TUGAS ITERFACING TENTANG SISTEM KOMUNIKASI SERIAL RS 232

TUGAS ITERFACING

TENTANG SISTEM KOMUNIKASI SERIAL RS 232

DISUSUN OLEH :

HERU SULISTIO

(11111100116)

TEKNIK INFORMATIKA

UNIVERSITAS PGRI YOGYAKARTA

2013

Contoh Implementasi Komunikasi Serial RS 232

Komuniksi serial adalah salah satu cara komunikasi dimana data dikirimkan tiap bit secara serial. Pengiriman data serial ini pada umumnya menggunakan format-format tertentu yaitu tentang start dan stop bit, parity checker dan data yang dikirimkan. Sehingga keseluruhan tersebut jika digabungkan akan membentuk sebuah frame bit. Pada umumya komunuikasi serial yang sering digunakan adalah RS 232.

Keberadaan port serial RS-232 pada komputer semakin berkurang jumlahnya, jika dahulu terdapat minimal 2 buah port serial RS-232, maka sekarang jumlahnya sudah berkurang menjadi 1 buah, bahkan pada jenis komputer tertentu sudah tidak menyediakan port serial RS-232. Karena memang dilihat dari sudut teknologi, bagi beberapa pihak komunikasi data menggunakan port serial RS-232 sudah dianggap tertinggal. Tetapi port serial RS-232 punya kelebihan yaitu kemudahan dalam penggunaannya, tidak memerlukan teknik pemrograman yang terlalu rumit, mudah untuk dipelajari dan karena sudah umum digunakan maka tidaklah sulit untuk mendapatkan periperal untuk merancang bangun suatu device yang menggunakan port serial RS-232. Karena itu port serial RS-232 banyak digunakan sebagai dasar untuk mempelajari teknik-teknik antar muka antara suatu device dan PC, misalnya antar muka mikrokontroler dengan PC.

Dalam mempelajari teknik antar muka menggunakan komunikasi data melalui port USB bagi pemula tidaklah mudah. Hal ini dapat diatasi dengan menggunakan suatu dongle konverter port USB menjadi port serial RS-232. Dengan menggunakan konverter ini maka sebuah port USB PC seolah-olah menjadi sebuah port serial RS-232 seperti pada umumnya, walaupun sesungguhnya data ditransfer melalui sebuah port USB.

Ada sejumlah rangkaian transceiver RS232 yang biasa digunakan untuk komunikasi antara mikrokontroler dengan divais lain seperti PC atau divais lain yang menggunakan RS232. Untuk menekan harga, dapat digunakan rangkaian dengan dua transistor seperti yang tampak pada gambar berikut.

Dalam rangkaian lain digunakan Max232 dari Maxim. Rangkaian ini sangat stabil dan digunakan untuk rancangan yang profesional. Divais ini tidak mahal, menyediakan dua kanal RS232. Setiap output transmitter dan input receiver dilindungi terhadap kejutan elektrostatik hingga 15kV. Divais ini dapat beroperasi dengan catu tunggal 5V.

Salah satu kelemahan komunikasi data menggunakan RS232 adalah jarak maksimal yang diijinkan adalah 15 meter. Hal tersebut bisa diatasi dengan menggunakan RS485.

RS485 dapat digunakan untuk mentransfer data sampai dengan jarak 1220 meter, dengan kecepatan transfer sampai dengan 10Mbps. Jaringan RS485 bisa menangani sampai dengan 32 perangkat/divais.

Standar RS232 ditetapkan oleh Electronic Industry Association and Telecomunication Industry Association pada tahun 1962. Nama lengkapnya adalah EIA/TIA-232 Interface Between Data Terminal Equipment and Data Circuit-Terminating Equipment Employing Serial Binary Data Interchange. Meskipun namanya cukup panjang tetapi standar ini hanya menyangkut komunikasi data antara komputer dengan alat-alat pelengkap komputer. Ada dua hal pokok yang diatur standar RS232, antara lain adalah :

Bentuk sinyal dan level tegangan yang dipakai.

RS232 dibuat pada tahun 1962, jauh sebelum IC TTL populer, oleh karena itu level tegangan yang ditentukan untuk RS232 tidak ada hubungannya dengan level tegangan TTL, bahkan dapat dikatakan jauh berbeda. Berikut perbedaan antara level tegangan RS232 dan TTL :

Penentuan jenis sinyal dan konektor yang dipakai, serta susunan sinyal pada kaki- kaki di konektor. Beberapa parameter yang ditetapkan EIA (Electronics Industry Association) antara lain:

• Sebuah ‘spasi’ (logika 0) antara tegangan +3 s/d +25 volt

• Sebuah ‘tanda’ (logika 1) antara tegangan -3 s/d -25 volt

• Daerah tegangan antara +3 s/d -3 volt tidak didefenisikan

• Tegangan rangkaian terbuka tidak boleh lebih dari 25 volt (dengan acuan ground)

• Arus hubung singkat rangkaian tidak boleh lebih dari 500 mA.

Sebuah penggerak (driver) harus mampu menangani arus ini tanpa mengalami kerusakan. Selain mendeskripsikan level tegangan seperti yang dibahas di atas, standard RS232 menentukan pula jenis-jenis sinyal yang dipakai mengatur pertukaran informasi antara DTE dan DCE, semuanya terdapat 24 jenis sinyal tapi yang umum dipakai hanyalah 9 jenis sinyal. Konektor yang dipakai pun ditentukan dalam standard RS232, untuk sinyal yang lengkap dipakai konektor DB25, sedangkan konektor DB9 hanya bisa dipakai untuk 9 sinyal yang umum dipakai.

Sinyal-sinyal tersebut ada yang menuju ke DCE ada pula yang berasal dari DCE. Bagi sinyal yang menuju ke DCE artinya DTE berfungsi sebagai output dan DCE berfungsi sebagai input, misalnya sinyal TD, pada sisi DTE kaki TD adalah output, dan kaki ini dihubungkan ke kaki TD pada DCE yang berfungsi sebagai input. Kebalikan sinyal TD adalah RD, sinyal ini berasal dari DCE dan dihubungkan ke kaki RD pada DTE yang berfungsi sebagai output.

Sistem Kerja Komunikasi Serial RS 232

Konverter Logika RS-232

Jika peralatan yang kita gunakan menggunakan logika TTL maka sinyal serial port harus kita konversikan dahulu ke pulsa TTL sebelum kita gunakan, dan sebaliknya sinyal dari peralatan kita harus dikonversikan ke logika RS-232 sebelum di-inputkan ke serial port. Konverter yang paling mudah digunakan adalah MAX-232. Di dalam IC ini terdapat Charge Pump yang akan membangkitkan +10 Volt dan -10 Volt dari sumber +5 Volt tunggal. Dalam IC DIP (Dual In-line Package) 16 pin (8 pin x 2 baris) ini terdapat 2 buah transmiter dan 2 receiver. Sering juga sebagai buffer serial digunakan chip DS275.

Untuk menghubungkan antara 2 buah PC, biasanya digunakan format null mode, dimana pin TxD dihubungkan dengan RxD pasangan, pin Sinyal ground (5) dihubungkandengan SG di pasangan,  dan masing masing  pin DTR, DSR dan CD dihubung singkat, dan pin RTS dan CTS dihubung singkat di setiap devais.

Konfigurasi Null Modem

Konfigurasi Null Modem digunakan untuk menghubungkan dua DTE dengan diagram pengkabelan yang dapat dilihat pada gambar dibawah. Dalam hal ini hanya dibutuhkan tiga kabel antar DTE, yakni untuk TxD, RxD dan Gnd. Cara kerjanya adalah bagaimana membuat komputer agar berpikir bahwa computer berkomunikasi dengan modem (DCE) bukan dengan komputer lainnya.

Pada gambar diatas terlihat bahwa kaki DTR (Data Terminal Ready) dihubungkan ke DSR (Data Set Ready) dan juga ke CD (Carrier Detect) pada masing masing komputer, sehingga pada saat sinyal DTR diaktifkan maka sinyal DSR dan CD juga ikut aktif (konsep Modem Semu atau Virtual Modem). Karena computer dalam hal ini melakukan pengiriman data dengan kecepatan yang sama, maka kontrol aliran (flow control) belum dibutuhkan sehingga RTS (Request To Send) dan CTS (Clear to Send) pada masing masing komputer saling dihubungkan.

Transmisi Data Pada RS232

Komunikasi pada RS-232 dengan PC adalah komunikasi asinkron. Dimana sinyal clocknya tidak dikirim bersamaan dengan data. Masing-masing data disinkronkan menggunakan clock internal pada tiap-tiap sisinya. Gambar 2.6 Format transmisi satu byte pada RS232 Data yang ditransmisikan pada format diatas adalah 8 bit, sebelum data tersebut ditransmisikan maka akan diawali oleh start bit dengan logik 0 (0 Volt), kemudian 8 bit data dan diakhiri oleh satu stop bit dengan logik 1 (5 Volt).

Rangkaian Komunikasi Serial RS232

Pada mikrokontroler baik yang jenis MCS maupun AVR terdapat Pin-Pin (Port) untuk melakukan komunikasi serial yaitu Rx (Receive) dan Tx (Transmitte). Rx digunakan untuk mengirimkan data secara serial sedangkan Tx digunakan untuk menerima data secara serial pula. Komunikasi serial pada mikrokontroler ini masih menggunakan level sinyal TTL (Transistor Transistor Logic) yaitu sinyal yang  memiliki gelombang level datanya antara 0 dan 5 volt. Dengan fasilitas Rx dan TX ini mikrokontroler bisa komunikasi secara serial baik antar devais atau dengan computer yang terhubung dengan rangkaian komunikasi serial yang dibuat.

Jika ingin menggunakan mikrokontroler untuk berkomunikasi dengan komputer atau device lainnya maka Rx dan Tx tidak bisa langsung dihubungkan begitu saja dengan device tersbut karena level sinyal yang digunakan berbeda-beda. Contohnya komunikasi serial untuk komputer menggunakan sinyal RS232 yaitu sinyal yang gelombang level sinyalnya antara +25V sampai -25V. Oleh karena itu, jika ingin diharapkan terjadi komunikasi antara mikrokontroler dengan komputer dibutuhkan sebuah buffer yang dapat mengubah sinyal level TTL dari mikrokontroler menjadi sinyal level RS232. Salah Buffer yang sering digunakan adalah IC MAX232CPE dan menggunakan transistor NPN maupun PNP.

Dibawah ini ada beberapa Rangkaian Komunikasi Serial yang telah pernah saya buat dengan menggunakan IC MAX232CPE dan menggunakan Transistor. Berikut tampilan gambar design yang telah dirancang menggunakan Software Protel DXP (Altium Designer).

1. RS232 IC MAX232CPE

Schematic MAX232CPE

Komponen-komponen yang diperlukan antara lain:

- IC MAX232CPE + Socket IC

- Konektor DB9 Female

- Capasitor 10uF (5 pcs)

- Header Male

Keuntungan dan Fungsi Menggunakan Komunikasi Serial RS 232

            Rangkaian komunikasi serial RS 232 berfungsi untuk menghubungkan device dari luar komputer dengan komputer itu sendiri. Karena tanpa adanya penghubung tersebut device tidak bisa berkomunikasi dengan komputer. Sedangkan keuntungan dari komunikasi serial RS 232 adalah sebagai berikut :

• Kabel untuk komunikasi serial bisa lebih panjang dibandingkan dengan pararel.

Data-data dalam komunikasi serial dikirimkan untuk logika ‘1’ sebagai tegangan -3 s/d -25 volt dan untuk logika ‘0’ sebagai tegangan +3 s/d +25 volt, dengan demikian tegangan dalam komunikasi serial memiliki ayunan tegangan maksimum 50 volt, sedangkan pada komunikasi pararel hanya 5 volt. Hal ini menyebabkan gangguan pada kabel-kabel panjang lebih mudah diatasi dibanding dengan pararel.

• Jumlah kabel serial lebih sedikit.

Dua perangkat komputer yang berjauhan dengan hanya tiga kabel untuk konfigurasi null modem, yakni TxD (saluran kirim), RxD (saluran terima) dan Ground, akan tetapi jika menggunakan komunikasi pararel akan terdapat dua puluh hingga dua puluh lima kabel.

• Komunikasi serial dapat menggunakan udara bebas sebagai media transmisi.

Pada komunikasi serial hanya satu bit yang ditransmisikan pada satu waktu sehingga apabila transmisi menggunakan media udara bebas (free space) maka dibagian penerima tidak akan muncul kesulitan untuk menyusun kembali bit bit yang ditransmisikan.

• Komunikasi serial dapat diterapkan untuk berkomunikasi dengan mikrokontroler.