ayu purwati

LAPORAN PRAKTIKUM

SISTEM DIGITAL

GERBANG KOMBINASIONAL DAN KOMPARATOR

Oleh :

Nama : Ayu Purwati

NIM : 14302241028

Kelas : Pendidikan Fisika I

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI

JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

2016

Percobaan 2

GERBANG KOMBINASIONAL DAN KOMPARATOR

A. Tujuan Praktikum

1. Menyusun unit rangkaian logika kombinasional dari gerbang – gerbang logika

dasar sedemikian hingga membentuk suatu sistem rangkaian dengan fungsi

tertentu.

2. Memahami cara kerja rangkaian logika kombinasional.

3. Mengenali letak dan fungsi pin (kaki) pada IC gerbang logika dasar

4. Memahami cara kerja komparator

B. Alat – Alat

1. Catu daya

2. Multimeter

3. LED

4. Resistor

C. Langkah Percobaan

a) Gerbang Kombinasional

1. Merangkai rangkaian seperti berikut :

1) Gerbang Kombinasional

a. Rangkaian 1 (3 masukan)

7404

Vcc

Ground

1

0

7400 7408

LED

Input 1

Input 2

Input 3

5. Beberapa IC dengan seri 7404, 7408, 7432, 7486

6. Kabel penghubung

b. Rangkaian 2

2. Mengatur Vcc sebesar 5 volt sebelum masuk pada rangkaian

3. Pada rangkaian 1, memasukkan masing – masing input pada bagian Vcc yang

bernilai 1 maupun pada ground yang bernilai 0 sesuai dengan tabel kebenaran,

kemudian mengamati LED dan mengukur tegangan keluaran pada LED

menggunakan multimeter tiap 1 bagian tabel kebenaran. (pada rangkaian 1

menggunakan 3 input).

4. Mencatat hasil yang diperoleh.

5. Melakukan point 3 dan 4 pada rangkaian 2 (pada rangkaian 2 menggunakan 4

input).

b) Komparator

1. Merangkai rangkaian sebagai berikut:

Input 1

Input 2

Input 3

Input 4

2. Memasang kabel sesuai dengan kaki-kaki pada IC 7485

3. Mengatur Vcc sebesar 5V sebelum dimasukan ke rangkaian

4. Mengatur masukan A (A3A2A1A0) dan B (B3B2B1B0) dengan 16 perbandingan

yang sudah ditentukan dan mengamati output yang ditandai dengan 3 lampu

yang berbeda.

D. Landasan teori

Gerbang logika kombinasi merupakan gabungan dari dari gerbang – gerbang

logika dasar yang membentuk fungsi logika yang baru. Gerbang logika kombinasi

sangat banyak digunakan dalam dunia industri. Selain itu, karena memiliki sifat dan

karakteristik yang unik dan kompleks maka gerbang logika kombinasi sering

digunakan dalam sistem Kendali Digital (Digital Control System).

Pada gerbang logika kombinasi sangat diperlukan teorema De Morgan untuk mencari

persamaan gerbang logika yang digunakan untuk membangun kembali rangkaian

logika yang lebih sederhana. Augustus De Morgan menemukan suatu teori

pengembangan dari teorema aljabar Boole. (Widjanarka, Wijaya.2006)

A>B A=B

A<B 7485

Rangkaian Komparator adalah satu jenis penerapan rangkaian kombinasional

yang mempunyai fungsi utama membandingkan dua data digital. Hasil perbandingan

itu adalah sama, lebih kecil, atau lebih besar. Dari dua data digital yang hanya terdiri

dari 1 bit yang dibandingkan, kemudian dapat diperluas menjadi dua data digital yang

terdiri dari lebih dari 1 bit seperti dua bit, tiga bit, dst. Dikarenakan fungsi komparator

sebagai pembanding sehingga hal tersebut berarti harus ada dua input. (Setiawan,

Danu dkk.2013)

Misalkan saja input A dan B yang masing – masing terdiri dari 2 bit dan 3 bit output.

Kemudian, untuk menunjukkan hasil perbandingan tersebut ialah : A>B, A<B, dan

A=B. Dimana cara kerja sistem ini simple yaitu setiap waktu hanya ada satu output

yang bernilai BENAR. Output A>B akan bernilai 1 apabila nilai A lebih besar dari B.

Demikian juga halnya dengan output A<B dan A=B yang bernilai 1 apabila nilai lebih

kecil dari B dan apabila nilai A sama dengan B.

Untuk menyelesaikan sebuah permasalahan yang berhubungan dengan komparator

maka yang harus dilakukan adalah menentukan terlebih dahulu tabel kebenarannya

yang biasanya tertera pada datasheet IC yang digunakan. Pada komparator lebih dari

dua bit, biasanya cascading input harus diberikan nilai konstan, pemberian nilai

konstan pada cascading input akan mempengaruhi output yang dihasilkan. (Setiawan,

Danu dkk.2013)

E. Data Hasil Percobaan

1. Gerbang Kombinasional

Rangkaian 1 (dengan 3 Input)

No Input

Output Tegangan

Output 1 2 3

1 0 0 0 1 2,2V

2 0 0 1 1 2,2V

3 0 1 0 1 2,2V

4 0 1 1 1 2,2V

5 1 0 0 1 2,2V

6 1 0 1 1 2,2V

7 1 1 0 0 0,3V

8 1 1 1 1 2,2V

Rangkaian 2 (dengan 4 input)

No Input

Output Tegangan

Output 1 2 3 4

1 0 0 0 0 0 0,2V

2 0 0 0 1 0 0,2V

3 0 0 1 0 0 0,2V

4 0 0 1 1 1 2V

5 0 1 0 0 1 2V

6 0 1 0 1 1 2V

7 0 1 1 0 1 2V

8 0 1 1 1 0 0,2V

9 1 0 0 0 1 2V

10 1 0 0 1 1 2V

11 1 0 1 0 1 2V

12 1 0 1 1 0 0,2V

13 1 1 0 0 1 2V

14 1 1 0 1 1 2V

15 1 1 1 0 1 2V

16 1 1 1 1 0 0,2V

2. Komparator

NO A3A2A1A0 B3B2B1B0 A>B A=B A<B

1. 00002 00002 padam nyala padam

2. 11112 00002 nyala padam padam

3. 00012 00102 padam padam nyala














F. Analisa Data

1. Gerbang Kombinasional

Rangkaian 1

Sehingga aljabar Boole rangkaian diatas adalah:

X = (A- + B) . (A . C -)

Maka tabel kebenaran berdasarkan aljabar Boole rangkaian diatas adalah:

No Input NOT 1 NOT 2 OR AND NAND

A B C A- C - A- + B A . C - (A- + B) . (A . C -)

1. 0 0 0 1 1 1 0 1

2. 0 0 1 1 0 1 0 1

3. 0 1 0 1 1 1 0 1

4. 0 1 1 1 0 1 0 1

5. 1 0 0 0 1 0 1 1

6. 1 0 1 0 0 0 0 1

7. 1 1 0 0 1 1 1 0

8. 1 1 1 0 0 1 0 1

gambar hasil praktikum :

A

B

C

X

A-

C -

A- + B

A . C -

8 7 6

Rangkaian 2

Sehingga aljabar Boole rangkaian diatas adalah:

X = (A + B)⨁(C . D)

Maka tabel kebenaran berdasarkan aljabar Boole rangkaian diatas adalah:

A

B

C

D

X

C . D

A + B

5 4 3

2 1

Input OR AND XOR

A B C D (A + B) (C . D) (A+B)⨁(C .D)

0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 1 0 0 0

0 0 1 0 0 0 0

0 0 1 1 0 1 1

0 1 0 0 1 0 1

0 1 0 1 1 0 1

0 1 1 0 1 0 1

0 1 1 1 1 1 0

1 0 0 0 1 0 1

1 0 0 1 1 0 1

1 0 1 0 1 0 1

1 0 1 1 1 1 0

1 1 0 0 1 0 1

1 1 0 1 1 0 1

1 1 1 0 1 0 1

1 1 1 1 1 1 0

Gambar hasil praktikum :

2. Komparator

No Biner Desimal

hasil A B A B

1. 00002 00002 010 010 A=B

2. 11112 00002 1510 010 A>B

3. 00012 00102 110 210 A<B

4. 00102 00112 210 310 A<B

5. 01002 01002 410 410 A=B

6. 01012 00102 510 210 A>B

7. 01002 01012 410 510 A<B

8. 01002 01102 410 610 A<B

9. 00112 01012 310 510 A<B

10. 00102 01002 210 410 A<B

11. 01112 00112 710 310 A>B

12. 00012 00012 110 110 A=B

13. 01012 01012 510 510 A=B

14. 01002 00002 410 010 A>B

15. 11112 00002 1510 010 A>B

16. 11112 11112 1510 1510 A=B

Gambar hasil praktikum :

2 1

5

7

11

8

12

9

4 3

6

10

G. Pembahasan

Pada praktikum I, menjelaskan tentang gerbang logika kombinasi yang terdiri

dari dua rangkaian, yaitu rangkaian 1 dengan 3 input dan rangkaian 2 dengan 4 input.

Untuk mengetahui output yang dihasilkan rangkaian kombinasi tersebut kita harus

menjabarkan aljabar boole masing-masing gerbang logika dasar yang kita gunakan

untuk membentuk gerbang logika kombinasi.

Pada rangkaian 1, gerbang logika dasar yang digunakan adalah gerbang NOT,

gerbang OR, gerbang AND, dan gerbang NAND. Empat gerbang logika dasar ini

kemudian dirangkai sedemikian hingga membentuk gerbang kombinasional sebagai

berikut :

13

15

Seperti yang dijabarkan pada

analisa data, aljabar Boole

rangkaian 1 adalah :

X = (A- + B) . (A . C -)

14

16

Cara kerja rangkaian kombinasional dapat dipahami berdarkan penyusunan

rangkaian dan juga aljabar Boole nya, yaitu untuk rangkaian 1 input A dan C akan

dibalik nilainya karena input tersebut melewati gerbang NOT. Kemudian input A

yang sudah dibalik tersebut ditambahkan dengan input B ketika melewati gerbang

OR, sedangkan input A dikali dengan input inverter C ketika melewati gerbang AND.

Kemudian kedua keluaran dari gerbang logika tersebut menjadi input untuk gerbang

logika NAND, dimana output yang dihasilkan hanya akan bernilai 0 jika kedua input

dalam keadaan 1. Data hasil praktikum rangkaian 1 yang diperoleh sangat sesuai

dengan tabel kebenaran berdasarkan teori yang telah dijabarkan pada analisa data.

Pada rangkaian 2, gerbang logika dasar yang digunakan adalah gerbang OR,

gerbang AND, dan gerbang XOR, sehingga terdapat 4 input, kemudian ketiga gerbang

logika dasar tersebut disusun sedemikian

hingga menjadi rangkaian sebagai berikut :

Cara kerja rangkaian 2 adalah input A dan B merupakan masukan bagi

gerbang OR dan input C dan D merupakan masukan bagi gerbang AND. Keluaran

dari masing – masing gerbang OR dan AND merupakan masukan bagi gerbang XOR,

dimana output yang dihasilkan akan bernilai 0 jika kedua input dalam keadaan yang

berbeda. Sehingga diperoleh aljabar Boole seperti diatas, kemudian dapat diperoleh

tabel kebenaran yang sudah dijabarkan pada analisa data. Data yang diperoleh untuk

rangkaian 2 ini sangat sesuai dengan tabel kebenaran yang diperoleh berdasarkan

teori.

Komparator merupakan salah satu penerapan gerbang logika kombinasional,

pada praktikum ini digunakan IC 7485 dimana didalam IC tersebut terdapat

komponen gerbang kombinasional sebagai berikut :

Seperti yang dijabarkan pada

analisa data, aljabar Boole

rangkaian 2 adalah :

X = (A + B)⨁(C . D)

Komparator mempunyai tiga input tambahan, IA<B, IA>B, dan IA=B

seperti yang ditunjukkan pada Gambar b. Ketiga input tambahan ini dimaksudkan

untuk dihubungkan ke output dari sistem komparator yang lainnya apabila sebuah

sistem pembanding lebih besar ingin dibentuk. Oleh karena itulah, ketiga input

tambahan itu disebut sebagai cascading input. (Setiawan, Danu dkk.2013)

Cascading input harus diberikan nilai yang konstan, pada praktikum ini yaitu

IA>B = 0, IA=B = 1, dan IA<B = 0. Tujuannya adalah untuk menetralkan komparator

tersebut sehingga nilai perbandingannya hanya bergantung pada input A3A2A1A0 dan

B3B2B1B0 saja. Berikut tabel kebenaran berdasarkan datasheet DM74LS85 :

Gambar a Gambar b

Gambar a. Komponen gerbang kombinasional dalam IC 7485. Gambar b. Pin diagram IC 7485

Sehingga output A=B akan bernilai 1 apabila A sama dengan B, A>B

bernilai 1 apabila A lebih besar dari B, dan A<B bernilai 1 apabila A lebih kecil dari

B. Agar mudah menentukan perbandingan A dan B, bilangan biner masukan tersebut

diubah menjadi bilangan desimal.

Dari 16 data yang diperoleh, hasil tersebut sesuai dengan teori yang ada.

Dimana LED hijau akan menyala ketika input A>B, LED kuning menyala ketika

input A=B, dan LED merah menyala ketika input A<B. Pada 16 data tersebut

terdapat nilai perbandingan yang sama yaitu pada data no. 2 dan no. 15, hal tersebut

dikarenakan kurang ketelitian ketika mengambil data.

H. Kesimpulan

1. Peyusunan rangkaian kombinasi hingga membentuk fungsi yang baru:

2. Cara kerja gerbang kombinasional dapat dipahami dengan penyusunan gerbang

logika dasar hingga menjadi gerbang kombinasi dan menentukan aljabar Boole

rangkaian kombinasi tersebut.

3. Pada IC 7485, kaki 1, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 merupakan input A dan B, kaki 2,

3, 4 merupakan cascading input yang memiliki fungsi menetralkan komparator

dan diberi nilai konstan yang kemudian akan mempengaruhi output yang

dihasilkan, cascading input ini juga memiliki fungsi untuk menyambungkan ke IC

lain jika membutuhkan lebih dari satu IC. Kaki 5, 6, 7 merupakan output, kaki 8

menyambungkan ke Ground dan kaki 16 berfungsi menyambungkan dengan

tegangan DC (Vcc).

4. Komparator pada praktikum ini, LED hijau akan menyala ketika masukan A>B,

LED kuning menyala ketika masukan A=B, dan LED merah menyala ketika

masukan A<B.

X = (A- + B) . (A . C -)

X = (A + B)⨁(C . D)

DAFTAR PUSTAKA

Setiawan, Danu dkk.2013.Comparator.”staff.unila.ac.id/junaidi/files/2013/06/

COMPARATOR.pdf”.

Diakses pada 12 Maret 2016, pukul 8:28 WIB.

Widjanarka, Wijaya. 2006. Teknik Digital. Jakarta :Erlangga

ayu purwati

Data & Analytics