TADRIS FISIKA FTIK. IAIN PALANGKA RAYA PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR II ALPHABET AND NUMERIC DISPLAY LCD WITH PROTEUS SIMULATION Norlaili (NIM.1801130401) E-mail: [email protected] Abstrak Proteus merupakan aplikasi yang digunakan untuk mensimulasikan rangkaian suatu system digital. Untuk membantu mensimulasikan proteus memiliki beberapa segmen yang dapat membantu sesuai keinginan penggunanya. Pada praktikum ini kami menggunakan 14 segmen yang didalamnya terdapat huruf a-f dan angka 1-8. Simulasi ini bertujuan agar mahasiswa dapat memahami rangkaian digital, dapat menganalisis system digital, dan dapat melakukan simulasi digital menggunakan aplikasi open source. Berdasarkan percobaan ini bisa disimpulkan bahwa mahasiswa dapat memahami rangkaian digital, dapat menganalisis system digital, dan mahasiswa bisa melakukan simulasi digital menggunakan aplikasi open source. Kata kunci: sistem digital, proteus, simulasi rangkaian digital. Tujuan Adapun tujuan simulasi ini adalah: 1. Mampu memahami rangkaian digital. 2. Mampu menganalisis sistem digital. 3. Mampu melakukan simulasi digital menggunakan aplikasi open source Alat dan Bahan Berikut alat dan bahan/komponen yang digunakan dalam simulasi. 1 2 3 4 6 7 8 9 10 11 Tabel 1. Alat yang digunakan dalam simulasi. No Nama Alat 1 Laptop 2 Aplikasi Proteus Professional Jumlah 1 buah 8 1 buah Tabel 2. Bahan yang digunakan dalam simulasi. No. Nama Bahan/komponen Jumlah Resistor 50k Resistor 30k Resistor 10k Kapasitor 10uF Ground (Terminal Mode) Button 14SEG-MPX1-CA-GRN 555 Generator DC Sumber Tegangan 5 volt/DC 1 buah 1 buah 1 buah 1 buah 2 buah 1 buah 4 buah 1 buah 1 buah 1 buah Kajian Teori A. Proteus Proteus merupakan sebuah software yang mana untuk mendesain PCB dilengkapi dengan simulasi pspice pada level skematik sebelum rangkaian skematik diupgrade ke PCB sehingga sebelum PCBnya dicetak dapat diketahui apakah PCB yang dicetak sudah Page 1 of 6 benar atau tidak. Pada proteus ini ia menggunakan program ARES untuk membuat layout PCB dari skematik yang kita buat. Software ini bagus digunakan untuk desain rangkaian mikrokontroller. Proteus juga bagus untuk belajar elektronika seperti dasar-dasar elektronika sampai pada aplikasi mokrokontroller. Software proteus tidak hanya mampu mensimulasikan cara kerja rangkaian dan mikrokontroller di dalam softwarenya, tetapi juga mampu mensimulasikan komunikasi dari mikrokontroller dengan software lain di luar Proteus. [1] Proteus adalah rangkaian perangkat lunak yang berisi skematik, simulasi, serta perancangan PCB. ISIS adalah perangkat lunak yang digunakan untuk menggambar skema dan mensimulasikan rangkaian secara real time. Simulasi memungkinkan akses manusia selama waktu berjalan, sehingga memberikan simulasi waktu nyata. ARES digunakan untuk merancang PCB. Ini memiliki fitur tampilan output dalam tampilan 3D dari PCB yang dirancang bersama dengan komponen. Perancang juga dapat mengembangkan gambar 2D untuk produk. ISIS memiliki berbagai komponen di perpustakaannya. Ini memiliki sumber, generator sinyal, alat pengukuran dan analisis seperti osiloskop, voltmeter, ammeter dll., Probe untuk pemantauan real-time dari parameter rangkaian, sakelar, display, beban seperti motor dan lampu, komponen terpisah seperti resistor, kapasitor, induktor , transformer, sirkuit terpadu digital dan analog, sakelar semi-konduktor, relay, mikrokontroler, prosesor, sensor, dan lain-lain. ARES menawarkan desain PCB hingga 14 lapisan dalam, dengan permukaan terpasang dan melalui paket lubang. Itu tertanam dengan cetakan kaki dari berbagai kategori komponen seperti IC, transistor, header, konektor dan komponen diskrit Page 2 of 6 lainnya. Ia menawarkan opsi perutean otomatis dan perutean manual ke Perancang PCB. Skema yang ditarik dalam ISIS dapat langsung ditransfer ARES. [2] Software ini jika diinstall menyediakan banyak contoh aplikasi desain yang disertakan sehingga kita dapat belajar dari contoh-contoh yang ada.[3] Software proteus 8 profesional adalah salah satu software elektronik yang digunakan untuk membantu pada designer dalam merancang dan mensimulasikan suatu rangkaian elektronik. Software ini memiliki dua fungsi dalam satu paket, di antaranya adalah menggambar skematik dan digunakan sebagai merancang gambar Pinted Circuit Board (PCB). Beberapa library yang dimilikinya terdapat beberapa komponenkomponen pasif, analog, transistor, SCR, FET, jenis button/tombol, jenis saklar/relay, IC digital, IC penguat, IC programmable (mokrokontoller) dan IC memory. Selain diukur dengan kelengkapan komponen, juga didukung dengan kelengkapan alat ukur seperti voltmeter, amperemeter, oscilloscope, signal analyzers, serta pembangkit frekuensi. Beberapa fitur yang terdapat pada proteus 8 adalah menu bar, open/save data, toggle gird, zoomsheet, mini view, component list, component mode, rotate and mirror dan play and simulation. Fitur-fitur tersebut memiliki fungsi masing-masing dalam pensimulasian di dalam [4] proteus. B. Identifikasi Segmen Setiap segmen ditugaskan dengan alfabet untuk identifikasi berkenaan dengan pin-out dalam paket yang tersedia tergantung pada ukuran dan jumlah segmen tampilan. Identifikasi segmen ini sama untuk tampilan anoda umum dan katoda umum. Berdasarkan jumlah segmen, ada: 1. 7-segment displays 2. 14-segment displays 3. 16-segment displays pin node umum secara terpisah). Teknik ini mengurangi jumlah pin yang dibutuhkan oleh IC sirkuit kontrol untuk berinteraksi dengan display. Paket multipleks mengurangi kompleksitas tata letak PCB dan pekerjaan penyolderan. Tampilan multipleks ini umumnya dinamai sesuai dengan jumlah digitnya. Misalnya, tampilan 2 Digit berisi dua digit tunggal multiplexing. Gambar 1. Proteus - Identifikasi Segmen dalam Layar yang Berbeda Sumber:https://www.circuitstoday.com/wpcontent/uploads/2016/06/Proteus-Segment-Identification-in-Different- [5] Displays.png Diakses pada tanggal 20/07/2020, pukul 07:32 WIB. Tampilan segmen ditemukan dalam komponen di bawah kategori 'Optoelektronik'. Deskripsi layar memberikan informasi tentang simpul umum, mis., Apakah itu katoda umum atau anoda umum, jumlah digit, warna LED. Untuk memilih tampilan segmen, ikuti laangkah-langkah berikut. a. Pilih mode komponen. b. Klik Pilih perangkat ‘P’. c. Ketikkan Segmen di kotak teks Kata Kunci dan pilih tampilan yang diperlukan. Pindah dari jumlah segmen yang lebih rendah ke yang lebih tinggi, keterbacaan dan jumlah karakter yang dapat dibingkai menggunakan tampilan bertambah. Segment Displays yang Tersedia di Proteus: Proteus mengandung semua tampilan segmen yang disebutkan di atas yaitu, tujuh, empat belas, enam belas tampilan Segmen. Versi yang lebih rendah (versi 7.0) hanya mengandung tujuh tampilan segmen. Padahal, versi yang lebih tinggi 7.7 dan di atasnya mengandung ketiga jenis. Ini memiliki tampilan warna berbeda yang memberikan tampilan realtime yang spektakuler dan fitur ini masuk ke dalamnyaberguna saat mempresentasikan proyek atau menyelesaikan sirkuit. Ada tampilan multiplexed yang tersedia, yang dibentuk dengan multiplexing beberapa digit tunggal display (pin segmen dari beberapa digit display tunggal digabungkan, meninggalkan Page 3 of 6 C. Seven (7) Segment Display Seven segment display merupakan komponen dimana fungsinya untuk menampilkan karakter angka dan huruf. Seven segment display bias juga disebut sebagai penampil tujuh ruas. Pada seven segment display dilengkapi karakter titik (dot) yang sering dibutuhkan untuk karakter koma atau titik pada saat menampilkan suatu bilangan. Seven segment display terdiri atas 7 penampil karakter yang mana disusun dalam sebuah kemasan sehingga dapat menampilkan karakter huruf dan angka. Terdapat tujuh penampil dasar dari LED (Light Emitting Diode) yang dinamakan karakter A-F dan karakter dot.[6] Seven segment dapat menampilkan angka-angka decimal dan beberapa karakter tertentu melalui kombinasi aktif atau tidaknya LED penyusunan dalam seven segment. Umumnya untuk mempermudah pengguna seven segment digunakanlah sebuah decoder atau sebuah seven segment driver yang akan mengatur aktif atau tidaknya LED-LED dalam seven segment sesuai dengan inputan biner yang diberikan. Piranti tampilan modern disusun sebagai pola 7 segmen atau dot matriks. Jenis tujuh segmen menggunakan pola tujuh batang LED yang disusun membentuk angka 8 seperti pada gambar di bawah ini. Gambar 2. Seven Segment Display Sumber:http://2.bp.blogspot.com/ojq0bAOn1Lo/UAnI1FMopI/AAAAAAAAAGg/cJcj_kUWAg/s1600/Seven+Segment.jpg Diakses pada tanggal 19/07/2020, pukul 21:17 WIB. Huruf-huruf yang diperlihatkan dalam gambar di atas ditetapkan untuk menandai segmen-segmen tersebut. Dengan menyalakan beberapa segmen yang sesuai, akan dapat diperagakan digit-digit dari 0 sampai 9, dan juga bentuk huruf A sampai F (dimodifikasi). Sinyal input dari switches tidak dapat langsung dikirimkan ke peraga 7 segmen, sehingga harus menggunakan decoder BCD (Binary Code Decimal) ke 7 segmen sebagai antar muka. Decoder ini terdiri dari gerbanggerbang logika yang masukkannya berupa saluran-saluran untuk menegmudikan tampilan 7 segmen. Prinsip kerja dari seven segment ini adalah inputan bilangan biner pada switch dikonversi masuk ke dalam decoder, baru kemudian decoder mengkonversi bilangan biner tersebut ke dalam bilangan decimal, yang mana bilangan decimal ini akan ditampilkan pada layar seven segmen. Fungsi dari decoder sendiri adalah sebagai pengkonversi bilangan biner ke dalam bilangan decimal.[7] Seven segment display dalam Indonesia disebut dengan layar tujuh segmen, yaitu komponen elektronika yang dapat menampilkan angka decimal melalui kombinasikombinasi segmennya. Seven segment display umumnya digunakan pada jam digital Page 4 of 6 penghitung atau counter digital, kalkulator, multimeter digital dan juga panel display digital seeperti pada microwave oven ataupun pengatur suhu digital. Seven segment digital pertama kali diperkenalkan oleh Frank W. Wood pada tahun 1908 dan mulai dikenal luas pada tahun 1970-an setelah aplikasinya pada LED (Light Emitting Diode). Ketujuh segmen dikendalikan secara on dan off untuk menampilkan angka yang diinginkan. Angka-angka dari 0-9 ditampilkan dengan menggunakan beberapa kombinasi segmen. Segmen atau elemen-elemen pada seven segment display diatur menjadi bentuk angka “8” yang agak miring ke kanan bertujuan mempermudah pembacaannya. Ada beberapa jenis seven segment display, yaitu Incandescent bulbs, Fluorescent lamps (FL), Liquid Crystal Display (LCD) dan Ligth Emitting Diode (LED).[8] Salah satu jenis seven segment display yang sering digunakan oleh para penghobi elektronika adalah tujuh segmen LED sebagai penerangnya. LED tujuh segmen ini memiliki tujuh segmen atau elemen garis dan satu segmen titik yang menndakan “koma” decimal. Jadi jumlah keselutuhan segmen atau elemen LED sebenarnya adalah delapan. Cara kerjanya dapat dikatakan mudah, ketika segmen atau elemen tertentu diberikan arus listrik, maka display akan menampilkan angka atau digit yamg diinginkan sesuai dengan kombinasi yang diberikan. Ada dua macam LED tujuh segmen, yaitu “LED Tujuh Segmen Common Cathode” dan “LED Tujuh Segmen Common Anode”.[9] Pada LED Tujuh Segmen Common Cathode (katoda), kaki katoda pada semua segmen LED terhubung menjadi satu pin, sedangkan kaki anoda menjadi input untuk masingmasing LED. Kaki katoda yang terhubung menjadi satu pin merupakan terminal negative (-) atau Ground sedangkan signal kendali (control signal) akan diberikan kepada masing-masing kaki anoda segmen LED. Tabel 3. Implementasi Huruf L-O-V-E No. 1 Segmen Yang Aktif (a-b-c-de-f-1-2-3-4-56-7-8) Port A: d-e-f Gambar Hasil Segment Gambar 3. LED Tujuh Segmen Common Cathode Sumber:https://teknikelektronika.com/wpcontent/uploads/2014/11/LED-Seven-SegmentDisplay-Tipe-Common-Katoda.jpg?x52899 Diakses pada tanggal 19/07/2020, pukul 20:11 WIB. Pada LED Tujuh Segmen Common Anode (anoda), kaki anoda pada semua segmen LED adalah terhubung menjadi satu pin, sedangkan kaki katoda akan menjadi input untuk masing-masing segmen LED. Kaki anoda yang terhubung menjadi satu pin diberikan tegangan positif (+) dan sinyal kendali (control signal) akan diberikan kepada masing-masing kaki katoda segmen LED.[10] Gambar 4. LED Tujuh Segmen Common Anode Sumber:https://teknikelektronika.com/wpcontent/uploads/2014/11/LED-Seven-SegmentDisplay-Tipe-Common-Anoda.jpg?x52899 Diakses pada tanggal 19/07/2020, pukul 20:11 WIB. 2 Port A: a-b-cd-e-f 3 Port A: e-f Port C: 3-7 4 Port A: a-d-e-f Port C: 4-8 Hasil dan Pembahasan A. Hasil Berikut adalah screenshot dari hasil simulasi yang telah dilakukan. Gambar 5. Hasil dari Simulasi Sistem Digital Berikut implementasi huruf L,O,V,E yang telah dibuat. Page 5 of 6 B. Pembahasan Praktikum kali ini adalah mengenai rangkaian 14 Segment Displays. Rangkaian dibuat dan disimulasikan pada aplikasi Proteus 8 Professional. Pada 14 Segment Displays yang dihubungkan terdapat 14 segmen yang aktif:a-b-c-d-e-f-12-3-4-5-6-7-8. Segmen yang aktif diatur sesuai keinginan kita. Sesuai pada percobaan ini, huruf yang ingin diimplemetasikan adalah huruf L-OV-E, maka kaki-kaki yang di hubungkan pada rangkaian agar dapat mendapatkan huruf-huruf tersebut adalah: pada huruf L dihubungkan huruf d,e,f maka didapatlah hasilnya; pada huruf O dihubungkan huruf a,b,c,d,f dan didapatkan hasilnya; untuk huruf V dihubungkan huruf e,f dan angka 3,7; sedangkan untuk huruf E dihubungkan huruf a,d,e,f dan angka 4,8. Lebih jelas dapat dilihat pada tabel hasil percobaan. Kesimpulan Berdasarkan penulisan laporan terkait 14 Segment Displays ini, dapat disimpulkan bahwa: 1. Mahasiswa dapat memahami rangkaian digital menggunakan 14 Segment displays. 2. Mahasiswa mampu menganalisis hasil percobaan 14 segment Displays pada sistem digital. 3. Mahasiswa mampu melakukan simulasi digital menggunakan aplikasi open source Referensi [1] Artanto, Dian. 2017. Interface Sensor dan actuator Menggunakan Proteus, Arduino, dan Labview – Ed.1, Cet.1. Yogyakarta : Deepublish. Hal:24. [2] https://www.circuitstoday.com/pro teus-software-introduction Terjemahan oleh https://www.google.com/search?q= google+terjemahan&oq=google++te rjemahan&aqs=chrome..69i57j69i6 4.6908j0j7&sourceid=chrome&ie=U TF-8 Diakses pada tanggal 20/07/2020, pukul 07:10 WIB. [3] https://hafizmaulana414.blogspot.c om/2016/04/cara- Page 6 of 6 membuat/rangkaian-digitalseven_23.html?m=1 Diakses pada tanggal 19/07/2020, pukul 18:50 WIB. [4] https://calesmart.com/artikel/Peng enalan-simulasi-elektronikadengan-Software-Proteus-8Professional_132.html Diakses pada tanggal 19/07/2020, pukul 20:45 WIB. [5] https://www.circuitstoday.com/pro teus-tutorial-using-single-andmultiple-digit-segment-displays Terjemahan oleh https://www.google.com/search?q= google+terjemahan&oq=google++te rjemahan&aqs=chrome..69i57j69i6 4.6908j0j7&sourceid=chrome&ie=U TF-8 Diakses pada tanggal 20/07/2020, pukul 07:32 WIB. [6] http://iksangute.blogspot.com/201 6/04/belajar-software-proteusmembuat.html?m=1 Diakses pada tanggal 19/07/2020, pukul 19:02 WIB. [7] http://elektronikaa- industri.blogspot.com/2014/03/pe ngertianjenis-fungsi-sevensegmen.html?m=1 Diakses pada tanggal 19/07/2020, pukul 21:17 WIB. [8] https://kl801.ilearning.me/page/2/ Diakses pada tanggal 19/07/2020, pukul 19:23 WIB. [9] https://fungsi.co.id/seven-segment- display/ Diakses pada tanggal 19/07/2020, pukul 19:54 WIB. https://teknikelektronika.co m/pengertian-seven-segmentdisplay-layar-tujuh-segmen/ Diakses pada tanggal 19/07/2020, pukul 20:11 WIB. [10]
