ARTIKEL RANGKAIAN DIGITAL DAN SISTEM-SISTEM RANGKAIAN DIGITAL

 ARTIKEL

RANGKAIAN DIGITAL DAN

SISTEM-SISTEM RANGKAIAN DIGITAL

 

Nyoman Darma Wijaya, I Gede Surya Bumi Pracasitaram.,S.T.,M.T.

Pendidikan Teknik Elektro, Fakultas Teknik dan Kejuruan

Universitas Pendidikan Ganesha

Singaraja, Indonesia

e-mail: kmdarmawijaya@gmail.com

 

ABSTRAK

Rangkaian digital merupakan rangkaian tersusun dari beberapa komponen yang menggunakan sinyal digital. Pada umumnya, kita dapat mengetahui adanya dua nilai dari sinyal rangkaian digital, yaitu rendah atau 0, dan tinggi atau 1. Rangkaian digital bekerja pada tegangan 5 volt, seperti arduino, bluetooth, dan dapat menyesuaikan dengan kinerja dari masing masing sistem tegangan rangkaian digital. Gerbang Logika merupakan rangkaian dengan satu atau lebih dari satu sinyal inputan, tetapi hanya dapat  menghasilkan satu sinyal, berupa tegangan tinggi (high 1 ), atau tegangan rendah (low 0 ). Gerbang Logika sering disebut bilangan biner.

Kata kunci: Rangkaian Digital.

ABSTRACT

A digital circuit is a circuit composed of several components that use digital signals. In general, we can see that there are two values of the digital circuit signal, namely low or 0, and high or 1. Digital circuits work at a voltage of 5 volts, such as arduino, bluetooth, and can adjust to the performance of each digital circuit voltage system. Logic gate is a circuit with one or more than one input signal, but can only produce one signal, in the form of high voltage (high 1 ), or low voltage (low 0 ). Logic gates are often called binary numbers.

Keywords: Digital Circuits.

PENDAHULUAN

            Rangkaian digital memiliki sinyal digital dan sinyal analog, gerbang logika, aljabar boolean, k-map, flip-flop, peta karnough, half adder. Gerbang logika dasar seperti gerbang OR dan gerbang lainnya, seperti  inverter. Mengetahui tentang fungsi dan penggunaan, rangkaian digital ini diperlukan untuk di aplikasikan di sebuah rangkaian digital, yang diperlukan seperti sekarang. secara umum orang-orang lebih memilih peralatan berbasis digital dari pada analog, dikarenakan peralatan yang sudah dinamakan digital biasanya mudah digunakan atau praktis, dengan mencolokkan saja dan tanpa mengotak-atik lagi. Sebaliknya jika masih menggunkan peralatan yang berbasis analog, itu kecenderungan akan susah digunkannya atau sedikit sulit, dikarenakan harus memerlukan sebuah alat tambahan untuk menggolah data sinyal ke data digital. Contoh penggunaan rangkaian digital dan rangkaian analog dalam siaran televisi. Masa sekarang semua alat-alat elektronika sudah beralih ke digital, dikarenkan sistem rangkaian digital mudah dipakai dan tidak menimbulkan nois pada siaran televisi dan menggunkan frekwensi yang cukup jernih. Resiver digital sangat diminati di masa sekarang, yang serba digital, daripada analog sudah mulai sedikit-demi sedikit ditinggalkan saat ini.    

PEMBAHASAN

Rangkaian Digital

        Rangkaian Digital adalah susunan angka digital, seperti rendah atau 0 dan tinggi atau 1 dalam rangkaian dingital tersebut. Penjelasan cara kerjanya terdapat pada suatu pemprosesan yaitu, data sinyal analog masuk ke sebuah rangkaian atau pengolahan sinyal, dan keluaran yang dihasilkan berupa sinyal atau data digital. Seperti contohnya, kita sering melihat soundcard atau alat rekaman yang ada di studio rekaman ataupun di laptop kita. Dimana suatu pemrosesan sinyal (data analog atau digital) akan di proses oleh rangkaian, yang disebut converter, converter ini fungsinya untuk mengubah proses perpindahan data atau sinyal analog menuju data atau sinyal digital, dan sebaliknya menjadi data  sinyal analog, dan kita bisa melihatnya pada jack headphone pada laptop yang dapat mengeluarkan sinyal berupa sinyal analog yang dapat kita pasangkan headphone tanpa alat tambahan converter lagi, dikarenakan didalam pemrosesannya sudah terdapat alat pembangkit atau soundcard yang dapat mengubah atau sinyal digital dan sebaliknya, digital ke analog.

Gerbang Logika

Gerbang Logika adalah sekumpulan rangkaian digital yang sama seperti rangkaian digital yang membentuk suatu rangkaian elektronika, terdapat satu atau lebih input dan satu keluaran atau output, yang terbuat dari komponen-komponen, transistor, resistor, dan dioda, yang di masukan menjadi satu bentuk yaitu ic ( intergreted circuit).

Gambar: IC (Intergreted Circuit).

Jenis-Jenis Logika Dasar

Terdapat gerbang AND, OR, dan NOT. Dengan nilainya berlogika tinggi atau 1 dan logika rendah atau 0.

Contoh: Gerbang AND, OR, dan NOT yaitu;

Gambar: Gerbang AND.

Terdiri dari 2 sinyal input, yaitu A dan B, dan sebuah keluaran atau Output. Cara kerjanya, jika input A dan B keduanya keadaan tinggi atau 1, maka outputnya akan tinggi, dan sebaliknya, jika input A dan B salah satu atau keduanya rendah atau 0, maka outputnya akan rendah atau 0.

Gambar: Gerbang OR.

Terdiri dari 2 sinyal input, yaitu A dan B, dan sebuah keluaran atau Output. Cara kerjanya, jika input A dan B keduanya keadaan tinggi atau 1, maka outputnya akan tinggi, dan sebaliknya, jika input A dan B salah satu atau keduanya rendah atau 0, maka outputnya akan rendah atau 0.

Gambar: Gerbang OR.

Gerbang NOT, memiliki sebuah inputan A dan sebuah Output. Gerbang NOT, sering disebuat dengan kebalikan atau invers. Cara kerjanya, jika input A berlogika rendah atau 0, maka outputnya adalah kebalikan dari inputan dari A.

Cara Kerja Gerbang Logika

Gerbang logika dasar akan menghasilkan output keluaran logika 1(satu) dan input masukan 

bernilai logika 1 (satu) ,sebalikanya gerbang logika akan menghasilkan output keluaran logika 0 bila salah satu input masukannya merupakan logika 0 (nol). 

Bilangan Biner

Bilangan Biner adalah bilangan biner yang memiliki dua buah system penulisan, sama seperti gerbang logika, penulisan angka dengan menggunkan dua buah symbol, yaitu 0 (Nol), dan 1 (Satu).

Bilangan biner dan decimal

Sistem bilangan biner adalah sistem bilangan yang paling banyak digunakan dalam sistem digital. Hal ini dikarenakan sistem angka ini dapat langsung memasukkan gerbang logika yang ada. Sistem digital hanya mengenali dua faktor, 0 dan 1. Penyebab 0 biasanya keadaan berhenti atau off, dan penyebab 1 mewakili keadaan aktif atau on. Hanya dua simbol, 0 dan 1, yang diketahui dalam sistem biner. Dengan demikian, sistem biner sering digunakan untuk menjumlahkan sistem digital dan komputer.

Cara Kerja Bilangan Biner

Bilangan biner dapat digunakan untuk beberapa jenis data yang jauh lebih banyak.

 

Setiap bilangan 0 ke 1 akan berubah-ubah setiap programnya.

Gambar: Stasiun Bahan Bakar

Semisal lagi isi bahan bakar di stasiun SPBU.

pelayan akan menekan tombol digital, dan memasukan nominal isi ulang bahan bakar, sistem akan membaca tombol saklar yang ditekan pelayan tersebut, dan dari ratusan ribu angka 0 dan 1 dan menuju ke layar piksel layar lcd, dan dengan cara kerja bilangan biner yang sangat baik, bisa memproses program yang akan dijalankan dengan sistem bilanagn biner tersebut dengan lancar.

 Aljabar Boolean

Aljabar Boolean adalah penyederhanaan gerbang logika pada rangkaian elektronika seperti data yang hanya terdiri dari dua

nilai yaitu tinggi dan rendah yang biasanya dilambangkan dengan angka satu (1) dan dua (2), atau true dan false pada Gerbang Logika.

 Gambar: Rangkaian Aljabar Boolean 

 

Rangkaian di atas untuk sistem yang terdiri dari beberapa gerbang logika, AND, NOR, dan OR. Untuk gerbang AND ada A dan B. Untuk gerbang NOR ada A + B, jika kedua menjadi input yang terpisah ke gerbang OR yang dijelaskan sebagai A + B .

Cara Kerja Aljabar Boolean

Aljabar Boolean memisahkan dua nilai yaitu true dan false atau tinggi dan rendah yang biasanya disebut dengan sebuah angka 1 (satu) dan0 (nol).

K-Map atau Peta Karnough

K-map adalah suatu cara dengan penyederhanaan fungsi  logika dengan cara pemetaan. K-Map terdiri dari beberapa kotak-kotak yang jumlahnya terdiri dari beberapa jumlah variabel, fungsi gerbang logika atau jumlah masukan atau inputan dari rangkaian gerbang logika yang sedang hitung.

Penyusunan Peta K-map

Langkah-langkah sebelum menyusun peta K-map, pertama-tama harus membuat atau menyusun aljabar boolean terlebih dahulunya, kedua menggambar rangkaian-rangkaiannya, ketiga menyusun tabel kebenaran, keempat membuat rumusan tabel kebenaran, dan terakhir memasukan nilai hasil rumusan tabel kebenaran ke dalam tabel kotak-kotak atau K-map.

 Gambar: Peta K-map

Flip-Flop

Flip-flop merupakan rangkaian digital yang bisa memiliki 2 kondisi bergantian dimana flip-flop bisa juga digunakan untuk

menyimpan suatu data informasi dan flip-flop juga diaplikasikan ke dalam gerbang logika yang bersifat multivibrator.

Jenis-Jenis Flip-Flop

Ada bebrapa jenis rangkaian flip-flop yang digunakan dalam rangkaian elektronika, yaitu D Flip-flop, JK Flip-flop, RS Flip-flop.

 Cara Kerja Flip-flip

Jika rangkaian flip-flop diberi tegangan 9 volt, tekan saklar maka rangkaian akan bekerja,

pada transistor akan membaca tegangan tersebut dan menuju ke sebuah elco sebagai pengatur cepat lambat memasukan data dan tegangan akan menuju ke lampu led 3 volt secara bergantian di rangkaian led sebelah on dan off secara bergantian, menyesuaikan dengan tempo kapasitas elco tersebut.

D Flip-flop

 D Flip-flop merupakan data flip-flop yang menyimpan data secara digital, input dan masukkan pada RS flip-flop adalah dua buah R (reset) dan S (set), kedua input tersebut diolah pada data flip-flop menjadi 1 buah input, yaitu input dan masukan D (data).

JK Flip-flop

JK flip-flop merupakan rangkaian dari RS (riset dan set) pada flip-flop.

JK flip-flop sering diaplikasikan sebagai counter atau pencacah naik (up counter) ataupun pencacah turun (down counter).

Gambar JK Flip-flop

RS Flip-flop

RS flip-flop merupakan bagian dari rangkaian flip-flop yang memiliki dua input masukan dan mempunyai dua keluaran.

Gambar RS Flip-Flop

Cara Kerja RS Flip-Flop

Output dari rangkaian RS-Flip-flop berlogika 1 bila S  1 (satu) dan R  0 (nol), sebaliknya bila S 0 (nol )dan R 0 (nol), maka output dapat berada dalam salah satu dari keadaan logika 0 (nol) atau 1 (satu) sehingga disebut keadaan tidak menentu.

Half Adder

Half adder merupakan  salah satu dari dua rangkaian yang menjumlahkan dua buah bit inputan,

menghasilkan nilai jumlahan dan nilai lebih yang diletakkan sebagai penjumlah dari bit-bit terendah.

 Gambar Half Adder

Jenis-Jenis Half Adder

Half Adder

1. Terdapat 2 inputan dan 1(satu) bit.

2. Output sum (1 bit) dan carry (1 bit).

Full Hadder

1. Tiga inputan dengan 1(satu) bit.

2. Output sum dan carry (1 bit).

Parallel Adder

1. Penjumlahan lebih dari 1 bit.

2. Jumlah bit dapat disesuaikan.

Cara Kerja Half Adder

Perhitungan perjumlahan dari 2 buah bilangan, yang masing-masing memiliki 1 bit, rangkaian half adder memiliki dua inputan dan 2 bauh output keluaran, salah satu input sebagai perpindahan nilai dan hasil dari penjumlahan 1(satu) atau 0 (nol).

 

Multiplex dan Demultiplex

Multiplex atau disingkat mux merupakan input yang akan diteruskan ke output dan memilih input mana yang akan dilewati, akan ditentukan oleh sinyal kendali atau select.

Demultiplex atau disingkat demux ini merupakan kebalikan dari multiplex, yaitu sinyal pada bagian input yang akan di salurkan ke bagian output channel itu tergantung pada kendali bagian select.

Multiplex itu adalah dari input banyak kemudian outputnya 1 (satu) sedangkan demux dari input 1 (satu) ke output banyak

Cara kerja Multiplex

Multiplex memilih input yang akan di teruskan ke output dimana pemilihan input akan ditentukan oleh sinyal kendali. Pada rangkaian mux ini input control atau pengendali 2 bit A dan B, sedangkan outputnya F, sehingga dapat memilih input yang akan diteruskan ke input tergantung dari sinyal kendali.

Demultiplex

Kebalikan dari multiplex, sinyal bagian input yang akan disalurkan ke output dan tergantung pada sinyal kendali atau channel.

 

Enkoder dan Dekoder

Rangkaian enkoder dan dekoder merupakan rangkaian gabungan

 

berfungsi sebagai pengubah sejumlah input yang berupa code menjadikan output code, dan sebaliknya.

 

Gambar Rangkaian Enkoder dan Dekoder

Enkoder

Yang memiliki 4 input dan memiliki 2 output, proses endcord dari keempat inputan menjadi sebuah output dengan jumlah 2 .

Dekoder

Mengubah kebalikan dari encorder atau menggubah input 2 dari ukuran kecil menjadi 4 output dengan beberapa input yang lebih banyak.

 Cara Kerja Enkorder dan Dekorder

Dekorder, inputan yang terpasang hanya Encoder 4 input ke 2 output yang terdiri dari 4 input dan dua output, di mana setiap salah satu dari input mendapat logika 1 maka akan menghasilkan hasil kedua output tertentu

Enkoder, berupa mengolah data masukan setiap jalur input yang aktif yang menjadikan data-data bilangan biner dengan bentuk banyak input dan  lebih sedikit output, mengubah informasi dari banyak input menjadi data bit.

Daftar Pustaka

Agusalim Susanti, 2018. “ TEORI DASAR DIGITAL (GERBANG LOGIKA) “ , Terdapat dalam https://docplayer.info/70376757-Teori-dasar-digital-gerbang-logika.html. Dilihat pada 14 Desember 2021.

Studi Elektronika, 05.57. “Mengapa Menggunakan Rangkaian Digital ?”, Terdapat dalamhttps://www.webstudi.site/2016/10/alasan-dan-keuntungan-rangkaian-digital.html.Dilihat pada 14 Desember 2021.

Dr. Eng. Hendra Setiawan, S.T., M.T., 2020. “Mengenal Macam-Macam Nilai Pada Rangkaian Digital”, Terdapat dalam https://ee.uii.ac.id/2020/11/26/mengenal-macam-macam-nilai-pada-rangkaian-digital/ Dilihat pada 14 Desember 2021.

Rangkaianlogikadasar,  2016. “Rangkaian Logika Dasar – POLINES”, Terdapat dalam http://rangkaianlogikadasar.blogspot.com/2016/03/gerbang-logika-dasar-kenali-yuk-habis.html. Dilihat pada 14 Desember 2021.

Aris Prasetyo Elga, 2014. “Gerbang Logika”, Terdapat dalam https://www.edukasielektronika.com/2015/01/gerbang-logika-or.html. Dilihat pada 14 Desember 2021.

Dickson Kho, 2021. “Pengertian Aljabar Boolean dan Hukumnya”. Terdapat dalam https://teknikelektronika.com/pengertian-aljabar-boolean-hukum-aljabar-boolean/. . Dilihat pada 14 Desember 2021.

SinauAyok, 2021. “Sistem Bilangan Biner”, Tedapat dalam https://www.ayoksinau.com/bilangan-biner/. Dilihat pada 14 Desember 2021.

IlmuTutur, 2021. “Cara Kerja Bilangan BIner Yang Menakjubkan”, Terdapat dalam https://tuturilmu.com/cara-kerja-bilangan-biner/. Dilihat pada 14 Desember 2021.

Admin, 2019. “Aljabar Boolean-Pengertian, Hukum, dan Contoh Soal Aljabar Boolean”, Terdapat dalam https://www.webstudi.site/2019/02/aljabar-boolean.html. Dilihat pada 14 Desember 2021.

 Haldi Widianto Mochammad, 2019. “Flip-flop dan Jenis-jenisnya”, Terdapat dalam https://binus.ac.id/bandung/2019/12/flip-flop-dan-jenis-jenisnya/. Dilihat pada 14 Desember 2021.

fornilaitkj2, 2015.”Full Adder dan Half Adder”, Terdapat dalam http://fornilaitkj2.blogspot.com/2015/11/full-adder-dan-half-adder.html. Dilihat pada 14 Desember 2021.

ghnialimu, 2021. “Encoder Adalah: Pengertian, Cara Kerja, Jenis Dan Fungsinya”. Terdapat  dalam https://caramesin.com/pengertian-encoder-adalah/. Dilihat pada 14 Desember 2021.