Komponen Digital

Komponen Digital
IC ( Integrated Circuit )
IC (Integrated Circuit) merupakan komponen semikonduktor yang di dalamnya terdapat puluhan, ratusan atau ribuan, bahkan lebih komponen dasar elektronik yang terdiri dari sejumlah komponen resistor, transistor, diode, dan komponen semikonduktor lainnya. Komponen dalam IC tersebut membentuk suatu rangkaian yang terintegrasi menjadi sebuah rangkaian berbentuk chip kecil.
IC digunakan untuk beberapa keperluan pembuatan peralatan elektronik agar mudah dirangkai menjadi peralatan yang berukuran relatif kecil. Sebelum adanya IC, hampir seluruh peralatan elektronik dibuat dari satuan komponen yang dihubungkan satu sama lainnya menggunakan kawat atau kabel.IC dibalut dalam kemasan tertentu agar dapat terlindungi dari gangguan luar seperti terhadap kelembaban debu dan kontaminasi zat lainnya. Kemasan IC dibuat dari bahan ceramic dan plastic, serta didesain untuk mudah dalam pemasangan dan penyambungannya. IC dapat bekerja dengan diberikan catuan tegangan 5 – 12 volt sesuai dengan tipe IC nya. Jika diberikan masukan tegangan lebih dari batas yang telah ditentukan maka IC tersebut akan rusak.

Keunggulan dan kekurangan IC
Keunggulan IC
IC telah digunakan secara luas diberbagai bidang, salah satunya dibidang industri Dirgantara, dimana rangkaian kontrol elektroniknya akan semakin ringkas dan kecil sehingga dapat mengurangi berat Satelit, Misil dan jenis-jenis pesawat ruang angkasa lainnya. Desain komputer yang sangat kompleks dapat dipermudah, sehingga banyaknya komponen dapat dikurangi dan ukuran motherboardnya dapat diperkecil. Contoh lain misalnya IC digunakan di dalam mesin penghitung elektronik (kalkulator), juga telepon seluler (ponsel) yang bentuknya relative kecil. Di era teknologi canggih saat ini, peralatan elektronik dituntut agar mempunyai ukuran dan beratnya seringan dan sekecil mungkin dan hal itu dapat dimungkinkan dengan penggunaannya IC. Selain ukuran dan berat IC yang kecil dan ringan, IC juga memberikan keuntungan lain yaitu bila dibandingkan dengan sirkit - sirkit konvensional yang banyak menggunakan komponen IC dengan sirkit yang relatif kecil hanya mengkonsumsi sedikit sumber tenaga dan tidak menimbulkan panas berlebih sehingga tidak membutuhkan pendinginan (cooling system).
Kelemahan IC
Kelemahan IC atau kategori IC itu dapat dikatakan rusak antara lain adalah keterbatasannya di dalam menghadapi kelebihan arus listrik yang besar, dimana arus listrik berlebihan dapat menimbulkan panas di dalam komponen, sehingga komponen yang kecil seperti IC akan mudah rusak jika timbul panas yang berlebihan. Demikian pula keterbatasan IC dalam menghadapi tegangan yang besar, dimana tegangan yang besar dapat merusak lapisan isolator antar komponen di dalam IC. Contoh kerusakan misalnya, terjadi hubungan singkat antara komponen satu dengan lainnya di dalam IC, bila hal ini terjadi, maka IC dapat rusak dan menjadi tidak berguna.   

Contoh IC
TTL (Transistor – Transistor Logic)

IC yang paling banyak digunakan secara luas saat ini adalah IC digital yang dipergunakan untuk peralatan komputer, kalkulator dan system kontrol elektronik. IC digital bekerja dengan dasar pengoperasian bilangan Biner Logic (bilangan dasar 2) yaitu hanya mengenal dua kondisi saja 1(on) dan 0 (off).

Jenis IC digital terdapat 2(dua) jenis yaitu TTL dan CMOS. Jenis IC-TTL dibangun dengan menggunakan transistor sebagai komponen utamanya dan fungsinya dipergunakan untuk berbagai variasi Logic, sehingga dinamakan Transistor.

Decoder
Decoder merupakan rangkaian kombinasional yang mempunyai masukkan (input) sebanyak n dan keluarannya (output) sebanyak 2 n. Decoder berfungsi untuk mengaktifkan salah satu dari saluran keluarannya untuk setiap pola masukan yang berbeda-beda. Decoder bersifat active low dan dilengkapi dengan saluran masukan enable low. Keluaran bersifat active lowlow atau memiliki tegangan rendah. Enable berfungsi untuk mengaktifkan atau me-nonaktif-kan rangkaian. Enable low maksudnya rangkaian akan aktif jika enable diberi masukan low atau tegangan rendah.

Multiplexer
Multiplexer merupakan rangkaian kombinasional yang memiliki masukan sejumlah 2n bit, n selector dan satu output. Multiplexer disebut juga data selector karena selector pada rangkaian multiplexer berfungsi untuk memilih data pada input mana yang akan dilewatkan ke output. Seperti decoder, multiplexer juga memiliki enable yang bersifat low yang berfungsi untuk mengaktifkan atau me-non-aktif-kan rangkaian.

Register
Komponen Register ini merupakan wadah penyimpan pada internal CPU yang bekerja pada saat terjadinya proses pengolahan data. Memori Register ini memang bersifat sementara dan hanya dipakai untuk menyimpan ragam data saat dilakukan pengolahan ataupun pengolahan terusannya.

Pencacah Biner
Pencacah merupakan suatu rangkaian logika yang berfungsi untuk mencacahjumlah pulsa pada bagian input dan keluaran berupa digit biner,dengan saluran tersendiri untuk setiap pangkat dua 2, 21, 22 dan seterusnya . Pencacah terdiri dari flip-flop yang diserikan dimana keadaan arus keluaranya ditahan sampai ada clock .

Pencacah dapat dibagi menjadi dua tipe, yaitu Synchronous dan Asynchonous. dimana keduanya dibedakan dengan bagaimana cara diclock.

Pencacah Asynchonous didisain dengan menggunakan flip-flop pada keadaan toggle. Flip-flop JK atau D dapat dibuat kedalam keadaan toglle. Flip-flop JK dapat dibuat dalam keadaan toglle dengan menghubungkan kedua input J dan K pada logika 1(high). Sedangkan untuk flip-flop tipe D, dapat dibuat dalam keadaan toglle
dengan menghubungkan keluaran Q kembali ke input.

Pencacah asynchonous bekerja dengan mengkaskade seri flip-flop dalam keadaan togle secara bersamaan. Keluaran tiap-tiap flip-flop digunakan sebagai clock untuk flip-flop berikutnya secara berurutan. Hal ini menyebabkan flip-flop berubah secara asynchonous, seperti gelombang. Pencacah asynchonous lebih dikenal
sebagai pencacah ripple.

Rangkaian Logika

Rangkaian Logika

Rangkaian logika adalah rangkaian yang menerapkan dasar-dasar logika dalam pemakaiannya. Dasar-dasar logika adalah operasi yang menerapkan  Pada umumnya rangkaian logika menggunakan gerbang-gerbang logika yang terintegrasi dalam satu IC.

Komponen Digital

Komputer adalah piranti elektronika digital yang dirancang secara modular. Sistem komputer tersusun dari sejumlah modul komponen dan piranti yang memiliki tugas dan fungsi masing-masing dan kemudian saling dihubungkan membentuk sistem komputer
Komponen penyusun sistem komputer dapat dikelompokkan menurut fungsinya atas:
A. Unit Processor
B. Unit Bus
C. Piranti Penyimpanan
D. Piranti I/O
E. Piranti Antar mukaspan

UNIT PROCESSOR

Unit Processor berfungsi sebagai "otak" dan "Badan" dari sistem komputer yang bertugas memproses instruksi program, menghubungkan serta mengatur lalulintas data pada seluruh sistem.
Komponen penyusun unit processor terdiri atas:
1. Processor
2. Motherboard
3. Memory
4. Power Supply
5. Casing

UNIT BUS         

Bus adalah jalur komunikasi data yang menghubungkan seluruh sistem komputer. Struktur bus terdiri dari beberapa tingkatan yang merujuk pada kecepatan jalur bus. Setiap piranti terhubung ke salah satu bus yang ada.
Komponen penyusun unit bus terdiri dari jalur-jalur komunikasi untuk sinyal data, alamat dan kontrol, chip untuk pengendali operasi bus dan konektor berupa socket/slot ekspansi.
Tingkatan bus terdiri dari:
Processor Bus
Memory Bus
I/O Bus

PIRANTI PENYIMPANAN
Piranti Penyimpanan berfungsi menyimpan file-file dari sistem Operasi, Program Aplikasi dan data secara permanen.
Processor mengambil program dan data yang akan dioperasikan dari piranti penyimpanan dan menyalin ke memori untuk dieksesusi. Setelah selesai dioperasikan file disimpan kembali (save) ke media penyimpanan.
Piranti Penyimpanan dapat dikatagorikan menurut teknologi yang digunakan atas:
Piranti Magnetik
Piranti Optik

PIRANTI I/O
Piranti I/O (Input/Output) dihubungkan ke sistem komputer lewat I/O bus dan memiliki fungsi khusus untuk memberi masukkan data atau mengolah data atau mengolah data keluaran dari komputer.
Jenis Piranti I/O yang umum terdapat pada komputer PC terdir dari:
Monitor
Keyboard
Mouse
Printer
Scanner

PIRANTI ANTARMUKA
Piranti Antarmuka (Interface card) atau adapter card berbentuk papan rangkaian elektronik yang dipasang pada slot ekspansi yang berfungsi untuk menambahkan atau meningkatkan kemampuan tertentu dari komputer.
Jenis kartu antarmuka yang umum ialah:
Sound Card
Video Card
Modem
Network Card

Gerbang Logika

Gerbang logika atau sering juga disebut Gerbang Logika Boolean, merupakan sebuah system pemrosesan dasar yang dapat memproses input-input yang berupa bilangan biner menjadi sebuah output yang berkondisi dan akahirnya digunakan dalam proses selanjutnya.
Gerbang NOR sering juga disebut dengan istilah Inverter. Logika dari gerbang ini adalah membalik apa yang di input kedalamnya, biasanya hanya terdiri dari satu kaki saja. Ketika input bernilai 1 maka output bernilai 0 dan begitu pula sebaliknya.
Gerbang AND memiliki karakteristik logika diman input masuk bernilai 0 maka outpunya akan bernilai 0. Jika kedua input bernilai 1 maka output juga akan bernilai 1.
Gerbang OR dapat dikatakan memiliki karkteristik memihak 1, diman karakteristiknya mempunyai logika selalu ber output 1 apabila ada 1 saja input bernilai 1.

Aljabar Boolean

Aljabar Boolean adalah struktur aljabar yang "mencakup intisari" operasi logika AND, OR dan NOR dan juga teori himpunan untuk operasi union, interseksi dan komplemen.

Penamaan Aljabar Boolean sendiri berasal dari nama seorang matematikawan asal Inggris, bernama George Boole. Dialah yang pertama kali mendefinisikan istilah itu sebagai bagian dari sistem logika pada pertengahan abad ke-19.

Boolean adalah suatu tipe data yang hanya mempunyai dua nilai. Yaitu true atau false (benar atau salah).

Pada beberapa bahasa pemograman nilai true bisa digantikan 1 dan nilai false digantikan 0.

Karnaugh Map

Karnaugh Map adalah sebuah metode untuk menyederhanakan aljabar Boolean ekspresi. The Karnaugh map reduces the need for extensive calculations by taking advantage of humans' pattern-recognition capability, permitting the rapid identification and elimination of potential race conditions . Karnaugh Map mengurangi kebutuhan untuk perhitungan luas dengan mengambil keuntungan dari kemampuan pengenalan pola-manusia, yang memungkinkan identifikasi cepat dan eliminasi potensi kondisi ras .

Dalam peta Karnaugh yang boolean variabel ditransfer (biasanya dari tabel kebenaran ) dan memerintahkan sesuai dengan prinsip-prinsip kode Gray di mana hanya satu perubahan variabel di antara kotak.. Setelah tabel dihasilkan dan kemungkinan-kemungkinan output ditranskripsi, data diatur ke dalam kelompok-kelompok kemungkinan terbesar mengandung sel-sel ⁿ 2 (n = 0,1,2,3 ...) ^[1] dan minterm dihasilkan melalui aksioma hukum aljabar boolean.

Flip – Flop

Flip-flop adalah rangkaian digital yang digunakan untuk menyimpan satu bit secara semi permanen sampai ada suatu perintah untuk menghapus atau mengganti isi dari bit yang disimpan. Prinsip dasar dari flip-flop adalah suatu komponen elektronika dasar seperti transistor, resistor dan dioda yang di rangkai menjadi suatu gerbang logika yang dapat bekerja secara sekuensial
Rangkaian Sequensial dan Flip-flop

Perbedaan  rangkaian kombinasional dan sekuensial

Rangkaian kombinasional terdiri dari gerbang logika yang memiliki output yang selalu tergantung pada kombinasi input yang ada. Rangkaian kombinasional melakukan operasi yang dapat ditentukan secara logika dengan memakai sebuah fungsi boolean.

Rangkaian sekuensial merupakan rangkaian logika yang keadaan outputnya tergantung pada keadaan input-inputnya juga tergantung pada keadaan output sebelumnya. Rangkaian ini juga didefenisikan sebagai rangkaian logika yang outputnya tergantung waktu.