TINKER CAD DAN INTEGRATED CIRKUIT (IC)

 

Apa Itu tinkercad ?

Tinkercad adalah program pemodelan 3D online gratis yang berjalan di browser web, dikenal karena kesederhanaan dan kemudahan penggunaannya. 

Tinkercad merupakan sebuah platform yang merupakan web penyedia sarana bagi kita untuk belajar secara online terkait desain 3d, rangkaian elektronikam dan codeblock. Tinkercad merupakan web besutan dari Autodesk yang sudah cukup terkenal. Jika sebelum-sebelumnya Autodesk banyak memperkenalkan software-software komputer seperti software desain, animasi, kini mereka hadir dengan salah satu platform yang bernama Tinkercad. Sebenarnya, web ini sudah lama didirikan yakni pada tahun 2011. Walaupun begitu, pengembangan web ini masih berlanjut dan menjadi salah satu web yang diirekomendasikan untuk digunakan sebagai media pembelajaran.

Web ini bisa dikatakan mirip dengan web belajar online lainnya, seperti Google Classroom, Edmodo, Schoology, dan web penyedia layanan pembelajaran online lainnya. Pada web ini, terdapat fitur Educator untuk guru, dan student untuk siswa. Hanya saja tinkercad sendiri lebih dikhususkan untuk pembelajaran di bidang desain 3D, elektronika, dan codeblock. Pada tinkercad juga terdapat fitur class dimana kita bisa membuat sebuah kelas untuk melakukan pembelajaran antara guru dan siswanya.

Fitur Class

Tampilan New Class

Tampilan Class

Pada fitur class, kita dapat membuat kelas dengan mengisi grade dan materi yang sesuai. Setelah itu kita dapat memasukan siswa dengan cara Add Students dan melakukan pembelajarana seperti kelas online pada umumnya.

Fitur Teach

Selain membuat kelas, kita bisa juga menjadi pengajar di tinkercad. Terdapat beberapa tutorial untuk menjadi pengajar di menu Teach. Selain itu, kita dapat juga menghubungkan akun Google Classroom kita dengan platform tinkercad.

Design 3D, Circuits, dan Codeblocks

Jika pada platform belajar online lainnya hanya dapat digunakan untuk diskusi, pengumpulan tugas, ataupun tes, berbeda dengan tinkercad. Tinkercad memiliki fitur yang tidak dimiliki platform belajar online lainnya seperti pembuatan dan simulasi desain 3D, rangkaian elektronik, dan codeblock yang bisa kita temukan di bagian dashboard.

3D Designs

Pada fitur desain 3D, kita bisa membuat desain menggunakan tool yang disediakan di platform ini. Fitur yang disediakan pun sangat mirip dengan software-software Autodesk seperti AutoCad ataupun Inventor. Kita juga bisa import desain yang dibuat untuk dimasukan ke halaman kerja kita. Hasil dari desain 3D ini bisa kita export dan bisa kita publikasikan di Gallery tinkercad.

Circuits

Untuk fitur Circuit, kita bisa membuat rangkaian elektronik dan melakukan simulasi rangkaiannya juga.Tidak hanya komponen elektronika dasar, pada tinkercad juga menyedikan board-board mikrokontroler seperti Arduino beserta sensor-sensornya. Kita juga bisa memasukan program secara online ke board mikrokontroler entah melalui program blok, maupun program C seperti biasanya.

Codeblocks

Fitur terakhir yaitu Codeblock. Pada fitur ini, kita bisa membuat program blok untuk berbagai hal seperti membuat objek, menggerakan objek, dan lainnya. Kita juga bisa membuat animasi sederhana menggunakan fitur ini. Terdapat banyak template yang disediakan untuk kita gunakan untuk belajar pemrograman block.

Gallery

Selain membuat project, kita bisa juga mempublikasikan project yang kita buat sehingga bisa dilihat oleh pengguna tinkercad lain.

Tinkercad didirikan sebagai sebuah perusahaan pada tahun 2010 di Uni Eropa  oleh mantan insinyur Google Kai Backman dan salah satu pendiri Mikko Mononen, dengan tujuan untuk membuat pemodelan 3D , terutama desain item fisik, dapat diakses oleh masyarakat umum, dan memungkinkan pengguna untuk mempublikasikan desain mereka di bawah lisensi Creative Commons . Pada tahun 2011, situs web tinkercad.com diluncurkan sebagai alat pemodelan 3D berbasis web untuk peramban yang mendukung WebGL , dan pada tahun 2012 perusahaan memindahkan kantor pusatnya ke San Francisco . Pada tahun 2012, lebih dari 100.000 desain 3D telah diterbitkan oleh pengguna. 

Pada Mei 2013, Autodesk mengumumkan di Maker Faire bahwa mereka akan mengakuisisi Tinkercad. 

Pada bulan Maret 2017, Autodesk merekomendasikan pengguna 123D Sculpt yang akan segera dihentikan, bermigrasi ke Tinkercad (atau Maya LT). Pada bulan Mei Autodesk Menghentikan 123D circuits.io kedalam lab nya. Fitur program digabungkan ke dalam Tinkercad

1. Berikut adalah Tampilan akun tinkercad saya 

2. Apa itu Integrated Circuit 

Integrated Circuit (IC) adalah sebuah komponen elektronika semi konduktor yang mana merupakan gabungan dari komponen lain yang jumlahnya mulai ratusan hingga ribuan.

IC terbuat dari bahan semi konduktor, dimana bahan yang paling sering digunakan untuk membuat komponen ini adalah silikon. Meskipun terdiri dari komponen yang jumlahnya mulai dari ratusan hingga ribuan, namun bentuk serta ukuran komponen ini terbilang kecil. Namun, ada hal penting yang harus diperhatikan dari komponen, yaitu sifat komponen ini yang terbilang aktif. IC ini adalah komponen elektronika yang sifatnya aktif dan sensitif dengan pengaruh electrostatic discharge. Karena itu dibutuhkan penanganan khusus agar tidak gampang terjadi kerusakan pada komponen ini.

Integrated Circuit Dalam sebuah rangkaian elektronik, terdapat komponen yang disebut dengan IC (Integrated Circuit). Sebelum adanya komponen ini, hampir semua peralatan elektronik terbuat dari satuan-satuan komponen atau komponen individual yang terhubung melalui kabel atau kawat sehingga ukurannya sangat besar. Dengan adanya komponen ini fungsinya adalah untuk membuat sebuah rangkaian pada perangkat elektronik menjadi bersifat portabel dan ukurannya terlihat lebih praktis.

Fungsi IC 

Komponen IC ini memiliki fungsi yang bervariasi tergantung komponennya. Namun jika dilihat berdasarkan fungsi, Integrated Circuit memiliki 3 fungsi utama, yaitu IC digital, IC linear dan Mixed IC.

1. IC Digital

Integrated Circuit (IC) digital merupakan IC yang memiliki rangkaian switch dengan tegangan output dan inputnya cuma terdiri dari 2 level. Level output dan input IC digital hanya terdiri dari level tinggi dan rendah.

IC digital ini berkaitan dengan binary code yang memiliki lambang 1 dan 0. Komponen IC ini saat ini paling banyak digunakan pada peralatan seperti komputer, kalkulator atau sistem kontrol elektronik.

Fungsi dari IC digital terbilang cukup penting, diantaranya adalah untuk memory, flip flop, kalkulator, timer, mikroposesor, clock, counter dan beberapa fungsi lainnya. Pada peralatan-peralatan tersebutlah IC digital ini sering digunakan.

2. IC Linear

Jenis IC linear ini adalah komponen integrated circuit yang bisa beroperasi pada sinyal dengan bentuk gelombang kontinyu. IC ini disebut juga sebagai integrated circuit analog. Sama seperti IC digital, IC analog ini juga memiliki beberapa fungsi penting.

Fungsi dari IC linear antara lain adalah untuk penguat sinyal mikro, penguat daya, penerima frekuensi radio dan penguat IF dan RF. Tak hanya itu, IC Linear ini juga memiliki fungsi sebagai regulator tegangan, penguat sinyal, multiplier dan penguat operasional (operational amplifier).

3. Mixed IC

Ini merupakan gabungan antara IC analog dan digital dalam satu rangkaian. Jadi bisa dikatakan fungsi dari komponen ini adalah mengkonversikan sinyal digital menjadi analog dan juga sebaliknya.

Generasi IC

Awalnya, sirkuit terpadu atau Integrated Circuit ini hanya bisa memuat beberapa transistor saja dalam sebuah chip. Hal ini karena produksinya yang masih belum efisien serta ukurannya yang masih terlalu besar. Karena jumlahnya yang sedikit ini pula, proses desain IC juga relatif lebih mudah.

Sementara itu, saat ini integrated circuit sedang mengimplementasikan penggunaan CAD. Pengelompokan atau generasi IC terbagi menjadi beberapa kelompok generasi.

1. LSI, MSI dan SSI

Integrated Circuit asli cuma berisi beberapa transistor dan karena itu pula jadi diklasifikan sebagai SSI (Small Scale Integration). SSI digital ini hanya berisi beberapa gerbang logika dan beberapa lusin transistor.

SSI ini digunakan untuk mempromosikan pengembangan sirkuit terintegrasi lainnya. Tak hanya itu, sirkuit terintegrasi ini juga pernah digunakan pada proyek kedirgantaraan awal.

2. ULSI, WSI, SOC dan 3D-IC

WSI (Wafer Scale Integration) merupakan sistem desain sirkuit terintegrasi dengan ukuran sangat besar dan menggunakan seluruh wafer silikon dalam pembuatan chip super. Sementara sirkuit terintegrasi 3D mempunyai setidaknya 2 atau lebih komponen elektronik aktif dan terintegrasi secara horizontal maupun vertikal dalam sebuah sirkuit tunggal.

Masing-masing lapisan komponen melakukan komunikasi melalui sinyal on-die. Hal inilah yang membuat penggunaan energinya jauh lebih rendah jika dibandingkan dengan sirkuit ekivalen yang dibuat terpisah.

3. VLSI

Megabit RAM  chip yang pertama diperkenalkan pada tahun 1986. Megabit chip ini di dalamnya berisi lebih dari satu juta transistor. Perkembangan mikroprosesor terus berlanjut dengan adanya chip mikroposesor yang melewati jutaan transistor dikenalkan di tahun 1989. Hingga tahun 2007 mikroposesor dengan sebuah chip berisi puluhan miliar transistor dikenalkan.

Jenis-Jenis IC

Sirkuit terintegrasi terdiri dari beberapa jenis, yaitu CMOS, TTL dan linear. Berikut ini adalah beberapa jenis IC tersebut.

1. IC-CMOS

Complimentary with MOSFET (C-MOS) ini adalah jenis IC digital. Jenis IC ini merupakan gabungan dari komponen MOSFET. IC jenis ini juga menggunakan sinyal gelombang square (kotak) serta memiliki dua kondisi. Kondisi tersebut adalah 0 dan 1 yang juga berperan sebagai saklar.

IC-CMOS ini berfungsi untuk membentuk gerbang (gate) dengan fungsi logika. Dengan begitu rangkaian elektronik yang menggunakan jenis IC ini dapat bekerja secara otomatis. Pada satu kemasan IC jenis ini terdapat berbagai jenis gate dengan fungsi logic yang beragam pula.

2. Transistor Transistor Logic (IC TTL)

TTL ini juga termasuk sebagai IC digital dengan komponen utama transistor. IC ini juga menggunakan sinyal gelombang square dengan dua kondisi pula, yaitu 0 atau 1 dan sama-sama berfungsi sebagai saklar. Dimana kondisi 1 artinya On dan kondisi 0 artinya Off.

IC jenis TTL memiliki fungsi untuk dipakai pada beragam variasi logika. Karena itu jenis IC ini juga dikenal dengan sebutan transistor logic. Pada satu kemasan IC ini juga terdiri dari beberapa gerbang yang bisa melakukan fungsi logic. Misalnya, NAND, AND, NOR, OR dan XOR dan berbagai fungsi logic lainnya.

IC ini juga memiliki fungsi logika lain seperti decoder, encoder, memory dan multiflexer. Karena itu IC jenis ini memiliki pin berjumlah banyak dan bervariasi, dari mulai 8-40 pin. IC TTL ini hanya bisa berfungsi jika diberi tegangan arus listrik sebesar 5V.

3. IC Linear

Secara umum, IC ini berbeda dengan jenis lain karena bukan termasuk IC digital. Karena itu, IC ini tidak menggunakan sinyal kotak melainkan gelombang sinusoida. Fungsi dari IC ini adalah sebagai penguat atau amplifier.

Jadi bisa disimpulkan jika jenis IC ini tidak memiliki gerbang logika melainkan didesain khusus untuk penguat tegangan. Pada IC linear umumnya ada rangkaian proporsional. Rangkaian proposional ini maksudnya adalah output yang dihasilkan sebanding dengan input.

Pengelompokan IC

Tidak hanya terdiri dari jenis-jenis seperti yang dijelaskan sebelumnya, IC juga terbagi lagi setidaknya menjadi 3 kelompok. Pertama berdasarkan jumlah komponen, berdasarkan paket dan berdasarkan teknik pembuatannya.

1. Berdasarkan Teknik Pembuatannya

Pengelompokan IC berdasarkan teknik pembuatannya terdiri dari 3, yaitu :

• IC monolitik : IC monolitik dibuat dengan cara mengintegrasikan antara komponen aktif dan pasif pada 1 chip tunggal kemudian memanfaatkan Semiconductor dari silikon
• Thick and Thin Film IC : dibuat dengan teknik katoda sputtering (penguapan)
• IC Hybrid : IC Hybrid yang dibuat dengan menghubungkan sejumlah chip menjadi satu sirkuit dan terintegrasi

2. Berdasarkan Package (Paket)

Pengelompokan IC selanjutnya adalah berdasarkan package (paket). Ada 5 IC yang termasuk dalam kelompok ini. Berikut diantaranya :

• Single In-line Packages (SIP) : merupakan paket chip IC yang berisi hanya satu baris pin koneksi.
• Dual In-lIne Packages (DIP) : berbentuk persegi panjang serta memiliki dua deret pin paralel yang fungsinya adalah untuk penghubung listrik.
• Small Outline Packages : Memiliki kesamaan dengan DIP. Perbedaan keduanya adalah bentuknya, dimana bentuk SOP lebih tipis dan ramping.
• Quad Flat Packages : Jenis IC yang memiliki permukaan dan terdapat pin yang membentang seperti sayap di ke-empat sisinya. Pin tersebut umumnya berjumlah 32 hingga 304 dengan ukuran yang sangat kecil. Disamping itu jenis IC QFP terdiri atas dua jenis Thin Quad Flat Packages dan Low Quad Flat Packages.
• Ball Grid Arrays : Jenis ini memiliki bentuk seperti lingkaran yang biasa terpasang permanen pada perangkat elektronik seperti mikroprosesor

3. Berdasarkan Jumlah Komponen

Kelompok terakhir adalah IC yang dibedakan berdasarkan jumlah komponennya.

• Small-scale integration (SSI) : IC berskala kecil dan hanya terdiri dari beberapa transistor. Selain itu IC SSI juga hanya kuat menampung 100 komponen saja.

• Medium-scale integration (MSI) : Merupakan IC berskala menengah berisi ratusan transistor di dalamnya. IC MSI bisa menampung 100 hingga 3000 komponen.

• Large-scale integration (LSI) : Jenis IC yang berisikan 4000 transistor di dalamnya serta kuat menampung 4000 hingga 100.000 komponen.

• Very large-scale integration (VLSI) : Jenis IC yang berisikan puluhan hingga ratusan ribu transistor didalamnya serta memiliki daya tampung hingga 1 juta komponen elektronik.

• Ultra large-scale integration (ULSI) : Merupakan jenis IC tertinggi saat ini yang mana kuat menampung hingga lebih 1 juta komponen.

Integrated circuit gerbang NOT, AND, dan, OR

1. IC Gerbang Logika NOT

Untuk IC gerbang logika NOT tipe TTL menggunakan IC tipe 7404, Tipe IC TTL ini terdiri dari 6 gerbang logika NOT. Berikut ini gambar IC ttl gerbang logika NOT

Untuk IC gerbang Logika NOT tipe CMOS menggunakan IC 4069, tipe IC CMOS ini terdiri dari 6 gerbang logika NOT. Berikut ini gambar IC CMOS gerbang logika NOT

2. IC Gerbang Logika AND

Untuk IC gerbang Logika AND tipe TTL menggunakan IC tipe 7408, tipe IC TTL ini memiliki 2 buah input yang terdiri dari 4 gerbang logika AND. Berikut ini gambar IC ttl gerbang logika AND

Untuk IC gerbang Logika AND tipe CMOS menggunakan IC 4081, tipe IC CMOS ini memiliki 2 input yang terdiri dari 4 gerbang logika AND. Berikut ini gambar IC CMOS gerbang logika AND

3. IC Gerbang Logika OR

Untuk IC gerbang logika OR tipe TTL menggunakan IC tipe 7432, Tipe IC TTL ini memiliki 2 buah input yang terdiri dari 4 gerbang logika OR. Berikut ini gambar IC ttl gerbang logika OR

Untuk IC gerbang Logika OR tipe CMOS menggunakan IC 4071, tipe IC CMOS ini memiliki 2 input yang terdiri dari 4 gerbang logika OR. Berikut ini gambar IC CMOS gerbang logika OR

3. Data Sheet untuk IC 7432

IC TTL adalah IC yang banyak digunakan dalam rangkaian digital karena menggunakan sumber tegangan (VS) antara 4,75 Volt sampai 5,25 Volt. Komponen pembangun IC TTL(transistor-transistor logic) adalah sesuai dengan namanya IC ini berisi beberapa transistor yang digabungkan sehingga membentuk dua keadaan (ON/FF).

Gerbang ini sudah terkemas dalam IC tipe 7432. Sama dengan gerbang AND, gerbang OR hanya memiliki 2 buah input dan 1 output, sehingga dibutuhkan 2 gerbang untuk menjadikan 3 input dan 1 output.

Pada output akan berharga 1 (indicator menyala) jika salah satu atau semua dari inputnya diberi masukan sebesar Vcc. Sebaliknya jika semua input diberi masukan dari ground atau terlepas, maka output akan berharga 0 (indicator tidak menyala).  Dengan melihat tabel pada data percobaan, akan didapat persamaan pada output, yaitu :

                                                                    Y = A + B + C

Level tegangan logika ditentukan oleh suplai tegangan ke IC (VDD) 

• Bipolar: tegangan suplai 4.5 - 5.5 Volt untuk level logika 5 Volt 
• CMOS: level tegangan 3.3 atau 5 Volt 
• Identitas ’L’ menunjukkan level logika 3.3V di CMOS dan low power di bipolar 
• IC 74LS mempunyai daya disipasi 2 mWatt, sedangkan 74S mempunyai 20 mWatt 
• Identitas ’T’: level logika CMOS kompatibel dengan bipolar 
• 74HCT mempunyai level logika kompatibel 5 Volt 
• Identitas ’X’: level tolerant di level logika 3.3 dan 5 Volt I 74LVX dapat menerima masukan logika 3.3 Volt dan 5 Volt