Interfacing With Different Logic Families

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

    4.1 Prosedur Percobaan

    4.2 Rangkaian Simulasi

5. Video

6. Link Download

 1. Tujuan [kembali]

- Mengetahui dan memahami mengenai Interfacing With Different Logic Families

- Dapat mengaplikasikan atau membuat rangkaian Interfacing With Different Logic Families dengan menggunakan Proteus

 2. Alat dan Bahan [kembali]

- Power Supply DC

Power Supply atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Catu Daya adalah suatu alat yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik atau elektronika lainnya.

- Voltmeter DC

Difungsikan guna mengukur besarnya tegangan listrik yang terdapat dalam suatu rangkaian listrik. Dimana, untuk penyusunannya dilakukan secara paralel sesuai pada lokasi komponen yang sedang diukur.

- Resistor

Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika. Pada rangkaian ini resistor juga berfungsi untuk mencari frekuensi pada IC.

Pin Out:

Spesifikasi:

 

 - LED

 
LED ialah suatu komponen elektronika yang terbuat dari bahan semikonduktor dan dapat memancarkan cahaya apabila arus listrik melewatinya. LED (Ligth-Emitting Diode) memiliki fungsi utama dalam dunia elektronika sebagai indikator atau sinyal indikator/lampu indikator. Contohnya dapat kita jumpai pada rangkaian-rangkaian elektronika led digunakan sebagai indikator ON/OFF.

Spesifikasi:

 - Optocoupler

Optocoupler adalah komponen elektronika yang berfungsi sebagai penghubung berdasarkan cahaya optik. Pada dasarnya Optocoupler terdiri dari 2 bagian utama yaitu Transmitter yang berfungsi sebagai pengirim cahaya optik dan Receiver yang berfungsi sebagai pendeteksi sumber cahaya.Masing-masing bagian Optocoupler (Transmitter dan Receiver) tidak memiliki hubungan konduktif rangkaian secara langsung tetapi dibuat sedemikian rupa dalam satu kemasan komponen.

 - Baterai

Baterai adalah perangkat yang terdiri dari satu atau lebih sel elektrokimia dengan koneksi eksternal yang disediakan untuk memberi daya pada perangkat listrik seperti senter, ponsel, dan mobil listrik.

Datasheet Battery:

- Inverter

Gerbang NOT adalah sebagai Inverter (pembalik). Nilai output akan berlawanan dengan inputnya. Gerbang NOT merupakan gerbang di mana keluarannya akan selalu berlawanan dengan masukannya. Bila pada masukan diberikan tegangan ,maka transistor akan jenuh dan keluaran akan bertegangan nol. Sedangkan bila pada masukannya diberi tegangan tertentu, maka transistor akan cut off, sehingga keluaran akan bertegangan tidak nol.

- Ground

Ground berarti sebuah titik referensi umum atau tegangan potensial sama dengan “tegangan nol”. Ground bersifat relatif, karena dapat memilih titik dimana saja dalam sirkuit untuk dijadikan ground untuk mereferensi semua tegangan dalam rangkaian.
Ground juga berfungsi untuk menetralisir cacat (noise) yang disebabkan baik oleh daya yang kurang baik, ataupun kualitas komponen yang tidak standar.
Sistem gronding pada peralatan kelistrikan dan elektronika adalah memberikan perlindungan  pada seluruh sistem.

 

3. Dasar Teori [kembali]

 Interfacing With Different Logic Families

5.12.1 CMOS-to-TTL Interface

Jenis antarmuka CMOS-to-TTL pertama yang mungkin adalah di mana kedua IC dioperasikan dari sebuah persediaan umum. Kami telah membaca di bagian sebelumnya bahwa keluarga TTL memiliki persediaan yang disarankan 180 Elektronik Digital tegangan 5 V, sedangkan perangkat keluarga CMOS dapat beroperasi pada rentang tegangan suplai yang luas 3-18 V. Dalam kasus ini, kedua IC akan beroperasi dari 5 V. Sejauh level tegangan di keduanya Logika menyatakan berhubungan, keduanya menjadi serasi. Output CMOS memiliki VOH (min.) Sebesar 4,95 V (untuk VCC = 5 V) dan VOL (maks.) 0,05 V, yang kompatibel dengan VIH (min.) Dan VIL (maks.) persyaratan masing-masing sekitar 2 dan 0,8 V untuk perangkat keluarga TTL. Faktanya, dalam antarmuka CMOS-ke TTL, dengan dua perangkat yang beroperasi pada VCC yang sama, kompatibilitas level tegangan selalu sana. Kompatibilitas level saat ini yang perlu diperhatikan. Artinya, dalam status RENDAH, outputnya kemampuan penenggelaman arus dari IC CMOS yang dimaksud setidaknya harus sama dengan penenggelaman arus masukan persyaratan IC TTL yang digerakkan. Demikian pula, dalam status TINGGI, drive arus keluaran TINGGI kemampuan IC CMOS harus sama atau melebihi persyaratan arus input level-TINGGI dari TTL IC. Untuk antarmuka yang tepat, kedua kondisi di atas harus dipenuhi. Sebagai aturan praktis, IC CMOS milik keluarga 4000B (keluarga CMOS yang paling banyak digunakan) dapat memberi makan satu atau dua LS TTL beban unit TTL daya rendah. Ketika IC CMOS perlu menggerakkan TTL standar atau TTL Schottky perangkat, buffer CMOS (4049B atau 4050B) digunakan. 4049B dan 4050B adalah buffer hex pembalik dan jenis noninverting, dengan masing-masing buffer mampu menggerakkan dua beban TTL standar. Gambar 5.62 (a) menunjukkan antarmuka CMOS-ke-TTL dengan kedua perangkat beroperasi dari suplai 5 V dan IC CMOS menggerakkan TTL daya rendah atau perangkat Schottky TTL berdaya rendah. Gambar 5.62 (b) menunjukkan a Antarmuka CMOS-ke-TTL di mana perangkat TTL yang digunakan adalah TTL standar atau TTL Schottky. Antarmuka CMOS-ke-TTL ketika keduanya beroperasi pada tegangan catu daya yang berbeda dapat dicapai dalam beberapa cara. Salah satu skema tersebut ditunjukkan pada Gambar 5.62 (c). Dalam hal ini, ada sebuah level tegangan serta masalah kompatibilitas level saat ini.

5.12.2 TTL-to-CMOS Interface

Di antarmuka TTL-ke-CMOS, kompatibilitas saat ini selalu ada. Kompatibilitas level voltase di dua bagian adalah masalah. VOH (min.) Perangkat TTL terlalu rendah untuk persyaratan VIH (min.) dari perangkat CMOS. Jika kedua perangkat beroperasi pada tegangan catu daya yang sama, yaitu 5 V, resistor pull-up 10 k mencapai kompatibilitas [Gbr. 5.63 (a)]. Resistor pull-up menyebabkan TTL output naik menjadi sekitar 5 V saat TINGGI. Saat keduanya beroperasi pada catu daya yang berbeda, satu Salah satu teknik antarmuka yang paling sederhana adalah dengan menggunakan transistor (sebagai sakelar) di antara keduanya, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5.63 (b). Teknik lain adalah dengan menggunakan buffer TTL tipe kolektor terbuka [Gbr. 5.63 (c)]

5.12.3 TTL-to-ECL and ECL-to-TTL Interfaces

Koneksi antarmuka TTL-ke-ECL dan ECL-ke-TTL tidak semudah TTL-ke-CMOS dan Koneksi CMOS-ke-TTL karena persyaratan catu daya yang sangat berbeda untuk dua jenis dan juga karena perangkat ECL memiliki input dan output diferensial. Meski demikian, chip khusus tersedia yang dapat menangani semua aspek ini. Ini dikenal sebagai penerjemah level. MC10124 adalah salah satu penerjemah tingkat empat TTL-ke-ECL. Artinya, ada empat input tunggal independen dan penerjemah keluaran komplementer di dalam chip. Gambar 5.64 (a) menunjukkan antarmuka TTL-ke-ECL menggunakan MC10124. MC10125 adalah penerjemah level untuk antarmuka ECL-to-TTL; itu memiliki input diferensial dan satu ujung keluaran. Gambar 5.64 (b) menunjukkan skema antarmuka yang khas menggunakan MC10125. Perhatikan bahwa di antarmuka skema Gambar 5.64 (a) dan (b), hanya satu dari empat penerjemah yang tersedia telah digunakan.

 

 

5.12.4 CMOS-to-ECL and ECL-to-CMOS Interfaces

Antarmuka CMOS-ke-ECL dan ECL-ke-CMOS mirip dengan TTL-ke-ECL dan ECL-ke-TTL antarmuka dijelaskan. Sekali lagi, tersedia penerjemah level khusus. MC10352, misalnya, adalah quad Chip penerjemah level CMOS-ke-ECL. Antarmuka CMOS-ke-ECL juga dimungkinkan dengan terlebih dahulu antarmuka CMOS-ke-TTL diikuti oleh antarmuka TTL-ke-ECL menggunakan MC10124 atau chip serupa. Gambar 5.65 (a) menunjukkan pengaturan tersebut. Demikian pula, antarmuka ECL-ke-CMOS dimungkinkan dengan memiliki antarmuka ECL-ke-TTL menggunakan MC10125 atau chip serupa yang diikuti dengan antarmuka TTL-ke-CMOS. Gambar 5.65 (b) menunjukkan skema antarmuka yang khas.

Resistor

LED

Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan hukum Ohm

Rumus dari Rangkaian Seri Resistor: Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn

Rumus dari Rangkaian paralel Resistor: 1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn 

Rumus resistor dengan hukum ohm: R = V/I

Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna :
1. Masukan angka langsung dari kode warna gelang pertama.
2. Masukan angka langsung dari kode warna gelang kedua.
3. Masukan angka langsung dari kode warna gelang ketiga.
4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n), ini merupakan nilai toleransi dari resistor.

Berikut contoh cara menghitungnya :

                                                                                       

 

 Inverter(Gerbang NOT)

Gerbang NOT merupakan gerbang di mana keluarannya akan selalu berlawanan dengan masukannya. Bila pada masukan diberikan tegangan ,maka transistor akan jenuh dan keluaran akan bertegangan nol. Sedangkan bila pada masukannya diberi tegangan tertentu, maka transistor akan cut off, sehingga keluaran akan bertegangan tidak nol. 

 =

Logicstate

 

Status logika Pengertian logis, benar atau salah, dari sinyal biner yang diberikan. Sinyal biner adalah sinyal digital yang hanya memiliki dua nilai yang valid. Dalam istilah fisik, pengertian logis dari sinyal biner ditentukan oleh level tegangan atau nilai arus sinyal, dan ini pada gilirannya ditentukan oleh teknologi perangkat. Dalam sirkuit TTL, misalnya, keadaan sebenarnya diwakili oleh logika 1, kira-kira sama dengan +5 volt pada garis sinyal; logika 0 kira-kira 0 volt. Tingkat tegangan antara 0 dan +5 volt dianggap tidak ditentukan.

 

 

LED atau singkatan dari Light Emitting Diode adalah salah satu komponen elektronika yang terbuat dari bahan semi konduktor jenis dioda yang mempu mengeluarkan cahaya. Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi pada LED elektron menerjang sambungan P-N (Positif-Negatif). Untuk mendapatkan emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang berbeda pula. 

 

Tegangan maju LED

Karakteristik

 

4. Percobaan [kembali]

4.1. Prosedur Percobaan [kembali]

- Buka aplikasi Proteus

 

- Siapkan alat dan bahan yang diperlukan untuk membuat rangkaian

 

- Disarankan agar membaca datasheet tiap komponen terlebih dahulu

 

- Pasang Logicstate, Gerbang logika NOT, resistor, led, optocoupler, ground, voltmeter DC, dan power supply seperti beberapa rangkaian dibawah

 

- Atur logicstate dan nilai resistor

 

- Coba dijalankan rangkaian apabila ouput hidup (led) maka rangkaian bisa digunakan

4.2. Rangkaian Simulasi [kembali]

Gambar 1 (TTL to CMOS, logicstate berlogika o)

Gambar 2 (TTL to CMOS, logicstate berlogika 1)

Gambar 3 (CMOS to TTL logicstate berlogika 0)

Gambar 4 (CMOS to TTL, logicstate berlogika 1)

- Rangkaian 1:

 Ketika ketiga logicstate berlogika 0 (low), maka akan masuk ke input gerbang logika NAND logika 0 sesuai dengan tabel kebenaran AND bahwa 0 dan 0 akan menghasilkan 0. Karena input 0 maka pada gerbang NAND terjadi pembalikan logika sehingga output gerbang NAND menjadi  1(HIGH)  yang mana sesuai dengan tabel kebenaran gerbang NAND.   Setelah berlogika 1 maka terukur tegangan keluaran dari gerbang NAND SEBESAR 4.96V lalu diteruskan pada kaki basis transistor yang bertegangan sebesar 0.71V dan sudah mengaktifkan transistor. Arus juga mengalir dari vcc masuk ke relay , dikarenakan relay mendapat tegangan yang cukup maka relay bergeser ke kiri dan mengakibatkan output berupa motor dc dan led-yellow hidup. Sedangkan ketika ketiga logicstate berlogika 1 (high), maka masuk ke input gerbang logika NAND logika 1, sesuai dengan tabel kebenaran AND bahwa 1 dan 1 akan menghasilkan 1 lalu dioperasikan lagi dengan input ketiga yang juga sama-sama berlogika 1 maka akan menghasilkan 1.  Karena input 1 maka pada gerbang NAND terjadi pembalikan logika sehingga output gerbang NAND menjadi  0(low)  yang mana sesuai dengan tabel kebenaran gerbang NAND. Begitu seterusnya ketika di uji dengan input  seperti pada tabel kebenaran, hasilnya juga akan sama dengan output pada tabel kebenaran.

 

- Rangkaian 2:

 Apabila switch 1 berlogika 1 (HIGH), switch 2 berlogika 1 (HIGH), dan switch 3 berlogika 0 (LOW), dikarenakan pada kaki input NAND yang ketiga terdapat inverter(NOT) maka akan terjadi pembalikan logika menjadi 1 (HIGH). Dikarenakan input pada NAND berlogika (1 1 1) maka keluaran atau output nya menjadi berlogika 0 (LOW) dan mengakibatkan tidak adanya tegangan pada kaki base transistor sehingga transistor mengalami reverse bias dan relay tidak bergeser kekiri yang berdampak pada output yang berupa motor dc dan led-red tidak menyala. Hal ini sesuai dengan tabel kebenaran.
Sedangkan selain kondisi diatas, output pada gerbang logika NAND akan berlogika 1 (HIGH)  sehingga tegangan keluarannya sebesar 4.96V dan tegangan VBE transistor sebesar 0.71V yang mana tegangan ini mencukupi untuk transistor on (forward bias). Arus mengalir dari power supply ke relay yang mana tegangan pada relay mencukupi untuk mengaktifkan relay sehingga relay bergeser kekiri dan menyebabkan output rangkaian berupa motor dc dan led- red menyala. Hal ini sesuai dengan tabel kebenaran.

 

-Rangkaian 3:

Apabila button B berlogika 1(HIGH) dan button A C D E F berlogika 0 (LOW), maka akan menghasilkan output gerbang NOT (inverter) U3:A  berlogika 1 lalu akan diteruskan ke kaki base dari transistor dan menghasilkan tegangan sebesar 0.82V yang mana tegangan sebesar ini telah mencukupi untuk transistor on (forward bias). Arus mengalir dari power supply ke relay yang mana tegangan pada relay mencukupi untuk mengaktifkan relay sehingga relay bergeser kekiri dan menyebabkan output rangkaian berupa lampu menyala. Sedangkan U3:B dan U3:C tidak terdapar keluaran logika.
Perlakuan yang sama jika dilakukan pada button D dan F seperti button B diatas, dan dengan kondisi yang sama yaitu dengan mengatur logika pada button A C E berlogika 0 (LOW), maka akan menghasilkan keluaran yang sama dengan yang terjadi pada button B yang mana akan menghidupkan lampu.

Apabila salah satu atau semua button A C E berlogika 1 (HIGH) dan jika button B D F berlogika 0(LOW), maka output pada gerbang NOT (inverter) ialah logika 0 (LOW) yang mana tidak adanya tegangan untuk transistor menjadi on dan mengakibatkan output rangkaian yang berupa lampu tidak menyala.

5. Video [kembali]

6. Link Download [kembali]