Prinsip Kerja Compact Disc ( Piringan Hitam )

Compat Disc

( Cakram Padat )

Cakram Digital (bahasa Inggris: Compact Disc, disingkat CD), cakram padat, atau cakram optik adalah sebuah piringan optikal yang digunakan untuk menyimpan data secara digital. Sejak diperkenalkan secara resmi pada tahun 1982, CD memperoleh puncak penjualan pada tahun 2000 yaitu mencapai 2.445 juta keping

Kelemahan dari CD adalah kualitas suara yang dihasilkan tidak mungkin sebagus yang ada di pita kaset yang merupakan suara standar sinus murni, akan tetapi merupakan trap atau tangga yang berbentuk sinus dari hasil perubahan sinyal digital ke sinyal analog. Kelebihan dari CD adalah desah minim berbeda dengan kaset yang berdesah.

Bentuk CD sangat ringan dan mudah dibawa serta merupakan barang yang tahan lama, kelemahannya permukaan CD tidak boleh tergores. CD menawarkan kapasitas penyimpanan data yang besar serta kapabilitas produksi.

Sejarah Compat Disc

• 1970  Philips memulai penelitian mengenai ALP (Audio Long Play), sebuah sistem audio untuk menghadapi teknologi rekaman vinyl dengan menggunakan teknologi laser. Lou Otters, Direktur teknik dari divisi audio di Philips, menyarankan agar format fisik ALP harus lebih kecil dari format rekaman Vinyl dan dapat memuat rekaman musik selama satu jam. Kerja sama antara Sony dan Philips berfokus kepada bagimana membentuk CD lebih kecil, mereka mempunyai ide untuk membuat CD sanggup memuat quadraphonic Sound tetapi berakibat ukuran CD membesar menjadi berdiameter 20cm, rencana itu digagalkan. 
• 1977  Philips memulai mengambil inisiatif untuk membuat format baru audio, dan banyak nama yang didiskusikan, seperti Mini Rack, MiniDisc, atau CompactRack, tetapi nama yang diambil adalah Compact Disc karena mengingatkan kepada kesuksesan Compact Cassette.
• 1979 Philips membuat press Conference di Eindhoven, Jerman untuk memamerkan CD dengan kualitas audio yang sangat baik (High audip quality).Philips berkelana ke Jepang untuk mengadakan perundingan pembuatan format standar dari keping audio, dan Philips mendapatkan kesepakan dengan Sony. Philips menawarkan durasi panjang perekaman dan daya tahan terhadap kerusakan cakram seperti goresan halus dansidik jari, sementara itu Sony menawarkan metode koreksi kesalahan (error-correction method). Ukuran awal yang ditawarkan Philips adalah 11,5cm, tetapi pihak Sony menolaknya dengan alasan bahwa cakram harus mampu merekam keseluruhan lagu dari Beethoven`s 9th Symphony, oleh karena itu diameter CD naik menjadi 12cm untuk memuat data ekstra. 
• 1980 Philips dan Sony memproduksi “Red Book”, yang di dalamnya tercantum standardisasi mengenai Cakram digital, dari sini mereka mulai bekerja terpisah untuk merancang CD yang akan diproduksi. 
• 1982 Philips memproduksi pemutar CD pertama kalinya. 
• 1983 Penerbitan “Yellow Book”. Yang di dalamnya memuat standardisasi dari Compact Disc – Read Only Memory (CD-ROM), yang menjadi sebuah standar CD berbasis komputer dan hal ini juga digunakan sebagai standardisasi bagi setiap komputer untuk mampu membaca drive CD-ROM. 1985 Dire Straits dengan Brother In Arms, menjadi artist yang menjual lebih dari satu juta kopi cakram, dan rekor ini masih menjadi rekor album CD terlaris. 
• 1986 Penerbitan “Green Book”, di dalamnya terdapat teknologi CD-Interactive, yang digunakan untuk mensinkornasikan antara audio dan data di dalam CD-ROM. Yang ditunjukan untuk menampung full motion video yang dikombinasikan dengan interaktivitas.Perkembangan selanjutnya terciptanya CD-RW, perangkat cakram padat yang dapat digunakan secara berulang-ulang, perangkat ini mempunyai kemampuan seperti disket ataupun hard drive, dapat ditulis ulang berkali-kali. 
• 1998 Empat ratus Miliar CD telah diproduksi.
• 2000 Format MP3 Diluncurkan dan mulai memengaruhi penjualan CD 
• 2008 Penjualan CD menurun 20% dibandingkan penjualan ditahun 2000.

Detail Fisik

CD dibuat dari plastik polikarbonat setebal 1,2mm dengan berat 15-20 gram. Pembagian komponen CD dari bagian tengah CD sampai luar adalah : Pusat/ poros CD, daerah transisi pertama (cincin penjepit), daerah kelm (cincin stacking), Daerah transisi kedua, daerah informasi dan RIM. Untuk ukuran CD berdiameter 120mm dapat memuat audio selama 80 menit atau data sebesar 650-870 MB, sedangkan mini cd yang memiliki diameter mulai dari 60mm sampai dengan 80mm dapat memuat audio selama 24 menit atau data sebesar 185-210 MB.

Lapisan tipis aluminium atau yang lebih jarang, lapisan tipis emas digunakan ke permukaan untuk menimbulkan refleksi, lapisan ini dilindungi oleh suatu lapisan film pernis yang diputar langsung ke atas lapisan reflektif. Label CD dicetak diatas lapisan pernis, metode yang digunakan untuk mencetak label adalah metode percetakan umum atau cetak offset.

Lapisan tipis aluminium atau, lebih jarang, emas diterapkan ke permukaan sehingga reflektif. Logam ini dilindungi oleh sebuah film Data di dalam CD disimpan dalam rangkaian lekukan kecil yang disebut pits, pengkodeaan berlangsung di dalam lintasan sprial ke luar di lapisan polikarbonat. daerah antara pits dikenal sebagai lands. Setiap pits memiliki kedalaman sebesar 100nm dan luas sekitar 500nm dan bervariasi dari 850nm sampai 3,5 μm untuk panjangnya. Jarak antara trakc, antara pits, adalah 1,6 μm. CD.

Cara Penyimpanan

CD sebaiknya disimpan di suhu sebesar 10-20 celcius, hindari CD dari fluktuasi suhu dan kelembapan. Suhu yang buruk dan lembap dapat menyebabkan CD melengkung dan berakibat CD tidak dapat digunakan. CD sebaiknya disimpan di tempat yang gelap, karena sinar UV akan menyebabkan kandungan alumunium menjadi gelap dan menyebabkan kesalahan dalam pembacaan data di CD. CD sebaik disimpan di dalam kotak penyimpanan CD, setiap kotak penyimpanan CD hanya berisi satu CD. Jangan menumpuk CD dalam satu tempat,karena ada kemungkinan untuk merusak lapisan data CD karena gesekan antara CD. Jika goresan yang ada sangat besar dan dalam, data yang ada di CD kemungkinan besar tidak akan bisa dibaca oleh alat pembaca CD.

Format Logis

CD memiliki format standar, panduan format standar ada pada “buku merah” yang diterbitkan oleh Sony dan Philips. Formatnya adalah dua-channel 16-bit PCM encoding dengan sampling rate sebesar 44,1kHz per Channel. Pemilihan tingkat sampling rate didasarkan kepada kebuuhan untuk reporduksi rentang frekuensi antara 20 Hz- 20 Khz Dalil sampling Nyquist-Shannonmenyatakan bahwa tingkat sampling lebih ari dua kali frekuensi maksimun dari sinyal yang akan direkam. Sehingga perekam di CD membutuhkan minimal 40kHz. Pemilihan tingkat sampling 44,1kHz berdasarkan metode konversi suara digital ke penyimpanan sinyal analog video untuk disimpan di U-matic video tape.

Anti Penyalinan

Buku Merah audio hanya memuat sedikit mengenai anti penyalinan CD, di dalamnya juga tidak dimasukan mengenai mekanisme anti penyalinan. Pada awal 2002, dilakukan upaya perusahaan rekaman untuk melindungi CD dari penyalinan data. CD ini tidak dapat dengan mudah disalin atau digandakan, di rusak ataupun dikonversi kedalam MP3. Salah satu kelemahan utama adalah CD anti-penyalinan biasanya tidak dapat digunakan atau dibaca oleh peralatan CD-ROM komputer ataupun pemutar CD biasa yang menggunakan mekanisme CD-ROM. Philips menyatakan bahwa CD anti-penyalinan tidak berhak menggunakan label compact disc digital audio karena melanggar spesifikasi yang ada di buku merah. Banyak sistem anti-penyalinan ini dilawan oleh konsumen CD dengan menggunakan perangkat lunak di internet yang tersedia secara gratis.

Prinsip Kerja Compact Disc

Di dalam CD Drive, laser lens akan mengeluarkan laser ke kepingan CD. Setelah laser tersebut mengenai tonjolan yang ada di CD, sinar itu pun memantul ke sebuah optical pickup. Pantulan sinar itulah yang dapat membaca setiap bit informasi yang ada di CD. Kemudian, sinyal bit digital itu diolah menjadi data analog dan diantarkan ke signal amplifier untuk diolah lebih lanjut oleh komputer. Setelah itu, komputer akan mengenal data analog itu dan datanya menjadi terpampang di layar anda.

Ilustrasi dari proses tersebut dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

Komponen dari CD Drive

CD Drive atau CD Player memiliki tugas untuk membaca tonjolan yang ada di CD. Karena tonjolan tersebut sangatlah kecil, lensa laser yang ada di CD Drive sangatlah akurat dan presisi. Di dalam CD Drive, terdapat 3 komponen utama.

Drive Motor: Berfungsi untuk memutar CD. Kecepatan perputarannya diantara 200 hingga 500 RPM (Rotation Per Minute).
Laser Lens: Berfungsi untuk membaca tonjolan di CD.
Tracking mechanism: Menggerakkan komponen laser lens, sehingga laser lens dapat mengikuti arah pergerakan dari spiral tersebut. Tracking mechanism ini dapat bergerak dengan resolusi micron, mengikuti arah gerak spiral.

Material yang digunakan pada CD

CD menggunakan beberapa material, sehingga dapat menyimpan informasi. Bahan untuk membuat CD adalah sebagai berikut:

Label
Acrylic
Aluminium
Polycarbonate plastic
Sebuah CD dapat menampung informasi hingga 783 MB jika dihitung secara pasnya. CD memiliki diameter 4,8-inch (12 cm). Untuk menampung 783 MB pada ukuran kecil seperti ini, bentuk byte secara individual sangatlah kecil.


CD merupakan benda yang simpel yang terbuat dari plastik. Tebal CD adalah 1,2 mm. Sebagian besar dari CD terdapat polycarbonate plastic bersih yang dibentuk dengan injeksi. Saat pembuatan, plastik ini ditekan menjadi microscopic bumps (tonjolan mikroskopik) yang diarahkan satu, continuous, dan spiral yang sangatlah panjang dari sebuah data. Ketika polycarbonate yang bersih sudah dibentuk, reflective aluminum yang tipis akan ditambahkan pada disc, yang akan melapisi tonjolan tersebut. Kemudian acrylic akan disemprotkan ke aluminum untuk melindunginya. Sebuah label akan di-print di acrylic tersebut.

Spiral

Sebuah CD memiliki data berbentuk spiral. Jika pada Hard disk memiliki bentuk data yang tepat berbentuk lingkaran, CD berbentuk spiral. Tentu saja, data berbentuk spiral memiliki tempat untuk memulai dan mengakhiri. Pada CD, spiral tersebut dimulai pada bagian tengah dan terus berlanjut keujung dari CD tersebut.


Pada gambar disamping, bentuk dari track spiral tidaklah sebesar itu. Diameter dari track adalah 1,6 microns (1 meter = 1 juta microns) yang memisahkan antara garis track yang satu dengan yang lainnya.

Bumps (Tonjolan)

Tonjolan pada sebuah track memiliki lebar 0,5 microns. Memiliki panjang 0,83 microns dan memiliki tinggi 125 nanometers (1 Meter = 1 milyar nanometer). Untuk lebih jelasnya, bisa dilihat pada gambar disamping.

Jika dilihat secara sekilas, tonjolan tersebut tidak akan terlihat oleh mata telanjang. Namun, laser dapat melihatnya. Karena bentuk tonjolan tersebut sangatlah kecil, spiral yang dibuat sangatlah panjang. Jadinya, banyak data bisa dimasukkan dalam CD. Jika spiral tersebut bisa diangkat, panjang dari spiral tersebut mencapai 5 KM jauhnya

Sumber Referensi : Wikipedia & Windowsku