ELEKTRONIKA C: Materi 7.1

Combinational Circuits

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

4. Percobaan

8. Example, Problem, Latihan Soal

9. Link Download

1. Tujuan [Kembali]

Mempelajari apa itu rangkaian kombiasi

2. Alat dan Bahan [Kembali]

Alat :

1. Battery

Baterai (Battery) adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik. Hampir semua perangkat elektronik yang portabel seperti Handphone, Laptop, Senter, ataupun Remote Control menggunakan Baterai sebagai sumber listriknya.

Setiap Baterai terdiri dari Terminal Positif( Katoda) dan Terminal Negatif (Anoda) serta Elektrolit yang berfungsi sebagai penghantar. Output Arus Listrik dari Baterai adalah Arus Searah atau disebut juga dengan Arus DC (Direct Current). Pada umumnya, Baterai terdiri dari 2 Jenis utama yakni Baterai Primer yang hanya dapat sekali pakai (single use battery) dan Baterai Sekunder yang dapat diisi ulang (rechargeable battery).

2. Ground

Grounding atau Pentanahan adalah sistem pentanahan yang terpasang pada suatu instalasi listrik yang bekerja untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus dari sambaran petir ke bumi. Cara pemasangan grounding ini dapat menggunakan sebuah elektroda khusus untuk pembumian yang ditanam di bawah tanah.

Fungsi Grounding

Sistem grounding pada peralatan kelistrikan dan elektronika adalah untuk memberikan perlindungan pada seluruh sistem. Untuk lebih jelasnya, berikut ini adalah beberapa fungsi dari grounding:

Untuk keselamatan, grounding berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke bumi atau tanah saat terjadi kebocoran isolasi atau percikan api pada konsleting, misalnya kabel grounding yang terpasang pada badan/sasis alat elektronik seperti setrika listrik akan mencegah kita tersengat listrik saat rangkaian di dalam setrika bocor dan menempel ke badan setrika.
Dalam instalasi penangkal petir, system grounding berfungsi sebagai penghantar arus listrik yang besar langsung ke bumi. meski sifatnya sama, namun pemasangan kabel grounding untuk instalasi rumah dan grounding untuk pernangkal petir pemasangannya harus terpisah.
Sebagai proteksi peralatan elektronik atau instrumentasi sehingga dapat mencegah kerusakan akibat adanya bocor tegangan.
Grounding di dunia eletronika berfungsi untuk menetralisir cacat (noise) yang disebabkan baik oleh daya yang kurang baik, ataupun kualitas komponen yang tidak standar.
Bila kabel grounding berfungsi sebagai penghantar arus, maka alat yang mendeteksi adanya arus sisa atau arus bocor adalah ELCB. ELCB ini adalah sebagai proteksi instalasi listrik sebagai pencegah arus bocor. Untuk lebih jelasnya bisa lihat ulasannya pada ELCB Pengaman Arus Bocor.

3. DC Voltmeter

Voltmeter merupakan suatu alat yang dimanfaatkan untuk mengukur tegangan listrik dalam suatu rangkaian listrik. Umumnya bentuk penyusunan pararel berdasarkan pada tempat komponen listrik hendak diukur. Dimana dalam setiap komponen ditemukan tiga buah lempengan tembaga di dalamnya. Lempengan tersebut dipasangkan diatas Bakelit yang telah dirangkai dan menyatu dalam tabung plastik atau kaca. Pada lempengan bagian luar dinamakan anode, sementara itu lempengan tengah disebut katode.

Masing-masing ukuran tabung tersebut kurang lebih 15 cm x 10 cm. Dari segi desain pun voltmeter tidak jauh berbeda terhadap desain amperemeter.Sama halnya dengan hambatan memiliki bentuk sama yakni multiplier, seri, dan galvanometer. Faktanya, kinerja yang dihasilkan dari alat tersebut lebih baik, serta senantiasa meningkat ketika sudah ditambahkan multiplier.Tujuan penambahan multiplier didalam alat dimaksudkan untuk kinerja dan kemampuannya menjadi berkali-kali lebih besar. Sementara dapat menciptakan suatu gaya magnet ketika medan magnet dan kuat arus listrik saling berinteraksi. Gaya magnet tersebut disinyalir untuk menggerakkan jarum. Dari sini kapasitas arus pada jarum berdasarkan aliran arus listrik.

Bahan :

4. Logicstate

Gerbang Logika (Logic Gates) adalah sebuah entitas untuk melakukan pengolahan input-input yang berupa bilangan biner (hanya terdapat 2 kode bilangan biner yaitu, angka 1 dan 0) dengan menggunakan Teori Matematika Boolean sehingga dihasilkan sebuah sinyal output yang dapat digunakan untuk proses berikutnya.

"Gerbang logika atau gerbang logik adalah suatu entitas dalam elektronika dan matematika Boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik. Gerbang logika terutama diimplementasikan secara elektronis menggunakan diode atau transistor, akan tetapi dapat pula dibangun menggunakan susunan komponen-komponen yang memanfaatkan sifat-sifat elektromagnetik (relay), cairan, optik dan bahkan mekanik."

5. X-OR (Exkusif OR)

Gerbang logika OR-eksklusif disebut juga sebagai gerbang “setiap tetapi tidak semua”. Istilah OR-eksklusif sering kali disingkat sebagai XOR. Simbol standard gerbang logika XOR adalag seperti tampak pada gambar di samping.

Tabel kebenaran untuk fungsi XOR diberikan pada tabel 1, dari tabel tersebut terlihat bahwa tabel tersebut sama seperti tabel kebenaran gerbang OR, kecuali bila semua masukan adalah tinggi (1), gerbang XOR akan membangkitkan keluaran rendah (0).

X-OR lebih lanjut

6. OR

Gerbang OR memiliki dua atau lebih dari dua sinyal masukan tetapi hanya satu sinyal keluaran. Jika salah satu sinyal masukannya tinggi maka sinyal keluaran akan semakin tinggi.

OR lebih lanjut

7. AND

kadang-kadang disebut "gerbang semua atau tidak" Perhatikan gambar dibawah yang memperlihatkan tentang dasar gerbang AND yang menggunakan saklar sederhana.

Apa yang dilakukan agar lampu keluaran (L1) menyala ? Anda hanya harus menutup kedua saklar A dan B agar lampu menyala. Dengan kata lain dapat dikatakan bahwa saklar A dan B harus ditutup agar keluaran menyala. Gerbang AND yang akan anda operasikan kebanyakan tersusun dari dioda dan transistor serta tersusun dalam suatu IC.

AND lebih lanjut

8. NOT

Gerbang NOT merupakan gerbang di mana keluarannya akan selalu berlawanan dengan masukannya. Bila pada masukan diberikan tegangan, maka transistor akan jenuh dan keluaran akan bertegangan nol. Sedangkan bila pada masukannya diberi tegangan tertentu, maka transistor akan cut off, sehingga keluaran akan bertegangan tidak nol.

3. Dasar Teori [Kembali]

Sirkuit kombinasi adalah sirkuit yang outputnya bergantung pada kombinasi input saat itu dan mengabaikan keadaan input sebelumnya. Fungsi yang digunakan adalah fungsi Boolean dengan menggunakan gerbang logika , dimana gerbang logika sendiri adalah bagian paling dasar dari logika kombinasi.

Kategori rangkaian logika disebut juga rangkaian logika sekuensial , terdiri dari gerbang logika dan elemen memori seperti flipflop. Dengan menggunakan elemen memori, output dalam rangkaian sekuensial tidak hanya tergantung pada output saat ini taou juga pada output yang lalu juga.

Gambar diatas menunjukkan representasi skema blok dari rangkaian kombinasional umum yang memiliki:

Variable input “n”dan output “m” , karena inputnya adalah n maka kombinasi bit nya yaitu 2ⁿ.

Setiap keluaran dapat dinyatakan dengan memasukan variable dengan ekspresi Boolean , sehingga system diatas bisa dibilang m expresi Boolean.

Gambar dibaah ilustrasi expresi Boolean dengan fungsi OR/NOR empat input :

Y₁(OR output)=A+B+C+D and Y₂(NOR output)=(A+B+C+D)'

Dimana untuk mendapatkan input yang diinginkan dari input normal, input dapat dilengkapai dengan inverter. Seperti pada gambar dibawah ini :

Gambar diatas menggambarkan bentuk 4 input dengan 2 output, dengan setiap variable input dapat muncul dalam dua kabel , yang satu normal dan satu lagi dilengkapi inverter.

Gambar diatas adalah rangkaian kombinasi dengan 2 input dan 4 output , dimana output (Y₁,Y_2,Y_3,Y₄) bisa di dapat dengan fungsi logika seperti diatas mengikuti expresi Boolean.

Dimana pada bagian output mewakili SUM, DIFFERENCE, CARRY, BORROW.

4. Percobaan [Kembali]

Langkah langkah percobaan rangkaian :

Rangkaian rangkaian seperti gambar pada proteus dengan komponen gerbang NOT,AND, dan XOR
Pasang komponen alat sesuai gambar
Simulasikan dan analisis sesuai tujuan

5. Rangkaian [Kembali]

HALF ADDER

HALF SUBTRACTOR

6. Prinsip Kerja [Kembali]

Prinsip dari rangkaian diatas adalah menggunakan gerbang logika untuk melakukan penjumlahan dan pengurangan menggunakan prinsip boolean dimana menggunakan carry dan borrow pada penjumlahan nya.

Half Adder adalah rangkaian elektronik yang bekerja melakukan perhitungan penjumlahan dari dua buah bilangan binary, yang masing-masing terdiri dari satu bit. Rangkaian ini memiliki dua input dan dua buah output, salahsatu outputnya dipakai sebagai tempat nilai pindahan dan yang lain sebagai hasil dari penjumlahan

SUM (penjumlahan)

= dengan menggunakan X-OR yang memiliki kinerja penjumlahan jika hasil nya ganjil maka akan muncul 1 dan jika genap akan muncul 0 , seperti dalam penjumlahan boolean 1+1 = 0 dan pada Carry nya akan menjadi 1 untuk ditambahan ke bit berikutnya.

CARRY (pembawa)

= dimana akan memiliki nilai logika 1 jika penjumlahan boolean 1+1 akan menyimpan 1 itulah yang merupakan carry ,dengan menggunakan AND untuk melakukan perkalian dimana jika input 1 1 maka akn jadi 1 , dan 1 0 menjadi 0

Half subtractor adalah suatu rangkaian yang dapat digunakan untuk melakukan operasi pengurangan data-data bilangan biner hinga 1 bit saja. Half Subtractor mempunyai karakteristik : 2 masukan yaitu input A dan B serta 2 keluaran yaitu Diference (Dif) dan Borow (Br).

DIFFERENCE (pengurangan)

= menggunakan gerbang NOT di salah satu kaki AND dan NOT yang satu lagi di kaki yang berlawanan pada AND yang ke 2, output dari ke 2 AND dihubungkan dengan OR dan outputnya adalah difference menggunakan pengurangan boolean jika dia 1-0 maka otputnya 1 dan jika 0-1 maka dia akan meminjam dari angka 1 angka didepan nya itu yang dinamakan borrow

BORROW (pinjam)

=ketika melakukan pengurangan 0-1 disana borrow akan aktif yaitu meminjam mengambil nilai 1 didepan nya dan menjadikan nya 0 dngan metode boolean seperti rangkaian diatas

7. Video [Kembali]

8. Example, Problem, Latihan Soal [Kembali]

Example

1. Bagaimana karakteristik Half Adder?

Pembahasan :

Half Adder adalah suatu rangkaian penjumlahan sistem bilangan biner yang paling sederhana. Rangkaian ini hanya dapat digunakan untuk operasi penjumlahan data bilangan biner sampai 1bit saja. Rangkaian Half Adder memiliki 2 terminal input untuk 2 variabel bilangan biner clan 2 terminal output,yaitu SUMMARY OUT (SUM) dan CARRY OUT (CARRY). Half Adder adalah rangkaian elektronik yang bekerja melakukan perhitungan penjumlahan dari dua buah bilangan binary, yang masing-masing terdiri dari satu bit. Rangkaian ini memiliki dua input dan dua buah output, salahsatu outputnya dipakai sebagai tempat nilai pindahan dan yang lain sebagai hasil dari penjumlahan

2. Bagaimana kondisi logika masukan dan keluaran Full Adder??

Pembahasan :

Full Adder adalah rangkaian elekronik yang bekerja melakukan perhitunganpenjumlahan penuhdari dua buah bilangan biner yang masing-masing terdiri dari satu bit. Rangkaian ini memiliki 3input dan 2 output, salah satu input merupakan nilai dari pindahan penjumlahan, kemudian sama seperti pada hafl adder salah satu outputnya dipakai sebagai tempat nilai pindahan dan yang lain sebagai hasil dari penjumlahan.

Problem

1. Apa perbedaan antara Half Adder dan Full Adder ?

Pembahasan :

Half Adder (HA) adalah rangkaian penjumlahan sistem bilangan biner yang paling

sederhana. Rangkaian ini hanya dapat digunakan untuk melakukan operasi penjumlahan
dua bilangan biner 1 bit. Rangkaian half adder memiliki dua terminal input untuk 2
variabel bilangan biner dan 2 terminal output, yaitu summary out (sum) dan carry out
(carry). Aturan-aturan untuk melakukan penambahan biner dua bit diilustrasikan sebagai
berikut:

Aturan 1 0 + 0 = 0
Aturan 2 0 + 1 = 1
Aturan 3 1 + 0 = 1
Aturan 4 1 + 1 = 0 dan carry 1 = 10

Tiga aturan pertama mudah dimngerti, sedangkan aturan 4 menyatakan bahwa
penjumlahan biner 1 + 1 = 10 (desimal 2). Angka 1 hasil penjumlahan dibawa ke kolom
yang mempunyai tingkatan lebih tinggi, dan dikatakan terdapat carry.

Sedangkan Full Adder adalah rangkaian elekronik yang bekerja melakukan perhitungan
penjumlahan penuhdari dua buah bilangan biner yang masing-masing terdiri dari satu bit.
Rangkaian ini memiliki 3input dan 2 output, salah satu input merupakan nilai dari
pindahan penjumlahan, kemudian sama seperti pada hafl adder salah satu outputnya
dipakai sebagai tempat nilai pindahan dan yang lain sebagai hasil dari penjumlahan.
Rangkaian full adder (FA) dapat digunakan untuk menjumlahkan bilangan biner
yang lebih dari 1 bit. Rangkaian Full Adder dapat dibentuk oleh gabungan 2 buah
rangkaian half adder dan sebuah gerbang OR untuk menjumlahkan carry output. Pada
penambahan penuh muncul aturan kelima yang menyatakan suatu penjumlahan
setengah tidak akan bekerja bila muncul carry-in.

2. Bagaimana Karakteristik dari Half Subtractor?

Pembahasan :

Half subtractor adalah suatu rangkaian yang dapat digunakan untuk melakukan operasi pengurangan data-data bilangan biner hingga 1 bit saja. Half substractor mempunyai karakteristik : 2 masukan yaitu input A dan B serta 2 keluaran yaitu Difference (Dif) dan Borrow (Br). Pada contoh berikut, input B sebagai bilangan pengurangnya dan input A sebagai bilangan yang dikurang.