Saat melihat perangkat elektronik di sekitar Anda, mungkin tak jarang muncul pertanyaan bagaimana cara peralatan elektronik tersebut bisa bekerja? Bagaimana bisa perangkat tersebut menyala padahal hanya terdiri dari beberapa komponen yang saling terhubung. Hal itu berkaitan dengan fungsi dan pembagian gerbang pembuka dari sistem elektronika digital.
Ilmu pengetahuan yang semakin berkembang pesat membuat pengetahuan bidang elektronika juga mengalami peningkatan. Seperti elektronika digital dimana tersusun dari gerbang logika, sehingga gerbang logika dapat dikatakan sebagai otak dari perangkat elektronik agar bisa menjalankan fungsi operasi digital dengan baik.
Elektronika digital sendiri asalnya dari aljabar Boolean, dan kini sudah banyak ditemui di perangkat seperti komputer, telepon, dan masih banyak lagi. Untuk lebih jelasnya, simak dalam artikel di bawah ini!
Apa Itu Elektronika Digital?
Apa yang dimaksud elektronika digital? Merupakan sistem elektronika dimana berfokus pada pengolahan sinyal digital di komponen elektronika. Sinyal digital tersebut memiliki angka-angka biner 0 dan 1 yang mana mewakili suatu informasi rangkaian bit.
Sehingga pada dasarnya elektronika digital memanfaatkan logika digital agar bisa memanipulasi sinyal digital. Logika digital sendiri menjadi suatu metode yang diperlukan agar bisa mengontrol sinyal atau aliran listrik berbentuk diskrit 0 dan 1.
Komponen utama dalam sistem ini adalah gerbang logika contohnya gerbang OR, AND, XOR, hingga NOT. Gerbang tersebut bisa dikombinasikan agar nantinya dapat membuat rangkaian logika lebih kompleks seperti encoder, decoder, register, dan demultiplexer.
Selain itu sistem ini juga memanfaatkan penggunaan perangkat komponen digital sebut saja resistor, transistor, induktor, kapasitor, hingga Integrated Circuit (IC) atau chip terpadu. Sistem elektronika ini juga melibatkan pemrograman serta desain komputer, dimana dalam desainnya umumnya menggunakan software CAD untuk melakukan simulasi serta rancangan elemen rangkaian logika.
Komponen Elektronika Digital
Komponen di bawah ini digunakan dalam suatu perangkat elektronik agar bisa melakukan perintah seperti memproses, menyimpan, hingga mengubah informasi dalam bentuk digital. Sehingga komponen berikut berperan mengendalikan fungsi serta operasi perangkat elektronik seperti televisi modern, smartphone, dan lain sebagainya. Berikut penjelasannya!
Integrated Circuit (IC)
Kerap disebut chip, IC merupakan komponen yang terdiri dari sejumlah resistor, kapasitor, transistor, serta dioda yang disambungkan secara elektrik dalam sebuah chip. IC menjadi komponen utama perangkat elektronik digital karena perannya bagaikan otak yang mengontrol operasi perangkat.
Resistor
Adalah komponen pasif dan berperan sebagai penghambat aliran arus listrik pada sebuah rangkaian elektronika. Resistor berfungsi mengatur kekuatan serta arus listrik yang melalui komponen lain.
Kapasitor
Merupakan komponen pasif dan berperan sebagai penyimpan serta pelepas muatan listrik. Kapasitor diperlukan guna menyimpan sinyal atau data digital, menyaring bising serta interferensi, hingga mencegah penurunan atau kenaikan tegangan.
Transistor
Merupakan komponen semikonduktor dimana berfungsi sebagai penguat sinyal atau sakelar. Transistor diperlukan dalam mengatur aliran listrik serta logika digital, dan juga digunakan untuk mengendalikan daya listrik yang melewati sirkuit.
Dioda
Adalah komponen semikonduktor yang berguna untuk mengalirkan arus listrik satu arah. Dioda diperlukan sebagai alat penyearah atau sakelar elektronik yang dapat mengubah arus AC menjadi DC.
Aljabar Boolean
Seperti namanya, aljabar Boolean merupakan aljabar yang ditemukan oleh ilmuwan asal Inggris bernama George Boole. Boole menyebutkan konsep aljabar temuannya di dalam bukunya pada tahun 1854 yaitu Investigating the Laws of Thought, dimana teori probabilitas dan matematika logika didirikan.
Dalam tulisannya, ahli matematika yang memiliki sekolah sendiri di usia 19 tahun ini mendasarkan hukumnya dari proses penalaran manusia yang rumit, namun tetap dapat digambarkan dalam bentuk yang matematis.
Boole menyatakan jika Aljabar Boolean adalah analisis serta penyederhanaan gerbang logika dalam rangkaian digital elektronika yang memanfaatkan rumus matematika. Aljabar ini mengandung tipe data dengan dua nilai yakni HIGH dan LOW atau TRUE dan FALSE digambarkan bilangan biner 1 dan 0.
Pengertian Gerbang Logika
Gerbang logika atau logic date adalah sebuah dasar guna merancang sistem elektronika digital, agar bisa merubah input atau sinyal masukan menjadi output atau sinyal keluaran logis dibangun dari arus atau voltase. Gerbang logika ini dapat beroperasi berkat prinsip aljabar Boolean.
Logic date digambarkan dengan tabel kebenaran atau angka biner menggunakan simbol 1 dan 0. Angka 1 dan 0 tersebut berfungsi sebagai penggambaran TRUE dan FALSE atau HIGH dan LOW, serta ON dan OFF.
Contohnya saat menghidupkan barang elektronik, hal pertama yang dilakukan adalah menghidupkan saklar. Setelah menerima sinyal, akan diproses menggunakan logika elektronik agar benda tersebut dapat beroperasi.
Selain itu logic date umumnya berbentuk layaknya chip yang ada di dalam sebuah perangkat elektronik. Chip tersebut berperan sebagai otak dari perangkat tersebut, dimana di dalamnya terdiri dari berbagai macam komponen.
Bahkan di dalam benda elektronik tertentu, chip bisa terdiri dari ribuan hingga jutaan gerbang logika dengan fungsi berbeda-beda. Namun tak jarang yang hanya terdiri dari beberapa logic date saja.
Fungsi Gerbang Logika
Seperti namanya, fungsi dari logic date adalah untuk mengoperasikan logika dasar pembentuk sirkuit digital yang bekerja atas prinsip aljabar Boolean. Sederhananya, gerbang logika berperan untuk membentuk jalur digital sehingga seluruh komponen bisa saling terhubung dengan baik.
Logic date juga berguna sebagai sistem guna menerjemahkan atau memerintah sebuah perangkat, mengatur sinyal keluaran atau output sesuai dengan yang diperlukan oleh input. Selain itu tak jarang logic date juga dikaitkan seperti saklar yang memiliki fungsi berbeda, karena dianggap sebagai gerbang awal ketika ingin memasuki pagar di wilayah rangkaian digital.
Pembagian Gerbang Logika
Terdapat tiga operasi dasar gerbang ini yakni OR, AND, dan NOT yang merupakan logika tunggal. Apabila digabungkan dapat membentuk logika lainnya yakni XNOR (Exclusive NOT OR), XOR (Exclusive OR), NOR (NOT-OR), NAND (NOT-AND).
OR
Adalah gerbang logika yang jika diibaratkan dalam operasi matematika layaknya sebuah penjumlahan. Hasil keluaran dari gerbang logika OR bernilai 1 apabila semua input atau salah satunya nilainya 1, simbol OR dinotasikan dengan (+) atau tanda plus. Sedangkan komponen elektronika yang menerapkan prinsip kerja OR adalah IC 7432.
AND
AND menghasilkan nilai 1 jika seluruh input melewati gerbang logika dengan nilai 1. Jika diibaratkan dalam operasi matematika, AND dikaitkan layaknya sebuah operasi perkalian dengan notasi (.) tanda titik. Salah satu penerapan AND pada perangkat elektronika yaitu IC 7208.
NOT
NOT menggunakan prinsip kerja pembalik atau inverter. Pasalnya NOT menghasilkan output berbalik dengan input, sehingga bisa mengoperasikan satu input yang digunakan untuk satu output. NOT dinotasikan dengan tanda (-) min di atas variabel input, sementara contoh komponennya adalah IC 7404.
Fungsi dan pembagian gerbang pembuka dari sistem elektronika digital perlu diketahui agar bisa mengerti bagaimana kinerja dari sebuah elektronika digital. Setiap operasi gerbang logika akan ditunjukkan dengan tabel kebenaran, dimana angka 1 menunjukkan nilai TRUE dan angka 0 berarti FALSE.
