INTEGRASI APLIKASI ANALOG DAN DIGITAL PADA PRAKTIKUM ELEKTRONIKA PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLINES

## Oleh : Sugijono
Teknik Elektro Politeknik Negeri Semarang Jl. Prof. Sudarto, S.H. Tembalang Semarang Email : sugijono.elektro@polines.ac.id

## Abstrak
Mata Kuliah Praktikum Elektronika Semester III di Program Studi Teknik Listrik Jurusan Teknik Elektro Polines  berisi  dua  materi  utama  yaitu  elektronika  analog  dan  elektronika  digital.  Pada  akhir  semester belum  diberikan  ujian  praktikum  dengan  soal  ujian  yang  aplikatif. Penelitian  ini  bertujuan  khusus mengintegrasikan  muatan  aplikatif  dalam  soal  ujian  praktikum  sehingga  mahasiswa  mendapatkan  nilai tambah  yaitu  memperkuat  kompetensi  yang  lebih  komprehensif  dan  kompetitif.  Oleh  karena  itu  target khusus  dari  penelitian  ini  yaitu  membuat  soal  ujian  praktikum  yang  aplikatif  sebagai  gabungan  dari beberapa lembar kerja praktikum,  berupa aplikasi lampu jalan otomatis untuk materi elektronika analog, dan  aplikasi  tampilan  otomatis  untuk  waktu  tunggu  lampu  lalu  lintas  waran  hijau  untuk  materi elektronika  digital.  Berdasarkan  pada  metode  studi  literatur  dan  eksperimen,  maka  penelitian  ini menghasilkan luaran berupa prosiding seminar dan artikel jurnal publikasi mengenai integrasi soal ujian praktikum yang aplikatif dalam mata kuliah Praktikum Elektronika Semester III di Program Studi Teknik Listrik  dan  juga  rekomendasi  sebagai  bahan  pertimbangan  dalam  improvisasi  materi  kuliah  Praktikum Elektronika.
Kata Kunci : Aplikasi, Elektronika, Analog, Digtal.

## 1.    Pendahuluan

## 1.1. Latar Belakang
Mata  Kuliah  Praktikum  Elektronika Semester  III  di Program  Studi  Teknik Listrik  Jurusan  Teknik  Elektro  Polines berisi  dua  materi  yaitu  elektronika  analog dan  elektronika  digital.  Pada  akhir  dari kedua materi tersebut belum diberikan ujian praktikum  dengan soal  ujian  praktikum yang aplikatif . Oleh karena itu penelitian ini bertujuan  khusus  melakukan  kajian  dalam upaya untuk menyusun dan mengintegrasikan suatu soal ujian praktikum yang  aplikatif mengenai  kedua materi  tersebut  pada  saat  tiap  materi tersebut  berakhir,  sehingga  akan  dicapai inovasi  pada  mata  kuliah  Praktikum Elektronika  Semester III. Dengan demikian diharapkan  mahasiswa  mendapatkan  nilai tambah  yaitu  memiliki  kompetensi  yang lebih  komprehensif  dan  kompetitif  sebagai bekal dalam  bersaing di bursa kerja setelah lulus  nanti. Penyampaian  informasi  pada awal  semester  kepada  mahasiswa  tentang soal  ujian  praktikum yang  aplikatif
diyakini  dapat  membangkitkan  motivasi mahasiswa  ketika  menjalani  praktikum, karena soal ujian praktikum yang aplikatif tersebut  memuat  aplikasi  dari  gabungan beberapa  materi  kuliah  praktikum  baik mengenai  elektronika  analog  maupun elektronika  digital.  Soal  ujian  praktikum berupa  aplikasi  lampu  jalan  otomatis diujikan  setelah  selesai  materi  praktikum elektronika analog, dan soal ujian praktikum berupa aplikasi lampu lalu lintas otomatis  diujikan  setelah  selesai  materi praktikum elektronika digital.

## 1.2. Manfaat
Dapat  mengintegrasikan soal  ujian praktikum yang  aplikatif ke  dalam  Mata Kuliah Praktikum Elektnroika Semester III, serta  memberikan  rekomendasi  sebagai bahan  pertimbangan  dalam  improvisasi materi kuliah Praktikum Elektnroika Semester III.
.

## 2.    Kajian  Pustaka

## 2.1. Saklar Cahaya
Gambar 2.1. Saklar Cahaya (https://duniaberbagiilmuuntuksemua.blogs pot.com/2017/05)
Saklar  cahaya  atau  Photo  Switch adalah saklar elektronik yang bekerja secara otomatis bergantung pada intensitas cahaya yang  diterimanya.  Bila  saklar  cahaya  itu terkena intensitas cahaya yang cukup terang maka  secara  otomatis  akan  memutuskan aliran  listrik  yang  menuju  ke  lampu penerangan sehingga lampu itu mati sendiri. Bila  saklar cahaya itu mendapatkan  cahaya gelap  atau  kurang  terang  maka  secara otomatis  akan  terhubung  dan  mengalirkan listrik  menuju  ke  lampu  penerangan sehingga lampu itu hidup sendiri.

## 2.2. LDR
Light  Dependent  Resistor  (LDR)  ialah jenis  resistor  yang  berubah  hambatannya karena  pengaruh  cahaya.  Besarnya  nilai hambatan  pada  sensor  cahaya  LDR tergantung pada besar kecilnya cahaya yang diterima  oleh  LDR  itu  sendiri.  Bila  cahaya gelap  nilai  tahanannya  semakin  besar, sedangkan cahayanya terang nilainya menjadi  semakin  kecil.  LDR  adalah  jenis resistor  yang  biasa  digunakan  sebagai detektor  cahaya  atau  pengukur  besaran konversi cahaya.
Gambar 2.2. LDR

## 2.3. Transistor BJT
Transistor Bipolar (BJT) adalah komponen  semikonduktor  yang  terdiri  atas sebuah  bahan  type  P  dan  diapit  oleh  dua bahan  tipe  N  (transistor  NPN)  atau  terdiri atas  sebuah  bahan  tipe  N  dan  diapit  oleh dua bahan tipe  P (transistor PNP)  sehingga transistor  mempunyai  tiga  kaki  yaitu Emitor  (E),  Basis  (B)  dan  Kolektor  (C). Pada  konfigurasi  emitor  bersama  ( common emitter /CE)  maka  sinyal  input  diumpankan pada  basis  dan  output  diperoleh  dari kolektor  dengan  emitor  sebagai common atau ground .  Faktor  penguatan  arus  pada emitor  bersama  disebut  dengan  BETA  (ß) yang  dikenal  dengan  hfe  sebagai  faktor penguatan  arus  pada  emitor  bersama  yaitu rasio  antara  arus  kolektor    (Ic)  dibagi  arus basis (Ib).

## Gambar 2.3. Transistor BJT

## 2.4. Rele Magnetik
Rele  magnetik  atau  sakelar  magnetik bekerja  berdasarkan  kemagnetan,  artinya sakelar  ini  dapat  bekerja  apabila  ada  gaya kemagnetan.  Magnet  berfungsi  sebagai penarik dan pelepas kontak-kontak. Kontak rele  terdiri  dari  kontak  normal  terbuka ( normaly  open/  NO )  dan  kontak  normal tertutup  ( normaly  close/  NC ).  Kontak  NO bila  rele  belum  bekerja,  maka  kedudukan kontaknya membuka/ terputus, dan bila rele bekerja maka kedudukan kontaknya menutup/ menghubung.

## 2.5. Catu Daya
Catu  daya  atau  Power  Supply  adalah rangkaian yang berfungsi untuk
menyediakan daya pada peralatan elektronik.  Komponen  utama  rangkaian catu  daya  disini  yaitu  transformator step down untuk  menurunkan  tegangan,  dioda utnuk  menyearahkan  tegangan  dari  bolak balik  menjadi  searah  dan  kondensator elektrolit  untuk  meratakan  aus  searah  yang masih  bergelombang,  serta  IC  regulator untuk menstabilkan tegangan searah.
Gambar 2.5. Catu Daya DC
( https://www.eidusa.com)

## 2.6. Pencacah
Pencacah  naik  ( up  counter )  adalah pencacah  dengan  urutan  mencacah  dari kecil  ke  besar,  sedangkan  pencacah  turun ( down  counter )  dengan  urutan    mencacah dari besar ke kecil. IC 74192 adalah decade up/down  counter yang  mencacah  dari bilangan 0000 s/d 1001 biner atau  bilangan 0 s/d  9 desimal.
Gambar 2.6. IC Counter 74912

## 2.7. Pengubah Sandi
Pengubah  sandi  atau  pengubah  kode
( Decoder )  adalah  rangkaian  digital  yang mampu    mengubah  suatu  bilangan  biner menjadi  bilangan  desimal.  IC  7441  adalah
pengubah  bilangan  desimal  yang  masih disandikan  dalam  bentuk  bilangan  biner atau  BCD  (Binary  Code  Decimal)  menjadi bentuk bilangan desimal.

## Gambar 2.7. Pengubah Sandi

## 2.8. LED 7 Ruas
LED  7  Ruas  merupakan  komponen yang  terdiri  dari  7  buah  ruas  dioda  cahaya LED  (Light  Emit  Diodes)  yang  disusun menjadi  bilangan  desimal  8  dan  berfungsi sebagai penampil karakter bilangan.

## Gambar 2.8. LED 7 Ruas

## 2.9. Multivibrator
IC  555  merupakan  pembangkit  pulsa yang dapat diatur modus kerjanya sehingga dapat  menjadi  sebuah    multivibrator  yang menghasilkan output astable berupa
gelombang  kotak  yang  berosilasi  pada frekuensi  dan  periode  tertentu  bergantung pada  kombinasi  komponen  RC  yang digunakan.
Gambar 2.9. Multivibrator (http://elektronika-dasar.web.id/ pembangkit-pulsa-ic-555/)

## 3.    Metode  Penelitian

## 3.1. Studi Literatur
Saklar Cahaya untuk lampu penerangan luar  ( outdoor  lamp )  yang  bekerja  otomatis bergantung  pada  Matahari  terdiri  dari  catu daya (Gambar 3.1.) yang meliputi transformator  untuk  menurunkan  tegangan dari  220  Volt  bolak-balik  menjadi  6  Volt dan diode untuk mengubah tegangan dari 6 Volt  bolak-balik  menjadi  searah  yang diratakan  oleh  kondensor  filter  dan  IC stabiliser serta sensor cahaya LDR (Gambar 3.2.)  yang  mengendalikan  hidup  atau  mati lampu  jalan  /luar  melalui  pensakelaran secara  elektronik  dengan  transistor  dan secara elektro magnetik dengan  rele.
.
Gambar 3.1. Catu Daya
Gambar 3.2. Saklar Cahaya
Pencacah  ( Counter )  mulai  menghitung mundur  nilai  setelan  SV  ( set  value )  bila mendapatkan pulsa hitung CP ( Clock Pulse ) yang  berubah  status  dari  kondisi  OFF  ke ON  sehingga  nilai  hitungan  terkini  PV ( Present  Value )  berkurang  satu  demi  satu seperti pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3. Pencacah ( Counter )

## 3.2. Instalasi Perangkat Keras
Instalasi  pengawatan  perangkat  keras ( hardware )  untuk  catu  daya  dilaksanakan mengikuti diagram rangkaian pada Gambar 3.1. dan Gambar 3.4. yaitu menghubungkan transformator stepdown dengan  penyearah jembatan diode dan filter kapasitor serta IC stabiliser  sehingga  menghasilkan  tegangan searah  yang  dapat  digunakan  untuk memberikan  catu  daya  ke  rangkaian  saklar cahaya dan ke rangkaian pencacah.
Gambar 3.4. Pengawatan Modul Catu Daya AC/DC dan Saklar Cahaya PJU
Instalasi  pengawatan  perangkat  keras saklar  cahaya  dilaksanakan  mengikuti diagram  rangkaian  pada  Gambar  3.2.  dan Gambar  3.4.  yaitu  menghubungkan  sensor Light  Dependent  Resistor  (LDR)  dengan trimpot  dan  transistor  serta  rele  magnetik sehingga  bekerja  apabila  LDR  diberi intensitas cahaya tertentu.
Instalasi pengawatan perangkat keras ( hardware ) untuk pencacah pada lampu lalu lintas  dilaksanakan  mengikuti  diagram rangkaian  pada  Gambar  3.5.  dan  Gambar 3.6.  yaitu  menghubungkan  keluaran  astabil multivibrator  IC  555  dengan  pencacah  IC 74192  dan  seterusnya  dengan  pengubah bilangan  sandi  BCD  ke  desimal  IC  7441 dan penampil bilangan desimal LED 7 ruas.
Gambar 3.5. Diagram Pengawatan Lampu Lalu Lintas
Gambar 3.6. Pengawatan Modul Lampu Lalu Lintas

## 3.3. Pengujian
Gambar 3.7. Percobaan Saklar Cahaya PJU
Malam dan Siang Hari
Gambar 3.8. Pengawatan Modul Saklar Cahaya PJU Malam dan Siang Hari
Gambar 3.9. Pengujian Modul  Saklar Cahaya PJU Malam dan Siang Hari
Hasil pengujian adalah sebagai berkut :
Rangkaian  aplikasi  lampu  jalan  otomatis pada Gambar 3.9. :
o Pada  waktu  malam  hari  sensor  cahaya (LDR)  tidak  diberi  cahaya  dari  lampu pada  hand  phone  (HP)  dan  membuat lampu PJU menyala.
o Pada  waktu  pagi  dan  siang  hari  sensor cahaya (LDR) diberi cahaya dari lampu pada  hand  phone  (HP)    dan  membuat lampu PJU mati.
Gambar 3.10. Pengawatan Percobaan Lampu Lalu Lintas
.
Gambar 3.11. Pengawatan Modul
Lampu Lalu Lintas
Gambar 3.12. Pengujian Modul Lampu
Lalu Lintas
Hasil pengujian adalah sebagai berkut : Rangkaian aplikasi lampu lalu lintas otomatis pada Gambar 3.12. :
o Pada  siklus  awal  tampilan  angka  30 (tiga puluh).
o Setiap  diberi  pulsa  maka  tampilan angka  berkurang  satu  hingga  angka  0 (nol).
o Tampilan angka kembali 30 (tiga puluh).
4.    Hasil Dan Pembahasan
4.1. Hasil Penelitian Aplikasi lampu jalan otomatis menghasilkan  data  hasil  seperti  pada Gambar 4.9. :
Pada  waktu  malam  hari  (gelap)  sensor cahaya  (LDR)  tidak  mendapatkan  cahaya
dari  Matahari  dan  membuat  lampu  PJU menyala.
Pada  waktu  pagi  dan  siang  hari  (terang) sensor  cahaya  (LDR)  mendapatkan  cahaya dari  Matahari  dan  membuat  lampu  PJU mati.
Aplikasi lampu lalu lintas otomatis menghasilkan  data  hasil  seperti  pada Gambar4.12. : Pada  siklus  awal  tampilan  angka  30  (tiga puluh).
Setiap  diberi  pulsa  maka  tampilan  angka berkurang  satu  hingga  angka  0  (nol). Tampilan angka kembali 30 (tiga puluh).

## 4.2. Pembahasan
Hasil  pengujian  yang  dimuat  pada Gambar  4.9.  di  atas  menunjukkan  bahwa tingkat  keberhasilan  aplikasi  lampu  jalan otomatis  tercapai  dengan  baik  yaitu  sensor cahaya beroperasi secara otomatis
menghidupkan  lampu  PJU  bila  malam  hari dan  memadamkan  lampu  PJU  bila  pagi hingga  sore  hari,  serta  bila  cuaca  mendung cukup gelap.
Hasil  pengujian  yang  dimuat  pada Gambar  4.12.  di  atas  menunjukkan  bahwa tingkat  keberhasilan  aplikasi  lampu  lalu lintas  otomatis  tercapai  dengan  baik  yaitu pencacah ( counter ) beroperasi secara otomatis  menampilkan  angka  desimal  dua digit  pada  LED  7  ruas  dan  berkurang  satu setiap  kali  mendapatkan  pulsa  hingga mencapai tampilan nol.

## 5.    Penutup

## 5.1. Kesimpulan
Penelitian  tentang  aplikasi  elektronika analog dan elektronika digital pada Praktikum  Elektronika  Semester  III    di Program  Studi  Teknik  Listrik  Jurusan Teknik Elektro Polines memberikan kesimpulan sebagai berikut :
Aplikasi  sakelar    dengan  sensor  cahaya dapat mengendalikan secara otomatis lampu  jalan  bergantung  pada  Matahari. Meskipun  siang  hari  bila  mendung  cukup gelap maka lampu jalan menyala.
Aplikasi peraga menghitung mundur  waktu tunggu  lampu  lalu  lintas  dapat  bekerja menampilkan  bilangan  dua  digit  yang menghitung mundur secara otomatis dengan  perubahan  berkurang  satu    setiap detik.

## 5.2. Saran
Hasil  penelitian  ini  dapat  dijadikan pertimbangan  dan  rekomendasi  untuk melakukan inovasi materi kuliah Praktikum Elektronika  Semester  III  di  Program  Studi Teknik  Listrik  Jurusan  Teknik  Elektro Polines  dengan  mengintegrasikan  aplikasi elektronika  analog  dan  elektronika  digital, sehingga  segi  manfaatnya  lebih  banyak disamping  bagi  mahasiswa  juga  berkaitan dengan  kebutuhan  masyarakat.
Penelitian tahapan berikutnya dapat dilanjutkan sehingga menghasilkan prototipe  yang  layak  diproduksi  secara masal dan bernilai jual.

## DAFTAR PUSTAKA
C.  Lee,  Samuel,  Sutisno,  1994, Rangkaian
Digital dan Rancangan Logika ,
Penerbit Erlangga, Jakarta.
Patranabis, Ph. D, 2003 , Sensors and Transducers ,  PHI Learning Pvt. Ltd, Prentice Hall of India.
Hodges,  David,  G.  Jackson,  Horace,  H.
Nasution,  Sofyan,  1987, Analisis  dan Desain
Applications ,  Elsevier  Inc.,  http://elsevier. com,  8 Januari 2013.
J.  Nagrath,  DP.Kothari,  1989, Electric Machines ,  New  Delhi,  Tata  Mc  Graw Hill Publishing Co.Ltd.
Rangkaian Terpadu Digital, Penerbit Erlangga, Jakarta.
Jerry  Luecke,  2005, Analog  and  Digital
Circuits for Electronic  Control System
Mano, M. Morris, 2007, Digital Design ,
5th Edition, Prentice Hall Inc,
Englewood Cliffs, New Jersey
Millman  Jacob,  Halkias  Christos  C,  1985,
Elektronika  Terpadu  Jilid  2, Penerbit
Erlangga, Jakarta.
Singh SK, 2009, Industrial Automation and
Control , Mc Graw Hill, New Delhi.
Sistem Kontrol Elektro Mekanik & Elektronik xi-2 - Kontaktor Magnet (Magnetic  Contactor) Laman Sumber ...belajar.ditpsmk.net.
Sugijono dkk, 2016, Penelitian : Pengujian
Karakeristik Sensor Warna dan
Aplikasinya  untuk  Otomasi  Sortir Produk , Politeknik Negeri Semarang. Zoe  Far,  2014, Dasar  Rangkaian  Counter , http://zoefar.blogspot.com/2014/04/das ar-rangkaian-counter.html, download bulan November 2014.
……,  2010, Jobsheet  Semester  III  : Praktikum  Elektronika ,  Program  Studi Teknik Listrik, Jurusan Teknik Elektro,
Politeknik Negeri Semarang.
https://buatberbagisaja.wordpress.com/2011 /07/07/skema-rangkaian-sensor-cahaya http://baskarapunya.blogspot.com/2014/08/ rangkaian-counter-ic74192.html https://onimeka.wordpress.com/2014/0 1/31/pembangkit-pulsa-1-hz http://madelektro.blogspot.com/2013/06/ran gkaian-counter-downup-otomatis-
7.html
https://nursamsa32.wordpress.com/tag/ic 7447 https://www.herry.web.id/2018/12/catu- daya-laporan-pendahuluan.html http://youtube/CTTkTgPS2Y0