Rangkaian lampu LED berjalan (running LED) memang sangat menarik untuk dipelajari. Banyak orang yang mencoba untuk membuat sendiri, meski tidak sedikit yang masih belum terlalu paham bagaimana cara membuatnya. Pada kesempatan kali ini, kita akan membahas bagaimana cara membuat dan cara kerja rangkaian lampu LED berjalan.
Sebelum memulai pembahasan siapkan dulu komponen-komponen berikut : IC 555, IC 4017, resistor, kapasitor, dan tentu saja lampu LED. Untuk lebih jelasnya bisa dilihat pada skema rangkaian lampu led berjalan dibawah ini.
IC 4017 merupakan salah satu IC dengan teknologi CMOS (Complentary Metal Oxide Semiconductor). IC ini bekerja pada rentang tegangan antara 3 Volt sampai 15 Volt DC, dengan kebutuhan arus listrik yang hanya berkisar beberapa μA saja. Catu daya untuk CMOS memerlukan pengaturan sangat sedikit.
Dengan tegangan dibawah 3 Volt , IC CMOS tetap dapat bekerja, namun dengan kecepatan switching yang berkurang. IC 4017 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. Konsep inilah yang nantinya akan kita gunakan dalam membuat rangkaian lampu LED berjalan. Berikut merupakan tabel kebenaran dan timing diagramnya:
Prinsip kerja rangkaian lampu LED
Setiap rangkaian lampu LED berjalan hampir pasti memerlukan sebuah rangkaian clock, agar nyala lampu dapat berjalan dengan baik dan teratur. Biasanya kebanyakan kita menggunakan IC 555 untuk membuat clock. Cepat lambatnya clock dapat diatur sesuai kebutuhan. Adapun rumus untuk menghitung kecepatan clock yakni sebagai berikut:
T =1/F
F =1,44/{(Ra+2Rb)C}
Dimana;
F= frekuensi (Hz)
T= periode(sekon)
Agar kecepatan gerak counter dapat diatur sewaktu-waktu, maka Rb harus menggunakan trimpot (potensimoeter).
Di dunia elekronika IC counter tidak hanya satu jenis dan memiliki fungsi yang sama, tergantung IC ini aktif low ataupun aktif high.Untuk mengetahui hal ini maka harus mencari data sheet setiap IC yang ingin digunakan. Data sheet ini dapat dicari melalui internet maupun buku.
Seperti pembahasan sebelumnya, IC yang digunakan pada rangkaian lampu berjalan adalah IC 4017, yang merupakan IC counter modulus 10, dengan output menggunakan prinsip decoder, dimana pada setiap clock yang aktif, hanya terdapat 1 output yang aktif, dan secara bergantian aktifnya. Perhitungan output yang aktif berasal dari counter yang terdapat dalam IC tersebut, yang pada umumnya berupa flip flop.
Decimal counter atau pencacah modul 10 merupakan pencacah yang mencacah dari 0000 sampai 1001 (0 sampai 9 dalam desimal). Pencacah ini mempunyai empat harga bagian, yaitu 8-an,4-an,2-an, dan 1-an,sehingga pada pencacah ini memerlukan empat flip-flop yang dihubungkan sebagai ripple counter. Untuk mendapatkan modulus 10, dapat juga dengan menghitung empat harga bagian tersebut. Jadi untuk Mod 10 maka kaki Ro1 dan Ro2 harus terhubung pada 8-an dan 2-an.Karena 8+2=10.
Untuk menampilkan outputnya pada LED, tidak memerlukan converter apapun. Dari output IC 4017 langsung dihubung ke output, hanya saja diperlukan resistor yang dipasang seri dengan LED. Hal ini bertujuan untuk menghambat arus yang masuk dioda jangan terlalu besar sehingga tidak merusak LED tersebut, namun sebenarnya arus keluaran dari IC 4017 sudah kecil, sehingga dapat saja dibuat tanpa resistor. Namun akan lebih aman jika kita menggunakan resistor dalam rangkaian lampu LED ini.
Jika LED yang aktif secara bergantian dimulai dari ujung kanan menuju ke kiri maka output 0 IC 4017 dihubungkan ke LED paling kanan, dan output 9 dihubungkan ke LED paling kiri. Berdasarkan tabel kebenaran IC 4017, dimana setelah output 9 aktif, secara otomatis counter akan mengulang dari awal, sehingga output 0 akan aktif kembali setelah output 9 aktif, begitu seterusnya. Namun disini LED menyala dari tengah menuju kedua sisi, dan hal itu telah dijelaskan pada gambar rangkaian.
Rangkaian lampu LED berjalan diatas akan menyalakan lampu LED secara bergiliran dari tengah menuju kiri dan kanan, kemudian setelah diujung lampu menyala akan kembali ke tengah dan begitu seterusnya. Hal ini dikarenakan lampu yang ditengah disambung pada kaki 3 IC 4017 yang merupakan pin nyala pertama (lebih jelas lihat tabel pada dasar teori). Kemudian kaki 2 yang nyala kedua disambung pada 2 lampu disebelah kiri dan kanan lampu pertama, selanjutnya kaki 4 yang akan nyala ketiga disambung lagi pada lampu LED berikutnya, hingga nantinya tiba di kaki 1 pada IC 4017 yang tersambung pada dua lampu LED yang paling tepi, kemudian kaki 5 yang nyala berikutnya disambung pada kaki 10 yang akan menyalakan juga lampu LED yang sama dan tersambung pada kaki 10. Intinya bagaimana nyala lampu yang diinginkan cukup memilih akan disambung pada kaki yang mana. Mengenai kaki IC 4017 tersambung dengan LED yang mana dapat dilihat langsung pada gambar rangkaian diatas.
Demikian penjelasan singkat cara membuat rangkaian lampu LED berjalan, semoga bisa menjadi referensi bagi yang ingin membuat running LED sendiri. Baca juga artikel menarik sebelumnya seperti rangkaian pengendali motor, cara membuat PCB sendiri, dan rangkaian lampu tidur otomatis.
