BAB VIII
PERCOBAAN 8
7 SEGMENT DISPLAY
(LIVEWIRE)
TUJUAN : Agar bintara Mahasiswa paham dan mampu mempraktekkan
rangkaian 7 Segmen Display
ALAT DAN BAHAN :
a. 7 Segment
Display
b. Dioda
c. Battery
DASAR TEORI
a. 7
Segment Display
Seven Segment
Display (7
Segment Display) dalam bahasa Indonesia disebut dengan Layar Tujuh Segmen
adalah komponen Elektronika yang dapat menampilkan angka desimal
melalui kombinasi-kombinasi segmennya. Seven Segment Display pada
umumnya dipakai pada Jam Digital, Kalkulator, Penghitung atau Counter Digital,
Multimeter Digital dan juga Panel Display Digital seperti pada Microwave Oven
ataupun Pengatur Suhu Digital . Seven Segment Display pertama
diperkenalkan dan dipatenkan pada tahun 1908 oleh Frank. W. Wood dan mulai
dikenal luas pada tahun 1970-an setelah aplikasinya pada LED (Light Emitting
Diode).
Seven Segment
Display memiliki
7 Segmen dimana setiap segmen dikendalikan secara ON dan OFF untuk menampilkan
angka yang diinginkan. Angka-angka dari 0 (nol) sampai 9 (Sembilan) dapat
ditampilkan dengan menggunakan beberapa kombinasi Segmen. Selain 0 – 9, Seven
Segment Display juga dapat menampilkan Huruf Hexadecimal dari A sampai
F. Segmen atau elemen-elemen pada Seven Segment Display diatur menjadi bentuk
angka “8” yang agak miring ke kanan dengan tujuan untuk mempermudah
pembacaannya. Pada beberapa jenis Seven Segment Display, terdapat juga
penambahan “titik” yang menunjukan angka koma decimal. Terdapat beberapa
jenis Seven Segment Display, diantaranya adalah Incandescent bulbs,
Fluorescent lamps (FL), Liquid Crystal Display (LCD) dan Light Emitting Diode
(LED).
LED 7 Segmen
Tipe Common Cathode (Katoda)
Pada LED 7
Segmen jenis Common Cathode (Katoda), Kaki Katoda pada semua segmen LED adalah
terhubung menjadi 1 Pin, sedangkan Kaki Anoda akan menjadi Input untuk
masing-masing Segmen LED. Kaki Katoda yang terhubung menjadi 1 Pin ini
merupakan Terminal Negatif (-) atau Ground sedangkan Signal Kendali (Control
Signal) akan diberikan kepada masing-masing Kaki Anoda Segmen LED.
LED 7 Segmen Tipe Common Anode (Anoda)
Pada LED 7
Segmen jenis Common Anode (Anoda), Kaki Anoda pada semua segmen LED adalah
terhubung menjadi 1 Pin, sedangkan kaki Katoda akan menjadi Input untuk
masing-masing Segmen LED. Kaki Anoda yang terhubung menjadi 1 Pin ini akan
diberikan Tegangan Positif (+) dan Signal Kendali (control signal) akan
diberikan kepada masing-masing Kaki Katoda Segmen LED.
b. Dioda
Dioda adalah
komponen elektronika yang terdiri dari dua kutub dan berfungsi menyearahkan
arus. Komponen ini terdiri dari penggabungan dua semikonduktor yang
masing-masing diberi doping (penambahan material) yang berbeda, dan tambahan
material konduktor untuk mengalirkan listrik.
Struktur utama
dioda adalah dua buah kutub elektroda berbahan konduktor yang masing-masing
terhubung dengan semikonduktor silikon jenis p dan silikon jenis n. Anoda
adalah elektroda yang terhubung dengan silikon jenis p dimana elektron yang
terkandung lebih sedikit, dan katoda adalah elektroda yang terhubung dengan
silikon jenis n dimana elektron yang terkandung lebih banyak. Pertemuan antara
silikon n dan silikon p akan membentuk suatu perbatasan yang disebut P-N
Junction.
Material
semikonduktor yang digunakan umumnya berupa silikon atau germanium. Adapun
semikonduktor jenis p diciptakan dengan menambahkan material yang memiliki
elektron valensi kurang dari 4 (Contoh: Boron) dan semikonduktor jenis n
diciptakan dengan menambahkan material yang memiliki elektro valensi lebih
dari 4 (Contoh: Fosfor).
Cara Kerja Dioda :
Secara
sederhana, cara kerja dioda dapat dijelaskan dalam tiga kondisi, yaitu kondisi
tanpa tegangan (unbiased), diberikan tegangan positif (forward biased), dan
tegangan negatif (reverse biased).
Kondisi tanpa
tegangan
Pada kondisi
tidak diberikan tegangan akan terbentuk suatu perbatasan medan listrik pada
daerah P-N junction. Hal ini terjadi diawali dengan proses difusi, yaitu
bergeraknya muatan elektro dari sisi n ke sisi p. Elektron-elektron tersebut
akan menempati suatu tempat di sisi p yang disebut dengan holes. Pergerakan
elektron-elektron tersebut akan meninggalkan ion positif di sisi n, dan holes
yang terisi dengan elektron akan menimbulkan ion negatif di sisi p. Ion-ion
tidak bergerak ini akan membentuk medan listrik statis yang menjadi penghalang pergerakan
elektron pada dioda.
Kondisi
tegangan positif (Forward-bias)
Pada kondisi
ini, bagian anoda disambungkan dengan terminal positif sumber listrik dan
bagian katoda disambungkan dengan terminal negatif. Adanya tegangan eksternal
akan mengakibatkan ion-ion yang
menjadi penghalang aliran listrik menjadi tertarik ke masing-masing kutub.
Ion-ion negatif akan tertarik ke sisi anoda yang positif, dan ion-ion positif
akan tertarik ke sisi katoda yang negatif. Hilangnya penghalang-penghalang
tersebut akan memungkinkan pergerakan elektron di dalam dioda, sehingga arus
listrik dapat mengalir seperti pada rangkaian tertutup.
Jenis-jenis Dioda dan Fungsi Dioda :
Dioda dibedakan menjadi beberapa jenis
berdasarkan karakteristik dan fungsinya. Jenis-jenis dioda dan aplikasinya
adalah sebagai berikut.
- PN Junction Diode: Dioda standar yang terdiri dari susunan PN dan
memiliki cara kerja seperti yang dijelaskan sebelumnya. Dioda jenis ini adalah
diode yang umum digunakan di pasaran (disebut juga diode generik), digunakan
terutama sebagai penyearah arus.
- Light Emitting Diode (LED): Saat dialiri arus forward-bias, LED akan
mengeluarkan cahaya. LED saat ini umum digunakan sebagai alat penerangan dan
beberapa jenis digunakan untuk menggantikan lampu fluorescent.
- Laser Diode: Dioda jenis laser juga menghasilkan cahaya, namun
cahaya yang dihasilkan adalah cahaya koheren. Aplikasi diode laser adalah
perangkat pembaca CD dan DVD dan laser pointer.
- Photodiode: Photodiode dapat menghasilkan energi listrik apabila
daerah PN junction disinari. Umumnya photodiode dioperasikan dalam reverse-bias,
sehingga arus yang kecil akibat cahaya dapat langsung terdeteksi. Photodiode
digunakan untuk mendeteksi cahaya (photodetector).
- Gunn Diode: Gunn Diode adalah jenis diode yang tidak memiliki PN
Junction, melainkan hanya terdiri dari dua elektroda. Dioda jenis ini dapat
digunakan untuk menghasilkan sinyal gelombang mikro.
- BARITT Diode: BARITT (Barrier Injection Transit Time) Diode adalah
jenis diode yang bekerja dengan prinsip emisi termionik. Dioda ini digunakan
untuk memproduksi sinyal gelombang mikro dengan level derau yang rendah.
- Tunnel Diode: Tunnel Diode adalah dioda yang bekerja memanfaatkan
salah satu fenomena mekanika kuantum yaitu tunneling. Tunnel junction digunakan
sebagai salah satu komponen pada osilator, penguat, atau pencampur sinyal,
terutama karena kecepatannya bereaksi terhadap perubahan tegangan.
- Backward Diode: Backward diode memiliki karakteristik serupa dengan
tunnel, perbedannya terletak pada adanya sisi yang diberi doping lebih rendah
dibanding sisi yang berlawanan. Perbedaan profil doping ini membuat backward
diode memiliki karakteristik tegangan-arus yang serupa pada kondisi reverse dan
forward.
- PIN Diode: Pada dioda PIN, terdapat area semikonduktor intrinsic
(tanpa doping) yang diletakkan antara P dan N junction. Efek dari penambahan
area intrinsic tersebut adalah melebarnya area deplesi yang membatasi
pergerakan elektron, dan hal ini tepat digunakan untuk aplikasi pensinyalan
(switching).
- Schottky Diode: Pada Schottky diode diberikan tambahan metal pada
cuplikan permukaan bagian tengah semikonduktor. Karakteristik yang menjadi
keunggulan dioda ini adalah tegangan aktivasi yang rendah dan waktu pemulihan
yang singkat. Dioda ini sangat umum digunakan untuk rangkaian elektronik
berfrekuensi tinggi, seperti perangkat-perangkat radio dan gerbang logika.
- Step Recovery Diode: Bagian semikonduktor pada dioda ini memiliki
level doping yang secara gradual menurun dengan titik terendah di junction.
Modifikasi ini dapat mengurangi waktu switching karena muatan yang ada pada
daerah junction lebih sedikit. Aplaikasi dari semikonduktor ini adalah pada
alat-alat elektronik frekuensi radio.
- Varactor Diode: Diaplikasikan pada mode reverse biasa dengan lapisan
penghalang yang dapat berubah-ubah sesuai tegangan diberikan. Hal ini membuat
dioda ini seolah-olah merupakan suatu kapasitor.
- Zener diode: Memiliki
karakteristik khusus yang mengingkan efek breakdown saat reverse bias Dioda ini
dapat menghasilkan tegangan yang tetap dan umum digunakan sebagai penghasil
tegangan referensi di rangkaian elektronik.
c. Battery
Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang
disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat
Elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel seperti Handphone,
Laptop, Senter, ataupun Remote Control menggunakan Baterai sebagai sumber
listriknya. Dengan adanya Baterai, kita tidak perlu menyambungkan kabel listrik
untuk dapat mengaktifkan perangkat elektronik kita sehingga dapat dengan mudah
dibawa kemana-mana. Dalam kehidupan kita sehari-hari, kita dapat menemui dua
jenis Baterai yaitu Baterai yang hanya dapat dipakai sekali saja (Single Use)
dan Baterai yang dapat di isi ulang (Rechargeable).
Jenis-jenis Baterai :
Setiap Baterai terdiri dari Terminal Positif( Katoda) dan Terminal Negatif
(Anoda) serta Elektrolit yang berfungsi sebagai penghantar. Output Arus Listrik
dari Baterai adalah Arus Searah atau disebut juga dengan Arus DC (Direct
Current). Pada umumnya, Baterai terdiri dari 2 Jenis utama yakni Baterai Primer
yang hanya dapat sekali pakai (single use battery) dan Baterai Sekunder yang
dapat diisi ulang (rechargeable battery).
Seven Segment Display (7
Segment Display) dalam bahasa Indonesia disebut dengan Layar Tujuh Segmen
adalah komponen Elektronika yang dapat menampilkan angka desimal melalui
kombinasi-kombinasi segmennya. Seven Segment Display pada umumnya
dipakai pada Jam Digital, Kalkulator, Penghitung atau Counter Digital,
Multimeter Digital dan juga Panel Display Digital seperti pada Microwave Oven
ataupun Pengatur Suhu Digital . Seven Segment Display pertama
diperkenalkan dan dipatenkan pada tahun 1908 oleh Frank.
RANGKAINAN PERCOBAAN :
