LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO PENDAHULUAN

MODUL PRAKTIKUM TEKNIK DIGITAL

LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ISLAM KADIRI – KEDIRI

LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO FA K UL TA S TE KN IK UN I VE RS I TAS IS L AM K AD IRI

PENDAHULUAN A. UMUM Sesuai dengan tujuan pendidikan di UNISKA, yaitu : -

Pembinaan hidup bermasyarakat

-

Pembinaan sikap ilmiah

-

Pembinaan sikap kepemimpinan

-

Pembinaan keahlian

Maka tugas dari Laboratorium Fakultas Teknik UNISKA antara lain : -

Memperkuat konsep

-

Melengkapi kuliah

-

Melatih keterampilan / penerapan teori

Dengan demikian praktikum Teknik Digital adalah melatih keterampilan dalam menerapkan teori-teori yang diperoleh dari mata kuliah Teknik Digital. Disamping itu praktikum Teknik Digital dapat mengasah kemampuan mahasiswa untuk mengaplikasikan Teknik Digital sebelum menginjak ke elektronika digital. Kesungguhan dan ketertiban dalam melakukan praktikum merupakan prasyarat utama untuk mencapai keberhasilan praktikum anda. Oleh karena itu, selama anda melaksanakan praktikum di laboratorium Elektronika ada beberapa hal yang perlu anda perhatikan : 1. Selama praktikum, praktikan dibimbing oleh asisten dan untuk itu praktikan harus mempersiapkan segala sesuatu tentang percobaan yang akan dilakukan seperti yang ada pada “BUKU PETUNJUK PRAKTIKUM” bersama rekan praktikumnya. 2. Sebelum melaksanakan praktikum, periksalah semua peralatan yang akan digunakan dan pinjamlah peralatan yang belum ada. 3. Dalam melaksanakan praktikum perlu diperhatikan penggunaan waktu yang ada, karena waktu pelaksanaan Praktikum Teknik Digital adalah “3 jam”. Rincian penggunaan adalah seperti berikut : -

Persiapan : Untuk persiapan, praktikan diberi waktu 30 menit dan pada saat persiapan tugas praktikan adalah : menyerahkan tugas pendahuluan dan meminjam peralatan yang belum ada.

-

Melakukan Percobaan : Dalam melakukan percobaan praktikan diberi waktu ± 120 menit dan sisanya (30 menit) digunakan untuk mencata hasil praktikum dalam lembar Laporan Sementara.

Modul Praktikum Teknik Digital PENDAHULUAN

ii


4. Tugas pendahuluan dikumpulkan sebelum praktikum dimulai kepada asistenya masing-masing. 5. Praktikan dilarang mengerjakan Tugas Pendahuluan di lingkungan Laboratorium. 6. Sebelum melakukan percobaan, setiap praktikan harus mempersiapkan Laporan Resmi yang telah ditulisi dengan tujuan percobaan, teori, cara kerja, serta persiapkan pula kertas karbon dan kertas grafik bila diperlukan.

B. TATA TERTIB Tata tertib yang harus diperhatikan dan ditaati selama melakukan praktikum Teknik Digital adalah : 1. Praktikan harus hadir 10 menit sebelum praktikum dimulai. 2. Praktikan baru diperkenankan masuk Laboratorium setelah percobaan yang akan dilaksanakan dinyatakan SIAP oleh asisten. 3. Sebelum melakukan praktikum, semua perlengkapan kecuali buku petunjuk praktikum, alat tulis dan peralatan penunjang harus diletakkan di tempat yang telah ditentukan. 4. Setiap praktikan harus melakukan percobaan dengan rekan praktikum yang telah ditentukan. 5. Selama mengikuti praktikum, praktikan harus berpakaian sopan dan tidak diperbolehkan memakai sandal, bertopi, merokok, membuat gaduh, dan lain-lain. 6. Selama praktikum, praktikan hanya diperbolehkan menyelesaikan tugasnya pada meja yang telah disediakan (melakukan percobaan, membuat laporan sementara dan resmi). 7. Selama melakukan percobaan, semua data hasil percobaan ditulis dalam kolom-kolom tabel yang dipersiapkan terlebih dahulu. Laporan sementara dibuat rangkap n + 1 dan dilaporkan pada asisten untuk ditanda tangani. n adalah jumlah praktikan dalam satu kelompok. 8. Berdasarkan Laporan Sementara yang telah disetujui oleh asisten, setiap praktikan membuat Laporan Resmi sesuai dengan tugas yang diberikan dalam buku petunjuk, kemudian diserahkan kepada asisten masing-masing dengan dilampiri laporan sementara. 9. Jika praktikan akan meninggalkan ruang praktikum, harus melaporkan pada asisten dan demikian pula sebaliknya. 10. Praktikan yang sudah menyelesaikan tugas-tugasnya, diharuskan meninggalkan ruang praktikum.


iii


C. SANKSI Ada beberapa sanksi yang dapat diterapkan terhadap praktikan yang melanggar peraturan tata tertib : 1. Pelanggaran tehadap : a. Point A-5, asisten berhak melakukan pencoretan terhadap tugas yang telah dikerjakan. b. Point A-6, B-1, B-5, B-6, dan B-9 dikenakan sanksi pembatalan percobaan yang dilakukan. c. Point A-2, B-3, B-4, dan B-9 dikenakan sanksi peringatan dan apabila telah mendapatkan peringatan 3 kali, praktikan akan dikeluarkan dan mendapat “Nilai E”. 2. Praktikan yang melakukan kecurangan dapat dikenakan sanksi berupa pembatalan seluruh praktikum dan diberi “Nilai E”. 3. Praktikan yang karena kelalaiannya menyebabkan kerusakan atau menghilangkan alat milik laboratorium harus mengganti alat tersebut. Apabila dalam waktu yang ditentukan belum mengganti, maka tidak diperkenankan mengikuti praktikum berikutnya. 4. Praktikan yang tidak mengikuti praktikum sebanyak 4 kali diberi sanksi pembatalan seluruh praktikum dan diberi “Nilai E”. 5. Sanksi lain yang ada di luar sanksi-sanksi diatas ditentukan kemudian oleh Kepala Laboratorium.


iv


DAFTAR ISI

PENDAHULUAN ................................................................................................

ii

DAFTAR ISI .......................................................................................................

v

PERCOBAAN I. RANGKAIAN LOGIKA ...............................................................

1

PERCOBAAN II. EKPRESI BOOLEAN DAN RANGKAIAN EKUIVALEN GERBANG LOGIKA ................................................................................... 10 PERCOBAAN III. TEKNIK REDUKSI (PENYEDERHANAAN FUNGSI) ...................... 15 PERCOBAAN IV. RANGKAIAN ARITMATIKA ....................................................... 18 PERCOBAAN V. MULTIVIBRATOR .................................................................... 25 LAMPIRAN ........................................................................................................ 30

Modul Praktikum Teknik Digital DAFTAR ISI

v


PERCOBAAN I RANGKAIAN LOGIKA 1.

TUJUAN A. Mempelajari jenis rangkaian logika B. Mempelajari cara kerja rangkaian logika C. Memahami realisa gerbang logika pada rangkaian elektronik

2.

MATERI Dalam sebuah sistem digital elektronik, dibutuhkan rangkaian logika berupa gerbanggerbang logika antara lain : AND, OR, NOT, NAND dan NOR. Disini akan dipelajari cara kerja dari pada rangkaian logika tersebut diatas. CATATAN : Pada praktikum ini digunakan “Logic Positif” yang berarti :  “1” dinyatakan dengan tegangan positif (high level)  “0” dinyatakan dengan tegangan nol (low level) A. AND Gate

Masukkan B A 0 0 0 1 1 0 1 1 Simbol AND Gate



Keluaran Y 0 0 0 1

Tabel Kebenaran

Dengan Dioda dan Resistor +5V

4K7 A A

Y

B

Y

B

Modul Praktikum Teknik Digital RANGKAIAN LOGIKA

1


 Dengan Transistor dan Resistor +5V 39K Y A A 6K8 1K8

Y

B

6K8 B 1K8

B. OR Gate Masukkan B A 0 0 0 1 1 0 1 1 Simbol OR Gate 

Keluaran Y 0 1 1 1

Tabel Kebenaran

Dengan Dioda dan Resistor A

Y

B

A Y

B

4K7

 Dengan Transistor dan Resistor +5V

8K2

8K2

A 180 R

180 R B

A B

Y

Y 8K2


2


C. NOT Gate Masukkan A 0 1 Simbol NOT Gate

Keluaran ̅ 1 0

Tabel Kebenaran

 Dengan Transistor dan Resistor

+5V

8K2 A A A

A

180 R

D. NAND Gate Realisasi dari suatu “NAND GATE” merupakan gabungan dari “AND GATE” dan “NOT GATE”

Simbol NAND Gate Masukkan B A 0 0 0 1 1 0 1 1

Keluaran AND NAND 0 1 0 1 0 1 1 0 Tabel Kebenaran


3



+5V +5V 8K2 Y

39K 180 R

A 6K8

6K8 B 1K8

1K8

E. NOR Gate Realisasi dari suatu “NOR GATE” merupakan gabungan dari “OR GATE” dan “NOT GATE”

Simbol NAND Gate Masukkan B A 0 0 0 1 1 0 1 1

Keluaran OR NOR 0 1 1 0 1 0 1 0 Tabel Kebenaran


4



+5V

+5V 8K2

8K2

8K2 A 180 R

180 R B

Y

180 R 8K2

Selain realisasi yang menggunakan komponen diskrit, dapat juga menggunakan Integrated Circuit (IC). Sebagai contoh di sini akan digunakan IC tipe SN7400 yang berisi 4 buah “NAND Gate” dengan dua input.

Skema dari setiap “gate”nya adalah seperti gambar berikut


5


3.

ALAT DAN BAHAN A. Multimeter B. Power Supply 5 V C. Kit Praktikum Rangkaian Logika (Trainer Dasar Rangkaian Digital) D. Kabel penghubung dan Jumper

4.

TUGAS PERCOBAAN A. GERBANG AND 1)

Realisasikan AND Gate dengan dioda dan resistor

2)

Nyalakan Kit dan berikan kombinasi masukkan sesuai tabel dibawah dan lakukan pengamatan pada outputnya menggunakan Multimeter

3)

Masukkan hasil pengamatan anda pada tabel berikut ini

4)

Lakukan pengulangan untuk realisasi AND gate dengan transistor dan Resistor Contoh: Tabel Pengamatan Realisasi Gerbang AND INPUT (Volt) B

A

0

0

0

5

5

0

5

5

OUTPUT (Volt) Realisasi dengan Dioda

Realisasi dengan

dan Resistor

Transistor dan Resistor

B. GERBANG OR 1)

Realisasikan OR Gate dengan dioda dan resistor

2)


3)


4)

Lakukan pengulangan untuk realisasi OR gate dengan transistor dan Resistor Contoh: Tabel Pengamatan Realisasi Gerbang OR INPUT (Volt) B

A

0

0

0

5

5

0

5

5


OUTPUT (Volt) Realisasi dengan Dioda

Realisasi dengan

dan Resistor

Transistor dan Resistor

6


C. GERBANG NOT 1)

Realisasikan NOT Gate dengan transistor dan resistor

2)


3)

Masukkan hasil pengamatan anda pada tabel berikut ini Contoh: Tabel Pengamatan Realisasi Gerbang NOT OUTPUT (Volt)

INPUT

Realisasi dengan Dioda

(Volt)

dan Resistor

0 5

D. GERBANG NAND 1)

Hubungkan Rangkaian AND dan NOT hasil realisasi anda untuk mendapatkan geerbang NAND

2)


3)

Masukkan hasil pengamatan anda pada tabel berikut ini Contoh: Tabel Pengamatan Realisasi Gerbang NAND INPUT (Volt) B

A

0

0

0

5

5

0

5

5

OUTPUT (Volt) Realisasi dengan Transistor dan Resistor

E. GERBANG NOR 1)

Hubungkan Rangkaian OR dan NOT hasil realisasi anda untuk mendapatkan geerbang NOR

2)


3)



7


Contoh: Tabel Pengamatan Realisasi Gerbang NOR INPUT (Volt) B

A

0

0

0

5

5

0

5

5

OUTPUT (Volt) Realisasi dengan Transistor dan Resistor

F. REALISASI GERBANG NAND MENGGUNAKAN IC 7400 4)

Nyalakan Kit dan berikan kombinasi masukkan pada masing-masing gerbang NAND IC 7400 sesuai tabel dibawah dan lakukan pengamatan pada outputnya menggunakan Multimeter

5)

Masukkan hasil pengamatan anda pada tabel berikut ini Contoh: Tabel Pengamatan Realisasi Gerbang NAND INPUT (Volt)

5.

B

A

0

0

0

5

5

0

5

5

OUTPUT (Volt) NAND 1

NAND 2

NAND 3

NAND 4

TUGAS DAN PERTANYAAN A. Bandingkan hasil perhitungan teagangan output secara teoritis, dengan hasil percobaan 4 (A – F) B. Buat kesimpulan dan analisa anda mengenai percobaan yang anda lakukan.


8



9


PERCOBAAN II EKPRESI BOOLEAN DAN RANGKAIAN EKUIVALEN GERBANG LOGIKA 1. TUJUAN

A. Mengerti dan memahami ekspresi-ekspresi boolean. B. Membuat rangkaian dari suatu persamaan boolean C. Mengerti dan memahami rangkaian ekuivalen gerbang logika D. Membuat rangkaian pengganti AND, OR, dan NOT menjadi NAND dan NOR saja 2. PENDAHULUAN A. EKPRESI BOOLEAN

Dalam elektronika digital sering kita jumpai gerbang-gerbang logika. Gerbang tersebut merupakan rangkaian dengan satu atau lebih dari satu sinyal masukan tetapi hanya menghasilkan satu sinyal keluaran. Gerbang juga merupakan rangkaian digital (dua keadaan), karena sinyal masukan dan sinyal keluaran hanya berupa tegangan tinggi atau tegangan rendah. Dengan demikian gerbang sering disebut rangkaian logika karena analisisnya dapat dilakukan dengan aljabar Boolean. Aljabar boolean mendefinisikan aturan-aturan untuk memanipulasi ekspresi simbol logika biner. Ekspresi logika simbol biner terdiri dari variabel biner dan operator-operator seperti AND, OR, dan NOT (contoh : A+B+ ̅ ). Nilainilai dari ekspresi boolean dapat ditabulasikan dalam tabel kebenaran (Truth Table). Dari suatu Rangkaian Logika yang telah ditentukan, kita dapat membuat persamaan logika (Persamaan Boolean). Dalam hal ini langkah-langkah yang dilakukan adalah dengan cara membuat persamaan yang dilakukan secara bertingkat yang dimulai dari input yang masuk dari Gate yang pertama sampai kepada Gate output dari Gate yang terakhir. Sebagai contoh kita dapat melihat beberapa persamaan logika dari rangkaian logika dibawah ini.

Modul Praktikum Teknik Digital EKPRESI BOOLEAN & RANGKAIAN EKUIVALEN GERBANG LOGIKA

10


Gambar 1. Contoh persamaan logika dari rangkaian logika

B. Rangkaian ekivalen Dalam

mendesain

rangkaian

logika

seringkali

kita

diminta

untuk

menggunakan gerbang-gerbang NAND atau NOR saja. Untuk memudahkan pelaksanaan desain tersebut, maka diberikan rangkaian ekivalen dari gerbang NAND dan NOR yaitu sebagai berikut:

a.

NAND sama dengan INVERS – OR A B

b.

A B

A+B

NOR sama dengan INVERS – AND

A B

c.

A.B

A+B

A B

A.B

kesamaan INVERS A

A

A

A


A

A

11


Untuk rangkaian ekuivalen yang lainnya dapat dilihat pada tabel kesetaraan fungsi gerbang berikut ini :

Tabel Kesetaraan Fungsi Gerbang

3. ALAT DAN BAHAN A. Trainer Digital Dasar / Bread Board B. Logic Probe C. Kabel

: secukupnya

D. IC TTL yang telah difibrikasi untuk gerbang-gerbang logika dasar antara lain : a. AND

: 7408

d. OR

: 7432

b. NAND

: 7400

e. NOT

: 7404

c. NOR

: 7402,7425,7427

4. Percobaan A. GERBANG LOGIKA 1. Rancanglah dengan menggunakan IC 74LS32 (OR GATE), 74LS08 (AND GATE) dan untuk membuat rangkaian berikut ini: F=A+B F=AB F = AB + BC


12


buatlah tabel kebenarannya. Kemudian cocokkan dengan hasil percobaan anda. 2. Rancanglah dengan HANYA menggunakan IC S74LS32, 74LS08, 74LS04 untuk membuat rangkaian berikut ini:

F  AB  AB

F  ABC  AC  AB F  ABC  BC  AD buatlah fungsi logika untuk F dan buatlah tabel kebenarannya. Kemudian cocokkan dengan hasil percobaan anda.

B. RANGKAIAN EKUIVALEN 1.

a. Susunlah Rangkaian dibawah ini pada trainer digital dasar, berikan masukkan high (1) dan low (0) pada masukkan A, B, dan C kemudian amati kondisi keluarannya (F) dan masukkan pengamatan anda dalam tabel.

b. Ubah rangkaian di atas menjadi rangkaian yang hanya terdiri dari gerbang NAND saja. INPUT C

OUTPUT

B

A

0

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

0

0

1

0

1

1

1

0

1

1

1

SEBELUM

SETELAH

DIUBAH

DIUBAH


13

LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO FA K UL TA S TE KN IK UN I VE RS I TAS IS L AM K AD IRI 2.

a. Susunlah Rangkaian dibawah ini pada trainer digital dasar, berikan masukkan high (1) dan low (0) pada masukkan A, B, dan C kemudian amati kondisi keluarannya (F) dan masukkan pengamatan anda dalam tabel.

b. Ubah rangkaian di atas menjadi rangkaian yang hanya terdiri dari gerbang NOR saja. INPUT

OUTPUT

D

C

B

A

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

1

1

0

1

0

0

0

1

0

1

0

1

1

0

0

1

1

1

1

0

0

0

1

0

0

1

1

0

1

0

1

0

1

1

1

1

0

0

1

1

0

1

1

1

1

0

1

1

1

1

SEBELUM

SETELAH

DIUBAH

DIUBAH


14


PERCOBAAN III TEKNIK REDUKSI (Penyederhanaan Fungsi)

1. Tujuan : Setelah mempraktekkan Topik ini, anda diharapkan dapat : A. Dapat menerjemahkan suatu rangkaian menjadi suatu persamaan, atau sebaliknya menerjemahkan suatu persamaan menjadi suatu rangkaian. B. Dapat menyederhanakan persamaan menggunakan aljabar boolean. C. Memahami prinsip de Morgan dan menggunakannya dalam system reduksi “Buble” D. Dapat menyederhanakan persamaan menggunakan peta Karnaugh. 2. Pendahuluan Logika kombinasi merupakan suatu rangkaian digital yang mempergunakan 2 atau lebih gerbang-gerbang logika. Kombinasi beberapa gerbang logika dapat menjadi suatu rangkaian digital yang sangat komplek. Pada dasarnya kompleksitas suatu rangkaian digital dapat diserderhanakan sehingga rangkaian digital tersebut dapat memanfaatkkan gerbang yang lebih sedikit. Penyederhanaan rangkaian digital tersebut dikenal sebagai teknik reduksi. Macammacam metode Teknik Reduksi antara lain : 1. Menggunakan aljabar Bolean 2. Menggunakan teorema de morgan 3. Menggunakan peta karnaugh (Karnaugh Map). Selain itu, sebelum membahas teknik reduksi lebih mendalam, dalam praktikum ini akan dibahas konversi rangkaian digital menjadi suatu persamaan logika dan konversi suatu persamaan logika menjadi suatu rangkaian digital.

3. Bahan Dan Alat A. Catu Daya DC 5V : 1 buah B. Trainer Digital Dasar : 1 buah C. Jumper D. IC ……………….. : ………. E. Resistor ……………….. : ………..

4. Tugas Praktikum A. Χ  AB  AB C  AB B. Y  ABC  BC  ABC  BC C. Z  ABC  ABC  ABC  BC

Modul Praktikum Teknik Digital TEKNIK REDUKSI (PENYEDERHANAAN FUNGSI)

15


5. Langkah Praktikum A. Buatlah rangkaian sebagaimana persamaan 1 B. Lihatlah keluaran X, catat pada lembar data C. Reduksilah rangkaian persamaan no.1 (sertakan langkah penyelesaian persamaan pada halaman lampiran) D. Buatlah rangkaian hasil reduksi pada langkah 3 E. Lihatlah keluaran X hasil reduksi, catat pada lembar data F. bandingkan Langkah 2 dan langkah 5 G. Ulangi, untuk persamaan 2 dan 3

6. Data Hasil Praktikum Cantumkan data hasil percobaan yang telah kalian lakukan Pada Tabel Berikut INPUT

OUTPUT

C

B

A

0

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

0

0

1

0

1

1

1

0

1

1

1

X

X(REDUKSI)

Y

Y(REDUKSI)

Z

Z(REDUKSI)

7. Pembahasan 1. Χ  AB  AB C  AB

2. Y  ABC  BC  ABC  BC 3. Z  ABC  ABC  ABC  BC

1a. Gambar Rangkaian



1b. Metode teknik

2b. Metode teknik reduksi

3b. Metode teknik reduksi

reduksi yang

yang digunakan

yang digunakan

digunakan


16


1. Χ  AB  AB C  AB

2. Y  ABC  BC  ABC  BC 3. Z  ABC  ABC  ABC  BC

1c. persamaan baru

2c. persamaan baru hasil

hasil reduksi

1d. Gambar Rangkaian Hasil Reduksi

reduksi

3c. persamaan baru hasil reduksi

2d. Gambar Rangkaian Hasil 3d. Gambar Rangkaian Hasil Reduksi

Reduksi

8. Kesimpulan

9. Tugas Selesaikan persamaan dibawah ini dengan menggunakan metode Karnaugh Map A. W  ABCD  ABC  ABC  ABC  ABC B. X  BC(A  AD )  B(CD  AD) C. Y  (( A  B)  CD) D. Z  BCD  BCD  CD  CD(B  AB )


17


PERCOBAAN IV RANGKAIAN ARITMATIKA 1. Tujuan : Setelah mempraktekkan Topik ini, anda diharapkan dapat mempelajari rangkaian penjumlah dan pengurang dalam bilangan biner

2. Pendahuluan Orang awam membayangkan piranti digital sebagai mesin hitung yang teliti dan cepat. Kalkulator dan komputer digital mungkin merupakan alasan untuk hal itu. Rangkaian aritmatik merupakan hal yang umum dalam banyak sistem digital. Akan kita tunjukkan bahwa, rangkaian logika kombinasional yang sederhana dapat melakukan operasi aritmatik. A. Penambah Biner Dalam sistem bilangan desimal, jika dua bilangan yang masing-masing terdiri dari 1 digit dijumlahkan, maka akan muncul 2 kemungkinan, yaitu :  Jumlahnya  9  Jumlahnya > 9 Jika kemungkinan pertama yang terjadi, maka hasil penjumlahan akan secara mudah diperoleh. Jika kemungkian yang kedua yang terjadi, maka hasil tidak bisa diperoleh dalam satu digit, tetapi harus meletakkan carry ke kolom berikutnya yang lebih tinggi. a. Half Adder Half adder disebut juga rangkaian penjumlah tidak lengkap. Half adder merupakan rangkaian dasar penjumlah yang dapat dipakai untuk menjumlahkan bilangan Biner seperti : 0+0, 0+1, 1+0, 1+1. Oleh karena itu rangkaian half adder mempunyai 2 buah jalan masukkan dan 2 buah jalan keluaran. Dimana output yang pertama berfungsi sebagai hasil penjumlahan () dan output yang kedua berfungsi sebagai nilai pindahan/bawaan keluar (COut) Dengan menggunakan argumen yang sama, maka untuk penjumlahan 2 bilangan binner, maka proses penjumlahan yang mungkin terjadi adalah :

Keterangan:  = jumlah Cout = bawaan keluar

Modul Praktikum Teknik Digital RANGKAIAN ARITMATIKA

18


Rangkaian half adder diperlihatkan dalam Gambar 3.1.



A



HA B

Cout

a. Simbol Blok

b. Diagram Logika

Gambar 4.1 Rangkaian half adder b. Full Adder Sesuai dengan namanya, maka Full adder adalah sistem penjumlahan lengkap dimana sistem ini dapat menjumlahkan 3 buah angka Biner seperti ; 0+0+1, 1+1+0, 1+0+1 dan lain sebagainya. Untuk menjumlahkan 3 buah angka Biner, maka proses penjumlahan diperlihatkan sebagai berikut :



Cin A B

FA Cout

a. Simbol Blok full adder


19




A

Cin

B

B

B

Cout



A

A

HA



HA

Cout

Cout

b. Dirangkai dari setengah penambah dan gerbang OR

Cin

A





B Cout



A

Cout

B Cout c. Diagram Logika full adder Gambar 4.2 Rangkaian full adder

B. Pengurangan Biner Seperti halnya pada rangkaian penambah biner (Adder), maka perhitungan yang dilakukan oleh rangkaian dasar pengurangan dapat dilakukan secara langsung, artinya dilakukan dari digit yang disebelah kanan kemudian dilanjutkan dengan pengurangan dari kolom yang berikutnya dengan memperhatikan apakah ada nilai pinjaman (borrow) yang harus dikurangkan dan kalau mungkin ada selisihnya (difference). a. Half Subtractor Half Subtractor adalah rangkaian logika yang dapat dipergunakan untuk melaksanakan pengurangan dua angka biner seperti 0-0, 0-1, 1-0, 1-1. Proses pengurangan tersebut dapat dilakukan dengan rangkaian Half Subtractor yang terdiri dari rangkaian logika EXOR GATE dan AND GATE yang bagian inputnya dilewatkan melalui inverter (NOT GATE) seperti terlihat pada gambar di bawah ini.


20


A

A

Masukkan A A-B B

Di

B A B

HS (A - B)

B

Bo

B

Di

A

Bo A B

Gambar 4.3 Rangkaian half subtractor

Pernyataan dari rangkaian Half Subtractor dapat ditunjukkan oleh tabel kebenaran berikut ini. MASUKKAN

KELUARAN

Minuend

Subtrachend

A

B

0

Selisih

Pinjam

0

0

0

0

1

1

1

1

0

1

0

1

1

0

0

Di

Bo

A- B Keterangan: Minuend Subtrachend Di Bo

: yang dikurangi : pengurang : selisih (difference) : Pinjam (borrow)

b. Full Subtractor Sebagaimana telah dijelaskan di atas bahwa Half Subtractor hanya dapat dipergunakan untuk mengurangkan 2 buah bilangan biner yang terdiri dari 2 BIT, Maka Full Subtractor dapat dipergunakan untuk mengurangi 3 buah bilangan Biner seperti 1-0-1, 0-1-0, dan lain sebagainya. Rangkaiannya terdiri dari 2 buah Half Subtractor dan sebuah OR GATE seperti pada gambar dibawah ini

Masukkan

Bin A

A - B - Bin

B

Di FS (A - B - Bin) Bo

a. Simbol Blok full subtractor


21


Bin

B

Masukkan A

Di

A

A - B - Bin

Di

Di HS

A

Bo

HS

Bo

B

B

Bo

b. Dirangkai dari setengah pengurang dan gerbang OR B

Bin

Di

Di

A

Masukkan A - B - Bin A

A B

B

B

Di

A

Bo

A

Bo

B

Bo

c. Diagram Logika full subtractor Gambar 4.3 Rangkaian full subtractor

Pernyataan dari rangkaian Full Subtractor dapat ditunjukkan oleh tabel kebenaran berikut ini MASUKKAN Minuend Subtrachend

KELUARAN

Bentuk pinjaman

Selisih

Pinjam

0

0

0

0

1

1

1

0

1

0

1

1

0

1

1

0

1

1

0

0

1

0

1

0

1

0

0

1

1

0

0

0

1

1

1

1

1

Di

Bo

A

B

(Bin)

0

0

0

A – B – Bin

Suatu rangkaian yang dapat berfungsi sebagai penjumlah maupun sebagai pengurang bilangan biner dikenal sebagai paralel adder/subtracter. Rangkaian ini terdiri dari rangkaian komplemen dua bilangan dan penjumlah multi digit. Dalam praktikum ini, akan dikenalkan rangkaian paralel adder/subtractor baik sebagai penjumlah, maupun pengurang.


22


3. Alat-alat :  1 buah trainer digital dasar  1 buah DC power suply  1 buah 7483  1 buah 7486  5 buah led  5 buah R = 330 R  jumper.

4. Diagram Percobaan

X

LED1

A1 A2 A3 A4

8s 74LS83A A4 A3 A2 A1 s4 B4 s3 B3 s2 B2 s1 B1

B4 B3 Y

B2

330R

4s 2s

Cin Cout

1s

cout

B1

5. Langkah-langkah percobaan 1. Susun rangkaian sesuai gambar 4.3. 2. Masukkan data 4 bit yang akan dioperasikan, kemudian laksanakan percobaan sebagai berikut :  Penjumlahan : Hubungkan Y dengan X, kemudian beri logika 0  Pengurangan dilakukan dengan penjumlahan dengan komplemennya.  Menggunakan komplemen 2

: Hubungkan X dengan Y, beri logika 1

 Menggunakan komplemen 1

: Hubungkan X dengan Cout, beri logika 1

pada Y 3. Tulis data hasil percobaan pada tabel yang telah tersedia 4. Buatlah kesimpulan dari hasil percobaan yang telah dilakukan.


23


INPUT

OUTPUT Operasi

Data 4 Bit Penjumlahan A

B

0001

0000

0100

0001

0101

0010

0010

0101

1010

0101

1001

0110

0001

0000

1111

0111

C

A+B

Pengurangan Komplemen 1 C

A-B

Komplemen 2 C

A-B

6. Kesimpulan

7. Tugas 1. Jelaskan prinsip kerja dari rangkaian percobaan yang anda lakukan. 2. Buat rangkaian half adder dengan menggunakan gerbang NOR dan NOT untuk dua masukan. 3. Buat rangkaian half subtractor dengan menggunakan gerbang XOR dan NAND untuk dua masukan. 4. apakah fungsi penambahan gerbang logika XOR pada rangkaian percobaan diatas? 5. Gambarkan rangkaian penambah atau pengurang paralel 8-bit yang menggunakan IC 7483, IC 7486 dan rangkaian LED sebagai indicator keluaran!


24


PERCOBAAN V MULTIVIBRATOR 1. Tujuan A. Memahami macam-macam dan prinsip kerja multivibrator B. Merancang timer / clock dan delay sesuai keperluan 2. Teori Timing sangat diperlukan dalam elektronika digital, oscilator clock digunakan untuk memicu counter dan register geser. Rangkaian ini harus dirancang agar berosilasi pada frekuensi tertentu. Multivibrator adalah rangkaian yang berubah antara 2 level digital, dan tergantung pada sumber trigger eksternal. Multivibrator terbagi dalam 3 golongan, yaitu :  Bistabil : multivibrator yang dipicu pada satu dari 2 kondisi digital.  Astabil : multivibrator yang dipicu bebas pada frekuensi kerja tertentu dengan siklus kerja tertentu  Monostabil : (one shot) pulsa keluaran tunggal pada lebar waktu tertentu Untuk membentuk multivibrator dapat dilakukan dengan menggunakan IC Timer 555, IC pembalik schmitt trigger (74HC14), IC multivibrator monostabil (74121 atau 74123) ataupun osilator kristal. Agar dapat membentuk sinyal multivibrator, maka diperlukan resistor dan kapasitor eksternal, yaitu dengan memanfaatkan waktu pengisian dan pengosongan kapasitor, dimana nilai resistor dan kapasitor eksternal tersebut akan berpengaruh pada periode sinyal yang dihasilkan. 3. Alat-alat Percobaan A. 1 buah protoboard (Trainer Digital Dasar) B. 1 buah DC power supply 5 Volt C. 2 buah IC 555 D. Resistor  500 Ohm = 2 buah  50 K Ohm = 2 buah  500 K Ohm = 2 buah  1 K Ohm = 1 buah  100 K Ohm =1 buah Modul Praktikum Teknik Digital MULTIVIBRATOR

25


 1 M Ohm = 1 buah E. Capasitor  10 nF = 4 buah  100 nF = 2 buah  1 µF = 2 buah F. Digital Osciloskop G. Multimeter H. Kabel Penghubung secukupnya

4. Langkah-langkah Percobaan A. Multivibrator Astabil

Gambar 5.1 Rangkaian Percobaan multivibrator astabil dengan menggunakan IC 555

a. Susun rangkaian sesuai gambar 5.1. diatas dengan nilai R1=R2= 500 Ohm dan C1= 1 µF b. Beri catu daya 5 V c. Hubungkan pin no 6 IC 555 ke ch 1 input osciloskop dan keluaran Vout ke ch 2 input osciloskop, perhatikan dan masukkan nilai hasil pengamatan ke tabel berikut ini serta gambarkan sinyal keluarannya. d. Ulangi langkah a – c dengan mengganti nilai R1=R2 nilai C1 sebagai berikut:  R1=R2= 50 K Ohm, C1= 10 nF  R1=R2= 500 K Ohm, C1= 100 nF

Modul Praktikum Teknik Digital MULTIVIBRATOR

26


Tabel Hasil Percobaan Multivibrator Astabil Vp-p Hasil Nilai

Nilai

R1=R2

C1

Pengukuran C Voltage (Pin 6)

500 ohm

50 K ohm

Output Voltage

Gambar Pada Osciloskop

C Voltage (Pin 6)

Output Voltage

1 µF

10 nF

500 K

100

ohm

nF


27


B. Multivibrator Monostabil

Gambar 5.2 Rangkaian Percobaan multivibrator monostabil dengan menggunakan IC 555

a. Susun rangkaian sesuai gambar 5.2. diatas dengan nilai R1= 1 K Ohm dan C1= 1 µF b. Berikan sinyal trigger pada kaki 2 dengan menggunakan rangkaian multivibrator astabil pada gambar 5.1 dimana nilainya R1=R2= 500 K Ohm, C1= 100 nF c. Beri catu daya 5 V d. Hubungkan pin no 6 IC 555 ke ch 1 input osciloskop dan keluaran Vout ke ch 2 input osciloskop, perhatikan dan masukkan nilai hasil pengamatan ke tabel berikut ini serta gambarkan sinyal keluarannya. e. Ulangi langkah a – d dengan mengganti nilai R1=R2 nilai C1 sebagai berikut:  R1=R2= 100 K Ohm, C1= 10 nF  R1=R2= 1 M Ohm, C1= 100 nF


28


Tabel Hasil Percobaan Multivibrator Monostable Vp-p Hasil Nilai

Nilai

R1=R2

C1

Pengukuran C Voltage (Pin 6)

1K ohm

100 K ohm

Output Voltage

Gambar Pada Osciloskop

C Voltage (Pin 6)

Output Voltage

1 µF

10 nF

1M

100

ohm

nF

5. TUGAS

a. Hitunglah secara teori percobaan multivibrator astabil dan monostabil di atas b. Bandingkan hasil yang anda peroleh dengan hasil yang anda peroleh dalam percobaan. c. Analisalah hasil yang anda peroleh dari soal point b di atas d. Berikan kesimpulan dari percobaan anda


29


LAMPIRAN KONFIGURASI BEBERAPA IC DIGITAL 7400

7402

7404

7408

7427

7432

7410

7411

Modul Praktikum Teknik Digital LAMPIRAN

30


7483

7486

555


31


PRINSIP PENGGUNAAN BREAD BOARD

Bread Board

Project Board atau yang sering disebut sebagai BreadBoard adalah dasar konstruksi sebuah sirkuit elektronik dan merupakan prototipe dari suatu rangkaian elektronik. Di zaman modern istilah ini sering digunakan untuk merujuk pada jenis tertentu dari papan tempat merangkai komponen, dimana papan ini tidak memerlukan proses menyolder (langsung tancap). Karena papan ini solderless alias tidak memerlukan solder sehingga dapat digunakan kembali, dan dengan demikian dapat digunakan untuk prototipe sementara serta membantu dalam bereksperimen desain sirkuit elektronika. Berbagai sistem elektronik dapat di prototipekan dengan menggunakan breadboard, mulai dari sirkuit analog dan digital kecil sampai membuat unit pengolahan terpusat (CPU). Secara umum breadbord memiliki jalur seperti berikut ini :

Susunan Rangkaian Breadboard

Penjelasan : -

2 Pasang jalur Atas dan bawah terhubung secara horisontal sampai ke bagian tengah dari breadboard. Biasanya jalur ini digunakan sebagai jalur power atau jalur sinyal yg umum digunakan seperti clock atau jalur komunikasi.


32


-

5 lobang komponen di tengah merupakan tempat merangkai komponen. Jalur ke 5 lobang ini terhubung vertikal sampai bagian tengah dari breadboard.

-

Pembatas tengah breadboard biasanya digunakan sebagai tempat menancapkan komponen IC


33


TRAINER DIGITAL DASAR

TRAINER DASAR RANGKAIAN DIGITAL


34

LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO PENDAHULUAN

Recommend Documents