (Forward Bias) LED

Masing-masing Warna LED (Light Emitting Diode) memerlukan tegangan maju (Forward Bias) untuk dapat menyalakannya. Tegangan Maju untuk LED tersebut tergolong rendah sehingga memerlukan sebuah Resistor untuk membatasi Arus dan Tegangannya agar tidak merusak LED yang bersangkutan. Tegangan Maju biasanya dilambangkan dengan tanda VF.

INFRA MERAH 1,2V

MERAH 1,8V

JINGGA 2,0V

KUNING 2,2V

HIJAU 3,5V

BIRU 3,6V

PUTIH 4,0V

 

Kegunaan LED dalam Kehidupan sehari-hari

Teknologi LED memiliki berbagai kelebihan seperti tidak menimbulkan panas, tahan lama, tidak mengandung bahan berbahaya seperti merkuri, dan hemat listrik serta bentuknya yang kecil ini semakin popular dalam bidang teknologi pencahayaan. Berbagai produk yang memerlukan cahaya pun mengadopsi teknologi Light Emitting Diode (LED) ini. Berikut ini beberapa pengaplikasiannya LED dalam kehidupan sehari-hari.

1.     Lampu Penerangan Rumah

2.     Lampu Penerangan Jalan

3.     Papan Iklan (Advertising)

4.     Backlight LCD (TV, Display Handphone, Monitor)

5.     Lampu Dekorasi Interior maupun Exterior

6.     Lampu IndikatorPemancar Infra Merah pada Remote Control (TV, AC, AV Player)

C.   Common Anoda

Semua anoda dari LED dalam seven segmen disatukan secara paralel dan semua itu dihubungkan ke VCC, dan kemudian LED dihubungkan melalui tahanan pembatas arus keluar dari penggerak LED. Karena dihubungkan ke VCC, maka COMMON ANODA ini berada pada kondisi AKTIF LOW (led akan menyala/aktif bila diberi logika 0).

Prinsip Kerja Common Anoda dengan IC 74LS47

          Prinsip kerja seven segmen ialah input biner pada switch dikonversikan masuk ke dalam decoder, baru kemudian decoder mengkonversi bilangan biner tersebut menjadi decimal, yang nantinya akan ditampilkan pada seven segment. Seven segment dapat menampilkan angka-angka desimal dan beberapa karakter tertentu melalui kombinasi aktif atau tidaknya LED penyusunan dalam seven segment. Untuk memudahkan penggunaan seven segment, umumnya digunakan sebuah decoder( mengubah/ mengkoversi input bilangan biner menjadi decimal) atau seven segment driver yang akan mengatur aktif tidaknya led-led dalam seven segment sesuai dengan nilai biner yang diberikan. Dekoder BCD ke seven segment digunakan untuk menerima masukan BCD 4-bit dan memberikan keluaran yang melewatkan arus melalui segmen untuk menampilkan angka desimal. Jenis dekoder BCD ke seven segment ada dua macam yaitu dekoder yang berfungsi untuk menyalakan seven segment mode common anoda dan dekoder yang berfungsi untuk menyalakan seven segment mode common katoda. Contoh IC converter BCD to Seven Segment untuk 7-segment Common Anoda pake decoder IC TTL 7447 untuk Common Katoda pake IC TTL 7448. Salah satu contoh saja, IC 74LS47 merupakan dekoder BCD ke seven segment yang berfungsi untuk menyalakan seven segmen mode common anode. Gambar dan konfigurasi pin IC 74LS47 ditunjukkan pada gambar berikut :

 Dekoder BCD ke seven segment mempunyai masukan berupa bilangan BCD 4-bit (masukan A, B, C dan D). Bilangan 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). Berikut adalah Tabel kebenaran dari IC 74LS47:

Pada konfigurasi pin IC 7447 yaitu masukan (lamp test), masukan (blanking input/ripple blanking output), dan (ripple blanking input). LT‟ , Lamp Test, berfungsi untuk mengeset display, bila diberi logika „0‟ maka semua keluaran dari IC ini akan berlogika 0. Sehingga seven segment akan menunjukkan angka delapan (8). BI‟/RBO‟ , BlankingInput/Row Blanking Output, berfungsi untuk mematikan keluaran dari IC. Bila diberi logika “0” maka semua keluaran IC akan berlogika “1” dan seven segment akan mati. RBI "Row Blanking Input" berfungsi untuk mematikan keluaran dari IC jika semua input berlogika “0”. Bila diberi logika “0”, diberi logika “1” dan diberi logika “0” maka semua keluaran IC akan berlogika “1” dan seven segment akan mati.

Aplikasi utama dari ic 7447 adalah untuk mengkonversi kode BCD ke bilangan desimal yang sesuai Ic 7447 digunakan sebagai ic decoder di banyak aplikasi.

  Kita dapat menggunakan IC ini untuk counter.  Ic ini juga dapat digunakan untuk menggerakkan lcd.

 4. Gambar Percobaan sebelum di nyalakan

5. Gambar percobaan setelah dinyalakan
 

 

5. Kesimpulan dan Analisa

           Dapat disimpulkan dari percobaan diatas tentang percobaan membuat rangkaian seven segment common anoda menngunakan Thrystor adalah dari rangkaian diatas, dapat disimpulkan untuk 7 segmen display model Anoda . Commonnya harus dihubungkan ke Vcc sedangkan segment-segmentnya dihubungkan ke ground dan sebaliknya bila 7

segment display model Katoda.

Seven segment adalah suatu segmen-segmen yang digunakan untuk menampilkan angka / bilangan decimal. Fungsi-fugsi dari 7-segment display ini berguna untuk jam digital, papan score pada pertandingan olahraga, untuk calculator dan tulisan SELAMAT DATANG pada restaurant, sehingga dapat bermanfaat untuk membuat alat-alat digital.

Seven segment display ini memiliki 2 jenis, yaitu jenis common anoda dan common katoda. Di rangkaian ini dibutuhkan jenis common anoda 7-segment dengan cara segment-segment dihubungkan dengan ground dan COM dihubungkan dengan VCC. 

Dari percobaan rangkaian di atas dapat kita analisa bahwa :

Rangkaian seven segmen common Anoda akan menyala apabila switching kita ubah menjadi on, maka led akan menyala sesuai dengan susunan rangkaian yang kita buat yaitu Nama dan NRP

Rangkaian seven segmen common Anoda akan mati apabila switching kita ubah menjadi off, maka led akan mati sesuai dengan susunan rangkaian yang kita buat yaitu NRP DAN NAMA.

 

 

TUGAS FISIKA

 

 

 HUKUM GAUSS

Menyatakan bahwa : Jumlah garis gaya yang keluar (fluks listrik total) dari suatu permukaan tertutup sebanding dengan jumlah muatan listrik yang dilingkupi oleh permukaan tertutup itu.

Secara matematis hukum Gauss dapat dirumuskan sebagai berikut :

Φ = ∮AB.dA = EAcosϕ = q/ε0

Untuk merumuskan hukum Gauss, kita dapat menggunakan konsep fluks listrik, tinjauan selanjutnya adalah fluks listrik untuk permukaan tertutup. Misalkan terdapat sebuah muatan titik q, kuat medan listrik E yang dihasilkan dari muatan-muatan titik yang dilingkupi oleh luasan tertutup yaitu berbentuk bola berjari-jari r dengan muatan q di pusat bola. Hal tersebut dapat didefinisikan sebagai berikut :

 FLUKS LISTRIK

Fluks berkaitan dengan besaran medan yang “menembus” dalam arah yang tegak lurus suatu permukaan tertentu. Fluks listrik menyatakan medan listrik yang menembus dalam arah tegak lurus suatu permukaan. Ilustrasinya akan lebih mudah dengan menggunakan deskripsi visual untuk medan listrik (yaitu penggambaran medan listrik sebagai garis-garis). Dengan penggambaran medan seperti itu (garis), maka fluks listrik dapat digambarkan sebagai banyaknya “garis” medan yang menembus suatu permukaan. Perhatikan gambar di bawah:

Gambar 3. Fluks Listrik yang menembus suatu permukaan

Rumus Fluks listrik adalah sebagai berikut :

 

 Apabila garis-garis medan listrik yang menembus suatu bidang memiliki sudut maka rumus fluks listriknya adalah sebagai berikut :

Gambar 4. Fluks Listrik yang menembus suatu bidang dan membentuk sudut

HUKUM GAUSS PADA PERMUKAAN TERTUTUP

HUKUM GAUSS PADA PERMUKAAN BOLA

 

Gambar 5. Permukaan Bola

 

 

 

HUKUM GAUSS DISEKITAR BIDANG PERMUKAAN

 

Gambar 6. Bidang Permukaan

HUKUM GAUSS DISEKITAR KAWAT BERMUATAN MERATA

 

Gambar 7. Kawat Bermuatan

 

HUKUM GAUSS PADA BOLA BERMUATAN

 

Gambar 8. Bola Bermuatan

Bola isolator bermuatan merata dengan rapat muatan :

Di dalam bola :

Di luar bola :

HUKUM GAUSS PADA BIDANG BERMUATAN

 

Gambar 9. Bidang Bermuatan

 

 

 

 

 

 

 

 

CONTOH SOAL DAN PEMBAHASAN

1.  Jika terdapat persegi dengan panjang sisi 20 cm, lalu bila sebuah medan listrik homogen sebesar 200 N/C ditembakkan ke arahnya dengan arah yang tegak lurus bidang persegi tersebut, berapa jumlah garis medan listrik yang menembus bidang persegi tersebut (fluks listrik)?

PEMBAHASAN:

Luas Persegi = 20 x 20 = 400 cm² = 4 x 10^-2 m²
Jumlah Garis yang menembus bidang
Φ = E. A
Φ = 200. 4 x 10^-2 m
Φ = 8 weber

Sobat punya sebuah bidan lingkaran dengan jari-jari 7 cm. Jika ada kuat medan listrik sebesar 200 N/C mengarah pada bidang tersebut dengan membentuk sudut 30⁰ terhadap bidang. Tentukan berapa fluks listrik tersebut?

Jawab
Luas Bidang = Luas Lingkaran= π r² = 22/7 x 49 = 154 cm² = 1,54 x 10-2 m²
Cos θ = Cos 60^o
( θ = sudut yang dibentuk oleh E dan garis normal
Φ = E. A.cos θ
Φ = 200. 1,54 x 10^-2 . 0,5
Φ = 1,54 weber

2.   Jika terdapat persegi dengan panjang sisi 20 cm, lalu bila sebuah medan listrik homogen sebesar 200 N/C ditembakkan ke arahnya dengan arah yang tegak lurus bidang persegi tersebut, berapa jumlah garis medan listrik yang menembus bidang persegi tersebut (fluks listrik)?

PEMBAHASAN:

Luas Persegi = 20 x 20 = 400 cm² = 4 x 10^-2 m²
Jumlah Garis yang menembus bidang
Φ = E. A
Φ = 200. 4 x 10^-2 m
Φ = 8 weber

 

3.      Sebuah bola kecil bermuatan listrik 10 μC berada di antara keping sejajar P dan Q dengan muatan yang berbeda jenis dengan rapat muatan 1,77 x 10-8 C/m2. Jika g = 10 m/s2 dan permitivitas udara adalah 8,85 × 10-12 C2 /Nm 2, hitung massa bola tersebut!

PEMBAHASAN:

Diketahui:

q = 10 μ C = 10-5 C

σ = 1,77 x 10-8 C/m2

g = 10 m/s2

ε0 = 8,85 × 10-12 C2 /Nm 2

Ditanya:

m = … ?

Jawab:

Dari gambar di atas, syarat bola dalam keadaan setimbang adalah jika:

F = w

q.E = m.g

m = 2 x 10-3 kg = 2 gram

 

4.     Pada gambar di bawah ini ditunjukkan tiga buah plastik bermuatan dan sebuah koin netral (tidak bermuatan). q1 = 3.1 nC, q2 = -5.9 nC dan q3 = -3.1 nC. Tentukan jumlah fluks yang menembus permukaan S1 dan S2.

PEMBAHASAN:

 

5.     Sebuah muatan titik q terletak pada jarak d/2 dari pusat sebuah bujur sangkar bersisi d seperti terlihat pada gambar di bawah ini. Hitung fluks listrik yang menembus bujur sangkar tersebut.

PEMBAHASAN: