IMPLEMENTASI GERBANG AND MENGGUNAKAN IC 74HC08 DAN ARDUINO UNTUK INPUT DIGITAL
Disusun Oleh:
Izad Emil Laahut (25051204147)
Faid Haidar (25051204152)
Ernesta Wardanto (25051204158)
Aisyah Miyuki Anastasya S. (25051204172)Perkembangan sistem digital modern
tidak terlepas dari penggunaan gerbang logika sebagai elemen dasar dalam
pemrosesan sinyal biner. Seluruh perangkat komputasi—mulai dari mikrokontroler,
FPGA, hingga prosesor kompleks—mengandalkan prinsip aljabar Boolean melalui
kombinasi gerbang logika untuk menjalankan instruksi dan melakukan pengolahan
data. Oleh karena itu, pemahaman terhadap karakteristik gerbang logika menjadi
fondasi penting dalam mempelajari perancangan sistem digital.
Gerbang AND merupakan salah satu
jenis gerbang dasar yang memiliki peran sentral dalam pembentukan fungsi logis
yang lebih kompleks. Sifatnya yang hanya menghasilkan output HIGH ketika
seluruh input bernilai HIGH menjadikannya esensial dalam rangkaian kontrol,
proses verifikasi kondisi ganda, sistem proteksi, dan unit logika aritmetika.
Dengan memahami cara kerja gerbang AND, mahasiswa dapat lebih mudah memahami
struktur logika kombinasi dan sekuensial yang lebih besar.
Implementasi gerbang AND
menggunakan IC 74HC08 memberikan kesempatan bagi mahasiswa untuk mempelajari
cara kerja logika digital secara fisik. IC ini termasuk dalam keluarga
High-Speed CMOS (HC) yang menawarkan konsumsi daya rendah, kompatibilitas
dengan standar logika TTL, serta rentang tegangan operasi yang luas. Empat
gerbang AND 2-input yang tersedia di dalam satu chip memungkinkan pengujian
yang fleksibel dan efisien dalam percobaan laboratorium.
Penggunaan Arduino atau ESP32 sebagai sumber input digital memperkuat pemahaman mahasiswa mengenai integrasi antara komponen logika diskrit dan mikrokontroler modern. Mikrokontroler mampu menghasilkan sinyal logika HIGH/LOW dengan kestabilan tegangan yang baik, sehingga dapat mensimulasikan berbagai kondisi input untuk diverifikasi menggunakan IC 74HC08. Output yang diamati melalui LED memberi representasi visual yang jelas terhadap hasil proses logika gerbang AND.
Proyek ini dirancang untuk membantu mahasiswa mengembangkan kemampuan analisis dalam membangun rangkaian digital sederhana, memahami karakteristik komponen logika, serta memverifikasi teori tabel kebenaran secara langsung melalui percobaan. Selain mempelajari aspek logika, mahasiswa juga diperkenalkan pada pentingnya pengkabelan yang tepat, stabilitas sumber tegangan, dan penggunaan komponen pelindung seperti resistor—semua hal yang sangat relevan dalam implementasi sistem digital di dunia nyata.
Proyek ini bertujuan untuk:
1.
Menguji dan menganalisis fungsi IC 74HC08
sebagai gerbang AND 2-input.
2.
Mengimplementasikan Arduino atau ESP32 sebagai
sumber input digital untuk menghasilkan sinyal HIGH dan LOW.
3.
Mengamati dan mengevaluasi output gerbang AND
menggunakan indikator LED.
4.
Membuktikan kesesuaian antara hasil percobaan
dengan teori aljabar Boolean dan tabel kebenaran gerbang AND.
Gerbang logika merupakan rangkaian
elektronik yang bekerja berdasarkan sinyal digital dengan dua level tegangan:
LOW (0) dan HIGH (1). Dalam sistem digital, gerbang logika menjadi komponen
utama untuk memproses informasi biner. Gerbang AND adalah salah satu gerbang
dasar yang hanya menghasilkan output HIGH jika kedua input bernilai HIGH.
Logika kerjanya merepresentasikan operasi perkalian pada aljabar Boolean.
IC 74HC08 adalah IC logika seri HC
(High-Speed CMOS) yang terdiri dari empat gerbang AND 2-input di dalam satu
paket. Pin-pin input dan output dari masing-masing gerbang bekerja secara
independen, namun semuanya bergantung pada suplai tegangan Vcc dan GND yang
harus diberikan dengan benar. IC ini memiliki karakteristik kecepatan tinggi,
konsumsi daya rendah, dan kompatibilitas dengan level tegangan mikrokontroler
umum.
Tabel kebenaran untuk gerbang AND adalah sebagai berikut:
Input A
Input B
Output
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
Dari tabel tersebut, dapat disimpulkan bahwa operasi AND hanya bernilai benar saat seluruh input memiliki nilai logika benar. Hal ini menjadi prinsip dasar yang digunakan dalam desain rangkaian kontrol dan kondisi logis dalam sistem digital. Dengan memberikan input digital dari mikrokontroler dan mengamati output LED, mahasiswa dapat melihat realisasi fisik dari tabel kebenaran tersebut.
BAB III
PEMBAHASAN
A. Alat dan Bahan
1. ESP32
2. IC 74HC08
3. Breadboard
4. Kabel jumper
5. Resistor untuk LED
6. LED
7. Data cable
B. Diagram Rangkaian
Gambar 1. Rangkaian 1
Gambar 2. Rangkaian 2
Gambar 3. Rangkaian 3
Langkah-Langkah Merakit AND Gate
dengan IC 74HC08 + ESP32 (Power Only):
1.
Hubungkan Power dari ESP32
ESP32 → breadboard:
3V3 → rail merah (+)
GND → rail biru (–)
2.
Pasang IC 74HC08, Taruh IC di tengah breadboard
(melewati belahan tengah).
Hubungkan:
·
Pin 14 → rail (+)
·
Pin 7 → rail (–)
Supply utama IC, wajib.
Pin penting gate pertama:
·
1A → pin 1
·
1B → pin 2
·
Output 1Y → pin 3
3.
Ambil kabel dari rail (+) → sambungkan ke pin 1
jika mau memberi input HIGH (1).
4.
Ambil kabel dari rail (–) → sambungkan ke pin 1
jika mau input LOW (0).
5.
Lakukan hal yang sama untuk pin 2. Untuk tes 00,
01, 10, 11.
Input A
Input B
Output (LED)
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
A. Analisis
Berdasarkan hasil percobaan,
output sesuai dengan tabel kebenaran teori dari gerbang AND: hanya ketika kedua
input bernilai HIGH 1, output menjadi HIGH 1; untuk kombinasi lain output tetap
LOW 0. Ini menunjukkan bahwa 74HC08 (gerbang AND) bekerja sesuai spesifikasi.
Bila ada percobaan dengan output
tidak sesuai (misalnya LED tidak menyala padahal input A dan B = 1),
kemungkinan penyebabnya antara lain:
1.
Kabel jumper kurang terpasang dengan baik /
longgar
2.
Ground (GND) tidak terhubung dengan benar
3.
Tegangan suplai tidak stabil atau kurang dari +5
V IC seperti 74HC08 memerlukan suplai 5 V stabil
4.
Resistor pada LED tidak sesuai nilai (terlalu
besar atau terlalu kecil) yang bisa mempengaruhi arus ke LED
Penting menggunakan resistor pada
LED untuk membatasi arus agar LED dan IC aman. Tanpa resistor, LED dan/atau IC
bisa rusak.
Karena menggunakan mikrokontroler (misalnya ESP32 atau Arduino) sebagai sumber sinyal input digital, pastikan output mikrokontroler cocok: yaitu logika HIGH/LOW sesuai level TTL (sesuai toleransi input IC).
BAB IV
PENUTUP
A. Kesimpulan
IC 74HC08 telah bekerja sesuai
tabel kebenaran gerbang AND: output HIGH hanya ketika kedua input HIGH.
Input digital dari mikrokontroler
berhasil digunakan sebagai sumber sinyal input untuk gerbang logika, dan output
terlihat melalui LED sesuai ekspektasi.
Dengan demikian, percobaan menunjukkan bahwa konsep gerbang logika AND dari teori dapat diimplementasikan secara praktis dalam rangkaian fisik.
DAFTAR PUSTAKA
Mano, M. Morris. Digital Logic and Computer Design.
Prentice-Hall.
Nexperia. 74HC08 – Quad 2-input AND Gate Datasheet.
Tokheim, Roger. Digital Electronics: Principles and
Applications. McGraw-Hill.
Malvino, A. Electronic Principles. McGraw-Hill.
Datasheet IC 74HC08 Informasi teknis mengenai karakteristik,
pin-out, tegangan kerja, dan fungsi logika gerbang AND.
Referensi Materi Digital Logic modul pembelajaran mengenai
gerbang logika, tabel kebenaran, dan teori dasar rangkaian digital.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar