Teknik Digital

download Teknik Digital

of 106

  • date post

    09-Aug-2015
  • Category

    Documents

  • view

    66
  • download

    1

Embed Size (px)

Transcript of Teknik Digital

Catatan bebas mengenai :

TEKNIK DIGITAL

By : Budic Utom

Jika anda suka dengan catatan bebas versi NISG ini jangan lupa kunjungi kami di : http://nisguru.blogspot.com

Pengertian Dasar1. Besaran Analog dan DigitalPengertian Analog dan Digital berasal dari teknik hitungan yang akhirnya banyak digunakan pada bidang elektronik khususnya untuk pengukuruan besaran elektronik. 1.1. Besaran Analog Untuk menyatakan besaran analog kita membutuhkan besaran persamaan (analogi), misal pada hitungan analog menunjukan bilangan 1 maka pada besaran tegangan menyatakan 1 volt, untuk bilangan 2 menyatakan tegangan 2 volt, untuk bilangan 4 menyatakan tegangan 4 volt dan untuk bilangan 15,75 menyatakan 15,75 volt dan seterusnya. Pada contoh diatas antara besar bilangan dan besar tegangan yang dinyatakan adalah mempunyai nilai kesepadanan, perubahan nilai bilangan baik naik maupun turun akan selalu menunjukan nilai yang sepadan dengan tegangan. Ketepatan penunjukan besaran analog adalah tergantung pada pengukuran besaran analog, pada umumnya ketepatan pengukuran tegangan + 1% dan juga tergantung pada suhu saat itu. Penunjukan skala pengukuran pada analog dapat berupa skala penggaris lurus, skala lingkar (jam), bar chart atau grafik lengkung.

a. Skala analog pada alat ukur elektronik

b. Grafik analog untuk arus listrik

c. Skala analog untuk pengukuran panjang Gambar 1. Pengukuran besaran analog.

1.2. Besaran Digital Untuk menyatakan besaran digital kita gunakan angka-angka, kata digital berasal dari kata digitus yang artinya menghitung pakai jari. Mesin penghitung digital yang sudah lama dikenal adalah simpoa dan saat ini dapat kita lihat kalkulator elektronik, komputer dan alat-alat ukur dengan penampilan data berupa angka-angka. Besaran digital dapat dinyatakan dengan impul (pulsa), misal bilangan 3 dinyatakan dengan 3 pulsa, bilangan 48 dinyatakan dengan 48 pulsa. Volt

5

0 1

T/ms Gambar 2 Perjalanan signal digital.

Tampilan nilai besaran tertentu dalam bentuk angka-angka dikenal juga dengan nama tamplian digital, biasanya digunakan pada alat-alat ukur listrik dan elektronik.

a. Tampilan Digital pada sebuah mesin c. Alat ukur Digital

b. Tampilan Digital pada LCD Gambar 3 Tampilan digital. Dengan tampilan digital kita akan sangat mudah menentukan suatu besaran karena dapat langsung dibaca dalam bentuk angka (penunjukan lebih pasti), sedangkan pada tampilan analog kita harus membuat interpretasi lebih dahulu (cenderung pada harga perkiraan)

1.3. Binari dan Kondisi Logika Besaran digital biasa dikenal juga dengan istilah binary yang memiliki 2 (dua) kondisi yaitu on dan off, 1(satu) atau 0(nol). Kondisi logika signal digital dinyatakan dengan besar tegangan, besar tegangan tersebut tergantung dari peralatan yang digunakan Transistor-Transistor-Logic (TTL) menggunakan tegangan 5 volt, CMOS menggunakan tegangan sampai 12 volt untuk menyatakan logika 1(satu) dan 0 volt untuk menyatakan logika 0(nol). volt

5

0 Kondisi ini identik dengan: pintu tertutup transistor on dioda on lampu nyala

T/ms Gambar 4 Kondisi signal digital. pintu terbuka transistor off dioda off lampu padam

Pada teknik digital elektronik umumnya menggunakan beberapa alternatif tegangan untuk menyatakan logika 1(satu) atau 0(nol), sebagi berikut: + 2 Volt + 5 Volt + 5 Volt + 12 Volt 0 Volt 0 Volt (Gnd) 0 Volt (Gnd) - 5 Volt 0 Volt - 12 Volt

Kondisi tegangan biner dberikan toleransi, misal untuk logika 1 tegangan antara 4 sampai 5,5 volt dan untuk logika 0 antara 0 volt sampai 0,8 volt. Volt 5,5 4,5

High

0,8

Low T/ms Gambar 5 Toleransi tegangan pada binari.

1.4. Sistem Digital dan Analog Sistem digital biasanya merupakan kombinasi peralatan elektris, mekanik, photoelektris dll. yang membentuk dan menampikan fungsi tertentu yang besarannya menampikan besaran digital. Dalam sistem analog besaran phisik secara prinsip sama dengan sistem analog yang ada di alam ini, banyak sistem dalam prakteknya campuran (hybrid), yaitu keduanya ada didalamnya dan terjadi konversi di dalamnya antara kedua besaran tersebut. Beberapa peralatan digital yang banyak ditemui adalah komputer digital, kalkulator, voltmeter digital dan kontrol mesin numerik pada sistem ini perubahan besaran elektris dan mekanik dalam bentuk diskrit. Untuk sistem analog dapat ditemui pada analog komputer, sistem radio amatir, perekam suara pada sistem ini besaran berabah secara terus menerus. Berikut merupakan gambaran secara blok suatu sistem digital/analog dimana setiap blok mempunyai fungsi masing-masing yang satu dengan lainnya dapat saling dikomunikasikan. Process Variable (analog)

Measuring device (analog)

Analog/Digital Conversion (digital)

Central Processor (digital) Adjusts Process Variable

Digital/Analog Conversion

(analog)

Controller

Gambar 6 Blok sistem digital/analog. Pada blok diagram input proses merupakan variabel dalam besaran analog kemudian diukur masih merupakan besar analog, masuk ke dalam blok pengubah analog ke digital sebelum ke central processor output dari processor berupa besaran digital, sebelum digunakan untuk controller diubah terlebih dahulu ke dalam analog. Dengan demikian terlihat bahwa dalam sebuah sistem terdapat dua macam besaran analog dan digital yang selalu dikonversi berdasarkan fungsi dan kegunaannya.

2. Sistem Bilangan Biner2.1. Struktur Bilangan Biner Bilangan biner adalah system bilangan yang berbasis 2, artinya hanya mengenal angka 0 dan 1. Hal ini berbeda dengan bilangan desimal yang merupakan bilangan berbasis 10 dan menggunakan angka 0 sampai 9 untuk menyatakan besar nilai bilangannya. Sebagai pembanding kita lihat struktur bilangan desimal berikut: Ribuan 10 4 4x103 40003

Ratusan 10 5 + 5x102 + 5002

Puluhan 10 2 + 2x101 + 201

Satuan 100 1 + 1x100 + 1

Untuk bilangan biner berlaku hukum yang sama: 16 24

8 23

4 22

2 21

1 23 0

1

0

1

1

1x16 16

+ 0x8 + 0

+ 1x4 + 4

+ 1x2 + 2

+ 0x1 + 0

Berikut merupakan daftar persamaan nilai biner dan desimal:Desimal 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 Biner 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0

2.2. Konversi Bilangan Biner ke Desimal Untuk mengkonversi bilangan biner ke desimal adalah sangat mudah, yaitu seperti yang kita lakukan pada struktur bilangan biner diatas. Setiap tingkatan harga bilangan biner 1 atau 0 dikalikan dengan pengali dan dijumlahkan, maka akan didapatkan harga desimalnya. Berikut merupakan contoh konversi bilangan biner 11110 ke desimal ternyata didapatkan hasil 30.

16 24 1

8 23 1

4 22 1

2 21 1

1 23 0

Pengali Tingkatan Bilangan

1x16

+ 1x8

+ 1x4

+

1x2

+ 0x1 = 30 desimal

Tingkatan dalam biner menunjukan besar pengali dalam konversi dan dituliskan sebagai berikut: Bilangan biner x 20 Bilangan biner x 2 Bilangan biner x 2 Bilangan biner x 2 Bilangan biner x 2 Bilangan biner x 2 Bilangan biner x 21 2

= Bilangan Biner x 1 = Bilangan Biner x 2 = Bilangan Biner x 4 = Bilangan Biner x 8 = Bilangan Biner x 16 = Bilangan Biner x 32 = Bilangan Biner x 64 = Bilangan Biner x 128 = Bilangan Biner x 256 = Bilangan Biner x 512 dst.

Bilangan biner x 234 5

Bilangan biner x 267 8

Bilangan biner x 29

2.3. Konversi Bilangan Desimal ke Biner Kebalikan dari cara diatas untuk konversi dari desimal ke biner kita lakukan dengan cara mengurangkan bilangan desimal dengan tingkatan bilangan biner bila mencukupi maka pada tingkatan tersebut diperoleh harga 1 dan bila tidak diperoleh harga 0. Kemudian sisa dikurangi lagi dengan tingkatan bilangan biner dibawahnya bila mencukupi maka pada tingkatan tersebut diperoleh harga 1 dan bila tidak diperoleh harga 0, demikian seterusnya sampai pengurangan dengan tingkatan paling bawah.

Berikut contoh konversi desimal ke biner: Desimal Bil 10 15 23 31 24

Biner 23

22 4 1 0 1

21 2 1 1 1

20 1 1 1 1

16 0 1 1

8 1 0 1

15 8 = 7 74=3 32=1 11=0 23 16 = 7 7 8= 7 4=3 3 2=1 1 1=0 31 16 = 15 15 8 = 7 74=3 32=1 11=0

1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 hasil konversi adalah 111112 hasil konversi adalah 101112 hasil konversi adalah 11112

2.4. Koma Pada Bilangan Biner Untuk menuliskan koma dalam bilangan biner, angka pertama disebelah kanan tanda koma bernilai 2 -1 selanjutnya 2 2, 2 3, 2 4 dan seterusnya. Desimal Bil 10 4,25 11,5625 22,6875 1 1 0 24 16 23 8 22 4 1 0 1 21 2 0 1 1 Biner 20 1 0 1 0 2-1 0,5 0 1 1 2-2 0,25 1 0 0 0 1 1 1 2-3 0,125 2-4 0,0625

22,6875 16 6,6875 8 6,6875 4 2,6875 2 0,6875 1 0,6875 0,5 0,1875 0,25 0,1875 0,125 0,0625 0,0625

= 6,6875 = ---= 2,6875 = 0,6875 = ---= 0,1875 = ---= 0,0625 =0

1 0 1 1 0 1 0 1 1 Hasil konversi 10110,1011

2.5. Penjulahan Bilangan Biner Bilangan biner juga dapat dijumlahkan sebagaimana dapat kita lakukan untuk bilangan desimal, adapun aturan penjumlahan bilangan biner sebagai berikut: 0 0 1 1 1 + + 0 + 1 + 0 + 1 1 + = 0 = 1 = 1 = 10 1 = 11

Apabila dalam penjumlahan biner terdapat bawaan (carry), maka akan dijumlah dengan tingkatan diatasnya, lihat contoh berikut: 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 bawaan (carry) bilangan pertama (11) bilangan kedua (19) hasil penjumlahan

2.6. Pengurangan Bilangan Biner Pengurangan biner pada prinsipnya hampir sama dengan penjumlahan biner, bila pengurang lebih besar dari bilangan yang dikurangi maka perlu adanya pinjaman (borrow). Aturan dalam pengurangan bilangan biner adalah sebagai berikut: 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 - 0 - 0 - 1 = 0 = 1 = 0 pinjaman (borrow) bilangan pertama (23) bilangan kedua (21) hasil pengurangan

Berik