RUNNING LED (LED BERJALAN)

     A.  PENDAHULUAN

Salah satu animasi lampu yang mudah dibuat dan tidak terlalu membutuhkan biaya yang banyak adalah running led menggunakan IC CMOS 4017 sebagai decade counter.
Untuk membentuk pulsa clocknya menggunakan IC 555. Papan nama berjalan ini dibuat dengan menggunakan sebuah IC CMOS MC14017 sebagai decade counter dan IC 555 sebagai clock-nya. IC CMOS MC14017 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 CMOS 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 digunakan untuk menghasilkan denyutan (pulse) sebagai penggerak IC 4017. Untuk outputnya, digunakan Led berwarna merah dan hijau. Penggunaan Led yang berwarna-warni bertujuan untuk menambah semarak tampilannya.

B.   SKEMATIK

Pada dasarnya, skematiknya hampir sama dengan Ledsequence. Namun mengalami modifikasi dibagian outputnya disini dirangkai dengan model bulat. Tapi bisa diubah sesuai dengan keinginan kita.

Berikut ini adalah komponen-komponen yang dibutuhkan:

	KOMPONEN	JUMLAH
IC 2	IC HCF 4017 BE	1 buah
IC 1	NE 555 N	1 buah
R	Resistor 180 Ohm	1 buah
VR1	Potensiometer resistansi 20-40K Ohm	1 buah
C1	Kapasitor polar 47 Micro Farad/16V	1 buah
C2	Kapasitor polar 22 Micro Farad/16V	1 buah
	Adaptor 12 Volt/ Baterai	1 buah
	Led	20 buah
D21	IN4001/IN4002	1 buah

C.   CARA KERJA RANGKAIAN

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 hjau yang menyala secara berkelap-kelip. Ada 20 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 MC14017 akan reset dan kembali pada kondisi awal yaitu pada Q0 aktif kembali. 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, …, Q20. Setiap keluaran pada Q0 sampai Q20 akan disambungkan pada Led yang disusun secara paralel sehingga jika ada satu Led rusak maka tidak akan memutuskan arus yang lain.

D.  PEMBAHASAN

1.    IC 555

IC 555 ini sangat penting dalam rangkaian digital,dan juga dibutuhkan pada saat membuat rangkaian counter Up. IC 555 pada rangkaian ini digunakan untuk pengatur clock pada IC counter. Fungsi dari pin IC pewaktu 555 adalah

a.    Pin 1 (ground) : Sistem ground

b.    Pin 2 (Trigger) : Input pada komparator yang digunakan untuk menset flip-flop

c.    Pin 3 (output) : Output dari IC 555

d.    Pin 4 (reset) : Reset aktif low,dimana Q’=high dan Output (pin 3)=Low

e.    Pin 5 (control) : Digunakan untuk memlalui level tegangan 2/3 Vcc. Biasanya pin ini dihubungkan dengan capasistor 0,00F sebagai by pass

f.     Pin 6 (Tershold) : input pada komparator 1 yang digunakan untuk mereset flip-flop

g.    Pin 7 (discharge) : Hubungan kolektor dari transistor NPN.Pin ini digunakan untuk menshort pin 7 ke ground ketika Q’ = high dan akan terjadi pengosongan muatan pada kapasitor.

h.    Pin 8 (Vcc) : Tegangan Supply.

Cara kerja dari IC pewaktuan 555 adalah:

a.    Ketika power dihidupkan, terjadi pengosongan muatan pada kapasitor, dimana tegangan pada pin 2 = 0V dan keluaran pada komparator kedua adalah bernilai tinggi. Sehingga flip-flop dalam keadaan set.

b.    Dengan output yang tinggi,transistor akan terbuka dan terjadi pengisian muatan pada kapasitor terhadap Vcc elalui RA + RB.

c.    Ketika muatan kapasitor melebihi 1/3 Vcc, keluaran komparator ke 2 menuju rendah dan jika tegangan kapaitor melebihi 2/3 Vcc,keluaran komparator pertama menuju tinggi.Sehingga flip-flop dalam keadaan reaet.

d.    Dengan Output yang rendah, maka pin 7 akan menjadi hampir 0 V dan terjadi pengosongan muatan kapasitor melalui RB.

e.    Ketika tegangan kapasitor drop samapai dibawah 1/3 Vcc, Keluaran komparator kedua menuju tinggi lagi dan flip-flop dalam keadaan set.

f.     Dengan Q’=Low, transistor terbuka dan terjadi pengisian muatan kapasitor

g.    Begitulah seterusnya, dengan pengisian muatan kapasitor sebesar 2/3 Vcc dan pengosongan muatan di bawah 1/3 Vcc secara kontinu.Ketika pengisian muatan kapasitor, output akan tinggi dan sebaliknya saat pengosongan muatan output akan rendah.

2.    IC 4017

IC 4017 adalah jenis IC dari keluarga IC CMOS (Complentary Metal Oxide Semiconductor). IC ini dapat bekerja pada tegangan DC 3Volt sampai dengan 15 Volt, dengan kebutuhan arus sampai beberapa μA , catu daya untuk CMOS memerlukan pengaturan sangat sedikit. Dibawah tegangan 3 Volt , CMOS tetap bekerja tetapi kecepatan pensklarnya berkurang. IC ini adalah jenis IC Pencacah Decade (Decade Counter) dengan 10 output. IC ini menghasilkan 10 Output yaitu dari Q0 – Q9, memiliki Clock. Clock Enable, Reset dan Carry Out masing– masing terdapat dalam satu pin. Pada setiap pencacahan hanya satu keluaran yang berlogika 1, ke sembilan keluaran lainnya berlogika 0, jadi setiap saat hanya ada satu keluaran yang dapat berlogika 1.

E.   KESIMPULAN

Rangkaian Led Berjalan yang kita buat terdiri atas dua buah rangkaian. Yang pertama adalah rangkaian counter (rangkaian Astabel IC555) dan yang kedua adalah rangkaian logika sekuensial (IC4017). Rangkaian Counter IC555 merupakan sumber utama Clock yang akan mencacah IC4017. Jika IC4017 ini tercacah maka Kondisi selanjutnya adalah : Led akan mulai berjalan dari Led yang paling atas dan diikuti oleh led dibawahnya dan seterusnya. Jeda antar led akan sama tergantung pada Besar nilai resistansi pada resistor variabel kecuali pada saat Led kedelapan dan akan kembali ke led yang pertama akan memiliki jeda yang lebih panjang. Untuk Lama Jeda ini dapat kita atur menggunakan Resistor Variabel. Semakin Besar nilai Resistansi pada resistor variabel maka jedanya akan semakin lama dan sebaliknya.