Tugas Pendahuluan 1

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Kondisi

2. Gambar Rangkaian Simulasi

3. Video Simulasi

4. Prinsip Kerja Rangkaian

5. Link Download  

1. Kondisi [Kembali]

Buatlah sebuah rangkaian lengkap yang memuat 3 gerbang AND dengan 3 input dan 4 input, kemudian gerbang NOR dengan 3 dan 4 input,kemudian 2 gerbang XOR dan 1 gerbang XNOR. Dan output akhir rangkaian keseluruhannya ditunjukkan dengan LED atau LOGIC PROBE. Dimana input awal berupa 3 saklar SPDT.

2. Gambar Rangkaian Simulasi [Kembali]

Rangkaian setelah disimulasikan dengan output logika 1 :     

 Rangkaian setelah disimulasikan dengan output logika 0 :  

3. Video Simulasi [Kembali]

      

4. Prinsip Kerja Rangkaian [Kembali]

Rangkain ini terdiri atas beberapa komponen diantaranya 3 gerbang AND (2 gerbang AND memiliki 3 input dan 1 gerbang AND memiliki 4 input), 2 gerbang NOR (masing-masing 3 input dan 4 input), 2 gerbang XOR,dan 1 gerbang XNOR. Rangkaian ini memiliki input berupa 3 switch SPTD dan outputnya berupa Logic Probe

Pada kondisi awal saat Swicth SPTD terhubung ke sumber tegangan sehingga input yang dihasilkan dari ketiga swicth berlogika 1. Ketiga inputan tersebut lalu masuk ke 3 gerbang AND. Karena gerbang AND akan menghasilkan output 1 jika semua inputnya satu maka output yang dikeluarkan dari 3 gerbang AND adalah berlogika 1. 

Berikutnya gerbang NOR dengan input 3 menerima inputan dari output yang dihasilkan 3 gerbang AND. Karena ketiga output gerbang AND yang diterima gerbang NOR 3 input bernilai satu maka output yang dihasilkan gerbang NOR 3 input berlogika 0. Sementara itu gerbang NOR dengan 4 input menerima masukan dari swicth SPDT di 3 kaki input dan dari gerbang AND di kaki yang satunya. Karena keempat inputan berlogika 1 maka output yang dihasilkan gerbang NOR 4 input berlogika 0.

Lalu ada 2 gerbang XOR. Gerbang XOR pertama menerima input dari gerbang NOR 3 input dan gerbang NOR 4input. Sementara gerbang XOR kedua menerima input dari gerbang NOR dan gerbang XOR pertama. Karena semua input yang masuk ke gerbang XOR berlogika 0 maka kedua gerbang XOR menghasilkan output berlogika 0

Terakhir output yang berlogika 0 dari kedua gerbang XOR masuk ke kaki gerbang XNOR. Karena gerbang XNOR menghasilkan output logika 1 saat hasil penjumlahan kedua inputnya genap, maka keluaran terakhir dari rangkaian berlogika 1.

Agar output akhir rangkaian berlogika 0, maka salah satu switch SPDT harus disambungkan ke ground. Hal ini akan membuat output gerbang NOR 3 input berlogika 1, yang kemudian membuat output gerbang XOR pertama berlogika 1. Sehingga input yang masuk ke gerbang XNOR adalah logika 1 dan logika 0, karena 1+0=1 (bernilai ganjil) maka output dari gerbang XNOR berlogika 0 

5. Link Download [Kembali]

• Rangkaian Proteus [Download]
• Video Simulasi [Download]
• Datasheet Gerbang AND [Download]
• Datasheet Gerbang NOR [Download]
• Datasheet Gerbang XOR [Download]
• Datasheet Gerbang XNOR [Download]
• Datasheet Switch [Download]

 

 

 

Gerbang Logika

Modul 1

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

Percobaan ...

1. A. Tugas Pendahuluan 1
2. B. Tugas Pendahuluan 2
3. C. Laporan Akhir 1
4. D. Laporan Akhir 2
5. C. Laporan Akhir 3

MODUL 1

GERBANG LOGIKA

1. Tujuan [Kembali]

1. Merangkai dan menguji operasi dari gerbang logika. 
2. Merangkai dan menguji gerbang logika dan Aljabar Boelean. 
3. Merangkai dan menguji rangkaian Encoder dan Decoder. 
4. Merangkai dan menguji rangkaian Multiplexer dan Demultiplexer. 

2. Alat dan Bahan [Kembali]

1. Panel DL 2203C. 

2. Panel DL 2203S.

3. Jumper.  

 

4. Laptop. 

5. Software Proteus ver minimal 8.17

           

3. Dasar Teori[Kembali]

1.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. Berikut jenis jenis gerbang logika antara lain : a. Gerbang AND

(a) Rangkaian dasar gerbang AND (b) Simbol gerbang AND 

Tabel 1.1 Tabel Kebenaran Logika AND

 

Gerbang AND merupakan gerbang logika yang menggunakan operasi perkalian. Bisa dilihat pada tabel diatas bahwa keluaran akan bernilai 1 jika semua nilai input adalah 1, dan jika salah satu atau lebih input ada yang bernilai nol maka output akan bernilai nol.

b. Gerbang OR  

Gambar 1.5 (a) Rangkaian dasar gerbang OR (b) Simbol gerbang OR 

 Tabel 1.2 Tabel Kebenaran Logika OR 

 

Gerbang OR adalah gerbang logika yang menggunakan operasi penjumlahan. Nilai output bernilai 0 hanya pada jika nilai semua input bernilai 0. Bila dilihat dari rangkaian dasarnya maka didapat tabel kebenaran seperti di atas. Pada gerbang logika OR ini bisa dikatakan bahwa jika salah satu atau lebih input bernilai 1 maka output akan bernilai satu. 

 c. Inverter ( Gerbang NOT ) 

Gambar 1.6 (a) Rangkaian dasar gerbang NOT (b) Simbol gerbang NOT Tabel 1.3 Tabel Kebenaran Logika NOT 

Gerbang NOT merupakan gerbang yang di mana keluarannya akan selalu berlawanan dengan masukannya. 

d. Gerbang NOR

 

Gambar 1.7 (a) Rangkaian dasar gerbang NOR (b) Simbol gerbang NOR

 Tabel 1.4 Tabel Kebenaran Logika NOR

 

Gerbang NOR adalah gerbang OR yang disambung ke inverter. Jadi nilai keluarannya merupakan kebalikan dari gerbang OR.

e. Gerbang NAND

 

Gambar 1.8 (a) Rangkaian dasar gerbang NAND (b) Simbol gerbang NAND

Tabel 1.5 Tabel Kebenaran Logika NAND

 Gerbang NAND adalah gerbang AND yang keluarannya disambungkan ke inverter. Dan nilai dari tabel kebenarannya merupakan kebalikan dari tabel kebenaran dari gerbang AND. 

f. Gerbang Exclusive OR (X-OR )

 Gambar 1.9 (a) Rangkaian dasar gerbang X-OR (b) Simbol gerbang X-OR  

Tabel 1.6 Tabel Kebenaran Logika X-OR 

X-OR merupakan gerbang OR yang bersifat exlusif, di mana jika hasil penjumlahan inputnya bernilai ganjil maka outputnya bernilai 1 dan jika hasil penjumlahan inputnya bernilai genap maka outputnya bernilai 0. 

 

g. Gerbang Exclusive NOR (X-NOR)

 

Gambar 1.10 (a) Rangkaian dasar gerbang X-NOR (b) Simbol gerbang X-NOR 

Tabel 1.7 Tabel Kebenaran Logika X-NOR 

 

X-NOR merupakan gerbang X-OR yang keluarannya disambungkan dengan inverter Dan nilai dari tabel kebenarannya merupakan kebalikan dari tabel kebenaran dari gerbang X-OR. Dimana jika hasil penjumlahan inputnya bernilai genap maka outputnya bernilai 1, dan jika hasil penjumlahan inputnya bernilai ganjil maka outputnya bernilai 0.

2.Encoder-Decoder 

 Encoder dan decoder dalam dunia elektronika digital adalah dua komponen penting yang banyak digunakan dalam sistem komunikasi, pengolahan data, dan kontrol digital. Keduanya berperan dalam mengubah informasi dari satu bentuk ke bentuk lainnya, sehingga memungkinkan perangkat digital untuk berkomunikasi secara efisien. 

a. Encoder

Gambar 1.11 (a) Rangkaian dalam Encoder (b) IC Encoder 4 to 

Tabel 1.8 Tabel Kebenaran Encoder 4 to 2

Encoder adalah sebuah perangkat atau rangkaian elektronik/digital yang berfungsi untuk mengubah suatu bentuk data atau sinyal (biasanya dalam bentuk informasi, posisi, atau sinyal analog) menjadi kode biner. Dengan kata lain, encoder “menerjemahkan” input menjadi data digital yang lebih mudah diproses oleh sistem elektronik atau komputer. 

b. Decoder   

 Gambar 1.12 (a) Rangkaian dalam Decoder (b) IC Decoder 2 to 4 

Tabel 1.9 Tabel Kebenaran Decoder 2 to 4 Input Output 

Decoder (dekoder) adalah perangkat atau rangkaian logika digital yang berfungsi untuk mengubah kode biner menjadi sinyal keluaran yang sesuai. 

3. Multiplexer dan Demultiplexer 

Multiplexer (MUX) dan Demultiplexer (DEMUX) adalah rangkaian digital penting dalam sistem komunikasi yang memiliki fungsi berlawanan. Multiplexer menggabungkan beberapa sinyal masukan menjadi satu keluaran, sedangkan Demultiplexer menerima satu sinyal masukan dan menyalurkannya ke salah satu dari banyak jalur keluaran.

a. Multiplexer

 

Gambar 1.13 (a) Rangkaian dalam Multiplexer (b) IC Multiplexer 4 to 1 

Tabel 2.0 Tabel Kebenaran Multiplexer 4 to 1

 

Multiplexer adalah perangkat pemilih beberapa jalur data ke dalam satu jalur data untuk dikirim ke titik lain. Komponen ini tersusun atas gerbang logika berkecepatan tinggi yang terdiri dari jalur input, terminal pengendali, dan jalur output. 

b. Demultiplexer

 

Gambar 1.14 (a) Rangkaian dalam Demultiplexer (b) IC Demultiplexer 1 to 4 

Tabel 2.1 Tabel Kebenaran Demultiplexer 1 to 4

 

Demultiplexer (DEMUX) adalah kebalikan dari multiplexer, berfungsi untuk mengarahkan satu input ke salah satu dari beberapa output berdasarkan sinyal seleksi. DEMUX sering disebut "data distributor".  

4. Percobaan [Kembali]

1.4 Prosedur Percobaan 

1.4.1 Percobaan 1 Gerbang logika dasar 

 A. Gerbang Logika 

1. Buat rangkaian seperti pada gambar dibawah ini.

 

Gambar 1.15 Rangkaian percobaan 1  

 

2. Set switch B0 dan B1 sesuai dengan jurnal, catat output H yang terjadi pada tabel kebenaran.. 

B. Aljabar Boolean 

Diberikan fungsi :

 

Dengan menggunakan Peta Karnaugh dan aljabar Boolean fungsi di atas dapat disederhanakan menjadi

 

Keduanya dapat pula ditulis sebagai :

 

Prosedur Percobaan:   

a. Buat rangkaian seperti gambar berikut : Diagram logika dari rangkaian yang menyatakan dua bentuk ekivalen dari fungsi yang telah disederhanakan ditunjukkan pada gambar dibawah ini

Gambar 1.16 Rangkaian percobaan 1 (Bentuk gerbang dari dua fungsi logika yang memiliki hasil yang sama) 

 b. Catat hasil yang didapat tersebut dalam bentuk tabel pada jurnal. Bandingkan hasil di dapat dengan persamaaan awal. 

1.4.2 Percobaan 2 Encoder Decoder  

A. Encoder 

1. Buatlah sebuah rangkain 10-4 encoder input dan output aktif low menggunankan IC 74147 seperti pada gambar

 

Gambar 1.17 Rangkaian percobaan 2  

2. Set Switch D0-D9 sesuai dengan jurnal dan catat hasil pada tabel percobaan 

B. Decoder 

1. Buatlah sebuah rangkaian decoder 4-10 aktif HIGH menggunakan IC 4028

 

Gambar 1.18 Rangkaian percobaan 2 

2. Set switch A,B,C, dan D sesuai dengan jurnal dan catat hasil output pada tabel hasil percobaan

OPERATIONAL AMPLIFIER

Modul 3

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Video Simulasi

6. Percobaan

Percobaan ...

1. A. Differentiator Amplifier
2. B. Integrator Amplifier
3. C. Comparator Amplifier
4. D. Inverting Amplifier
5. E. Non Inverting Amplifier

MODUL 3

OPERATIONAL AMPLIFIER

1. Pendahuluan[Kembali]

Adder inverting dan adder non-inverting amplifier merupakan dua konfigurasi khusus dari operational amplifier (op-amp) yang digunakan untuk menjumlahkan beberapa sinyal input secara elektronik. Kedua jenis adder ini memainkan peran penting dalam berbagai aplikasi elektronika, terutama dalam pengolahan sinyal, pencampuran audio, dan berbagai sistem kontrol.

Pada adder inverting, beberapa sinyal input diberikan melalui resistor-resistor yang terhubung ke terminal inverting (-) op-amp. Dalam konfigurasi ini, sinyal-sinyal input dijumlahkan secara linear, namun keluaran yang dihasilkan memiliki polaritas yang berlawanan (fase terbalik) dengan sinyal input, karena output op-amp beroperasi pada mode inverting. Gain dari setiap sinyal input ditentukan oleh rasio resistor input terhadap resistor feedback. Adder inverting ini memungkinkan pengguna untuk melakukan penjumlahan sinyal dengan berbagai bobot melalui pengaturan nilai resistor.

Sebaliknya, pada adder non-inverting, sinyal-sinyal input dijumlahkan dan diberikan ke terminal non-inverting (+) op-amp, seringkali melalui jaringan resistor khusus. Dalam konfigurasi ini, sinyal keluaran memiliki fase yang sama dengan sinyal input dan menghasilkan penjumlahan sinyal-sinyal input dengan nilai gain yang ditentukan oleh rasio resistor pada loop feedback. Meskipun adder non-inverting kurang umum dibandingkan dengan adder inverting, konfigurasi ini tetap berguna dalam aplikasi di mana fase sinyal keluaran harus searah dengan sinyal input.

Kedua konfigurasi adder ini memungkinkan perancangan sistem elektronika yang mampu memproses dan menggabungkan berbagai sinyal input secara efisien, membuatnya sangat berguna dalam aplikasi pengolahan sinyal analog dan digital. Memahami perbedaan dan penerapan dari adder inverting dan non-inverting adalah dasar penting dalam analisis dan perancangan rangkaian menggunakan op-amp

2. Tujuan[Kembali]

1. Mengetahui prinsip kerja dari Differentiator Amplifier
2. Mengetahui prinsip kerja dari Integrator Amplifier
3. Mengetahui prinsip kerja dari Comparator Amplifier
4. Mengetahui prinsip kerja dari Inverting Amplifier
5. Mengetahui prinsip kerja dari Non Inverting Amplifier

              

3. Alat dan Bahan[Kembali]

 

A. Alat

    a).  Multimeter

    b). Jumper

     c). DC Power Supply

      d) Osiloskop

       (e) Function generator

B. Bahan

  a) Module elektronika analog Operational Amplifier 1

   b) Resistor

   c) RS-A4 elektronika analog

4. Dasar Teori[Kembali]

Penguat operasional atau yang disebut Operational Amplifier adalah suatu rangkaian terintegrasi yang berisi beberapa tingkat dan konfigurasi penguat diferensial. Penguat operasional  memiliki dua masukan dan satu keluaran, untuk dapat bekerja dengan baik, penguat operasional memerlukan tegangan catu yang simetris, yaitu tegangan yang bernilai positif (v+) dan tegangan yang bernilai negatif (v-) terhadap tanah (ground).

Berikut ini adalah simbol dari penguat operasional :

A. Differentiator Amplifier

Differentiator adalah amplifier yang menghasilkan output berupa turunan (diferensial) dari sinyal input terhadap waktu. Alat ini digunakan untuk mendeteksi perubahan cepat dalam sinyal. Pada rangkaian ini, op-amp memberikan output yang sebanding dengan laju perubahan sinyal input, sehingga ideal untuk aplikasi yang membutuhkan deteksi perubahan mendadak. Differentiator sering digunakan dalam sistem kontrol, pengolahan sinyal, dan deteksi sinyal berfrekuensi tinggi.

B. Integrator Amplifier

Integrator adalah amplifier yang menghasilkan output berupa integral dari sinyal input terhadap waktu. Rangkaian ini mengumpulkan nilai sinyal input seiring waktu, menghasilkan sinyal kumulatif. Sangat berguna untuk mengubah bentuk gelombang menjadi ramp atau gelombang halus, dan pada dasarnya, menyaring frekuensi tinggi. Integrator banyak digunakan dalam pengendalian otomatis, rangkaian filter, dan pengolahan sinyal.

C. Comparator Amplifier

Comparator atau komparator adalah jenis rangkaian amplifier operasional (op-amp) yang berfungsi

untuk membandingkan dua sinyal tegangan pada inputnya dan menghasilkan output dalam bentuk

tegangan tinggi atau rendah (logika digital), tergantung pada perbandingan tegangan tersebut.

Cara Kerja Comparator

·        Comparator memiliki dua input: input inverting (-) dan input non-inverting (+).

·     Jika tegangan pada input non-inverting (+) lebih besar daripada tegangan pada inputinverting (-), maka output akan berada di kondisi tegangan tinggi (V+ > V− = +V saturasi)

·     Sebaliknya, jika tegangan pada input inverting (-) lebih besar daripada input non-inverting (+), maka output akan berada di tegangan rendah V+ < V− = −V saturasi)

D. Inverting Op-Amp

Inverting amplifier dapat mengontrol penguatan tegangan (voltage gain) menggunakan Op-Amp. Sinyal input terhubung ke terminal negatif dan terminal positif terhubung ke ground. Output diberi umpan balik melalui Rf ke input inverting. 

Impedansi masukan yang tak terbatas mencegah arus mengalir melalui input inverting. Hal ini berarti bahwa tidak ada penurunan tegangan antara input inverting dan input non-inverting, dan tegangan pada input (-) inverting adalah 0 karena input non-inverting (+) terhubung ke ground. Karena arus yang mengalir menuju terminal input adalah 0, maka arus yang melalui Rin sama dengan arus yang melalui

 

Rf . Iin = If

Iin = Vin / Rin

If = - Vout / Rf

Penguatan outputnya berbeda phasa 1800 dengan inputnya, jika input positif maka output negatif.

Vout = - (Rf / Rin) Vin

Penguatan tegangan (voltage gain) inverting amplifier adalah

Acl = Vout / Vin = - Rf / Rin

Acl adalah penguatan tegangan closed-loop.

E. Non Inverting Op-Amp

Pada non-inverting amplifier input sinyal dihubungkan ke input (+) non-inverting dan sebagian output kembali melalui jaringan feedback dan dihubungkan ke input pembalik(-). Penguatan yang outputnya sama dengan input, tidak membalikkan fasa. Dikarenakan feedback yang negatif, maka tegangan diferensial (Vdiff = Vin – Vf) antara terminal input sangat kecil dan penguatan open loop tinggi (Aol).

Vout = Vin (1 + Rf / Rin)

Penguatan tegangan (voltage gain) non-inverting amplifier adalah

Acl = (Rf / Rin) + 1

5. Video Simulasi[Kembali]