Seperti Apa sih Teknologi Digital itu?

Seperti Apa sih Teknologi Digital itu?

Waktu kecil dulu, untuk memudahkan mengingat dan menghafal warna, guru SD kita memberikan akronim mejikuhibiniu (merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu) yang juga merupakan urutan dari warna pelangi. Apakah warna cuma sebatas mejikuhibiniu? Tentu enggak, warna ada banyak banget. Bahkan satu jenis warna aja ada berbagai kemungkinan. Contohnya warna biru, kita tahu kalau birunya langit itu berbeda dengan birunya air laut. Birunya air laut juga berbeda dengan birunya celana anak SMP. Lo bisa bayangin, untuk warna biru aja udah ada berbagai macam jenisnya. Kalau gitu, kira-kira jumlah warna di dunia ini ada berapa ya?

Fisika sebenernya udah punya definisi cukup spesifik tentang warna. Sebagai contoh, warna merah itu adalah warna dari gelombang elektromagnetik yang memancarkan sinar dengan panjang gelombang antara 620-750 nanometer. Jadi dari definisi itu, kita bisa ambil kesimpulan bahwa cahaya dengan panjang gelombang 621 nm misalnya, adalah warna merah. Begitu juga dengan yang panjang gelombangnya 622 nm, 623 nm, 624 nm, dan seterusnya. Tapi jangan lupa juga bahwa panjang gelombang di bawah ini juga termasuk warna merah.

  • 622,1 nm
  • 622,934350 nm
  • 634,9540345 nm
  • 700,00001 nm
  • 670,24349 nm
  • ....

Pokoknya semua warna yang memancarkan sinar dengan panjang gelombang antara 620-750 nanometer adalah warna merah. Perbedaan angka di belakang koma, yang sangat kecil, bisa dianggap warna yang berbeda. Jadi ada berapa banyak dong warna merah di dunia ini? Jawabannya adalah: Buanyaaaak banget. Mungkin bisa dibilang bahwa jumlahnya tak hingga (sama seperti ada tak hingga bilangan di antara dua sembarang bilangan), tapi ini agak debatable kalau mempertimbangkan teori kuantum. Entah itu berhingga atau tak hingga, yang pasti jenis warna merah aja jumlahnya sudah banyak banget, apa lagi jumlah seluruh warna yang ada di dunia ini.

Nah, sekarang gue punya pertanyaan. Kalau kita menggunakan sebuah kamera digital untuk mengambil suatu gambar di sekitar kita, apakah semua warna itu bisa diambil oleh kamera digital tersebut? Tentu enggak. Tapi jumlah warna yang bisa disimpan oleh kamera digital itu cukup banyak. Coba bayangkan aja, kalo lo misalnya pake iphone atau android keluaran terbaru, itu sekarang aja sudah bisa menampilkan 16.777.216 jenis warna! Banyak kan? Meskipun jumlah warna yang ada di dunia ini tetep lebih banyak dari itu, tapi tetep, 16 juta warna itu udah lumayan banget. Berkat teknologi digital, layar HP atau monitor lo bisa ngebedain antara cahaya dengan panjang gelombang 632,01 nm dengan 632,02 nm misalnya. Teliti banget yah. Jadi apa itu teknologi digital? Nah, lanjut terus bacanya, karena gue akan berusaha jelasin itu di bawah.

Apa itu Teknologi Digital?

Digital itu berasal dari kata digit. Apapun yang menggunakan teknologi digital, pasti menggunakan sinyal-sinyal yang bisa direpresentasikan dengan dua digit, yaitu 0 dan 1. Coba kita lihat bagaimana warna merah direpresentasikan dengan menggunakan kode digital seperti contoh di bawah ini:

Warna merah di atas memiliki kode demikian:

11111111 00000000 00000000

Kalau kode-nya kita ubah sedikit aja, maka warnanya nggak akan sama. Misalnya warna merah di bawah ini:

Bisa melihat bahwa merah yang ini berbeda dengan merah yang di atasnya? Kalau dilihat sekilas sih kelihatannya sama ya. Tapi kalau dilihat dari kodenya, baru kelihatan seberapa jauh bedanya. Merah yang satu ini kodenya begini:

11110000 00000000 00000000

Beda kan?

Sekarang bandingin dengan merah yang ini:

Kelihatan ya bahwa merah yang ini sedikit lebih gelap dibanding warna merah yang sebelumnya. Hal ini disebabkan karena kodenya berbeda relatif lebih jauh dibanding kode sebelumnya, jadi kita bisa melihat perbedaan warna tersebut. Berikut ini kodenya:

11000000 00000000 00000000

Nah, sekarang coba bayangin kira-kira gimana prosesnya warna merah itu bisa dikirim dari server zenius.net/blog ke layar monitor lo. Kira-kira gambaran sederhananya adalah seperti gambar di bawah ini:

Server zenius.net menyimpan warna merah dalam bentuk kode digital, yaitu 11111111 00000000 00000000 itu tadi. Berikutnya ketika komputer lo mengirimkan request ke server, server akan mengirimkan kode tadi ke komputer lo menggunakan jaringan internet. Ketika kode itu tiba di komputer lo, dia akan menerjemahkan kode itu menjadi warna merah yang kemudian dia tampilkan di layar. Simple kan?

Seluruh warna yang lo lihat di layar atau monitor lo sekarang ini adalah paduan berbagai kode digital yang direpresentasikan oleh komputer yang lo pakai sekarang (baik dalam bentuk PC komputer, laptop, tablet, HP, atau lainnya). Bahkan bukan hanya warna; huruf-huruf yang lo lihat di sini juga punya kode digital, layout atau tampilan dari website ini juga punya kode digital, dan sebagainya.

Okay, gue mulai kebayang sekarang. Tapi kenapa kodenya harus 0 dan 1? Kenapa nggak 0, 1, 2, 3, 4, dst?

Kode 0 dan 1 ini sebenernya hanyalah simbol. Representasi fisik dari simbol tersebut bergantung dari piranti elektronik yang kita gunakan. Hmmm... biar nggak belibet. Kita lihat contoh-contohnya aja deh.

 

Menggunakan sinyal listrik sebagai representasi 0 dan 1

Pada alat-alat elektronik tertentu, angka nol dan satu itu direpresentasikan dengan menggunakan dua tegangan, misalnya -5 volt dan +5 volt. Jadi kalau kita mau mengirimkan sinyal 1010 dengan menggunakan alat elektronik tersebut misalnya, maka alat elektronik itu akan mengirimkan +5 volt, -5 volt, +5 volt, dan -5 volt. Ilustrasinya gue gambarin seperti di bawah ini:

Gambar di atas adalah contoh bagaimana dua IC (Integrated Circuit) berkomunikasi satu sama lain. Pada contoh di atas, kita menggunakan tegangan +5 volt sebagai simbol 1, dan tegangan -5 volt sebagai simbol 0. Dalam praktek sebenarnya, nggak harus +5 dan -5 volt. Bisa aja kita pakai +12 volt dan -12 volt. Atau bisa juga pakai arus, 100 mA dan -100 mA, misalnya.

Sinyal 1010 di atas bisa juga kita lihat dalam sinyal tegangan vs waktu berikut ini:

Dengan menggunakan dua simbol seperti ini, desain dari alat elektroniknya menjadi jauh lebih sederhana. Coba aja bayangkan suatu alat elektronik yang menggunakan sepuluh simbol (seperti sistem bilangan yang kita punya saat ini, 0-9). Pasti ribet banget mendesain alat elektronik yang seperti itu. Sekitar tahun 1958, pernah ada yang membuat komputer dengan komputer dengan 3 simbol, -1, 0, dan +1. Tapi nggak berkembang karena kalah efisien dengan yang dua simbol.

 

Berbagai representasi simbol 0 dan 1

Seperti yang lo lihat di atas, simbol 0 dan 1 bisa direpresentasikan menggunakan sinyal-sinyal listrik, baik itu tegangan maupun arus. Tapi ini bukan cuma satu-satunya cara untuk merepresentasikan simbol 0 dan 1. Ada berbagai macam cara untuk merepresentasikan simbol 0 dan 1 ini di alat-alat digital kita. Beberapa di antaranya adalah:

1. Hard Disk

Hard Disk bisa menyimpan data meskipun nggak ada sinyal listrik. Karena memang Hard Disk tidak menyimpan data tersebut dalam bentuk sinyal listrik, melainkan dalam bentuk kutub magnet. Simbol 0 dan 1 pada Hard Disk itu direpresentasikan dalam bentuk kutub utara dan selatan.

2. Pada CD atau DVD

Data yang tersimpan pada CD atau DVD bisa dibaca dengan memancarkan sinar (semacam laser) ke kepingan tersebut. Ketika kepingan CD/DVD menyerap sinar, maka itu akan terbaca sebagai simbol "0". Sementara ketika sinarnya terpantulkan, maka itu akan terbaca sebagai simbol "1". Supaya bisa menyerap sinar, bagian-bagian tertentu dibakar. Itulah sebabnya pada CD/DVD, bagian yang terbakar itu menunjukkan simbol "0" dan bagian yang tidak terbakar itu menunjukkan simbol "1". Untuk lebih jelasnya, perhatikan gambar di bawah ini.

3. Fiber Optic

Fiber Optic memakai 2 panjang gelombang yang berbeda untuk menunjukkan simbol 1 dan 0.

4. Frekuensi (biasanya pakai komunikasi wireless)

Pada komunikasi wireless, simbol 0 dan 1 bisa direpresentasikan dalam Frekuensi Gelombang Elektromagnetik.

 

Bedanya Teknologi Analog dengan Teknologi Digital

Supaya lebih kebayang lagi apa yang dimaksud dengan teknologi digital, ada bagusnya kita melihat perbedaan teknologi ini dengan teknologi sebelumnya, yaitu teknologi analog. Kalo teknologi digital tadi mengirimkan sinyal dalam bentuk digit, teknologi analog mengirimkan sinyal dalam bentuk gelombang. Kita tahu ada berbagai perangkat yang memiliki fungsi yang serupa, tapi dibuat dengan teknologi analog dan digital. Sebagai contoh telepon, kamera, TV dan beberapa perangkat lain dibuat dengan teknologi analog dan digital. Nah, biar lebih jelas perbedaannya, kita ambil satu contoh penerapannya pada telepon analog dan telepon digital.

Telepon Analog vs Telepon Digital

Pada telepon analog, sinyal suara yang kita berikan itu diubah oleh microphone menjadi sinyal listrik. Kemudian, sinyal listrik itu langsung ditransmisikan melalui jaringan telepon, kemudian tiba di telepon penerima. Sampai di penerima, sinyal listrik tersebut diubah kembali menjadi sinyal suara oleh speaker. Untuk lebih jelasnya, bisa lihat video berikut ini:

Nah, begitulah kira-kira cara kerja telepon analog. Sekarang bagaimana dengan telepon digital? Pada telepon digital, prosesnya lebih kompleks. Sebelum sinyal suara ditransmisikan, sinyal suara tersebut diubah terlebih dahulu menjadi kode-kode digital. Misalnya, suara kita ngomong, “Hallo” itu kode digitalnya bisa 1010100001111001001111000111..... (nggak mungkin ditulis di sini karena kodenya sekitar 5000x8 digit – 5kB). Video di bawah ini adalah penjelasan mengenai cara kerja telepon digital.

Lumayan kompleks ya ternyata yang terjadi di dalam HP lu itu. Pada telepon analog, suara tinggal kita ubah menjadi sinyal listrik, terus langsung dibawa ke jaringan tanpa proses lanjutan apa-apa. Untuk mengubah sinyal suara menjadi sinyal listrik ini alatnya sederhana banget. Kalau mau, lo bisa bikin sendiri karena rangkaiannya ada di internet dan komponennya gampang dicari di toko-toko elektronik terdekat (beli online juga bisa). Tapi kalau rangkaian digital? Bukan berarti nggak bisa bikin sendiri sih, cuma lebih kompleks dan lebih mahal aja.

Terus, kalau kita bisa pakai Teknologi Analog, kenapa harus ada Teknologi Digital? Bukannya hasilnya sama aja?

Sebagai pengguna, mungkin kita merasa bahwa hasilnya sama aja, sama-sama bisa berkomunikasi lewat telepon. Tapi sebagai penyedia layanan telepon, perbedaannya sangat signifikan, antara lain:

Jaringan menjadi lebih efisien.

Ketika kita melakukan komunikasi jarah jauh, baik analog maupun digital, tiap-tiap koneksi harus dihubungkan pada kanal terpisah. Pada telepon rumah, biasanya dalam bentuk kabel aja. Bayangin, butuh berapa kabel untuk membuat koneksi telepon di Indonesia aja? Sementara pada komunikasi digital, jaringannya bisa dibuat lebih efisien. Kalau ada 8 koneksi misalnya, koneksi tersebut bisa ditumpuk dalam satu jalur tertentu tapi “ditandain”. Server bisa tau masing-masing koneksi tersebut milik siapa karena udah ada tandanya dalam bentuk digital. (Kalau mau tahu lebih jauh coba pelajari konsep Multiplexing, misalnya Time-Division Multiplexing. Ini hanya bisa dilakukan kalau sinyalnya adalah sinyal digital.)

Backup komunikasi lebih mudah.

Berhubung komunikasi dilakukan dalam bentuk digital, maka data tersebut bisa disimpan dalam bentuk digital juga. Jumlah data yang bisa disimpan juga lebih banyak untuk besar fisik yang sama. Sebagai contoh, dulu waktu kita masih menggunakan kaset yang menggunakan teknologi analog, paling dalam satu kaset, hanya muat 10 lagu. Sekarang dengan CD atau DVD, bisa muat berapa lagu?

Memungkinkan teknologi smartphone

Ketika telepon dibuat dengan menggunakan teknologi digital, ini mempercepat revolusi dunia komunikasi. Pada telepon seluler misalnya, perkembangan dari generasi 1, 2, 3, 4, atau bahkan 5 itu cepat sekali. Pada telepon analog, kita tidak mengenal teknologi SMS. Itu baru muncul pada 2G (generasi 2) pada telepon seluler. Sekarang ini jangankan SMS, dengan smartphone yang kita punya, kita bisa chatting pakai LINE, bisa browsing artikel ini di zenius.net, bisa video call pakai Facetime/Skype/dll, bisa memesan ojek pakai Gojek, dan berbagai aplikasi lainnya.

Contoh di atas itu baru contoh keunggulan teknologi digital terhadap analog pada telepon. Pada perangkat lain, teknologi digital juga punya keunggulan yang serupa. Sebagai contoh, pada efek gitar. Dengan menggunakan teknologi digital, sinyal gitar bisa diubah menjadi simbol digital, lalu menggunakan komputer untuk memprosesnya. Berikutnya pada kamera. Dengan menggunakan teknologi digital, gambar pada kamera bisa disimpan dalam bentuk digital. Jumlah gambar yang disimpan bisa jauh lebih banyak, bisa diproses dengan menggunakan komputer juga.

 

Konsep Bit (Binary Digit)

Konsep bit atau binary digit ini sebenernya adalah konsep basis 2. Singkatnya kira-kira begini: Sistem bilangan yang kita pakai sehari-hari adalah sistem bilangan basis sepuluh, di mana kita mengenal sepuluh simbol, yaitu 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Kita tidak mengenal simbol sepuluh, makanya kita ulang lagi dari 0 dan ditambah angka satu di depannya, yaitu 10.

Pada basis dua, kita hanya mengenal dua simbol, yaitu 0 dan 1. Kita tidak mengenal simbol dua. Oleh karena itu, angka dua itu direpresentasikan dengan mengulang lagi dari 0 dan ditambah angka satu di depannya, yaitu 10 (bacanya satu nol, bukan sepuluh).

Lo bisa lihat gif di bawah ini supaya lebih jelas:

Menarik nggak sih? Jangan lupa bahwa sistem basis ini bukan Cuma berlaku untuk basis dua. Bisa juga kita menggunakan sistem bilangan basis empat, basis duabelas, atau berapapun yang lo mau. Baca artikel Bisa nggak sih 2+2=10? untuk lebih jelasnya.

Warna Merah

Kalau lo udah mengerti tentang konsep binary digit dan basis dua itu, kita balik lagi bahas warna merah yang ada di awal artikel yuk.

Kode 11111111 00000000 00000000 kalau kita ubah ke dalam sistem desimal, maka menjadi 255, 0, 0. Ini adalah kode yang menggunakan sistem warna RGB (Red, Green, Blue). Jadi pada (255, 0, 0), itu artinya warna merah diberikan full, 255, sementara warna hijau dan biru diberikan nol, makanya yang tampil di layar warnanya ya merah aja. Sistem RGB ini adalah sistem standard yang dipakai di software-software yang berurusan dengan warna, contohnya software pengolah gambar terkenal seperti Adobe Photoshop.

Warna merah yang ke dua memiliki kode 11110000 00000000 00000000. Kalau kita ubah ke dalam sistem desimal, menjadi (240, 0, 0). Perbedaan antara merah yang ini dengan merah yang pertama cuma 15 (hitung aja selisih antara 240 dengan 255). Perbedaan sekecil ini nggak terlalu kentara oleh mata kita.

Sekarang bandingin dengan warna merah yang ke tiga. Warna merah tersebut memiliki kode 11000000 00000000 00000000. Kalau kita ubah ke dalam sistem desimal, menjadi (192, 0, 0), perbedaannya lebih besar, yaitu 63 (selisih antara 192 dengan 255). Perbedaan sejauh itu lumayan berasa oleh mata kita.

Itulah sebabnya kita sulit membedakan merah yang pertama dengan yang ke dua, tapi lebih mudah membedakan merah yang pertama dengan yang ke tiga.

Latihan Soal Teknologi Digital

Okay deh. Semoga sekarang makin kebayang ya apa yang dimaksud dengan teknologi digital. Kalau tertarik untuk menguji pemahaman lo tentang teknologi digital ini, gue udah siapin latihan soal terkait ini, beserta video pembahasannya:

Latihan Soal Teknologi Digital

 

Tertarik belajar dengan zenius.net? Kamu bisa pesan vouchernya di sini.

About 

Wisnu adalah CEO Zenius Education dan juga senior tutor Matematika & Fisika di Zenius Education. Wisnu mengambil S1 di Departemen Teknik Elektro, Institut Teknologi Bandung.
 
Follow Twitter Wisnu at @wisnuops

  • Wira Sukma

    Materi ini di SMK khususnya TKJ udah harus diluar kepala seperti ini :v
    OOT dikit bang, di Elektro ITB diajarin Teknik Telekomunikasi ITB juga gak? seenggaknya ada beberapa masuk di matkul wajib gitu? Atau masuknya di Matkul non-wajib? Soalnya, di Teknik Telekom ITB ragu" katanya udah ABET tapi di webnya belum ABET.
    Terus, cara bikin suatu chip, katakanlah IC sejenis Processor untuk mengolah data seperti yang beredar kini, proses bahannya apa aja? Apa bisa dibuat oleh manual tangan kita sendiri atau perlu alat khusus lain?

    • Materi ini di SMK khususnya TKJ udah harus diluar kepala seperti ini :v

      Yoi. Kalau di SMA, Teknologi Digital baru masuk ke kurikulum di kurikulum 2013. Itu juga untuk anak IPA aja.

      OOT dikit bang, di Elektro ITB diajarin Teknik Telekomunikasi ITB juga gak? seenggaknya ada beberapa masuk di matkul wajib gitu? Atau masuknya di Matkul non-wajib? Soalnya, di Teknik Telekom ITB ragu" katanya udah ABET tapi di webnya belum ABET.

      Teknik Telekomunikasi itu bagian dari STEI. Detilnya pernah dibahas di artikel Gimana Rasanya Kuliah di ITB.

      Terus, cara bikin suatu chip, katakanlah IC sejenis Processor untuk mengolah data seperti yang beredar kini, proses bahannya apa aja? Apa bisa dibuat oleh manual tangan kita sendiri atau perlu alat khusus lain?

      Bagian seperti yang beredar kini itu yang bikin susah. Processor yang dijual di zaman sekarang ini itu biayanya muahal buanget, bisa triliunan rupiah. Tapi kalau mau bikin versi yang simple banget (mungkin setara dengan Processor tahun 70 awal), ya bisa aja kali. Coba aja googling-googling "creating your own chip processor" misalnya.

  • Adrian Christiadi Sihombing

    Bang, videonya gabisa diplay tu, diperbaikin dong

    • Barusan gue coba ga ada masalah sih. Bisa diplay. Lo bukanya pakai browser apa?

      • Adrian Christiadi Sihombing

        Di mozilla bang

      • Muliana D.A.

        gue juga gabisa nge-play. Pake browser chrome

        • Gue juga pakai Chrome. Biasanya Chrome nggak ada masalah sih.

          Bisa bantu lebih detil lagi nggak kira-kira lu pakai provider apa, mobile atau PC, dsb? Kalau bisa, tolong isi aduannya di link berikut ini:

          https://www.surveymonkey.com/r/VideoBlogError

          Nanti coba kita tangani masalahnya. Thanks ya.

          • Muliana D.A.

            udah jadi bang.

  • kalau percakapan suara di sadap itu seperti apa ya,cara kerjanya?

    • Tergantung komunikasi yang kayak apa yang disadap.

      Kalau komunikasi analog, itu gampang banget disadap. Telepon analog misalnya, tinggal tempel dikabelnya, langsung kesadap deh. Atau telepon wireless yang analog, ini juga bisa disadap karena pembedanya biasanya cuma frekuensi aja. Kadang sinyalnya diacak, tapi ya nggak susah-susah banget untuk tahu diacaknya gimana karena biasanya metodenya gitu-gitu aja.

      Kalau komunikasi digital, nah, ini rada repot. Tapi bukan berarti nggak bisa disadap sama sekali sih. Itu si Snowden bisa nyadap. Coba googling "state of surveillance" untuk lihat teknik yang dia pakai.

  • Tito

    Kak Wisnu Teknik Elektro konsentrasi arus lemah apa arus kuat sih? XD

    • Penjurusan arus lemah sama arus kuat itu jadul banget ya. Pas zaman gue aja udah nggak ada penjurusan kayak gitu. Yang dulu disebut arus kuat itu sekarang namanya Teknik Tenaga Listrik (intinya sih belajar bagaimana transmisi energi menggunakan listrik). Sementara yang dulu disebut arus lemah itu terpecah menjadi berbagai macam sub jurusan; mulai dari Teknik Telekomunikasi, Teknik Kendali, Teknik Komputer, Teknik Biomedik, dsb. Gue sendiri dulu ngambil Teknik Telekomunikasi.

      • Tito

        loh dah jadul toh baru tau aku, aku googling di internet tentang Teknik Elektro dibagi 2 itu arus lemah(elektronika) dan arus kuat(tenaga listik)

        • Sebenernya sampai sekarang pun kita masih bisa membaginya menjadi arus kuat sama arus lemah sih. Cuma "arus lemah" itu udah terlalu luas cakupannya sehingga dibagi-bagi lagi.

  • Faizal Alviansyah

    Keren bang, di SMA kurikulum 2006 kagak ada materi beginian :v

  • Muhammad Alif Rizkia

    Maaf OOT, tapi mau request dong untuk blog post selanjutnya.

    Saya pengen Zenius bahas tentang M. Yamin dan segala kebohongannya itu dong, gimana dia bisa dicaci dan dipuji secara bersamaa, gimana dia memalsukan dokumen-dokumen masa proklamasi, dll. Saya masih penasaran soalnya cerita dan sumber sumber informasinya masih banyak yg kurang nih, hehe

  • Tomy

    Halo kak. Kira 2 berapa yaa nominal pembayaran untuk mengikuti program 1 tahun di zenius learning . Mohon infonya ya kak. ☺thank's.