BAB 2 Kebutuhan komputer terapan untuk aplikasi jaringan

A. Fungsi Spesifik Piranti Pendukung Jaringan Komunikasi Data

Piranti pendukung jaringan komunikasi data ada banyak kita jumpai, namun dalam garis besarnya  dibagi menjadi 2 bagian, yaitu hardware dan software. Hardware adalah perangkat keras yang digunakan pengguna komputer untuk dapat mengunakan internet. 

Sedangkan software adalah perangkat lunak yang mendukung agar komputer mampu melakukan akses internet.

Macam – macam hardware yaitu : Komputer Server, Modem, Network Interface Card, WiFi, dll. sedangkan Macam – macam software yaitu : Sistem Operasi, Browser, Driver, dll.

B. Piranti Penyimpan Dan Penyedia Data.

1. Piranti Penyimpanan 

  a. HARDISK

Hard disk merupkan alat penyimpanan data sekunder yang kapasitasnya cukup besar. Selain memiiki kapasitas yang bervariasi harddisk juga memiliki interface yang berbeda sesuai teknologi yang diusungnya. Dalam computer desktop saat ini harddisk memiliki fungsi utama untuk meyimpaan system operasi dan aplikasi yang ada.

Di Zaman yang Modern Ini Size / Kapasitas  Hardisk Semakin Besar , Mulai Dari 320 GB ,500 GB , 750 GB, 1 TB Bahkan Lebih Dari 2 TB 

  b. RAM ( Random Access Memory )  

adalah memori yang berfungsi untuk menyimpan sementara perintah dan data pada saat sebuah program dijalankan. Perintah data tersebut mencakup data yang akan dibaca dari hard disk, data-data yang dimasukkan melalui alat input komputer, dan juga data-data hasil pemrosesan sebuah program

3. Flash Disk

Flasdisk merupakan media penyimpan data paling popular dalam hal mobilitas karena karena ukurannya yang kecil. Selain untuk menyimpan data penting saat ini Flashdisk juga berfungsi sebagai alat bootable media sistem operasi komputer karena dapat diganti sesuai keperluan dan tidak terbatas

2. Piranti Penyedia Data

a. Modem

Modem adalah singkatan dari modulator dan demodulator. Modulator berfungsi untuk melakukan proses menumpangkan data pada sinyal informasi ke sinyal pembawa agar dapat dikirim ke pengguna melalui media tertentu, proses ini biasa disebut dengan proses modulasi. pada proses ini data dari komputer yang berbentuk sinyal digital akan diubah menjadi sinyal analog. Sedangkan Demodulator berfungsi sebagai proses mendapatkan kembali data yang dikirim oleh pengirim

C.  Kartu Antar Muka Jaringan (Lan Card/NIC)

Kartu jaringan / network interface card disingkat NIC adalah sebuah kartu yang berfungsi sebagai jembatan dari komputer ke sebuah jaringan komputer.

Jenis NIC yang beredar, terbagi menjadi dua jenis, yakni NIC yang bersifat fisik, dan NIC yang bersifat logis.

Contoh NIC yang bersifat fisik adalah NIC Ethernet,Token Ring dan lainnya; sementara NIC yang bersifat logis adalah loopback adapter dan Dial-up Adapter. Disebut juga sebagai Network Adapter. Setiap jenis NIC diberi nomor alamat yang disebut sebagai MacAddres yang dapat bersifat statis atau dapat diubah oleh pengguna Kartu jaringan (NIC) adalah sebuah kartu yang berfungsi sebagai jembatan dari komputer ke sebuah jaringan komputer.

Jenis NIC yang beredar, terbagi menjadi dua jenis, yakni NIC yang bersifat fisik, dan NIC yang bersifat logis. Contoh NIC yang bersifat fisik adalah NIC Ethernet, Token Ring, dan lainnya; sementara NIC yang bersifat logis adalah loopback adapter dan Dial-up Adapter. Disebut juga sebagai Network Adapter. Setiap jenis NIC diberi nomor alamat yang disebut sebagai MAC address, yang dapat bersifat statis atau dapat diubah oleh pengguna. NIC fisik umumnya berupa kartu yang dapat ditancapkan ke dalam sebuah slot dalam motherboard komputer, yang dapat berupa kartu dengan bus ISA, bus PCI,bus EISA, bus MCA, atau bus PCI Express. Selain berupa kartu-kartu yang ditancapkan ke dalam motherboard, NIC fisik juga dapat berupa kartu eksternal yang berupa kartu dengan bus USB, PCMCIA, bus serial, bus paralel atau Express Card, sehingga meningkatkan mobilitas (bagi pengguna yang mobile).

Kartu NIC Fisik terbagi menjadi dua jenis, yakni: Kartu NIC dengan media jaringan yang spesifik (Media-specific NIC): yang membedakan kartu NIC menjadi beberapa jenis berdasarkan media jaringan yang digunakan. Contohnya adalah NIC Ethernet, yang dapat berupaTwisted-Pair (UTP atau STP), Thinnet, atau Thicknet, atau bahkan tanpa kabel (Wireless Ethernet).

Kartu NIC dengan arsitektur jaringan yang spesifik (architecture-specific NIC): yang membedakan kartu NIC menjadi beberapa jenis, sesuai dengan arsitektur jaringan yang digunakan. Contohnya adalah Ethernet, Token Ring, serta FDDI (Fiber Distributed Data Interface), yang kesemuanya itu menggunakan NIC yang berbeda-beda. Kartu NIC Ethernet dapat berupa Ethernet 10 Megabit/detik, 100 Megabit/detik, 1 Gigabit/detik atau 10 Gigabit/detik.

Tugas NIC adalah untuk mengubah aliran data paralel dalam bus komputer menjadi bentuk data serial sehingga dapat ditransmisikan di atas media jaringan. Media yang umum digunakan, antara lain adalah kabel UTP Category 5 atau Enhanced Category 5 (Cat5e), kabel fiber-optic, atau radio (jika memang tanpa kabel).

Komputer dapat berkomunikasi dengan NIC dengan menggunakan beberapa metode, yakni I/O yang dipetakan ke memori, Direct Memory Access (DMA), atau memory yang digunakan bersama-sama. Sebuah aliran data paralel akan dikirimkan kepada kartu NIC dan disimpan terlebih dahulu di dalam memori dalam kartu sebelum dipaketkan menjadi beberapa frame berbeda-beda, sebelum akhirnya dapat ditransmisikan melalui media jaringan. Proses pembuatan frame ini, akan menambahkan header dan trailer terhadap data yang hendak dikirimkan, yang mengandung alamat, pensinyalan, atau informasi pengecekan kesalahan. Frame-frame tersebut akan kemudian diubah menjadi pulsa-pulsa elekronik (voltase, khusus untuk kabel tembaga), pulsa-pulsa cahaya yang dimodulasikan (khusus untuk kabel fiber-optic), atau gelombang mikro (jika menggunakan radio/jaringan tanpa kabel).

NIC yang berada dalam pihak penerima akan memproses sinyal yang diperoleh dalam bentuk terbalik, dan mengubah sinyal-sinyal tersebut ke dalam aliran bit (untuk menjadi frame jaringan) dan mengubah bit-bit tersebut menjadi aliran data paralel dalam bus komputer penerima. Beberapa fungsi tersebut dapat dimiliki oleh NIC secara langsung, diinstalasikan di dalam firmware, atau dalam bentukperangkat lunak yang diinstalasikan dalam sistem operasi.

NIC Logis NIC logis merupakan jenis NIC yang tidak ada secara fisik dan menggunakan sepenuhnya perangkat lunak yang diinstalasikan di atas sistem operasi dan bekerja seolah-olah dirinya adalah sebuah NIC. Contoh dari perangkat NIC logis adalah loopback adapter (dalam sistem operasiWindows, harus diinstalasikan secara manual atau dalam sistem operasi keluarga UNIX, terinstalasi secara default, dengan nama interface lo) dan Dial-up adapter (yang menjadikan modem sebagai sebuah alat jaringan dalam sistem operasi Windows). Kartu NIC logis ini dibuat dengan menggunakan teknik emulasi.

A.  Konsentrator Ethernet (bridge dan switch)

Konsentrator adalah perangkat untuk menyatukan kabel – kabel jaringan dari setiap workstation, server atau perangkat dalam sebuah jaringan komputer. Jenis – jenis konsentrator yang umumnya digunakan adalah :

1.       Hub atau Repeater 

Hub atau Repeater adalah perangkat jaringan yang sederhana. Hub tidak mengatur alur jalannya data dijaringan, setiap packet data yang melewati Hub akan dikirim (broadcast) ke semua port yang ada sehingga packet data tersebut sampai ke tujuan. Hal tersebut dapat membuat hub menjadi collisions dan memperlambat jaringan

2.    Switch

     Switch adalah Sebuah perangkat keras yang memungkinkan terjadinya distribusi packet data antar komputer dalam jaringan dan mampu untuk mengenali topologi jaringan di banyak layer sehingga packet data dapat langsung sampai ke tujuan. Kelebihan switch dibandingkan dengan hub/repeater adalah dalam hal manajemen data lebih baik dari hub.

3. Bridge

Bridge adalah jenis konsentrator yang berfungsi untuk menghubungkan jaringan yang menggunakan transmisi berbeda. misalnya jaringan ethernet baseband dengan jaringan ethernet broadband. Bridge juga dapat menghubungkan jaringan yang menggunakan tipe kabel yang berbeda ataupun topologi yang berbeda. bridge juga dapat mengetahui alamat setiap client yang terhubung pada jaringan

4. Router

Router adalah perangkat network yang digunakan untuk menghubungkan beberapa network, baik network yang sama maupun berbeda dari segi teknologinya seperti menghubungkan network yang menggunakan topologi Bus, Star dan Ring

Router minimal memiliki 2 network interface. Bahwa koneksi antar network (jaringan dengan subnet IP yang berbeda) hanya bisa terjadi dengan bantuan Router.

Router berfungsi sebagai penghubung antar dua atau lebih jaringan untuk meneruskan data dari satu jaringan ke jaringan lainnya. Router berbeda dengan switch. Switch merupakan penghubung beberapa alat untuk membentuk suatu Local Area Network (LAN). Sebagai ilustrasi perbedaan fungsi dari router dan switch merupakan suatu jalanan, dan router merupakan penghubung antar jalan. Masing-masing rumah berada pada jalan yang memiliki alamat dalam suatu urutan tertentu. Dengan cara yang sama, switch menghubungkan berbagai macam alat, dimana masing-masing alat memiliki alamat IP sendiri pada sebuah LAN. Router sangat banyak digunakan dalam jaringan berbasis teknologi protokol TCP/IP, dan router jenis itu disebut juga dengan IP Router. Selain IP Router, ada lagi AppleTalk Router, dan masih ada beberapa jenis router lainnya. Internet merupakan contoh utama dari sebuah jaringan yang memiliki banyak router IP.

Router dapat digunakan untuk menghubungkan banyak jaringan kecil ke sebuah jaringan yang lebih besar, yang disebut dengan internetwork, atau untuk membagi sebuah jaringan besar ke dalam beberapa subnetwork  untuk meningkatkan kinerja dan juga mempermudah manajemennya. Router juga kadang digunakan untuk mengoneksikan dua buah jaringan yang menggunakan media yang berbeda (seperti halnya router wireless yang pada umumnya selain ia dapat menghubungkan komputer dengan menggunakan radio, ia juga mendukung penghubungan komputer dengan kabel UTP), atau berbeda arsitektur jaringan, seperti halnya dari Ethernet ke Token Ring.

Router juga dapat digunakan untuk menghubungkan LAN ke sebuah layanan telekomunikasi seperti halnya telekomunikasi leased line atau Digital Subscriber Line (DSL). Router yang digunakan untuk menghubungkan LAN ke sebuah koneksi leased line seperti T1, atau T3, sering disebut sebagai access server. Sementara itu, router yang digunakan untuk menghubungkan jaringan lokal ke sebuah koneksi DSL disebut juga dengan DSL router. Router-router jenis tersebut umumnya memiliki fungsi firewall untuk melakukan penapisan paket berdasarkan alamat sumber dan alamat tujuan paket tersebut, meski beberapa router tidak memilikinya. Router yang memiliki fitur penapisan paket disebut juga dengan packet-filtering router. Router umumnya memblokir lalu lintas data yang dipancarkan secara broadcast sehingga dapat mencegah adanya broadcast storm yang mampu memperlambat kinerja jaringan.

Cara Kerja Router

Fungsi utama Router adalah merutekan paket (informasi). Sebuah Router memiliki kemampuan Routing, artinya Router secara cerdas dapat mengetahui kemana rute perjalanan informasi (paket) akan dilewatkan, apakah ditujukan untuk host lain yang satu network ataukah berada di network yang berbeda.

Jika paket-paket ditujukan untuk host pada network lain maka router akan meneruskannya ke network tersebut. Sebaliknya, jika paket-paket ditujukan untuk host yang satu network maka router akan menghalangi paket-paket keluar.

Ilustrasi mengenai cara kerja router ini dapat dilihat pada gambar dibawah:

Pada gambar disamping terdapat 2 buah network yang terhubung dengan sebuah router. Network sebelah kiri yang terhubung ke port 1 router mempunyai alamat network 192.168.1.0 dan network sebelah kanan terhubung ke port 2 dari router dengan network address 192.155.2.0

-       Komputer A mengirim data ke komputer C, maka router tidak akan meneruskan data tersebut ke network lain.

-       Begitu pula ketika komputer F mengirim data ke E, router tidak akan meneruskan paket data ke network lain.

-       Barulah ketika komputer F mengirimkan data ke komputer B, maka router akan menruskan paket data tersebut ke komputer B.

F.  Printer Server

Print server adalah alat yang dapat digunakan untuk mengakses printer, atau gadget lain (scanner, external hard drive, flash drive, memory card reader, USB webcam, dan USB speaker) dari komputer mana saja tanpa harus ada komputer yang bertindak sebagai server. Didesain untuk berbagi USB dengan seluruh jaringan (print LAN), di rumah maupun di kantor

Cara kerja nya : Satu PC di jadikan sebagai Printer Server untuk semua Client dapat mengakses printer melalui satu PC tersebut dalam suatu jaringan. PC yang akan di jadikan Printer Server tersebut akan di install driver dari printer yang akan digunakan, kemudian PC tersebut kita sharing printer sehingga Client bisa mendapatkan hak untuk mengakses printer melalui server tersebut. Client akan mengatur IP dan menyesuai kan dengan IP Server sehingga Client bisa mengakses ke printer tersebut

Read More

BAB 3 jenis-jenis periperal jaringan pada komputer terapan jaringan

 Peripheral-peripheral Jaringan pada Komputer Terapan
1. Pengertian Peripheral
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.
2.UART (Universal Asincrhounus Recivier transmiter)
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.

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 hingga sekarang;

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!

3.      USART (Universal Synchronous-Asynchronous Receiver/Transmitter)

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 

4.     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 :

·         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.

·         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.

·         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).

A.    SPI Control Register (SPCR) 

Mode SPCR yang digunakan adalah sebagai berikut :

a.       Bit-6 SPE (SPI Enable) 

SPE digunakan untuk mengaktifkan dan menonaktifkan komunikasi SPI dimana jika SPI bernilai 1 maka komunikasi SPI aktif sedangkan jika bernilai 0 maka komunikasi SPI tidak aktif.

b.      Bit-4 MSTR (Master or Slave Select)

MSTR digunakan untuk style="letter-spacing: .55pt;"> mengkonfigurasi sebagai master atau slave secara software dimana jika MSTR bernilai 1 maka terkonfigurasi sebagai maste sedangkan MSTR bernilai 0 maka terkonfigurasi sebagai slave. Pengaturan bit MSTR ini tidak akan bisa dilakukan jikapin SS dikonfigurasi sebagai input karena    jika pin  SS dikonfigurasi sebagai input maka penentuan master atau slavenya otomatis dilakukan secara hardware yaitu dengan membaca level tegangan pada .SS

c.       Bit-1 SPR1/0 (SPI Clock Rate Select) 

SPR1 dan SPR0 digunakan untuk menentukan kecepatan clock yang digunakan dalam komunikasi SPI.

B.     SPI Status Register (SPSR) 

Dalam SPSR mode pengaturan yang dilakukan adalah sebagai berikut :

a.       SPIF (SPI Interrupt Flag)

SPIF merupakan bendera yang digunakan untuk mengetahui bahwa proses pengiriman data 1 byte sudah selesai. Jika proses pengirimandata sudah selesai maka SPIF akan bernilai satu (high).

C.    SPI Data Register (SPDR)

SPDR merupakan register yang digunakan untuk menyimpan data yangakan dikirim atau diterima pada komunikasi SPI.

5.     Serial Communication Interface (SCI)

Sebuah komunikasi serial interface (SCI) adalah perangkat yang memungkinkan seri (satu bit pada satu waktu) pertukaran data antara MIKROPROSSESOR 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-duplex modus (hanya menggunakan receiver atau hanya pemancar) atau Full duplex (menggunakan receiver dan transmitter secara bersamaan). Kecepatan data diprogram.

Antarmuka Serial memiliki keunggulan tertentu atas Pararell 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)

a.     Contoh dari DCE ialah modem, plotter, scanner dan lain lain

2.      Data Terminal Equipment (DTE).

a.     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. 

6.     ADC ( Analog TO Digital Converter)

Analog To Digital Converter (ADC adalah perangkat 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).

ADC Simultan ADC Simultan atau biasa disebut flash converter atau parallel converter. Input analog Vi yang akan diubah ke bentuk digital diberikan secara simultan pada sisi + pada komparator tersebut, dan input pada sisi – tergantung pada ukuran bit converter. Ketika Vi melebihi tegangan input – dari suatu komparator, maka output komparator adalah high, sebaliknya akan memberikan output low. Rangkaian Dasar ADC Simultan Bila Vref diset pada nilai 5 Volt, maka dari gambar rangkaian ADC Simultan diatas didapatkan : V(-) untuk C7 = Vref * (13/14) = 4,64 V(-) untuk C6 = Vref * (11/14) = 3,93 V(-) untuk C5 = Vref * (9/14) = 3,21 V(-) untuk C4 = Vref * (7/14) = 2,5 V(-) untuk C3 = Vref * (5/14) = 1,78 V(-) untuk C2 = Vref * (3/14) = 1,07 V(-) untuk C1 = Vref * (1/14) = 0,36 Sebagai contoh Vin diberi sinyal analog 3 Volt, maka output dari C7=0, C6=0, C5=0, C4=1, C3=1, C2=1, C1=1, sehingga didapatkan output ADC yaitu 100 biner,

A.    Karakteristik Dasar ADC/DAC

 

                                                      

          Gambar 1. Konfigurasi Pin ADC080x

                                                                                                                          

Konverter A/D tersedia secara komersial tersedia sebagai rangkaian terpadu dengan resolusi 8bit, 16 bit sampai dengan 32 bit. Pada pembahasan kali ini kita akan coba jelaskan mengenai perbedaan dari bit resolusi tersebut, pada ADC0801, yaitu sebagai sebuah konverter A/D 8 bit yang mudah diinterfacekandengan sistem berbasis 8 bit misalkan mikrokontroller. A/D ini menggunakan metode approksimasi berturut-turut untuk mengkonversikan masukan analog (0-5V) menjadi data digital 8 bit yang ekivalen. ADC0801 mempunyai pembangkit clock internal dan memerlukan catu daya +5V dan mempunyai waktu konversi optimum sekitar 100us.

Diagram konfigurasi pin ADC0804 ditunjukkan pada gambar 1. Pin 11 sampai 18 ( keluaran digital ) adalah keluaran tiga keadaan, yang dapat dihubungkan langsung dengan bus data bilamana diperlukan. Apabila CS ( pin 1 ) atau RD (pin2) dalam keadaan high (“1”), pin 11 sampai 18 akan mengambang ( high impedanze ), apabila CS dan RD rendah keduanya, keluaran digital akan muncul pada saluran keluaran. Sinyal mulai konversi pada WR (pin 3). Untuk memulai suatu konversi, CS harus rendah. Bilamana WR menjadi rendah, konverter akam mengalami reset, dan ketika WR kembali kepada keadaan high, konversi segera dimulai.

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.

B.     Parameter-Parameter Penting Pada ADC

a.       Resolusi konversi ADC

Resolusi konversi dari sebuah konverter analog ke digital adalah, dimana kita dapat mengkonversikan data analog kedalam bit-bit digital tersebut, apakah data analog tersebut akan dikonversikan ke dalam data 8bit, 16 bit atau 32bit, ini tergantung keinginan si perancang design dan tergantung dari kekompatibelan device yang nanti akan di interface kan.

Misalkan ingin meng interface kan ADC dengan mikrokontroller maka harus dilihat support untuk berapa bit kah mikrokontroller tersebut?, dan biasanya mikrokontroller support untuk ADC dengan resolusi 8 bit.

b.      Time Konversi

Time konversi atau waktu konversi adalah waktu yang dibutuhkan oleh ADC untuk mengkonversi data analaog ke digital, untuk menentukan time konversi ini tentunya kita harus melihat di datasheet nya, dan harus dilihat untuk kebutuhan seperti apa.

Time konversi semakin tinggi mungkin semakin baik, tetapi harus didukung pula untuk interface nya seperti apa, missal untuk mikrokontroller yang support untuk time lebih besar maka tidak akan cocok bila menggunakan ADC dengan Time yang lebih besar, penentuan time konversi ini perlu disesuaikan dengan design interface nya seperti apa. Jika semua device nya mendukung untuk time yang lebih cepat maka dengan menggunakan ADC yang time nya lebih cepat itu akan menjadi lebih baik.

7.     DAC( Digital to Analog Converter)

DAC adalah perangkat untuk mengkonversi sinyal masukan dalam bentuk digital menjadi sinyal keluaran dalam bentuk analog (tegangan, arus, muatan electrik). Tegangan keluaran yang dihasilkan DAC sebanding dengan nilai digital yang masuk ke dalam DAC. Sebuah konverter analog-ke-digital (ADC) melakukan operasi mundur. Sinyal mudah disimpan dan ditransmisikan dalam bentuk digital, tapi DAC diperlukan untuk sinyal untuk diakui oleh indera manusia atau non-sistem digital. 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. Karakteristik yang berkaitan dapat diringkas oleh referensi dari gambar 2.1 adalah:

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.

8.     Sinyal Analog

Sinyal analog / Isyarat Analog adalah sinyal data dalam bentuk gelombang yang kontinyu, yang membawa informasi dengan mengubah karakteristik gelombang. Dua parameter/ karakteristik terpenting yang dimiliki oleh isyarat analog adalah amplitude dan frekuensi. Isyarat analog biasanya dinyatakan dengan gelombang sinus, mengingat gelombang sinus merupakan dasar untuk semua bentuk isyarat analog.

Gelombang pada Sinyal Analog yang umumnya berbentuk gelombang sinus memiliki tiga variable dasar, yaitu amplitudo, frekuensi dan phase.

•         Amplitudo merupakan ukuran tinggi rendahnya tegangan dari sinyal analog.

•         Frekuensi adalah jumlah gelombang sinyal analog dalam satuan detik.

•         Phase adalah besar sudut dari sinyal analog pada saat tertentu.

9.     Sinyal Digital

Sinyal digital merupakan sinyal data dalam bentuk pulsa yang dapat mengalami perubahan yang tiba-tiba dan mempunyai besaran 0 dan 1.Teknologi Sinyal digital hanya memiliki dua keadaan, yaitu 0 dan 1, sehingga tidak mudah terpengaruh oleh derau/noise, tetapi transmisi dengan sinyal digital hanya mencapai jarak jangkau pengiriman data yang relatif dekat. Sinyal Digital juga biasanya disebut juga Sinyal Diskret.

Sistem Sinyal Digital merupakan bentuk sampling dari sytem analog. digital pada dasarnya di code-kan dalam bentuk biner (atau Hexa). besarnya nhlai suatu system digital dibatasi oleh lebarnya / jumlah bit (bandwidth). jumlah bit juga sangat mempengaruhi nilai akurasi system digital.

Teknologi Sinyal Digital ini juga memiliki kelebihan yang tidak dimiliki olehTeknologi Sinyal Analog. Diantaranya adalah dibawah ini :

•         Mampu mengirimkan informasi dengan kecepatan cahaya yang dapat membuat informasi dapat dikirim dengan kecepatan tinggi.

•         Penggunaan yang berulang – ulang terhadap informasi tidak mempengaruhi kualitas dan kuantitas informsi itu sendiri

•         Informasi dapat dengan mudah diproses dan dimodifikasi ke dalam berbagai bentuk.

•         Dapat memproses informasi dalam jumlah yang sangat besar dan mengirimnya secara interaktif.

A.    Kelebihan Sinyal Digital

Pada saat ini banyak teknologi-teknologi yang memakai Teknologi Sinyal Digital. Karena kelebihan kelebihannya, antara lain:

1.      untuk menyimpan hasil pengolahan, sinyal digital lebih mudah dibandingkan sinyal analog. Untuk menyimpan sinyal digital dapat menggunakan media digital seperti CD, DVD, Flash Disk, Hardisk. Sedangkan media penyimpanan sinyal analog adalah pita tape magnetik.

2.      lebih kebal terhadap noise karena bekerja pada level ’0′ dan ’1′.

3.      lebih kebal terhadap perubahan temperatur.

4.      lebih mudah pemrosesannya. 

B.     Perbedaan Signal Digital dan Signal Analog :

a.       Signal Digital

1.      Dirancang untuk data dan suara.

2.      informasi discrete-level.

3.      kecepatan tinggi.

4.      overhead rendah.

5.      setiap sinyal digital dapat dikonversi ke analog.

b.      Signal Analog

6.      dirancang untuk suara (voice).

7.      tidak efisien untuk data.

8.      kecepatan relatif rendah.

9.      overhead tinggi.

10.  setiap sinyal analog dapat dikonversi ke bentuk digital.

11.  banyak terdapat noise dan rentan kesalahan (error).

Read More