04.24 | Posted in

Sekarang, hampir semua peralatan yang bekerja dengan tegangan listrik sudah menggunakan rangkaian digital. Keren juga kalau kita mencoba mengotak-atiknya.

Sebenarnya, sebuah rangkaian digital tidak harus selalu berupa rangkaian rumit dengan banyak komponen kecil seperti yang kita lihat di dalam komputer, handphone, ataupun kalkulator. Sebuah rangkaian dengan kerja sederhana yang menerapkan prinsip-prinsip digital, juga merupakan sebuah rangkaian digital.

Contoh rangkaian digital sederhana adalah rangkaian pengaman yang ditambahkan pada rangkaian kunci kontak sepeda motor atau mobil. Pada rangkaian pengaman terdapat kontak (berupa relay atau transistor) yang aktivitasnya dikontrol oleh pemilik sepeda motor. Kontak pengaman ini harus dihubungkan seri dengan rangkaian kunci kontak. Akibatnya, walau kunci kontak terhubung, sepeda motor tidak dapat distarter jika kontak pengaman ini masih terbuka. Cara ini cukup manjur untuk menghindari pencurian sepeda motor.

Gerbang dasar

Gerbang (gate) dalam rangkaian logika merupakan fungsi yang menggambarkan hubungan antara masukan dan keluaran. Untuk menyatakan gerbang-gerbang tersebut biasanya digunakan simbol-simbol tertentu. Ada beberapa standar penggambaran simbol. Salah satu standar simbol yang populer adalah MIL-STD-806B yang dikeluarkan oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat untuk keperluan umum pada bulan Februari 1962.

Untuk menunjukkan prinsip kerja tiap gerbang (atau rangkaian logika yang lebih kompleks) dapat digunakan beberapa cara. Cara yang umum dipakai antara lain adalah tabel kebenaran (truth table) dan diagram waktu (timing diagram). Karena merupakan rangkaian digital, tentu saja level kondisi yang ada dalam tabel atau diagram waktu hanya dua macam, yaitu logika 0 (low, atau false) dan logika 1 (atau high, atau true). Bentuk tabel kebenaran sebenarnya sudah kita kenal di materi logika Matematika dalam mata pelajaran matematika SMA.

Kondisi lain yang mungkin ada adalah kondisi X (level bebas, bisa logika 1 atau 0), dan kondisi high impedance (impedansi tinggi). Kondisi X biasanya ada di masukan gerbang dan menyatakan bahwa apa pun logika masukannya (logika 0 atau 1) tidak akan mempengaruhi logika keluaran yang dihasilkan. Kondisi impedansi tinggi pada suatu titik (point) menunjukkan titik yang bersangkutan diisolasi dari rangkaian lain, sehingga tidak ada logika yang akan mempengaruhi titik tersebut.

Jenis gerbang yang digunakan dalam rangkaian digital cukup banyak. Namun, semuanya disusun atas kombinasi dari tiga gerbang dasar. Ketiga gerbang dasar itu adalah gerbang AND, OR, dan NOT. Simbol, tabel kebenaran, diagram waktu, dan rangkaian sakelar untuk ketiga gerbang ini ditunjukkan dalam gambar.

Seperti contoh sebelumnya, gerbang AND identik dengan rangkaian seri dari beberapa sakelar (yang berfungsi sebagai masukan) dan sebuah lampu (yang berfungsi sebagai keluaran). Pada rangkaian seri, lampu hanya dapat menyala (berlogika 1) jika semua sakelar dalam keadaan tertutup (berlogika 1). Jika ada satu saja sakelar terbuka (berlogika 0), lampu akan padam (berlogika 0). Dengan penggambaran di atas, jelas bahwa gerbang AND memiliki minimal dua masukan dan hanya satu keluaran.

Gerbang OR identik dengan rangkaian paralel dari beberapa sakelar (yang berfungsi sebagai masukan) dan sebuah lampu (yang berfungsi sebagai keluaran). Pada rangkaian paralel, lampu sudah dapat menyala (berlogika 1) jika salah satu sakelar ditutup (berlogika 1). Lampu hanya padam (berlogika 0) jika semua sakelar dalam kondisi terbuka (berlogika 0). Jadi, gerbang OR juga memiliki minimal dua masukan dan hanya satu keluaran.

Gerbang NOT sedikit berbeda dengan dua gerbang sebelumnya. Ia hanya memiliki satu masukan dan satu keluaran. Jika masukan berlogika 1, keluarannya akan berlogika 0. Sebaliknya, jika masukan berlogika 0, keluaran akan berlogika 1. Karena itulah, gerbang NOT sering disebut sebagai inverter (pembalik) logika.

Dalam bentuk nyata, rangkaiannya dapat disusun dari sebuah relay dengan kontak NC (Normally Closed/normal tertutup) yang kontaknya tertutup saat arus listrik tidak melalui kumparan relay. Sebuah sakelar perlu dipasang sebagai masukan, juga sebuah lampu sebagai keluaran.

Saat sakelar dibuka (berlogika 0), kontak NC relay akan tertutup, sehingga arus listrik mengalir ke lampu dan membuatnya menyala (berlogika 1). Sebaliknya, saat sakelar ditutup (berlogika 1), kumparan relay yang teraliri arus akan menarik kontak NC dan membuatnya terbuka. Akibatnya, tidak ada arus yang mengalir ke lampu dan lampu menjadi padam (berlogika 0).

Ketiga gerbang dasar tersebut dapat digabung-gabungkan menjadi gerbang lain. Gerbang OR yang pada keluarannya dipasang gerbang NOT akan menghasilkan gerbang NOR (Not OR). Gerbang AND yang pada keluarannya dipasang gerbang NOT akan menghasilkan gerbang NAND (Not AND). Hasilnya adalah logika keluaran yang merupakan kebalikan dari logika keluaran gerbang AND dan OR untuk logika masukan yang sama.

Selain itu, kombinasi tiga gerbang dasar juga dapat menghasilkan gerbang EXOR (Exclusive OR) yang keluarannya akan selalu berlogika 0 jika seluruh masukannya berlogika sama (seluruhnya 0 atau seluruhnya 1). Pemasangan gerbang NOT pada keluaran EXOR akan menghasilkan EXNOR (Exclusive Not OR). Walaupun gerbang NAND, NOR, EXOR, dan EXNOR tersusun dari kombinasi tiga gerbang dasar, beberapa pendapat mengatakan bahwa keempat gerbang itu masih merupakan gerbang dasar.

Untuk rangkaian yang lebih kompleks, gerbang-gerbang dasar dapat disusun menjadi rangkaian adder (penjumlah), comparator (pembanding), multiplexer (pengubah data paralel menjadi data serial), demultiplexer (pengubah data serial menjadi paralel). Selain itu, juga dapat dibuat rangkaian counter/pencacah (yang banyak dipakai untuk spedometer, jam digital, timer), shift register (yang antara lain digunakan di kalkulator), dan banyak lagi lainnya.

Implementasi

Selain dalam bentuk sakelar dan relay, gerbang dan rangkaian logika juga dapat diimplementasikan dalam bentuk rangkaian dioda, transistor, ataupun rangkaian terpadu yang disebut integrated circuit (IC). Dengan semakin majunya teknologi pembuatan komponen mikro-elektronika, perkembangan komponen IC untuk rangkaian digital menjadi pesat.

Beberapa tahun yang lalu, IC logika jenis TTL (Transistor-Transistor Logic) dan CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) cukup populer di kalangan masyarakat penggemar elektronika, termasuk siswa-siswa SMP dan SMA. Walaupun sudah mulai berkurang, jenis IC tersebut masih banyak digunakan hingga saat ini.

IC TTL yang namanya populer dengan awalan angka 74 … cukup banyak mempunyai "anggota keluarga". Tiap "anggota keluarga" mempunyai konfigurasi sendiri-sendiri. IC TTL 7404 misalnya, mengandung 6 gerbang NOT, kemudian ada IC 7432 yang mengandung 4 gerbang OR. Ada juga 7408 yang mengandung 4 gerbang AND. Selain gerbang-gerbang tunggal semacam itu, ada juga yang konfigurasinya lebih kompleks dan berisi rangkaian-rangkaian seperti flip-flop, multiplexer, encoder, decoder, dan counter, yang masing-masing juga mempunyai banyak varian dengan masing-masing spesifikasinya.

IC TTL bekerja pada tegangan suplai DC (searah) 5 volt. Jangkauan operasinya dari 0 volt hingga 5 volt. Biasanya, sebuah nilai tegangan dianggap berlogika 0 jika jangkauannya antara 0 volt hingga 0,8 volt. Sementara logika 1 mempunyai jangkauan tegangan 2,5 volt hingga 5,5 volt. Jangkauan tegangan dari 0,8 volt hingga 2,5 Volt dianggap mengambang dan tidak diharapkan dalam rangkaian.

IC logika jenis CMOS juga mempunyai "anggota keluarga" yang tidak sedikit. Namun, jumlahnya tidak sebanyak IC TTL. Berbeda dengan IC TTL yang bekerja dengan tegangan suplai DC 5 volt, IC CMOS dapat beroperasi pada berbagai tegangan suplai DC. Tegangan suplainya bisa mencapai 15 volt. Tetapi, CMOS mempunyai kecepatan kerja yang lebih rendah dibanding TTL.

Setelah IC TTL dan CMOS, muncul IC - IC logic PLD (Programmable Logic Device). Kelebihan PLD adalah sifatnya yang programmable. Karena mengandung jenis dan jumlah gerbang yang lebih banyak pada tiap chip-nya, pemakaian PLD dapat mengurangi jumlah chip IC yang digunakan.

Jenis pertama adalah PLA (Programmable Logic Array). PLA berisi sejumlah gerbang AND, OR, NOT yang masukan dan keluarannya dapat kita hubungkan sehingga membentuk rangkaian yang kita inginkan. Walaupun mempunyai banyak kelebihan dibanding IC TTL dan CMOS, PLA dianggap masih mempunyai kekurangan. Di antaranya adalah tidak terpakainya sebagian besar koneksi terprogram (programmable connection).

Alternatif lain untuk mengatasi kekurangan PLA adalah PLD yang disebut PAL (Programmable AND-Array Logic). Karena koneksi terprogramnya hanya diberlakukan pada gerbang AND, komponen ini dapat mengurangi jumlah koneksi yang tidak perlu. Selain itu, juga ada PLD dengan nama GAL (Generic Array Logic) dan PALCE (PAL Configurable and Erasable) yang koneksinya dapat diprogram dan dihapus (rewiring) berulang kali. Berbeda dengan PLA dan PAL yang hanya berisi gerbang dasar, GAL dan PALCE dilengkapi dengan flip-flop yang memudahkan kita untuk menyusun rangkaian logika sekuensial seperti counter dan shift register.

Jenis PLD terbaru adalah FPGA (Field Programmable Gate Array). Komponen yang satu ini mulai populer di kalangan mahasiswa Jurusan Teknik Elektro. FPGA mempunyai banyak kelebihan dibanding jenis-jenis PLD sebelumnya. Di antaranya adalah jenis dan jumlah gerbangnya yang sangat banyak (ribuan hingga ratusan ribu), kecepatannya yang sangat tinggi, mudah diprogram, dan dapat diprogram berkali-kali.

Pembuatan rangkaian digital dengan FPGA cukup menyenangkan dan menarik karena biasanya tersedia software yang multifungsi. Dengan software tersebut, kita dapat merancang dan menyimulasi rangkaian di komputer PC. Setelah itu me-loading rangkaian ke chip FPGA melalui port paralel LPT1. Perancangan rangkaian dapat kita lakukan dengan cara skematis, yang menggunakan simbol-simbol layaknya menggambar rangkaian digital di kertas. Atau dengan bahasa VHDL (Visual Hardware Description Language) dan Verilog yang lebih sulit.

Kekurangan FPGA adalah sifat program koneksinya yang masih volatile (menguap), sehingga jika aliran suplai terputus, program koneksinya akan hilang. Namun, hal itu dapat diatasi dengan menambahkan ROM pada rangkaiannya. Saat ini sebuah chip FPGA dapat dibeli dengan harga berkisar ratusan ribu, bandingkan dengan chip IC TTL atau CMOS yang hanya beberapa ribu rupiah. Bisa dikatakan masih mahal untuk ukuran kantong kebanyakan siswa atau mahasiswa. Namun, agar tidak ketinggalan teknologi, rasanya harga itu cukup murah, apalagi mengingat segala kelebihan yang dimilikinya.

Baca Selengkapnya......
��
02.17 | Posted in

Jaringan PLCMelalui Teknologi PLC (PowerLine Communication), sinyal-singal telekomunikasi dapat ditumpangkan atau diinjeksikan ke jaringan listrik (tegangan rendah) dari jaringan data eksternal. Adapun konsepnya, dapat dianalogikan bahwa arus listrik mengalir seperti air laut yang menghasilkan gelombang dan buih. Gelombang adalah arusnya, sedangkan buih berupa noisenya. Noise inilah yang dimanfaatkan oleh Teknologi PLC untuk menghantarkan sinyal suara dan data.

Berbagai teknologi PLC telah dikembangkan dan memiliki kemampuan akses intenet yang cukup tinggi, bahkan Akses internet melalui Teknologi Digital Power Line (DPL) akan menjadi 1 Mbps, 20 kali lebih cepat dari koneksi telpon/modem standar. Karena PLC dihubungkan ke jaringan listrik tegangan rendah, kendalanya akan rentan terhadap peralatan listrik, yang dapat menimbulkan disturbansi.

Internet keberadaannya oleh sebagian masyarakat kita merupakan sarana komunikasi yang cukup mahal, sehingga penggunaan hanya dikalangan terbatas saja. Salah satu penyebabnya dapatlah kita katakan, akses internet melalui jaringan telpon yang sangat lambat, hal menimbulkan besarnya biaya yang harus kita keluarkan. Apa solusinya..? jawabanya adalah Teknologi Digital Power Line.

Listrik dibedakan dua macam, yaitu Listrik Arus DC dan Listrik Arus AC. Pada listrik DC, besaran arus atau tegangan tidak memiliki frekuensi atau berupa garis lurus/datar. Sedangkan pada listrik AC, besaran arus atau tegangan berbentuk gelombang sinusoida dengan frekuensi yang besarnya 50/60 Hz. Adapun pada prakteknya, listrik yang dibangkitkan oleh pusat-pusat pembangkit dalam bentuk 30 (baca: 3 fasa), yang urutan fasanya disimbolkan huruf R, S, T dan biasanya diikuti kawat netral (N), tergantung hubungannya berbentuk Delta atau Bintang.

Mengalirnya arus listrik dalam bentuk gelombang sinusoida ini, ternyata dapat dimanfaatkan untuk media komunikasi sinyal suara dan data yang dikenal dengan nama Powerline Communication (PLC). Bagaimana konsepnya ?, secara sederana hal ini dapat dianalogikan bahwa arus listrik mengalir seperti air laut yang menghasilkan gelombang dan buih. Gelombang adalah arusnya, sedangkan buih berupa noisenya. Noise inilah yang dimanfaatkan oleh Teknologi PLC untuk menghantarkan sinyal suara dan data.

Namun untuk menumpangkan sinyal telekomunikasi tersebut dibutuhkan frekuensi pada kisaran 1 – 30 MHz. Frekuensi ini mampu mengantarkan data hingga kecepatan 2 Mbps - 4.5 Mbps. Implikasinya, dengan teknologi PLC, aliran listrik nantinya tidak hanya dimanfaatkan untuk mengakses internet, namun perkembangannya dapat dimanfaatkan sebagai telepon atau pembacaan meteran, yakni dengan menginstal modem PLC yang berfungsi mentransfer sinyal suara dan data. Sehingga jika si pengguna menginginkan agar dapat berkomunikasi dengan dua jalur sekaligus (internet dan telepon) pada satu jalur kabel listrik, maka dengan dua modem teknologi PLC hal ini dapat terealisasikan.

Baca Selengkapnya......
��
02.15 | Posted in

MRTG ( Multi Router Traffic Grapher ), sesuai dengan singkatannya merupakan aplikasi yang melakukan monitoring lalu lintas jaringan, dan meng-generate hasilnya dalam format html beserta dengan presentasi visualisasi secara LIVE.

MRTG bisa berjalan pada banyak platform Linux, BSD, Windows. Dalam bahasan kali ini hanya akan di bahas pada sistem Linux, terutama menggunakan sistem operasi dengan distro rimbalinux yang bisa dilihat infonya pada http://www.rimbalinux.org

Persiapan Instalasi

Untuk dapat menjalankan MRTG di sistem operasi Rimba, dibutuhkan service snmp daemon terinstall dalam sistem. Pada penulisan ini penulis menggunakan Rimbalinux versi 1.0. dengan diasumsikan paket-paket tersebut belum terinstall maka jalankan perintah berikut:

[root@rimba root]# rpm -ivh /direktori/rpm/berada/ucd-snmp-4.2.5-1r.i386.rpm

[root@rimba root]# rpm -ivh /direktori/rpm/berada/ucd-snmp-utils-4.2.5-1r.i386.rpm [root@rimba root]# rpm -ivh /direktori/rpm/berada/mrtg-2.9.6-2r.i386.rpm

Konfigurasi Yang pertama-tama harus dikonfigurasi adalah pada bagian service snmp daemon, letak konfigurasinya pada /etc/snmp/snmpd.conf,dan tambahkan baris-baris berikut:

com2sec local localhost rahasia com2sec mynetwork ALAMAT_IP_ANDA rahasia group MyRWGroup v1 local group MyRWGroup v2c local group MyRWGroup usm local group MyROGroup v1 mynetwork group MyROGroup v2c mynetwork group MyROGroup usm mynetwork

view all included .1 80 access MyROGroup “” any noauth exact all none none access MyRWGroup “” any noauth exact all all none

syslocation Jakarta syscontact r00td

Kemudian jalankan service snmp daemon:

[root@rimba root]# /etc/init.d/snmpd start Starting snmpd: [ OK ]

[root@rimba root]# snmpwalk localhost rahasia system

Langkah terakhir adalah menyiapkan MRTG,

file konfigurasinya berada di /etc/mrtg/mrtg.cfg.

Beberapa opsi yang harus dirubah, dicontohkan sebagai berikut.

WorkDir: /var/www/html/mrtg Target[r1]: 2:rahasia@ALAMAT_IP_ANDA MaxBytes[r1]: 1250000 Title[r1]: Analisis Lalu Lintas PageTop[r1]: Statistika untuk www.sapimanis.com

Pastikan juga dalam file /etc/crontab ada entri seperti baris berikut :

0-59/5 * * * * root /usr/bin/mrtg /etc/mrtg/mrtg.cfg

Setelah itu tinggal menjalankan perintah:

[root@rimba root]# mrtg /etc/mrtg/mrtg.cfg [root@rimba root]# cd /var/www/html/mrtg [root@rimba mrtg]# mv index.html index.html.old [root@rimba mrtg]# ln -s r1.html index.html

Jangan lupa jalankan service - httpd didapat dari paket apache - crontd didapat dari paket vixie cron contabs

Kemudian arahkan web server anda ke alamat http://localhost/mrtg/. Jika berhasil maka MRTG telah terinstall dengan baik pada sistem anda.

Selamat Mencoba.

Baca Selengkapnya......
��