Rangkaian flip flop adalah rangkaian elektronika yang dapat membuat dua lampu atau lebih akan hidup dan padam secara bergantian. Tercatat dalam sejarah bahwa rangkaian flip flop pertama kali ditemukan pada tahun 1918 di Negara Inggris oleh seorang ilmuwan fisika kelahiran Inggris yaitu F. W. Jordan dan William Eccles.
Nah pada artikel ini akan mengupas tentang contoh rangkaian flip flop mulai dari menggunakan transistor hingga menggunakan ic 555, prinsip kerjanya, jenis, dan fungsinya. Untuk itu mari kita simak bersama artikel ini.
Contoh Rangkaian Flip Flop Sederhana
Berikut ini beberapa contoh rangkaian lampu flip flop sederhana yang bisa kalian ikuti:
1. Rangkaian Flip Flop Sederhana dengan Transistor (Dua LED)
Rangkaian flip flop sederhana tersusun dari dua buah transistor BC547, dua elco 100u, dua resistor 10K, dua resistor 100Ω, dan juga dua buah LED. Ketika rangkaian ini bekerja akan menampilkan indikator LED yang secara bergantian padam dan menyala. Gambar di atas adalah rangkaian flip flop yang bisa Anda coba di rumah dan dapat dijamin flip flop akan bekerja sesuai dengan yang sudah disimulasikan.
2. Rangkaian Flip Flop Sederhana dengan Transistor (Empat LED)
Rangkaian flip flop ini tidak jauh beda dengan rangkaian sebelumnya, hanya saja ini menggunakan empat buah LED. Selain LED juga terdapat komponen transistor MPS8098, resistor 56K, dan elco 100u.
3. Rangkaian Lampu Flip Flop Sederhana dengan IC 555
Berbeda dari kedua rangkaian sebelumnya, kali ini rangkaian flip flop tidak dirancang dengan bahan transistor tetapi lebih modern yaitu menggunakan IC 555. IC 555 merupakan sebuah sirkuit terpadu yang digunakan sebagai pewaktu dan multivibrator. Berbeda dengan rangkaian terdahulu mempunyai dua keluaran, sedangkan pada rangkaian Flip-Flop LED dengan IC 555 hanya sebuah keluaran saja. untuk lebih jelasnya perhatikan gambar rangkaian di atas.
Prinsip Kerja Rangkaian Lampu Flip Flop
Selain contoh rangkaian, ada baiknya jika mempelajari prinsip cara kerja rangkaian lampu flip flop:
1. Prinsip Kerja Rangkaian Flip Flop Sederhana dengan Transistor (Dua LED)
Prinsip kerja rangkaian flip flop hakikatnya mirip dengan cara kerja dari transistor sebagai saklar. Pada rangkaian flip flop dua transistor ketika rangkaian menerima tegangan makan salah satu dari transistor akan dalam kondisi ON dan yang lainnya OFF. Kondisi ON dipengaruhi oleh nilai muatan pada elco, saat elco melepas muatan listriknya maka transistor yang terhubung akan mengalami kondisi ON (sementara). Pada saat transistor kondisi ON secara bersamaan elco (yang kakinya terhubung kolektor) akan mengisi muatan listrik. Dan kondisi akan berlawanan pada salah satu transistor lainnya, alias transistor lain akan berada pada kondisi OFF. Kemudian hali ini terjadi secara berulang dan terus menerus membuat LED berkedip atau disebut LED flip flop.
2. Cara Kerja Rangkaian Flip Flop Sederhana dengan Transistor (Empat LED)
Prinsip kerja dari rangkaian flip flop empat LED sama halnya dengan rangkaian flip flop dua LED. Pada rangkaian ini empat LED yang tersusun akan menyala secara bersilang yaitu nyala, mati, nyala, dan mati.
3. Prinsip Kerja Rangkaian Flip Flop Sederhana dengan IC 555
Rangkaian flip flop dengan IC 555 lebih mudah dirakit dari pada menggunakan transistor, karena dengan menggunakan IC rangkaian menjadi lebih praktis. Prinsip kerja dari rangkaian ini adalah mengatur timer waktu saat lampu harus menyala atau mati sesuai dengan kebutuhan pengguna.
Pada rangkaian ini efek kedip LED sangat dipengaruhi oleh nilai dari komponen elco, dalam rangkaian tertulis 4.7u tetapi sebenarnya dapat diubah sesuai dengan kebutuhan. Setting elco sangat mempengaruhi intensitas cepat dan lambatnya kedipan LED. Kecepatan kedipan LED sangat bergantung dari kecepatan Clock Speednya. Rumus untuk menghitungnya adalah sebagai berikut:
Td = 1,1 RC
Keterangan:
- Td : Time Delay (Sekon)
- R : Resistor (Ohm)
- C : Capacitor (Farad)
Misalkan nilai kapasitor 10 farad dan resistor 100 Ohm, maka nilai timer delay adalah:
- Td = 1,1 RC
- = 1,1 x 100 x 10 = 1100 sekon / detik
- = 18,3 Menit
Jenis-Jenis Rangkaian Flip Flop
Jenis rangkaian flip flop disertai gambarnya:
1. SR Flip Flop
SR Flip Flop merupakan singkatan dari “Set” dan “Reset”, sesuai dengan namanya flip flop ini mempunyai dua masukan yaitu S dan R. keluaran dari flip flop ini ada dua yaitu Q dan Q. rangkaian SR flip flop biasanya terdiri dari dua gerbang logika NOR, dua gerbang logika NAND, dan gabungan dari gerbang NOR dan NAND. Gambar diatas memperlihatkan diagram dari NOR Gate SR Flip Flop, NAND Gate SR Flip Flop, dan Clocked SR Flip Flop.
2. D Flip Flop
D flip flop merupakan rangkaian modifikasi dari SR flip flop. Perbedaanya terletak pada penambahan gerbang logika NOT (Inverter) dari masukan S. pada SR flip flop mempunyai dua masukan, sedangkan D flip flop hanya mempunyai satu masukan pada input D. Hal ini karena masukan awal sudah dimodifikasi.
3. JK Flip Flop
JK Flip Flop adalah rangkaian yang mempunyai kelebihan tidak memiliki kondisi terlarang. Dengan kata lain merupakan rangkaian FF, bagaimanapun inputnya rangkaian akan tetap berjalan. Prinsip kerjanya harus ada clok di dalam saat input memperoleh masukan, keadaan ini akan menghasilkan keluaran pada JK flip flop berubah. Rangkaian JK flip flop adalah pengembangan dari SR flip flop yang mempunyai tiga terminal yaitu: J, K, dan clock.
4. T Flip Flop
T flip flop merupakan rangkaian flip flop yang tersusun oleh JK flip flop dimana kedua inputnya terhubung menjadi satu. Maka dengan rangkaian yang seperti ini akan menghasilkan output atau keluaran yang berbalik dengan inputnya. Jika input tinggi maka outputnya akan membalik, dan output akan tetap jika inputan rendah.
5. CRS Flip Flop
CRS flip flop adalah rangkaian RS flip flop yang sudah dilengkapi oleh sebuah terminal pulsa clock yang berfungsi mengatur keadaan set dan reset. Saat kondisi pulsa clock 0 maka input RS tidak berakibat pada perubahan output Q dan Q not. Tapi jika kondisi logika clock adalah 1, maka perubahan yang terjadi pada input RS akan berakibat pada perubahan output Q dan Q not.
Fungsi Flip Flop
Rangkaian flip flop mempunyai banyak fungsi diantaranya adalah sebagai berikut:
- Rangkaian Flip flop LED
- Sebagai indikator pada peralatan elektronik
- Sebagai lampu lalu lintas
- Sebagai lampu hias dan running led
- Membuat cell memori
- Membuat register geser
- Sebagai rangkaian counter/pencacah
- Menyimpan data biner secara semi permanen