PPI (Programmable periperal interface) 8255 itu sendiri adalah chip yang dirancang khusus untuk keperluan antarmuka (interface) pada sistem komputer yang menggunakan mikroprosesor intel. Istilah antarmuka di sini mengandung arti jembatan atau penghubung. Menghubungkan sebuah mikroprosesor dengan sebuah piranti luar (periperal) misalnya dengan keyboard, mouse, layar monitor, printer, dan lain-lain.PPI 8255 hanyalah satu jenis yang dapat diprogram untuk beberapa keperluan tertentu.Chip PPI 8255 memiliki 40 buah pin, yang konfigurasi pin-pinnya diperlihatkan pada gambar diatas. PPI 8255 (perhatikan gambar 2.12 ) memiliki 3 buah port (port A,B dan C) dan sebuah bus data 8-bit. Bus data adalah penghubung antara mikroprosesor dengan PPI 8255, sedangkan port A,B dan C adalah penghubung antara PPI 8255 dengan rangkaian kendali/piranti luar.
Karena bus data pada PPI 8255 hanya satu buah sedangkan port PPI ada 3 buah, bus data tidak dapat terhubung dengan ketiga port pada waktu yang bersamaan. Oleh karenanya, untuk menghubungkan bus data dengan salah satu port dapat dilakukan dengan memberikan kombinasi data tertentu pada pin A0 dan A1 sebagai berikut.
PPI-8255 mempunyai 24 pin I/O yang terdiri dari 3 port, yaitu:
– Port A (8 pin) disebut atau ditandai PA0-PA7
– Port B (8 pin) disebut atau ditandai PB0-PB7
– Port C (8 pin) disebut atau ditandai PC0-PC7
Ketiga port ini dapat berfungsi sebagai port keluaran (untuk mengeluarkan data)dan sebagai port masukan (untuk menerima data). Ketiga port tersebut dikelompokkan dalam 2 group A dan B dimana:
– Group A
Port A (PA0-PA7) dan Port C Upper (PC0-PC4)
– Group B
Port B (PB0-PB7) dan Port C lower (PC5-PC7)
Untuk mengatur (mendefinisikan) fungsi masing-masing port dapat dilakukan dengan memberikan kata kendali (control word) berupa 8 angka biner pada pin D0,D1,.. D7 (bus data). Selain itu untuk mendefinisikan fungsi ketiga port, kendali port ini juga berfungsi untuk mendefinisikan mode, bit set, bit reset, dan lain-lain. Untuk lebih jelasnya, dapat kita lihat pada gambar 2.14 ini adalah format data kendali beserta maksudnya
PPI-8255 dapat dioperasikan dalam 3 mode:
Mode 0 : Port A, Port B, dan Port C bekerja sebagai port I/O sederhana,yaitu tanpa hubungan dengan perangkat keras
Mode 1 : Port A dan Port B bekerja sebagai port I/O yang dilengkapi dengan hubungan otomatis, yaitu dengan menggunakan sebagian dari pin – pin untuk port C.
Mode 2 : Port A, dapat dibuat bekerja sebagai port I/O dua arah, sekaligus untuk menerima masukan dan mengeluarkan data, dilengkapi dengan hubungan.
Dari ketiga mode yang tersedia tersebut, yang akan kita gunakan adalah mode 0, mode yang paling sederhana untuk keperluan antarmuka.
(-)Peta alamat I/O
Dalam menentukan alamat I/O maka harus dipilih alamat Yang kosong (reserved) sehingga tidak mengganggu device yang lain yang telah ada sebelumnya. Untuk itu maka dipilih alamat 03E0H – 03E3H untuk keperluan PPI-8255.
Pada rancangan kartu PPI 8255 yang diperlihatkan pada gambar diatas digunakan sebuah saklar 8-bit yang kombinasinya dapat di set sedemikian rupa untuk menjaga agar daerah kerja kartu berada pada alamat 0300H-031FH. Kedelapan saklar tersebut dihubungkan dengan A2-A9 pada slot ekspansi. Pada rangkaian ini, digunakan pula sebuah komparator 74LS688, yang akan selalu membandingkan alamat dari CPU dengan alamat daerah kerja kartu PPI. Bila hasil perbandingan oleh komparator sama, akan dikirimkan sebuh sinyal yang mengaktifkan CS (mengaktifkan CS berarti mengaktifkan PPI 8255).
Karena daerah kerja kartu berada pada alamat 0300H-031FH, dari 20-bit alamat yang dimiliki oleh slot ekspansi, hanya 10-bit alamat yang digunakan. Pada tabel dibawah terdapat alamat yang digunakan untuk kartu PPI tersebut.
Dari tabel diatas, bila kita akan memilih daerah kerja kartu PPI, kita dapat melakukannya dengan mengubah bit-bit pada A2,A3 dan A4.
Slot ISA
ISA (Industrial Standard Architecture) adalah salah satu slot yang tersedia pada suatu komputer untuk mentransfer data. Piranti I/O atau interface card dapat dipasang pada slot ISA untuk dapat menghubungkan komputer dengan peralatan I/O. Slot ISA yang terpasang pada motherboard komputer bisa dipakai untuk 8-bit yang merupakan subset dari ISA 16-bit. Slot ISA merupakan suatu tempat piranti tambahan yang dipasang pada komputer sehingga pada motherboard disediakan tempat yang bisa digunakan untuk memasang piranti tersebut. Ada 2 macam slot yaitu ISA dan PCI yang kegunaannya disesuaikan dengan piranti yang akan dipasang.
Fungsi pin-pin pada slot ISA IBM PC
- D0 – D7 (Data 0 – Data 7): Data bus uP8088, 8 bit, bidirectional.
- MEMR (MEMory Read) dan MEMW (MEMory Write) yang menandakan µP sedang melakukan pembacaan / penulisan memori.
- IOR (I/O Read) dan IOW (I/O Write) yang menandakan µP sedang melakukan pembacaan / penulisan rangkaian I/O.
- ALE ( Address Latch Enable ) adalah Menandakan AD0 – AD7 dan A8 – A19 µP 8088 berisi A0 – A19.
- AEN (Address Enable) adalah Setiap mikroprosesor mengirimkan Address maka sinyal kontrol AEN diaktifkan.
Analog to Digital Converter
Analog to Digital Converter (ADC)
adalah sebuah piranti yang dirancang untuk mengubah sinyal-sinyal analog
menjadi bentuk sinyal digital. IC ADC 0804 dianggap dapat memenuhi
kebutuhan dari rangkaian yang akan dibuat. IC jenis ini bekerja secara
cermat dengan menambahkan sedikit komponen sesuai dengan spesifikasi
yang harus diberikan dan dapat mengkonversikan secara cepat suatu
masukan tegangan.
Diagram konfigurasi pin ADC0804 ditunjukkan
pada gambar, 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 akan mengalami
reset, dan ketika WR kembali kepada keadaan high, konversi segera
dimulai.
Pin No | Function | Name |
1 | Activates ADC; Active low | Chip select |
2 | Input pin; High to low pulse brings the data from internal registers to the output pins after conversion | Read |
3 | Input pin; Low to high pulse is given to start the conversion | Write |
4 | Clock Input pin; to give external clock. | Clock IN |
5 | Output pin; Goes low when conversion is complete | Interrupt |
6 | Analog non-inverting input | Vin(+) |
7 | Analog inverting Input; normally ground | Vin(-) |
8 | Ground(0V) | Analog Ground |
9 | Input pin; sets the reference voltage for analog input | Vref/2 |
10 | Ground(0V) | Digital Ground |
11 | 8 bit digital output pins | D7 |
12 | D6 |
13 | D5 |
14 | D4 |
15 | D3 |
16 | D2 |
17 | D1 |
18 | D0 |
19 | Used with Clock IN pin when internal clock source is used | Clock R |
20 | Supply voltage; 5V | Vcc |
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
aktif 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. Pada A/D 0804 merupakan tegangan
referensi yang digunakan untuk offset suatu keluaran digital maksimum
Push button
Tombol
tekan, atau dalam bahasa Inggris sering disebut push button, adalah
komponen elektronik sederhana yang berfungsi untuk menghubungkan dan
memutuskan aliran listrik dalam suatu rangkaian. Ketika tombol ditekan,
kontak di dalam tombol akan menutup, sehingga arus listrik dapat
mengalir. Sebaliknya, ketika tombol dilepaskan, kontak akan terbuka dan
arus listrik terputus.
Jenis-jenis Tombol Tekan
Secara umum, tombol tekan dapat dibagi menjadi dua jenis berdasarkan kondisi kontak saat tidak ditekan:
- Tombol Tekan Normal-Terbuka (Normally Open - NO):
Kontak
dalam keadaan terbuka saat tidak ditekan. Ketika ditekan, kontak akan
menutup dan memungkinkan arus mengalir. Sering digunakan untuk
mengaktifkan suatu fungsi.
- Tombol Tekan Normal-Tutup (Normally Closed - NC):
Kontak
dalam keadaan tertutup saat tidak ditekan. Ketika ditekan, kontak akan
terbuka dan memutus arus. Sering digunakan untuk menghentikan suatu
fungsi.
Kapasitor
Kapasitor
adalah komponen elektronik yang berfungsi untuk menyimpan muatan
listrik. Bayangkan kapasitor seperti sebuah baterai kecil yang bisa
diisi dan dikosongkan dengan sangat cepat.
Kapasitor terdiri dari dua
pelat konduktor (biasanya terbuat dari logam) yang dipisahkan oleh
bahan isolator (dielektrik). Ketika tegangan listrik diberikan pada
kedua pelat, muatan listrik akan terkumpul pada masing-masing pelat,
membentuk medan listrik di antara keduanya. Semakin besar tegangan yang
diberikan, semakin banyak muatan yang tersimpan.
Kapasitor memiliki berbagai fungsi dalam rangkaian elektronik, antara lain:
-
Penyimpanan Energi: Kapasitor dapat menyimpan energi listrik untuk
digunakan kemudian, misalnya pada rangkaian flash kamera atau untuk
meratakan tegangan.
-
Penghalang Arus Searah (DC): Kapasitor bersifat seperti penghalang bagi
arus searah, tetapi dapat melewatkan arus bolak-balik (AC). Hal ini
berguna untuk menyaring sinyal atau memblokir komponen DC dalam suatu
rangkaian.
-
Penstabil Tegangan: Kapasitor dapat membantu menstabilkan tegangan
dalam suatu rangkaian dengan menyerap fluktuasi tegangan yang terjadi.
- Pembentukan Waktu (Timing): Kapasitor bersama dengan resistor dapat membentuk rangkaian pengatur waktu (timer).
- Penyaringan Sinyal: Kapasitor digunakan dalam filter untuk memisahkan sinyal frekuensi tinggi dan rendah.
Digital to Analog Converter (DAC)
Fungsi DAC (Digital to Analog
Converter) adalah mengubah (mengkonversi) sinyal digital menjadi sinyal
analog. DAC (Digital to Analog Convertion) adalah perangkat atau
rangkaian elektronika yang berfungsi untuk mengubah suatu isyarat
digital (kode-kode biner) menjadi isyarat analog (tegangan analog)
sesuai harga dari isyarat digital tersebut. DAC (digital to Analog
Convertion) dapat dibangun menggunakan penguat penjumlah inverting dari
sebuah operasional amplifier (Op-Amp) yang diberikan sinyal input berupa
data logika digital (0 dan 1). Blok diagram DAC ditunjukkan pada gambar
di bawah ini:
Jenis-Jenis
DAC yaitu Binary-Weighted DAC. Suatu rangkaian Binary-weighted DAC
dapat disusun dari beberapa Resistor dan Operational Amplifier (Op-Amp)
seperti gambar berikut.
Kedua
yaitu R/2R Ladder DAC. Metode lain dari konversi Digital to Analog
adalah R/2R Ladder. Metode ini banyak digunakan dalam IC-IC DAC. Pada
rangkaian R/2R Ladder, hanya dua nilai resistor yang diperlukan, yang
dapat diaplikasikan untuk IC DAC dengan resolusi 8,10 atau 12 bit.
Rangkaian R/2R Ladder ditunjukkan pada gambar berikut.
Prinsip
kerja dari rangkaian R/2R Ladder DAC adalah sebagai berikut : informasi
digital 4 bit masuk ke switch D0 sampai D3. Switch ini mempunyai
kondisi “1” (sekitar 5 V) atau “0” (sekitar 0 V). Dengan pengaturan
switch akan menyebabkan perubahan arus yang mengalir melalui R9 sesuai
dengan nilai ekivalen biner-nya Sebagai contoh, jika D0 = 0, D1 = 0, D2 =
0 dan D3 = 1, maka R1 akan paralel dengan R5menghasilkan 10 k .
Selanjutnya 10 k ini seri dengan R6 = 10 k menghasilkan 20 k . 20 k ini
paralel dengan R2 menghasilkan 10 k , dan seterusnya sampai R7, R3 dan
R8. Rangkaian ekivalennya ditunjukkan pada gambar 6. Vout yang
dihasilkan dari kombinasi switch ini adalah -5V.
DAC 0808
DAC
0808 adalah DAC yang mempunyai 8 bit input, dengan metode konversi
rangkaian R-2R Ladder, dengan ketelitian (1/256). Tegangan output DAC
tergantung pada nilai yang diberikan pada pin Vref(+) dan pin Vref(-).
Dalam gambar berikut merupakan konfigurasi dasar dari DAC 0808.
Digital
To Analog Converter (DAC) adalah pengubah kode/ bilangan digital
menjadi tegangan keluaran analog. 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
aktuator. Dari dua jenis DAC diatas, sudah banyak terdapat DAC yang
terintegrasi menjadi suatu serpih (IC) yang mudah dalam penggunaannya.
Contohnya adalah National Semiconductor DAC 0808 yang menggunakan
prinsip R-2R.
Tabel pin pada DAC 0808
DAC 0808 sering digunakan dalam berbagai aplikasi elektronik, termasuk sistem kontrol dan pemrosesan sinyal.
Motor DC
Motor
DC merupakan bentuk motor pertama yang digunakan secara luas, karena
dapat ditenagai oleh sistem distribusi daya pencahayaan arus searah yang
ada. Kecepatan motor DC dapat dikontrol dalam rentang yang luas, baik
menggunakan tegangan suplai variabel atau dengan mengubah kekuatan arus
pada belitan medannya. Motor DC kecil digunakan dalam peralatan, mainan,
dan peralatan. Motor universal , motor sikat ringan yang digunakan
untuk peralatan dan perkakas listrik portabel dapat beroperasi pada arus
searah dan arus bolak-balik. Motor DC yang lebih besar saat ini
digunakan dalam penggerak kendaraan listrik, lift dan kerekan, dan dalam
penggerak untuk pabrik penggilingan baja. Munculnya elektronika daya
telah memungkinkan penggantian motor DC dengan motor AC dalam banyak
aplikasi.
Motor DC sering kali lebih disukai daripada jenis motor
lain karena kontrol kecepatannya yang presisi, yang sangat penting bagi
mesin industri. Motor ini dapat menyala, berhenti, dan mundur secara
instan, sehingga memberikan kontrol penting atas pengoperasian peralatan
produksi.
Motor DC diklasifikasikan berdasarkan hubungan antara
lilitan medan dan jangkar. Lilitan medan dapat dihubungkan secara
paralel dengan jangkar, secara seri dengannya, atau dalam beberapa
kasus, kombinasi dari koneksi paralel dan seri. Perbedaan lebih lanjut
dari motor DC adalah bagaimana rotor diberi daya; motor ini dapat berupa
motor sikat atau motor tanpa sikat. Pada motor DC sikat, arus dialirkan
ke rotor oleh sikat. Pada motor DC tanpa sikat, rotor memiliki magnet
permanen. Motor DC banyak digunakan di berbagai aplikasi, dengan
berbagai jenis yang tersedia untuk memenuhi kebutuhan spesifik. Memahami
setiap jenisnya penting, karena motor DC berperan dalam banyak aspek
kehidupan sehari-hari.
Buzzer
Buzzer Elektronika adalah sebuah komponen elektronika yang dapat
menghasilkan getaran suara berupa gelombang bunyi. Buzzer elektronika
akan menghasilkan getaran suara ketika diberikan sejumlah tegangan
listrik dengan taraf tertentu sesuai dengan spesifikasi bentuk dan
ukuran buzzer elektronika itu sendiri. Pada umumnya, buzzer elektronika
ini sering digunakan sebagai alarm karena penggunaannya yang cukup mudah
yaitu dengan memberikan tegangan input maka buzzer elektronika akan
menghasilkan getaran suara berupa gelombang bunyi yang dapat didengar
manusia.
Pada dasarnya, setiap buzzer elektronika memerlukan input berupa
tegangan listrik yang kemudian diubah menjadi getaran suara atau
gelombang bunyi yang memiliki frekuensi berkisar antara 1 - 5 KHz. Jenis
buzzer elektronika yang sering digunakan dan ditemukan dalam rangkaian
adalah buzzer yang berjenis Piezoelectric (Piezoelectric Buzzer). Hal
itu karena Piezoelectric Buzzer memiliki berbagai kelebihan diantaranya
yaitu lebih murah, relatif lebih ringan dan lebih mudah penggunaannya
ketika diaplikasikan dalam rangkaian elektronika.
Efek Piezoelektrik (Piezoelectric Effect) ditemukan pertama kali oleh
dua orang ilmuwan Fisika pada tahun 1880 bernama Pierre Curie dan
Jacques Curie yang berasal dari kebangsaan Perancis. Penemuan tersebut
kemudian dikembangkan oleh sebuah perusahaan Jepang menjadi
Piezoelectric Buzzer dan mulai populer digunakan pada tahun 1970-an.
Dalam rangkaian elektronika, piezoelectric buzzer dapat digunakan pada
tegangan listrik sebesar 6 volt hingga 12 volt dan dengan tipikal arus
sebesar 25 mA. Buzzer yang termasuk dalam keluarga Transduser ini sering
disebut juga dengan Beeper.
Pada
dasarnya, prinsip kerja dari buzzer elektronika hampir sama dengan loud
speaker dimana buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang secara
diafragma. Ketika kumparan tersebut dialiri listrik maka akan menjadi
elektromagnet sehingga mengakibatkan kumparan tertarik ke dalam ataupun
ke luar tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya. Karena
kumparan dipasang secara diafragma maka setiap kumparan akan
menggerakkan diafragma tersebut secara bolak-balik sehingga membuat
udara bergetar yang akan menghasilkan suara.
Namun dibandingkan
dengan loud speaker, buzzer elektronika relatif lebih mudah untuk
digerakkan. Sebagai contoh, buzzer elektronika dapat langsung diberikan
tegangan listrik dengan taraf tertentu untuk dapat menghasilkan suara.
Hal ini tentu berbeda dengan loud speaker yang memerlukan rangkaian
penguat khusus untuk menggerakkan speaker agar menghasilkan suara yang
dapat didengar oleh manusia.
4. Percobaan [kembali]
berikut adalah tampilan rangkaian pada proteus
berikut adalah tabel kebenaran peta memori dan input output dari rangkaian diatas
5. Video [kembali]
berikut adalah video simulasi rangkaian
6. Link download [kembali]
