Flip Flop

flip flop

            Flip-flop adalah rangkaian digital yang digunakan untuk menyimpan satu bit secara semi permanen sampai ada suatu perintah untuk menghapus atau mengganti isi dari bit yang disimpan. Prinsip dasar dari flip-flop adalah suatu komponen elektronika dasar seperti transistor, resistor dan dioda yang di rangkai menjadi suatu gerbang logika yang dapat bekerja secara sekuensial atau berdasarkan pulsa yang bedetak

Pada elektronik, Flip-Flop atau latch merupakan sirkuit elektronik yang memiliki dua arus stabil dan dapat digunakan untuk menyimpan informasi. Sebuah flip-flop merupakan multivibrator-dwistabil. Sirkuit dapat dibuat untuk mengubah arus dengan sinyal yang dimasukkan pada satu atau lebih input kontrol dan akan memiliki satu atau dua output. Ini merupakan elemen penyimpanan dasar pada Logika Sekuensial. Flip-flop dan latch merupakan bangunan penting dalam sistem elektronik digital yang digunakan pada komputer, komunikasi dan tipe lain dari sistem.

Flip-flop dan latch digunakan sebagai elemen penyimpan data, seperti penyimpan data yang dapat digunakan untuk menyimpan memori, seperti sirkuit yang dijelaskan pada logika sekuensial. Ketika menggunakan Read-only Memory, output dan keadaan selanjutnya tidak hanya bergantung pada input awalnya saja, namun pula pada keadaan yang sekarang. Flip-flops juga dapat digunakan untuk menghitung detak, dan untuk mengsinkronisasikan input signal waktu variable untuk beberapa signal waktu yang direferensi.

Flip-flop dapat digunakan secara sederhana tau clock; yang paling sederhana dinamakan latch.. Flip-flop dan latch digunakan sebagai elemen penyimpanan data. Penyimpanan data ini digunakan untuk menyimpan state (keadaan) pada ilmu komputer, dan sirkuit ini merupakan logika sekuensial. Saat digunakan di mesin finite-state, hasil keluaran dan state selanjutnya bergantung bukan hanya kepada keadaannya saat ini, namun juga kepada state saat ini (dan, karena itu, masukan sebelumnya). Sirkuit juga dapat digunakan untuk menghitung bunyi teratur dan sinkronisasi sinyal.

Jenis jenis flip flop yaitu

D Flip-flop 

Flip-flop D (lihat Gambar ) hanya memiliki input data tunggal (D) dan input detak (CK). Flip-flop D sering kali disebut juga sebagai flip-flop tunda. Nama ini menggambarkan operasi unit ini. Apapun bentuk input pada input data (D), input tersebut akan tertunda selama satu pulsa detak untuk mencapai output normal (Q). Data dipindahkan ke output pada transisi detak Low ke High.

RS Flip Flop

Flip-flop RS pada simbol ini memiliki input aktif
low/nol yang ditunjukkan dengan adanya gelembung-gelembung kecil pada input R dan S. Tidak seperti gerbang logika, flip-flop memiliki dua output komplementer. Output tersebut diberi label Q dan Q. Output Q dianggap merupakan output normal, dan dalam kondisi normal kedua output selalu merupakan komplementer. Karena fungsi flip-flop memegang data sementara, maka flip-flop ini sering disebut RS Latch Flip-Flop.
contoh gambar rankaian diatas:


JK Flip Flop

Flip-flop ini dapat dianggap sebagai flip-flop universal, karena flip-flop jenis lain dapat dibuat dari flip-flop JK. Simbol logika pada Gambar 7 mengilustrasikan tiga input sinkron (J, K dan CK). Input J dan K merupakan input data, dan input clock memindahkan data dari input ke output. Diperlukan keseluruhan pulsa (bukan sekedar transisi low ke high atau high ke low saja) untuk memindahkan data dari input ke output.

Dua sifat unik dari flip-flop JK adalah:
1. Jika kedua data input pada keadaan nol, tidak akan terjadi perubahan pada
output meskipun diberikan sinyal clock (output tetap).
2. Jika kedua data input pada keadaan satu, pada tiap pulsa clock data output akan
berubah dari sebelumnya (komplemen dari data sebelumnya).

Kita dapat membangun suatu flip-flop JK dari gerbang NAND
Nampak bahwa sebenarnya flip-flop JK terdiri dari dua flip-flop yang terangkai menjadi satu. Flip-flop yang kedua (slave-budak) mengikuti keadaan yang ditentukan oleh flip - flop yang pertama (master-tuan). Suatu transisi hanya dapat terjadi dengan satu pulsa clock penuh.
 contoh gambar rangkaian :

Komponen flip flop

Skema diatas mempunyai komponen sbb

• 2 Led ( gambar segitiga itu )
• 4 Buah resistor ( 2 resistor 470 dan 2 resistor 100k )
• 2 Kapasitor ( 10uF, baca 10 mikrofarad )
• 2 Transistor ( 2N3904 )
• 1 Sumber ( 9V )

Led
Merupakan komponen yang akan menyala, jika dilewati tegangan dan arus yang sesuai. Lampu led ada banyak warna, setiap warna, berbeda antara tegangan dan arus satu sama lain.

Infra merah : 1,6 V
Merah : 1,8 V – 2,1 V
Oranye : 2,2 V
Kuning : 2,4 V
Hijau : 2,6 V
Biru : 3,0 V – 3,5 V
Putih : 3,0 – 3,6 V
Ultraviolet : 3,5 V

Resistor
Komponen yang berguna untuk memberi resistensi atau hambatan pada rangkaian.  Sesuai dengan hukum Ohm R=V/I. Maka dengan resistor ini kita dapat mengubah kebutuhan tegangan dan kuat arus  agar sesuai dengan kebutuhan yang dibutuhkan led. Cara membaca besarnya resistensi bisa dilihat disini

Transistor
Nah, ini yang merupakan komponen penting dalam rangkaian flip flop. Transistor memiliki 3 kaki, C ( kolektor ) B ( basis ), E ( emitor ). Transistor disini berfungsi sebagai saklar otomatis.

NPN Transistor

Ada 2 jenis transistor NPN ( Negative Positive Negative ) dan PNP ( Positive Negative Positive  ). Dalam konteks ini, saya hanya akan menjelaskan yang NPN. Ketika kaki basis diberi tegangan dan arus yg sesuai, maka transistor dalam keadaan on, akibatnya akan ada arus dari kolektor ke emitor, yang besarnya lebih besar dari tegangan dan arus dari basis. Jika tidak ada arus yang mengalir kedalam basis, atau tegangan yang diberikan ke basis kurang, maka transistor dalam keadaan off.

Kapasitor
Selain transistor, kapasitor juga penting. Kapasitor berfungsi sebagai penyimpan muatan arus listrik. Ketika kapasitor dialiri arus listrik dari kutub – ke + milik kapasitor, maka kapasitor akan men-charge. Ketika muatan yang ada dalam kapasitor sudah penuh, secara otomatis kapasitor akan mengeluarkan muatannya dari + ke – milik kapasitor.

 Cara kerja rangkaian flip flop

1. Arus listrik mengalir hingga mengisi 2 kapasitor.
2. Kapasitor yang terisi penuh duluan, dia yang akan mengeluarkan muatannya pertama kali.
3. Kapasitor 1 mengeluarkan muatannya hingga mengenai basis pada transistor 1. Jika muatan yang dikeluarkan kapasitor 1 sesuai yang diperlukan basis dalam mengaktifkan transistor 1. Maka transistor 1 dalam keadaan on, sehingga arus diperbolehkan melewati kolektor ke emitor.
4. Akibatnya led 1 yang berhubungan dengan transistor 1 ini akan menyala.
5. Sedangkan kapasitor 2 dalam keadaan off, karena muatan dalam kapasitor 2 belum bisa dikeluarkan. Sehingga led 2 tidak menyala. Walau ada muatan yang mengalir dari kolektor ke emitor transistor 2, namun masih belum cukup untuk membuat led 2 menyala.
6. Ketika kapasitor 1 kehabisan muatan, secara otomatis kapasitor 2 mengeluarkan muatan, sehingga mengaktifkan transistor 2, dan led 2 menyala. Sedangkan kapasitor 1 masih mengisi muatan, sehingga transistor 1 off, mengakibatkan led 1 juga off.
7. Seterusnya di ulang lagi.

 kegunaan flip flop

Lampu Flip-Flop. Lampu Flip-Flop, secara sederhana dapat diartikan 2 atau lebih lampu yang secara bergantian mati dan menyala

Contohnya adalah lampu sen, berikut proses lampu sen

1. Flasher electronic

Dalam prosesnya flasher electronic memanfaatkan rangkaian timer/rangkaian flip-flop yang dapat memberikan sinyal on/off.

2. Flasher bimetal

Flasher bimetal memanfaatkan pemuaian metal akibat dari pemanasan. Cara kerjanya cukup sederhana, plat warna merah mengalami pemanasan akibat adanya kumparan yang melilit plat warna merah tersebut. Ketika memuai maka plat akan melengkung yang mengakibatkan terminal kontak berpisah. Ketika terminal kontak berpisah maka plat akan mengalami pendinginan dan mulai menyusut. Ketika plat menyusut, terminal kontak akan kembali bersentuhan yang mengakibtakan terjadi arus pemanasan lagi. Begitu terus berulang-ulang hingga dimatikan.