1.1 Latar Belakang
Di tengah peradaban dan kecanggihan teknologi yang berkembang, kehadiran ilmu pengetahuan dan teknologi mendorong manusia untuk lebih berpikir kreatif, kritis serta inovatif. Kemajuan itu telah mengantarkan menusia mencapai keberhasilan di segala bidang. Misalnya kemajuan di bidang elektronika yang diaplikasikan dalam berbagai bidang kehidupan manusia sehingga dapat menghasilkan sistem kerja yang kondusif, efektif, dan efisien.
Masyarakat modern ingin sekali memperbaiki dan mengubah sistem alat tradisional yang kurang efektif dan efisien. Maksudnya yaitu manusia ingin sekali mengadakan perbaikan dan perubahan sistem, semula sistem tradisional menjadi sistem otomatis. Ditandai oleh suatu ciri berkurangnya campur tangan manusia dalam mengoperasikan alat. Bukan itu saja, dengan adanya teknologi digital dapat mempermudah dalam melihat indikator yang ada di display.
Untuk itu penulis bermaksud untuk membuat suatu alat yang dapat mempermudah dalam pekerjaan manusia seperti yang akan dibuat oleh penulis, yaitu suatu alat yang dapat menghitung jumlah siswa di kelas. Dengan alat ini guru tidak perlu menghitung jumlah siswa secara manual tetapi cukup dengan melihat display yang ada pada seven segmen.
1.2 Identifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah di atas, maka dapat diidentifikasikan masalah sebagai berikut :
a) Bagaimana cara membuat alat penghitung jumlah siswa di kelas?
b) Bagaimana cara mendeteksi siswa yang masuk dalam kelas?
c) Bagaimana cara kerja dari sistem penghitungan jumlah siswa di kelas?
1.3 Pembatasan Masalah
Dari berbagai masalah yang diidentifikasikan diatas. Maka, penulis membatasi masalah hanya menjelaskan tentang alat penghitung jumlah siswa di kelas.
1.4 Perumusan Masalah
Berdasarkan identifikasi dan pembatasan masalah yang telah dijelaskan diatas maka penulis merumuskan masalah yaitu sebagai berikut : ”Bagaimana Membuat Sistem Miniatur Penghitung Jumlah Siswa Di Kelas”.
I.5. Tujuan Pembuatan Alat
Dari penjelasan di atas maka tujuan pembuatan proposal ini adalah:
- Dapat membantu kegiatan guru dalam menghitung jumlah siswa dikelas.
- Untuk mempermudah dalam kegiatan penentuan kapasitas maksimum jumlah murid di kelas.
- Membiasakan guru untuk memanfaatkan teknologi yang sudah ada.
- Dapat menjadi bahan rujukan untuk penelitian selanjutnya.
BAB II
PEMBAHASAN MATERI
2.1 Counter
Counter adalah bagian dari sistem digital yang di operasikan sebagai penghitung atau pencacah. Counter terdiri dari 2 jenis diantaranya yaitu:
1.Synchronus Counter (pencacah sinkron)
2.Asynchronus Counter (pencacah tak sinkron)
Synchronus Counter adalah pencacah yang menggunakan output flip-flop secara berotasi serempak dalam satu kendali clock. Keadaan ini disebabkan sistem pemasangan flip-flop yang dipasang jajar dari satu sumber sinyal clock. Oleh sebab itu pencacah sinkron disebut pencacah jajar.
Asynchronus Counter adalah pencacah yang menggunakan flip-flop yang dipasang secara berderet. Oleh karena itu pencacah ini disebut Serial Counter. Output dari masing-masing flip-flop yang digunakan akan berotasi secara berurutan langkah demi langkah. Hal ini disebabkan sistem pemasangan flip-flop yang dihubungkan dengan sinyal clock sedang flip-flop yang lainya mendapat sinyal output flip-flop di depannya.
Dasar dari rangkaian Asinkron Counter adalah JK flip-flop yang dioperasikan sebagai JK toggle yaitu dimana kedua input J dan K diberi nilai logika 1. Dalam keadaan JK flip-flop tersebut berfungsi sebagai pembagi 2. Terapan rangkaian ini banyak digunakan sebagai penunda frekuensi.Outpu t flip-flop kedua menjadi input clock flip-flop ketiga menjadi input clock flip-flop keempat.
Dengan kondisi seperti ini masing-masing flip-flop akan berfungsi sebagai pembagi 2 sinyal atau frekuensi di depannya atau dengan kata lain frekuensi output JK flip-flop adalah setengah frekuensi sinyal yang diberikan.,bahwa keluaran Q0, Q1, dan Q3 menunjukan representasi biner dari banyaknya pulsa yang diumpankan ke dalam pencacah. Untuk pencacah yang menggunakan empat tingkat Flip-Flop, banyaknya pulsa yang dapat dihitung adalah sebanyak 24= 16 pulsa
( pulsa 0 sampai 15 ) pencacah akan kembali ke status awal pada pulsa ke enambelas.
Data Sheet Komponen
1. IC SN 74LS90N
Gambar. Pin IC SN 74LS90N.
2. IC DM 74LS123N
Gambar. Rangkaian dalam IC 74LS123N.
3. IC HD74HC00P
Gambar. IC 7400 dan rangkaian dalam IC 7400.
4. IC SN 74LS47N
Alat
| No. | Nama Alat | Unit |
| 1. | Adaptor | 1 |
| 2. | Avo Meter | 1 |
| 3. | Solder | 1 |
| 4. | Kabel | 25 cm |
| 5. | Gergaji | 1 |
| 6. | Timah | 1 meter |
| 7. | Kertas Blue Print | 1 |
| 8. | Larutan Fery Chloride | 0,5 liter |
| 9. | Printer Laser | 1 |
| 10. | Komputer | 1 |
Komponen
| No. | Nama Komponen | Unit |
| 1. | IC DM 74LS123N | 1 buah |
| 2. | IC SN 74LS90N | 2 buah |
| 3. | IC HD74HC00P | 1 buah |
| 4. | IC SN 74LS47N | 2 buah |
| 5. | Seven Segmen | 2 buah |
| 6. | Resistor 100 Ω | 3 buah |
| 7. | Papan PCB | 1 buah |
| 8. | Push Button | 1 buah |
| 9. | Kapasitor 100 µF | 1 buah |
| 10. | Kapasitor 22 µF | 1 buah |
| 11. | Infra Red | 1 buah |
| 12. | Photo Dioda | 1 buah |
| 13. | Transistor C3198 | 1 buah |
| 14. | Resistor 10 KΩ | 2 buah |
| 15. | Resistor 390 KΩ | 1 buah |
Keluaran Dari Pencacah Tak Sinkron
| Pulsa Masukkan | Keluaran Flip-Flop | |||
| Q3 | Q2 | Q1 | Q0 | |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 2 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 3 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 4 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 5 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 6 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 7 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 8 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 9 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 10 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 11 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 12 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 13 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 14 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 15 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Tabel Kebenaran JK Flip-Flop
| J | K | Qn+1 |
| 0 | 0 | Qn |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | Qn |
Tabel di atas nantinya sangat penting dalam merencanakan suatu rangkaian pencacah, karena dengan menggunakan tabel tersebut dapat direncanakan suatu urutan hitung sesuai yang diinginkan.
Pada pembuatan alat ini digunakan jenis Asinkron Counterdimana output flip-flop dari counter tersebut akan berubah kondisi secara berurutan, dan tiap-tiap perubahannya dapat dibaca sebagai hitung bilangan biner mulai dari 0,1,2,3,4,5,6,7,8, dan 9. kemudian pada pulsa ke 10 bilangan kembali menjadi 0, seperti terlihat pada tabel di bawah ini.
| Pulsa Ke | Output Flip-Flop | Angka Desimal | |||
| A | B | C | D | ||
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 2 | 0 | 0 | 1 | 0 | 2 |
| 3 | 0 | 0 | 1 | 1 | 3 |
| 4 | 0 | 0 | 0 | 0 | 4 |
| 5 | 0 | 1 | 0 | 1 | 5 |
| 6 | 0 | 1 | 1 | 0 | 6 |
| 7 | 0 | 1 | 1 | 1 | 7 |
| 8 | 1 | 0 | 0 | 0 | 8 |
| 9 | 1 | 0 | 0 | 1 | 9 |
| 10 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
2.2 Sensor
2.2.1 Dioda Infra Red
Dioda infra merah merupakan komponen yang dapat menghasilkan cahaya infra merah. Cahaya infra merah ini merupakan cahaya yang tidak tampak. Jika dilihat dengan spektroskop cahaya, maka radiasi cahaya infra merah akan nampak pada spektrum elektomagnetik dengan panjang gelombang di atas panjang gelombang cahaya infra merah.
 |
Cahaya infra merah, walaupun mempunyai panjang gelombang yang sangat panjang tetap tidak dapat melewatkan cahaya yang nampak, sehingga cahaya infra merah tetap mempunyai karakteristik seperti halnya cahaya yang nampak oleh mata.
2.2.2 Fotodioda
Disebut fotodioda karena jumlah elektrodanya ada dua ( anodaa dan katoda ) dan arus yang mengalir padanya dengan mudah dalam salah satu arah dan sulit dalam arah lainnya. Aliran arus pada arah yang sulit dapat berubah dengan adanya perubahan intensitas cahaya yang mengenainya. Dengan demikian untuk pengaplikasian fotodioda pada rangkaian maka komponen ini harus ini harus dipasang terbalik yaitu anoda dihubungkan ke ground dan katoda dihubungkan ke positif suplai tegangan.Yang terpenting untuk arus kecil yang melewati dioda sewaktu dibias terbalik adalah bahwa arus ini sebanding dengan intensitas cahaya apabila tegangan ditahan konstanarus bias terbalik sangatlah kecil dan berubah sesuai dengan tingkat pencahayaan. Dari sekitar I nA di tempat gelap ( nA = 10-9 ) samapai sekitar ( mA = 10-3 ) di tempat terang.
2.3 Peraga LED Seven Segment
Peraga tujuh segment dapat disusun dengan masing-masing segmen berupa suatu bilangan tipis yang menyala. Jenis unit ini disebut peragaan pijar dan sama dengan lampu biasa. Peraga LED yang biasa mengeluarkan karakteristik sinar yang berwarna merah bila dalam keaadaan menyala.
Led secara dasar merupakan dioda sambungan PN, biladioda mendapat bias maju, arus mengalir melalui sambungan PN dan cahaya yang dipancarkan dipusatkan oleh lensa plastik. Memungkinkan pemakai melihat cahaya tersebut. Banyak LED dibuat dari galium arsenida ( Gas ) dan beberapa bahan yang bersangkutan.
2.4 Pencacah
Hampir setiap sistem digital kompleks berisi beberapa pencacah. Fungsi pencacah merupakan salah satu dari pencacahan kejadian atau periode waktu atau menempatkan kejadian secara berurutan. Pencacah juga mengerjakan beberapa pekerjaan yang tidak begitu jelas yaitu membagi frekuensi, alamat dan menyelenggarakan unit memori. Karena pengunaan pencacah sangat luas, maka sekarang telah dibuat pencacah yang terakit dalam bentuk IC. Beberapa pencacah tersedia dalam bentuk TTL dan kelompok CMOS.
2.5 Kerangka Berpikir
Dalam penggunaan alat ini akan dijelaskan sebagai berikut: apabila ada siswa masuk kedalam kelas, maka alat ini akan mulai menghitung. Karena sensor infra red terhalang oleh siswa tersebut. Sehingga akan membentuk gelombang pulsa. Dan alat ini juga menggunakan pencacah dan sensor yang akan bertambah atau naik apabila ada pertambahan jumlah siswa yang masuk ke dalam kelas. Berikut ini gambar blok diagram dari sistem penghitungan jumlah siswa yang masuk dalam kelas otomatis.
|
|
|
 | |||
 | |||
2.6 Cara Kerja
Alat ini bekerja dengan sistem pencacah dan sensor. Jadi ketika siswa masuk ke dalam kelas. Maka pencacah atau penghitung akan secara otomatis naik atau bertambah. Dan akan berhenti apabila mencapai maksimal jumlah siswa yaitu 99 orang. Alat penghitung jumlah mahasiswa ini menggunakan seven segment sebagai display dan dihubungkan dengan pencacah yang terdapat dalam IC. Pencacah akan mengkode dan memeragakan jumlah siswa yang masuk ke dalam kelas.
BAB III
PEMBAHASAN ISI
3.1 Rangkaian Counter
3.2 Rangkaian Sensor
3.3 Gambar Lay Out
BAB IV
KESIMPULAN DAN SARAN
4.1 Kesimpulan
Setelah pembahasan tentang pembuatan alat penghitung jumlah mahasiswa diatas maka dapatlah diambil kesimpulan sebagai berikut:
Alat ini merupakan salah satu aplikasi elektronika digital yang menggunakan system pencacah dengan tampilan seven segment. Proses kerja alat ini adalah bila ada mahasiswa masuk kedalam kelas terkena sensor, maka sensor akan meneruskan ke pencacah, selanjutnya pencacah akan meneruskan dan menampilkan dalam bentuk tampilan seven segment. Jadi mahasiswa yang masuk akan terhitung secara otomatis, setelah kelas penuh penuh oleh mahasiswa penghitung atau pencacah akan berhenti.
4.2 Saran
ü Dalam melakukan pembuatan PCB agar berhati-hati, karena apabila ada salah satu jalur short atau tidak terhubung akan dapat merusak IC yang ada didalamnya.
ü Setelah alat sudah jadi agar diperiksa kembali karena untuk mengetahui alat itu sudah dapat berfungsi seperti keinginan kita apa belum.
DAFTAR PUSTAKA
Lowenberg, C. Edwin.1995. Rangkaian Elektronik. Jakarta: Erlangga.
Margunadi, A.R.1990.Teori Rangkaian. Jakarta: Erlangga.
Ramdhani, M.2008.Rangkaian Listrik. Bandung: Erlangga.
Silaban, Pantur.1981.Dasa-dasar Elektro Teknik. Jakarta: Erlanggga.
