Sub Chapter 10.4

[MENUJU AKHIR]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

5. File Download

1. Tujuan [Kembali]

• Untuk memahami karakteristik rangkaian gerbang logika
• Untuk mengetahui bagaimana cara merangkai rangkaian gerbang logika
• Dapat mensimulasikan rangkaian gerbang logika

2. Alat dan Bahan [Kembali]

• Bahan

1. 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 derajat

- Kisaran suhu penyimpanan : -65 derajat sampai 150 derajat celcius

 

    Konfigurasi 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

2. Logicstate

 

    Gerbang Logika (Logic Gates) adalah sebuah entitas untuk melakukan pengolahan input yang berupa bilangan biner (hanya terdapat 2 kode bilangan biner yaitu, angka 1 dan 0) dengan menggunakan Teori Matematika Boolean sehingga menghasilkan sebuah sinyal output yang dapat digunakan untuk proses berikutnya.

3. Resistor, berfungsi sebagai pembagi, pembatas, dan pengatur arus dalam suatu rangkaian.

Resistor merupakan salah satu komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk membatasi arus yang mengalir pada suatu rangkaian dan berfungsi sebagai terminal antara dua komponen elektronika. Tegangan pada suatu resistor sebanding dengan  arus yang melewatinya 

                                          

Resistor berfungsi untuk menghambat arus dalam rangkaian listrik. 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.  

 

4. LED

pinout:

    

Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan  cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju.  Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda.

LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. 

spesifikasi:

 

3. Dasar Teori [Kembali]

    RS Flip Flop ini adalah dasar dari semua Flip-flop yang memiliki 2 gerbang inputan / masukan yaitu R dan S. R artinya “RESET” dan S artinya “SET”. Flip-flop yang satu ini mempunyai 2 keluaran / outputyaitu Q dan Q`. Disini kita akan membahas Level-Triggered and Edge-Triggered Flip-Flop.

    Edge-triggered flip-flop, yaitu untai flip-flop yang mempunyai input sinyal clock, dan output akan bereaksi terhadap perubahan input saat sinyal clock berubah dari 0 ke 1 (untuk tipe Positive-Edge-Triggered FF) atau saat clock berubah dari 1 ke 0 (untuk tipe Negative-Edge-Triggered FF).    

    Dalam flip - flop yang dipicu level, output merespons data yang ada pada input selama waktu level pulsa clock TINGGI (atau RENDAH). Artinya, setiap perubahan pada masukan selama jam aktif (TINGGI atau RENDAH) tercermin pada keluaran sesuai tabel fungsinya. Flip-flop R-S clock yang dijelaskan di paragraf sebelumnya adalah flip-flop pemicu level yang aktif saat clock HIGH. 

    Pada flip-flop yang dipicu edge, output merespons data pada input hanya pada transisi RENDAH-ke-TINGGI atau TINGGI-ke-RENDAH dari sinyal clock.  Flip - flop dalam dua kasus ini masing - masing disebut sebagai edge trigger positif dan edge trigger negatif.  Setiap perubahan input selama pulsa clock TINGGI (atau RENDAH) tidak berpengaruh pada output.  Dalam kasus tepi memicu flip-flop, sebuah rangkaian detektor tepi mengubah masukan jam menjadi pulsa yang sangat sempit yang beberapa nanodetik lebar. Pulsa sempit ini bersamaan dengan baik RENDAH-ke-TINGGI atau TINGGI-ke-RENDAH transisi input jam, tergantung pada apakah itu adalah flip-flop yang dipicu sisi positif atau flip-flop yang dipicu sisi negatif.  Pulsa ini begitu sempit sehingga pengoperasian flip - flop dapat dianggap telah terjadi pada tepi itu sendiri.

 

Tabel Kebenaran SR Flip-Flop:

 

 Example 

1. Buatkan gambar rangkaian RS flipflop aktiv high input beserta tabel kebenarannya

Jawab:

2. Buatkan tabel kebenaran outputnya dari gambar rangkaian di bawah

Jawab:

Problem 

1. pada gambar rangkaian di bawah apa yang terjadi jika input SET dan RESET nya berlogika 0 (LOW) ?

Jawab:

Kondisi input (yaitu R = S = 0) yang menyebabkan situasi seperti itu dianggap sebagai kondisi yang tidak valid dan dilarang.SET = RESET = 0 dilarang karena kondisi seperti itu mencoba mengatur (yaitu, Q = 1) dan mengatur ulang (yaitu, Q = 1) flip-flop pada saat yang bersamaan. Untuk lebih tepatnya, input SET dan RESET di R-S flip-flop tidak dapat aktif pada saat yang bersamaan.

2. Bagaimana fungsi clock dalam gambar rangkaian di bawah?

Jawab:

Dalam flip-flop yang dipicu level, output merespons data yang ada di input selama level pulsa clock TINGGI (atau RENDAH). Artinya, setiap perubahan pada input selama jam aktif (TINGGI atau RENDAH) tercermin pada output sesuai tabel fungsinya. Flip-flop R-S clock yang dijelaskan dalam paragraf sebelumnya adalah flip-flop yang dipicu level yang aktif ketika jamnya TINGGI

 Pilihan Soal Ganda 

1. Salah satu cara yang data dilakukan agar output 1Q berlogika 1 adalah...

            a. Seluruh input harus berlogika 0

            b. Menunggu/mengubah Input 1S1 berdetak dari 0 ke 1 kemudian kembali menjadi 0

            c. Tidak ada cara yang dapat mengubah output IC tersebut

            d. Menambahkan LED pada output IC

Jawaban : b

2. Bagaimana agar  output dari rangkaian di bawah ini berlogika 1?

            a. Q akan berlogika 1 (HIGH)

            b. Q akan berlogika 1 (HIGH)

            c. Q dan Q akan berlogika 1 (HIGH)

            d. Forbidden

Jawaban : b

4. Percobaan [Kembali]

a. Prosedur Percobaan

Pada percobaan kali ini dilakukan dengan prosedur sebagai berikut:

• Mempersiapkan Alat beserta Bahan seperti yang telah tertera pada Sub Bab Alat dan Bahan di atas
• Merangkai Rangkaian sesuai dengan jenisnya masing-masing, terdapat 1 jenis rangkaian yang akan diujikan.
• Pada Rangkaian dihubungkan input set dan reset dengan clock (sinyal pulsa) agar dapat melihat bagaimana output yang didapatkan.
• Amatilah nilai input dan output dengan menyesuaikannya dengan tabel kebenaran yang ada, dan juga amatilah hasil dari input dan outputnya. 

b. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja 

 

Gambar Rangkaian 10.23  

 10.23 rangkaian flip flop edge triggered ini terjadi ketika diberi sinyal pulsa (clock) yang akan bernilai 1 (HIGH), dimana akan ada 2 macam bentuk yang terjadi. 

    - Ketika Set Aktif, maka reset akan bernilai 1 dan reset bernilai 0.

    Saat Set diumpankan dengan clock yang bernilai 1 pada gerbang logika NAND, maka akan terjadi perkalian yang menghasilkan 1 lalu dilakukan pembalikan sehingga menghasilkan 0. kemudian akan diteruskan ke kaki NAND berikutnya nilai 1. Kemudian pada reset yang bernilai 0 akan dikalikan dengan clock bernilai 1 lalu dibalikkan sehingga akan menghasilkan 1 lalu diteruskan ke gerbang logika NAND berikutnya. Pada Rangkaian nanti akan diperlihatkan nilai output Q bernilai 1. nilai Q ini akan diumpankan ke gerbang logika kedua reset yaitu Q bernilai 1 dikalikan dengan nilai 1 lalu dibalikkan sehingga dihasilkan 0. ini memperlihatkan bahwa sinyal aktif pada set sehingga hanya pada set arus mengalir.

- Ketika Reset Aktif, maka reset akan bernilai 1 dan set bernilai 0.

    Saat Reset diumpankan dengan clock yang bernilai 1 pada gerbang logika NAND, maka akan terjadi perkalian yang menghasilkan 1 lalu dilakukan pembalikan sehingga menghasilkan 0. kemudian akan diteruskan ke kaki NAND berikutnya nilai 1. Kemudian pada set yang bernilai 0 akan dikalikan dengan clock bernilai 1 lalu dibalikkan sehingga akan menghasilkan 1 lalu diteruskan ke gerbang logika NAND berikutnya. Pada Rangkaian nanti akan diperlihatkan nilai output Q bergaris bernilai 1. nilai Q bergaris ini akan diumpankan ke gerbang logika kedua set yaitu Q bernilai 1 dikalikan dengan nilai 1 lalu dibalikkan sehingga dihasilkan 0. ini memperlihatkan bahwa sinyal aktif pada reset sehingga hanya pada reset arus mengalir.

- Ketika Set dan Reset Aktif, maka keduanya bernilai 1.

  Saat Keduanya aktif dan sinyal pulsa juga dimasukkan bernilai 1. Maka, ketika diumpankan ke kedua gerbang NAND akan menghasilkan yang sama sama 0. Nantinya, hasil dari Q dan Q bergaris tidak akan terdefinisi karena semuanya aktif namun arus tetap mengalir pada keduanya.

c. Video

                                                          5. File Download [Kembali]

Download HTML silahkan klik Disini 

Download Datasheet Resistor silahkan klik Disini 

Download Datasheet LED silahkan klik Disini 

Download Datasheet Gerbang NAND (IC7400) silahkan klik Disini  

Download bentuk rangkaian 10.23 silahkan klik Disini

Download video simulasi rangkaian 10.23 silahkan klik Disini

[MENUJU AWAL]

Soal 7.11

[MENUJU AKHIR]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

5. File Download

1. Tujuan [Kembali]

• Untuk memahami rangkaian aplikasi encoder dan decoder
• Untuk mengetahui aktif high dan aktif low encoder dan decoder
• Untuk memahami output high and output low encoder dan decoder

2. Alat dan Bahan [Kembali]

•  Alat

    a. Instrumen 

Logic Probe

 

 Logic probe atau logic tester adalah alat yang biasa digunakan untuk menganalisa dan mengecek status logika (High atau Low) yang keluar dari rangkaian digital. Objek yang diukur oleh logic probe ini adalah tegangan oleh karena itu biasanya rangkaian logic probe harus menggunakan tegangan luar (bukan dari rangkaian logika yang ingin diukur) seperti baterai. Alat ini biasa digunakan pada IC TTL ataupun CMOS (Complementary metal-oxide semiconductor).
    Logic probe menggunakan dua lampu indikator led yang berbeda warna untuk membedakan keluaran High atau Low. Yang umum dipakai yaitu LED warna merah untuk menandakan output berlogika HIGH (1) dan warna hijau untuk menandakan output berlogika LOW(0).

 

• Bahan
  

 1) Encoder (4532)

        Spesifikasi :

• Parameter	Specification
  Part number	CD4532B
  Technology Family	CD4000
  VCC (Min) (V)	3
  VCC (Max) (V)	18
  Channels (#)	1
  Voltage (Nom) (V)	5, 10, 15
  F @ nom voltage (Max) (MHz)	8
  ICC @ nom voltage (Max) (mA)	0.3
  tpd @ nom Voltage (Max) (ns)	110
  IOL (Max) (mA)	1.5
  IOH (Max) (mA)	-1.5
  Function	Encoder
  Type	Standard
  Rating	See Data Sheet
  Operating temperature range (C)	-55 to 125
  Package Group	PDIP|16
  Configuration	08:04
  Package size: mm2:W x L (PKG)	16PDIP: 181 mm2: 9.4 x 19.3 (PDIP|16)
  Bits (#)	8
  Digital input leakage (Max (uA)	5
  ESD CDM (kV)	0.75
  ESD HBM (kV)	2

        Konfigurasi :

            2) Decoder (74LS138)

        Spesifikasi :

• Designed specifically for high speed
• Incorporates three enable pins to simplify cascading
• De-multiplexing capability
• Schottky clamped for high performance
• ESD protection
• Balanced propagation delays
• Inputs accept voltages higher than VCC
• Supply voltage: 1.0V to 5.5V
• Typical propagation delay: 21nS
• Low power consumption: 32mW
• Operating temperature: -40ºC to +125ºC

        Konfigurasi :

Pin	Name	Description
1	A	Address input pin
2	B	Address input pin
3	C	Address input pin
4	G2A	Enable input (active LOW)
5	G2B	Enable input (active LOW)
6	G1	Enable input (active HIGH)
7	Y7	Output pin 7
8	GND	Ground
9	Y6	Output pin 6
10	Y5	Output pin 5
11	Y4	Output pin 4
12	Y3	Output pin 3
13	Y2	Output pin 2
14	Y1	Output pin 1
15	Y0	Output pin 0
16	VCC	Power supply pin

          

            3) Logicstate

 

Spesifikasi :

• Configurable Number of Inputs up to 8
  
• Optional of Gates
  
• Standar
• Schottky clamped for high

 Konfigurasi:

 

3. Dasar Teori [Kembali]

 1) Encoder

        Secara umum, Encoder adalah sebuah perangkat atau proses yang mengubah data dari satu format ke format lainnya. Dalam pengindraan posisi, sebuah enkoder adalah perangkat yang dapat digunakan untuk mendeteksi dan mengubah gerakan mekanis menjadi sinyal output berkode analog atau digital. 

    Lebih khusus lagi,  encoder dapat dugunakan untuk mengukur posisi, kecepatan sementara, akselerasi dan arah yang dapat diturunkan dari posisi antar linier atau gerakan putar. Fungsi dari enkoder yang berbeda berasal dari berbagai prinsip fisik operasi, output, protokol komunikasi, dll.

Encoder adalah rangkaian kombinasional yang mana merupakan operasi kebalikan dari Decoder. Encoder memiliki maksimum 2ⁿ jalur input dimana "n" adalah jalur output. Karena mengkode informasi dari input 2ⁿ menjadi kode n-bit. Encoder akan menghasilkan kode biner yang setara dengan input yang mana adalah "Aktif Tinggi". Oleh karena itu, encoder mengkodekan 2ⁿ jalur input dengan ‘n’ bit.

Untuk encoder sederhana, dapat diasumsikan bahwa hanya satu jalur input yang aktif pada satu waktu. Sebagai contoh, mari simak encoder Oktal ke Biner. Seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini, oktal ke biner encoder adalah jenis encoder 8 jalur input dan dihasilkan 3 jalur output.

            2)  Decoder

Decoder merupakan sebuah alat yang dimanfaatkan untuk mengembalikan sebuah proses decoding sehingga membuat kita bisa menerima informasi yang asli. Decoder juga bisa didefinisikan sebagia serangkaian logika yang berguna untuk menerima masukan atau input biner dan kemudian mengaktifkan salah satu output dengan berdasarkan ukuran pada biner tersebut.

Salah satu fungsi yang dimiliki oleh decoder adalah untuk memberikan kemudahan dalam menyatakan seven segmen. Alasan inilah yang membuat kita lebih menggunakan decoder ketika hendak menyalakan seven segmen.

Beberapa rangkaian yang menggunakan decoder yang mungkin seringkali Anda temui yakni decoder dengan rangkaian 3 x 8 atau 3 bit 8 output line, 4 x 16 atau 4 input 16 output line, decoder yang berjenis BCD to 7 segmen dengan 4 bit input dan 8 output line, dan juga decoder berjenis BCD to Decimal yang memiliki 4 bit input dan juga 10 output line.

        3) Logic Gates

    Sebuah entitas untuk melakukan pengolahan input-input yang berupa bilangan biner (hanya terdapat 2 kode bilangan biner yaitu, angka 1 dan 0) dengan menggunakan Teori Matematika Boolean sehingga dihasilkan sebuah sinyal output yang dapat digunakan untuk proses berikutnya.

 

        4) Logicprobe

4. Percobaan [Kembali]

4.1 Prosedur Percobaan

• Siapkan komponen-komponen yang diperlukan
• Letakkan komponen tersebut, seperti gambar rangkaian
• Rangkai komponen tersebut
• Jalankan simulasinya

    4.2 Rangkaian Simulasi dan Prinsip kerja

    Pada rangkaian terdapat encoder dan decoder, dimana IC 4532 sebagai encoder dan IC 74LS138 sebagai decoder. IC 4532 memiliki output high, sedangkan IC 74LS138 memiliki output low. IC 4532 memiliki 8 input D0 - D7 dan 3 output Q0 - Q2, sedangkan IC 74LS138 memeiliki 3 input A, B, C dan 8 output Y0 - Y7. Input IC 4532 dihubungkan pada logicstate, kemudian output nya di hubungkan ke input IC 74LS138, lalu output IC 74LS138 dihubungkan ke logicprobe. Berdasarkan tabel kebenaran

(tabel kebenaran IC 4532)

(tabel kebenaran IC 74LS138)

Apabila input yang dipilih pada IC 4532 adalah D7, maka menurut tabel kebenarannya Q0 - Q2 akan berlogika 1. Karena dihubungkan ke IC 74LS138, input A, B, C akan berlogika 1. Berdasarkan tabel kebenaran IC 74LS138, maka bagian D7 akan berlogika 0, sedangkan D0 - D6 berlogika 1, hal ini disebabkan karena IC 74LS138 memiliki output low.

c. Video

5. File Download [Kembali]

Download HTML silahkan klik Disini 

Download Datasheet Encoder 4532 silahkan klik Disini 

Download Datasheet Decoder 74LS138 silahkan klik Disini 

Download Datasheet Logic States silahkan klik Disini  

Download bentuk rangkaian silahkan klik Disini 

Download video rangkaian silahkan klik Disini 

[MENUJU AWAL]