Mendesain Kunci Kombinasi 4-Bit dengan Gerbang XOR & NOR

Mendesain Kunci Kombinasi 4-Bit dengan Gerbang XOR & NOR

Part & Bahan

• 4001 quad NOR gate (Radio Shack catalog # 276-2401)
• 4070 quad XOR gate (Radio Shack catalog # 900-6906)
• Dua, DIP switch delapan posisi (Radio Shack catalog # 275-1301)
• Dua dioda pemancar cahaya (Radio Shack catalog # 276-026 atau setara)
• Empat dioda switching 1N914 (Radio Shack catalog # 276-1122)
• Sepuluh resistor 10 kΩ
• Dua resistor 470 Ω
• Pushbutton switch, normally open (Radio Shack catalog # 275-1556)
• Dua baterai 6 volt

Perhatian: IC 4001 dan 4070 adalah CMOS dan sangat sensitif terhadap elektrostatik. Tangani dengan hati-hati.

Ringkasan Konsep

Eksperimen ini menunjukkan bagaimana gerbang XOR dapat berfungsi sebagai komparator bit dalam kunci kombinasi 4-bit sederhana. Dua rangkaian switch digunakan: satu menyimpan kode rahasia, yang lain memungkinkan pengguna memasukkan kode kandidat. Logika kunci membandingkan kedua kode; LED hijau menunjukkan kecocokan, sementara LED merah menunjukkan ketidakcocokan.

Dalam aplikasi nyata, rangkaian kode kunci akan disembunyikan dari pandangan dan dipisahkan secara fisik dari rangkaian entri data. Untuk tujuan pendidikan, rangkaian dapat dibangun pada satu breadboard menggunakan satu DIP switch delapan posisi yang dibagi menjadi dua paruh 4-bit.

Tujuan Pembelajaran

• Menggunakan gerbang XOR sebagai komparator bit.
• Membangun fungsi gerbang dasar dengan dioda dan resistor pull-up/down.
• Menerapkan gerbang NOR sebagai inverter yang dikontrol.

Diagram Skematik

Ilustrasi

Instruksi

Rangkaian menggunakan empat gerbang XOR untuk membandingkan setiap bit dari dua angka 4-bit yang dimasukkan melalui switch. Ketika tombol "Enter" ditekan, output XOR dirute melalui jaringan dioda yang berfungsi sebagai gerbang OR 4-input. Jika output XOR mana pun tinggi—menunjukkan ketidakcocokan—jaringan OR memicu gerbang NOR yang mengaktifkan LED merah "No go". Jika semua output XOR rendah, gerbang NOR memungkinkan LED hijau "Go" menyala.

Karena kode 4-bit hanya memiliki 16 kombinasi yang mungkin, kunci ini sederhana dan bersifat ilustratif. Dalam sistem keamanan praktis, output "No go" akan memicu alarm atau penangkal untuk mencegah upaya brute-force.

Saat membangun rangkaian, jaga rangkaian kode kunci tetap tersembunyi dari pengguna. Dalam setting pendidikan, dua switch DIP delapan posisi dapat ditempatkan pada breadboard terpisah, atau satu switch DIP delapan posisi dapat dibagi menjadi dua paruh 4-bit.

Catatan: Sebuah gerbang XOR mengeluarkan sinyal tinggi hanya ketika kedua inputnya berbeda. Jaringan dioda menggabungkan keempat output XOR menjadi satu tingkat logika yang dapat diproses oleh gerbang NOR. Output gerbang NOR dikondisikan oleh tombol push, memastikan LED hanya aktif saat pengguna secara tekan "Enter".

Untuk keamanan yang ditingkatkan dalam kunci nyata, pertimbangkan untuk menambahkan penalti untuk upaya salah berulang—seperti penundaan atau alarm yang dapat didengar—untuk mencegah serangan coba-coba.

Lembar Kerja Terkait

• CMOS Logic Gates Worksheet