Materi 10 dari 12 · Stasiun 2
Logika digital: 0, 1, dan gerbang
Setelah materi ini, kamu bisa:
- Bisa menjelaskan 0 dan 1 sebagai rentang tegangan, bukan dua angka tegangan yang persis.
- Bisa membaca tabel kebenaran gerbang AND, OR, NOT, NAND, NOR, dan XOR.
- Bisa menjelaskan bagaimana transistor menjadi gerbang logika.
Sebaiknya sudah belajar:
Komputer hanya mengenal dua keadaan
Foto, lagu, dan pesan di HP-mu pada akhirnya disimpan dan diolah sebagai deretan 0 dan 1. Kenapa hanya dua? Karena dua keadaan paling mudah dibedakan dengan andal, bahkan saat ada gangguan.
Di materi Transistor sebagai saklar kamu melihat transistor sebagai saklar, mati atau nyala penuh. Dua keadaan itulah 0 dan 1.
0 dan 1 adalah rentang
Contoh untuk ESP32 yang bekerja di 3,3 V. Ketuk satu per satu.
- LOW = 0
- Tegangan di bawah sekitar 0,8 V (seperempat tegangan kerja) dibaca 0.
- HIGH = 1
- Tegangan di atas sekitar 2,5 V (tiga perempat tegangan kerja) dibaca 1.
- Daerah abu-abu
- Di antaranya, hasil pembacaan tidak dijamin. Rangkaian yang baik tidak membiarkan pin berada di sini terlalu lama.
Rentang yang lebar ini yang membuat digital tahan gangguan. 3,1 V dan 3,3 V sama-sama terbaca 1.
Tebak dulu
- Sebuah pin ESP32 menerima 1,6 V. Dibaca sebagai apa?
- Pasti 0
- Pasti 1
- Tidak bisa dipastikan
Jawaban
Tidak bisa dipastikan. 1,6 V ada di daerah abu-abu. Bisa terbaca 0 atau 1, dan bisa berubah-ubah. Itu yang terjadi pada pin yang mengambang (lihat Input digital: tombol dan pull-up).
Coba semua gerbang
Pilih gerbang, lalu ubah masukan A dan B. Isi tabel kebenarannya sampai lengkap. Kartu terbuka setelah kamu mencoba 12 kombinasi.
Simulasi interaktif tersedia saat JavaScript aktif.
AND butuh semua 1. OR cukup satu 1. NOT membalik. NAND dan NOR adalah AND dan OR yang dibalik. XOR menyala kalau masukannya berbeda. Dari NAND saja, semua gerbang lain bisa disusun.
Gerbang dari transistor
Ketuk satu per satu.
- NOT
- Satu transistor dan resistor. Masukan 1 membuat transistor nyala dan menarik keluaran ke 0. Masukan 0 membuat transistor mati dan resistor menarik keluaran ke 1.
- NAND
- Dua transistor seri sebagai pengganti satu. Keluaran 0 hanya kalau keduanya nyala, yaitu kalau A DAN B bernilai 1.
- Chip modern
- Mikrokontroler berisi jutaan sampai miliaran transistor yang membentuk gerbang, lalu penjumlah, memori, dan prosesor.
Cek pemahaman
- Alarm berbunyi kalau pintu terbuka DAN alarm aktif. Gerbang apa?
- AND
- OR
- XOR
Jawaban
AND. Keduanya harus benar sekaligus. AND.
- Kipas menyala kalau suhu tinggi ATAU tombol manual ditekan. Gerbang apa?
- AND
- OR
- NOT
Jawaban
OR. Cukup salah satu. OR. Di program, ini ditulis dengan || (lihat Kondisi dan perulangan).
- Keluaran NAND kalau A = 1 dan B = 1?
- 0
- 1
Jawaban
0. AND memberi 1, lalu dibalik menjadi 0.
Benar atau salah?
- "Digital berarti tegangannya selalu tepat 0 V atau tepat 3,3 V."
- Benar
- Salah
Jawaban
Salah. 0 dan 1 adalah rentang tegangan. Tegangan nyata selalu sedikit bergeser, dan rentang itulah yang membuat digital andal.
Selesai
- 0 dan 1 adalah rentang tegangan, dengan daerah abu-abu di tengah.
- Gerbang AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR dibaca dengan tabel kebenaran.
- Gerbang dibangun dari transistor sebagai saklar.
Pancingan
Jutaan gerbang yang disusun rapi, ditambah memori dan program, menjadi komputer kecil di satu chip. Itu Apa itu mikrokontroler.
Berikutnya
Referensi
- Espressif, ESP32 Series Datasheet, bagian karakteristik DC (VIL dan VIH).
- C. Petzold, Code, Microsoft Press (pengantar populer gerbang logika).
- Horowitz dan Hill, The Art of Electronics, edisi ke-3, bab logika digital.
Draf AI. Belum direview manusia. Ambang 0,25 × VDD dan 0,75 × VDD diambil dari lembar data ESP32, perlu dicek ke versi terbaru.
Kode materi k10 · versi 0.1 · 2026-10-06