MODUL 1 PRAK.SISDIG
HALAMAN UTAMA
[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]
MODUL I
GERBANG LOGIKA
- Merangkai dan menguji operasi dari gerbang logika.
- Merangkai dan menguji gerbang logika dan Aljabar Boolean.
- Merangkai dan menguji rangkaian Encoder dan Decoder.
- Merangkai dan menguji rangkaian Multiplexer dan Demultiplexer.
- Module Input Output D'Lorenzo.
- DL2203C Module D'Lorenzo.
- Jumper.
- Laptop.
- Software Proteus versi 8.17 (minimal).
Gambar 2.1 Module Input Output D'Lorenzo
[Tempat gambar]
Gambar 2.2 DL2203C Module D'Lorenzo
[Tempat gambar]
Gambar 2.3 Jumper
[Tempat gambar]
A. Aljabar Boolean
Aljabar Boolean adalah metode matematika yang digunakan untuk menganalisis dan merancang rangkaian digital dengan hanya memiliki dua nilai, yaitu 0 dan 1. Nilai 0 dapat diartikan sebagai kondisi LOW atau False, sedangkan nilai 1 menunjukkan kondisi HIGH atau True.
Dalam rangkaian digital, kedua nilai tersebut direpresentasikan secara fisik dalam bentuk tingkat tegangan tertentu. Pada sistem tegangan DC 5 V, logika 0 ditunjukkan oleh tegangan sebesar 0 V, sedangkan logika 1 ditunjukkan oleh tegangan sebesar 5 V.
B. Gerbang Logika
Gerbang logika (Logic Gate) merupakan salah satu komponen dasar dalam sistem elektronika digital yang berfungsi mengolah satu atau beberapa sinyal masukan (input) menjadi suatu sinyal keluaran (output) berdasarkan aturan logika tertentu.
Aturan logika tersebut didasarkan pada Aljabar Boolean yang memiliki tiga operasi dasar, yaitu AND, OR, dan NOT. Ketiga operasi ini dapat dikombinasikan untuk membentuk gerbang lainnya, seperti NAND, NOR, XOR, dan XNOR.
1. Gerbang AND
Gerbang AND merupakan gerbang logika yang menggunakan operasi perkalian Boolean. Output hanya akan bernilai 1 jika seluruh input bernilai 1. Sebaliknya, output akan bernilai 0 jika terdapat satu atau lebih input yang bernilai 0.
Persamaan Boolean:
Y = A · B
Tabel Kebenaran Gerbang AND
| A | B | Y |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
Jenis IC Gerbang AND:
- IC 7408
- IC 74LS08
- IC CD4081B
IC 7408 dan 74LS08 menggunakan teknologi TTL, sedangkan CD4081B menggunakan teknologi CMOS. Pemilihan IC harus disesuaikan dengan tegangan catu daya dan karakteristik yang dibutuhkan.
IC 74LS08 memiliki 14 pin dan terdiri dari empat gerbang AND independen. Setiap gerbang memiliki dua input dan satu output. Pin 14 dihubungkan ke VCC (+5 V), sedangkan pin 7 dihubungkan ke GND (0 V).
Pada rangkaian internal, gerbang AND dapat direalisasikan menggunakan dua transistor sebagai sakelar elektronik. Ketika kedua input A dan B bernilai logika 1, kedua transistor aktif sehingga keluaran bernilai 1. Sebaliknya, jika salah satu atau kedua input bernilai 0, keluaran bernilai 0.
Gambar 3.1 Rangkaian dan Simbol Gerbang AND
[Masukkan gambar rangkaian, simbol, dan IC AND]
2. Gerbang OR
Gerbang OR merupakan gerbang logika yang menggunakan operasi penjumlahan Boolean. Output akan bernilai 1 jika terdapat minimal satu input yang bernilai 1. Output hanya bernilai 0 jika seluruh input bernilai 0.
Persamaan Boolean:
Y = A + B
Tabel Kebenaran Gerbang OR
| A | B | Y |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 |
Jenis IC Gerbang OR:
- IC 7432
- IC 74LS32
- IC CD4071B
IC 7432 dan 74LS32 menggunakan teknologi TTL, sedangkan CD4071B menggunakan teknologi CMOS. IC 74LS32 memiliki 14 pin dan terdiri dari empat gerbang OR independen. Setiap gerbang mempunyai dua input dan satu output. Pin 14 dihubungkan ke VCC (+5 V), sedangkan pin 7 dihubungkan ke GND (0 V).
Ketika salah satu atau kedua input bernilai logika 1, output akan bernilai 1. Sebaliknya, ketika kedua input bernilai logika 0, output akan bernilai 0.
Gambar 3.2 Rangkaian dan Simbol Gerbang OR
[Masukkan gambar rangkaian, simbol, dan IC OR]
3. Gerbang NOT
Gerbang NOT merupakan gerbang logika yang berfungsi untuk membalikkan nilai logika input. Jika input bernilai 0, output akan bernilai 1. Sebaliknya, jika input bernilai 1, output akan bernilai 0.
Persamaan Boolean:
Y = A̅
Tabel Kebenaran Gerbang NOT
| A | Y |
|---|---|
| 0 | 1 |
| 1 | 0 |
Jenis IC Gerbang NOT:
- IC 7404
- IC 74LS04
- IC CD4069UB
IC 7404 dan 74LS04 menggunakan teknologi TTL, sedangkan CD4069UB menggunakan teknologi CMOS. IC 74LS04 memiliki 14 pin dan terdiri dari enam gerbang inverter independen. Setiap gerbang mempunyai satu input dan satu output.
Pin 14 dihubungkan ke VCC (+5 V), sedangkan pin 7 dihubungkan ke GND (0 V).
Gambar 3.3 Rangkaian dan Simbol Gerbang NOT
[Masukkan gambar rangkaian, simbol, dan IC NOT]
4. Gerbang NOR
Gerbang NOR merupakan gabungan dari gerbang OR dan NOT. Gerbang ini berfungsi menghasilkan output yang merupakan kebalikan dari hasil operasi OR. Output akan bernilai 1 hanya ketika seluruh input bernilai 0.
Persamaan Boolean:
Y = (A + B)̅
Tabel Kebenaran Gerbang NOR
| A | B | Y |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 |
Jenis IC Gerbang NOR:
- IC 7402
- IC 74LS02
- IC CD4001BE
IC 7402 dan 74LS02 menggunakan teknologi TTL, sedangkan CD4001BE menggunakan teknologi CMOS. IC 74LS02 memiliki empat gerbang NOR independen dengan masing-masing dua input dan satu output.
Pin 14 dihubungkan ke VCC (+5 V), sedangkan pin 7 dihubungkan ke GND (0 V). Ketika kedua input A dan B bernilai logika 0, output akan bernilai 1. Namun, apabila salah satu atau kedua input bernilai logika 1, output akan bernilai 0.
Gambar 3.4 Rangkaian dan Simbol Gerbang NOR
[Masukkan gambar rangkaian, simbol, dan IC NOR]
5. Gerbang NAND
Gerbang NAND merupakan gabungan dari gerbang AND dan NOT. Gerbang ini berfungsi menghasilkan output yang merupakan kebalikan dari hasil operasi AND. Output akan bernilai 0 hanya ketika seluruh input bernilai 1.
Persamaan Boolean:
Y = (A · B)̅
Tabel Kebenaran Gerbang NAND
| A | B | Y |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
Jenis IC Gerbang NAND:
- IC 7400
- IC 74LS00
- IC CD4011BE
IC 7400 dan 74LS00 menggunakan teknologi TTL, sedangkan CD4011BE menggunakan teknologi CMOS. IC 74LS00 memiliki empat gerbang NAND independen dengan masing-masing dua input dan satu output.
Pin 14 dihubungkan ke VCC (+5 V), sedangkan pin 7 dihubungkan ke GND (0 V). Ketika kedua input A dan B bernilai logika 1, output akan bernilai 0. Sebaliknya, apabila salah satu atau kedua input bernilai logika 0, output akan bernilai 1.
Gambar 3.5 Rangkaian dan Simbol Gerbang NAND
[Masukkan gambar rangkaian, simbol, dan IC NAND]
6. Gerbang Exclusive OR (XOR)
Gerbang XOR (Exclusive OR) merupakan gerbang logika yang menghasilkan output bernilai 1 apabila kedua input memiliki nilai logika yang berbeda. Sebaliknya, output bernilai 0 apabila kedua input memiliki nilai yang sama.
Persamaan Boolean:
Y = A̅B + AB̅
Tabel Kebenaran Gerbang XOR
| A | B | Y |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
Jenis IC Gerbang XOR:
- IC 7486
- IC 74LS86
- IC CD4030BE
IC 7486 dan 74LS86 menggunakan teknologi TTL, sedangkan CD4030BE menggunakan teknologi CMOS. IC 74LS86 memiliki empat gerbang XOR independen dengan masing-masing dua input dan satu output.
Rangkaian internal gerbang XOR dapat dibentuk menggunakan empat gerbang NAND. Input A dan B diolah oleh gerbang NAND pertama untuk menghasilkan sinyal C. Selanjutnya, sinyal C dikombinasikan dengan masing-masing input A dan B melalui gerbang NAND kedua dan ketiga, sehingga menghasilkan sinyal D dan E. Kedua sinyal tersebut kemudian diproses oleh gerbang NAND keempat untuk menghasilkan output akhir Q.
Gambar 3.6 Rangkaian dan Simbol Gerbang XOR
[Masukkan gambar rangkaian, simbol, dan IC XOR]
7. Gerbang Exclusive NOR (XNOR)
Gerbang XNOR (Exclusive NOR) merupakan kebalikan dari gerbang XOR. Gerbang ini menghasilkan output bernilai 1 apabila kedua input memiliki nilai logika yang sama. Sebaliknya, output bernilai 0 apabila kedua input memiliki nilai yang berbeda.
Persamaan Boolean:
Y = AB + A̅B̅
Tabel Kebenaran Gerbang XNOR
| A | B | Y |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
Jenis IC Gerbang XNOR:
- IC 74LS266
- IC CD4077BE
IC 74LS266 menggunakan teknologi TTL, sedangkan CD4077BE menggunakan teknologi CMOS. IC CD4077BE memiliki empat gerbang XNOR independen dengan masing-masing dua input dan satu output.
Pin 14 dihubungkan ke VCC, sedangkan pin 7 dihubungkan ke VSS (GND). Rangkaian XNOR dapat dibentuk menggunakan empat gerbang NAND. Output bernilai logika 1 apabila kedua input memiliki nilai yang sama dan bernilai 0 apabila kedua input berbeda.
Gambar 3.7 Rangkaian dan Simbol Gerbang XNOR
[Masukkan gambar rangkaian, simbol, dan IC XNOR]
C. Encoder dan Decoder
Encoder dan decoder merupakan dua komponen penting dalam elektronika digital yang banyak digunakan dalam sistem komunikasi, pengolahan data, dan kontrol digital. Keduanya berperan dalam mengubah informasi dari satu bentuk ke bentuk lainnya sehingga memungkinkan perangkat digital berkomunikasi secara efisien.
1. Encoder
Encoder adalah perangkat atau rangkaian elektronik digital yang berfungsi mengubah suatu bentuk data atau sinyal menjadi kode biner. Dengan kata lain, encoder menerjemahkan input menjadi data digital yang lebih mudah diproses oleh sistem elektronik atau komputer.
Gambar 3.8 Rangkaian Encoder dan IC Encoder 4 to 2
[Masukkan gambar rangkaian Encoder dan IC]
Tabel Kebenaran Encoder 4 to 2
[Masukkan tabel kebenaran sesuai rangkaian atau IC yang digunakan]
2. Decoder
Decoder (dekoder) adalah perangkat atau rangkaian logika digital yang berfungsi mengubah kode biner menjadi sinyal keluaran yang sesuai. Decoder menerjemahkan kode masukan menjadi keluaran tertentu sesuai dengan kombinasi input yang diberikan.
Gambar 3.9 Rangkaian Decoder dan IC Decoder 2 to 4
[Masukkan gambar rangkaian Decoder dan IC]
Tabel Kebenaran Decoder 2 to 4
[Masukkan tabel kebenaran sesuai rangkaian atau IC yang digunakan]
D. Multiplexer dan Demultiplexer
Multiplexer (MUX) dan Demultiplexer (DEMUX) adalah rangkaian digital penting dalam sistem komunikasi yang memiliki fungsi berlawanan. Multiplexer menggabungkan beberapa sinyal masukan menjadi satu keluaran, sedangkan Demultiplexer menerima satu sinyal masukan dan menyalurkannya ke salah satu dari banyak jalur keluaran.
1. Multiplexer (MUX)
Multiplexer adalah perangkat pemilih beberapa jalur data ke dalam satu jalur data untuk dikirim ke titik lain. Komponen ini tersusun atas gerbang logika berkecepatan tinggi yang terdiri dari jalur input, terminal pengendali, dan jalur output.
Pada Multiplexer 4 to 1, terdapat empat jalur input, dua jalur seleksi, dan satu jalur output. Kombinasi sinyal seleksi menentukan input mana yang akan diteruskan menuju output.
IC CD4052 memiliki 16 pin dan terdiri dari dua rangkaian multiplexer 4-channel. IC ini memiliki empat jalur input pada masing-masing bagian, dua jalur seleksi (A dan B), serta dua output. Kombinasi jalur seleksi menentukan salah satu dari empat input yang akan diteruskan menuju output masing-masing bagian.
Gambar 3.10 Rangkaian Multiplexer dan IC Multiplexer
[Masukkan gambar rangkaian Multiplexer 4 to 1 dan IC]
Tabel Kebenaran Multiplexer 4 to 1
| S1 | S0 | Output |
|---|---|---|
| 0 | 0 | I0 |
| 0 | 1 | I1 |
| 1 | 0 | I2 |
| 1 | 1 | I3 |
2. Demultiplexer (DEMUX)
Demultiplexer (DEMUX) merupakan kebalikan dari Multiplexer. Rangkaian ini berfungsi mengarahkan satu input ke salah satu dari beberapa output berdasarkan sinyal seleksi. DEMUX sering disebut sebagai data distributor.
Pada Demultiplexer 1 to 4, terdapat satu jalur input, dua jalur seleksi, dan empat jalur output. Kombinasi sinyal seleksi menentukan jalur output yang menerima sinyal input.
IC 74HC154 memiliki 24 pin dan berfungsi sebagai decoder atau demultiplexer 4-to-16. IC ini memiliki empat input seleksi, dua input enable, dan 16 output. Kombinasi empat input seleksi menentukan salah satu output yang akan aktif. Output IC 74HC154 menggunakan logika aktif rendah, sehingga output terpilih akan bernilai 0, sedangkan output lainnya bernilai 1 ketika IC diaktifkan.
Gambar 3.11 Rangkaian Demultiplexer dan IC Demultiplexer
[Masukkan gambar rangkaian Demultiplexer 1 to 4 dan IC]
Tabel Kebenaran Demultiplexer 1 to 4
| S1 | S0 | Y0 | Y1 | Y2 | Y3 |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | D | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | D | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | D | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | D |
Catatan: Tabel menunjukkan DEMUX dengan keluaran aktif tinggi.
4.1 Percobaan 1: Gerbang Logika Dasar
A. Gerbang Logika
Pada percobaan ini dilakukan perangkaian dan pengujian beberapa gerbang logika dasar untuk mengetahui hubungan antara nilai input dan output. Gerbang yang diuji meliputi AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, dan XNOR.
Rangkaian Percobaan:
[Masukkan gambar rangkaian percobaan gerbang logika]
Hasil Percobaan:
[Masukkan tabel hasil pengujian gerbang logika]
B. Aljabar Boolean
Pada percobaan ini dilakukan pengujian rangkaian logika berdasarkan persamaan Aljabar Boolean. Hasil keluaran rangkaian dibandingkan dengan hasil perhitungan berdasarkan persamaan Boolean.
Rangkaian Percobaan:
[Masukkan gambar rangkaian Aljabar Boolean]
Hasil Percobaan:
[Masukkan tabel hasil pengujian Aljabar Boolean]
4.2 Percobaan 2: Encoder dan Decoder
A. Encoder
Pada percobaan Encoder dilakukan pengujian rangkaian yang berfungsi mengubah input menjadi kode biner. Pengujian dilakukan dengan memberikan kombinasi input dan mengamati keluaran yang dihasilkan.
Rangkaian Percobaan:
[Masukkan gambar rangkaian Encoder]
Hasil Percobaan:
[Masukkan tabel hasil pengujian Encoder]
B. Decoder
Pada percobaan Decoder dilakukan pengujian rangkaian yang berfungsi mengubah kode biner menjadi keluaran tertentu. Pengujian dilakukan dengan memberikan kombinasi input biner dan mengamati output yang aktif.
Rangkaian Percobaan:
[Masukkan gambar rangkaian Decoder]
Hasil Percobaan:
[Masukkan tabel hasil pengujian Decoder]
4.3 Percobaan 3: Multiplexer dan Demultiplexer
A. Multiplexer
Pada percobaan Multiplexer dilakukan pengujian pemilihan salah satu jalur input untuk diteruskan menuju satu jalur output. Pengujian dilakukan dengan mengubah kombinasi sinyal seleksi dan mengamati perubahan output.
Rangkaian Percobaan:
[Masukkan gambar rangkaian Multiplexer]
Hasil Percobaan:
[Masukkan tabel hasil pengujian Multiplexer]
B. Demultiplexer
Pada percobaan Demultiplexer dilakukan pengujian penyaluran satu sinyal input menuju salah satu jalur output berdasarkan kombinasi sinyal seleksi.
Rangkaian Percobaan:
[Masukkan gambar rangkaian Demultiplexer]
Hasil Percobaan:
[Masukkan tabel hasil pengujian Demultiplexer]
Komentar
Posting Komentar