Komunikasi Data Serial Erlista Gita#1, Fortunatus Yosantonino*2, Khadid Yanuar #3, Nurmansah Adib *4 #
Program Studi Teknik Listrik, Politeknik Negeri Malang Jl. Soekarno Hatta no. 9, 65141 Indonesia 1
[email protected]
2
[email protected]
3
[email protected] 4
[email protected]
Data communication is the process of sending and Abstrac Abstract t — Data receiving data / information in two or more device that connected in a network. In digital communication data, data will be converted into binary code then the binary code will be sent. Serial data communication is serial data transmission that transmitted sequentially one by one. Serial data communication is slower than parallel data communication, but it can be transmitted at a greater distance from parallel communication data. Installation serial data communication is also easier and economic. Serial data communication using electrical system that all data will be converted into binary code (binary code:code that only have 2 conditions, 1 and 0). Condition 1 and 0 are only symbols that represent real physical quantities. For example representing voltage and current.
I ntisa ntisari ri — Komunikasi data adalah proses pengiriman dan penerimaan data/informasi dari dua atau lebih yang terhubung dalam sebuah jaringan. Dalam komunikasi data digital, semua data akan dikonversikan menjadi kode biner baru dikirimkan. Komunikasi data serial adalah pengiriman data secara serial yaitu satu persatu berurutan. Komunikasi data serial ini lebih lambat daripada komunikasi data pararel tetapi dapat ditransmisikan dengan jarak yang lebih jauh daripada komunikasi data pararel. Instalasi komunikasi data serial juga lebih mudah dan ekonomis dibandingkan komunikasi data pararel. Sistem komunikasi data serial menggunakan sistem elektrik yaitu semua data akan dikonversikan menjadi kode biner (hanya memiliki 2 kondisi, 1 dan 0). Kondisi 1 dan 0 hanya penulisan simbol saja yang mewakili besaran fisik yang nyata. Contohnya mewakili tegangan atau arus. Komunikasi data, Serial, Kode Biner, Transmisi. — Komunikasi Kata Kunci —
I. PENDAHULUAN Pada mulanya, sebuah komputer hanya dapat dipergunakan secara individual (stand alone) Namun perkembangan teknologi digital telah memungkinkan sebuah komputer untuk dapat berkomunikasi dengan komputer lain. Secara sederhana, dengan menggunakan sebuah kabel dan port komunikasi, dua buah komputer atau lebih dapat dihubungkan dan saling bekerjasama. Jika dua buah komputer (A dan B) saling dihubungkan, maka hal-hal yang dapat dilakukan antara lain: Komputer A dapat mengakses file-file yang ada di Komputer B, Komputer A dapat mengakses disk drive dari Komputer B, Komputer A dapat mengirimkan data ke Komputer B, dan lain sebagainya. Dengan prinsip di atas, maka dapat dikembangkan suatu jaringan komputer dimana di dalamnya terhubung lebih dari satu buah komputer sehingga antar komputer tersebut dapat saling tukar menukar fasilitas data dan informasi.. Untuk
dapat membuat beberapa komputer terhubung dengan jaringan dan saling bekerjasama, dibutuhkan jalur transmisi baik dengan menggunakan kabel (terstrial) maupun nirkabel (melalui satelit) Kabel transmisi digital (misalnya jenis UTP); dan Perangkat lunak sistem operasi dan aplikasi yang memiliki fitur jaringan dan diinstalasi pada masing-masing komputer. Komunikasi data antara komputer memungkinkan bagi user untuk mengirim dan menerima data dari dan ke computer lain. II. PEMBAHASAN A. Komunikasi Data Komunikasi data adalah proses pengiriman dan penerimaan data/informasi dari dua atau lebih device (alat, seperti komputer/laptop/printer/alat komunikasi yang lain) yang terhubung dalam sebuah jaringan. Baik lokal maupun yang luas, seperti internet. Pada dasarnya komunikasi data merupakan proses pengiriman informasi diantara dua titik menggunakan kode biner melewati saluran transmisi dan peralatan switching, bisa antara komputer dan komputer, komputer dengan terminal, atau komputer dengan peralatan, atau peralatan dengan peralatan. Karakteristik utama dari komunikasi data adalah pemakaian peralatan pintar untuk mengkonversi karakter atau simbol menjadi bentuk kode dan sebagainya. Seperti komunikasi menggunakan morse, maka operator berfungsi untuk mengkonversi karakter menjadi bentuk dot ( . ) dan dash ( - ). Kode merupakan standar yang disetujui. Dalam menyalurkan data baik antar komputer yang sama pembuatnya maupun dengan komputer yang lain pembuatnya. Data tersebut harus dimengerti oleh pihak pengirim maupun penerimanya. Untuk mencapai hal itu data harus diubah bentuknya dalam bentuk khusus yaitu sandi untuk melakukan komunikasi data. Penggambaran dari satu set simbol menjadi set simbol yang lain disebut Coding. Kode yang dipergunakan dalam komunikasi data terlebih dahulu harus didefinisikan beserta kombinasi lainnya untuk menjamin adanya kesesuaian antar peralatan komunikasi data. Kode dalam komunikasi data terdiri dari beberapa karakter. Karakter terdiri dari huruf, angka, spasi, tanda baca, simbol dan keyboard, dan simbol lainnya (karakter kontrol). Perlu diingat bahwa karakter spasi juga merupakan karakter yang penting, sekalipun sering kali dikira karakter kosong atau blank. Salah satu istilah dalam pengkodean dalam komunikasi data adalah elemen sinyal. Elemen sinyal merupakan sesuatu
yang dikirimkan melewati saluran transmisi dan dipergunakan untuk mewakili karakter – karakter yang dikirim. Dalam komunikasi data digital, semua data baik text, audio, image bahkan video akan dikonversi menjadi kode biner. Kode biner hanya memiliki 2 kondisi yaitu 1 dan 0 (high dan low). Kondisi 1 dan 0 tersebut hanya penulisan simbol dalam tataran teoritis, pada aplikasi nyata di lapangan simbol 1/0 diubah menjadi besaran fisik yang nyata. Besaran fisik nyata yang sering digunakan antara lain adalah tegangan atau arus. Jadi pada kondisi real logika 1 mungkin diwaliki tegangan 10volt sementara logika 0 diwakili tegangan -10volt. secara konsep logika 1/0 bisa diwakili sembarang tegangan misal logika 1 diwakili 220volt atau bahkan 20kV, logika 0 diwakili 110volt atau yang lainnya. Tetapi sekali lagi antar perangkat yang berkomunikasi harus memiliki kesamaan standart. Tanpa ada kesamaan standart maka akan terjadi kesalahan. Misal : Perangkat I memiliki standart logika 1 = 220V dan logika 0 = 110V Perangkat II standart logikanya lain misal 1 = 110V dan logika 0 = 0V Maka saat perangkat 1 mengirim logika 0 yang diwakili 110V oleh perangkat II tegangan tersebut diterima dan dikonversi menjadi logika 1 (mengacu ke standart perangkat II bahwa 110V adalah logika 1). Disini terjadi salah data logika 1 yang dikirim diterima menjadi logika 0. Belum lagi jika kondisi demikian: Perangkat I standart logika = 220V dan logika 0 = 110V Perangkat II standart logika = 5V dan logika 0 = 0V Saat perangkat I mengirimkan logika 1 = 220V dihubungkan ke perangkat II yang hanya siap menerima tegangan 5V untuk logika 1, maka perangkat II akan rusak. Jadi logika 1/0 bisa diwakili tegangan / arus berapapun juga asal antar perangkat yang berkomunikasi harus memiliki standart yang sama supaya komunikasi berhasil / data tersampaikan dengan benar dan peripheral tidak rusak. Walaupun demikian, agar memudahkan penggunakan, maka logika 1/0 memiliki standart pensinyalan yang umum. Dengan adanya standart sinyal yang umum i ni memungkinkan antar yang berbeda pabrik bisa saling dikoneksikan asal sinyalnya sama.
harus mengubah bit-bit serial yang diterimanya menjadi data byte yang persis seperti data semula pada pengirim, dengan menggunakan shift register serial-in parallel-out. Tentu saja jika data serial tersebut dikirim menumpang jalur telpon, maka dibutuhkan peralatan pengubah status digital 0s atau 1s menjadi sinyal suara audio. Peralatan seperti ini kemudian disebut modem (modulator/demudulator). Modulator sebagai pengubah sinyal digital menjadi sinyal audio, sebaliknya Demodulator adalah sebagai mengubah kembali sinyal audio menjadi sinyal digital. Pada jarak yang sangat dekat, kita dapat menggunakan komunikasi serial sederhana dan tidak perlu modulasi. Seperti yang dapat kita lihat pada hubungan komputer kita dengan keyboard atau mouse. 1) Komunikasi serial synchronous dan asynchronous Komunikasi data serial mengenal dua buah metode, yaitu synchronous dan asynchronous. Metode sychronous mengirimkan datanya beberapa byte atau karakter (atau disebut blok data atau frame) sebelum meminta konfirmasi apakah data sudah diterima dengan baik atau tidak. Sementara metode asynchronous data dikirim satu byte setiap pengiriman. Biasanya tidak dibutuhkan konfirmasi menerimaan data. Dari kedua jenis metode tersebut dapat dipilih dan dilakukan lewat program. Tentu saja dibutuhkan program yang baik dan teliti untuk melakukannya. Namun dewasa ini proses pengiriman data serial tersebut sudah dilakukan oleh sebuah chip tersendiri (Hardware). Salah satu chip disebut UART (Universal Asynchronous Reciever Transmiter) dan satunya lagi disebut USART (Universal Synchronous Asynchronous Reciever Transmiter). Dalam protokol berbeda, sychronous memerlukan sinyal tambahan yang digunakan untuk men-sychron-isasi setiap denyut dari proses transfer.
B. Komunikasi Data Serial Komunikasi data serial ialah pengiriman data secara serial (data dikirim satu persatu secara berurutan), sehingga komunikasi serial lebih lambat daripada komunikasi pararel. Komunikasi serial dapat digunakan untuk menggantikan komunikasi paralel jalur data 8-bit dengan baik. Tidak saja memakan biaya yang lebih murah, namun dapat digunakan untuk menghubungkan dua peralatan yang sangat jauh. Misalnya menumpang pada kabel telpon. Agar komunikasi serial dapat bekerja dengan baik, data byte harus diubah ke dalam bit-bit serial menggunakan peralatan yang disebut shift register parallel-in serial-out, kemudian data dikirimkan hanya dengan satu jalur data saja. Hal yang serupa dikerjakan pada penerima, dimana penerima
Gbr. 1Sinyal transmisi sinkron
Komunikasi data serial Asynchronous sekarang sudah digunakan demikian luas untuk transmisi yang berorientasi karakter, sementara metode Synchronous digunakan untuk transmisi yang berorientasi blok. Pada mode Asynchronous, setiap karakter ditempatkan berada diantara bit start dan bit stop. Bit start selalu satu bit, tapi stop bit bisa satu bit atau dua bit. Start bit selalu 0 (low) dan stop bit selalu 1 (high). Contohnya, pada gambar 2 di mana karakter A (01000001 biner) dibingkai (dikurung) oleh start bit dan satu stop bit.
Gbr. 2 Sinyal transmisi asinkron
Pada komunikasi serial Asynchronous, peralatan dan modem dapat diprogram untuk menggunakan lebar data 7 atau 8-bit. Tentu saja ditambah dengan Stop bit. Dahulu, system karakter ASCII masih terbatas pada data 7-bit, namun sekarang ASCII extended sudah lazim menggunakan lebar data 8-bit. Pada peralatan kuno, dengan komponen-komponen yang lambat pula, dibutuhkan stop bit yang agak panjang, hal ini dimaksudkan untuk memeberi kesempatan peralatan untuk menangani data yang telah diterimanya, dan untuk mempersiapkan diri untuk menerima byte berikutnya. Namun sekarang modem PC kita dewasa ini biasanya hanya menggunakan satu bit stop. Jika kita hitung, dengan menggunakan satu bit stop total kita memiliki 10-bit untuk setiap karakter 8-bit. Dengan kata lain setiap karakter 8-bit dikirim bersamasama start dan stop bit sehingga total menjadi 10-bit, yang artinya ada proses transfer lebih panjang 20% setiap karakternya. Pada system yang sangat mementingkan integritas data yang disimpan, maka ditambahkanlah bit paritas kepada bingkai data tersebut. Maksudnya untuk setiap karakter 8-bit kita masih menambahkan bit paritas disamping bit start dan bit stop. Sehingga total adalah 11-bit. Adapun bit paritas adalah bit yang menunjukkan bahwa data yang dimaksud adalah memiliki jumlah bit 1s (high) ganjil atau genap. Bit paritas adalah bit di luar data yang bersangkutan atau merupakan tambahan. Chip UART khusus biasanya sudah dilengkapi dengan keperluan paritas tersebut secara hardware. Bahkan ada beberapa pilihan untuk penanganan paritas ini, misalnya odd-, even- dan no parity. 2) Data Transfer Rate Kecepatan tranfer data pada komunikasi data serial diukur dalam satuan BPS (bits persecond). Sebutan terkenal lainnya adalah baud rate. Namun Baud dan bps tidak serta merta adalah sama. Hal ini mengacu kepada fakta bahwa baud rate adalah terminology modem dan diartikan sebagai perubahan signal dalam satuan bit signal setiap detik. Sedang data tranfer rate penamaannya mengacu pada jumlah bit dari byte data yang ditransfer setiap detik. Sementara itu kecepatan transfer data (data transfer rate) pada komputer tergantung pada jenis komunikasi yang diberlakukan atasnya. Seperti contoh, komputer PC-IBM model kuno dapat mentransfer data mulai dari
100 s/d 9600 bps. Namun pada saat sekarang kecepatan komunikasi serial menjadi sangat pesat. 56.000 bps kemudian menjadi standar kecepatan pada modem. Namun para perancang komputer sepakat untuk membatasi kecepatan pada komunikasi serial Asynchronous hanya setinggi 100.000 bps. Untuk kecepatan yang lebih tinggi mode Synchronous kemudian menjadi pilihan. 3) Parameter Komunikasi Serial Dari keterangan sebelumnya, terlihat bahwa logika 1/0 yang hanya ada pada tataran teoritis telah terimplementasikan pada tataran real dengan mengacu pada standart. Penjelasan diatas sebenarnya masih hanya penjelasan mengenai karakteristik elektrikalnya. RS232, RS422 dan RS485 sebenarnya menstandarkan tidak hanya sinyal elektrikalnya tetapi juga tipe komunikasi, kecepatan, konektor, dan lainlainnya. Berikut adalah penjelasan lebih detailnya. Seperti yang telah dibahas pada bab sebelumnya jika suatu perangkat ingin mengirim 1 karakter (misalkan karakter ’-’) ke perangkat lain, maka pertama huruf ’ -’ tersebut diubah menjadi kode binner. Dengan mengacu pada tabel ASCII maka huruf ’-’ diubah menjadi 010 1101 jika kemudian akan dikirimkan dengan standart RS 232 maka setiap logika 1 diubah menjadi tegangan -15V dan logika 0 menjadi tegangan +15V maka grafiknya adalah sebagai berikut:
Perlu diingat bisanya yang dikirim adalah LSB dulu baru MSB, jadi dari gambar seolah- olah terbalik. Kode binner ini 010 1101 disebut DATA BIT. Dalam komunikasi serial standart data bit bisa diset 7 bit atau 8 bit. Jika diset 7 bit maka data yang dikirim tetap 010 1101 tetapi jika diset 8 bit maka akan ditambah logika 0 untuk menggenapi menjadi 0010 1101. Selanjutnya dalam komunikasi serial asinkron selain data bit pada umumnya juga ditambah 1 bit START BIT (selalu logika 0) ditambah STOP BIT (selalu logika 1). Stop bit bisa diset 1,1.5 hingga 2 bit. Kemudian bisa ditambah dengan PARITY (optional) parity hanya selebar 1 bit. Karakter : “ – “ Binner
: 010 1101<- ini disebut data bit 7 bit.
Data
: 010 1101 0 <- ditambah start bit 1 logika 0 dibelakang
Data
: 1 010 1101 0 <- ditambah stop bit 1 logika 1 didepan
Arti 9600 bit per second adalah dalam satu second bisa mengirim 9600 bit. Dengan demikian jika komunikasi diset 9600 bps maka lebar per 1 bitnya adalah: 1/ 9600 = 0.10416 msec Jadi dalam komunikasi serial, parameter yang perlu diseting adalah: a. Baudrate b. Data bit c. Parity d.
Stop bit
C. Kelebihan Komunikasi Data Serial Pemilihan setting ini harus sama antar perangkat yang hendak berkomunikasi, perbedaan setting antar perangkat menyebabkan gagalnya komunikasi. Selanjutnya data yang dikirim bisa terlihat seperti
1. 2.
3.
Tetapi juga bisa terlihat seperti 4.
5. Perbedaan antara gambar 3.8 dengan gambar 3.9 adalah lebar tiap bit nya. Pada gambar 3.9 lebar tiap bitnya lebih pendek dibanding gambar sebelumnya. Perbedaan lebar bit ini jelas akan menyebabkan gagal komunikasi. Lebar bit ini disebut BAUDRATE yang memiliki satuan bps (bit per second). Nilai baudrate yang umum adalah: 110 bps
4800 bps
300 bps
9600 bps
1200 bps
19200 bps
2400 bps
38400 bps
6.
Adapun kelebihan Komunikasi data serial adalah : Hanya menggunakan satu jalur saja sehingga labih mudah dal instalasi dan lebih ekonomis. Lebih efektif dibandingkan transmisi data parallel dal komunikasi jarak jauh. Trasnmisi parallel diperluka 8 kali lipat kebutuhan kabel. Kabel untuk komunikasi serial bisa lebih panjang dibandingkan dengan paralel;datadatadalamkomunikasiserialdikirim-kanuntuklogika'1' sebagai tegangan-3 s/d -25 volt dan untuk logika'0'sebagaitegangan+3s/d+25volt,dengandemikiantegangandalam komunikasiserialmemilikiayunantegangan maksimum 50 volt, sedangkan pada komunikasi paralel hanya 5 volt. Hal ini menyebabkan gangguan pada kabel-kabel panjang lebih mudah diatasi dibandingkan pada paralel; Jumlah kabel serial lebih sedikit; Anda bisa menghubungkan dua perangkat komputer yang berjauhan dengan hanya 3 kabel untuk konfigurasinull modem,yaitu TXD (salurankirim),RXD(saluranterima) danGround, bayangkanjikadigunakan teknik paralel akanterdapat 2025 kabel!Namun padamasing-masingkomputer dengan komunikasiserialharus dibayar"biaya"antarmuka serialyangagaklebihmahal; Banyaknyapirantisaat ini(palmtop,organizer,hand phonedan lain- lain) menggunakan teknologiinfra merahuntuk komunikasi data; dalamhalinipengirimandatanya dilakukan secaraserial.IrDA-1 (spesifikasi inframerah pertama) mampu mengirimkandatadengan laju115,2 kbpsdan dibantu dengan piranti UART, hanya panjang pulsaberkurangmenjadi 3/16 daristandarRS232untukmenghematdaya; Untuk teknologi embedded system, banyak mikrokontroler yang dilengkapidenganko munikasiserial (baik seri RISC maupun CISC) atau Seri al Communication I nterface (SCI); dengan adanya SCI yang terpadu pada 1C mikrokontroler akan mengurangi jumlah pin keluaran, sehingga
hanyadibutuhkan2pinutamaTxDdanRxD(diluaracuan grou nd). D. Kekurangan Komunikasi Data Serial Adapun kekurangan Komunikasi data serial adalah : 1. Kecepatan pengiriman data yang lambat karena bit bit dikirim secara berurutan dan tidak serempak. 2. Perlu adanya Shift Register Parallel-in serial-out untuk mengubah data byte agar bisa di transmisikan atau dikirimkan dengan satu jalur data saja. 3. Port serial terkesan lebih rumit. E. SISTEM KOMUNIKASI DATA SERIAL Dalam komunikasi data serial sistem menggunakan sistem electrik,dimana semua data akan dikonversi menjadi kode biner. Kode binner hanya memiliki 2 kondisi yaitu 1 dan 0 (High dan Low). Kondisi 1 dan 0 tersebut hanya penulisan simbol dalam tataran teoritis, pada aplikasi nyata di lapangan simbol 1/0 diubah menjadi besaran fisik yang nyata. Besaran fisik nyata yang sering digunakan antara lain adalah tegangan dan atau arus. Jadi pada kondisi real logika 1 mungkin diwakili tegangan 10 volt sementara logika 0 diwakili tegangan -10 volt. Secara konsep logika 1/0 bisa diwakili sembarang tegangan misal logika 1 diwakili 220V atau bahkan 20kV, logika 0 diwakili 110V atau yang lainnya. III. K ESIMPULAN Komunikasi data adalah proses pengiriman dan penerimaan data/informasi dari dua atau lebih device (alat, seperti komputer/laptop/printer/alat komunikasi yang lain) yang terhubung dalam sebuah jaringan. Komunikasi data serial ialah pengiriman data secara serial (data dikirim satu persatu secara berurutan), sehingga komunikasi serial lebih lambat daripada komunikasi pararel. Komunikasi serial dapat digunakan untuk menggantikan komunikasi paralel jalur data 8-bit dengan baik. Tidak saja memakan biaya yang lebih murah, namun dapat digunakan untuk menghubungkan dua peralatan yang sangat jauh. IV. R EFERENSI [1] [2] [3]
[4]
W. Sapto, Basic Industrial Interfacing , Malang, 2008 Suyadi, Komunikasi Serial dan Port Serial (COM), Surakarta, 2012 Ridhaprilia. (2015) Transmisi Asynchronous dan Synchronous. [online]. Available:https://www.slideshare.net/ridhaprilia/transmisiasynchronous-dan-synchronous?from_action=save T. Putra. (2013) Bab 2 Pengantar Komunikasi Data. [online]. Available:https://www.slideshare.net/putratidore/bab-2-pengantarkomunikasi-data
