KONFIGURASI GERBANG LOGIKA

Tampilan huruf  “ d I G I t a L “ pada sevent segment adalah suatu contoh perancangan sistem digital dengan  menggunakan Electronics Workbench (EWB) sebagai media simulasi rangkaian.

Rancangan ini merupakan aplikasi dari Gerbang Logika yang dikonfigurasi sedemikian rupa dari suatu output yang diinginkan untuk menampilkan karakter huruf “ d I G I t a L “ pada sevent segment secara bergantian.

Dari hasil perancangan ini digunakan sebuah IC Counter yaitu Decade Counter yang dipicu oleh Clock yang dibangkitkan oleh Generator Clock. Output counter akan terhubung dengan  konfigurasi Gerbang Logika yang telah disesuaikan dengan  output yang diinginkan pada sevent segment, sehingga akan menampilkan karakter huruf “ d I G I t a L “.

Untuk menghasilkan output tampilan huruf  “ d I G I t a L “ pada sevent segment, maka sebelum merancang rangkain perlu dibuat blok  diagram yang menggambarkan secara keseluruhan rangkaian yang akan dibuat

DECADE COUNTER

Counter merupakan rangkaian pencacah yang menanggapi setiap perubahan clock atau  suatu rangkaian logika kombinasional yang mampu mengubah bilangan biner (BCD) ke dalam bentuk decimal.

Dalam perancangan ini digunakan counter jenis Decade Counter atau BCD Counter Tipe 7490 dimana output 4 biner dengan  jumlah desimal 9 atau sampai clock 10 sehingga biasa disebut Counter Modulus – 10.

GERBANG LOGIKA

Konfigurasi Gerbang Logika untuk membuat tampilan huruf  “ d I G I t a L “ pada sevent segment dihasilkan dari beberapa tahap perancangan.

Membuat Tabel Kebenaran

Tabel kebenaran yang dimaksud adalah output yang diinginkan untuk setiap huruf yang akan ditampilkan pada sevent segment dengan  merepresentasikan sebagai kode biner “1” dan “0”, dimana “1” apabila segment menyala dan “0” apabila tidak menyala.

Hal ini dapat dilihat pada table berikut ini.

Karena IC counter 7490 merupakan counter Mod – 9 yang memiliki Output Binary sampai clock yang ke-9 jadi memungkinkan untuk menampilkan sampai 9 huruf secara bergantian, tetapi yang digunakan dalam perancangan ini hanya 6 huruf dan 1 untuk waktu tunda, selebihnya diabaikan artinya output QD diabaikan, tetapi ini berakibat pada clock ke-8 dan ke-9 akan berulang sama pada clock 0 dan 1, artinya dua huruf pertama akan berulang dua kali. Hal ini bisa diatasi dengan  melakukan reset setelah clock ke 7 sehingga secara otomatis akan kembali ke clock awal.

Penyederhanaan dengan  K-Map

Untuk menghindari penggunaan terlalu banyak konfigurasi gerbang logika, maka perlu dilakukan penyederhanaan untuk setiap output segment dari a sampai f dengan  metode K-Map.

Untuk segment a

A B C  +  A B C

Untuk segment b

B C + A C + A B C

Untuk Segment c

C + A B C

Untuk segment d = e

A + B C

Untuk segment f

A B + A C

Untuk segment g

A C + B C

Gambar Tabel Penyederhanaan K-Map

Membuat Rangkaian gerbang Logika

Dari hasil penyederhanaan diatas, diimplementasikan dengan  menggunakan gerbang logika seperti berikut :

SEVENT SEGMENT

7 Segment Led adalah display yang terbentuk dari 7 kelompok segment led yang diatur sedemikian rupa sehingga bisa membentuk angka-angka dan beberapa karakter.

Sevent segment merupakan konfigurasi 7-segment yang terbuat dari bahan yang mengeluarkan cahaya ketika dilewati oleh arus listrik

Sevent segment terdiri dari 2 macam yaitu Common Anoda dan Common Catoda. Dalam perancangan ini digunakan sevent segment common catoda dimana setiap segment akan menyala apabila input anoda diberi arus listrik yang lebih besar dari tegangan dalam dioda yaitu 0,2 volt.

SIMULASI

Untuk keperluan simulasi digunakan Electronics Workbench (EWB) Versi 5.12 dengan  rangkain lengkap sebagai berikut :

Untuk simulasi bisa hanya digunakan gerbang logika tetapi dalam Aplikasi untuk perancangan Hardware, maka gerbang-gerbang logika tersebut harus digantikan dengan  IC (Integrated Circuit) yang merepresentasikan masing-masing gerbang logika yang digunakan.

Dalam perancangan ini digunakan 7 Buah IC yaitu AND gate 2 input (7408) 2 buah, OR gate 2 Input (7432) 2 buah, AND gate 3 input (7411) 1 buah, OR gate 3 input (4075) 1 buah dan 1 buah IC inverter (7404).Sistem logika biasanya melibatkan lebih dari satu gerbang yang membentuk suatu kombinasi untuk melakukan suatu fungsi tertentu. Sebagai contoh kombinasi sederhana dari sebuah gerbang AND dan sebuah gerbang Not yang akan di sajikan pada langkah – langkah kegiatan yang di gabungkan dengan Rangkaian gerbang OR, kemudaian bagaimana gerbang–gerbang tersebut akan di terapkan menjadi IC sesuai dengan gerbang–gerbang yang di gunakan.

Pada gambar di bawah ini akan di jelaskan.

Gambar 1. Gerbang Logika dan Model IC

Dari gambar di atas kita dapat mengetahui model IC gerbang AND dan Gerbang OR dan Gerbang Not, adapun dari gambar di atas dapat di jelaskan sebagai berikut :

1.	Macam – macam gerbang (logic gate)
2.	Pilihan IC gerbang
3.	VCC yang ada pada IC ( tempat di sambungkan nya Power atau catu daya )
4.	A dan B adalah Inputan
5.	Y adalah Output dari Inputan
6.	GND adalah Keluaran sebagai Ground
7.	Tipe IC yang di gunakan
8.	Model IC yang mana yang akan di gunakan dan berapa Inputan yang akan di gunakan

Dari penjelasan di atas kita dapat merangkai sebuah permasalahan F = BA’ + A(B’C’ + BC) yang akan di ubah menggunakan gerbang Model IC.

Gambar 2. Rangkaian Kombinasi Gerbang dengan Model IC

Dari gambar di atas kita dapat mengetahui Rangkaian gerbang dengan model IC, yang menggunakan Gerbang NOT, OR dan AND, kombinasi gerbang ketiga tersebut di jadikan sebuah rangkaian IC yang dapat di buktikan pada gambar berikutnya.

Gambar 3. Percobaan Dengan tiga inputan

Dari gambar di atas kita dapat melihan bahwa inputan A itu berniai 1 dan imputan B dan C bernilai 0, jadi output dari inputan A yang benilai 1 adalah lampu menyala dan Pengukuman.
Volt meter berjalan

Gambar 4. inputan C bernilai 1

Dari gambar di atas kita dapat melihat bahwa lampu tidak menyala karna dari hasil kombinasi gerbang di atas mengeluarkan output 0 sehingga lampu tidak menyala, lampu menyala jika imputan A dan imputan B itu bernilai 1.

Gambar 5. inputan A dan B berniali 1.

Dari kombinasi inputan A dan B bernilai 1 sehingga lampu menyala karna setelah dip roses output nya bernilai 1, gerbang kombinasi And jika di hubungkan dengan Gerbang OR maka kombinasi tersebut akan di kalikan.

Gambar 6. Inputan A dan C berniali 1.

Gambar 7. inputan A, B dan C bernilai 1

Dari gambar di atas kita dapat melihat bahwa ketiga imputan tersebut adalah bernilai 1 sehingga lampu tersebut menyala, dari semua pecobaan di atas kita dapat memahami bahwa kombinasi gerbang AND, NOT dan OR itu memiliki outpun yang berpariasi tergantung dengan rangkaian yang kita buat.

Gerbang logika atau sering juga disebut gerbang logika boolean merupakan sebuah sistem pemrosesan dasar yang dapat memproses input-input yang berupa bilangan biner menjadi sebuah output yang berkondisi yang akhirnya digunakan untuk proses selanjutnya. Gerbang logika dapat mengkondisikan input-input yang masuk kemudian menjadikannya sebuah output yang sesuai dengan apa yang ditentukan olehnya. Jadi sebenarnya, gerbang logika inilah yang melakukan pemrosesan terhadap segala sesuatu yang masuk dan keluar ke dan dari komputer Maka dari itu, sebenarnya sebuah perangkat komputer merupakan sebentuk kumpulan gerbang-gerbang digital yang bekerja memproses sesuatu input, menjadi output yang diinginkan.

Macam-macam gerbang logika itu sendiri adalah :

1.Gerbang NOT
Gerbang NOT sering disebut juga dengan istilah inverter atau pembalik. Logika dari gerbang ini adalah membalik apa yang di-input ke dalamnya. Biasanya input-nya hanya terdiri dari satu kaki saja. Ketika input yang masuk adalah 1, maka hasil output-nya adalah 0. Jika input yang masuk adalah 0, maka hasil output-nya adalah 1. Banyak sekali penerapan gerbang NOT ini pada rangkaian digital, meskipun fungsinya sangat sederhana.

2.Gerbang AND
Gerbang AND memiliki karakteristik logika di mana jika input yang masuk adalah bernilai 0, maka hasil outputnya pasti akan bernilai 0. Jika kedua input diberi nilai 1, maka hasil output akan bernilai 1 pula. Logika gerbang AND bisa diumpamakan sebagaisebuah rangkaian dengan dua buah saklar yang disusun secara seri. Jika salah satunya memutuskan hubungan rangkaian, maka hasil yang dikeluarkan dari rangkaian tersebut adalah 0. Tidak peduli saklar manapun yang diputuskan maka hasil akhirnya adalah 0. Ketika kedua buah saklar terhubung dengan rangkaian bersamaan, maka hasil akhirnya barulah bernilai 1.

3.Gerbang OR
Gerbang OR digambarkan sebagai Gerbang Penjumlah. Gerbang OR berbeda dengan gerbang NOT yang hanya memiliki satu input, gerbang ini memiliki paling sedikit 2 jalur input. Artinya inputnya bisa lebih dari dua, misalnya empat atau delapan. Yang jelas adalah semua gerbang logika selalu mempunyai hanya satu output. Gerbang OR dapat dikatakan memiliki karakteristik “memihak 1”, dimana karakteristik logikanya akan selalu mengeluarkan hasil output bernilai 1 apabila ada satu saja input yang bernilai 1. Jadi gerbang logika ini tidak peduli berapa nilai input pada kedua sisinya, asalkan salah satunya atau kedua-duanya bernilai 1, maka outputnya pasti juga akan bernilai 1. Logika gerbang OR ini dapat diumpamakan sebagaisebuah rangkaian dengan dua buah saklar yang terpasang secara paralel.
Apabila salah satu saklar memutuskan hubungan (bernilai 0), maka output-nya tetaplah bernilai 1 karena input yang lain tidak akan terputus hubungannya dengan output. Apabila kedua input bernilai 0, maka output barulah benar-benar terputus atau bernilai 0. Jika keduanya bernilai 1, maka output juga akan bernilai 1.
trus ada lagi pengembangannya, yaitu :

4.Gerbang NAND
Gerbang logika NAND merupakan modifikasi yang dilakukan pada gerbang AND dengan menambahkan gerbang NOT didalam prosesnya. Maka itu, mengapa gerbang ini dinamai NAND atau NOTAND. Logika NAND benar-benar merupakan kebalikan dari apa yang dihasilkan oleh gerbang AND. Di dalam gerbang logika NAND, jika salah satu input atau keduanya bernilai 0 maka hasil output-nya adalah 1. Jika kedua input bernilai 1 maka hasil output-nya adalah 0.

5.Gerbang NOR
Gerbang NOR atau NOT-OR juga merupakan kebalikan dari gerbang logika OR. Semua input atau salah satu input bernilai 1, maka output-nya akan bernilai 0. Jika kedua input bernilai 0, maka output-nya akan bernilai 1

6.Gerbang XOR
Gerbang XOR merupakan singkatan dari kata Exclusive-OR. Sesuai dengan namanya, gerbang logika ini merupakan versi modifikasi dari gerbang OR. Jika pada gerbang OR Anda akan mendapatkan hasil output yang serba 1 jika salah satu input atau keduanya bernilai 1, tidak demikian dengan XOR. Gerbang logika ini hanya akan mengeluarkan hasil output bernilai 1 jika hanya salah satu input saja yang bernilai 1. Maksudnya jika kedua input bernilai 1, maka hasil output-nya tetaplah 0.
Jadi dengan demikian, logika XOR tidak akan membiarkan kedua input bernilai sama. Jika sama, maka hasil output-nya adalah 0.

7.Gerbang XNOR
Gerbang XNOR atau Exclusive NOR ini mungkin tidak terlalu sering terdengar, namun aplikasinya cukup lumayan penting juga. Gerbang logika XNOR memiliki kerja ebalikan dari XOR. Jika pada gerbang logika XNOR terdapat dua input yang sama, maka gerbang XNOR akan mengeluarkan hasil output bernilai 1. Namun jika salah satunya saja yang berbeda, maka nilai output pastilah bernilai 0.