Sistem Antarmuka Keluarga Logika / Logic Family - Ruang Pendidikan

Sistem Antarmuka Keluarga Logika / Logic Family

Sistem antarmuka dibuat dengan tujuan untuk menjamin dan memastikan bahwa sebuah keluaran logika 1 (tinggi) dari sebuah gerbang IC TTL ditanggapi dengan keadaan yang sama seperti sebuah keluaran 1 (tinggi) sebuah gerbang CMOS. Hal yang sama juga berlaku pada level logika 0 (rendah).
Selain itu harus memastikan bahwa gerbang pengendali dapat menjadi penguras atau sumber arus yang cukup untuk menemukan arus masukan yang dibutuhkan oleh gerbang yang akan dikendalikan.
Perancangan hubungan antarmuka adalah suatu metode untuk menghubungkan dua piranti digital, dalam hal ini IC yang berbeda teknologinya atau serinya. Pembuatan sistem antarmuka ini menjamin kemampuan piranti untuk masuk ke dalam kelompok rangkaian logika, dimana satu masukan pada gerbang  akan menggerakkan sistem yang lainnya.

Sebagai contoh dua gerbang TTL adalah hubungan bersama yang sederhana yang tidak memerlukan banyak komponen tambahan dan tidak menimbulkan masalah. 


Satu contoh lagi untuk gerbang CMOS diperlihatkan dalam Gambar 5.18. pada kedua contoh terlihat bahwa piranti tersebut dibuat dengan ketelitian yang tinggi untuk memudahkan dan memastikan hubungan antara sesama IC TTL dengan IC yang sejenis, yaitu sama-sama IC TTL dengan fungsi logika yang lain. Hal yang sama juga berlaku pada IC CMOS.
Antarmuka dua gerbang logika (a) antarmuka gerbang TTL, (b) antarmuka gerbang CMOS

Gambar 5.18. Antarmuka dua gerbang logika (a) antarmuka gerbang TTL, (b) antarmuka gerbang CMOS

Berikut merupakan penerapan antarmuka keluarga logika sederhana :

1. Antarmuka TTL dan CMOS dengan Saklar Elektronik

Salah satu cara yang paling umum dipakai dalam memasukkan informasi ke dalam sistem digital adalah dengan menggunakan saklar  elektronik atau papan ketik. Sebagai contoh penggunaan saklar pada jam tangan digital, tombol pada kalkulator, atau papan ketik dalam jumlah yang besar pada mikrokomputer. Pada bagian ini membahas beberapa metode dalam penggunaan saklar elektronik untuk memasukkan data ke dalam salah satu TTL atau rangkaian digital CMOS. Tiga saklar rangkaian antarmuka sederhana yang digambarkan pada Gambar 5.19 (a) akan menurunkan masukan pembalik TTL ke tingkat ground.  Gambar 5.19 (b) merupakan penyempurnaan dari rangkaian saklar pada Gambar 5.19 (a). hambatan sebesar 10 K untuk memastikan bahwa masukan ke pembalik TTL berubah menjadi tinggi ketika saklar terbuka. Hambatan 10K disebut hambatan pendorong (pull up hambatan). Ini digunakan untuk mengangkat tegangan masukan sampai +5V. Rangkaian pada Gambar 5.19 (a) dan (b) mengilustrasikan saklar rendah aktif. Ini disebut saklar rendah aktif karena masukan berubah menjadi rendah hanya ketika saklar diaktifkan.

Saklar antarmuka TTL. (a) saklar antarmuka sederhana rendah-aktif. (b) saklar antarmuka rendah aktif menggunakan hambatan pendorong

Gambar 5.19. Saklar antarmuka TTL. (a) saklar antarmuka sederhana rendah-aktif. (b) saklar antarmuka rendah aktif menggunakan hambatan pendorong

Ketika saklar masukan diaktifkan, tegangan sebesar +5V dihubungkan secara langsung dengan masukan pembalik TTL. Ketika saklar diputus (dibuka) masukan ditekan menjadi rendah oleh hambatan penurun (pull  down) yang ditunjukkan pada Gambar 5.20.    
saklar antarmuka TTL tinggi aktif menggunakan hambatan penurun

Gambar 5.20. Saklar antarmuka TTL tinggi aktif menggunakan hambatan penurun

Pada rangkaian pengantarmukaan CMOS, ditunjukkan pada Gambar 5.21 (a) Saklar masukan rendah aktif  dengan hambatan pendorong 100K mendorong tegangan ke +5V ketika saklar masukan terbuka dan (b) saklar tinggi aktif mengumpan CMOS pembalik. Hambatan penurun 100K memastikan bahwa masukan pembalik CMOS mendekati ground ketika saklar masukan terbuka. 
Saklar antarmuka CMOS (a) rendah  aktif menggunakan hambatan pendorong (b) tinggi aktif dengan hambatan penurun.

(a)                                                                                     (b)
Gambar 5.21. Saklar antarmuka CMOS (a) rendah  aktif menggunakan hambatan pendorong (b) tinggi aktif dengan hambatan penurun.

2. Antarmuka TTL dan CMOS dengan LED

IC digital dapat digunakan sebagai indikator keluaran yang dalam hal ini LED sangat cocok untuk digunakan karena beroperasi pada arus dan tekanan rendah. Arus maksimum yang diperlukan oleh LED sekitar 20 sampai 30 mA dengan tegangan yang dipakai sekitar 2 V. LED akan menyala suram hanya pada 1,7 V sampai 1,8 V dan 2 mA.

Pengantarmukaan CMOS seri 4000 terhadap lampu indikator LED sederhana sangat mudah. Tiga pemanfaatan desain indikator LED keluaran ditunjukkan pada Gambar 5.22 dan Gambar 5.23. Masing-masing rangkaian menggunakan transistor penggerak dan dapat dipakai denga CMOS atau TTL. LED pada Gambar 5.22 (a) akan menyala ketika keluaran pembalik bergerak tinggi. LED pada Gambar 5.22 (b) menyala apabila keluaran pembalik rendah. 

LED pengantarmukaan dengan pengedali hambatan (a) keluaran tinggi aktif menggunakan transistor NPN, (b) keluaran rendah aktif menggunakan pengendali transistor PNP.

Gambar 5.22. LED pengantarmukaan dengan pengedali hambatan (a) keluaran tinggi aktif menggunakan transistor NPN, (b) keluaran rendah aktif menggunakan pengendali transistor PNP.

Rangkaian indikator pada Gambar 5.22 (a) dan (b) digabungkan pada Gambar 5.23. Lampu LED 1 (D3) akan menyala apabila keluaran pembalik tinggi. Selama waktu tersebut LED 2 (D4) akan mati. Apabila keluaran pembalik bergerak ke rendah, transistor Q3 berubah mati, sedangkan Q4 berubah menjadi hidup. Lampu LED 2 akan menyala apabila keluaran pembalik rendah.  


LED pengantarmukaan dengan pengedali hambatan, rangkaian indikator tinggi-rendah.

Gambar 5.23. LED pengantarmukaan dengan pengedali hambatan, rangkaian indikator tinggi-rendah. 

3. Antarmuka TTL dan CMOS dengan relay dan motor.

Objek pada beberapa sistem elektromekanika adalah mengontrol keluaran dari komponen sederhana. Komponen tersebut mungkin sesederhana lampu, motor listrik dan lain-lain. Logika rangkaian tegangan tinggi yang ditunjukkan pada Gambar 5.24 menunjukkan TTL atau pembalik CMOS yang harus diantarmuka dengan relay. Apabila keluaran pembalik tinggi, transistor diubah ke on, dan relay diaktifkan. Apabila diaktifkan, kontak terbuka normal (NO) dan relay tertutup. Apabila keluaran pembalik pada Gambar 5.24 rendah, transistor menghentikan penghantaran dan relay tidak aktif akan ke posisi menutup normal (NC). Dioda pengapit melalui gulungan relay menghentikan terobosan tegangan yang mungkin diinduksi oleh sistem. 

TTL atau CMOS diantarmukakan dengan relay menggunakan pengendali rangkaian transistor

Gambar 5.24. TTL atau CMOS diantarmukakan dengan relay menggunakan pengendali rangkaian transistor

Rangkaian Gambar 5.25 menggunakan relay untuk mengisolasi motor listik dari komponen logika. Motor listrik menghasilkan gerak putaran. Perhatikan bahwa rangkaian logika dan motor DC mempunyai catu daya berpisah. Apabila keluaran pembalik tinggi, transistor diubah ke hidup dan kontak NO relay ditutup. Motor DC beroperasi. Apabila keluaran pembalik rendah, transistor menghentikan penghantaran dan kontak relay membuka kembali posisi NC-nya. Ini membuat motor menjadi mati. 
TTL atau CMOS diantarmukakan dengan sebuah motor listrik
Gambar 5.25. TTL atau CMOS diantarmukakan dengan sebuah motor listrik 

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel