Tombol Rahasia dengan Gerbang AND

Tombol Rahasia merupakan sebuah cara agar sebuah peralatan hanya bisa diaktifkan jika tombol-tombol yang disediakan ditekan pada urutan yang tepat. Kita akan menggunakan gerbang AND untuk membuat peralatan yang bekerja seperti ini.

Simbol dan tabel kebenaran gerbang And

Gerbang And adalah rangkaian elektronik yang memiliki masukan minimal 2 buah dan sebuah keluaran. Keluaran dari gerban ini hanya akan bernilai 1 jika semua masukannya bernilai 1. Jika satu saja dari masukannya bernilai 0, maka keluarannya pasti akan 0 walaupun seluruh masukan lainnya 1.
0 dan 1 pada rangkaian logika diterjemahkan sebagai berikut. 0 adalah tegangan yang lebih dekat ke 0V (tidak harus 0V). Sedangkan 1 adalah tegangan yang lebih dekat ke tegangan catu (tidak harus sama dengan tegangan catu). Ada batasan-batasan seberapa tinggi tegangan akan dianggap 0 dan seberapa rendah tegangan akan dianggap sebagai 1. Disamping itu, tegangan catu yang boleh digunakan juga ada batasannya. Untuk keluarga TTL, kita hanya boleh menggunakan tegangan 5V. Sedangkan untuk CMOS, maka tegangan yang boleh digunakan memiliki rentang yang luas.
Dengan sifat gerbang And dimana keluaran akan bernilai 1 hanya jika semua masukannya bernilai 1, kita bisa menyusun gerbang And untuk membentuk rangkain tombol rahasia seperti berikut:

Tombol rahasia dengan gerbang And

C1 akan memastikan bahwa pada saat pertama kali rangkaian dinyalakan, sebuah masukan dari U1A bernilai 0 karena tertarik ke ground. Dengan demikian, keluaran dari u1A juga pasti 0. Dengan adanya umpan balik menggunakan R2 10K, maka masukan yang lain dari u1A juga akan bernilai 0. Dengan demikian, walaupun setelah beberapa saat kemudian C1 akan berisi muatan yang menyebabkan masukan U1A yang terhubung ke C1 menjadi bernilai 1, karena masukan yang lain masih bernilai 0, maka keluaran U1A juga akan tetap 0.
Keluaran dari U1A dihubungkan sebagai masukan dari U1B. Jika keluaran U1A masih bernilai 0, maka keluaran dari U1B akan dipertahankan untuk tetap 0. Demikian juga dengan U1C dan U1D.
Jika kita menekan tombol S2, maka semua masukan U1A bernilai 1. Dan dari umpan balik R2, maka keadaan ini akan tetap dipertahankan walaupun tombol S2 telah dilepaskan kembali.
Keluaran U1B masih tetap 0. Akan tetapi jika kita menekan tombol S3, maka saat ini U1B telah memungkinkan untuk keluarannya menjadi 1. Kejadian seperti ini juga berlaku untuk U1C dan U1D. Dengan demikian, agar keluaran U1D bisa menjadi 1, maka kita harus menekan tombol secara urut dari S2, S3, S4, kemudian S5.
Keluaran dari U1D digunakan untuk mengaktifkan relay menggunakan sebuah transistor NPN. Jika keluaran dari U1D rendah (0), maka transistor akan OFF dan relay tidak aktif. Jika U1D tinggi (1), maka transistor akan ON dan relay aktif.
Untuk mereset keadaan ke keadaan awal, tekanlah tombol S1. Jika tombol S1 ditekan, maka salah satu masukan dari U1A akan bernilai 0. Dengan demikian keluarannya akan menjadi 0. Keadaan ini akan terkunci dengan adanya umpan balik R2. Kembalinya keluaran U1A menjadi 0 menyebabkan keluaran U1B juga 0. Demikian seterusnya hingga keluaran U1D.
Contoh rangkaian diatas bukan merupakan rancangan rangkaian tombol rahasia yang baik. Sebenarnya kita tidak harus menekan tombol secara berurutan dari S2 hingga S4. Kita cukup menekan keempat tombol tersebut secara bersamaan atau secara bergantian dengan menekannya berulang-ulang dengan menghindari menekan tombol S1. Kabar baiknya adalah bahwa kita bisa memasang tombol-tombol tersebut secara acak dan tidak ada yang tahu tombol mana yang merupakan tombol S1 selain kita.
Walaupun rancangan tombol rahasia ini bukan rancangan yang baik, tapi rancangan ini akan bisa memberikan gambaran yang baik untuk mengerti bagaimana kita memanfaatkan gerbang And.
Dan yang harus diingat, gerbang And yang digunakan harus merupakan CMOS Salah satu contohnya adalah 4081.