SKRIF'SI DISAIN ALAT PENJUMLAH BCD (BINARY CODED DECIMAL ADDER) DENGAN 4 INPUT DATA BCD DAN 4 DIGIT TAMPILAN (DISPLAY) Oleh : ANUGRAH ESA F01496011 2000 JURUSAN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEI(NOLOG1 PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
ANUGRAH ESA. Disain Alat Penjuinlah BCD (Binary Coded Deciinal Adder) de~lgan 4 Input Data BCD dan 4 Digit Tampilan (Display). (Pembimbing Akademik Dr. Ir. Kudang Boro Seminar, M.Sc) RINGKASAN Dalam proses pengolahan bahan-bahan dan hasil pertanian, aktivitas pengukuran dan penghitungan ~nerupakan ha1 yang lazim ditemui. Seringkali dalam proses produksi terdiri dari beberapa jalur proses (multi-line) yang inemerlukan hasil total dari semua jalur produksi yang ada. Solusi sederhana yang dipakai adalah menggunakan alat penjumlah seperti kalkulator, namun bagi industri yang proses produksinya kontinyu ha1 ini tidak efektif dan efisien sebab memerlukan waktu dan tenaga penghitung dalam mengerjakannya. Kebanyakan alat-alat ukur dan hitung digital menggunakan sistem bilangan biner yang dikodekan untuk merepresentasikan bilangan desimal atau yang lebih dikenal dengan BCD (Binaly Coded Decimal). Disain alat penjumlah BCD me~upakan sebuah solusi dalam ~nengatasi masalah di atas. Alat ini diharapkan marnpu melakukan penjumlahan secara cepat dan tepat untuk beberapa jalur produksi khususnya proses produksi yang bersifat kontinyu. Dalam bidang pertanian, aplikasi alat ini tentu saja diperlukan. Pertanian dalam bidang perikanan misalnya, peralatan ini dapat diaplikasikan untuk menjumlahkan hasil dari berbagai alat penghitung bibit ikan secara digital. Aplikasi alat ini tidak difokuskan pada bidang pertanian saja namun diperluas ke bidang-bidang lain yang memerlukan penjumlahan secara digital. Tujuan penelitian ini adalah mendisain alat penjumlah BCD (Binary Coded Decimal Adder) dengall 4 input data BCD dan 4 digit ta~npilan (display) serta melakukan pengujian yang berupa siinulasi pemasukan data BCD dan pengamatan dengal menggunakan rangkaian penghitung (counter). Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Juni sampai Agustus 2000. Disain rangkaiau dan alat dilalcukan di Bogor. Sedangkan pengujian rangkaian dan alat penjumlah BCD ini dilalcukan di Lab. Ergotronika, Jurusan Tcknik Pel-tanian IPB.
Disain fungsional dari alat penjumlah BCD ini terdiri dari tiga sistem utama yaitu 1). sistem penjumlah BCD (BCD Adder), 2) sistem Peraga Digital (display) dan 3). catu daya stabil. Sistem penjumlah BCD berfungsi untuk menjumlahkan beberapa input bilangan biner yang dikodekan dalam BCD dan hasil penjumlahannya dalam bentuk BCD juga. Dengan sistem peraga digital hasil penjumlahan ini dapat disajikan dalam bentuk angka. Sistem ini terdiri dari komponen penterjemah data (BCD to seven segment decoder) dan. peraga tujuh mas (seven segment display). Namun kedua sistem dapat bekerja dengan baik jika ditunjang oleh suplai daya dan tegangan yang stabil. Tegangan stabil pada catu daya ini diatur oleh IC regulator 7805 yang lneratakan tegangan masukan yang tinggi menjadi keluaran stabil+5 V. Alat penjumlah BCD ini didisain untuk menjumlahkan beberapa input data BCD dengan maksimum data masukan sebanyak 4 input BCD dan maksimum angka tampilan 9999. Komponen yang digunakan pada sistem penjumlah alat ini adalah IC (Integrated Circuit) tipe TTL (Transistor Transistor Logic) 74LS83, 74LS08 dan 74LS32. IC yang pertama berfungsi sebagai rangkaian penjumlah BCD sedangkan dua IC yang lain berfungsi sebagai rangkaian koreksi logikanya (konversi dari biner ke BCD). Sedangkan pada sistem peraga digital komponen yang digunakan IC 74LS47, peraga tujuh mas (seven segment display), dan resistor. IC 74LS47 berfhgsi sebagai penterjemah data BCD ke peraga tujuh ruas dan setelah diterjemahkan peraga tujuh ruas menampilkan dalain bentuk anglca. Sedangkan fungsi resistor untuk mengatur terang redupnya cahaya segmen peraga tujuh ruas. Catu daya stabil yang digunakan adalah catu daya simetris untuk IC yang mempunyai tiga output tegangm. (+5 V; O V, -5V). Tegmgan output yar.g digmakn~ pada a!at hanya +5 V dan 0 V. Catu daya yang digunakan ini adalah catu daya paketan yang banyak ditemui di pasaran. Dari pengujian dengan metoda simulasi pemasukan angka, hasil ju~nlah yang dibaca pada display sama dengan jumlah sebenarnya dan ini membuktikan alat belcerja dellgall baik. Begitu juga dengan pengujian lnenggunakan rangkaian penghitung (counter). Proses penghitungan terlihat pada display setelah rangkaian
penghitung diberi pulsa inasukan. Pulsa yang dipilih masing-masing adalah 50, 100, 250 dan 500 Hz. Dari pengarnatan semakin besar frekuensi pulsa masukan semakin cepat proses penghitungan. Secara matematis apabila karakteristik IC diabaikan, dengan masing-inasing pulsa masukan 50, 100, 250 dan 500 Hz untuk mencapai angka 9999 dengan angka start display 6666 (hasil penjumlahan angka acak 1111, 2222, 3333 pada ketiga input lainnya), dihitung masing-masing estimasi kasar waktu mencapai overflow 66.66, 33.33, 13.33 dan 6.67 detik. Faktor-faktor yang mempengaruhi kemampuan alat penjumlah ini diantaranya jumlah IC yang digunakan pada rangkaian penjumlah BCD ini dan stabilitas catu daya.
DISAIN ALAT PENJUMLAH BCD (BINARY CODED DECIMAL, ADDER) DENGAN 4 INPUT DATA BCD DAN 4 DIGIT TAMPILAN (DISPLAY) Oleh : ANUGRAH ESA F01496011 SKRZPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANI-4N Pada Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor 2000 JURUSAN TEI(NIK PERTANIAN FAICULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN NSTITUT PERTANIAN BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAICULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN DISAIN ALAT PENJUMLAH BCD (BINARY CODED DECIMAL ADDER) DENGAN 4 INPUT DATA BCD DAN 4 DIGIT TAMPILAN (DISPLAY) SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN Pada Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh : ANUGRAH ESA F01496011 Dilahirkan : 2 Oktober 1978 Lulus : 10 Oktober 2000 Dosen Pembimbing Akademik
IUTA PENGANTAR Puji syukur ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Apa, Ama dan Uda maupun Adik-adikku tercinta yang dengan kasih sayangnya telah mendorong dan menyemangati penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini. 2. Bapak Dr. Ir. Kudang Boro Seminar, M.Sc sebagai Dosen Pembimbing Akademik 3. Bapak Dr. Ir. Dewa Made Subrata, M.Agr yang mendampingi selama penelitian. 4. Bapak Dr. Ir.Y. Aris Purwanto, M.Agr dengan segala kritik dan sarannya. 5. Hersianti beserta keluarga, yang telah memberikan dorongan moril selama studi 6. Rekan-rekan di Lab. Ergotronika FATETA, IPB dan angkatan 33 MP IPB. 7. Rekan-rekan di Pondok TanaDoang, Ciampea 348 Bogor. 8. Semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu saran dan kritik yang bersifat membangun sangat diharapkan Harapan penulis semoga skripsi ini dapat bermamfaat terutama bagi penulis sendiri dan pihak-pihak lain yang membutuhkannya. Amin Bogor, Oktober 2000 Penulis
DAFTAR IS1 RINGKASAN... KATA PENGANTAR... DAFTAR IS1... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... I. PENDAHULUAN... A. LATAR BELAKANG... B. TUJUAN PENELITIAN... I1. TINJAUAN PUSTAKA... A. DASAR DASAR SISTEM DIGITAL... B. RANCANGAN SISTEM PENJUMLAH (ADDER)... C. INTEGRATED CIRCUIT (IC)... D. SISTEM PERAGA (DISPLAY)... E. APLIKASI ALAT... 111. PENDEKATAN DISAIN... A. KRITERIA DISAIN... B. RANCANGAN FUNGSIONAL... IV. BAHAN DAN METODE PENELITIAN... A. WAKTU DAN TEMPAT... B. BAHAN DAN ALAT... C. TAHAPAN PENELITIAN... D. MODEL PENGUJIAN... V. HASIL DAN PEMBAKASAN... A. KONSTRUKSI ALAT....... B. KETEPATAN PENJUMLAHAN ALAT... C. PENGUJIAN DENGAN RANGKAIAN PENGHITUNG... D. FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KEMAMFUAN ALAT.. Halaman i vi vii ix xi xii
V. KESIMPULAN DAN SARAN... 44 A. KESIMPULAN... 44 B. SARAN... 45 DAFTAR PUSTAKA... 46 LAMF'IRAN... 48
DAFTAR TABEL Tabel 1. Tabel 2. Tabel 3. Tabel 4. Tabel 5. Tabel 6. Tabel 7. Tabel 8. Tabel 9. Tabel 10. Tabel 1 1. Tabel 12. Tabel 15. Tabel 16. Tabel 20. Halaman Perbandingan sistem bilangan... 5 Sistem pengkodean bilangan biner ke desimal... 6 Operasi logika aljabar Boole... 7 Tabel kebenaran Half Adder... 8 Tabel kebenaran Full Adder... 10 Macam-macam serial IC TTL... 12 Macam-macam serial IC CMOS... 13 Perbandingan karakteristik dari beberapa IC... 18 Koreksi bilangan biner ke BCD... 23 Tabel kebenaran rangkaian penterjemah data... 28 Simulasi pemasukan data BCD dengan tegangan ump an... 32 Metoda hanya memasukan nilai satuan dan desimal lainnya dinolkan... 33 Metoda hanya memasukan nilai puluhan dan desirnal lainnya...... dinolkan. 33 Metoda hanya memasukan nilai ratusan dan desimal lainnya dinolkan... 33 Metoda hanya memasukan nilai ribuan dan desimal lainnya diinolkan... 33 Metode hanya ~neinasukan nilai input 1 dan input lainnya dinolkan... 34 Metode hanya memasukan nilai input 2 dan input lainnya dinolkar~... 34 Metode hanya ~nemasukan nilai input 3 dan input lainnya dinolkan... 34 Metode hanya inemasukan nilai input 4 dan input lainnya dinolkan...... 34 Metode illemasukail anglca acak peitama... 34