Teknik Elektro Kegiatan Belajar 1 1. Pengertian Digital Tujuan Khusus Pembelajaran Peserta harus dapat: Menyebutkan definisi besaran analog Menyebutkan definisi besaran digital Menggambarkan keadaan logika Menyebutkan perbedaan nilai sinyal analog dan digital Menyebutkan komponen yang digunakan pada sistim digital Menggambarkan perbedaan tampilan analog dan digital Waktu : 16 jam Pelajaran Pengertian Dasar Apakah yang dimaksud dengan "digital"?. Suatu pertanyaan yang logis dari para pembaca yang ingin mengetahui atau mempelajari pengetahuan tentang Teknik Digital. Untuk menjawab pertanyaan diatas akan lebih mudah dipahami kalau kita ulas tentang perbedaan antara besaran analog dengan besaran digital. Sebagai gambaran sementara kita dapat melihat jam sebagai alat ukur waktu dimana tampilannya ditentukan oleh jarum penunjuk yang gerakannya selalu berubah secara kontinyu, jam seperti ini dapat disebut jam analog. Disisi lain kita juga melihat jam yang tampilannya berupa angka-angka, hal seperti ini dapat dikatakan jam digital. TEKNIK DIGITAL 1
63
Embed
1. Pengertian Digital - otomasiindustri.webs.com teknik digital.pdf · ¾ Menggambarkan perbedaan tampilan analog dan digital Waktu : 16 jam Pelajaran Pengertian Dasar Apakah yang
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Teknik Elektro
Kegiatan Belajar 1
1. Pengertian Digital
Tujuan Khusus Pembelajaran
Peserta harus dapat: Menyebutkan definisi besaran analog Menyebutkan definisi besaran digital Menggambarkan keadaan logika Menyebutkan perbedaan nilai sinyal analog dan digital Menyebutkan komponen yang digunakan pada sistim digital Menggambarkan perbedaan tampilan analog dan digital
Waktu : 16 jam Pelajaran
Pengertian Dasar
Apakah yang dimaksud dengan "digital"?. Suatu pertanyaan yang logis dari para
pembaca yang ingin mengetahui atau mempelajari pengetahuan tentang Teknik
Digital.
Untuk menjawab pertanyaan diatas akan lebih mudah dipahami kalau kita ulas
tentang perbedaan antara besaran analog dengan besaran digital. Sebagai
gambaran sementara kita dapat melihat jam sebagai alat ukur waktu dimana
tampilannya ditentukan oleh jarum penunjuk yang gerakannya selalu berubah secara
kontinyu, jam seperti ini dapat disebut jam analog. Disisi lain kita juga melihat jam
yang tampilannya berupa angka-angka, hal seperti ini dapat dikatakan jam digital.
TEKNIK DIGITAL 1
Teknik Elektro
1.1 Besaran Analog Pada sistim analog sinyal keluarannya berubah setiap sa'at secara kontinyu sesuai
dengan sinyal masukannya, sebagai contoh pengaruh temperatur terhadap tegangan
seperti (gambar 1.1) dibawah ini.
t
A
= Sinyal Temperatur
= Sinyal Analog(berupa tegangan)
A
A,
V
V
V
Gambar 1.1 Pengaruh temperatur terhadap tegangan
V dan A keduanya menunjukkan sinyal analog, dimana setiap titik mempunyai
perubahan yang sama.
1.2 Besaran Digital Pada sistim digital sinyal keluarannya berupa diskrit-diskrit yang berubah secara
melompat-lompat yang tergantung dari sinyal masukannya, sebagai contoh sistim
transfer dari tegangan analog ke tegangan digital (gambar 1.2).
TEKNIK DIGITAL 2
Teknik Elektro
0
12
3
45
6
7
Sinyal Digital
Sinyal Analog
t
V
Gambar 1.2 transfer tegangan Analog ke tegangan Digital
1. 3. Keadaan Logika
Besaran digital mempunyai dua, tiga atau lebih keadaan logika, seperti terlihat pada
(gambar 1.3), dimana menunjukkan 3 kemungkinan keadaan logika, yaitu ; 10 v, 5 V
dan 0 V UV
0
5
10
tms
Gambar 1.3 Keadaan Logika
Tapi pada dasarnya peralatan-peralatan digital hapir selalu menggunakan 2 keadaan,
misalnya pada pulsa-pulsa listrik yang mempunyai keadaan ada atau tidak ada pulsa.
Contoh lain pada bentuk tegangan listrik yang mempunyai 2 harga, yaitu harga atas
atau harga bawah dengan toleransi pada harga-harga tersebut seperti terlihat pada
(gambar 1.4)
TEKNIK DIGITAL 3
Teknik Elektro
0
5
UV
4
3
2
1
5,5
4,5
0,8
H (High)
L (Low )
Gambar 1.4 Bentuk Tegangan Listrik
Tegangan 4,5 V - 5,5 v dapat dikatakan kondisi H (High) atau logik “1”, sedangkan
tegangan 0 V - 0,8 V adalah kondisi L (Low) atau logik”0”,sedangkan daerah 0,8 V -
4,5 V tidak di kondisikan.
1.4 Perbandingan Sinyal Analog dengan Sinyal Digital Perbandingan sinyal analog dengan sinyal digital dapat diamati dari besaran
tegangan pada sumber tegangan searah
Tegangan searah berupa sinyal analog mempunyai nilai atau harga berupa besaran
tegangan yang mempunyai harga batas maksimum dan minimum misalnya + 10 volt,
sedangkan besaran tegangan searah pada sinyal digital mempunyai nilai atau harga
yang pasti, mislalnya + 10 volt, 0 volt dan - 10 volt. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat
gambar rangkaian listrik dibawah ini (gambar 1.5).
TEKNIK DIGITAL 4
Teknik Elektro
+ 10 V
P
- 10 V
A 0 V
IA = Sinyal Analog
ID = Sinyal Digital
Gambar 1.5 Rangkaian Listrik
Harga besaran analog mempunyai daerah batas maksimum dan minimum,
sedangkan pada harga besaran digital hanya mempunyai 2 kemungkinan keadaan
seperti :
• Skelar tertutup atau sakelar terbuka.
• Transistor menghantar atau transistor menyumbat
• Tegangan Hight atau tegangan Low.
TEKNIK DIGITAL 5
Teknik Elektro
1.5 Perbedaan Tampilan Analog dengan Digital.
Analog Digital
0 t
i
Pulsa
0 t
i
Pulsa
025
50 75100
120
Kecepatan ( Km/jam )
75 Km/jam
Kecepatan ( Km/jam )
0
2
4
6
8
2 4 6 8
A
B
Tempat titik-titik
A = ( 4, 6 )
B = ( 8, 4 )
Tempat titik-titik
1
2
3
4
56
7
8
9
10
1112
Waktu
Waktu
TEKNIK DIGITAL 6
Teknik Elektro
Luas ( X 106 Km2 )
Eropa : 10 juta Km2
Asia : 44,2 juta Km2
Afrika : 29,8 juta Km2
Amerika : 42 juta Km2
Australia&Oseania : 8,9 juta Km2
Luas
1.6 Penggunaan Teknik Digital. Teknik Digital digunakan untuk menampilkan mengirim dan memproses
informasi data menggunakan bilangan (biner)
Hampir semua rangkaian digital direncanakan untuk beroperasi pada dua
pernyataan dan berbentuk gelombang kotak (pulsa). Kalau dua pernyataan
disamakan dengan tegangan maka akan didapat dua besaran tegangan yang
berbeda pada dua pernyataan tersebut.
Pada umumnya rangkaian digital menggunakan komponen DTL (Dioda
Transistor Logik), TTL (Transistor-Transistor Logik), dan CMOS (Complementry
Metal Oxide Semiconductor).
Rangkaian digital biasanya terdiri dari berbagai gerbang yang mempunyai fungsi
logika yang berbeda. Tiap gerbang yang mempunyai satu atau lebih masukan
dan keluaran .Yang paling penting dari gerbang-gerbang tersebut apa yang
dinamakan dangan gerbang dasar (Basic Gates) terdiri dari gerbang fungsi
logika DAN, ATAU, TIDAK (AND, OR, NOT Gates). Dengan menghubungkan
gerbang-gerbang pada berbagai cara, bisa membangun rangkaian berfungsi
Aritmatik atau fungsi lainnya sesuai dengan kemampuan intelegensi
personalnya.
Kalau ditinjau lagi dua pernyataan pada teknik digital ini dalam kehidupan sehari
- hari akan ditemui hal-hal sebagai berikut:
TEKNIK DIGITAL 7
Teknik Elektro
Ungkapan Ya Tidak
Istilah umum High Low
Biner “1” “0”
Pulsa
Listrik/Saklar
Tegangan + -
Lampu Nyala Padam
TEKNIK DIGITAL 8
Teknik Elektro
Lembar Kerja Tugas 1 : Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut
1. Jelaskan pengertian tentang “ DIGITAL “ 2. Sebuah sistem bila sinyal keluaran berubah-ubah setiap saat, sistem tersebut
disebut apa ? Berikan contohnya. 3. Sebutkan keadaan logika pada gambar di bawah ini :
0
20
tms
UV
10
4. Sebutkan dua keadaan pada peralatan – peralatan digital yang berdasarkan pulsa-pulsa listrik.
5. Pada gambar di bawah ini, dapatkah 1,0 V dikondisikan sebagai kondisi LOW ? Jelaskan !
0
5
UV
4
3
2
1
5,5
4,5
0,8
H (High)
L (Low)
6. Sebutkan perbedaan nilai atau harga sinyal Analog dan sinyal Digital. 7. Gambarkan perbedaan tampilan Analog dan Digital 8. Komponen apa saja yang sering digunakan pada rangkaian Digital ? 9. Sebutkan fungsi logika dari gerbang dasar yang anda ketahui.
TEKNIK DIGITAL 9
Teknik Elektro
10. Lengkapi tabel berikut :
Ungkapan Ya Tidak
Istilah umum
Biner
Pulsa
Listrik/Saklar
Tegangan
Lampu
TEKNIK DIGITAL 10
Teknik Elektro
Lembar Jawaban 1 1. Digital atau sistim digital yaitu sebuah sistim yang sinyal keluarannya berupa
diskrit-diskrit yang berubah secara melompat-lompat serta tergantung tergantung dari sinyal masukannya.
2. Dinamakan sistim analog, contohnya pengaruh temperatur terhadap tegangan. 3. Menunjukkan 3 kemungkinan keadaan logika, yaitu ; 20 v, 10 V dan 0 V. 4. Mempunyai 2 keadaan : ada atau tidak ada pulsa. 5. Tidak dapat, karena daerah 0,81 V s.d 4,49 V tidak dikondisikan. 6. Sinyal analog mempunyai nilai atau harga berupa besaran tegangan yang
merupakan harga batas maksimum dan minimum misalnya, sedangkan besaran tegangan pada sinyal digital mempunyai nilai atau harga yang pasti.
Analog Digital
0 t
i
Pulsa
0 t
i
Pulsa
025
50 75100
120
Kecepatan ( Km/jam )
75 Km/jam
Kecepatan ( Km/jam )
0
2
4
6
8
2 4 6 8
A
B
Tempat titik-titik
A = ( 4, 6 )
B = ( 8, 4 )
Tempat titik-titik
TEKNIK DIGITAL 11
Teknik Elektro
1
2
3
4
56
7
8
9
10
1112
Waktu
Waktu
8. Komponen DTL (Dioda Transistor Logik), TTL (Transistor-Transistor Logik), dan
CMOS (Complementry Metal Oxide Semiconductor).
9. Gerbang dasar (Basic Gates) terdiri dari beberapa gerbang fungsi logika DAN,
ATAU, TIDAK (AND, OR, NOT Gates).
10.
Ungkapan Ya Tidak
Istilah umum High Low
Biner “1” “0”
Pulsa
Listrik/Saklar
Tegangan + -
Lampu Nyala Padam
TEKNIK DIGITAL 12
Teknik Elektro
Kegiatan Belajar 2
2. Gerbang Logika
Tujuan Khusus Pembelajaran
Peserta harus dapat: Menyebutkan pernyataan logika gerbang AND, OR dan NOT Menggambarkan simbol logika gerbang AND, OR dan NOT Membuat persamaan rangkaian listrik dari gerbang AND, OR ,
NOT,NAND,NOR Membuat diagram pulsa dari gerbang AND, OR , NOT,NAND,NOR Menyebutkan pernyataan logika gerbang EXOR,EXNOR, INHIBIT-A,
INHIBIT-B Membuat tabel kebenaran dari gerbang AND, OR , NOT,NAND,NOR,
Realisasi teknik pada rangkaiain logika berhubungan erat dengan 5 macam sifat penjabaran dan penggambaran, dimanan ke 5 sifat tersebut adalah :
• Simbol logika • Tabel kebenaran • Fungsi logika • Diagram pulsa • Rangkaiain persamaan listrik
2.1 Gerbang Dasar Gerbang dasar logika terdiri dari 3 macam gerbang, yaitu : gerbang DAN (AND), gerbang ATAU (OR) dan gerbang Tidak (NOT).
TEKNIK DIGITAL 13
Teknik Elektro
2.1.1 Gerbang DAN (AND) Pernyataan Logika logika dari gerbang AND : Apabila semua masukan berlogik “1”, maka keluarannya akan berlogik “1”, dan hanya jika salah satu masukanya berlogik “0”, maka keluaranya akan berlogik “0”. • Simbol Logika
Standar IEC USA Simbol Lain
A
BX
A
BX
A
BX
Gambar 2.1 Simbol gerbang AND
• Tabel Kebenaran
B A X 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 Gambar 2.2 Tabel Kebenaran AND
• Fungsi Logika : X = A ∧ B
• Diagram Pulsa
A
B
t
t
t
X
Gambar 2.3 Diagram Pulsa AND
TEKNIK DIGITAL 14
Teknik Elektro
• Persamaan Rangkaian Listrik
A
B
X
Gambar 2.4 Rangkaian Listrik AND
2.1.2 Gerbang ATAU (OR) Pernyataan Logika logika dari gerbang OR :
Apabila salah satu masukan berlogik “1”, maka keluarannya akan berlogik “1”, dan
hanya jika semua masukan berlogik “0”, maka keluaranya akan berlogik “0”.
• Simbol Logika
Standar IEC USA Simbol Lain
A
BX1>=
XA
B
A
BX
Gambar 2.5 Simbol gerbang OR
TEKNIK DIGITAL 15
Teknik Elektro
• Tabel Kebenaran
B A X 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1
Gambar 2.6 Tabel kebenaran OR
• Fungsi Logika : X = A ∨ B
• Diagram Pulsa
A
B
t
t
t
X
Gambar 2.7 Diagram Pulsa OR
• Persamaan Rangkaiai Listrik
A
B
X
Gambar 2.8 Rangkaian Listrik OR
TEKNIK DIGITAL 16
Teknik Elektro
2.1.2 Gerbang TIDAK (NOT) Pernyataan Logika logika dari gerbang NOT :
Apabila masukan berlogik “0”, maka keluarannya akan berlogik “1”, dan jika semua
masukan berlogik “1”, maka keluaranya akan berlogik “0”.
• Simbol Logika
Standar IEC USA Simbol Lain
1A X
A X
A X
Gambar 2.9 Simbol gerbang NOT
• Tabel Kebenaran
A X 0 1 1 0
Gambar 2.10 Tabel Kebenaran NOT
• Fungsi Logika : X = A
• Diagram Pulsa
A
t
tX
Gambar 2.11 Diagram Pulsa NOT
TEKNIK DIGITAL 17
Teknik Elektro
• Persamaan Rangkaian Listrik
A X
Gambar 2.12 Rangkaian Listrik NOT
2.2 Gerbang Kombinasi
Gerbang kombinasi dibentuk dari kombinasi antar gerbang dasar, diantaranya adalah
gerbang TIDAK DAN ( NAND ), gerbang TIDAK ATAU ( NOR ), gerbang
1. Untuk merealisasikan rangkaian logika ,setidaknya ada 5 macam sifat
penjabaran dan penggambaranyang harus kita ketahui yaitu:
• Simbol logika
• Tabel kebenaran
• Fungsi logika
• Diagram pulsa
• Rangkaian persamaan listrik
2. Pernyataan Logika dari gerbang :
AND: Apabila semua masukan berlogik “1”, maka keluarannya akan berlogik
“1”, dan hanya jika salah satu masukanya berlogik “0”, maka keluaranya
akan berlogik “0”.
OR: Apabila salah satu masukan berlogik “1”, maka keluarannya akan
berlogik “1”, dan hanya jika semua masukan berlogik “0”, maka keluarannya
akan berlogik “0”.
NOT :Apabila masukan berlogik “0”, maka keluarannya akan berlogik “1”,
dan jika semua masukan berlogik “1”, maka keluaranya akan berlogik “0”.
3. Gambar simbol logika standar IEC dari gerbang :
AND OR NOT
A
BX
A
BX1>=
1A X
TEKNIK DIGITAL 47
Teknik Elektro
4. Fungsi logika dari gerbang:
AND : X = A Λ B
OR : X = A V B
NOT : X = A
5. Pernyataan Logika dari gerbang :
NAND : Apabila semua masukan berlogik “1”, maka keluarannya akan
berlogik “0”, dan hanya jika salah satu masukanya berlogik “0”,
maka keluaranya akan berlogik “1”.
NOR : Apabila semua masukan berlogik “0”, maka keluarannya akan
berlogik “1”, dan hanya jika salah satu masukanya berlogik “1”,
maka keluaranya akan berlogik “0”.
6. Gambar simbol logika standar IEC dari gerbang :
NAND NOR
A
BX
A
BX1>=
7. Fungsi logika dari gerbang :
NAND NOR
X = A Λ B X = A V B
8. Diagram pulsa dari gerbang NAND
TEKNIK DIGITAL 48
Teknik Elektro
9. Persamaan rangkaian listrik dari gerbang NOR
10. Pernyataan Logika dari gerbang :
EX-OR :Apabila variabel masukan berlogik “tidak sama”, maka
keluarannya akan berlogik “1”, dan hanya jika variabel masukan
berlogik “sama”, maka keluaranya akan berlogik “0”.
EX-NOR: Apabila variabel masukan berlogik “sama”, maka keluarannya
akan berlogik “1”, dan hanya jika variabel masukan berlogik
“tidak sama”, maka keluarannya akan berlogik “0”.
11. Pernyataan Logika dari gerbang :
INHIBIT-A : Apabila variabel masukan A berlogik “0” dan variabel
masukan B berlogik “1”, maka keluarannya akan berlogik “1”.
INHIBIT-B : Apabila variabel masukan B berlogik “0” dan variabel
masukan A berlogik “1”, maka keluarannya akan berlogik “1”.
12. Dari gerbang pembentukan IMPLIKASI-A
13. Tabel kebenaran gerbang IMPLIKASI_B
14. Fungsi logika : X = A Λ B Λ C
TEKNIK DIGITAL 49
Teknik Elektro
Kegiatan Belajar 3
3. Analisa Rangkaian
Tujuan Khusus Pembelajaran
Peserta harus dapat: Menggambarkan blok diagram analisa rangkaian Menyusun tabel kebenaran dengan 2, 3 dan 4 masukan Menggambarkan rangkaian logika berdasarkan tabel kebenaran Menyusun fungsi logika berdasarkan rangkaian logika Menggambarkan diagram pulsa sesuai tabel kebenaran
Waktu : 16 jam Pelajaran
Untuk menganalisa rangkaian logika perlu diperhatikan beberapa hal sebagai berikut
:
• Gambar rangkaiain dengan gerbang logika
• Persamaan fungsi logika pada setiap keluaran gerbang logika
• Tabel kebenaran untuk setiap variabel masukan dan keluaran
• Diagram pulsa atau diagram waktu untuk kebutuhan reparasi praktik
TEKNIK DIGITAL 50
Teknik Elektro
Lebih jelasnya perhatikan blok diagram berikut :
Rencana Kerja
Gambar rangkaian denganGerbang Logika
Fungsi Antara
Variasi Masukan Diagram Pulsa
Persamaan Fungsi Logika
Tabel Kebenaran
Gambar 3.1 Blok Diagram 3.1 Tabel kebenaran
Penetuan tabel kebenaran dapat di analisa dari permasalahan logika maupun dari
rangkaiain logika yang telah tersedia.
Variasi dari tabel kebenaran pada fungsi keluarannya tergantung dari banyaknya
variabel masukan, sesuai denga aturan berikut :
2 variabel masukan 22 = 4 kemungkinan kombinasi
3 variabel masukan 23 = 8 kemungkinan kombinasi
4 variabel masukan 24 = 16 kemungkinan kombinasi
TEKNIK DIGITAL 51
Teknik Elektro
3.1.1 Tabel kebenaran dengan 2 Masukan
Pada (gambar 3.2) dibawah dapat dibuat tabel kebenaran dengan menganalisa
setiap gerbang.
AB
11 ZI
II III
AZ = PP = A B
Gambar 3.2 Rangkaiain Logika 2 Masukan
Rangkaian pada (gambar 3.2) diatas mempunyai 2 variabel masukan; yaitu A dan B.
Sesuai aturan yang ada maka keluaranya akan mempunyai 4 kemungkinan
kombinasi seperti terlihat pada tabel kebenaran 2 masukan (gambar 3.3)