LAPORAN PRAKTIKUM INSTRUMENTASI DAN KONTROL

BIOSISTEM

Diajukan untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Instrumentasi dan Kontrol

Biosistem Jurusan Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Universitas

Jember

Oleh:

Nama : M. Yuwan Kilmi

NIM : 131710201007

Kelas : TEP – A

Acara : VIII (Gerbang Logika)

Asisten : Ana Kanzul Fikri

LABORATORIUM ENERGI, OTOMATISASI, dan INSTRUMENTASI

PERTANIAN

JURUSAN TEKNIK PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS JEMBER

2014

BAB 1. METODOLOGI PRAKTIKUM

1.1 Waktu dan Tempat Praktikum

Hari : Sabtu

Tanggal : 24 Mei 2014

Pukul : 08.30 WIB – selesai

Tempat : Laboratorium Instrumentasi Teknik Pertanian FTP Unej

1.2 Alat dan Komponen yang Digunakan

Alat dan komponen yang digunakan dalam praktikum adalah sebagai berikut.

1) Modul debounching switch

2) IC gerbang NAND 7400 TTL

3) LED

4) Resistor 1 KΩ

5) Catu daya DC 5 Volt

1.3 Langkah – Langkah Percobaan

Mulai

Merangkai percobaan 1, menyambungkan catu daya pada modul debounching

swicth dan IC 7400

Menghidupkan catu daya dan mengoperasikan saklar modul debounching

swicth (LED hidup = 1, LED mati = 0)

Mengamati penunjukkan LED yang bersesuaian dengan posisi saklar

debounching swicth dan melengkapi tabel 1 untuk percobaan gerbang logika

NOT

Menghidupkan catu daya, kemudian mengatur saklar masukan dalam

kombinasi seperti percobaan 2 dan mengamati penunjukkan lampu yang

bersesuaian dengan posisi saklar

Melengkapi tabel 2 untuk percobaan gerbang logika AND

Seperti langkah di atas, melengkapi tabel 3 (NAND), tabel 4 (OR), tabel 5

(NOR), dan tabel 6 (XOR). Meyesuaikan gambar rangkaian dengan gambar 1

(untuk gambar rangkaian OR, NOR, dan XOR

9

Selesai

Gambar 1. Rangkaian Percobaan Gerbang NOT

Gambar 2. Rangkaian Percobaan AND

Gambar 3. Rangkaian Percobaan Gerbang NAND

Y

keluaran

A

B

Debouncing

Switch

masukan

1K Ohm

Y

keluaran

A

B

Debouncing

Switch

masukan

1K Ohm

Y

keluaran

A

B

Debouncing

Switch

masukan

1K Ohm

BAB 2. HASIL DAN PEMBAHASAN

2.1 Tabel Percobaan Gerbang Logika

Tabel 1

A NOT A

1 0

0 1

Tabel 1. Kebenaran Gerbang NOT

Tabel 2

A B A AND B

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

Tabel 2. Kebenaran Gerbang AND

Tabel 3

A B A NAND B

0 0 1

0 1 1

1 0 1

1 1 0

Tabel 3. Kebenaran Gerbang NAND

Tabel 4

A B A OR B

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

Tabel 4. Kebenaran Gerbang OR

Tabel 5

A B A NOR B

0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 0

Tabel 5. Kebenaran Gerbang NOR

A

A

Tabel 6

Tabel 6. Kebenaran Gerbang XOR

Simbol A dalam rangkaian gerbang logika menyatakan bahwasanya

rangkaian gerbang logika tersebut merupakan kepanjangan dari simbol not A yang

artinya adalah besar nilai not A atau A sama dengan nilai dari A itu sendiri.

Maksudnya adalah jika A mempunyai nilai sebesar 1 maka nilai dari A sebesar 0

atau kebalikan dari nilai A sedangkan untuk nilai dari not A atau A sebesar 1 atau

kebalikan dari nilai A. Maka untuk nilai tabel kebenaran dari gerbang logika

dengan simbol A adalah sebagai berikut.

No. A A

1 0 1 0

2 0 1 0

3 0 1 0

4 1 0 1

5 1 0 1

6 1 0 1

Tabel kebenaran gerbang

Gerbang logika OR merupakan salah satu gerbang logika dasar yang

memiliki 2 buah saluran masukan (input) atau lebih dan sebuah saluran keluaran

(output). Berapapun jumlah saluran masukan yang dimiliki oleh sebuah gerbang

OR, maka tetap memiliki prinsip kerja yang sama dimana kondisi keluarannya

A B A XOR B

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0

akan berlogic 1 bila salah satu atau semua saluran masukannya berlogic 1. Selain

itu output berlogic 0. Sistem operasi penjumlahan pada gerbang logika jenis OR

sangatlah berbeda dengan operasi penjumlahan pada umumnya. Untuk operasi

penjumlahan pada gerbang logika jenis OR menggunakan sistem bilangan biner.

Jadi nilai dari hasil operari penjumlahan gerbang logika OR maksimal adalah 1.

Karena bilangan biner hanya memiliki nilai 0 dan 1. Sedangkan pada operasi

penjumlahan biasa, nilai dari operasi penjumlahan tersebut sebesar berapapun

tanpa adanya ketentuan dari sistem bilangan. Sistem bilangan biner memiliki nilai

sebesar 0 yang biasanya untuk menyatakan matinya lampu pada rangkaian

sedangkan nilai sebesar 1 menyatakan bahwa lampu tersebut dalam keadaan

menyala pada rangkaian. Misalnya seperti pada tabel berikut.

Tabel Operasi Penjumlahan

No. Operasi Penjumlahan “OR” Operasi Penjumlahan Biasa

1 0 + 0 = 0 0 + 0 = 0

2 0 + 1 = 1 0 + 1 = 1

3 1 + 0 = 1 1 + 0 = 1

4 1 + 1 = 1 1 + 1 = 2

2.2 Rangkaian Dengan Gerbang Universal NAND

Rangkaian percobaan OR, NOR, dan XOR dengan menggunakan gerbang

universal NAND adalah sebagai berikut.

a) Rangkaian OR dengan gerbang universal NAND

Gambar 4. rangkaian OR dengan gerbang universal NAND

AY

B

AY

B

AY

B

AY

B

AY

B

A Y

AA . BB

A

A + BB

A

A + BB

A

B

A

B

AA

A + B

A + B

Inverter

AND

OR

NOR

XOR

XNOR

GERBANG

LOGIKA

RANGKAIAN YANG HANYA

MENGGUNAKAN GERBANG NANDSIMBOL

b) Rangkaian NOR dengan gerbang universal NAND

Gambar 5. rangkaian percobaan NOR dengan gerbang universal NAND

c) Rangkaian XOR dengan gerbang universal NAND

Gambar 6. rangkaian XOR dengan gerbang universal NAND

2.3 IC TTl Dan CMOS

IC (Integrated Circuit) merupakan suatu komponen semikonduktor yang

di dalamnya terdapat puluhan, ratusan atau ribuan, bahkan lebih komponen dasar

elektronik yang terdiri dari sejumlah komponen resistor, transistor, diode, dan

komponen semikonduktor lainnya. Komponen dalam IC tersebut membentuk

suatu rangkaian yang terintegrasi menjadi sebuah rangkaian berbentuk chip kecil.

IC digital dibedakan menjadi dua macam diantarannya IC TTL dan IC CMOS.

2.3.1 IC TTL (Integrated Circuit Transistor Transistor Logic)

IC TTL adalah IC yang banyak digunakan dalam rangkaian-rangkaian

digital karena menggunakan sumber tegangan yang relatif rendah, yaitu antara

4,75 Volt sampai 5,25 Volt. Komponen utama IC TTL adalah beberapa transistor

yang digabungkan sehingga membentuk dua keadaan (ON/FF). Dengan

mengendalikan kondisi ON/OFF transistor pada IC digital, dapat dibuat berbagai

fungsi logika. ada tiga fungsi logika dasar yaitu AND, OR dan NOT. Berikut

gerbang logika yang termasuk dalam tipe IC TTL yaitu

AY

B

AY

B

AY

B

AY

B

AY

B

A Y

AA . BB

A

A + BB

A

A + BB

A

B

A

B

AA

A + B

A + B

Inverter

AND

OR

NOR

XOR

XNOR

GERBANG

LOGIKA

RANGKAIAN YANG HANYA

MENGGUNAKAN GERBANG NANDSIMBOL

AY

B

AY

B

AY

B

AY

B

AY

B

A Y

AA . BB

A

A + BB

A

A + BB

A

B

A

B

AA

A + B

A + B

Inverter

AND

OR

NOR

XOR

XNOR

GERBANG

LOGIKA

RANGKAIAN YANG HANYA

MENGGUNAKAN GERBANG NANDSIMBOL

a) Gerbang AND (74LS08)

Gerbang logika yang kerjanya seperti saklar seri. Gerbang AND

mempunyai dua atau lebih input dan memiliki satu output. Output akan berlogika

"1" jika semua input ( input A AND B ) berlogika "1". Jika salah satu input

berlogika "0" maka output akan berlogika "0".

Gambar 7. Simbol Gerbang AND

Untuk menguji gerbang AND, digunakan IC 7408. Dimana struktur dari

IC ini adalah:

Gambar 8. Struktur IC 7408

Tabel 7. Tabel Kebenaran Gerbang AND

b) Gerbang OR (74LS32)

Gerbang OR mempunyai dua atau lebih input dan memiliki satu output.

Apabila salah satu input berlogika "1", maka output akan berlogika "1". Jika

semua input berlogika "0", maka output akan berlogika "0".

Gambar 9. Simbol Gerbang OR

Untuk menguji gerbang OR, dugunakan IC 7432. Dimana struktur dari IC

ini adalah:

Gambar 10. Struktur IC 7432

Tabel 8. Kebenaran Gerbang OR

c) Gerbang NOT (74LS04)

Gerbang NOT hanya memiliki satu input dan satu output saja. Apabila

input berlogika "0", maka output akan berlogika "1". Dan jika semua input

berlogika "1", maka output akan berlogika "0".

Gambar 11. Simbol Gerbang NOT

Tabel 9. Kebenaran Gerbang NOT

d) Gerbang NAND ( 74LS00 )

Gerbang NAND merupakan kombinasi dari gerbang AND dan gerbang

NOT. Sehingga keluaran dari gerbang NAND merupakan komplemen dari

keluaran gerbang AND.

Untuk menguji gerbang NAND, digunakan IC 7400. Dimana struktur dari

IC ini adalah:

Gambar 12. Simbol Gerbang NAND

Gambar 13. Struktur IC 7400

Tabel 10. Kebenaran Gerbang NAND

e) Gerbang NOR ( 74LS02 )

Gerbang NOR merupakan kombinasi dari gerbang OR dan gerbang NOT.

Sehingga keluaran dari gerbang NOR merupakan komplemen dari keluaran

gerbang OR.

Gambar 14. Simbol Gerbang NOR

Untuk menguji gerbang NOR, digunakan IC 7402. Dimana struktur dari IC ini

adalah:

Gambar 15. Struktur IC 7402

Tabel 11. Kebenaran Gerbang NOR

f) Gerbang XOR ( 74LS86 )

Gerbang XOR merupakan kata lain dari exclusive – OR. XOR akan

memberikan output logika "1", jika inputnya memberikan keadaan yang berbeda.

Dan jika inputnya memberikan keadaan yang sama, maka outputnya akan

memberikan logika "0".

Gambar 16. Simbol Gerbang XOR

Untuk menguji gerbang XOR, digunakan IC 7486. Dimana struktur dari

IC ini adalah:

Gambar 17. Struktur IC 7486

Tabel 12. Kebenaran Gerbang XOR

g) IC TTL 74266

Gerbang X-NOR akan menghasilkan sinyal keluaran tinggi jika semua

sinyal masukan bernilai sama (kebalikan dari gerbang X-OR). Gerbang Logika

XNOR pada Datasheet nama lainnya IC TTL 74266.

h) IC TTL 7404

Merupakan inverter (pembalik) adalah gerbang dengan satu sinyal

masukkan dan satu sinyal keluaran dimana keadaan keluarannya selalu

berlawanan dengan keadaan masukannya. Gerbang logika INV pada datasheet

memiliki nama lain yaitu IC TTL 7404.

Gambar 18. Gerbang inverter

2.3.2 IC CMOS (IC Complementary Metal Oxide Semiconductor)

Sebenarnya antara IC TTL dan IC CMOS memiliki pengertian sama,

hanya terdapat beberapa perbedaan yaitu dalam penggunaan IC CMOS konsumsi

daya yang diperlukan sangat rendah dan memungkinkan pemilihan tegangan

sumbernya yang jauh lebih lebar yaitu antara 3 V sampai 15 V. level pengsaklaran

CMOS merupakan fungsi dari tegangan sumber. Makin tinggi sumber tegangan

akan sebesar tegangan yang memisahkan antara keadaan “1” dan “0”. Kelemahan

IC CMOS diantaranya seperti kemungkinan rusaknya komponen akibat

elektrostatis dan harganya lebih mahal. Perlu diingat bahwa semua masukan

(input) CMOS harus di groundkan atau dihubungkan dengan sumber tegangan.

Karena kecepatan CMOS lebih rendah (kira-kira 1 MHz dibandingkan dengan 10

MHz pada TTL) sehingga menyebabkan aplikasi CMOS menjadi terbata. Gerbang

logika CMOS terbagi menjadi beberapa jenis yaitu seri 4000, 45xx, 45xxx, 74HC,

dan 74HCT. Seri CMOS yang paling terkenal adalah seri 4000. Seri 74HC

mempunyai fungsi gerbang logika dan konfigurasi pin yang sama dengan seri 74

(TTL) namun level tegangannya tidak kompatibel.

BAB 3. KESIMPULAN

Berdasarkan hasil dan pembahasan pada laporan praktikum diatas, maka

dapat diambil beberapa kesimpulan diantaranya sebagai berikut.

1) Besar nilai A atau nilai dari not (not A) adalah sama dengan besar dari

nilai A itu sendiri. Artinya bahwa besar nilai not A adalah kebalikan dari

nilai A, sedangkan besar nilai dari not (not A) adalah kebalikan dari nilai

not A atau sama dengan nilai A.

2) Operasi penjumlahan gerbang logika “OR” berbeda dengan operasi

penjumlahan biasa, karena pada prinsip gerbang logika menggunakan

sistem bilangan biner yang terdiri atas nilai 0 dan 1.

3) Tipe IC digital debadakan menjadi 2 yaitu IC TTL dan IC CMOS. IC TTL

seperti IC TTL 7400, IC TTL 7402, IC TTL7404, IC TTL7408.

Sedangkan IC CMOS seperti seri 4000, 45xx, 45xxx, 74HC, dan 74HCT.

DAFTAR PUSTAKA

Afrisal, H. 2011. Transistor – Transistor Logic (TTL).

http://te.ugm.ac.id/~risanuri/v01/wp-content/uploads/2011/11/tugas -

elektronika-digital.pdf. [27 Mei 2014].

Anonim, 2010. IC ( Integrated Circuit ).

http://digilib.ittelkom.ac.id/index.php?option=com_content&view=article

&id=671:ic&catid=16:mikroprocessorkontroller&Itemid=14. [27 Mei

2014].

ITS. Tanpa Tahun. Gerbang Logika Dasar. http://lecturer.eepis-

its.edu/~prima/elektronika%20digital/elektronika_digital1/bahan_ajar/Bab

2_gerbang%20logika%20dasar.pdf. [27 Mei 2014].

Novari, S. 2012. Modul Mata Kuliah Teknik Digital. http://www.akmi-

baturaja.ac.id/wp-content/uploads/2012/09/Modul-Teknik-digital.doc. [27

Mei 2014].

Trisaksi. 2010. Praktikum Rangkaian Logika Dan Digital.

http://blog.trisakti.ac.id/labkomputer/files/2010/05/modulRLD.pdf. [27

Mei 2014].

UMK. 2014. Tinjauan Pustaka Mengenai IC TTL Dan CMOS.

http://eprints.umk.ac.id/201/4/BAB_II.pdf. [27 Mei 2014].