Makalah Perancangan Sistem Digital DADU ELEKTRONIK
DADU ELEKTRONIKOLEH : Deby Citra Dewi (D411 02 802-1)
KATA PENGANTAR
Puji syukur atas berkat dan rahmat Allah SWT, sehingga saya dapat
menyelesaikan makalah ini sebagai tugas akhir dari mata kuliah Perancangan Sistem
Digital dan sebagai syarat kelulusan dari mata kuliah ini.
Terima kasih saya sampaikan untuk dosen yang telah membimbing dan
mengarahkan dalam penyusunan makalah ini juga untuk rekan-rekan yang telah
membantu dalam penyusunan makalah ini.
Penyusun juga menyadari bahwa makalah ini jauh dari sempurna, oleh karena itu
semua kritik dan saran akan saya terima. Akhirnya penyusun mengharapkan agar
makalah ini sedikit banyaknya dapat menambah pengetahuan pembaca khususnya dalam
hal dadu elektronik sebagaimana yang terdapat dalam makalah ini.
Makassar, 10 - Mei ,2004
Penyusun
1
Makalah Perancangan Sistem Digital DADU ELEKTRONIK
BAB I
PENDAHULUAN
Pada masa dewasa sekarang ini kebutuhan akan alat-alat elektronika semakin
meningkat seiring meningkatnya tingkat pendapatan masyarakat. Kebutuhan akan alat-
alat elektronika ini tidak tertutup untuk perabotan rumah tangga tetapi juga meningkat
pada hiburan dan permainan.
Metode perakitan komponen yang ada pada setiap peralatan dirubah. Hubungan
antara komponen yang tadinya dilakukan dengan menggunakan terminal-terminal serta
hubungan kawat, telah dirubah sedemikian rupa sehingga tak terbatas pada sambungan
solder yang sederhana saja. Berkas elektron dan sinar laser mampu menggantikan solder,
bahkan suatu termokompresi atau sambungan tersembunyi, semua itu mungkin saja
dibuat. Hubungan kawat antara satu titik dengan satu titik yang lain telah diganti oleh apa
yang dinamakan Printed Writing Board (PWB atau papan cetakan kawat) terdiri atas
banyak lapisan dalam konstruksinya. Hal ini dilakukan dalam mengatasi sambungan yang
makin rumit dan untuk membentuk konstruksi miniaturisasi dan komponen-
komponennya.
Salah satu permainan yang telah dikenal sejak dulu yaitu permainan dadu.
Dimana kita kenal permainan tersebut dimainkan secara konvensional yaitu dengan
melemparkan dadu tersebut. Tetapi seiring kemajuan teknologi, maka permainan dadu
tersebut disajikan dalam bentuk yang lebih menarik yaitu dengan sebutan dadu
elektronik. Dari penamaannya kita dapat menarik kesimpulan bahwa permainan dadu ini
lebih mengarah pada permainan yang melibatkan rangkaian elektronika dengan tampilan
hasilnya melalui susunan led, tetapi cara pengaktifannya masih dalam cara manual yaitu
dengan menekan saklar dan hasilnya kemudian akan ditampilkan melalui led.
Rangkaian dari dadu elektronik ini mempunyai beberapa kelebihan dan
kekurangan, yaitu kelebihannya rangkaian ini lebih sederhana dibandingkan rangkaian
dadu elektronik yang lain. Sedangkan kekurangannya yaitu pertama, rangkaian ini
mencacah secara berurutan sehingga dimungkinkan keluarannya bisa dikendalikan.
Untuk mengatasinya maka frekuensi yang diberikan ke rangkaian ini sangat tinggi
sehingga sangat sulit untuk menentukan hasil yang akan keluar dari pencacah. Kemudian
2
Makalah Perancangan Sistem Digital DADU ELEKTRONIK
kekurangan yang kedua keluaran dadu ini yang ditunjukkan oleh led mempunyai
keluaran yang bernilai nol. Mungkin kekurangan ini kita bisa manfaatkan bahwa bila
seseorang mendapat nol maka dia dianggap tidak beruntung atau harus menekan saklar
sekali lagi.
Sekarang kita menginjak pada masa kini bahwa hampir semua kegiatan manusia
dewasa ini tergantung pada pemakaian komponen elektronika. Bahkan ada semacam
ketergantungan dari masyarakat modern pada elektronika.
3
Makalah Perancangan Sistem Digital DADU ELEKTRONIK
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Komponen terpenting dari rangkaian dadu elektronik ini adalah flip-flop JK
sementara komponen lainnya sebagai penunjang. Di bawah ini diuraikan tentang
komponen yang digunakan pada rangkaian dadu elektronika.
A. Flip-Flop JK Majikan Budak
Sebuah flip-flop master slave adalah kombinasi dari dua buah penahan
yang diatur oleh sinyal pendetak; penahan pertama disebut majikan (master), dan
penahan kedua disebut budak atau slave. Majikan merupakan penahan yang diatur
oleh sinyal pendetak positif sedangkan budak merupakan penahan yang diatur
dengan sinyal pendetak negatif. Ini berarti pola operasinya adalah sebagai berikut :
1. Pada saat sinyal detak berada pada tingkat tinggi majikannya yang aktif dan
budaknya tidak aktif.
2. Pada saat sinyal detak berada pada tingkat rendah majikannya yang tak aktif dan
budaknya menjadi aktif.
Gambar flip-flop JK
B. Gerbang-Gerbang Logika
Pada rangkaian dadu elektronik ini kami menggunakan dua buah gerbang
logika yaitu gerbang logika OR dan gerbang logika AND.
Gerbang OR memiliki dua atau lebih dari dua sinyal masukan tetapi hanya
satu sinyal keluaran. Jika salah satu dari sinyal masukan tinggi, maka sinyal
keluarannya akan menjadi tinggi.
4
Makalah Perancangan Sistem Digital DADU ELEKTRONIK
Adapun tabel kebenaran dari gerbang OR dua masukan adalah sebagai berikut :
A B Y
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
1
Tabel di atas merampungkan operasi dari gerbang OR dua masukan ; biner 0
mewakili tegangan rendah dan biner 1 menyatakan tegangan tinggi. Perhatikan bahwa
bila 1 atau lebih dari satu masukan dalam keadaan tinggi, maka keluarannya akan
menjadi tinggi, itulah sebabnya gerbang tersebut dinamakan dengan gerbang OR
(atau).
Adapun bentuk dari gerbang OR dua masukan adalah :
Gambar Gerbang OR
Gerbang AND mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal masukan, tetapi
hanya satu sinyal keluaran. Semua masukan harus dalam keadaan tinggi untuk
mendapatkan keadaan tinggi.
Operasi lengkap gerbang AND dua masukan dirangkum dalam table
kebenaran di bawah ini :
A B Y
0
0
1
1
0
1
0
1
0
0
0
1
5
Makalah Perancangan Sistem Digital DADU ELEKTRONIK
Seperti biasa, biner 0 menyatakan tegangan rendah dan biner 1 menyatakan
tegangan tinggi. Sebagaimana yang kita lihat A dan B harus tinggi untuk memperoleh
keluaran tinggi. Oleh sebab itu gerbang ini disebut gerbang AND.
Adapun bentuk dari gerbang AND dua masukan adalah :
Gambar Gerbang AND
C. Clock
Pada semua flip-flop untuk mengaktifkannya kita membutuhkan sebuah
komponen yang berfungsi untuk memicunya. Adapun komponen tersebut biasa kita
kenal dengan Clock.
Adapun gambar clock pada simulasi adalah sebagai berikut :
Gambar Bentuk Clock
D. LED (Light Emitting Diode)
Pada diode berprategangan maju, elektron bebas melintasi persambungan dan
jatuh ke dalam lubang (hole). Pada saat elektron ini jatuh ke tingkat energi yang lebih
tinggi ke tingkat energi yang lebih rendah, ia memancarkan energi. Pada dioda-dioda
biasa, energi ini keluar dalam bentuk panas. Tetapi pada dioda pemancar cahaya
(LED), energi memancar sebagai cahaya. LED telah menggantikan lampu-lampu
pijar dalam beberapa pemakaian karena tegangannya yang rendah, umurnya yang
panjang dan switch on-off nya yang cepat.
6
Makalah Perancangan Sistem Digital DADU ELEKTRONIK
Adapun gambar LED pada simulasi (pada simulasi nanti kita menggunakan
red probe sebagai pengganti LED) adalah sebagai berikut :
Gambar LED
E. Vcc
Jika kita membuat sebuah rangkaian yang menggunakan flip-flop maka
sumber yang dibutuhkan adalah Vcc, dimana besar tegangan yang dihasilkan oleh
Vcc adalah sebesar 5 volt.
Adapun gambar dari Vcc dalam simulasi adalah sebagai berikut :
Gambar Vcc
7
Makalah Perancangan Sistem Digital DADU ELEKTRONIK
BAB III
TUJUAN DAN MANFAAT
III.1 TUJUAN
Adapun tujuan dari pembahasan rangkaian dadu elektronik ini yaitu supaya
pembaca atau peminat dari permainan elektronik khususnya dadu dapat mengerti
dari prinsip kerja dadu elektronik ini. Dan adapun komponen yang digunakan
dalam rangkaian dadu elektroik ini yaitu :
- 7 buah led
- Gerbang OR dan AND
- Sumber VCC
- Clock
- Flip-flop JK
III.2 MANFAAT
Pada prinsip dasarnya manfaat yang dapat diperoleh dengan adanya dadu
elektronik untuk lebih memudahkan kita dalam permainan yang menggunakan
dadu. Selain itu juga sangat membantu kita dalam pengembangan pikiran kita
mengenai alat-alat elektronika.
8
Makalah Perancangan Sistem Digital DADU ELEKTRONIK
BAB IV
METODE
IV.1 Secara Teoritis
Pada dasarnya analisa dari dadu elektronik yang saya rancang pada mata kuliah
Perancangan Sistem Digital adalah sebagai berikut :
Posisi Led serta Penomorannya
Clock FF D C B A
0
1
2
3
4
5
6
0
1
0
1
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
Tabel Kebenaran
9
3
2 1 2
4 3
4
Makalah Perancangan Sistem Digital DADU ELEKTRONIK
Clock LED 1 2 3 4
0
1
2
3
4
5
6
0
1
0
1
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
Tabel Penampakan Nyala Led
AB AB AB AB
CD0 X 4 X
CD1 3 5 X
CD X X X X
CD2 X 6 X
Tabel Urutannya
Q Q n+1 J K
0 0 0 X
0 1 1 X
1 0 X 1
1 1 X 0
Tabel kuncinya
10
Makalah Perancangan Sistem Digital DADU ELEKTRONIK
Dari tabel kebenaran di atas maka kita dapat membuat Karnaugh Mapnya.
Adapun Karnaugh Map dari perancangan dadu elektronik ini adalah sebagai berikut :
JD = A + C
1 X 1 X
X X X X
X X X X
1 X 0 X
JC = BD + AD
0 X 0 X
1 0 1 X
X X X X
X X X X
JB = C
0 X X X
0 X X X
X X X X
1 X X X
JA = B
0 X X X
0 1 X X
X X X X
0 X X X
KD = 1
X X X X
1 1 1 X
X X X X
X X X X
KC = 1
X X X X
X X X X
X X X X
1 X 1 X
KB = C
X X 0 X
X 0 0 X
X X X X
X X 1 X
KA = C
X X 0 X
X X 0 X
X X X X
X X X X
11
Makalah Perancangan Sistem Digital DADU ELEKTRONIK
Dalam memudahkan kita untuk merancang sebuah rangkaian yang
menggunakan gerbang logika maka kita terlebih dahulu membuat Karnaugh Mapnya
sehingga kita dapat menentukan masukannya. Hal ini juga berlaku pada perancangan
dadu elektronik yang saya rancang. Setelah dibuat Karnaugh Mapnya maka kita dapat
mengetahui masukan J dan K untuk flip-flop A, B, C dan D, sehingga dengan
demikian kita dapat menggambar rangkaiannya dengan jelas.
12
Makalah Perancangan Sistem Digital DADU ELEKTRONIK
IV.2 Secara Simulasi
Setelah sebuah rangkaian dalam hal ini dadu elektronik diuji secara teoritis
dan gambar rangkaiannya telah diketahui, maka kita dapat mengadakan simulasi
untuk melihat apakah rangkaian ini berfungsi atau tidak. Adapun software yang
digunakan adalah Electronic Work Bench version 5.12
Dalam menguji rangkaian ini, kita membutuhkan flip-flop JK, led, sumber
(Vcc), gerbang OR , gerbang AND dan clock dengan frekuensi tinggi (misalkan 1000
Hertz). Komponen-komponen ini dirangkai sesuai dengan gambar rangkaian yang
telah dibuat sebelumnya. Setelah selesai maka mulai disimulasikan dan jika rangkaian
13
Makalah Perancangan Sistem Digital DADU ELEKTRONIK
ini bekerja, maka led akan menyala secara acak. Untuk mengetahui bahwa simulasi
ini merupakan dadu elektronik maka simulasi dihentikan dan tampak led akan
menunjukkan angka dadu misalnya angka 4 (led 3 dan 4 yang menyala sedangkan led
yang lainnya padam). Untuk mengaktifkan kembali maka tombol start pada simulasi
di-on-kan dan jika ingin melihat kembali hasil yang diperoleh tombol simulasi di-off-
kan.
Adapun gambar hasil simulasi dari rangkaian dadu elektronik ini dapat dilihat
pada halaman berikutnya.
14
Makalah Perancangan Sistem Digital DADU ELEKTRONIK
15
Makalah Perancangan Sistem Digital DADU ELEKTRONIK
BAB V
HASIL DAN PEMBAHASAN
V.1. Secara Teoritis
Pada rangkaian dadu elektronik ini peranan led sangat penting sebab dengan
adanya led maka kita dapat mengetahui mata dadu berapa yang muncul . Menyala atau
tidaknya led dipengaruhi oleh tabel kebenaran yang dibuat .
Dibawah ini akan saya tampilkan tabel kebenaran dan tabel penampakan led dari
rangkaian dadu elektronik yang saya rancang .
Clock FF D C B A
0
1
2
3
4
5
6
0
1
0
1
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
Tabel Kebenaran
Clock Led 1 2 3 4
0
1
2
3
4
5
6
0
1
0
1
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
Tabel Penampakan Nyala Led
16
Makalah Perancangan Sistem Digital DADU ELEKTRONIK
Sebagaimana yang telah saya jelaskan secara singkat mengenai peranan led dalam
rangkaian ini maka penempatan led juga sangat berpengaruh terhadap hasil yang akan
muncul . Adapun posisi led yang saya rancang adalah sebagai berikut :
Posisi Led serta Penomorannya
Pada tabel kebenaran dan tabel penampakan led diatas dapat kita lihat
hubungannya dengan posisi serta penomoran led dalam pemunculan angka pada dadu
elektronik ini.
Jika semua led tidak menyala , hal ini disebabkan karena nilai flop-flop
A,B,C,dan D pada tabel kebenaran bernilai 0 sehingga tidak ada yang aktif , maka hasil
yang diperoleh juga nol. Inilah kekurangan dadu ini yang akan mempunyai keluaran
bernilai nol. Tetapi kita bisa memanfaatkan dengan ketidakberuntungan atau menekan
saklar sekali lagi dalam aplikasi permainan nantinya.
Untuk angka 1 yang muncul , maka led nomor 1 akan menyala , sedangkan led
lainnya padam . Hal ini disebabkan karena flip-flop D pada tabel kebenaran diatas
bernilai 1 sedangkan flip-flop A,B dan D bernilai 0.
Untuk angka 2 yang muncul, maka led nomor 2 akan menyala, sedangkan led
lainnya padam. Hal ini disebabkan karena flip-flop C pada tabel kebenaran di atas
bernilai 1 sedangkan flip-flop A, B dan C bernilai 0.
Untuk angka 3 yang muncul , maka led nomor 3 dan led nomor 1 akan menyala ,
sedangkan led lainnya padam . Hal ini disebabkan karena flip-flop B dan D pada tabel
kebenaran diatas bernilai 1 sedangkan flip-flop A dan C bernilai 0.
17
3
2 1 2
4 3
4
Makalah Perancangan Sistem Digital DADU ELEKTRONIK
Untuk angka 4 yang muncul , maka led nomor 3 dan led nomor 4 akan menyala,
sedangkan led lainnya padam . Hal ini disebabkan karena flip-flop A dan B pada tabel
kebenaran diatas bernilai 1 sedangkan flip-flop C dan D bernilai 0 .
Untuk angka 5 yang muncul , maka led nomor 1,3 dan led nomor 4 akan menyala,
sedangkan led lainnya padam . Hal ini disebabkan karena flip-flop A,B dan D pada tabel
kebenaran diatas bernilai 1 sedangkan flip-flop C bernilai 0.
Untuk angka 6 yang muncul , maka led nomor 2, 3 dan led nomor 4 akan
menyala, sedangkan led lainnya padam . Hal ini disebabkan karena flip-flop A,B dan C
pada tabel kebenaran diatas bernilai 1 sedangkan flip-flop D bernilai 0.
Pemunculan angka-angka pada dadu elektronik ini secara acak . Kemungkinan
munculnya angka tertentu juga tidak dapat dipastikan karena frekuensi dari clock yang
tinggi..
V.2 Secara Simulasi
Dalam simulasi rangkaian ini masukan untuk flip-flop A, B, C dan D ditentukan
melalui karnaugh map yang telah dibuat pada bab sebelumnya.
Untuk flip-flop A masukan J-nya adalah keluaran dari flip-flop B sedangkan
masukan K-nya adalah keluaran dari flip-flop C. Untuk flip-flop B masukan J-nya
keluaran dari flip-flop C sedangkan untuk masukan K-nya sama dengan masukan J-nya
yaitu keluaran dari flip-flop C. Untuk flip-flop C masukan J-nya merupakan keluaran
komplemen dari flip-flop B dan keluaran dari flip-flop D di-AND-kan kemudian
ditambah dengan hasil AND antara keluaran flip-flop A dan D. Sedangkan mesukan K-
nya adalah 1. Untuk flip-flop D masukan J-nya merupakan keluaran komplemen dari flip-
flop A dan C, sedangkan masukan K-nya adalah 1.
Selain hubungan antara flip-flop, maka kita juga harus melihat hubungan antara
flip-flop dengan led. Untuk led nomor 1 keluarannya dihubungkan dengan keluaran dari
flip-flop D. Untuk led nomor 2 dihubungkan dengan keluaran flip-flop C. Sedangkan
untuk led nomor 3 dihubungkan dengan keluaran flip-flop B. Untuk led nomor 4
dihubungkan dengan keluaran flip-flop A. Clock untuk semua flip-flop mendapat
masukan serentak/sinkron.
18
Makalah Perancangan Sistem Digital DADU ELEKTRONIK
Jadi pada saat simulasi dijalankan maka led akan menyala secara acak dan pada
saat simulasi dihentikan maka led akan berhenti menyala secara acak dan hasil yang
ditampilkan pada led merupakan angka yang dimunculkan. Contohnya angka 6 pada dadu
yang muncul maka nomor led yang menyala adalah led nomor 2, 3 dan 4.
19
Makalah Perancangan Sistem Digital DADU ELEKTRONIK
BAB VI
KESIMPULAN
Dari uraian di atas mengenai dadu elektronik maka kesimpulan yang dapat kita
peroleh adalah :
1. Dadu elektronik merupakan pengembangan teknologi dari permainan dadu
konvensional yang disajikan dengan cara yang lebih menarik, dengan bantuan led
untuk menampilkan hasilnya.
2. Kelebihan rangkaian ini yaitu rangkaian ini bekerja (mencacah) dengan frekuensi
yang cukup tinggi sehingga kemungkinan untuk mengendalikan hasil keluaran
seperti yang diinginkan kemungkinannya sangat kecil sekali.
3. Rangkaian ini memiliki kekurangan yaitu pertama masih diaktifkan secara manual
(dengan saklar), dan kedua akan kita dapatkan keluaran yang bernilai nol, tetapi
kita bisa memanfaatkan dengan faktor ketidakberuntungan atau menekan saklar
sekali lagi dalam aplikasi permainan nantinya.
20
Makalah Perancangan Sistem Digital DADU ELEKTRONIK
DAFTAR PUSTAKA
Ali, Ir. H. Tahir dan Ir. Elyas, Pengantar Rangkaian Logika. 1999
Malvino, Albert P., Elektronika Komputer Digital, Edisi Kedua, Erlangga, 1996.
Sudarminto, Rangkaian Elektronik dengan IC, Carya Remadja, Bandung, 1995
Wasito dan B. Hernawan, Tehnik Digit, Karya Utama, Jakarta, 1994
21