1.1

BAB 1

PE�GA�TAR SISTEM DIGITAL

1.1 Pendahuluan

Pada bab ini akan diuaraikan defenisi-defenisi dasar teknik digital yang

akan didapati pada keseluruhan bab, kemudian dijelaskan bentuk-bentuk sinyal

(Analog dan Digital), interpretasi nilai logika dalam berbagai bentuk, dan

diuraikan juga kelebihan dan kekurangan teknik digital serta contoh aplikasi

teknik digital.

1.2 Penyajian

1.2.1 Defenisi-defenisi

Beberapa defenisi yang sering dipakai dalam teknik digital, antara lain :

Bit, adalah singkatan dari binary digit (digit biner), adalah satuan yang

menunjukkan jumlah atau data keluaran dari suatu sistem digital. Misalnya Kanter

4-bit, artinya kanter yang mempunyai 4 keluaran, Register 8 bit (register yang

terdiri dari 8 keluaran).

Byte, adalah sederan data yang panjangnya 8-bit

Digital, adalah sistem elektronika yang bekerja berbasis bilangan biner

Digit, adalah menunjukan jumlah angka dalam sistem bilangan, misalnya sistem

bilangan desimal menggunakan 10 digit (0 sampai 9).

Data, adalah nama, bilangan, dan informasi lain yang diperlukan untuk

memecahkan suatu persoalan.

Display, adalah sistem tampilan suatu besaran, baik analog maupun digital.

Gambar 1.1. Adalah contoh komponen tampilan yaitu panel meter (analog) dan

seven-segment (digital).

1.2

Gambar 1.1 Display Analog dan Digital

Gerbang, adalah simbol-simbol berupa gambar yang dipakai dalam rangkian

logika

Input, adalah masukan komponen elektronika atau peralatan elektronika.

Kata (Wort), adalah gabungan beberapa byte

�ible, adalah sederetan data yang panjangnya 4-bit, sering juga disebut setengah

byte.

Output, adalah keluaran komponen elektronika atau peralatan elektronika.

Program, adalah sekumpulan instruksi, yang apabila dieksekusi akan

menghasilkan suatu fungsi.

Rangkaian Logika, adalah rangkaian dari suatu fungsi yang diberikan dalam

bentuk simbol logika.

Sistem Bilangan, adalah bilangan yang dipakai untuk semua perhitungan (biner,

oktal, desimal, heksadesimal)

Tabel benaran, tabel yang menunjukkan masukan dan keluaran yang berlaku

untuk sebuah rangkaian logika.

1.2.2 Bentuk-Bentuk Sinyal

Sinyal Analog

Sinya analog bisa berbentuk teagangan, arus atau gerakan suatu alat ukur

yang menunjukkan suatu nilai. Semua sinyal ini adalah memberikan suatu nilai

yang bersifat kontiniu. Gambar 1.2 memperlihatkan hubungan antara tegangan

dan waktu.

1.3

Gambar 1.2 Sinyal analog berupa tegangan terhadap waktu

Sinyal Digital

Sinyal digital adalah sinyal diskrit atau tidak kontiniu. Untuk menjelaskan

hal ini, mari kita lihat cara kerja Jam Digital yang memakai tampilan desimal

untuk merepresentasikan besaran waktu dalam jam, menit, bahkan detik. Seperti

kita ketahui bahwa waktu sepanjang hari adalah berubah secara kontiniu, tetapi

jam digital tidak membaca secara kontiniu, melainkan pada setiap menit (atau per

detik). Dengan kata lain representasi dari waktu sepanjang hari berubah secara

step by step, dibandingkan dengan jam analog yang menunjukkan perubahan

secara kontiniu (semua nilai dibaca) dan nilainya dibaca lewat skala yang

diberikan pada tampilan. Gambar 1.3 adalah diagram dari nilai tegangan digital

terhadap waktu.

Perbedaan utama antara sinyal analog dan digital secara sederhana dapat

diberikan dengan pernyataan di bawah ini :

Analog = kontiniu

Digital = discrete (step by step)

1.4

Gambar 1.3 Nilai tegangan digital terhadap waktu.

1.2.2 Interpretasi �ilai Logika

Dalam sistem digital imformasi diolah dalam bentuk biner, sedangkan

nilai bilangan biner yang berupa 1 dan 0 dapat dinyatakan dalam berbagai bentuk,

seperti yang diberikan pada Tabel 1.1.

Tabel 1.1 Representasi nilai biner

Biner “1” Biner “0”

Ada tegangan Tidak ada tegangan

Hidup Mati

Datang Tidak datang

ON OFF

Saklar tertutup Saklar terbuka

Dalam sistem digital, nilai tegangan untuk kedua logika tersebut berbeda untuk

setiap rumpun gerbang. Untuk rumpun TTL (transistor-transistor logic) logika

“1” setara dengan (2–5)Volt, dan untuk logika “0” setara dengan (0–0,8)Volt .

Untuk rumpun CMOS (complement mos), logika “1” setara dengan (10–15)Volt,

1.5

dan untuk logika “0” setara dengan (0–0,1)Volt. Karakteristik rumpun TTL

diberikan pada Gambar 1.4.

Gambar 1.4 Susunan nilai biner dalam bentuk tegangan

Karakteristik logika

VCC Tegangan catu

VOH Tegangan keluaran tinggi maksimum

VOL Tegangan keluaran rendah maksimum

VIH Tegangan input tinggi maksimum

VIL Tegangan input rendah maksimum

1.2.3 Kelebihan dan Kekurangan Teknik Digital

Kelebihan

a. Rangakaiannya lebih mudah dirancang.

b. Akuranya lebih tinggi.

c. Dapat diprogram, sistem Analog juga dapat diprogram tetapi variasi dan

kompleksitasnya terbatas

d. Rangkaian Digital lebih tahan terhadap gangguan ( noise).

e. Lebih banyak rangkaian digital dipabrikasi dalam satu kemasan (IC chips).

f. Pada alat ukur, lebih mudah dibaca (langsung dalam angka)

1.6

g. Dalam sistem digital, nilai pasti dari suatu besaran tegangan tidak penting,

3.6V dapat berarti sama dengan 4.3V untuk logika 1. Dalam sistem analog

besaran adalah mutlak dan penting.

Kekurangan

a. Secara ekonomi sistem digital relatif mahal dibanding dengan sistem analog

b. belum bisa real time dalam aplikasinya.

Dalam aplikasinya, untuk memanfaatkan kelebihan sistem digital pada suatu

aplikasi dengan input analog and output analog, ditempu 3 langkah, yaitu :

a. Konversi sinyal input analog ke bentuk digital (ADC)

b. Proses (operasi) informasi secara digital.

c. Konversi kembali bentuk sinyal digital ke bentuk sinyal anolog (DAC)

Gambar 1.5 memperlihatkan diagram blok sistem kerja kontrol temperature yang

memakai ADC dan DAC untuk pemakaian teknik proses secara digital.

Gambar 1.5 Digram blok kontroler temperatur

Suhu atau temperatur dideteksi oleh sensor (Measuring Device), yang hasilnya

yang masih berupa analog dirobah menjadi digital oleh ADC. Hasil pengubahan

kemudian diproses secara digital. Setelah diproses, kemudian sinyal tersebut

dikembalikan ke bentuk Analog melalui DAC. Hasil terakhir yang sudah berupa

sinyal analog kemudian diatur dengan kontroler sesuai dengan kebutuhan.

1.7

1.3 Penutup

1.3.1 Kesimpulan

Sistem digital adalah sistem yang bekerja dengan bilangan biner, dengan

kualitas yang lebih baik daripada sistem analog. Aplikasi sistem digital pada

berbagai bidang kehidupan sudah lebih luas dibanding sistem analog

1.3.2 Soal-soal

1. Jelaskan secara singkat perbedaan antara sinyal analog dan sinyal digital

Petunjuk : Untuk soal �o.2 sampai 7, Pilih jawaban yang dianggab benar.

2. Apa ciri utama teknik digital

a. Bilangannya adalah biner

b. Nilai logika “1” adalah 1-5V

c. Nilai logika “0” adalah 0,8-1V

d. Semua benar

3. Tentukan salah satu dari besaran di bawah ini yang merupakan besaran digital

a. 10 Position saklar.

b. Meter arus

c. Temperatur.

d. Volume radio.

4. Yang mana dari pernyataan berikut yang bukan keuntungan teknik digital?

a. Sistem digital lebih mudah dirancang.

b. Akurasi dan keandalannya lebih baik.

c. Rangkaian digital lebih tahan terhadap gangguan

d. Sistem digital relative mahal.

1.8

5. Barapa nilai desimal terbesar yang dapat direpresentasikan dengan sistem biner

8 bit?

a.128

b.255.

c.256

d.1024.

6. Sebutkan yang mana dari besaran tegangan di bawah ini yang diperbolehkan

untuk logika 1 dalam rumpum TTL :

a.0- 0,8V

b.1-5V

c.0-5V

d.3,6V

e.Semua salah

7. Sebutkan yang mana dari besaran tegangan di bawah ini yang diperbolehkan

untuk logika 0 dalam rumpum TTL :

a.0- 0,8V

b.0,01- 1

c.0 - 5V

d.1-2V

e.Semua salah

----