-Memahami materi
AND-OR-INVERT Gates
-Mensimulasikan
rangkaian dengan menggunakan AND-OR-INVERT Gates
a. Power supply
Power supply atay catu daya adalah suatu alat listrik yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik maupun elektronika lainnya.
b. Voltmeter
Voltmeter adalah alat ukur yang digunakan untuk mengukur tegangan listrik dalam sebuah rangkaian.
a. Resistor
Resistor merupakan komponen
elektronika pasif yang berfungsi untuk membatasi arus yang mengalir pada suatu
rangkaian dan berfungsi sebagai terminal antara dua komponen elektronika.
Tegangan pada suatu resistor sebanding dengan arus yang melewatinya.
Spesifikasi:
Grafik:
b. Transistor NPN
Transistor merupakan alat
semikonduktor yang dapat digunakan sebagai penguat sinyal, pemutus atau
penyambung sinyal (switching), stabilisasi tegangan, dan fungsi lainnya.
Transistor memiliki 3 kaki yaitu basis, kolektor, dan emitter.
Spesifikasi:
Konfigurasi pin:
Grafik:
c. Diode
Dioda adalah komponen elektronika yang terdiri
dari dua kutub dan berfungsi menyearahkan arus. Komponen ini terdiri dari
penggabungan dua semikonduktor yang masing-masing diberi doping (penambahan
material) yang berbeda, dan tambahan material konduktor untuk mengalirkan
listrik.
Karakteristik dioda
Spesifikasi
d. Baterai
Baterai adalah perangkat yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia dengan koneksi eksternal yang disediakan untuk memberi daya pada perangkat listrik seperti senter, ponsel, dan mobil listrik.
e. Gerbang logika AND ( IC 4081 )
Gerbang AND (IC 4081) 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.
Konfigurasi pin :
- Pin 7 adalah suplai negatif
- Pin 14 adalah suplai positif
- Pin 1 & 2, 5 & 6, 8 & 9, 12 & 13 adalah input gerbang
- Pin 3, 4, 10, 11 adalah keluaran gerbang
Spesifikasi :
- Catu daya : 3 V - 15 V
- Fungsi : Quad 2-Input AND
Gate
- Propagation delay : 55 ns
- Level tegangan I/O : CMOS
- Kemasan : DIP 14-pin
f. Gerbang Logika NOR (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
g. Gerbang Logika OR ( IC 74ALS32)
OR adalah
suatu gerbang yang bertujuan untuk menghasilkan logika output berlogika 0
apabila semua inputnya berlogika 0 dan sebaliknya output berlogika 1 apabila
salah satu, sebagian atau semua inputnya berlogika 1.
Konfigurasi Pin :
Spesifikasi
:
Tegangan Suplai: 5 hingga 7V
Tegangan Input: 5 hingga 7V
Kisaran suhu pengoperasian = -55 ° C hingga 125 ° C
Tersedia dalam paket SOIC 14-pin
h. Gerbang Logika AND ( IC 74HC21 )
AND adalah
suatu gerbang yang bertujuan untuk menghasilkan logika output berlogika 0
apabila salah satu, sebagian atau semua inputnya berlogika 0 dan sebaliknya
output berlogika 1 apabila semua inputnya berlogika 1.
Konfigurasi Pin :
Spesifikasi
:
Suplai
tegangan: 4.75V-5.25V
Pasokan
tegangan khas: 5V
Tegangan
input level rendah: 0.8V
Tegangan
input tingkat tinggi: 2V
Arus
keluaran tingkat rendah: 16mA
Arus
keluaran tingkat tinggi: -0.4mA
i. Gerbang Logika NOR (IC 74HC4002)
NOR adalah
suatu gerbang yang bertujuan untuk menghasilkan logika output berlogika 0
apabila salah satu, sebagian atau semua inputnya berlogika 1 dan sebaliknya
output berlogika 1 apabila semua inputnya berlogika 0.
Konfigurasi
Pin :
Spesifikasi
:
j. Gerbang
Logika NAND (IC 7400)
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
Data
Sheet IC 7400
k. Relay
Spesifikasi Relay umumnya adalah tegangan input 5 VDC, 12 VDC atau 48 VDC. Untuk common dan NO NC umumnya 220 vac dengan arus kerja 10 A.
Konfigurasi pin:
Spesifikasi:
l. Motor DC
Motor DC digunakan sebagai output dari rangkaian dan
juga merupakan alat yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi listrik
menjadi energi gerak berupa putaran.
Konfigurasi pin:
Pin 1 :
Terminal 1
Pin 2 :
Terminal 2
Spesifikasi:
m.
LED
LED merupakan sebuah komponen
elektromagnetik yang dapat memancarkan cahaya monokromatik melalui tegangan
maju. LED terbuat dari bahan semikonduktor yang merupakan keluarga dioda. LED
dapat memancarkan berbagai warna, tergantung dari bahan semikonduktor yang
digunakan.
Spesifikasi:
Grafik:
n. Lampu
Lampu adalah suatu perangkat yang
dapat menghasilkan cahaya saat dialiri arus listrik.
Spesifikasi:
Grafik:
Gerbang AND-OR dan OR-AND dapat
digunakan secara berguna untuk mengimplementasikan ekspresi Boolean penjumlahan
produk dan jumlah produk. Gambar 4.29 (a) dan (b) masing-masing menunjukkan
simbol gerbang AND-OR-INVERT dan OR-AND-INVERT.
Metode lain untuk menentukan
gerbang yang ditunjukkan pada Gambar 4.29 adalah dengan menyebutnya gerbang
dua-lebar, dua-masukan AND-OR-INVERT atau OR-AND-INVERT sesuai dengan kasusnya.
Gerbang ini memiliki lebar dua karena ada dua gerbang di masukan, dan dua
masukan karena masing-masing gerbang memiliki dua masukan. Varietas lain
seperti lebar dua, empat masukan AND-OR-INVERT (Gbr. 4.30) dan lebar empat, dua
masukan AND-OR-INVERT (Gbr. 4.31) juga tersedia dalam bentuk IC.
a. Resistor
Resistor adalah komponen elektronika pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika. Satuan Resistor adalah Ohm (simbol: Ω) yang merupakan satuan SI untuk resistansi listrik. Resitor 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 (V = I.R ).
Rumus dari Rangkaian Seri Resistor: Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn
Rumus dari Rangkaian paralel Resistor: 1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn
Rumus resistor dengan hukum ohm: R = V/I
Cara menghitung nilai resistor:
Tabel dibawah ini adalah warna-warna yang terdapat di tubuh resistor :
Perhitungan untuk resistor dengan 4 gelang warna :
· Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-1 (pertama)
· Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-2
· Masukkan Jumlah nol dari kode warna gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n)
· Gelang ke 4 merupakan toleransi dari nilai resistor tersebut
Perhitungan untuk resistor dengan 5 gelang warna :
· Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-1 (pertama)
· Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-2
· Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-3
· Masukkan Jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n)
· Gelang ke 5 merupakan toleransi dari nilai resistor tersebut.
b. Transistor NPN
Transistor merupakan alat semikonduktor yang dapat digunakan sebagai penguat sinyal, pemutus atau penyambung sinyal, stabilisasi tegangan, dan fungsi lainnya. Transistor memiliki 3 kaki elektroda, yaitu basis, kolektor, dan emitor. Transistor ini diperumpamakan sebagai saklar, yaitu ketika kaki basis diberi arus, maka arus pada kolektor akan mengalir ke emiter yang disebut dengan kondisi ON. Sedangkan ketika kaki basis tidak diberi arus, maka tidak ada arus mengalir dari kolektor ke emitor yang disebut dengan kondisi OFF. Namun, jika arus yang diberikan pada kaki basis melebihi arus pada kaki kolektor atau arus pada kaki kolektor adalah nol (karena tegangan kaki kolektor sekitar 0,2 - 0,3 V), maka transistor akan mengalami cutoff (saklar tertutup).
Transistor adalah sebuah komponen di dalam elektronika yang diciptakan dari bahan-bahan semikonduktor dan memiliki tiga buah kaki. Masing-masing kaki disebut sebagai basis, kolektor, dan emitor.
· 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.
Jenis Transistor:
1. Bipolar Junction Transistor (BJT)
Bi artinya dua dan Polar asal kata dari polarity yang artinya polaritas, dengan kata lain bipolar junction transistor (BJT) adalah jenis Transistor yang memiliki dua polaritas yaitu hole (lubang) atau elektron sebagai carier (pembawa) untuk menghantarkan arus listrik. Prinsip dasar konstruksinya disusun seperti dari dua buah dioda yang disambungkan pada kutub yang sama yaitu Anoda dengan anoda sehingga menghasilkan transistor jenis NPN atau Katoda dengan katoda yang menjadi transistor jenis PNP.
2. Unipolar Junction Transistor (UJT
Pada transistor UJT hanya satu polaritas saja yang dijadikan carier/pembawa muatan arus listrik, yaitu elektron saja atau hole/lubangnya saja, tergantung dari jenis transistor UJT tersebut. Karena prinsip kerjanya transistor ini berdasarkan dari efek medan listrik, maka transistor UJT lebih dikenal dengan nama FET (Field Efect Transistor) atau Transistor Efek Medan.
c. Baterai
Baterai adalah perangkat yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia dengan koneksi eksternal yang disediakan untuk memberi daya pada perangkat listrik seperti senter, ponsel, dan mobil listrik. Ketika baterai memasok daya listrik, terminal positifnya adalah katode dan terminal negatifnya adalah anoda. Terminal bertanda negatif adalah sumber elektron yang akan mengalir melalui rangkaian listrik eksternal ke terminal positif. Ketika baterai dihubungkan ke beban listrik eksternal, reaksi redoks mengubah reaktan berenergi tinggi ke produk berenergi lebih rendah, dan perbedaan energi-bebas dikirim ke sirkuit eksternal sebagai energi listrik. Secara historis istilah "baterai" secara khusus mengacu pada perangkat yang terdiri dari beberapa sel, namun penggunaannya telah berkembang untuk memasukkan perangkat yang terdiri dari satu sel.
Prinsip operasi
Baterai mengubah energi kimia langsung menjadi energi listrik. Baterai terdiri dari sejumlah sel volta. Tiap sel terdiri dari 2 sel setengah yang terhubung seri melalui elektrolit konduktif yang berisi anion dan kation. Satu sel setengah termasuk elektrolit dan elektrode negatif, elektrode yang di mana anion berpindah; sel-setengah lainnya termasuk elektrolit dan elektrode positif di mana kation berpindah. Reaksi redoks akan mengisi ulang baterai. Kation akan tereduksi (elektron akan bertambah) di katode ketika pengisian, sedangkan anion akan teroksidasi (elektron hilang) di anode ketika pengisian. Ketika digunakan, proses ini dibalik. Elektrodanya tidak bersentuhan satu sama lain, tetapi terhubung via elektrolit. Beberapa sel menggunakan elektrolit yang berbeda untuk tiap sel setengah. Sebuah separator dapat membuat ion mengalir di antara sel-setengah dan bisa menghindari pencampuran elektrolit.
d. Dioda
Dioda adalah komponen yang terbuat dari bahan
semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu
arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Sebuah Dioda dibuat
dengan menggabungkan dua bahan semi-konduktor tipe-P dan semi-konduktor tipe-N.
Ketika dua bahan ini digabungkan, terbentuk lapisan kecil lain di antaranya
yang disebut depletion layer. Ini karena lapisan tipe-P memiliki hole berlebih
dan lapisan tipe-N memiliki elektron berlebih dan keduanya mencoba berdifusi satu
sama lain membentuk penghambat resistansi tinggi antara kedua bahan seperti
pada gambar di bawah ini. Lapisan penyumbatan ini disebut depletion layer.
Ketika tegangan positif diterapkan ke Anoda dan
tegangan negatif diterapkan ke Katoda, dioda dikatakan dalam kondisi bias maju.
Selama keadaan ini tegangan positif akan memompa lebih banyak hole ke daerah
tipe-P dan tegangan negatif akan memompa lebih banyak elektron ke daerah tipe-N
yang menyebabkan depletion layer hilang sehingga arus mengalir dari Anoda ke
Katoda. Tegangan minimum yang diperlukan untuk membuat dioda bias maju disebut
forward breakdown voltage.
Jika tegangan negatif diterapkan ke anoda dan tegangan
positif diterapkan ke katoda, dioda dikatakan dalam kondisi bias terbalik.
Selama keadaan ini tegangan negatif akan memompa lebih banyak elektron ke
material tipe-P dan material tipe-N akan mendapatkan lebih banyak hole dari
tegangan positif yang membuat depletion layer lebih besar dan dengan demikian
tidak memungkinkan arus mengalir melaluinya. Kondisi ini hanya terjadi pada
dioda yang ideal, kenyataannya arus yang kecil tetap dapat mengalir pada bias
terbalik dioda.
Dioda dapat dibagi menjadi beberapa jenis:
1. Dioda Penyearah (Dioda Biasa atau Dioda Bridge)
yang berfungsi sebagai penyearah arus AC ke arus DC.
2. Dioda Zener yang berfungsi sebagai pengaman
rangkaian dan juga sebagai penstabil tegangan. 3. Dioda LED yang berfungsi
sebagai lampu Indikator ataupun lampu
4. Dioda Photo yang berfungsi sebagai sensor cahaya.
5. Dioda Schottky yang berfungsi sebagai Pengendali
Karakteristik arus dan tegangan dioda
e. Gerbang Logika OR
f. Gerbang AND
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.
g. Gerbang NAND
Gerbang NAND akan menghasilkan keluaran (Output) Logika 0, apabila semua masukan (Input) pada Logika 1 dan apabila ada sebuah masukan (Input) yang bernilai Logika 0, maka akan menghasilkan keluaran (Output) Logika 1.
Transistor
Gerbang NAND
Secara
sederhana, gerbang logika NAND 2 input dapat dibangun menggunakan RTL
Resistor-transistor Switch yang terhubung bersama degan input yang terhubung
langsung ke basis transistor, dimana transistor harus dalam keadaan cut-off
"MATI" untuk keluaran Q.
Gerbang
logika NAND dapat menghasilkan fungsi logis yang diinginkan dengan simbol
berupa gerbang AND standar dengan tambahan lingkaran (biasa juga disebut
sebagai "Gelembung Inversi" pada bagian output yang mana mewakili
gerbang NOT) yang disebut sebagai operasi logika NAND.
Jenis
Gerbang Logika NAND:
Gerbang NAND 4 Input:
Berdasarkan gambar diatas ekspresi Boolean untuk gerbang NAND 4 input yaitu : Q = A.B.C.D
h. Gerbang NOR
Gerbang NOR akan menghasilkan keluaran (Output) Logika 0, jika salah satu dari masukan (Input) bernilai Logika 1 dan jika ingin mendapatkan keluaran (Output) Logika 1, maka semua masukan (Input) harus bernilai Logika 0.
Jenis Gerbang Logika NOR:
Berdasarkan gambar diatas ekspresi Boolean untuk gerbang NOR 4 input yaitu : Q = A+B+C+D
i. Relay
Relay merupakan komponen elektronika berupa saklar atau swirch elektrik yang dioperasikan secara listrik dan terdiri dari 2 bagian utama yaitu Elektromagnet (coil) dan mekanikal (seperangkat kontak Saklar/Switch). Komponen elektronika ini menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakan saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Berikut adalah simbol dari komponen relay.
Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu :
· Electromagnet (Coil)
· Armature
· Switch Contact Point (Saklar)
· Spring
Berikut ini merupakan gambar dari bagian-bagian relay :
Kontak Poin (Contact Point) Relay terdiri dari 2 jenis yaitu :
· Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup)
· Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di posisi OPEN (terbuka)
j. Motor DC
Motor listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai motor arus searah. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya.
Prinsip Kerja Motor DC
Terdapat dua bagian utama pada sebuah motor listrik DC, yaitu stator dan rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan rotor adalah bagian yang berputar, terdiri dari kumparan jangkar. Pada prinsipnya motor DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan sebaliknya. Karena kutub utara dan selatan kumparan bertemu maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti.
Untuk menggerakannya lagi, tepat pada saat kutub kumparan berhadapan dengan kutub magnet, arah arus pada kumparan dibalik. Dengan demikian, kutub utara kumparan akan berubah menjadi kutub selatan dan kutub selatannya akan berubah menjadi kutub utara. Pada saat perubahan kutub tersebut terjadi, kutub selatan kumparan akan berhadap dengan kutub selatan magnet dan kutub utara kumparan akan berhadapan dengan kutub utara magnet. Karena kutubnya sama, maka akan terjadi tolak menolak sehingga kumparan bergerak memutar hingga utara kumparan berhadapan dengan selatan magnet dan selatan kumparan berhadapan dengan utara magnet. Pada saat ini, arus yang mengalir ke kumparan dibalik lagi dan kumparan akan berputar lagi karena adanya perubahan kutub. Siklus ini akan berulang-ulang hingga arus listrik pada kumparan diputuskan.
k. 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.
Jenis Jenis Lampu Listrik
Seiring dengan perkembangan Teknologi, Lampu Listrik juga telah mengalami berbagai perbaikan dan kemajuan. Teknologi Lampu Listrik bukan saja Lampu Pijar yang ditemukan oleh Thomas Alva Edison saja namun sudah terdiri dari berbagai jenis dan Teknologi. Pada dasarnya, Lampu Listrik dapat dikategorikan dalam Tiga jenis yaitu Incandescent Lamp (Lampu Pijar), Gas-discharge Lamp (Lampu Lucutan Gas) dan Light Emitting Diode (Lampu LED).
Lampu Pijar (Incandescent Lamp)
Lampu Pijar atau disebut juga Incandescent Lamp adalah jenis lampu listrik yang menghasilkan cahaya dengan cara memanaskan Kawat Filamen di dalam bola kaca yang diisi dengan gas tertentu seperti nitrogen, argon, kripton atau hidrogen. Kita dapat menemukan Lampu Pijar dalam berbagai pilihan Tegangan listrik yaitu Tegangan listrik yang berkisar dari 1,5V hingga 300V.
Lampu Pijar yang dapat bekerja pada Arus DC maupun Arus AC ini banyak digunakan di Lampu Penerang Jalan, Lampu Rumah dan Kantor, Lampu Mobil, Lampu Flash dan juga Lampu Dekorasi. Pada umumnya Lampu Pijar hanya dapat bertahan sekitar 1000 jam dan memerlukan Energi listrik yang lebih banyak dibandingkan dengan jenis-jenis lampu lainnya.
Lampu Lucutan Gas (Gas discharge Lamp)
Lampu lucutan gas menghasilkan cahaya dengan mengirimkan lucutan elektris melalui gas yang terionisasi, misalnya pada plasma. Sifat lucutan gas sangat tergantung pada frekuensi atau modulasi arus listriknya. Biasanya, lampu lampu ini menggunakan gas mulia (argon, neon, kripton, dan xenon) atau campuran dari gas-gas tersebut. Sebagian besar lampu-lampu ini juga mengandung bahan-bahan tambahan, seperti merkuri, natrium, dan/atau halida logam.
Lampu LED (Light Emitting Diode)
Lampu LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.
l. LED
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.
LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda. LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).
4.1. Prosedur Percobaan [Kembali]
1. Siapkan semua alat dan bahan yang diperlukan
2. Baca datasheet setiap komponen
3. Pasang logicstate, gerbang AND, gerbang OR, gerbang
NOR, gerbang NAND, resistor, transistor, diode, relay, baterai, power supply
serta komponen output seperti led, motor, dan lampu seperti rangkaian di bawah
4. Pasang voltmeter untuk mengukur tegangan
5. Jalankan rangkaian. Untuk menghidupkan dan
mematikan komponen output seperti led, lamp, dan motor maka atur logicstate
pada input setiap gerbang logika sesuai tabel kebenaran.
4.2. Gambar Rangkaian [Kembali]
Rangkaian 1:
Ketika ketiga
logicstate pada semua input gerbang logika AND berlogika 0 maka sesuai dengan
tabel kebenaran AND bahwa 0 dan 0 akan menghasilkan 0. Karena input 0, maka
pada gerbang NOR terjadi pembalikan logika sehingga output gerbang NOR
menjadi 1 yang mana sesuai dengan tabel kebenaran gerbang NOR.
Setelah berlogika 1 maka terukur tegangan keluaran dari gerbang NOR sebesar
4.98V lalu diteruskan pada kaki basis transistor yang bertegangan sebesar 0.74V
dan sudah mengaktifkan transistor. Arus juga mengalir dari vcc masuk ke relay,
dikarenakan relay mendapat tegangan yang cukup maka relay bergeser ke kiri dan
mengakibatkan output berupa lampu hidup. Sedangkan ketika kedua logicstate pada
salah satu gerbang logika AND berlogika 1, maka input yang masuk ke gerbang
logika NOR adalah 1 dan 0, sesuai dengan tabel kebenaran NOR bahwa 1 dan 0 akan
menghasilkan 0, maka tidak ada tegangan keluaran dari gerbang NOR sehingga
transistor tidak aktif, tidak ada arus yang mengalir ke relay, sehingga relay
tidak aktif dan lampu mati. Sedangkan ketika semua logicstate pada gerbang
logika AND berlogika 1, maka input yang masuk ke gerbang logika NOR adalah 1
dan 1, sesuai dengan tabel kebenaran NOR bahwa 1 dan 1 akan menghasilkan 0,
maka tidak ada tegangan keluaran dari gerbang NOR sehingga transistor tidak
aktif, tidak ada arus yang mengalir ke relay, sehingga relay tidak aktif dan
lampu mati.
Rangkaian 2:
Ketika ketiga
logicstate pada semua input gerbang logika OR berlogika 0 maka sesuai dengan
tabel kebenaran OR bahwa 0 dan 0 akan menghasilkan 0. Karena input 0, maka pada
gerbang NAND terjadi pembalikan logika sehingga output gerbang NAND menjadi
1 yang mana sesuai dengan tabel kebenaran gerbang NAND. Setelah
berlogika 1 maka terukur tegangan keluaran dari gerbang NOR sebesar 4.98V lalu
diteruskan pada kaki basis transistor yang bertegangan sebesar 0.71V dan sudah
mengaktifkan transistor. Arus juga mengalir dari vcc masuk ke relay,
dikarenakan relay mendapat tegangan yang cukup maka relay bergeser ke kiri dan
mengakibatkan output berupa motor dan LED hidup. Sedangkan ketika 1 atau lebih logicstate
pada setiap gerbang logika OR berlogika 1, maka input yang masuk ke gerbang
logika NAND adalah 1 dan 1, sesuai dengan tabel kebenaran NAND bahwa 1 dan 1
akan menghasilkan 0, maka tidak ada tegangan keluaran dari gerbang NAND sehingga
transistor tidak aktif, tidak ada arus yang mengalir ke relay, sehingga relay
tidak aktif dan led serta motor mati.
Rangkaian 3:
Ketika ketiga
logicstate pada semua input gerbang logika AND berlogika 0 maka sesuai dengan
tabel kebenaran AND bahwa 0 dan 0 akan menghasilkan 0. Karena input 0, maka
pada gerbang NOR terjadi pembalikan logika sehingga output gerbang NOR
menjadi 1 yang mana sesuai dengan tabel kebenaran gerbang NOR.
Setelah berlogika 1 maka terukur tegangan keluaran dari gerbang NOR sebesar
4.98V lalu diteruskan pada kaki basis transistor yang bertegangan sebesar 0.71V
dan sudah mengaktifkan transistor. Arus juga mengalir dari vcc masuk ke relay,
dikarenakan relay mendapat tegangan yang cukup maka relay bergeser ke kiri dan
mengakibatkan output berupa motor dan led hidup. Sedangkan ketika semua logicstate
pada salah satu gerbang logika AND berlogika 1, maka input yang masuk ke
gerbang logika NOR adalah 1 dan 0, sesuai dengan tabel kebenaran NOR bahwa 1
dan 0 akan menghasilkan 0, maka tidak ada tegangan keluaran dari gerbang NOR
sehingga transistor tidak aktif, tidak ada arus yang mengalir ke relay,
sehingga relay tidak aktif dan motor serta led mati. Sedangkan ketika semua logicstate
pada gerbang logika AND berlogika 1, maka input yang masuk ke gerbang logika
NOR adalah 1 dan 1, sesuai dengan tabel kebenaran NOR bahwa 1 dan 1 akan
menghasilkan 0, maka tidak ada tegangan keluaran dari gerbang NOR sehingga
transistor tidak aktif, tidak ada arus yang mengalir ke relay, sehingga relay
tidak aktif dan motor serta led mati.
Rangkaian 4:
Ketika ketiga
logicstate pada semua input gerbang logika AND berlogika 0 maka sesuai dengan
tabel kebenaran AND bahwa 0 dan 0 akan menghasilkan 0. Karena input 0, maka
pada gerbang NOR terjadi pembalikan logika sehingga output gerbang NOR
menjadi 1 yang mana sesuai dengan tabel kebenaran gerbang NOR.
Setelah berlogika 1 maka terukur tegangan keluaran dari gerbang NOR sebesar
4.96V lalu diteruskan pada kaki basis transistor yang bertegangan sebesar 0.71V
dan sudah mengaktifkan transistor. Arus juga mengalir dari vcc masuk ke relay,
dikarenakan relay mendapat tegangan yang cukup maka relay bergeser ke kiri dan
mengakibatkan output berupa lampu hidup. Sedangkan ketika kedua logicstate pada
minimal salah satu gerbang logika AND berlogika 1, maka input yang masuk ke
gerbang logika NOR adalah 1 dan 0, sesuai dengan tabel kebenaran NOR bahwa 1
dan 0 akan menghasilkan 0, begitu pula ketika semua input gerbang logika AND
berlogika 1, maka input yang masuk ke gerbang logika NOR adalah 1 dan 1, sesuai
dengan tabel kebenaran NOR bahwa 1 dan 1 akan menghasilkan 0, maka maka tidak
ada tegangan keluaran dari gerbang NOR sehingga transistor tidak aktif, tidak
ada arus yang mengalir ke relay, sehingga relay tidak aktif dan lampu mati.
Datasheet Gerbang Logika AND (IC 4081)
Datasheet Gerbang Logika AND (IC 74HC21)
Datasheet Gerbang Logika NOR (IC 7402)
Datasheet Gerbang Logika NOR (IC 74HC4002)
Datasheet Gerbang Logika OR (IC 4071)
Datasheet Gerbang Logika NAND (IC 7400)
1. Gambarkan simbol rangkaian untuk two-wide, four-input OR-AND-INVERT gate.
Solution:
2. Gambarkan simbol rangkaian untuk four-wide, two-input OR-AND-INVERT gate.
Solution:
1.Gambarkan untai
gerbang dan saklar untuk gerbang OR dan AND yang dinyatakan dengan persamaan Y
= (A + B).C!
Jawab: Persamaan tersebut mangharuskan masukan A dan B
di-OR-kan, hasilnya kemudian di-AND-kan dengan C.
2. Berikut sebuah untai logika yang dibentuk dari
gerbang AND dan OR.
Untuk dapat merealisasikan untai tersebut,
dibutuhkan 2 buah IC digital. Pertama, IC yang mempunyai gerbang AND yaitu
7408. Kedua, IC yang mempunyai gerbang OR yaitu 7432. Gerbang pertama dan kedua
menggunakan dua buah gerbang pada IC 7408, dan gerbang ketiga hanya menggunakan
sebuah gerbang pada IC 7432.
Dengan memanfaatkan sifat universal dari
gerbang NAND, ubahlah untai di atas agar dapat direalisasikan menggunakan
gerbang NAND saja! Berapa IC yang dibutuhkan ?
Jawab :
Berdasar universalitas gerbang NAND dan NOR,
gerbang AND dapat diwakili oleh dua buah gerbang NAND; sedangkan gerbang OR
dapat diwakili oleh tiga buah gerbang NAND. Sehingga terbentuk 7 buah gerbang
NAND seperti pada Gambar dibawah
Kita misalkan gerbang AND bagian atas diberi nomor 1 dan yang bawah diberi nomor 2, sedangkan gerbang OR di sebelah kanan diberi nomor 3. Gerbang nomor 1 dapat diganti dengan NAND menjadi gerbang nomor 1A dan 1B. Demikian pula gerbang nomor 2 dapat diganti menjadi gerbang nomor 2A dan 2B. Sedangkan gerbang nomor 3 yaitu OR dapat diganti dengan tiga gerbang NAND menjadi gerbang nomor 3A, 3B dan 3C.
Terdapat dua pasang NOT ganda, yaitu gerbang
1B-3A dan 2B-3B. Kedua pasang NOT tersebut dapat dihilangkan. Sehingga hasil
akhir hanya dibentuk oleh tiga buah gerbang NAND. Untai hasil hanya menggunakan
tiga gerbang NAND. Karena sebuah IC NAND 7400 mempunyai empat gerbang NAND,
maka realisasi untai tersebut hanya membutuhkan sebuah IC.
1. Gerbang AND
akan menghasilkan keluaran (Output) Logika 1, jika semua masukan (Input)
bernilai Logika 1 dan akan menghasilkan keluaran (Output) Logika 0.Gerbang apakah yang dimaksud
pengertian ini
A.AND
B.OR
C.NOR
D.NAND
Jawab : A
2.
Gerbang apa saja yang dipakai dalam
membuat rangkaian di atas?
A.Gerbang OR dan Gerbang AND
B.Gerbang NOR dan Gerbang AND
C.Gerbang NAND dan Gerbang OR
D.Gerbang NOR dan Gerbang NAND
Jawab: B
Tidak ada komentar:
Posting Komentar