Universal Gates

 

1. Tujuan

1. Dapat mensimulasikan rangkaian – rangkaian universal gates
2. Dapat mengetahui cara kerja rangkaian – rangkaian universal gates

 

2. Alat dan Bahan

A. Alat

1. Alternator AC

 

 

Konfigurasi pin:

 

 

Spesifikasi:

 

Grafik Respon:

 

 

2. Power Supplay

 

 

Berfungsi untuk mensuplai tegangan DC pada rangkaian.

 

B. Bahan

1. Gerbang Logika AND

Contoh : IC 7408

 

 

 

 

IC TTL adalah IC yang banyak digunakan dalam rangkaian digital karena menggunakan sumber tegangan (VS) antara 4,75 Volt sampai 5,25 Volt. Komponen pembangun IC TTL(transistor-transistor logic) adalah sesuai dengan namanya IC ini berisi beberapa transistor yang digabungkan sehingga membentuk dua keadaan (ON/FF).

 

Spesifikasi IC 7408:

 

 

Konfiugurasi pin:

Pin 1, A Input Gate 1
Pin 2, B Input Gate 1
Pin 3, Y Output Gate 1
Pin 4, A Input Gate 2
Pin 5, B Input Gate 2
Pin 6, Y Output Gate 2
Pin 7, Ground
Pin 8, Y Output Gate 3
Pin 9, B Input Gate 3
Pin 10, A Input Gate 3
Pin 11, Y Output Gate 4
Pin 12, B Input Gate 4
Pin 13, A Input Gate 4
Pin 14, Vcc – Positive Supply

 

2. Gerbang Logika OR

Contoh : IC 7432

 

 

Spesifikasi IC 7432:

 

Konfiugurasi pin:

 

3. Gerbang Logika NOT

Contoh : IC 74HCT04

 

 

Spesifikasi IC 74HCT04

 

Konfiugurasi pin:

 

4. Gerbang Logika NAND

Contoh : IC 7400

 

IC 7400 merupakan ic yang dibangun dari gerbang logika dasar NAND. Gerbang NAND menghendaki semua inputnya bernilai 0 (terhubung dengan ground) atau salah satunya bernilai 1 agar menghasilkan output yang berharga 1.

Spesifikasi IC 7400:

·       Tegangan Suply: 7 V

·       Tegangan input: 5.5 V

·       Beroperasi pada suhu udara 0 sampai +70 derjat

·       Kiasaran suhu penyimpanan: -65 derjat sampai 150 derjat celcius

 

Konfiugurasi pin:

·       Vcc : Kaki 14

·       GND : Kaki 7

·       Input : Kaki 1 dan 2, 4 dan 5, 13 dan 12, 10 dan 9

·       Output : Kaki 3, 6, 1

 

5. Gerbang Logika NOR

Contoh : IC 7402

 

 

IC 7402 merupakan ic yang dibangun dari gerbang logika dasar NOR. Gerbang NOR atau juga bisa disebut dengan pembalik (inverter) memiliki fungsi membalik logika tegangan inputnya pada outputnya.

 

Spesifikasi:

·       Tegangan Suply: 7 V

·       Tegangan input: 5.5 V

·       Beroperasi pada suhu udara 0 sampai +70 derjat

·       Kiasaran suhu penyimpanan: -65 derjat sampai 150 derjat celcius.

 

Konfigurasi pin:

·       Vcc : Kaki 14

·       GND : Kaki 7

·       Input : Kaki 2, 3, 6, 8, 9, 11, dan 12

·       Output : Kaki 1, 4, 10, dan 13

 

6. Resistor

 

 

 

7. Switch SW-SPDT

 

 

Saklar atau lebih tepatnya adalah Saklar listrik adalah suatu komponen atau perangkat yang digunakan untuk memutuskan atau menghubungkan aliran listrik. Saklar yang dalam bahasa Inggris disebut dengan Switch ini merupakan salah satu komponen atau alat listrik yang paling sering digunakan. Hampir semua peralatan Elektronika dan Listrik memerlukan Saklar untuk menghidupkan atau mematikan alat listrik yang digunakan.

 

8. LED

Konfigurasi Pin:

 

Spesifikasi:

 

Grafik Respon:

 

 

9. Lampu

 

 

Lampu adalah sebuah peranti yang memproduksi cahaya ketika mendapatkan arus.

 

- Input Voltage : DC 12 Volt

- Power Consumption : 7 watt

- Luminous efficiency ; 100 lumen/w

 

10. Button (Tombol)

 

 

Button yaitu perangkat / saklar sederhana yang berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan aliran arus listrik dengan sistem kerja tekan unlock (tidak mengunci).

 

11. Transistor NPN

 

 

Type - NPN

·       Collector-Emitter Voltage: 35 V

·       Collector-Base Voltage: 35 V

·       Emitter-Base Voltage: 5 V

·       Collector Current: 2.5 A

·       Collector Dissipation - 10 W

·       DC Current Gain (hfe) - 100 to 200

·       Transition Frequency - 160 MHz

·       Operating and Storage Junction Temperature Range -55 to +150 °C

·       Package - TO-126

 

3. Dasar Teori

1) Materi Universal Gates

Gerbang OR, AND dan NOT adalah tiga gerbang logika dasar karena mereka bersama-sama dapat digunakan untuk membangun sirkuit logika untuk setiap ekspresi Boolean diberikan. Gerbang NOR dan NAND memiliki properti yang dapat mereka gunakan sendiri untuk hardware-implement rangkaian logika yang sesuai dengan ekspresi Boolean yang diberikan. Artinya, adalah mungkin untuk menggunakan baik hanya gerbang NAND atau hanya gerbang OR untuk menerapkan setiap ekspresi Boolean. Halnya demikian karena kombinasi gerbang NAND atau kombinasi gerbang NOR juga dapat digunakan untuk melaksanakan fungsi logika dasar apa pun. Inilah alasan bahwa gerbang NAND dan NOR adalah gerbang universal. Sebagai ilustrasi, gambar 4.24 menunjukkan bagaimana dua input gerbang NAND dapat digunakan untuk membangun sebuah rangkaian NOT [gambar. 4,24 (a), dua input gerbang AND [gambar. 4.24(b) dan dua input gerbang OR [gambar. 4.24(c). Gambar 4,25 menunjukkan hal yang sama menggunakan gerbang NOR.

 

2)  Gerbang Logika AND

Gerbang AND termasuk yang paling sederhana diantara lainnya, dimana gerbang ini membutuhkan dua input untuk menghasilkan satu output. Sistemnya terdiri dari 0 dan 0 akan menghasilkan 0, 1 dan 0 akan menghasilkan 0, 1 dan 1 akan menghasilkan 1.

 

 

Dari konfigurasi tersebut terciptalah sebuah input dan output sederhana, biasanya ia digunakan untuk sebuah IC alat elektronik seperti TTL Logic AND Gate atau CMOS Logic AND Gate.

 

3) Gerbang Logika OR

Selanjutnya terdapat Gerbang OR atau OR Gate, gerbang ini sebenarnya hanya berbeda sedikit dari AND. Karena ia memiliki konfigurasi input 0 dan 0 akan menghasilkan 0, 0 dan 1 akan menghasilkan 1, 1 dan 0 akan menghasilkan 1, lalu 1 dan 1 akan menghasilkan 1.

Gerbang ini biasa digunakan untuk melengkapi sebuah sistem digital, dimana ia berfungsi agar sistem digital memiliki opsi yang lebih luas terhadap sistem geraknya. Terutama saat digunakan di samping Gerbang AND yang merupakan opsi lain dari gerbang yang satu ini.

 

4) Gerbang Logika NOT

Disebut juga sebagai Inverter (pembalik), Gerbang NOT memang memiliki konfigurasi terbalik. Ia dapat mengubah input 0 menjadi output 1, sedangkan input 0 akan menjadi output 1. Gerbang NOT juga sangat berbeda dengan gerbang lainnya, karena ia hanya mempunyai 1 input dan 1 output saja.

 

 

Umumnya Gerbang NOT di simbolkan dengan lambang (-) diatas variabel lainnya, hal tersebut bertujuan agar penggunaannya tidak salah atau keliru. Hal ini karena ia berguna sebagai pembalik dan berfungsi sangat vital dalam sistem digital.

 

5) Gerbang Logika NAND

Gerbang logika berikutnya ialah Gerbang NAND atau bisa disebut Non AND, karena konfigurasi yang dimilikinya berlawanan dengan Gerbang AND. Sehingga penggunaannya juga sangatlah berbeda.

 

Gerbang NAND dapat mengubah input 0 dan 0 menjadi output 1, 0 dan 1 menjadi output 1, 1 dan 0 menjadi outpout 1, lalu 1 dan 1 menjadi output 0.

 

 

6) Gerbang Logika NOR

Gerbang yang menjadi kebalikan dari Gerbang OR, yaitu Gerbang NOR (Not OR).Gerbang ini sendiri memiliki tabel kebenaran input 0 dan 0 menjadi output 1, 0 dan 1 menjadi output 0, 1 dan 0 menjadi output 0, lalu 1 dan 1 menjadi output 0.

 

 

Dari konfigurasi tersebut membuatnya sangat berlawanan dengan Gerbang OR, sehingga bisa juga dipakai untuk menambah opsi dalam pemasangan sistem digital.

 

7) Resistor

 

 

       Resistor merupakan salah satu komponen yang digunakan dalam sebuah sirkuit atau rangkaian elektronik. Resistor berfungsi sebagai resistansi/ hambatan yang mampu mengatur atau mengendalikan tegangan dan arus listrik rangkaian. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan hukum Ohm :

 

Penjelasan pita sensor

 

 

8) Switch SW-SPDT

 

 

Saklar atau lebih tepatnya adalah Saklar listrik adalah suatu komponen atau perangkat yang digunakan untuk memutuskan atau menghubungkan aliran listrik. Saklar yang dalam bahasa Inggris disebut dengan Switch ini merupakan salah satu komponen atau alat listrik yang paling sering digunakan. Hampir semua peralatan Elektronika dan Listrik memerlukan Saklar untuk menghidupkan atau mematikan alat listrik yang digunakan.

 

Pada dasarnya, sebuah Saklar sederhana terdiri dari dua bilah konduktor (biasanya adalah logam) yang terhubung ke rangkaian eksternal, Saat kedua bilah konduktor tersebut terhubung maka akan terjadi hubungan arus listrik dalam rangkaian. Sebaliknya, saat kedua konduktor tersebut dipisahkan maka hubungan arus listrik akan ikut terputus. Saklar yang paling sering ditemukan adalah Saklar yang dioperasikan oleh tangan manusia dengan satu atau lebih pasang kontak listrik. Setiap pasangan kontak umumnya terdiri dari 2 keadaan atau disebut dengan “State”. Kedua keadaan tersebut diantaranya adalah Keadaan “Close” atau “Tutup” dan Keadaan “Open” atau “Buka”. Close artinya terjadi sambungan aliran listrik sedangkan Open adalah terjadinya pemutusan aliran listrik.

 

Cara Kerja Saklar/Switch Listrik

 

 

Berdasarkan dua keadaan tersebut, Saklar pada umumnya menggunakan istilah Normally Open (NO) untuk Saklar yang berada pada keadaan Terbuka (Open) pada kondisi awal. Ketika ditekan, Saklar yang Normally Open (NO) tersebut akan berubah menjadi keadaan Tertutup (Close) atau “ON”. Sedangkan Normally Close  (NC) adalah saklar yang berada pada keadaan Tertutup (Close) pada kondisi awal dan akan beralih ke keadaan Terbuka (Open) ketika ditekan

 

Berikut ini adalah Simbol Saklar/Swicth berdasarkan jumlah Pole dan Throw-nya.

 

9) LED

 

 

       Light Emitting Diode atau LED merupakan sebuah komponen yang menghasilkan cahaya monokromatik ketika diberi tegangan. LED terbuat dari semikonduktor dan perbedaan warna yang dihasilkan disebabkan perbedaan bahan semikonduktor yang digunakan.

 

10) Lampu

 

 

Lampu Listrik adalah suatu perangkat yang dapat menghasilkan cahaya saat dialiri arus listrik. Arus listrik yang dimaksud ini dapat berasal tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik terpusat (Centrally Generated Electric Power) seperti PLN dan Genset ataupun tenaga listrik yang dihasilkan oleh Baterai dan Aki.

 

11) Button

 

 

Sistem kerja unlock disini berarti saklar akan bekerja sebagai device penghubung atau pemutus aliran arus listrik saat tombol ditekan, dan saat tombol tidak ditekan (dilepas), maka saklar akan kembali pada kondisi normal.

 

Sebagai device penghubung atau pemutus, button switch hanya memiliki 2 kondisi, yaitu On dan Off (1 dan 0). Istilah On dan Off ini menjadi sangat penting karena semua perangkat listrik yang memerlukan sumber energi listrik pasti membutuhkan kondisi On dan Off.

 

12) Transistor NPN

 

    

 

     NPN artinya tipe transistor yang bekerja atau mengalirkan arus negatif dengan positif sebagai biasnya. Transistor NPN mengalirkan arus negatif dari kaki emitor ke kolektor. Emitor berperan sebagai input dan kolektor berperan sebagai output apabila transistor diberikan arus positif pada basisnya.

 

·       Emitor (E) memiliki fungsi untuk menghasilkan elektron atau muatan negatif.

·       Kolektor (C) berperan sebagai saluran bagi muatan negatif untuk keluar dari dalam transistor.

·       Basis (B) berguna untuk mengatur arah gerak muatan negatif yang keluar dari transistor melalui kolektor.

 

4. Percobaan

A. Prosedur Percobaan

• Pahami datasheet setiap komponen/bahan sebelum membuat rangkaian.
• Persiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan.
• Buatlah rangkaian seperti yang ada pada gambar rangkaian simulasi.
• Cobalah mensimulasikan rangkaian yang dibuat hingga rangkaian tersebut bisa berjalan tanpa error.

 

B. Simulasi Rangkaian

 

 

Prinsip kerja gerbang logika AND :

Pada Gerbang AND, Output berlogika 1 ( High ) hanya apabila semua sinyal input berlogika 1. Jika ada salah satu input berlogika 0, maka output akan berlogika 0. Analoginya terdapat pada contoh rangkaian listrik diatas. Dimana saat saklar A dan B berlogika 0 (open) maka lampu akan off. Jika saklar A dan B berlogika 1 maka lampu akan on.

 

 

Prinsip kerja gerbang logika OR :

Pada Gerbang OR, Output berlogika 1 ( High ) apabila salah satu atau kedua sinyal input berlogika 1. Jika ada salah satu input berlogika 1, maka output akan berlogika 1. Analoginya terdapat pada contoh rangkaian listrik diatas. Dimana saat saklar A dan B berlogika 0 (open) maka lampu akan off. Jika salah satu atau kedua saklar A atau B berlogika 1 maka lampu akan on

 

 

Prinsip kerja gerbang logika NOT :

Pada Gerbang NOT, Output dan inputnya bernilai terbalik. Jika ingin output berlogika 1 maka inputnya harus berlogika 0. Begitu pula sebaliknya, Apabila input berlogika 1 maka outputnya akan berlogika 0. Analoginya terdapat pada contoh rangkaian listrik diatas. Dimana saat saklar A berlogika 0 maka lampu akan menyala dan saat saklar A berlogika 1 maka arus akan lebih banyak melewati saklar A dan membuat lampu tidak menyala atau berlogika 0.

 

 

Prinsip kerja gerbang logika NAND :

Pada Gerbang NAND¬, Output berlogika 1 ( High ) apabila ada salah satu input berlogika 0. Dan akan berlogika 0 apabila semua input berlogika 1. Gerbang NAND adalah kebalikan dari gerbang AND atau inverter dari gerbang AND ( NOT-AND ).

 

 

Prinsip gerbang logika NOR :

Pada Gerbang NOR¬, Output berlogika 1 ( High ) hanya apabila semua sinyal input berlogika 0. Jika ada salah satu input berlogika 1, maka output akan berlogika 0. Gerbang NOR adalah kebalikan dari gerbang OR atau inverter dari gerbang OR ( NOT-OR )

 

C. Video

 

 

D. Download

• Materi >> klik disini
• HTML >> klik disini
• Rangkaian gerbang logika AND >> klik disini
• Rangkaian gerbang logika OR >> klik disini
• Rangkaian gerbang logika NOT >> klik disini
• Rangkaian gerbang logika NAND >> klik disini
• Rangkaian gerbang logika NOR >> klik disini
• Video gerbang logika AND >> klik disini
• Video gerbang logika OR >> klik disini
• Video gerbang logika NOT >> klik disini
• Video gerbang logika NAND >> klik disini
• Video gerbang logika NOR >> klik disini
• Datasheet gerbang logika AND - IC 7408 >> klik disini
• Datasheet gerbang logika OR - IC 7432 >> klik disini
• Datasheet gerbang logika NOT - IC 74HCT04 >> klik disini
• Datasheet LED >> klik disini
• Datasheet Transistor BC546BP >> klik disini
• Datasheet resistor >> klik disini