BLOG KULIAH: 4.13 Some Common Application of Logic State

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Komponen

3. Dasar Teori

4. Prosedur Percobaan

5. Bentuk Rangkaian

6. Link Download

1. Tujuan[Kembali]

a. Dapat mengetahui teori dan prinsip kerja dari Some Common Application of Logic gates

b. Dapat membuat dan mensimulasikan Tugas Sistem Digital berupa rangkaian Some Common Application of Logic Gates

2. Komponen[Kembali]

a. Relay

Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.

b. Dioda

Dioda (diode) yaitu komponen elektronika aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan punya fungsi buat menghantarkan arus listrik ke satu arah, tapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya.

c. Transistor NPN

Fungsi dari transistor sendiri adalah memperkuat arus listrik yang masuk ke dalam rangkaian. Fungsi ini berkebalikan dengan resistor yang berperan meredam arus listrik.Seperti yang telah disebutkan, transistor terdiri dari dua jenis yaitu NPN dan PNP. NPN merupakan singkatan dari Negatif Positif Negatif. Sedangkan PNP adalah kependekan dari Positif Negatif Positif.

Transistor NPN akan aktif ketika kaki basis diberi arus listrik bermuatan negatif. Sebaliknya, transistor PNP akan aktif apabila kaki basis mendapatkan tegangan listrik positif. Pada transistor NPN, kaki basis memiliki kutub positif dan bersinggungan langsung dengan sumber listrik atau baterai. Sedangkan kaki emitor memiliki kutub negatif karena berhubungan langsung dengan massa. Kutub negatif juga ditemukan pada kaki kolektor yang menghubungkan massa di rangkaian listrik.

d. Fan 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. Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC.

e.Resistor

Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. 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:

{\begin{aligned}V&=IR\\I&={\frac {V}{R}}\end{aligned}}

Resistor digunakan sebagai bagian dari rangkaian elektronik dan sirkuit elektronik, dan merupakan salah satu komponen yang paling sering digunakan. Resistor dapat dibuat dari bermacam-macam komponen dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivitas tinggi seperti nikel-kromium).

f. Sensor gas mq-5

Sensor gas MQ5 yang digunakan, merupakan sensor dengan lapisan semikonduktor logam oksida yang terbentuk di atas sebuah substrat alumina pada sebuah sensing chip bersama dengan sebuah pemanas yang terintegrasi

g. Optocoupler NPN

Optocoupler adalah komponen elektronika yang berfungsi sebagai penghubung berdasarkan cahaya optik. Pada dasarnya Optocoupler terdiri dari 2 bagian utama yaitu Transmitter yang berfungsi sebagai pengirim cahaya optik dan Receiver yang berfungsi sebagai pendeteksi sumber cahaya.
Masing-masing bagian Optocoupler (Transmitter dan Receiver) tidak memiliki hubungan konduktif rangkaian secara langsung tetapi dibuat sedemikian rupa dalam satu kemasan komponen.

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:

Pin 1	It is connected to the Input(A) of OR Gate 1
Pin 2	Input(B) of OR Gate 1
Pin 3	It is connected to the Output(Y) of OR Gate 1
Pin 4	Input(A) of OR Gate 2
Pin 5	Input(B) of OR Gate 2
Pin 6	This pin provides the Output(Y) of OR Gate 2
Pin 7	Ground Pin which used to provide the power supply to the IC.
Pin 8	It is connected to the Output(Y) of OR Gate 3
Pin 9	It is connected to the Input(A) of OR Gate 3
Pin 10	Input(B) of OR Gate 3
Pin 11	It is the output(Y) pin of the OR Gate 4
Pin 12	It is the input(A) pin of the OR Gate 4
Pin 13	It is the input(B) pin of the OR Gate 4
Pin 14	It is Vcc pin which used to provide the power supply to the IC.

3. Gerbang Logika NOT

Contoh : IC 74HCT04

Spesifikasi IC 74HCT04

Konfiugurasi pin:

1,3,5,11,13,15	Input Pins	Input pins of the NOT Gate (Inverter)
2,4,6,10,12,14	Output Pins	Output pins of the NOT Gate (Inverter)
7	Ground	Connected to the ground of the system
16	Vcc (+5V)	Powers the IC, typically with +5V

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

3. Dasar Teori[Kembali]

Di bagian ini, kita akan secara singkat melihat beberapa aplikasi umum gerbang logika dasar. Aplikasi yang dibahas di sini termasuk perangkat ini digunakan untuk menyediakan fungsi tertentu dalam sirkuit digital yang lebih besar. Ini juga termasuk di mana satu atau lebih gerbang logika, bersama dengan atau tanpa beberapa komponen eksternal, dapat digunakan untuk membangun beberapa blok bangunan digital.

4.13.1 OR Gate

Gerbang OR dapat digunakan dalam semua situasi di mana terjadinya satu atau lebih dari satu peristiwa perlu dideteksi atau ditindaklanjuti. Salah satu contoh tersebut adalah pabrik industri di mana satu atau lebih dari satu parameter yang melebihi nilai batas yang telah ditetapkan harus menyebabkan inisiasi semacam tindakan perlindungan. Gambar 4.48 menunjukkan skema khas di mana gerbang OR digunakan untuk mendeteksi suhu atau tekanan yang melebihi nilai ambang batas yang telah ditetapkan dan menghasilkan sinyal perintah yang diperlukan untuk sistem.

4.13.2 AND Gate

Gerbang AND umumnya digunakan sebagai gerbang ENABLE atau INHIBIT untuk memungkinkan atau melarang berlalunya data dari satu titik di sirkuit ke titik lainnya. Salah satu aplikasi yang memungkinkan operasi, misalnya, adalah dalam pengukuran frekuensi bentuk gelombang berdenyut atau lebar denyut nadi yang diberikan dengan bantuan penghitung. Dalam hal pengukuran frekuensi, denyut nadi gating dengan lebar yang diketahui digunakan untuk memungkinkan lewatnya bentuk gelombang denyut nadi ke input jam penghitung. Dalam hal pengukuran lebar pulsa, denyut nadi digunakan untuk memungkinkan berlalunya input jam ke penghitung. Gambar 4.49 menunjukkan pengaturan.

4.13.3 EX-OR/EX-NOR Gate

Gerbang logika EX-OR dan EX-NOR umumnya digunakan dalam generasi paritas dan sirkuit pengecekan. Gambar 4.50(a) dan (b) masing-masing menunjukkan sirkuit generator paritas genap dan ganjil untuk data empat bit. Sirkuitnya jelas.

Operasi pemeriksaan paritas juga dapat dilakukan oleh sirkuit serupa. Gambar 4.51(a) dan (b) masing-masing menunjukkan sirkuit pemeriksaan paritas genap dan ganjil sederhana untuk aliran data empat bit. Dalam sirkuit yang ditampilkan di Gbr. 4.51, logika '0' pada output menandakan paritas yang benar dan logika '1' menandakan kesalahan satu-bit. Sirkuit generator/checker paritas tersedia dalam bentuk IC. 74180 di TTL dan 40101 di CMOS adalah IC generator /pemeriksa paritas ganjil/genap sembilan bit. Generasi paritas dan sirkuit pengecekan dibahas lebih lanjut di Bab 7 tentang sirkuit aritmatika.

4.13.4 Inverter

Inverter CMOS umumnya digunakan untuk membangun osilator gelombang persegi untuk menghasilkan sinyal jam. Generator jam ini menawarkan stabilitas yang baik, pengoperasian melalui rentang tegangan pasokan yang luas (3–15 V) dan rentang frekuensi (1 Hz hingga lebih dari 15 MHz), konsumsi daya rendah dan antarmuka yang mudah untuk keluarga logika lainnya.

Sirkuit yang paling mendasar adalah konfigurasi cincin dari jumlah inverter ganjil. Gambar 4.52 menunjukkan satu sirkuit tersebut menggunakan tiga inverter. Gerbang terbalik seperti gerbang NAND dan NOR juga dapat digunakan sebagai gantinya. Konfigurasi ini tidak membuat sirkuit osilator praktis karena frekuensi osilasinya sangat rentan terhadap variasi dengan suhu, tegangan pasokan, dan pemuatan eksternal. Frekuensi osilasi diberikan oleh persamaan

di mana n adalah jumlah inverter dan tp adalah penundaan perambatan per gerbang.

Gambar 4.53(a) menunjukkan sirkuit osilator praktis. Frekuensi osilasi dalam hal ini diberikan oleh Persamaan (4,13) (siklus tugas bentuk gelombang adalah sekitar 50 %):

Gambar 4.53(b) menunjukkan sirkuit lain menggunakan dua inverter alih-alih tiga inverter. Frekuensi osilasi sirkuit ini diberikan oleh persamaan

Sirkuit yang ditampilkan dalam Gbr. 4.53 tidak sensitif terhadap variasi tegangan pasokan seperti yang ditunjukkan dalam Gbr. 4.52. Gambar 4.54 menunjukkan sirkuit lain yang dikonfigurasi di sekitar satu inverter Schmitt. Kapasitor mengisi daya (ketika output HIGH) dan keluaran (ketika output LOW) antara dua tegangan ambang batas. Frekuensi osilasi, bagaimanapun, sensitif terhadap variasi tegangan pasokan Ini diberikan oleh persamaan

Gambar 4.55 menunjukkan osilator kristal yang dikonfigurasi di sekitar inverter tunggal sebagai elemen aktif. Setiap jumlah inverter ganjil dapat digunakan. Jumlah inverter yang lebih besar membatasi frekuensi osilasi yang dapat dicapai tertinggi ke nilai yang lebih rendah.

4. Prosedur Percobaan[Kembali]

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.

5. Bentuk Rangkaian[Kembali]

a. Gambar 4.46