LAP DASAR GERBANG 1 Pnup [PDF]

Citation preview

LABORATORIUM ELEKTRINIKA DIGITAL & MIKROPROSESOR SEMESTER GANJIL 2020/2021 “ DASAR GERBANG 1 “



DI BUAT OLEH : MOHAMMAD IRSYAM ATMOJO 3211 9012 KELOMPOK 4



PROGRAM STUDI D3 TEKNIK LISTRIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI UJUNG PANDANG MAKASSAR 2020



BAB I PENDAHULUAN 1.1.



LATAR BELAKANG Penggunaan prinsip gerbang logika pada peralatan elektronik pada saat ini sudah sangat sering, contohnya saja sensor cahaya serta sensor hujan DLL. Penggunaan prinsip gerbang logika sendiri memang sudah sangat membantu kehidupan sehari-hari seseorang. Gerbang logika sendiri memiliki pengertian sebagai berikut. Gerbang Logika (Logic Gates) adalah sebuah entitas untuk melakukan pengolahan input-input yang berupa bilangan biner (hanya terdapat 2 kode bilangan biner yaitu, angka 1 dan 0) dengan menggunakan Teori Matematika Boolean sehingga dihasilkan sebuah sinyal output yang dapat digunakan untuk proses berikutnya. Diadakannya praktikum ini, diharapkan agar mahasiswa(i) dapat mengerti fungsi gerbang AND, OR, NOT, Ex-OR dan Ex-NOR serta dapat merangkai gerbang-gerbang AND, OR dan NOT, NAND dan NOR seperti yang diperintahkan pada saat praktikum.



1.2.



TUJUAN



Setelah percobaan mahasiswa diharapkan dapat: 



Menerangkan fungsi gerbang AND, OR dan NOT







Merangkai gerbang-gerbang tersebut dengan rangkaian tahanan, dioda dan transistor







Membuat tabel kebenaran







Merangkai fungsi gerbang NAND dan NOR



BAB II DASAR TEORI Gerbang Logika atau dalam bahasa Inggris disebut dengan Logic Gate adalah dasar pembentuk Sistem Elektronika Digital yang berfungsi untuk mengubah satu atau beberapa Input (masukan) menjadi sebuah sinyal Output (Keluaran) Logis. Gerbang Logika beroperasi berdasarkan sistem bilangan biner yaitu bilangan yang hanya memiliki 2 kode simbol yakni 0 dan 1 dengan menggunakan Teori Aljabar Boolean. Gerbang Logika yang diterapkan dalam Sistem Elektronika Digital pada dasarnya menggunakan Komponen-komponen Elektronika seperti Integrated Circuit (IC), Dioda, Transistor, Relay, Optik maupun Elemen Mekanikal. Jenis-jenis Gerbang Logika Dasar dan Simbolnya Terdapat 7 jenis Gerbang Logika Dasar yang membentuk sebuah Sistem Elektronika Digital, yaitu :     



Gerbang AND Gerbang OR Gerbang NOT Gerbang NAND Gerbang NOR



Tabel yang berisikan kombinasi-kombinasi Variabel Input (Masukan) yang menghasilkan Output (Keluaran) Logis disebut dengan “Tabel Kebenaran” atau “Truth Table”. Input dan Output pada Gerbang Logika hanya memiliki 2 level. Kedua Level tersebut pada umumnya dapat dilambangkan dengan : HIGH (tinggi) dan LOW (rendah) TRUE (benar) dan FALSE (salah) ON (Hidup) dan OFF (Mati) 1 dan 0 Contoh Penerapannya ke dalam Rangkaian Elektronika yang memakai Transistor TTL (Transistor-transistor Logic),  maka 0V dalam Rangkaian akan diasumsikan sebagai “LOW” atau “0” sedangkan 5V akan diasumsikan sebagai “HIGH” atau “1”.



Berikut ini adalah Penjelasan singkat mengenai 7 jenis Gerbang Logika Dasar beserta Simbol dan Tabel Kebenarannya. Gerbang AND (AND Gate) 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 (“.”) atau tidak memakai tanda sama sekali. Contohnya : Z = X.Y atau Z = XY. Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang AND (AND Gate)mbat



Gambar 2.1. simbol dan table kebenaran gerbang AND Gerbang OR (OR Gate) 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 : Z = X + Y.



Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang OR (OR Gate)



Gambar 2.2. simbol dan table kebenaran gerbang OR Gerbang NOT (NOT Gate) 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 minus (“-“) di atas Variabel Inputnya. Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang NOT (NOT Gate)  



Gambar 2.3. simbol dan table kebenaran gerbang NOT Gerbang NAND (NAND Gate) Arti NAND adalah NOT AND atau BUKAN AND, 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 dan Tabel Kebenaran Gerbang NAND (NAND Gate) 



Gambar 2.4. simbol dan table kebenaran gerbang NAND Gerbang NOR (NOR Gate) Arti NOR adalah NOT OR atau BUKAN OR, 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 dan Tabel Kebenaran Gerbang NOR (NOR Gate) 



Gambar 2.5. simbol dan table kebenaran gerbang NOR



BAB III METODE PERCOBAAN 3.1. ALAT DAN BAHAN a. Tahanan



: 100 Ω, 68 Ω, 4k7 Ω, 56 Ω.



b. Transistor BC 108



: 1 bauh



c. Diode



: 1 N 4002



d. LED



: 1 buah



e. Sakelar



: 2 buah



f. Multimeter



: 1 buah



g. Sumber DC



: 2 buah



h. Kabel



: secukupnya



3.2. LANGKAH KERJA A. Rangkaian Dasar 1) Memastikan semua komponen dalam keadaan baik! 2) Merangkai sesuai dengan Gambar 1! 3) Meminta kepada pengawas untuk memeriksa hasil rangkaian yang anda buat! 4) Menyalakan sumber tegangan! 5) Memposisikan sakelar 1 dan sakelar 2 dalam kondisi terbuka! 6) Mengamati kondisi LED dan catat pada Tabel 1!



7) Mengulangi langkah 5 dengan kondisi sakelar 1 terbuka dan sakelar 2 tertutup, sakelar 1 tertutup dan sakelar 2 terbuka, dan sakelar 1 tertutup dan sakelar 2 tertutup! 8) Mengulangi langkah 2 – 7 untuk rangkaian pada Gambar 2 dan Gambar 3 yang hasilnya masing-masing di catat pada Tabel 2 dan Tabel 3! 9) Mematikan sumber tegangan.



B. Rangkaian Gabungan 1) Merangkai sesuai dengan Gambar 4! 2) Meminta kepada pengawas untuk memeriksa hasil rangkaian yang anda buat! 3) Menyalakan sumber tegangan! 4) memosisikan sakelar 1 dan sakelar 2 dalam kondisi terbuka! 5) Mengamati kondisi LED dan catat pada Tabel 4! 6) mengulangi langkah 4 dan 5 dengan kondisi sakelar 1 terbuka dan sakelar 2 tertutup, sakelar 1 tertutup dan sakelar 2 terbuka, dan sakelar 1 tertutup dan sakelar 2 tertutup! 7) Mematikan sumber tegangan! 8) Menganti rangkaian sesuai dengan Gambar 5! 9) Mengulangi langkah 2 – 6 hasilnya masing-masing di catat pada Tabel 5! 10) Mematikan sumber tegangan! 11) Merapikan alat!



3.3. GAMBAR RANGKAIAN



Gambar 3.3.1. rangkaian percobaan 1



Gambar 3.3.2. rangkaian percobaan 2



Gambar 3.3.3. rangkaian percobaan 3



Gambar 3.3.4. rangkaian percobaan 4



Gambar 3.3.5. rangkaian percobaan 5



BAB IV DATA PERCOBAAN Percobaan rangkaian 1 Table 4.1. hasil percobaan rangakaian 1 A



B



C



0



0



0



0



1



0



1



0



0



1



1



1



Percobaan rangkaian 2 Table 4.2. hasil percobaan rangakaian 2 A



B



C



0



0



0



0



1



1



1



0



1



1



1



1



Percobaan rangkaian 3 Table 4.3. hasil percobaan rangakaian 3 A



B



0



1



1



0



Percobaan rangkaian 4 Table 4.4. hasil percobaan rangakaian 4 A



B



C



0



0



1



1



0



1



0



1



1



1



1



0



Percobaan rangkaian 5 Table 4.5. hasil percobaan rangakaian 5 A



B



C



0



0



1



1



0



0



0



1



0



1



1



0



BAB V PEMBAHASAN ANALISIS PERCOBAAN A. Percobaan 1 Tabel 5.1. Percobaan 1 A



B



Y



0



0



0



0



1



0



1



0



0



1



1



1 Gambar 5.1. Rangkaian AND



Pada percobaan pertama digunakan prinsip kerja gerbang logika AND. Jika semua input berlogika “1” maka output akan menghasilkan logika “1”. Apa bila ada salah satu saklar atau keduanya dalam keadaan posisi “0” maka arus dari sumber tegangan akan mengalir langsung ke ground, karena sifat arus selalu mencari tahanan yang rendah yaitu pada tanah, artinya output berlogika “0”. Tetapi jika semua saluran masukan berlogic 1 maka arus akan di reverse oleh diode dan menuju ke LED sehingga Keluaran berlogika “1” yang artinya terdapat arus dan membuat LED menyala. Untuk lebih detail dijelaskan dibawah ini 



Logika 0,0



Pada rangkaian ini logika yang diberikan 0 dan 0. LED tidak menyala pada posisi ini karena input dari rangkaian ini semuanya netral. Vcc input tidak menuju ke beban karena terputus saklar. 



Logika 0,1



LED dalam keadaan padam di karenakan salah satu inputnya berlogika 0. Dimana syarat LED menyala adalah semua inputnya harus berlogika 1.







Logika 1,0



LED tidak menyala karena salah satu inputnya bernilai 0, sedangkan syarat agar LED menyala adalah semua inputnya harus bernilai 1. 



Logika 1,1



LED dalam keadaan menyala karena semua input berlogika 1. Hasil ini sesuai dengan kaidah bahwa jika kedua input A dan B high, maka output akan high.



B. Percobaan 2 Tabel 5.2. Percobaan 2 A



B



C



0



0



0



0



1



1



1



0



1



1



1



1



Gambar 5.2. Rangkaian OR



Pada percobaan kedua rangkaian menggunakan prinsip dari gerbang logika OR. Dimana salah satu atau kedua input bernilai “1” maka arus akan langsung mengalir ke diode dan membuat LED menyala, artinya output bernilai “1”. Tetapi Apabila kedua input bernilai “0” maka tidak ada arus yang mengalir ke LED sehingga output bernilai “0”. Lebih detailnya dijelasakan dibawah ini. 



Logika 0,0



Pada posisi 0,0 LED dalam keadaan padam karena semua inputnya berlogika 0 (saklar dalam posisi off).







Logika 1,0



LED dalam keadaan nyala.Dikarenakan salah satu inputnya berlogika 1. Yang mana syarat LED menyala adalah salah satu inputnya berlogika 1. 



Logika 0,1



LED dalam keadaan nyala karena masukannya vcc sebagai input atau 1 dan ground atau 0 sebagai outputnya. 



Logika 1,1



LED menyala karena semua inputnya bernilai 1 atau saklar dalam posisi 1 atau on.



C. Percobaan 3 Tabel 5.3. Percobaan 3 A Y 0



1



1



0



Gambar 5.3. Rangkaian NOT



Pada percobaan ketiga rangkaian menggunakan prinsip dari gerbang logika NOT. Apabila Vbe diberi tegangan (input bernilai “1”) maka arus mengalir ke kaki basis transistor sehingga arus dari Vcc mengalir dari kolektor dan dilewatkan ke emitor jadi output bernilai “0”. Tetapi bila tidak ada tegangan dari Vbe maka arus dari Vcc akan langsung mengalir ke LED sehingga output bernilai “1”. Lebih detailnya dijelaskan dibawah ini. 



Logika 0



Lampu menyala karena kaki basis membuka arus yang ke kolektor sehingga LED menyala.







Logika 1



Saklar ON/1 maka arus yang melewati basis transistor menutup arus kolektor yang menuju ke LED.Sehingga lampu tidak menyala.



D. Percobaan 4 Tabel 5.4. Percobaan 4 A



B



Y



0



0



1



1



0



1



0



1



1



1



1



0



Gambar 5.4. rangkaian NAND



Pada percobaan keempat rangkaian menggunakan prinsip NAND.Apa bila salah satu atau kedua input berlogika “0” maka arus mengalir langsung ke ground sehingga tidak ada arus yang memicu di kaki basis transistor jadi arus dari Vcc langsung mengalir ke LED sehingga output berlogika “1”. Tetapi apabila kedua output berlogika “1” maka arus akan mengalir ke kaki basis transistor sehingga arus dari kolektor dilewatkan ke emitor sehingga tidak ada arus yang mengalir ke LED jadi output berlogika “0”. Lebih detailnya dijelaskan dibawah ini. 



Logika 0,0



Lampu akan menyala karena input dan outputnya 0 dimana gerbang NAND ini bertolak belakang dengan gerbang AND arus akan mengalir langsung ke ground sehingga tidak ada arus yang memicu di kaki basis transistor jadi arus dari vcc langsung ke lampu. 



Logika 1,0



Salah satu inputnya bernilai 1 maka arus akan tetap mengalir dari vcc ke lampu sehingga lampu nyala (1) . 



Logika 0,1



Lampu akan menyala karena salah satu input bernilai 0 sehingga arus akan mengalir ke groud dan tidak ada pemicu bagi kaki basis transistor maka arus akan mengalir dari vcc ke lampu. 



Logika 1,1



Lampu tidak akan menyala karena kedua input bernilai 1 maka arus akan mengalir ke kaki basis transistor sehingga arus dari kolektor dilewatkan emitor sehingga tidak ada arus yang mengalir ke lampu.



E. Percobaan 5 Tabel 5.5. Percobaan 5



A



B



Y



0



0



1



1



0



0



0



1



0



1



1



0



Gambar 1Rangkaian NOR Pada percobaan terakhir rangkaian menggunakan prinsip gerbang logika NOR. Apabila salah satu atau kedua input berlogika “1” maka arus mengalir ke kaki basis transistor dan memicu basis sehingga melewatkan arus dari kolektor ke emitor sehingga tidak ada arus yang mengalir ke LED sehingga output berlogika “0”. Tetapi apabila kedua input berlogika “0” maka tidak ada arus mengalir ke kaki basis transistor jadi arus dari Vcc langsung mengalir ke LED sehingga output bernilai “1”. Lebih detailnya dijelaskan dibawah ini. 



Logika 0,0



Semua input bernilai 0 artinya tidak ada arus yang mengalir ke kaki basis transistor jadi arus yang dari vcc langsung mengalir ke LED. 



Logika 1,0



LED tidak akan menyala karena salah satu input bernilai 1 maka arus akan mengalir ke kaki basis transistor sehingga arus dari kolektor dilewatkan emitor sehingga tidak ada arus yang mengalir ke lampu. 



Logika 0,1



LED tidak akan menyala karena arus mengalir ke kaki basis transistor dan memicu basis sehingga melewatkan arus yang mengalir dari kolektor ke emitor sehingga arus tidak dapat mengalir ke LED. 



Logika 1,1



NOR merupakan perpaduan gerbang logika NOT dan OR, ketika kedua input bernilai 1 maka tidak ada arus yang langsung mengalir dari vcc ke LED karena bertolak dengan prinsip gerbang OR.



BAB VI KESIMPULAN 1. Setelah melakukan percobaan, praktikan dapat mengetahui bahwa fungsi dari gerbang AND, OR, maupun NOT bekerja atas dasar logika tegangan yang digunakan dalam teknik digital. Dalam membuat rangkaian logika kita menggunakan gerbang-gerbang logika yang sesuai dengan yang dibutuhkan.Rangkaian digital adalah sistem yang mempresentasikan sinyal sebagai nilai diskrit. Dalam sebuah sirkuit digital,sinyal direpresentasikan dengan satu dari dua macam kondisi yaitu 1 (high, active, true,) dan 0 (low, nonactive,false).



2. Dalam merangkai gerbang logika digunakan beberapa komponen tambahan seperti diode, resistor, LED dam juga transistor. Masing-masing komponen mempunyai fungsinya masing-masing untuk mempresentasikan kerja komponen dalam gerbang logika. 3. Setelah melakukan percobaan, praktikan dapat membuat tabel kebanaran sesuai hasil percobaan dari rangkaian gerbang logika. 4. Setelah melakukan praktikum, praktikan dapat merangkai gerbang NAND dan NOR. Gerbang NAND itu sendiri dirangkai dari hasil keluaran AND yang dihubungkan oleh NOT sehingga hasil keluaran AND dibalikkan oleh NOT. Sedangkan gerbang NOR itu sendiri dirangkai dari hasil keluaran OR uang dihubungkan dengan oleh NOT sehingga hasil keluaran OR dibalikkan oleh NOT.



DAFTAR PUSTAKA Siampa, F. (2019). Laporan elektronika digital dan mikrokontroler. Retrieved oktober 10, 2020, from academia.edu: https://www.academia.edu/38296829/Laporan_elektronika_digital_dan_mikrokontrole r_docx.co



Jobsheet labaoratorium elektronika digital dan mikrokontroler



LAMPIRAN



Tugas Pendahuluan Gerbang Dasar 1



Lengkapilah tabel-tabel berikut berdasarkan Gambar 1, Gambar 2, Gambar 3, Gambar 4 dan Gambar 5. Dimana isian tersebut didasarkan pada analis rangkaian (secara teori) pada setiap gambarnya atau dengan menggunakan simulasi software. Tabel untukGambar1 Sakelar A Sakelar B Kondisi terhubung terhubung LED* ke ke Ground Ground Padam Menyala Ground Vcc Menyala Vcc Ground Menyala Vcc Vcc *)padam/menyala Tabel untukGambar3 Sakelar A Kondisi terhubung LED* ke Ground Padam Vcc Menyala *) padam/menyala



Tabel untuk Gambar2 Sakelar A Sakelar B terhubung terhubung ke ke Ground Ground Ground Vcc Vcc Ground Vcc Vcc *) padam/menyala Tabel untuk Gambar 4 Sakelar A Sakelar B Kondisi terhubung terhubung LED* ke ke Ground Ground Padam Ground Vcc Menyala Menyala Vcc Ground Menyala Vcc Vcc *) padam/menyala



Tabel untuk Gambar 5 Sakelar A Sakelar B terhubung terhubung Ke Ke Ground Ground Ground Vcc Vcc Ground Vcc Vcc *) padam/menyala



Kondisi LED* Padam Menyala Menyala Menyala



Kondisi LED* Padam Menyala Menyala Menyala