Senin, 08 Desember 2025

Implementasi Gerbang Logika AND Menggunakan IC SN74LS08N pada Rangkaian Digital

 

LAPORAN PRAKTIKUM

Implementasi Gerbang Logika AND Menggunakan IC SN74LS08N pada Rangkaian Digital

Nama Kelompok 1:

Salsabila Putri Ariska - 25051204252
Martino Rahardyan Ahmad - 25051204226
Aliya Zalva Rosida - 25051204017
Mohammad Bahrul Ulum - 25051204094


1. Pendahuluan

Sistem digital modern, seperti komputer, smartphone, mikrokontroler, IoT, dan perangkat elektronik lain, bekerja dengan dasar rangkaian logika. Rangkaian logika disusun dari gerbang-gerbang logika seperti AND, OR, NOT, XOR, NAND, dan NOR. Salah satu gerbang paling fundamental adalah Gerbang AND, yang digunakan untuk melakukan operasi logika dengan dua atau lebih kondisi.

Pada praktikum ini, mahasiswa mempelajari implementasi nyata gerbang AND menggunakan IC 7408, yaitu integrated circuit yang berisi empat gerbang AND dua-input. Percobaan dilakukan menggunakan breadboard dan komponen dasar seperti LED dan resistor untuk mengamati secara visual perubahan output berdasarkan kombinasi input yang diberikan.

Melalui praktikum ini mahasiswa tidak hanya memahami konsep logika digital secara teori, tetapi juga mampu menerapkannya pada rangkaian fisik. Dengan demikian, kegiatan ini menjadi dasar yang sangat penting untuk mata kuliah berikutnya seperti Sistem Digital, Mikrokontroler, dan Pemrograman Embedded.


2. Tujuan

Tujuan dari praktikum "Implementasi Gerbang Logika AND Menggunakan IC SN74LS08N dengan Output Multi-LED" ini adalah sebagai berikut:

  • Memahami prinsip kerja gerbang logika AND sebagai salah satu gerbang dasar dalam rangkaian logika digital.
  • Mengidentifikasi konfigurasi pin dan karakteristik IC SN74LS08N, khususnya penggunaan salah satu gerbang AND yang terdapat di dalam IC.
  • Menerapkan konsep logika digital ke dalam rangkaian fisik, melalui proses perakitan rangkaian yang menghubungkan input AND terhadap output LED.
  • Menguji bagaimana satu sinyal output AND dapat digunakan untuk mengendalikan beberapa indikator LED secara paralel, tanpa mempengaruhi logika dasar yang dihasilkan.
  • Melatih keterampilan dalam membaca skematik, menyusun rangkaian pada breadboard, serta menguji kebenaran logika dengan membandingkan hasil praktikum terhadap tabel kebenaran.
  • Mengamati perilaku LED terhadap perubahan kondisi input gerbang AND, sehingga mahasiswa dapat memahami hubungan antara sinyal digital (HIGH/LOW) dan kondisi fisik pada komponen keluaran.

3. Teori Penunjang

3.1 Logika Digital

Logika digital merupakan dasar dari sistem elektronik modern yang bekerja menggunakan dua kondisi sinyal, yaitu logika 1 (HIGH) dan logika 0 (LOW). Sistem digital mengoperasikan data dalam bentuk biner (0 dan 1), sehingga setiap rangkaian digital dikendalikan oleh kombinasi sinyal tersebut. Penggunaan logika digital banyak dijumpai pada komputer, mikrokontroler, peralatan komunikasi, dan berbagai aplikasi elektronik modern.

Dalam praktiknya, logika digital direpresentasikan melalui tegangan listrik:

  • Logika HIGH (1) → biasanya +5V
  • Logika LOW (0) → biasanya 0V (ground)

Pemrosesan sinyal ini dilakukan melalui komponen elektronik yang disebut gerbang logika.

3.2 Gerbang Logika AND

Gerbang logika AND adalah salah satu gerbang dasar dalam rangkaian digital yang menghasilkan output HIGH (1) hanya ketika seluruh inputnya berada pada kondisi HIGH. Jika ada salah satu input bernilai LOW, maka output akan LOW.

Secara matematis dituliskan sebagai:

Y = A · B

Artinya, output Y adalah hasil perkalian logika (logical multiplication) dari kedua input A dan B.

Tabel Kebenaran Gerbang AND

Input AInput BOutput (A AND B)
000
010
100
111

Dari tabel tersebut, terlihat bahwa output bernilai 1 hanya pada kondisi 1 AND 1.

3.3 IC SN74LS08N

IC SN74LS08N adalah Integrated Circuit seri TTL (Transistor–Transistor Logic) yang berisi empat gerbang AND di dalam satu kemasan chip. Setiap gerbang memiliki dua input dan satu output, sehingga IC ini sering digunakan dalam percobaan dan rangkaian digital level dasar hingga menengah.

Karakteristik Utama SN74LS08N




  • Terdapat 4 gerbang AND identik di dalam IC.
  • Tegangan kerja: 5V DC
  • Keluaran bersifat TTL, sehingga cocok untuk menggerakkan LED melalui resistor
  • Konfigurasi pin mudah diterapkan di breadboard

Konfigurasi Pin (Pinout) SN74LS08N

Pada percobaan ini, digunakan hanya satu gerbang AND, sementara tiga gerbang lainnya tidak dipakai.

3.4 LED sebagai Indikator Output

LED (Light Emitting Diode) digunakan sebagai indikator visual untuk menunjukkan kondisi sinyal output. LED akan menyala ketika menerima tegangan (bias maju) dan akan mati ketika tidak ada arus yang mengalir.

Agar LED dapat bekerja dengan aman, diperlukan resistor pembatas arus pada tiap LED untuk mencegah kerusakan akibat arus berlebih. Pada percobaan ini, digunakan 4 LED paralel, tetapi setiap LED dilengkapi resistor masing-masing agar arus terdistribusi dengan stabil.

3.5 Output AND Mengendalikan Banyak LED

Walaupun gerbang AND hanya memiliki 1 output, sinyal tersebut dapat digunakan untuk mengendalikan beberapa LED sekaligus selama setiap LED dipasang dengan resistor yang tepat.

  • Ketika output AND = HIGH: ✔ Seluruh LED yang terhubung mendapatkan tegangan → semua menyala
  • Ketika output AND = LOW: ✘ Tidak ada tegangan yang masuk → semua mati

Dengan demikian, satu gerbang AND dapat digunakan sebagai pengendali simultan untuk beberapa indikator LED pada rangkaian sederhana.

4. Alat dan Bahan

1. Breadboard


2. LED


3. Resistor


4. Kabel jumper


5. IC 7408 (SN74LS08N)


6. Baterai (opsional)


Setiap alat digunakan untuk menunjang proses perakitan dan pengujian rangkaian logika digital.

5. Gambar Desain Praktikum / Topologi

Desain praktikum: 74LS08 + 4 LED (driver transistor)

5.1 Identitas





  • IC: 74LS08 (4 × 2-input AND)
  • Indikator: 4 LED (satu LED per gate)
  • Driver: NPN transistor (mis. 2N3904 atau BC547) untuk setiap LED
  • Supply: +5V ke pin14, GND ke pin7



6. Prosedur Praktikum

Pada praktikum ini dilakukan penyusunan rangkaian digital sederhana menggunakan gerbang logika AND yang terdapat pada IC SN74LS08N. Prosedur dirancang agar peserta dapat memahami cara kerja logika AND secara nyata melalui indikator LED.

6.1 Persiapan Alat dan Bahan

  • Siapkan seluruh komponen yang diperlukan, meliputi breadboard, IC SN74LS08N, LED, resistor, kabel jumper, dan sumber tegangan 5V.
  • Pastikan kondisi komponen dalam keadaan baik (tidak rusak atau cacat fisik).
  • Matikan sumber daya sebelum merangkai rangkaian untuk menghindari korsleting.

6.2 Penyusunan Rangkaian pada Breadboard

  • Tempatkan IC SN74LS08N di tengah breadboard sehingga kaki IC terbagi pada dua sisi alur breadboard.
  • Hubungkan:
    1. Pin 14 (VCC) IC ke jalur positif breadboard (+5V).
    2. Pin 7 (GND) IC ke jalur ground breadboard.
  • Pilih salah satu gerbang AND, misalnya:
    1. Input A → Pin 1
    2. Input B → Pin 2
    3. Output Y → Pin 3

6.3 Pemasangan Input

  • Pasang dua kabel jumper yang berfungsi sebagai input A dan input B, masing-masing menuju jalur positif (+5V) atau ground (0V) sesuai skenario pengujian tabel kebenaran.
  • Pastikan koneksi kuat dan tidak saling bersentuhan.

6.4 Pemasangan Output dan LED

  • Hubungkan pin output (pin 3) ke empat resistor (masing-masing 220Ω–330Ω).
  • Dari setiap resistor, sambungkan ke anoda LED (kaki panjang).
  • Sambungkan katoda LED (kaki pendek) ke jalur ground breadboard.
  • Pastikan semua LED berada dalam kondisi terpasang paralel namun tetap menggunakan resistor masing-masing.

6.5 Pemeriksaan Rangkaian

  • Periksa kembali seluruh jalur kabel:
    • Tidak ada kabel longgar
    • Tidak ada kutub yang terbalik
    • Resistor terhubung pada anoda LED
  • Pastikan tidak terjadi hubungan pendek antar-jalur breadboard.

6.6 Pengujian Rangkaian

  • Hubungkan sumber tegangan 5V ke breadboard.
  • Uji keempat kombinasi input gerbang AND sesuai tabel kebenaran.
  • Lakukan pengamatan kondisi LED:
    • Jika output = 1 → semua LED menyala
    • Jika output = 0 → semua LED mati
  • Catat semua hasil pengamatan pada tabel hasil praktikum.

7. Hasil Pengamatan

Pada tahap pengujian, rangkaian gerbang AND yang menggunakan satu output dari IC SN74LS08N dan empat LED sebagai indikator diuji dengan empat kombinasi input sesuai tabel kebenaran. Setiap kombinasi input menghasilkan kondisi LED yang diamati secara visual.

7.1 Tabel Hasil Pengamatan

Hasil Pengamatan Rangkaian Gerbang AND Menggunakan IC SN74LS08N

NoInput AInput BOutput ANDKondisi LED (4 LED)
1000Mati semua
2010Mati semua
3100Mati semua
4111Menyala semua

7.2 Narasi Hasil Pengamatan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, didapatkan bahwa rangkaian gerbang logika AND bekerja sesuai teori. Seluruh LED tetap mati ketika kondisi input belum memenuhi logika 1 AND 1, baik ketika salah satu maupun kedua input berada pada kondisi LOW. Hal ini menunjukkan bahwa output AND benar-benar hanya menghasilkan logika HIGH apabila kedua input bernilai HIGH.

Pada saat kedua input diberi tegangan HIGH (+5V), output pada pin 3 SN74LS08N naik menjadi logika HIGH. Kondisi ini menyebabkan keempat LED yang terhubung secara paralel (masing-masing dengan resistor) menyala secara bersamaan. Tidak terdapat LED yang padam selama output bernilai HIGH, membuktikan bahwa satu output gerbang AND mampu mendorong beberapa LED sekaligus selama arus dibatasi dengan resistor yang sesuai.

7.3 Dokumentasi Rangkaian

Rangkaian IC SN74LS08N yang digunakan pada praktikum



Gambar 1. Kondisi LED ketika output = LOW (semua LED mati)






Gambar 2. Kondisi LED ketika output = HIGH (semua LED menyala)







8. Analisa Hasil

Berdasarkan hasil pengujian rangkaian gerbang logika AND menggunakan IC SN74LS08N, dapat dilakukan beberapa analisis terkait perilaku rangkaian, kesesuaian dengan teori, serta efektivitas penggunaan satu output untuk mengendalikan beberapa LED sekaligus.

8.1 Kesesuaian dengan Teori Gerbang AND

Secara teoritis, gerbang logika AND akan menghasilkan output logika 1 (HIGH) hanya apabila kedua input berada pada keadaan 1 (HIGH). Hasil praktikum menunjukkan perilaku yang sepenuhnya selaras dengan teori tersebut.

  • Pada tiga kondisi input (0,0), (0,1), dan (1,0), seluruh LED yang dihubungkan ke output IC SN74LS08N tidak menyala, karena output berada pada keadaan LOW.
  • Pada kondisi input (1,1), seluruh LED menyala serempak, karena output menghasilkan logika HIGH.

Hal ini membuktikan bahwa IC bekerja secara benar dan rangkaian berhasil dirakit tanpa kesalahan logika.

8.2 Analisis Arus dan Penggunaan Banyak LED

Pada praktikum digunakan empat LED yang terhubung secara paralel melalui jalur output yang sama. Setiap LED diberikan resistor pembatas arus secara individual, sehingga beban yang diberikan pada output IC tetap aman.

IC SN74LS08N mampu memberikan arus yang cukup untuk menyalakan beberapa LED selama:

  • Setiap LED memiliki resistor yang sesuai (220–330Ω).
  • Total arus yang ditarik tidak melebihi kemampuan IC.

Hasil pengamatan menunjukkan seluruh LED menyala dengan terang yang sama saat output HIGH, yang berarti distribusi arus berjalan baik dan tidak ada LED yang mengalami kekurangan arus.

Hal ini menunjukkan bahwa satu output gerbang logika dapat digunakan untuk mengendalikan beberapa indikator LED secara efektif.

8.3 Analisis Kinerja IC dan Rangkaian

Dari hasil pengamatan:

  • Tidak ada LED yang berkedip atau meredup → menandakan suplai daya stabil.
  • Output IC tidak mengalami drop tegangan → menandakan rangkaian tidak memberikan beban berlebih.
  • Tidak ada komponen yang panas → menandakan pemasangan resistor sudah benar dan aman.

Kondisi ini memperlihatkan bahwa konfigurasi rangkaian sudah tepat dan memenuhi standar pengujian rangkaian digital sederhana.

8.4 Faktor yang Mempengaruhi Hasil

Beberapa faktor yang dapat mempengaruhi ketepatan hasil praktikum antara lain:

  • Kualitas koneksi breadboard - Konektor breadboard yang longgar dapat mengakibatkan LED tidak menyala meskipun logika benar.
  • Posisi dan polaritas LED - Kesalahan membalik anoda-katoda dapat menyebabkan LED tidak menyala meskipun output HIGH.
  • Besarnya nilai resistor - yang terlalu besar dapat menyebabkan LED sangat redup, sedangkan resistor terlalu kecil dapat membebani output IC.
  • Sumber tegangan - Tegangan kurang dari 5V dapat menyebabkan IC tidak bekerja optimal.

8.5 Validasi Rangkaian

Secara keseluruhan:

  • Perilaku rangkaian konsisten dan sesuai dengan tabel kebenaran.
  • Tidak ditemukan hambatan berarti dalam proses uji coba.
  • Hasil percobaan dapat direplikasi oleh orang lain karena rangkaiannya sederhana dan stabil.

Dengan demikian, percobaan ini valid dan dapat dijadikan contoh dasar implementasi gerbang logika AND dalam rangkaian digital praktis.

9. Kesimpulan

Berdasarkan seluruh rangkaian kegiatan praktikum mengenai implementasi gerbang logika AND menggunakan IC SN74LS08N, diperoleh beberapa kesimpulan penting sebagai berikut:

  • IC SN74LS08N berhasil bekerja sesuai teori gerbang logika AND, di mana output hanya berada pada kondisi HIGH ketika kedua input bernilai HIGH. Hal ini terbukti dari hasil pengujian langsung pada rangkaian.
  • Penggunaan empat LED pada satu output tidak mempengaruhi akurasi keluaran logika. Seluruh LED menyala secara bersamaan ketika kondisi input memenuhi persyaratan logika AND. Hal ini menunjukkan bahwa output IC mampu memberikan arus yang cukup untuk membebani beberapa LED sekaligus selama digunakan dengan resistor pembatas yang sesuai.
  • Seluruh rangkaian yang meliputi pemasangan IC, resistor, LED, saklar input, serta jalur catu daya telah bekerja secara stabil dan tidak menimbulkan anomali. Tidak ditemukan perbedaan antara tabel kebenaran teoretis dengan hasil pengamatan praktikum.
  • Praktikum ini membuktikan bahwa pemahaman mengenai konsep dasar logika digital, khususnya gerbang AND, sangat penting sebagai dasar dalam merancang sistem digital yang lebih kompleks seperti kombinasi logika, rangkaian terkontrol microcontroller, maupun sistem IoT.
  • Melalui kegiatan ini, peserta praktikum dapat memahami keterhubungan antara teori dan implementasi nyata, termasuk pentingnya ketepatan dalam pemasangan komponen, pemilihan resistor yang sesuai, serta pengujian sistem secara sistematis.

Secara keseluruhan, praktikum berhasil menunjukkan bahwa gerbang logika AND pada IC SN74LS08N dapat digunakan dengan efektif dan akurat pada rangkaian digital sederhana. Hasil percobaan sepenuhnya mendukung teori penunjang yang digunakan.

10. Dokumentasi Kelompok


                                                        [Dokumentasi foto Kelompok]

11. Daftar Pustaka

  1. Kho, D. (n.d.). Pengertian Gerbang Logika Dasar dan Jenis-jenisnya. Teknikelektronika.com. Diakses pada 26 November 2024.
  2. Kho, D. (n.d.). Jenis-jenis Komponen Elektronika beserta Fungsi dan Simbolnya. Teknikelektronika.com. Diakses pada 26 November 2024.
  3. Texas Instruments. (2015). SN74LS08 Quadruple 2-Input Positive-AND Gates. Texas Instruments Incorporated. Diakses pada 27 November 2024.
  4. Malvino, A. P., & Brown, J. A. (2016). Digital Computer Electronics (3rd ed.). New York: McGraw-Hill Education.
  5. Nuryanto, H. (2021). Gerbang Logika: Pengertian, Jenis, Fungsi, dan Simbol. Gramedia Literasi. Diakses pada 26 November 2024.
  6. Tocci, R. J., Widmer, N. S., & Moss, G. L. (2011). Digital Systems: Principles and Applications (11th ed.). Upper Saddle River, NJ: Pearson Education.
  7. Kurniawan, I. (2013). Gerbang Logika dan Sistem Bilangan. WordPress. Diakses pada 26 November 2024.
di

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Posting Komentar (Atom)