PUZZLE
ELEKTRONIK AL-QUR’AN UNTUK ANAK-ANAK
TUGAS AKHIR
Disusun Untuk Memenuhi Syarat Kelulusan Pada Program Studi Strata Satu Sistem Komputer
Oleh
Mustopa Nur Hayat
NIM : 10210141
Pembimbing
Hidayat, M.T.
JURUSAN TEKNIK KOMPUTER
FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER
UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA
v
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmaannirrahim
Assalamu’alaikum Wr. Wb.
Segala puji bagi Allah SWT., Pencipta dan Pemelihara alam semesta, shalawat serta salam semoga terlimpah bagi Muhammad SAW., keluarga dan para pengikutnya yang setia hingga akhir masa.
Atas rahmat dan hidayah-Nya, akhirnya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dan skripsi ini, meskipun hasilnya masih jauh dari kata sempurna, mengingat keterbatasan pengetahuan, keilmuan, pengalaman serta referensi yang penulis miliki. Oleh karena itu penulis selalu terbuka untuk menerima kritik dan saran yang dapat menyempurnakan tugas akhir ini.
Skripsi ini sesungguhnya bukanlah sebuah kerja individual dan akan sulit terlaksana tanpa bantuan banyak pihak yang tak mungkin penulis sebutkan satu per satu, namun dengan segala kerendahan hati, penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Kedua orangtua beserta keluarga besar penulis yang sudah memberikan do’a, motivasi dan kasih sayang, sehinga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
2. Bapak Prof. Dr. H. Denny Kurniadie, Ir. M.Sc, selaku Dekan Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer.
3. Bapak Dr. Wendi Zarman, M.Si selaku ketua Jurusan Teknik Komputer Universitas Komputer Indonesia.
4. Bapak Hidayat, M.T selaku pembimbing serta guru yang senantiasa membimbing dan mengarahkan penulis untuk menjadi lebih baik.
5. Ibu Sri Supatmi, M.T selaku dosen wali 10-TK4
6. Bapak dan Ibu seluruh staf dosen Jurusan Teknik Komputer yang telah memberikan ilmu, motivasi dan bantuan kepada penulis.
vi
memberikan semangat dan dorongannya untuk tetap menjalani perkuliahan.
8. Teguh Wijoseno, Anton Prafanto, Arif Ibrahim A, Achmad Ariwibowo, Daniel Sirait, asisten Lab Sistem Digital dan seluruh pihak-pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-per satu.
Akhirnya, Penulis berharap semoga penelitian ini menjadi sumbangsih yang bermanfaat bagi dunia sains dan teknologi di Indonesia, khususnya disiplin keilmuan yang Penulis dalami.
Bandung, Agustus 2015
vii
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ... i
LEMBAR PERNYATAAN ... ii
ABSTRAK ... iii
ABSTRACT ... iv
KATA PENGANTAR ... v
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR TABEL ... ix
DAFTAR GAMBAR ... x
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Maksud dan Tujuan ... 1
1.3 Rumusan Masalah ... 1
1.4 Batasan Masalah ... 2
1.5 Metode Penelitian ... 3
1.6 Sistematika Penulisan ... 4
BAB II TEORI PENUNJANG ... 5
2.1 Sejarah Puzzle ... 5
2.2 Jenis-Jenis Puzzle... 6
2.3 Perangkat Keras ... 8
2.3.1 Mikrokontroler ATmega32 ... 8
2.3.2 IC 74151 ... 12
2.3.3 IC 74153 ... 13
2.3.4 IC 74139 ... 14
2.3.5 Modul Audio DFR0299 ... 16
2.3.6 LCD 16x4 ... 20
BAB III PERANCANGAN SISTEM ... 22
3.1 Perancangan Perangkat Keras... 24
3.1.1 Memori Eksternal TF Card ... 24
3.1.2 Modul Audio DFR0299 ... 25
viii
3.1.4 Rangkaian Selektor Data ... 27
3.1.5 Mikrokontroler ATmega32 ... 29
3.1.6 Rangkaian LED Petunjuk Kesalahan ... 32
3.1.7 LCD 16x4 ... 37
3.1.8 Tombol Push Button ... 38
3.2 Perancangan Perangkat Lunak ... 39
3.2.1 Diagram Alir Program Utama ... 39
3.2.2 Diagram Alir pada Mode Lomba ... 41
3.2.3 Diagram Alir pada Mode Pandu ... 43
3.2.4 Prosedur Baca Data Puzzle pada Mode Lomba ... 45
3.2.5 Prosedur Baca Data Puzzle pada Mode Pandu ... 47
3.2.6 Prosedur Kirim Data ke Modul Audio ... 48
3.3 Perancangan Mekanik ... 49
3.2.1 Perancangan Puzzle ... 49
3.2.2 Perancangan Kemasan ... 54
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISISA ... 55
4.1 Pengujian Rangkaian Selektor Data ... 55
4.2 Pengujian Rangkaian LED Petunjuk Kesalahan... 57
4.3 Pengujian Rangkaian Modul Audio ... 58
4.4 Pengujian Keseluruhan ... 59
4.4.1 Pengujian Mode Lomba ... 59
4.4.2 Pengujian Mode Pandu ... 60
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 61
5.1 Kesimpulan ... 61
5.2 Saran ... 61
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Salah satu pendidikan yang penting untuk diberikan kepada anak-anak adalah pengenalan Qur’an. Terdapat beberapa metode untuk mengenalkan al-Qur’an pada anak-anak salah satunya melalui permainan puzzle.
Pada saat ini terdapat 2 jenis permainan puzzle yaitu permainan puzzle yang dimainkan secara manual dan permainan puzzle yang dimainkan secara elektronik melalui perangkat komputer. Akan tetapi pada setiap jenis permainan puzzle tersebut memiliki kelemahan. Pada permainan puzzle manual tidak terdapat sistem pengoreksian puzzle untuk menilai benar atau tidak setiap potongan puzzle yang dipasang. Sedangkan pada permainan puzzle elektronik, mengharuskan menggunakan perangkat komputer dengan biaya yang mahal dan tidak praktis.
Permasalahan diatas mendorong penulis untuk membuat permainan puzzle al-Qur’an yang memiliki sistem pengoreksian puzzle, membutuhkan biaya yang rendah dan praktis dalam menggunakannya.
1.2 Maksud dan Tujuan
Maksud dari tugas akhir ini adalah membuat perangkat untuk mengenalkan al-Qur’an pada anak-anak melalui permainan puzzle fisik berbasis mikrokontroler dan modul audio.
Tujuan dari dibuatnya tugas akhir ini adalah untuk menyediakan suatu media yang dapat memudahkan dan menarik minat anak dalam belajar al-Qur’an.
1.3 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah pada perancangan permainan “Puzzle Elektronik Al-Qur’an untuk Anak-Anak” adalah sebagai berikut :
1. Bagaimana merancang perangkat keras agar dapat mengetahui perbedaan setiap potongan puzzle yang dipasang.
2
3. Bagaimana membangun komunikasi antara mikrokontroler dengan rangkaian selektor data, modul audio, LCD dan rangkaian LED petunjuk kesalahan.
4. Bagaimana mikrokontroler memberikan perintah kepada modul audio. 5. Bagaimana mengatur tampilan tulisan di LCD.
6. Bagaimana sistem pewaktuan di mode lomba. 7. Bagaimana sistem penentuan skor di mode lomba.
8. Bagaimana sistem penyalaan rangkaian LED petunjuk kesalahan untuk mengoreksi potongan puzzle yang dipasang.
1.4 Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dari perancangan permainan “Puzzle Elektronik Al-Qur’an untuk Anak-Anak” ini adalah sebagai berikut:
1. Penggunaan mikrokontroler ATmega32 sebagai pemrosesan inti.
2. Penggunaan bahasa C untuk penulisan program di mikrokontroler dengan memakai perangkat lunak CodeVisionAVR.
3. Penggunaan IC 74151 dan IC74153 sebagai rangkaian multiplexer. 4. Penggunaan IC 74139 sebagai rangkaian decoder.
5. Penggunaan modul audio DFR0299 sebagai pembaca data audio digital dan mengeluarkannya pada speaker dalam bentuk suara.
6. Penggunaan TF Card sebagai media menyimpan data audio digital.
7. Penggunaan LCD 16x4 sebagai media menampilkan informasi kepada pengguna.
8. Penggunaan rangkaian LED sebagai petunjuk kesalahan pemasangan puzzle. 9. Surat al-Qur’an yang digunakan adalah surat al-Ikhlas, surat an-Naas dan
3 1.5 Metode Penelitian
Metode penelitian yang dilakukan penulis dalam pembuatan permainan “Puzzle Elektronik Al-Qur’an untuk Anak-Anak” terdiri dari beberapa tahap, yaitu :
a. Observasi
Pada tahapan ini adalah proses pengumpulan data untuk dijadikan bahan atau materi untuk memenuhi kebutuhan sistem dan mengajukan pertanyaan kepada pihak-pihak yang memiliki pengetahuan terhadap sistem yang akan dibuat.
b. Studi Kepustakaan
Pada tahapan ini adalah pengumpulan data dengan cara membaca buku atau melakukan penelusuran informasi pada media Internet sebagai landasan pengetahuan untuk merancang dan membuat sistem.
c. Proses Perancangan
Pada tahapan ini bertujuan untuk memperoleh desain perangkat keras, perangkat lunak dan perancangan mekanik yang tepat agar kebutuhan sistem dapat terpenuhi dengan baik. Setelah perancangan sistem ditentukan kemudian direalisasikan dalam bentuk alat.
d. Pengujian
Pada tahapan ini adalah proses pengujian kinerja alat untuk mengukur kemampuan alat dalam merealisasikan perancangan sistem yang telah dibuat.
e. Analisa Data
Pada tahapan ini dilakukan proses analisa terhadap data yang didapatkan dari pengujian sistem dan mengambil suatu kesimpulan.
f. Kesimpulan
Pada tahapan ini dilakukan pengambilan informasi akhir berdasarkan analisa dan pengamatan pada alat.
g. Pembuatan Laporan
4 1.6 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
BAB I Pendahuluan
Pada bab ini terdiri dari latar belakang masalah, rumusan masalah, maksud dan tujuan, batasan masalah, metodologi penelitian dan sistematika penulisan.
BAB II Teori Penunjang
Pada bab ini berisi penjelasan mengenai dasar teori tentang topik yang dibahas berdasarkan studi literatur dan percobaan yang dilakukan.
BAB III Perancangan Sistem
Pada bab ini berisi penjelasan mengenai perancangan keseluruhan sistem yang terbagi kedalam pembahasan rancangan perangkat keras, rancangan perangkat lunak dan rancangan mekanik sehingga menjadi sebuah sistem yang dapat bekerja dengan baik.
BAB IV Pengujian
Pada bab ini berisi hasil pengujian serta analisis data yang didapat.
BAB V Kesimpulan dan Saran
22
BAB III
PERANCANGAN SISTEM
Bab ini membahas semua perancangan yang dibuat untuk memenuhi maksud dan tujuan tugas akhir. Perancangan sistem terdiri dari perancangan perangkat keras, perancangan perangkat lunak dan perancangan mekanik. Gambar 3.1 adalah diagram blok dari keseluruhan sistem.
Gambar 3.1 Diagram blok keseluruhan sistem
Penjelasan mengenai diagram blok keseluruhan sistem adalah sebagai berikut : a. Memori Eksternal TF Card : Berfungsi sebagai penyimpan informasi
data audio digital. Data audio digital tersebut dibaca oleh modul audio
DFR0299 untuk dilakukan pemrosesan selanjutnya.
b. Modul Audio DFR0299 : Berfungsi untuk membaca informasi data audio
digital pada TF Card dan merubahnya menjadi data audio analog. Data
audio analog tersebut dikeluarkan dalam bentuk suara melalui speaker.
c. Mini Amplifier : Berfungsi untuk mengolah data audio analog dari modul
audio DFR0299 untuk dikeluarkan dalam bentuk suara melalui speaker.
d. Header Puzzle : Berfungsi untuk menghasilkan data setiap potongan
puzzle. Data potongan puzzle terdiri dari 6 bit data yang dihasilkan dari
23
menghasilkan data biner 0 saluran data dihubungkan dengan tegangan 0 volt.
e. Rangkaian Selektor Data : Berfungsi sebagai sebagai penyeleksi data dari setiap potongan puzzle yang dipasang untuk dikirimkan kepada mikrokontroler. Rangkaian selektor data membaca data dari saluran
header puzzle dan mengirimkannya kepada mikrokontroler.
f. Mikrokontroler ATmega32 : Berfungsi sebagai pengolah data dari setiap potongan puzzle yang dipasang untuk dibandingkan dengan
database yang berada di mikrokontroler. Mikrokontroler ATmega32
memperoleh data setiap potongan puzzle dari rangkaian selektor data. Setelah data setiap potongan puzzle diperoleh, selanjutnya proses perbandingan data untuk menentukan benar atau tidak setiap potongan
puzzle yang dipasang. Selain itu mikrokontroler melakukan tugas tugas
lainnya yaitu menampilkan tulisan di layar LCD, menyalakan LED petunjuk kesalahan dan memberikan instruksi kepada blok modul audio
untuk memutar data audio.
g. Rangkaian LED Petunjuk Kesalahan : Berfungsi sebagai petunjuk kesalahan pemasangan puzzle. Mikrokontroler dapat mengatur penyalaan setiap LED untuk memberikan informasi jumlah dan posisi setiap potongan puzzle yang dipasang pada tempat yang salah.
h. Push Button : Berfungsi untuk memberikan perintah kepada
mikrokontroler untuk melakukan tugas tugas tertentu. Tugas-tugas tersebut diantaranya memilih surat al-Qur’an, memilih mode permainan dan memberikan perintah cek puzzle.
24 3.1 Perancangan Perangkat Keras
Perancangan perangkat keras terdiri dari penjelasan setiap perangkat keras, konfigurasi perangkat keras dan fungsi perangkat keras yang digunakan pada tugas akhir ini. Adapun perangkat keras yang dipakai pada tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
3.1.1 Memori Eksternal TF Card
Memori eksternal TF Card berfungsi untuk menyimpan rekaman suara yang disimpan dalam bentuk data audiodigital. Jumlah data yang dapat disimpan pada TF Card tergantung dari nilai byte dari data audio digital yang disimpan dan kapasitas memori TF Card. Cara membaca data dari TF Card dengan cara menghubungkan TF Card dengan socket modul audio DFR0299.
Data rekaman suara yang disimpan pada TF Card berupa data audio digital
berformat mp3. Agar dapat dibaca oleh modul audio DFR0299, sistem penamaan folder dan data mp3 harus mengikuti sistem penamaan modul yang dimengerti
audio DFR0299. Gambar 3.2 adalah contoh penamaan data pada TF Card.
Gambar 3.2 Penamaan data pada TF Card
25 3.1.2 Modul Audio DFR0299
Modul audio DFR0299 berfungsi untuk mengambil data audio digital
berformat mp3 pada memori TF Card dan mengirimkannya ke modul amplifier
untuk dikeluarkan menjadi data berbentuk suara. Agar modul audio dapat menjalankan fungsinya maka diperlukan perintah berupa kode program. Kode program yang diterima oleh modul audio dikirim oleh mikrokontroler melalui pengiriman data secara serial. Gambar 3.3 adalah skematik rangkaian modul
audio DFR0299
Gambar 3.3 Skematik rangkaian modul audio DFR0299
Pin yang digunakan untuk komunikasi data secara serial adalah pin 3 sebagai pin penerima (RX) dan pin 5 sebagai pin pengirim (TX). Terdapat penambahan resistor 1 kilo ohm yang dihubungkan secara seri pada pin 3 dan pin 5 untuk menangani perbedaan level tegangan antara modul audio DFR0299 dengan mikrokontroler. Pin 7 dan pin 9 adalah pin keluaran yang dihubungkan dengan port pada speaker. Pin 2 dapat dihubungkan dengan LED sebagai informasi proses yang sedang terjadi pada modul audio DFR0299.
Contoh kode program untuk modul audio DFR0299 adalah sebagai berikut : Contoh program :
i) Memutar data audio yang ke 100, 7E FF 06 03 00 00 64 FF E6 EF ii) Menentukan nilai volume, 7E FF 06 06 00 00 0F FF D5 EF
26 3.1.3 Header Puzzle
Header puzzle terdiri dari rangkaian listrik yang berfungsi untuk
menghasilkan data potongan puzzle. Header puzzle menghasilkan 6 bit data yang berbeda-beda untuk setiap potongan puzzle. Setiap header puzzle terdiri dari 8 pin yaitu 2 pin catu daya dan 6 pin masukan data untuk dikirimkan kepada rangkaian selektor data. 2 pin catu daya terdiri dari catu daya 5 volt dan catu daya 0 volt
(ground). Fungsi dari pin catu daya adalah untuk menghasilkan 6 bit data yang
berbeda-beda. Ketika pin masukan data dihubungkan dengan catu daya 5 volt maka itu menghasilkan data biner 1. Sebaliknya, ketika pin masukan data dihubungkan dengan catu daya 0 volt maka itu menghasilkan data biner 0. Gambar 3.4 adalah skematik dari rangkaian satu headerpuzzle
Gambar 3.4 Satu potong header puzzle
Gambar 3.5 adalah skematik keseluruhan dari rangkaian headerpuzzle
27 3.1.4 Rangkaian Selektor Data
Rangkaian selektor data berfungsi sebagai media yang menjembatani antara rangkaian header puzzle dengan mikrokontroler. Melalui rangkaian selektor data, 150 saluran data dari headerpuzzle dapat disederhanakan menjadi 6 saluran data untuk dikirimkan kepada mikrokontroler. Rangkaian selektor data terdiri dari 18 IC multiplexer 8 ke 1, 3 IC dual multiplexer 4 ke 1 dan 1 IC
decoder yang dibentuk dalam satu rangkaian. Rangkaian selektor data memiliki 5
pin masukan dan 6 pin keluaran. Pin masukan digunakan oleh mikrokontroler untuk memilih posisi potongan puzzle tertentu untuk dilakukan pengambilan data. Pin keluaran digunakan untuk mengirimkan data dari setiap potongan puzzle
kepada mikrokontroler.
Rangkaian selektor data terdiri dari 6 rangkaian multiplexer 25 ke 1. Untuk menguji kevalidan dari rangkaian selektor data, dilakukan beberapa simulasi dengan perangkat lunak proteus. Gambar 3.6 adalah skematik rangkaian
multiplexer 25 ke 1.
28
Secara keseluruhan rangkaian selektor data terdiri dari 6 rangkaian
multiplexer 25 ke 1. Nilai 25 menunjukkan jumlah keseluruhan potongan puzzle.
Setiap rangkaian multiplexer 25 ke 1 berfungsi untuk mengalirkan 1 pin data dari setiap potongan puzzle. Sesuai dengan jumlah 6 pin pada setiap potongan puzzle
maka diperlukan 6 rangkaian multiplexer 25 ke 1. Pembacaan data dari potongan
puzzle dilakukan secara berurutan dengan cara memberikan cacahan naik nilai
biner pada pin masukan selektor data. Tabel 3.1 adalah tabel untuk menunjukkan nilai biner masukan selektor data dan potongan puzzle yang dipilih untuk diambil datanya.
Tabel 3.1 Nilai biner selektor data untuk memilih potongan puzzle
No Pin Selektor Potongan Puzzle
29
Tabel lanjutan
22 1 0 1 0 1 Puzzle 21
23 1 0 1 1 0 Puzzle 22
24 1 0 1 1 1 Puzzle 23
25 1 1 0 0 0 Puzzle 24
Gambar 3.7 adalah skematik keseluruhan dari rangkaian selektor data
Gambar 3.7 Skematik keseluruhan dari rangkaian selektor data
3.1.5 Mikrokontroler ATmega32
Mikrokontroler ATmega32 adalah unit untuk pemrosesan data. Pada tugas akhir ini, mikrokontroler memiliki beberapa tugas khusus, diantaranya ;
1. Mengatur tampilan tulisan pada layar LCD
2. Mengatur pewaktuan dalam satuan menit, satuan detik dan satuan milidetik.
30
4. Memberikan instruksi kepada rangkaian selektor data. 5. Membaca data setiap potongan puzzle.
6. Menentukan benar atau tidak setiap potongan puzzle yang dipasang. 7. Mengatur penyalaan LED petunjuk kesalahan.
8. Memberikan instruksi kepada modul audio untuk memutar data audio.
Gambar 3.8 adalah skematik dari rangkaian mikrokontroler ATmega32
Gambar 3.8 Skematik sistem minimum mikrokontroler ATmega32
Tabel 3.2 adalah tabel alokasi setiap pin mikrokontroler ATmega32
Tabel 3.2 Alokasi port mikrokontroler ATmega32
PORT PIN TIPE FUNGSI
A
0 Output Memberikan data ke 0 kepada rangkaian selektor
data
1 Output Memberikan data ke 1 kepada rangkaian selektor
data
2 Output Memberikan data ke 2 kepada rangkaian selektor
data
3 Output Memberikan data ke 3 kepada rangkaian selektor
data
4 Output Memberikan data ke 4 kepada rangkaian selektor
data
31 Tabel lanjutan
B
0 Output Data untuk kolom ke 0 pada rangkaian LED
1 Output Data untuk kolom ke 1 pada rangkaian LED 2 Output Data untuk kolom ke 2 pada rangkaian LED 3 Output Data untuk kolom ke 3 pada rangkaian LED 4 Output Data untuk kolom ke 4 pada rangkaian LED
5 Output Data untuk baris ke 0 pada rangkaian LED 6 Output Data untuk baris ke 1 pada rangkaian LED 7 Output Data untuk baris ke 2 pada rangkaian LED
C
0 Output D5 LCD 1 Output D6 LCD 2 Output D7 LCD
3 Input Tombol push button 1
4 Input Tombol push button 2
5 Input Menerima data 3 dari rangkaian selektor data 6 Input Menerima data 4 dari rangkaian selektor data 7 Input Menerima data 5 dari rangkaian selektor data
D
0 Input RX
1 Output TX
2 Not connected
3 Output Data untuk baris ke 3 pada rangkaian LED 4 Output Data untuk baris ke 4 pada rangkaian LED 5 Output RS LCD
6 Output EN LCD
32 3.1.6 Rangkaian LED Petunjuk Kesalahan
Rangkaian LED petunjuk kesalahan berfungsi untuk menunjukkan benar atau tidak setiap potongan puzzle yang dipasang. Ketika LED dalam keadaan menyala, itu menunjukkan bahwa potongan puzzle dipasang pada tempat yang salah. Sebaliknya ketika LED dalam keadaan padam, itu menunjukkan bahwa potongan puzzle dipasang pada tempat yang benar.
Jumlah dan posisi LED disesuaikan dengan jumlah dan posisi potongan
puzzle, sehingga dengan melihat LED menyala maka jumlah dan posisi potongan
puzzle yang dipasang pada tempat yang salah dapat diketahui. Gambar 3.9 adalah
skematik dari rangkaian LED petunjuk kesalahan.
Gambar 3.9 Rangkaian LED petunjuk kesalahan
33
Pada Tabel 3.3 adalah tabel untuk menunjukkan alokasi port mikrokontroler yang digunakan untuk penyalaan LED petunjuk kesalahan.
Tabel 3.3 Alokasi port mikrokontroler untuk rangkaian LED petunjuk kesalahan
No Port Mikrokontroler PIN LED
1 PB0 KOLOM 0
2 PB1 KOLOM 1
3 PB2 KOLOM 2
4 PB3 KOLOM 3
5 PB4 KOLOM 4
6 PB5 BARIS 0
7 PB6 BARIS 1
8 PB7 BARIS 2
9 PD3 BARIS 3
10 PD4 BARIS 4
Terdapat dua perbedaan mendasar mengenai cara untuk mengatur penyalaan LED. Perbedaan terjadi karena pada mode pandu dan mode lomba membutuhkan sistem penyalaan LED yang berbeda.
3.1.6.1 Sistem penyalaan LED mode lomba
1. Pada kondisi awal semua LED diatur dalam kondisi padam
2. Ketika semua puzzle selesai terpasang dan dilakukan pengecekkan, maka LED mulai dinyalakan.
3. Ketika lebih dari satu LED yang harus dinyalakan, maka LED dinyalakan satu persatu secara bergantian dalam waktu yang cepat sehingga terlihat dinyalakan bersamaan. Jumlah LED yang dinyalakan disesuaikan dengan jumlah potongan puzzle yang dipasang pada tempat yang salah.
34
Tabel 3.4 Kondisi port mikrokontroler dalam penyalaan LED mode lomba
NO LED NYALA PORTB PORTD
PB0 PB1 PB2 PB3 PB4 PB5 PB6 PB7 PD3 PD4
1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1
2 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1
3 2 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1
4 3 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1
5 4 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1
6 5 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1
7 6 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1
8 7 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1
9 8 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1
10 9 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1
11 10 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1
12 11 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1
13 12 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1
14 13 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1
15 14 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1
16 15 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0
17 16 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0
18 17 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0
19 18 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0
20 19 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0
21 20 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1
22 21 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1
23 22 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1
24 23 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1
35 3.1.6.2 Sistem penyalaan LED mode pandu
1. Pada kondisi awal semua LED diatur dalam kondisi nyala
2. Pada proses selanjutnya, LED dipadamkan satu persatu secara berurutan mengikuti pemasangan potongan puzzle pada posisi benar. Jumlah LED yang dipadamkan bertambah sesuai dengan bertambahnya jumlah potongan puzzle yang dipasang.
Terdapat perbedaan kondisi pada port mikrokontroler ketika mikrokontroler memadamkan LED. Dalam memadamkan LED, port mikrokontroler mengalami dua proses. Pertama mikrokontroler memberikan bit data tertentu kepada port yang dihubungkan dengan saluran kolom kemudian memberikan bit data tertentu lainnya kepada port yang dihubungkan dengan saluran baris. Tabel 3.5 adalah tabel untuk menunjukkan perbedaan kondisi port dalam penyalaan LED di mode pandu.
Tabel 3.5 Kondisi port mikrokontroler dalam penyalaan LED mode pandu
NO LED PADAM PORTB PORTD
Proses PB0 PB0 PB0 PB0 PB0 PB0 PB0 PB0 Proses PD3 PD4
1 0 P1 0 0 0 0 1 1 1 1 P1 0 0
P2 0 0 1 1 1 1 1 1 P2 0 0
2 0,1 P1 0 0 0 0 0 1 1 1 P1 0 0
P2 0 0 1 1 1 1 1 1 P2 0 0
3 0,1,2, P1 0 0 0 0 0 0 1 1 P1 0 0
P2 0 0 1 1 1 1 1 1 P2 0 0
4 0,1,2,3 P1 0 0 0 0 0 0 1 1 P1 0 0 P2 0 0 1 1 1 1 1 1 P2 0 0
5 0,1,2,3,4, P1 0 0 0 0 0 0 0 1 P1 0 0 P2 0 0 1 1 1 1 1 1 P2 0 0
6 0,1,2,3,4,5 P1 0 0 1 0 1 1 1 1 P1 0 0 P2 0 1 1 1 1 1 1 1 P2 0 0
7 0,1,2,3,4,5,6, P1 0 0 1 0 0 1 1 1 P1 0 0 P2 0 1 1 1 1 1 1 1 P2 0 0
37 Tabel lanjutan
25
0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11, 12,13,14,15,16,17,18,19, 20,21,22,23,24
P1 1 1 1 0 0 0 0 1 P1 0 1 P2 1 1 1 1 1 1 1 1 P2 1 1
3.1.7 LCD 16x4
LCD 16x4 berfungsi untuk menampilkan informasi berupa tulisan. Melalui tulisan pada layar LCD pengguna dapat mengetahui daftar surat al-Qur’an, mode permainan, pewaktuan dan skor. LCD 16x4 memiliki kemampuan untuk menampilkan karakter huruf sebanyak 64 karakter. 64 karakter huruf ini terbagi kedalam 4 baris, sehingga masing-masing baris mampu menampilkan 16 karakter. Gambar 3.10 adalah gambar rangkaian LCD dan konfigurasi pinnya
Gambar 3.10 LCD dan konfigurasi pinnya
Berikut daftar tulisan yang ditampilkan pada LCD 1. Selamat datang di Puzzle Al-Qur’an
Mari Mencoba ! 2. Silahkan pilih surat !
38 3. Silahkan pilih mode !
a. Mode Lomba b. Mode Pandu 4. Waktu : xx : xx : xx 5. Skor : xxxx
Jumlah puzzle yang salah : xx 6. Terimakasih Adik
3.1.8 Tombol Push Button
Tombol push button berfungsi untuk memberikan perintah kepada mikrokontroler untuk menjalankan proses tertentu. Melalui tombol push button
pengguna dapat memilih surat, memilih mode permainan dan memberikan perintah pengecekkan puzzle kepada mikrokontroler. Pada tugas akhir ini, digunakan dua tombol push button. Tombol push button 1 berfungsi sebagai eksekutor atau pengambil keputusan. Sedangkan tombol push button 2 berfungsi untuk memindahkan kursor ketika dilakukan pemilihan menu baik pemilihan surat al-Qur’an maupun pemilihan mode permainan.
Pada port C khusus pin 3 dan 4 digunakan untuk tombol push button.
Gambar 3.11 adalah skematik untuk menunjukkan bagaimana tombol push button
terhubung dengan pin mikrokontroler.
39 3.2 Perancangan Perangkat Lunak
Perancangan perangkat lunak terdiri dari beberapa diagram alir untuk menggambarkan bagaimana program berjalan pada mikrokontroler. Berikut adalah penjelasan mengenai semua diagram alir yang digunakan pada tugas akhir ini.
3.2.1 Diagram Alir Program Utama
Diagram alir program utama adalah diagram untuk menjelaskan secara menyeluruh mengenai proses yang terjadi di mikrokontroler. Gambar 3.12 adalah skema dari diagram alir program utama.
40
Tabel 3.6 adalah tabel untuk menjelaskan setiap proses yang terjadi pada program utama.
Tabel 3.6 Penjelasan diagram alir pada program utama
No Keterangan
1 Awal program 2 Inisialisasi program
3 Perintah kepada modul audio untuk memutar audio pembuka dan perintah kepada LCD untuk menampilkan informasi pembuka
4 Perintah kepada LCD untuk menampilkan tulisan pilihan surat al-Qur’an 5 Pengguna memilih surat al-Qur’an
6 Perintah kepada LCD untuk menampilkan tulisan pilihan mode permainan 7 Pengguna memilih mode permainan
8 Membaca pilihan mode permainan untuk menentukan eksekusi program selanjutnya
41 3.2.2 Diagram Alir pada Mode Lomba
Diagram alir pada mode lomba terdiri dari beberapa proses seperti pewaktuan selama 10 menit, pembacaan data puzzle, perbandingan data puzzle, penyalaan LED dan pemutaran data suara oleh modul audio. Gambar 3.13 adalah skema dari diagram alir pada mode lomba.
Baca Data Puzzle dan Lantunan Surat
Al-Qur’an
Rangkaian LED Bunyikan Informasi dan Lantunan Surat Al-Qur’an
42
Tabel 3.7 adalah tabel untuk menjelaskan setiap proses yang terjadi pada program di mode lomba.
Tabel 3.7 Penjelasan diagram alir pada mode lomba
No Keterangan
1 Awal program
2 Jalankan sistem pewaktuan 3 Pengguna memasang puzzle
4 Memeriksa penekanan tombol periksa data puzzle
5 Memeriksa status waktu untuk menentukan eksekusi program selanjutnya 6 Membaca data puzzle yang telah dipasang
7 Membandingkan data puzzle dengan data pada mikrokontroler
8 Memeriksa perbedaan data puzzle untuk menentukan eksekusi program selanjutnya
9 Perintah kepada LCD untuk menampilkan tulisan jumlah potongan puzzle yang salah dan skor yang didapatkan
10 Mengatur penyalaan LED petunjuk kesalahan
11 Perintah kepada modul audio untuk memutar audio informasi dan surat al-Qur’an 12 Perintah kepada LCD untuk menampilkan tulisan skor yang didapatkan
43 3.2.3 Diagram Alir pada Mode Pandu
Diagram alir pada mode pandu terdiri dari beberapa proses seperti pembacaan data puzzle, pengecekkan potongan puzzle yang terpasang, penyalaan LED dan pemutaran data suara oleh modul audio. Gambar 3.14 adalah skema dari diagram alir pada mode pandu.
Gambar 3.14 Diagram alir pada mode pandu
Apakah data puzzle benar ?
Bunyikan informasi
Benar Bunyikan informasi Salah
44
Tabel 3.8 adalah tabel untuk menjelaskan setiap proses yang terjadi pada program di mode pandu.
Tabel 3.8 Penjelasan diagram alir pada mode pandu
No Keterangan
1 Awal program
2 Pengguna memasang potongan puzzle
3 Memeriksa penekanan tombol cek data potongan puzzle
4 Membaca data potongan puzzle yang telah dipasang
5 Memeriksa status benar atau tidak dari potongan puzzle yang dipasang 6 Perintah kepada modul audio untuk memutar informasi benar
7 Perintah kepada modul audio untuk memutar informasi salah 8 Mengatur penyalaan LED petunjuk kesalahan
9 Memeriksa apakah potongan puzzle sudah terpasang seluruhnya
45
3.2.4 Prosedur Baca Data Puzzle pada Mode Lomba
Diagram alir baca data puzzle pada mode lomba terdiri dari beberapa proses seperti pengisian nilai pada port A, pemberian delay, baca data potongan puzzle
dan penyimpanan data puzzle di array pada mikrokontroler. Gambar 3.15 adalah skema dari diagram alir baca data puzzle pada mode lomba.
Mulai
Port A i
Baca Data Puzzle
Simpan Data Puzzle pada Array
i >= 24 ? i i+1
Selesai i 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Tunggu 20 ms
46
Tabel 3.9 adalah tabel untuk menjelaskan setiap proses yang terjadi pada program baca data puzzle di mode lomba.
Tabel 3.9 Penjelasan diagram alir baca data pada mode lomba
No Keterangan
1 Awal program
2 Isi nilai awal variabel i dengan 0, variable i digunakan sebagai pencacah naik dan indeks array
3 Kirimkan nilai variabel i pada port A sebagai pencacah naik untuk mengatur rangkaian selektor data
4 Tahan proses program selama 20 milidetik
5 Baca data puzzle yang dikirimkan oleh rangkaian selektor data 6 Simpan data puzzle pada array
7 Berikan tambahan nilai pada variabel i untuk mencacah naik proses berikutnya 8 Memeriksa nilai i, proses berhenti ketika terjadi 25 pembacaan data puzzle
47
3.2.5 Prosedur Baca Data Puzzle pada Mode Pandu
Diagram alir baca data puzzle pada mode pandu terdiri dari beberapa proses seperti pengisian nilai pada port A, pemberian delay, baca data potongan puzzle
dan penyimpanan data puzzle di array pada mikrokontroler. Gambar 3.16 adalah diagram alir setiap proses pada prosedur baca data puzzle di mode pandu.
Mulai
Port A i
Baca Data Puzzle
Simpan Data Puzzle pada Array
i i+1
Selesai i 0
1
2
3
4
5
6
7
8
Tunggu 20 ms
48
Tabel 3.10 adalah tabel untuk menjelaskan setiap proses yang terjadi pada program baca data puzzle di mode pandu.
Tabel 3.10 Penjelasan diagram alir baca data pada mode pandu
No Keterangan
1 Awal program
2 Isi nilai awal variabel i dengan 0, variable i digunakan sebagai pencacah dan indeks pada array
3 Kirimkan nilai variabel i pada port A sebagai pencacah naik untuk mengatur rangkaian selektor data
4 Tahan proses program selama 20 milidetik
5 Baca data puzzle yang dikirimkan oleh rangkaian selektor data 6 Simpan data puzzle pada array
7 Berikan tambahan nilai pada variabel i untuk mencacah naik proses berikutnya 8 Akhir program
3.2.6 Prosedur Kirim Data ke Modul Audio
Diagram alir kirim data ke modul audio terdiri dari beberapa proses seperti inisialisasi nilai baudrate, kirim kode program secara serial dan pemberian delay. Gambar 3.17 adalah skema dari diagram alir kirim data ke modul audio.
Mulai
Kirim Data Serial
Selesai
Setting Baud Rate (9600) 1
2
3
5
Delay
4
49
Tabel 3.11 adalah tabel untuk menjelaskan setiap proses yang terjadi pada program kirim data ke modul audio.
Tabel 3.11 Penjelasan diagram alir kirim data ke modul audio
No Keterangan
1 Awal program
2 Tentukan nilai baudrate menjadi 9600 bps
3 Kirimkan kode program secara serial kepada modul audio
4 Tunggu hingga data audio selesai diputar 5 Akhir program
3.3 Perancangan Mekanik
Perancangan mekanik terdiri dari perancangan bentuk puzzle dan kemasan alat secara keseluruhan.
3.3.1 Perancangan Puzzle
Pada tugas akhir ini, setiap potongan puzzle dirancang untuk memiliki data biner yang berbeda. Hal ini dilakukan agar mikrokontroler dapat membedakan setiap potongan puzzle yang dipasang. Jumlah perbedaan nilai biner potongan
puzzle keseluruhan surat adalah 39 nilai biner. Setiap potongan puzzle memiliki
nilai biner yang dipresentasikan kedalam 6 bit data. Tabel 3.12 adalah tabel untuk menjelaskan potongan puzzle beserta nilai binernya.
Tabel 3.12 Potongan puzzle beserta nilai binernya
No Puzzle Nilai Biner No Puzzle Nilai Biner No Puzzle Nilai Biner
1 000001 14 001110 27 011011
2 000010 15 001111 28 011100
3 000011 16 010000 29 011101
4 000100 17 010001 30 011110
50 Tabel lanjutan
6 000110 19 010011 32 100000
7 000111 20 010100 33 100001
8 001000 21 010101 34 100010
9 001001 22 010110 35 100011
10 001010 23 010111 36 100100
11 001011 24 011000 37 100101
12 001100 25 011001 38 100110
13 001101 26 011010 39 100111
Pada tugas akhir ini surat al-Qur’an yang dapat dipilih terdiri dari 3 surat yaitu surat an-Naas, al-Falaq dan al-Ikhlas. Setiap surat dipecah kedalam 25 bagian sehingga jumlah keseluruhan potongan puzzle dalam 1 surat adalah 25 potongan puzzle. Gambar 3.18 adalah tampilan susunan nilai biner untuk puzzle
51
Gambar 3.18 Susunan nilai biner surat an-Naas
Gambar 3.19 adalah gambar potongan puzzle secara lengkap untuk surat an-Naas.
52
Gambar 3.20 adalah tampilan susunan nilai biner untuk puzzle surat al-Falaq.
Gambar 3.20 Susunan nilai biner surat al-Falaq
Gambar 3.21 adalah gambar potongan puzzle secara lengkap untuk surat al-Falaq.
53
Gambar 3.22 adalah tampilan susunan nilai biner untuk puzzle surat al-Ikhlas.
Gambar 3.22 Susunan nilai biner surat al-Ikhlas
Gambar 3.23 adalah gambar potongan puzzle secara lengkap untuk surat al-Ikhlas.
54 3.3.2 Perancangan Kemasan
Dalam proses pendesainan kemasan alat dilakukan beberapa pertimbangan sebagai landasan untuk menentukan bahan, ukuran dan bentuk kemasan. Ukuran dan bentuk kemasan didesain agar dapat menutupi perangkat keras yang dipakai serta memiliki nilai estetika agar dapat menarik minat pengguna untuk menggunakan alat ini. Bahan dasar pada pembuatan alat ini adalah kayu pinus. Alasan pemilihan kayu pinus sebagai bahan dasar dikarenakan kayu pinus memiliki tekstur yang mudah dibentuk, kokoh dan memiliki nilai estetika. Gambar 3.24 adalah gambar kemasan puzzle dilihat dari sisi atas.
Gambar 3.24 Kemasan puzzle dilihat dari atas
Gambar 3.25 adalah gambar kemasan puzzle dilihat dari sisi depan
61
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengujian dan analisa perangkat keras maupun algoritma perangkat lunak dapat disimpulkan bahwa alat dapat berjalan dengan baik, di antaranya:
1. Berdasarkan hasil pengujian pada tabel 4.1, rangkaian selektor data dapat bekerja dengan akurat dalam menyalurkan data setiap potongan puzzle
kepada mikrokontroler.
2. Berdasarkan hasil pengujian pada tabel 4.2, rangkaian LED petunjuk kesalahan dapat bekerja dengan akurat dalam menunjukkan benar atau tidak setiap posisi potongan puzzle yang terpasang.
3. Berdasarkan hasil pengujian pada tabel 4.3, rangkaian modul audio dapat bekerja dengan baik dalam memutar setiap file suara.
4. Berdasarkan hasil pengujian keseluruhan, alat dapat bekerja dengan baik dan akurat dalam menjalankan setiap proses baik proses di mode lomba maupun proses di mode pandu.
5.2 Saran
62
DAFTAR PUSTAKA
[1] Syahrul. (2012). Mikrokontroler AVR ATMEGA8535. Bandung: INFORMATIKA.
[2] Syahban, R. (2011). Simulasi dan Praktik Menggunakan ISIS Proteius dan
CodeVisionAVR. Bandung: INFORMATIKA.
[3] Tocci R, (2002). Digital Systems Principles and Applications. Ohio: Prentice Hall.
[4] Barmawi, M. (1996). Prinsip-Prinsip Elektronika. Jakarta: Erlangga
[5] Anonim. (1988). SN54LS151, SN74LS151 DATA SELECTORS /
MULTIPLEXER, Diakses Februari 5, 2015, dari
http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/7831/NSC/74151.html: http://www.alldatasheet.com.
[6] Anonim. (1988). SN54ALS153,SN74ALS153,SN74AS153 DUAL 1-OF-4
DATA SELECTORS/MULTIPLEXERS, Diakses Februari 10, 2015, dari
http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/7/4/L/S/74LS153.shtml : http://www.alldatasheet.com.
[7] Anonim. (1988). SN54LS139A, SN4S139, SN74LS139A, SN74S139A
DUAL 2-LINE TO 4-LINE DECODERS / DEMULTIPLEXERS,
Diakses Februari 10, 2015 dari http://www.datasheetcatalog.com/info_redirect/datasheet/motorola/SN54LS 139J.pdf.shtml:http://www.datasheetcatalog.com.
[8] Anonim. (2011). 8-bit AVR Microcontroller with 32Kbytes In-System
Programmable Flash, Diakses Februari 10, 2015 dari
www.atmel.com/images/doc2503.pdf www.atmel.com.
[9] Anonim. (2015). Puzzle, Diakses Februari 10, 2015, dari https://en.wikipedia.org/wiki/Puzzle : https://en.wikipedia.org.
63
[11] Anonim.(2015). Sliding Puzzle, Diakses Feburuari 10, 2015, dari https://en.wikipedia.org/wiki/Sliding_puzzle : https://en.wikipedia.org. [12] Anonim.(2015). Mechanical Puzzle, Diakses Feburuari 10, 2015, dari
https://en.wikipedia.org/wiki/Mechanical_puzzle : https://en.wikipedia.org. [13] Anonim.(2015). Box Puzzle, Diakses Feburuari 10, 2015, dari
https://en.wikipedia.org/wiki/Puzzle_box : https://en.wikipedia.org. [14] Anonim.(2015). Modul audio DFR0299, Diakses Mei 29, 2015, dari
http://www.dfrobot.com/wiki/index.php/DFPlayer_Mini_SKU:DFR0299 : http://www.dfrobot.com.
[15] Anonim.(2015). LCD 16x4, Diakses Mei 29, 2015, dari
DAFTAR RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama lengkap : Mustopa Nur Hayat
Tempat/Tanggal lahir : Sumedang, 29 September 1992
Alamat : Dusun Rahayu 03/02 Desa Trunamanggala Kec Cimalaka Kab Sumedang
Agama : Islam
Fakultas : Teknik dan Ilmu Komputer
Program Studi : Sistem Komputer (Strata 1)
Perguruan tinggi : Universitas Komputer Indonesia
E-Mail : mas.mustopa@gmail.com
Pendidikan Formal :
1998-2004 : SD Negeri Cikole
2004-2007 : SMP Negeri 5 Sumedang
2007-2010 : SMA Negeri 1 Sumedang
2010-2014 : Universitas Komputer Indonesia
Kegiatan ekstra akademis:
1
PUZZLE AL-QUR’AN ELEKTRONIK UNTUK ANAK USIA DINI
Hidayat1, Mustopa Nur Hayat2
1,2 Jurusan Teknik Komputer Unikom, Bandung
1hiyan_05@yahoo.com, 2mas.mustopa@gmail.com
ABSTRAK
Salah satu pendidikan yang penting untuk diberikan kepada anak usia dini adalah pengenalan al-Qur'an. Salah satu media yang dapat digunakan untuk mengenalkan al-Qur'an adalah permainan puzzle. Pada saat ini terdapat 2 jenis permainan puzzle yaitu permainan puzzle manual dan permainan puzzle elektronik. Akan tetapi baik permainan puzzle manual maupun permainan elektronik memiliki kelemahan tersendiri. Pada permainan
puzzle manual tidak terdapat sistem pengoreksian puzzle untuk menilai benar atau tidak setiap potongan puzzle
yang dipasang. Sedangkan pada permainan puzzle elektronik, mengharuskan menggunakan perangkat komputer dengan biaya yang mahal dan tidak praktis. Hal ini mendorong penulis untuk membuat permainan puzzle al-Qur’an yang memiliki sistem pengoreksian puzzle, membutuhkan biaya yang rendah dan praktis dalam menggunakannya. Pada permainan puzzle al-Qur’an ini dilengkapi dengan layar LCD, rangkaian LED petunjuk kesalahan dan modul audio. Melalui layar LCD pengguna dapat memilih surat al-Qur’an dan mode permainan. Selain itu layar LCD mampu menampilkan jumlah potongan puzzle yang salah dan skor yang didapatkan pengguna. Melalui rangkaian LED petunjuk kesalahan pengguna dapat mengetahui jumlah dan posisi potongan
puzzle yang terpasang salah. Melalui modul audio pengguna dapat mendengarkan penjelasan dan lantunan surat al-Qur’an yang dipilih.
Kata kunci : Puzzle, Surat Al-Qur’an, LCD, Modul Audio
1. PENDAHULUAN
Usia dini adalah masa awal untuk menerima pendidikan. Salah satu pendidikan yang penting untuk diberikan kepada anak usia dini adalah pengenalan al-Qur’an. Terdapat beberapa metode untuk mengenalkan al-Qur’an pada anak usia dini salah satunya melalui permainan puzzle. Pada saat ini terdapat 2 jenis permainan puzzle yaitu permainan
puzzle yang dimainkan secara manual dan permainan
puzzle yang dimainkan secara elektronik melalui perangkat komputer. Akan tetapi pada setiap jenis permainan puzzle tersebut memiliki kelemahan. Pada permainan puzzle manual tidak terdapat sistem pengoreksian puzzle untuk menilai benar atau tidak setiap potongan puzzle yang dipasang. Sedangkan pada permainan puzzle elektronik, mengharuskan menggunakan perangkat komputer dengan biaya yang mahal dan tidak praktis.
Permasalahan diatas mendorong penulis untuk membuat permainan puzzle al-Qur’an yang memiliki sistem pengoreksian puzzle, membutuhkan biaya yang rendah dan praktis dalam menggunakannya.
2. PERANCANGAN
Perancangan yang dilakukan terdiri dari perancangan perangkat keras dan perancangan perangkat lunak.
Perancangan Perangkat Keras
Perancangan perangkat keras berisi perancangan keseluruhan sistem. Gambar 1 adalah diagram blok dari keseluruhan sistem.
Gambar 1. Diagram blok keseluruhan sistem
Penjelasan diagram blok keseluruhan sistem
a. Memori Eksternal TF Card : Berfungsi sebagai penyimpan informasi data audio digital.
b. Modul Audio DFR0299 : Berfungsi untuk membaca informasi data audio digital pada TF Card dan merubahnya menjadi data audio analog.
c. Mini Amplifier : Berfungsi untuk mengolah
data audio analog untuk dikeluarkan dalam bentuk suara melalui speaker.
d. Header Puzzle: Berfungsi untuk menghasilkan
2
puzzle terdiri dari 6 bit data yang dihasilkan dari rangkaian listrik pada header puzzle. e. Rangkaian Selektor Data : Berfungsi sebagai
sebagai penyeleksi data dari setiap potongan
puzzle yang dipasang untuk dikirimkan kepada mikrokontroler.
f. Mikrokontroler ATmega32 : Berfungsi sebagai pengolah data dari potongan puzzle
yang dipasang untuk dibandingkan dengan
database yang berada di mikrokontroler. Selain itu mikrokontroler melakukan tugas-tugas lainnya yaitu menampilkan tulisan di layar LCD, menyalakan LED petunjuk kesalahan dan memberikan instruksi kepada blok modul audio
untuk memutar data audio.
g. Rangkaian LED : Berfungsi sebagai petunjuk kesalahan pemasangan puzzle. Mikrokontroler dapat mengatur penyalaan setiap LED untuk memberikan informasi jumlah dan posisi setiap potongan puzzle yang dipasang pada tempat yang salah.
h. Push Button : Berfungsi untuk memberikan
perintah kepada mikrokontroler untuk melakukan tugas tugas tertentu. Tugas-tugas tersebut diantaranya memilih surat al-Qur’an, memilih mode permainan dan memberikan perintah cek puzzle.
i. LCD 16x4 : Berfungsi untuk menampilkan informasi berupa tulisan yang diperlukan oleh pengguna.
Header Puzzle
Headerpuzzle terdiri dari rangkaian listrik yang berfungsi untuk menghasilkan data potongan puzzle.
Header puzzle menghasilkan 6 bit data yang berbeda-beda untuk setiap potongan puzzle. Setiap
header puzzle terdiri dari 8 pin yaitu 2 pin catu daya dan 6 pin masukan data untuk dikirimkan kepada rangkaian selektor data. 2 pin catu daya terdiri dari catu daya 5 volt dan catu daya 0 volt (ground).
Fungsi dari pin catu daya adalah untuk menghasilkan 6 bit data yang berbeda-beda. Ketika pin masukan data dihubungkan dengan catu daya 5 volt maka itu menghasilkan data biner 1. Sebaliknya, ketika pin masukan data dihubungkan dengan catu daya 0 volt maka itu menghasilkan data biner 0. Gambar 2 adalah skematik dari rangkaian satu headerPuzzle
Gambar 2 Skematik satu potong header puzzle
Modul Audio
Modul audio yang digunakan adalah DFR0299. Modul audio digunakan untuk mengambil data audio
berformat mp3 pada memori TF Card dan
mengirimkannya pada modul amplifier. Agar modul
audio dapat menjalankan fungsinya maka diperlukan perintah berupa kode program. Kode program yang diterima oleh modul audio dikirim oleh mikrokontroler melalui pengiriman data secara serial
melalui pin 3 sebagai penerima (RX) dan pin 4 sebagai pengirim (TX). Gambar 3 adalah skematik rangkaian modul audio
DFR0299.
Gambar 3 Rangkaian konfigurasi modul audio DFR0299
LCD 16x4
LCD 16x4 berfungsi untuk menampilkan informasi berupa tulisan. Melalui tulisan pada layar LCD pengguna dapat mengetahui daftar surat al-Qur’an, mode permainan, pewaktuan dan skor. Gambar 4 adalah LCD beserta konfigurasi pinnya.
Gambar 4 LCD dan konfigurasi pinnya
Berikut daftar tulisan yang ditampilkan pada LCD 1. Selamat datang di Puzzle al-Qur’an Elektronik
Mari Mencoba ! 2. Silahkan pilih surat !
a. An-Naas b. Al-Falaq c. Al-Ikhlas
3
Perancangan perangkat lunak terdiri dari beberapa diagram alir untuk menggambarkan bagaimana program berjalan pada mikrokontroler.
Diagram Alir Program Utama
Diagram alir program utama adalah diagram untuk menjelaskan secara menyeluruh mengenai proses yang terjadi di mikrokontroler. Gambar 5 adalah skema dari diagram alir program utama.
Informasi Pembuka
Gambar 5 Diagram alir program utama mikrokontroler
Pada tabel 1 adalah tabel untuk menjelaskan setiap proses yang terjadi pada program utama.
Tabel 1 Penjelasan diagram untuk program utama
No Keterangan
1 Awal program 2 Inisialisasi program
3 Perintah kepada modul audio untuk memutar audio pembuka dan perintah kepada LCD untuk menampilkan informasi pembuka 4 Perintah kepada LCD untuk menampilkan tulisan pilihan surat al-Qur’an 5 Pengguna memilih surat al-Qur’an 6 Perintah kepada LCD untuk menampilkan tulisan pilihan mode permainan 7 Pengguna memilih mode permainan
Tabel lanjutan
8 Membaca pilihan mode permainan untuk menentukan eksekusi program selanjutnya 9 Prosedur pada mode lomba
10 Prosedur pada mode pandu 11 Akhir program
Diagram Alir Mode Lomba
Diagram alir program utama adalah diagram untuk menjelaskan secara menyeluruh mengenai proses yang terjadi di mode lomba. Gambar 6 adalah skema dari diagram alir mode lomba.
Gambar 6 Diagram alir untuk mode lomba
Pada tabel 2 adalah tabel untuk menjelaskan setiap proses yang terjadi di mode lomba.
Tabel 2 Penjelasan diagram program untuk mode lomba
No Keterangan
1 Awal program
2 Jalankan sistem pewaktuan 3 Pengguna memasang puzzle
4
Tabel lanjutan
5 Memeriksa status waktu untuk menentukan eksekusi program selanjutnya 6 Membaca data puzzle yang telah dipasang 7 Membandingkan data pada mikrokontroler puzzle dengan data
8 Memeriksa perbedaan data menentukan eksekusi program selanjutnya puzzle untuk
9 Perintah kepada LCD untuk menampilkan tulisan jumlah potonga puzzle yang salah dan skor yang didapatkan
10 Mengatur penyalaan LED petunjuk kesalahan 11 Perintah kepada modul audio untuk memutar audio informasi dan surat al-Qur’an
12 Perintah kepada LCD untuk menampilkan tulisan skor yang didapatkan
13 Perintah kepada modul audio untuk memutar audio informasi dan surat al-Qur’an 14 Akhir program
Gambar 7 Diagram alir mode pandu
Tabel 3 Penjelasan diagram program untuk mode pand
Diagram Alir Mode Pandu
Diagram alir program utama adalah diagram untuk menjelaskan secara menyeluruh mengenai proses yang terjadi di mode pandu. Gambar 7 adalah skema dari diagram alir mode pandu.
5
Pada tabel 3 adalah tabel untuk menjelaskan setiap proses yang terjadi di mode lomba.
Tabel 3 Penjelasan diagram program untuk mode pandu
3. HASIL PENGUJIAN
Pengujian dilakukan untuk mengetahui apakah alat atau sistem beroperasi dengan benar, serta untuk memperlihatkan bahwa alat tersebut bekerja sesuai dengan yang diharapkan. Yang diuji pada alat ini adalah rangkaian selektor data, rangkaian LED petunjuk kesalahan dan modul audio.
Pengujian Rangkaian Selektor Data
Pengujian rangkaian selektor data adalah pengujian untuk mengukur kinerja rangkaian selektor data dalam mengirimkan data kepada mikrokontroler. Tabel 4 adalah tabel hasil pengujian rangkaian selektor data.
Tabel 4 hasil pengujian rangkaian selektor data
Tabel lanjutan
Pengujian Rangkaian LED Petunjuk Kesalahan
Pengujian rangkaian LED petunjuk kesalahan adalah pengujian untuk mengukur kinerja rangkaian LED dalam memberikan informasi potongan puzzle
yang dipasang pada tempat yang salah. Tabel 5 adalah tabel hasil pengujian rangkaian LED petunjuk kesalahan.
Tabel 5 hasil pengujian rangkaian LED petunjuk kesalahan.
No Keterangan
1 Awal program
2 Pengguna memasang potongan puzzle
3 Memeriksa penekanan tombol cek data potongan puzzle
4 Membaca data potongan dipasang puzzle yang telah
5 Memeriksa status benar atau tidak dari potongan puzzle yang dipasang
6 Perintah kepada modul audio untuk memutar informasi benar
7 Perintah kepada modul audio untuk memutar informasi salah
8 Mengatur penyalaan LED petunjuk kesalahan
9 Memeriksa apakah potongan puzzle sudah terpasang seluruhnya
10 Perintah kepada modul audio untuk memutar audio informasi dan surat al-Qur’an 11 Akhir program
Kondisi PinKeluaran
Mikrokontroler Data Tampilan
6
Tabel lanjutan
Pengujian Modul Audio
Pengujian modul audio adalah pengujian untuk mengukur kemampuan modul audio dalam memutar semua data audio digital yang diperlukan oleh pengguna. Tabel 6 adalah hasil pengujian modul audio dalam memutar semua data audio digital.
Tabel 6 hasil pengujian modul audio
No Nama File MP3 Rekaman Suara Pengujian Hasil
2 002.mp3 Silahkan adik memilih surat al-Qur’an
4 004.mp3 Silahkan mulai menyusun puzzle Valid Data
5 005.mp3 Waktu dimulai dari sekarang Valid Data
6 006.mp3 Terimakasih adik telah menyusun
puzzle
9 009.mp3 Berikut adalah lantunan surat al-Qur’an tidak jika adik ingin berhenti
Data Valid
11 011.mp3 Terimakasih sampai berjumpa lagi Valid Data
12 012.mp3 Adik melakukan beberapa kesalahan pemasangan puzzle.
Data
Berdasarkan hasil pengujian dan analisa perangkat keras maupun algoritma perangkat lunak dapat disimpulkan bahwa alat dapat berjalan dengan baik, di antaranya:
1. Berdasarkan hasil pengujian pada tabel 4.1, rangkaian selektor data dapat bekerja dengan akurat dalam menyalurkan data setiap potongan puzzle kepada mikrokontroler.
2. Berdasarkan hasil pengujian pada tabel 4.2, rangkaian LED petunjuk kesalahan dapat bekerja dengan akurat dalam menunjukkan
7
benar atau tidak setiap posisi potongan puzzle yang terpasang.
Adapun saran untuk pengembangan penelitian ini selanjutnya adalah pada penambahan fitur baru. Permainan puzzle dipadukan dengan perangkat raspberry pi dengan tujuan agar proses permainan puzzle di mode lomba dapat dipantau secara terperinci. Hal ini dimaksudkan untuk menangani kondisi jika lebih dari satu permainan puzzle
digunakan bersamaan, komputer dapat memeriksa dengan akurat waktu yang dihabiskan setiap pengguna.
5. DAFTAR PUSTAKA
1. Syahrul. (2012). MIKROKONTROLER AVR ATMEGA8535. Bandung: INFORMATIKA. 2. Syahban, R. (2011). Simulasi dan Praktik
Menggunakan ISIS Proteius dan CodeVisionAVR. Bandung: INFORMA TIKA 3. Tocci R,(2002). Digital Systems Principles
and Applications, Ohio: Prentice Hall
