Gerbang Logika AND OR NOT

 Nama : Delima Rizky Puspita 

Kelas : X Multimedia 4 

Absen : 12

Gerbang Logika dasar (Logic Gates) adalah sebuah rangkaian terpadu (Integrated Circuit) yang disusun dari komponen Transistor Logic (TTL) untuk melakukan pengolahan data dari beberapa input dan menghasilkan 1 output. 

Gerbang Logika dioperasikan berdasarkan metode sistem bilangan biner yaitu bilangan yang hanya memiliki 2 simbol angka yakni 0 dan 1 dengan menggunakan pendekatan Teori Aljabar Boolean. Digunakannya metode sistem bilangan biner karena kemudahan dalam mengkonversi kondisi tegangan yang naik turun (high and low) dengan persamaan 0 dan 1

Gerbang Logika yang digunakan dalam teknik Digital pada dasarnya menggunakan komponen Elektronika seperti Integrated Circuit (IC), Dioda, Transistor, dan bahan semikonduktor lainnya

1. Relasi gerbang logika dengan teknik elektronika digital 

Gerbang logika secara fisik adalah komponen elektronika yang bekerja berdasarkan logika 0 dan 1 (diidentikan kondisi sinyal listrik LOW dan HIGH atau OFF dan ON atau TUTUP dan BUKA ( mana saja yang anda suka, tapi itulah logika).

Pada mulanya komponen semikonduktor yang dipakai adalah transistor sebagai switch (saklar elektronika). Kondisi output 0 dan 1 dapat dipicu berdasarkan input dengan sinyal level tertentu.

Kondisi OUTPUT 0 dan 1 (LOW HIGH) ternyata dapat diprogram, tergantung INPUT. Jika hanya 1 Input, maka output hanya menghasilkan 2 kondisi 0 atau 1. Jika 2 Input maka Output adalah ekponensial (2n n= input). Contoh: 2 input menghasilkan output 22 = 4 kombinasi. Jika 3 input maka output 23 = 8 kombinasi, dan seterusnya.

Hal ini sangat menarik ilmuwan meneliti berbagai kemungkinan logika yang bisa terjadi, hingga akhirnya ditemukan istilah Digital (digit) untuk menggambarkan kondisi elektronika dengan Bit dalam istilah matematika biner.

Supaya gerbang logika ini berfungsi sesuai harapan, maka digunakanlah ilmu matematika yang disebut TeoreMa Aljabar Boolean dimana sinyal LOW atau HIGH diwakili angka 0 dan 1 sehingga proses perancangan rangkaian logika digital dapat menghasilkan output yang bermakna.

Ketika berbicara tentang komputer dan turunannya, rasanya kurang afdol kalau tidak berbicara tentang sinyal listrik analog dan digital.

Digital sendiri berkonotasi sebagai sinyal listrik yang dari awal mulanya berbentuk sinus (analog) kemudian dirubah menjadi sinyal listrik berbentuk kotak (square) dimana perubahan sinyal naik turunnya mewakili hanya 2 kondisi, yaitu LOW dan HIGH.

Kondisi LOW dan HIGH bisa diterjemahkan sebagai kondisi 0 dan 1, OFF dan ON. Pada praktiknya, kondisi LOW dan HIGH atau 0 dan 1 dapat dimanipulasi dengan hanya merubah tegangan 0 Volt ke 5 Volt. (lihat gambar diatas)

Dengan mengkonversi sinyal sinus ke square, ini merupakan penemuan paling jenius karena cikal bakal analog to digital sudah menemukan jalannya

Kata kunci disini adalah Konversi dari sinyal listrik analog ke sinyal digital. Fungsi utama merubah sinyal analog ke digital adalah tingkat akurasi yang tinggi karena sinyal selalu tetap dan konstan sehingga kondisi 0 dan 1 dapat dimanipulasi menjadi data yang bermakna.

Supaya menjadi data yang bermakna, maka perlu adanya sebuah rangkaian logika yang dapat diprogram agar output (keluaran) sesuai harapan. Oleh sebab itu, hari ini kita belajar gerbang logika.

Transistor yang dulu digunakan untuk proses manipulasi logika disebut Transistor Transistor Logic, dimana TTL ini memiliki jumlah yang sangat banyak untuk memproses logika.

Simbol transistor. Berbagai bentuk transistor. Untuk keperluan umum, tipe transistor yang paling sering dipakai bertipe NPN atau PNP

Sekarang, TTL sudah digantikan oleh IC (Integrated Circuit) dimana proses logika dan switchingnya lebih cepat, lebih kecil dan hemat daya dan lebih powerfull.

Sebagai perbandingan, Procesor i7-7900XE, buatan tahun 2017 didalamnya terdapat sekitar 10 Milyar transistor.

Ada 3 gerbang logika dasar sebagai cikal bakal berkembangnya teknologi digital seperti sekarang ini.

2. Gerbang logika AND simbol dan tabel kebenaran

Gerbang logika AND mempunyai dua atau lebih sinyal masukan tetapi hanya satu sinyal keluaran. Gerbang AND mempunyai sifat bila sinyal keluaran ingin HIGH (1) maka semua sinyal masukan harus dalam keadaan HIGH (1). Jika ada salah satu input bernilai 0, maka output akan 0.

Persamaan Aljabar Boolean X = A . B = B . A

Contoh Komponen elektronika dari gerbang AND adalah IC 74HC08, sebuah chip yang didalamnya terdapat 4 gerbang AND dengan 2 input. Variannya cukup banyak, ada yang DIP,DIL dan SMD.

Oiya, dipasaran, IC 74HC08 bisa jadi sebutannya beda-beda, ada 7408 aja, ada SN7408, ada 74LS08. Kesemuanya sama fungsinya, yang membedakan adalah segi fisik, range tegangan, dan yang pasti pabrik pembuatnya.

Seperti terlihat di gambar 2 datasheet IC 74HC08 memiliki 14 pin (kaki). Pin 14 adalah VCC (tegangan+) dan pin 7 adalah GND (ground, tegangan-) dari baterai atau power supply. Pada datasheet juga ada informasi jangkauan tegangan VCC IC 74HC08 mulai dari 3Volt sampai 15Volt.

Analogi dari gerbang AND menggunakan rangkaian listrik adalah seperti ini...

Kondisi OPEN = logika 0 ( Off )
Kondisi CLOSE = logika 1 ( On )
S1, S2 = Saklar On/Off

Saat saklar S1 dan S2 Open (logika 0) atau kedua input berlogika 0 maka lampu akan Off. Jika salah satu atau kedua saklar S1 atau S2 Open (logika 0) maka Lampu akan mati (Off)

Kesimpulan...

Lampu akan ON jika Saklar S1 dan S2 Close (On = 1). Kata kuncinya DAN (AND)

3. Gerbang logika OR simbol dan tabel kebenaran

Gerbang logika OR mempunyai dua atau lebih sinyal masukan tetapi hanya satu sinyal keluaran. Gerbang OR mempunyai sifat bila sinyal keluaran ingin LOW (0) maka semua sinyal masukan harus dalam keadaan LOW (0). Jika ada salah satu input bernilai 1, maka output akan 1.

Persamaan Aljabar Boolean X = A + B = B or A

Contoh Komponen elektronika dari gerbang OR adalah IC 74HC32, sebuah chip yang didalamnya terdapat 4 gerbang OR dengan 2 input. Variannya cukup banyak, ada yang DIP,DIL dan SMD.

Oiya, dipasaran, IC 74HC32 bisa jadi sebutannya beda-beda, ada 7432 aja, ada SN7432, ada 74LS32. Kesemuanya sama fungsinya, yang membedakan adalah segi fisik, range tegangan, dan yang pasti pabrik pembuatnya.

Seperti terlihat di gambar 4 datasheet IC 74HC32 memiliki 14 pin (kaki). Pin 14 adalah VCC (tegangan+) dan pin 7 adalah GND (ground, tegangan-) dari baterai atau power supply. Pada datasheet juga ada informasi jangkauan tegangan VCC IC 74HC32 mulai dari 3Volt sampai 15Volt.

Analogi dari gerbang OR menggunakan rangkaian listrik adalah seperti ini...

Kondisi OPEN = logika 0 ( Off )
Kondisi CLOSE = logika 1 ( On )
S1, S2 = Saklar On/Off

Saat saklar S1 dan S2 Open (logika 0) atau kedua input berlogika 0 maka lampu akan Off. Jika salah satu atau kedua saklar S1 atau S2 Close (logika 1) maka Lampu akan menyala (On)

Lampu akan ON jika salah satu dari Saklar S1 atau S2 Close (On = 1). Kata kuncinya ATAU (OR)

4. Gerbang logika NOT simbol dan tabel kebenaran 

Gerbang logika NOT berfungsi sebagai pembalik (Inverter), yang mana outputnya akan bernilai terbalik dengan inputannya. Jika ingin output HIGH, maka input harus LOW. Kebalikannya jika output ingin LOW, maka input harus HIGH.

Persamaan Aljabar Boolean X = A’ = NOT A

Contoh Komponen elektronika dari gerbang NOT adalah IC 74HC07, sebuah chip yang didalamnya terdapat 6 gerbang NOT. Variannya cukup banyak, ada yang DIP,DIL dan SMD.

Oiya, dipasaran, IC 74HC07 bisa jadi sebutannya beda-beda, ada 7407 aja, ada SN7407, ada 74LS07. Kesemuanya sama fungsinya, yang membedakan adalah segi fisik, range tegangan, dan yang pasti pabrik pembuatnya.

Seperti terlihat di gambar 6 datasheet IC 74HC07 memiliki 14 pin (kaki). Pin 14 adalah VCC (tegangan+) dan pin 7 adalah GND (ground, tegangan-) dari baterai atau power supply. Pada datasheet juga ada informasi jangkauan tegangan VCC IC 74HC07 mulai dari 3Volt sampai 15Volt.

Analogi gerbang logika NOT terhadap rangkaian listrik

Kondisi OPEN = logika 0 ( Off )

Kondisi CLOSE = logika 1 ( On )

S1 = Saklar On/Off

Relay = Saklar S dipengaruhi magnet

Di dalam relay kondisi NC (normally close alias gak diapa-apain) adalah kondisi Saklar S tidak bekerja, sedang NO (normally open) saat Saklar S bekerja atau kena pengaruh magnet.

Pada saat saklar S1 di tekan Close (logika 1), maka relay akan bekerja magnet menarik Saklar S ke arah NO, akibatnya lampu menjadi Off (logika 0).

Ketika saklar S1 posisi kita open (logika 0), justru lampu menjadi ON (logika 1).

Kesimpulan...

Lampu akan On (logika 1) jika saklar S1 Off (logika 0) dan kebalikannya