- Dapat mengetahui Teori dan Prinsip Kerja dari Encoders
- Dapat membuat dan mensimulasikan Tugas Sistem Digital berupa rangkaian Encoders
2. Alat dan Bahan [kembali]
2.1 Alat [kembali]
1.Voltmeter
Alat ukur yang digunakan untuk mengukur beda potensial atau tegangan listrik dari dua titik potensial listrik. Pada peralatan elektronik, voltmeter digunakan sebagai pengawasan nilai tegangan kerja.
2.2 Bahan [kembali]
2. IC 74HC151 Multiplexer
Konfigurasi pin :
3. Resistor
Resistor berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkaian elektronika.
Spesifikasi :
220 ohm (1 buah)
4. LED
LED berfungsi sebagai lampu indikator.
Datasheet LED 
5. Gerbang logika OR 7432
Gerbang OR merupakan operasi boolean penjumlahan yang bersimbol (+).
Spesifikasi :
- Tegangan Suply : 7V
- Tegangan Input : 5,5 V
- Beroperasi pada suhu udara 0 sampai +70 derjat
- Kisaran suhu penyimpanan : -65 derjat sampai +150 derjat celcius
Konfigurasi pin :
- Vcc : kaki 14
- GND : kaki 7
- input : kaki 1, 2, 4, 5, 9, 10 12, 13
- output : kaki 3, 6, 11, 8
6. Gerbang Logika AND (IC 7408)
IC TTL adalah IC yang banyak
digunakan dalam rangkaian digital karena menggunakan sumber tegangan (VS)
antara 4,75 Volt sampai 5,25 Volt. Komponen pembangun IC
TTL(transistor-transistor logic) adalah sesuai dengan namanya IC ini berisi
beberapa transistor yang digabungkan sehingga membentuk dua keadaan (ON/FF).Konfiugurasi
pin:
- Vcc : Kaki 14
- GND : Kaki 7
- Input : Kaki 1, 2, 3, 4,
5, 9,10,12 dan 13
- Output : Kaki 3,6, 8, dan 11
Konfigurasi IC 7408
Data Sheet IC 7408
7. Inverter
Inverter adalah suatu rangkaian atau perangkat elektronika yang dapat mengubah arus listrik searah (DC) ke arus listrik bolak-balik (AC) pada tegangan dan frekuensi yang dibutuhkan sesuai dengan perancangan rangkaiannya.
Konfigurasi Pin :
8.Encoder 74147
Encoder adalah rangkaian kombinasional yang mana merupakan operasi kebalikan dari Decoder. Encoder memiliki maksimum 2n jalur input dimana "n" adalah jalur output. Karena mengkode informasi dari input 2n menjadi kode n-bit. Encoder akan menghasilkan kode biner yang setara dengan input yang mana adalah "Aktif Tinggi". Oleh karena itu, encoder mengkodekan 2n jalur input dengan ‘n’ bit.
Konfigurasi Pin :
- Vcc : kaki 16
- GND : Kaki 8
- Input : kaki 1, 2, 3, 4, 5, 10, 11, 12, 13
- Output biner : 6, 7, 9, dam 14
Komponen Input :
9. Logic State
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.
Komponen Output :
10. Logic Probe
alat yang digunakan untuk menganalisa logika keluaran (Boolean 1 atau 0) dari sirkuit digital
Komponen Lainnya :
11. Ground
Ground berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke bumi atau tanah.
- Resistor
Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika.
Gerbang NOT atau disebut
juga "NOT GATE" atau Inverter (Gerbang Pembalik) adalah jenis gerbang
logika yang hanya memiliki satu input (Masukan) dan satu output (keluaran).
Dikatakan Inverter (gerbang pembalik) karena gerbang ini akan menghasilkan
nilai ouput yang berlawanan dengan nilai inputnya . Untuk lebih jelasnya
perhatikan simbol dan tabel kebenaran gerbang NOT berikut.
Pada gerbang logika NOT,
simbol yang menandakan operasi gerbang logika NOT adalah tanda minus (-) diatas
variabel, perhatikan gambar diatas.
Perhatikan tabel kebenaran
gerbang NOT. Cara cepat untuk mengingat tabelnya adalah dengan mengingat
pernyataan berikut. "Gerbang NOT akan menghasilkan output (keluaran)
logika 1 bila variabel input (masukan) bernilai logika 0" sebalikanya
"Gerbang NOT akan menghasilkan keluaran logika 0 bila input (masukan)
bernilai logika 1
- Gerbang Logika AND (IC 7408)
Gerbang AND atau disebut
juga "AND GATE" adalah jenis gerbang logika yang memiliki dua input
(Masukan) dan satu output (keluaran). Untuk lebih jelasnya perhatikan simbol
dan tabel kebenaran gerbang AND berikut.
Pada gerbang logika AND,
simbol yang menandakan operasi gerbang logika AND adalah tanda titik (.) atau
bisa juga dengan tanpa tanda titik, contohnya seperti Z = X.Y atau Z = XY.
Perhatikan tabel kebenaran
gerbang AND. Cara cepat untuk mengingat tabelnya adalah dengan mengingat
pernyataan berikut. "Gerbang AND akan menghasilkan output (keluaran)
logika 1 bila semua variabel input (masukan) bernilai logika 1"
sebalikanya "Gerbang AND akan menghasilkan keluaran logika 0 bila salah
satu masukannya merupakan logika 0"
Jenis Gerbang Logika AND
Adapun gerbang logika AND
terdiri dari gerbang logika AND 2 input dan 3 input. Untuk memperjelas silahkan
perhatikan gambar berikut.
Berdasarkan ekspresi Boolean
untuk fungsi logika AND didefinisikan sebagai (.) yang mana merupakan operasi
bilangan biner, sehingga gerbang AND dapat diturunkan secara bersama-sama untuk
membentuk sejumlah input.
Tetapi mengingat bahwa IC
gerbang AND yang tersedia dipasaran hanya terdiri dari input 2, 3, atau 4. maka
diperlukan input tambahan , sehingga gerbang AND standar perlu diturunkan
bersama sehingga mendapatkan nilai input yang diperlukan, sebagai contoh
Gerbang AND Multi Input
Berdasarkan Gerbang AND 6 input diatas maka ekspresi
Boolean yaitu :
Q = (A.B).(C.D).(E.F)
- Gerbang Logika OR
Gerbang OR memerlukan 2 atau lebih Masukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 Keluaran (Output). Gerbang OR akan menghasilkan Keluaran (Output) 1 jika salah satu dari Masukan (Input) bernilai Logika 1 dan jika ingin menghasilkan Keluaran (Output) Logika 0, maka semua Masukan (Input) harus bernilai Logika 0.
- LED
Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna).
Tegangan Maju LED
- Encoders
Encoder adalah
multiplexer tanpa jalur keluaran tunggal. Ini adalah fungsi logika
kombinasional yang memiliki 2n (atau lebih sedikit) jalur input dan n jalur
output, yang sesuai dengan n jalur pemilihan dalam multiplekser. N jalur
keluaran menghasilkan kode biner untuk kemungkinan jalur masukan 2n. Dalam
tabel kebenaran, D0 hingga D7 mewakili digit oktal 0 hingga 7. A, B, dan C
mewakili digit biner.
Delapan baris masukan akan memiliki 28 = 256 kemungkinan kombinasi. Namun, dalam kasus encoder oktal-ke-biner, hanya delapan dari 256 kombinasi ini yang memiliki arti. Kombinasi variabel masukan yang tersisa adalah kombinasi masukan 'dont' care'. Selain itu, hanya satu baris masukan pada satu waktu yang berstatus logika '1'. Gambar 8.15 menunjukkan implementasi perangkat keras dari oktal-ke-biner encoder dijelaskan oleh tabel kebenaran pada Tabel 8.8. Rangkaian ini memiliki kekurangan yaitu menghasilkan semua urutan keluaran 0 ketika semua jalur masukan berada dalam keadaan logika '0'. Ini dapat diatasi dengan memiliki baris tambahan untuk menunjukkan urutan input semua 0s.
- Priority Encoder
Encoder prioritas adalah bentuk praktis dari pembuat enkode. Pembuat enkode yang tersedia dalam bentuk IC adalah semua pembuat enkode prioritas. Dalam jenis pembuat enkode ini, sebuah prioritas ditetapkan ke setiap masukan sehingga, bila lebih dari satu masukan aktif secara bersamaan, masukan dengan prioritas tertinggi akan dienkode. Kami akan mengilustrasikan konsep pengkodean prioritas dengan bantuan sebuah contoh. Mari kita asumsikan bahwa encoder oktal ke biner yang dijelaskan di paragraf sebelumnya memiliki prioritas input untuk digit orde tinggi.
Asumsikan bahwa input baris D2, D4 dan D7 semuanya secara bersamaan dalam status logika '1'. Dalam hal ini, hanya D7 yang akan dikodekan dan keluarannya akan menjadi 111. Tabel kebenaran dari encoder prioritas tersebut kemudian akan dimodifikasi seperti yang ditunjukkan pada Tabel 8.9. Melihat baris terakhir dari tabel, ini menyiratkan bahwa, jika D7 = 1, maka, terlepas dari status logika dari masukan lainnya, keluarannya adalah 111 karena D7 hanya akan dikodekan. Sebagai contoh lain, Gambar 8.16 menunjukkan simbol logika dan tabel kebenaran dari pembuat enkode BCD desimal 10 baris hingga empat baris yang menyediakan pengkodean prioritas untuk digit orde tinggi, dengan digit 9 memiliki prioritas tertinggi. Dalam tabel fungsional yang ditunjukkan, baris masukan dengan prioritas tertinggi yang memiliki RENDAH di atasnya dikodekan terlepas dari status logika dari baris masukan lainnya.
encoder kemudian akan diubah menjadi apa yang ditunjukkan pada Tabel 8.9. Melihat baris terakhir dari tabel, ini menyiratkan bahwa, jika D7 = 1, maka, terlepas dari status logika input lain, outputnya adalah 111 karena D7 hanya akan dikodekan.
Tabel kebenaran untuk encoder prioritas diberikan pada Tabel 8.10, dengan D0, D1, D2 dan D3 sebagai data input dan X dan Y sebagai output. Ekspresi Boolean untuk dua jalur keluaran X dan Y diberikan oleh persamaan
4. Percobaan [kembali]
4.1 Prosedur Percobaan [kembali]
1. Siapkan semua alat dan bahan yang diperlukan
2. Disarankan agar membaca datasheet setiap komponen
3. Cari komonen yang diperlukan di library proteus
4. Untuk rangkaian encoders, memiliki 4 buah rangkaian dengan alat dan bahannya yaitu multiplexer ic 74HC151, INVERTER, led, gerbang logika OR, logicprobe dan logic state, resistor
5. Atur nilai logic state
7. Coba
dijalankan rangkaian apabila ouput hidup maka logika 1 maka rangkaian benar
4.2 Rangkaian Simulasi [kembali]
 |
| Rangkaian 8.14 |
 |
| Rangkaian 8.15 |
 |
| Rangkaian 8.16 |
 |
| Rangkaian 8.17 |
Rangkaian 8.14
I0-I7 adalah 8 pilihan INPUT, bebas diisi dengan input digital
Y adalah output
Y bar adalah Versi NOT dari Y
ABC adalah input selector. input dapat dipilih dengan mengatur kombinasi input pada ABC
bilangan biner untuk A adalah 1 B adalah 2 dan C adalah 4 E adalah input yang fungsinya untuk mengatur kondisi output Prinsip gerbang OR adalah output akan berlogika 0 jika kedua input berlogika 0 dan sebaliknya output akan berlogika 1 jika salah satu atau semua input berlogika 1.
-JIKA X0 berlogika 1 maka output Y U1 berlogika 1 kemudian masuk ke OR dimana kaki 1 berlogika 1 dan kaki 2 berlogika 0 menghasilkan output berlogika 1 sesuai dengan prinsip kerja gerbang OR. sebaliknya jika X0 berlogika 0 maka output Y U1 akan berlogika 0 (kaki 1) dan kaki 2 dalam keadaan berlogika 0 sehingga 0,0 akan mengasilkan output berlogika 0 sesuai dengan prinsip kerja gerbang OR.
-JIKA X1 berlogika 1 maka output Y U1 akan berlogika 0, untuk menghasilkan output dengan logika 1 maka kaki ABC bertindak sebagai input selektor, dimana input ABC akan dipilih mana bilangan binernya yang sesuai dengan angka pada kaki X1, disini yg diminta adalah X1 maka biner nya adalah 1 yaitu kaki A. untuk itu A berlogika 1 dan X1 berlogika 1 sehingga outputnya akan berlogika 1 kemudian masuk ke gerbang OR dimana kaki 2 berlogika 0 sehingga (1,0) akan menghasilkan output dengan logika 1
-JIKA X2 berlogika 1 maka outputnya akan berlogika 0, untuk membuat outputnya aktif (berlogika 1) maka diperlukan input selector pada ABC yang binernya sama, dima X2 binnernya 2, yg binnernya 2 adalah B, Maka kaki B inputnya berlogika 1 dan kaki X2 berlogika 1 menghasilkan output berlogika 1, kemudian masuk ke gerbang OR dimana kaki 2 dari gerbang OR berlogika 0 maka outputnya akan berlogika 1
-Untuk X3-X7 prinsipnya sama dengan X0-X2, dimana untuk membuat outputnya berlogika 1 maka diperlukan kaki ABC yang binernya sama dengan nilai kaki pada IC 74HC151 Sebagai kombinasi untuk mengaktifkan Kaki IC 74HC151 sehingga menghasilkan output dengan logika 1
-kemudian untuk U2 (Multiplexser) prinsipnya sama dengan U1, bedanya pada U2 terdapat inverter yang membuat logika pada kaki E aktif renda menjadi berlawanan dengan yg seharusnya karena inverter disini bertindak sebagai pembalik NOT sehingga output yang dihasilkan akan berkebalikan dengan prinsip aktif rendah yaitu ketika di U1 E akan aktif jika berlogika 0 sedangkan pada u2 E akan aktif jika berlogika 1
Rangkaian 8.15
ketika D0 logika 0 tidak U1 U2 dan U3 OFF, karena tidak terhubung dengan salah satu gerbang logika OR. Ini menandakan bahwa addres dari D0 adalah 0 0 0
ketika D1 logika 1 maka OR 3 akan aktif karena D1 terhubung dengan salah satu kaki input OR 3. Karena salah satu kaki input OR 3 berlogika 1 maka output dari OR 3 akan menjadi 1. Ini menandakan bahwa addres dari D1 adalah 1 0 0
ketika D2 logika 1 maka OR 2 akan aktif karena D2 terhubung dengan salah satu kaki input OR 2. Karena salah satu kaki input OR 2 berlogika 1 maka output dari OR 2 akan menjadi 1. Ini menandakan bahwa addres dari D2 adalah 0 1 0
ketika D3 logika 1 maka OR 2 dan OR 3 akan aktif karena D3 terhubung dengan salah satu kaki input OR 2 dan OR 3. Karena salah satu kaki input OR 2 dan OR 3 berlogika 1 maka output dari OR 2 dan OR 3 akan menjadi 1. Ini menandakan bahwa addres dari D3 adalah 1 1 0
ketika D4 logika 1 maka OR 1 akan aktif karena D4 terhubung dengan salah satu kaki input OR 1. Karena salah satu kaki input OR 1 berlogika 1 maka output dari OR 1 akan menjadi 1. Ini menandakan bahwa addres dari D4 adalah 0 0 1
ketika D5 logika 1 maka OR 1 dan OR 3 akan aktif karena D5 terhubung dengan salah satu kaki input OR 1 dan OR 3. Karena salah satu kaki input OR 1 dan OR 3 berlogika 1 maka output dari OR 1 dan OR 3 akan menjadi 1. Ini menandakan bahwa addres dari D5 adalah 1 0 1
ketika D6 logika 1 maka OR 1 dan OR 2 akan aktif karena D6 terhubung dengan salah satu kaki input OR 1 dan OR 2. Karena salah satu kaki input OR 1 dan OR 2 berlogika 1 maka output dari OR 1 dan OR 2 akan menjadi 1. Ini menandakan bahwa addres dari D5 adalah 0 1 1
ketika D7 logika 1 maka OR 1, OR 2 dan OR 3 akan aktif karena D7 terhubung dengan salah satu kaki input OR 1, OR 2 dan OR 3. Karena salah satu kaki input OR 1, OR 2 dan OR 3 berlogika 1 maka output dari OR 1, OR 2 dan OR 3 akan menjadi 1. Ini menandakan bahwa addres dari D5 adalah 1 1 1
Rangkaian 8.16
Karena input dan output dari jenis encoder yang dipakai adalah aktif rendah maka situasi adanya input dan output ditandakan dengan logika 0
bilangan biner dari
Q0 = 1
Q1 = 2
Q2 = 4
Q3 = 8
output dari encoder adalah penjumlahan angka biner sesuai dengan angka input
jika input 1 diaktifkan (logika 0) maka output dari Q0 akan berlogika 0, 1+0+0+0=1
jika input 2 diaktifkan (logika 0) maka output dari Q1 akan berlogika 0, 0+2+0+0=2
jika input 3 diaktifkan (logika 0) maka output dari Q0 dan Q1 akan berlogika 0, 1+2+0+0=3
jika input 4 diaktifkan (logika 0) maka output dari Q2 akan berlogika 0, 0+0+4+0=4
jika input 5 diaktifkan (logika 0) maka output dari Q0 dan Q2 akan berlogika 0, 1+0+4+0=5
jika input 6 diaktifkan (logika 0) maka output dari Q1 dan Q2 akan berlogika 0, 0+2+4+0=6
jika input 7 diaktifkan (logika 0) maka output dari Q0, Q1 dan Q2 akan berlogika 0,1+2+4+0=7
jika input 8 diaktifkan (logika 0) maka output dari Q3 akan berlogika 0, 0+0+0+8=8
jika input 9 diaktifkan (logika 0) maka output dari Q0 dan Q3 akan berlogika 0, 1+0+0+8=9
Rangkaian 8.17
Jika D1 diaktifkan (logika 1) maka pada salah satu kaki input AND berlogika 1. Salah satu kaki AND yang lain sudah berlogika 1 yang disebabkan D2 berlogika 0 terus di inverter sehingga berlogika 1. Karena kedua kaki input AND berlogika 1 maka output dari AND adalah logika 1, sehingga pada salah satu kaki input OR 2 berlogika 1, maka output dari OR 2 adalah logika 1 pada Y.
Jika D2 diaktifkan (logika 1) maka salah satu kaki input OR 1 berlogika 1, sehinggaoutput dari OR 1 adalah logika 1 pada X.
Jika D1 dan D2 diaktifkan (logika 1) maka salah satu kaki input OR 1 berlogika 1, sehingga output dari OR 1 adalah logika 1 pada X. Karena D2 logika 1 terus di inverter menjadi berlogika 0 pada gerbang AND, maka gerbang AND tidak aktif atau berlogika 0. Karena pada kaki input OR 2 semuanya logika 0 maka output dari gerbang OR 2 adalah berlogika 0 pada Y.
Jika D3 diaktifkan (logika 1) maka salah satu kaki input dari OR 1 dan OR 2 akan berlogika 1 sehingga gerbang OR 1 dan OR 2 outputnya menjadi logika 1 pada X dan Y
4.4 Video [kembali]
4.5 Download File [kembali]
[VIDEO SIMULASI RANGKAIAN 8.14]
[VIDEO SIMULASI RANGKAIAN 8.15]
[VIDEO SIMULASI RANGKAIAN 8.16]
[VIDEO SIMULASI RANGKAIAN 8.17]
5. Soal-soal [kembali]
5.1 Example [kembali]
Rangkaian enkoder prioritas delapan baris hingga tiga baris dengan D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 dan D7 sebagai jalur input data. bit keluarannya adalah A (MSB), B dan C (LSB). Bit data tingkat tinggi telah diberi prioritas lebih tinggi, dengan D7 memiliki prioritas tertinggi. Jika input dan output data aktif saat LOW, tentukan status logika bit output untuk status logika input data berikut:
(a) Semua input berada dalam status logika '0'.
(b) D1 hingga D 4 dalam status logika '1' dan D5 hingga D7 dalam status logika '0'.
(c) D7 dalam status logika '0'. Status logika dari input lainnya tidak diketahui.
Jawaban :
(a) Karena semua input berada dalam status logika '0', ini berarti bahwa semua input aktif. Karena D7 memiliki yang tertinggi prioritas dan semua input dan output aktif ketika LOW, bit output adalah A = 0, B = 0 dan C = 0.
(b) Input D5 hingga D7 adalah yang aktif. di antaranya, D7 memiliki prioritas tertinggi. Karena itu,
bit keluarannya adalah A = 0, B = 0 dan C = 0.
(c) D7 aktif. Karena D7 memiliki prioritas tertinggi, itu akan dikodekan terlepas dari status logikanya
masukan lainnya. Oleh karena itu, bit keluarannya adalah A = 0, B = 0 dan C = 0.
5.2 Problem [kembali]
1. jelaskan prinsip kerja bagaimana output dari x7 bisa mengaktifkan LED GREEN jika logicstate pada x7 berlogika 1
JIKA X7 berlogika 1 maka output Y U1 berlogika 0, kemudian untuk membuat outputnya berlogika 1 maka perlu dikombinasikan menggunakan input selector ABC yang mana karna digit oktal x7 adalah 7 maka dari itu binner dari ABC yang hasilnya 7 adalah semua pin yaitu Biner A=1 B=2 dan C=4 jika dijumlah maka hasilnya 7, kemudian menghasilkan logika 1 kemudian masuk ke OR dimana kaki 1 berlogika 1 dan kaki 2 berlogika 0 menghasilkan output berlogika 1 sesuai dengan prinsip kerja gerbang OR. sebaliknya jika X7 berlogika 0 maka output Y U1 akan berlogika 0 (kaki 1) dan kaki 2 dalam keadaan berlogika 0 sehingga 0,0 akan mengasilkan output berlogika 0 sesuai dengan prinsip kerja gerbang OR.
2. perhatikan gambar rangkaian di soal 1. apa bedanya ketika kaki E pada IC 74HC151 ketika diberi inverter dan ketika tidak diberi inverter?
bedanya adalah ketika U1 tidak diberi inverter maka logika 0 adalah keadaan dimana kaki E dalam keadaan aktif, namun apabila pada U2 diberi inverter maka pada saat logika 0 kaki E kemudian melewati inverter sehingga logikanya menjadi 1 dalam keadaan aktif, alasannya karena kaki E merupakan aktif rendah dimana, kerja dari aktif rendah adalah kebalikan dari aktif tinggi yaitu on saat logika 0 dan OFF saat logika 1.
5.3 Multiple Choice[kembali]
1. perhatikan gambar berikut. jika D5 berlogika 1 maka addres dari D5 adalah...
a. 1,0,1
b. 0,1,0
c. 0,1,1
d. 1,0,0
jawaban : a. 1,0,1
2. perhatikan gambar berikut. penjumlahan biner yang tepat dari gambar berikut ketika kaki 4 berlogika 0 adalah...
a. 0+0+2+0
b. 0+0+4+0
c. 1+0+0+0
d. 0+2+4+0
jawaban : b. 0+0+4+0
Tidak ada komentar:
Posting Komentar