Pendahuluan

Studi kelayakan lokasi proyek geoteknik sangat penting sebelum memulai proyek konstruksi. Survei lokasi diperlukan untuk memahami karakteristik lapisan tanah yang menjadi dasar pengambilan keputusan lokasi proyek. Kriteria desain geoteknik berikut harus dipertimbangkan selama pemilihan lokasi:

• Beban desain dan fungsi struktur
• Jenis pondasi yang akan digunakan
• Daya dukung lapisan tanah

Praktik saat ini adalah memodifikasi sifat-sifat teknik tanah asli yang bermasalah agar memenuhi spesifikasi desain. Tinjauan ini berfokus pada metode stabilisasi tanah, yang merupakan salah satu dari beberapa metode perbaikan tanah.

Stabilisasi tanah bertujuan untuk meningkatkan kekuatan tanah dan meningkatkan ketahanan terhadap pelunakan oleh air dengan mengikat partikel-partikel tanah, membuat partikel-partikel tersebut kedap air, atau kombinasi keduanya. Biasanya, teknologi ini memberikan solusi struktural alternatif untuk masalah praktis. Proses stabilisasi yang paling sederhana adalah pemadatan dan drainase. Proses lainnya adalah dengan memperbaiki gradasi ukuran partikel, dan peningkatan lebih lanjut dapat dicapai dengan menambahkan pengikat ke tanah yang lemah.

Komponen Stabilisasi

Stabilisasi tanah melibatkan penggunaan agen stabilisasi (bahan pengikat) pada tanah yang lemah untuk meningkatkan sifat-sifat geotekniknya seperti kompresibilitas, kekuatan, permeabilitas, dan daya tahan. Komponen teknologi stabilisasi meliputi tanah dan atau mineral tanah serta agen stabilisasi atau pengikat (bahan semen).

1. Tanah

Sebagian besar stabilisasi harus dilakukan pada tanah lunak (tanah berlanau, lempungan gambut, atau tanah organik) untuk mencapai sifat-sifat teknik yang diinginkan. Menurut Sherwood (1993), material granular berbutir halus adalah yang paling mudah distabilkan karena luas permukaannya yang besar relatif terhadap diameter partikelnya. Tanah lempung dibandingkan dengan tanah lainnya memiliki luas permukaan yang besar karena bentuk partikelnya yang pipih dan memanjang. Di sisi lain, material lanau dapat sensitif terhadap perubahan kecil dalam kelembaban, dan oleh karena itu, dapat terbukti sulit selama stabilisasi (Sherwood, 1993). Tanah gambut dan tanah organik kaya akan kandungan air hingga sekitar 2000%, porositas tinggi, dan kandungan organik tinggi. Konsistensi tanah gambut dapat bervariasi dari berlumpur hingga berserat, dan dalam banyak kasus, endapannya dangkal, tetapi dalam kasus terburuk, dapat mencapai beberapa meter di bawah permukaan (Pousette, et al 1999; Cortellazzo dan Cola, 1999; Åhnberg dan Holm, 1999). Tanah organik memiliki kapasitas pertukaran yang tinggi; hal ini dapat menghambat proses hidrasi dengan menahan ion kalsium yang dilepaskan selama hidrasi kalsium silikat dan kalsium aluminat dalam semen untuk memenuhi kapasitas pertukaran. Pada tanah seperti itu, keberhasilan stabilisasi harus bergantung pada pemilihan pengikat dan jumlah pengikat yang tepat yang ditambahkan (Hebib dan Farrell, 1999; Lahtinen dan Jyrävä, 1999, Åhnberg et al, 2003).

2. Agen Stabilisasi

Ini adalah material hidraulik (pengikat primer) atau non-hidraulik (pengikat sekunder) yang ketika bersentuhan dengan air atau dengan adanya mineral pozzolanik bereaksi dengan air untuk membentuk material komposit semen. Pengikat yang umum digunakan adalah:

• Semen
• Kapur
• Abu terbang

3. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kekuatan Tanah yang Distabilkan

Beberapa faktor dapat mempengaruhi kekuatan tanah yang distabilkan, termasuk:

• Bahan organik
• Sulfat
• Sulfida
• Pemadatan
• Kandungan air
• Suhu
• Efek pembekuan-pencairan dan pengeringan-pembasahan

Metode Stabilisasi

Stabilisasi tanah dapat dicapai dengan dua cara, yaitu: (1) stabilisasi in-situ dan (2) stabilisasi ex-situ.

1. Stabilisasi In-Situ

Metode ini melibatkan perbaikan tanah di tempat tanpa memindahkannya. Salah satu teknik stabilisasi in-situ yang umum adalah metode pencampuran dalam (Deep Mixing Method/DMM). DMM digunakan untuk meningkatkan kekuatan dan mengurangi kompresibilitas tanah lunak.

2. Stabilisasi Ex-Situ

Metode ini melibatkan penggalian tanah dan memindahkannya ke lokasi lain untuk distabilkan.

Studi Kasus dan Angka Penting

• Penggunaan kapur dalam stabilisasi tanah dapat meningkatkan indeks plastisitas tanah dari 21% menjadi 9%.
• Penambahan 12% abu terbang ke dalam tanah dapat menghasilkan peningkatan kekuatan geser tanah sebesar 60%.

Kesimpulan

Stabilisasi tanah merupakan proses penting dalam rekayasa geoteknik yang bertujuan untuk meningkatkan sifat-sifat tanah yang bermasalah. Pemilihan metode stabilisasi yang tepat bergantung pada faktor-faktor seperti jenis tanah, kondisi lokasi, dan persyaratan proyek.

Sumber: Gregory Paul Makusa. SOIL STABILIZATION METHODS AND MATERIALS IN ENGINEERING PRACTICE. Luleå University of Technology, 2012.

Pendahuluan

Teknik stabilisasi tanah banyak digunakan dalam konstruksi jalan untuk meningkatkan sifat-sifat material subgrade. Penggunaan aditif dan stabilisator baru untuk memperbaiki sifat tanah dapat mengurangi biaya konstruksi dan mengurangi dampak negatif material tersebut terhadap lingkungan. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi penggunaan material nano berbasis cairan bernama EarthZyme (EZ) dan limbah cement kiln dust (CKD) sebagai campuran untuk memperbaiki sifat-sifat tanah.

Metodologi Penelitian

Dalam penelitian ini, digunakan campuran dua jenis tanah yang disiapkan dari campuran tanah berpasir dan tanah berbutir halus. Uji pemadatan dilakukan pada tanah yang distabilisasi dengan CKD untuk menentukan hubungan antara kepadatan dan kadar air. Uji tekan bebas (Unconfined Compression Test/UCS) juga dilakukan pada spesimen tanpa perlakuan, spesimen yang hanya diberi CKD, dan spesimen yang diberi CKD dan EZ setelah periode perawatan selama tujuh hari.

Hasil dan Diskusi

1. Sifat Pemadatan

Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan CKD ke dalam tanah mengurangi nilai kepadatan kering maksimum (Maximum Dry Density/MDD) sebesar 10 hingga 12%.

2. Kuat Tekan Bebas (UCS)

Penambahan CKD ke dalam tanah menurunkan nilai kuat tekan bebas (UCS) sebesar 5 hingga 15%. Stabilisasi tanah dengan EZ memiliki efek yang tidak signifikan pada hasil yang diperoleh dari uji tekan bebas.

3. EarthZyme (EZ)

EarthZyme adalah stabilisator tanah non-toksik yang digunakan dengan tanah lempung untuk mengurangi biaya pemeliharaan jalan karena meningkatkan pemadatan dan meningkatkan nilai kekuatan. Penerapan EZ dalam perbaikan tanah menyebabkan nilai kekuatan tanah yang lebih tinggi, yang memungkinkan penggunaan tanah yang buruk, sehingga mengurangi ketergantungan normal pada tanah granular.

4. Cement Kiln Dust (CKD)

CKD adalah produk sampingan dari proses produksi semen Portland. CKD dapat digunakan sebagai alternatif untuk kapur, semen Portland, dan fly ash yang telah digunakan dalam konstruksi jalan. Penggunaan CKD tidak hanya efektif dalam meningkatkan kekuatan tanah, tetapi juga dalam meminimalkan biaya konstruksi.

5. Studi Kasus dan Angka Penting

• Penambahan CKD mengurangi MDD dari 10 hingga 12%.
• Penambahan CKD menurunkan nilai UCS dari 5 hingga 15%.
• Stabilisasi tanah dengan EZ memiliki efek yang tidak signifikan pada hasil UCS.

Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian, dapat disimpulkan bahwa penambahan CKD ke dalam tanah campuran (pasir dan tanah berbutir halus) cenderung menurunkan nilai MDD dan UCS. Penggunaan EarthZyme dalam kombinasi dengan CKD tidak memberikan peningkatan signifikan pada kuat tekan bebas tanah. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengeksplorasi potensi penggunaan EZ dan CKD dengan jenis tanah lain dan dalam kondisi yang berbeda.

Sumber: A. H. Abdulkareem, S. O. Eyada, N. S. Mahmood. Improvement of a subgrade soil by using EarthZyme and cement kiln dust waste. Civil Engineering Journal, 2023.

Pengelolaan limbah dari instalasi pengolahan air (water treatment plant/WTP) selalu menjadi tantangan lingkungan yang signifikan. Salah satu limbah utama dari WTP adalah lumpur pengolahan air (water treatment sludge/WTS) yang dihasilkan selama proses pengendapan dan filtrasi. Penelitian terbaru oleh Marchiori et al. (2022) mengusulkan solusi inovatif dengan menggunakan WTS sebagai bahan campuran untuk menghasilkan material liner yang berkelanjutan untuk fasilitas penyimpanan limbah.

Dasar Pemikiran dan Tujuan Penelitian

Liner berbasis lempung dan geosintetik umumnya digunakan sebagai penghalang hidrolik di berbagai fasilitas pembuangan limbah padat, kolam tailing pertambangan, dan teknologi pengolahan air limbah berbasis tanah. Fungsi utamanya adalah mencegah pencucian senyawa berbahaya ke dalam tanah dan air tanah. Namun, penggunaan lempung dan geosintetik memiliki beberapa keterbatasan, termasuk biaya tinggi, kelangkaan bahan baku, dan dampak lingkungan dari ekstraksi lempung.

Studi ini bertujuan untuk mengkarakterisasi dan menganalisis parameter fisik, kimia, dan mekanis dari WTS, tanah lunak, dan empat campuran WTS:tanah dengan rasio 05:95%, 10:90%, 15:85%, dan 20:80%. Analisis ini dilakukan untuk mengevaluasi rasio terbaik untuk memproduksi liner berbasis limbah untuk aplikasi teknik sipil, khususnya untuk fasilitas penyimpanan limbah.

Metodologi Penelitian

Penelitian ini menggunakan pendekatan komprehensif dengan serangkaian pengujian untuk mengevaluasi karakteristik geoteknik, kimia, dan mekanis dari semua sampel.

Karakterisasi Geoteknik:

• Distribusi ukuran partikel
• Permukaan spesifik (SS)
• Berat jenis (Gs)
• Batas Atterberg
• Pemadatan Normal Proctor

Karakterisasi Kimia:

• Analisis oksida melalui X-ray fluorescence (XRF)
• Karakterisasi mineralogi dengan X-ray diffraction (XRD)
• Pencitraan dengan scanning electron microscope (SEM) dengan energy dispersive spectrometer (EDS)
• Pengukuran pH

Pengujian Mekanis:

• Pengujian ekspansibilitas
• Konsolidasi oedometrik
• Uji kompresi triaksial terkonsolidasi tak terdrainase (CU)
• Permeabilitas head jatuh

Lumpur pengolahan air diperoleh dari Instalasi Pengolahan Air "ETA Caldeirão" di Guarda, Portugal, sedangkan tanah lunak dikumpulkan dari lokasi konstruksi di Castelo Branco, Portugal.

Temuan Utama

1. Karakteristik Geoteknik

Hasil penelitian menunjukkan bahwa tanah lunak diklasifikasikan sebagai pasir bergradasi baik (SW), sementara WTS dan semua campuran diklasifikasikan sebagai pasir bergradasi baik dengan lanau (SW-SM) menurut klasifikasi standar USCS. Tanah memiliki plastisitas rendah dengan indeks plastisitas (PI) sekitar 7%, sedangkan WTS kering tergolong material non-plastik (NP), meskipun dalam keadaan basah memiliki plastisitas tinggi sekitar 140%.

Berat jenis (Gs) WTS adalah 2,04, lebih rendah dari tanah (2,77), yang menyebabkan penurunan berat unit kering dari campuran seiring dengan penambahan WTS. Untuk campuran dengan WTS kering, ketika kandungan WTS meningkat dari 5% menjadi 20%, plastisitas menurun dari 6% menjadi 1%.

2. Komposisi Kimia dan Mineralogi

Analisis XRF menunjukkan bahwa komposisi WTS didominasi oleh alumina (Al₂O₃) sebesar 60,4% dan silika (SiO₂) sebesar 29,9%. Kandungan alumina yang tinggi ini menjelaskan penurunan berat unit kering campuran seiring dengan penambahan WTS. Semua campuran memiliki kandungan Al₂O₃ + SiO₂ + Fe₂O₃ lebih dari 90%, yang potensial menunjukkan aktivitas pozzolanik.

Analisis XRD mengungkapkan keberadaan mineral utama seperti kuarsa, muskovit, dan kaolinit dalam WTS dan tanah. Hasil SEM menunjukkan peran WTS sebagai material pengisi yang memberikan granulometri lebih halus dan campuran lebih homogen.

Nilai pH campuran berkisar antara 4,2 hingga 4,6, lebih rendah dibandingkan dengan tanah dan WTS yang memiliki pH 6,0. Penurunan pH ini mungkin disebabkan oleh reaksi kimia yang terjadi selama pencampuran WTS dengan air suling.

3. Performa Mekanis

Kompresibilitas: Indeks kompresi (Cc) campuran serupa dengan tanah asli, menunjukkan bahwa karakteristik deformabilitas tidak berubah secara signifikan dengan penambahan WTS. Nilai Cc untuk semua material kurang dari 0,5, konsisten dengan tanah lempung yang dipadatkan.

Ekspansibilitas: Indeks ekspansibilitas (Is) menurun dari 22% untuk tanah menjadi 10% untuk campuran 20:80%, menunjukkan stabilisasi tanah dengan penambahan WTS, menghasilkan material yang lebih stabil.

Kekuatan Geser: Penambahan WTS ke tanah lunak berdampak positif, dengan peningkatan sudut gesek internal efektif (φ') dan penurunan kohesi (c'). Nilai φ' meningkat dari 20° untuk tanah menjadi 31° untuk campuran 15:85%, dan kohesi menurun dari 10 kPa untuk tanah menjadi 0 kPa untuk campuran 15:85% dan 20:80%.

4. Konduktivitas Hidrolik

Konduktivitas hidrolik (k) adalah parameter terpenting untuk liner bawah atau penutup akhir fasilitas pembuangan limbah. Liner lempung yang dipadatkan harus memiliki permeabilitas sama dengan atau lebih rendah dari 1 x 10⁻⁹ m/s sesuai dengan peraturan lingkungan di sebagian besar negara.

Hasil pengujian menunjukkan bahwa campuran dengan performa terbaik terkait permeabilitas adalah campuran dengan penambahan 15% WTS. Tanah yang dipadatkan memiliki permeabilitas rendah yang memenuhi persyaratan untuk material liner. Meskipun penambahan WTS meningkatkan nilai k hingga satu tingkat magnitude (10x), permeabilitas campuran tetap lebih dekat dengan tanah lempung daripada pasir.

Campuran 15:85% mencapai nilai di bawah 10⁻⁹ m/s dalam semua pengujian, menjadikannya campuran optimal untuk aplikasi liner.

Studi Kasus dan Perbandingan Numerik

Penelitian ini menunjukkan perbedaan signifikan dalam parameter kunci di antara berbagai campuran:

Berat Unit Kering Maksimum:

• Tanah: 1,74 g/cm³
• Campuran 05:95%: 1,68 g/cm³
• Campuran 10:90%: 1,58 g/cm³
• Campuran 15:85%: 1,50 g/cm³
• Campuran 20:80%: 1,44 g/cm³

Indeks Plastisitas (PI):

• Tanah: 7%
• WTS basah: 140%
• WTS kering: Non-plastik
• Campuran 05:95%: 6%
• Campuran 10:90%: 5%
• Campuran 15:85%: 3%
• Campuran 20:80%: 1%

Indeks Ekspansibilitas (Is):

• Tanah: 22%
• Campuran 05:95%: 15%
• Campuran 10:90%: 13%
• Campuran 15:85%: 12%
• Campuran 20:80%: 10%

Sudut Gesek Internal Efektif (φ'):

• Tanah: 20°
• Campuran 05:95%: 24°
• Campuran 10:90%: 25°
• Campuran 15:85%: 31°
• Campuran 20:80%: 30°

Konduktivitas Hidrolik (k):

• Tanah: 6 x 10⁻¹¹ - 3 x 10⁻⁹ m/s
• Campuran 05:95%: 1 x 10⁻⁹ - 6 x 10⁻⁹ m/s
• Campuran 10:90%: 7 x 10⁻¹⁰ - 2 x 10⁻⁹ m/s
• Campuran 15:85%: 2 x 10⁻¹⁰ - 1 x 10⁻⁹ m/s
• Campuran 20:80%: 8 x 10⁻¹⁰ - 2 x 10⁻⁸ m/s

Kontribusi dan Implikasi

Penelitian ini memberikan kontribusi signifikan untuk praktik teknik sipil yang berkelanjutan dan manajemen limbah:

1. Valorisasi Limbah: Memanfaatkan WTS sebagai bahan berharga baru dalam kerangka ekonomi sirkular, meminimalkan dampak lingkungan dari pembuangan limbah.
2. Material Liner Alternatif: Menghasilkan material liner berbasis limbah yang dapat digunakan untuk fasilitas penyimpanan limbah padat, kolam tailing pertambangan, dan teknologi pengolahan air limbah berbasis tanah.
3. Pengurangan Ekstraksi Bahan Baku: Mengurangi kebutuhan akan lempung dan bahan geosintetik yang mahal dan berdampak lingkungan tinggi.
4. Optimalisasi Rasio Campuran: Mengidentifikasi rasio optimal 15:85% WTS:tanah yang memberikan performa terbaik untuk aplikasi liner.

Keterbatasan dan Penelitian Lebih Lanjut

Meskipun penelitian ini memberikan hasil yang menjanjikan, beberapa keterbatasan dan area untuk penelitian lebih lanjut diidentifikasi:

1. Evaluasi Jangka Panjang: Diperlukan pengujian tambahan untuk mengevaluasi konsolidasi material dengan tanah dalam jangka panjang.
2. Risiko Pencucian: Potensi pencucian senyawa berbahaya dari limbah (misalnya, garam besi dan aluminium) ke dalam tanah perlu dievaluasi lebih lanjut.
3. Aktivitas Pozzolanik: Meskipun komposisi kimia menunjukkan potensi aktivitas pozzolanik, pengujian spesifik seperti analisis FTIR diperlukan untuk konfirmasi.
4. Variabilitas WTS: Keanekaragaman dalam analisis kimia dan indeks plastisitas di antara berbagai studi mengungkapkan variabilitas WTS, yang mungkin dipengaruhi oleh metode pengolahan air dan jenis koagulan yang digunakan.

Kesimpulan

Penelitian ini menunjukkan bahwa inkorporasi WTS dapat meningkatkan atau setidaknya tidak mengganggu sifat-sifat tanah untuk digunakan sebagai material liner di fasilitas penyimpanan limbah padat, kolam pertambangan, dan teknologi pengolahan air limbah berbasis tanah. Campuran 15:85% WTS:tanah memberikan hasil terbaik yang memenuhi persyaratan konduktivitas hidrolik untuk material liner, yaitu sama dengan atau lebih rendah dari 10⁻⁹ m/s.

Pemanfaatan kembali WTS untuk tujuan ini memungkinkan produksi material bernilai tambah baru dalam lingkup ekonomi sirkular, sejalan dengan prinsip-prinsip keberlanjutan dan pengurangan dampak lingkungan. Pendekatan ini tidak hanya memberikan solusi untuk manajemen limbah WTP tetapi juga menghasilkan material konstruksi berkelanjutan yang dapat diaplikasikan dalam berbagai proyek teknik sipil dan lingkungan.

Sumber: Marchiori, L., Studart, A., Albuquerque, A., Andrade Pais, L., Boscov, M. E., & Cavaleiro, V. (2022). Mechanical and Chemical Behaviour of Water Treatment Sludge and Soft Soil Mixtures for Liner Production. The Open Civil Engineering Journal, 16, e187414952211101. DOI: 10.2174/18741495-v16-e221115-2022-27.

Informasi terkomputerisasi, dalam hipotesis data dan kerangka data, adalah data yang digunakan sebagai serangkaian gambar terpisah, yang masing-masing dapat mengambil salah satu dari sejumlah nilai terbatas dari beberapa kumpulan huruf, seperti huruf atau angka. Sebuah ilustrasi dapat berupa arsip konten, yang terdiri dari serangkaian karakter alfanumerik. Bentuk paling umum dari informasi terkomputerisasi dalam kerangka data saat ini adalah informasi paralel, yang disampaikan melalui serangkaian dua digit (bit) yang masing-masing dapat memiliki salah satu dari dua nilai, salah satu atau 1.

Informasi tingkat lanjut dapat dibedakan dengan informasi analog, yang diucapkan dengan nilai dari rangkaian angka asli yang tiada henti. Informasi analog ditransmisikan melalui sebuah tanda analog, yang tidak hanya mempunyai nilai-nilai yang persisten tetapi dapat berubah secara terus-menerus seiring berjalannya waktu, sebuah karya waktu yang bernilai nyata dan persisten. Salah satu kasusnya adalah pembahasan variasi bobot dalam gelombang suara.

Kata maju berasal dari sumber yang sama dengan kata digit dan digitus (kata Latin untuk jari), karena jari sering digunakan untuk menghitung. Matematikawan George Stibitz dari fasilitas Chime Phone Research menggunakan kata canggih yang mengacu pada denyut listrik cepat yang dipancarkan oleh sebuah gadget yang direncanakan untuk mengarahkan dan menembakkan senjata antipesawat pada tahun 1942. Istilah ini paling umum digunakan dalam komputasi dan gadget, khususnya di mana data dunia nyata diubah menjadi bentuk numerik paralel seperti dalam suara terkomputerisasi dan fotografi terkomputerisasi.

_{Digital clock. The time shown by the digits on the face at any instant is digital data. The actual precise time is analog data.}

Simbol ke konversi digital

Karena gambar (misalnya, karakter alfanumerik) tidak ada habisnya, mengolah gambar dengan hati-hati adalah atau mungkin lebih mudah daripada mengubah data nonstop atau analog menjadi data terkomputerisasi. Daripada memeriksa dan melakukan kuantisasi seperti dalam perubahan analog-ke-digital, prosedur seperti survei dan pengkodean digunakan.

Perangkat input gambar biasanya terdiri dari sekumpulan tombol yang disurvei secara berkala untuk melihat tombol mana yang dipertukarkan. Informasi akan hilang jika, dalam satu waktu survei, dua saklar ditekan, atau satu saklar ditekan, dilepaskan, dan ditekan lagi. Penghitungan ini dapat dilakukan oleh prosesor khusus yang ada di dalam gadget agar tidak membebani CPU secara maksimal. Ketika gambar yang tidak terpakai telah dimasukkan, perangkat biasanya mengirimkan penghalang, dalam format khusus, sehingga CPU dapat mempelajarinya.

Untuk gadget dengan sejumlah saklar (seperti tombol pada joystick), status masing-masing dapat dikodekan sebagai bit (biasanya untuk habis dan 1 untuk ditekan) dalam satu kata. Biasanya berguna ketika kombinasi penekanan tombol cukup besar, dan terkadang digunakan untuk meneruskan status tombol pengubah di konsol (seperti pindahkan dan kontrol). Tapi itu tidak menskalakan untuk mendukung lebih banyak kunci daripada jumlah bit dalam satu byte atau kata.

Gadget dengan banyak saklar (seperti konsol komputer) biasanya mengatur saklar-saklar ini dalam jaringan filter, dengan saklar orang pada titik persimpangan garis x dan y. Ketika sebuah saklar ditekan, saklar tersebut menghubungkan garis x dan y yang membandingkan secara bersamaan. Survei (dalam hal ini biasa disebut pengecekan) dilakukan dengan menggerakkan setiap garis x secara berurutan dan mengidentifikasi garis y mana pada titik tersebut yang memiliki bendera, dengan cara ini tombol mana yang ditekan. Ketika prosesor konsol mendeteksi bahwa kunci telah berubah status, ia mengirimkan tanda ke CPU yang menunjukkan kode pemeriksaan kunci dan status modernnya. Gambar kemudian dikodekan atau diubah menjadi angka berdasarkan status tombol pengubah dan pengkodean karakter yang diperlukan.

Pengkodean khusus dapat digunakan untuk aplikasi tertentu tanpa kehilangan informasi. Meskipun demikian, menggunakan pengkodean standar seperti ASCII berisiko jika simbol seperti 'ß' harus dikonversi tetapi tidak sesuai standar.

Diperkirakan bahwa pada tahun 1986, kurang dari 1% kapasitas inovatif dunia untuk menyimpan data telah terkomputerisasi dan pada tahun 2007 hingga saat ini sudah mencapai 94%. Tahun 2002 diasumsikan sebagai tahun dimana umat manusia mampu menyimpan lebih banyak data secara komputerisasi dibandingkan dengan pengaturan analog (“awal zaman maju”).

Kondisi

Informasi lanjutan datang dalam tiga kondisi berikut:
informasi saat istirahat, informasi dalam perjalanan, dan informasi dalam pemanfaatan. Privasi, ketajaman, dan aksesibilitas harus diawasi di tengah seluruh siklus hidup dari 'lahir' hingga pemusnahan informasi.

Disadur dari: en.wikipedia.org

Sinyal digital, tidak seperti sinyal analog, menyampaikan data melalui nilai diskrit, bukan nilai kontinu. Ini berarti bahwa pada saat tertentu, sinyal digital hanya dapat berupa salah satu dari sekumpulan nilai yang terbatas, menawarkan perbedaan yang jelas dari sifat sinyal analog yang halus dan kontinu.

Inti dari komunikasi digital adalah sinyal biner, yang beroperasi dengan dua level tegangan yang berbeda: satu mendekati nol volt dan yang lainnya mendekati tegangan suplai. Tingkat ini sesuai dengan digit biner "nol" dan "satu", yang membentuk blok bangunan informasi digital. Pengkodean biner ini memungkinkan kekebalan terhadap derau yang kuat, karena fluktuasi kecil pada sinyal analog diabaikan dalam kerangka kerja komunikasi digital.

Meskipun sinyal biner adalah yang paling umum, sistem digital juga dapat menggunakan sinyal dengan beberapa status, yang dikenal sebagai logika multivalue. Sebagai contoh, logika tiga nilai memperluas kemungkinan di luar biner, menawarkan fleksibilitas yang lebih besar dalam aplikasi tertentu.

Manifestasi fisik dari sinyal digital dapat sangat bervariasi, dari arus dan tegangan listrik hingga medan optik atau elektromagnetik, tekanan akustik, atau sifat magnetik media penyimpanan. Fleksibilitas ini membuat sinyal digital ada di mana-mana dalam elektronik modern, memainkan peran mendasar dalam perangkat komputasi dan mekanisme transmisi data.

_{Sebuah sinyal biner, juga dikenal sebagai sinyal logik, adalah sinyal digital dengan dua level yang dapat dibedakan.}

Definisi

• Elektronik digital

Dalam ranah elektronik digital, sinyal digital pada dasarnya adalah urutan pulsa dengan lebar tetap, baik dalam bentuk listrik maupun cahaya, yang masing-masing mewakili tingkat amplitudo tertentu. Hal ini dapat mencakup sinyal biner yang berosilasi antara tingkat rendah dan tinggi, atau sinyal termodulasi amplitudo pulsa yang lebih kompleks.

Sirkuit digital mengandalkan perangkat MOSFET untuk menghasilkan rangkaian pulsa ini karena kecepatan peralihan elektronik yang cepat dan kapasitas untuk integrasi skala besar. Sebaliknya, transistor BJT menghasilkan sinyal analog dengan karakteristik sinusoidal, meskipun dengan kecepatan yang lebih lambat.

• Pemrosesan sinyal

Beralih ke pemrosesan sinyal, sinyal digital mewakili versi sampel dan kuantisasi dari sinyal fisik, diskrit dalam waktu dan amplitudo. Sinyal-sinyal ini ada dalam interval yang teratur, dengan nilainya yang sangat penting untuk manipulasi digital lebih lanjut. Disimpan, diproses, atau ditransmisikan sebagai sinyal pulse-code modulation (PCM), sinyal ini pada dasarnya adalah urutan kode yang diambil dari serangkaian nilai yang terbatas.

• Komunikasi

Dalam bidang komunikasi, sinyal digital memiliki peran yang berbeda. Sinyal ini menjadi sinyal fisik waktu kontinu, berosilasi di antara sejumlah bentuk gelombang diskrit untuk menyampaikan bitstream. Skema transmisi menentukan bentuk gelombang, baik melalui pengkodean garis atau modulasi digital, yang melayani transmisi baseband atau passband.

Saluran komunikasi sering kali menghadapi gangguan dan kebisingan, tetapi sinyal digital menawarkan keunggulan yang melekat. Sinyal digital memiliki kekebalan terhadap derau dan dapat menggunakan teknik kompresi data untuk mengurangi kebutuhan bandwidth, terutama bermanfaat untuk mentransmisikan data audio dan video. Ketahanan terhadap derau dan potensi optimalisasi bandwidth membuat sinyal digital sangat diperlukan dalam sistem komunikasi modern.

Tingkat Tegangan Logika

Dalam dunia elektronik digital, istilah "level tegangan logika" mengacu pada rentang tegangan yang digunakan untuk mewakili dua status nilai Boolean: 0 dan 1, atau rendah dan tinggi, dalam istilah biner. Keadaan ini biasanya ditunjukkan dengan mengukur properti listrik, dengan tegangan sebagai metode yang paling umum, meskipun arus digunakan dalam beberapa keluarga logika. Setiap keluarga logika mendefinisikan dua rentang tegangan yang berbeda untuk menunjukkan status rendah dan tinggi, dengan variasi perilaku yang diamati di antara rentang ini.

Salah satu sinyal digital yang sangat penting adalah sinyal jam, yang sangat penting untuk menyinkronkan berbagai rangkaian digital. Sinyal ini menampilkan transisi yang dipicu oleh tepi naik atau turun. Tepi naik menandakan pergeseran dari tegangan rendah ke tegangan tinggi, sedangkan tepi turun menandakan transisi sebaliknya.

Meskipun kita mungkin membayangkan transisi ini seketika dalam sirkuit digital yang ideal, skenario dunia nyata lebih kompleks. Karena karakteristik rangkaian, seperti kapasitansi, transisi membutuhkan waktu yang terbatas. Selama periode transisi ini, output mungkin tidak secara akurat mencerminkan input, gagal sesuai dengan tingkat tegangan logika yang ditentukan.

Modulasi

Untuk menghasilkan sinyal digital, sinyal analog mengalami modulasi dengan sinyal kontrol. Dalam bentuk yang paling sederhana, yang dikenal sebagai pengkodean unipolar, sinyal DC dinyalakan dan dimatikan, di mana tegangan tinggi mewakili '1' dan tegangan rendah mewakili '0'.

Dalam sistem radio digital, satu atau lebih gelombang pembawa dimodulasi dalam hal amplitudo, frekuensi, atau fase oleh sinyal kontrol untuk menciptakan sinyal digital yang sesuai untuk transmisi.

Untuk teknologi seperti Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL) melalui kabel telepon, logika biner bukanlah satu-satunya pendekatan. Sinyal digital untuk masing-masing operator dimodulasi dengan berbagai nilai logika, yang ditentukan oleh kapasitas Shannon dari setiap saluran.

Clocking Sinyal Digital

Sinyal digital dapat disampel secara teratur oleh sinyal clock menggunakan flip-flop. Metode ini melibatkan pengukuran input pada tepi clock dan menahan sinyal tetap stabil hingga siklus clock berikutnya. Ini merupakan dasar dari logika sinkron.

Mencatat sinyal digital melalui flip-flop yang memiliki clock.

Sebagai alternatif, logika asinkron beroperasi tanpa satu pun clock, sering kali mencapai kecepatan yang lebih cepat dan mengkonsumsi lebih sedikit daya. Namun, mendesain logika asinkron jauh lebih menantang.

Disadur dari: en.wikipedia.org 

Pengolahan sinyal digital (DSP) adalah penggunaan penanganan tingkat lanjut, seperti oleh komputer atau pemroses bendera terkomputerisasi yang lebih khusus, untuk melakukan berbagai macam operasi penanganan bendera. Sinyal lanjutan yang disiapkan dengan cara ini adalah susunan angka yang menunjukkan pengujian variabel tak berujung dalam suatu ruang seperti waktu, ruang, atau perulangan. Dalam perangkat terkomputerisasi, bendera terkomputerisasi disebut sebagai rangkaian irama, yang biasanya dibuat dengan menukar transistor.

Penyiapan bendera tingkat lanjut dan penyiapan bendera analog merupakan subbidang penanganan bendera. Aplikasi DSP mencakup penanganan suara dan wacana, sonar, radar dan persiapan cluster sensor lainnya, estimasi ketebalan bayangan, persiapan bendera faktual, persiapan gambar tingkat lanjut, kompresi informasi, pengkodean video, pengkodean suara, kompresi gambar, persiapan bendera untuk komunikasi siaran, kerangka kontrol, desain biomedis, dan seismologi, antara lain.

DSP dapat mencakup operasi lurus atau nonlinier. Penyiapan bendera nonlinier berkaitan erat dengan identifikasi kerangka nonlinier dan dapat dilaksanakan dalam ruang waktu, perulangan, dan spatio-temporal.

Signal sampling

Untuk menganalisis dan mengontrol bendera analog secara cermat, bendera tersebut harus didigitalkan dengan konverter analog-ke-digital (ADC).Pengujian lebih sering dilakukan dalam dua tahap, diskritisasi dan kuantisasi. Diskritisasi menyiratkan bahwa bendera dipartisi menjadi titik impas dengan interval waktu, dan setiap interval ditentukan oleh satu estimasi kecukupan. Kuantisasi menyiratkan bahwa setiap estimasi kecukupan didekati dengan nilai dari himpunan terbatas. Menyesuaikan bilangan asli dengan keterintegrasian adalah sebuah ilustrasi.

Hipotesis pemeriksaan Nyquist–Shannon menyatakan bahwa sebuah bendera dapat direproduksi secara tepat dari pengujiannya jika pengulangan pengujian lebih menonjol daripada dua kali komponen pengulangan tertinggi dalam bendera tersebut. Sayangnya, frekuensi pengujian seringkali jauh lebih tinggi dari ini. Merupakan hal yang umum untuk menggunakan saluran anti-aliasing untuk membatasi kecepatan perpindahan bendera untuk memenuhi hipotesis pengujian, dalam hal apapun penentuan saluran ini secara hati-hati diperlukan karena bendera yang direproduksi akan menjadi bendera yang diayak dan juga merupakan alias dari penolakan pita berhenti yang tidak sempurna daripada tanda pertama (tanpa filter).

Investigasi dan penentuan DSP hipotetis biasanya dilakukan pada model bendera waktu diskrit tanpa banyak kesalahan (kesalahan kuantisasi), yang dilakukan dengan pegangan pengujian yang unik. Strategi numerik memerlukan tanda terkuantisasi, seperti yang disampaikan oleh ADC. Hasil yang ditangani dapat berupa rentang perulangan atau sekumpulan statistik. Namun seringkali itu adalah bendera terkuantisasi lainnya yang diubah kembali ke bentuk analog oleh konverter digital-ke-analog (DAC).

Domain

_{Contoh transformasi wavelet diskrit 2D yang digunakan di JPEG2000. Gambar asli difilter high-pass, menghasilkan tiga gambar besar, masing-masing menggambarkan perubahan lokal dalam kecerahan (detail) pada gambar asli. Kemudian difilter low-pass dan diturunkan skalanya, menghasilkan gambar perkiraan; gambar ini difilter high-pass untuk menghasilkan tiga gambar detail yang lebih kecil, dan difilter low-pass untuk menghasilkan gambar perkiraan akhir di kiri atas.}

Insinyur DSP biasanya mempertimbangkan sinyal tingkat lanjut dalam salah satu ruang yang diambil: ruang waktu (sinyal satu dimensi), ruang spasial (sinyal multidimensi), ruang perulangan, dan ruang wavelet. Mereka memilih ruang untuk memegang bendera dengan membuat kecurigaan (atau dengan mencoba hasil-hasil tertentu yang mungkin) mengenai ruang mana yang paling sesuai dengan karakteristik dasar bendera dan penanganan yang terkait dengannya. Rangkaian tes dari alat ukur menghasilkan representasi ruang sementara atau spasial, meskipun perubahan Fourier diskrit menghasilkan representasi ruang berulang.

Implementation

Perhitungan DSP dapat dijalankan pada komputer tujuan umum dan prosesor flag terkomputerisasi. Penghitungan DSP terlalu dijalankan pada peralatan yang dibuat khusus seperti sirkuit koordinat khusus aplikasi (ASIC).Inovasi tambahan untuk persiapan bendera terkomputerisasi mencakup chip logika umum yang lebih mumpuni, unit persiapan desain, kluster pintu yang dapat diprogram di lapangan (FPGA), pengontrol bendera canggih (umumnya untuk aplikasi mekanis seperti kontrol mesin), dan pemroses aliran.

Untuk kerangka kerja yang tidak memiliki kebutuhan komputasi real-time dan informasi tanda (baik masukan atau hasil) ada dalam catatan informasi, persiapan dapat dilakukan secara finansial dengan komputer tujuan umum. Hal ini pada dasarnya tidak berbeda dengan penanganan informasi lainnya, namun prosedur ilmiah DSP (seperti DCT dan FFT) digunakan, dan informasi yang diperiksa biasanya diterima untuk diperiksa secara konsisten dalam ruang atau waktu. Ilustrasi aplikasi tersebut adalah menangani foto tingkat lanjut dengan program seperti Photoshop.

Disadur dari: en.wikipedia.org