Dunia Elektro: Gerbang Logika ( logic gate ) serta contoh penerapannya

GERBANG LOGIKA ( LOGIC GATE )

DAN PENERAPANNYA

PENGERTIAN GERBANG LOGIKA

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.

Pada gerbang logika memiliki input / output 2 jenis yang dapat diasumsikan sebagai :

1. 1 dan 0

2. LOW ( rendah ) dan HIGH ( tinggi )

3. FALSE ( salah ) dan TRUE ( benar )

     4. OFF ( mati ) dan ON ( hidup )

JENIS-JENIS GERBANG LOGIKA DAN SIMBOLNYA

               Terdapat 7 jenis Gerbang Logika Dasar yang membentuk sebuah Sistem Elektronika Digital, akan tetapi pada kesempatan kali ini kita hanya membahas 5 jenis gerbang dasar, yaitu :

1. AND Gate ( Gerbang AND )
   Gerbang AND (AND GATE) ini memiliki simbol " . " , yang biasa disebut "DOT" atau "TITIK". Pada gerbang AND Outputnya mengikuti persamaan :

OUTPUT = X.Y atau XY

Simbol dan Tabel AND GATE

Jadi, pada AND GATE output akan bernilai 1 jika kedua input bernilai 1 pula. Dan output akan bernilai 0 jika pada input terdapat nilai 0.

2. OR Gate ( Gerbang OR )
Gerbang OR ( OR GATE ) ini memiliki simbol " + " (plus), yang dibaca "atau". Pada gerbang OR outputnya mengikuti persamaan :

OUTPUT = Z + Y

Simbol dan Tabel OR GATE

Jadi, pada OR GATE output akan bernilai 1 jika salah satu atau kedua input bernilai 1. Dan output akan bernilai 0 apabila kedua input bernilai 0.

3. NOT Gate ( Gerbang NOT )

Gerbang NOT ini memiliki simbol "ׄー" atau " ' " (invers). Pada gerbang NOT hanya memerlukan 1 input. Pada gerbang NOT outputnya mengikuti persamaan :

OUTPUT = X'

Simbol dan Tabel NOT GATE

Jadi, pada NOT GATE output akan bernilai 1 jika inputnya bernilai 0, dan sebaliknya output bernilai 0 jika inputnya bernilai 1.

4. NAND Gate ( Gerbang NAND )

Gerbang NAND adalah gabungan atau kombinasi dari 2 gerbang, yaitu gerbang AND dan gerbang NOT. Jadi hasil output dari gerbang NAND akan dibalik dengan gerbang NOT. Jika hasil output seharusnya 1 dengan gerbang NAND, outputnya menjadi 0, dan sebaliknya. Pada gerbang NAND outputnya mengikuti persamaan :

OUTPUT = (XY)'

Simbol dan Tabel NAND GATE

Jadi, pada gerbang NAND output akan bernilai 1 apabila salah satu atau kedua input bernilai 0. Dan output akan bernilai 0 apabila tidak ada 0 dikedua input atau keduanya bernilai .

5. NOR Gate ( Gerbang NOR )

Gerbang NOR adalah gabungan atau kombinasi dari 2 gerbang, yaitu gerbang OR dan gerbang NOT. Jadi hasil output dari gerbang NOT akan dibalik dengan gerbang NOT. Jika hasil output seharusnya 1 dengan gerbang NOT, outputnya menjadi 0, dan sebaliknya. Pada gerbang NOT outputnya mengikuti persamaan :

OUTPUT = ( X + Y )'

Simbol dan Tabel NOR GATE

Jadi, pada gerbang NOR output akan bernilai 0 apabila salah satu atau kedua input bernilai 1. Dan output akan bernilai 1 apabila dikedua input bernilai 0.

PENERAPAN GERBANG LOGIKA

1. Pada sebuah mobil terdapat sebuah sensor peringatan yang berfungsi apabila passenger (penumpang depan) atau Driver tidak mengenakan sabuk pengaman saat berkendara.

a. Gambarlah rangkaian gerbang logika

b. dan dalam keadaan seperti apakah sensor tidak menyala, dan keadaan seperti apa yang membuat sesnsor menyala.

2. Pada sebuah pesawat jet terdapat 3 sensor yang memonotori RPM, Pressure (tekanan), dan temperature (suhu). Sensor tersebut mengikuti aturan sebagai berikut :

Sensor RPM = 0 , apabila kecepatan < 4800 rpm

sensor Pressure = 0 , apabila tekanan < 220 psi

sensor Temperature = 0 , apabila suhu < 200०F

dengan menggunakan rangkaian diatas :

a. Keadaan seperti apakah yang membuat Alarm peringatan menyala.

b. Rubahlah rangkaian yang sudah digambar menjadi satu dengan menggunakan gerbang NAND saja.

JAWAB :

1. Pertama hitung terlebih dahulu berapa jumlah input yang ada, dan masukkan pada rumus 2^n untuk mengetahui kemungkinannya. dan tentukanlah output

jumlah input =

jumlah kemungkinan = 2^5 = 32 kemungkinan

N0.	Driver	Sabuk driver	Penumpang	Sabuk penumpang	Percepatan (RPM)	Output
1	0	0	0	0	0	0
2	0	0	0	0	1	0
3	0	0	0	1	0	0
4	0	0	0	1	1	0
5	0	0	1	0	0	0
6	0	0	1	0	1	0
7	0	0	1	1	0	0
8	0	0	1	1	1	0
9	0	1	0	0	0	0
10	0	1	0	0	1	0
11	0	1	0	1	0	0
12	0	1	0	1	1	0
13	0	1	1	0	0	0
14	0	1	1	0	1	0
15	0	1	1	1	0	0
16	0	1	1	1	1	0
17	1	0	0	0	0	0
18	1	0	0	0	1	1
19	1	0	0	1	0	0
20	1	0	0	1	1	1
21	1	0	1	0	0	0
22	1	0	1	0	1	1
23	1	0	1	1	0	0
24	1	0	1	1	1	1
25	1	1	0	0	0	0
26	1	1	0	0	1	0
27	1	1	0	1	0	0
28	1	1	0	1	1	0
29	1	1	1	0	0	0
30	1	1	1	0	1	1
31	1	1	1	1	0	0
32	1	1	1	1	1	0

Setelah itu carilah rumus rangkaian yang memenuhi tabel tersebut

Output = AB'E + ACD'E , sederhanakan rumus terebut menjadi

Output = AE ( B' + CD')

Gambar rangkaian :

~ Pada gambar disamping terlihat bahwa jika tidak ada penumpang maupun driver dan mobil diam lampu tidak menyala~

b. Keadaan yang membuat lampu peringatan menyala adalah jika output pada tabel diatas = 1, yaitu :
1. NO. 18 = Mobil berjalan, driver tidak memakai sabuk pengaman

2. NO. 20 = Mobil berjalan, driver tidak memakai sabuk pengaman meskipun sabuk penumpaang terpakai

3. NO. 22 = Mobil berjalan, terdapat driver dan penumpang tidak memakai sabuk

4. NO. 24 = Mobil berjalan, driver tidak menggunakan sabuk meskipun penumpang sudah menggunakan sabuk

5. NO. 30 = Mobil berjalan, driver menggunakan sabuk tapi penumpang tidak menggunakan sabuk

Contoh keadaan dimana alarm tidak berbunyi
1. Mobil berjalan, driver dan penumpang menggunakan sabuk pengaman

2. Mobil berjalan, driver menggunakan sabuk, tidak ada penumpang

3. Mobil berhenti, driver dan penumpang menggunakan sabuk pengaman

2. a. Keadaan seperti apakah yang membuat Alarm peringatan menyala.
Dengan menggunakan rangkaian diatas, simulasikan semua kemungkinan yang ada didalam tabel dibawah ini.