1. Tujuan[Daftar]
- Mengetahui dan memahami mengenai gerbang logika Tristate Logic Gates
- Membuktikan tabel kebenaran Tristate Logic Gates dengan menggunakan Proteus
- Dapat mengaplikasikan atau membuat rangkaian Tristate Logic Gates dengan menggunakan Proteus
2. Alat dan Bahan[Daftar]
2.1 Alat[Daftar]
- Power Supply DC
Power
Supply atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Catu Daya adalah
suatu alat yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik
atau elektronika lainnya.
- Voltmeter DC
Difungsikan guna mengukur besarnya tegangan listrik yang terdapat dalam suatu rangkaian listrik. Dimana, untuk penyusunannya dilakukan secara paralel sesuai pada lokasi komponen yang sedang diukur.
2.2 Bahan[Daftar]
- Resistor
Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika. Pada rangkaian ini resistor juga berfungsi untuk mencari frekuensi pada IC.
Pin Out:
Spesifikasi:
- Transistor NPN
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal.
Konfigurasi Pin out:
- LED
LED ialah suatu komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor dan dapat memancarkan cahaya apabila arus listrik melewatinya. LED (Ligth-Emitting Diode) memiliki fungsi utama dalam dunia elektronika sebagai indikator atau sinyal indikator/lampu indikator. Contohnya dapat kita jumpai pada rangkaian-rangkaian elektronika led digunakan sebagai indikator ON/OFF.
- 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.
Datasheet Battery:
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
Datasheet IC 7400(NAND):
- Inverter
- Relay
1. Tegangan pemicu (tegangan kumparan) 5V
2. Arus pemicu 70mA
3. Maksimum beban AC 10A @250/125V
4. Maksimum beban DC 10A @30/28V
5. Switching maksimum 300 operasi/menit
Konfigurasi pin:
Fitur:
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).
- Ground
- Motor
Ground berarti sebuah titik referensi umum atau tegangan
potensial sama dengan “tegangan nol”. Ground bersifat relatif, karena dapat
memilih titik dimana saja dalam sirkuit untuk dijadikan ground untuk
mereferensi semua tegangan dalam rangkaian.
Ground juga berfungsi untuk menetralisir cacat (noise) yang disebabkan baik
oleh daya yang kurang baik, ataupun kualitas komponen yang tidak standar.
Sistem gronding pada peralatan kelistrikan dan
elektronika adalah memberikan perlindungan pada seluruh sistem.
Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Alat yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut generator atau dinamo.
Tegangan Terukur 5V DC
Spesifikasi item:
o Tanpa kecepatan beban 12000 ± 15% rpm
o Tidak ada arus beban =280mA
o Tegangan operasi 1.5-9V DC
o Mulai Torsi =250g.cm (menurut blade yang dikembangkan sendiri)
o mulai saat ini =5A
o Resistansi Isolasi di atas 10O antara casing dan terminal DV 100V
o Arah Rotasi CW: Terminal [+] terhubung ke catu daya positif, terminal [-] terhubung ke nagative
o daya, searah jarum jam dianggap oleh arah poros keluaran
o celah poros 0,05-0,35mm
Grafik Motor DC:
- Lampu LED
Lampu adalah sumber cahaya buatan yang dihasilkan melalui penyaluran arus listrik melalui filamen yang kemudian memanas dan menghasilkan cahaya.
Datasheet:
- Switch 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.
3. Dasar Teori[Daftar]
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
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 resistansi resistor dengan gelang warna :
1. Masukan angka langsung dari kode warna gelang pertama.
2. Masukan angka langsung dari kode warna gelang kedua.
3. Masukan angka langsung dari kode warna gelang ketiga.
4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka
tersebut dengan 10 (10^n), ini merupakan nilai toleransi dari resistor.
Berikut contoh cara menghitungnya :
Transistor NPN
Transistor merupakan salah satu Komponen Elektronika Aktif yang paling sering digunakan dalam rangkaian Elektronika, baik rangkaian Elektronika yang paling sederhana maupun rangkaian Elektronika yang rumit dan kompleks. Transistor pada umumnya terbuat dari bahan semikonduktor seperti Germanium, Silikon, dan Gallium Arsenide. Secara umum, Transistor dapat dibagi menjadi 2 kelompok Jenis yaitu Transistor Bipolar (BJT) dan Field Effect Transistor (FET).
Gerbang OR, AND dan NOT adalah tiga gerbang logika dasar karena keduanya dapat digunakan untuk membangun rangkaian logika untuk ekspresi Boolean yang diberikan. Gerbang NOR dan NAND memiliki properti yang masing-masing dapat digunakan untuk mengimplementasikan perangkat keras rangkaian logika yang sesuai dengan ekspresi Boolean yang diberikan. Artinya, dimungkinkan untuk menggunakan hanya gerbang NAND atau hanya gerbang NOR untuk mengimplementasikan ekspresi Boolean apa pun.
Gerbang NAND atau disebut juga "NAND GATE" adalah jenis gerbang logika kombinasi yang memiliki dua input (Masukan) dan satu output (keluaran). Pada dasarnya gerbang NAND merupakan pengembangan atau kombinasi dari gerbang AND dan gerbang NOT "NAND = NOT AND". Untuk lebih jelasnya perhatikan simbol dan gerbang kebenaran gerbang NAND berikut.
Pada gerbang logika NAND, simbol yang menandakan operasi gerbang logika NAND adalah tanda bar (-) diatas variabel, perhatikan gambar diatas.
Perhatikan tabel kebenaran gerbang NAND. Cara cepat untuk mengingat tabelnya adalah dengan mengingat pernyataan berikut. "Gerbang NAND akan menghasilkan output logika 0 bila semua inputnya memiliki logika 1" sedangkan " Gerbang NAND akan menghasilkan keluaran logika 1 bila salah satu input atau semua input memiliki logika 0".
Secara singkat, cukup mengingat gerbang logika AND, karena output dari gerbang logika NAND merupakan kebalikan dari output gerbang AND.
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:
Berdasarkan gambar diatas ekspresi Boolean untuk gerbang NAND 4 input yaitu :
Q = A.B.C.D
Gerbang logika tristate memiliki tiga kemungkinan status keluaran, yaitu status logika '1', status logika '0' dan keadaan impedansi tinggi. Status impedansi tinggi dikontrol oleh input ENABLE eksternal. Itu Input ENABLE memutuskan apakah gerbang aktif atau dalam keadaan impedansi tinggi. Saat aktif, itu bisa menjadi '0' atau '1' tergantung pada kondisi masukan. Salah satu keuntungan utama dari gerbang ini adalah mereka input dan output dapat dihubungkan secara paralel ke jalur bus umum. Gambar 4.27 (a) menunjukkan sirkuit simbol gerbang NAND tristate dengan input HIGH ENABLE aktif, bersama dengan tabel kebenarannya. Yang satu ditunjukkan pada Gambar 4.27 (b) memiliki input LOW ENABLE aktif. Ketika perangkat tristate disejajarkan, hanya satu di antaranya diaktifkan pada satu waktu. Gambar 4.28 menunjukkan kesejajaran inverter tristate yang memiliki TINGGI aktif AKTIFKAN masukan.
Gerbang NOT merupakan gerbang di mana keluarannya akan selalu berlawanan dengan masukannya. Bila pada masukan diberikan tegangan ,maka transistor akan jenuh dan keluaran akan bertegangan nol. Sedangkan bila pada masukannya diberi tegangan tertentu, maka transistor akan cut off, sehingga keluaran akan bertegangan tidak nol.
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.
LED atau singkatan dari Light Emitting Diode adalah salah satu komponen elektronika yang terbuat dari bahan semi konduktor jenis dioda yang mempu mengeluarkan cahaya. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi pada LED elektron menerjang sambungan P-N (Positif-Negatif). Untuk mendapatkan emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula.
Karakteristik
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.
Cara kerja Relay:
Setelah mengetahui pengertian serta fungsi dari relay, anda juga harus mengetahui cara kerja atau prinsip kerja dari relay. Namun sebelumnya anda perlu mengetahui bahwa pada sebuah relay terdapat 4 bagian penting yaitu electromagnet (coil), Armature, Switch Contact Point (saklar) dan spring. Untuk lebih jelasnya silahkan lihat gambar di bawah ini.
- Normally Close (NC) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada pada posisi close (tertutup).
- Normally Open (NO) yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berapa pada posisi open (terbuka)
Berdasarkan gambar diatas, iron core(besi) yang dililitkan oleh kumparan coil berfungsi untuk mengendalikan iron core tersebut. Ketika kumparan coil di berikan arus listrik, maka akan timbul gaya elektromagnet sehingga akan menarik Armature berpindah posisi yang awalnya NC(tertutup) ke posisi NO(terbuka) sehingga menjadi saklar yang dapat menghantarkan arus listrik di posisi NO. Posisi Armature yang tadinya dalam kondisi CLOSE akan menjadi OPEN atau terhubung. Armature akan kembali keposisi CLOSE saat tidak dialiri listrik. Coil yang digunakan untuk menarik Contact Point ke posisi CLOSE umunnya hanyak membutuhkan arus llistrik yang relatif kecil.
Motor DC
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.
Lampu
Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor.
4.2. Gambar Rangkaian[Daftar]
 |
| Rangkaian 1-Fig 4.27(a) |
 |
| Rangkaian 2-Fig 4.27(b) |
 |
| Rangkaian 3-Fig 4.28 |
- Rangkaian 1:
Sedangkan selain kondisi diatas, output pada gerbang logika NAND akan berlogika 1 (HIGH) sehingga tegangan keluarannya sebesar 4.96V dan tegangan VBE transistor sebesar 0.71V yang mana tegangan ini mencukupi untuk transistor on (forward bias). Arus mengalir dari power supply ke relay yang mana tegangan pada relay mencukupi untuk mengaktifkan relay sehingga relay bergeser kekiri dan menyebabkan output rangkaian berupa motor dc dan led- red menyala. Hal ini sesuai dengan tabel kebenaran.
Perlakuan yang sama jika dilakukan pada button D dan F seperti button B diatas, dan dengan kondisi yang sama yaitu dengan mengatur logika pada button A C E berlogika 0 (LOW), maka akan menghasilkan keluaran yang sama dengan yang terjadi pada button B yang mana akan menghidupkan lampu.
Apabila salah satu atau semua button A C E berlogika 1 (HIGH) dan jika button B D F berlogika 0(LOW), maka output pada gerbang NOT (inverter) ialah logika 0 (LOW) yang mana tidak adanya tegangan untuk transistor menjadi on dan mengakibatkan output rangkaian yang berupa lampu tidak menyala.
4.4. Video[Daftar]
- Video Rangkaian 2:
- Video Rangkaian 3
4.5. Download File[Daftar]
Video Rangkaian 1: disini
Video Rangkaian 2: disini