Cara Kerja Keyboard

Penciptaan keyboard komputer di ilhami oleh penciptaan mesin ketik yang dasar rancangannya di buat dan di patenkan oleh Christopher Latham pada tahun 1868 dan banyak dipasarkan pada tahun 1877 oleh Perusahaan Remington. Keyboard komputer pertama disesuaikan dari kartu pelubang (punch card) dan teknologi pengiriman tulisan jarak jauh (Teletype). Tahun 1946 komputer ENIAC menggunakan

pembaca kartu pembuat lubang (punched card reader) sebagai alat input dan output.

Bila mendengar kata “keyboard” maka pikiran kita tidak lepas dari adanya sebuah komputer, karena keyboard merupakan sebuah papan yang terdiri dari tombol-tombol untuk mengetikkan kalimat dan simbol-simbol khusus lainnya pada komputer. Keyboard dalam bahasa Indonesia artinya papan tombol jari atau papan tuts. Pada keyboard terdapat tombol-tombol huruf A – Z, a – z, angka 0 – 9, tombol dan karakter khusus seperti : ` ~ @ # $ % ^ & * ( ) _ – + = / , . ? : ; “ ‘ \ | serta tombol-tombol khusus lainnya yang jumlah seluruhnya adalah 104 tuts. Sedangkan pada Mesin ketik jumlah tutsnya adalah 52 tuts. Bentuk keyboard umumnya persegi panjang, tetapi saat ini model keyboard sangat variatif.

Dahulu orang banyak yang menggunakan mesin ketik baik yang biasa maupun mesin ketik listrik. Nah, keyboard mempunyai kesamaan bentuk dan fungsi dengan mesin ketik. Perbedaannya terletak pada hasil output atau tampilannya. Bila kita menggunakan mesin ketik, kita tidak dapat menghapus atau membatalkan apa-apa saja yang sudah ketikkan dan setiap satu huruf atau simbol kita ketikkan maka hasilnya langsung kita lihat pada kertas. Tidak demikian dengan keyboard. Apa yang kita ketikkan hasil atau keluarannya dapat kita lihat di layar monitor terlebih dahulu, kemudian kita dapat memodifikasi atau melakukan perubahan-perubahan bentuk tulisan, kesalahan ketikan dan yang lainnya. Seperti juga “mouse”, keyboard dihubungkan ke komputer dengan sebuah kabel yang terdapat pada keyboard. Ujung kabel tersebut dimasukkan ke dalam port yang terdapat pada CPU komputer.

Keyboard merupakan alat input standar yang sangat esensial pada sebuah PC. Tahukah Anda kapan keyboard atau papan ketik pertama kali ditemukan? Jawabannya adalah pada tahun 1864 yang kemudian dipatenkan oleh Christopher Latham Sholes pada 1868.

Keyboard yang kita kenal sekarang ini memiliki nama resmi Qwerty yang di ambil dari enam huruf pertama pada “home row”. Home row sendiri merupakan istilah untuk deretan alfabet kedua (posisinya di tengah) keyboard. Dideretan inilah seharusnya user atau juru ketik menempatkan jari-jarinya jika sedang tidak mengetik.

Lalu, kenapa tombol-tombol alfabet pada keyboard ditempatkan secara acak? Alasannya adalah untuk memperlambat pengetikan. Kenapa? Pada awalnya mesin ketik dibuat senyaman mungkin untuk penggunanya, tetapi akibatnya, para pengguna malah dapat mengetik dengan kecepatan tinggi. Hal ini membuat pengait- pengait karakter pada mesin ketik menjadi sering tersangkut.

Setelah beberapa bulan mencari cara untuk mengatasi sering menyangkutnya pengait tersebut, Sholes mengacak posisi alfabet pada mesin ketik seperti sekarang ini. Dan setelah teknologi mesin ketik berkembang ke mesin ketik elektrik sampai ke komputer, urutan alfabet yang acak tersebut tetap digunakan.

Untuk komputer, keyboard pertama kali digunakan pada tahun 1964. Sebuah perangkat yangdibuat oleh MIT, Bell Laboratories, dan General Electric yang disebut Mulitics berhasil menggabungkan video display terminal (monitor CRT saat ini-Red) dengan mesin ketik elektrik. Layout Qwerty temuan Christopher Latham Sholes tetap digunakan, meski pada keyboard saat ini, sejumlah function keys sudah diimplementasikan.

keyboard adalah sebuah alat berbentuk papan yang terdiri dari beberapa tombol huruf. Keyboard merupakan peralatan magnetic yang digunakan untuk menginput teks dan juga untuk mengontrol pengoperasian computer.

Tombol-tombol yang ada berbentuk kotak yang disusun padanya. Tombol-tombol tersebut mempunyai huruf atau simbol yang tercetak di atasnya yang menunjukkan huruf atau simbol yang akan ditampilkannya di monitor bila ditekan.

Selain itu bila kita menggabungkan dua tombol dengan menekannya bersamaan, kita kadang akan mendapatkan fungsi atau input khusus.Ada berbagai jenis tata letak tombol-tombol pada keyboard, namun yang paling populer digunakan adalah tata letak QWERTY, yang sebenarnya merupakan tata letak mesin ketik yang paling populer.

Keyboard terdiri 101 tombol untuk tipe standarnya. Untuk windows keyboard, tombol yang ada sebanyak 104-tombol. Pada tahun 1990-an, di Amerika diciptakan sebuah keyboard yang mempunyai kemampuan untuk mempermudah pengguna untuk terkoneksi dengan internet dengan hanya menekan 1 tombol. Keyboard tersebut dikenal dengan sebutan “ internet keyboard”.

Dalam koneksinya, keyboard mempunyaibeberapa perbedaan dalam koneksinya. Ada yang menggunakan kabel, yaitu dengan menggunakan koneksi USB atau PS/2. Dan adapula yang tidak menggunakan kabel, sama halnya dengan mouse. Jika tidak menggunakan kabel, dikenal dengansebutan Cordless keyboard. Yaitu menggunakan sinar infrared atau Bluetooth.

Beberapa alat telah mengadopsi aplikasi keyboard. Beberapa diantaranya yaitu cell phone. Yang paling menyerupai keyboard ada pada PDA, nokia communicator 9900, sony ericson P900 dan beberapa jenis diantaranya. Selain itu, adapula beberapa mesin ATM yang mengadopsi atau menggunakan keyboard.

Tata kerja keyboard PC
Setiap kali salah satu tombol keyboard ditekan atau dilepas, keyboard akan mengirim kode ke host (host adalah komputer kalau keyboard dihubungkan ke PC, atau berupa mikrokontroler kalau keyboard dihubungkan ke perlatan berbasis mikrokontroler). Kode tersebut dinamakan sebagai scan code.

Scan code tombol ‘S’ adalah 1B (angka heksadesimal setara dengan angka biner 00011011). Ketika tombol ‘S’ ditekan keyboard akan mengirim 1B, jika tombol ‘S’ ditekan terus maka keyboard akan mengirimkan 1B berikutnya terus menerus, sampai ada tombol lain yang ditekan atau tombol ‘S’ tadi dilepas.

Keyboard juga mengirim kode saat ada satu tombol yang dilepas, kodenya adalah F0 (angka heksadesimal setara dengan angka biner 11110000), jadi kalau tombol ‘S’ tadi dilepas keyboard akan mengirim F0 dan 1B.

Kode-kode tersebut dikirim keyboard secara seri, artinya dikirimkan satu bit demi satu bit. Misalnya 1B dikirimkan dengan cara : mula-mula dikirim ‘1’, sesaat kemudian ‘1’ lagi dan menyusul ‘0’ sampai akhirnya terkirim sebanyak 8 bit yang berbentuk 00011011 (dikirim mulai dari bit yang paling kanan kemudian beregeser satu per satu sampai yang paling kiri).

Masing-masing tombol punya scan code sendiri, termasuk tombol ‘shift’, tombol ‘ctrl’ dan lain lain, jadi jika tombol ‘ctrl’ ditekan bersama dengan ‘S’, maka scan code yang dikirim adalah 14 (scan code untuk ‘ctrl’) dan 1B (scan code untuk ‘S’). Terserah host untuk mengintepretasi scan code itu sebagai apa, bearti merupakan tugas program dalam mikrokontroler untuk mengenal scan code.

Scan code disusun sebagai kode 8 bit bisa dipakai untuk membedakan 256 macam kode, sedangkan keyboard PC hanya punya 101 tombol, jadi sesungguhnya kode 8 bit tadi cukup untuk semua tombol. Tapi tombol di keyboard PC dikelompokkan menjadi 2 bagian, bagian utama dan bagian tambahan, bagian utama cukup dinyatakan dengan scan code 1 byte saja, sedangkan bagian tambahan diwakili dengan beberapa byte scan code yang selalu diawali dengan E0. Misalnya tombol ‘ctrl’ kiri diwakili dengan 14 sedangkan tombol ‘ctrl’ kanan diwakili dengan E0 14.

Gambar 1 menggambarkan scan code masing-masing tombol keyboard PC. Terlihat pada gambar tersebut, scan code tidak berupa kode ASCII yang biasa dipakai mewakili huruf , dan ditentukan secara acak, juga. Sehingga setelah diterima host, scan code harus dirubah menjadi kode ASCII dengan memakai cara ‘pencarian tabel’.

Keyboard PC dan Scan CoKomunikasi antar keyboard dan host adalah komunikasi dua arah, keyboard mengirim scan code ke host, host bisa mengirim perintah untuk mengatur kerja dari key board. Kode perintah untuk keyboard tidak sebanyak scan code, berikut ini daftar kode printah untuk keyboard (dalam heksadesimal) selengkapnya :

ED perintah untuk menyala/padamkan lampu indikator di keyboard, setelah menerima perintah ED dari host, keyboard akan menjawab dengan FA sebagai tanda perintah itu telah dikenali (ACK – acknowlwdge) dan menunggu 1 byte perintah lagi dari host untuk menentukan lampu indikator mana yang perlu di-nyala/padam-kan. 1 byte perintah susulan tersebut akan diartikan sebagai berikut : bit 0 dipakai untuk mengatur lampu indikator Scroll Lock, bit 1 untuk Num Lock dan bit 2 untuk Caps Lock, bit-bit lainnya diabaikan.

EE dipakai host untuk memeriksa apakah keyboard masih aktip. Setelah menerima perintah EE dari host, keyboard akan menjawab dengan EE pula, menandakan dirinya masih aktip.

F0 ada keyboard yang dilengkapi 3 set scan code, perintah ini dipakai untuk memilih scan code yang ingin dipakai. Setelah menerima perintah F0 dari host, keyboard akan menjawab dengan FA sebagai tanda perintah itu telah dikenali (ACK – acknowlwdge) dan host menjawab 1 byte lagi (nilainya 1 2 atau 3) untuk memilih set scan code. Jika byte yang dikirimkan nilainya 0, keyboard akan menjawab dengan nomor set scan code yang saat itu dipakai.

F3 dipakai untuk mengatur kecepatan tanggapan keyboard (Typematic Repeat Rate), setelah menerima perintah F3 dari host, keyboard akan menjawab dengan FA sebagai tanda perintah itu telah dikenali (ACK – acknowlwdge) dan host menjawab 1 byte nilai kecepatan tanggapan keyboard yang dikehendaki.

F4 dipakai untuk me-aktip-kan kembali keyboard, setelah menerima perintah ini keyboard akan menjawab dengan FA (ACK – acknowlwdge).

F5 dipakai untuk me-nonaktip-kan keyboard, setelah menerima perintah ini keyboard akan menjawab dengan FA (ACK – acknowlwdge).

FE dipakai meminta keyboard mengirim ulang scan code terakhir yang dikirim.

FF Perintah untuk me-reset keyboard
Selain perintah dari host, keyboard juga mempunyai kode-kode lain selain scan code yang dikirimkan ke host, sebagai berikut :

FA berarti ACK (acknowledge), yaitu jawaban dari keyboard bahwa perintah dari host sudah dikenali dengan baik.

AA berarti keyboard selesai memeriksa diri dan siap bekerja setelah diberi catu daya

EE lihat perintah EE di atas

FE artinya minta host mengulang perintah terakhir yang dikirim

FF / 00 berarti terjadi kesalahan di keyboard

Rangkaian penghubung
Keyboard PC dibangun dengan mikrokontroler MCS48, yang merupakan saudara tua MCS51 tapi jauh lebih sederhana. Untuk keperluan membentuk rangkaian penghubung tidak perlu diketahui bagaimana cara kerja mikrokontroler dalam keyboard, tapi cukup meninjau rangkaian elektronik bagian penghubung pada gambar.

Bagian penghubung di dalam Keyboard PC

Yang menarik, rangkaian sederhana ini bisa dipakai untuk komunikasi data 2 arah, yakni keyboard mengirimkan scan code ke PC, atau PC mengirimkan perintah-perintah ke keyboard, misalkan perintah untuk menyalakan beberapa lampu yang ada di keyboard.

Kbd Clock dibangkitkan oleh MCS48, merupakan sinyal pendorong Kbd Data yang bisa bersumber dari keyboard maupun bersumber dari PC. Level tegangan pada kedua sinyal ini memenuhi standar sinyal TTL biasa, jadi bisa langsung dihubungkan ke AT89C2051.

Sebagai contoh Kbd Clock dihubungkan ke Port 3 bit 2 (kaki 6 AT89C2051) dan Kbd Data dibuhungkan ke Port 3 bit (kaki 7), dalam program hal ini dinyatakan dengan baris 1 dan baris 2 Potongan Program 1. Dengan adanya pernyataan di baris 1 dan 2, selanjutnya dalam program tidak disebutkan lagi P3.2 atau P2.3, tapi ditulis KBDclock atay KBDdata sehingga program lebih enak dibaca. Kalau program ini dipakai di proyek lain yang Port 3 bit 2 dan bit 3-nya dipakai untuk keperluan lain, Kbd Clock dan Kbd Data bisa saja dihubungkan ke port lain, asalkan baris 1 dan 2 disesuaikan dengan perubahan itu.

Potongan Program 1 Pernyataan pemakaian Port
1 KBDclock bit P3.2 ; P3.2 dihubungkan ke KBDclock
2 KBDdata bit P3.3 ; P3.3 dihubungkan ke KBDdata
Sumber daya untuk keyboard dicatu dari luar, harus diperhatikan kebutuhan arusnya cukup besar bisa sampai sekitar 300 mA.
Pengiriman data dari Keyboard
Sinyal pengiriman data dari Keyboard

Saat tidak ada pengiriman data, sinyal Kbd Clock dan Kbd Data dalam keadaan ‘1’. Sinyal pengiriman data dari keyboard dalam gambar 3 dijelaskan sebagai berikut :
1. Data mulai dikirimkan dengan me-nol-kan Kbd Data sebagai tanda mulai pengiriman (start bit), berapa saat kemudian setelah Kbd Data stabil disusul Kbd Clock berubah menjadi ‘0’ dan kembali ke ‘1’ lagi, ini berarti selesai mengirimkan data 1 bit.
2. Setelah mengirim ‘start bit’, dikirimkan bit 0, bit 1 dan seterusnya sampai bit 7.
3. Menyusul dikirim ‘parity bit’, yaitu bit kontrol yang berguna bagi host penerima data untuk memastikan data yang diterima tidak ada kesalahan. Jika banyaknya bit ‘1’ yang terdapat di bit 0 sampai bit 7 ganjil, ‘parity bit’ akan bernilai ‘1’.
4. Sebagai penutup (stop bit) Kbd Data dikembalikan kekeadan normalnya, yaitu ‘1’.

Pengiriman data ke Keyboard

Sinyal pengiriman data ke Keyboard
Saat tidak ada pengiriman data, sinyal Kbd Clock dan Kbd Data dalam keadaan ‘1’. Agar mudah dibedakan, Gambar 4 digambarkan dengan dua warna, warna biru artinya sinyal itu diatur oleh host, dan warna merah artinya sinyal itu dibangkitkan oleh keyboard. Sinyal pengiriman data dari host dalam gambar 4 dijelaskan sebagai berikut :
1. Sebelum mengirim data host ‘minta ijin’ pada keyboard dengan cara me-‘nol’-kan Kbd Clock setidak-tidaknya selama 100 mikro-detik, dan kemudian di-‘satu’-kan kembali (warna biru).
2. Setelah menerima ‘permintaan ijin’ dari host, keyboard membangkitkan 12 pulsa clock di Kbd Clock (warna merah). Keyboard akan mengambil data dari host setiap saat pulsa tersebut berubah dari level ‘1’ menjadi ‘0, jadi data dari host sudah harus siap sebelum hal tersebut terjadi.
3. Data mulai dikirimkan dengan me-nol-kan Kbd Data sebagai tanda mulai pengiriman (start bit), saat Kbd Clock berubah dari ‘1’ menjadi ‘0’ data 1 bit tadi diterima oleh keyboard.
4. Setelah mengirim ‘start bit’, dikirimkan bit 0, bit 1 dan seterusnya sampai bit 7.
5. Menyusul dikirim ‘parity bit’, yaitu bit kontrol yang berguna bagi keyboard untuk memastikan data yang diterima tidak ada kesalahan. Jika banyaknya bit ‘1’ yang terdapat di bit 0 sampai bit 7 ganjil, ‘parity bit’ akan bernilai ‘1’.
6. Sebagai penutup (stop bit) Kbd Data dikembalikan kekeadan normalnya, yaitu ‘1’.
7. Selesai menerima 11 bit data di atas (warna biru : ‘start bit’, 8 bit ditambah dengan ‘parity bit’ dan ‘stop’bit’), pada pulsa yang kedua belas keyboard mengirimkan ACK=’0’ (warna merah) yang menandakan semua bit sudah diterima.

Proses pengiriman data ke Keyboard

Adapun cara kerja dari keyboad tersebut antara lain sebagai berikut:
1.Ketika tombol ditekan, tombol tersebut akan menekan sebuah karet yang ada dibawah tombol tersebut.
2.Karet tersebut terhubung dengan sebuah chip yang mana akan mentransmisikan sinyal yang didapat ketika tombol ditekan.
3.Sinyal yang ditransmisikan berbentuk kode-kode biner.
4.Data yang berbentuk biner tersebut akan digenerate oleh chip komputer.
5.Setelah digenerate akan ditampilkan kembali menjadi tampilan asli berbentuk huruf pada layar monitor.

Keyboard tentunya mempunyai beberapa peran atau fungsi dalam penggunaannya. Beberapa kegunaan atau fungsi dari keyboard adalah untuk memasukkan perintah dan juga digunakan dalam permainan.

Tentulah sudah jelas bahwa fungsi yang utama dari keyboard adalah untuk mengetik perintah pada komputer. Dengan bantuan keyboard-lah kita akan dapat memasukkan data atau perintah ke dalam komputer untuk dilakukan proses komputasi. Dengan menekan beberapa tombol sekaligus, kita dapat memunculkan aplikasi lain dalam komputer seperti contoh Ctrl+Alt+Del.

Keyboard bekerja sebagai input device. Keycaps atau yang lebih dikenal dengan tombol berada dibarisan terdepan fungsional keyboard, melalui keykaps ini pengguna memasukan input-an–biasa dikenal dengan keystroke.

Keyboard memiliki beragam manufaktur, dan maka dari itu ia juga memiliki beragam metode penyampaian input. Umumnya pada saat tombol diketikkan–input, tombol yang terketik telah terselaraskan dengan papan key matrix–beberapa manufaktur menggunakan karet, dan beragam bahan lainnya, dimana key matrix tersebut terdiri atas character map. Untuk selanjutnya informasi tersebut dibawa untuk dikenali oleh processor. Processor memutuskan apakah itu sebuah ketikan karakter alphabeth, karakter unicode–dari beragam bahasa seperti: Thai; Chinese; Korean; ataupun Japanese; atau bisa jadi berupa shortcuts yang berlaku pada aplikasi tertentu.

Kalau kamu ketik huruf kapital “A”, dalam programming nilainya 41H (hexadecimal) atau 65 bilangan desimal. penulisan di HTMLnya “&, #, 65″
Untuk processor ‘artinya’ pulsa 5volt “off on off off …on” atau 01000001 dalam bilangan biner.

Keyboard mempunyai mikroprosesor di dalamnya meskipun tidak secanggih pentium dan kawan2, biasa disebut mikrokontroler. Semua tombol dalam keyboard merupakan saklar elektronik disusun berbentuk matrik, dan diidentifikasi lokasinya berdasarkan kolom dan barisnya.
Contoh:

q w e r t y
a s d f g h
z x c v b n

Tombol ‘q’ : kolom 1 baris 1
Tombol ‘b’ : kolom 5 baris 3

Mikrokontroler tersebut bertugas mendeteksi tombol dari kolom dan baris mana yang ditekan, kemudian dicocokan dengan database yang dimilikinya sehingga tahu karakter apa yang sebetulnya ditekan oleh user.

Informasi tersebut kemudian dikirim ke komputer (berupa kode ascii dari tombol yang ditekan itu) menggunakan kabel keyboard (ya tentu dong). Maksud saya, data tersebut dikirim secara serial seperti serial port (com), tetapi menggunakan port keyboard (PS2) yang ada pada motherbot

sumber :http://karelweb.wordpress.com/2012/10/06/prinsip-kerja-keyboard/