TUGAS ELEKTONIKA DIGITAL

NAMA : ALFIANSYAH

NIM : 2012010307

KELAS : B 004

RANGKAIAN ENCODER

Encoder adalah rangkaian yang memiliki fungsi berkebalikan dengan dekoder. Encoder

berfungsi sebagai rangakain untuk mengkodekan data input mejadi data bilangan dengan

format tertentu. Encoder dalam rangkaian digital adalah rangkaian kombinasi gerbang digital

yang memiliki input banyak dalam bentuk line input dan memiliki output sedikit dalam

format bilangan biner. Encoder akan mengkodekan setiap jalur input yang aktif menjadi kode

bilangan biner.

Tampilan di kenyataan seperti berikut :

Tampilan di software seperti berikut :

Bahan yang di butuhkan :

8 saklar sebagai inputan

7 resistor 220 ohm sebagai penghambat di ic

1 ic 74148 sebagai ic encoder yang memiliki 8 input dan 3 output

3 lampu led sebagai indicator output

1 baterai 9 volt sebagai sumber tegangan

3 resistor 220 ohm sebagai penghambat di lampu LED

Ic regulator 7805 sebagai penurun tegangan dari 9 volt menjadi 5 volt

Cara kerja

Jika I0 dinyalakan maka tidak ada ouput yang nyala

I1 nyala output C nyala

I2 nyala output B nyala

I3 nyala output BC nyala

I4 nyala output Anyala

I5 nyala output AC nyala

I6 nyala output AB nyala

I7 nyala output ABC nyala

RANGKAIAN DECODER

rangkaian decoder, rangkaian decoder adalah rangkaian yang mengkonversikan informasi

biner dari n jalur input ke jalur output.bisa juga menkonversi dari bilangan biner ke desimal.

kali ini saya memuat rangkaian decoder dengan tipe bcd to seven segment.

tampilan kenyataannya seperti berikut :

tampilan di software seperti berikut :

komponen yang di butuhkan :

1 Ic timer 555 sebagai pengatur waktu otomatis 2 Ic 7490 sebagai ic counter (pencacah) melakukan perhitungan dari 0-9 3 Ic regulator 7805 sebagai ic penurun tegangan dari 9 volt menjadi 5 volt 4 Ic 7447 sebagai ic decoder bcd to seven segment 5 Seven segment sebagai indikator output 6 Resistor sebagai penghambat (resistor di seven segment 330 ohm dan di ic timer 555

1k)

7 Elco/kapasitor sebagai penyimpan muatan (1 mikrofarat dan 100 mikrofarat) 8 Baterai sebagai sumber tegangan 9 Push on tipe on sebagai indikator inpu

Cara kerja :

Kita harus menekan tombol push on dan akan tampil angka perhitungan dari 0 sampai

9 di seven segment dan apabila kita lepas push on maka perhitungan akan berhenti.

kalau di hitung interval antara 0 ke 1 dan 1 ke 2 dan lainnya selang intervalnya yaitu

sekitar 1 detik.untuk pengaturan selang interval tersebut dapat mengubah resistor,

semakin dia nilainya besar makin lambat laju perhitungannya dan sebaliknya.

MULTIPLEXER

Multiplexer adalah rangkaian logika yang menerima beberapa input data digital dan

menyeleksi salah satu dari input tersebut pada saat tertentu untuk dikeluarkan pada sisi

output.

MULTIPLEXER :

Perangkat pemilih beberapa jalur data kedalam satu jalur data untuk dikirim ketitik lain.

Mempunyai dua atau lebih signal digit sebagai input dan control sebagai pemilih (selector).

Merupakan data selector (pemilih data)

Multiplexing adalah Teknik menggabungkan beberapa sinyal untuk dikirimkan secara

bersamaan pada suatu kanal transmisi. Dimana perangkat yang melakukan Multiplexing

disebut Multiplexer atau disebut juga dengan istilah Transceiver / Mux. Dan untuk di sisi

penerima, gabungan sinyal - sinyal itu akan kembali di pisahkan sesuai dengan tujuan masing

masing. Proses ini disebut dengan Demultiplexing. Receiver atau perangkat yang melakukan Demultiplexing disebut dengan Demultiplexer atau disebut juga dengan istilah

Demux.

Tujuan Muliplexing bertujuan meningkatkan effisiensi penggunaan bandwidth / kapasitas

saluran transmisi dengan cara berbagi akses bersama.

Jenis Teknik Multiplexing

Teknik Multiplexing yang umum digunakan adalah :

1. Time Division Multiplexing (TDM) : a. Synchronous TDM b. Asynchronous TDM

2. Frequency Division Multiplexing (FDM) 3. Code Division Multiplexing (CDM) 4. Wavelength Division Multiplexing (WDM) 5. Optical code Division Multiplexing (ODM)

Time Division Multiplexing (TDM)

Secara umum TDM menerapkan prinsip pemnggiliran waktu pemakaian saluran transmisi

dengan mengalokasikan satu slot waktu (time slot) bagi setiap pemakai saluran (user).

TDM yaitu Terminal atau channel pemakaian bersama-sama kabel yang cepat dengan setiap

channel membutuhkan waktu tertentu secara bergiliran (round-robin time-slicing). Biasanya

waktu tersebut cukup digunakan untuk menghantar satu bit (kadang-kadang dipanggil bit

interleaving) dari setiap channel secara bergiliran atau cukup untuk menghantar satu

karakter (kadang-kadang dipanggil character interleaving atau byte interleaving).

Menggunakan metoda character interleaving, multiplexer akan mengambil satu karakter

(jajaran bitnya) dari setiap channel secara bergiliran dan meletakkan pada kabel yang

dipakai bersama-sama sehingga sampai ke ujung multiplexer untuk dipisahkan kembali

melalui port masing-masing. Menggunakan metoda bit interleaving, multiplexer akan

mengambil satu bit dari setiap channel secara bergiliran dan meletakkan pada kabel yang

dipakai sehingga sampai ke ujung multiplexer untuk dipisahkan kembali melalui port

masing-masing.

Jika ada channel yang tidak ada data untuk dihantar, TDM tetap menggunakan waktu untuk

channel yang ada (tidak ada data yang dihantar), ini merugikan penggunaan kabel secara

maksimun. Kelebihanya adalah karena teknik ini tidak memerlukan guardband jadi

bandwidth dapat digunakan sepenuhnya dan perlaksanaan teknik ini tidak sekompleks

teknik FDM. Teknik TDM terdiri atas

Synchronous TDM

Hubungan antara sisi pengirim dan sisi penerima dalam komunikasi data yang menerapkan

teknik Synchronous TDM dijelaskan secara skematik pada gambar

Gambar Synchronous TDM

Cara kerja Synchronous TDM dijelaskan dengan ilustrasi dibawah ini

Gambar Ilustrasi hasil sampling dari input line

Asynchronous TDM

Untuk mengoptimalkan penggunaan saluran dengan cara menghindari adanya slot waktu

yang kosong akibat tidak adanya data ( atau tidak aktif-nya pengguna) pada saat sampling

setiap input line, maka pada Asynchronous TDM proses sampling hanya dilakukan untuk

input line yang aktif saja. Konsekuensi dari hal tersebut adalah perlunya menambahkan

informasi kepemilikan data pada setiap slot waktu berupa identitas pengguna atau identitas

input line yang bersangkutan

Penambahan informasi pada setiap slot waktu yang dikirim merupakan overhead pada

Asynchronous TDM.

Gambar di bawah ini menyajikan contoh ilustrasi yang sama dengan gambar Ilustrasi hasil

sampling dari input line jika ditransmisikan dengan Asynchronous TDM.

Gambar Frame pada Asysnchronous TDM

Frequency Division Multiplexing (FDM)

Prinsip dari FDM adalah pembagian bandwidth saluran transmisi atas sejumlah kanal

(dengan lebar pita frekuensi yang sama atau berbeda) dimana masing-masing kanal

dialokasikan ke pasangan entitas yang berkomunikasi. Contoh aplikasi FDM ini yang

polpuler pada saat ini adalah Jaringan Komunikasi Seluler, seperti GSM ( Global System

Mobile) yang dapat menjangkau jarak 100 m s/d 35 km. Tingkatan generasi GSM adalah sbb:

First-generation: Analog cellular systems (450-900 MHz)

o Frequency shift keying for signaling o FDMA for spectrum sharing o NMT (Europe), AMPS (US)

Second-generation: Digital cellular systems (900, 1800 MHz)

o TDMA/CDMA for spectrum sharing o Circuit switching o GSM (Europe), IS-136 (US), PDC (Japan) o 2.5G: Packet switching extensions o Digital: GSM to GPRS o Analog: AMPS to CDPD o 3G: o High speed, data and Internet services o IMT-2000

Gambar Pemakaian Frekwensi pada GSM

FDM yaitu pemakaian secara bersama kabel yang mempunyai bandwidth yang tinggi

terhadap beberapa frekuensi (setiap channel akan menggunakan frekuensi yang berbeda).

Contoh metoda multiplexer ini dapat dilihat pada kabel coaxial TV, dimana beberapa channel

TV terdapat beberapa chanel, dan kita hanya perlu tunner (pengatur channel) untuk

gelombang yang dikehendaki. Pada teknik FDM, tidak perlu ada MODEM karena

multiplexer juga bertindak sebagai modem (membuat permodulatan terhadap data digital).

Kelemahan Modem disatukan dengan multiplexer adalah sulitnya meng-upgrade ke

komponen yang lebih maju dan mempunyai kecepatan yang lebih tinggi (seperti teknik

permodulatan modem yang begitu cepat meningkat).

Kelemahannya adalah jika ada channel (terminal) yang tidak menghantar data, frekuensi yang

dikhususkan untuk membawa data pada channel tersebut tidak tergunakan dan ini

merugikandan juga harganya agak mahal dari segi pemakaian (terutama dibandingkan dengan

TDM) kerana setiap channel harus disediakan frekuensinya.

Kelemahan lain adalah kerana bandwidth jalur atau media yang dipakai bersama-sama tidak

dapat digunakan sepenuhnya, kerana sebagian dari frekuensi terpaksa digunakan untuk

memisahkan antara frekuensi channelchannel yang ada. Frekuensi pemisah ini dipanggil

guardband.

Gambar Frequency Division Multiplexing

Pengalokasian kanal (channel) ke pasangan entitas yang berkomunikasi diilustrasikan pada

gambar dibawah ini :

Gambar Contoh penerapan FDM dengan 4 pengguna

Code Division Multiplexing (CDM)

Code Division Multiplexing (CDM) dirancang untuk menanggulangi kelemahankelemahan

yang dimiliki oleh teknik multiplexing sebelumnya, yakni TDM dan FDM.. Contoh

aplikasinya pada saat ini adalah jaringan komunikasi seluler CDMA (Flexi) Prinsip kerja dari

CDM adalah sebagai berikut

1. Kepada setiap entitas pengguna diberikan suatu kode unik (dengan panjang 64 bit) yang disebut chip spreading code.

2. Untuk pengiriman bit 1, digunakan representasi kode (chip spreading code) tersebut. 3. Sedangkan untuk pengiriman bit 0, yang digunakan adalah inverse dari kode

tersebut.

4. Pada saluran transmisi, kode-kode unik yang dikirim oleh sejumlah pengguna akan ditransmisikan dalam bentuk hasil penjumlahan (sum) dari kode-kode tersebut.

5. Di sisi penerima, sinyal hasil penjumlahan kode-kode tersebut akan dikalikan dengan kode unik dari si pengirim (chip spreading code) untuk diinterpretasikan.

selanjutnya :

- jika jumlah hasil perkalian mendekati nilai +64 berarti bit 1, - jika jumlahnya mendekati 64 dinyatakan sebagai bit 0.

Contoh penerapan CDM untuk 3 pengguna (A,B dan C) menggunakan panjang kode 8 bit

(8-chip spreading code) dijelaskan sebagai berikut :

a. pengalokasian kode unik (8-chip spreading code) bagi ketiga pengguna : kode untuk A : 10111001 kode untuk B : 01101110 kode untuk C : 11001101

b. Misalkan pengguna A mengirim bit 1, pengguna B mengirim bit 0 dan pengguna C mengirim bit 1. Maka pada saluran transmisi akan dikirimkan kode berikut :

A mengirim bit 1 : 10111001 atau + - + + + - - + B mengirim bit 0 : 10010001 atau + - - + - - - + C mengirim bit 1 : 11001101 atau + + - - + + - + hasil penjumlahan (sum) = +3,-1,-1,+1,+1,-1,-3,+3

c. Pasangan dari A akan menginterpretasi kode yang diterima dengan cara :

Sinyal yang diterima : +3 1 1 +1 +1 1 3 +3 Kode milik A : +1 1 +1 +1 +1 -1 1 +1 Hasil perkalian (product) : +3 +1 1 +1 +1 +1 +3 +3 = 12 Nilai +12 akan diinterpretasi sebagai bit 1 karena mendekati nilai +8.

d. Pasangan dari pengguna B akan melakukan interpretasi sebagai berikut :

sinyal yang diterima : +3 1 1 +1 +1 1 3 +3 kode milik B : 1 +1 +1 1 +1 +1 +1 1 jumlah hasil perkalian : 3 1 1 1 +1 1 3 3 = -12 berarti bit yang diterima adalah bit 0, karena mendekati nilai 8.

Wavelength Division Multiplexing (WDM).

Teknik multiplexing ini digunakan pada transmisi data melalui serat optik (optical fiber)

dimana sinyal yang ditransmisikan berupa sinar. Pada WDM prinsip yang diterapkan

mirip seperti pada FDM, hanya dengan cara pembedaan panjang gelombang

(wavelength) sinar. Sejumlah berkas sinar dengan panjang gelombang

berbeda ditransmisikan secara simultan melalui serat optik yang sama (dari jenis Multi

mode optical fiber).

Aktif High dan Aktif Low Pada Input dan

Output Mikrokontroler

Pada mikrokontroler terdapat pin-pin yang berfungsi sebagai input atau output, jika berfungsi

sebagai input biasanya disebut PIN dan jika berfungsi sebagai output biasanya disebut PORT. Pin-pin pada mikrikontoler biasanya mempunyai fungsi/kegunaan khusus namun pin tersebut harus diaktifkan terlebih dahulu, jika tidak diaktifkan pin-pin tersebut hanya akan

berfugsi sebagai input atau output digital, itupun hanya biner (bernilai 1 atau 0). Contoh: pada

PINA/PORTA ATmega 16 mempunyai fungsi khusus yaitu sebagai ADC (Analog Digital

Conveter), jika fungsi ADC tidak diaktifkan maka pin tersebut hanya akan berfungsi sebagai

input atau output digital.

Meskipun satu pin mikrokontroler bisa berfungsi sebagai input atau ouput, tegangan yang

diperlukan (sebagai input) atau dikeluarkan (sebagai output) pin tersebut sedikit berbeda.

Perbedaannya bisa dilihat pada diagram dibawah ini:

Dari diagram diatas bisa dilihat bahwa tegangan output bernilai high(1) jika diatas 2 v dan

bernilai low(0) jika dibawah 0,8 v, sedangkan tegangan input bernilai high (1) jika diatas 2,4

v dan bernilai low(0) jika dibawah 0,4 v (diagram tersebut saya ambilkan dari catatan kuliah).

Menyangkut masalah high dan low, pada artikel ini akan dibahas lebih lanjut mengenai aktif

high dan aktif low pada input dan output mikrokontroler.

Input digital mikrokontroler

Pada dasarnya input digital pada mikrokontroler harus jelas (jelas 1 atau 0) dan pin input

tersebut jika diaktifkan tidak boleh dalam keadaan tidak tersambung karena dikhawatirkan

pin tersebut akan rusak, maka solusinya adalah dengan memberikan resistor pull up atau pull

down.

Gambar (a). rangkaian yang salah, gambar (b). rangkaian resistor pull up, gambar (c).

rangkaian resistor pull down.

Pada subbab ini akan dibahas gambar (a) dan(c) dulu yang (b) nanti ada dibahas pada subbab

dibawah.

Kita bahas gambar (a) dulu, rangkaian tersebut dapat dikatakan salah karena nantinya akan

terjadi floating. Pada dasarnya semua PIN input atau output mikrokontroler di dalamnya

terdapat rangkaian pull up internal yang mana rangkaian tersebut akan aktif hanya jika

diaktifkan melalui software(program). Yang dimaksud dengan floating disini mungkin akan

lebih bisa dijelaskan dengan gambar berikut:

Gambar (d). kondisi saat push button tidak tersambung, gambar (e). kondisi saat push button

tersambung(ditekan), gambar (f). kondisi saat push button tidak tersambung namun setelah

ditekan.

Coba lihat gambar dan keterangannya, gambar (d) adalah kondisi saat push button tidak

tersambung dan terlihat pada layar lcd di gambar (d) menunjukkan angka 0(tidak ada

tegangan masuk). Sekarang lihat gambar (e), gambar (e) adalah kondisi saat push button

ditekan dan terlihat pada layar lcd di gambar (e) menunjukkan angka 1(ada tegangan masuk).

Setelah melihat kedua gambar tersebut nampak biasa-biasa saja atau sesuatu hal yang wajar

akan tetapi akan timbul pertanyaan atau masalah setelah melihat gambar (f). Gambar (f)

adalah kondisi saat push button tidak tersambung namun setelah ditekan dan telihat pada

layar lcd di gambar (f) menunjukkan angka 1 dan itulah yang disebut dengan floating. Oleh

karena itu agar tidak terjadi floating, perlu ditambahkan dengan resistor pull up atau pull

down. Dan sekarang akan kita bahas mengenai resistor pull down dulu untuk pull up-nya

nanti pada subbab lain.

a. Aktif high

Penambahan resistor pull down pada input mikrokontroler ini akan menyebabkan suatu

keadaan yang disebut dengan aktif high. Agar lebih jelas coba cermati gambar dibawah ini

dulu setelah itu simak pembahasannya.

Gambar (g). kondisi saat push button tidak ditekan, gambar (h). kondisi saat push button

ditekan.

Terlihat jelas seperti gambar diatas bahwa jika push button tidak ditekan maka pada input

mikrokontrolernya bernilai 0, namun jika push button ditekan maka pada input

mikrokontrolernya bernilai 1. Mungkin tabel di bawah ini bisa membantu anda untuk

memahaminya.

Push button Nilai

Ditekan 1

Tidak

ditekan 0

a. Aktif low

Kalau aktif high diberi resistor pull down maka untuk aktif low diberikan resistor pull up.

Terlihat jelas seperti gambar diatas bahwa jika push button tidak ditekan maka pada input

mikrokontrolernya bernilai 1, namun jika push button ditekan maka pada input

mikrokontrolernya bernilai 0. Mungkin tabel di bawah ini bisa membantu anda untuk

memahaminya.

Push button Nilai

Ditekan 0

Tidak ditekan 1

Untuk rangkaian aktif low bisa dilihat pada gambar (b) atau (g) atau (h).

Output digital mikrokontroler

Pada output digital hampir sama halnya dengan input digital, persamaanya adalah sama-sama

mengeluarkan logika high(1) atau low(0). Nilai output digital sudah jelas high(1) atau low(0),

yang mana jika bernilai high berarti ouputnya mengeluarkan tegangan sekitar 2 - 5 v

sedangkan jika bernilai low berarti mengeluarkan tegangan sekitar 0 - 0,8 v.

a. Aktif high

Kalau aktif high pada input mikrokontroler itu diperlukan resistor pull down sedangkan pada

outputnya tidak diperlukan, karena output mikrokontroler sudah jelas high(1) atau low(0).

Akan tetapi rangkaiannya harus diperhatikan, agar lebih jelas coba perhatikan gambar

dibawah ini dulu setelah itu baru simak pembahasannya.

Gambar (i),(j),(k) gambaran umum rangkaian aktif high pada output

mikrokontroler.

Pada gambar diatas terlihat aplikasi output yang dirangkai dengan sebuah led dan resistor.

Gambar(i) adalah gambaran saat mikrokontroler belum mengeluarkan logika high(1) atau

low(0) dan dirangkai dengan dengan sebuah led dan resistor. Gambar (j) adalah gambaran

saat mikrokontroler mengeluarkan logika high(1), sehingga led pada rangkaian diatas

menyala(aktif). Gambar (k) adalah gambaran saat mikrokontroler mengeluarkan logika

low(0), sehingga led pada rangkaian diatas tidak menyala(aktif).

Pada rangkaian gambar (j ) lednya menyala sedangkan pada gambar (k) lednya tidak

menyala, hal tersebut disebabkan karena led hanya akan menyala jika diberi tegangan maju(

kutub anoda diberi tegangan positif sedangkan katodanya disambungkan ke ground).

Mungkin tabel dibawah ini bisa lebih mudah dipahami.

Output Led

High(1) Menyala

Low(0) Tidak menyala

a. Akif low

Pada rangkaian aktif low output ini hampir sama dengan aktif high, hanya posisi lednya

dibalik dan rangkaiannya disambugkan ke Vcc (5v). Agar lebih jelas lihat dulu gambar

dibawah ini.

Gambar (l),(m),(n) rangkaian aktif low pada mikrokontroler.

Rangkaian diatas jika diberi logika high(1) maka lednya tidak menyala, sedangkan jika diberi

logika low maka lednya akan menyala. Jika ingin tahu kenapa bisa begitu coba simak lagi

subbab diatas.

Dan untuk tabelnya bisa dilihat dibawah ini.

Output Led

High(1) Tidak menyala

Low(0) Menyala