Makalah Sistem Interfacing (analog dan digital)

MAKALAH

SISTEM INTERFACING

(ANALOG INTERFACING & DIGITAL INTERFACING)

 

 

Disusun Oleh :

Irwan Darmawan (140403020021)

SISTEM INFORMASI | FTI

UNIVERSITAS KANJURUHAN MALANG 2015

KATA PENGANTAR

Puji syukur kita panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas berkah dan limpahan rahmatnya penulis dapat menyelesaikan makalah “Sistem Interfacing” ini untuk memenuhi tugas UAS Teknik Input dan Ouput. Dalam makalah ini dijelaskan tentang apa-apa saja yang termasuk di dalam system interfacing sebuah komputer.

Saya menyadari bahwa penulisan makalah ini masih jauh dari kata sempurna, oleh sebab itu kritik dan saran yang membangun sangat saya harapkan demi perbaikan yang lebih baik. Atas bantuan dari beberapa pihak dalam penyelesaian makalah ini saya ucapkan terimakasih.

Hormat Saya,

Irwan Darmawan

BAB I
PENDAHULUAN

A.   Latar Belakang

Analog adalah sinyal data dalam bentuk gelombang yang kontinyu, yang membawa informasi dengan mengubah karakteristik gelombang. Dua parameter/karateristik terpenting yang dimiliki oleh isyarat analog adalah amplitude dan frekuensi.

Digital adalah sinyal data dalam bentuk pulsa yang dapat mengalami perubahan yang tiba-tiba dan mempunyai besaran 0 dan 1. Sinyal digital hanya memiliki dua kemungkinan, yaitu 0 dan 1, sehingga tidak mudah terpengaruh oleh derau, tetapi transmisi dengan sinyal digital hanya mencapai jarak jangkauan pengiriman data yang relative dekat.

Dalam pembelajaran Sistem Interfacing ini kita akan mengenal apa itu analog dan digital, apa perbedaan antara analog dan digital, apa saja keunggulan dari system analog dan digital.

B.   Rumusan Masalah

1.      Apa Itu Analog dan Digital ?

2.      Apa Perbedaan Sistem Analog dan Digital ?

3.      Apa Keunggulan Sistem Analog dan Digital ?

C.   Tujuan

1.      Mengetahui Apa Itu Analog dan Digital.

2.      Mengetahui Apa Perbedaan Sitem Analog dan Digital.

3.      Mengetahui Keunggulan Sistem Analog dan Digital.

BAB II
PEMBAHASAN

A.   Interface

User Interface merupakan mekanisme komunikasi antara user dengan sistem. User Interface dapat menerima informasi dari user dan memberikan informasi kepada user untuk membantu mengarahkan alur penelusuran masalah sampai ditemukan suatu solusi.

Tujuan dari interface adalah untuk mengkomunikasikan fitur-fitur sistem yang tersedia agar user mengerti dan dapat menggunakan sistem tersebut.

Spesifikasi Interface

1.        Mekanik, yaitu bentuk fisik dari port, jumlah pin dan lain-lain.

2.        Tegangan Listrik, yaitu karateristik dari tegangan listrik  yang  diperlukan untuk pengenal data.

3.        Fungsi, yaitu signal-signal yang digunakan atau fungsi pin-pin yang ada. Fungsi-fungsi tersebut dapat dikategorikan menjadi 4 yaitu:

·           Data

·           Pengontrol

·           Penguat

·           Penetral (ground).

4.        Prosedur, yaitu prosedur atau langkah-langkah penggunaan signal untuk komunikasi data yang berlaku.

Macam-macam Interface

1.        Graphical User Interface (GUI) :

Menggunakan unsur-unsur multimedia (seperti gambar, suara, video) untuk berinteraksi dengan pengguna.

2.        Text-Based :

Menggunakan syntax/rumus yang sudah ditentukan untuk memberikan perintah.

B.   Analog

Analog adalah istilah yang digunakan dalam ilmu teknik (terutama teknik elektro, teknik informasi, dan teknik kendali), yaitu suatu besaran yang berubah dalam waktu atau dalam ruang, dan yang mempunyai semua nilai untuk setiap nilai waktu (dan atau setiap nilai ruang). Digunakan juga istilah Sinyal Kontinyu, untuk menggambarkan bahwa besaran itu mempunyai nilai yang kontinyu (tak terputus).

Penyebaran Sinyal Analog

Analog adalah sinyal data dalam bentuk gelombang yang continue, yang membawa informasi dengan mengubah karakteristik gelombang. Dua parameter/karakteristik terpenting yang dimiliki oleh isyarat analog adalah amplitude dan frekuensi. Gelombang pada sinyal analog yang umumnya berbentuk gelombang sinus memiliki tiga variable dasar, yaitu amplitude, frekuensi, dan phase.

·       Amplitude

Amplitude merupakan ukuran tinggi rendahnya tegangan sinyal analog.

·       Frekuensi

Frekuensi adalah jumlah gelombang sinyal analog dalam satuan detik.

·       Phase

Phase adalah besar sudut dari sinyal analog pada saat tertentu.

  

Analog disebarluaskan melalui gelombang elektromagnnetik (gelombang radio) secara terus menerus, yang banyak dipengaruhi oleh factor “penggangu”. Analog merupakan bentuk komunikasi elektromagnetik yang merupakan proses pengiriman sinyal pada gelombang elektromagnetik dan bersifat variable yang berurutan. Jadi system analog merupakan suatu bentuk komunikasi elektromagentik yang menggatungkan proses pengiriman sinyalnya pada gelombang elektromagnetik.

Pemanfaantan Sinyal Analog

Misalnya ketika seseorang berkomunikasi dengan menggunakan telepon, maka suara yang dikirim melalui jaringan telepon tersebut dilewatkan melalui gelombang. Dan kemudian, ketika gelombang ini diterima, maka gelombang tersebutlah yang diterjemahkan kembali ke dalam bentuk suara, sehingga si penerima dapat mendengar apa yang disampaikan oleh pembicara lainnya dari kamunikasi tersebut.

Sinyal analog merupakan pemanfaatan gelombang elektronik. Proses pengiriman suara, misalnya pada teknologi telepon, dilewatkan melaului gelombang elektronmagnetik ini, yang bersifat variable dan berkelanjutan. Satu komplit gelombang dimulai dari voltase nol kemudian menuju voltase tertinggi dan turun hingga voltase terendah dan kembali ke voltase nol. Kecepatan dari gelombang ini disebut dengan hertz (Hz) yang diukur dalam satuan detik.

Misalnya dalam satu detik, gelombang dikirimkan sebanyak 10,  maka disebut dengan 10 Hz. Contohnya sinyal gambar televisi, atau suara radio yang dikirimkan secara  berkesinambungan.

Pelayanan dengan menggunakan sinyal ini agak lambat dan gampang eror dibandingkan dengan data dalam bentuk digital. Gelombang analog ini disebut dengan baud. Baud adalah sinyal atau gelombang listrik analog. Satu gelombang analog sama dengan satu baud.

Kelemahan dari system ini adalah tidak bisa mengukur suatu dengan cukup teliti. Karena hal ini disebabkan kemampuan mereka untuk secara konsisten terus menurus merekam perubahan yang terus menerus terjadi, dalam setiap pengukuran yang dilakukan oleh system analog ini ada peluang keragu-raguan akaan hasil yang dicapai, dalam sebuah system yang membutuhkan ketepatan kordinasi dan ketepatan angka-angka yang benar dan pasti, kesalahan kecil akibat kesalahan menghitung akan berdampak besar dalam hasil akhir. System ini butuh ketepatan dan ketelitian yang akurat, salah satu bentuknya adalah otak kita.

Contoh saja telepon yang berbasis analog, telepon yang pada awalnya ditemukan pada tahun 1876, diniatkan sebagai media untuk mengirimkan suara, dan salah satu penerapan konsep analog. Sampai pada tahun 1960-an. Penerapan analog ini masih tetap bertahan. Setelah itu mulai mengarah kepada teknologi digital. Begitu juga dengan televisi analog yang menerjemahkan sinyal menggunakan gelombang radio. Pemancar televisi mengirim gambar dan suara melalui gelombang radio, diterima oleh antenna rumah dan diterjemahkan menjadi gambar yang kita tonton.

Bentuk Gelombang Sinyal Analog

Sistem Analog merupakan bagian dari peralatan analog yang aktivitasnya dikontrol oleh sistem digitalnya melalui sistem interface IO. Sistem analog dapat berupa lampu bolam 220 volt, motor AC, bahkan sampai ke peralatan industri yang menggunakan arus besar.

(Gambar Sinyal Analog)

C.   Digital

Digital berasal dari kata Digitus, dalam Bahasa Yunani berarti jari jemari. Apabila kita hitung jari jemari orang dewasa, maka berjumlah sepuluh (10). Nilai sepuluh tersebut terdiri dari 2 radix, yaitu 1 dan 0, oleh karena itu Digital merupakan penggambaran dari suatu keadaan bilangan yang terdiri dari angka 0 dan 1 atau off dan on (bilangan biner). Semua sistem komputer menggunakan sistem digital sebagai basis datanya. Dapat disebut juga dengan istilah Bit (Binary Digit).

Digital merupakan sinyal data dalam bentuk pulsa yang dapat mengalami perubahan yang tiba-tiba dan mempunyai besaran 0 dan 1.

Sistem Digital merupakan sistem yang menjadi otak dari sistem secara keseluruhan. Sistem digital ini membaca kondisi dari sistem analog melalui sistem interface I/O dan mengkontrol sistem analog melalui sistem interface I/O.

Gerbang Logika

Sistem Digital adalah suatu sistem yang berfungsi untuk mengukur suatu nilai yang bersifat tetap atau tidak teratur dalam bentuk diskrip berupa digit-digit atau angka-angka, contohnya bilangan integer dan pecahan.

Sitem digital merupakan sistem elektronika yang setiap rangkaian penyusunnya melakukan pengolahan sinyal diskrit. Sistem digital terdiri dari beberapa rangkaian digital/logika, komponen elektronika, dan elemen gerbang logika untuk tujuan pengalihan tenaga/energi.

Gerbang logika adalah suatu rangkaian logika dengan suatu keluaran dan satu atau 2 dan juga lebih masukkan. sinyal keluaran hanya terjadi untuk kombinasi-kombinasi sinyal masukkan tertentu.

Gerbang logika dibagi menjadi 2 bagian, yaitu :

- Gerbang logika dasar seperti AND, OR, NOT

- Gerbang Logika Turunan seperti NAND, NOR, X-OR, X NOR

Sistem Bilangan

Biasanya sebelum mempelajari lebih dalam tentang sistem digital  pertama pasti kita akan mempelajari yang namanya sistem bilangan ,ada 4 jenis sistem bilangan yaitu biner, oktal, desimal, hexadecimal :

·      Bilangan Biner adalah bilangan yang hanya punya basis 2 atau bilangan basis 2 ,yaitu 0 dan 1.

·      Bilangan Oktal adalah bilangan yang hanya punya basis 8 atau bilangan basis 8 , yaitu 0,……,7.

·      Bilangan Desimal adalah bilangan yang hanya punya basis 10 atau bilangan basis 10 ,yaitu 0,…….9.

·      Bilangan Hexadesimal adalah bilangan yang hanya punya basis 16 atau bilangan basis 16 ,yaitu 0,……..9 ,A ,B ,C ,D ,E ,F (A=10 ,B=11 ,C=12 ,D=13 ,E=14 ,F=15).

Konversi Bilangan  adalah mengubah suatu sistem bilangan menjadi sistem bilangan lain.

Bentuk Gelombang Sinyal Digital

·         Sitem Digital hanya mengenal 2 (dua) kuantitas untuk mewakili dua kondisi yang ada. kuantitas tersebut disebut dengan logika.

·         Logika 1 mewakili kondisi mati. sehingga bentuk gelombang pada sistem digital hanya menegnal 2 arah, yaitu logika 1 dan logika 0

(Gambar Sinyal Digital)

D.    Perbedaan Sistem Digital Dan Sistem Analog

Sistem dapat didefinisikan sebagai suatu himpunan benda atau bagian-bagian yang bekerja bersama-sama atau terhubung sedemikian rupa sehingga membentuk suatu keseluruhan.

Sistem digital adalah susunan peralatan yang dirancang untuk mengolah besaran fisik yang diwakili oleh besaran digital, yaitu oleh nilai diskrit.

Peralatan itu pada saat ini umumnya merupakan peralatan elektronika. Meskipun dapat juga merupakan peralatan mekanik atau pneumatic. Sistem digital yang umum dijumpai antara lain adalah computer, kalkulator, dan jam digital.

Sistem analog meliputi peralatan yang mengolah besaran fisik yang diwakili dalam bentuk analog. Dalam system analog besaran itu beragam dalam nilai yang sinambung. Sebagai contoh amplitudo sinyal keluaran pengeras suara dalam pesawat penerima radio dapat memiliki nilai yang sinambung dari nol sampai ke nilai maximum yang mampu ditahannya.

Pada saat ini, khususnya dalam bidang elektronika, penggunaan teknik digital telah banyak menggantikan kerja yang sebelumnya menggunakan teknik analog. Alasan utama terjadinya pergeseran menuju teknologi digital itu adalah sebagai berikut:

1.      Sistem digital lebih mudah dirancang. Hal itu terjadi karena hal yang diggunakan adalah rangkaian pengalih yanhg tidak memerlukan nilai tegangan atau arus yang pasti, hanya rentangan(tinggi atau rendah) yang diperlukan.

2.      Penyimpanan informasi mudah dilakukan. Penyimpanan informasi itu dapat dilakukan oleh rangkaian pengalih khusus yang dapat menyesuaikan informasi tersebut dan menahannya selama diperlukan.

3.      Ketepatan dan ketelitiannya lebih tinggi. Sisttem digital ndapat menangani ketelitian sebanyak angka yang diperlukan hanya dengan menambahkan rangkaian penganlih saja. Dalam system analog, ketelitian biasanya terbatas hanya sampai tiga atau empat angka saja karena nilai tegangan dan arus didalamnya bergantung langsung pada kepada nilai komponen rangkaiannya.

4.      Operasinya dapat dengan mudah diprogrankan. Sangat mudah untuk merancang suatu sisrem digital yang kerjanya dikendalikan oleh program. Sistem analog juga dapat diprogram tetapi ragam dan kerumitan operasinya sangat terbatas.

5.      Sistem digital lebih kebal terhadap noise. Perubahan tegangan yang tidak teratur  tidak terlalu mengganggu seperti halnya dalam system analog. Dalam system digital nilai pasti untuk tegangan tidak penting sepanjang noise itu tidak sebesar sinyal tinggi atau sinyal rendah yang telah ditetapkan.

6.      Lebih banyak rangkaian digital yang dapat dibuat dalam bentuk chip rangkaian terpadu. Meskipun rangkaian analog juga dapat dibuat dalam bentuk IC, kerumitannya membuat system analog itu lebih mahal dalam bentuk IC.

Menurut Karakteristik

Karakteristik system digital adalah bahwa ia bersifat diskrit, sedangkan system analog bersifat continue sehingga pengukuran yang didapat sebenarnya lebih tepat dari system digital hanya saja banyak keuntungan yang lain yang dimiliki oleh system digital. Masing-masing system tersebut mempunyai kelebihan dan kekurangan sendiri tergantung dari untuk kasus apa system tersebut digunakan.

Menurut Pesan Atau Message

Pesan analog adalah kuantitas fisik yang bervariasi terhadap waktu dan dalam bentuk continue. Contoh sinyal analog adalah tekanan akustik yang dihasilkan ketika kita berbicara dan arus voice pada saluran telepon konvensional. Karena informasi terkandung pada gelombang yang selalu berubah terhadap waktu, maka system komunikasi analog harus dapat mentransmisikan gelombang ini pada tingkat fidelitas tertentu. Fidelitas dapat diartikan seberapa mirip sinyal yang telah dikonvermasikan dibandingkan dengan sinyal sumber asal atau sinyal sebelumnya. Semakin mirip sinyal tersebut dengan sinyal sebelum konversi maka fodelitasnya semakin baik.

Pesan digital adalah deratan symbol yang merepresentasikan informasi. Karena informasi terkandung dalam symbol-simbol, maka system komunikasi digital harus dapat mengangkut symbol-simbol tersebut dengan tingkat akurasi tertentu. Yang menjadi pertimbangan utama dalam disain system adalah menjaga agar symbol tidak berubah.

Menurut Cara Kerja

System digital merupakan bentuk sampling dari system analog. Digital pada dasarnya di code-kan dalam bentuk bilangan biner (0 dan 1). Besarnya nilai suatu system digital dibatasi oleh lebarnya/ jumlah bit (bendwidth). Jumlah bit juga sangat mempengaruhi nilai akurasi system digital. Contoh kasus ada system digital dengan lebar 1 byte (8 bit).

Pada system analog, terdapat amplifier di sepanjang jalur tranmisi. Setiap amplifier menghasilkan penguatan (gain), baik menguatkan sinyal pesan maupun noise tambahan yang menyertai di sepanjang jalur tranmisi tersebut. Pada siste digital, amplifier digantikan regenerative repeater. Fungsi repeater selain menguatkan sinyal, juga “membersihkan” sinyal tersebut dari noise. Pada sinyal “unipolar baseband”, sinyal input hanya mempunyai dua nilai – 0 atau 1. Jadi repeater harus memutuskan, maka dari kedua kemungkinan tersebut yang boleh ditampilkan pada interval waktu tertentu, untuk menjadi nilai sesungguhnya di sisi terima.

Keuntungan kedua dari system komunikasi digital adalah bahwa ktia berhubungan dengan nilai-nilai, bukan dengan bentuk gelombang. Nilai-nilai bisa dimanipulasi dengan rangkaian-rangkaian logika, atau jika perlu, dengan mikroprosesor. Operasi-operasi matematika yang rumit bias secara mudah ditampilkan untuk mendapat fungsi-fungsi pemrosesan sinyal atau keamanan dalam tranmisi sinyal. Keuntungan ketiga berhubungan dengan range dinamis. Kita dapat mengilustrasikan hubungan ini dalam sebuah contoh. Perekaman disk piringan hitam analog mempunyia masalah terhadap range dinamik yang terbatas. Suara-suara yang sangat keras memerlukan variasi alur yang ekstrim, dan sulit bagi jarum perekam untuk mengikuti variasi – variasi tersebut. Sementara perekam secara digital tidak mengalami masalah karena semua nilai amplitude-nya, baik yang sangat tinggi maupun yang sangat rendah, ditranmisikan menggunakan urutan sinyal terbatas yang sama. Namun di dunia ini tidak ada yang ideal. Demikian pula hallnya dengan system komunikasi digital. Kerugian system digital dibandingkan dengan system analog adalah, bahwa system digital memerlukan bandwidth yang besar. Sebagai contoh, sebuah kanal suara tunggal dapat ditranmisikan menggunakan single-sideband AM dengan bandwidth yang kurang dari 5 kHz. Dengan menggunakan system digital, untuk mentransmisikan sinyal yang sama, diperlukan bandwidth hingga empat kali dari system analog. Kerugian yang lain adalah selalu harus tersedia sinkronisasi. Ini penting bagi system untuk mengetahui kapan setiap symbol yang terkirim mmullai dan kapan berakhir, dan perlu meyakinkan apakah setiap symbol sudah terkirim dengan benar.

Secara mudahnya, digital itu adalah 0 dan 1, atau logika biner, atau diskrit, sedang analog adalah continous. Digital bisa dilihat sebagai analog yang dicuplik/disampling, kalau samplingnya semakin sering atau deltanya makin kecil, katakana mendekati nol, maka sinyal digital bias terlihat menjadi analog kembali. Menghitung sinyal digital lebih gampang karena diskrit, sedang analog anda harus menggunakan diferensial integral.

Kalau alat-alat yang digital, itu yang dibuat dan bekerja didasarkan pada prisip digital, ini lebih gampang dari analog, tapi sekarang ini analog menjadi trend lagi, karena digital dengan clock yang semakin kecil Giga Herzt atau lebih, perilakunya sudah menjadi seperti rangkaian analog, jadi diperlukan ahli-ahli rangakaian analog. Kalau untuk telekomunikasi, mau tidak mau maksih melibatkan system analog, karena harus menggunakan sinyal pembawa (carrier), komunikasi digitalpun hanya datanya di digitalkan (digital (0-1) dimudulasikan dengan carrier sinyal analog) di akhirnya harus diubah lagi jadi analog. Kalau contoh komponen yang bekerja dengan prinsip analog : transistor, tabung TV, IC-IC TTL, IC Catu Daya. Digital : IC Logika,microcontroller, FPGA. Rangkaian analog adalah kebutuhan dasar yang tak tergantikan di banyak system yang kompleks, dan  menuntut kenerja yang tinggi.

Keunggulan Sistem Analog

•        Pemrosesan sinyal dari alam secara alamiah, sinyal yang dihasilkan alam itu adalah berbentuk analog.

•        Komunikasi digital untuk mengirim sinyal melalui kabel yang panjang biasanya juga harus diubah dulu menjadi sinyal analog, memerlukan juga perancangan ADC dan DAC

•        Penerima optis menerima data kecepatan tinggi melalui jalur fiber optic yang panjang data harus diubah menjadi bentuk cahaya (light)

•        Mikroprosessor dan Memory walaupun sesungguhnya DIGITAL, tapi pada kecepatan tinggi (high speed digital design)

Keunggulan Sistem Digital

•   Teknologi digital menawarkan biaya lebih rendah, keandalan (reability) lebih baik, pemakaian ruangan yang lebih kecil dan konsumsi daya yang lebih rendah

•        Teknologi digital membuat kualitas komunikasi tidak tergantung pada jarak

•        Teknologi digital lebih bergantung pada noise

•        Jaringan digital ideal untuk komunikasi data yang semakin berkembang

•        Teknologi digital memungkinkan pengenalan layanan-layanan baru

•        Teknologi digital menyediakan kapasitas tranmisi yang besar

•        Teknologi digital menawarkan fleksebilitas