Gerbang Logika Dasar

Gerbang Logika Dasar: Mengenal Tingkatan Tegangan dan Fungsi Dasar Komponen Digital dalam Teknologi Digital

Dalam era teknologi digital, pemahaman tentang Gerbang Logika Dasar menjadi sangat penting. Artikel ini akan mengulas secara mendalam konsep dasar dari Gerbang Logika dan bagaimana komponen ini membentuk Sistem Elektronika Digital. Selain itu, kita akan menjelajahi berbagai jenis Gerbang Logika, serta fungsi masing-masing dan pentingnya Tabel Kebenaran sebagai alat untuk memahami logika dasar pada level tegangan tinggi dan rendah. Dengan pemahaman yang mendalam tentang konsep HIGH (tinggi) dan LOW (rendah), serta TRUE (benar) dan FALSE (salah) pada level tegangan, Anda akan siap untuk memasuki dunia fascinasi Gerbang Logika Dasar.

Dalam teknologi digital, ada dua level tegangan yaitu level tegangan tinggi dan level tegangan rendah. Untuk menunjukkan level tegangan secara abstrak, kita menggunakan istilah berikut untuk masing-masing nilai logika pada level tegangan:

  1. HIGH (tinggi) untuk level tegangan tinggi, dan LOW (rendah) untuk level tegangan rendah
  2. TRUE (benar) untuk level tegangan tinggi dan FALSE (salah) untuk level tegangan rendah
  3. ON (Hidup) untuk level tegangan tinggi dan OFF (Mati) untuk level tegangan rendah
  4. 1 untuk level tegangan tinggi dan 0 untuk level tegangan rendah

Komponen Digital terdiri dari beberapa Gerbang logika (Logic Gate) yang merupakan dasar pembentuk Sistem Elektronika Digital. Gerbang Logika memiliki fungsi untuk mengubah satu atau beberapa masukan (Input) menjadi sebuah sinyal Luaran (Output). Ada 7 jenis Gerbang Logika, yaitu:

  1. Gerbang Logika AND
  2. Gerbang Logika OR
  3. Gerbang Logika NOT
  4. Gerbang Logika NAND
  5. Gerbang Logika NOR
  6. Gerbang Logika X-OR (Exclusive OR)
  7. Gerbang Logika X-NOR (Exlusive NOR)

Sedangkan gerbang logika yang termasuk ke dalam Gerbang Logika Dasar adalah Gerbang Logika NOT, AND, dan OR. Untuk memahami cara kerja masing-masing gerbang logika, Anda perlu sebuah tabel hubungan antara Input dan Output logika yang bernama Tabel Kebenaran (Truth Table). Tabel Kebenaran terdiri dari nilai logic Input dan Output logika yakni 0 dan 1.

Bagaimana Cara Kerja Gerbang Logika?

Berikut cara kerja masing-masing Gerbang Logika:

  1. Gerbang Logika NOT

    Logika NOT atau merupakan sebuah Inverter, karena nilai logika outputnya selalu berlawanan dengan nilai logika inputnya. Dalam arti kata jika nilai inputnya berlogika 0, maka outputnya akan berlogika 1. Dan sebaliknya jika nilai inputnya berlogika 1, maka outputnya akan berlogika 0.

    Tabel Kebenaran Logika NOT

    Dasar Gerbang Logika

    Untuk lebih memahami konsep Logika NOT, perhatikan contoh rangkaian berikut :

    Dasar Gerbang LogikaGambar 2 Rangkaian Ekivalen Logika NOT

    Push Button S1 (kontak NC) mewakili input logika A, sedangkan sebuah Relay (KF1) dan kontaknya (kontak NO KF1) akan mengendalikan Lampu yang akan mewakili Output Logika Q. Apabila rangkaian tersebut disimulasikan, maka lampu akan menyala jika Push Button S1 dalam kondisi normal (posisi tidak bekerja). Sedangkan apabila Push Button ditekan (posisi bekerja) maka lampu tidak akan menyala.

    Dasar Gerbang LogikaGambar 3 Pinsip Kerja Rangkaian Ekivalen Logika NOT

    Analisa 1 :

    Dasar Gerbang LogikaGambar 4 Analisa 1 Logika NOT
    1. Push Button S1 mewakili Input A, dan Lampu mewakili Output Q
    2. Push Button S1 merupakan kontak NC (Normally Close) yang berarti dalam kondisi normal (Anda tidak menekan tombolnya) kedua terminalnya terhubung.
    3. Kondisi normal pada Push Button S1 bernilai logik 0 dalam artian Anda tidak menekan Push Button atau tombol tidak bekerja. Hal ini menganalogikan Input A pada logika NOT bernilai logik 0.
    4. Karena Push Button S1 dalam keadaan normal, maka Push Button S1 menghubungkan supply tegangan 24V ke Relay KF1 dan berakibat Relay KF1 bekerja dan mengaktifkan kontak NO KF1, sehingga Lampu menyala. Lampu menyala menganalogikan Output Q pada logika NOT bernilai logik 1.

    Analisa 2 :

    Dasar Gerbang LogikaGambar 5 Analisa 2 Logika NOT
    1. Pada rangkaian di atas, Push Button S1 bernilai logik 1 karena dalam kondisi bekerja (Anda menekan tombol). Kondisi ini menganalogikan Input Logika A pada logika NOT bernilai logik 1.
    2. Karena Push Button S1 merupakan kontak NC, maka pada saat Anda menekan tombol, kontak akan terputus, akibatnya supply tegangan 24V ke Relay KF1 terputus sehingga Relay KF1 tidak bekerja dan kontak NO KF1 kembali normal, akibatnya Lampu menjadi tidak menyala. Lampu tidak menyala menganalogikan Output Q pada logika NOT bernilai logik 0.
  2. Gerbang Logika AND

    Logika AND merupakan logika yang Outputnya akan berlogika 1 jika semua Inputnya berlogika 1, jika salah satu atau kedua inputnya berlogika 0 maka outputnya akan berlogika 0.

    Berikut Tabel Kebenaran Logika AND :

    Dasar Gerbang Logika

    Contoh penerapan dalam rangkaian ekivalen :

    Dasar Gerbang LogikaGambar 7 Rangkaian Ekivalen Logika AND

    Push Button (kontak NO) S1 dan S2 yang terhubung seri masing-masing mewakili input logika A dan B, sedangkan sebuah Relay (KF1) dan kontaknya (kontak NO KF1) akan mengendalikan Lampu yang mewakili Output Logika Q. Apabila Anda men-simulasikan rangkaian tersebut, maka lampu hanya akan menyala jika Push Button S1 dan S2 dalam keadaan terhubung (posisi ON). Sedangkan apabila salah satu dari Push Button dalam posisi OFF, maka lampu tidak akan menyala.

    Dasar Gerbang LogikaGambar 8 Prinsip Kerja Rangkaian Ekivalen Logika AND

    Analisa 1 :

    Dasar Gerbang LogikaGambar 9 Analisa 1 Logika AND
    1. Push Button S1 mewakili Input A, Push Button S2 mewakili input B, dan Lampu mewakili Output Q
    2. Push Button S1 dan S2 merupakan kontak NO (Normally Open) yang berarti dalam kondisi normal (Anda tidak menekan tombol) kedua terminalnya tidak terhubung, sebaliknya jika Anda menekan tombolnya, maka kedua terminalnya akan terhubung.
    3. Kondisi normal pada Push Button S1 dan S2 bernilai logik 0 dalam artian bahwa Anda tidak menekan Push Button atau tombol tidak bekerja. Hal ini menganalogikan Input A dan B pada tabel kebenaran logika AND bernilai logik 0.
    4. Karena Push Button S1 dan S2 dalam keadaan normal, maka supply tegangan 24V ke Relay KF1 tidak terhubung dan berakibat Relay KF1 tidak bekerja dan kontak NO KF1 terputus, sehingga Lampu tidak menyala. Lampu tidak menyala menganalogikan Output Q pada logika AND bernilai logik 0.

    Analisa 2 :

    Dasar Gerbang LogikaGambar 10 Analisa 2 Logika AND
    1. Pada rangkaian di atas, Push Button S1 bernilai logik 0 karena dalam kondisi normal sedangkan Push Button S2 bernilai logik 1 karena dalam kondisi bekerja (Anda menekan tombol). Kondisi ini menganalogikan Input Logika A bernilai logik 0 dan Input Logika B bernilai logik 1.
    2. Walaupun Push Button S2 dalam keadaan bekerja dan kedua terminalnya terhubung, Relay KF1 masih belum dapat menerima supply tegangan 24V karena supply tegangan 24V masih terputus pada Push Button S1 dan berakibat Relay KF1 tidak bekerja dan kontak NO KF1 terputus, sehingga Lampu tidak menyala. Lampu tidak menyala menganalogikan Output Q pada logika AND bernilai logik 0.

    Analisa 3 :

    Gambar 11 Analisa 3 Logika AND
    1. Pada rangkaian di atas, Push Button S1 bernilai logik 1 karena dalam kondisi bekerja (Anda menekan tombol) sedangkan Push Button S2 bernilai logik 0 karena dalam kondisi normal. Kondisi ini menganalogikan Input Logika A bernilai logik 1 dan Input Logika B bernilai logik 0.
    2. Walaupun Push Button S1 dalam keadaan bekerja dan kedua terminalnya terhubung, Relay KF1 masih belum dapat menerima supply tegangan 24V karena supply tegangan 24V masih terputus pada Push Button S2 dan berakibat Relay KF1 tidak bekerja dan kontak NO KF1 terputus, sehingga Lampu tidak menyala. Lampu tidak menyala menganalogikan Output Q pada logika AND bernilai logik 0.

    Analisa 4 :

    Gambar 12 Analisa 4 Logika AND
    1. Pada rangkaian di atas, Push Button S1 dan S2 bernilai logik 1 karena keduanya dalam kondisi bekerja (Anda menekan tombol). Kondisi ini menganalogikan Input Logika A dan B bernilai logik 1.
    2. Karena Push Button S1 dan S2 dalam keadaan kondisi bekerja, maka supply tegangan 24V terhubung ke Relay KF1 dan berakibat Relay KF1 bekerja dan mengaktifkan kontak NO KF1, sehingga Lampu menyala. Lampu menyala menganalogikan Output Q pada logika AND bernilai logik 1.
  3. Gerbang Logika OR

    Logika OR merupakan logika yang Outputnya akan berlogika 0 jika semua Inputnya berlogika 0, jika salah satu atau kedua inputnya berlogika 1 maka outputnya akan berlogika 1.

    Berikut Tabel Kebenaran Gerbang Logika OR :

    Contoh penerapan dalam rangkaian ekivalen :

    Gambar 14 Rangkaian Ekivalen Logika OR

    Push Button S1 dan S2, yang terhubung secara paralel, masing-masing mewakili input logika A dan B. Kemudian sebuah Relay (KF1) dan kontaknya (kontak NO KF1) akan mengendalikan Lampu yang mewakili output logika Q. Ketika Anda men-simulasikan rangkaian tersebut, Lampu dapat menyala jika salah satu dari Push Button S1 atau S2 terhubung (dalam posisi ON). Namun, jika kedua Push Button berada dalam posisi OFF, Lampu tidak akan menyala.

    Gambar 15 Prinsip Kerja Rangkaian Ekivalen Logika OR

    Analisa 1 :

    Gambar 16 Analisa 1 Logila OR
    1. Push Button S1 mewakili Input A, Push Button S2 mewakili input B, dan Lampu mewakili Output Q
    2. Kontak Push Button S1 dan S2 adalah kontak NO (Normally Open) yang berarti dalam kondisi normal (Anda tidak menekan tombolnya), kedua terminalnya tidak terhubung. Namun, jika Anda menekan tombolnya, maka kedua terminalnya akan terhubung.
    3. Pada rangkaian di atas, Push Button S1 dan S2 dalam kondisi normal yang berarti bernilai logik 0 karena Anda tidak menekan tombol atau tidak tombol bekerja. Hal ini meng-analogikan Input A dan B pada tabel kebenaran logika OR bernilai logik 0.
    4. Karena Push Button S1 dan S2 dalam keadaan normal, maka supply tegangan 24V ke Relay KF1 terputus dan berakibat Relay KF1 tidak bekerja dan kontak NO KF1 terputus, sehingga Lampu tidak menyala. Lampu tidak menyala meng-analogikan Output Q pada logika OR bernilai logik 0.

    Analisa 2 :

    Gambar 17 Analisa 2 Logika OR
    1. Pada rangkaian di atas, Push Button S1 bernilai logik 0 karena dalam kondisi normal sedangkan Push Button S2 bernilai logik 1 karena dalam kondisi bekerja (Anda menekan tombol). Kondisi ini menganalogikan Input Logika A bernilai logik 0 dan Input Logika B bernilai logik 1.
    2. Walaupun Push Button S1 dalam keadaan normal dan kedua terminalnya tidak terhubung, Relay KF1 tetap dapat menerima supply tegangan 24V dari S2 yang dalam kondisi bekerja. Supply tegangan 24V yang terhubung ke Relay KF1 melalui S2 mengakibatkan Relay KF1 bekerja dan mengaktifkan kontak NO KF1, sehingga Lampu menyala. Lampu menyala menganalogikan Output Q pada logika OR bernilai logik 1.

    Analisa 3 :

    Gambar 18 Analisa 3 Logika OR
    1. Pada rangkaian di atas, Push Button S1 bernilai logik 1 karena dalam kondisi bekerja (Anda menekan tombol) sedangkan Push Button S2 bernilai logik 0 karena dalam kondisi normal. Kondisi ini menganalogikan Input Logika A bernilai logik 1 dan Input Logika B bernilai logik 0.
    2. Push Button S1 dalam keadaan bekerja kedua terminalnya terhubung, dan menghubungkan supply 24V ke Relay KF1, walaupun S2 yang dalam kondisi normal. Supply tegangan 24V yang terhubung ke Relay KF1 melalui S1 mengakibatkan Relay KF1 bekerja dan mengaktifkan kontak NO KF1, sehingga Lampu menyala. Lampu menyala menganalogikan Output Q pada logika OR bernilai logik 1.

    Analisa 4 :

    Gambar 19 Analisa 4 Logika OR
    1. Push Button S1 dan S2 dalam rangkaian di atas menunjukkan nilai logika 1 karena keduanya sedang dalam kondisi aktif (Anda menekan tombol). Kondisi ini menganalogikan bahwa Input Logika A dan B memiliki nilai logika 1.
    2. Karena Push Button S1 dan S2 dalam keadaan kondisi bekerja, maka supply tegangan 24V terhubung ke Relay KF1 melalui kedua Push Button dan berakibat Relay KF1 bekerja dan mengaktifkan kontak NO KF1, sehingga Lampu menyala. Lampu menyala menganalogikan Output Q pada logika OR bernilai logik 1.

Add a Comment

Follow by Email
Pinterest
fb-share-icon
LinkedIn
Share
WhatsApp