PEMANFAATAN APLIKASI ELECTRONIC WORKBENCH (EWB) PADA MATA KULIAH LOGIKA INFORMATIKA MATERI GERBANG LOGIKA
Sigit Susanto Putro
Program Studi Teknik Informatika Fakultas Teknik Universitas Trunojoyo E-mail: sigit.putro@trunojoyo.ac.id
ABSTRAK
Pada materi gerbang lokiga setidaknya ada tujuh jenis gerbang logika yang harus kita kenalkan kepada peserta didik. Ketujuh jenis gerbang logika tersebut antara lain adalah gerbang AND, gerbang NAND, gerbang OR, gerbang NOR, gerbang Exclusive OR (XOR), gerbang Exclusive NOR (XNOR), dan gerbang NOT. Dari ketujuh gerbang tersebut masing-masing gerbang memiliki kombinasi keluaran yang berbeda satu sama lain meskipun kombinasi masukannya sama. Kombinasi masukan dan keluaran tersebut biasanya kita wujudkan dalam bentuk tabel yang kita kenal dengan tabel kebenaran. Karena jenis dari gerbang logika ini lumayan banyak biasanya membuat peserta didik sulit memahami. Oleh karena itu dalam menyampaikan materi gerbang logika ini hendaknya kita memanfaatkan alat bantu. Salah satu aplikasi perangkat lunak yang bisa kita manfaatkan sebagai alat bantu untuk menyampaikan materi ini adalah Electronic Workbench atau biasa disingkat dengan EWB. Dengan memanfaatkan EWB kita bisa menunjukan kepada peserta didik secara visual keluaran dari setiap jenis gerbang logika. Kita juga bisa menunjukan secara visual jika suatu fungsi bisa ditulis dalam fungsi lain yang berbeda namun hasil keluarannya tetap sama. Contohnya fungsi dari lampu 1 = A XOR B, bisa kita tulis dalam bentuk lain menjadi lampu 1 = (NOT A AND B) OR ( A AND NOT B). Kita bisa menjelaskan hal ini dengan mengguakan tabel kebenaran, namun dengan ditambah alat bantu seperti perangkat lunak EWB ini kita bisa menunjukan secara visual perubahan sinyal keluaran yang terjadi akibat perubahan dari sinyal masukan yang kita mainkan kombinasinya kepada peserta didik kita. Dengan demikian diharapkan peserta didik kita akan lebih tertarik untuk mengikuti pembelajaran materi gerbang logika.
Kata kunci : gerbang logika , tabel kebenaran , electronic workbench
PENDAHULUAN Gerbang Logika
Gerbang logika adalah dasar pembentuk sistem elektronika digital yang berfungsi untuk merubah satu atau lebih sinyal masukan menjadi satu sinyal keluaran logis. Gerbang logika beroperasi pada sistem bilangan biner. Ada 7 jenis gerbang logika dasar, yaitu gerbang AND, gerbang OR, gerbang NOT, gerbang NAND, gerbang NOR, gerbang Exclusive OR (X-OR) dan gerbang Exclusive NOR (X-NOR).
Gerbang AND adalah gerbang yang menghasilkan nilai sinyal keluaran 1 jika nilai dari semua sinyal masukannya adalah 1. Sedangkan gerbang NAND adalah kebalikan dari gerbang AND, yaitu apabila keluaran dari gerbang AND bernilai 1 maka keluaran gerbang NAND adalah 0.
Gerbang OR adalah gerbang yang menghasilkan nilai sinyal keluaran 1 jika ada sinyal masukan yang bernilai 1 atau semua sinyal masukannya bernilai 1. Sedangkan gerbang NOR adalah gerbang yang menghasilkan nilai keluaran kebalikan dari gerbang OR.
Gerbang NOT berfungsi membalikkan nilai dari sinyal masukan. Jika sinyal masukan bernilai 0 maka sinyal keluaran bernilai 1, begitupula sebaliknya. Hanya ada 1 sinyal masukan yang bisa melewati gerbang NOT.
Gerbang X-OR adalah gerbang yang menghasilkan nilai 0 pada sinyal keluaran jika semua sinyal masukannya bernilai sama 0 semua atau 1 semua. Dan gerbang X-NOR merupakan kebalikan dari X-OR.
Tabel Kebenaran
Tabel kebenaran adalah tabel matematika yang digunakan dalam logika untuk menentukan nilai kebenaran dari suatu ekspresi logika yang masing-masing nilai kombinasinya diambil dari variabel logika .
Tabel kebenaran dari Gerbang AND 2 masukan adalah tabel kebenaran yang mencerminkan kombinasi masukan dan keluaran dari gerbang AND 2 masukan, yakni apabila kombinasi kedua masukannya bernilai 1 maka keluarannya berinilai 1 selain itu nilainya 0. Tabel kebenaran dari gerbang AND 2 masukan adalah sebagai berikut.
Tabel 1. Tabel kebenaran AND gate 2 input
Input Output X Y A 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1
Sedangkan kebalikan dari tabel kebenaran gerbang AND 2 masukan adalah tabel kebenaran gerbang NAND 2 masukan. Adapun tabel kebenarannya adalah sebagai berikut.
Tabel 2. Tabel kebenaran NAND gate 2 input
Input Output
X Y A
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Adapun tabel kebenaran dari gerbang OR 2 masukan adalah tabel kebenaran yang memiliki nilai keluaran 1 jika kombinasi nilai masukannya keduanya 1 atau salah satu masukannya bernilai 1. Tabel kebenaran dari gerbang OR 2 masukan adalah sebagai berikut.
Tabel 3. Tabel kebenaran OR gate 2 input
Input Output X Y A 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1
Sedangkan tabel kebenaran dari gerbang NOR 2 masukan memiliki nilai keluaran kebalikan dari tabel kebenaran gerbang OR 2 masukan. Tabel kebenaran dari gerbang NOR 2 masukan adalah sebagai berikut.
Tabel 4. Tabel kebenaran NOR gate 2 input
Input Output X Y A 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0
Berikutnya adalah tabel kebenaran dari gerbang Exclusive OR. Dimana tabel kebenaran dari gerbang ini memiliki nilai keluaran 1 jika hanya satu sinyal masukannya bernilai 1. Adapun tabel kebenarannya adalah sebagai berikut.
Tabel 5. Tabel kebenaran X-OR gate
Input Output
X Y A
0 0 0
1 0 1
1 1 0
Sedangkan kebalikan dari tabel kebenaran exclusive OR adalah tabel exclusive NOR. Berikut ini adalah tabel kebenarannya.
Tabel 6. Tabel kebenaran X-NOR gate
Input Output X Y A 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1
Sedangkan tabel kebenaran dari gerbang NOT adalah sebagai berikut Tabel 7. Tabel kebenaran NOT gate
Input Output
X
0 1
1 0
Aplikasi EWB
Pada modul simulasi rangkaian elektronika analaog dan digital dengan EWB Jurusan Pendidikan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta 2012 diterangkan bahwa EWB (Electronic Workbench) adalah sebuah software komputer elektronika yang bisa digunakan untuk melakukan simulasi cara kerja rangkaian elektronika analog maupun digital.
Karena software ini mampu melakukan simulasi rangkaian digital maka EWB bisa digunakan untuk membuktikan teori dari tabel kebenaran. Software EWB yang digunakan dalam makalah ini adalah EWB versi 5.12.
Gambar 1. Tampilan aplikasi EWB PEMBAHASAN
Untuk membuktikan teori dari gerbang logika salah satunya bisa kita gunakan simulator seperti perangkat lunak EWB. Berikut ini kita buktikan teori dari gerbang NOT. Dimana dalam teorinya disebutkan gerbang NOT ini berfungsi untuk merubah sinyal masukan 0 menjadi sinyal keluaran 1 ataupun sebaliknya. Untuk membuktikannya kita buat gambar berikut.
Gambar 2. Rangkaian digital gerbang NOT
Dalam percobaan ini kita buat dua buah rangkaian dan kita letakan sejajar tujuannya supaya terlihat perbedaannya. Hasilnya terlihat seperti gambar berikut.
Gambar 3. Hasil percobaan gerbang NOT
Dari gambar 3 diatas terlihat apabila sinyal masukan kita kasih 1 maka sinyal keluaran bernilai 0. Seperti ditunjukan rangkaian sebelah kiri. Dan rangkaian sebelah kanan menunjukan sebaliknya jika sinyal masukan kita kasih 0 maka sinyal keluarannya bernilai1.
Percobaan berikutnya kita membuktikan teori dari gerbang AND dan gerbang NAND. Kita susun rangkaian pada aplikasi EWB seperti berikut.
Gambar 4. Rangkaian AND dan NAND
Setelah rangkaian menggunakan gerbang AND dan gerbang NAND kita susun kemudian kita tekan tombol start pada pojok kanan atas aplikasi lalu kita mainkan tombol masukannya. Dan hasilnya seperti berikut.
Gambar 5. Hasil percobaan AND dan NAND
Dari gambar 5 terlihat hasil keluaran dari gerbang NAND (gambar sebelah kanan) selalu kebalikan dari gerbang AND. Dengan kombinasi keluaran sebagai
berikut. Gerbang And akan menyalakan lampu hanya jika kedua masukan on, sedangkan gerbang NAND akan mematikan lampu jika kedua masukan on.
Berikutnya kita akan mencoba melihat kombinasi masukan dan keluaran dari gerbang OR dan NOR. Seperti percobaan sebelumnya kita susun rangkaian OR dan NOR bersebelahan, seperti gambar berikut ini.
Gambar 6. Rangkaian OR dan NOR
Setelah rangkaian kita susun baru kita lakukan ujicoba dengan merubah nilai masukan dari A serta B. Dari hasil ujicoba kita dapatkan keluaran dari gerbang OR bernilai 0 atau lampu mati saat kedua masukan dalam kondisi off, selain itu lampu akan menyala. Sebaliknya gerbang NOR pada saat kedua masukan off maka lampu menyala, dan selebihnya lampu mati. Seperti gambar berikut ini.
Gambar 7. Hasil Percobaan OR dan NOR
Dari gambar 7 diatas menunjukan gerbang OR menyebabkan lampu mati ketika kedua masukan off dan gerbang NOR menyebabkab lampu menyala saat kedua masukan off.
Berikutnya kita mencoba untuk menunjukan perbedaan dari gerbang logika exclusive OR (XOR) dan gerbang logika exclusive NOR (XNOR). Kita susun rangkaian seperti gambar berikut.
Gambar 8. Rangkaian XOR dan XNOR
Setelah rangakaian kita susun kemudian kita melakukan langkah mengganti-ganti sinyal masukannya. Hasil dari percobaan ini adalah gerbang XOR akan menyalakan lampu ketika hanya salah satu dari sinyal masukannya on. Sedangkan gerbang XNOR akan menyalakan lampu jika kedua sinyal masukannya on atau kedua sinyal masukannya off.
Gambar 9. Hasil percobaan XOR dan XNOR
Dari semua percobaan yang telah dilakukan menunjukan bahwasannya teori dari gerbang logika dan tabel kebenaran sesuai prakteknya. Selain mencoba teori tersebut kita juga bisa menunjukan kepada peserta didik bahwasannya suatu fungsi dalam logika infor bisa kita tuliskan dalam bentuk lain. Misalnya kita membuat lampu dengan fungsi yang berbunyi lampu 1 = A XOR B. Fungsi ini jika ditulis dalam bentuk lain adalah lampu 1 = (NOT A AND B) OR ( A AND NOT B).
Untuk membuktikan jika fungsi tersebut sama bisa kita gunakan tabel kebenaran seperti contoh dibawah ini.
Tabel 8. Bukti A XOR B = (NOT A AND B) OR (A AND NOT B)
Masukan Keluaran A B A XOR (1) (2) 1 + 2
B
0 0 1 1 0 0 0 0
0 1 1 0 1 1 0 1
1 0 0 1 1 0 1 1
1 1 0 0 0 0 0 0
Dari tabel kebenaran diatas menunjukan bahwasannya kedua fungsi tadi memiliki keluaran yang sama. Untuk lebih jelasnya lagi kita bisa membuat rangkaian seperti gambar 10 berikut ini.
Gambar 10. Rangakaian berbeda keluaran sama
Kedua rangkaian diatas disusun dari gerbang yang berbeda. Gambar sebelah kiri menggunakan XOR, sedangkan gambar sebelah kanan menggunakan dua buah gerbang not, dua buah gerbang AND dan satu gerbang OR. Setelah dilakukan ujicoba hasilnya seperti berikut ini.
Gambar 11. Hasil ujicoba rangakaian berbeda keluaran sama
Gambar diatas menunjukan bahwasannya tabel kebenaran yang ditunjukan pada tabel 8 hasilnya benar.
PENUTUP
Dengan memanfaatkan aplikasi EWB dalam menyampaikan materi gerbang logika, kita bisa menunjukan kepada peserta didik secara visual kombinasi masukan dan keluaran dari gerbang logika.
Bahkan kita juga bisa membuktikan kepada peserta didik kita bahwa suatu fungsi bisa ditulis kedalam fungsi yang lain. Contohnya fungsi Lampu 1 = A XOR B, bisa ditulis dalam fungsi yang lain seperti berikut Lampu 1 = (NOT A AND B) OR ( A AND NOT B). Memang kita bisa menjelaskan contoh tersebut dengan menggunakan tabel kebenaran.
Namun jika kita memanfaatkan alat bantu seperti perangkat lunak EWB ini, kita bisa memperlihatkan secara visual kepada peserta didik kita perubahan sinyal keluarannya yang diakibatkan dari perubahan sinyal masukannya. Dengan demikian diharapkan peserta didik bisa lebih tertarik dalam mengikuti pembelajaran materi gerbang logika ini.
DAFTAR PUSTAKA
Ali,M. (2012). Modul Simulasi Rangkaian Elektronika Analog Dan Digital Dengan EWB, Jurusan Pendidikan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Yogyakarta.
Mahfudhi, M. G. (2014). Penggunaan Tabel Kebenaran Logika Dalam Mendesain Rangkaian Digital Serta Implementasinya. MakalahStrukdis0910-044.pdf. https://www.informatika.stei.itb.ac.id
Kho, D. (2014). Pengertian Gerbang Logika Dasar dan Jenis - Jenisnya. TEKNIK ELEKTRONIKA. Diambil dari https://www.teknikelektronika.com/pengertian-gerbang-logika-dasar-simbol/
Indrawaty, Y., Kritiana, L., Nugraha, S. (2012). Aplikasi Pembelajaran Rangkaian Kombinasional Dengan Menggunakan Skenario Multimedia Interaktif Model Timeline Tree. Jurnal Informatika, No.2, Vol.3, Mei Agustus 2012.
