FINAL TASK ELECTRONIC project (running led circuit) DISUSUN OLEH: ICP OF PHYSICS ADRIAN RAHMAT NUR SUDIRMAN ADNANI YUNI UMMI QALSUM ASTUTI
PHYSICS DEPARTMENT MATHEMATIC AND SCIENCE FACULTY MAKASSAR STATE UNIVERSITY
RUNNING LED CIRCUIT (LED BERJALAN)
A. Pendahuluan 1. Pengertian Running LED Rangkaian Running Led adalah animasi lampu yang bergerak dari satu led ke led yang lainnya, dan running led ini juga bisa dibuat sesuai dengan keinginan kita contohnya papan nama kita yang dibuat dari beberapa led, sehingga dapat memberikan kesan yang indah. Rangkaian ini terdiri dari Pewaktu/clock (menggunakan IC 555) dan Pencacah/counter (menggunakan IC 4017). Dengan menggunakan beberapa Led yang berfungsi sebagai output. Pada bagian output inilah akan mengeluarkan cahaya dan dapat berjalan dari Led pertama hingga Led terakhir dan kembali lagi kesemula begitu seterusnya, hingga waktu yang kita inginkan. Aplikasi rangkaian ini membutuhkan suatu arus listrik bolak-balik (DC) agar dapat bekerja dan cara penggunaannya hanya membutuhkan 1 buah baterai 9 Volt. Animasi papan nama menggunakan lampu yang bergerak tentunya akan menambah semaraknya suasana suatu acara atau dapat pula memberikan kesan kreatif. Salah satu animasi lampu yang mudah dibuat dan tidak terlalu membutuhkan biaya yang banyak adalah Running LED menggunakan IC 4017 sebagai decade counter, dan untuk membentuk pulsa clocknya menggunakan IC 555. IC 4017 ini mempunyai karakteristik dapat mengaktifkan salah satu bit outputnya saja dan mampu memberikan arus sampai 10mA. Arus output ini sudah cukup untuk menyalakan sebuah led dengan kecerahan yang cukup. IC ini cukup baik kerjanya terutama dengan tegangan suplai yang daerah kerjanya sangat lebar yaitu mulai 3.0 VDC sampai 18VDC. Dalam proyek ini akan dipilih tegangan 12 VDC agar dapat diapasang pada kendaraan
bermotor sehingga menjadi lebih menarik. Sedangkan untuk membentuk pulsa clocknya digunakan IC 555, yang berfungsi sebagai timer yang berfungsi untuk menghasilkan denyutan (pulse) sebagai penggerak IC 4017. Untuk outputnya, digunakan Led berwarna merah, kuning, dan hijau. Digunakan Led yang berwarna-warni dengan tujuan untuk menambah semarak tampilannya. IC 555 merupakan IC pewaktu (timer). Rangkaian osilator clock dibangun dari rangkaian IC 555, R2, potensiometer R1 dan kapasitor C1. Frekuensi kerjanya diatur dengan mengatur nilai resistansi potensiometer R1 tetapi jika dirasa masih kurang lambat maka nilai kapasitor C1 dapat diperbesar. IC 555 berfungsi sebagai penggerak IC 4017. IC ini mengeluarkan denyutan (pulse) high dan low secara bergantian. Buktinya terdapat pada output Led berwarna kuning dan hjau yang menyala secara berkelap-kelip. Ada 18 LED yang disambungkan ke kaki 3 (output). LED akan menyala atau berkelip berganti-ganti antara satu sama lain artinya apabila denyutan positif keluar LED akan menyala dan LED akan mati jika denyutan negatif keluar dari pin 3 IC 555. Untuk menggerakkan dan mengaktifkan IC 4017, denyutan positif perlu dimasukkan pada pin 14. Jika satu denyutan positif masuk LED pertama akan menyala dan begitu seterusnya menuju ke LED kedua. Setelah mendapatkan 10 kali pulsa clock maka secara otomatis IC 4017 akan reset dan kembali pada kondisi awal yaitu pada Q0 aktif kembali.
Gambar 1 Arah Gerakan LED
Arah gerakan LED dapat dimodifikasi sesuai keinginan. Caranya adalah
dengan
meletakkan
urutan
led
disesuaikan
dengan
urutan
keaktifannya. Urutan keaktifan dari output 4017 adalah sesuai dengan urutan output Q0, Q1, …, Q10. Setiap keluaran pada Q0 sampai Q10 akan disambungkan pada Led yang disusun secara paralel sehingga jika ada satu Led rusak maka tidak akan memutuskan arus yang lain.
2. Fungsi Alat dan Komponen Solder Solder adalah alat yang digunakan untuk mematri atau menyolder sambungan kawat atau komponen dengan menggunakan kawat timah. Pada umumnya, untuk rangkaian elektronika digunakan solder dengan daya (kekuatan) sebesar 25 watt s/d 40 watt. Setiap solder sebaiknya memakai tempat selama solder dipakai, karena panas, sehingga tidak disimpan dimana saja. Bila solder telah dipakai atau tidak terpakai lagi, sebaiknya diputuskan dari aliran listrik. (Drs. Ahmad Rahman, 1995) Solder adalah alat elektronika yang berfungsi sebagai penghisap timah pada PCB dengan jalan bersamaan/dipanasi dengan solder listrik yang bertujuan hendak melepas kaki komponen yang terlanjur disolder. Ada pula yang berpendapat bahwa solder adalah alat pemanas untuk melelehkan patri sehingga menempel pada kaki-kaki transistor atau komponen elektronika lainnya, sehingga kaki-kaki tersebut bersatu dengan jalur pada pcb (printed circuit board). Soldering (proses menyolder) didefinisikan dengan “menggabungkan beberapa logam (metal) secara difusi yang salah satunya mempunyai titik cair yang relatif berbeda”. Dengan kata lain, kita bisa menggabungkan dua atau lebih benda kerja (metal) dimana salah satunya mempunyai titik cair relatif lebih rendah, sehingga metal yang memiliki titik cair paling rendah akan lebih dulu mencair. Ketika proses penyolderan (pemanasan) di hentikan, maka
logam
yang
mencair
tesebut
akan
kembali
membeku
dan
menggabungkan secara bersama-sama metal yang lain. Proses menyolder
biasanya
diaplikasikan
pada
peralatan
elektronik
untuk
menempelkan/menggabungkan komponen elektronika pada papan circuit (PCB).
Baterai Baterai adalah alat listrik-kimiawi yang menyimpan energi dan mengeluarkan tenaganya dalam bentuk listrik. Sebuah baterai biasanya terdiri dari tiga komponen penting, yaitu: 1. Batang karbon sebagai anoda (kutub positif baterai) 2. Seng (Zn) sebagai katoda (kutub negatif baterai) 3. Pasta sebagai elektrolit (penghantar) Baterai yang biasa dijual (disposable/sekali pakai) mempunyai tegangan listrik 1,5 volt. Baterai ada yang berbentuk tabung atau kotak. Ada juga yang dinamakan rechargeable battery, yaitu baterai yang dapat diisi ulang, seperti yang biasa terdapat pada telepon genggam.
Saklar Saklar adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk memutuskan jaringan listrik, atau untuk menghubungkannya. Jadi saklar pada dasarnya adalah alat penyambung atau pemutus aliran listrik. Selain untuk jaringan listrik arus kuat, saklar berbentuk kecil juga dipakai untuk alat komponen elektronika arus lemah. Secara sederhana, saklar terdiri dari dua bilah logam yang menempel pada suatu rangkaian, dan bisa terhubung atau terpisah sesuai dengan keadaan sambung (on) atau putus (off) dalam rangkaian itu.
Kapasitor Kondensator atau sering disebut sebagai kapasitor adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan cara
mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kondensator memiliki satuan yang disebut Farad dari nama Michael Faraday. Berdasarkan kegunaannya kondensator dibagi dalam: 1. Kondensator tetap (nilai kapasitasnya tetap tidak dapat diubah) 2. Kondensator elektrolit (Electrolite Condenser = Elco) 3. Kondensator variabel (nilai kapasitasnya dapat diubah-ubah) Kondensator elektrolit atau Electrolytic Condenser (sering disingkat Elco) adalah kondensator yang biasanya berbentuk tabung, mempunyai dua kutub kaki berpolaritas positif dan negatif, ditandai oleh kaki yang panjang positif sedangkan yang pendek negatif atau yang dekat tanda minus ( - ) adalah kaki negatif. Nilai kapasitasnya dari 0,47 µF (mikroFarad) sampai ribuan mikroFarad dengan voltase kerja dari beberapa volt hingga ribuan volt.
Resistor Resistor adalah komponen elektronik dua saluran yang didesain untuk menahan arus listrik dengan memproduksi penurunan tegangan diantara kedua salurannya sesuai dengan arus yang mengalirinya. Resistor digunakan sebagai bagian dari jejaring elektronik dan sirkuit elektronik, dan merupakan salah satu komponen yang paling sering digunakan. Resistor dapat dibuat dari bermacam-macam kompon dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivitas tinggi seperti nikel-kromium). Karakteristik utama dari resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang dapat diboroskan. Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, desah listrik, dan induktansi. Resistor dapat diintegrasikan kedalam sirkuit hibrida dan papan sirkuit cetak, bahkan sirkuit terpadu. Ukuran dan letak kaki bergantung pada desain sirkuit, resistor harus cukup besar secara fisik agar tidak menjadi terlalu panas saat memboroskan daya.
Trimpot Sebuah trimmer miniatur komponen elektrik yang bisa diatur/disetel. Ini berarti bisa di setel supaya tepat ketika beberapa piranti dipasangkan, dan tak akan dilihat atau di atur/setel oleh pengguna. Trimmer dapat berupa variable resistors (potensiometer) atau variable kapasitor. Komponen ini biasanya digunakan pada rangkaian yang memiliki kecermatan seperti Audio/Video komponen, dan mungkin diperlukan untuk diatur/disetel ketika ada perbaikan. Tidak seperti pengatur lainnya, trimmer dipasangkan langsung di papan rangkaian, dan diatur/disetel dengan obeng kecil dan hanya beberapa kali penyesuaian. Pada tahun 1952, Marlan Bourns mematenkan
penemuannya
di
dunia
pertamakalinya
dengan
nama trimming potentiometer, merek "Trimpot".
Dioda Cahaya Dioda cahaya atau lebih dikenal dengan sebutan LED (light-emitting diode) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju. Gejala ini termasuk bentuk elektroluminesensi. Warna
yang dihasilkan bergantung pada bahan
semikonduktor yang dipakai, dan bisa juga ultraviolet dekat atau inframerah dekat. Sebuah LED adalah sejenis dioda semikonduktor istimewa. Seperti sebuah dioda normal, LED terdiri dari sebuah chip bahan semikonduktor yang diisi penuh, atau di-dop, dengan ketidakmurnian untuk menciptakan sebuah struktur yang disebut p-n junction. Pembawa-muatan - elektron dan lubang mengalir ke junction dari elektroda dengan voltase berbeda. Ketika elektron bertemu dengan lubang, dia jatuh ke tingkat energi yang lebih rendah, dan melepas energi dalam bentuk photon. Panjang gelombang dari cahaya yang dipancarkan, dan oleh karena itu warnanya, tergantung dari selisih pita energi dari bahan yang membentuk p-n
junction. Sebuah dioda normal, biasanya terbuat dari silikon atau germanium, memancarkan cahaya tampak inframerah dekat, tetapi bahan yang digunakan untuk sebuah LED memiliki selisih pita energi antara cahaya inframerah dekat, tampak, dan ultraungu dekat.
Dioda Zener Dioda Zener adalah dioda yang memiliki karakteristik menyalurkan arus listrik mengalir ke arah yang berlawanan jika tegangan yang diberikan melampaui batas "tegangan rusak" (breakdown voltage) atau "tegangan Zener". Ini berlainan dari dioda biasa yang hanya menyalurkan arus listrik ke satu arah. Dioda Zener biasanya digunakan secara luas dalam sirkuit elektronik. Fungsi
utamanya
adalah
untuk
menstabilkan
tegangan.
Pada
saat
disambungkan secara parallel dengan sebuah sumber tegangan yang berubahubah yang dipasang sehingga mencatu-balik, sebuah dioda zener akan bertingkah seperti sebuah kortsleting (hubungan singkat) saat tegangan mencapai tegangan rusak diode tersebut. Hasilnya, tegangan akan dibatasi sampai ke sebuah angka yang telah diketahui sebelumnya.
IC (Integrated Circuit) IC digunakan untuk beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang berukuran relatif kecil. Sebelum adanya IC, hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan-satuan komponen (individual) yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel, sehingga tampak mempunyai ukuran besar serta tidak praktis. Ditinjau dari segi bahan baku, IC dibalut dalam kemasan (packages) tertentu agar dapat terlindungi dari gangguan luar seperti terhadap kelembaban debu dan kontaminasi zat lainnya. Kemasan IC dibuat dari bahan ceramic dan plastic, serta didesain untuk mudah dalam pemasangan dan
penyambungannya. IC dapat bekerja dengan diberikan catuan tegangan 5 – 12 volt sesuai dengan tipe IC nya. Jika diberikan masukan tegangan lebih dari batas yang telah ditentukan maka IC tersebut dapat dikatakan rusak.
B. Alat dan Komponen Untuk membuat Running LED ini berikut ini adalah alat dan komponenkomponen yang dibutuhkan: 1. 1 Buah Solder 2. 1 Buah Solder Pump (Penyedot Timah) 3. 1 Buah Tang 4. 1 Buah Gunting 5. 1 Buah Papan PCB 6. 1 Buah Resistor (180 ±) 7. 1 Buah Trimpot (20 K) 8. 2 Buah Kapasitor (47F dan 22 F) 9. 18 Buah Dioda LED 10. 1 Buah Dioda Zener (IN4001/IN4002) 11. 2 Buah IC (NE 555 N dan IC HCF 4017 BE) 12. 1 Buah Baterai (1604E 6F22 9Volt) 13. 1 Buah Soket Baterai 14. 1 Buah Saklar 15. Kabel 16. Timah 17. Fiber Hitam 18. Lem Lilin 19. Pemotong Fiber
C. Prosedur Kerja 1. Siapkan semua alat dan bahan yang diperlukan. 2. Pasang resistor, trimpot, kapasitor, diode zener dan IC pada papan PCB dengan melekatkannya dengan timah menggunakan solder seperti yang tampak pada gambar rangkaian berikut:
Gambar 2 Rangkaian Running LED
3. Pasan 1 buah dioda LED untuk melihat apakah rangkaian telah benar dengan menyalanya 1 dioda LED tersebut. 4. Setelah 1 buah dioda LED tersebut menyala pasang 17 dioda LED yang lainnya sesuai dengan letak dioda pada rangkaian. 5. Lekatkan soket baterai pada papan PCB. 6. Tes rangkaian dengan memasang baterai pada soket baterai. 7. Jika running LED telah berhasil menyala maka rangkaian telah siap untuk digunakan. Catatan:
Bila ingin menggunakan 10 LED maka LED yang bernomor ganjil saja yang dipasang (1, 3, 5, 7, …. ,17) atau LED bernomor genap saja yang dipasang. 8. Ambil fiber, ukur papan PCB yang akan dibuatkan badan. 9. Potong fiber sesuai ukuran yang telah dukur sebelumnya. 10. Beri lem lilin pada masing-masing bagian fiber dan lekatkan sisi-sisi fiber satu sama lain sehingga membentuk box/ kotak. 11. Masukkan ke dalam box/ kotak tersebut, papan PCB lengkap dengan running LED circuitnya. 12. Solder bagian depannya sesuai ukuran lampu LED. 13. Keluarkan sebagian badan lampu LED. 14. Tutup bagian belakang box/ kotak dengan fiber.
GAMBAR-GAMBAR LAMPIRAN
Gambar 3 Proses penyolderan
Gambar 4 Proses penyolderan
Gambar 5 Proses penyolderan
Gambar 6 Running LED circuit
Gambar 7 Pengetesan running LED Circuit
Gambar 8 Alat running LED circuit
DAFTAR ISI
Anonim. http://ramon-electronica.blogspot.com/2010/12/running-led.html. (Akses tanggal 30 Juni 2011)
http://v318.files.wordpress.com/2007/10/untitled1.JPG (Akses tanggal 30 Juni 2011)
http://i.ixnp.com/images/v3.57/t.gif (Akses tanggal 30 Juni 2011)
http://iptech.wordpress.com/2010/06/01/sirkuit-terintegrasi-integrated-circuit-ic/ (Akses tanggal 30 Juni 2011)
