digital logic trainer.docx

LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA FISIS DASAR II

“”

Disusun oleh :

NAMA : MUH. KHAIDIR ALIM DAR

NIM : H21111289

KELOMPOK : XIII (TIGA BELAS)

ASISTEN :

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASIJURUSAN FISIKA PROGRAM STUDI FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2015

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Pertengahan dizaman 1990, industri elektronika sangat mengalami

perkembangan dalam personal computer, telepon seluler dan peralatan komunikasi

data dengan kecepatan tinggi. Untuk persaingan pasar, produsen membuat produk

dengan meningkatkan fungsi, penampilan, biaya rendah, konsumsi daya yang rendah

dan ukuran yang kecil. Untuk memenuhi kebutuhan ini, produsen menciptakan sistem

yang komplek dengan pemakain IC yang lebih sedikit dan ukuran PCB yang lebih

kecil. Berbagai teknologi terpadu digunakan seperti proses submicron semikonduktor,

teknologi PCB, dan pemaksimalan penggunaan permukaan PCB.

Penunjang design digunakan oleh para designer berupa Electronic Design

Automation (EDA) tools. Kondisi pasar ini membuat metodologi modern dalam

design dan tes digunakan, antara lain Programmable Logic Device (PLD). Untuk

mengikuti perkembangan ini, perusahaan elektronika telah mendesain dan membuat

produk baru. Untuk memenuhi tuntutan ini, engineers dan teknisi berusaha untuk

membuat penemuan yang membantu mereka membuat prototype rangkaian digital

dan mengevaluasi kemajuannya dalam waktu yang lama. Salah satunya adalah

teknologi

Programmable Logic Devices (PLD) yang merupakan IC digital logic yang

bisa dirubah fungsinya melalui pemrograman dan seperti diindustri, akan dapat dilihat

bagaimana mudahnya membuat rangkaian digital menggunakan PLD. Berbagai

Programmable Logic Device (PLD) dapat digunakan untuk logika pemrograman

yang banyak dengan hanya menggunakan satu IC.

Keuntungannya adalah kefleksibelannya dalam penggunaan dengan skedul

yang lebih ketat, untuk penggunaan pada produk dengan volume yang kecil dan untuk

pengaktifan awal sebuah produk digunakan pada high volume.

I.2 Ruang Lingkup

Dari percobaan yang dilakukan dimana bahan utamanya yaitu IC ,dimana IC

tersebut terdiri dari berbagai macam tergantung pada jenis gerbangnya sendiri.Dan

menggunakan komponen lain yaitu kabel penghubung, kabel buaya, papan rangkaian,

lampu LED, dan catu daya. Dan menganalisis gerbang logika, menggunakan berbagai

gerbang logika dasar (NOT , AND, OR, NOR, NAND), membuktikan tabel

kebenaran dari setiap gerbang logika dan memahami prinsip kerja gerbang NAND

untuk membentuk gerbang NOT,OR, AND dan NOR.

I.3 Tujuan Percobaan

Adapun tujuan dari praktikum ini adalah :

1. Menganalisis gerbang logika .

2. Menggunakan berbagai gerbang logika dasar NOT, AND, OR, NOR, dan

NAND.

3. Membuktikan table kebenaran dari setiap gerbang logika.

4. Memahami prinsip kerja gerbang NAND untuk membentuk gerbang NOT,

OR, AND, dan NOR.

I.4 Waktu dan Tempat

Pada percobaan “DIGITAL LOGIC TRAINER” ini dilaksanakan pada hari

Senin tanggal 06 Maret 2015, tepatnya pada pukul 13.00 s/d 15.00 WITA. Percobaan

ini berlangsung di laboratorium Elektronika dan Instrumentasi, Fakultas Matematika

Dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Gerbang logika adalah rangkaian dasar yang mebentuk computer. Jutaan

transistor di dalam mikroprosesor membentuk ribuan gerbang logika. Sebuah gerbang

logika sederhana mempunyai satu terminal input. Keluarannya dapat tinggi/high (1)

atau rendah/low (0), tergantung level digital yang diberikan pada terminal input. Di

sini kita akan membahas 5 gerbang logika dasar saja, diantaranya: AND, OR, NAND,

NOR, Inverter (NOT).

Gerbang logika merupakan abstraksi komponen rangkaian elektronik yangb

beroperasi pada satu atau lebih sinyal masukan untuk menghasilkan sinyal keluaran.

Logika gerbang merupakan logika yang mendasari rangkaian digital untuk

membentuk suatu sistem digital. Ada tiga operasi logika dasar yaitu AND, OR dan

NOT. Variabel logika/biner direpresentasikan oleh A, B, C, ...,X, Y, Z. Fungsi logika

biner dituliskan sebagai,

F(var) = ekspresi

1. Var merupakan himpunan variabel biner

2. Ekspresi terdiri dari operator (+, -, *), variabel, konstanta (0,1)

Misal : F(a,b) = a’+ b * b …………………………….(1)

G(x,y,z) = x * (y+z’) ……………………… (2)

Gerbang logika yang kini sering dipakai berasal dari IC logika seperti 74xx

atau 40xx. Satu IC yang berisi 4-8 gerbang loika kini hanya berharga beberapa ribu

rupiah, namun IC yang dibuat dengan teknologi tinggi seperti prosesor Intel Pentium,

memiliki berjuta-juta gegrbang logika, yang harga tiap gerbang logika menjadi hanya

beberapa rupiah.

Semua chip kompleks yang melakukan pemrosessan sinyal secara digital

dapat dipastikan menggunakan gerbang-gerbang logika pada detail desain

rangkaiannya. Gerbang logika atau gerbang logik adalah suatu entitas dalam

elektronika dan matematika boolean yang mengubah satuatau beberapa masukan

logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik.

Gerbang logika terutama diimplementasikan secara elektronis menggunakan

dioda atau transistor, akan tetapi dapat pula dibangun menggunakan susunan

komponen-komponen yang memanfaatkan sifat-sifatelektromagnetik (relay), cairan,

optik dan bahkan mekanik.

Operator logika dasar

1. Logika AND 1 bit mirip perkalian biner

0 . 0 = 0 0 . 1 = 0 1 . 0 = 0 1 . 1 = 1

2. Logika OR 1 bit mirip penjumlahan biner

0 + 0 = 0 0 + 1 = 1 1 + 0 = 1 1 + 1 = 1 (carry 1 (MSB), seharusnya 102)

1. Gerbang AND

Gerbang AND memiliki dua masukan input yaitu input A dan input B.

Operasi dari gerbang ini sederhana, yaitu output Y atau keluaran Y akan mejadi 1 jika

kedua syarat inputnya dalam keadaan 1. Jika salah satu dari isyarat masukannya 1,

maka sinyal keluarannya tetap 0. Dan bila kedua inputnya 0 maka outputnya akan 0.

A Y

B

Masukan AND :

Input A Input B Output

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

2. Gerbang OR

Gerbang OR memiliki dua masukan input dan satu isyarat keluaran output.

Jika salah satu atau kedua isyarat masukannya 1, maka sinyal keluarannya adalah 1.

Jika kedua masukannya yaitu masukan A dan masukan B adalah 0 maka keluarannya

0.

A Y

B

Masukan OR :


0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

3. Gerbang NAND

Gerbang NAND merupakan gerbang logika kombinasi yang sama operasinya

dengan gerbang dasar AND, tetapi pada bagian keluarannya dibalik dengan gerbang

logika inverter (NOT).

A Y

B

Masukan NAND:


0 0 1

0 1 1

1 0 1

1 1 0

4. Gerbang NOR

Gerbang logika NOR adalah sebuah gerbang logika kombinasional yang sama

operasinya dengan gerbang logika dasar OR, tetapi bagian outputnya dibalik dengan

gerbang inverter (NOT).

A X

B

Masukan NOR:


0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 0

5. Gerbang NOT

Gerbang logika inverter yang sering disebut gerbang logika NOT adalah

sebuah gerbang logika yang memiliki hanya satu input dan hanya satu output,

fungsinya sebagai pembalik. Prinsip kerja dari gerbang logika inverter sangat

sederhana, yaitu apapun keadaan isyarat yang diberikan pada bagian input akan

dibalik oleh gerbang logika ini sehingga pada bagian outputnya akan menjadi

berlawanan, atau keadannya terbalik.

Contohnya, jika pada inputnya keadaanya 1 maka keadaan keluarannya akan

menjadi 0. Demikan juga jika pada bagian inputnya bernilai 0 maka keluarannya akan

bernilai 1. Dengan kata lain, isyarat outputnya adalah komplemen dari isyarat

outputnya.

Masukan NOT :

Input Output

0 1

1 0

ANALISA GERBANG LOGIKA DASAR

Suatu fungsi F = A’ + B.C’ + A’.B’, rangkaian logika kombinasional dapat

dibangun untuk mengimplementasikan F dengan menghubungkan sinyal masukan

dan gerbang logika: sinyal masukan rangkaian dari variabel fungsi (A, B, C), sinyal

keluaran rangkaian merupakan keluaran fungsi (F) dan gerbang logika dari operasi

logika.

Untuk percobaan test fisiknya, dipermudah dengan melihat konfigurasi pin

sebagai berikut. Dari konfigurasi di atas dapat terlihat bahwa untuk masing-masing

gerbang:

Gerbang AND

Switch yang dipakai sebagai input adalah S6(A0) dan S2(B0), dan outputnya

adalah Q1. Berdasarkan teori gerbang AND, pada saat kedua input atau salah satunya

yang diberikan bernilai rendah, maka keluarannya akan bernilai rendah. Dan hanya

akan bernilai tinggi jika kedua inputnya bernilai tinggi. Hal ini telah dibuktikan pada

simulasi dan test fisiknya. Untuk logikanya dapat dilihat pada table kebenaran dan

penjelasan berikut:

Q = A . B (dinotasikan dengan “dan”) …………………….(3)

I(A0) = 0

I(B0) = 0

Maka O(Q1) = 0

I(A0) = 0

I(B0) = 1

Maka O(Q1) = 0

I(A0) = 1

I(B0) = 0

Maka O(Q1) = 0

I(A0) = 1

I(B0) = 1

Maka O(Q1) = 1

Gerbang OR

Untuk gerbang OR, switch yang digunakan sebagai inputannya adalah S7(A1)

dan S3(B1). Sedangkan untuk keluarannya adalah Q2. Terlihat bahwa teori yang

digunakan sangat mendukung percobaan yang dilakukan pada test fisiknya. Bahwa

pada teori untuk gerbang OR dapat dijelaskan, keluarannya akan bernilai 0 (low) jika

kedua input yang diberikan bernilai 0 (low), dan berbeda dengan gerbang AND,

gerbang OR akan bernilai 1 (high) jika salah satu atau kedua inputannya bernilai 1

(high).

Q = A + B (dinotasikan dengan “atau”)………………………….(4)

I(A1) = 0

I(B1) = 0

Maka O(Q2) = 0

I(A1) = 0

I(B1) = 1

Maka O(Q2) = 1

I(A1) = 1

I(B1) = 0

Maka O(Q2) = 1

I(A1) = 1

I(B1) = 1

Maka O(Q2) = 1

Gerbang NOT

Gerbang NOT merupakan negasi atau kebalikan dari inputnya. Jika input yang

diberikan bernilai 1 (high) maka keluarannya akan bernilai 0 (low). Logikanya dapat

dinyatakan sebagai berikut:

I(S) = 0

Maka O(Q) = 1 atau sebaliknya

Gerbang NAND

Gerbang NAND merupakan gerbang AND yang diinverterkan atau kebalikan dari

gerbang AND, maksudnya pada saat kedua input atau salah satunya bernilai 0 (low)

maka keluarannya akan bernilai 1 (high). Artinya keluarannya bernilai 0 (low) jika

kedua inputannya bernilai 1 (high). Terlihat pada konfigurasi, switch yang digunakan

untuk inputannya adalah S8(A2) dan S4(B2), sedangkan untuk keluarannya adalah

Q3.

Q = A . B ………………………….……………(5)

I(A2) = 0

I(B2) = 0

Maka O(Q3) = 1

I(A2) = 0

I(B2) = 1

Maka O(Q3) = 1

I(A2) = 1

I(B2) = 0

Maka O(Q3) = 1

I(A2) = 1

I(B2) = 1

Maka O(Q3) = 0

Gerbang NOR

Gerbang NOR merupakan kebalikan dari gerbang NAND, dimana keluarannya akan

bernilai 0 (low) jika salah satu atau kedua input yang diberikan bernilai 1 (high).

Switch yang digunakan sebagai Input adalah S9(A3) dan S5(B3) dan outputnya

adalah Q4.

Q= A + B ………………………………………..(6)

I(A2) = 0

I(B2) = 0

Maka O(Q3) = 1

I(A2) = 0

I(B2) = 1

Maka O(Q3) = 0

I(A2) = 1

I(B2) = 0

Maka O(Q3) = 0

I(A2) = 1

I(B2) = 1

Maka O(Q3) = 0

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

II1.I Alat dan Bahan

III.1.1 Alat dan fungsinya

Adapun alat yang digunakan pada praktikum ini adalah sebagai berikut :

1. Catu daya

Alat yang berfungsi sebagai power supply.

2. Papan rangkaian

Digunakan untuk meletakkan rangkaian sehingga rangkai dapat terhubung.

3. Kabel jumper

Kabel Jumper Digunakan untuk menghubungkan antara rangkaian dengan

catu daya, signal generator, dan osiloskop. Dan Papan Rangkaian

digunakan sebagai tempat rangkaian.

4. Kabel penghubung

Berfungsi untuk menghubungkan rangkaian dengan catu daya

III.1.2 Bahan dan Fungsinya

Adapun bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah :

1. IC

Berfungsi untuk membentuk berbagai gerbang atau objek pengamatan

2. Lampu LED

Berfungsi sebagai output atau tanda low atau highnya output

III.2 Prosedur kerja

Adapun prosedur percobaan pada praktikum ini adalah

1. Membuktikan semua tabel kebenaran

a. Menyiapkan bahan dan alat yang akan digunakan

b. Membuat rangkaian

Gerbang AND

- Memasang IC 7408 pada papan rangkaian.

- Menentukkan kaki IC yang mana yang menjadi input A, input B dan

outputnya.

- Memasang kabel jumper pada kaki 1 dan kaki 2 sebagai inputnya ,kaki

3 sebagai outputnya.

- Memasang LED pada papan rangkaian sejajar dengan IC.

- Menghubungkan kaki 3 sebagai output ke kaki positif LED dengan

menggunakan kabel jumper dan kaki 7 sebagai ground dihubungkan

pada kaki negative LED.

- Memasang kabel jumper pada kaki 7 sebagai ground dan kaki 14

adalah Vcc.

- Menyalakan catu daya kemudian buktikan dan perhatikan tabel

kebenaran, LED akan memyala jika input A dan input B nilainya

adalah 1.

-

Gerbang OR


- Menentukkan kaki IC yang mana yang menjadi input A, input B dan

outputnya.

- Memasang kabel jumper pada kaki sebagai input 1dan 2 sebagai

intput dan kaki 3 sebagai output.


- Memasang kabel jumper pada kaki 3 kemudian hubungkan dengan

kaki (+) LED dan kaki 7 kemudian hubungkan dengan kaki (-) LED.

- Memasang kabel jumper pada kaki 7 sebagai ground dan kaki 14 untuk

Vcc nya

- Menghubungkan rangkaian ke catu daya dengan cara penjepit buaya

sebagai input 1 yang berwarna merah dan kaki 2 berwarna hitam. Dan

pada kaki 7 dipasang kabel penjepit yang hitam sebagai groundnya dan

yang merah dijepitkan pada Vcc.


kebenaran, LED mati apabila input A dan input B nilainya adalah 0.

Gerbang NOT


- Menentukkan kaki IC yang mana yang menjadi input dan outputnya.

- Memasang kabel jumper pada kaki 1 sebagai input,kaki 2 sebagai

output .


- Memasang kabel jumper pada kaki 2 kemudian hubungkan ke kaki (+)

LED dan kabel jumper pada kaki 7 hubungkan dengan kaki (-) LED.


kebenaran, LED akan menyala apabila inputnya bernilai 1.

Gerbang NAND



- Menentukan kaki IC input A, input B dan outputnya

- Memasang kabel jumper pada kaki 1 dan 2 sebagai inputnya dan 3

sebagai outputnya.


- Memasang kabel jumper pada kaki 3 IC kemudian hubungkan ke kaki

(+) LED,pada kaki 7 sebagai ground di hubungkan ke keki (-) LED.

- Menghubungkan rangkaian dengan catu daya .


kebenaran, LED tidak akan menyala apabila inputnya bernilai 1

semua.

Gerbang NOR



- Memasang kabel jumper pada kaki 8 sebagai input A,kaki 9 sebagai

input B dan kaki 10 sebagai output.



(+) LED,pada kaki 7 IC kemudian hubungkan ke kaki (-) LED.

- Memasang kabel jumper kaki 7 IC sebagai ground dan kaki 14 sebagai

Vcc.

- Menghubungkan rangkaian dengan catu daya dengan cara penjepit

buaya hitam merah pada kaki 8 dan kaki 9 sebagai input ,kabel

penjepit hitam pada kaki 7 sebagai ground dan merah pada kaki 14

sebagai Vcc.


kebenaran, LED akan menyala apabila inputnya bernilai 0 semua.

2. Gerbang NAND sebagai gerbang universal

a. Menyiapkan alat dan bahan yang akan digunakan

b. Membuat rangkaia

Gerbang NAND sebagai NOT



- Memasang kabel jumper pada kaki 9 dan 10 sebagai input yang telah

dihubungkan.


- Memasang kabel jumper pada kaki 8 IC sebagai output kemudian

hubungkan ke kaki (+) LED,pada kaki 7 IC kemudian hubungkan ke

kaki (-) LED.

- Menghubungkan rangkaian dengan catu daya.


kebenaran pada gerbang NOT.

Gerbang NAND sebagai AND.



- Memasang kabel jumper pada kaki 2 dan kaki 3 yang telah

dihubungkan.




- Menghubungkan rangkaian dengan catu daya .


kebenaran pada gerbang AND.

Gerbang NAND sebagai OR



- Memasang kabel jumper pada kaki 1 dan 2 yang telah dihubungkan

sebagai input pertama, dan kaki 4 dan 5 yang telah dihubungkan

sebagai input kedua. Serta kaki 3 dihubungkan ke kaki 9 dan 6

dihubungkan ke kaki 10 dan memasangkan kabel jumper dikaki 8

sebagai sebagai outputnya.




- Menghubungkan rangkaian dengan catu daya.


kebenaran pada gerbang OR.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil

IV.1.1 Hasil Pengamatan

A. Table kebenaran

1. Gerbang ANDInput A Input B Output

0 0 00 1 01 0 01 1 1

2. Gerbang ORInput A Input B Output

0 0 00 1 11 0 11 1 1

3. Gerbang NANDInput A Input B Output

0 0 10 1 11 0 11 1 0

4. Gerbang NORInput A Input B Output

0 0 10 1 01 0 01 1 0

5. Gerbang NOT

Input Output0 11 0

IV.1.2 Gambar

A. Gambar Gerbang Logika

1. Gambar rangkaian gerbang AND

2. Gambar rangkaian gerbang OR

3. Gambar rangkaian gerbang NAND

4. Gambar rangkaian gerbang NOR

5. Gambar rangkaian gerbang NOT

B. Gerbang NAND sebagai gerbang universal

1. NAND sebagai NOT

2. NAND sebagai AND

3. NAND sebagai OR

IV.2 Pembahasan

Berdasarkan hasil praktikum ini, pada percobaan digital logik trainer ini, pada

pembuktian tabel kebenaran gerbang AND akan berlogika 1 atau keluarannya akan

berlogika 1 apabila semua masukan atau inputnya berlogika 1, namun apabila semua

atau salah satu masukannya berlogika 0 maka outputnya akan berlogika 0. Pada

pembuktian tabel kebenaran gerbang OR akan berlogika 1 apabila salah satu atau

semua input yang dimasukkan bernilai 1 dan apabila keluaran yang di inginkan

berlogika 0 maka input yang dimasukkan harus bernilai 0 semua. Pada pembuktian

tabel kebenaran gerbang NOT akan berlogika sebagai pembalik, yang mana

outputnya akan bernilai terbalik dengan inputnya. Pada pembuktian tabel kebenaran

gerbang NAND akan bernilai / outputnya akan berlogika 0 apabila semua inputannya

bernilai 1 dan outputnya akan berlogika 1 apabila semua atau salah satu inputannya

bernilai 0. Pada pembuktian tabel kebenaran gerbang NOR merupakan gerbang

logika yang outputnya akan berlogika 1 apabila semua inputannya bernilai 0, dan

outputnya akan berlogika apabila semua atau salah satu inputannya berlogika 1.

Pada percobaaan gerbang NAND sebagai gerbang universal baik itu NAND

sebagai NOT, OR maupun AND terbukti bahwa gerbang NAND itu dapat

membentuk semua jenis gerbang yang lain. Dengan menghubungkan beberapa

gerbang yang ada di NAND dengan formasi tertentu.

Adapun yang menyebabkan praktikum ini lama adalah karena alat dan bahan

yang sudah kurang berfungsi dan rusak seperti LED maupun cara pemasangan alat

beserta bahannya yang kurang baik.

BAB V

PENUTUP

V.I. Kesimpulan

1. Gerbang logika merupakan dasar pembentukan system digital.

Gerbang logika beroperasi dengan bilangan biner , sehingga disebut

juga gerbang logika biner.

2. Gerbang logika dasar terdiri atas beberapa gerbang diantaranya NOT,

NOR, AND, OR, NAND.

3. Table kebenaran dari setiap gerbang yang dihasilkan sama antara

praktek dan teori.

4. Gerbang NAND dapat digunakan untuk membentuk gerbang yang

lain.

V.2 Saran

V.2.1 Saran untuk Laboratorium

Perlengkapan praktikum diperbaharui karena kualitas dan kuantitas sarana

dan prasarana penunjang kurang memadai sehingga agak menyulitkan jalannya

praktikum.

V.2.2 Saran untuk Asisten

Cara menjelaskannya sudah lumayan bagus. dan pertahankan sikap baiknya

kepada praktikan.

DAFTAR PUSTAKA

Irmansyah, Muhammad. 2009. Gerbang Logika Berbasis Proyrammable Logic Device

(PLD). Politeknik Negeri Padang. Padang. Journal of Research and

Development in Education google Cendekia. Di akses pada tanggal 6 april 2015

pukul 09.00 WITA.

Fery, Wahyu, Wibowo.2008. Logika Gerbang Sistem Digital . STMIK AMIKOM .

Yogyakarta . diakses pada tanggal 6 april 2015 pukul 09.00 WITA.

digital logic trainer.docx

Documents

programmable logic device

ic digital logic

menganalisis gerbang

menganalisis gerbang

menggunakan satu ic