MENGENAL GERBANG LOGIKA (LOGIC GATE)

Apa itu gerbang logika ?

Gerbang Logika adalah rangkaian dengan satu atau lebih dari satu sinyal masukan tetapi hanya menghasilkan satu sinyal berupa tegangan tinggi atau tegangan rendah.

Dikarenakan analisis gerbang logika dilakukan dengan Aljabar Boolean maka gerbang logika sering juga disebut Rangkaian logika.

Rangakaian logika sering kita temukan dalam sirkuit digital yang diimplemetasikan secara elekrtonik dengan menggunakan dioda atau transistor.

Ada 7 gerbang logika yang kita ketahui yang dibagi menjadi 2 jenis, yaitu :

1.      Gerbang logika Inventer

Inverter (pembalik) merupakan gerbang logika dengan satu sinyal masukan dan satu sinyal keluaran dimana sinyal keluaran selalu berlawanan dengan keadaan sinyal masukan.

Inverter disebut juga gerbang NOT atau gerbang komplemen (lawan) disebabkan keluaran sinyalnya tidak sama dengan sinyal masukan.

1.       Gerbang logika non-Inverter

Berbeda dengan gerbang logika Inverter yang sinyal masukannya hanya satu untuk gerbang logika non-Inverter sinyal masukannya ada dua atau lebih sehingga hasil (output) sinyal keluaran sangat tergantung oleh sinyal masukannya dan gerbang logika yang dilaluinya (NOT, AND, OR, NAND, NOR, XOR, XNOR). Yang termasuk gerbang logika non-Inverter adalah :

· Gerbang AND

Gerbang AND mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal masukan tetapi hanya satu sinyal keluaran. Gerbang AND mempunyai sifat bila sinyal keluaran ingin tinggi (1) maka semua sinyal masukan harus dalam keadaan tinggi (1).

untuk mempermudah mengetahui jumlah kombinasi sinyal yang harus dihitung berdasarkan inputanya, gunakan rumus ini :

- 2n , dimana n adalah jumlah input.

Contoh :

n = 2 maka 22 = 4, jadi jumlah kombinasi sinyal yang harus dihitung sebanyak 4 kali.

·Gerbang OR

Gerbang OR mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal masukan tetapi hanya satu sinyal keluaran. Gerbang OR mempunyai sifat bila salah satu dari sinyal masukan tinggi (1), maka sinyal keluaran akan menjadi tinggi (1) juga. 

· Gerbang NAND (Not-AND)

Gerbang NAND mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal masukan tetapi hanya satu sinyal keluaran. Gerbang NAND mempunyai sifat bila sinyal keluaran ingin rendah (0) maka semua sinyal masukan harus dalam keadaan tinggi (1).

Gerbang NAND juga disebut juga Universal Gate karena kombinasi dari rangkaian gerbang NAND dapat digunakan untuk memenuhi semua fungsi dasar gerbang logika yang lain.

· Gerbang NOR (Not-OR)

Gerbang NOR mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal masukan tetapi hanya satu sinyal keluaran. Gerbang NOR mempunyai sifat bila sinyal keluaran ingin tinggi (1) maka semua sinyal masukan harus dalam keadaan rendah (0). Jadi gerbang NOR hanya mengenal sinyal masukan yang semua bitnya bernilai nol.

· Gerbang XOR (Antivalen, Exclusive-OR)

Gerbang XOR disebut juga gerbang EXCLUSIVE OR dikarenakan hanya mengenali sinyal yang memiliki bit 1 (tinggi) dalam jumlah ganjil untuk menghasilkan sinyal keluaran bernilai tinggi (1).

· Gerbang XNOR (Ekuivalen, Not-Exclusive-OR)

Gerbang XNOR disebut juga gerbang Not-EXCLUSIVE-OR. Gerbang XNOR mempunyai sifat bila sinyal keluaran ingin benilai tinggi (1) maka sinyal masukannya harus benilai genap (kedua nilai masukan harus rendah keduanya atau tinggi keduanya).

Gambar simbol Gerbang XNOR Standar

PENGUAT OPERASIONAL

PENGUAT OPERASIONAL

1. Pengenalan Penguat Operasional

Penguat operasional adalah penguat dengan gain tinggi dan terhubung secara langsung. Penguat ini biasanya digunakan untuk menguatkan sinyal berjalur frekuensi lebar dan digunakan bersama jaringan umpan balik eksternal.

Gambar 1.1 Simbol penguat operasional

\enguat operasional memiliki 5 terminal dasar, yaitu 2 untuk mensuplai daya, 2 untuk masukan dan satu untuk keluaran. Penguat operasional memiliki beberapa ketentuan ideal. Ketentuan-ketentuan ini tidak terdapat dalam praktek, namun asumsi-asumsi mengenai ini memungkinkan orang untuk melakukan analisa dengan cepat mengenai rangkaian umpan balik pada penguat operasional. Ketentuan-ketentuan ideal penguat operasional ini, antara lain :

1. Penguatan open loop besar (A >>)
   
2. Vo = 0 jika V1=V2
3. Impedansi input tinggi (Z >>)
   
4. Impedansi output mendekati 0 (Zo <<)
   
5. Tidak ada tegangan offset

2. Rangkaian Penguat Operasional
2.1 Inverting Amplifier
Pada rangkaian inverting amplifier, input non-inverting di-ground-kan sedangkan input inverting sebagai masukan. Dengan mengasumsikan, opamp mempunyai open loop gain yang tidak berhingga, maka perbedaan tegangan antara input inverting dan input non-inverting sama dengan nol (Ed=0). Pada kondisi ini, input inverting disebut virtual ground. Arus yang mengalir pada Ri adalah V_IN/R₁ dan arus pada RF adalah V_OUT/R_F.

Gambar 1.2 Rangkaian pembalik (Inverting Amplifier)

Penguatan tegangan pada inverting amplifier sama dengan harga resistor feedback dibagi dengan harga resistor input. Tanda minus menunjukkan adanya perbedaan fasa antara input dan output.

2.2 Non-Inverting Amplifier

Sering kali dibutuhkan penguat yang memberikan keluaran sama besar dan sefasa dengan masukannya serta memenuhi hubungan Rf tertentu dengan Ri. Oleh karena itu digunakannya rangkaian non inverting amplifier untuk memperoleh penguatan yang sefasa dengan masukannya. Berikut adalah gambar rangkaian non-inverting amplifier:

Gambar 1.3 Rangkaian tidak membalik (non-inverting amplifier)

Dengan asumsi tegangan antara tegangan terminal inverting (-) dan non-inverting (+) adalah 0 volt, berarti tegangan di titik A sama dengan Vi. Arus yang mengalir pada Ri sama dengan arus yang mengalir pada Rf, yaitu:

2.3 Penguat Differensial

Penguat Differensial bisa mengukur maupun memperkuat sinyal-sinyal kecil yang terbenam dalam sinyal-sinyal yang jauh lebih besar. Empat tahanan presisi (1 %) dan sebuah opamp membentuk sebuah penguat differensial, seperti terlihat pada gambar 2.3. Terminal inputnya ada dua, input (-) dan (+), dihubungkan dengan terminal opamp yang terdekat.

Sumber masukan penguat differensial ada 2, yaitu E1 dan E2. Jika E2 dihubung singkat, maka E1 mendapat penguatan pembalik sebesar -mR/R = -m. Karena tegangan keluaran akibat E1 adalah -mE1.

Jika E1 dihubung singkat, maka E2 akan terbagi antara R dan mR, sehingga terminal positif dari opamp menerima tegangan sebesar mendapat penguatan pembalik sebesar -mR/R = -m. Karena tegangan keluaran akibat E1 adalah -mE2/(1+m), dengan penguatan sebesar (1+m).

Gambar 1.4 Rangkaian Penguat Differensial

Karena itu tegangan keluaran akibat E1 adalah:

Dengan demikian jika E1 dan E2 sama-sama dimasukan, maka tegangan keluaran Vo adalah:

Dari persamaan diatas, dapat dilihat bahwa tegangan keluaran dari Penguat differensial sebanding dengan perbedaan tegangan masukan E1 dan E2. Pengali ini adalah merupakan gain differensial yang ditentukan oleh perbandingan tahanannya.



2.4 Integrator

Rangkaian integrator digunakan untuk mencari nilai hasil integrasi dari sinyal input. Berikut adalah gambar 2.4 dari rangkaian integrator.

Gambar 1.5 Rangkaian Integrator

Rangkaian integrator memiliki penguatan tegangan sebesar:

Bentuk 1/R_AC harus sesuai dengan masukan frekuensi minimum yang diharapkan:

2.5 Summing Amplifier



Op-amp sering digunakan sebagai penjumlah berbagai input sinyal. Berikut ini adalah gambar dari summing amplifier.

Gambar 1.6 Rangkaian Summing Amplifier

Rangkaian summing amplifier mempunyai penguatan tegangan sebanyak dua penguatan tegangan. Untuk penguatan tegangan 1 adalah sebagai berikut:

Untuk penguatan tegangan 2 adalah sebagai berikut:

Penguatan tegangan total dari summing amplifier adalah sebagai berikut:

2.6 Penguat Instrumentasi
Penguat Instrumentasi termasuk salah satu Penguat yang paling bermanfaat, cermat dan serbaguna yang ada pada saat ini. Penguat ini dibuat dari 3 penguat amplifier dan 7 tahanan, seperti terlihat pada gambar 2.6.

Gambar 1.7 Rangkaian Penguat Instrumentasi

Vin1 diterapkan ke masukan (+) nya dan Vin2 ke masukan (-) nya. Vo sebanding dengan perbedaan tegangan-tegangan masukan. Ciri-ciri Penguat instrumentasi adalah sebagai berikut:

1. Gain tegangannya, dari masukan differensial (Vin1 - Vin2) ke keluaran berujung tunggal, diatur oleh satu buah tahan
2. Resistansi masukan dari kedua masukannya sangat tinggi dan tidak berubah jika gainnya berubah.
3. Vo tidak tergantung pada tegangan bersama Vin1 maupun Vin2 (tegangan mode bersama), melainkan hanya pada perbedaan keduanya.
   

Mari belajar bikin rangkaian sederhana...

Di dalam bagian ini di bahas tentang suatu rangkaian-sirkuit alarm,dan dalam bab kali ini adalah alarm untuk mengidentifikasi kebakaran. alarm seperti sangat penting bagi komplek-komplek perumahan yang padat sehingga adanya api bisa diketahui lebih awal. Selamat mencoba!!!

untuk komponen yang akan dipakai dapat dilihat pada gambar..


rangkaian alarm kebakaran

Dari berbagai sumber.

Aplikasi PLC Sederhana

Aplikasi PLC – Mesin Pengering Sederhana

Anggap saja ini mesin pengering cucian yang punya pilihan untuk mengeringkan cucian selama 1 menit, 2 menit, dan 3 menit yang dapat dipilih menggunakan tombol kuning, merah, dan biru. Teknik pengeringan adalah dengan cara memutar cucian dalam tabung berlubang-lubang dengan kecepatan tinggi selama 1, 2, atau 3 menit



Skenario

1.Jika Tombol 1_Menit ditekan, maka Motor akan berputar selama 1 menit, dan kemudian OFF.
2.Jika Tombol 2_Menit ditekan, maka Motor akan berputar selama 2 menit, dan kemudian OFF.
3.Jika Tombol 3_Menit ditekan, maka Motor akan berputar selama 3 menit, dan kemudian OFF.
Diagram laddernya adalah sebagai berikut:



Rung 1. Jika Tombol 1_Menit ditekan, maka SV (Setting Value) Timer TIM001 akan diisi dengan nilai 600 hex (60 detik). Kenapa gak pake MOV(21) aja? Karena tidak bisa, instruksi MOV(21) tidak dapat mengakses memori area TC. Oleh karena itu digunakan instruksi BSET(71). Lihat Instruksi BSET(71).



Rung 2. Jika Tombol 2_Menit yang ditekan, maka SV TIM001 akan diisi dengan 1200 hex (120 detik).



Rung 3. Jika Tombol 3_Menit yang ditekan, maka SV TIM001 akan diisi dengan 1800 hex (180 detik).



Rung 4. Jika Tombol 1_Menit ditekan ATAU Tombol 2_Menit ditekan ATAU Tombol 3_Menit ditekan, maka bit flag RUN yang ada di alamat IR200.00 akan diset oleh instruksi KEEP(11). Bit flag RUN akan direset oleh Completion-Flag dari TIM001.



Rung 5. Selama bit flag RUN berada dalam kondisi ON, maka TIM001 akan menghitung dan MOTOR akan berputar. Sementara itu, LAMPU indikator akan berkedip-kedip dengan frekuensi 1 detik. Setelah SV samadengan nol, maka Completion-Flag TIM001 akan ON. Pada siklus berikutnya, bit flag RUN akan direset sehingga MOTOR dan LAMPU akan OFF.

Dan jangan lupa memberi END(01) di akhir program

:dari berbagai sumber.