12.24

[menuju akhir]

 1. Pendahuluan [kembali]

Digitally Controlled Divider adalah suatu rangkaian atau sistem elektronik yang berfungsi untuk membagi frekuensi sinyal input menjadi nilai yang lebih rendah, di mana faktor pembagiannya dikendalikan secara digital. Rangkaian ini banyak digunakan dalam sistem komunikasi, pengolah sinyal, dan pengendali waktu (timing) di mana dibutuhkan pembagian frekuensi yang fleksibel dan dapat diubah secara otomatis tanpa mengubah konfigurasi fisik rangkaian. Dengan mengandalkan logika digital, digitally controlled divider mampu memberikan efisiensi tinggi dan kontrol presisi dalam berbagai aplikasi berbasis sistem digital.

2. Tujuan [kembali]

•  Mengetahui dan memahami materi tentang digitally controlled divider
• Menyelesaikan tugas mata kuliah sistem digital 

3. Alat dan Bahan [kembali]

1. Logic State
Logic state adalah kondisi atau level sinyal dalam rangkaian digital yang menunjukkan nilai logika tertentu, biasanya berupa logika tinggi (1) atau logika rendah (0). Logic state ini merepresentasikan informasi digital yang diproses oleh perangkat elektronik, seperti komputer atau mikrokontroler. Selain dua kondisi dasar tersebut, dalam beberapa sistem juga bisa terdapat kondisi tidak pasti seperti high impedance (Z) atau undefined, yang menunjukkan bahwa sinyal tidak aktif atau sedang mengambang. Pemahaman tentang logic state penting untuk desain, analisis, dan troubleshooting rangkaian digital.


2. Logic Probe
Logic probe adalah alat elektronik yang digunakan untuk mendeteksi dan menampilkan status logika (HIGH atau LOW) dari sinyal digital pada suatu rangkaian. Alat ini sangat berguna dalam perbaikan, pengujian, dan analisis rangkaian digital, karena memberikan informasi instan mengenai keadaan logika dari sebuah titik pengujian.

3. D/A Converter
D/A Converter (Digital-to-Analog Converter) adalah rangkaian elektronik yang berfungsi untuk mengubah sinyal digital berupa bilangan biner menjadi sinyal analog dalam bentuk tegangan atau arus. Proses ini penting karena banyak perangkat elektronik, seperti speaker, amplifier, atau motor analog, hanya dapat bekerja dengan sinyal analog. Dalam aplikasinya, D/A converter menerima data digital dari sistem digital seperti mikrokontroler atau komputer, lalu menghasilkan sinyal analog yang proporsional dengan nilai biner tersebut. Semakin tinggi resolusi D/A converter (jumlah bit), semakin halus dan akurat sinyal analog yang dihasilkan.


4. Resistor
Resistor adalah komponen yang berfungsi untuk mengendalikan arus listrik dengan memberikan hambatan terhadap aliran arus dalam suatu rangkaian elektronika.
Cara membaca kode warna pada resistor :
 
 
Tabel kode warna :

5. Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika yang dapat menyimpan energi/muatan listrik di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik dalam jangka waktu tertentu.

5. Ground
Ground adalah sistem pentanahan yang berfungsi untuk meniadakan beda potensial sehingga jika ada kebocoran tegangan atau arus akan langsung dibuang ke bumi.
 
 

4. Dasar Teori [kembali]

1. Pengertian Pembagi Frekuensi (Frequency Divider)

Frequency divider atau pembagi frekuensi adalah suatu rangkaian logika yang digunakan untuk mengurangi frekuensi sinyal input menjadi lebih rendah berdasarkan faktor pembagi tertentu. Secara umum, prinsip kerjanya adalah dengan menghitung jumlah pulsa dari sinyal input, lalu menghasilkan satu pulsa output setelah sejumlah tertentu pulsa input diterima. Misalnya, pembagi frekuensi dengan faktor 4 akan menghasilkan satu pulsa output untuk setiap 4 pulsa input. Rangkaian ini sangat penting dalam dunia digital, terutama untuk menyinkronkan sistem yang berjalan pada kecepatan berbeda atau untuk menghasilkan sinyal clock dengan frekuensi yang sesuai dengan kebutuhan modul tertentu.

2. Konsep Digitally Controlled Divider

Berbeda dengan pembagi frekuensi tetap, digitally controlled divider adalah rangkaian pembagi frekuensi yang nilai pembaginya dapat diubah secara digital. Artinya, nilai pembagi (misalnya N dalam ÷N) ditentukan oleh sinyal digital dari sistem pengendali, seperti mikrokontroler, register logika, atau sinyal input dari perangkat digital lainnya. Dengan adanya kontrol digital, sistem dapat menyesuaikan pembagian frekuensi secara fleksibel, baik secara manual melalui input pengguna, maupun otomatis berdasarkan kondisi tertentu dalam sistem. Ini memberikan efisiensi dan kemudahan dalam desain rangkaian elektronik yang membutuhkan penyesuaian dinamis terhadap frekuensi.

3. Rangkaian Counter sebagai Dasar Kerja

Komponen utama dalam digitally controlled divider adalah counter, baik itu up-counter maupun down-counter. Counter berfungsi menghitung jumlah pulsa yang masuk, dan saat jumlah tersebut mencapai nilai yang sudah diprogram (preset value), output akan aktif dan counter di-reset atau diulang dari awal. Nilai preset inilah yang menentukan seberapa banyak pulsa input dibutuhkan untuk menghasilkan satu pulsa output, sehingga ia menjadi faktor pembagi frekuensi. Nilai preset dikendalikan secara digital, biasanya melalui sinyal paralel dari mikrokontroler atau perangkat logika digital lainnya. Counter ini bisa berupa IC counter seperti 74LS193 (up/down counter), 74LS161 (presettable binary counter), atau dibuat menggunakan kombinasi flip-flop.

4. Kontrol Digital Melalui Mikrokontroler

Salah satu keunggulan dari digitally controlled divider adalah kemampuannya untuk diintegrasikan dengan mikrokontroler atau sistem kendali digital. Mikrokontroler dapat mengirimkan data digital yang merepresentasikan nilai pembagi ke register atau DAC (jika diperlukan), yang kemudian digunakan oleh counter untuk menentukan kapan output akan aktif. Hal ini memungkinkan sistem untuk merespons secara otomatis terhadap perubahan situasi, seperti menyesuaikan frekuensi output berdasarkan perintah program, kondisi sensor, atau input dari pengguna. Kontrol semacam ini sering digunakan dalam sistem pengaturan kecepatan motor, pembangkit frekuensi variabel, dan pengendali waktu dinamis.

5. Kelebihan Digitally Controlled Divider Dibanding Pembagi Tetap

Berbeda dengan pembagi frekuensi statis (fixed divider) yang membutuhkan penggantian komponen fisik jika ingin mengubah faktor pembagi, digitally controlled divider dapat diubah-ubah nilainya hanya melalui sinyal digital. Hal ini membuat rangkaian menjadi lebih fleksibel dan hemat tempat karena tidak perlu banyak komponen terpisah untuk setiap nilai pembagi. Selain itu, sistem ini lebih mudah diintegrasikan ke dalam perangkat lunak atau firmware karena semua kontrol dilakukan melalui logika digital. Presisi dan kecepatan pengaturan pun menjadi lebih tinggi karena tidak bergantung pada komponen mekanis atau manual.

6. Aplikasi Digitally Controlled Divider

Digitally controlled divider digunakan secara luas dalam berbagai aplikasi teknologi digital modern. Dalam sistem komunikasi, divider digunakan untuk menghasilkan frekuensi referensi dalam PLL (Phase-Locked Loop), yang dibutuhkan dalam transmitter dan receiver. Dalam mikroprosesor, divider digunakan untuk menyesuaikan sinyal clock dari sumber utama ke frekuensi kerja inti prosesor. Dalam pengendali motor, digitally controlled divider mengatur frekuensi PWM (Pulse Width Modulation) untuk menyesuaikan kecepatan putaran motor. Bahkan dalam perangkat audio digital dan sistem pengatur waktu (timer), divider jenis ini digunakan untuk menghasilkan timing presisi tinggi yang dapat disesuaikan secara digital.

Contoh soal (Example, Problem, dan Pilihan Ganda)
a. Example
1. Sebuah digitally controlled divider menerima sinyal input dengan frekuensi 1 MHz. Jika nilai pembagi yang diberikan secara digital adalah 10, berapa frekuensi output yang dihasilkan?
Jawaban:
Frekuensi output = Frekuensi input ÷ Nilai pembagi
= 1 MHz ÷ 10 = 100 kHz

2. Sebuah mikrokontroler mengirimkan nilai digital 00000101 (5 desimal) ke sebuah 8-bit digitally controlled divider. Jika frekuensi input adalah 500 kHz, tentukan frekuensi output!
Jawaban:
Nilai pembagi = 5
Frekuensi output = 500 kHz ÷ 5 = 100 kHz

b. Problem
1. Jelaskan bagaimana sebuah digitally controlled divider dapat digunakan dalam sistem pengaturan kecepatan motor DC berbasis PWM. Apa keuntungan dari pendekatan ini dibanding menggunakan pembagi frekuensi tetap?
Jawaban:
Digitally controlled divider dapat menyesuaikan frekuensi sinyal PWM yang dikirim ke motor dengan cara mengubah nilai pembagi secara digital, sehingga kecepatan motor dapat dikontrol secara presisi dan fleksibel. Keuntungannya adalah nilai pembagi dapat diatur melalui program, memungkinkan kontrol dinamis tanpa mengganti komponen, serta integrasi mudah dengan sensor atau input digital lainnya.

2. Suatu sistem membutuhkan frekuensi output sebesar 12.5 kHz dari sinyal input 100 kHz. Tentukan nilai pembagi yang harus dikirimkan ke digitally controlled divider, dan sebutkan dalam format biner 4-bit.
Jawaban:
Pembagi = 100 kHz ÷ 12.5 kHz = 8
Format biner 4-bit dari 8 = 1000

c. Soal Pilihan Ganda
1. Komponen utama dalam digitally controlled divider untuk menghitung pulsa dan menghasilkan output berdasarkan nilai pembagi adalah:
A. Multiplexer
B. DAC
C. Counter
D. Shift Register

2. Keunggulan utama dari digitally controlled divider dibanding pembagi frekuensi tetap adalah:
A. Tidak memerlukan clock
B. Dapat diatur nilai pembaginya secara digital
C. Output selalu konstan
D. Tidak membutuhkan sinyal input

5. Pecobaan [kembali]

 A. Langkah-langkah Percobaan
• Untuk membuat rangkaian ini, pertama, siapkan semua alat dan bahan yang bersangkutan, di ambil dari library proteus
• Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi dimana alat dan bahan terletak.
• Tepatkan posisi letak nya dengan gambar rangkaian
• Selanjutnya, hubungkan  semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh
• Lalu mencoba menjalankan rangkaian, jika tidak terjadi error, maka rangkaian akan berfungsi yang berarti rangkaian bekerja.

  B. Prinsip Kerja

Rangkaian yang terlihat pada gambar merupakan konsep digitally controlled divider (pembagi tegangan yang dikendalikan secara digital), karena keduanya melibatkan proses umpan balik dan konversi sinyal antara domain digital dan analog.

Dalam prinsip kerja digitally controlled divider, sebuah nilai digital digunakan untuk mengatur besar kecilnya sinyal analog keluaran melalui elemen pembagi tegangan yang dikendalikan secara digital. Pada gambar, nilai digital yang dimasukkan ke dalam D/A converter (DAC) akan menghasilkan tegangan analog tertentu (V<sub>ref</sub>) yang mewakili output pembagi yang dikontrol oleh digital input. Tegangan ini kemudian dibandingkan dengan tegangan input analog  oleh komparator.

Proses iteratif dari Successive Approximation Register (SAR) di sini dapat dianggap sebagai mekanisme pengatur pembagi tegangan digital, di mana nilai digital diatur agar DAC menghasilkan tegangan yang "membagi"  secara tepat sampai nilai yang sebanding ditemukan. Jadi, digitally controlled divider berfungsi sebagai bagian dalam loop umpan balik yang mengatur level tegangan output dari DAC, untuk mendekati atau menyamai .

Kesimpulannya, prinsip kerja rangkaian ini menggunakan digitally controlled divider sebagai bagian dari proses konversi analog-ke-digital. Divider ini dikendalikan oleh logika digital dari SAR, dan digunakan untuk menyesuaikan sinyal analog DAC hingga cocok dengan input analog.

C. Video simulasi



  
6. Download File [kembali]

 






12.21

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

[menuju akhir] [KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Tujuan 2. Alat dan Bahan 3. Dasar Teori 4. Percobaan 5. Video,Example,Problem,Pilihan Ganda 6. Download file   1. Tujuan  [kembali] 2. Alat dan Bahan  [kembali] 3. Dasar Teori  [kembali] 4. Pecobaan  [kembali] 6. Video,Example,Problem,Pilihan Ganda  [kembali] A. Video B. Example C. Problem 7. Download File  [kembali] [menuju awal]  
Baca selengkapnya
Gambar
  BAHAN PRESENTASI UNTUK MATA KULIAH ELEKTRONIKA 2023 OLEH: Nama : Tri Wulan Sari Nim : 2310952026 Dosen Pengampu: Darwison, M.T Referensi:  1. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”, Jilid 1, ISBN: 978- 602-9081-10-7, CFerila, Padang  2. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”, Jilid 1, ISBN: 978-   602-9081-10-7, CV Ferila, Padang 3 . Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky, Electronic Devices and Circuit Theory, Pearson, 2013  4 . Jimmie J. Cathey, Theory and Problems of Electronic Device and Circuit, McGraw Hill, 2002.  5 . Keith Brindley, Starting Electronics, Newness 3rd Edition, 2005  6 . Ian R. Sinclair and John Dunton, Practical Electronics Handbook, Newness, 2007.  7. John M. Hughes, Practical Electronics: Components and Techniques, O’Reilly Media, 2015.    
Baca selengkapnya