ELECTRICAL ENGINEERING: 4.4 universal gates

alat ukur elektronik yang dapat memetakan atau memproyeksikan sinyal listrik dan frekuensi menjadi gambar grafik agar dapat dibaca dan mudah dipelajari. Dengan menggunakan Osiloskop, kita dapat mengamati dan menganalisa bentuk gelombang dari sinyal listrik atau frekuensi dalam suatu rangkaian Elektronika.

3. Sumber tegangan AC (VSINE)

Berfungsi sebagai sumber tegangan AC pada rangkaian.

4. Voltmeter

Difungsikan guna mengukur besarnya tegangan listrik yang terdapat dalam suatu rangkaian listrik. Dimana, untuk penyusunannya dilakukan secara paralel sesuai pada lokasi komponen yang sedang diukur.

2.2. Bahan [Daftar]

1. Resistor

Resistor berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian elektronika. Cara menghitung nilai dari resistor yaitu dengan melihat warna pita dari resistor tersebut. Umumnya resistor memiliki 4 sampai 6 pita.

Datasheet Resistor

2. Relay

Fitur:

1. Tegangan pemicu (tegangan kumparan) 5V

2. Arus pemicu 70mA

3. Maksimum beban AC 10A @ 250/125V

4. Maksimum beban DC 10A @ 30?28V

5. Switching maksimum 300 operasi/menit

Datasheet Relay

3. Dioda 1N4001

Berfungsi untuk penyearah arus pada rangkaian. Pada rangkaian ini dioda digunakan untuk mencegah arus balik masuk ke output sensor dan opamp, serta untuk mencegah tegangan yang tinggi akibat arus balik kumparan relay.

Fitur:

1. Arus maju rata-rata 1A

2. Arus puncak non-repetitif 30A

3. Arus balik 5uA

4.Tegangan balik RMS 35V

5. Tegangan balik repetitif 50V

Datasheet Dioda 1N4001

4. LED

Berfungsi untuk lampu indikator penanda ada arus pada rangkaian.

Datasheet LED

5. Gerbang Logika NAND (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 derjat

Kiasaran suhu penyimpanan: -65 derjat sampai 150 derjat celcius

Konfiugurasi 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

Data Sheet IC 7400

6. Transistor NPN (BC548/BC547)

Berfungsi sebagai penguat, sebagai pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal. Pada rangkaian water level sensor ini transistor hanya digunakan sebagai saklar, dengan adanya arus di base maka transistor akan "on" sehingga akan ada arus dari kolektor ke emitor.

Fitur:

1. DC Current gain(hfe) maksimal 800

2. Arus Collector kontinu(lc) 100mA

3. Tegangan Base-Emitter(Vbe) 6v

4. Arus Base(Ib) maksimal 5mA

Datasheet Transistor

7. Gerbang Logika NOR (IC 7402)

IC 7402 merupakan ic yang dibangun dari gerbang logika dasar NOR. Gerbang NOR atau juga bisa disebut dengan pembalik (inverter) memiliki fungsi membalik logika tegangan inputnya pada outputnya.

Spesifikasi:

Tegangan Suply: 7 V

Tegangan input: 5.5 V

Beroperasi pada suhu udara 0 sampai +70 derjat

Kiasaran suhu penyimpanan: -65 derjat sampai 150 derjat celcius.

Konfiugurasi pin:

- Vcc : Kaki 14

- GND : Kaki 7

- Input : Kaki 2, 3, 6, 8, 9, 11, dan 12

- Output : Kaki 1, 4, 10, dan 13

Data Sheet IC 7402:

8. Potensiometer

Potensiometer (POT) adalah salah satu jenis Resistor yang Nilai Resistansinya dapat diatur sesuai dengan kebutuhan Rangkaian Elektronika ataupun kebutuhan pemakainya.

9. Motor DC

Digunakan sebagai output pada rangkaian.

Grafik Motor DC :

10. Lampu LED

Lampu adalah sumber cahaya buatan yang dihasilkan melalui penyaluran arus listrik melalui filamen yang kemudian memanas dan menghasilkan cahaya.

11. Swicth SPDT

Saklar atau lebih tepatnya adalah Saklar listrik adalah suatu komponen atau perangkat yang digunakan untuk memutuskan atau menghubungkan aliran listrik. Saklar yang dalam bahasa Inggris disebut dengan Switch ini merupakan salah satu komponen atau alat listrik yang paling sering digunakan. Hampir semua peralatan Elektronika dan Listrik memerlukan Saklar untuk menghidupkan atau mematikan alat listrik yang digunakan.

12. Battery

Sumber tegangan terbagi menjadi dua yaitu sumber tegangan AC (arus bolak-balik) dan DC (arus searah), yang berfungsi sebagai penghasil tegangan pada rangkaian.Pada rangkaian ini menggunakan sumber tegangan DC.

Spesifikasi battery yang digunakan : 12V

Data Sheet Battery:

3. Dasar Teori [Daftar]

1. Resistor

Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan hukum Ohm:

V = I R

Resistor digunakan sebagai bagian dari rangkaian elektronik dan sirkuit elektronik, dan merupakan salah satu komponen yang paling sering digunakan. Resistor dapat dibuat dari bermacam-macam komponen dan film, bahkan kawat resistansi (kawat yang dibuat dari paduan resistivitas tinggi seperti nikel-kromium).
Karakteristik utama dari resistor adalah resistansinya dan daya listrik yang dapat dihantarkan. Karakteristik lain termasuk koefisien suhu, derau listrik (noise), dan induktansi.

Cara membaca nilai resistor

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).

5. Gelang terakhir merupakan nilai toleransi dari resistor.

Contohnya sebagai berikut :

2. Relay

Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch). Relay menggunakan Prinsip Elektromagnetik untuk menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh, dengan Relay yang menggunakan Elektromagnet 5V dan 50 mA mampu menggerakan Armature Relay (yang berfungsi sebagai saklarnya) untuk menghantarkan listrik 220V 2A.

Ada besi atau yang disebut dengan nama inti besi dililit oleh sebuah kumparan yang berfungsi sebagai pengendali. Sehingga kumparan kumparan yang diberikan arus listrik maka akan menghasilkan gaya elektromagnet. Gaya tersebut selanjutnya akan menarik angker untuk pindah dari biasanya tutup ke buka normal. Dengan demikian saklar menjadi pada posisi baru yang biasanya terbuka yang dapat menghantarkan arus listrik. Ketika armature sudah tidak dialiri arus listrik lagi maka ia akan kembali pada posisi awal, yaitu normal close.

Fitur:

1. Tegangan pemicu (tegangan kumparan) 5V

2. Arus pemicu 70mA

3. Beban maksimum AC 10A @ 250 / 125V

4. Maksimum baban DC 10A @ 30 / 28V

5. Switching maksimum

3. Dioda IN4001

Dioda adalah komponen yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Sebuah Dioda dibuat dengan menggabungkan dua bahan semi-konduktor tipe-P dan semi-konduktor tipe-N. Ketika dua bahan ini digabungkan, terbentuk lapisan kecil lain di antaranya yang disebut depletion layer. Ini karena lapisan tipe-P memiliki hole berlebih dan lapisan tipe-N memiliki elektron berlebih dan keduanya mencoba berdifusi satu sama lain membentuk penghambat resistansi tinggi antara kedua bahan seperti pada gambar di bawah ini. Lapisan penyumbatan ini disebut depletion layer.

Ketika tegangan positif diterapkan ke Anoda dan tegangan negatif diterapkan ke Katoda, dioda dikatakan dalam kondisi bias maju. Selama keadaan ini tegangan positif akan memompa lebih banyak hole ke daerah tipe-P dan tegangan negatif akan memompa lebih banyak elektron ke daerah tipe-N yang menyebabkan depletion layer hilang sehingga arus mengalir dari Anoda ke Katoda. Tegangan minimum yang diperlukan untuk membuat dioda bias maju disebut forward breakdown voltage.

Jika tegangan negatif diterapkan ke anoda dan tegangan positif diterapkan ke katoda, dioda dikatakan dalam kondisi bias terbalik. Selama keadaan ini tegangan negatif akan memompa lebih banyak elektron ke material tipe-P dan material tipe-N akan mendapatkan lebih banyak hole dari tegangan positif yang membuat depletion layer lebih besar dan dengan demikian tidak memungkinkan arus mengalir melaluinya. Kondisi ini hanya terjadi pada dioda yang ideal, kenyataannya arus yang kecil tetap dapat mengalir pada bias terbalik dioda.

Dioda dapat dibagi menjadi beberapa jenis:

1. Dioda Penyearah (Dioda Biasa atau Dioda Bridge) yang berfungsi sebagai penyearah arus AC ke arus DC.

2. Dioda Zener yang berfungsi sebagai pengaman rangkaian dan juga sebagai penstabil tegangan. 3. Dioda LED yang berfungsi sebagai lampu Indikator ataupun lampu

4. Dioda Photo yang berfungsi sebagai sensor cahaya. 5. Dioda Schottky yang berfungsi sebagai Pengendali

Karakteristik arus dan tegangan dioda

Di kuadran pertama dioda beroperasi dalam mode Forward Biased dan di kuadran ketiga dioda beroperasi dalam mode Reverse Biased dan Break Down. Sumbu X dari grafik menunjukkan tegangan melintasi dioda dan sumbu Y menunjukkan arus melalui Dioda, Selama mode bias maju dioda melewatkan arus hanya ketika tegangan yang melintasi dioda (VD) lebih besar dari 0.5V, ini adalah nilai tegangan maju Dioda untuk dioda silikon dan tegangan bisa sampai 0.7V seperti yang ditunjukkan pada grafik di atas.

Selama Reverse bias, tegangan melintasi dioda berada dalam potensial negatif sehingga arus juga ditampilkan dalam arah negatif. Di sini dioda tidak melewatkan arus atau bernilai kecil mengalir melewatinya sampai tegangan rusaknya (VBD) tercapai.

4. LED

LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. 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. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).

Tegangan maju LED

5. Transistor

Transistor PNP

Pada transistor PNP, semikonduktor tipe-N diapit oleh dua semikonduktor tipe-P. Transistor PNP juga dapat dibentuk dengan menghubungkan katoda dari dua dioda sebagai base dan anoda sebagai kolektor dan emitor. Hubungan emitter-base foward bias sementara collector-base reverse bias. Jadi, arus mengalir dari emitor ke kolektor karena potensial emitor lebih besar daripada base dan kolektor.

Transistor NPN

Pada transistor NPN, semikonduktor tipe-P diapit oleh dua semikonduktor tipe-N. Transistor NPN juga dapat dibentuk dengan menghubungkan anoda dari dua dioda sebagai base dan katoda sebagai kolektor dan emitor. Arus mengalir dari kolektor ke emitor karena potensial kolektor lebih besar daripada base dan emitor.

Transistor sebagai saklar

Jika ada arus yang cukup besar di kaki basis, transistor akan mencapai titk jenuh (saturasi). Pada titk jenuh ini transistor mengalirkan arus secara maksimum dari kolektor ke emitor sehingga transistor seolah-olah short pada hubungan kolektor- emitor. Jika arus base sangat kecil maka kolektor dan emitor bagaikan saklar yang terbuka. Pada kondisi ini transistor dalam keadaan cut-off sehingga tidak ada arus dari kolektor ke emitor. Nilai resistor terhubung ke base (Rb) dapat dihitung dengan; Rb = Vbe / Ib

Transistor sebagai penguat

Transistor sebagai penguat jika bekerja dalam daerah aktif. Tegangan, arus, dan daya dapat diperkuat dengan beberapa konfigurasi seperti common emitter, common colector, dan common base. DC Current Gain = Collector Current (Ic) / Base Current (Ib)

Transistor sebagai penguat

6. Gerbang Logika NAND (IC 7400)

Gerbang OR, AND dan NOT adalah tiga gerbang logika dasar karena keduanya dapat digunakan untuk membangun rangkaian logika untuk ekspresi Boolean yang diberikan. Gerbang NOR dan NAND memiliki properti yang masing-masing dapat digunakan untuk mengimplementasikan perangkat keras rangkaian logika yang sesuai dengan ekspresi Boolean yang diberikan. Artinya, dimungkinkan untuk menggunakan hanya gerbang NAND atau hanya gerbang NOR untuk mengimplementasikan ekspresi Boolean apa pun.

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.

Transistor Gerbang NAND

Secara sederhana, gerbang logika NAND 2 input dapat dibangun menggunakan RTL Resistor-transistor Switch yang terhubung bersama degan input yang terhubung langsung ke basis transistor, dimana transistor harus dalam keadaan cut-off "MATI" untuk keluaran Q.

Gerbang logika NAND dapat menghasilkan fungsi logis yang diinginkan dengan simbol berupa gerbang AND standar dengan tambahan lingkaran (biasa juga disebut sebagai "Gelembung Inversi" pada bagian output yang mana mewakili gerbang NOT) yang disebut sebagai operasi logika NAND.

Jenis Gerbang Logika NAND:

Gerbang logika NAND 4-Input

Berdasarkan gambar diatas ekspresi Boolean untuk gerbang NAND 4 input yaitu :

Q = A.B.C.D

Gerbang NAND "Universal"

Gerbang logika NAND umumnya disebut juuga sebagai gerbang universal, hal ini dikarenakan gerbang NAND merupakan gerbang yang paling umum digunakan. Disamping itu, gerbang NAND juga dapat menghasilkan semua gerbang logika lainnya sehingga dalam praktiknya gerbang NAND dapat membentuk rangkaian logika paling praktis.

Berikut contoh rangkaianya:

Data Sheet Gerbang NAND(IC 7400):

7. Gerbang Logika NOR (IC 7402)

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

Gerbang NOR 4 Input

Berdasarkan gambar diatas ekspresi Boolean untuk gerbang NOR 4 input yaitu :

Q = A+B+C+D

Gerbang NOR "Universal"

Seperti hanya gerbang logika NAND, gerbang NOR umumnya disebut juuga sebagai gerbang universal, hal ini dikarenakan gerbang NOR dapat menghasilkan berbagai jenis gerbang logika lainnya seperti halnya gerbang NAND. Dengan menghubungkannya secara bersama-sama, maka gerbang NOR juga dapat membentuk 3 gerbang logika dasar yaitu gerbang AND, OR, dan NOT. Berikut contoh rangkaiannya:

Data Sheet NOR(IC 7402):

8. Logic State

status logika Pengertian logis, benar atau salah, dari sinyal biner yang diberikan. Sinyal biner adalah sinyal digital yang hanya memiliki dua nilai yang valid. Dalam istilah fisik, pengertian logis dari sinyal biner ditentukan oleh level tegangan atau nilai arus sinyal, dan ini pada gilirannya ditentukan oleh teknologi perangkat. Dalam sirkuit TTL, misalnya, keadaan sebenarnya diwakili oleh logika 1, kira-kira sama dengan +5 volt pada garis sinyal; logika 0 kira-kira 0 volt. Tingkat tegangan antara 0 dan +5 volt dianggap tidak ditentukan.

9. Switch

Pada dasarnya, sebuah Saklar sederhana terdiri dari dua bilah konduktor (biasanya adalah logam) yang terhubung ke rangkaian eksternal, Saat kedua bilah konduktor tersebut terhubung maka akan terjadi hubungan arus listrik dalam rangkaian. Sebaliknya, saat kedua konduktor tersebut dipisahkan maka hubungan arus listrik akan ikut terputus.

Saklar yang paling sering ditemukan adalah Saklar yang dioperasikan oleh tangan manusia dengan satu atau lebih pasang kontak listrik. Setiap pasangan kontak umumnya terdiri dari 2 keadaan atau disebut dengan “State”. Kedua keadaan tersebut diantaranya adalah Keadaan “Close” atau “Tutup” dan Keadaan “Open” atau “Buka”. Close artinya terjadi sambungan aliran listrik sedangkan Open adalah terjadinya pemutusan aliran listrik.

Cara Kerja Saklar/Switch Listrik

Berdasarkan dua keadaan tersebut, Saklar pada umumnya menggunakan istilah Normally Open (NO) untuk Saklar yang berada pada keadaan Terbuka (Open) pada kondisi awal. Ketika ditekan, Saklar yang Normally Open (NO) tersebut akan berubah menjadi keadaan Tertutup (Close) atau “ON”. Sedangkan Normally Close (NC) adalah saklar yang berada pada keadaan Tertutup (Close) pada kondisi awal dan akan beralih ke keadaan Terbuka (Open) ketika ditekan

Berikut ini adalah Simbol Saklar/Swicth berdasarkan jumlah Pole dan Throw-nya.

10. Battery

Spesifikasi battery : 12 V

Baterai adalah perangkat yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia dengan koneksi eksternal yang disediakan untuk memberi daya pada perangkat listrik seperti senter, ponsel, dan mobil listrik. Ketika baterai memasok daya listrik, terminal positifnya adalah katode dan terminal negatifnya adalah anoda. Terminal bertanda negatif adalah sumber elektron yang akan mengalir melalui rangkaian listrik eksternal ke terminal positif. Ketika baterai dihubungkan ke beban listrik eksternal, reaksi redoks mengubah reaktan berenergi tinggi ke produk berenergi lebih rendah, dan perbedaan energi-bebas dikirim ke sirkuit eksternal sebagai energi listrik. Secara historis istilah "baterai" secara khusus mengacu pada perangkat yang terdiri dari beberapa sel, namun penggunaannya telah berkembang untuk memasukkan perangkat yang terdiri dari satu sel. Kutub yang bertanda positif menandakan bahwa memiliki energi potensial yang lebih tinggi daripada kutub bertanda negatif. Kutub bertanda negatif adalah sumber elektron yang ketika disambungkan dengan rangkaian eksternal akan mengalir dan memberikan energi ke peralatan eksternal. Ketika baterai dihubungkan dengan rangkaian eksternal, elektrolit dapat berpindah sebagai ion didalamnya, sehingga terjadi reaksi kimia pada kedua kutubnya. Perpindahan ion dalam baterai akan mengalirkan arus listrik keluar dari baterai sehingga menghasilkan kerja. Meski sebutan baterai secara teknis adalah alat dengan beberapa sel, sel tunggal juga umumnya disebut baterai.

11. Lampu

Light Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor.

12. Motor DC

Terdapat dua bagian utama pada sebuah Motor Listrik DC, yaitu Stator dan Rotor. Stator adalah bagian motor yang tidak berputar, bagian yang statis ini terdiri dari rangka dan kumparan medan. Sedangkan Rotor adalah bagian yang berputar, bagian Rotor ini terdiri dari kumparan Jangkar. Dua bagian utama ini dapat dibagi lagi menjadi beberapa komponen penting yaitu diantaranya adalah Yoke (kerangka magnet), Poles (kutub motor), Field winding (kumparan medan magnet), ArmatureWinding (Kumparan Jangkar), Commutator (Komutator)dan Brushes (kuas/sikat arang).

Pada prinsipnya motor listrik DC menggunakan fenomena elektromagnet untuk bergerak, ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti

Untuk menggerakannya lagi, tepat pada saat kutub kumparan berhadapan dengan kutub magnet, arah arus pada kumparan dibalik. Dengan demikian, kutub utara kumparan akan berubah menjadi kutub selatan dan kutub selatannya akan berubah menjadi kutub utara. Pada saat perubahan kutub tersebut terjadi, kutub selatan kumparan akan berhadap dengan kutub selatan magnet dan kutub utara kumparan akan berhadapan dengan kutub utara magnet. Karena kutubnya sama, maka akan terjadi tolak menolak sehingga kumparan bergerak memutar hingga utara kumparan berhadapan dengan selatan magnet dan selatan kumparan berhadapan dengan utara magnet. Pada saat ini, arus yang mengalir ke kumparan dibalik lagi dan kumparan akan berputar lagi karena adanya perubahan kutub. Siklus ini akan berulang-ulang hingga arus listrik pada kumparan diputuskan.

4. Percobaan [Daftar]
4.1. Prosedur Percobaan [Daftar]

1. Siapkan semua alat dan bahan yang diperlukan

2. Disarankan agara membaca datasheet setiap komponen

3. Cari komonen yang diperlukan di library proteus

4. Pasang Gerbang logika, resistor , relay, motor dc, led, buzzer, logic dan power suply sesuai gambar rangkaian dibawah

5.Buat rangkaian gerbang logika sesuai dengan gambar pada teori diatas

6. Atur nilai resistor

7. Coba dijalankan rangkaian apabila ouput hidup(motor dc, led & lampu) maka rangkaian bisa digunakan

4.2. Rangkaian Simulasi [Daftar]

Gambar 1

Gambar 2

Gambar 3

Gambar 4

Gambar 5

Gambar 6

4.3. Prinsip Kerja [Daftar]

Prinsip kerja gambar rangkaian 1:

Apabila logic state berlogika 0 (LOW) maka akan masuk ke input gerbang logika NAND logika 0 sesuai dengan tabel kebenaran AND bahwa 0 dan 0 akan menghasilkan 0. Karena input 0 maka pada gerbang NAND terjadi pembalikan logika sehingga output gerbang NAND menjadi 1(HIGH) yang mana sesuai dengan tabel kebenaran gerbang NAND. Setelah berlogika 1 maka terukur tegangan pada basis transistor sebesar 4,7V dan sudah mengaktifkan transistor. Arus juga mengalir dari vcc masuk ke R3 dan menuju kaki collector transistor lalu terjadi percabangan arus yang mana masuk ke R1 dan R2. Arus dari R1 menuju ground sedangkan R2 menuju led sehingga LED menyala. Apabila logic state berlogika 1(HIGH) maka tidak ada arus yang mengalir dari output gerbang NAND.

Prinsip kerja gambar rangkaian 2:

Apabila switch 1 berlogika 1 (HIGH) dan switch 2 berlogika 1 (HIGH) maka akan masuk ke input gerbang logika NAND logika 1(HIGH) lalu terjadi pembalikan logika menjadi logika 0 di output gerbang NAND U1:A lalu output logika 0 (LOW) akan masuk ke input gerbang logika NAND U1:B yang mana outputnya berupa logika 1 (HIGH) sehingga terukur tegangan output dari U1:B sebesar 4.14V lalu masuk ke relay karena relay mendapatkan tegangan yag cukup maka coil relay akan berpindah ke sebelah kiri sehingga arus dari battrai dapat mengakir menuju lampu sehingga lampu menyala.

Apabila switch 1 berlogika 0 (LOW) dan switch 2 berlogika 1 (HIGH) maka output dari U1:B akan berlogika 0 (LOW) begitu juga dengan kedua switch berlogika 0 (LOW) maka tidak ada arus yang mengalir dari output U1:B sehingga lampu sebagai output tidak hidup.

Prinsip kerja gambar rangkaian 3:

Apabila input dari gerbang logika NAND U1:A berlogika 1 (HIGH) dan input dari gerbang logika NAND U1:B berlogika 0 (LOW) maka akan masuk logika 0 (LOW) ke input U1:C. ini sesuai dari output logika U1:A berlogika 0 (LOW) dan U1:B berlogika 1(HIGH). Karena logika 0 (LOW) masuk ke input U1:C maka outputnya akan menghasilkan logika 1 (HIGH) yang mana terukur tegangan outputnya sebesar 4.98 V lalu arus menuju R1 10k sehingga terukur tegangan pada basis transistor sebesar 0.82 V yang sudah mengaktifkan transistor. Karena transistor aktif maka arus mengalir dari sumber tegangan dc dan masuk ke relay sehingga relay aktif lalu menuju ke kaki collector transistor dan masuk ke ground. Karena relay aktif maka coil berpindah ke sebelah kiri dan menyebabkan motor dc berputar. Apabila inout gerbang logika NAND U1:A berlogika 1 (HIGH) dan U1:B berlogika 1 (HIGH) maka output dari U1:C akan tetap berlogika 1(HIGH) sedangkan jika U1:A berlogika 0 (LOW) dan U1:B berlogika 0 (LOW) maka output dari U1:C akan berlogika 0(LOW) ini sesuai dengan tabel kebenaran gerbang NAND itu sendiri.

Prinsip kerja gambar rangkaian 4

Apabila logic state berlogika 0 (LOW) maka akan masuk ke input gerbang logika NOR logika 0 sesuai dengan tabel kebenaran OR bahwa 0 atau 0 akan menghasilkan 0. Karena input 0 maka pada gerbang NOR terjadi pembalikan logika sehingga output gerbang NOR menjadi 1(HIGH) yang mana sesuai dengan tabel kebenaran gerbang NOR. Setelah berlogika 1 maka terukur tegangan pada basis transistor sebesar 4,7V dan sudah mengaktifkan transistor. Karena transistor aktiv maka arus juga mengalir dari vcc masuk ke R3 dan menuju kaki collector transistor lalu terjadi percabangan arus yang mana masuk ke R1 dan R2. Arus dari R1 menuju ground sedangkan R2 menuju led sehingga LED menyala. Apabila logic state berlogika 1(HIGH) maka tidak ada arus yang mengalir dari output gerbang NOR.

Prinsip kerja gambar rangkaian 5:

Apabila switch 1 berlogika 1 (HIGH) dan switch 2 berlogika 1 (HIGH) maka akan masuk ke input gerbang logika NOR berlogika 1(HIGH) lalu terjadi pembalikan logika menjadi logika 0 di output gerbang NOR U1:A. lalu output logika 0 (LOW) akan masuk ke input gerbang logika NOR U1:B yang mana outputnya berupa logika 1 (HIGH) sehingga terukur tegangan output dari U1:B sebesar 4.14V lalu masuk ke relay karena relay mendapatkan tegangan yag cukup maka coil relay akan berpindah ke sebelah kiri sehingga arus dari battrai dapat mengakir menuju lampu sehingga lampu menyala.

Apabila switch 1 berlogika 0 (LOW) dan switch 2 berlogika 1 (HIGH) maka output dari U1:B akan berlogika 1 (HIGH) jika kedua switch berlogika 0 (LOW) maka tidak ada arus yang mengalir dari output U1:B sehingga motor dc sebagai output tidak hidup

. Prinsip kerja gambar rangkaian 6:

Apabila input dari gerbang logika NOR U1:A berlogika 1 (HIGH) dan input dari gerbang logika NOR U1:B berlogika 1 (HIGH) maka akan masuk logika 0 (LOW) ke input U1:C. ini sesuai dari output logika U1:A berlogika 0 (LOW) dan U1:B berlogika 0 (LOW). Karena logika 0 (LOW) masuk ke input U1:C maka outputnya akan menghasilkan logika 1 (HIGH) yang mana terukur tegangan outputnya sebesar 4.98 V lalu arus menuju R1 10k sehingga terukur tegangan pada basis transistor sebesar 0.82 V yang sudah mengaktifkan transistor. Karena transistor aktif maka arus mengalir dari sumber tegangan dc dan masuk ke relay sehingga relay aktif lalu menuju ke kaki collector transistor dan masuk ke ground. Karena relay aktif maka coil berpindah ke sebelah kiri dan menyebabkan motor dc berputar. Apabila input gerbang logika NOR U1:A berlogika 1 (HIGH) dan U1:B berlogika 0 (LOW) maka output dari U1:C akan berlogika 0(LOW) sedangkan jika U1:A berlogika 0 (LOW) dan U1:B berlogika 0 (LOW) maka output dari U1:C akan berlogika 0(LOW) ini sesuai dengan tabel kebenaran gerbang NOR itu sendiri.

4.4. Video [Daftar]

Video Rangkaian 1

Video Rangkaian 2

Video Rangkaian 3

Video Rangkaian 4

Video Rangkaian 5

Video Rangkaian 6

4.5 Example [Daftar]

1. Buatlah rangkaian gerbang NAND yang dinyatakan dalam Y=A.B !

Jawab :

2. Buatlah rangkaian dari salah satu implementasi gerbang logika dasar hanya menggunakan gerbang NOR !

Jawab :

4.6 Download File [Daftar]
HTML disini
Rangkaian Simulasi 1 disini
Rangkaian Simulasi 2 disini
Rangkaian Simulasi 3 disini
Rangkaian Simulasi 4 disini
Rangkaian Simulasi 5 disini
Rangkaian Simulasi 6 disini
Video Rangkaian 1 disini
Video Rangkaian 2 disini
Video Rangkaian 3 disini
Video Rangkaian 4 disini
Video Rangkaian 5 disini
Video Rangkaian 6 disini
Datasheet Resistor disini
Datasheet Relay disini
Datasheet Gerbang Nand (IC 7400) disini
Datasheet Gerbang Nor (IC 7402) disini
Datasheet LED disini
Datasheet Transistor disini
Datasheet MotorDC disini

ELECTRICAL ENGINEERING

dropdown

4.4 universal gates

Tidak ada komentar:

Posting Komentar