Antarmuka Komputer Jam/minggu : 4 SKS : 2 Dosen : Iwa Sudradjat 1
Iwa Sudradjat Pendidikan: 1. D3, D3, Po Polite itekni knik ITB ITB 2. S1, S1, PPS PPSE E Tek Tekni nik k Ele Elektr ktro o UI UI 3. S2, S2, Te Teknik knik Elek Elektr tro o ITB ITB - e-mail;
[email protected] - HP:081320227829 2
Tujuan Mata Kuliah: Menjelaskan dasar-dasar teknik antarmuka komputer melalui pemahaman komponen-komponen antarmuka dan menerapkannya pada permasalahan seperti komunikasi komputer dengan mirokomputer dan/atau perangkat luar dalam kaitannya dengan monitoring dan controlling suatu proses. 3
Silabus singkat • Gangguan (noise) dalam Antarmuka komputer • Personal Computer (PC) • Programmable Peripheral Interface (PPI) 8255 dan ISA card • Programmable Interval Timer (PIT8253) • Sistem Interupsi pada PC • Bus Paralel Port pralel, dan Direct Memori Access (DMA) • Komunikasi Serial RS-232, RS-485, dan USB 4
Daftar Pustaka: Agfianto Eko Putra, Teknik Antarmuka Komputer: Konsep dan Aplikasinya, Graha Ilmu, Yogyakarta, 2002 Douglas V., Microprocessor and Interfacing: Programming and Hardware, John Wiley, New York, 1988 Dwi Sutadi, I/O Bus dan Motherboard , ANDI, Yogyakarta, 2003. Kevin James, PC Interfacing and Data Acquisition, Newnes, London, 2000.
5
Sistem Penilaian: Komponen Penilaian: : 20% - 30% [x], (bentuk soal essay) • UTS : 20% - 40% [y], (bentuk soal essay) • UAS : 20% - 30% [z] • Tugas : 20% - 30% [p] • Praktik • Nilai Akhir (NA)
NA = x+y+z+p Tugas Semester: Membuat makalah yang berkaitan dengan topik aplikasi antarmuka komputer. Setiap judul hanya untuk 2 mahasiswa. 6
Antarmuka Manusia-Komputer Semantic Interface dataflow, scientific visualization, financial accounting, remote communication
Syntactic Interface shell commands + arguments, menus, icons, keyboard shortcuts, drag-n-drop, speech, gestures, handwriting
Physical Interface keyboards, mice, display, stylus, device form factors, microphone
7
Teknik Antarmuka Definisi: Antarmuka komputer adalah sub-sistem yang menjembatani antara komputer dan perangkat luar (peripheral). Peripheral Input
Interface Input
Sensor, Switch, Keyboard, dll
Komputer
Interface Output
Peripheral Output
Lampu, Motor, Solenoid, Printer, Monitor dll. 8
Gangguan (Noise) Kelistrikan (1/7) Noise: Sinyal (listrik) yang tidak diinginkan, dan jika dibiarkan akan menggangu fungsi sistem. Jenis-jenis Noise dalam antarmuka komputer: - Elektrik - Elektromagnetik (EMI) - Frekuensi Radio (RFI) - Panas 9
Gangguan (Noise) Kelistrikan (2/7) Penyebab noise elektrik: 1. Perubahan peripheral output yang berdaya besar seperti motor listrik, solenoid valve, dll. 2. Transmisi sinyal jarak jauh Akibat yang ditimbulkan: Membangkitkan pulsa tegangan/arus sesaat melebihi tegangan threshold dan jika dibiarkan akan merusak komponen input sistem komputer. Proteksi: Menggunakan rangkaian voltage limited, dan/atau fuse. 10
Gangguan (Noise) Kelistrikan (3/7) Rangkaian voltage limited untuk saluran analog: +Vs D1 Fuse
R1 + -
Vs
D2
Vo R2
R3 -Vs 11
Gangguan (Noise) Kelistrikan (4/7) Noise dalam antarmuka digital: Grounding kurang baik Vcc R1
QA QB Vin
VB R2
0,1 Ω
R3
1.
Ground Coupling Disebabkan grounding yang kurang tepat, sehingga menimbulkan beda potential antara dua titik ground yang sama. Asumsikan IR3 > 10A, maka tegangan VB Q A akan naik 1 volt. Akibatnya QB akan semakin konduksi. Akhirnya …….. 12
Gangguan (Noise) Kelistrikan (5/7) Grounding yang direkomendasikan Vcc R1
A
B
Vin
R2
R3
Perhatikan kawat yang menghubungkan R2 dan R3 terhadap ground. Keduanya terhubung pada satu titik, sehingga tidak ada beda potential akibat arus yang mengalir melalui R3.
13
Gangguan (Noise) Kelistrikan (6/7) 2. Kopling Kapasitif dan Induktif Terjadi apabila ada dua kawat terpasang secara paralel (PCB, kabel) dan saling berdekatan atau interkoneksi dalam rak yang terbuat dari metal dapat membentuk efek kapasitor. Kopling antar jalur disebut crosstalk . 3. Sebuah kawat dialiri arus besar, maka akan menimbulkan medan magnet, bila disekitarnya ada kawat lain maka kawat itu akan terinduksi [EMI]. 14
Gangguan (Noise) Kelistrikan (7/7) Teknik Mereduksi Noise: - Tegangan noise yang terkopel secara kapasitif dapat diredam menggunakan pelindung elektrostatik seperti grounded wire/metalic screen. (ex. Pelindung pada preamp Head, probe osiloskop - Noise yang disebabkan oleh Magnetik kopling dalam kabel transmisi dapat direduksi dengan menggunakan twisted pair wires. (ex. Saluran telepon, LAN) - Kapasitif dan induktif kompling dapat dieliminir dengan kopling optis. Kelemahannya responnya lambat bila dibandingkan dengan gate TTL. 15
Metode Pengantarmukaan Piranti Digital (1/3) Menghubungkan sinyal TTL dengan peralatan kontrol eksternal, dapat menggunakan metode sbb: - Direct TTL atau CMOS (syaratnya jika daya eksternal dan ground-nya terhubung dengan sangat baik dan berada di lingkungan bernoise rendah). - Electromechanical Relay (EMR) (digunakan bila diperlukan terisolasinya antara ground dan sumber daya utamanya) Flux Magnet Ke input rangkaian kontrol
LOAD Ke Sumber Daya Output
Input/output terisolasi
16
Metode Pengantarmukaan Piranti Digital (2/3) - Pengkopel optis DC (fungsinya sama dengan relay, tersedia dalam jenis transistor tunggal dan darlington). Digunakan untuk sumber daya DC Vcc RL RD LED PULSA INPUT
PT
PULSA OUTPUT
17
Metode Pengantarmukaan Piranti Digital (3/3) - Solid State Relay (fungsinya sama dengan relay). Piranti ini khusus digunakan untuk sumberdaya AC LOAD
Photon Ke input rangkaian kontrol
LED
PT
Ke Sumber Daya Output
Input/output terisolasi
18
Interface pengontrol beban AC dengan optoisolator Rangkaian kontrol +5V
Rangkaian yang dikontrol
150
MOC3011
220
220
R
Beban
IRED
D1
Q1 SBS
220 0,1
220VAC Snubber
47 0,1 Proteksi masukan Pemicu dan isolasi Kontrol TRIAC Masukan logik
19
Rangakaian Internal Solid State Relay
20
21
Latihan 1 1. Jelaskan cara kerja solid state relay. 2. Buat aplikasi untuk komponen-komponen EMrelay, Opto isolator, dan solid state relay yang dikendalikan oleh komputer. 3. Berikan contoh gangguan dalam antarmuka komputer dan cara menanggulanginya (selain yang pernah dijelaskan) Dikumpulkan minggu depan, ditulis tangan pada kertas A4 22
