Jumat, 13 Desember 2019

Gerbang Logika

Gerbang Logika - Pengertian, Fungsi, Cara kerja dan Penerapan Gerbang Logika (LENGKAP)

Gerbang Logika (Logic Gate)
Untuk mempelajari gerbang logika (khususnya gerbang logika dasar), ada beberapa hal yang harus Anda pahami lebih dulu. Pertama, mengerti mengenai konsep dasar gerbang logika.


Pengertian Gerbang Logika

Gerbang Logika (Logic Gate) memiliki fungsi yaitu melakukan pemrosesan dasar yang berguna dalam memproses input-input berupa bilangan biner. Dengan kata lain gerbang logika beroperasi atau bekerja berdasarkan sistem bilangan biner, secara singkat sistem bilangan biner dapat diartikan sebagai jenis bilangan yang terdiri dari 2 kode angka yaitu "0" dan "1".

Pastikan Anda memahami sistem bilangan biner terlebih dahulu sebelum mempelajari gerbang logika dasar lebih lanjut.

Fungsi dan Cara Kerja Gerbang Logika


Secara sederhana, fungsi dari gerbang logika adalah mengubah satu atau beberapa sinyal input (masukan) menjadi sebuah sinyal output (keluaran). Lalu bagaimana gerbang logika dapat mengubah sinyal input menjadi sinyal output logis ?
Untuk mengetahui hal tersebut, Anda wajib mengetahui jenis-jenis gerbang logika dasar. Terdapat sekitar 7 gerbang logika dasar yang berguna dalam membentuk sebuah rangkaian sistem elektronika digital.
1. Gerbang Logika NOT
2. Gerbang Logika AND
3. Gerbang Logika OR
4. Gerbang Logika NAND
5. Gerbang Logika NOR
6. Gerbang Logika X-OR
7. Gerbang Logika X-NOR


Dari setiap jenis gerbang logika dasar diatas memiliki tabel kebenaran yang berbeda, dimana fungsi dari tabel kebenaran gerbang logika yaitu sebagai acuan dalam penentuan sinyal output dari sebuah rangkaian gerbang logika. Dengan kata lain, untuk mengetahui  bagaimana sebuah gerbang logika bekerja  maka diharuskan untuk mengetahui tabel kebenaran dari setiap gerbang logika.

Tabel kebenaran gerbang logika tersebut berisikan kombinasi variabel input (masukan) sehingga akan menghasilkan variabel output (keluaran) logis.

Adapun variabel input dan output pada gerbang logika hanya memiliki 2 keadaan. 2 keadaan (level) ini dapat dilambangkan sebagai berikut
  • 1 dan 0
  • HIGH (Tinggi) dan LOW (Rendah)
  • TRUE (Benar) dan False (Salah)
  • ON (Hidup) dan Off (Mati)
Salah satu contoh sederhana dalam penerapan gerbang logika dalam rangkaian elektronika adalah dengan menggunakan Transistor TTL, bila keadaan 0 V pada rangkaian diasumsikan sebagai "LOW" maka keadaan 5 V pada rangkaian diasumsikan sebagai "HIGH"

7 Jenis Gerbang Logika


Berikut ini kami sajikan 7 jenis gerbang logika dasar yang paling umum dipergunakan, disertai pula dengan simbol dan tabel kebenarannya.

Gerbang AND (AND GATE)


Gerbang AND atau disebut juga "AND GATE" adalah jenis gerbang logika yang memiliki dua input (Masukan) dan satu output (keluaran). Untuk lebih jelasnya perhatikan simbol dan tabel kebenaran gerbang AND berikut.
Pada gerbang logika AND, simbol yang menandakan operasi gerbang logika AND adalah tanda titik (.) atau bisa juga dengan tanpa tanda titik, contohnya seperti Z = X.Y atau Z = XY.

Perhatikan tabel kebenaran gerbang AND. Cara cepat untuk mengingat tabelnya adalah dengan mengingat pernyataan berikut. "Gerbang AND akan menghasilkan output (keluaran) logika 1 bila semua variabel input (masukan) bernilai logika 1" sebalikanya "Gerbang AND akan menghasilkan keluaran logika 0 bila salah satu masukannya merupakan logika 0". Cukup mudah bukan.

Transistor Gerbang AND 2 Input


Secara sederhana, gerbang AND 2 input dapat dibangun menggunakan RTL Resistor-Transistor Switch yang terhubung bersama dengan input yang terhubung langsung ke basis transistor. Adapun kedua transistor harus berada pada kondisi jenuh "ON" untuk keluaran Q. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar dibawah ini.

Jenis Gerbang Logika AND 


Adapun gerbang logika AND terdiri dari gerbang logika AND 2 input dan 3 input. Untuk memperjelas silahkan perhatikan gambar berikut.

Berdasarkan ekspresi Boolean untuk fungsi logika AND didefinisikan sebagai (.) yang mana merupakan operasi bilangan biner, sehingga gerbang AND dapat diturunkan secara bersama-sama untuk membentuk sejumlah input.

Tetapi mengingat bahwa IC gerbang AND yang tersedia dipasaran hanya terdiri dari input 2, 3, atau 4. maka diperlukan input tambahan , sehingga gerbang AND standar perlu diturunkan bersama sehingga mendapatkan nilai input yang diperlukan, sebagai contoh

Gerbang AND Multi Input


Berdasarkan Gerbang AND 6 input diatas maka ekspresi Boolean yaitu :

Q = (A.B).(C.D).(E.F)

Atau

A AND B AND C AND D AND E AND F gives Q

Jika jumlah input yang diinginkan adalah jumlah input bernilai ganjil, maka input yang “tidak terpakai” dapat dijadikan HIGH dengan menyambungkan langsung ke catu daya (Power) dengan menggunakan resistor “Pull-up” yang sesuai.

Berikut ini IC Gerbang AND yang umumnya tersedia di pasaran

TTL Logic AND Gate

74LS08 Quad 2-input
74LS11 Triple 3-input
74LS21 Dual 4-input

CMOS Logic AND Gate

CD4081 Quad 2-input
CD4073 Triple 3-input
CD4082 Dual 4-input

Gerbang OR (OR GATE)



Gerbang OR atau disebut juga "OR GATE" adalah jenis gerbang logika yang memiliki dua input (Masukan) dan satu output (keluaran). Meskipun memiliki pengertian yang sama dengan gerbang OR tapi memiliki perbedaan pada simbol dan tabel kebenaran. Untuk lebih jelasnya perhatikan simbol dan tabel kebenaran gerbang OR berikut.
Pada gerbang logika OR, simbol yang menandakan operasi gerbang logika OR adalah tanda tambah (+) , contohnya seperti Z = X + Y .

Perhatikan tabel kebenaran gerbang OR. Cara cepat untuk mengingat tabelnya adalah dengan mengingat pernyataan berikut. "Gerbang OR akan menghasilkan output (keluaran) logika 0 bila semua variabel input (masukan) bernilai logika 0" sebalikanya "Gerbang OR akan menghasilkan keluaran logika 1 bila salah satu masukannya bernilai logika 1". Jangan sampai terbalik dengan pernyataan Gerbang AND.

Jenis Gerbang Logika OR 

Adapun gerbang logika OR terdiri dari gerbang logika OR 2 input dan 3 input. Untuk memperjelas silahkan perhatikan gambar berikut.

Seperti halnya gerbang AND, fungsi OR dapat memiliki beberapa input. Sedangkan gerbang OR yang tersedia dipasaran hanya terdiri dari input 2, 3, atau 4 input. maka diperlukan input tambahan, sehingga gerbang OR standar perlu diturunkan bersama sehingga mendapatkan nilai input yang diperlukan, sebagai contoh
Berdasarkan Gerbang AND 6 input diatas maka ekspresi Boolean yaitu :
Q = (A+B)+(C+D)+(E+F)

atau
A OR B OR C OR D OR E OR F gives Q

Jika jumlah input yang diinginkan adalah jumlah input bernilai ganjil, maka input yang “tidak terpakai” dapat dijadikan LOW dengan menyambungkan langsung ke ground dengan menggunakan resistor “Pull-down” yang sesuai.

Gerbang NOT (NOT GATE)


Gerbang NOT atau disebut juga "NOT GATE" atau Inverter (Gerbang Pembalik) adalah jenis gerbang logika yang hanya memiliki satu input (Masukan) dan satu output (keluaran). Dikatakan Inverter (gerbang pembalik) karena gerbang ini akan menghasilkan nilai ouput yang berlawanan dengan nilai inputnya . Untuk lebih jelasnya perhatikan simbol dan tabel kebenaran gerbang NOT berikut.
Pada gerbang logika NOT, simbol yang menandakan operasi gerbang logika NOT adalah tanda minus (-) diatas variabel, perhatikan gambar diatas.
Perhatikan tabel kebenaran gerbang NOT. Cara cepat untuk mengingat tabelnya adalah dengan mengingat pernyataan berikut. "Gerbang NOT akan menghasilkan output (keluaran) logika 1 bila variabel input (masukan) bernilai logika 0" sebalikanya "Gerbang NOT akan menghasilkan keluaran logika 0 bila input (masukan) bernilai logika 1". 

Pada gerbang logika NOT digunakan untuk menghasilkan fungsi logis yang diinginkan, Adapun gerbang NOT standar diberi simbol yang bentuknya segitiga menunjuk ke kanan dengan lingkaran di ujungnya. 

Lingkaran ini dikenal sebagai "gelembung inversi" dan digunakan dalam simbol NOT, NAND dan NOR pada keluarannya (output) untuk merepresentasikan operasi logis dari fungsi NOT. Gelembung ini menunjukkan inversi sinyal (komplementasi) dari sinyal dan dapat hadir pada salah satu atau kedua output dan / atau terminal input.

Karena hanya memiliki satu input, Gerbang NOT secara umum tidak dikategorikan sebagai "Decision Maker" atau pengambil keputusan. Tidak seperti gerbang AND dan OR yang mempunyai input 2 atau lebih. Di pasaran sendiri IC gerbang NOT hanya tersedia dalam 4 atau 6 gerbang di 1 paket IC.

"Gelembung" (o) yang terdapat pada akhir simbol gerbang NOT menunjukkan inversi sinyal (Komplementasi) dari sinyal outputnya, tetapi gelembung (o) ini juga terdapat pada input gerbang yang menandakan input aktif-RENDAH.

Harus diingat bahwa pembalikan sinyal input ini tidak hanya terbatas pada gerbang NOT saja karena juga dapat digunakan pada sirkuit digital atau gerbang pada operasi inversi yang persis sama baik pada terminal input atau output. SIMPEL-nya kita cukup menganggap gelembung tersebut hanya sebagai inverter.

Pembalikan Sinyal menggunakan Gelembung masukan Aktif-rendah

Gerbang NAND (NAND GATE)


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.

Jenis Gerbang Logika NAND


Seperti halnya dengan fungsi AND pada pembahasan sebelumnya, fungsi NAND juga memiliki input tersendiri dimana IC gerbang NAND yang tersedia dipasaran hanya dalam tipe 2, 3, 4 input saja. Untuk mengatasi hal tersebut, maka gerbang NAND dapat dibuat bersama dengan memberi lebih banyak input

Fungsi NAND 4 Input


Gerbang NOR (NOR GATE)


Gerbang NOR atau "NOR GATE" merupakan pengembangan dari gabungan kombinasi gerbang OR dan gerbang NOT. Gerbang ini juga memiliki dua input dan 1 satu keluaran, untuk lebih jelasnya perhatikan gambar simbol dan tabel kebenaran dibawah.

Pada gerbang logika NOR, simbol yang menandakan operasi gerbang logika NAND adalah tanda tanbah (+) dan bar (-) diatas variabel, perhatikan gambar diatas.

Perhatikan tabel kebenaran gerbang NOR. Cara cepat untuk mengingat tabelnya adalah dengan mengingat pernyataan berikut. "Gerbang NOR akan menghasilkan output logika 1 bila semua inputnya memiliki logika 0" sedangkan " Gerbang NOR akan menghasilkan keluaran logika 0 bila salah satu input atau semua input memiliki logika 1".

Secara singkat, sama halnya dengan gerbang AND. Output gerbang NOR merupakan kebalikan ouput gerbang OR, jadi cukup mengingat gerbang OR saja lalu membaliknya.


Jenis Gerbang Logika NOR




Seperti hanya fungsi OR, fungsi NOR juga memiliki jumlah input tersendiri yang mana untuk IC gerbang NOR dipasaran hanya tersedia untuk gerbang 2, 3,dan 4 input saja. Maka Untuk mengatasi hal tersebut, dapat dihuhubungkan beberapa gerbang logika NOR bersama-sama untuk mendapatkan jumlah input yang diinginkan, berikut contohnya


Fungsi NOR 4 Input

Berdasarkan gambar diatas ekspresi Boolean untuk gerbang NOR 4 input yaitu : Q = A+B+C+D

Apabila jumlah input yang diperlukan adalah jumlah ganjil, maka untuk input yang tidak terpakai dijadikan LOW yang mana dihubungkan langsung ke ground menggunakan resistor "Pull-down" yang sesuai.

Fungsi Logika Gerbang NAND disebut juga Fungsi Pierce, dilambangkan dengan bar vertikal atau operator panah kebawah, sebagai contoh AB.

Gerbang X-OR (X-OR GATE)


Gerbang Exclusive OR atau disingkat gerbang X-OR, terdiri dari 2 input dan 1 output. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar simbol dan tabel kebenaran dibawah.

Untuk mengingat tabel kebenaran gerbang X-OR cukup mengingat pernyataan berikut ini. "Bila kedua input bernilai logika yang sama maka akan menghasilkan output logika 0" sedangkan "Bila  kedua input bernilai logika berbeda maka akan menhasilkan output logika 1". 

Gerbang X-NOR (X-NOR GATE)


Gerbang X-NOR merupakan kombinasi dari gerbang X-OR dan gerbang NOT. Perhatikan simbol dan tabel kebenaran gerbang X-NOR berikut.



Karena merupakan kebalikan dari gerbang X-OR, maka untuk mengingat tabel kebenaran gerbang logika X-NOR untuk dengan mengingat tabel kebenaran gerbang logika X-OR lalu membalik nilai outputnya.

Penerapan Gerbang Logika


Gerbang logika kebanyakan dipergunakan dalam sistem elektronika digital dengan menggunakan komponen-komponen elektronika seperti integrated circuit (IC), transistor, relay, dioda, optik maupun elemen mekanikal.


Tidak ada komentar:

Posting Komentar

SMACKDOWNCORONA

Web Resmi  COVID -19                          https://www.covid19.go.id/ Web Resmi COVID- Pemerintah melalui Gugus Tugas ...