Electrical Engineering: 4.5

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori
4. Percobaan

GATES WITH OPEN COLLECTOR/DRAIN OUTPUTS

1. Tujuan [kembali]

Memahami tentang Gates with Open Collector/ Drain Outputs.
Mengetahui prinsip kerja rangkaian Gates with Open Collector/ Drain Outputs.
Mengetahui bentuk-bentuk rangkaian yang berkaitan dengan Gates with Open Collector/Drain Outputs.

2. Alat dan Bahan [kembali]

Alat :

Ground

Ground adalah titik kembalinya arus searah atau titik kembalinya sinyal bolak balik atau titik patokan dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik dalam rangkaian elektronika.

Power Supply

Power Supply merupakan alat yang berfungsi untuk menyediakan energi listrik pada suatu perangkat elektronika.

Bahan :

Resistor

Resistor berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian elektronika.

Spessifikasi :

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 )

Cara menghitung nilai resistor :

Perhitungan untuk resistor dengan 4 gelang warna :

· Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-1 (pertama)

· Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-2

· Masukkan Jumlah nol dari kode warna gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n)

· Gelang ke 4 merupakan toleransi dari nilai resistor tersebut

Perhitungan untuk resistor dengan 5 gelang warna :

· Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-1 (pertama)

· Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-2

· Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ke-3

· Masukkan Jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n)

· Gelang ke 5 merupakan toleransi dari nilai resistor tersebut.

Rumus:

LED

LED merupakan sebuah komponen yang menghasilkan cahaya monokromatik ketika diberi tegangan. LED terbuat dari semikonduktor dan perbedaan warna yang dihasilkan disebabkan perbedaan bahan semikonduktor yang digunakan.

LED merupakan keluarga dari Dioda yang terbuat dari Semikonduktor. Cara kerjanya pun hampir sama dengan Dioda yang memiliki dua kutub yaitu kutub Positif (P) dan Kutub Negatif (N). LED hanya akan memancarkan cahaya apabila dialiri tegangan maju (bias forward) dari Anoda menuju ke Katoda. LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. 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).

Teori tentang Gates With Open Collector/Drain Outputs

Ini adalah gerbang di mana kita perlu menghubungkan resistor eksternal, yang disebut resistor pull-up, antara output dan catu daya DC untuk membuat gerbang logika melakukan fungsi logika yang dimaksud. Tergantung pada keluarga logika yang digunakan untuk membangun gerbang logika, mereka disebut sebagai gerbang dengan kolektor terbuka output (dalam kasus keluarga logika TTL) atau output saluran pembuangan terbuka (dalam kasus keluarga logika MOS). Keluarga logika dibahas secara rinci di Bab 5. Keuntungan menggunakan open collector/open drain gate terletak pada kemampuan mereka dalamOperasi ANDing ketika output dari beberapa gerbang diikat bersama-sama melalui resistor pull-up umum.

(Implementasi gerbang logika dasar hanya menggunakan gerbang NAND.)*

(Implementasi gerbang logika dasar hanya menggunakan gerbang NOR.)*

Tanpa harus menggunakan gerbang AND untuk tujuan tersebut. Sambungan ini juga disebut sebagai WIRE-AND Koneksi. Gambar 4.26(a) menunjukkan koneksi seperti itu untuk gerbang NAND kolektor terbuka. Keluaran dalam hal ini kasus akan.

Gambar 4.26(b) menunjukkan pengaturan yang sama untuk gerbang NOT. Kerugiannya adalah bahwa mereka relative lebih lambat dan lebih berisik. Oleh karena itu, perangkat kolektor/pengurasan terbuka tidak disarankan untuk aplikasi di mana kecepatan adalah pertimbangan penting.

4. Percobaan [kembali]

Prosedur percobaan

Buka aplikasi proteus
Siapkan alat dan bahan pada library proteus, pada rangkaian ini yaitu berupa resistor, logic state, gerbang NAND, NOR, dan NOT, serta led dan ground.
Rangkai setiap komponen
Ubah spesifikasi komponen sesuai kebutuhan
Jalankan simulasi rangkaian.

Rangkaian simulasi

Prinsip Kerja

1. Gerbang Nand

Gambar 1:

Kalau inputnya keduanya 0 maka output 1 sehingga led hidup, begitu pula kalau salah satu input berlogika satu maka led juga hidup, tapi kalau kedua input berlogika 1 maka led mati karena outputnya berlogika 0.

Gambar 2:

Rumusnya a.b, artinya kalau salah satu input 1 maka led mati, namun kalau dua duanya 1 maka hidup, persamaan didapat dari: Kalau misal gerbang nand 1 diberi salah satu input 1 maka outputnya 1 sehingga ketika masuk ke gerbang nand kedua input dua duanya 1 sehingga outputnya 0 dan led tidak bisa menyala.

Gambar 3:

Rumusnya kan a+b, artinya ketika gerbang u1:a itu inputnya 1 maka outputnya 0, dan ketika u1:b itu inputnya 1 maka outputnya 0, ketika kedua output dari gerbang 1 dan 2 0 akan masuk menjadi input bagi gerbang u1:c sehingga outputnya akan menjadi 1 dan led hidup.

2. Gerbang NOR

Gambar 4: ketika salah satu input berlogika 1 maka gerbang nor akan mengeluarkan output 0 krna 1+0=1 dan dibalikkan menjadi 0, namun ketika kedua output berlogika 0 maka ketika dibalikkan menjadi 1 sehingga led hidup.

Gambar 5: ketika input gerbang 1 seluruhnya 1 atau salah satu 1 maka akan menghasilkan output 0 dan ketika masuk ke gerbang kedua sehingga akan menjadi input bagi gerbang kedua lalu akan keluar output berlogika 1, oleh karena itu led akan hidup.

Gambar 6: ketika input gerbang 1 dan 2 seluruhnya 1 atay salah satu 1 maka akan menghasilkan output 0, ketika masuk ke gerbang ketiga, output dari gerbang 1 dan 2 menjadi input dari gerbang 3 sehingga output yg dikeluarkan adalah 1, dan led pun menyala.

3. Gerbang NAND

Gambar 7: ketika salah satu input gerbang 1,2, dan 3 salah satunya 0 atau seluruhnya 0 maka akn menghasilkan output 1 sehingga led akan hidup, namun ketika satu gerbang yg outputnya berlogika 0 dan gerbang lainnya berlogika 1 maka led tetap akan menyala, namun redup.

4. Inverter

Gambar 8: ketika semua input gerbang berlogika 0, maka outputnya 1 sehingga led hidup, namun ketika salah satu gerbang berlogika 0 maka led tetap akan hidup namun redup.