×

Elektronika Digital

Elektronika digital merupakan turunan dari elektronika analog, yang mana ditujukan untuk memudahkan analisa rangkaian listrik secara cepat. Walaupun disebut sebagai digital, pada kondisi aktualnya tetaplah muncul berupa analog. Perhatian ilustrasi berikut ini :

analog-digital-01 Elektronika Digital
Signal Analog yang ditandai dengan 1 (High) dan 0 (Low)
analog-digital-02 Elektronika Digital
Signal analog yang dimapping dengan perbedaan/ perubahan nilai tegangan (Volt)

Untuk melihat bentuk-bentuk daripada signal/ gelombang analog atau digital tersebut dapat kita gunakan alat osiloskop atau Logic Analyzer : lihat tutorial dari produk KlinikRobot.com. Sedangkan mapping/ perubahan perbedaan nilai tegangan menjadi kondisi 1 (High) atau 0 (Low), dapat kamu lihat tutorialnya disini. Sebelum mengenal lebih lanjut gerbang logika, kita perlu mengenal bilangan biner, desimal, heksadesimal yang banyak digunakan sebagai acuan angka penulisan dalam komunikasi elektronika digital, tutorialnya bisa dilihat disini : Sistem Bilangan Digital | Biner dan Heksadesimal.

Elektronika digital tidak terlepas seperti rangkaian elektronika analog, memiliki simbol-simbol untuk nantinya dirangkai sebagai komunikasi digital. Saat ini kita akan membahas mengenai gerbang logika biner (binary logic gate). Gerbang logika biner adalah cara pengaturan logika 1 dan 0 (biner) sehingga eksekusi akhir adalah 1 atau 0. Begitu juga instruksi awal (input) berupa logic 1 atau 0.

Contoh sederhana mengawali cara kerja elektronika digital melalui informasi signal 0 (OFF) dan 1 (ON) adalah mengamati kapan lampu-lampu yang ada di rumah ketika mati/ menyala, perhatikan tabel berikut ini :

TerasTamanR.MakanR.BelajarDapurArtinya
ONONONOFFOFFMalam hari, sedang beraktivitas makan
ONONOFFONOFFMalam hari, sedang belajar
OFFOFFOFFOFFOFFSiang hari, tidak aktivitas memerlukan penerangan

Berikut ini kita kenali simbol gerbang logika sehingga memudahkan kita merangkai logic dalam elektronika digital :

3-logic-gates-1 Elektronika Digital

Penjelasan untuk gambar :

  1. AND gate ( . ), merupakan gerbang logika “dan” dimana hasilnya akan 1 (High) jika kedua input 1 (High), seperti ditunjukkan rangkaian listrik serial.
  2. OR gate ( + ), merupakan gerbang logika “atau” dimana hasilnya akan 0 (Low) jika kedua input 0 (Low), seperti ditunjukkan rangkaian listrik paralel.
  3. NOT gate, merupakan gerbang logika “kebalikan” dimana input dan output selalu berlawanan, pada rangkaian listrik ditunjukkan saat saklar ON, maka Lampu akan OFF, sedangkan saat saklar OFF, maka Lampu akan ON.

Kita sudah mengenali 3 macam gerbang logika dasar diatas, gerbang logika seterusnya merupakan turunan atau gabungan dari variasi 3 gerbang logika tersebut, banyak gabungan dan variasi antara ketiga gerbang logika diatas diantaranya adalah :

  1. NAND Gate (NOT+AND), merupakan gabungan dari gerbang Not dan And, perhatikan gambar gerbang dan kemungkinan output logika yang dihasilkan :
    nand-gate-not-and Elektronika Digital
  2. NOR Gate (NOT+OR), merupakan gabungan dari gerbang Not dan OR, perhatikan gambar gerbang dan kemungkinan output logika yang dihasilkan :
    nor-gate-not-or Elektronika Digital
  3. EXCLUSIVE OR GATE (XOR), merupakan turunan dari gerbang logika OR, dimana output XOR sama dengan output dari OR, kecuali jika kedua input 1 (High).
  4. EXLUSIVE NOR GATE (XNOR), merupakan turunan dari gerbang logika XOR, dimana output XNOR berkebalikan dari output XOR.

Perhatikan kesimpulan tabel logika dari gerbang logika yang ada :

Basic_Logic_Gates_Truth_table Elektronika Digital

74xxx-core-part-number Elektronika Digital

Keterangan :
AA, BB = kode pembuat IC, misalnya DM, SN, F
74 = merupakan kode IC TTL gerbang logika
XXX = terdapat beragam tipe keluarga dari IC 74xx antara lain :
ALS = advanced low-power schottky TTL logic (sub family TTL)
C = CMOS (sub family CMOS)
H = high-speed TTL logic (subfamily TTL)
HC = high-speed CMOS logic (subfamily CMOS)
HCT = high-speed CMOS with TTL input
L = low-power TTL logic (subfamily TTL)
LS = low-power schottky TTL logic (sub family TTL)
S = schottky TTL logic (subfamily TTL)


Pertama kali seri IC gerbang logika dibuat adalah versi TTL / Transistor Transistor Logic (7400), setelahnya muncul versi CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) dikenal dengan seri 4000. Selanjutnya IC gerbang logika diproduksi dengan gabungan TTL dan CMOS, yaitu 74C00, 74HC00, dstnya. Seperti sudah disebutkan diawal terdapat perbedaan level tegangan kerja keduanya, dapat dilihat pada tutorial berikut.

Berbeda dengan IC logic gate TTL (74xxx) yang cukup banyak memerlukan supply tegangan, terdapat IC logic gate CMOS (CD40xxx) yang hampir tidak memerlukan tegangan untuk bekerja. Perangkat yang menggunakan baterai lebih baik menggunakan IC CMOS daripada TTL, karena lebih hemat energi.

logic-gate-symbol Elektronika Digital

KlinikRobot.com menyediakan komponen IC Gerbang Logika / Logic Gate IC, pelanggan dapat mengacu pada list tabel berikut ini:

Logic GateTTL/ CMOSJumlah X Gate
740074LS00 | HCF4011 | HCF40934 x 2 input NAND Gate
740174LS01 | HCF4011 | HCF40934 x 2 input NAND Gate
740274LS02 | HEF40014 x 2 input NOR Gate
740374LS03 | HCF4011 | HCF40934 x 2 input NAND Gate
740474LS04 | CD4049 | HCF40496 x 1 input NOT Gate (Hex Inverter)
740574LS05 | CD4049 | HCF40496 x 1 input NOT Gate (Hex Inverter)
740674LS06 | CD4049 | HCF40496 x 1 input NOT Gate (Hex Inverter)
740874LS084 x 2 input AND Gate
740974LS094 x 2 input AND Gate
7410tipe LS3 x 3 input NAND Gate
7411tipe LS tipe HC3 x 3 input AND Gate
741474LS14 | CD4049 | HCF40496 x 1 input NOT Schmitt Trigger
742074LS20 | CD40122 x 4 input NAND Gate
742774LS273 x 3 input NOR Gate
743074LS301 x 8 input NAND Gate
743274LS324 x 2 input OR Gate
743774LS37 | | HCF4011 | HCF40934 x 2 input NAND Gate
744274LS424 input BCD to Decimal (7 segment)
744774LS474 input BCD to Decimal (7 segment)
744874LS484 input BCD to Decimal (7 segment)
747374LS73 | CD40272 x JK Flip Flop
747474LS74 | CD40132 x D Flip Flop
7485tipe LS tipe HC4-Bit Comparator
748674LS86 | CD40704 x 2 input XOR Gate
749074LS904 BCD Decade Counter
749274LS924-Bit Binary Counter (Divide by 12)
749374LS934-Bit Binary Counter (Divide by 16)
7412674HC1264 x 2 input Buffer (3-state)
7413774LS137 74HC1373 to 8 Decoder (Address Latches)
7413874LS1383 to 8 Decoder
7413974LS1392 to 4 decoder/ demultiplexer
7414574LS145BCD to Decimal Decoder
7414774LS147 | CD4014Decimal to BCD Counter (10 to 4)
7414874LS148
7415374LS1532 x 4 to 1 Multiplexer
7417374LS173
7418974LS18964 bit RAM
7419174LS1914 Bit Binary UP/DOWN Counter
7419274LS1924 Bit BCD UP/DOWN Counter
7424074LS240 | 74HCT2408 x Buffer/ Line Driver (3-State)
7424174LS2418 x Bus/ Line Driver (3-State)
7424474HC2448 x Buffer/ Line Driver (3-State)
7424574LS245 | 74HC2458 x Bus Transceiver (3-State)
7424774LS247BCD to 7 Segment Decoder
7427374LS2738 x D Flip Flop (with Clear)
7427974LS2794 x SR (Set-Reset) Latches Flip Flop
7436874HCT368Hex buffer/line driver; 3-state; inverting
7454174LS541 | 74HC5418 x Bus/ Line Driver (3-State)
7457474HCT5748-bit positive-edge triggered D-type flip-flop with 3-state outputs
7459574HC5958-bit Serial-to-Parallel Shift Register Tri-State
74HCT4040HEF404012-Stage Ripple-Carry Binary Counter/Divider
CD4016Quad Analog Switch Quad Multiplexer
CD4017A Decade Counter with Decoded Output
HEF40175-stage Johnson decade counter
HCF4047Monostable/ Astable Multivibrator
CD4046Micropower Phase Locked Loop PLL
CD4050Hex Non-Inverting Buffers
CD40948-Stage Shift-and-Store Bus Register
CD4066Quad Bilateral Analog Switch

Kesimpulan daripada truth table untuk gebang logika dengan 2 input (A dan B) sebagai berikut :

7400-series-truth-table Elektronika Digital

Kesimpulan daripada truth table untuk gebang logika dengan 3 input (A, B dan C) sebagai berikut :

3-Input-Logic-Gates-with-Truth-Table Elektronika Digital

Secara internasional logic gate dirangkai berdasarkan simbol-simbol diatas, namun beberapa area/ negara, dan bidang studi menyebutkan simbol geerbang logika lainnya sebagai berikut :

logic-gate-diagram Elektronika Digital
international-logic-gate-symbols Elektronika Digital