4.5 Gates with Open Collector/Drain Outputs

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

5. Example

6. Problem

7. Soal Pilihan Ganda

1. Tujuan [Kembali]

1. Untuk mengetahui dan menjelaskan gates with open ollector/drain outputs

2. Untuk mensimulasikan rangkaian mengenai gates with open collector/drain outputs

2. Alat dan Bahan [Kembali]

2.1 Alat

1. Power Supply

Power supply atau catu daya adalah alat listrik yang menyuplai tenaga listrik ke suatu beban listrik.

2.2 Bahan

1. Resistor

                                                          

Digunakan untuk menghambat arus listrik.

2. LED

Digunakan sebagai lampu indikator.

Spesifikasi:

Grafik Respon:

3. Gerbang NAND

NAND akan menghasilkan output berlogika 0 jika semua inputnya berlogika satu.

Konfigurasi Pin:

Spesifikasi:

4. Gerbang NOR

Gerbang NOR adalah gabungan gerbang NOT dan OR, mempunyai dua atau lebih sinyal masukan tetapi hanya satu sinyal keluaran. Gerbang NOR menghasilkan output berlogika 0 jika salah satu atau seluruh inputnya berlogika 1.

Konfigurasi Pin:

Spesifikasi:

5. Gerbang NOT (Inverter)

Inverter atau pembalik (NOT) adalah suatu gerbang yang bertujuan untuk menghasilkan logika output kebalikan dari logika input. 

Konfigurasi Pin:

Spesifikasi:

3. Dasar Teori [Kembali]

Gates with Open Collector/Drain Outputs untuk menghubungkan resistor eksternal, yang disebut resistor pull-up, antara output dan catu daya DC untuk membuat gerbang logika melakukan fungsi logikanya. 

Keuntungan menggunakan open collector/open drain gate adalah untuk menyediakan operasi ANDing ketika output dari beberapa gerbang ddihubungkan melalui resistor pull-up, tanpa harus menggunakan gerbang AND. Rangkaian ini disebut sebagai rangkaian WIRE-AND.

Gambar 4.26 (a) menunjukkan rangkaian WIRE-AND untuk gerbang NAND kolektor terbuka. 

Gambar 4.26 (b) menunjukkan susunan yang sama untuk gerbang NOT. 

Kerugian menggunakan open collector/open drain gate yaitu mereka relative lebih lambat dan lebih berisik. Oleh karena itu, perangkat kolektor terbuka/drain terbuka tidak disarankan untuk aplikasi yang mementingkan kecepatan.

4. Percobaan [Kembali]

a. Prosedur Percobaan

• Buka aplikasi proteus
• Pilih komponen yang akan digunakan, seperti resistor, logic state, gerbang NAND, gerbang NOR, gerbang NOT, LED, dan ground
• Rangkai setiap komponen menjadi rangkaian yang akan dirangkai
• Ubah spesifikasi komponen sesuai kebutuhan 
• Jalankan simulasi rangkaian

b. Rangkaian Simulasi

Gambar 4.24

Gambar 4.25

Gambar 4.26

c. Prinsip Kerja Rangkaian

Gambar 4.24 (a) Jika inputnya bernilai 0 maka outputnya bernilai 1 sehingga LED hidup. Sebaliknya, jika input berlogika 1 maka outputnya berlogika 0 dan LED mati.

Gambar 4.24 (b) Jika salah satu input bernilai U1 bernilai 1 maka outputnya bernilai 1 dan input U2 bernilai 1 sehingga outputnya bernilai 0 dan mengakibatkan LED mati. Akan tetapi, jika kedua inputnya bernilai U1 maka outputnya bernilai 0 (sekaligus input U2) sehingga output U2 bernilai 1 dan mengakibatkan LED hidup. Jika kedua input U1 bernilai 0 maka outputnya bernilai 1 (sekaligus input U2) sehingga output U2 bernilai 0 dan mengakibatkan LED mati.

Gambar 4.24 (c) Jika input gerbang U1 dan gerbang U2 salah satu atau keduanya bernilai 1 maka outputnya bernilai 0 dan input gerbang U3 juga bernilai 0 sehingga output U3 bernilai 1 sehingga LED hidup. Namun, jika input gerbang U1 dan gerbang U2 keduanya bernilai 0, maka outpunya bernilai 1 dan input gerbang U3 juga bernilai 1 sehingga output U3 bernilai 0 sehingga LED mati.

Gambar 4.25 (a) Jika inputnya bernilai 0 maka outputnya bernilai 1 sehingga LED hidup. Sebaliknya, jika input berlogika 1 maka outputnya berlogika 0 dan LED mati.

Gambar 4.25 (b) Jika input gerbang U1 salah satu atau keduanya bernilai 1 maka outputnya bernilai 0 dan input gerbang U2 juga bernilai 0 sehingga output U2 bernilai 1 dan mengakibatkan LED hidup. Namun, jika input gerbang U1 keduanya bernilai 0, maka outpunya bernilai 1 dan input gerbang U2 juga bernilai 1 sehingga output U2 bernilai 0 dan mengakibatkan LED mati.

Gambar 4.25 (c) Jika kedua input gerbang U1 dan U2 bernilai 1 maka outputnya bernilai 0 dan input U3 bernilai 0 sehingga outputnya bernilai 1 dan mengakibatkan LED hidup. Akan tetapi, jika kedua atau salah satu input gerbang U1 dan U2 bernilai 0 maka outputnya bernilai 1 dan input U3 bernilai 1 sehingga outputnya bernilai 0 dan mengakibatkan LED mati.

Gambar 4.26 (a) Jika input gerbang U1, U2, dan U3 salah satunya bernilai 0 atau seluruhnya bernilai 0, maka akan menghasilkan output bernilai 1 sehingga LED akan hidup. Namun, jika input gerbang U1, U2, dan U3 seluruhnya bernilai 1 maka outputnya akan bernilai 0 maka LED akan mati. Akan tetapi, jika ada salah satu gerbang yang keduanya inputnya bernilai 1 dan gerbang lain bernilai 0, maka LED akan tetap menyala namun redup.

Gambar 4.26 (b) Jika input gerbang U1, U2, dan U3 semuanya bernilai 0, maka outputnya bernilai 1 sehingga LED hidup. Namun, jika input gerbang U1, U2, dan U3 semuanya bernilai 1, maka outputnya bernilai 0 sehingga LED mati. Akan tetapi, jika salah satu gerbang inputnya bernilai 0 maka outputnya bernilai 1 dan LED tetap hidup namun redup.

d. Video Simulasi

d. Link Download

    Download HTML
    Download File Proteus Gambar 4.24 - 4.26

    Download Video Simulasi Gambar 4.24 - 4.26

    Download Datasheet Resistor

    Download Datasheet LED

    Download Datasheet Gerbang NAND

    Download Datasheet Gerbang NOR

    Download Datasheet Gerbang NOT

5. Example [Kembali]

1. Gambarkan implementasi gerbang NOR (Y= A+B) dengan output 2 buah LED!    

    Jawab:

2. Gambar rangkaian koneksi WIRE-AND dengan open collector/drain devices dengan output motor DC!

    Jawab:

6. Problem [Kembali]

1. Jelaskan prinsip kerja rangkaian berikut!

Jawab:

Jika kedua input gerbang U1 dan U2 bernilai 1 maka output U1 dan U2 masing-masing akan bernilai 0, kemudian mengakibatkan input U3 bernilai 0 sehingga output rangkaian akan bernilai 1. Akan tetapi, jika kedua atau salah satu input gerbang U1 dan U2 bernilai 0 maka output U1 dan U2 masing-masing akan bernilai 1 dan mengakibatkan input U3 bernilai 1 sehingga output rangkaian akan bernilai 0.

2. Apa kerugian dari menggunakan open collector/open drain gate?

Jawab:

Kerugian menggunakan open collector/open drain gate yaitu mereka relative lebih lambat dan lebih berisik. Oleh karena itu, perangkat kolektor terbuka/drain terbuka tidak disarankan untuk aplikasi yang mementingkan kecepatan.

7. Soal Pilihan Ganda [Kembali]

1. Perhatikan rangkaian di bawah:

Berdasarkan rangkaian di atas, apa jenis gerbang logika yang digunakan dan apa yang akan terjadi jika logicstate pada U1 bernilai 0 dan logicstate pada U2 bernilai 1?

a. Gerbang NAND; LED hidup

b. Gerbang AND; LED hidup

c. Gerbang NOR; LED mati

d. Gerbang NAND; LED mati

2. Perhatikan rangkaian di bawah:

Berdasarkan rangkaian di atas, R1 menggunakan resistor ...

a. Pull-Down

b. Variabel Resistor

c. Pull-Up

d. Potensiometer