Karnaugh Map (K-Map) dengan Excel

Karnaugh Map (K-Map) yang diperkenalkan oleh Maurice Karnaugh, merupakan tabel yang digunakan untuk menyelesaikan/menyederhanakan persamaan fungsi logika. Orang yang mempelajari teknik elektro, komputer, matematika dan sejenis biasanya sangat familiar dengan K-Map.

Situs/blog yang menjelaskan tentang K-Map cukup banyak ditelusuri di mesin pencarian misalnya di google jadi tulisan ini tidak akan membahas mulai dari awal. Terdapat pula situs interaktif, sehingga pengguna dapat memasukkan nilai variabel input dan menghasilkan output fungsi secara otomatis, bahkan untuk lebih dari 4 variabel. Excel kali ini adalah untuk membuat K-map dari suatu input dan mendapatkan penyederhanaan persamaan sesuai input.

Excel ini diperuntukkan sebagai media pembelajaran tentang fungsi logika. Input dari excel ini adalah 4 variabel (A,B,C,D) dan hasil outputnya merupakan penyederhanaan menggunakan metode SOP (Sum of Product). Berikut adalah petunjuk pengisiannya :

Isikan input pada sel H5:H20. Input yang dapat diberikan adalah ‘1’ untuk logik 1 atau ON, ‘0’ atau blank untuk logik 0 atau OFF, serta ‘x’ atau ‘X’ untuk don’t care. Tabel K-Map yang berada pada sel L9:S16 akan terisi otomatis mengikuti input dari sel H5:H20. Contoh pengisian dapat dilihat pada gambar berikut :

Sambil mengisikan input, dapat terlihat excel ini langsung menampilkan beberapa hasil/perubahan, antara lain :

pada sel L4 akan terlihat penulisan fungsi dalam notasi matematika, misal f(A,B,C,D) = Σ m(0,1,4,5,11,13) + d(7,9)

pada sel U8 akan muncul jawaban persamaan yang telah disederhanakan, misal A’B’D’ + A’C’D + A’BC

pada range L9:S16 yang merupakan tabel K-Map otomatis terisi berdasarkan input dan juga muncul kotak berwarna yang melingkari angka-angka bernilai 1 pada K-Map berdasarkan jawaban pada sel U8.

Dalam sebuah permasalahan dapat muncul lebih dari 1 jawaban, seperti misalnya f(A,B,C,D) = Σ m(0,1,2,5,6,7) memiliki 2 jawaban yang setara yaitu A’B’D’ + A’C’D + A’BC dan A’B’C’ + A’CD’ + A’BD untuk itu dapat dipilih jawaban yang ingin digambar pada K-Map dengan menggerakan spin button pada sel AJ8. Berikut tampilan untuk jawaban berbeda, bisa dibandingkan dengan gambar di sebelumnya di atas.

Bagaimana excel ini bisa dibuat? Bila diperhatikan di balik tab sheet ‘tampil’ terdapat 2 sheet tambahan, yaitu sheet ‘hitung’ dan ‘kombi’. Pada sheet ‘hitung’ digunakan algoritma Quine-McCluskey untuk mendapatkan Prime Implicant (untuk penjelasan algoritma QM dapat dilihat di bagian bawah).

Pada kondisi tertentu, tampilan K-Map ini cukup ramai namun kita ingin mengetahui sebuah implicant, misalnya manakah kotak dengan implicant A’C’ maka dapat diatur dengan me-highlight implicant yang diinginkan dengan mengatur nilai pada sel L19 seperti pada gambar di bawah.

Algoritma Quine-McCluskey

Algoritma Quine McCluskey merupakan metode untuk mencari prime implicant pada K-map, untuk lebih jelasnya dapat dicari di google atau banyak di youtube tutorialnya.  Sebagai pembelajaran, pada excel ditambahkan langkah demi langkah penerapan algoritma QM ini seperti pada gambar di bawah. Untuk elemen yang terdapat bintang berlatar merah yang merupakan prime implicant

Dari algoritma QM didapatkan prime implicant. Solusi yang optimal didapatkan dari kombinasi prime implicant ini. Sebenarnya ada metode yang dapat digunakan untuk mencari solusi yaitu menggunakan metode Petrick. Namun upaya ini sulit dilakukan di excel jika hanya mengandalkan formula/rumus saja, oleh karena itu pada excel ini langsung dijabarkan SEMUA kombinasi yang mungkin dari prime implicant yang ada. Lalu dicari yang paling optimal. Hasil dari pencarian ini memungkinkan untuk mendapatkan hasil solusi lebih dari 1 (satu). Penjabaran kombinasi ini dapat dilihat pada tab sheet ‘kombi’.

Yang juga tricky pada excel ini adalah menggambarkan gelembung (kotak) implicant di atas K-map secara langsung. Teknik yang digunakan adalah membuat chart X-Y di atas sel K-Map (sel L9:S16) yang telah diatur sedemikian rupa dengan mengambil data-data koordinat yang telah dihitung secara manual terlebih dahulu di sheet ‘kombi’ yaitu pada kolom

 

Excel ini bebas untuk dimodifikasi untuk keperluan apapun dan siapapun. Silakan memodifikasi dan unduh file kmap1.xlsx di tautan di bawah ini:

unduh file excel

Tinggalkan komentar

Situs ini menggunakan Akismet untuk mengurangi spam. Pelajari bagaimana data komentar Anda diproses.