SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN
BIDANG KEAHLIAN TEKNIK ELEKTRONIKA
PROGRAM KEAHLIAN ELEKTRONIKA AUDIO VIDEO
MENGUASAI ELEKTRONIKA
DIGITAL & KOMPUTER
DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN
DIREKTORAT JENDERAL MANAJEMEN PENDIDIKAN DASAR DAN MENENGAH
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
2005
SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN
BIDANG KEAHLIAN TEKNIK ELEKTRONIKA
PROGRAM KEAHLIAN ELEKTRONIKA AUDIO VIDEO
MENGUASAI ELEKTRONIKA
DIGITAL & KOMPUTER
Tim Penyusun:
1. Dra. Endang Setyowulan
2. Drs. Bambang Muhadi
3. Raharjo
4. Drs. I Komang Sumardika
5. Achjar Chalil, S.Pd
Tim Fasilitator:
1. Toni Karja Saputra, S.Pd
2. Akhmad Rofiq, ST
3. Drs. Batahan Harahap, S.ST
DIREKTORAT PEMBINAAN SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN
DIREKTORAT JENDERAL MANAJEMEN PENDIDIKAN DASAR DAN MENENGAH
DEPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONAL
2005
KATA PENGANTAR
Modul dengan judul “MENGUASAI KONSEP ELEKTRONIKA DIGITAL” merupakan bahan ajar yang digunakan sebagai panduan praktikum peserta diklat Seklolah Menengah Kejuruan (SMK) untuk membentuk salah satu bagian dari kompetensi “MENGUASAI ELEKTRONIKA DIGITAL DAN KOMPUTER” pada program keahlian Teknik Elektronika Audio Video. Modul ini berisi tentang Sistem Kode ASCII, gerbang logika dasar, Flip-Flop, Rangkaian Clock, Register, Counter, Decoder dan Encoder. Modul ini mendasari tentang logika sequential, Microprosessor yang aplikasinya banyak dipakai pada komputer.
Yogkarta, 30 Juli 2005
Penyusun
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR.........……………………………..…………………………........i
DAFTAR ISI......…………………………………………………………………..........ii
PETA KEDUDUKAN MODUL.....………………………………………………..........v
DAFTAR JUDUL MODUL.............................................................................vi
MEKANISME PEMELAJARAN.....................................................................vii
GLOSARIUM......…………………………………………………………………......viii
BAB I PENDAHULUAN
A. DESKRIPSI......………………………………………………………………………................ 1
B. PRASYARAT.......………………………………………………………………………............. 2
C. PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL......………………………………………............... 2
D. TUJUAN AKHIR......…………………………………………………………………............... 3
E. KOMPETENSI......……………………………………………………………………...............5
F. CEK KEMAMPUAN......………………………………………………………………..............7
BAB II PEMELAJARAN
A. RENCANA BELAJAR SISWA.........................................................................9
B. KEGIATAN BELAJAR..................................................................................9
KEGIATAN BELAJAR 1: SISTEM KODE ASCII...............................................9
a. Tujuan pemelajaran................……………………………….............................9
b. Uraian materi.............……………………………………………..........................10
c. Rangkuman........…………………………………………………............................15
d. Tugas........………………………………………………………….............................16
e. Test formatif.....……………………………………………………...........................16
f. Kunci jawaban....…………………………………………………............................17
g. Lembar kerja....…………………………………………….…….............................17
KEGIATAN BELAJAR 2: GERBANG LOGIKA DASAR.....……………...................19
a. Tujuan pemelajaran...........………………………………………………................19
b. Uraian materi.........................………………………………………………………...19
c. Rangkuman...........................………………………………………………………….43
d. Tugas.......………………………………………………………………….....................45
e. Test formatif……………………………………………………….............................46
f. Kunci jawaban……………………………………........................……………….....47
g. Lembar kerja……………………………………………...........................…………..48
KEGIATAN BELAJAR 3: RANGKAIAN CLOCK……………………….......................51
a. Tujuan pemelajaran……………………………………………..............................51
b. Uraian materi…………………………………………..........................……………..51
c. Rangkuman...........................………………………………………………………….52
d. Tugas............................………………………………………………………………….53
e. Test formatif.............................………………………………………………………53
f. Kunci jawaban……………………………………................................……………53
g. Lembar kerja…………………………………………………………..........................54
KEGIATAN BELAJAR 4: FLIP-FLOP…………………………………….......................56
a. Tujuan pemelajaran………………………………………………...........................56
b. Uraian materi..........................………………………………………………………..56
c. Rangkuman…………………………………………………………............................61
d. Tugas………………………………………………………………….............................62
e. Test formatif…………………………………………………………...........................62
f. Kunci jawaban………………….............................………………………………….64
g. Lembar kerja……………………….............................………………………………65
KEGIATAN BELAJAR 5: REGISTER………………....................………………………71
a. Tujuan pemelajaran………………………………………………...........................71
b. Uraian materi………………………………………………………............................71
c. Rangkuman…………………………………………………………............................79
d. Tugas………………………………………………………………….............................81
e. Test formatif…………………………………………………………...........................82
f. Kunci jawaban…………………………………………………................................82
g. Lembar kerja……………………………………………………….............................83
KEGIATAN BELAJAR 6: COUNTER…………………………………….......................89
a. Tujuan pemelajaran………………………………………………...........................89
b. Uraian materi………………………………………………………............................89
c. Rangkuman…………………………………………………………..........................109
d. Tugas…………………………………………………………………...........................110
e. Test formatif………………………………………………………….........................110
f. Kunci jawaban…………………….............................……………………………..111
g. Lembar kerja…………….............................………………………………….……112
KEGIATAN BELAJAR 7: DECODER dan ENCODER……………........................118
a. Tujuan pemelajaran……………………………………………….........................118
b. Uraian materi………………………………………………………...........................118
c. Rangkuman…………………………………………………………..........................124
d. Tugas…………………………………………………………………...........................125
e. Test formatif………………………………………………………….........................125
f. Kunci jawaban…………............................…………………………………………125
g. Lembar kerja……………...........................…………………………………………126
BAB III EVALUASI
A. Test Tertulis ………………………………………………………………........................128
B. Test Praktek……………………………………………………………………....................128
C. Kunci Jawaban…………………............…………………………………………............130
Test Tertulis…………………………...............……………………………………..........130
D. Lembar Penilaian Test Praktek………………………………………….....................134
BAB IV PENUTUP......…………………………………………………………………………......137
DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………………………….............138
PETA KEDUDUKAN MODUL
Keterangan:
OE.KKK.001.A : Melaksanakan Keselamatan dan Kesehatan Kerja
ELKA.MR.UM.001.A : Melaksanakan Teori Dasar Elektronika
ELKA.MR.UM.003.A : Menguasai Elektronika Dasar Terapan
ELKA.MR.UM.004.A : Menguasai Dasar Elektronika Digital dan Komputer
OE.GAMB.004.A : Menggambar Teknik Elektronika Menggunakan Komputer
ELIND 1 : Memprogram Peralatan Sistem Otomasi Elektronik yang berkaitan dengan I/O berbantuan Mikroprosessor dan Mikrokontroler
ELIND2 : Memprogram Peralatan Sistem Otomasi Elektronik yang berkaitan dengan I/O berbantuan PLC, Komputer dan Pneumatic
OE.PEM.018A : Merencanakan Pemeliharaan Peralatan Elektronik Sistem Otomasi Elektronika
OE.RKT.012.A : Merakit Peralatan dan Perangkat Elektronik Sistem Otomasi Elektronika
DAFTAR JUDUL MODUL
NO KODE MODUL JUDUL MODUL
1 ELKA-MR.UM.001 A Menguasai Teori Dasar Elektronika
2 ELKA-MR.UM.005.A Menggunakan Alat Ukur Untuk Keperluan Pengukuran/Pengujian.
3 ELKA-MR.UM.002 A Membaca dan Mengidentifikasi Komponen Elektronika.
4 ELKA-MR.UM.003 A Menguasai Elektronika dan terapan
5 A Mengoperasikan Peralatan Audio & Video
6 ELKA-MR.UM.004 A Menguasai Dasar Elektronika Digital dan Komputer.
7 ELKA-MR.UM.007.A Ketrampilan Dasar Perbengkelan
8 B Merawat Peralatan Audio & Video
9 C Menginstalasi Peralatan Audio & Video
10 D Menerapkan Sistem Audio & Video
11 ELKA-MR.UM.006.A Melakukan Trouble Shooting Elektronika
12 ELKA-MR.PS.001.A Memperbaiki/ Reparasi Power Supply Kecil (Adaptor Dinding).
13 ELKA-MR.PS.002.A Mereparasi Power Supply Pada Produk Elektronika.
14 ELKA-MR.AMP.003.A Memperbaiki/ Reparasi Amplifier (Sistem Penguat Suara).
15 ELKA-MR.AM.004.A Memperbaiki/ Reparasi Radio
16 ELKA-MR.TAP.005.A Memperbaiki/ Reparasi Tape Recorder
17 ELKA-MR.TV.006.A Memperbaiki/ Reparasi Televisi
18 ELKA-MR.CD.007.A Memperbaiki/ Reparasi VCD/ DVD
19 ELKA-MR.PIL.002.A Mereparasi Monitor Komputer
20 ELKA-MR.PIL.003.A Mereparasi Remote Control
21 ELKA.MR-PIL.005.A Mereparasi CD Player
22 E Memperbaiki Kerusakan Atau Gangguan Peralatan Elektronik Game Komersial.
MEKANISME PEMELAJARAN
Untuk mencapai penguasaan modul ini dilakukan melalui alur mekanisme pemelajaran sebagai berikut:
Keterangan
ASCII Sandi yang dituliskan dalam kode binary dengan 7 bit (0 dan 1)
Binary Pengkodean angka tau huruf alfabet ke dalam simbol “0” dan “1”
Bit Merupakan singkatan dari Binary Digit. Sebuah bit atau digit biner adalah sebuah sinyal yang masing-masing berada dalam dua kondisi yaitu 0 dan 1
Byte Dalam system computer byte bilangan biner sebanyak 8 bit dan 1 karakter dapat disebut dengan satu byte. Pemakaian yang luas dalam komunikasi data dalam system computer mikro disebut American Standar For Information Interchange (ASCII)
Character Karakter disebut juga byte yang terdiri dari symbol numerik, alpha numeric dan special symbol
Clock Pulsa lonceng yang berbentuk gelombang kotak yang tidak mempunyai kondisi setimbang untuk mengontrol serialisasi dan deserialisasi
Data Kata lain dari informasi yang dipakai secara luas yang dibatasi hanya untuk segala hal yang dapat diungkapkan dalam bentuk nomor-nomor dan huruf-huruf. Untuk menyajikan ungkapan dalan bentuk nomor-nomor atau digit-digit harus dalam bentuk sinyal yang disebut sinyal digital
Decoder Pengubah dari input digital ke output Analog
Demultiplexer Rangkaian yang hanya mempunyai input satu dan mempunyai lebih dari satu output (banyak)
Encoder Pengubah dari input Analog ke output digital
Flip-Flop Rangkaian bistabil multivibrator yang mempunyai dua keadaan setimbang mantap
Full Adder Penjumlah penuh
GMSK Gaussian Minimum Shift Keying, modulasi dengan carrier 200 Khz
Half Adder Penjumlah setengah/tak lengkap
KBPS Kilo Byte Per Secon, kecepatan transfer binary digit per detik
LSB Least Significant Bit/bit terkecil
MSB Most Significant Bit/bit terbesar
Multiplexer Rangkaian yang mempunyai input lebih dari satu (banyak) dan hanya mempunyai satu output
Parity Kondisi memory dalam posisi odd atau event (logic “0” atau “1”)
Register Memori (tempat untuk menyimpan instruksi dan data yang diperlukan selama operasi) kecepatan tinggi yang digunakan untuk menyimpan informasi selama operasi CPU (Central Processing Unit)
Sistem komunikasi digital Sinyal input analog yang dkiirim dengan proses digital dan dikeluarkan lagi sebagi suatu sinyal analog
Wireless Tanpa kabel, sistem komunikasi yang menerapkan modulasi AM/FM
BAB. I
PENDAHULUAN
A. DISKRIPSI JUDUL
Konsep Elektronika Digital merupakan modul praktikum yang berisi tentang kode ASCII, gerbang Logika Dasar, rangkaian Clock, Flip-Flop, Shift Register, Counter, Decoder dan Encoder yang digunakan untuk mendasari dasar teori pada Program keahlian Teknik Audio Video. Khususnya untuk peralatan yang menggunakan system elektronika digital. Modul ini terdiri dari 7 kegiatan belajar yaitu kegiatan belajar 1, menjelaskan tentang system kode ASCII, kegiatan belajar 2, menjelaskan tentang gerbang logika dasar yang terdiri dari tabel kebenaran, peta karnaugh map (peta), Aljabar Bool serta aplikasi gerbang logika dasar sebagai rangkaian penjumlah. Kegiatan belajar 3, menjelaskan rangkaian Clock yang berfungsi untuk pembentuk pulsa gelombang kotak (pulsa lonceng). Kegiatan belajar 4, menjelaskan rangkaian Flip-Flop dan macaam-macamnya yang berfungsi sebagai memory dan dasar-dasar rangkaian Shift Register dan Counter. Kegiatan belajar 5,6, menjelaskan macam-macam rangkaian Shift Register dan Counter yang berfungsi sebagai rangkaian penggeser dan rangkaian pencacah (Penghitung). Kegiatan belajar 7, menjelaskan tentang rangkaian Encoder yang berfungsi sebagai pengubah input analog menjadi digital dan rangkaian Decoder yang mengubah input digital menjadi output analog. Dengan menguasai modul ini, diharapkan peserta diklat dapat membuktikan prinsip dari penerapan Konsep Elektronika Digital dalam bidang Teknik Audio Video.
B. PRASYARAT
Untuk melaksanakan modul Konsep Dasar Elektronika Digital memerlukan syarat yang harus dimiliki oleh peserta diklat, yaitu:
1. Peserta telah memahami penggunaan catu daya (Regulator Power Supply)
2. Peserta diklat telah memahami system bilangan biner.
3. Peserta diklat telah memahami penggunaan digital Pulser (Logic Probe)
4. Peserta diklat telah memahami penggunaan Multimeter (AVO Meter)
5. Peserta diklat telah memahami system penjumlahan dan pengurangan bilangan biner
C. PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL
1. Rambu-rambu belajar bagi siswa:
1. Pelajari daftar isi serta peta kedudukan modul dengan cermat dan teliti. Karena dalam skema modul akan nampak kedudulan modul yang sedang anda pelajari dengan modul-modul yang lain.
2. Kerjakan soal dalam cek kemampuan untuk mengukur sampai sejauh mana pengetahuan yang telah anda miliki.
3. Apabila dari soal dalam cek kemampuan telah anda kerjakan dan 70% terjawab dengan benar, maka anda dapt langsung menuju evaluasi untuk mengerjakan soal-soal tersebut. Tetapi apabila hasil jawaban Anda tidak mencapi 70%, maka anda harus mengikuti kegiatan pemelajaran dalam modul ini.
4. Perhatikan langkah-langkah dalam melakukan pekerjaan dengan benar untuk mempermudah dalam memahami suatu proses pekerjaan.
5. Pahami setiap materi teori yang akan menunjang dalam penguasaan suatu pekerjaan dengan membaca secara teliti, kemudian kerjakan soal-soal evaluasi sebagai latihan.
6. Untuk menjawab test formatif usahakan memberi jawaban yang singkat, jelas dan kerjakan sesuai dengan kemampuan anda setelah mempelajari modul ini.
7. Bila terdapat penugasan, kerjakan tugas tersebut dengan baik dan bilamana perlu konsultasikan hasil tersebut pada guru/instruktur.
8. Catatlah kesulitan yang anda dapatkan dalam modul ini untuk ditanyakan pada saat kegiatan tatap muka dengan guru.
9. Bacalah referensi lainnya yang berhubungan dengan materi modul agar anda mendapatkan tambahan pengetahuan.
2. Petunjuk bagi guru
Dalam setiap kegiatan belajar guru atau instruktur berperan untuk:
1. Membantu peserta diklat dalam merencanakan proses belajar
2. Membimbing peserta diklat melalui tugas-tugas pelatihan yang dijelaskan dalam tahap belajar
3. Membantu peserta diklat dalam memahami konsep, praktek baru dan menjawab pertanyaan peserta diklat mengenai proses belajar peserta diklat.
4. Menambah peserta diklat untuk menentukan dan mengakses sumber tambahan lain yang diperlukan untuk belajar
5. Mengorganisasikan kegiatan belajar kelompok jika diperlukan
6. Merencanakan seorang ahli/pendamping guru dari tempat kerja untuk membantu jika diperlukan
D. TUJUAN AKHIR
Peserta diklat dapat memahami prinsip kerja beberapa rangkaian Elektronika Digital Dasar yang meliputi:
1. Gerbang AND, OR, NOT, NAND, NOR, EX-OR, dan EX-NOR
2. Rangkaian Flip-Flop
3. Rangkaian Clock
4. Rangkaian Shift Register dan Counter
5. Rangkaian Encoder dan Decoder
6. Code ASCII dalam papan ketik computer.
E. KOMPETENSI
KOMPETENSI : Menguasai Elektronika Digital dan Komputer
KODE : ELKA-MR.UM.004.A
DURASI PEMELAJARAN : 150 jam @ 45 menit
LEVEL KOMPETENSI KUNCI A B C D E F G
2 2 2 1 2 2 2
KONDISI KERJA Untuk kerja ketrampilan kognitif namun dengan imajinasi psoko-motorik seperti unit kompetensi ini bisa dicapai dengan kondisi:
1. Memiliki kemampuan dasae tentang konsep sistem
2. Memiliki kompetensi dasar elektronika
3. Mengerti dasar-dasr instrumentasi
4. Memiliki kemampuan mengenai petunjuk keselamatan kerja sacara umum
5. Memiliki kemampuan menulis laporan dengan baik.
SUB KOMPETENSI KRITERIA KERJA LINGKUP BELAJAR MATERI POKOK PEMELAJARAN
SIKAP PENGETAHUAN KETRAMPILAN
- KONSEP ELEKTRONIKA DIGITAL Digambarkan dan dijelaskan tentang kode ASCII
- Tiap-tiap jenis gerbang logika dasar diidentifikasi
- Diperagakan cara membuat tabel kebenaran dari setiap gerbang logika
- Diterangkan bagaimana cara kerja sebuah Counter
- Diterangkan fungsi flip-lop dan disebutkan jenis-jenisnya.
- Diterangkan fungsi dari bus digital dan ditunjukkan bagaimana hubungan nya dengan bagian lain
- Disebutkan jenis-jenis rangkaian display dan digambatkan bagaimana angka dan huruf ditampilkan
- Diterangkan fungsi clock pada komputer.
- Ditunjukkan bagaimana « pulser » digunakan untuk pelacakan sinyal dan bagaimana probe logika dipakai menguji keadaan peralatan digital
- Digambatkan rangkaian clock dan kegunaannya
- Digambarkan bagaimana microprosessor berfugsi dan diidentifikas komponen dasarnya serta konfigurasi pin-pinnya Elektronika Digital Tekun
- Ulet
- Sabar Kode ASCII
- Gerbang logika dasar
- Rangkaian logika kombinasi
- Tabel kebenaran
- Peneyederhanaan rangkaian logika
- Rangkaian logika sekuensial
- Sistem bus
- Display
- Rangkaian Clock
- Central Prosessing Unit/Mikroprocessor
- Membuktikan tabel kebenaran
- Rangkaian logika dasar
- Rangkaian logika kombinasi (komparator, adder, subtractor)
- Menyusun rangkaian logika sekuensial
- Rangkaian display seven segment LED, Dot matik
- Rangkaian Clock
F. CEK KEMAMPUAN
Untuk mengetahui kemampuan awal yang telah anda miliki, maka isilah check list (V) seperti pada tabel dibawah ini dengan sikap jujur dan dapat dipertanggung jawabkan.
Kompetensi Pernyataan Saya dapat mengerjakan pekerjaan ini dengan kompeten Bila jawaban “YA” kerjakan test berikut
YA TIDAK
Menguasai Elektronika Digital dan Komputer Saya dapat menjelaskan karakteristik gerbang logika dasar dan membuktikan tabel kebenarannya. Kerjakan TUGAS 2
Saya dapat menjelaskan prinsip kerja rangkaian Adder sebagai aplikasi dari gerbang logic Kerjakan TEST FORMATIF 2
Saya dapat menjelaskan prinsip kerja dari rangkaian clock
Saya dapat menjelaskan prinsip kerja dari macam-macam flip-flop
Saya dapat menjelaskan prinsip kerja dari macam-macam Shift Register
Saya dapat menjelaskan prinsip kerja dari macam-macam Counter
Saya dapat menjelaskan prinsip kerja dari Decoder dan Encoder
Apabila anda menjawab “TIDAK” pada salah satu check list pada pernyataan diatas maka pelajarilah sub kompetensi modul ini sampai menguasai dan anda kompeten (mampu melakukan sesuatu dengan baik dan benar).
