BLOG KULIAH: APLIKASI GERBANG LOGIKA

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. tujuan

2. alat dan bahan

Memahami aplikasi sederhana dari sistem digital
Memahami aplikasi dari pintu otomatis dengan gerbang logika
Menjelaskan prinsip kerja dari rangkaian aplikasi
Membuat rangkaian proteus dari pintu otomatis dengan gerbang logika

[kembali]

2.alat dan bahan

1.ic L293D

Gambar 1.ic L293D

IC L293D adalah IC yang didesain khusus sebagai driver motor DC dan dapat dikendalikan dengan rangkaian TTL maupun mikrokontroler. Motor DC yang dikontrol dengan driver IC L293D dapat dihubungkan ke ground maupun ke sumber tegangan positif karena di dalam driver L293D sistem driver yang digunakan adalah totem pool. Dalam 1 unit chip IC L293D terdiri dari 4 buah driver motor DC yang berdiri sendiri sendiri dengan kemampuan mengalirkan arus 1 Ampere tiap drivernya. Sehingga dapat digunakan untuk membuat driver H-bridge untuk 2 buah motor DC. Konstruksi pin driver motor DC IC l293D adalah sebagai berikut.

Gambar 2. Konstruksi Pin Driver Motor DC IC L293D

a. Fungsi Pin Driver Motor DC IC L293D

·   Pin EN (Enable, EN1.2, EN3.4) berfungsi untuk mengijinkan driver menerima perintah untuk menggerakan motor DC.
·     Pin In (Input, 1A, 2A, 3A, 4A) adalah pin input sinyal kendali motor DC
·  Pin Out (Output, 1Y, 2Y, 3Y, 4Y) adalah jalur output masing-masing driver yang dihubungkan ke motor DC
· Pin VCC (VCC1, VCC2) adalah jalur input tegangan sumber driver motor DC, dimana VCC1 adalah jalur input sumber tegangan rangkaian kontrol dirver dan VCC2 adalah jalur input sumber tegangan untuk motor DC yang dikendalikan.
· Pin GND (Ground) adalah jalu yang harus dihubungkan ke ground, pin GND ini ada 4 buah yang berdekatan dan dapat dihubungkan ke sebuah pendingin kecil.
b.   Feature Driver Motor DC IC L293D

Driver motor DC IC L293D memiliki feature yang lengkap untuk sebuah driver motor DC sehingga dapat diaplikasikan dalam beberapa teknik driver motor DC dan dapat digunakan untuk mengendalikan beberapa jenis motor DC. Feature yang dimiliki driver motor DC IC L293D sesuai dengan datasheet adalah sebagai berikut :

·      Wide Supply-Voltage Range: 4.5 V to 36 V
·      Separate Input-Logic Supply
·      Internal ESD Protection
·      Thermal Shutdown
·      High-Noise-Immunity Inputs
·      Functionally Similar to SGS L293 and SGS L293D
·      Output Current 1 A Per Channel (600 mA for L293D)
·      Peak Output Current 2 A Per Channel (1.2 A for L293D)
·      Output Clamp Diodes for Inductive Transient Suppression (L293D)

2.motor DC

Gambar 3.Motor DC

Motor Listrik DC atau DC Motor adalah suatu perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi kinetik atau gerakan (motion). Motor DC ini juga dapat disebut sebagai Motor Arus Searah. Seperti namanya, DC Motor memiliki dua terminal dan memerlukan tegangan arus searah atau DC (Direct Current) untuk dapat menggerakannya. Motor Listrik DC ini biasanya digunakan pada perangkat-perangkat Elektronik dan listrik yang menggunakan sumber listrik DC seperti Vibrator Ponsel, Kipas DC dan Bor Listrik DC.

Motor Listrik DC atau DC Motor ini menghasilkan sejumlah putaran per menit atau biasanya dikenal dengan istilah RPM (Revolutions per minute) dan dapat dibuat berputar searah jarum jam maupun berlawanan arah jarum jam apabila polaritas listrik yang diberikan pada Motor DC tersebut dibalikan. Motor Listrik DC tersedia dalam berbagai ukuran rpm dan bentuk. Kebanyakan Motor Listrik DC memberikan kecepatan rotasi sekitar 3000 rpm hingga 8000 rpm dengan tegangan operasional dari 1,5V hingga 24V. Apabile tegangan yang diberikan ke Motor Listrik DC lebih rendah dari tegangan operasionalnya maka akan dapat memperlambat rotasi motor DC tersebut sedangkan tegangan yang lebih tinggi dari tegangan operasional akan membuat rotasi motor DC menjadi lebih cepat. Namun ketika tegangan yang diberikan ke Motor DC tersebut turun menjadi dibawah 50% dari tegangan operasional yang ditentukan maka Motor DC tersebut tidak dapat berputar atau terhenti. Sebaliknya, jika tegangan yang diberikan ke Motor DC tersebut lebih tinggi sekitar 30% dari tegangan operasional yang ditentukan, maka motor DC tersebut akan menjadi sangat panas dan akhirnya akan menjadi rusak.

Pada saat Motor listrik DC berputar tanpa beban, hanya sedikit arus listrik atau daya yang digunakannya, namun pada saat diberikan beban, jumlah arus yang digunakan akan meningkat hingga ratusan persen bahkan hingga 1000% atau lebih (tergantung jenis beban yang diberikan). Oleh karena itu, produsen Motor DC biasanya akan mencantumkan Stall Current pada Motor DC. Stall Current adalah arus pada saat poros motor berhenti karena mengalami beban maksimal.

3.baterai

Gambar 4.baterai

Pengertian Baterai

Di mulai dari pengertiannya. Baterai merupakan sebuah benda yang dapatatau bisa mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Energi listrik yang dihasilkan oleh baterai tersebut sama seperti accumulator, yakni listrik searah dikatankan DC. Jumlah listrik yang dihasilkan tersebut terngatung dari seberapa besar baterai tersebut.

Fungsi Baterai

Sangat beragam fungsi dari baterai dalam kehidupan sehari-hari namun memiliki intinya yang sama yakni sebagai sumber energi, karena hampir pada semua alat elektronik yang sifatnya mobile juga perlu baterai sebagai sumber energi. Sebut misalnya seperti HP, senter, power bank, drone, remote TV dan AC, dan lain sebagainya. Semua alat-alat tersebut membutuhkan baterai agar bisa bekerja.

4.buzzer

Gambar 5.buzzer

Pengertian Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara. Buzzer ini biasa dipakai pada sistem alarm. Juga bisa digunakan sebagai indikasi suara. Buzzer adalah komponen elektronika yang tergolong tranduser. Sederhananya buzzer mempunyai 2 buah kaki yaitu positive dan negative. Untuk menggunakannya secara sederhana kita bisa memberi tegangan positive dan negative 3 - 12V.

Cara Kerja Buzzer pada saat aliran listrik atau tegangan listrik yang mengalir ke rangkaian yang menggunakan piezoeletric tersebut. Piezo buzzer dapat bekerja dengan baik dalam menghasilkan frekwensi di kisaran 1 - 6 kHz hingga 100 kHz.

5.lamp

Gambar 6.lamp

Lampu Listrik adalah suatu perangkat yang dapat menghasilkan cahaya saat dialiri arus listrik. Arus listrik yang dimaksud ini dapat berasal tenaga listrik yang dihasilkan oleh pembangkit listrik terpusat (Centrally Generated Electric Power) seperti PLN dan Genset ataupun tenaga listrik yang dihasilkan oleh Baterai dan Aki.

[kembali]

3.dasar teori

Pengertian Gerbang Logika

Gerbang Logika atau dalam bahasa Inggris disebut dengan Logic Gate adalah dasar pembentuk Sistem Elektronika Digital yang berfungsi untuk mengubah satu atau beberapa Input (masukan) menjadi sebuah sinyal Output (Keluaran) Logis. Gerbang Logika beroperasi berdasarkan sistem bilangan biner yaitu bilangan yang hanya memiliki 2 kode simbol yakni 0 dan 1 dengan menggunakan Teori Aljabar Boolean.Gerbang Logika yang diterapkan dalam Sistem Elektronika Digital pada dasarnya menggunakan Komponen-komponen Elektronika seperti Integrated Circuit (IC), Dioda, Transistor, Relay, Optik maupun Elemen Mekanikal.

Gerbang logika AND dan OR

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

Gerbang AND
Gerbang OR

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”.

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)

Simbol Gerbang Logika AND dan Tabel Kebenaran Gerbang AND

Gambar 5.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)

Simbol Gerbang Logika OR dan Tabel Kebenaran Gerbang OR

Gambar 6.Simbol dan Tabel Kebenaran Gerbang OR (OR Gate)

SIMULASI PINTU OTOMATIS DENGAN GERBANG LOGIKA

Sesuai dengan namanya rangkaian ini menggunakan gerbang logika And, Or, dan Not untuk mengontrol putaran motor baik itu kekiri maupun kekanan, dengan inputan sensor berat 1 dan sensor berat 2 sebagai pendeteksi adanya beban orang, dan sensor open dan sensor close sebagai limit switch agar motor tidak terbakar prinsip kerjanya sederhana yaitu menonaktifkan motor ketika pintu sudah terbuka maupun tertutup. untuk driver motor bisa menggunakan ic L293D sebagai driver stepper. untuk mendasain rangkaian pertama kita akan membuat tabel kondisi.

Gambar 7.Tabel kebenaran pintu otomatis dengan gerbang logika

· Kondisi pertama motor akan close ketika sensor berat 1 dan sensor berat 2 bernilai 0 dan sensor close harus bernilai 0 sedangkan sensor open bisa 1/0. nilai 0 menandakan bahwa pintu sedang di tutup sedangkan 1 menandakan motor akan aktif dan menutup pintu

· Kondisi kedua motor akan open ketika salah satu sensor berat 1 atau sensor berat 2 bernilai 1 atau keduanya bernilai 1 dan sensor open harus bernilai 0 sedangkan sensor close bisa 1/0. nilai 0 menandakan bahwa pintu sedang dibuka sedangkan 1 menandakan motor akan aktif dan membuka pintu.

Adapun rangkaiannya seperti terlihat dibawah

Gambar 8.rangkaian pintu otomatis dengan gerbang logika

[kembali]

4.percobaan

Gambar 9.saat semua logic state 1 berlogika 0 maka motor close(pintu tutup)

prinsip kerja rangkaian:

Berdasarkan tabel kebenaran untuk simulasi pintu otomatis dengan gerbang logika untuk membuat pintu close ada beberapa logika.Disini memakai logika 0 untuk semua logicstate .saat logic state 1(sensor berat 1) bernilai 0 dan logicstate 2 (sensor berat 2) bernilai 0 maka masuk ke kaki gerbang AND dan masing masing juga ada masuk ke inverter dan menghasilkan out put 1 lalu ke gerbang AND.Lalu logic state 3 (sensor open) berlogika 0 lalu ke inverter menghasilakan out put logika 1 lalu ke gerbangAND .untuk logicstate 4(sensor close) berlogika 0 masuk ke inverter menghasilkan output 1 lalu ke gerbang AND .pada gerbang AND A input nya 1 dan 0 maka outputnya 0 lalu masuk ke gerbang OR .pada gerbang AND B input nya 0 dan 1 maka outputnya 0 lalu masuk ke gerbang OR .pada gerbang AND C input nya 1 dan 1 maka outputnya 1 lalu masuk ke gerbang AND D.Pada gerbang logiak AND D inputnya 1dan 1 maka outputnya 1 lalu ke logic probe2(motor close) ke input 2 IC L293D .Dari gerbang logika OR inputnya 0 dan 0 maka output nya 0 lalu ke logic probe 1(motor open) setelah itu masuk ke input ICL293D. output dari ic terhubung kemotor DC sedangkan pin vss dan vs terhubug ke baterai lalu ke ground dan pin ground terhubung ke ground ,dengan demikian motor dc on dan arahnya kakiri itu manandakan pintu tertutup(close) ,lampu menyala dan buzzer hidup .

Gambar 10.saat logic state 2 berlogika 1 dan yang lain berlogika 0 maka motor open(pintu terbuka)

prinsip kerja rangkaian:

Berdasarkan tabel kebenaran untuk simulasi pintu otomatis dengan gerbang logika untuk membuat pintu open ada beberapa logika .saat logic state 1(sensor berat 1) bernilai 0 dan logicstate 2 (sensor berat 2) bernilai 1 maka masuk ke kaki gerbang AND dan masing masing juga ada masuk ke inverter lalu ke gerbang AND.Lalu logic state 3 (sensor open) berlogika 0 lalu ke inverter menghasilkan out put logika 1 lalu ke gerbangAND .untuk logicstate 4(sensor close) berlogika 0 masuk ke inverter menghasilkan output 1 lalu ke gerbang AND .pada gerbang AND A input nya 1 dan 0 maka outputnya 0 lalu masuk ke gerbang OR .pada gerbang AND B input nya 1 dan 1 maka outputnya 1 lalu masuk ke gerbang OR .pada gerbang AND C input nya 1 dan 0 maka outputnya 0 lalu masuk ke gerbang AND D.Pada gerbang logiak AND D inputnya 0 dan 1 maka outputnya 0 lalu ke logic probe2(motor close) ke input 2 IC L293D .Dari gerbang logika OR inputnya 0 dan 1 maka output nya 1 lalu ke logic probe 1(motor open) setelah itu masuk ke input ICL293D. output dari ic terhubung kemotor DC sedangkan pin vss dan vs terhubug ke baterai lalu ke ground dan pin ground terhubung ke ground ,dengan demikian motor dc on dan arahnya kanan itu manandakan pintu terbuka(open)lampu menyala dan buzzer hidup .