Peripheral-Peripheral Jaringan Pada Komputer Terapan
Memahami jenis-jenis periperal jaringan pada komputer
terapan jaringan.
Peripheral adalah
hardware tambahan yang disambungkan ke komputer, biasanya dengan bantuan kabel
ataupun sekarang sudah banyak perangkat peripheral wireless. Peripheral ini
bertugas membantu komputer menyelesaikan tugas yang tidak dapat dilakukan oleh
hardware yang sudah terpasang didalam casing.
a. Peripheral utama
(main peripheral)
Yaitu peralatan yang harus ada dalam
mengoperasikan komputer. Contoh periferal utama yaitu: monitor, keyboard dan
mouse.
b.
Peripheral pendukung (auxillary peripheral)
Yaitu peralatan yang tidak mesti ada dalam
mengoperasikan komputer tetapi diperlukan untuk kegiatan tertentu. Contohnya
yaitu: printer, scanner, modem, web cam dan lain-lain.
Sedangkan berdasarkan proses kerjanya dalam
mendukung pengoperasian komputer terbagi menjadi:
1. Perangkat masukan (input)
Adalah perangkat yang digunakan untuk
memasukkan data atau perintah ke dalam komputer. Perangkat tersebut antara lain
keyboard, mouse, scanner, digitizer, kamera digital, microphone, dan periferal
lainnya
2. Perangkat keluaran (output)
Adalah peralatan yang kita gunakan untuk
menampilkan hasil pengolahan data atau perintah yang dilakukan oleh komputer.
Perangkat tersebut antara lain monitor, printer, plotter, speaker, dan lain
lainnya.
A.
Universal Asynchronous Receiver Transmitter
(UART)
UART atau Universal
Asynchronous Receiver-Transmitter adalah bagian perangkat keras komputer yang menerjemahkan antara bit-bit paralel data dan bit-bit serial. UART
biasanya berupa sirkuit terintegrasi
yang
digunakan untuk komunikasi serial pada komputer atau port serial perangkat periperal. UART
sekarang ini termasuk di dalam beberapa mikrokontroler (contohnya, PIC16F628).
UART atau Universal Asynchronous Receiver Transmitter adalah protokol komunikasi yang umum
digunakan dalam pengiriman data serial antara device satu dengan yang
lainnya. Sebagai contoh komunikasi antara sesama mikrokontroler atau mikrokontroler
ke PC. Dalam pengiriman data, clock antara pengirim dan penerima harus sama
karena paket data dikirim tiap bit mengandalkan clock tersebut. Inilah salah
satu keuntungan model asynchronous dalam pengiriman data karena dengan hanya
satu kabel transmisi maka data dapat dikirimkan. Berbeda dengan model
synchronous yang terdapat pada protokol SPI (Serial Peripheral Interface) dan I2C (Inter-Integrated Circuit) karena protokol membutuhkan minimal dua
kabel dalam transmisi data, yaitu transmisi clock dan data. Namun kelemahan
model asynchronous adalah dalam hal kecepatannya dan jarak transmisi. Karena
semakin cepat dan jauhnya jarak transmisi membuat paket-paket bit data menjadi
terdistorsi sehingga data yang dikirim atau diterima bisa mengalami error. Asynchronous
memungkinkan transmisi mengirim data tanpa sang pengirim harus mengirimkan
sinyal detak ke penerima. Sebaliknya, pengirim dan penerima harus mengatur
parameter waktu di awal dan bit khusus ditambahkan untuk setiap data yang
digunakan untuk mensinkronkan unit pengiriman dan penerimaan. Saat sebuah data
diberikan kepada UART untuk transmisi Asynchronous, "Bit Start"
ditambahkan pada setiap awal data yang akan ditransmisikan. Bit Start digunakan
untuk memperingatkan penerima yang kata data akan segera dikirim, dan memaksa
bit-bit sinyal di receiver agar sinkron dengan bit-bit sinyal di pemancar.
Kedua bit ini harus akurat agar tidak memiliki penyimpangan frekuensi dengan
lebih dari 10% selama transmisi bit-bit yang tersisa dalam data. (Kondisi ini
ditetapkan pada zaman teleprinter mekanik dan telah dipenuhi oleh peralatan
elektronik modern.)
Setelah Bit Start, bit individu dari data yang
dikirim, dengan sinyal bit terkecil yang pertama dikirim. Setiap bit dalam
transmisi ditransmisikan serupa dengan jumlah bit lainnya, dan penerima
mendeteksi jalur di sekitar pertengahan periode setiap bit untuk menentukan
apakah bit adalah 1 atau 0. Misalnya, jika dibutuhkan dua detik untuk mengirim
setiap bit, penerima akan memeriksa sinyal untuk menentukan apakah itu adalah 1
atau 0 setelah satu detik telah berlalu, maka akan menunggu dua detik dan
kemudian memeriksa nilai bit berikutnya , dan seterusnya.
Gambar UART
Tipe-tipe UART
1. 8250 UART
pertama pada seri ini. Tidak memiliki register scratch, versi 8250A merupakan
versi perbaikan dari 8250 yang mampu bekerja dengan lebih cepat;
2. 8250A UART
ini lebih cepat dibandingkan dengan 8250 pada sisi bus. Lebih mirip secara
perangkat lunak dibanding 16450;
3. 8250B Sangat
mirip dengan 8250;
4. 16450
Digunakan pada komputer AT dengan kecepatan 38,4 Kbps, masih banyak digunakan
saat ini.
5. 16550
Generasi pertama UART yang memiliki penyangga, dengan panjang 16-byte, namun
tidak bekerja (produk gagal) sehingga digantikan dengan
6.
16550A;
a. 16550A UART
yang banyak digunakan pada komunikasi kecepatan tinggi, misalnya 14,4 Kbps atau
28,8 Kbps;
b. 16650 UART
baru, memiliki penyangga FIFO 32-byte, karakter Xon/Xoff terprogram dan
mendukung manajemen sumber daya;
7. 16750
Diproduksi oleh Texas Instrument, memiliki FIFO 64-byte!
B. Universal
Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter (USART)
USART merupakan komunikasi yang memiliki
fleksibilitas tinggi, yang dapat digunakan untuk melakukan transfer data baik
antar mikrokontroler maupun dengan modul-modul eksternal termasuk PC yang
memiliki fitur UART. USART memungkinkan transmisi data baik secara syncrhronous
maupun asyncrhronous, sehingga dengan memiliki USART pasti kompatibel dengan
UART. Pada ATmega8535, secara umum pengaturan mode syncrhronous maupun
asyncrhronous adalah sama. Perbedaannya hanyalah terletak pada sumber clock
saja. Jika pada mode asyncrhronous masing-masing peripheral memiliki sumber
clock sendiri, maka pada mode syncrhronous hanya ada satu sumber clock yang
digunakan secara bersama-sama. Dengan demikian, secara hardware untuk mode
asyncrhronous hanya membutuhkan 2 pin yaitu TXD dan RXD, sedangkan untuk mode
syncrhronousharus 3 pin yaitu TXD, RXD dan XCK.
Komunikasi
serial data antara master dan slave pada SPI diatur melalui 4 buah pin yang
terdiri dari SCLK, MOSI, MISO, dan SS sbb:
§
SCLK dari
master ke slave yang berfungsi sebagai clock
§
MOSI jalur
data dari master dan masuk ke dalam slave
§
MISO jalur
data keluar dari slave dan masuk ke dalam master
§
SS (slave
select) merupakan pin yang berfungsi untuk mengaktifkan slave
C. Serial
Peripheral Interface (SPI)
Serial Peripheral Interface (SPI) adalah
protokol data serial sinkron digunakan oleh mikrokontroler untuk berkomunikasi
dengan satu atau lebih perangkat periferal cepat jarak pendek. Hal ini
juga dapat digunakan untuk komunikasi antara dua mikrokontroler. Dengan koneksi
SPI selalu ada perangkat satu master (biasanya mikrokontroler) yang mengontrol
perangkat periferal.
Serial Peripheral Interface ( SPI )
merupakan salah satu mode komunikasi serial synchrounous kecepatan
tinggi yang dimiliki oleh Atmega 328.
Komunikasi SPI
membutuhkan 3 jalur yaitu MOSI, MISO, dan SCK.
Melalui komunikasi ini data dapat saling dikirimkan
baik antara mikrokontroller maupun antara mikrokontroller dengan
peripheral lain di luar mikrokontroller.
Penjelasan 3 jalur utama dari SPI
adalah sebagai berikut :
Ø MOSI :
Master Output Slave Input Artinya jika dikonfigurasi sebagai master
maka pin MOSI sebagai output tetapi jika dikonfigurasi sebagai slave
maka pin MOSI sebagai input.
Ø MISO :
Master Input Slave Output Artinya jika dikonfigurasi sebagai
master maka pin MISO sebagai input tetapi jika dikonfigurasi sebagai slave maka
pin MISO sebagai output.
Ø CLK :
Clock Jika dikonfigurasi
sebagai master maka pin CLK berlaku sebagai
output tetapi jika dikonfigurasi
sebagai slave maka pin CLK
berlaku sebagai input
Untuk
mengatur mode kerja komunikasi SPI ini dilakukan dengan menggunakan register SPCR
(SPI Control Register), SPSR (SPI Status Register) dan SPDR (SPI
Data Register).
D. Serial Communication Interface (SCI)
Sebuah komunikasi serial
interface (SCI) adalah perangkat yang memungkinkan seri (satu bit pada satu waktu) pertukaran data
antara mikroprosesor dan peripheral seperti
printer, drive eksternal, scanner, atau tikus. SCI adalah komunikasi dimana
pengiriman data dilakukan per bit, sehingga lebih lambat dibandingkan
komunikasi parallel seperti pada port printer yang mampu mengirim 8 bit
sekaligus dalam sekali detak.
Dalam hal ini, mirip dengan
perangkat antarmuka serial ( SPI). Tapi di samping itu,
SCI memungkinkan komunikasi serial dengan mikroprosesor lain atau dengan
jaringan eksternal. Istilah SCI diciptakan oleh Motorola di tahun
1970-an. Dalam beberapa aplikasi itu dikenal sebagai universal
asynchronous receiver / transmitter ( UART). SCI berisi konverter paralel-to-serial yang
berfungsi sebagai pemancar data, dan konverter serial-to-paralel yang berfungsi
sebagai penerima data. Kedua perangkat clock secara terpisah, dan
menggunakan independen memungkinkan dan mengganggu sinyal. SCI beroperasi
dalam nonreturn-to-nol ( NRZ ) format, dan dapat
berfungsi dalam half-duplexmodus (hanya menggunakan
receiver atau hanya pemancar) atau full duplex (menggunakan
receiver dan transmitter secara bersamaan). Kecepatan data diprogram.
Antarmuka Serial memiliki
keunggulan tertentu atas paralel interface. Keuntungan
yang paling signifikan adalah kabel sederhana. Selain itu, kabel interface
serial bisa lebih panjang daripada kabel antarmuka paralel, karena ada
interaksi jauh lebih sedikit (crosstalk) di antara konduktor dalam kabel.
Istilah SCI kadang-kadang
digunakan dalam referensi ke port serial. Ini adalah konektor ditemukan
pada kebanyakan komputer pribadi, dan dimaksudkan untuk digunakan dengan
perangkat periferal serial.
Ada 2 macam cara komunikasi
data serial yaitu Sinkron dan Asinkron.
1. Komunikasi data serial sinkron, clock
dikirimkan bersama sama dengan data serial, tetapi clock tersebut
dibangkitkan sendiri – sendiri baik pada sisi pengirim maupun
penerima.
2. Komunikasi serial asinkron tidak diperlukan
clock karena data dikirimkan dengan kecepatan tertentu yang sama baik
pada pengirim / penerima.
Devais pada komunikasi serial
ada 2 kelompok yaitu:
1. Data Communication Equipment (DCE)
Contoh dari DCE ialah modem, plotter, scanner
dan lain lain
2. Data Terminal Equipment (DTE).
Contoh dari DTE ialah terminal di
komputer.
Keuntungan penggunaan port serial.
Pada komunikasi dengan kabel
yang panjang, masalah cable loss tidak akan menjadi masalah besar daripada
menggunakan kabel parallel. Port serial mentransmisikan “1” pada level
tegangan -3 Volt sampai -25 Volt dan “0” pada level tegangan +3
Volt sampai +25 Volt, sedangkan port parallel mentransmisikan “0” pada level
tegangan 0 Volt dan “1” pada level tegangan 5 Volt.
Dubutuhkan jumlah kabel yang
sedikit, bisa hanya menggunakan 3 kabel yaitu saluran Transmit Data, saluran
Receive Data, dan saluran Ground (Konfigurasi Null Modem)
Saat ini penggunaan
mikrokontroller semakin populer. Kebanyakan mikrokontroller sudah dilengkapi
dengan SCI (Serial Communication Interface) yang dapat digunakan untuk
komunikasi dengan port serial komputer.
E. Analog to Digital Converter (ADC)
Analog To Digital Converter (ADC) adalah
perangkat elektronik yang digunakan untuk mengkonversi sinyal masukan dalam
bentuk analog (tegangan, arus, muatan electrik) menjadi sinyal keluaran dalam
bentuk digital. Fungsi dari ADC adalah untuk mengubah data analog menjadi data
digital yang nantinya akan masuk ke suatu komponen digital yaitu
mikrokontroller AT89S51.
ADC (Analog
to Digital Converter) memiliki 2 karakter prinsip, yaitu kecepatan sampling dan
resolusi. Kecepatan sampling suatu ADC menyatakan seberapa sering sinyal analog
dikonversikan ke bentuk sinyal digital pada selang waktu tertentu. Kecepatan
sampling biasanya dinyatakan dalam sample per second (SPS). Pengaruh Kecepatan
Sampling ADC Resolusi ADC menentukan ketelitian nilai hasil konversi ADC. Sebagai contoh: ADC 8 bit akan memiliki output
8 bit data digital, ini berarti sinyal input dapat dinyatakan dalam 255 (2n –
1) nilai diskrit. ADC 12 bit memiliki 12 bit output data digital, ini berarti
sinyal input dapat dinyatakan dalam 4096 nilai diskrit. Dari contoh diatas ADC
12 bit akan memberikan ketelitian nilai hasil konversi yang jauh lebih baik
daripada ADC 8 bit.
Prinsip
kerja ADC adalah mengkonversi sinyal analog ke dalam bentuk besaran yang
merupakan rasio perbandingan sinyal input dan tegangan referensi. Sebagai
contoh, bila tegangan referensi (Vref) 5 volt, tegangan input 3 volt,
rasio input terhadap referensi adalah 60%. Jadi, jika menggunakan ADC 8 bit dengan
skala maksimum 255, akan didapatkan sinyal digital sebesar 60% x 255 = 153
(bentuk decimal) atau 10011001 (bentuk biner).
Konversi detak konverter harus terletak dalam
daereh frekuensi 100 sampai 800kHz. CLK IN ( pin 4) dapat diturunkan dari detak
mikrokontroller, sebagai kemungkinan lain, kita dapat mempergunakan pembangkit
clock internal dengan memasang rangkaian RC antara CLN IN ( pin 4) dan CLK R (
pin 19).
Pin 5 adalah saluran yang digunakan untuk
INTR, sinyal selesai konversi. INTR akan menjadi tinggi pada saat memulai
konversi, dan akan aktiv rendah bila konversi telah selesai. Tepi turun sinyal
INTR dapat dipergunakan untuk menginterupsi sistem mikrokontroller, supaya
mikrokontroller melakukan pencabangan ke subrutine pelayanan yang memproses
keluaran konverter.
Pin 6 dan 7 adalah masukan diferensial bagi
sinyal analog. A/D ini mempunyai dua ground, A GND (pin 8) dan D GND ( pin10).
Kedua pin ini harus dihubungkan dengan ground. Pin 20 harus dihubungkan dengan
catu daya +5V A/D ini mempunyai dua buah ground, A GND ( pin 8 ) dan D GND (
pin 10). Keduanya harus dihubungkan dengan catu daya, sebesar +5V. Pada A/D
0804 merupakan tegangan referensi yang digunakan untuk offset suatu keluaran
digital maksimum. A/D ini dapat dirangkai untuk menghasilkan konversi secara
kontinu. Untuk melaksanakannya, kita harus menghubungkan CS, dan RD ke ground
dan menyambungkan WR dengan INTR seperti pada gambar dibawah ini. Maka dengan
ini keluaran digital yang kontinu akan muncul, karena sinyal INTR menggerakkan
masukan WR. Pada akhir konversi INTR berubah menjadi low, sehingga keadaan ini
akan mereset konverter dan mulai konversi.
F.
Digital to
Analog Converter (DAC)
DAC adalah perangkat untuk mengkonversi
sinyal masukan dalam bentuk digital menjadi sinyal keluaran dalam bentuk analog
(tegangan, arus, muatan electrik). Fungsi DAC adalah pengubah data
digital yang masih berbentuk biner seperti data yang ada pada CD menjadi data
analog . berikut adalah tahapan data digital menjadi analog. fisik CD dibaca
Data digital CD DAC Buffer Line out. Sebuah DAC menerima informasi digital dan
mentransformasikannya ke dalam bentuk suatu tegangan analog. Informasi digital
adalah dalam bentuk angka biner dengan jumlah digit yang pasti.
Konverter D/A dapat mengonversi sebuah word
digital ke dalam sebuah tegangan analog dengan memberikan skala output analog
berharga nol ketika semua bit adalah nol dan sejumlah nilai maksimum ketika
semua bit adalah satu.Angka biner sebagai angka pecahan. Aplikasi
DAC banyak digunakan sebagai rangkaian pengendali (driver) yang
membutuhkan input analog seperti motor AC maupun DC, tingkat kecerahan pada
lampu, Pemanas (Heater) dan sebagainya. Umumnya DAC digunakan untuk
mengendalikan peralatan computer. Untuk aplikasi modern hampir semua DAC berupa
rangkaian terintegrasi (IC), yang diperlihatkan sebagai kotak hitam memiliki
karakteristik input dan output tertentu.
1.
Input
Digital : Jumlah bit dalam sebuah word biner paraleldisebutkan di dalam
lembar spesifikasi.
2. Catu Daya
: Merupakan bipolar pada level ± 12 V hingga ± 18 V seperti yangdibutuhkan
oleh amplifier internal.
3. Suplai
Referensi : Diperlukan untuk menentukan jangkauan tegangan output dan
resolusi dari konverter. Suplai ini harus stabil, memiliki riple yang kecil.
4. Output :
Sebuah tegangan yang merepresentasikan input digital. Tegangan iniberubah
dengan step sama dengan perubahan bit input digital. Output aktual dapat berupa
bipolar jikakonverter didesain untuk menginterpretasikan input digital negatif.
5. Offset :
Karena DAC biasanya di implementasikan dengan op-amp, maka mungkin adanya
tegangan output offset dengan sebuah input nol. Secara khusus,
koneksi akan diberikan untuk mendukung pengesetan ke harga nol dari output DAC
dengan input word nol.
6. Mulai
konversi : Sejumlah rangkaian DAC memberikan sebuah logika input yang
mempertahankan konversi dari saat terjadinya hingga diterimanya sebuah perintah
logika tertentu (1atau 0). Dalam ini, word input digital diabaikan hingga
diterimanya input logika tertentu. Dalam sejumlah hal, sebuah buffer input
diberikan untuk memegang (hold)word digital selama dilakukannya konversi hingga
selesai.
NB : Jika ingin dapat file diatas file word yang lebuh tertata silahkan kilk gambar download dibawah ini
0 komentar:
Posting Komentar