Pengertian Dan Contoh Soal Gerbang Logika AND, NOT dan NOR

Assalamu'alaikum ...
Disini saya akan membagikan sedikit ilmu tentang gerbang logika AND, NOT dan NOR.
Langsung saja ya kita mulai hehe ..


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. Gerbang Logika yang diterapkan dalam Sistem Elektronika Digital pada dasarnya menggunakan Komponen-komponen Elektronika seperti Integrated Circuit (IC), Dioda, Transistor, Relay, Optik maupun Elemen Mekanikal

1. Gerbang Logika AND 

Gerbang Logika AND merupakan salah satu gerbang logika dasar yang memiliki dua buah saluran masukan (input) atau lebih dan sebuah saluran keluaran (output). Suatu gerbang AND akan menghasilkan sebuah keluaran biner tergantung dari kondisi masukan dan fungsinya. Gerbang AND memerlukan 2 atau lebih Masukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 Keluaran (Output). Gerbang AND akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1 jika semua masukan (Input) bernilai Logika 1 dan akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 0 jika salah satu dari masukan (Input) bernilai Logika 0. Simbol yang menandakan Operasi Gerbang Logika AND adalah tanda titik (“.”) atau tidak memakai tanda sama sekali. Contohnya : Z = X.Y atau Z = XY.

Contoh Soal

1.      Buatlah sebuah rangkaian logika dengan menggunakan hanya gerbang logika AND. Diketahui 10001110 -> 1011 (Input -> Output). Jelaskan rangkaian yang telah dibuat dengan secara lengkap!

Jawab :

Analisis :

Rangkaian logika diatas terdiri dari 8 input yaitu 10001110 dengan menggunakan gerbang logika AND dan 4 output yaitu 1011. Rangkaian tersebut dibuat dalam software Proteus 8 Professional. Untuk membuat rangkaian tersebut diperlukan 8 komponen yaitu LOGICSTATE sebagai input, LOGICPROBE (BIG) sebagai output dan 7408(AND) sebagai komponen utama dalam rangkaian tersebut. Gerbang logika AND seperti pada perkalian yaitu pertama ketika menginputkan 1 dan 0 maka hasilnya adalah 0, kedua ketika menginputkan 0 dan 1 maka hasilnya adalah 0, ketiga ketika menginputkan 1 dan 1 maka hasilnya adalah 1 dan terakhir ketika menginputkan 0 dan 0 maka hasilnya adalah 0.

2.      Buatlah rangkaian logika menggunakan minimal 6 gerbang logika AND. Sehingga menghasilkan 4 lampu menyala dan hanya 2 lampu yang mati. Jelaskan rangkaian yang telah dibuat dengan secara lengkap!

Jawab :

Analisis :

Rangkaian logika diatas terdiri dari 6 gerbang logika AND yang harus menghasilkan 4 lampu menyala dan hanya 2 lampu yang mati. Untuk itu, pada rangkaian diatas menggunakan 6 buah LED dengan warna LED yang diinginkan. Adapun ketentuan pada LED tersebut yaitu jika lampu ingin menyala maka outputnya harus bernilai 1 (memiliki arus listrik) dan sebaliknya jika lampu ingin mati maka outputnya harus bernilai 0 (tidak memiliki arus listrik). Maka dapat disimpulakan bahwa dalam rangkaian tersebut outputnya bernilai 111100. Dimana 1 adalah POWER sedangkan 0 adalah GROUND, untuk komponent POWER dan GROUND berada pada Terminals Mode. Sebenarnya rangkaian ini tidak berbeda jauh cara bekerjanya seperti pada rangkaian pertama. 

3.      Dari soal nomor 2, Implementasikan dengan menggunakan IC TTL gerbang logika AND!

Jawab :

Analisis :

Gambar diatas merupakan implementasi dari rangkaian nomor 2 atau bisa disebut rangkaian PCB Layout dari Schematic Signature yang telah dibuat pada rangkaian nomor 2.

Setelah membuat rangkaian pada schematic seperti pada nomor 2 selanjutnya kita harus membuat rangkaian pada PCB layout. Pada PCB Layout kita tinggal memasukkan komponen-komponen yang digunakan pada schematic rangkaian nomor 2 dengan klik kanan kemudian klik place lalu klik component dan masukkan semua komponen pada layout dimulai dari U1, U2, D1, D2, D3, D4, D5 dan D6. Ketika memasukkan semua LED (D1, D2, D3, D4, D5 dan D6) pada layout ubahlah LED tersebut menjadi LED Package.  Kemudian buatlah jalur-jalurnya dengan memilih Track Mode, namun bila kita ingin membuat layout secara otomatis pilihlah Auto-Router, dan untuk melihat gambar 3d-nya kita hanya tinggal memilih “3d visualizer” dan akan keluar seperti pada gambar kedua diatas. Dalam membuat PCB layout sebaiknya jangan membuat schematic yang terlalu rumit atau acak-acakan dan jangan menjadikan output sebagai input kembali supaya rangkaian pada PCB layout tidak ada missing dan DRC error. Dengan demikian jika layout tersebut kita pasang komponen maka sudah dapat dipastikan akan ada 4 LED yang menyala dan 2 LED mati (tidak menyala) sebagaimana schematic dalam rangkaian nomor 2. 

2.    Gerbang Logika NOT

Gerbang NOT hanya memerlukan sebuah Masukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 Keluaran (Output). Gerbang NOT disebut juga dengan Inverter (Pembalik) karena menghasilkan Keluaran (Output) yang berlawanan (kebalikan) dengan Masukan atau Inputnya. Berarti jika kita ingin mendapatkan Keluaran (Output) dengan nilai Logika 0 maka Input atau Masukannya harus bernilai Logika 1. Gerbang NOT biasanya dilambangkan dengan simbol minus (“-“) di atas Variabel Inputnya.

  Contoh Soal

1.      Buatlah sebuah rangkaian logika dengan menggunakan hanya gerbang logika NOT. Diketahui 1 à 1010011 (Input à Output). Jelaskan rangkaian yang telah dibuat dengan secara lengkap!

Jawab :

Analisis :

Rangkaian logika diatas terdiri dari 1 input yaitu 1 dengan menggunakan gerbang logika NOT dan 7 output yaitu 1010011. Rangkaian tersebut dibuat dalam software Proteus 8 Professional. Untuk membuat rangkaian tersebut diperlukan 1 komponen yaitu LOGICSTATE sebagai input, 7 komponen LOGICPROBE (BIG) sebagai output dan 7404(NOT) sebagai komponen utama dalam rangkaian tersebut. Gerbang logika NOT seperti kebalikan yaitu  ketika menginputkan 1 maka hasilnya adalah 0, dan ketika menginputkan 0 maka hasilnya adalah 1.

2.      Buatlah rangkaian logika menggunakan minimal 6 gerbang logika NOT. Sehingga menghasilkan 4 lampu menyala dan hanya 2 lampu yang mati. Jelaskan rangkaian yang telah dibuat dengan secara lengkap!

Jawab :

Analisis :

Rangkaian logika diatas terdiri dari 10 gerbang logika NOT yang harus menghasilkan 4 lampu menyala dan 2 lampu yang mati. Untuk itu, pada rangkaian diatas menggunakan 6 buah LED dengan warna LED yang diinginkan. Adapun ketentuan pada LED tersebut yaitu jika lampu ingin menyala maka outputnya harus bernilai 1 (memiliki arus listrik) dan sebaliknya jika lampu ingin mati maka outputnya harus bernilai 0 (tidak memiliki arus listrik). Maka dapat disimpulakan bahwa dalam rangkaian tersebut outputnya bernilai 111100. Dimana 1 adalah POWER sedangkan 0 adalah GROUND, untuk komponent POWER dan GROUND berada pada Terminals Mode. Sebenarnya rangkaian ini tidak berbeda jauh cara bekerjanya seperti rangkaian pertama.

3.      Dari soal nomor 2, Implementasikan dengan menggunakan IC TTL gerbang logika NOT!

Jawab :

Analisis :

Gambar diatas merupakan implementasi dari rangkaian nomor 2 atau bisa disebut rangkaian PCB Layout dari Schematic Signature yang telah dibuat pada rangkaian nomor 2.

Setelah membuat rangkaian pada schematic seperti pada nomor 2 selanjutnya kita harus membuat rangkaian pada PCB layout. Pada PCB Layout kita tinggal memasukkan komponen-komponen yang digunakan pada schematic rangkaian nomor 2 dengan klik kanan kemudian klik place lalu klik component dan masukkan semua komponen pada layout dimulai dari U1, U2, D1, D2, D3, D4, D5 dan D6. Ketika memasukkan semua LED (D1, D2, D3, D4, D5 dan D6) pada layout ubahlah LED tersebut menjadi LED Package.  Kemudian buatlah jalur-jalurnya dengan memilih Track Mode, namun bila kita ingin membuat layout secara otomatis pilihlah Auto-Router, dan untuk melihat gambar 3d-nya kita hanya tinggal memilih “3d visualizer” dan akan keluar seperti pada gambar kedua diatas. Dalam membuat PCB layout sebaiknya jangan membuat schematic yang terlalu rumit atau acak-acakan dan jangan menjadikan output sebagai input kembali supaya rangkaian pada PCB layout tidak ada missing dan DRC error. Dengan demikian jika layout tersebut kita pasang komponen maka sudah dapat dipastikan akan ada 4 LED yang menyala dan 2 LED mati (tidak menyala) sebagaimana schematic dalam rangkaian nomor 2.

3. Gerbang Logika NOR

NOR adalah NOT OR atau BUKAN OR, Gerbang NOR merupakan kombinasi dari Gerbang OR dan Gerbang NOT yang menghasilkan kebalikan dari Keluaran (Output) Gerbang OR. Gerbang NOR akan menghasilkan Keluaran Logika 0 jika salah satu dari Masukan (Input) bernilai Logika 1 dan jika ingin mendapatkan Keluaran Logika 1, maka semua Masukan (Input) harus bernilai Logika 0.

 

 

Contoh Soal

1.      Buatlah sebuah rangkaian logika dengan menggunakan hanya gerbang logika NOR. Diketahui 101111001 à 11100 (Input à Output). Jelaskan rangkaian yang telah dibuat dengan secara lengkap!

Jawab :

Analisis :

Rangkaian logika diatas terdiri dari 9 input yaitu 101111001 dengan menggunakan gerbang logika NOR dan 5 output yaitu 11100. Rangkaian tersebut dibuat dalam software Proteus 8 Professional. Untuk membuat rangkaian tersebut diperlukan 9 komponen yaitu LOGICSTATE sebagai input, LOGICPROBE (BIG) sebagai output dan 7402(NOR) sebagai komponen utama dalam rangkaian tersebut. Gerbang logika NOR memiliki ketentuan yaitu pertama ketika menginputkan 1 dan 0 maka hasilnya adalah 0, kedua ketika menginputkan 0 dan 1 maka hasilnya adalah 0, ketiga ketika menginputkan 1 dan 1 maka hasilnya adalah 0 dan terakhir ketika menginputkan 0 dan 0 maka hasilnya adalah 1.

2.      Buatlah rangkaian logika menggunakan minimal 6 gerbang logika NOR. Sehingga menghasilkan 2 lampu menyala dan hanya 1 lampu yang mati. Jelaskan rangkaian yang telah dibuat dengan secara lengkap!

Jawab :

Analisis :

Rangkaian logika diatas terdiri dari 6 gerbang logika NOR yang harus menghasilkan 2 lampu menyala dan hanya 1 lampu yang mati. Untuk itu, pada rangkaian diatas menggunakan 3 buah LED dengan warna LED yang diinginkan. Adapun ketentuan pada LED tersebut yaitu jika lampu ingin menyala maka outputnya harus bernilai 1 (memiliki arus listrik) dan sebaliknya jika lampu ingin mati maka outputnya harus bernilai 0 (tidak memiliki arus listrik). Maka dapat disimpulakan bahwa dalam rangkaian tersebut outputnya bernilai 110. Dimana 1 adalah POWER sedangkan 0 adalah GROUND, untuk komponent POWER dan GROUND berada pada Terminals Mode. Sebenarnya rangkaian ini tidak berbeda jauh cara bekerjanya seperti pada rangkaian pertama.

3.      Dari soal nomor 2, Implementasikan dengan menggunakan IC TTL gerbang logika NOR!

Jawab :

 Analisis :

Gambar diatas merupakan implementasi dari rangkaian nomor 2 atau bisa disebut rangkaian PCB Layout dari Schematic Signature yang telah dibuat pada rangkaian nomor 2.

Setelah membuat rangkaian pada schematic seperti pada nomor 2 selanjutnya kita harus membuat rangkaian pada PCB layout. Pada PCB Layout kita tinggal memasukkan komponen-komponen yang digunakan pada schematic rangkaian nomor 2 dengan klik kanan kemudian klik place lalu klik component dan masukkan semua komponen pada layout dimulai dari U1, U2, D1, D2, dan D3. Ketika memasukkan semua LED (D1, D2, dan D3) pada layout ubahlah LED tersebut menjadi LED Package.  Kemudian buatlah jalur-jalurnya dengan memilih Track Mode, namun bila kita ingin membuat layout secara otomatis pilihlah Auto-Router, dan untuk melihat gambar 3d-nya kita hanya tinggal memilih “3d visualizer” dan akan keluar seperti pada gambar kedua diatas. Dalam membuat PCB layout sebaiknya jangan membuat schematic yang terlalu rumit atau acak-acakan dan jangan menjadikan output sebagai input kembali supaya rangkaian pada PCB layout tidak ada missing dan DRC error. Dengan demikian jika layout tersebut kita pasang komponen maka sudah dapat dipastikan akan ada 2 LED yang menyala dan 1 LED mati (tidak menyala) sebagaimana schematic dalam rangkaian nomor 2.

  

 

Mohon kritik dan saran yang membangun agar saya dapat memperbaiki blog selanjutnya. Terima Kasih mohon maaf apabila ada kesalahan semoga bermanfaat :).