Rangkaian Antarmuka (Interface) Input
Interface atau Antarmuka Input memungkinkan sensor (Input Transduser) untuk berkomunikasi dengan PC dan Mikro-controller.
Interface atau antarmuka adalah metode menghubungkan bersama satu perangkat, terutama komputer atau mikro-controller dengan yang lain yang memungkinkan kita untuk merancang atau mengadaptasi konfigurasi input dan output dari dua perangkat elektronik sehingga mereka dapat bekerja bersama.
Tetapi Interface lebih dari sekedar menggunakan program perangkat lunak komputer dan prosesor untuk mengendalikan sesuatu. Sementara antarmuka komputer menggunakan input dan output port satu arah dan dua arah untuk menggerakkan berbagai perangkat periferal, banyak rangkaian elektronik sederhana dapat digunakan untuk antarmuka ke dunia nyata baik menggunakan sakelar mekanis sebagai input, atau LED individu sebagai output.
Agar rangkaian elektronik atau mikro-elektronik berguna dan efektif, rangkaian harus terhubung dengan sesuatu. Rangkaian antarmuka input menghubungkan rangkaian elektronik seperti Op-amp, Gerbang logika, dll. Ke dunia luar yang memperluas kemampuannya.
Rangkaian elektronik memperkuat, menyangga, atau memproses sinyal dari sensor atau sakelar sebagai informasi input atau untuk mengontrol lampu, relai, atau aktuator untuk kontrol output. Bagaimanapun juga, rangkaian antarmuka input mengubah tegangan dan arus output dari satu rangkaian ke yang lainnya.
Sensor input memberikan input untuk informasi tentang suatu lingkungan. Kuantitas fisik seperti suhu, tekanan atau posisi yang bervariasi perlahan atau terus menerus dengan waktu dapat diukur dengan menggunakan berbagai sensor dan peranti pensakelaran yang memberikan sinyal output relatif terhadap kuantitas fisik yang diukur.
Banyak sensor yang dapat kita gunakan di rangkaian elektronik dan proyek resistif karena resistansi berubah dengan kuantitas yang diukur. Misalnya, termistor, pengukur regangan atau resistor bergantung cahaya (LDR). Semua perangkat ini digolongkan sebagai perangkat input.
Semuanya populer sebagai perangkat input karena biayanya yang murah dan mudahnya antarmuka input ke rangkaian apa pun. Juga operator dapat mengubah keadaan input hanya dengan mengoperasikan sakelar, menekan tombol atau menggerakkan magnet pada sakelar buluh (reed).
Sakelar dan push-button adalah perangkat mekanis yang memiliki dua atau lebih rangkaian kontak listrik. Ketika sakelar terbuka atau terputus, kontak-kontak dihidupkan terbuka dan ketika sakelar ditutup atau dioperasikan, kontak-kontak ini disingkat menjadi satu.
Cara yang paling umum dari input menghubungkan sakelar (atau tombol) ke rangkaian elektronik adalah melalui resistor pull-up ke tegangan supply seperti yang ditunjukkan. Ketika sakelar terbuka, 5 volt, atau logika "1" diberikan sebagai sinyal output. Ketika sakelar ditutup output di-gound dan 0v, atau logika "0" diberikan sebagai output.
Kemudian tergantung pada posisi sakelar/switch, output "tinggi" atau "rendah" diproduksi. Sebuah resistor pull-up diperlukan untuk menahan level tegangan output pada nilai yang diperlukan (dalam contoh ini, +5v) ketika sakelar terbuka dan juga untuk mencegah sakelar dari pemadaman supply saat ditutup.
Ukuran resistor pull-up tergantung pada arus rangkaian saat sakelar terbuka. Sebagai contoh, dengan sakelar terbuka, arus akan mengalir turun melalui resistor ke terminal VOUT dan dari hukum Ohm aliran arus ini akan menyebabkan penurunan tegangan muncul di resistor.
Kemudian jika kita mengasumsikan gerbang logika TTL digital memerlukan input "TINGGI" arus 60 mikro-ampli (60uA), ini menyebabkan penurunan tegangan pada resistor: 60uA x 10kΩ = 0,6V, menghasilkan input "TINGGI" tegangan 5.0 - 0.6 = 4.4V yang sesuai dengan spesifikasi input gerbang TTL digital standar.
Sakelar atau push-button juga dapat dihubungkan dalam mode "aktif tinggi" di mana sakelar dan resistor dibalik sehingga sakelar terhubung antara tegangan supply +5V dan output. Resistor, yang sekarang dikenal sebagai resistor pull-down, terhubung antara output dan ground 0v.
Dalam konfigurasi ini ketika sakelar terbuka, sinyal output, VOUT adalah pada 0v, atau logika "0". Ketika sakelar dioperasikan output pergi "TINGGI" ke tegangan supply +5 volt atau logika "1".
Berbeda dengan pull-up resistor yang digunakan untuk membatasi arus, tujuan utama dari pull-down resistor adalah menjaga terminal output, VOUT agar tidak mengambang dengan mengikatnya ke 0v atau ground.
Akibatnya Resistor yang jauh lebih kecil dapat digunakan karena penurunan tegangan biasanya akan sangat kecil. Namun, dengan menggunakan nilai resistor pull-down yang terlalu kecil akan menghasilkan arus tinggi dan disipasi daya tinggi pada resistor saat sakelar ditutup atau dioperasikan.
Selain input antarmuka individu push-button dan sakelar rocker ke rangkaian, kami juga dapat menghubungkan beberapa sakelar bersama dalam bentuk keypad dan sakelar DIP (Dual-in-line Package).
Sakelar atau Switch DIP adalah sakelar individual yang dikelompokkan bersama sebagai empat atau delapan switch dalam satu paket. Ini memungkinkan switch DIP untuk dimasukkan ke dalam soket IC standar atau kabel langsung ke rangkaian atau papan tempat breadboard.
Setiap switch dalam paket switch DIP biasanya menunjukkan salah satu dari dua kondisi dengan status ON-OFF dan paket DIP empat switch akan memiliki empat output seperti yang ditunjukkan.
Sakelar DIP tipe geser dan putar dapat dihubungkan bersama atau dalam kombinasi dua atau tiga sakelar yang membuat input menghubungkannya ke berbagai rangkaian sangat mudah.
Sakelar mekanis populer karena biayanya yang rendah dan kemudahan antarmuka input. Namun, sakelar mekanis memiliki masalah umum yang disebut "bouncing kontak". Sakelar mekanis terdiri dari dua bagian kontak logam yang didorong bersama untuk menyelesaikan rangkaian saat Anda mengoperasikan sakelar.
Tetapi alih-alih menghasilkan aksi switching yang bersih, bagian logam menyentuh dan memantul bersama di dalam tubuh sakelar menyebabkan mekanisme switching terbuka dan ditutup beberapa kali dengan sangat cepat.
Karena kontak sakelar mekanis dirancang untuk membuka dan menutup dengan cepat, ada sedikit sekali resistansi, yang disebut peredam untuk menghentikan kontak agar tidak memantul saat mereka membuat atau memecah. Hasilnya adalah tindakan memantul ini menghasilkan serangkaian pulsa atau tegangan sebelum sakelar melakukan kontak yang solid.
Masalahnya adalah bahwa setiap rangkaian elektronik atau digital yang sakelar mekanisnya dihubungkan dengan input juga dapat membaca operasi sakelar berganda ini sebagai serangkaian sinyal ON dan OFF yang berlangsung beberapa milidetik, alih-alih hanya satu aksi switching tunggal dan positif yang dimaksudkan.
Tindakan beberapa penutupan sakelar (atau pembukaan) ini disebut Switch Bounce di switch dengan tindakan yang sama disebut Contact Bounce in relai. Selain itu, karena sakelar dan kontak bouncing terjadi selama tindakan pembukaan dan penutupan, resultan yang bouncing dan arcing di seluruh kontak menyebabkan keausan, meningkatkan resistansi kontak, dan menurunkan masa kerja sakelar.
Namun, ada beberapa cara di mana kita bisa menyelesaikan masalah sakelar bouncing ini dengan menggunakan beberapa rangkaian tambahan dalam bentuk rangkaian debounce untuk "de-bouncing" sinyal input. Cara termudah dan paling sederhana adalah membuat rangkaian RC bounce yang memungkinkan sakelar untuk mengisi dan melepaskan kapasitor seperti yang ditunjukkan.
Dengan penambahan resistor 100Ω tambahan dan kapasitor 1uF ke rangkaian antarmuka input sakelar, masalah sakelar bounce dapat disaring. Konstanta waktu RC, T dipilih lebih lama dari waktu bouncing dari aksi sakelar mekanis. Buffer trigger Schmitt pembalik juga dapat digunakan untuk menghasilkan transisi output yang tajam dari RENDAH ke TINGGI, dan dari TINGGI ke RENDAH.
Jadi bagaimana cara kerja rangkaian antarmuka input ini? Nah kita lihat dalam tutorial Muatan RC bahwa muatan kapasitor sampai pada tingkat yang ditentukan oleh waktu yang konstan, T. Nilai konstanta waktu ini diukur dengan T = R*C, dalam detik, di mana R adalah nilai resistor dalam Ohm dan C adalah nilai kapasitor dalam Farads. Ini kemudian membentuk dasar dari konstanta waktu RC.
Pertama-tama mari kita asumsikan bahwa Sakelar sudah ditutup dan kapasitor sudah sepenuhnya habis, maka input ke inverter adalah RENDAH dan outputnya adalah TINGGI. Ketika sakelar dibuka, kapasitor mengisi melalui dua resistor, R1 dan R2 pada laju yang ditentukan oleh konstanta waktu C (R1+R2) dari jaringan RC.
Ketika kapasitor mengisi daya secara perlahan, setiap pantulan (bouncing) kontak sakelar dihaluskan oleh tegangan melintasi plat kapasitor. Ketika muatan pada plat sama atau lebih besar dari nilai terendah dari tegangan input atas ( VIH ) dari inverter, inverter berubah status dan output menjadi RENDAH.
Dalam contoh antarmuka input sakelar sederhana ini, nilai RC sekitar 10mS yang memberi kontak sakelar cukup waktu untuk menetap pada status terbuka terakhirnya.
Ketika sakelar ditutup, Kapasitor yang sekarang terisi penuh akan dengan cepat melepaskan ke nol melalui 100Ω pada laju yang ditentukan oleh konstanta waktu C(R2) mengubah keadaan output inverter dari RENDAH ke TINGGI.
Namun, pengoperasian sakelar menyebabkan kontak memantul sehingga mengakibatkan kapasitor ingin berulang kali mengisi daya dan kemudian melepaskan dengan cepat kembali ke nol.
Karena konstanta waktu pengisian RC sepuluh kali lebih lama dari konstanta waktu pengosongan RC, kapasitor tidak dapat mengisi daya dengan cukup cepat sebelum sakelar memantul kembali ke posisi akhir yang telah ditutup karena waktu kenaikan input telah diperlambat, sehingga inverter menjaga output TINGGI.
Hasilnya adalah tidak peduli berapa banyak sakelar kontak terpental saat membuka atau menutup, Anda hanya akan mendapatkan pulsa output tunggal dari inverter.
Keuntungan dari rangkaian sakelar pantulan sederhana ini adalah jika kontak sakelar memantul terlalu banyak atau terlalu lama konstanta waktu RC dapat ditingkatkan untuk mengompensasi.
Juga ingat bahwa penundaan waktu RC ini berarti bahwa Anda harus menunggu sebelum Anda dapat mengoperasikan sakelar lagi karena jika Anda mengoperasikan sakelar terlalu cepat maka tidak akan menghasilkan sinyal output lain.
Sementara rangkaian sakelar pantulan yang sederhana ini akan bekerja untuk sakelar input penghubung tunggal (SPST) ke rangkaian pengontrol elektronik dan mikro, kelemahan konstanta waktu RC adalah memperkenalkan penundaan sebelum tindakan pengalihan berikutnya dapat terjadi.
Jika aksi switching berubah dengan cepat, atau beberapa tombol dioperasikan seperti pada keypad, maka penundaan ini mungkin tidak dapat diterima. Salah satu cara untuk mengatasi masalah ini dan menghasilkan rangkaian penghubung input yang lebih cepat adalah dengan menggunakan Gerbang NAND 2-input berpasangan atau Gerbang NOR 2-input seperti yang ditunjukkan di bawah ini.
Jenis rangkaian sakelar pantulan (debounce) ini beroperasi dengan cara yang sangat mirip dengan SR Flip-flop yang kita lihat di bagian Logika Sekuensial. Dua Gerbang Logika digital terhubung sebagai sepasang gerbang NAND yang berpasangan silang dengan input RENDAH aktif yang membentuk rangkaian SR Latch karena dua input gerbang NAND dipegang TINGGI (+5v) oleh dua resistor pull-up 1kΩ seperti yang ditunjukkan.
Selain itu, karena rangkaian beroperasi sebagai kait Set-Reset SR, rangkaian memerlukan sakelar single-pole double-throw (SPDT) daripada sakelar single-pole single-throw (SPST) dari rangkaian debounce RC sebelumnya.
Ketika sakelar rangkaian debounce NAND yang berpasangan silang berada di posisi A, gerbang NAND U1 "diatur" dan output pada Q adalah TINGGI pada logika "1". Saat sakelar dipindahkan ke posisi B, U2 menjadi "set" yang mengatur ulang U1. Output pada Q sekarang RENDAH pada logika "0".
Pengoperasian sakelar antara posisi A dan B mengaktifkan atau mengalihkan output pada Q dari TINGGI ke RENDAH atau dari RENDAH ke TINGGI. Sebagai kait membutuhkan dua tindakan beralih untuk mengatur dan me-reset, setiap bouncing dari kontak sakelar di kedua arah baik untuk pembukaan dan penutupan tidak terlihat pada output Q.
Juga keuntungan dari rangkaian menghilangkan bounce latch SR ini adalah bahwa hal itu dapat memberikan output yang saling melengkapi di Q dan
.
Selain menggunakan gerbang NAND yang berpasangan-silang untuk membentuk rangkaian penghubung input latch yang dapat dipertahankan, kita juga dapat menggunakan gerbang NOR yang berpasangan silang dengan mengubah posisi dua resistor dan mengurangi nilainya menjadi 100Ω seperti yang ditunjukkan di bawah ini.
Pengoperasian menghilangkan bounce rangkaian lintas digabungkan gerbang NOR adalah sama seperti untuk rangkaian NAND kecuali bahwa output di Q adalah logika TINGGI ketika sakelar di posisi B dan logika RENDAH bila dalam posisi A. Kebalikan dari kait berpasangan NAND pasangan silang.
Maka perlu dicatat bahwa ketika antarmuka input beralih ke rangkaian menggunakan NAND atau kait NOR untuk digunakan sebagai rangkaian debounce, konfigurasi NAND memerlukan logika RENDAH atau logika "0" sinyal input untuk mengubah keadaan, sedangkan konfigurasi NOR memerlukan logika TINGGI atau logika "1" sinyal input untuk mengubah status.
Ini berarti bahwa kita dapat secara efektif menghubungkan dua rangkaian tegangan atau peringkat daya yang berbeda secara bersama-sama tanpa satu elektrik mempengaruhi yang lainnya. Optical Switches (atau opto-switch) adalah jenis lain dari perangkat switching optik (foto) yang dapat digunakan untuk Interface input.
Keuntungannya di sini adalah bahwa sakelar optik dapat digunakan untuk antarmuka penghubung level tegangan berbahaya ke pin input mikrokontroler, PIC dan rangkaian digital semacam itu atau untuk mendeteksi objek menggunakan cahaya karena kedua komponen terpisah secara elektrik tetapi secara optik dipasangkan memberikan tingkat tinggi isolasi (biasanya 2-5kV).
Sakelar optik hadir dalam berbagai jenis dan desain berbeda untuk digunakan dalam berbagai macam aplikasi penghubung. Penggunaan yang paling umum untuk opto-switch adalah dalam mendeteksi objek bergerak atau stasioner. Konfigurasi photo transistor dan photodarlington menyediakan sebagian besar fitur yang diperlukan untuk foto sakelar dan oleh karena itu yang paling umum digunakan.
Tegangan DC umumnya digunakan untuk menggerakkan light emitting diode (LED) yang mengubah sinyal input menjadi energi cahaya infrared. Cahaya ini dipantulkan dan dikumpulkan oleh photo transistor di sisi lain dari celah isolasi dan diubah kembali menjadi sinyal output.
Untuk sakelar opto normal, penurunan tegangan maju LED adalah sekitar 1.2 hingga 1.6 volt pada arus input normal 5 hingga 20 miliampere. Ini memberikan nilai resistor seri antara 180 dan 470Ω.
Sensor optik disk putar dan slotted digunakan secara luas dalam posisi encoder, encoder poros, dan bahkan roda putar mouse komputer Anda dan karenanya membuat perangkat penghubung input yang sangat baik.
Disk putar memiliki sejumlah slot yang dipotong dari roda buram dengan jumlah slot yang berjarak sama yang mewakili resolusi per derajat rotasi. Cakram khusus yang dikodekan memiliki resolusi hingga 256 pulsa atau 8-bit per rotasi.
Selama satu putaran disk, cahaya infrared dari LED menyerang photo transistor melalui slot dan kemudian diblokir ketika disk berputar, memutar transistor “ON” dan kemudian “OFF” setiap lintasan slot. Resistor R1 mengatur arus LED dan resistor pull-up R2 memastikan tegangan supply, Vcc terhubung ke input Schmitt inverter ketika transistor "OFF" menghasilkan RENDAH, logika "0" output.
Ketika disk berputar ke cut-off terbuka, cahaya infrared dari LED menyerang photo transistor dan menyingkat terminal Collector-to-Emitter ke ground menghasilkan input RENDAH ke inverter Schmitt yang pada gilirannya menghasilkan TINGGI atau logika "1".
Jika output inverter dihubungkan ke Pencacah (counter) atau encoder digital, maka akan mungkin untuk menentukan posisi poros atau menghitung jumlah putaran poros per unit waktu untuk memberikan rotasi poros per menit (rpm).
Selain menggunakan perangkat opto yang ditempatkan sebagai sakelar penghubung input, ada jenis perangkat optik lain yang disebut sensor optik reflektif yang menggunakan LED dan fotodevice untuk mendeteksi objek.
Sakelar opto reflektif dapat mendeteksi ada atau tidaknya suatu objek dengan memantulkan cahaya infrared LED dari objek reflektif yang sedang dirasakan. Susunan dasar sensor opto reflektif diberikan di bawah ini.
Photo transistor memiliki resistansi "OFF" yang sangat tinggi (gelap) dan resistansi "ON" yang rendah, yang dikendalikan oleh jumlah cahaya yang menghantam dasarnya dari LED. Jika tidak ada objek di depan sensor maka lampu infrared LED akan bersinar ke depan sebagai sinar tunggal.
Ketika ada objek yang dekat dengan sensor, lampu LED dipantulkan kembali dan dideteksi oleh photo transistor. Jumlah cahaya yang dipantulkan yang dirasakan oleh photo transistor dan tingkat kejenuhan transistor akan tergantung pada seberapa dekat atau reflektif objek tersebut.
Semua perangkat sensitif foto ini menggunakan cahaya sekitar seperti sinar matahari atau cahaya ruangan normal untuk mengaktifkan perangkat yang memungkinkan mereka untuk dengan mudah dihubungkan ke semua jenis rangkaian elektronik.
Dioda sinyal dan daya normal memiliki PN-junction disegel di dalam bodi plastik untuk keselamatan dan untuk menghentikan foton cahaya dari menghantamnya. Ketika sebuah dioda reverse bias, ia memblokir aliran arus, bertindak seperti sakelar terbuka dengan resistansi tinggi.
Namun, jika kita menyinari cahaya ke PN-junction ini, foton cahaya membuka persimpangan yang memungkinkan arus mengalir tergantung pada intensitas cahaya di persimpangan atau junction.
Photodioda memanfaatkan ini dengan memiliki jendela transparan kecil yang memungkinkan cahaya untuk menyerang persimpangan PN-junction mereka membuat photodioda sangat fotosensitif.
Bergantung pada jenis dan jumlah doping semikonduktor, beberapa photodioda merespon cahaya tampak, dan beberapa ke cahaya infrared (IR). Ketika tidak ada cahaya kejadian, arus balik, hampir dapat diabaikan dan disebut "arus gelap". Peningkatan jumlah intensitas cahaya menghasilkan peningkatan arus balik.
Kemudian kita dapat melihat bahwa photodioda memungkinkan arus balik mengalir hanya dalam satu arah yang merupakan kebalikan dari dioda penyearah standar.
Arus balik ini hanya mengalir ketika photodioda menerima sejumlah cahaya tertentu yang bertindak sebagai impedansi sangat tinggi dalam kondisi gelap dan sebagai perangkat impedansi rendah dalam kondisi cahaya terang dan dengan demikian photodioda dapat digunakan dalam banyak aplikasi sebagai detektor cahaya kecepatan tinggi.
Dalam dua rangkaian dasar di sebelah kiri, photodioda hanya dibiaskan secara terbalik melalui resistor dengan sinyal tegangan output yang diambil dari resistor seri.
Resistor ini dapat memiliki nilai tetap, biasanya antara kisaran 10kΩ hingga 100kΩ, atau sebagai variabel potensiometer 100kΩ seperti yang ditunjukkan. Resistor ini dapat dihubungkan antara photodioda dan ground 0v, atau antara photodioda dan supply Vcc positif.
Sementara photodioda seperti BPX48 memberikan respon yang sangat cepat terhadap perubahan tingkat cahaya, mereka dapat kurang sensitif dibandingkan dengan perangkat foto lain seperti sel LDR Cadmium Sulphide sehingga beberapa bentuk amplifikasi dalam bentuk Transistor atau Op-amp mungkin diperlukan.
Kemudian kita telah melihat bahwa photodioda dapat digunakan sebagai perangkat variabel-resistif yang dikendalikan oleh jumlah cahaya yang jatuh di persimpangannya. Photodioda dapat beralih dari "ON" ke "OFF" dan kembali sangat cepat kadang-kadang dalam nano-detik atau dengan frekuensi di atas 1MHz dan biasanya digunakan dalam encoder optik dan komunikasi serat optik.
Interface atau antarmuka adalah metode menghubungkan bersama satu perangkat, terutama komputer atau mikro-controller dengan yang lain yang memungkinkan kita untuk merancang atau mengadaptasi konfigurasi input dan output dari dua perangkat elektronik sehingga mereka dapat bekerja bersama.
Tetapi Interface lebih dari sekedar menggunakan program perangkat lunak komputer dan prosesor untuk mengendalikan sesuatu. Sementara antarmuka komputer menggunakan input dan output port satu arah dan dua arah untuk menggerakkan berbagai perangkat periferal, banyak rangkaian elektronik sederhana dapat digunakan untuk antarmuka ke dunia nyata baik menggunakan sakelar mekanis sebagai input, atau LED individu sebagai output.
Agar rangkaian elektronik atau mikro-elektronik berguna dan efektif, rangkaian harus terhubung dengan sesuatu. Rangkaian antarmuka input menghubungkan rangkaian elektronik seperti Op-amp, Gerbang logika, dll. Ke dunia luar yang memperluas kemampuannya.
Rangkaian elektronik memperkuat, menyangga, atau memproses sinyal dari sensor atau sakelar sebagai informasi input atau untuk mengontrol lampu, relai, atau aktuator untuk kontrol output. Bagaimanapun juga, rangkaian antarmuka input mengubah tegangan dan arus output dari satu rangkaian ke yang lainnya.
Sensor input memberikan input untuk informasi tentang suatu lingkungan. Kuantitas fisik seperti suhu, tekanan atau posisi yang bervariasi perlahan atau terus menerus dengan waktu dapat diukur dengan menggunakan berbagai sensor dan peranti pensakelaran yang memberikan sinyal output relatif terhadap kuantitas fisik yang diukur.
Banyak sensor yang dapat kita gunakan di rangkaian elektronik dan proyek resistif karena resistansi berubah dengan kuantitas yang diukur. Misalnya, termistor, pengukur regangan atau resistor bergantung cahaya (LDR). Semua perangkat ini digolongkan sebagai perangkat input.
Rangkaian Antarmuka Input
Jenis perangkat penghubung input yang paling sederhana dan paling umum adalah sakelar tombol (push button switch). Perpindahan sakelar mekanis ON-OFF, sakelar push-button, sakelar rocker, sakelar kunci (key), dan sakelar buluh (reed), dll.Semuanya populer sebagai perangkat input karena biayanya yang murah dan mudahnya antarmuka input ke rangkaian apa pun. Juga operator dapat mengubah keadaan input hanya dengan mengoperasikan sakelar, menekan tombol atau menggerakkan magnet pada sakelar buluh (reed).
Rangkaian Antarmuka Input Sakelar Tunggal
Sakelar dan push-button adalah perangkat mekanis yang memiliki dua atau lebih rangkaian kontak listrik. Ketika sakelar terbuka atau terputus, kontak-kontak dihidupkan terbuka dan ketika sakelar ditutup atau dioperasikan, kontak-kontak ini disingkat menjadi satu.
Cara yang paling umum dari input menghubungkan sakelar (atau tombol) ke rangkaian elektronik adalah melalui resistor pull-up ke tegangan supply seperti yang ditunjukkan. Ketika sakelar terbuka, 5 volt, atau logika "1" diberikan sebagai sinyal output. Ketika sakelar ditutup output di-gound dan 0v, atau logika "0" diberikan sebagai output.
Kemudian tergantung pada posisi sakelar/switch, output "tinggi" atau "rendah" diproduksi. Sebuah resistor pull-up diperlukan untuk menahan level tegangan output pada nilai yang diperlukan (dalam contoh ini, +5v) ketika sakelar terbuka dan juga untuk mencegah sakelar dari pemadaman supply saat ditutup.
Ukuran resistor pull-up tergantung pada arus rangkaian saat sakelar terbuka. Sebagai contoh, dengan sakelar terbuka, arus akan mengalir turun melalui resistor ke terminal VOUT dan dari hukum Ohm aliran arus ini akan menyebabkan penurunan tegangan muncul di resistor.
Kemudian jika kita mengasumsikan gerbang logika TTL digital memerlukan input "TINGGI" arus 60 mikro-ampli (60uA), ini menyebabkan penurunan tegangan pada resistor: 60uA x 10kΩ = 0,6V, menghasilkan input "TINGGI" tegangan 5.0 - 0.6 = 4.4V yang sesuai dengan spesifikasi input gerbang TTL digital standar.
Sakelar atau push-button juga dapat dihubungkan dalam mode "aktif tinggi" di mana sakelar dan resistor dibalik sehingga sakelar terhubung antara tegangan supply +5V dan output. Resistor, yang sekarang dikenal sebagai resistor pull-down, terhubung antara output dan ground 0v.
Dalam konfigurasi ini ketika sakelar terbuka, sinyal output, VOUT adalah pada 0v, atau logika "0". Ketika sakelar dioperasikan output pergi "TINGGI" ke tegangan supply +5 volt atau logika "1".
Berbeda dengan pull-up resistor yang digunakan untuk membatasi arus, tujuan utama dari pull-down resistor adalah menjaga terminal output, VOUT agar tidak mengambang dengan mengikatnya ke 0v atau ground.
Akibatnya Resistor yang jauh lebih kecil dapat digunakan karena penurunan tegangan biasanya akan sangat kecil. Namun, dengan menggunakan nilai resistor pull-down yang terlalu kecil akan menghasilkan arus tinggi dan disipasi daya tinggi pada resistor saat sakelar ditutup atau dioperasikan.
Rangkaian Antarmuka Input Sakelar DIP
Selain input antarmuka individu push-button dan sakelar rocker ke rangkaian, kami juga dapat menghubungkan beberapa sakelar bersama dalam bentuk keypad dan sakelar DIP (Dual-in-line Package).
Sakelar atau Switch DIP adalah sakelar individual yang dikelompokkan bersama sebagai empat atau delapan switch dalam satu paket. Ini memungkinkan switch DIP untuk dimasukkan ke dalam soket IC standar atau kabel langsung ke rangkaian atau papan tempat breadboard.
Setiap switch dalam paket switch DIP biasanya menunjukkan salah satu dari dua kondisi dengan status ON-OFF dan paket DIP empat switch akan memiliki empat output seperti yang ditunjukkan.
Sakelar DIP tipe geser dan putar dapat dihubungkan bersama atau dalam kombinasi dua atau tiga sakelar yang membuat input menghubungkannya ke berbagai rangkaian sangat mudah.
Sakelar mekanis populer karena biayanya yang rendah dan kemudahan antarmuka input. Namun, sakelar mekanis memiliki masalah umum yang disebut "bouncing kontak". Sakelar mekanis terdiri dari dua bagian kontak logam yang didorong bersama untuk menyelesaikan rangkaian saat Anda mengoperasikan sakelar.
Tetapi alih-alih menghasilkan aksi switching yang bersih, bagian logam menyentuh dan memantul bersama di dalam tubuh sakelar menyebabkan mekanisme switching terbuka dan ditutup beberapa kali dengan sangat cepat.
Karena kontak sakelar mekanis dirancang untuk membuka dan menutup dengan cepat, ada sedikit sekali resistansi, yang disebut peredam untuk menghentikan kontak agar tidak memantul saat mereka membuat atau memecah. Hasilnya adalah tindakan memantul ini menghasilkan serangkaian pulsa atau tegangan sebelum sakelar melakukan kontak yang solid.
Rangkaian Sakelar Bounce Gelombang
Masalahnya adalah bahwa setiap rangkaian elektronik atau digital yang sakelar mekanisnya dihubungkan dengan input juga dapat membaca operasi sakelar berganda ini sebagai serangkaian sinyal ON dan OFF yang berlangsung beberapa milidetik, alih-alih hanya satu aksi switching tunggal dan positif yang dimaksudkan.
Tindakan beberapa penutupan sakelar (atau pembukaan) ini disebut Switch Bounce di switch dengan tindakan yang sama disebut Contact Bounce in relai. Selain itu, karena sakelar dan kontak bouncing terjadi selama tindakan pembukaan dan penutupan, resultan yang bouncing dan arcing di seluruh kontak menyebabkan keausan, meningkatkan resistansi kontak, dan menurunkan masa kerja sakelar.
Namun, ada beberapa cara di mana kita bisa menyelesaikan masalah sakelar bouncing ini dengan menggunakan beberapa rangkaian tambahan dalam bentuk rangkaian debounce untuk "de-bouncing" sinyal input. Cara termudah dan paling sederhana adalah membuat rangkaian RC bounce yang memungkinkan sakelar untuk mengisi dan melepaskan kapasitor seperti yang ditunjukkan.
Rangkaian Sakelar RC De-bounce
Dengan penambahan resistor 100Ω tambahan dan kapasitor 1uF ke rangkaian antarmuka input sakelar, masalah sakelar bounce dapat disaring. Konstanta waktu RC, T dipilih lebih lama dari waktu bouncing dari aksi sakelar mekanis. Buffer trigger Schmitt pembalik juga dapat digunakan untuk menghasilkan transisi output yang tajam dari RENDAH ke TINGGI, dan dari TINGGI ke RENDAH.
Jadi bagaimana cara kerja rangkaian antarmuka input ini? Nah kita lihat dalam tutorial Muatan RC bahwa muatan kapasitor sampai pada tingkat yang ditentukan oleh waktu yang konstan, T. Nilai konstanta waktu ini diukur dengan T = R*C, dalam detik, di mana R adalah nilai resistor dalam Ohm dan C adalah nilai kapasitor dalam Farads. Ini kemudian membentuk dasar dari konstanta waktu RC.
Pertama-tama mari kita asumsikan bahwa Sakelar sudah ditutup dan kapasitor sudah sepenuhnya habis, maka input ke inverter adalah RENDAH dan outputnya adalah TINGGI. Ketika sakelar dibuka, kapasitor mengisi melalui dua resistor, R1 dan R2 pada laju yang ditentukan oleh konstanta waktu C (R1+R2) dari jaringan RC.
Ketika kapasitor mengisi daya secara perlahan, setiap pantulan (bouncing) kontak sakelar dihaluskan oleh tegangan melintasi plat kapasitor. Ketika muatan pada plat sama atau lebih besar dari nilai terendah dari tegangan input atas ( VIH ) dari inverter, inverter berubah status dan output menjadi RENDAH.
Dalam contoh antarmuka input sakelar sederhana ini, nilai RC sekitar 10mS yang memberi kontak sakelar cukup waktu untuk menetap pada status terbuka terakhirnya.
Ketika sakelar ditutup, Kapasitor yang sekarang terisi penuh akan dengan cepat melepaskan ke nol melalui 100Ω pada laju yang ditentukan oleh konstanta waktu C(R2) mengubah keadaan output inverter dari RENDAH ke TINGGI.
Namun, pengoperasian sakelar menyebabkan kontak memantul sehingga mengakibatkan kapasitor ingin berulang kali mengisi daya dan kemudian melepaskan dengan cepat kembali ke nol.
Karena konstanta waktu pengisian RC sepuluh kali lebih lama dari konstanta waktu pengosongan RC, kapasitor tidak dapat mengisi daya dengan cukup cepat sebelum sakelar memantul kembali ke posisi akhir yang telah ditutup karena waktu kenaikan input telah diperlambat, sehingga inverter menjaga output TINGGI.
Hasilnya adalah tidak peduli berapa banyak sakelar kontak terpental saat membuka atau menutup, Anda hanya akan mendapatkan pulsa output tunggal dari inverter.
Keuntungan dari rangkaian sakelar pantulan sederhana ini adalah jika kontak sakelar memantul terlalu banyak atau terlalu lama konstanta waktu RC dapat ditingkatkan untuk mengompensasi.
Juga ingat bahwa penundaan waktu RC ini berarti bahwa Anda harus menunggu sebelum Anda dapat mengoperasikan sakelar lagi karena jika Anda mengoperasikan sakelar terlalu cepat maka tidak akan menghasilkan sinyal output lain.
Sementara rangkaian sakelar pantulan yang sederhana ini akan bekerja untuk sakelar input penghubung tunggal (SPST) ke rangkaian pengontrol elektronik dan mikro, kelemahan konstanta waktu RC adalah memperkenalkan penundaan sebelum tindakan pengalihan berikutnya dapat terjadi.
Jika aksi switching berubah dengan cepat, atau beberapa tombol dioperasikan seperti pada keypad, maka penundaan ini mungkin tidak dapat diterima. Salah satu cara untuk mengatasi masalah ini dan menghasilkan rangkaian penghubung input yang lebih cepat adalah dengan menggunakan Gerbang NAND 2-input berpasangan atau Gerbang NOR 2-input seperti yang ditunjukkan di bawah ini.
Switch Debounce dengan Gerbang NAND
Jenis rangkaian sakelar pantulan (debounce) ini beroperasi dengan cara yang sangat mirip dengan SR Flip-flop yang kita lihat di bagian Logika Sekuensial. Dua Gerbang Logika digital terhubung sebagai sepasang gerbang NAND yang berpasangan silang dengan input RENDAH aktif yang membentuk rangkaian SR Latch karena dua input gerbang NAND dipegang TINGGI (+5v) oleh dua resistor pull-up 1kΩ seperti yang ditunjukkan.
Selain itu, karena rangkaian beroperasi sebagai kait Set-Reset SR, rangkaian memerlukan sakelar single-pole double-throw (SPDT) daripada sakelar single-pole single-throw (SPST) dari rangkaian debounce RC sebelumnya.
Ketika sakelar rangkaian debounce NAND yang berpasangan silang berada di posisi A, gerbang NAND U1 "diatur" dan output pada Q adalah TINGGI pada logika "1". Saat sakelar dipindahkan ke posisi B, U2 menjadi "set" yang mengatur ulang U1. Output pada Q sekarang RENDAH pada logika "0".
Pengoperasian sakelar antara posisi A dan B mengaktifkan atau mengalihkan output pada Q dari TINGGI ke RENDAH atau dari RENDAH ke TINGGI. Sebagai kait membutuhkan dua tindakan beralih untuk mengatur dan me-reset, setiap bouncing dari kontak sakelar di kedua arah baik untuk pembukaan dan penutupan tidak terlihat pada output Q.
Juga keuntungan dari rangkaian menghilangkan bounce latch SR ini adalah bahwa hal itu dapat memberikan output yang saling melengkapi di Q dan
.Selain menggunakan gerbang NAND yang berpasangan-silang untuk membentuk rangkaian penghubung input latch yang dapat dipertahankan, kita juga dapat menggunakan gerbang NOR yang berpasangan silang dengan mengubah posisi dua resistor dan mengurangi nilainya menjadi 100Ω seperti yang ditunjukkan di bawah ini.
Switch Debounce dengan Gerbang NOR
Pengoperasian menghilangkan bounce rangkaian lintas digabungkan gerbang NOR adalah sama seperti untuk rangkaian NAND kecuali bahwa output di Q adalah logika TINGGI ketika sakelar di posisi B dan logika RENDAH bila dalam posisi A. Kebalikan dari kait berpasangan NAND pasangan silang.
Maka perlu dicatat bahwa ketika antarmuka input beralih ke rangkaian menggunakan NAND atau kait NOR untuk digunakan sebagai rangkaian debounce, konfigurasi NAND memerlukan logika RENDAH atau logika "0" sinyal input untuk mengubah keadaan, sedangkan konfigurasi NOR memerlukan logika TINGGI atau logika "1" sinyal input untuk mengubah status.
Antarmuka dengan Perangkat Opto
Sebuah Optocoupler (atau optoisolator) merupakan komponen elektronik dengan LED dan perangkat foto-sensitif, seperti photodioda atau photo transistor terbungkus dalam paket yang sama. Optocoupler yang kita lihat dalam tutorial sebelumnya menghubungkan dua rangkaian listrik yang terpisah melalui antarmuka optik yang sensitif terhadap cahaya.Ini berarti bahwa kita dapat secara efektif menghubungkan dua rangkaian tegangan atau peringkat daya yang berbeda secara bersama-sama tanpa satu elektrik mempengaruhi yang lainnya. Optical Switches (atau opto-switch) adalah jenis lain dari perangkat switching optik (foto) yang dapat digunakan untuk Interface input.
Keuntungannya di sini adalah bahwa sakelar optik dapat digunakan untuk antarmuka penghubung level tegangan berbahaya ke pin input mikrokontroler, PIC dan rangkaian digital semacam itu atau untuk mendeteksi objek menggunakan cahaya karena kedua komponen terpisah secara elektrik tetapi secara optik dipasangkan memberikan tingkat tinggi isolasi (biasanya 2-5kV).
Sakelar optik hadir dalam berbagai jenis dan desain berbeda untuk digunakan dalam berbagai macam aplikasi penghubung. Penggunaan yang paling umum untuk opto-switch adalah dalam mendeteksi objek bergerak atau stasioner. Konfigurasi photo transistor dan photodarlington menyediakan sebagian besar fitur yang diperlukan untuk foto sakelar dan oleh karena itu yang paling umum digunakan.
Slotted Sakelar Optik
Tegangan DC umumnya digunakan untuk menggerakkan light emitting diode (LED) yang mengubah sinyal input menjadi energi cahaya infrared. Cahaya ini dipantulkan dan dikumpulkan oleh photo transistor di sisi lain dari celah isolasi dan diubah kembali menjadi sinyal output.
Untuk sakelar opto normal, penurunan tegangan maju LED adalah sekitar 1.2 hingga 1.6 volt pada arus input normal 5 hingga 20 miliampere. Ini memberikan nilai resistor seri antara 180 dan 470Ω.
Rangkaian Slotted Opto-switch
Sensor optik disk putar dan slotted digunakan secara luas dalam posisi encoder, encoder poros, dan bahkan roda putar mouse komputer Anda dan karenanya membuat perangkat penghubung input yang sangat baik.
Disk putar memiliki sejumlah slot yang dipotong dari roda buram dengan jumlah slot yang berjarak sama yang mewakili resolusi per derajat rotasi. Cakram khusus yang dikodekan memiliki resolusi hingga 256 pulsa atau 8-bit per rotasi.
Selama satu putaran disk, cahaya infrared dari LED menyerang photo transistor melalui slot dan kemudian diblokir ketika disk berputar, memutar transistor “ON” dan kemudian “OFF” setiap lintasan slot. Resistor R1 mengatur arus LED dan resistor pull-up R2 memastikan tegangan supply, Vcc terhubung ke input Schmitt inverter ketika transistor "OFF" menghasilkan RENDAH, logika "0" output.
Ketika disk berputar ke cut-off terbuka, cahaya infrared dari LED menyerang photo transistor dan menyingkat terminal Collector-to-Emitter ke ground menghasilkan input RENDAH ke inverter Schmitt yang pada gilirannya menghasilkan TINGGI atau logika "1".
Jika output inverter dihubungkan ke Pencacah (counter) atau encoder digital, maka akan mungkin untuk menentukan posisi poros atau menghitung jumlah putaran poros per unit waktu untuk memberikan rotasi poros per menit (rpm).
Selain menggunakan perangkat opto yang ditempatkan sebagai sakelar penghubung input, ada jenis perangkat optik lain yang disebut sensor optik reflektif yang menggunakan LED dan fotodevice untuk mendeteksi objek.
Sakelar opto reflektif dapat mendeteksi ada atau tidaknya suatu objek dengan memantulkan cahaya infrared LED dari objek reflektif yang sedang dirasakan. Susunan dasar sensor opto reflektif diberikan di bawah ini.
Sakelar Optik Reflektif
Photo transistor memiliki resistansi "OFF" yang sangat tinggi (gelap) dan resistansi "ON" yang rendah, yang dikendalikan oleh jumlah cahaya yang menghantam dasarnya dari LED. Jika tidak ada objek di depan sensor maka lampu infrared LED akan bersinar ke depan sebagai sinar tunggal.
Ketika ada objek yang dekat dengan sensor, lampu LED dipantulkan kembali dan dideteksi oleh photo transistor. Jumlah cahaya yang dipantulkan yang dirasakan oleh photo transistor dan tingkat kejenuhan transistor akan tergantung pada seberapa dekat atau reflektif objek tersebut.
Jenis Perangkat Opto Lainnya
Selain menggunakan slotted atau reflektif photoswitch untuk antarmuka input rangkaian, kita juga dapat menggunakan jenis lain dari detektor cahaya semikonduktor seperti detektor cahaya fotoresistif, photodioda sambungan PN-junction dan bahkan sel surya.Semua perangkat sensitif foto ini menggunakan cahaya sekitar seperti sinar matahari atau cahaya ruangan normal untuk mengaktifkan perangkat yang memungkinkan mereka untuk dengan mudah dihubungkan ke semua jenis rangkaian elektronik.
Dioda sinyal dan daya normal memiliki PN-junction disegel di dalam bodi plastik untuk keselamatan dan untuk menghentikan foton cahaya dari menghantamnya. Ketika sebuah dioda reverse bias, ia memblokir aliran arus, bertindak seperti sakelar terbuka dengan resistansi tinggi.
Namun, jika kita menyinari cahaya ke PN-junction ini, foton cahaya membuka persimpangan yang memungkinkan arus mengalir tergantung pada intensitas cahaya di persimpangan atau junction.
Photodioda memanfaatkan ini dengan memiliki jendela transparan kecil yang memungkinkan cahaya untuk menyerang persimpangan PN-junction mereka membuat photodioda sangat fotosensitif.
Bergantung pada jenis dan jumlah doping semikonduktor, beberapa photodioda merespon cahaya tampak, dan beberapa ke cahaya infrared (IR). Ketika tidak ada cahaya kejadian, arus balik, hampir dapat diabaikan dan disebut "arus gelap". Peningkatan jumlah intensitas cahaya menghasilkan peningkatan arus balik.
Kemudian kita dapat melihat bahwa photodioda memungkinkan arus balik mengalir hanya dalam satu arah yang merupakan kebalikan dari dioda penyearah standar.
Arus balik ini hanya mengalir ketika photodioda menerima sejumlah cahaya tertentu yang bertindak sebagai impedansi sangat tinggi dalam kondisi gelap dan sebagai perangkat impedansi rendah dalam kondisi cahaya terang dan dengan demikian photodioda dapat digunakan dalam banyak aplikasi sebagai detektor cahaya kecepatan tinggi.
Antarmuka Photodioda
Dalam dua rangkaian dasar di sebelah kiri, photodioda hanya dibiaskan secara terbalik melalui resistor dengan sinyal tegangan output yang diambil dari resistor seri.
Resistor ini dapat memiliki nilai tetap, biasanya antara kisaran 10kΩ hingga 100kΩ, atau sebagai variabel potensiometer 100kΩ seperti yang ditunjukkan. Resistor ini dapat dihubungkan antara photodioda dan ground 0v, atau antara photodioda dan supply Vcc positif.
Sementara photodioda seperti BPX48 memberikan respon yang sangat cepat terhadap perubahan tingkat cahaya, mereka dapat kurang sensitif dibandingkan dengan perangkat foto lain seperti sel LDR Cadmium Sulphide sehingga beberapa bentuk amplifikasi dalam bentuk Transistor atau Op-amp mungkin diperlukan.
Kemudian kita telah melihat bahwa photodioda dapat digunakan sebagai perangkat variabel-resistif yang dikendalikan oleh jumlah cahaya yang jatuh di persimpangannya. Photodioda dapat beralih dari "ON" ke "OFF" dan kembali sangat cepat kadang-kadang dalam nano-detik atau dengan frekuensi di atas 1MHz dan biasanya digunakan dalam encoder optik dan komunikasi serat optik.
Serta perangkat foto PN-junction, seperti photodioda atau photo transistor, ada jenis detektor cahaya semikonduktor lain yang beroperasi tanpa persimpangan PN-junction dan mengubah karakteristik resistifnya dengan perubahan atau variasi intensitas cahaya. Perangkat ini disebut Light Dependent Resistor, atau LDR.
LDR, juga dikenal sebagai photocell cadmium-sulphide (CdS), adalah perangkat pasif dengan resistansi yang bervariasi dengan intensitas cahaya yang terlihat. Ketika tidak ada cahaya hadir resistansi internal mereka sangat tinggi dalam urutan mega-ohm (MΩ).
Namun, ketika diterangi resistansi mereka jatuh ke bawah 1kΩ di bawah sinar matahari yang kuat. Kemudian resistor bergantung cahaya (LDR) beroperasi dengan cara yang mirip dengan potensiometer tetapi dengan intensitas cahaya mengendalikan nilai resistifnya.
Antarmuka LDR Fotoresistor
Resistor tergantung cahaya atau LDR mengubah nilai resistifnya sebanding dengan intensitas cahaya. Kemudian LDR dapat digunakan dengan resistor seri, R untuk membentuk jaringan pembagi tegangan di seluruh supply.
Dalam kegelapan resistansi LDR jauh lebih besar daripada resistor sehingga dengan menghubungkan LDR dari supply ke resistor atau resistor ke ground, itu dapat digunakan sebagai detektor cahaya atau sebagai detektor gelap seperti yang ditunjukkan.
Karena LDR seperti NORP12, menghasilkan output tegangan variabel relatif terhadap nilai resistifnya, LDR dapat digunakan untuk rangkaian penghubung input analog.
Tetapi LDR juga dapat dihubungkan sebagai bagian dari pengaturan Jembatan Wheatstone sebagai input dari komparator tegangan op-amp atau rangkaian pemicu Schmitt untuk menghasilkan sinyal digital untuk berinteraksi dengan rangkaian input digital dan mikrokontroler.
Detektor ambang sederhana untuk tingkat cahaya, suhu atau regangan dapat digunakan untuk menghasilkan output yang kompatibel dengan TTL yang cocok untuk berinteraksi langsung ke rangkaian logika atau port input digital.
Detektor ambang batas tingkat cahaya dan suhu berdasarkan pada Op-amp Komparator menghasilkan input logika “1” atau logika “0” setiap kali tingkat yang diukur melebihi atau jatuh di bawah pengaturan ambang batas.
Ringkasan Antarmuka (Interface) Input
Seperti yang telah kita lihat di seluruh bagian tutorial ini tentang perangkat input dan output, ada banyak jenis sensor yang dapat digunakan untuk mengubah satu atau lebih sifat fisik menjadi sinyal listrik yang kemudian dapat digunakan dan diproses oleh elektronik, mikrokontroler atau rangkaian digital.
Masalahnya adalah bahwa hampir semua sifat fisik yang diukur tidak dapat langsung dihubungkan ke rangkaian pemrosesan atau penguatan. Kemudian beberapa bentuk rangkaian penghubung input diperlukan untuk menghubungkan berbagai tegangan input analog dan arus yang berbeda ke rangkaian digital mikroprosesor.
Saat ini dengan PC modern, mikrokontroler, PIC, dan sistem berbasis mikroprosesor lainnya, rangkaian penghubung input memungkinkan perangkat bertegangan rendah dan berdaya rendah ini untuk dengan mudah berkomunikasi dengan dunia luar karena banyak dari perangkat berbasis PC ini memiliki port input - output bawaan untuk mentransfer data ke dan dari program pengontrol dan sakelar atau sensor yang terpasang.
Kita telah melihat bahwa sensor adalah komponen listrik yang mengubah satu jenis properti menjadi sinyal listrik sehingga berfungsi sebagai perangkat input.
Menambahkan sensor input ke rangkaian elektronik dapat memperluas kemampuannya dengan memberikan informasi tentang lingkungan sekitarnya. Namun, sensor tidak dapat beroperasi sendiri dan dalam banyak kasus diperlukan rangkaian listrik atau elektronik yang disebut antarmuka.
Kemudian rangkaian penghubung input memungkinkan perangkat eksternal untuk bertukar sinyal (data atau kode) dari sakelar sederhana menggunakan teknik sakelar pantulan dari satu tombol atau keyboard untuk entri data, ke sensor input yang dapat mendeteksi jumlah fisik seperti cahaya, suhu, tekanan, dan kecepatan untuk konversi menggunakan konverter analog-ke-digital. Kemudian rangkaian Interface memungkinkan kita untuk melakukan hal itu.