Laporan Prak. Mekatronika Tekstil (ic).docx

GERBANG LOGIKA DASAR IC

Cakra Bayu Pamungkas (17020019), Kimia Tekstil, Politeknik STT Tekstil Bandung E-Mail: [email protected] Phone: 082217002663

Abstrak Gerbang logika adalah suatu entitas dalam elektronika dam matematika Boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik. Gerbang logika melakukan operasi logika pada satu atau lebih input dan menghasilkan output yang tunggal. Terdapat tujuh jenis gerbang logika, diantaranya adalah AND, OR, NOT, NAND, NOR, EX-OR, dan EX-NOR. Pada praktikum ini, dirangkai rangkaian IC tipe AND, IC tipe OR, dan gabungan IC tipe AND dan OR. Tujuan dari praktikum ini adalah membuktikan hasil rangkaian IC dengan tabel kebenarannya. Hasil dari praktikum ini adalah rangkaian IC tipe AND, IC tipe OR, dan gabungan IC tipe AND dan OR yang dibuat sesuai dengan tabel kebenarannya.

I.

PENDAHULUAN Gerbang logika merupakan dasar pembentuk sistem digital. Gerbang logika beroperasi pada bilangan biner 1 dan 0. Gerbang logika digunakan dalam berbagai rangkaian elektronik dengan sistem digital. Berkaitan dengan tegangan yang digunakan maka tegangan tinggi berarti 1 dan tegangan rendah adalah 0. Jumlah input yang digunakan pada gerbang logika adalah dua atau lebih input sementara jumlah output yang dikeluarkan pada gerbang logika hanya satu output.

II. TUJUAN Tujuan praktikum ini adalah: 1. Praktikan dapat memahami jenis gerbang logika seperti; AND, OR, NOT, NAND, NOR, EX-OR dan EX-NOR beserta tabel kebenarannya. 2. Praktikan dapat merangkai IC tipe AND, OR, dan gabungan IC tipe AND dan OR beserta tabel kebenarannya. 3. Untuk membuktikan hasil rangkaian IC dengan tabel kebenarannya.

III. DASAR TEORI 3.1 Gerbang Logika Gerbang logika adalah suatu entitas dalam elektronika dan matematika Boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik. Gerbang logika melakukan operasi logika pada satu atau lebih input dan menghasilkan output yang tunggal. Output yang dihasilkan merupakan hasil dari serangkaian operasi logika berdasarkan prinsip-prisnip aljabar Boolean. Pada gerbang logika, terminal input dan output didesain hanya dalam dua kondisi yaitu bernilai high (1) atau low (0).Salah satu contoh komponen yang menerapkan prinsip gerbang logika adalah IC. IC adalah Komponen Elektronika Aktif yang terdiri dari gabungan ratusan, ribuan bahkan jutaan Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang diintegrasikan menjadi suatu Rangkaian Elektronika dalam sebuah kemasan kecil. Bahan utama yang membentuk sebuah Integrated Circuit (IC) adalah Bahan Semikonduktor. Berikut contoh dari IC.

Gambar-1 IC sumber: http://hakiki11.blogspot.com/2015/10/ic-integrated-circuit-atau-ic.html

Gerbang logika memiliki tujuh jenis gerbang logika, diantaranya adalah: 1) Gerbang AND Gerbang AND memerlukan 2 atau lebih Masukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 Keluaran (Output). Gerbang AND akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1 jika semua masukan (Input) bernilai Logika 1 dan akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 0 jika salah satu dari masukan (Input) bernilai Logika 0. Simbol yang menandakan Operasi Gerbang Logika AND adalah tanda titik (“∙”). Contohnya adalah Y = A∙B. A

B

Y

1

1

1

1

0

0

0

1

0

0

0

0

Gambar-2 Simbol Gerbang AND dan Tabel Kebenaran Gerbang AND

2) OR Gerbang OR memerlukan 2 atau lebih Masukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 Keluaran (Output). Gerbang OR akan menghasilkan Keluaran (Output) 1 jika salah satu dari Masukan (Input) bernilai Logika 1 dan jika ingin menghasilkan Keluaran (Output) Logika 0, maka semua Masukan (Input) harus bernilai Logika 0.Simbol yang menandakan Operasi Logika OR adalah tanda Plus (“+”). Contohnya : Y = A + B.

A

B

Y

1

1

1

1

0

1

0

1

1

0

0

0

Gambar-3 Simbol Gerbang OR dan Tabel Kebenaran Gerbang OR

3) NAND Gerbang NAND merupakan kombinasi dari Gerbang AND dan Gerbang NOT yang menghasilkan kebalikan dari Keluaran (Output) Gerbang AND. Gerbang NAND akan menghasilkan Keluaran Logika 0 apabila semua Masukan (Input) pada Logika 1 dan jika terdapat sebuah Input yang bernilai Logika 0 maka akan menghasilkan keluaran (Output) Logika 1. Simbol yang menandakan Operasi Gerbang Logika NAND adalah tanda titik (“∙”) dengan menggunakan garis diatas variabel inputnya. Contohnya adalah 𝑌 = ̅̅̅̅̅̅ 𝐴 ∙ 𝐵.

A

B

Y

1

1

0

1

0

1

0

1

1

0

0

1

Gambar-4 Simbol Gerbang NAND dan Tabel Kebenaran Gerbang NAND

4) NOR Gerbang NOR merupakan kombinasi dari Gerbang OR dan Gerbang NOT yang menghasilkan kebalikan dari Keluaran (Output) Gerbang OR. Gerbang NOR

akan menghasilkan Keluaran Logika 0 jika salah satu dari Masukan (Input) bernilai Logika 1 dan jika ingin mendapatkan Keluaran Logika 1, maka semua Masukan (Input) harus bernilai Logika 0. Simbol yang menandakan Operasi Gerbang Logika NOR adalah tanda tambah (“+”) dengan menggunakan garis ̅̅̅̅̅̅̅̅ diatas variabel inputnya. Contohnya adalah 𝑌 = 𝐴 + 𝐵. A

B

Y

1

1

0

1

0

0

0

1

0

0

0

1

Gambar-5 Simbol Gerbang NOR dan Tabel Kebenaran Gerbang NOR

5) NOT Gerbang NOT hanya memerlukan sebuah Masukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 Keluaran (Output). Gerbang NOT disebut juga dengan Inverter (Pembalik) karena menghasilkan Keluaran (Output) yang berlawanan (kebalikan) dengan Masukan atau Inputnya. Berarti jika kita ingin mendapatkan Keluaran (Output) dengan nilai Logika 0 maka Input atau Masukannya harus bernilai Logika 1. Gerbang NOT biasanya dilambangkan dengan simbol garis di atas variabel inputnya. Contohnya adalah 𝑌 = 𝐴̅. A

Y

1

0

0

1

Gambar-6 Simbol Gerbang NOT dan Tabel Kebenaran Gerbang NOT

6) EX-OR EX-OR adalah singkatan dari Exclusive OR yang terdiri dari 2 Masukan (Input) dan 1 Keluaran (Output) Logika. Gerbang EX-OR akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1 jika semua Masukan-masukannya (Input) mempunyai nilai Logika yang berbeda. Jika nilai Logika Inputnya sama, maka akan memberikan hasil Keluaran Logika 0. Simbol yang menandakan Operasi Gerbang Logika EX-OR adalah tanda tambah (“+”) yang dilingkari. Contohnya adalah 𝑌 = 𝐴 ⊕ 𝐵. A

B

Y

1

1

0

1

0

1

0

1

1

0

0

0

Gambar-7 Simbol Gerbang EX-OR dan Tabel Kebenaran Gerbang EX-OR

7) EX-NOR EX-NOR adalah singkatan dari Exclusive NOR dan merupakan kombinasi dari Gerbang EX-OR dan Gerbang NOT. Gerbang EX-NOR akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1 jika semua Masukan atau Inputnya bernilai Logika yang sama dan akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 0 jika semua Masukan atau Inputnya bernilai Logika yang berbeda. Hal ini merupakan kebalikan dari Gerbang EX-OR (Exclusive OR). Simbol yang menandakan Operasi Gerbang Logika EX-OR adalah tanda tambah (“+”) yang dilingkari dengan garis diatas tanda tambahnya. Contohnya adalah 𝑌 = 𝐴 ⊕ 𝐵.

A

B

Y

1

1

1

1

0

0

0

1

0

0

0

1

Gambar-8 Simbol Gerbang EX-NOR dan Tabel Kebenaran Gerbang EX-NOR

IV. METODE EKSPERIMEN 4.1 Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan pada eksperimen ini adalah: 1) Project board; 2) Sumber daya DC; 3) Kabel penghubung dan kabel capit buaya; 4) LED; 5) IC tipe AND dan OR.

4.2 Cara Kerja 1) Diidentifikasi IC yang akan digunakan. 2) Dibuat tabel kebenaran dari IC tipe AND, IC tipe OR, dan gabungan IC tipe AND dan OR. 3) Diujikan 2 nilai pada masing-masing tabel kebenaran dengan dibuat rangkaian tersebut pada project board dengan output berupa nyala LED. 4) Dihubungkan rangkaian tersebut ke sumber daya, diamati nyala LED. 5) Divalidasi dengan tabel kebenaran yang telah dibuat.

V. HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Hasil Pada praktikum rangkaian IC tipe AND, IC tipe OR, dan gabungan IC tipe AND dan OR didapatkan hasil sebagai berikut: 1) Gambar rangkaian IC tipe AND

Gambar-9 Rangkaian IC Tipe AND Dengan Output LED Nyala (Kiri) dan Dengan Output LED Mati (Kanan)

2) Gambar rangkaian IC tipe OR

Gambar-10 Rangkaian IC Tipe OR Dengan Output LED Nyala (Kiri) dan Dengan Output LED Mati (Kanan)

3) Gambar rangkaian gabungan IC tipe AND dan OR

Gambar-11 Rangkaian Gabungan IC Tipe AND dan OR Dengan Output LED Nyala (Kiri) dan Dengan Output LED Mati (Kanan)

5.2 Pembahasan Berdasarkan hasil praktikum, rangkaian IC tipe AND, IC tipe OR, dan gabungan IC tipe AND dan OR menggunakan Matlab didapat sebagai berikut. 1) Gambar rangkaian IC tipe AND

Gambar-12 Rangkaian IC Tipe AND Untuk Output LED Nyala (Atas) dan Untuk Output LED Mati (Bawah) Menggunakan Matlab

2) Gambar rangkaian IC tipe OR

Gambar-13 Rangkaian IC Tipe OR Untuk Output LED Nyala (Atas) dan Untuk Output LED Mati (Bawah) Menggunakan Matlab

3) Gambar rangkaian gabungan IC tipe AND dan OR

Gambar-14 Rangkaian Gabungan IC Tipe AND dan OR Untuk Output LED Nyala (Atas) dan Untuk Output LED Mati (Bawah) Menggunakan Matlab

Berikut tabel kebenaran untuk rangkaian IC tipe AND, IC tipe OR, dan gabungan IC tipe AND dan OR.  AND (A∙B) A

B

(A∙B)

1

1

1

1

0

0

0

1

0

0

0

0

 OR (A+B) A

B

(A+B)

1

1

1

1

0

1

0

1

1

0

0

0

 AND dan OR ((A∙B)+C) A

B

C

((A∙B)+C)

1

1

1

1

1

1

0

1

1

0

1

1

1

0

0

0

0

1

1

1

0

1

0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

Pada praktikum ini, dirangkai rangkaian satu IC tipe AND dua input dengan input yang digunakan pada rangakain terebut adalah 1 untuk input A dengan menghubungkan input A ke Vcc dan 1 untuk input B dengan menghubungkan input B ke Vcc. Berdasarkan hasil tersebut, didapatkan bahwa lampu LED (sebagai output) menyala yang artinya output yang dihasilkan memiliki bilangan biner 1. Hal ini sesuai berdasarkan tabel kebenaran IC tipe AND. Selanjutnya input pada B diubah menjadi 0 dengan menghubungkan input B ke ground, sementara input pada A tetap 1 dengan menghubungkan input A ke Vcc. Berdasarkan hail tersebut, didapatkan bahwa lampu LED tidak menyala yang artinya output yang dihasilkan memiliki bilangan biner 0. Hal ini sesuai berdasarkan tabel kebenaran IC tipe AND.

Lalu dirangkai rangkaian satu IC tipe OR dua input dengan input yang digunakan pada rangakain terebut adalah 0 untuk input A dengan menghubungkan input A ke ground dan 1 untuk input B dengan menghubungkan input B ke Vcc. Berdasarkan hasil tersebut, didapatkan bahwa lampu LED (sebagai output) menyala yang artinya output yang dihasilkan memiliki bilangan biner 1. Hal ini sesuai berdasarkan tabel kebenaran IC tipe OR. Selanjutnya input pada B diubah menjadi 0 dengan menghubungkan input B ke ground, sementara input pada A tetap 0 dengan menghubungkan input A ke ground. Berdasarkan hail tersebut, didapatkan bahwa lampu LED tidak menyala yang artinya output yang dihasilkan memiliki bilangan biner 0. Hal ini sesuai berdasarkan tabel kebenaran IC tipe OR. Kemudian dirangkai rangkaian dua IC yaitu AND dan OR dan menggunakan tiga input dimana input IC tipe AND menggunakan input luar sementara input IC tipe OR menggunakan output dari IC tipe AND dan input luar. Input yang digunakan pada rangakain terebut adalah 1 untuk input A dengan menghubungkan input A ke Vcc, 1 untuk input B dengan menghubungkan input B ke Vcc, dan 0 untuk input C dengan menghubungkan input C ke ground. Berdasarkan hasil tersebut, didapatkan bahwa lampu LED menyala yang artinya output yang dihasilkan memiliki bilangan biner 1. Hal ini sesuai berdasarkan tabel kebenaran rangkaian IC tipe AND dan OR. Selanjutnya input pada A diubah menjadi 0 dengan menghubungkan input A ke ground, sementara input pada A tetap 1 dengan menghubungkan input A ke Vcc, dan input C tetap 0 dengan menghubungkan input C ke ground. Berdasarkan hasil tersebut, didapatkan bahwa lampu LED tidak menyala yang artinya output yang dihasilkan memiliki bilangan biner 0. Hal ini sesuai berdasarkan tabel kebenaran rangkaian gabungan IC tipe AND dan OR.

VI. KESIMPULAN Kesimpulan yang didapatkan berdasarkan praktikum tersebut yaitu: 1) Pengujian rangkaian IC tipe AND, output LED menyala dan mati sesuai dengan tabel kebenaran. 2) Pengujian rangkaian IC tipe OR, output LED menyala dan mati sesuai dengan tabel kebenaran.

3) Pengujian rangkaian gabungan IC tipe AND dan OR, output LED menyala dan mati sesuai dengan tabel kebenaran.

DAFTAR PUSTAKA https://teknikelektronika.com/pengertian-gerbang-logika-dasar-simbol/ https://www.logicgates.id/blogs/news/pengertian-dan-jenis-gerbang-logika-logicgates

TUGAS AKHIR ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ ( ̅̅̅̅̅̅ 1) 3 IC (NAND, NOT, dan NOR) = ( ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ 𝑋∙𝑌)+𝑍) - Rangkaian

- Tabel Kebenaran X

Y

Z

̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ ( ̅̅̅̅̅̅ ( ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ 𝑋∙𝑌)+𝑍)

1

1

1

0

1

1

0

0

1

0

1

0

1

0

0

1

0

1

1

0

0

1

0

1

0

0

1

0

0

0

0

1

2) 6 IC dengan 2 input tiap IC a. Rangkaian dan tabel kebenaran - Rangkaian

- Tabel Kebenaran A

B

C

D

E

F

(𝐴 ∙ 𝐵) + (𝐶 + 𝐷) ) ⊕ ( ( ̅̅̅̅̅̅ ( ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ 𝐴 ∙ 𝐵 ) ⊕ 𝐷)

1

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

1

0

0

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

1

0

1

0

0

1

1

1

0

0

1

0

1

1

1

0

0

0

0

1

1

0

1

1

1

0

1

1

0

1

1

0

1

1

1

0

1

0

1

1

1

1

0

1

0

0

1

1

1

0

0

1

1

1

1

1

0

0

1

0

0

1

1

0

0

0

1

0

1

1

0

0

0

0

0

1

0

1

1

1

1

0

1

0

1

1

1

0

1

1

0

1

1

0

1

1

1

0

1

1

0

0

1

1

0

1

0

1

1

1

1

0

1

0

1

0

0

1

0

1

0

0

1

0

1

0

1

0

0

0

0

1

0

0

1

1

1

0

1

0

0

1

1

0

1

1

0

0

1

0

1

1

1

0

0

1

0

0

1

1

0

0

0

1

1

0

1

0

0

0

1

0

1

1

0

0

0

0

1

1

1

0

0

0

0

0

1

0

1

1

1

1

1

0

0

1

1

1

1

0

1

0

1

1

1

0

1

1

0

1

1

1

0

0

1

0

1

1

0

1

1

1

0

1

1

0

1

0

0

0

1

1

0

0

1

0

0

1

1

0

0

0

0

0

1

0

1

1

1

0

0

1

0

1

1

0

1

0

1

0

1

0

1

1

0

1

0

1

0

0

1

0

1

0

0

1

1

0

0

1

0

0

1

0

1

0

1

0

0

0

1

1

0

1

0

0

0

0

1

0

0

1

1

1

1

0

0

0

1

1

1

0

1

0

0

1

1

0

1

1

0

0

1

1

0

0

1

0

0

1

0

1

1

1

0

0

1

0

1

0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

1

1

1

0

0

0

0

1

1

0

1

0

0

0

1

0

1

1

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

0

1

0

1

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

0

0

1

b. Contoh 4 gambar rangkaian dengan nilai yang berbeda-beda