Minggu, 07 Desember 2025

GERBANG LOGIKA DENGAN LED

LAPORAN PROYEK GERBANG LOGIKA LED


Disusun Oleh:

Maulana Dwi Febrian Arajak   (186)
Azizah Fairuz Dzakiyya            (137)
Muhammad Anwar Romadlon   (143)
Valentinus Satrio Dewanto         (165)


BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam sistem komputer modern beroperasi dengan prinsip logika biner, dimana data diproses lewat rangkaian digital yang terdiri dari berbagai gerbang logika. Gerbang-gerbang logika ini memanipulasi sinyal biner (0 dan 1) dan memiliki fungsi khusus untuk melakukan operasi dasar dalam pengolahan informasi, yang sangat penting dalam sistem komputer. Salah satu gerbang dasar adalah NOT, yang berperan untuk membalikkan keadaan logika, sehingga jika inputnya 0 (LOW), outputnya akan menjadi 1 (HIGH), dan sebaliknya.

Gerbang NOT atau inverter memiliki peran yang sangat penting dalam desain arsitektur komputer. Gerbang ini digunakan untuk menghasilkan kebalikan dari sinyal logika, yang seringkali diperlukan dalam pembuatan sistem digital yang efisien dan andal. Gerbang ini juga digunakan dalam berbagai aplikasi penting, seperti pengendalian alur data dan operasi logika dasar di dalam CPU.

Selain gerbang NOT, terdapat berbagai jenis gerbang logika lainnya seperti AND, OR, XOR, NAND, NOR, dan XNOR, yang bekerja bersama dalam rangkaian logika untuk menghasilkan operasi lebih kompleks. Gerbang-gerbang ini dapat ditemukan di berbagai perangkat elektronik seperti komputer dan smartphone, yang menggunakan ribuan hingga jutaan gerbang logika di dalam chip mereka untuk memproses data. Penerapan yang tepat dari berbagai gerbang logika ini sangat mempengaruhi kinerja dan efisiensi sistem digital.

1.2 Rumusan Masalah

  1. Bagaimana prinsip kerja gerbang logika NOT dalam rangkaian digital menggunakan Arduino dan tombol sebagai input?
  2. Bagaimana cara mengimplementasikan gerbang logika NOT dan jenis gerbang logika lainnya dalam rangkaian digital sederhana dengan komponen Arduino?
  3. Bagaimana hubungan antara input (tombol) dan output (LED) pada gerbang logika NOT dalam rangkaian digital yang dikendalikan oleh Arduino?

1.3 Tujuan Laporan

  1. Memahami prinsip kerja gerbang logika NOT dan gerbang logika lainnya yang diimplementasikan dengan Arduino untuk mengontrol LED.
  2. Menerapkan penerapan gerbang logika NOT dalam rangkaian digital sederhana dengan menggunakan Arduino sebagai pengendali dan tombol sebagai input.
  3. Mengetahui dan menganalisis hubungan antara input (tombol) dan output (LED) pada gerbang logika NOT serta gerbang logika lainnya dalam rangkaian digital yang dikendalikan oleh Arduino.

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Dasar Teori

2.1.1 Konsep Dasar Logika Digital

Logika digital merupakan sistem yang bekerja menggunakan dua kondisi logika, yaitu 0 (LOW) dan 1 (HIGH). Sistem ini menjadi dasar dalam perancangan rangkaian digital karena semua proses pengolahan data dilakukan berdasarkan dua kondisi tersebut. Logika digital banyak diterapkan pada perangkat elektronik seperti komputer, sistem kontrol otomatis, dan mikrokontroler.

2.1.2 Prinsip Kerja Gerbang Logika

Gerbang logika adalah rangkaian dasar dalam elektronika digital yang berfungsi untuk mengolah sinyal logika sesuai dengan aturan tertentu. Setiap gerbang logika memiliki fungsi yang berbeda-beda, seperti AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, dan XNOR. Gerbang-gerbang ini digunakan untuk membentuk sistem digital yang lebih kompleks dengan mengkombinasikan beberapa jenis gerbang dalam satu rangkaian.

Gambar

Gambar Keterangan Gerbang Logika

2.2 Komponen

2.2.1 Hardware

1. Laptop

Gambar

Gambar Hardware Laptop

Laptop berfungsi sebagai media untuk menulis, mengedit, dan mengunggah program (sketch) ke Arduino Nano melalui software Arduino IDE. Selain itu, laptop juga digunakan untuk memantau hasil melalui Serial Monitor.

2. Arduino Nano

Gambar

Gambar Arduino Nano

Arduino Nano berfungsi sebagai pusat kendali atau otak dari rangkaian. Komponen ini menerima input dari sensor, tombol, atau potensiometer, kemudian memprosesnya sesuai program, dan mengendalikan output seperti LED, buzzer, atau motor.

3. Breadboard 400 hole

Gambar

Gambar Breadboard 400 hole

Breadboard berfungsi sebagai papan perakitan sementara untuk merangkai komponen elektronik tanpa perlu menyolder. Dengan adanya lubang-lubang yang saling terhubung di dalamnya, breadboard memudahkan percobaan rangkaian, pengujian, serta perbaikan rangkaian dengan cepat.

4. Kabel Jumper

Gambar

Gambar Kabel jumper

Kabel jumper berfungsi sebagai penghubung antar komponen elektronik pada breadboard maupun antara breadboard dengan Arduino. Kabel ini memungkinkan aliran arus dan sinyal listrik dapat berjalan dari satu titik ke titik lainnya dalam rangkaian.

5. Kabel USB (Arduino Nano)

Kabel USB

Gambar Kabel USB

Kabel USB berfungsi sebagai penghubung antara Arduino Nano dan laptop. Kabel ini digunakan untuk mengirim program dari laptop ke Arduino, sekaligus dapat digunakan sebagai sumber daya listrik untuk Arduino.

6. Button (Push Button / Tombol)

Gamba Button 

Button berfungsi sebagai saklar input manual yang digunakan untuk memberikan perintah ke Arduino ketika ditekan. Button biasanya digunakan untuk ON/OFF, reset, atau sebagai pemicu suatu proses dalam rangkaian.

7. LED Biru (LED-Blue)

Gambar LED

LED biru berfungsi sebagai indikator visual yang biasanya digunakan untuk menandakan mode aktif, proses berjalan, atau kondisi khusus lainnya dalam suatu rangkaian. LED biru sering dipakai untuk menunjukkan bahwa suatu sistem sedang bekerja atau berada dalam keadaan tertentu yang perlu dibedakan dari kondisi normal.

8. LED Hijau (LED-Green)

LED hijau berfungsi sebagai indikator kondisi normal atau berhasil. LED hijau umumnya digunakan untuk menandakan bahwa rangkaian berada dalam keadaan aman, siap digunakan, atau suatu proses telah berjalan dengan baik sesuai yang diharapkan.

9. LED Merah (LED-Red)

Lampu LED merah berfungsi sebagai indikator visual yang menunjukkan suatu kondisi atau status tertentu pada rangkaian elektronik. Umumnya, LED merah digunakan sebagai tanda peringatan, status aktif, atau kondisi bahaya/error, seperti menandakan bahwa rangkaian sedang menyala, terjadi kesalahan, atau sistem dalam keadaan siaga. Dalam rangkaian Arduino, LED merah sering dipakai sebagai output untuk menunjukkan hasil dari suatu perintah atau logika yang dijalankan oleh program.

10. Potensiometer

Gambar Potensiometer

Potensiometer berfungsi sebagai resistor variabel yang dapat mengatur besar kecilnya tegangan atau arus. Dalam rangkaian Arduino, potensiometer sering digunakan sebagai input analog untuk mengatur kecerahan LED, kecepatan motor, atau nilai variabel lainnya.

11. Resistor

Gambar Resistor

Resistor berfungsi untuk menghambat atau membatasi arus listrik yang mengalir dalam rangkaian. Komponen ini sangat penting untuk melindungi LED agar tidak rusak akibat arus berlebih, serta untuk mengatur besar arus sesuai kebutuhan rangkaian.

2.2.2 Software

1. Arduino IDE

Arduino IDE berfungsi sebagai perangkat lunak (software) untuk menulis, mengedit, memverifikasi, dan mengunggah program (sketch) ke papan Arduino seperti Arduino Nano. Selain itu, Arduino IDE juga digunakan untuk memonitor komunikasi data melalui fitur Serial Monitor, sehingga pengguna dapat melihat hasil pembacaan sensor atau proses yang sedang berjalan pada Arduino.


Gambar Arduino IDE

2. Proteus

Proteus berfungsi sebagai software simulasi rangkaian elektronika yang digunakan untuk merancang dan menguji rangkaian secara virtual sebelum dirakit secara nyata. Dalam Proteus, pengguna dapat mensimulasikan rangkaian Arduino, LED, resistor, dan komponen lainnya untuk melihat cara kerja rangkaian tanpa harus merakit langsung pada hardware, sehingga lebih aman dan efisien.

Gambar Proteus





BAB III
PEMBAHASAN

3.1 Alat dan Bahan

  1. Breadboard 400 hole
  2. Kabel Jumper
  3. Lampu LED 5mm (red, green, dan blue)
  4. Resistor
  5. Potensiometer
  6. Arduino Nano
  7. Button
  8. Laptop
  9. Kabel USB (Untuk menghubungkan Arduino Nano ke laptop)

3.2 Langkah-Langkah

Langkah 1: Merangkai Komponen di Breadboard

  1. LED Hijau: Sambungkan 7 LED hijau ke pin 4-10 Arduino Nano sebagai indikator gerbang logika, dengan katoda ke GND melalui resistor.
  2. Tombol dan LED Biru: Pasang dua tombol di pin 2 dan 3 Arduino Nano, serta dua LED biru untuk menunjukkan status input logika (HIGH/LOW) sertakan resistor.
  3. Potensiometer: Sambungkan potensiometer ke pin A0 Arduino Nano, dengan kaki kiri ke VCC, kanan ke GND, dan tengah ke A0 untuk memilih gerbang logika.
  4. LED Merah: Sambungkan LED merah ke pin 13 Arduino Nano dengan kabel jumper dan resistor untuk menampilkan output gerbang logika.

Langkah 2: Memprogram Arduino Nano

Menulis program Arduino sesuai pin rangkaian (tombol, LED hijau indikator gerbang, LED biru input, LED merah output, dan potensiometer), kemudian menyimpan dan meng-upload program ke Arduino Nano melalui Arduino IDE menggunakan kabel USB.

Gambar Program Arduino Nano

Langkah 3: Hasil dan Dokumentasi

Setelah rangkaian dan program diuji, hasil nyala dan mati LED dicatat sesuai perubahan tombol dan gerbang logika yang dipilih. Semua hasil pengamatan kemudian disimpan sebagai dokumentasi untuk memastikan rangkaian bekerja sesuai fungsi gerbang logika.

Gambar 3D Desain
Gambar 2D Desain

3.3 Hasil Pengamatan

Pada saat percobaan, LED menyala atau mati sesuai dengan kombinasi kondisi tombol dan gerbang logika yang dipilih melalui potensiometer. Berikut adalah hasil pengamatan sesuai jenis gerbang logika dari LED green:

  • Gerbang NOT: LED menyala jika tombol 1 tidak ditekan (input = 0), dan mati jika tombol ditekan (input = 1).
  • Gerbang OR: LED menyala jika salah satu dari tombol 1 atau tombol 2 ditekan (input minimal satu = 1).
  • Gerbang AND: LED menyala hanya jika kedua tombol ditekan bersamaan (input 1 = 1 dan input 2 = 1).
  • Gerbang NAND: LED menyala ketika kondisi AND tidak terpenuhi --- yaitu, LED menyala kecuali kedua tombol ditekan bersamaan.
  • Gerbang NOR: LED menyala hanya jika kedua tombol tidak ditekan sama sekali (input 1 = 0 dan input 2 = 0).
  • Gerbang XOR: LED menyala ketika status dua tombol berbeda (satu ditekan, satu tidak).
  • Gerbang XNOR: LED menyala ketika status dua tombol sama --- baik keduanya ditekan maupun keduanya tidak ditekan.

Dengan demikian, potensiometer berfungsi memilih jenis gerbang logika aktif, sedangkan tombol button berfungsi sebagai input (logika 0 atau 1) dan ditampilkan dalam bentuk LED blue. Output berupa LED red memberikan visualisasi hasil logika apabila kondisi input dan jenis gerbang memenuhi tabel kebenaran sesuai gerbang tersebut, LED menyala sebaliknya, LED mati.




BAB IV
PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil percobaan dan pembahasan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa gerbang logika merupakan dasar penting dalam sistem digital yang bekerja dengan dua kondisi logika, yaitu LOW (0) dan HIGH (1). Gerbang logika seperti NOT, AND, OR, NAND, NOR, XOR, dan XNOR dapat diimplementasikan dengan baik menggunakan Arduino Nano sebagai pengendali utama rangkaian.

Gerbang logika NOT berhasil menunjukkan prinsip kerja pembalikan logika, di mana LED menyala saat tombol tidak ditekan (input 0) dan padam saat tombol ditekan (input 1). Hal ini membuktikan bahwa Arduino dapat digunakan sebagai media pembelajaran yang efektif untuk memahami konsep dasar logika digital.

Penggunaan tombol sebagai input dan LED sebagai output mampu memperlihatkan hubungan yang jelas antara kondisi input dan hasil keluaran pada setiap jenis gerbang logika. Selain itu, potensiometer berfungsi dengan baik sebagai pemilih jenis gerbang logika yang aktif dalam rangkaian.

Dengan demikian, rangkaian gerbang logika berbasis Arduino ini dapat membantu memahami cara kerja sistem digital secara praktis, meningkatkan keterampilan dalam merancang rangkaian elektronik, serta memperkuat pemahaman tentang hubungan antara input, proses logika, dan output dalam sistem digital.

DAFTAR PUSTAKA

Arduino. (2023). Arduino Nano Documentation. https://www.arduino.cc/reference/en/

Floyd, T. L. (2015). Digital Fundamentals. Pearson Education. https://www.pearson.com/en-us/subject-catalog/p/digital-fundamentals/P200000003352

Malvino, A. P., & Bates, D. J. (2016). Prinsip-Prinsip Elektronika. Salemba Teknika. https://books.google.com/books?id=electronics-malvino

Tooley, M. (2015). Electronic Circuits: Fundamentals and Applications. Elsevier. https://www.sciencedirect.com/book/9780080999536/electronic-circuits

Sutrisno. (2018). Dasar Sistem Digital dan Gerbang Logika. Andi Offset. https://andipublisher.com/produk/buku-dasar-sistem-digital

Rahayu, S. (2020). Pemrograman Mikrokontroler Arduino untuk Pemula. Informatika Bandung. https://informatikabandung.com/buku-arduino-pemula

di

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Posting Komentar (Atom)