Konsep Komunikasi Data Digital

Saat data dari perangkat hendak ditampilkan pada monitor komputer, maka pasti terjadi pertukaran data. Data dari perangkat dikirimkan ke komputer, komputer mengenali data tersebut kemudian menampilkannya ke monitor.

 Bab ini akan membahas mengenai teori dasar komunikasi antara komputer dengan peripheral control seperti diilustrasikan pada gambar 2.1.

Konsep Komunikasi Data

Pada contoh kasus adalah demikian: Peripheral 1 adalah suatu perangkat pengukur suhu 1 channel. Suhu yang terukur 80’ Celcius. Perangkat ini akan mengirimkan hasil tersebut dalam bentuk tulisan ”T80C” ke computer. Komputer akan menerima data tersebut dan menampilkannya ke monitor   .

Proses yang terjadi adalah sebagai berikut:

1.  Tulisan ”T80C” diubah menjadi data digital.  

• Huruf ’T’ misalkan diubah menjadi  10100 01001
• Huruf ’8’ misalkan diubah menjadi  10100 01001
• Huruf ’0’ misalkan diubah menjadi  10100 01001
• Huruf ’C’ misalkan diubah menjadi  10100 01001

Pengubahan dari huruf menjadi data digital bisa terserah kita, bisa tidak mengacu kemanapun, yang penting antar komputer dan perangkat memiliki kesepakatan yang sama.  

Jadi contoh diatas bisa juga diubah menjadi data digital yang lain, misalkan huruf ’T’ tidak diubah menjadi 10100 01001 melainkan 10000 11111. Hal tersebut memungkinkan asal komputer penerima tahu bahwa 1000 11111 adalah mewakilili huruf ’T’. (Kedua perangkat yang berkomunikasi sama sama tahu)

2.  Jadi supaya kedua perangkat yang saling berkomunikasi mengetahui dan tidak salah menerima informasi maka perubahan setiap huruf menjadi data digital harus menggunakan standart konversi (menggunakan tabel konversi) yang sama:

 Contoh tabel konversi (bisa diset terserah kita):

Dengan menggunakan tabel konversi yang sama, maka saat perangkat mengirim suatu huruf maka komputer akan menerima huruf tersebut secara benar karena acuannya sama.

 Contoh:

Dari Perangkat 1 (sesuai dengan Tabel 1) huruf ’A’ diubah menjadi  0000 0000

---- dikirimkan ----- diterima komputer dengan baik yaitu 0000 0000 diubah balik menjadi huruf ’A’ lagi (sesuai dengan tabel 1)  

Tetapi jika perangkat 1 menggunakan table 1 dan komputer menggunakan tabel 2, maka yang terjadi adalah demikian:

Dari Perangkat 1 (dengan Tabel 1) ’A’ diubah menjadi  0000 0000 ---- dikirimkan ----- diterima komputer 0000 0000 diubah balik menjadi huruf ’Z’

(karena menggunakan tabel 2)

Disini terjadi kesalahan fatal, perangkat mengirim huruf ’A’ diterima sebagai huruf ’Z’ komunikasi gagal. Demikian ilustrasinya jika antar perangkat

komunikasi menggunakan tabel konversi yang berbeda.

ANTAR PERANGKAT KOMUNIKASI HARUS MENGGUNAKAN TABEL KONVERSI / ATURAN YANG SAMA DAN TELAH DISEPAKATI ANTAR PERANGKAT.

3.  Pengubahan dari huruf menjadi kode biner bisa dilakukan dengan menggunakan tabel konversi yang kita rancang sendiri seperti terlihat pada tabel 2.1 dan 2.2. Itu jika perangkat yang akan berkomunikasi adalah desain / rancangan kita sendiri, tetapi jika kita ingin mengirimkan data ke komputer maka kita harus mengikuti standart baku yang dipakai komputer. Tabel konversi standart yang umum digunakan (tidak hanya di komputerhampir di semua perangkat standart) yaitu tabel ASCII (American StandarCode for Information Interchange –  Standar Pengkodean Amerika untukPertukaran Informasi). Dengan menggunakan ini maka perangkat akanmenjadi standart dengan perangkat lainnya. Seperti yang diketahui bahwasemua komputer dan perangkat kontrol (PLC, DCS Controller) menggunakantabel ASCII ini untuk konversi dari karakter ke kode binner.  

Tabel ASCII adalah sebagai berikut:

Contoh penggunaan:

Tulisan ”T80C” jika diubah menjadi kode binner dengan menggunakan tabel ASCII adalah demikian (MSB – LSB):

T  8  0  C

101 0100 011 1000 011 0000 100 0011

Masing masing huruf diubah menjadi 7 bit, tetapi bisa dijadikan 8 bit dengan menambah 0 didepan karena tidak mengubah nilainya:

T  8  0  C

0101 0100 0011 1000 0011 0000 0100 0011  

Jadi tabel ASCII berfungsi mengubah  huruf /karakter menjadi kode binner standart yang dipahami di seluruh dunia.

4.  Apakah setiap komunikasi data harus diubah menjadi kode digital?  Iya.  Secara nyata, perangkat mengirimkan data dengan mengubah ubah tegangan / arus / frekuensi dan lain sebagainya. Perangkat tidak pernah bisa mengirim huruf langsung.  

Contoh  

• Logika 1 misalkan diwakili tegangan 5 volt
• Logika 0 misalkan diwakili tegangan 0 volt

Maka huruf ’Z’ jika mengacu tabel 1 akan diwakili logika 0001 1010 sehingga kondisi real pengiriman data adalah seperti pada gambar:

Jadi kalau mengirim 2 huruf ’Z1’ maka ilustasinya adalah sebagai berikut:

Dengan demikian maka setiap pengiriman data digital harus diubah menjadi kode digital yang benar.

 Tetapi jika data yang dikirim bukan tulisan atau huruf melainkan angka, maka konversi menjadi kode digital tidak memerlukan tabel tetapi hanya diubah menjadi binner saja.

Contoh jika ingin mengirim angka 27 maka angka 27 diubah menjadi biner yaitu 0001 1011 setelah itu baru dikirim

Oleh karena itu maka perlulah mempelajari mengenai teknik konversi bilangan menjadi binner.

Pebedaan penulisan adalah sebagai berikut:

  18          : ini adalah angka desimal diubah menjadi biner = 0001 0010

  ’18’           : ini adalah tulisan ’18’ maka diubah dengan tabel ASCII

                           ’1’                          ’8’

           011 0001                          011 1000

  18H  : ini adalah angka hexa diubah menjadi binner  0001 1000

5.  Penjelasan diatas adalah jika pengiriman data dikirimkan secara serentak. Jadi pengiriman tulisan ”T80C” memerlukan 8 x 4 kabel  = 32 kabel. Plus 1 referensi ground. Total = 33 kabel. Pengiriman secara serentak ini disebut komunikasi data secara pararel. Pengiriman data secara murni pararel tersebut jelas lebih mudah dan lebih cepat, tetapi boros pada pengawatannya.  

Kelemahan lainnya adalah pengiriman data secara pararel jelas tidak flexible. Saat mengirimkan 4 huruf maka diperlukan 8x4+1 = 33 kabel. Begitu perangkat ingin mengirimkan 5 huruf, maka jumlah kabel harus disesuaikan menjadi 8x5+1 = 41. Semakin banyak data yang  hendak dikirimkan maka akan semakin banyak pula kabel yang diperlukan. Jika dipersiapkan langsung banyak, sehingga saat diperlukan tidak perlu menginstall kabel lagi akan menyebabkan pemborosan.

Di industri jumlah perangkat tentunya tidak hanya 10-20 melainkan ratusan, dan data yang dikirim tentunya tidak hanya 1 paremeter (contoh diatas hanya 1 paremeter yaitu suhu). Dengan demikian maka pengiriman data secara pararel ini tidak pernah dijumpai di industri karena memerlukan jumlah kabel yang teramat sangat banyak.

6.  Cara lain yang lebih realistis adalah sebagai berikut:

Tulisan ‘T80C’ dikirimkan secara bergantian, huruf per huruf. Tetapi disini harus ada suatu aturan yang disepakati kedua perangkat supaya data yang dikirimkan benar. Misalkan urutan pengiriman harus disepakati dulu misal pengiriman dari kiri ke kanan atau dari kanan ke kiri. Perbedaan aturan akan menghasilkan kesalahan data juga:

Tetapi walaupun demikian, secara detail, pengiriman tetap dilaksanakan bit per bit.  

T                          8                  0                  C  

0101 0100         0011 1000         0011 0000         0100 0011     ->  dikirim bit /bit

(konversi menggunakan tabel ASCII)

7.  Pengiriman dengan cara bergantian seperti dijelaskan pada point 6 disebut komunikasi data secara serial. Pengiriman data secara serial memerlukan kabel yang sedikit, flexible karena tidak terpengaruh jumlah data  

• pada komunikasi pararel jumlah data mempengaruhi jumlah kabel dan tidak mempengaruhi kecepatan,  
• pada komunikasi serial jumlah data mempengaruhi kecepatan sampainya data dan tidak mempengaruhi jumlah kabel).

Oleh karena itulah di industri komunikasi antar perangkat pada umumnya menggunakan komunikasi serial.

8.  Dari contoh diatas terlihat agar perangkat dapat saling berkomunikasi perlu adanya suatu peraturan. Aturan yang disepakati dalam proses komunikasi seperti misalkan:

• Tulisan dikirim dari kiri ke kanan atau sebaliknya?
• Bagaimana tabel konversi / cara konversi ke kode digitalnya.
• Biner yang dikirimkan secara bergantian yang dikirim dulu MSB atu LSB
• Kalau tulisan sudah dikirim oleh transmitternya, apakah receiver perlu mengkonfirmasi ke pengirim?
• Kapan transmitter mengirim tulisan, apakah terus menerus ataukan perlu ditrigger suatu kejadian baru mengirim?
• Pengiriman mengunakan tegangan berapa?
• Pengiriman menggunakan berapa kabel, kabelnya jenis apa (supaya antara pengirim dan penerima match)  
• Konektor antar perangkat apakah menggunakan terminal isi 4/5/6 bagaimana bentuknya?
• Berapa kecepatan pengiriman antar huruf?
• Bagaimana kalau trjadi error, apa indikatornya?
• Dan lain sebagainya

Sebelum terjadi komunikasi antar perangkat, maka aturan tersebut harus jelas dan disepakati antar perangkat. Aturan yang disepakati dalam berkomunikasi tersebut itulah disebut PROTOKOL. Protokol bisa kita buat sendiri, tetapi bisa mengacu pada protokol standart. Protokol standart yang dijumpai di industri antara lain MODBUS, SYSMAC, SIEMENS-PPI dan lain lain. Detail mengenai protokol akan dibahas pada bab tersendiri.

Dari keterangan yang telah dijelaskan, tampaklah bahwa untuk dapat membangun suatu komunikasi antar perangkat diperlukan suatu protokol. Dan juga komunikasi bisa dilakukan secara pararel ataupun serial. Penjelasan mengenai protokol akan ditemui pada bab 7, sementara penjelasan mengenai komunikasi serial standart yang dipakai di industri akan dijelakan pada bab berikut.