PERTEMUAN 02 “Konsep dasar elektronika digital” TEKNIK DIGITAL PERTEMUAN 02 “Konsep dasar elektronika digital”

KONSEP DASAR ELEKTERONIKA DIGITAL Elektronika digital merupakan wahana dan pengembangan kalkulator, komputer, rangkaian terpadu, dari bilangan biner 0 dan 1. Hal ini merupakan suatu bidang yang menarik di dalam elektronika karena penggunaan rangkaian digital berkembang dengan pesat. Satu rangkaian terpadu yang kecil melaksanakan fungsi ribuan transistor, dioda, dan resistor. Rangkaian terpadu yang tidak mahal telah membuat masalah elektronika digital menjadi mudah dipelajari. Oleh karena itu, semua orang yang bekerja dalam bidang elektronika sekarang harus memahami rangkaian elektronika digital. Anda akan diantar melalui materi ini untuk mampu menggunakan banyak rangkaian terpadu untuk membuat rangkaian digital.

PENGERTIAN RANGKAIAN DIGITAL Rangkaian digital adalah rangkaian yang hanya menangani sinyal TINGGI dan RENDAH. Sering pula dikatakan bahwa elektronika digital merupakan dunia dari logika 0-an dan 1-an.

LINGKUP PENGGUNAAN RANGKAIAN DIGITAL Rangkaian digital digunakan pada: Mikrokomputer Kalkulator Komputer Portable Rangkaian pengendali robot Pencacah frekuensi Produk elektronika untuk hiburan di rumah (seperti TV dan stereo set) Kas Register Bidang militer, medis, dan telekomunikasi.

RANGKAIAN DIGITAL Perancang dan teknisi elektronik harus mempunyai pengetahuan, baik sistem digital maupun analog. Perancang harus memutuskan apakah sistem akan menggunakan teknik analog atau digital atau kombinasi keduanya. Teknisi harus membangun protipe atau mencari kerusakan dan perbaikan pada sistem digital analog, dan kombinasi keduanya. Sistem elektronika analog telah lebih populer di jaman dulu. Informasi dunia nyata yang berhubungan dengan pengukuran waktu, kecepatan, berat, tekanan, intensitas cahaya dan posisi semuanya analog di alam.

CONT' Sistem elektronika analog sederhana untuk pengukuran banyak cairan dalam tangki diilustrasikan pada Gambar 1.13. Input ke sistem bervariasi menurut ketahanannya. Pemrosesan yang dihasilkan menurut hukum ohm, I=V/R. Gambar 1.13. Sistem analog digunakan untuk menginterpretasikan tinggi pelampung di dalam tangki air

CONT’ Indikator output adalah ampmeter yang dikalibrasi sebagai petunjuk tangki air, hambatan input turun. Penurunan hambatan R menyebakan penambahan arus. Penambahan arus menyebabkan ohmmeter (penunjuk tangki air) kepembacaan yang lebih tinggi. Sistem analog pada Gambar 13 sederhana dan effisien. Penunjuk pada Gambar 1.13 memberi indikasi tinggi air pada tangki.

CONT’ Sesuatu yang lebih komplek yang mengatur pengukuran banyaknya cairan dalam tangki air adalah sistem digital seperti ditunjukkan Gambar 1.14. Gambar 1.14. Sistem digital digunakan untuk menginterpretasikan fungsi pelampung di dalam tangki air

CONT’ Beberapa keuntungan yang diberikan dalam penggunaan rangkaian digital dibandingkan dengan analog adalah sebagai berikut: IC yang tidak mahal dapat digunakan dengan sedikit komponen eksternal. Informasi dapat disimpan untuk periode pendek atau tak didefinisikan. Data dapat digunakan untuk perhitungan presisi. Sistem dapat di desain lebih mudah menggunakan kelompok logika digital compatible! praktis. Sistem dapat di program dan menunjukkan kemampuan berdasar.

MEMBANGKITKAN SINYAL DIGITAL Sinyal digital merupakán gabungan dan dua taraf tegangan yang telah ditentukan. Untuk kebanyakan rangkaian yang akan kita gunakan, taraf tegangan ini adalah 0 V (GND) dan +3 sampai +5 V. Tegangan tersebut disebut taraf tegangan TTL karena digunakan dengan kelompok IC logika transistor-transistor. Sinyal digital TTL dapat dibuat secara manual dengan menggunakan suatu saklar mekanis. Mari kita perhatikan rangkaian sederhana pada Gambar 1.15 (a). Tangkai tengah dan saklar satu induk dua anak (SPDT) bergerak ke atas dan ke bawah, menghasilkan bentuk gelombang digital yang diperlihatkan pada sebelah kanan. Pada waktu t1, tegangannya adalah 0 V, atau RENDAH. Pada waktu t2, Tegangannya adalah +5 V, atau TINGGI. Pada waktu t3, Tegangan kembali lagi menjadi 0 V atau RENDAH, dan pada t4 kembali lagi menjadi +5 V atau TINGGI.

GAMBAR Gambar 1.15. (a) Membangkitkan sinyal digital dengan saklar. (b) Bentuk gelombang yang dihasilkan dan saklar mekanis (C) Penambah karcing anti lambung pada saklar sederhana untuk menyesuaikan sinyal digital (a) (b) (c)

MEMBANGKITKAN SINYAL DIGITAL Gambar 1.16. (a) Tornbol tekan tidak akan membangkitkan suatu sinyal digital. (b) Tombol tekan digunakan untuk memicu multivibrator satu tembakan untuk pulsa tunggal sinyal digital Bila tombol ditekan, akan dibangkitkan suatu sinyal TINGGI. Bila tombol dilepaskan, akan dibangkitkan suatu pulsa RENDAH. Perhatikan rangkaian sederhana pada Gambar 16 (a). Bila tombol ditekan, suatu pulsa TINGGI sekitar +5 V dibangkitkan pada keluaran. Bila tombol dilepaskan, maka tegangan pada keluaran tidak terdefinisi. Terdapat rangkaian terbuka antara catu daya dan keluaran. Hal ini menyebabkan rangkaian tidak akan bekerja secara tepat sebagai suatu saklar logika.

MENGUJI SINYAL Mari kita perhatikan rangkaian pada Gambar 1.19 (a). Masukan diperoleh dengan saklar SPDT sederhana dan catu daya. Indikator keluaran berupa suatu dioda pemancar cahaya (LED, Light Emitting Diode). Resistor 150 Ω membatasi arus yang melalui LED sampai taraf yang cukup aman. Bila saklar pada Gambar 1.19 (a) berada pada posisi TINGGI maka ujung anoda LED terpasang +5 V. LED mendapat bias maju (forward biased), arus mengalir ke atas dan LED menyala. Dengan saklar pada posisi RENDAH, baik ujung anoda maupun katoda LED ditanahkan (Grounded) dan LED menjadi TINGGI, padam. Dengan menggunakan indikator ini, menyala berarti TINGGI dan tidak menyala umumnya berarti RENDAH. Gambar 1.19. (a) indikator Keluaran LED serderhana

CONT’ Indikator keluaran LED sederhana di perlihatkan pada Gambar 1.19 (b). Di sini, suatu diagram yang disederhanakan dan saklar logika membentuk masukan. Saklar logika bertindak sebagai saklar seperti pada Gambar 1.19 (a) kecuali diberi anti lambang. Indikator keluaran berupa LED dengan resistor pembatas yang dihubungkan secara seri. Bila saklar logika dimasukkan pada Gambar 1.19 (b) membangkitkan suatu RENDAH, maka LED tidak akan menyala. Sedangkan bila saklar logika menghasilkan suatu TINGGI, maka LED akan menyala. Gambar 1.19. b) Saklar logika yang dihubungkan dengan indikator keIuaran LED sederhana

SEKIAN …TERIMA KASIH…