Kegiatan Belajar 2: Sistem Kendali Digital

Capaian Pembelajaran : Memahami sistem kendali digital Sub Capaian Pembelajaran : Menjelaskan prinsip sistem logika digital Pokok- Pokok Materi: Mengaplikasikan Rangkaian kendali digital Tujuan Pembelajaran Setelah perkuliahan ini diharapkan mahasiswa dapat: Menggunakan gerbang dasar dan logika turunan untuk menghasilkan rangkaian kendali digital Menyerhanakan dan menganalisi suatu rangkaian kendali digital dengan mengaplikasikan aljabar Boole dan hukum-hukum De Morgan.

Uraian Materi Rangkaian kendali digital Pada bagian ini diberikan contoh –contoh penggunaan gerbang dasar dan logika turunan dalam pengendalian. Teori dasar tentang gerbang dasar dan logika turunan dapat dilihat pada modul 2. Contoh 1. Disain Rangkaian kendali digital untuk menghidupkan pemanas dengan ketentuan sebagai berikut : Heater akan ON jika suhu yang dideteksi oleh sensor suhu ≤200C ,dan jika suhu >200C heater akan Off. Solusi Contoh 1 dapat diselesaikan dengan menggunkan gerbang dasar yaitu gerbang NOT seperti yng terlihat pada gambar 1 berikut ini.

Contoh 2. Disain Rangkaian kendali digital untuk pengaman rumah dengan membunyikan alarm: Alarm akan berbunyi apabila switch ditekan dan sensor mendeteksi adanya orang (PIR). Catatan switch tidak ditekan (0) dan ditekan (1). Solusi Contoh 2 dapat diselesaikan dengan menggunkan gerbang AND

  Contoh 3. Disain Rangkaian kendali digital untuk membunyikan bel rumah dengan dengan ketentuan sebagai berikut : Bel akan berbunyi apabila switch 1 (didepan ) atau switch 2 (dibelakang) doorbell ditekan. Catatan switch tidak ditekan (0) dan ditekan (1). Solusi Gerbang OR digunakan untuk menyelesaikan contoh 3

Contoh 4. Disain Rangkaian kendali digital untuk mengendalikan fan dengan dengan ketentuan sebagai berikut : Fan akan ON jika suhu yang dideteksi oleh sensor suhu >300C dan sensor cahaya (LDR) mendeteksi cahaya (siang hari). Solusi Contoh 4 dapat diselesaikan dengan menggunkan gerbang AND

. Contoh 5. Disain Rangkaian kendali digital untuk mengendalikan fire alarm dengan ketentuan sebagai berikut : Serine akan berbunyi apabila sensor mendeteksi adanya panas dan asap . Solusi Realisasi contoh 5 menggunakan gerbang AND  

Contoh 6. Disain Rangkaian kendali digital untuk mengendalikan lampu jalan dengan ketentuan sebagai berikut : Lampu jalan akan hidup (ON) jika switch ditekan atau sensor LDR tidak mendeteksi cahaya ( malam) Solusi Contoh kendali lampu jalan dapat diselesaikan dengan menggunkan gerbang NOT dan OR.  

Contoh 7. Disain Rangkaian kendali digital untuk mengendalikan lampu jalan dengan ketentuan sebagai berikut : Lampu jalan dapat dihidupkan secara manual atau menggunakan timer selama sensor cahaya tidak mendeteksi adanya cahaya ( malam) Solusi Gambar rangkaian kendali lampu jalan dapat dilihat pada gambar

  Contoh 8. Disain Rangkaian kendali digital untuk menghidupkan alarm dengan ketentuan sebagai berikut: jika salah satu tombol Tombol PB1 atau PB2 ditekan maka alarm akan berbunyi . Catatan tombol tidak ditekan (0) dan ditekan (1). Solusi Contoh 8 dapat didesain menggunakan gerbang OR.

Persamaan sistem kendali digital dapat ditulis :alarm = PB1+ PB2 Tabel 8. alarm = PB1+ PB2

Contoh 9. Disain Rangkaian kendali digital untuk menghidupkan alarm dengan ketentuan sebagai berikut: Jika kedua tombol PB1 dan PB2 ditekan maka alarm akan berbunyi, jika salah satu tombol PB1 dan PB2 ditekan maka alarm tidak akan berbunyi . Catatan tombol tidak ditekan (0) dan ditekan (1). Solusi Rangkaian kendali sistem alarm tersebut dapat diaplikasikan dengan menggunakan gerbang AND, untuk membunyikan Alarm (sebagai keluaran) digunakan dua buah Push Button PB1 dan PB2 (sebagai masukan).  

Contoh 10. Disain Rangkaian kendali digital untuk menghidupkan alarm dengan ketentuan sebagai berikut : Alarm akan berbunyi apabila Push Button PB1 ditekan dan PB2 tidak ditekan. Catatan tombol tidak ditekan (0) dan ditekan (1). Solusi Contoh 10 dapat diselesaikan dengan menggunkan kombinasi gerbang NOT dan gerbang AND

Contoh 11 : Disain Rangkaian kendali digital untuk menghidupkan lampu ruangan dengan ketentuan sebagai berikut : Pada saat tombol start (Pb) ditekan maka sistem akan mulai bekerja. Kemudian sensor cahaya akan mendeteksi cahaya sekitar, bila cahaya sekitar terang, maka hanya lampu 1 saja yang akan menyala, namun bila cahaya sekitar gelap, maka kedua lampu akan menyala, Solusi : Gambar 11 memperlihakan rangkaian aplikasi untuk menghidupkan lampu ruangan.

Contoh 12: Disain Rangkaian kendali digital untuk menghidupkan kipas angin dengan ketentuan sebagai berikut : Pada saat tombol start (Pb) ditekan maka sistem akan mulai bekerja. Kemudian sensor suhu akan mendeteksi panas diruangan , pada saat kondisi normal (suhu < 350 C), maka hanya kipas 1 saja yang ON, Dan pada saat kondisi panas (suhu> 350 C), maka kipas 2 yang akan ON dan kipas 1 OFF. Solusi : Rangkaian kendali digital untuk menghidupkan kipas angin seperti gambar 12

Contoh 13. Disain Rangkaian kendali digital untuk menghidupkan serine kebakaran dengan ketentuan sebagai berikut : Sistem terdiri dari 3 buah sensor, jika salah satu sensor atau ketiganya aktif serine akan berbunyi. Solusi Rangkaian sistem kendali digital untuk conoh 13 dapat diaplikasikan menggunakan gerbang NOT dan gerbang AND dengan 3 masukan.

Contoh 14. Disain Rangkaian kendali digital untuk tendon air sederhana dengan ketentuan sebagai berikut: Katub Valve V1 akan ON jika switch S1 ON dan Level Switch air belum ON ( cairan belum mencapai batas atas )

Contoh 15. Disain Rangkaian kendali digital untuk menghidupkan lampu indicator kuis dengan ketentuan sebagai berikut : Pembawa acara akan memberikan pertanyaan kepada 3 peserta kuis, setelah selesai memberikan pertanyaan maka Peserta kuis akan berlomba menekan tombol untuk memberikan jawaban Indicator lampu pada pemain ( yang berhasil menekan tombol pertama kali akan menyala) Jika ada tombol yang ditekan duluan maka lampu tertentu akan menyala duluan. Jika ada salah satu lampu sudah menyala maka memaksa yang lain tidak dapat diaktifkan

Implementasi rangkaian kendali digital untuk kuis diperlihatkan pada gambar

  Contoh 16. Disain Rangkaian kendali digital menggunakan A1, A2, B1 dan B2 sebagai masukan, dimana keluaran akan HIGH (lampu LED hidup) hanya ketika dua masukan yaitu A1A2 dan B1B0 bernilai sama. Solusi . Karena diinginkan 2 input bernilai sama untuk keadaan keluaran High maka gunakan gerbang XNOR dan AND.

Contoh 17. Sederhanakan rangkaian kendali digital untuk menghidupkan LED pada gambar 19 berikut

Rangkaian dapat disederhanakan menjadi :

Keluaran akan High (lampu LED hidup) jika memenuhi ketentuan sebagai berikut: Jika A=D=1, dan jika B=C=0, maka keluaran Y akan bernilai 1 Jika A=C=D=1 dan jika B=0, maka keluaran Y akan bernilai 1 Jika A=B=D=1dan jika C=0, maka keluaran Y akan bernilai 1 Jika A=B=C=D=1 maka keluaran Y akan bernilai 1

Contoh 18. Disain Rangkaian kendali digital menggunakan A1, A2, B1 dan B2 sebagai masukan, dimana keluaran akan HIGH (lampu LED hidup) dengan ketentuan sebagai berikut: ketika dua masukan yaitu A1A2 bernilai sama dan B1B0 bernilai tidak sama ketika dua masukan yaitu A1A2 bernilai tidak sama dan B1B0 bernilai sama. Solusi : Rangkaian kendali digital dapat diaplikasikan dengan menggunakan gerbang XOR