- Dapat mengetahui TEORI dan PRINSIP KERJA dari FAN OUT OF LOGIC GATES
- Dapat membuat dan mensimulasikan Tugas Sistem Digital berupa rangkaian FAN OUT OF LOGIC GATES
- ALAT
Baterai merupakan suatu komponen elektronika yang digunakan sebagai sumber tegangan pada rangkaian.
Power supply atau catu daya adalah suatu alt listrik yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik maupun elektronika lainnya.
- BAHAN
Arti NAND adalah NOT AND atau BUKAN AND, Gerbang NAND merupakan kombinasi dari Gerbang AND dan Gerbang NOT yang menghasilkan kebalikan dari Keluaran (Output) Gerbang AND. Gerbang NAND akan menghasilkan Keluaran Logika 0 apabila semua Masukan (Input) pada Logika 1 dan jika terdapat sebuah Input yang bernilai Logika 0 maka akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1.
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal.
Spesifikasi
1. DC current gain maksimal 800
2. Arus Collector kontinu (Ic) 100mA
3. Tegangan Base-Emitter (Vbe) 6V
4. Arus Base maksimal 5mA
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.
Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch).
Konfigurasi Pin :
Spesifikasi:
Datasheet Relay :
untuk dapat merubah arus listrik menjadi energi gerak.
Konfigurasi Pin :
Grafik Respon :
Komponen Lainnya :
11. Ground
Ground berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke bumi atau tanah.
3. DASAR TEORI [KEMBALI]
- Resistor
Resistor adalah komponen elektronika pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika. Satuan Resistor adalah Ohm (simbol: Ω) yang merupakan satuan SI untuk resistansi listrik. Resitor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan hukum Ohm (V = I.R ).
Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika.
- Dioda
Dioda adalah komponen yang terbuat dari bahan semikonduktor dan mempunyai fungsi untuk menghantarkan arus listrik ke satu arah tetapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Sebuah Dioda dibuat dengan menggabungkan dua bahan semi-konduktor tipe-P dan semi-konduktor tipe-N. Ketika dua bahan ini digabungkan, terbentuk lapisan kecil lain di antaranya yang disebut depletion layer. Ini karena lapisan tipe-P memiliki hole berlebih dan lapisan tipe-N memiliki elektron berlebih dan keduanya mencoba berdifusi satu sama lain membentuk penghambat resistansi tinggi antara kedua bahan seperti pada gambar di bawah ini. Lapisan penyumbatan ini disebut depletion layer.
Ketika tegangan positif diterapkan ke Anoda dan tegangan negatif
diterapkan ke Katoda, dioda dikatakan dalam kondisi bias maju. Selama
keadaan ini tegangan positif akan memompa lebih banyak hole ke daerah tipe-P dan tegangan negatif akan memompa lebih banyak elektron ke daerah tipe-N yang menyebabkan depletion layer hilang sehingga arus mengalir dari Anoda ke Katoda. Tegangan minimum yang diperlukan untuk membuat dioda bias maju disebut forward breakdown voltage.
Jika tegangan negatif diterapkan ke anoda dan tegangan positif
diterapkan ke katoda, dioda dikatakan dalam kondisi bias terbalik.
Selama keadaan ini tegangan negatif akan memompa lebih banyak elektron
ke material tipe-P dan material tipe-N akan mendapatkan lebih banyak hole dari tegangan positif yang membuat depletion layer
lebih besar dan dengan demikian tidak memungkinkan arus mengalir
melaluinya. Kondisi ini hanya terjadi pada dioda yang ideal,
kenyataannya arus yang kecil tetap dapat mengalir pada bias terbalik
dioda.
Dioda dapat dibagi menjadi beberapa jenis:
1. Dioda Penyearah (Dioda Biasa atau Dioda Bridge) yang berfungsi sebagai penyearah arus AC ke arus DC.
2. Dioda Zener yang berfungsi sebagai pengaman rangkaian dan juga sebagai penstabil tegangan.
3. Dioda LED yang berfungsi sebagai lampu Indikator ataupun lampu penerangan.
4. Dioda Photo yang berfungsi sebagai sensor cahaya.
5. Dioda Schottky yang berfungsi sebagai Pengendali.
*Dioda Schottky biasanya berukuran lebih besar dibandingkan dengan dioda penyearah dan memiliki ciri fisik yang sama
Untuk menentukan arus zenner berlaku persamaan:
Pada grafik terlihat bahwa pada tegangan dibawah ambang batas tegangan mundur (reverse) sebuah dioda akan tembus (menghantar) dan tidak bisa menahan lagi. Batas ini disebut dengan area tegangan breakdown dioda. Kondisi dioda pada area ini adalah tembus atau menghantar dan tidak menghambat. Kemudian pada level tegangan diantara tegangan breakdown dan tegangan forward terdapat area tegangan reverse dan tegangan cut off. Pada area ini kondisi dioda adalah menahan atau tidak mengalirkan arus listrik.
- Transistor
Transistor adalah sebuah komponen di dalam elektronika yang diciptakan dari bahan-bahan semikonduktor dan memiliki tiga buah kaki. Masing-masing kaki disebut sebagai basis, kolektor, dan emitor.
1. Emitor (E) memiliki fungsi untuk menghasilkan elektron atau muatan negatif.
2. Kolektor (C) berperan sebagai saluran bagi muatan negatif untuk keluar dari dalam transistor.
Berfungsi sebagai penguat, sebagai sirkuit pemutus dan penyambung arus (switching), stabilisasi tegangan, dan modulasi sinyal.
Selain itu, transistor biasanya juga dapat digunakan sebagai saklar dalam rangkaian elektronika. Jika ada arus yang cukup besar di kaki basis, transistor akan mencapai titik jenuh. Pada titik jenuh ini transistor mengalirkan arus secara maksimum dari kolektor ke emitor sehingga transistor seolah-olah short pada hubungan kolektor-emitor. Jika arus base sangat kecil maka kolektor dan emitor bagaikan saklar yang terbuka. Pada kondisi ini transistor dalam keadaan cut off sehingga tidak ada arus dari kolektor ke emitor.
Grafik Titik Saturasi Pada Daerah Kerja Transistor
Grafik Titik Saturasi Pada Garis Beban Transistor
- Motor DC
Untuk membuatnya berputar hubungkan saja sisi positif (+) baterai ke satu terminal dan tanda Negatif (-) baterai ke ujung lainnya dan motor akan berputar. Jika ingin membalik kecepatan motor cukup tukar terminal dan arahnya juga akan dibalik. Untuk mengontrol kecepatan motor variasikan tegangan yang disuplai ke Motor, cara termudah untuk melakukannya adalah menggunakan Potensiometer.
Cara kerja motor DC
- Relay
Relay merupakan komponen elektronika berupa saklar atau swich elektrik yang dioperasikan secara listrik dan terdiri dari 2 bagian utama yaitu Elektromagnet (coil) dan mekanikal (seperangkat kontak Saklar/Switch). Komponen elektronika ini menggunakan prinsip elektromagnetik untuk menggerakan saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Berikut adalah simbol dari komponen relay.
Pada dasarnya, Relay terdiri dari 4 komponen dasar yaitu :
1. Electromagnet (Coil)
2. Armature
3. Switch Contact Point (Saklar)
4. Spring
Gambar dari bagian-bagian relay
Terdapat besi atau yang disebut dengan nama iron core dililit oleh sebuah kumparan yang berfungsi sebagai pengendali. Sehingga ketika kumparan coil diberikan arus listrik maka akan menghasilkan gaya elektromagnet. Gaya tersebut selanjutnya akan menarik armature untuk pindah posisi dari normally close ke normally open. Dengan demikian saklar menjadi pada posisi baru normally open yang dapat menghantarkan arus listrik. Ketika armature sudah tidak dialiri arus listrik lagi maka ia akan kembali pada posisi awal, yaitu normally close.
Fitur:
1. Tegangan pemicu (tegangan kumparan) 5V
2. Arus pemicu 70mA
3. Maksimum beban AC 10A @ 250/125V
4. Maksimum baban DC 10A @ 30/28V
5. Switching maksimum 300 operasi/menit
- Baterai
Baterai adalah perangkat yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia dengan koneksi eksternal yang disediakan untuk memberi daya pada perangkat listrik seperti senter, ponsel, dan mobil listrik. Ketika baterai memasok daya listrik, terminal positifnya adalah katode dan terminal negatifnya adalah anoda. Terminal bertanda negatif adalah sumber elektron yang akan mengalir melalui rangkaian listrik eksternal ke terminal positif. Ketika baterai dihubungkan ke beban listrik eksternal, reaksi redoks mengubah reaktan berenergi tinggi ke produk berenergi lebih rendah, dan perbedaan energi-bebas dikirim ke sirkuit eksternal sebagai energi listrik. Secara historis istilah "baterai" secara khusus mengacu pada perangkat yang terdiri dari beberapa sel, namun penggunaannya telah berkembang untuk memasukkan perangkat yang terdiri dari satu sel.
Prinsip operasi
Baterai mengubah energi kimia langsung menjadi energi listrik. Baterai terdiri dari sejumlah sel volta. Tiap sel terdiri dari 2 sel setengah yang terhubung seri melalui elektrolit konduktif yang berisi anion dan kation. Satu sel setengah termasuk elektrolit dan elektrode negatif, elektrode yang di mana anion berpindah; sel-setengah lainnya termasuk elektrolit dan elektrode positif di mana kation berpindah. Reaksi redoks akan mengisi ulang baterai. Kation akan tereduksi (elektron akan bertambah) di katode ketika pengisian, sedangkan anion akan teroksidasi (elektron hilang) di anode ketika pengisian. Ketika digunakan, proses ini dibalik. Elektrodanya tidak bersentuhan satu sama lain, tetapi terhubung via elektrolit. Beberapa sel menggunakan elektrolit yang berbeda untuk tiap sel setengah. Sebuah separator dapat membuat ion mengalir di antara sel-setengah dan bisa menghindari pencampuran elektrolit.
- Gerbang Logika NAND
Gerbang NAND atau disebut juga "NAND GATE" adalah jenis gerbang logika kombinasi yang memiliki dua input (Masukan) dan satu output (keluaran). Pada dasarnya gerbang NAND merupakan pengembangan atau kombinasi dari gerbang AND dan gerbang NOT "NAND = NOT AND". Untuk lebih jelasnya perhatikan simbol dan gerbang kebenaran gerbang NAND berikut.
Pada gerbang logika NAND, simbol yang menandakan operasi gerbang logika NAND adalah tanda bar (-) diatas variabel, perhatikan gambar diatas.
Perhatikan tabel kebenaran gerbang NAND. Cara cepat untuk mengingat tabelnya adalah dengan mengingat pernyataan berikut. "Gerbang NAND akan menghasilkan output logika 0 bila semua inputnya memiliki logika 1" sedangkan " Gerbang NAND akan menghasilkan keluaran logika 1 bila salah satu input atau semua input memiliki logika 0".
Secara singkat, cukup mengingat gerbang logika AND, karena output dari gerbang logika NAND merupakan kebalikan dari output gerbang AND.
- Fan Out of Logic Gates
fan-out adalah banyaknya input gerbang logika yang dapat digerakkan dari satu output gerbang
logika tanpa menyebabkan keluaran palsu.
Yang mana kejadian umum di sirkuit logika bahwa output dari satu gerbang logika memberi masukan input beberapa gerbang logika lainnya. Tidaklah mudah untuk mendorong input gerbang logika dalam jumlah yang banyak dari output gerbang logika tunggal. Hal ini dibatasi oleh kemampuan sumber arus dari keluaran saat keluaran gerbang logika adalah TINGGI dan dengan kemampuan keluaran saat ini-tenggelam ketika RENDAH, dan juga dengan persyaratan input dari gerbang logika yang diberi masukan di dua negara bagian.
Kemampuan sumber arus dari gerbang NAND tertentu adalah IOH ketika outputnya dalam status logika TINGGI dan bahwa setiap input dari gerbang logika itu mengemudi membutuhkan arus masukan IIH, seperti Gambar berikut.
Dalam hal ini, keluaran dari gerbang logika akan dapat menggerakkan maksimum input IOH / IIH ketika berada dalam status logika TINGGI.
Saat keluaran gerbang logika mengemudi dalam keadaan logika RENDAH, katakanlah ia memiliki arus-tenggelam maksimum kemampuan IOL, dan bahwa setiap input dari gerbang logika yang digerakkan memerlukan IIL arus tenggelam, sebagai ditunjukkan pada Gambar berikut
Dalam hal ini, keluaran dari gerbang logika akan mampu menggerakkan maksimal Input IOL / IIL saat berada dalam status logika LOW. Jadi, banyaknya input gerbang logika yang bisa didorong dari output gerbang logika tunggal akan menjadi IOH / IIH dalam keadaan logika TINGGI dan IOL / IIL di keadaan logika RENDAH.
Gambar dibawah ini menunjukkan diagram rangkaian aktual tempat keluarannya dari satu gerbang NAND milik keluarga logika TTL standar memberi makan input dari beberapa NAND gerbang milik keluarga yang sama ketika output dari gerbang makan dalam keadaan logika TINGGI [gambar (a)] dan logika status LOW [gambar (b)].
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 fan-out logic gates, pasang Gerbang NAND, dan logic state, resistor ,relay, motor dc, transistor, diode, baterai dan power suply sesuai gambar rangkaian
5. Untuk Fan-out of the standard TTL logic family, pasang transistor, dan logicstate, resistor, power supply, diode, dan ground
6. Atur nilai resistor serta logic state
7. Coba dijalankan rangkaian apabila ouput hidup(motor dc) maka rangkaian bisa digunakan
 | |||
| GAMBAR 3 |
 | |
| GAMBAR 4 |
Teorinya adalah jika pada kaki 1 dan 2 berlogika 1 maka output kaki 3 akan berlogika 0, dan apabila kaki NAND U2 A salah satu atau semuanya berlogika 0 maka output kaki 3 akan berlogika 1
untuk rangkaian pada gambar 1 dan 1.1
misalkan ketika
kaki U2 A salah satu atau semuanya berlogika 0 maka output berlogika 1 maka
arusnya mengarah kekanan disebut IOH (I output High), dan input juga mengarah
kekakanan disebut IIH (I Input High). maka U2B (4), U2C (10) dan U1A (1)
semuanya berlogika 1 maka output (kaki 6,8,3) berlogika 0 sehingga tidak ada
tegangan dan arus mengalir sehingga R1 dan transistor Q1 tidak aktif,yang
mengakibatkan arus dari supply ke relay namun tertahan di kolektor Q1 sehingga
relay off dan switch dari relay tetap berada di kanan (off). Karena switch yang
berada di kanan maka motor tidak mendapat tegangan dari batrai sehingga motor
tidak bergerak.
untuk rangkaian pada gambar 2
jika kaki 1 dan 2 pada U2:A semuanya berlogika 1 maka outputnya (kaki 3)
berlogika 0, yang arusnya mengalir kekiri disebut IOL (I output Low), maka U2B
(4), U2C (10) dan U1A (1) semuanya berlogika 0 maka output (kaki
6,8,3)berlogika 1 dan input juga mengarah kekiri disebut IIL (I Input LOW).
maka output dari U2B, U2C dan U1A berlogika 1 sehingga adannya tegangan dan
arus yang mengalir,
menghasilkan tegangan output sebesar 4,99v, melewati R1 menghasilkan tegangan
output sebesar 0,81 sehingga transistor q1 aktif, dengan aktifnya transistor q1
maka arus akan mengalir dari power suply menuju relay terus ke collector terus
ke emitor terus ke ground, dengan adanya arus yang lewat di relay sehingga
switch relay bergerak kekiri menyebabkan motor bergerak.
untuk rangkaian pada gambar 3
jika pada
logicstate di Q1 berlogika 1 dan Logicstate di Q2 berlogika 0, maka akan ada
tegangan sebesar 5V yang mengakibatkan transitor Q1 aktif, arus akan mengalir
dari power supplay di collector terus menuju emitor dan ke dioda, dan menuju ke
kaki emitor Q3, Q4,dan Q5 dan menuju ke collector terus ke resistor dan menuju
ke Ground
arus yang melewati R2 terus menuju kaki basis Q1 dan menuju emitor Q1 disebut
dengan IOH arus yang mengalir di kaki emitor Q3, Q4,dan Q5 disebut dengan
IIH
untuk rangkaian pada gambar 4
jika pada logicstate di Q1 berlogika 0 dan Logicstate di Q2 berlogika 1, maka akan ada tegangan sebesar 5V yang mengakibatkan transitor Q2 aktif, arus akan mengalir dari power supplay R3, R4, dan R5 di kaki basis Q3, Q4,dan Q5 terus menuju emitor dan terus menuju ke collector Q2 terus ke emitor Q2 dan ke groundarus yang memngalir di colecctor Q2 adalah IOL arus yang mengalir dari power supply R3, R4, R5 terus menuju ke kaki emitor Q3, Q4,dan Q5 disebut dengan IIL
[DATA SHEET 1N4007]
[DATA SHEET BC547]
[DATA SHEET GERBANG LOGIKA NAND]
Tidak ada komentar:
Posting Komentar