Aplikasi IOT

pada video ini saya mndapatkan dari youtube yaitu sebuah perangkat atau alat berbasis IOT dimana alat ini dikendalikan dengan menggunakan HP atau PC dengan membuka website yang sudah kita buat pengaturan kendali diwebsite tersebut.. pada video tersebut dijelaskan bahwa menngunakan sensor untunk mengetahui Suhu dan kelembapan. kemudian alat sensor trsebut terhubung relay untuk mengganti atau menghidupkan kontak. jadi apabila kita menginginkan ruangan mengidupkan AC kita dapat mengaturnya dengan menghidupkan tombol On di hp maka relay akan bekerja dan mengaktifkan kontak.

video sumber: YouTube : https://www.youtube.com/watch?v=MtuaUU83bQ4

Internet Of Things (IOT) dan Pengamplikasiannya

A.     Definisi Internet Of Things (IOT)

Internet of Things, atau dikenal juga dengan singkatan' IoT, merupakan sebuah konsep yang bertujuan untuk memperluas manfaat dari konektivitas internet yang tersambung secara terus-menerus. Adapun kemampuan seperti berbagi data, remote control, dan sebagainya, termasuk juga pada benda di dunia nyata. Contohnya bahan pangan, elektronik, koleksi, peralatan apa saja, termasuk benda hidup yang semuanya tersambung ke jaringan lokal dan global melalui sensor yang tertanam dan selalu aktif. Things artinya segala, artinya apapun yang terhubung ke internet termasuk dalam definisi internet of things (IoT). Artinya semua barang fisik yang dapat di-monitor dan dikendalikan dari jarak jauh menggunakan internet adalah IoT. Konsep IoT ini akan sangat mendorong perkembangan big data dan penggunaan data center di Indonesia, oleh karena itu pemerintah Republik Indonesia sudah merenanakan membangun pusat data ter-sentralisasi.

Pada dasarnya, Internet of Things mengacu pada benda yang dapat diidentifikasikan secara unik sebagai representasi virtual dalam struktur berbasis Internet. Istilah Internet of Things awalnya disarankan oleh Kevin Ashton pada tahun 1999 dan mulai terkenal melalui Auto-ID Center di MIT, Dan kini IoT menjadi salah satu tugas bagi seorang mahasiswa di sebuah perguruan tinggi.

B.     Cara Kerja IOT

Konsep IoT ini sebetulnya cukup sederhana dengan cara kerja mengacu pada 3 elemen utama pada arsitektur IoT, yakni: Barang Fisik yang dilengkapi modul IoT, Perangkat Koneksi ke Internet seperti Modem dan Router Wirless Speedy seperti di rumah anda, dan Cloud Data Center tempat untuk menyimpan aplikasi beserta data base.

Seluruh penggunaan barang yang terhubung ke internet akan menyimpan data, data tersebut terkumpul sebagai ‘big data’ yang kemudian dapat di olah untuk di analisa baik oleh pemerintah, perusahaan, maupun negara asing untuk kemudian di manfaatkan bagi kepentingan masing-masing. Disinilah peran penting pemerintah Republik Indonesia dalam menjaga ketahanan negara dari sisi sistem informasi.

C.     Karakteristik dan Trends

1.Kecerdasan

        Kecerdasan intelejensi dan kontrol automatisasi di saat ini merupakan bagian dari konsep asli Internet of Things . Namun, perlu dilakukan riset yang lebih mendalam lagi di dalam penelitian konsep Internet of Things dan kontrol automatisasi agar pada masa depan Internet of Things akan menjadi jaringan yang terbuka dan semua perintah dilakukan secara auto - terorganisir atau cerdas ( Web , komponen SOA ) , obyek virtual ( avatar ) dan dapat dioperasikan dengan mudah , bertindak secara independen sesuai dengan konteks , situasi atau lingkungan yang dihadapi .

2.Arsitektur

Arsitektur Internet Of Things terdiri atas beberapa jaringan dan sistem yang kompleks serta sekuriti yang sangat ketat , jika ketiga unsur tersebut dapat dicapai , maka kontrol automatisasi di dalam Internet Of Things dapat berjalan dengan baik dan dapat digunakan dalam jangka waktu yang lama sehingga mendapatkan profit yang banyak bagi suatu perusahaan , namun dalam membangun ketiga arsitektur itu banyak sekali perusahaan pengembang IOT yang gagal , karena dalam membangun arsitektur itu membutuhkan waktu yang lama serta biaya yang tidak sedikit.

3.Faktor Ukuran, Waktu dan Ruang

        Di dalam membangun Internet Of Things para engineer harus memperhatikan ketiga aspek yaitu : Ukuran , ruang , dan waktu. Dalam melakukan pengembangan IOT faktor Waktu yang biasanya menjadi kendala.Biasanya dibutuhkan waktu yang lama karena menyusun sebuah jaringan kompleks di dalam IOT tidak lah mudah dan tidak dapat dilakukan oleh sembarang orang.

D.     Fungsi  IOT

Dengan prinsip tujuan utama dari IoT sebagai sarana yang memudahkan untuk pengawasan dan pengendalian barang fisik maka konsep IoT ini sangat memungkinkan untuk digunakan hampir pada seluruh kegiatan sehari-hari, mulai dari penggunaan perorangan, perkantoran, rumah sakit, pariwisat, industri, transportasi, konserverasi hewan, pertanian dan peternakan, sampai ke pemerintahan. Dalam tujuan tersebut, IoT memiliki peran penting dalam pengendalian pemakaian listrik, sehingga pemakaian listrik dapat lebih hemat sesuai kebutuhan mulai dari tingkat pemakaian pribadi sampai ke industri. Tentunya selain untuk tujuan penghematan IoT juga dapat dipakai sebagai sarana kemajuan usaha, dengan sistem monitoring maka kebutuhan usaha dapat lebih terukur.

IoT juga sangat berguna dalam otomatisasi seluruh perangkat yang terhubung ke internet dimana konfigurasi otomatisasi tersebut dapat di sesuaikan dengan mudah tanpa harus datang ke lokasi perangkat tersebut. Baik untuk alasan keamanan untuk wilayah yang tidak mungkin dimasuki manusia, maupun untuk alasan jangkauan terhadap perangkat yang akan di kendalikan tersebut.

E.     Manfaat IOT

berikut beberapa manfaat teknologi IoT untuk berbagai sektor.

·         Monitoring Lingkungan

IoT dapat berguna untuk “melihat” kondisi air secara real-time di waduk, irigasi bagi para petani untuk informasi debit air masih banyak atau tinggal sedikit, di laut sebagai mitigasi bencana ke para pelaut dan nelayan. Sehingga memudahkan para pelaku sektor real dalam mempertimbangkan kebutuhan mereka secara lebih tepat. Kebakaran hutan juga dapat di cegah dengan sistem pencegahan kebakaran yang ter-integrasi, dengan data laporan titik panas dari satelit yang terhubung langsung ke sistem penyemprotan air di titik lokasi kebakaran maka dapat lebih memungkinkan api di padamkan lebih cepat. Perusahaan Air Minum juga dapat mengukur tingkat kualitas air yang akan di salurkan ke pelanggan sehingga dapat lebih meningkatkan kualitas pelayanan dan dapat mengukur kebutuhan kimia penjernih air.

·         Pengelolaan Infrastruktur

Seperti kereta api, ‘IoT’ ini dapat dipakai untuk mendeteksi kondisi jalur kereta aman di lintasi atau tidak, sehingga dapat membuka tutup palang pintu kereta secara otomatis tanpa harus khawatir penjaga kereta sedang terlelap tidur.Demikian untuk lalu lintas jalanan, sistem pengalihan kemacetan dapat di mungkinkan. Artinya jika suatu jalan sedang macet, maka pengguna jalan yang dengan tujuan ke arah jalanan yang macet itu dapat di alihkan secara otomatis dengan sistem rambu otomatis, misal jika jalan arteri macet sedangkan jalan tol dalam kota kosong maka satu jalur di jalan tol dapat di gunakan secara gratis untuk pengendara jalan umum.Untuk di pelabuhan, IoT dapat digunakan untuk manifest ribuan barang dalam satu kapal atau container, sehingga data manifest dapat lebih cepat tersedia. Dan sangat memungkin untuk sistem monitoring pelabuhan yang berguna baik untuk operator pelabuhan maupun untuk pengguna.

·         Sensor Peralatan

Kebanyakan biaya konsumsi peralatan di pertambangan di ukur berdasar kapasitas dan pengalaman saja, dengan IoT perusahaan tambang dapat mengukur peralatan mana yang BBM nya sudah mau habis, berapa stok BBM di site, peralatan mana yang olinya harus di ganti, dan lain sebagainya sehingga dapat terukur secara cepat dan tepat. Hal ini sangat memungkinkan karena modul IoT dapat memberikan informasi langsung dari mesin atau peralatan di tambang.Demikian untuk di perkapalan, di pabrik industri dan juga tentunya di infrastruktur IT perkantoran modern. Tentunya teknologi ‘IoT’ sangat bermanfaat dalam mengawasi peralatan yang digunakan untuk operasional perusahaan agar kebutuhan-kebutuhan terhadap perangkat tersebut dapat lebih terukur dan optimal.

·         Bidang Kesehatan

Kini peralatan kedokteran lebih dapat di hubungkan dengan internet sehingga lebih mudah dalam pengawasan, para dokter secara khusus dapat memantau kondisi pasien tanpa harus melakukan kunjungan ke kamar pasien tersebut. Sehingga biaya kunjungan dokter ke pasien dapat berkurang, bayangkan jika anda di rawat di rumah sakit dan tiap hari di kunjungi dokter hanya diberikan senyum atau di tempelkan tangannya ke jidat anda maka anda harus bayar Rp. 200.000 setiap ‘tindakan medis’ tersebut, tentunya hal tersebut sudah tidak diperlukan lagi jika rumah sakit diwajibkan melakukan sistem pengawasan pasien terpusat, cukup data pasien yang dapat mengarah kritis saja yang secara real-time dapat terus terpantau oleh para dokter bahkan saat mereka main golf sekalipun, sehingga tanggung jawab moril para dokter juga dapat di tingkatkan. Ini selaras dengan revolusi mental.

·         Otomasi Gedung dan Perumahan

Internet of Things yang merambah pada pengguna elektorik rumahan dapat memudahkan orang untuk berbagai hal. Misal untuk yang paling boros listrik seperti AC split, jika anda lupa mematikannya maka biaya listrik berjalan terus bagaikan air terjun.. dengan aplikasi home management maka anda dapat mematikan AC dan lampu di rumah anda atau menyalakannya kembali sebelum anda tiba di rumah. Gedung perkantoran dapat lebih mengoptimalkan seluruh fasilitas yang ada, baik untuk penghematan listrik maupun untuk pengendalian gedung terintegrasi. Sebagai contoh, gedung dengan multi tenant dapat lebih meningkatkan keamanannya dengan sistem sidik jari untuk tamu, para tamu untuk kantor tertentu wajib memberikan sidik jarinya ke aplikasi undangan data ke kantor, sehingga ketika tamu kantor tersebut datang maka cukup tempelkan sidik jari maka mulai dari pintu gerbang gedung sampai lift mana yang akan di pakai sudah tersedia secara khusus.

F.      Pengamplikasian IOT

Internet of Things mengacu pada pengidentifikasian suatu objek yang direpresentasikan secara virtual di dunia maya atau Internet. Jadi dapat dikatakan bahwa Internet of Things adalah bagaimana suatu objek yang nyata di dunia ini digambarkan di dunia maya (Internet). Bahkan salah satu cafe kopi terkenal di Indonesia “Starbucks” dalam beberapa tahun ke depan, dilaporkan berencana menghubungkan kulkas dan mesin kopi milik mereka dengan teknologi Internet of Thing. Sehingga mereka dapat meningkatkan pelayanan mereka dengan mengetahui apa saja yang lebih disukai konsumen, meramalkan kebutuhan stock barang (kopi,dll), dan masih banyak lainnya dan pada akhirnya efisiensi dan keuntungan akan meningkat. Mari kita bayangkan ketika semua benda, bahkan manusia, hewan dan tumbuhan dilengkapi dengan alat pengidentifikasian, maka mereka bisa dikelola secara efisien dengan bantuan komputer. Dan pengidentifikasian tersebut dapat dilakukan dengan beberapa teknologi seperti kode batang (Barcode), Kode QR (QR Code) dan Identifikasi Frekuensi Radio (RFID)

a.       Kode Batang

Kode batang atau lebih dikenal dengan bahasa inggrisnya barcode adalah suatu kumpulan data optik yang dapat dibaca oleh alat scannernya. Kode batang pada awalnya digunakan untuk otomatisasi pemeriksaan barang di swalayan dan hingga saat ini kode batang (tipe UPC (Universal Price Codes)) kebanyakan masih digunakan untuk hal tersebut. Hal ini dikarenakan banyaknya keuntungan yang dapat diambil dari penggunaan kode batang, yaitu :

1.      Proses Input Data lebih cepat, karena : Scanner Kode batang dapat membaca / merekam data lebih cepat dibandingkan dengan melakukan proses input data secara manual.

2.      Proses Input Data lebih tepat, karena : Teknologi Kode batang mempunyai ketepatan yang tinggi dalam pencarian data.

3.      Proses Input lebih akurat mencari data, karena : Teknologi Kode batang mempunyai akurasi dan ketelitian yang sangat tinggi.

4.      Mengurangi Biaya, karena dapat mengindari kerugian dari kesalahan pencatatan data, dan mengurangi pekerjaan yang dilakukan secara manual secara berulang-ulang dan memiliki harga yang lebih murah daripada RFID.

5.      Peningkatan Kinerja Manajemen, karena dengan data yang lebih cepat, tepat dan akurat maka pengambilan keputusan oleh manajemen akan jauh lebih baik dan lebih tepat, yang nantinya akan sangat berpengaruh dalam menentukan kebijakan perusahaan.

Prinsip kerja kode batang sangatlah sederhana, yaitu ketika kode batang didekatkan pada scanner atau pemindainya, maka scannernya akan memancarkan cahaya dan mengidentifikasi informasi atau kode yang ada pada kode batang tersebut.

b.      Identifikasi Frekuensi Radio

Identifikasi Frekuensi Radio atau RFID (Radio Frequensi Identifity) merupakan salah satu teknologi implementasi dari Internet of Things. Secara singkatnya, RFID adalah sebuah metode identifikasi secara otomatis dengan menggunakan suatu peranti yang disebut RFID tag atau transponder. Pada zaman modern sekarang ini, RFID merupakan teknologi yang sudah umum (banyak digunakan), dikarenakan kegunaan dan efisiensinya dalam mendukung segala aktivitas kehidupan manusia. Baik pada sektor produksi, distribusi maupun konsumsi. Hal ini dikarenakan label atau kartu RFID adalah sebuah benda yang bisa dipasang atau dimasukkan di dalam sebuah produk, hewan atau bahkan manusia dengan tujuan untuk identifikasi menggunakan gelombang radio. Sehingga memudahkan penggunanya untuk mendata (mengetahui jumlah maupun keberadaan atau lokasi) barang yang dimilikinya tersebut. Prinsip kerja RFID sangatlah sederhana yaitu RFIDtag (label RFID) memuat informasi dalam bentuk elektronik dan ketika bertemu dengan RFIDreadernya, informasi itu akan dikirimkan ke RFIDreader dalam bentuk gelombang radio (makanya disebut Radio Frequensi Identifity). Sehingga benda tersebut dapat teridentifikasi oleh RFIDreadernya.

c.       Iklan dan pemasaran terhubung. Cisco percaya bahwa kategori ini (Billboards terkoneksi internet) akan menjadi tiga terbesar kategori IoT, bersamaan dengan smart factories dan sistem pendukung telecommuting.

d.      Sistem pengelolaan sampah. Di Cincinnati, volume sampah masyarakat turun 17% dan volume daur ulang meningkat hingga 49% melalui pemanfaatan program “pay as you throw” berbasis teknologi IoT untuk memonitor siapa yang membuang sampah melebihi batas.

e.       Jaringan listrik pintar yang menyesuaikan tarif untuk penggunaan puncak energi. Jaringan listrik ini mewakili penghematan US$200 miliar hinga US$500 miliar per tahun sampai dengan 2025 berdasarkan McKinsey Global Institute.

f.       Sistem air cerdas. Kota Doha, Sao Paulo, dan Beijing mengurangi kebocoran air 40-50% dengan meletakkan sensor pada pompa dan infrastruktur air lainnya.

g.       Penggunaan dalam industri mencakup pabrik dan gudang terhubung, internet yang dikelola jaringan rakitan, dan sebagainya

G.    Metode IOT

1.       Metode yang digunakan oleh Internet of Things adalah nirkabel atau pengendalian secara otomatis tanpa mengenal jarak. Pengimplementasian Internet of Things sendiri biasanya selalu mengikuti keinginan si developer dalam mengembangkan sebuah aplikasi yang ia ciptakan, apabila aplikasinya itu diciptakan guna membantu monitoring sebuah ruangan maka pengimplementasian Internet of Things itu sendiri harus mengikuti alur diagram pemrograman mengenai sensor dalam sebuah rumah, berapa jauh jarak agar ruangan dapat dikontrol, dan kecepatan jaringan internet yang digunakan. Perkembangan teknologi jaringan dan Internet seperti hadirnya IPv6, 4G, dan Wimax, dapat membantu pengimplementasian Internet of Things menjadi lebih optimal, dan memungkinkan jarak yang dapat di lewati menjadi semakin jauh, sehingga semakin memudahkan kita dalam mengontrol sesuatu.

2.       Pengimplementasian Internet of Things terwujud dalam produk Speedy Monitoring. Produk ini diluncurkan oleh PT Telkom guna menangkap, merekam, dan memonitor suatu ruangan atau area tertentu dengan menggunakan IP Camera yang terhubung ke jaringan Speedy. Kelebihan produk ini adalah kita dapat mengakses hasil monitoring kamera dan memanajemen sistem ini melalui web browser. Baik melalui desktop maupun mobile phone. Keistimewaan dari produk Speedy Monitoring adalah tersedianya media penyimpanan yang ditangani secara terpusat sehingga kita hanya perlu menyediakan kamera dan tak perlu repot lagi dengan urusan penyediaan tempat penyimpanan data dan penyediaan server. Dapat mengawasi dan mengontrol suatu tempat dan keadaaan saat kapanpun dan dimanapun adalah idaman. Tentunya dengan IOT mempermudah kita mengawasi dan mengontrol apapun tanpa terbatas jarak dan waktu (online monitoring), termasuk memonitor keadaan rumah (home monitoring). Jika Home Monitoring dapat dilakukan dengan mudah, setiap waktu, dan dari media akses apapun tentunya kita akan merasa aman dan nyaman meninggalkan rumah apalagi dalam jangka waktu yang lama. Maka dari itu dengan Internet of Things kita dapat mengendalikan segala sesuatu melalui sebuah perangkat dan mempermudah dalam melakukan segala aktivitas.

Sumber:

1.      http://www.mobnasesemka.com/internet-of-things/.

2.      https://id.wikipedia.org/wiki/Internet_of_Things.

3.      https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=9&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjJlMfWgMzRAhUKjJQKHWA6CK4QFghaMAg&url=http%3A%2F%2Fwww.slideshare.net%2FSetiailmi%2Fpengertian-internet-of-things-46895290&usg=AFQjCNF0-eKL7XdQ8Mq_5ekZKrmgcQIZPg.

FLIP-FLOP DAN SISTEM DIGITAL

Elektronika adalah ilmu yang mempelajari alat listrik arus lemah yang dioperasikan dengan cara mengontrol aliran elektron atau partikel bermuatan listrik dalam suatu alat seperti komputer, peralatan elektronik, termokopel, semikonduktor, dan lain sebagainya. Ilmu yang mempelajari alat-alat seperti ini merupakan cabang dari ilmu fisika, sementara bentuk desain dan pembuatan sirkuit elektroniknya adalah bagian dari teknik elektro, teknik komputer, dan ilmu/teknik elektronika dan instrumentasi. Elektronika digital adalah sistem elektronik yang menggunakan signal digital. Signal digital didasarkan pada signal yang bersifat terputus-putus. Biasanya dilambangkan dengan notasi  aljabar 1 dan 0. Notasi 1 melambangkan terjadinya hubungan dan notasi 0 melambangkan tidak terjadinya hubungan. Contoh yang paling gampang untuk memahami pengertian ini adalah saklar lampu. Ketika kalian tekan ON berarti terjadi hubungan sehingga dinotasikan 1. Ketika kalian tekan OFF maka akan berlaku sebaliknya. Elektronik digital merupakan aplikasi dari aljabar boolean dan digunakan pada berbagai bidang seperti komputer, telpon  selular dan berbagai perangkat lain. Hal ini karena elektronik digital mempunyai beberapa keuntungan,  antara lain: sistem digital mempunyai antar muka yang mudah dikendalikan dengan komputer dan perangkat lunak, penyimpanan informasi jauh lebih mudah dilakukan dalam sistem digital dibandingkan dengan analog. Namun sistem digital juga memiliki beberapa kelemahan, yaitu: pada beberapa kasus sistem digital membutuhkan lebih banyak energi, lebih mahal dan rapuh.

A.    Sistem Bilangan

Sistem bilangan adalah suatu cara untuk mewakili besaran dari suatu item fisik. Sistem bilangan menggunakan basis tertentu yang tergantung dari jumlah bilangan yang digunakan. Jenis sistem bilangan yaitu:

a)      Sistem bilangan desimal

Basis : 10

Bilangan :0,1,2,3,4,5,6,7,8,9

b)      Sistem bilangan biner

Basis : 2

Bilangan : 0,1

c)      Sistem bilangan oktal

Basis : 8

Bilangan :0,1,2,3,4,5,6,7

d)     Sistem bilangan hexadesimal

Basis : 16

Bilangan : 0, 1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F

Bilangan bertanda

Sandi bilangan bertanda

B.     Gerbang logika

Gerbang Logik Dasar adalah suatu entitas dalam elektronika dan matematika Boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik. Gerbang logika terutama diimplementasikan secara elektronis menggunakan dioda atau transistor, akan tetapi dapat pula dibangun menggunakan susunan komponen-komponen yang memanfaatkan sifat sifat elektromagnetik(relay), cairan, optik dan bahkan mekanik.

JENIS GERBANG LOGIKA DASAR

a)      Gerbang Not (Not Gate)

Gerbang NOT atau juga bisa disebut dengan pembalik (inverter) memiliki fungsi membalik logika tegangan inputnya pada outputnya. Sebuah inverter (pembalik) adalah gerbang dengan satu sinyal masukan dan satu sinyal keluaran dimana keadaan keluaranya selalu berlawanan dengan keadaan masukan. Membalik dalam hal ini adalah mengubah menjadi lawannya. Karena dalam logika tegangan hanya ada dua kondisi yaitu tinggi dan rendah atau “1” dan “0”, maka membalik logika tegangan berarti mengubah “1” menjadi "0” atau sebaliknya mengubah nol menjadi satu. Simbul atau tanda gambar pintu NOTditunjukkan pada gambar.

b)      Gerbang AND (AND GATE)

Gerbang AND (AND GATE) atau dapat pula disebut gate AND ,adalah suatu rangkaian logika yang mempunyai beberapa jalan masuk (input) dan hanya mempunyai satu jalan keluar (output). Gerbang AND mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal masukan tetapi hanya satu sinyal keluaran. Dalam gerbang AND, untuk menghasilkan sinyal keluaran tinggi maka semua sinyal masukan harus bernilai tinggi.

c)      Gerbang OR (OR GATE)

Gerbang OR berbeda dengan gerbang NOT yang hanya memiliki satu input, gerbang ini memiliki paling sedikit 2 jalur input. Artinya inputnya bisa lebih dari dua, misalnya empat atau delapan. Yang jelas adalah semua gerbang logika selalu mempunyai hanya satu output. Gerbang OR akan memberikan sinyal keluaran tinggi jika salah satu atau semua sinyal masukan bernilai tinggi, sehingga dapat dikatakan bahwa gerbang OR hanya memiliki sinyal keluaran rendah jika semua sinyal masukan bernilai rendah.

d)     Gerbang NAND

Gerbang NAND adalah suatu NOT-AND, atau suatu fungsi AND yang dibalikkan. Dengan kata lain bahwa gerbang NAND akan menghasilkan sinyal keluaran rendah jika semua sinyal masukan bernilai tinggi.

e)      Gerbang NOR

Gerbang NOR adalah suatu NOT-OR, atau suatu fungsi OR yang dibalikkan sehingga dapat dikatakan bahwa gerbang NOR akan menghasilkan sinyal keluaran tinggi jika semua sinyal masukanya bernilai rendah.

f)       Gerbang X-OR

Gerbang X-OR akan menghasilkan sinyal keluaran rendah jika semua sinyal masukan bernilai rendah atau semua masukan bernilai tinggi atau dengan kata lain bahwa X-OR akan menghasilkan sinyal keluaran rendah jika sinyal masukan bernilai sama semua.

g)      Gerbang X-NOR

Gerbang X-NOR akan menghasilkan sinyal keluaran tinggi jika semua sinyal masukan bernilai sama (kebalikan dari gerbang X-OR).

C.    Gerbang-gerbang logika lain

Gerbang logika adalah rangkaian dengan satu atau lebih dari satu sinyal masukan tetapi hanya menghasilkan satu sinyal berupa tegangan tinggi atau rendah. Dikarenakan analisis gerbang logika menggunakan aljabar boolean maka gerbang logika juga seringdisebut dengan rangkaian logika. Rangkaian logika sering kita jumpai pada sirkuit digital yang diimplementasikan secara elektronik dengan menggunakan dioda atau transistor .

Ada7 gerbang logika yang kita ketahui yang dibagi menjadi 2 jenis, yaitu :

1)      Gerbang logika Inventer

Inverter (pembalik ) merupakan gerbang logika dengan satu sinyal masukan dan satu sinyal keluaran dimana sinyal keluaran selalu berlawanan dengan keadaan sinyal masukan. ((Syafari, 2003).

2)      Gerbang logika non-Inverter

Berbeda dengan gerbang logika Inverter yang sinyal masukannya hanya satu untuk gerbang logika non-Inverter sinyal masukannya ada dua atau lebih sehingga hasil (output) sinyal keluaran sangat tergantung oleh sinyal masukannya dan gerbang logika yang dilaluinya (NOT, AND, OR, NAND, NOR, XOR, XNOR). Yang termasuk gerbang logika non-Inverter adalah :

a)      Gerbang NOT

Rangkaian NOT juga dikenal sebagai inverter dan dinyatakan sebagai Y = A’. Nilai output Y merupakan negasi dari nilai input A. Jika input A bernilai “1’, maka nilai output Y menjadi “0” demikian sebaliknya.

b)      Gerbang AND

Gerbang AND mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal masukan tetapi hanya satu sinyal keluaran. Gerbang AND mempunyai sifat bila sinyal keluaran ingin tinggi (1) maka semua sinyal masukan harus dalam keadaan tinggi (1).

c)      Gerbang OR

Gerbang OR mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal masukan tetapi hanya satu sinyal keluaran. Gerbang OR mempunyai sifat bila salah satu dari sinyal masukan tinggi (1), maka sinyal keluaran akan menjadi tinggi (1) juga.

Fungsi gerbang OR :

- Y = A OR B  Y = A + B.

atau  Misal :  A = 1 , B = 1 maka Y = 1 + 1 = 1.

A = 1 , B = 0 maka Y = 1 + 0 = 0.

d)     Gerbang NAND (Not-AND)

Gerbang NAND mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal masukan tetapi hanya satu sinyal keluaran. Gerbang NAND mempunyai sifat bila sinyal keluaran ingin rendah (0) maka semua sinyal masukan harus dalam keadaan tinggi (1). 

 

e)      Gerbang NAND juga disebut juga Universal   Gate  karena kombinasi dari rangkaian gerbang NAND dapat digunakan untuk memenuhi semua fungsi dasar gerbang logika yang lain.

f)      Gerbang NOR (Not-OR)

Gerbang NOR mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal masukan tetapi hanya satu sinyal keluaran. Gerbang NOR mempunyai sifat bila sinyal keluaran ingin tinggi (1) maka semua sinyal masukan harus dalam keadaan rendah (0). Jadi gerbang NOR hanya mengenal sinyal masukan yang semua bitnya bernilai nol. 

  

g)      Gerbang XOR (Antivalen, Exclusive-OR)

Gerbang XOR disebut juga gerbang EXCLUSIVE OR dikarenakan hanya mengenali sinyal yang memiliki bit 1 (tinggi) dalam jumlah ganjil untuk menghasilkan sinyal keluaran bernilai tinggi (1). (Syafari, 2003).

h)        Gerbang XNOR (Ekuivalen, Not-Exclusive-OR)

Gerbang XNOR disebut juga gerbang Not-EXCLUSIVE-OR. Gerbang XNOR mempunyai sifat bila sinyal keluaran ingin benilai tinggi (1) maka sinyal masukannya harus benilai genap (kedua nilai masukan harus rendah keduanya atau tinggi keduanya). (Syafari, 2003).

D.    Rangkaian TTL

Dengan menggunakan teknik-teknik fotografi yang maju, rangkaian-rangkaian miniatur pada permukaan sebuah serpih (sepotong bahan semikonduktor yang kecil) dapat dihasilkan dalam pabrik. Jaringan yang terbentuk itu demikian kecilnya sehingga sambungan-sambungannya hanya dapat dilihat de­ngan sebuah mikroskop. Rangkaian semacam itu disebut rangkaian terpadu (IC), karena komponen­komponennya (transistor, diode, hambatan) merupakan bagian integral dari serpih yang bersangkutan.

            Seri 7400 adalah jenis rangkaian TTL yang diperke­nalkan oleh Texas Instruments pada tahun 1964. Dari ,semua IC bipolar, seri 7400 telah menjadi tipe yang paling banyak digunakan. Keluarga TTL ini terdiri dari  beraneka jenis serpih-serpih SSI dan MSI yang memungkinkan pembentukan hampir segala macam rangkaian dan sistem digital. Namun susunan masukan emiter majemuk dan konfigurasi keluaran tolem-pole masih tetap dipertahankan (satu pengecuali adalah konfjgurasi kolektor terbuka yang akan dibicarakan kemudian). Misalnya, 7400 adalah serpih yang membuat empat buah gerbang NAND 2-masukan dalam satu,kemasan. Begitu pula, IC 7402 terdiri dari empat buah gerbang NOR 2-masukan; 7404 berisi enam buah pembalik-(inverter), dan seterus nya.

TTLKecepatan-Tinggi

Dengan memperkecil nilai hambatan-hambatannya, pihak pabrik dapat menurunkan konstanta waktu internalnya, dan ini berarti mengurangi, waktu tunda propagasinya

Gerbang NAND

Semua piranti seri 7400 adalah turunan dari gerbang NAND 2 masukan.Untuk mendapatkan gerbang NAND 3,4 dan 8 , dipergunakan transistor dengan 3,4 dan 8 emiter. Karena berupa rangkaian dasar, gerbang-gerbang NAND merupakan piranti yang termurah dari seri 7400.

Gerbang AND dan OR

Untuk menghasilkan fungsi logika  AND satu tahapan konfigurasi emiter sekutu harus disisipkan (common emitter) sebelum keluaran totem-pole dari rancangan dasar gerbang NAND. Inversi ekstra tambahan yang ditimbulkan akan mengubah fung­si logika NAND menjadi gerbang AND. Melalui cara serupa, konfigurasi emiter sekutu dapat pula disisipkan sebelum keluaran totem-pole pada rangkaian .Akan mengubah ger­bang NOR menjadi gerbang OR.

E.     Aljabar Boold

Aljabar boolean merupakan aljabar yang berhubungan dengan variabel-variabel biner dan operasi-operasi logik. Variabel-variabel diperlihatkan dengan huruf-huruf alfabet, dan tiga operasi dasar dengan AND, OR dan NOT(komplemen). Fungsi boolean terdiri dari variabel-variabel biner yang menunjukkan fungsi, suatu tanda sama dengan, dan suatu ekspresi aljabar yang dibentuk dengan menggunakan variabel-variabel biner, konstanta-konstanta 0 dan 1, simbol-simbol operasi logik, dan tanda kurung.

a)      Fungsi Boolean

Suatu fungsi boolean bisa dinyatakan dalam tabel kebenaran. Suatu tabel kebenaran untuk fungsi boolean merupakan daftar semua kombinasi angka-angka biner 0 dan 1 yang diberikan ke variabel-variabel biner dan daftar yang memperlihatkan nilai fungsi untuk masing-masing kombinasi biner.

b)      Gerbang Logika

Gerbang logika atau gerbang logik adalah suatu entitas dalam elektronika dan matematika Boolean yang mengubah satu atau beberapa masukan logik menjadi sebuah sinyal keluaran logik. Gerbang logika terutama diimplementasikan secara elektronis menggunakan dioda atau transistor, akan tetapi dapat pula dibangun menggunakan susunan komponen-komponen yang memanfaatkan sifat-sifat elektromagnetik (relay), cairan, optik dan bahkan mekanik.

Pengertian Gerbang (Gate) :

• Rangkaian satu atau lebih sinyal masukan tetapi hanya menghasilkan satu sinyal keluaran.
• Rangkaian digital (dua keadaan), karena sinyal masukan atau keluaran hanya berupa tegangan tinggi atau rendah (1 atau 0).
• Setiap keluarannya tergantung sepenuhnya pada sinyal yang diberikan pada masukan-masukannya.

c)      Operasi Logika NOT (Invers)

Gerbang NOT hanya memiliki satu saluran masukan dan satu saluran keluaran. Keadaan keluaran gerbang NOT selalu berlawanan (kebalikan atau komplemen) dari keadaan masukannya.

Operasi merubah logika 1 ke 0 dan sebaliknya:

x = x’

d)      Operasi Logika AND

Gerbang AND memiliki dua atau lebih saluran masukan dan satu saluran keluaran. Keadaan keluaran gerbang AND akan 1 (tinggi) bila dan hanya bila semua masukannya dalam keadaan 1 (tinggi).

Operasi logika AND yaitu:

• Operasi antara dua variabel (A,B)
• Operasi ini akan menghasilkan logika 1, jika kedua variabel tersebut berlogika 1

e)       Operasi Logika OR

Gerbang OR memiliki dua atau lebih saluran masukan dan satu saluran keluaran. Keadaan keluaran gerbang OR akan 1 (tinggi) bila satu atau lebih masukannya dalam keadaan 1 (tinggi).

Operasi logika OR yaitu:

• Operasi antara 2 variabel (A,B).
• Operasi ini akan menghasilkan logika 0, jika kedua variabel tersebut berlogika 0.

F.     ALU

ALU (Arithmatic Logical Unit) adalah salah satu bagian/komponen dalam sistem di dalam sistem komputer yang berfungsi melakukan operasi/perhitungan aritmatika dan logika (Contoh operasi aritmatika adalah operasi penjumlahan dan pengurangan, sedangkan contoh operasi logika adalah logika AND dan OR. ALU bekerja besama-sama memori, di mana hasil dari perhitungan di dalam ALU di simpan ke dalam memori. Perhitungan dalam ALU menggunakan kode biner, yang merepresentasikan instruksi yang akan dieksekusi (opcode) dan data yang diolah (operand). ALU biasanya menggunakan sistem bilangan biner two’s complement. ALU mendapat data dari register. Kemudian data tersebut diproses dan hasilnya akan disimpan dalam register tersendiri yaitu ALU output register, sebelum disimpan dalam memori.

Pada saat sekarang ini sebuah chip/IC dapat mempunyai beberapa ALU sekaligus yang memungkinkan untuk melakukan kalkulasi secara paralel. Salah satu chip ALU yang sederhana (terdiri dari 1 buah ALU) adalah IC 74LS382/HC382ALU (TTL). IC ini terdiri dari 20 kaki dan beroperasi dengan 4×2 pin data input (pinA dan pinB) dengan 4 pin keluaran (pinF).

Arithmatic Logical Unit (ALU), fungsi unit ini adalah untuk melakukan suatu proses data yang berbentuk angka dan logika, seperti data matematika dan statistika. ALU terdiri dari register-register untuk menyimpan informasi.Tugas utama dari ALU adalah melakukan perhitungan aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai dengan instruksi program. Rangkaian pada ALU (Arithmetic and Logic Unit) yang digunakan untuk menjumlahkan bilangan dinamakan dengan Adder. Adder digunakan untuk memproses operasi aritmetika, Adder juga disebut rangkaian kombinasional aritmatika.

Ada 3 jenis adder:

1. Rangkaian Adder dengan menjumlahkan dua bit disebut Half Adder.

2. Rangkaian Adder dengan menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder.

3. Rangkain Adder dengan menjumlahkan banyak bit disebut Paralel Adder

1. HALF ADDER

Rangkaian Half Adder merupakan dasar penjumlahan bilangan Biner yang terdiri dari satu bit, oleh karena itu dinamai Penjumlah Tak Lengkap.

a. jika A = 0 dan B = 0 dijumlahkan, hasilnya S ( Sum ) = 0.

b. jika A = 0 dan B = 1 dijumlahkan, hasilnya S ( Sum ) = 1.

c. jika A = 1 dan B = 1 dijumlahkan, hasilnya S ( Sum ) = 0

jika A = 1 dan B =1 dijumlahkan, hasilnya S ( Sum ) = 0. dengan nilai pindahan cy(Carry Out) = 1

Dengan demikian, half adder memiliki 2 masukan ( A dan B ) dan dua keluaran ( S dan Cy ).

2. FULL ADDER

Sebuah Full Adder menjumlahkan dua bilangan yang telah dikonversikan menjadi bilangan-bilangan biner. Masing-masing bit pada posisi yang sama saling dijumlahkan. Full Adder sebagai penjumlah pada bit-bit selain yang terendah. Full Adder menjumlahkan dua bit input ditambah dengan nilai Carry-Out dari penjumlahan bit sebelumnya. Output dari Full Adder adalah hasil penjumlahan (Sum) dan bit kelebihannya (carry-out).

3. PARALEL  ADDER

Rangkaian Parallel Adder adalah rangkaian penjumlah dari dua bilangan yang telah dikonversikan ke dalam bentuk biner. Anggap ada dua buah register A dan B, masing-masing register terdiri dari 4 bit biner : A3A2A1A0 dan B3B2B1B0.

Rangkaian Parallel Adder terdiri dari Sebuah Half Adder (HA) pada Least Significant Bit (LSB) dari masing-masing input dan beberapa Full Adder pada bit-bit berikutnya. Prinsip kerja dari Parallel Adder adalah sebagai berikut : penjumlahan dilakukan mulai dari LSB-nya. Jika hasil penjumlahan adalah bilangan desimal “2” atau lebih, maka bit kelebihannya disimpan pada Cout, sedangkan bit di bawahnya akan dikeluarkan pada Σ. Begitu seterusnya menuju ke Most Significant Bit (MSB)nya.

Tugas lain dari ALU adalah melakukan keputusan dari operasi sesuai dengan instruksi program yaitu operasi logika (logical operation). Operasi logika meliputi perbandingan dua buah elemen logika dengan menggunakan operator logika.

Arithmatic Logical Unit (ALU):

Bertugas membentuk fungsi – fungsi pengolahan data komputer.

ALU sering disebut mesin bahasa (machine language) karena bagian ini mengerjakan instruksi – instruksi bahasa mesin yang diberikan padanya

ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean, yang masing – masing memiliki spesifikasi dan tugas tersendiri.

Fungsi-fungsi yang didefinisikan pada ALU adalah Add(penjumlahan), Addu (penjumlahan tidak bertanda), Sub(pengurangan), Subu (pengurangan tidak bertanda), and, or, xor, sll (shift

Flip-flop adalah rangkaian arus listrik yang bekerja berdasarkan arus listrik dari berbagai macam gerbang sederhana dari arus listrik yang berhubungan saling menyilang. flip-flop biasa digunakan sebagai pengolahan data digital yang di terapkan ke perangkat elektronik. 

Flip-flop disebut juga sebagai latch karena flip-flop jika diberi suatu informasi atau sinyal maka informasi atau sinyal tersebut akan terkunci didalamnya. 

Flip-flop juga termasuk keluarga multivibrator bistabil, yaitu rangkaian elektronik yang memiliki dua keadaan stabil dan pada keluarannya dihubungkan kembali pada salah satu masukannya sebagai umpan balik.

Jenis-jenis Flip-Flop

1. JK Flip-Flop (Master Slave JK Flip-Flop)

Flip-Flop ini terdiri dari 3 inputan yaitu :

• J
• K
• Dan Clock

Kelebihan JK Flip-flop adalah tidak adanya kondisi terlarang atau yang berarti di beri berapapun inputan asalkan terdapat clock maka akan terjadi perubahan pada keluarannya / outputnya. berikut adalah symbol dan tabel kebenaran dari JK Flip-Flop.

2. RS Flip-Flop

RS FF ini adalah dasar dari semua Flip-flop yang memiliki 2 gerbang inputan / masukan yaitu R dan S.  R artinya "RESET" dan S artinya "SET".  Flip-flop yang satu ini mempunyai 2 keluaran / outputyaitu Q dan Q`.

Bila S diberi logika 1 dan R diberi logika 0, maka output Q akan berada pada logika 0 dan Q not pada logika 1. Bila R diberi logika 1 dan S diberi logika 0 maka keadaan output akan berubah menjadi Q berada pada logik 1 dan Q not pada logika 0. Sifat paling penting dari Flip-Flop adalah bahwa sistem ini dapat menempati salah satu dari dua keadaan stabil yaitu stabil I diperoleh saat Q =1 dan Q not = 0, stabil ke II diperoleh saat Q=0 dan Q not .

3. D Flip-Flop

D Flip-flop merupakan salah satu jenis Flip-flop yang dibangun dengan menggunakan Flip-flop RS. Perbedaan dengan Flip-flop RS terletak pada inputan R, pada D Flip-flop inputan R terlebih dahulu diberi gerbang NOT. maka setiap masukan ke D FF ini akan memberi keadaan yang berbeda pada input RS, dengan demikian hanya terdapat 2 keadaan "SET" dan "RESET"  S=0 dan R=1 atau S=1 dan R=0, jadi dapat disi. Berikut adalah gambar dari symbol dan data sheet D Flip - flop.

4. CRS Flip-Flop

Adalah clocked RS-FF yang dilengkapi dengan sebuah terminal pulsa clock. Pulsa clock ini berfungsi mengatur keadaan Set dan Reset. Bila pulsa clock berlogik 0, maka perubahan logik pada input R dan S tidak akan mengakibatkan perubahan pada output Q dan Qnot. Akan tetapi apabila pulsa clock berlogik 1, maka perubahan pada input R dan S dapat mengakibatkan perubahan pada output Q dan Q not. Berikut adalah gambar dari Symbol dan Tabel kebenaran dari RS Flip - flop.

5. T Flip-Flop

T Flip-flop merupakan rangkaian flip-flop yang telah di buat  dengan menggunakan flip-flop J-K yang kedua inputnya dihubungkan menjadi satu maka akan diperoleh flip-flop yang memiliki watak membalik output sebelumnya jika inputannya tinggi dan outputnya akan tetap jika inputnya rendah. Berikut adalah gambar tabel kebenaran gerbang logika dan symbol dari T Flip - flop.

Rangkaian Sekuensial

Rangkaian sekuensial merupakan rangkaian dasar pad flip flop

Outputnya tidak bergantung pada nilai input saat itu, tetapi juga input-input sebelumnya. Karena itu dikatakan mempunyai karakteristik memori.

Piranti sekuensial : Flip-flop, register dan counter.

Berdasarkan waktu sinyal, dapat dibedakan menjadi :

Rangkaian sekuensial sinkron

Operasinya disinkronkan dengan pulsa waktu yang dihasilkan oleh pembangkit pulsa yang merupakan masukan bagi rangkaian. Sehingga keluaran akan berubah hanya setiap adanya masukan  pulsa waktu, meskipun inputnya tidak berubah.

Rangkaian sekuensial asinkron :

Operasinya hanya bergantung pada input, dan dapat dipengaruhi setiap waktu.

Pengertian Flip Flop JK

Flip-flop JK Induk-Budak

Suatu  flip-flop  JK  induk-budak (Master-Slave JK flip-flop) disusun dari dua 

Flip-Flop  RS, 

 yang satu bertindak sebagai induk/tuan sedangkan yang lainnya bertindak sebagai budak/pengikut  yang  mengikuti  keadaan  keluaran  flip-flop  induk sesaat  sesudah  berlalunya perubahan keluaran itu. Perbedaan  waktu  perubahan keadaan induk dan budak ini terjadi karena adanya inverter antara pulsa penabuh.

untuk flip-flop induk dan masukan flip-flop budak, seperti ditunjukkan pada gambar diatas.

Ada beberapa fungsi Flip Flop, diantaranya :

• penyimpan data informasi 1 bit biner
• mencacah pulsa
• Menahan atau mengingat pulsa trigger
• menyerempakkan operasi aritmatika
• menghitung detak dan untuk mengsinkronisasikan input sinyal waktu variabel untuk beberapa sinyal waktu yang direferensi

Prinsip Kerja Flip-Flop

Bila pulsa penabuh flip-flop induk berkeadaan 1,maka keluarannya akan berubah menurut keadaan masukan J dan K pada saat itu, sesuai dengan  tabel Tetapi, karena adanya inverter pada masukan flip-flop budak, maka masukan S dan R flip-flop budak itu akan tetap 0 dan keluarannya tidak mengalami perubahan.  Tetapi pada saat penabuh induk kembali 0, yang berarti keluaran inverter menjadi 1, maka keluaran budak berubah menurut keadaan keluaran induk saat itu, yaitu keadaannya sesudah ditabuh.  

Perhatikan bahwa bila penabuh berkeadaan 0 (CP= 0, dan CP=1), maka gerbang-gerbang AND pada masukan budak menjadi aktif dan keluaran Q akan mengikuti keadaan P karena hanya ada dua kemungkinan kombinasi RS untuk budak, yaitu :

"RS= 10 atau RS= 01. Bila P=1 maka RS=01 dan Q menjadi 1 sedangkan bila P=0, maka RS=10 dan Q menjadi 0. Dengan susunan  ini, dapat dijamin bahwa persamaan flip-flop Q=QK+Q J akan tetap dipenuhi sejauh keadaan J dan K hanya berubah di antara dua pulsa penabuh positif (selagi CP=1). Bila J dan/atau K berubah selagi CP=0, maka apa yang dipindahkan ke flip-flop budak adalah keadaan P akibat perubahan terakhir sebelum CP berubah."