Perancangan dan Implementasi Gerbang Logika NAND Menggunakan IC 7400:
Pengujian Output LED pada Breadboard

KELOMPOK 9:

Axel Damarsatya Suwondo (Ketua) 25051204173

Septian Candra Ramadhan 25051204014

Hazqi Syauqie Atallah Susanto 25051204010

Muhammad Fakhri Abdullah 25051204124

 

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Gerbang logika adalah blok utama dalam elektronika digital. Semua sistem komputasi modern seperti CPU, memori, kalkulator, hingga perangkat elektronik sehari-hari tersusun dari kombinasi banyak gerbang logika. Salah satu gerbang logika paling dasar dan terpenting adalah gerbang NAND.

Gerbang NAND memiliki sifat universal, artinya hanya dengan NAND saja kita bisa membentuk gerbang OR, NOT, XOR, dan lainnya. Karena itu, memahami NAND merupakan fondasi penting sebelum masuk ke materi flip-flop, register, atau rangkaian digital kompleks.

Praktikum ini dilakukan menggunakan breadboard, LED, resistor, dan sumber daya tanpa mikrokontroler. Tujuan praktikum bukan hanya mendapatkan hasil menyala/mati LED, tetapi memahami alur logika, penyusunan fisik rangkaian, tabel kebenaran, dan cara menguji input agar bisa direplikasi oleh pembaca lain.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang praktikum mengenai gerbang logika NAND sebagai fondasi elektronika digital, rumusan masalah yang akan dibahas dalam laporan ini adalah:

1. Bagaimana prinsip kerja fundamental gerbang NAND dalam sistem logika digital dapat diketahui dan dijelaskan?
2. Bagaimana rangkaian gerbang NAND dapat disusun secara fisik menggunakan komponen dasar elektronika (seperti breadboard, LED, dan resistor)?
3. Bagaimana respon output (LED) rangkaian gerbang NAND dapat dibuktikan secara eksperimental melalui pengujian setiap kombinasi input untuk memverifikasi tabel kebenaran?

1.3 Tujuan Praktikum

- Mengetahui prinsip kerja gerbang NAND dalam sistem logika digital.

- Menyusun rangkaian NAND menggunakan komponen dasar di breadboard.

- Melakukan uji coba kombinasi input untuk membuktikan tabel kebenaran.

- Mengamati respon output (LED) berdasarkan perubahan input.

- Meningkatkan kemampuan membaca rangkaian digital dasar.

1.4 Manfaat Penulisan

Hasil dari praktikum dan penulisan laporan ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut:

1.4.1 Bagi Penulis (Praktikan)

1. Peningkatan Pemahaman Konsep: Menerapkan secara langsung teori Gerbang NAND, Aljabar Boolean, dan sifat universalnya, yang memperkuat pemahaman konseptual.
2. Keterampilan Praktis: Meningkatkan kemampuan merangkai sirkuit digital pada breadboard, melakukan troubleshooting, dan menggunakan alat ukur dasar elektronika.
3. Keterampilan Analisis dan Pelaporan: Mengembangkan kemampuan analisis data eksperimental, membandingkannya dengan teori, dan menyajikannya dalam format laporan ilmiah yang sistematis dan terstruktur.

1.4.2 Bagi Institusi dan Ilmu Pengetahuan

1. Sumber Referensi Praktikum: Laporan ini dapat dijadikan dokumentasi dan panduan praktikum untuk kegiatan serupa di masa mendatang bagi mahasiswa lain.
2. Pengembangan Materi Pembelajaran: Memberikan feedback nyata mengenai tingkat kesulitan dan keberhasilan eksperimen, yang dapat digunakan sebagai bahan evaluasi dan pengembangan modul mata kuliah Arsitektur Komputer.
3. Kontribusi Ilmiah: Mendukung literatur akademik mengenai demonstrasi implementasi gerbang logika dasar menggunakan komponen off-the-shelf (IC TTL), yang relevan bagi bidang teknik elektro dan informatika.

BAB II

TEORI PENUNJANG

2.1 Logika Digital

Logika digital bekerja berdasarkan dua level tegangan:

0 (LOW) → LED mati / tidak ada tegangan

1 (HIGH) → LED menyala / ada tegangan

2.2 Definisi NAND

NAND merupakan singkatan dari NOT AND, yaitu negasi dari operasi AND. Gerbang logika NAND (Not AND) adalah salah satu jenis gerbang logika dasar yang merupakan kombinasi dari gerbang AND yang diikuti oleh operasi NOT (invers) pada output-nya. Artinya, gerbang NAND akan menghasilkan output LOW (0) hanya jika semua input bernilai HIGH (1). Pada kondisi selain itu (salah satu atau kedua input bernilai 0), output akan menjadi HIGH (1).

Gerbang NAND termasuk universal gate, yaitu gerbang logika yang dapat digunakan untuk membentuk seluruh gerbang logika lain seperti AND, OR, NOT, NOR, XOR, dan XNOR. Karena sifatnya yang serbaguna dan mudah diimplementasikan dalam rangkaian digital, NAND banyak digunakan dalam sistem komputasi, rangkaian kontrol, memori digital, hingga rangkaian elektronik modern.

Simbol rangkaian:

Keterangan: Gambar Simbol NAND

Artinya: Output hanya 0 saat kedua input 1.

2.3 Komponen Elektronika Pendukung

- LED sebagai indikator Output LOW/HIGH

- Resistor untuk membatasi arus LED

- Kabel jumper sebagai jalur logika manual

- Battery 9V / daya 5V sebagai sumber tegangan

BAB III

PEMBAHASAN

3.1 Alat & Bahan

KOMPONEN	SPESIFIKASI	JUMLAH
BreadBoard	Mini/Medium	1
LED	Bebas (Merah,Kuning,Putih)	1
Resistor	1k Ω	1
Sumber Daya	Baterai 9V/Adaptor 5V	1
Kabel Jumper	Male-male	+- 6 buah
IC 7400 / Transistor	Gerbang NAND	1

3.2 Gambar Desain Praktikum/Topologi

Keterangan: Gambar Sketsa Rangkaian

Rangkaian gerbang NAND menggunakan LED sebagai indikator output. Kabel jumper berfungsi sebagai input A dan B dapat dipasang/lepaskan ke jalur VCC atau GND untuk mengubah nilai logika.

3.3 Prosedur Praktikum

1. Siapkan seluruh komponen di meja praktikum, terdiri dari breadboard, kabel jumper, resistor, LED, baterai 9V + konektor, dan komponen logika (IC 7400 jika ditambahkan pada tahap selanjutnya).
2. Pasang breadboard pada permukaan rata, agar komponen mudah dipasang dan tidak lepas saat proses pengujian.
3. Tempatkan IC 7400 (NAND) di bagian tengah breadboard sehingga kedua sisi pin berada pada jalur yang terpisah. (Jika belum terpasang pada gambar, langkah ini dilakukan sebelum pemasangan kabel)
4. Hubungkan kabel jumper sebagai jalur input dan power supply, posisikan kabel sesuai warna untuk memudahkan identifikasi.
   • Kabel warna merah / oranye sebagai jalur positif (+)
   • Kabel warna hitam sebagai jalur ground (--)
5. Pasang resistor pada salah satu jalur output IC untuk membatasi arus menuju LED. Resistor ditempatkan seri sebelum kaki LED.
6. Pasang LED pada breadboard:
   • Kaki panjang (anoda) terhubung ke resistor/output
   • Kaki pendek (katoda) menuju jalur ground
7. Pasang konektor baterai 9V ke rangkaian:
   • Jalur positif baterai ke VCC IC 7400 (jika sudah dipasang)
   • Jalur negatif baterai ke GND pada breadboard
8. Lakukan pengecekan ulang semua sambungan, pastikan tidak ada jumper tertukar antara input-output atau misplace ground.
9. Aktifkan rangkaian dengan menghubungkan baterai, LED akan menjadi indikator output dari logika NAND.
10. Uji kombinasi input dengan memberikan kondisi 0 (ground) dan 1 (tegangan positif) ke masing-masing input A dan B.
11. Catat kondisi LED menyala/mati untuk setiap kombinasi

3.4 Pengujian Input

Lakukan uji 4 kondisi logika:

TAHAP	INPUT A	INPUT B	CARA UJI
1	0	0	Hubungkan A ke GND, B ke GND
2	0	1	A ke GND, B ke VCC
3	1	0	A ke VCC, B ke GND
4	1	1	A ke VCC, B ke VCC

Amati apakah LED menyala atau mati pada tiap kondisi.

3.5 Hasil Praktikum

NO	KONDISI INPUT	OUTPUT LED	KESESUAIAN TEORI
1	A=0, B=0	LED ON	SESUAI
2	A=0, B=1	LED ON	SESUAI
3	A=1, B=0	LED ON	SESUAI
4	A=1, B=1	LED OFF	SESUAI

Keterangan: Hasil identik dengan tabel kebenaran NAND yang dipelajari.

3.6 Analisis Hasil

Berdasarkan hasil pengujian rangkaian gerbang logika NAND menggunakan LED sebagai indikator output, terlihat bahwa LED hanya akan mati ketika kedua input bernilai HIGH (1,1) dan akan menyala pada kondisi input lainnya. Hal ini sesuai dengan sifat dasar gerbang NAND yang merupakan kebalikan dari gerbang AND.

Selama proses pengamatan, ketika salah satu input atau kedua input diberikan tegangan rendah (0), arus keluaran menuju LED tetap berada pada kondisi HIGH sehingga LED menyala. Namun pada saat kedua input bernilai HIGH, IC menghasilkan output LOW dan menyebabkan LED padam. Kondisi ini membuktikan bahwa rangkaian berjalan sesuai tabel kebenaran NAND, dimana hanya satu keadaan yang menghasilkan output 0.

Hasil juga menunjukkan bahwa penambahan resistor seri pada LED berfungsi dengan baik untuk membatasi arus, sehingga LED tidak mengalami kerusakan saat dialiri tegangan dari baterai. Penggunaan breadboard mempermudah pemasangan ulang kabel dan modifikasi input. Faktor penghubungan ground dan VCC sangat berpengaruh, dan kesalahan kecil pada penempatan jumper dapat menyebabkan output LED tidak berfungsi sebagaimana mestinya.

Dengan demikian, melalui percobaan ini dapat dipahami bahwa NAND tidak sekadar komponen dasar logika, tetapi juga dapat dikembangkan menjadi gerbang universal yang mampu membentuk jenis gerbang logika lain melalui kombinasi tertentu.

3.7 Dokumentasi

Keterangan: Foto Hasil Uji Coba

BAB IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

1. Percobaan ini berhasil merealisasikan rangkaian gerbang logika NAND sederhana pada breadboard menggunakan LED sebagai indikator keluaran.
2. Output NAND menunjukkan bahwa LED hanya mati ketika kedua input bernilai HIGH (1,1), sedangkan pada kondisi lainnya LED tetap menyala. Hal ini sesuai dengan tabel kebenaran NAND.
3. Rangkaian dapat bekerja dengan baik menggunakan sumber listrik baterai, selama penempatan kabel VCC, GND, resistor, dan LED dilakukan secara benar.

4.2 Dokumentasi kelompok

  [Dokumentasi foto Kelompok]

DAFTAR PUSTAKA

Tutorialspoint. (2025). Logic gates - basics & types. Retrieved December 5, 2025, from https://www.tutorialspoint.com

Electronics-Tutorials. (2025). NAND gate and truth table. Retrieved December 5, 2025, from https://www.electronics-tutorials.ws

Susanto, D. (2021). Gerbang logika digital dan penerapannya. Jurnal Teknologi Elektro, 5(2), 12--18.