ELEKTRONIKA DIGITAL BESERTA CONTOHNYA

ELEKTRONIKA DIGITAL

Elektronika digital adalh sistem elektronika yang menggunakan isyarat digital. Elektronika digital adalah representasi dari aljabar boolean (matematika yang digunakan untuk menganalisis dan menyederhanakan Gerbang Logika pada Rangkaian-rangkaian Digital Elektronika), dan digunakan di komputer,  HP dan berbagai produk konsumen lainnya. Dalam sebuah sirkuit digital, sinyal direpresentasikan dengan satu dari dua macam kondisi yaitu 1 (high, active, true,) dan 0 (low, nonactive, false). Atau jika direspresentasika dalam tegangan 1 dapat berarti tegangan maksimum (umumnya 5 V atau 3 V) dan 0 berarti tegangan minimum (umumnya 0 v, tetapi ada pula yang 2,5 V). hal ini dikarenakan varian dari bahan pembuatnya. Contoh yang paling gampang adalah saklar lampu karena ketika ditekan ON berarti terjadi hubungan sehingga dinotasikan 1, sedangkan jika ditekan OFF maka tidak ada hubungan sehingga dinotasikan 0.

Dalam ilmu pengetahuan, teknologi, bisnis, dan hampir semua bidang usaha yang lain, kita selalu berhubungan dengan kuantitas. Kuantitas adalah sesuatu yang terukur, termonitor, terekam dapat diubah secara aritmatis, teramati, atau dengan berbagi cara digunakan dalam kebanyakan sistem fisika. 

1)   Representasi bilangan

Pada dasarnya ada 2 cara untuk merepresentasikan atau menyatakan nilai bilangan dari suatu kuantitas yaitu secara analog dan digital.

•  Representasi/sistem analog

Pada representasi analog kuantitas diwakili oleh tegangan, arus atau gerakan meter yang sebanding dengan nilai kuantitas. Sebuah contoh adalah spidometer kendaraan bermotor, disini penyimpangan jarum sebanding dengan kecepatan kendaraan. Posisi melingkar jarum mewakili nilai kecepatan kendaraan dan jarum mengikuti perubahan kecepatan yang terjadi. Contoh lain adalah temostat ruangan, disini penyimpangan strip bimetal sebanding dengan suhu ruangan. Ketika suhu ruangan secara perlahan berubah, kelengkungan strip akan berubah mengikutinya. Contoh peralatan yang menggunakan sistem analog:

1.     Spidometer pada motor

2.     Remote TV

3.     Pengukur tekanan

4.     Telepon rumah

5.     Radio analog

6.     Rekaman pita analog

Kuantitas yang disebutkan di atas mempunyai sebuah karakteristik penting, yaitu kuantitas tersebut dapat berubah pada semua jangkauan nilai.

Kelebihan sistem analog

Sistem analaog memiliki potensi jumlah tak terbatas resolusi sinyal. Dibandingkan dengan sinyal-sinyal digital, sinyal analog kepadatan tinggi, dapat dilakukan pengolahan lebih sederhana dibandingkan dengan setara digital. Sinyal analog dapat diproses secara langsung oleh komponen analog, meskipun beberapa proses tidak tersedia kecuali dalam bentuk digital.

Kelemahan sistem analog

Kelemahan dari teknologi ini adalah tidak bisa mengukur sesuatu dengan cukup teliti. Karena hal ini disebabkan kemampuan mereka untuk secara konsisten terus – menerus merekam perubahan yang terus menerus terjadi, dalam setiap pengukuran yang dilakukan oleh teknologi analog ini selalu ada peluang keragu – raguan akan hasil yang dicapai, dalam sebuah teknologi yang membutuhkan ketepatan kordinasi dan ketepatan angka – angka yang benar dan pas, kesalahan kecil akibat kesalahan menghitung akan berdampak besar dalam hasil akhirnya. Dan teknologi ini butuh ketepatan dan ketelitian yang akurat, salah satu bentuknya adalah otak kita.

•    Representasi/sistem digital

Pada representasi digital kuantitas diwakili secara tidak proposional tetapi oleh lambang yang disebut digit. Sebagai contoh : jam digital yang menampilkan waktu dalam format digit desimal. Waktu berubah secara kontinu, tetapi pembacaan jam digital berubah secara tidak kontinu. Jam digital berubah langkah demi langkah perubahan per menit atau per detik. Dengan kata lain, representasi digital untuk waktu berubah dalam langkah diskret. Sebagai perbandingan, representasi waktu oleh jam analog berubah secara kontinu. Contoh peralatan yang menggunakan sistem digital:

1.     Jam digital

2.     Kamera digital

3.     Penunjuk suhu digital

4.     Kalkulator digital

5.     Computer

6.     HP

7.     Radio digital

8.     Volt meter digital

9.     Dll yg dikontrol secara numerik

Kelebihan sistem digital 

Beberapa kelebihan dari sistem digital adalah :

1. Teknologi digital menawarkan biaya lebih rendah, keandalan (reability) lebih baik, pemakain ruang yang lebih kecil dan konsumsi daya yang lebih rendah
2. Teknologi digital membuat kualitas komunikasi tidak tergantung pada jarak
3. Jaringan digital ideal untuk komunikasi data yang semakin berkembang
4. Teknologi digital memungkinkan pengenalan layanan-layanan baru
5. Teknologi digital menyediakan kapasitas transmisi yang besar
6. Kemampuan memproduksi sinyal yang lebih baik dan akurat.
7. Mempunyai reliabilitas yang lebih baik (noise lebih rendah akibat imunitas yang lebih baik).
8. Fleksibilitas dan fungsionalitas yang lebih baik.
9. Kemampuan pemrograman yang lebih mudah.
10. Mampu mengirimkan informasi dengan kecepatan cahaya yang mengakibatkan informasi dapat dikirim dengan kecepatan tinggi.

Sistem komunikasi digital berhubungan dengan nilai-nilai, bukan dengan bentuk gelombang. Nilai-nilai bisa dimanipulasi dengan rangkaian rangkaian logika, atau jika perlu, dengan mikroprosesor. Operasi-operasi matematika yang rumit bisa secara mudah ditampilkan untuk mendapatkan fungsi-fungsi pemrosesan sinyal atau keamanan dalam transmisi sinyal.

Kelemahan sistem digital 

Sistem digital juga mempunyai beberapa kerugian dibandingkan dengan sistem analog, bahwa sistem digital memerlukan bandwidth yang besar. Sebagai contoh, sebuah kanal suara tunggal dapat ditransmisikan menggunakan single – sideband AM dengan bandwidth yang kurang dari 5 kHz. Dengan menggunakan sistem digital, untuk mentransmisikan sinyal yang sama, diperlukan bandwidth hingga empat kali dari sistem analog. Kerugian yang lain adalah selalu harus tersedia sinkronisasi. Ini penting bagi sistem untuk mengetahui kapan setiap simbol yang terkirim mulai dan kapan berakhir, dan perlu meyakinkan apakah setiap simbol sudah terkirim dengan benar.

Secara garis besar sistem digital memberikan keuntungan-keuntungan berupa kecepatan, kecermatan, kemampuan memori, tidak mudah terpengaruh oleh perubahan-perubahan karakteristik komponen sistem dan pada umumnya mampu digunakan pada rentang pemakaian yang lebih luas.

Perbedaan utama antara kuantitas analog dan digital, dapat dinyatakan secara sederhana sebagai berikut :

Sistem Analog = kontinu

Sistem Digital = diskret (langkah demi langkah)

Adanya sifat diskret pada representasi digital menjadikan pada sistem digital tidak ada lagi ketidakpastian ketika membaca nilai suatu kuantitas digital. Sementara itu, nilai kuantitas analog selalu terbuka terhadap penafsiran.

    
     2)   Sistem Hybryd

Kebanyakan sistem pengendalian pada proses industri adalah sistem hybryd, sistem ini merupakan gabungan dari kuantitas digital dan kuantitas analog. Pada sistem hybryd terjadi konversi terus menerus antara kuantitas digital dan analog. Dalam kenyataannya hampir semua kuantitas adalah bersifat analog yang kuantitas-kuantitasnya sering diukur dimonitor dan dikontrol. Sistem pengendalian proses industri yang mempunyai kuantitas-kuantitas seperti, temperatur, tekanan, permukaan cairan dan kecepatan aliran diukur dan dikendalikan dengan sistem hybryd yang memanfaatkan keuntungan-keuntungan dari sistem digital.

     3)   Konsep Dasar Kuantitas-Kuantitas Biner

 Kuantitas biner secara nyata pada rangkaian logika adalah saklar dua arah yang dipakai untuk menghidupkan dan mematikan lampu listrik. Pada sistem digital elektronik informasi biner dinyatakan oleh sinyal-sinyal listrik yang terdapat pada input dan output dari rangkaian elektronik. Pada sistem ini biner 1 dan 0 dinyatakan dengan tegangan 0 volt atau 5 volt. Semua sinyal input dan output akan mempunyai harga 0 volt atau 5 volt untuk batas toleransi tertentu.

SOURCE :Various sources and has been revised