Pertemuan 5 - Konsep Dasar Digital

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

Minggu 5
Sistem Digital
KONSEP DASAR DIGITAL
M. Gilvy Langgawan Putra.,S.Kom.,M.MT
INFORMATIKA
INSTITUT TEKNOLOGI KALIMANTAN
Sistem Digital
Pokok Bahasan
Representasi Bentuk Digital dan Analog
Bentuk Sinyal Digital
Transmisi Serial dan Paralel
Gerbang Logika Dasar
Tabel Kebenaran
Analisa Per-waktu-an
Sistem Digital
Representasi Bentuk Digital dan Analog
Sistem Digital
Representasi Bentuk Digital dan Analog
Pada saat ini digital sudah menjadi bagian dari kehidupan kita sehari-hari.
Yang mana sirkuit digital dan digital teknik telah menjadi pembahasan yang sangat luas disemua area kehidupan.
Contohnya computer, automasi, robot, teknologi kedokteran, transportasi, telekomunikasi, hiburan, penjelajahan luar angkasa.
Sistem Digital
Representasi Numerik
Pendekatan analog dan digital yaitu pendekatan numeric.
Didalam ilmu pengetahuan, teknologi bisnis dan di semua bidang pekerjaan, kita sudah mengetahui dengan quantities.
Quantitites itu terukur, terpantau, terekam, dimanupulasi secara aritmatika, teramati, ataupun digunakan di hamper semua system fisik.
Sistem Digital
Representasi Analog
Representasi analog merupakan sebuah quantity yang ditunjukkan sebagai sebuah variable yang berjalan secara kontinu.
Besaran analog biasanya dinyatakan dalam satuan tegangan, arus atau gerakan meter yang proporsional dengan nilai dari besaran itu sendiri.
Sistem Digital
Contoh Representasi Analog
Speedometer automobile : pada mobil klasik tahun 1960 dan 1970. 
Sistem Digital
Contoh Representasi Analog
Jarum pada speedometer (The Deflection of Needle) bekerja sejalan dengan kecepatan mobil juga mengikuti setiap perubahan jika mobil melaju dan melambat.
Menariknya dengan perkembangan dunia digital speedometer analog lebih disukai para pecinta paramobil klasik.
Sistem Digital
Contoh Representasi Analog
Thermometers : sebelum revolusi digital penggunaan system analog untuk mengukur temperature masih banyak digunakan sampai sekarang.
Merkuri (raksa) thermometer menggunakan sebuah cairan merkuri (Raksa) untuk mengukur tingkat panas. 
Namun pada perkembangannya thermometer tersebut saat ini sudah banyak ditinggalkan, dikarenakan alasan lingkungan.
Sistem Digital
Contoh Representasi Analog
Dari kedua contoh quantities physical (speed dan temperatur) digabungkan ke indicator dengan cara murni mekanik (analog).
Dalam system analog listrik jumlah fisik yang diukur atau diproses untuk dikonversi menjadi tegangan atau sinyal listrik.
Arus listrik tersebut kemudian digunakan oleh system untuk display, processing, dan controlling puposes.
Sistem Digital
Contoh Representasi Analog
Contoh analog dan kombinasi dengan listrik yaitu sound, bisa disebut dengan lectrical analog signal.
Microphone sebagai alat yang mengenerates sebuah output voltage ke amplitude dari gelombang suara.
Contoh analog yang disebutkan tadi memiliki karakteristik penting yaitu dapat bervariasi pada rentang nilai yang berkesinambunga.
Kecepatan automobile bisa mencapai kecepatan antara 0 dan 100 mph. 
Output dari microphone mungkin mempunyai nilai diantara range 0- 10 mV.
Sistem Digital
Representasi Digital
Digital Representation yang mana quantitie nya di artikan tidak sebagai indicator variable kontinyu tapi di sebut sebagai simbol digital.
Contohnya mengacu kepada jam digital, yang mana menyediakan waktu dalam format digit decimal, dalam bentuk jam dan menit (bisa juga detik).
Telah kita ketahui, waktu berubah secara kontinyu, tetapi sinyal digital tidak baca secara kontinyu. Melainkan berubah dalam langkah satu per menit (atau per detik)
Sistem Digital
Representasi Digital
Dengan kata lain digital representation disebut dengan diskrit.
Karena diskrit system digital tidak ada istilah ambigu ketika dinalai digital dibaca. 
Sedangkan, nilai dari analog biasanya terbuka untuk di interpretasikan berbeda.
Contohnya saat hasil jam digital bahwa waktunya tepat, sedangkan termometeter hasilnya bisa di antara 2 nilai.
Sistem Digital
Digital Sistem
Digital Sistem merupakan sebuah kombinasi dari beberapa alat, yang di desain untuk memanipulasi infomasi logic atau physical quantities, yang itu di reprsentasikan didalam digital form. 
Yang mana quantities hanya bisa mengambil nilai diskrit.
Alatnya biasanya berupa elektronik, tapi bisa juga alat mesin, magnetic, atau pneumatic. 
Beberapa dri peralatan tersebut system digital lebih femiliat dengan digital computer dan kalkulator, audio digital, system telepon maupun system digital terbesar didunia.
Sistem Digital
Analog Sistem
Sistem analog mencangkup alat yang memanipulasi physical quantities yang merepresentasikan didalam analog form.
Sistem analog, quantities bisa nilainya lebih bervariasi.
Contohnya, amplitude dari sebuah output sinyal yaitu speaker didalam sebuah radio receiver bisa memilki beberapa nilai antara 0 sampau unlimit atau maksimum limit.
Sistem Digital
Digital Sistem
Digital Sistem merupakan sebuah kombinasi dari beberapa alat, yang di desain untuk memanipulasi infomasi logic atau physical quantities, yang itu di reprsentasikan didalam digital form. 
Yang mana quantities hanya bisa mengambil nilai diskrit.
Alatnya biasanya berupa elektronik, tapi bisa juga alat mesin, magnetic, atau pneumatic. 
Beberapa dri peralatan tersebut system digital lebih femiliat dengan digital computer dan kalkulator, audio digital, system telepon maupun system digital terbesar didunia.
Sistem Digital
Sinyal Digital
Sistem Digital
Keunggulan Digital Sistem
Secara Umum system digital lebih mudah di desain. sirkuit yang digunakan dalam system digital adalah switching circuit, yang mana nilai voltasenya tidak terlalu penting, hanya diantara high atau low.
Dalam hal Penyimpanan informasi mudah, penyimpanan tersebut dilakukan oleh sirkuit khusus yang dapat mengunci data digital dan melpasnya jika diperlukan.
Sistem Digital
Keunggulan Digital Sistem
Akurasi dan Ketepatan lebih mudah untuk di maintain melalui system. Sinyal di digitalisasikan, informasi tersebut tidak mengalami penurunan kualitas dalam pemprosesannya. Didalam system analog, voltage dan arus sinyal cenderung menjadi rusak yang disebabkan oleh suhu, kelembaban, dan komponen toleransi pada sirkuitnya saat pemprosesan sinyal.
Sistem Digital
Keunggulan Digital Sistem
Pengoperasian dapat dilakukan dengan programming. Cukup mudah untuk mendesain sebuah system digital yang mana pengoperasiannya dikontrol oleh sebuah intruksi, yang biasanya disebut pemograman. Sistem analog juga bisa deprogram,namun terbatas dan komplek dalam pengoperasiannya.
Lebih tahan terhadap noise. Gangguan fluktuasi yang tinggi tidak merupakan hal yang gawat dalam system digital, karena nilai dari tegangan tidak penting, selama noise nya tidak terlalu besar.
Sistem Digital
Keunggulan Digital Sistem
Bisa dibuat dalam chip IC. Sistem sirkuit analog juga mempunyai benefit pengembangan yang sangat baik dari teknologi IC, akan tetapi itu relative kompleks dan digunakan pada alat yang tidak bisa mempunyai tegrasi nilai ekonomi (higg-value capacitors, precission resistor, inductors, tranformers).
Sistem Digital
Memproses Sistem Analog Menggunakan Teknik Digital
Untuk Memproses system analog menggunakan teknik digital dapat dilakukan degan 3 langkah:
Ubah Input Analog Menjadi Bentuk Digital
Lakukan Pemprosesan Informasi Digital
Ubah Kembali Output digital Ke dalam Bentuk Analog
Sistem Digital
Memproses Sistem Analog Menggunakan Teknik Digital
Sistem Digital
Bentuk Sinyal Digital 
Sistem Digital
Jika di system digital voltage atau tegangan tidak berpengaruh signifikan.
Jika di system analog akan berpengaruh, contoh pada saat 3.6 V dan 4.3 V untuk mengukur temperature, maka dengan nilai tersebut temperature yang dihasilkan berbeda.
Bentuk Sinyal Digital 
Sistem Digital
Reguker Interval di mulai dari t0-t4(tn).
Sinyal dimulai 0V (Binary 0) pada saat t0 sampai t1.
Pada saat sinyal 4v maka (binary 1) pada t1, dst.
Timing diagram digunakan secara ekstensif untuk menunjukkan
bagaimana sinyal digital berubah seiring waktu, terutama untuk menunjukkan hubungan antara dua atau lebih sinyal digital dalam system yang sama.
Rangkaian Digital
Rangkaian Digital sebuah rangkaian yang didesain untuk menghasilkan output digital yang bervariasi, yaitu 0 dan 1.
Sistem Digital
Tranmisi Data Serial dan Paralel
Sistem Digital
Tranmisi SERIAL dan PARALEL
Salah satu aspek terpenting dalam mempelajari system digital yaitu memindahkan data ataupuninformasi digital dari satu tempat ke tempat lainnya. (atau bisa disebut dengan Transmisi).
Berdasarkan jumlah sirkuit/kabel yang menghubungkan kedua tempat tersebut, ada 2 jenis tramisi:
Transmisi Paralel 
Transmisi Serial
Sistem Digital
VIDEO
Tranmisi SERIAL dan PARALEL
Transmisi Paralel bisa dikatakan tranmsisi yang terhubung lebih dari 1 sirkuit/kabel
Kelebihan:
Waktu Pengiriman yang cepat, Cost mahal
Contoh : DB-25 (Printer Lama)
Sistem Digital
Tranmisi SERIAL dan PARALEL
Transmisi Paralel
Sistem Digital
Tranmisi SERIAL dan PARALEL
Transmisi Serial bisa dikatakan tranmisis yang terhubung hanya 1 sirkuit/kabel.
Kelebihan : Waktu pengiriman lambat, cost murah
Contoh : internet (RJ-45), USB, DB 9
Sistem Digital
Tranmisi SERIAL dan PARALEL
Transmisi Serial
Sistem Digital
Gerbang Logika
Sistem Digital
Gerbang Logika Dasar
Gerbang logika merupakan blok dasar untuk membuat suatu rangkaian elektronika digital.
Gerbang logika mempunyai 1 terminal output dan 1 atau lebih terminal input.
Output memiliki nilai High (1) atau Low (0), nilai tersebut tergantung dari level-level digital pada terminal input.
Sistem Digital
Gerbang Logika Dasar
Gerbang logika memiliki 7 gerbang logika dasar : AND, OR, NOT, NAND, NOR, Ex-OR, dan Ex-NOR.
Sistem Digital
Gerbang OR
Gerbang OR merupakan hal pertama dari 3 basic operasi bilangan Boolean yang akan dipelajari.
Contoh kasus : lampu dalam open harus dinyalakan (turn on) jika salah satu tombol (switch) on atau (or) jika pintu open terbuka.
Operasi OR :
Jika Input A OR B atau keduanya HIGH, maka output X akan HIGH
Jika input A dan B Keduanya LOW maka output X akan LOW.
Sistem Digital
Gerbang OR
Sistem Digital
Dibaca : X sama dengan A OR B
Gerbang OR
Sistem Digital
Gerbang OR
Sistem Digital
Gerbang OR 
Sistem Digital
Gerbang AND
Operasi AND, merupakan pembelajaran kedua dari operasi Boolean.
Contoh : pengering pakaian pengering kapakain (Pengering, dan bergerak berputar) jika timer di set diatas 0 AND pintu di tutup. A sebagai waktu, B sebagai pintu di tutup, dan X sebagai mesin pengering jalan (on).
Operasi AND
Jika Input A AND B keduanya HIGH, maka output X akan HIGH.
Jika input A atau B salah satu atau keduanya LOW maka output X akan LOW.
Sistem Digital
Gerbang AND
Sistem Digital
Dibaca : X sama dengan A AND B
Gerbang AND
Sistem Digital
Gerbang AND
Sistem Digital
Gerbang AND
Sistem Digital
Gerbang AND (Konfigurasi )
Sistem Digital
Gerbang NOT 
Operasi NOT tidak sama dengan operasi OR dan AND, karena NOT operasi menggunakan single input variable.
Operasi NOT :
Jika input A HIGH, Maka output X akan LOW
Jika Input A LOW, maka output X akan HIGH
Sistem Digital
Dibaca : X tidak sama dengan A
Dibaca : X sama dengan inverse dari A
Dibaca : X sama dengan complement A
Gerbang NOT 
Gerbang NOT (Konfigurasi) 
Gerbang NAND 
Operasi NAND merupakan inverse dari operasi AND.
Operasi NAND :
Jika Input A AND B keduanya HIGH, maka output X akan LOW.
Jika Input A atau B keduanya LOW, maka output X akan HIGH
Sistem Digital
Gerbang NAND 
Sistem Digital
Gerbang NAND 
Sistem Digital
Gerbang NOR
Operasi NOR merupakan inverse (kebalikan) dari operasi OR.
Operasi NOR :
Jika input A dan B keduanya LOW, maka output akan HIGH.
Jika Input A OR B salah satu atau keduanya HIGH, maka output X akan LOW.
Sistem Digital
Gerbang NOR
Sistem Digital
Gerbang XOR
Ex-OR adalah kependeekan dari Exclusive OR.
Jika salah satu dari kedua inputnya HIGH (bukan kedua-duanya), maka output X akan HIGH.
Jika kedua inputnya bernilai LOW semua atau HIGH semua, maka output X akan LOW.
Sistem Digital
Gerbang XOR
Sistem Digital
Gerbang XOR
Sistem Digital
Gerbang XOR
Sistem Digital
Gerbang XNOR
Ex-NOR merupakan kebalikan dari EX-OR
Jika salah satu dari kedua inputnya HIGH (bukan kedua-duanya), maka output X akan LOW.
Jika Kedua inputnya bernilai LOW semua atau HIGH semua maka output X akan HIGH
Sistem Digital
Gerbang XNOR
Sistem Digital
Gerbang XNOR
Sistem Digital
RINGKASAN JENIS GERBANG LOGIKA
Sistem Digital
RINGKASAN JENIS GERBANG LOGIKA
Sistem Digital
Truth Table
Sistem Digital
Truth Table
Truth Table atau table Kebenaran yang digunakan untuk menganalisa respons output dari gerbang atau rangkaian logika berdasarkan kombinasi input-inputnya.
Tabel kebenaran terdiri dari input dan output
Input bisa terdiri dari atau lebih variable, baik variable input gerbang maupun variable control.
Bagian output juga bisa terdiri dari satu variable atau lebih
Sistem Digital
Truth Table
Sistem Digital
Analisa pe-waktu-an
Sistem Digital
Cara penganalisaan respon output terhadap kombinasi input-inputnya pada periode waktu tertentu.
Cara penganalisaan yang lain adalah dengan table kebenaran peralatan ayng disebut timing diagram (diagram pe-waktu-an).
Analisa pe-waktu-an
Sistem Digital
Keterangan :
A dan B 	= Input
X		= Output
A	= Variabel A
B	= Variabel B
t	= waktu
Contoh Analisa pe-waktu-an
Sistem Digital
Contoh Analisa pe-waktu-an
Sistem Digital
Soal Latihan
Sistem Digital
Sebuah input data mempunyai urutan 101110010. Gambarkan bentuk gelombang dari data input tersebut dalam representasi sinyal digital.
Sebutkan jenis aplikasi yang menggunakan teknologi digital.
Buatkan table kebenaran untuk gerbang AND-3 input seperti berikut ini : 
Soal Latihan
Sistem Digital
Buat Tabel kebenara untuk gerbang NOR-4 input berikut ini :
Buat Timing diagram untuk output X dari gerbang OR-3, dengan input seperti berikut
Soal Latihan
Sistem Digital
Buat Timing diagram untuk output X dari gerbang OR-3, dengan input seperti berikut :