Gerbang Logika

Gerbang Logika adalah suatu entitas dalam elektronika dan matematika Boolean yang mengubah beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik. Gerbang logika terutama diimplementasikan secara elektronis menggunakan diode atau transistor, akan tetapi dapat pula dibangun menggunakan susunan komponen-komponen yang memanfaatkan sifat-sifat elektromagnetik (relay), cairan, optik dan bahkan mekanik. Untuk membangun sistem logika yang berfungsi secara penuh, relay, tabung hampa, atau transistor dapat digunakan. Contoh gerbang logika yaitu logika resistor-transistor (resistor-transistor logic / RTL), logika diode-transistor (diode-transistor logic / DTL), logika transistor-transistor (transistor-transistor logic / TTL), dan logika complementary metal–oxide–semiconductor (CMOS).

Jenis-jenis Gerbang Logika Dasar dan Simbolnya

Terdapat 7 jenis Gerbang Logika Dasar yang membentuk sebuah Sistem Elektronika Digital, yaitu :

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

Tabel yang berisikan kombinasi-kombinasi Variabel Input (Masukan) yang menghasilkan Output (Keluaran) Logis disebut dengan “Tabel Kebenaran” atau “Truth Table”.

Input dan Output pada Gerbang Logika hanya memiliki 2 level. Kedua Level tersebut pada umumnya dapat dilambangkan dengan :

• HIGH (tinggi) dan LOW (rendah)
• TRUE (benar) dan FALSE (salah)
• ON (Hidup) dan OFF (Mati)
• 1 dan 0

Contoh Penerapannya ke dalam Rangkaian Elektronika yang memakai Transistor TTL (Transistor-transistor Logic),  maka 0V dalam Rangkaian akan diasumsikan sebagai “LOW” atau “0” sedangkan 5V akan diasumsikan sebagai “HIGH” atau “1”.

Berikut ini adalah Penjelasan singkat mengenai 7 jenis Gerbang Logika Dasar beserta Simbol dan Tabel Kebenarannya.

Gerbang AND (AND Gate)

Gerbang AND memerlukan 2 atau lebih Masukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 Keluaran (Output). Gerbang AND akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1 jika semua masukan (Input) bernilai Logika 1 dan akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 0 jika salah satu dari masukan (Input) bernilai Logika 0. 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 AND (AND Gate)

Gerbang OR (OR Gate)

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.

Simbol yang menandakan Operasi Logika OR adalah tanda Plus (“+”). Contohnya : Z = X + Y.

Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang OR (OR Gate)

Gerbang NOT (NOT Gate)

Gerbang NOT hanya memerlukan sebuah Masukan (Input) untuk menghasilkan hanya 1 Keluaran (Output). Gerbang NOT disebut juga dengan Inverter (Pembalik) karena menghasilkan Keluaran (Output) yang berlawanan (kebalikan) dengan Masukan atau Inputnya. Berarti jika kita ingin mendapatkan Keluaran (Output) dengan nilai Logika 0 maka Input atau Masukannya harus bernilai Logika 1. Gerbang NOT biasanya dilambangkan dengan simbol minus (“-“) di atas Variabel Inputnya.

Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang NOT (NOT Gate)

Gerbang NAND (NAND Gate)

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.

Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang NAND (NAND Gate) 

Gerbang NOR (NOR Gate)

Arti NOR adalah NOT OR atau BUKAN OR, Gerbang NOR merupakan kombinasi dari Gerbang OR dan Gerbang NOT yang menghasilkan kebalikan dari Keluaran (Output) Gerbang OR. Gerbang NOR akan menghasilkan Keluaran Logika 0 jika salah satu dari Masukan (Input) bernilai Logika 1 dan jika ingin mendapatkan Keluaran Logika 1, maka semua Masukan (Input) harus bernilai Logika 0.

Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang NOR (NOR Gate) 

Gerbang X-OR (X-OR Gate)

X-OR adalah singkatan dari Exclusive OR yang terdiri dari 2 Masukan (Input) dan 1 Keluaran (Output) Logika. Gerbang X-OR akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1 jika semua Masukan-masukannya (Input) mempunyai nilai Logika yang berbeda. Jika nilai Logika Inputnya sama, maka akan memberikan hasil Keluaran Logika 0.

Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang X-OR (X-OR Gate) 

Gerbang X-NOR (X-NOR Gate)

Seperti Gerbang X-OR,  Gerban X-NOR juga terdiri dari 2 Masukan (Input) dan 1 Keluaran (Output). X-NOR adalah singkatan dari Exclusive NOR dan merupakan kombinasi dari Gerbang X-OR dan Gerbang NOT. Gerbang X-NOR akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 1 jika semua Masukan atau Inputnya bernilai Logika yang sama dan akan menghasilkan Keluaran (Output) Logika 0 jika semua Masukan atau Inputnya bernilai Logika yang berbeda. Hal ini merupakan kebalikan dari Gerbang X-OR (Exclusive OR).

Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang X-NOR (X-NOR Gate)

Nama	Fungsi	Lambang dalam rangkaian			Tabel kebenaran
		IEC 60617-12	US-Norm	DIN 40700 (sebelum 1976)
Gerbang-AND (AND)	${\displaystyle Y=A\wedge B}$ ${\displaystyle Y=A\cdot B}$ ${\displaystyle Y=A\,B}$				A B Y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1
Gerbang-OR (OR)	${\displaystyle Y=A\vee B}$ ${\displaystyle Y=A+B\!}$				A B Y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1
Gerbang-NOT (NOT, Gerbang-komplemen, Pembalik(Inverter))	${\displaystyle Y={\overline {A}}}$ ${\displaystyle Y=\neg A}$				\ A Y 0 1 1 0
Gerbang-NAND (Not-AND)	${\displaystyle Y={\overline {A\wedge B}}}$ ${\displaystyle Y=A{\overline {\wedge }}B}$ ${\displaystyle Y={\overline {A\,B}}}$				A B Y 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0
Gerbang-NOR (Not-OR)	${\displaystyle Y={\overline {A\vee B}}}$ ${\displaystyle Y=A{\overline {\vee }}B}$ ${\displaystyle Y={\overline {A+B}}}$				A B Y 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0
Gerbang-XOR (Antivalen, Exclusive-OR)	${\displaystyle Y=A\,{\underline {\lor }}\,B}$ ${\displaystyle Y=A\oplus B}$			atau	A B Y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0
Gerbang-XNOR (Ekuivalen, Not-Exclusive-OR)	${\displaystyle Y={\overline {A\,{\underline {\lor }}\,B}}}$ ${\displaystyle Y=A\,{\overline {\underline {\lor }}}\,B}$ ${\displaystyle Y={\overline {A\oplus B}}}$			atau	A B Y 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1

Penjelasan Mengenai Gerbang logika ada dalam video di bawah ini

PENERAPAN GERBANG LOGIKA

1. Pada sebuah mobil terdapat sebuah sensor peringatan yang berfungsi apabila passenger (penumpang depan) atau Driver tidak mengenakan sabuk pengaman saat berkendara. 

a. Gambarlah rangkaian gerbang logika 

b. dan dalam keadaan seperti apakah sensor tidak menyala, dan keadaan seperti apa yang membuat sesnsor menyala.

2. Pada sebuah pesawat jet terdapat 3 sensor yang memonotori RPM, Pressure (tekanan), dan temperature (suhu). Sensor tersebut mengikuti aturan sebagai berikut :

Sensor RPM = 0 , apabila kecepatan < 4800 rpm

sensor Pressure = 0 , apabila tekanan < 220 psi

sensor Temperature = 0 , apabila suhu < 200०F

dengan menggunakan rangkaian diatas :

a. Keadaan seperti apakah yang membuat Alarm peringatan menyala.

b. Rubahlah rangkaian yang sudah digambar menjadi satu dengan menggunakan gerbang NAND saja.

JAWAB  :

1. Pertama hitung terlebih dahulu berapa jumlah input yang ada, dan masukkan pada rumus 2^n untuk mengetahui kemungkinannya. dan tentukanlah output

jumlah input =

jumlah kemungkinan = 2^5 = 32 kemungkinan

N0.	Driver	Sabuk driver	Penumpang	Sabuk penumpang	Percepatan (RPM)	Output
1	0	0	0	0	0	0
2	0	0	0	0	1	0
3	0	0	0	1	0	0
4	0	0	0	1	1	0
5	0	0	1	0	0	0
6	0	0	1	0	1	0
7	0	0	1	1	0	0
8	0	0	1	1	1	0
9	0	1	0	0	0	0
10	0	1	0	0	1	0
11	0	1	0	1	0	0
12	0	1	0	1	1	0
13	0	1	1	0	0	0
14	0	1	1	0	1	0
15	0	1	1	1	0	0
16	0	1	1	1	1	0
17	1	0	0	0	0	0
18	1	0	0	0	1	1
19	1	0	0	1	0	0
20	1	0	0	1	1	1
21	1	0	1	0	0	0
22	1	0	1	0	1	1
23	1	0	1	1	0	0
24	1	0	1	1	1	1
25	1	1	0	0	0	0
26	1	1	0	0	1	0
27	1	1	0	1	0	0
28	1	1	0	1	1	0
29	1	1	1	0	0	0
30	1	1	1	0	1	1
31	1	1	1	1	0	0
32	1	1	1	1	1	0

Setelah itu carilah rumus rangkaian yang memenuhi tabel tersebut

Output = AB'E + ACD'E , sederhanakan rumus terebut menjadi

Output = AE ( B' + CD')

Gambar rangkaian :

~ Pada gambar disamping terlihat bahwa jika tidak ada penumpang maupun driver dan mobil diam lampu tidak menyala~








b. Keadaan yang membuat lampu peringatan menyala adalah jika output pada tabel diatas = 1, yaitu :
          1. NO. 18 = Mobil berjalan, driver tidak memakai sabuk pengaman

          2. NO. 20 = Mobil berjalan, driver tidak memakai sabuk pengaman meskipun sabuk                                                 penumpaang terpakai

          3. NO. 22 = Mobil berjalan, terdapat driver dan penumpang tidak memakai sabuk

          4. NO. 24 = Mobil berjalan, driver tidak menggunakan sabuk meskipun penumpang sudah                                       menggunakan sabuk

          5. NO. 30 = Mobil berjalan, driver menggunakan sabuk tapi penumpang tidak menggunakan                                   sabuk

Contoh keadaan dimana alarm tidak berbunyi
          1. Mobil berjalan, driver dan penumpang menggunakan sabuk pengaman 

           2. Mobil berjalan, driver menggunakan sabuk, tidak ada penumpang

           3. Mobil berhenti, driver dan penumpang menggunakan sabuk pengaman

2. a. Keadaan seperti apakah yang membuat Alarm peringatan menyala.
 Dengan menggunakan rangkaian diatas, simulasikan semua kemingkunan yang ada didalam tabel dibawah ini.

          1. Warning Light akan menyala saat Suhu > 200०F, Tekanan > 220 psi,                                               dan kesepatan > 4800 rpm 








          2. Warning Light akan menyala saat suhu > 200०F

           3. Warning Light juga akan menyala saat Suhu > 200०F, dan Tekanan > 220 psi









b. Rubahlah rangkaian yang sudah digambar menjadi satu dengan menggunakan gerbang NAND saja.