PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI
RANGKAIAN LOGIKA OR PADA SISTEM LAMPU
Oleh:
Kelompok 5
Nando Abdillah Salam (25051204012)
Mohammad Naufal Wicaksono (25051204008)
Wandy Jesaya Simanjuntak (25051204059)
Albani Rasya Surya Saputra (25051204011)
BAB IPENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Rangkaian logika OR merupakan salah satu gerbang logika fundamental dalam elektronika digital yang dirancang untuk menghasilkan output logika tinggi (1) ketika setidaknya satu inputnya bernilai tinggi, dengan prinsip matematis Y = A + B berdasarkan aljabar Boolean yang dikembangkan oleh George Boole pada abad ke-19. Gerbang ini sangat esensial dalam sistem pengendalian lampu karena memungkinkan integrasi multiple sinyal input, seperti dari saklar manual, sensor cahaya, atau detektor gerak, sehingga lampu menyala secara otomatis tanpa memerlukan pengawasan konstan. Dalam konteks praktikum ini, pemahaman mendalam tentang operasi OR menjadi dasar untuk membangun sistem penerangan sederhana yang efisien, di mana output terhubung ke LED atau relay untuk simulasi lampu nyata pada tegangan rendah 5V, akan tetapi dalam praktek ini kami menggunakan tegangan 9V.
Penerapan praktis gerbang logika OR telah luas digunakan dalam berbagai sistem otomasi, termasuk pengaturan lampu lalu lintas di mana input dari timer dan sensor kendaraan digabungkan untuk mengontrol fase lampu merah, kuning, dan hijau, sehingga meningkatkan keselamatan dan mengurangi kemacetan. Studi kasus menunjukkan bahwa kombinasi gerbang OR dengan AND dan NOT memungkinkan logika kompleks seperti "lampu menyala jika gelap ATAU ada orang", yang menghemat energi hingga 30% dibandingkan sistem manual tradisional. Hal ini relevan dengan perkembangan teknologi IoT saat ini, di mana gerbang logika dasar menjadi building block untuk smart lighting yang responsif terhadap lingkungan.
Implementasi rangkaian OR biasanya menggunakan Integrated Circuit (IC) 7432 yang berisi empat gerbang OR independen, dirakit pada breadboard dengan resistor pembatas arus untuk LED indikator guna mencegah kerusakan akibat overcurrent.
Pengujian dilakukan dengan mengamati pencahayaan LED berdasarkan berbagai kombinasi input yang diatur secara manual, untuk memastikan kebenaran logika yang diterapkan. Praktikum ini memberikan kesempatan bagi mahasiswa untuk memahami tabel kebenaran (truth table) gerbang OR, yang menunjukkan bahwa hasil output bernilai tinggi ketika salah satu atau kedua input bernilai tinggi. Proses ini melatih kemampuan analisis logika digital dan pengaplikasian teori ke dalam praktik rangkaian fisik. Menguasai fungsi dasar gerbang logika seperti OR juga merupakan langkah awal penting sebelum mempelajari rangkaian logika kombinasi yang lebih kompleks, seperti pengatur lampu lalu lintas cerdas, sistem keamanan, atau perangkat otomatisasi berbasis mikrokontroler. Dalam skala industri, penerapan gerbang OR sangat luas, mulai dari sistem kontrol industri, otomasi rumah, hingga peralatan elektronik konsumen.
Dengan demikian, praktikum ini tidak hanya melatih keterampilan teknis perakitan dan pengujian rangkaian, tetapi juga menanamkan pemahaman fundamental elektronika digital yang mendasari pengembangan teknologi canggih. Pemahaman ini sangat penting untuk mendukung inovasi di bidang otomasi dan teknologi pintar, termasuk sistem penerangan yang hemat energi dan adaptif. Melalui simulasi rangkaian sederhana ini, mahasiswa diharapkan dapat mengaplikasikan prinsip logika dalam berbagai konteks praktis sehingga memperkuat kompetensi mereka dalam bidang teknik elektro dan teknologi digital modern.
1.2 Rumusan Masalah
- Bagaimana rangkaian yang tepat pada gerbang logika OR agar terimplementasi dengan baik?
- Bagaimana cara kerja gerbang logika OR dalam menghasilkan keluaran berdasarkan kondisi masukan?
- Apa saja faktor yang mempengaruhi stabilitas keluaran pada rangkaian gerbang logika OR?
1.3 Tujuan
- Mengetahui bagaimana rangkaian yang tepat pada gerbang logika OR agar terimplementasi dengan baik?
- Mengetahui bagaimana cara kerja gerbang logika OR dalam menghasilkan keluaran berdasarkan kondisi masukan?
- Mengetahui apa saja faktor yang mempengaruhi stabilitas keluaran pada rangkaian gerbang logika OR?
BAB IILANDASAN TEORI
2.1 Teori Penunjang
Gerbang logika OR adalah elemen dasar dalam rangkaian digital. Gerbang ini menghasilkan keluaran bernilai tinggi ketika salah satu input berada pada kondisi tinggi. Operasi OR ditulis sebagai Y = A + B. Simbol matematis ini menunjukkan bahwa keluaran akan aktif ketika A bernilai 1 atau B bernilai 1.
Gerbang OR bekerja dengan prinsip aljabar Boolean. Nilai logika direpresentasikan sebagai tegangan. Tegangan tinggi menunjukkan logika 1. Tegangan rendah menunjukkan logika 0. IC 7432 berisi empat gerbang OR yang bekerja secara independen. IC ini beroperasi pada tegangan suplai 5 volt pada kondisi normal. Setiap gerbang memiliki dua input dan satu output.
| A | B | Y |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 1 |
Tabel kebenaran digunakan untuk memahami perilaku gerbang OR. Tabel tersebut memetakan seluruh kombinasi input. Keluaran bernilai 0 hanya ketika semua input bernilai 0. Kondisi lainnya menghasilkan keluaran 1. Tabel kebenaran membantu verifikasi hasil pengujian praktikum. Rangkaian OR memerlukan komponen pendukung. Resistor digunakan sebagai pembatas arus untuk melindungi LED pada keluaran. Breadboard digunakan untuk menyusun komponen tanpa proses penyolderan. Kabel jumper menghubungkan input, keluaran, dan catu daya. Baterai berfungsi sebagai sumber tegangan untuk memberi energi pada rangkaian.
IC 7432 memiliki konfigurasi pin tertentu. Pin 14 terhubung ke tegangan positif. Pin 7 terhubung ke ground. Output diambil dari pin keluaran masing masing gerbang. Kesalahan pemasangan pin dapat menyebabkan rangkaian gagal bekerja. Pemahaman konfigurasi pin penting untuk memastikan implementasi yang benar. Konsep tegangan dan arus juga menjadi dasar dalam percobaan ini. LED membutuhkan arus terbatas agar tidak mengalami kerusakan. Resistor 220 ohm digunakan untuk membatasi arus dalam batas aman. Tanpa resistor, arus akan melebihi batas toleransi LED. Kondisi ini dapat membuat LED rusak.
Pengujian dilakukan dengan mengubah kondisi input. Perubahan nilai input menunjukkan perbedaan kondisi pada keluaran. Proses ini menguatkan pemahaman tentang hubungan input dan output pada gerbang logika. Observasi hasil menjadi bagian penting dalam analisis. Pemahaman teori dasar rangkaian digital diperlukan sebelum merakit rangkaian fisik. Praktikum ini memperkuat konsep logika dasar. Pengetahuan ini diperlukan untuk mempelajari rangkaian kombinasi yang lebih kompleks. Contohnya rangkaian kontrol otomatis, sistem sensor, dan perangkat berbasis mikrokontroler.
BAB IIIMETODOLOGI PRAKTIKUM
3.1 Alat dan Bahan
Berikut beberapa alat dan bahan yang digunakan dalam kegiatan praktikum:
- Bread board (830 pin)
- Resistor 220 ohm
- IC 7432 (OR)
- Kabel jumper
- Lampu led
- Baterai 9 volt
3.2 Gambar desain praktikum/topologi
3.3 Prosedur Praktikum
- Menyiapkan komponen berupa IC gerbang logika OR, breadboard, kabel jumper, LED, resistor pembatas arus, dan baterai 9V.
- Menempatkan IC gerbang OR pada breadboard dengan posisi kaki terpisah di dua jalur berbeda.
- Menghubungkan kaki VCC IC ke sumber daya positif baterai.
- Menghubungkan kaki GND IC ke jalur ground breadboard yang terhubung ke negatif baterai.
- Menghubungkan dua input gerbang OR ke sakelar atau jumper yang bisa diset HIGH atau LOW.
- Menyambungkan output IC OR ke LED melalui resistor pembatas arus.
- Memastikan seluruh kabel jumper terpasang sesuai jalur input, output, VCC, dan GND.
- Menghidupkan rangkaian dengan menghubungkan terminal baterai.
- Melakukan pengujian dengan variasi masukan:
- Input A = 0, B = 0
- Input A = 0, B = 1
- Input A = 1, B = 0
- Input A = 1, B = 1
- Mencatat kondisi LED apakah menyala atau mati pada setiap kombinasi masukan.
BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Berikut adalah hasil penelitian yang kami dapat setelah melakukan praktek:
- Saat kedua input berada pada kondisi LOW atau 0 volt, LED tidak hidup.
- Saat satu input HIGH atau sekitar 5 volt dan input lain LOW, LED hidup.
- Saat kedua input HIGH, LED tetap hidup.
- Keluaran sesuai tabel kebenaran gerbang OR. Satu input HIGH sudah cukup untuk menyalakan LED.
- Rangkaian stabil selama sambungan daya benar dan resistor terpasang sehingga arus menuju LED tidak berlebih.
4.2 Analisa Hasil
Berikut adalah hasil analisa kami terhadap rangkaian gerbang logika OR:
- Berdasarkan hasil pengujian, keluaran LED mengikuti fungsi dasar gerbang OR. Gerbang OR menghasilkan nilai HIGH ketika minimal satu input HIGH.
- Rangkaian bekerja dengan baik karena VCC dan GND terhubung sesuai standar penggunaan IC logika. Resistor pembatas arus pada LED juga menjaga komponen tidak rusak.
- Stabilitas rangkaian dipengaruhi oleh beberapa faktor. Kondisi suplai daya harus stabil, kabel jumper harus terpasang rapat, dan jalur input tidak boleh menggantung tanpa level logika yang jelas.
- Jika LED menyala sesuai kombinasi input, berarti IC OR menerima level logika yang benar dari sumber masukan. Ini menunjukkan tidak ada gangguan noise atau koneksi longgar pada breadboard.
- Penggunaan breadboard memberi kemudahan dalam pengujian, tetapi juga menuntut ketelitian karena posisi baris dan kolom bisa menyebabkan salah penyambungan jika tidak diperiksa.
| Input A | Input B | Output LED |
|---|---|---|
| 0 | 0 | Mati |
| 1 | 0 | Menyala |
| 0 | 1 | Menyala |
| 1 | 1 | Menyala |
Data menunjukkan pola keluaran yang konsisten dengan karakter dasar gerbang logika OR. LED berfungsi sebagai indikator keluaran, jadi kondisi menyala atau mati tergantung pada nilai input A dan input B.
- Saat A dan B bernilai 0, tidak ada sinyal logika yang diberikan ke rangkaian. Arus tidak mengalir ke LED. Output bernilai 0. LED mati.
- Saat A bernilai 1 dan B bernilai 0, terdapat satu sinyal logika masuk. Kondisi ini cukup untuk membuat output bernilai 1. LED menyala.
- Saat A bernilai 0 dan B bernilai 1, hasilnya sama. Satu input bernilai 1. Output juga 1. LED menyala.
- Saat A dan B bernilai 1, dua sinyal logika masuk sekaligus. Output tetap 1. LED menyala.
Semua kondisi menunjukkan bahwa keluaran akan aktif ketika minimal satu input aktif. Data ini sesuai dengan tabel kebenaran gerbang OR sehingga rangkaian dianggap bekerja dengan baik.
4.3 Dokumentasi Kelompok
BAB VKESIMPULAN
5.1 Kesimpulan
Rangkaian logika OR merupakan salah satu gerbang logika fundamental dalam elektronika digital yang dirancang untuk menghasilkan output logika tinggi (1) ketika setidaknya satu inputnya bernilai tinggi, dengan prinsip matematis Y = A + B berdasarkan aljabar Boolean yang dikembangkan oleh George Boole pada abad ke-19. Gerbang ini sangat esensial dalam sistem pengendalian lampu karena memungkinkan integrasi multiple sinyal input, seperti dari saklar manual, sensor cahaya, atau detektor gerak, sehingga lampu menyala secara otomatis tanpa memerlukan pengawasan konstan.
Penerapan praktis gerbang logika OR telah luas digunakan dalam berbagai sistem otomasi, termasuk pengaturan lampu lalu lintas di mana input dari timer dan sensor kendaraan digabungkan untuk mengontrol fase lampu merah, kuning, dan hijau, sehingga meningkatkan keselamatan dan mengurangi kemacetan.
Percobaan perancangan rangkaian gerbang logika OR pada sistem lampu dalam praktikum ini menunjukkan bahwa rangkaian bekerja sesuai teori logika digital. Setiap kombinasi masukan menghasilkan keluaran yang konsisten dengan tabel kebenaran gerbang OR. LED menyala ketika salah satu atau kedua input berada pada kondisi HIGH, dan LED mati hanya ketika semua input berada pada kondisi LOW.
Rangkaian dapat berfungsi dengan baik karena seluruh komponen terpasang sesuai prosedur. Sambungan VCC dan GND pada IC terhubung benar, resistor pembatas arus menjaga LED tetap aman, dan jalur input memiliki level logika yang jelas. Hasil ini menunjukkan bahwa implementasi gerbang OR pada rangkaian fisik dapat bekerja stabil selama suplai daya memadai dan tidak terdapat sambungan yang longgar.
5.2 Saran
- Penyusunan rangkaian perlu dilakukan lebih teliti, terutama pada pemasangan IC, VCC, dan GND, supaya tidak terjadi salah jalur yang membuat rangkaian gagal bekerja.
- Input sebaiknya memakai sakelar atau push button tetap, bukan jumper longgar, supaya level logika lebih stabil dan tidak menimbulkan kondisi input menggantung.
- Pengujian perlu dilakukan dengan alat ukur seperti multimeter untuk memastikan tegangan input dan output sesuai standar logika, bukan hanya mengandalkan LED.
- Penggunaan breadboard perlu diawasi ulang. Setiap sambungan sebaiknya dicek dua kali karena posisi baris dan kolom sering menimbulkan kesalahan kecil yang mengganggu rangkaian.
Saran yang disampaikan bertujuan membantu pelaksanaan praktikum berikutnya agar lebih terstruktur dan menghasilkan rangkaian yang stabil. Perbaikan pada ketelitian pemasangan komponen, cara pengujian, serta pencatatan proses diharapkan membuat kegiatan praktikum berjalan lebih lancar.
BAB VIDAFTAR PUSTAKA
Oktavia, V. (Tahun tidak disebutkan). Aplikasi Gerbang Logika untuk Pembuatan Prototipe Sistem Pengering Pakaian Otomatis. Jurnal UNTAN. Diakses dari https://jurnal.untan.ac.id/index.php/jpfu/article/download/16880/14586.
Munir, R. (2020-2021). Perancangan Sistem Penerangan Jalan Menggunakan Rangkaian Logika. ITB Informatika. Diakses dari https://informatika.stei.itb.ac.id/~rinaldi.munir/Matdis/2020-2021/Makalah/Makalah-Matdis-2020%20(12).pdf.
Penulis Tidak Disebutkan. (2023). Sistem Pengaturan Lampu Lalu Lintas Menggunakan Gerbang Logika untuk Meningkatkan Efisiensi dan Keamanan. Academia.edu. Diakses dari https://www.academia.edu/114414230/Sistem_Pengaturan_Lampu_Lalu_Lintas_Menggunakan_Gerbang_Logika_untuk_Meningkatkan_Efisiensi_d.
Fadilah, N., & lainnya. (Tahun). Rancang bangun alat praktikum gerbang logika dasar berbasis OP-AMP. JoTaLP: Journal of Teaching and Learning Physics, 3(2), 07-13. https://journal.uinsgd.ac.id/index.php/jtlp/article/download/6552/3518/18036
Tidak ada komentar:
Posting Komentar