Flip Flop

a. mengetahui pengaplikasian dari Flip-Flop
b. mengetahui spesifikasi dari alat-alat yang digunakan dengan datasheet yang didapat
1. Flip-flop 7476
Gambar 1 Flip-flop 7476
Flip-flop adalah suatu rangkaian elektronika yang memiliki dua kondisi stabil dan dapat digunakan untuk menyimpan informasi. Flip Flop merupakan pengaplikasian gerbang logika yang bersifat Multivibrator Bistabil. Dikatakan Multibrator Bistabil karena kedua tingkat tegangan keluaran pada Multivibrator tersebut adalah stabil dan hanya akan mengubah situasi tingkat tegangan keluarannya saat dipicu (trigger).  Flip-flop mempunyai dua Output (Keluaran) yang salah satu outputnya merupakan komplemen Output yang lain.
 2. Gerbang logika AND
Gambar 2 Gerbang Logika AND
Jenis Gerbang AND atau AND Gate adalah salah satu jenis gerbang logika yang membutuhkan dua atau lebih masukan (input) untuk kemudian hanya menghasilkan satu keluaran (output).
Pada Gerbang Logika AND, simbol yang digunakan untuk pengoperasiannya adalah tanda titik (.) atau bahkan tidak memakai tanda sama sekali. Contoh pengoperasiannya yaitu : Z=X.Y atau Z = XY.
3. Gerbang Logika NAND
Gambar 3 Gerbang Logika NAND
Arti NAND adalah NOT AND atau BUKAN AND, Gerbang NAND merupakan kombinasi dari Gerbang AND dan Gerbang NOT yang menghasilkan kebalikan dari Keluaran (Output) Gerbang AND. Gerbang NAND akan menghasilkan Keluaran Logika 0 apabila semua Masukan (Input) pada Logika 1 dan jika terdapat sebuah Input yang bernilai Logika 0 maka akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1. 
3. Clock
Gambar 4 Clock
Clock adalah salah satu masukan yang ada dalam beberapa rangkaian Flip-flop. Rangkaian komputer menggunanakan ribuan flip-flop. Untuk mengkoordinasi kegiatan keseluruhan, sinyal umum yang bernama kunci-waktu (clock) dikirimkan ke setiap flip-flop. Sinyal ini mencegah flip-flop berubah keadaan sebelum waktunya.
4. Inverter
Gambar 5 Inverter
Gerbang NOT hanya memerlukan sebuah Masukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 Keluaran (Output). Gerbang NOT disebut juga dengan Inverter (Pembalik) karena menghasilkan Keluaran (Output) yang berlawanan (kebalikan) dengan Masukan atau Inputnya. Berarti jika kita ingin mendapatkan Keluaran (Output) dengan nilai Logika 0 maka Input atau Masukannya harus bernilai Logika 1. Gerbang NOT biasanya dilambangkan dengan simbol minus (“-“) di atas Variabel Inputnya. 
5. Logicprobe

Gambar 6 logicprobe
Logic probe adalah alat yang dapat menganalisa suatu rangkaian IC dengan cara menunjukkan logika keluaran dari kaki pin IC tersebut .Sehingga tidak perlu multimeter untuk menganalisa keluaran dan mempercepat proses analisa karena cara mengecek keluaran tersebut hanya dengan cara menempelkan probe tersebut ke kaki pin IC dan indikator LED akan menunjukkan logika keluaran.
6. Logicstate
Gambar 7 Logicstate
Logicstate adalah alat yang memberikan logika 1 atau 0 kedalam rangkaian, dimana 1 menunjukkan arti TRUE (benar) dan FALSE (salah). Logic state pun sangat berguna dalam sistem digital, terutama gerbang logika, dimana gerbang tersebut akan mengeluarkan output tergantung dari inputnya, yaitu output daru logicstate.
7. Resistor
Gambar 8 Resistor
Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir
8. Switch mekanik
Gambar 9 Switch Mekanik
aklar atau dalam bahasa Inggris disebut Switch adalah salah satu komponen yang penting dalam setiap rangkaian atau perangkat elektronik. Seperti pada artikel yang disebutkan sebelumnya, Saklar atau Switch adalah perangkat yang digunakan untuk memutuskan atau menghubungkan aliran arus listrik. Meskipun saat ini telah banyak yang menggunakan saklar atau switch elektronik yang menggunakan sensor ataupun rangkaian yang terdiri komponen semikonduktor seperti transistor, IC dan dioda. Namun saklar mekanik atau mechanical switch masih tetap memegang peranan penting pada hampir semua perangkat atau peralatan listrik dan elektronik.
 
3. Dasar Teori [kembali]
     Salah satu aplikasi flip-flop adalah untuk switch debouncing yang bahkan dapat menggunakan flip-flop tanpa clock. Untuk mensingkronisasi input asingkron dengan input clock dan mengidenfitikasi ujung-ujung dari input singkron.
     karena adanya fenomena switch bounce, mekanikal switch tidak dapat digunakan untuk membuat peralihan tegangan dengan bersih. lihat gambar 7(a). ketika switch berubah dari posisi 1 ke posisi 2, perubahan yang terjadi adalah seperti gambar 7(c) tidak seperti yang diinginkan yaitu seperti gambar 7(b). Output  membuat beberapa kali transisi antara 0 dan +V dalam beberapa milisekon karena perpindahan sebelum benar benar sampai pada +V. hal ini berlaku juga untuk sebaliknya. Hal ini tidak dapat diterima untuk beberapa aplikasi rangkaian digital.

Gambar 10 mekanikal switch dan output
 Untuk menyelesaikan masalah ini kita dapat menggunakan gerbang logika NAND atau NOR untuk membersihkan peralihan output. Gambar 11 menunjukkan switch debounce dengan gerbang NAND.
Gambar 11 Rangkaian Switch Debounce
     Ketika switch berada pada posisi 1 maka output bernilai '0'. Ketika switch dirubah ke posisi 2, output menhadi bernilai '1' dalam beberapa nanosekon setelah kontak dengan posisi 2. Ketika switch bounces, hal ini membuat kontak dengan posisi 2 sebelum benar-benar sampai pada posisi yang ditentukan. membuat kontak selalu bernilai '1' pada output dan breaking pada contak membuat output selalu berlogika '1' karena pada faktanya contact break membuat ouput berlogika '1'.
     Mempertimbangkan keadaan input clock tertentu yang bekerja bersamaan dengan input singkron
harus dikunci dengan pulsa asinkron, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 12. Output dalam hal ini memiliki pulsa clock di satu atau kedua ujungnya memendek lebarnya, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 12.
Gambar 12 clock sinyal
Masalah ini dapat diatasi dengan bantuan flip-flop seperti pada gambar 13 
Gambar 13 Flip-flop Penyingkron

     Flip-flop dapat juga digunakan untuk mendeteksi urutan kejadian dari naik dan turun pada setiap ujung. Gambar 14 menunjukkan flip-flop dapat digunakan untuk mendeteksi apakah tepi positif A mengikuti atau mendahului tepi positif B. kedua tepi diterima input D dan clock dari pemicu tepi positif flip-flop. Jika edge A tiba lebih dulu maka pada saat kedatangan edge B, output akan berjalan
dari 0 hingga 1. Jika tidak, ia tetap pada level '0'.
Gambar 14 Pendeteksi urutan tepi-tepi
Gambar 14
     Gambar 14 menunjukkan rangkaian dengan switch mekanikal. saat switch menghadap ke bawah (terhubung ke ground) maka tidak ada arus yang mengalir sehingga nilai pada osiloskop 0 V. saat switch menghadap ke atas (terhubung dengan sumber tegangan) maka arus mengalir dari sumber arus DC menuju ke switch lalu ke resistor dan ke osiloskop. dari resistor menuju ke ground, karena osiloskop mendapat tegangan maka tegangan yang terbaca pada osiloskop terdapat nilai 5V. namun terlihat bahwa tegangan tidak langsung berubah dari 0 menuju 5 V hal ini dikarenakan adanya debouncing.
Gambar 15
Gambar 15 menunjukkan penyelesaian masalah debouncing. Saat switch kebawa maka arus mengalir dari sumber tegangan R3 ke resistor R3 lalu menuju ground dan ke kaki gerbang logika NAND U1 dengan berlogika '1'. Sumber tegangan R2 tidak terrhubung ke ground sehingga arus tidak mengalir ke gerbang logika NAND U2  sehingga kaki gerbang logika U2 bernilai '0' sehingga outputnya bernilai '1'. Output U2 masuk ke kaki gerbang logika U1 sehingga mengeluarkan output '0'. Sehingga osiloskop berubah dari bernilai '0' menjadi '1'. dan perubahan pun terjadi secara langsung tanpa ada debounce.
Gambar 15 Simulasi flip-flop sebagai penyingkron
     Gambar 15 bagian atas menunjukkan suatu rangkaian dengan gerbang logika AND. Pulsa akan dihasilkan oleh clock A lalu masuk ke kaki gerbang logika AND  lalu mengeluarkan output seperti pada Gambar16 bagian atas. Dari Gambar 16 bagian atas dapat dilihat bahwa terdapat output yang memiliki pulsa yang lebih kecil. Untuk menghilangkan pulsa yang berbeda tersebut maka ditambahkanlah flip-flop pada rangkaian seperti gambar 15 bagian bawah. Pulsa clok C akan masuk ke D flip-flop dan menunggu sinyal aktif tinggi dari CLK. Clock D mengirim pulsa ke inverter U4 dan ke kaki gerbang logika U3. kemudian dari inverter U4 masuk ke CLK flip-flop. Saat sinyal aktif tinggi terjadi pada CLK maka Q akan mengeluarkana output berupa logika yang kemudian masuk ke gerbang logika U3. lalu Gerbang logika AND U3 mengeluarkan output seperti Gambar 16 bagian bawah

Gambar 16 Ouput Simulasi Flip-flop Sebagai Penyingkron

Gambar 17 Flip-flop pendeteksi urutan tepi pulsa 
     Gambar 17 merupakan rangkaian pengaplikasian flip-flop untuk mendeteksi tepi pulsa. Jika Logika A masuk lebih dahulu ke input D flip-flop dan bernilai '1' dan kemudian logika B masuk ke CLK flip-flop bernilai '1' maka output dari Q akan bernilai logika '1' yang berarti jika A terlebih dahulu memasuki flip-flop maka Q berlogika '1' jika B dahulu maka akan  tetap bernilai 0.


    HTML
    Video
    Rangkaian
    Data sheet :
    FLIP FLOP 7476
    AND 2 kaki
    Inverter
    Clock

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Postingan (Atom)