Modul 1 Elektronika Industri 2017.pdf

MODUL 1 MODUL 1 Mem bangun R angk aian Logik a

Berdasarkan Ta bel K e benar an

MR2103

– Elek tr onik a Ind ustr i

Laboratorium Sistem Produksi Program Studi Teknik Industri

MR2103 Elektronika Industri

Modul 1 - Membangun Rangkaian Logika Berdasarkan Tabel Kebenaran

–

TUJUAN PRAKTIKUM Memahami konsep Hukum Boolean Memahami konsep gerbang logika dan tabel kebenaran Memahami konsep Karnough Map Mampu mengidentifikasi nilai hambatan berdasarkan makna setiap warna Mampu mengidentifikasi jenis gerbang logika berdasarkan tabel kebenaran Memahami implementasi fungsi rangkaian logika pada Industri Gerbang logika adalah suatu entitas dalam elektronika dan matematika boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logika menjadi sebuah sinyal keluaran logik. Implementasi gerbang logika secara elektronis dapat menggunakan dioda atau transistor , serta dapat pula dibangun dengan menggunakan

susunan

komponen-komponen

yang

memanfaatkan

sifat-sifat

elektromagnetik (relay), cairan, optik, dan bahkan mekanik .

K ONSEP B READ B OARD Pada praktikum kali ini seluruh komponen elektronik akan dirangkai pada bread board dengan skema kurang lebih sebagai berikut: 1

2

3

4

5

…………...

25

A B C D E F…

… … … . . .

J

Bread board memiliki lubang-lubang sebagai tempat merangkai sebuah rangkaian komponen elektronika sederhana. Lubang berwarna hijau dari nomor 1 s.d 25 terhubung secara horizontal menjadi 1 aliran. Hal ini berarti, apabila salah satu lubang dialirkan listrik, maka seluruh lubang (25 buah) dalam satu baris tersebut akan teraliri listrik. Sebuah komponen eletronika yang akan dihubungkan ke dalam bread board bagian atas tidak boleh berada pada 1 baris yang sama. Hal ini akan mengakibatkan terciptanya arus pendek pada rangkaian (korslet). Maka dari itu, kaki-kaki dari sebuah komponen harus diletakkan pada baris yang berbeda. Sedangkan lubang berwarna merah terhubung secara vertikal 1 kolom dari A sampai E dan F sampai J. Sama halnya seperti sebelumnya, akan terjadi arus pendek apabila sebuah komponen elektronika dihubungkan ke dalam 2 lubang pada kolom yang sama.



–

KONSEP DASAR ALJABAR BOOLEAN Konsep dasar aljabar Boole (Boolean Algebra) telah diletakkan oleh seorang matematisi Inggris, George Boole pada tahun 1854. Pada tahun 1938, konsep Boole tersebut disempurnakan dan dimanfaatkan oleh Claude Shannon, seorang ahli komunikasi. Sejak saat itu, konsep Boole yang berbasiskan logika dapat digunakan untuk bergbagai bidang lainnya seperti bidang informasi dan komunikasi serta bidang elektronika. Pada dasarnya, konsep Boolean adalah aljabar yang mencakup intisari operasi logika AND, OR, dan NOR, selain itu juga teori himpunan untuk operasi union, interseksi, dan komplemen. Boolean adalah suatu tipe data yag hanya mempunyai dua nilai, yaitu true atau false. Simbol yang digunakan pada aljabar Boolean itu sendiri adalah (.) untuk AND, (+) untuk OR, dan () untuk NOR. Ciri khas lain dari aljabar Boolean adalah adanya Tabel Kebenaran yang diperlihatkan seperti pada gambar di bawah berikut. AND

OR

KONSEP DASAR GERBANG LOGIKA sebaiknya dihafal (s Gerbang-gerbang logika merupakan dasar untuk merancang dan membangun rangkaian elektronika digital. Suatu gerbang logika mempunyai satu terminal kelaran (output) dan satu atau lebih terminal masukan (input ). Keluaran dan masukan gerbang logika ini dinyatakan dalam kondisi HIGH (1 ) atau LOW (0). Dengan menggunakan gerbang-gerbang logika, kita dapat merancang suatu sistem digital yang akan mengevaluasi level masukan dan menghasilkan respon keluaran yang spesifik berdasarkan atas rancangan rangkaian logika. Contoh hubungan antara Tabel Kebenaran dengan Gerbang Logika: Seperti yang ditunjukkan oleh gambar di samping, gerbang AND dengan dua masukan dapat dianalogikan sebagai dua saklar seri yang digunakan untuk menghidupkan lampu. Lampu C akan menyala bila sakla SA saklar SB sama-sama ditutup (logika 1) dan lampu C akan padam jika salah satu atau kedua saklar SA dan saklar SB (logika 0). Oleh karena itu, keluaran gerbang AND dapat diekspresikan dengan aljabar Boolean sebagai C = A.B, dan apabila ditabelkan akan diperoleh seperti yang digambarkan oleh tabel di bawah berikut.



–

No

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Gerbang Logika

AND

OR

Simbol

A

B

F(Output)

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

0

1

1

0

NEG

NAND

NOR

X-OR

X-NOR

NEG AND

NEG OR

0

0

1

0

1

1

1

0

1

1

1

0

0

0

1

0

1

0

1

0

0

1

1

0

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

0

0

0

1

0

1

0

1

0

0

1

1

1

0

0

1

0

1

0

1

0

0

1

1

0

0

0

1

0

1

1

1

0

1

1

1

0



–

Ekspresi Bo olean Gerbang Logik a

Hukum-hukum Logika

Karnaugh map s Karnaugh mapping bekerja paling baik untuk rangkaian dengan 3-4 input. Langkah-langkahnya adalah sebagai berikut: 1. Lihat tabel kebenaran yang digunakan. 2. Terjemahkan tabel kebenaran ke Karnaugh map. 3. Kelompokkan seluruh angka 1 dalam grup beranggotakan 2,4, atau 8.


Modul 1 - Membangun Rangkaian Logika Berdasarkan Tabel Kebenaran 4. Identifikasi variabel konstan di setiap loop dan tuliskan dalam persamaan SOP setiap variabel yang –

konstan tersebut. 5. Persamaan SOP yang telah selesai disusun akan menjadi persamaan paling sederhana namun terkadang memerlukan bubble pushing untuk mengakhirinya. Karnaugh map langkah 1 dan 2:

Karnaugh map langkah 3 dan 4:

Karnaugh map langkah 5:



–

Teknik bubble pushing pada langkah ke-5 dapat dilihat mengacu pada teorema De Morgan di mana teorema De Morgan digunakan untuk menyederhanakan rangkaian yang mengandung logika NAND dan NOR. Langkah-langkah menggunakan bubble pushing adalah dengan mengubah gerbang AND menjadi OR dan sebaliknya serta menambahkan bubbles pada input dan output yang sebelumnya kosong seperti gambar di bawah.

Resistor Resistor adalah komponen elektrik dengan dua terminal pasif yang mengimplementasikan hambatan sebagai elemen dari sirkuit. Resistor bertindak untuk mengurangi arus dan pada saat yang sama, bertindak untuk mengurangi voltase. Dalam sirkuit elektronik, resistor membatasi aliran arus, menyesuaikan level sinyal, meniadakan lini transmisi, dll. Dalam praktikum akan digunakan resistor 6K8 ohm dan 220 o hm.

Resistor 6K8

Resistor 220

I NTEGRATED CIRCUIT

MR2103 Elektronika Industri –

Modul 1 - Membangun Rangkaian Logika Berdasarkan Tabel Kebenaran Integrated circuit atau monolithic integrated circuit ( IC, chip, microchip)

adalah

sekumpulan

sirkuit

elektronik

yang

ditempatkan pada satu plat semikonduktor (umumnya silikon). IC dapat dibuat dalam ukuran lebih kecil daripada sirkuit diskrit yang dibuat dengan komponen terpisah. IC memiliki gerbang logika yang terkandung di dalamnya untuk mengubah output dari input aliran arus dalam suatu rangkaian.



–

EKSPERIMEN 1 Komponen yang berupa Integrated Circuit (IC) 74HCTxx memiliki diagram koneksi sebagai berikut: Vcc 5 Volt

Input A6

Output Y6

14

13

12

Input A5

11

Gerbang Logika X

2

Input

Input A4

Output Y4

10

9

8

Gerbang Logika X

Gerbang Logika X

1

Output Y5

Output

Gerbang Logika X

Gerbang Logika X

Gerbang Logika X

3

4

5

6

7

Input

Output

Input

Output

Ground

Dengan menggunakan IC 74HCTxx tersebut bangunlah rangkaian seperti di bawah ini. Melalui percobaan, isilah tabel dibawahnya dan tuliskan notasi aljabarnya. Rangkaian logika tersebut dapat diganti dengan sebuah gerbang saja, gambarkan gerbang pengganti tersebut di sebelah rangkaian yang ada dan tuliskan notasi aljabarnya. Catatan (berlaku untuk seterusnya) : Switch yang dihubungkan menunjukkan logika input 1, sebaliknya 0 LED yang menyala menunjukkan logika output 1, sebaliknya 0 Jangan lupa memberi suplai +5V pada pin 14 (Vcc) dan 0 V pada pin7 (Gnd) Kotak bertuliskan U pada gambar menunjukkan Integrated Circuit +5 V Saklar

A

Y U1

U2 D1

6K

Resistor

Y=

Resistor

220

..........

Y=

………….

Input (A)

…………….

.

Output (Y)

0 1

Dari percobaan gerbang

…………………

di atas dapat disimpulkan , dan terbukti bahwa A = .. …………

bahwa

IC

74HCTxx

adalah

6

buah



–

EKSPERIMEN 2 Komponen yang berupa IC 74HCTxx memiliki koneksi sebagai berikut : Input

Input

Input

4B

Output 4Y

Input

4A

3A

3B

13

12

11

10

9

Vcc 5 Vo l t 14

Gerbang Logika X

8

Gerbang Logika X

Gerbang Logika X

1

Output 3Y

Gerbang Logika X

2

3

4

5

6

7

Input

Input

Input

1B

Output 1Y

Input

1A

2A

2B

Output 2Y

Ground

Dengan menggunakan IC 74HCTxx tersebut bangunlah rangkaian seperti di bawah ini. Melalui percobaan, isilah kolom pada tabel dibawahnya dan tuliskan notasi aljabarnya. Simpulkan gerbang apa yang digunakan dan lengkapi kolom E dan F dari tabel. Rangkaian logika tersebut dapat diganti dengan sebuah gerbang saja, gambarkan gerbang pengganti tersebut di sebelah rangkaian yang ada dan tuliskan notasi aljabarnya. +5

S1 S2

S3 S4

U1

A

E

B

U3 Y

U2 C

F

D2

D

R5 220

R2 6K8

Y=

…………

........

Y=

........

…………

A

B

C

D

8

1

0

0

0

1

9

1

0

0

1

1

0

10

1

0

1

0

0

1

1

11

1

0

1

1

0

1

0

0

12

1

1

0

0

5

0

1

0

1

13

1

1

0

1

6

0

1

1

0

14

1

1

1

0

7

0

1

1

1

15

1

1

1

1

A

B

C

D

0

0

0

0

0

1

0

0

0

2

0

0

3

0

4

Dari

percobaan

gerbang

atas

F

dapat

Y

disimpulkan

.. .., dan terbukti bahwa

………

pada

di

E

…

…………………………………

.)

bahwa

………………………

.. =

IC

74HCTxx

………………………

adalah (hukum

E

4

F

buah asosiatif

Y



–

TUGAS PENDAHULUAN Membangun Rangkaian L ogi ka Berdasarkan Tabel Kebenaran Nama:

NIM:

Tugas Pendahuluan dikerjakan secara individu. Pengumpulan tugas pendahuluan dilakukan pada hari Jumat, 3 Maret 2017 paling lambat pukul 11.00 di LSP. Pekerjaan Tugas Pendahuluan dicopy satu kali dan dibawa pada saat praktikum .

Berikut adalah gerbang logika yang akan digunakan pada nomor 1 sampai 4.

1.

Gambarkan tabel kebenaran dari gerbang logika tersebut.

2.

Gambarkan Matriks Karnough Map dari tabel kebenaran tersebut.


3.


Bentuk persamaan dari matriks di atas dan sederhanakan (boleh menggunakan teknik Bubble Push). Y = ..... Hasil penyederhanaan Y = ...

4.

Gambarkan rangkaian logika dari persamaan terakhir hasil penyederhanaan.



5.

Jelaskan bagaimana cara membaca hambatan dalam resistor dan berikan makna pada setiap warna yang terdapat pada resistor (buat tabelnya)!

6.

Bentuklah rangkaian logika XOR dengan menggunakan rangkaian logika NAND dan uraikan prosesnya persamaan dari NAND hingga menjadi XOR.

7.

Susunlah Tabel Kebenaran dan bentuk persamaan Boolean dari gambar berikut.

Modul 1 Elektronika Industri 2017.pdf

Recommend Documents