Pengertian Gerbang Logika Dasar | Syarat Menjadi Teknisi Elektro
Daftar Isi
Gerbang Logika adalah dasar pembentuk Sistem Elektronika Digital yang
dapat mengubah satu atau beberapa Input (masukan) menjadi sebuah sinyal
Output (Keluaran)
Gerbang Logika beroperasi berdasarkan sistem bilangan biner
yaitu bilangan yang hanya memiliki 2 kode simbol yakni 0 dan
1 dengan menggunakan Teori Aljabar Boolean
Pelajari Dahulu TentangAljabar Boolean
Aljabar Boolean adalah perhitungan matematika yang berguna untuk
menganalisa dan menyederhanakan Gerbang Logika
pada Rangkaian-rangkaian Sistem Elektronika Digital
Tipe Data Boolean:
- True dan Flase
- 0 dan 1
- (High) Tinggi dan (Low) Rendah
- ON dan OFF
Berikut Daftar 3 tipe Hukum Aljabar Boolean
1. Hukum Komulatif
adalah hukum yang artinya ketika kita menukar angka dan jawabannya tetap
akan sama untuk operasi penjumlahan atau perkalian.
a + b = b + a (pada operasi penjumlahan)
a × b = b × a (pada operasi perkalian)
Contoh :
pada penjumlahan
1 + 2 = 2 + 1
pada perkalian
5 × 4 = 4 × 5
2. Hukum Asosiatif
adalah hukum yang bisa kita gunakan untuk mengelompokkan operasi bilangan
dengan urutan yang berbeda. Tergantung dari yang mana yang akan dihitung
pertama.
( a + b ) + c = a + ( b + C ) ( pada operasi penjumlahan )
( a × b ) × c = a × ( b × c ) ( pada operasi perkalian )
Contoh :
pada penjumlahan
( 2 + 4 ) + 3 = 2 + ( 4 + 3 )
6 + 3 = 2 + 7
9 = 9
pada perkalian
( 3 × 4 ) × 2 = 3 × ( 4 × 2 )
12 × 2 = 3 × 8
24 = 24
3. Hukum Distributif
adalah hukum penggabungan dengan cara mengkombinasikan bilangan dari hasil
operasi terhadap elemen-elemen kombinasi tersebut.
( a + b ) × c = a × c + b × c
Contoh :
( 3 + 4 ) × 2 = 3 × 2 + 4 × 2
7 × 2= 6 + 8
14 =14
7 Jenis Gerbang Logika dan Simbolnya
- Gerbang Logika AND
- Gerbang Logika OR
- Gerbang Logika NOT
- Gerbang Logika NAND
- Gerbang Logika NOR
- Gerbang Logika X-OR (Exclusive OR)
- Gerbang Logika X-NOR (Exlusive NOR)
Berikut penjelasan dari daftar diatas
1. Gerbang Logika AND
Gerbang AND memerlukan minimal 2 atau lebih Input untuk
menghasilkan hanya 1 Output dalam 1 gerbang logika
Gerbang AND mempunyai prinsip kerja jika semua
input bernilai 1 atau ON akan menghasilkan output
1
Sedangkan jika salah satu input terdapat logika 0 atau OFF
maka tidak akan menghasilkan output atau nilai outputnya
0 (OFF)
Simbol yang menandakan Operasi Gerbang Logika AND adalah tanda titik (“.”)
atau tidak memakai tanda sama sekali.
Contohnya : Z = X.Y atau Z = XY.
Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang Logika AND
Ladder Diagram AND
Rangkaian Listrik Gerbang Logika AND
Ini adalah rangkaian 2 buah saklar secara seri untuk membentuk rangkaian
Gerbang Logika AND.
Saklar dirangkai secara seri dengan lampu dan baterai.
Lampu hanya akan menyalah logika 1, jika kedua saklar dalam kondisi logika 1
(ON)
Jika salah satu saklar terbuka, maka lampu akan mati.
Rangkaian Transistor Gerbang Logika AND
2 buah transistor dirangkai sebagai saklar dan diserikan sehingga pin A
dan pin B harus bernilai tinggi (1) baru pin Q akan bernilai tinggi (1).
R1 dan R2 berfungsi untuk membatasi arus basis, R3 berfungsi membatasi
arus kolektor dan R4 berfungsi sebagai beban.
Jenis IC Gerbang Logika AND
- 74LS08 quad 2 input AND Gate - IC TTL
- 74LS11 triple 3 input AND Gate - IC TTL
- 74LS21 dual 4 input AND Gate - IC TTL
- CD4081 quad 2 input AND Gate - IC CMOS
- CD4073 triple 3 input AND Gate - IC CMOS
- CD4082 dual 4 input AND Gate - IC CMOS
Gambar Konfigurasi Pin IC Gerbang Logika AND
2. Gerbang Logika OR
Dasar dari gerbang OR juga membutuhkan dua atau lebih input untuk
menghasilkan satu output. Tidak berbeda jauh dengan gerbang AND.
Gerbang OR akan menghasilkan output 1 apabila salah satu input
memiliki nilai yang sama yaitu 1.
Begitu pula sebaliknya, akan menghasilkan nilai output 0 jika ketika
semua input memiliki nilai logika 0.
Gerbang logika OR menggunakan simbol tanda plus atau “+”.
Salah satu contoh yang bisa dilihat, Z = X+Y.
Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang Logika OR
![Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang Logika OR Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang Logika OR](https://1.bp.blogspot.com/-qPogVwk-79k/X7akZLDdUqI/AAAAAAAAHJ8/_VliL47P1hA__nn9Zg3jtOI5406OuQMjwCLcBGAsYHQ/w640-h384/Simbol-dan-Tabel-Kebenaran-Gerbang-Logika-OR.png)
Ladder Diagram OR
Rangkaian Listrik Gerbang
Logika OR
Saklar S1 dan S2 yang dirangkai secara paralel dan diserikan
dengan satu buah lampu dan satu buah sumber tegangan.
Lampu akan padam jika kedua saklar (S1 dan S2) terbuka
(bernilai”0″) dan akan menyalah jika salah satu atau kedua-dua
saklar tertutup (bernilai “1”).
Selain dengan menggunakan saklar, rangkaian logika OR juga dapat
dibuat dengan menggunakan transistor.
Rangkaian Transistor Gerbang Logika OR
2 buah rangkaian transistor yang dirangkai sebagai saklar.
pin A dan pin B berfungsi sebagai input sedangkan pin Q berfungsi
sebagai output.
R1 dan R2 berfungsi untuk membatasi arus listrik yang masuk kaki
basis transistor, R3 dan R4 berfungsi sebagai pembatas arus
listrik yang masuk ke kaki kolektor transistor.
Sedangkan R5 berfungsi sebagai beban. Ketika pin A dan pin B tidak
dihubungkan dengan sumber tegangan (berlogika “0”)
Maka kedua transistor tidak akan aktif sehingga arus listrik tidak
dapat mengalir melewati transistor.
Akibatnya pin Q akan bernilai rendah (logika “0”). Jika pin A
mendapatkan tegangan, maka transistor T1 akan aktif dan menjadi
jenuh
Sehingga arus listrik dapat mengalir melewati transistor T1 dan
mengakibatkan pin Q akan bernilai tinggi (berlogika “1”).
Demikian juga dengan pin B, jika pin B diberikan tegangan
(berlogika “1”) maka transistor T2 akan jenuh sehingga dapat
mengalirkan arus listrik dan mengakibatkan pin Q bernilai tinggi.
Jadi pin Q hanya akan bernilai rendah jika kedua pin input A dan B
bernilai rendah. Pin Q akan bernilai tinggi jika salah satu atau
kedua pin A dan pin B bernilai tinggi.
Jenis IC Gerbang Logika OR
- IC dari keluarga TTL : 74LS32 quad 2 input OR GATE
- IC dari keluarga CMOS : CD4071 quad 2 input OR GATE
- IC dari keluarga CMOS : CD4075 Tripe 3 input OR GATE
- IC dari keluarga CMOS : CD4072 Dual 4 input OR GATE
Konfigurasi PIN IC Gerbang Logika OR
3. Gerbang Logika NOT
Pada dasarnya, Gerbang NOT hanya membutuhkan sebuah input untuk
menghasilkan satu output.
Gerbang NOT ini juga disebut sebagai inverter atau pambalik.
Hal tersebut dikarenakan dapat menghasilkan output yang berkebalikan
atau berlawanan dengan input atau masukannya.
Itu berarti jika kita ingin memperoleh output dengan nilai logika 0
Maka inputnya harus bernilai logika 1.
Gerbang NOT dilambangkan dengan simbol minus atau “-” di atas variabel
inputnya.
Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang Logika NOT
Ladder Diagram NOT
Rangkaian Listrik Gerbang Logika NOT
Rangkaian Transistor Gerbang Logika NOT
Jenis IC Gerbang Logika NOT
- IC dari keluarga TTL : 74 LS04 Hex Inverting NOT Gate
- IC dari keluarga TTL : 74LS14 Hex Schmitt Inverting NOT Gate
- IC dari keluarga TTL : 74LS004 Hex Inverting Drivers
- IC dari keluarga CMOS : CD4009 Hex Inverting NOT Gate
- IC dari keluarga CMOS :CD4069 Hex Inverting NOT Gate
Konfigurasi PIN IC Gerbang Logika OR
4.Gerbang Logika NAND
NAND adalah NOT AND atau BUKAN AND
Gerbang NAND merupakan kombinasi dari Gerbang AND dan Gerbang NOT yang
menghasilkan kebalikan dari Output Gerbang AND.
Gerbang NAND akan menghasilkan output Logika 0 apabila semua
input pada Logika 1
Jika terdapat sebuah Input yang bernilai Logika 0 maka akan
menghasilkan Output Logika 1
![Ladder Diagram PLC Gerbang Logika NAND Ladder Diagram PLC Gerbang Logika NAND](https://1.bp.blogspot.com/-sHcnI3C0dIU/X7asywdBF8I/AAAAAAAAHLA/9wSYsD5GFOg3jBz_Tmaw4kIucwUgrYroQCLcBGAsYHQ/w640-h384/Ladder-Diagram-PLC-Gerbang-Logika-NAND.png)
Konfigurasi PIN IC Gerbang Logika NAND
Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang Logika NAND
![Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang Logika NAND Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang Logika NAND](https://1.bp.blogspot.com/--BonePz12zI/X7algmjg85I/AAAAAAAAHKM/3C3YUrpFYeMP2cEOhIKAChYCqLZxVyiNwCLcBGAsYHQ/w640-h384/Simbol-dan-Tabel-Kebenaran-Gerbang-Logika-NAND.png)
Ladder Diagram NAND
![Ladder Diagram PLC Gerbang Logika NAND Ladder Diagram PLC Gerbang Logika NAND](https://1.bp.blogspot.com/-sHcnI3C0dIU/X7asywdBF8I/AAAAAAAAHLA/9wSYsD5GFOg3jBz_Tmaw4kIucwUgrYroQCLcBGAsYHQ/w640-h384/Ladder-Diagram-PLC-Gerbang-Logika-NAND.png)
Rangkaian Gerbang Logika NAND
2 buah saklar yang dirangkai secara seri dan dirangkai secara
paralel dengan lampu.
Terdapat juga satu buah resistor R1 yang dirangkai seri dengan
sumber tegangan dan saklar.
Ketika kedua saklar atau salah satu saklar dalam kondisi terbuka
(logika “0”), maka lampu akan menyala (logika “0”)
Tetapi ketika kedua saklar ditutup (logika “1”), maka lampu akan
padam (logika “0”).
Kondisi ini sama dengan logika NAND. Selain dapat dibuat dengan
menggunakan rangkaian saklar
logika NAND juga dapat dibuat dengan mengggunakan rangkaian
transistor.
Rangkaian Transistor Gerbang Logika NAND
R1 dan R2 berfungsi untuk membatasi arus listrik yang masuk ke
kaki basis, R3 Berfungsi untuk membatasi arus yang masuk ke kaki
kolektor transistor,
R4 adalah optional, boleh digunakan boleh juga tidak digunakan.
Output diambil dari kaki kolektor kedua transistor T1.
Pada saat pin input A dan pin input B tidak diberikan tegangan
(logika “0”), maka transistor tidak aktif sehingga arus tidak
dapat mengalir melewati transistor, akibatnya output Q akan
mendapatkan tegangan dari resistor R3 dan bernilai “1”.
Ketika pin A dan pin B mendapatkan tegangan (logika “1”), maka
transistor akan aktif dan mengalirkan arus listrik dari kolektor
ke emitor, akibatnya output Q akan turun menjadi “0”.
Cara kerja ini sama dengan logika NAND.
Jenis IC Gerbang Logika NAND
- IC TTL tipe 74LS00, 74LS10, 74LS20, 74LS30
- IC CMOS tipe CD4011, CD4023, CD4012
Konfigurasi PIN IC Gerbang Logika NAND
5.Gerbang Logika NOR
NOR adalah NOT OR atau BUKAN OR
Gerbang NOR merupakan perbaduan dari Gerbang OR dan Gerbang NOT yang
menghasilkan kebalikan dari Output Gerbang OR.
Gerbang NOR akan menghasilkan Output Logika 0 jika salah satu dari
Input bernilai Logika 1
Jika ingin mendapatkan Output Logika 1, maka semua Input harus
bernilai Logika 0.
Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang Logika NOR
![Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang Logika NOR Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang Logika NOR](https://1.bp.blogspot.com/-V2SNii2Wm24/X7amCLwFiPI/AAAAAAAAHKY/uiX6iaN5uP0e3smuuh7FHXQTBqv54lJJgCLcBGAsYHQ/w640-h384/Simbol-dan-Tabel-Kebenaran-Gerbang-Logika-NOR.png)
Ladder Diagram NOR
![Ladder Diagram PLC Gerbang Logika NOR Ladder Diagram PLC Gerbang Logika NOR](https://1.bp.blogspot.com/-1fDB4FhOYHc/X7atFJuTIXI/AAAAAAAAHLM/vmTJ-58Gd44P7OlQdRqTDV6W-b9dKglBQCLcBGAsYHQ/w640-h384/Ladder-Diagram-PLC-Gerbang-Logika-NOR.png)
Rangkaian Gerbang Logika NOR
2 buah saklar yang dirangkai secara paralel dengan lampu dan sumber
tegangan.
Terdapat juga satu buah resistor Rc yang dirangkai seri dengan
sumber tegangan dan saklar.
Ketika kedua saklar dalam kondisi terbuka (logika “0”), maka lampu
akan menyala (logika “1”)
Tetapi ketika salah satu atau kedua saklar ditutup (logika “1”),
maka lampu akan padam (logika “0”).
Kondisi ini sama dengan logika NOR.
Selain dapat dibuat dengan menggunakan rangkaian saklar, logika NOR
juga dapat dibuat dengan mengggunakan rangkaian transistor.
Rangkaian Transistor Gerbang Logika NOR
R1 dan R2 berfungsi untuk membatasi arus listrik yang masuk ke kaki
basis
R3 Berfungsi untuk membatasi arus yang masuk ke kaki kolektor kedua
transistor
R4 adalah optional, boleh digunakan boleh juga tidak digunakan.
Output diambil dari kaki kolektor kedua transistor T1 dan T2.
Pada saat pin input A dan pin input B tidak diberikan tegangan (logika
“0”)
maka transistor tidak aktif sehingga arus tidak dapat mengalir
melewati transistor,
akibatnya output Q akan mendapatkan tegangan dari resistor R3 dan
bernilai “1”.
Ketika pin A atau pin B atau kedua pin A dan B mendapatkan tegangan
(logika “1”)
maka transistor akan aktif dan mengalirkan arus listrik dari kolektor
ke emitor, akibatnya output Q akan turun menjadi “0”
Jenis IC Gerbang Logika NOR
- IC TTL tipe 74LS02, 74LS27, 74LS60
- IC CMOS tipe CD4001, CD4025, CD4002
Konfigurasi PIN IC Gerbang Logika NOR
6. Gerbang Logika XOR
X-OR adalah singkatan dari Exclusive OR yang memiliki 2 Input dan 1 Output
Logika.
Gerbang X-OR akan menghasilkan Output Logika 1 jika semua Input mempunyai
nilai Logika yang berbeda.
Jika nilai Logika Inputnya sama, maka akan memberikan hasil Output Logika
0.
7. Gerbang LogikaX-NOR
Gerbang X-NOR memiliki 2 Input dan 1 Output.
X-NOR adalah singkatan dari Exclusive NOR dan merupakan kombinasi dari
Gerbang X-OR dan Gerbang NOT.
Gerbang X-NOR akan menghasilkan Output Logika 1 jika semua Intput bernilai
Logika yang sama dan akan menghasilkan Output Logika 0
jika semua Inputnya bernilai Logika yang berbeda. Hal ini merupakan
kebalikan dari Gerbang X-OR (Exclusive OR).
Daftar Soal Tentang Gerbang Logika
Software Simulasi Gerbang Logika
Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang LogikaX-NOR
5 Software Simulator Gerbang Logika
Dengan adanya software Simulator anda akan mudah memahami Gerbang Logika
secara real time dan prakterk.
Berikut daftar Software buat simulasinya
1.CEDAR Logic Simulator
CEDAR LS adalah simulator logika digital interaktif yang akan digunakan untuk
pengajaran desain logika atau pengujian desain digital sederhana.
Ini fitur gerbang logika tingkat rendah serta komponen tingkat tinggi,
termasuk register dan emulat mikroprosesor Z80
Link :CEDAR Logic 1.5
2. Logisim
Logisim adalah Alat pendidikan untuk merancang dan mensimulasikan sirkuit
logika digital, yang menampilkan antarmuka yang mudah dipelajari, sirkuit
hierarki, bundel kabel, dan perpustakaan komponen besar.
Sebagai aplikasi Java, ia dapat berjalan di banyak platform.
Link :Logisim 2.7.1
3. FreeMat
FreeMat adalah software yang gratis untuk mempercepat rekayasa, membuat
prototipe ilmiah dan pemrosesan data.
Mirip dengan sistem komersial seperti Matlab dari MathWorks, dan IDL dari
System Research, namun ini open source. FreeMat berada dibawah lisensi GPL.
Link :FreeMat-4.2-Setup.exe
4.Logic Gate Simulator
Logic Gate Simulator adalah alat open source untuk bereksperimen dan belajar
tentang gerbang logika.
Fiturnya termasuk drag & drop tata letak gerbang dan kabel, dan penciptaan
“Integrated circuit”.
Link :GateSimSetup-1.4.msi
5. Maxima
Maxima adalah sistem aljabar komputer yang cukup lengkap ditulis dalam Common
Lisp dengan penekanan pada perhitungan simbolik.
Contoh Soal Gerbang Logika Beserta Jawabanya
1. Buatlah Gambar Rangkaian dan Tabel Kebenaran dari soal berikut:
Z = A + ( B . C )
Jawab:
-Rangkaian
![]() |
Rangkaian Gerbang Logika Z = A + ( B . C ) |
![]() |
Tabel Kebenaran Gerbang Logika Z = A + ( B . C ) |
2. Buatlah Gambar Rangkaian dan Tabel Kebenaran dari soal berikut:
Z = ( A + B ) . C
Jawab:
-Rangkaian
![]() |
Rangkaian Gerbang Logika Z = ( A + B ) . C |
- Tabel Kebenaran
3. Buatlah Gambar Rangkaian dan Tabel Kebenaran dari soal berikut:
Z = ( A + B ) . A ‘
Jawab:
- Rangkaian
|
Tabel Kebenaran Z = ( A + B ) . A ‘ |
4. Buatlah Gambar Rangkaian dan Tabel Kebenaran dari soal berikut:
Z = ( A . B ) + B
Jawab:
- Rangkaian
- Tabel Kebenaran
5. Susunlah gerbang AND, 4 masukan dengan menggunakan gerbang AND, 2
masukan
Jawab :
6. Buatlah rangkaian dengan Gerbang Logika
X . ( X’ + Y )
Jawaban:
Y Y = A + (A + B) . B C
Y Y = A + A B C + B B C
Y Y = A + A B C + B C
Y Y = A + B C (A + 1)
Y Y = A + B C
![]() |
Hasil Rangkaian PenyederhanaanY = A + B C |
8. Buatlah Gambar Rangkaian dan Tabel Kebenaran dari soal berikut:
F = AB' + A'B + AB
Jawab:
- Rangkaian
Posting Komentar
[ > ] Admin berhak menghapus komentar anda yang sarah dan kawan"nya
[ > ] Jangan menaruh Link Aktif
[ > ] Komentar anda sangat bermanfaat bagi admin
Terima Kasih