SISTEM TEKS BERGERAK 7 WARNA
BERBASIS MIKROKONTROLER
Oleh
Yohanes Benny Wongsodihardjo NIM : 612006046
Skripsi
Untuk melengkapi syarat-syarat memperoleh Ijazah Sarjana Teknik
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Program Studi Teknik Elektro Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
SIST
BE
Sk Sebaga
KONS FAKULTAS T UNIVE
Pembimbing I
STEM TEKS BERGERAK 7 WARNA
BERBASIS MIKROKONTROLER
Oleh
Yohanes Benny Wongsodihardjo NIM : 612006046
Skripsi ini telah diterima dan disahkan agai salah satu persyaratan guna mencapai
SARJANA TEKNIK Dalam
NSENTRASI TEKNIK ELEKTRONIKA S TEKNIK ELEKTRONIKA DAN KOMPUTER VERSITAS KRISTEN SATYA WACANA
SALATIGA
Disahkan oleh
I Pe R
INTISARI
Keuntungan penggunaan LED dalam teknologi penampil elektronika adalah konsumsi dayanya menjadi jauh lebih kecil dibanding dengan generasi terdahulu yang menggunakan tabung maupun cairan kristal. Salah satu aplikasi penggunaan LED adalah terciptanya media teks bergerak yang berfungsi sebagai media informasi dan promosi di toko-toko, rumah makan, stasiun, bank, dan lain-lain. Di Indonesia, dua jenis media penampil teks bergerak yang umum dijumpai adalah single color dan dual color. Namun untuk dapat menampilkan teks yang memiliki variasi warna yang lebih banyak, penggunaan keduanya tidaklah cukup. Solusinya adalah menggunakan sistem warna multicolor, yang ketersediaannya masih sangat langka dijumpai di Indonesia.
Usulan yang digunakan dalam skripsi ini adalah perancangan sistem teks bergerak menggunakan sistem warna multicolor, dengan berdasar tiga warna dasar primer yang dikenal dengan RGB. Pada skripsi ini telah direalisasikan sesuai dengan usulan yang telah dituliskan. Sistem teks bergerak yang dibangun dikhususkan untuk mode teks dan tidak mendukung mode grafik. Pilihan warna yang dapat ditampilkan merupakan warna RGB dan kombinasinya dengan intensitas yang sama, warna-warna tersebut yaitu red, green, blue, cyan, magenta, yellow dan white. Sistem dikendalikan dengan mikrokontroler menggunakan teknik scanning vertikal dan tersedia aplikasi desktop untuk memudahkan pengguna dalam melakukan pengaturan data tampilan.
ii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur ke hadirat Tuhan Yesus Kristus untuk berkat kesehatan, kelancaran, serta kasih dan kemurahannya sehingga skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik. Skripsi merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan jenjang S1 di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga.
Dalam penyelesaiannya, skripsi ini tidak lepas dari bantuan, dukungan, serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh sebab itu, penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada:
1. Oma-omaku tersayang, yang senantiasa memberikan dukungan semangat dan doa selama ini.
2. Orang tua dan kedua kakakku tercinta, yang telah memberikan dukungan doa, semangat, dan materi selama pengerjaan skripsi.
3. Bapak Handoko, M.Eng selaku Dekan dan Walistudi, untuk bimbingan selama proses studi hingga skripsi ini dibuat.
4. Bapak Dr. Iwan Setyawan selaku Korkon.Teknik Elektronika, untuk arahan dan kebijakan dalam mengurus hal-hal yang berkenaan dengan skripsi. 5. Bapak F. Dalu Setiaji, M.T. selaku Kaprogdi. Teknik Elektronika untuk
setiap nasihat dan wawasan baru yang diberikan selama ini.
6. Bapak Darmawan Utomo, M.Eng. selaku pembimbing I yang telah banyak memberikan saran, pertimbangan, dan solusi selama penyelesaian tugas akhir.
7. Bapak Deddy Susilo, S.T. selaku pembimbing II yang telah banyak memberikan informasi dan solusi dalam menghadapi permasalahan dalam tugas akhir.
8. Rut Novyanti, kekasihku yang selalu dapat memahamiku, dan mendukungku dalam doa.
10. Seluruh Staff TU dan karyawan Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer, Mas Witjak, Mbak Tin , Mbak Rista, dan Mbak Dita untuk bantuan selama penulis berada di Fakultas Teknik.
11.Ibu Tenny Elvira yang telah menyediakan tempat untuk kos bagi penulis. 12.Teman-teman kos Cemara II No.6 yang lama maupun yang baru, atas
kebersamaannya selama ini.
13.Teman-teman elektro angkatan 2006, yang telah menemani dalam suka dan duka selama menjalani pendidikan di Fakultas Teknik.
Penulis menyadari bahwa skripsi yang telah dikerjakan ini masih belum sempurna karena keterbatasan waktu, dan pengetahuan yang dimiliki. Oleh sebab itu saran dan kritik yang membangun sangat diharapkan guna perbaikan di masa mendatang. Penulis bersyukur karena dapat menyelesaikan skripsi ini hingga tahap akhir.
Akhir kata, semoga pengetahuan yang telah dipelajari senantiasa dipergunakan untuk kebaikan sesama dan tetap berpedoman pada Firman Tuhan. Semoga penulisan skripsi ini bermanfaat bagi setiap pembaca. Tuhan memberkati kita.
Salatiga, Juni 2012
iv
DAFTAR ISI
INTISARI ………... i
KATA PENGANTAR ………... ii
DAFTAR ISI ………...…... iv
DAFTAR GAMBAR ………... vi
DAFTAR TABEL ………... viii
DAFTAR KODE ………... ix
BAB I PENDAHULUAN 1
1.1. Tujuan ……… 1
1.2. Latar Belakang Masalah ……… 1
1.3. Gambaran Sistem ……….. 3
1.4. Spesifikasi Alat ……….. 4
1.5. Sistematika Penulisan ……… 5
BAB II DASAR TEORI 7
2.1. Konsep Dasar LED dan Warnanya ………..……….. 7
2.2. Konsep Dasar Warna RGB dan Kombinasinya ……….… 9
BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI ALAT 13
3.1. Perancangan dan Realisasi Perangkat Keras Sistem ……...………. 14
3.1.1. Perancangan dan Realisasi Modul Mikrokontroler ………... 14
3.1.2. Perancangan dan Realisasi Modul Pengendali Baris ……….... 16
3.1.3. Perancangan dan Realisasi Modul Pengendali Kolom …….… 19
3.1.4. Perancangan dan Realisasi Modul Penampil Teks Bergerak … 22 3.2. Perancangan dan Realisasi Perangkat Lunak Sistem ………...………… 25
3.2.1. Perancangan dan Realisasi Program Interface ………... 25
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS HASIL PENGUJIAN 43
4.1. Pengujian Perangkat Keras ………... 43
4.1.1. Pengujian Pengendali Kolom ……….……….. 43
4.1.2. Pengujian Pengendali Baris ………….………...… 47
4.1.3. Pengujian Penampil Teks Bergerak ………..……… 50
4.2. Pengujian Perangkat Lunak ………... 52
4.2.1. Pengujian Program Interface ………. 53
4.2.2. Pengujian Program Mikrokontroler ………...… 56
4.3. Pengujian Keseluruhan Sistem ………. 60
BAB V PENUTUP 64
5.1. Kesimpulan ………... 64
5.2. Saran Pengembangan ………... 65
DAFTAR PUSTAKA 66
LAMPIRAN A. Cara Penggunaan Alat ……….... 68
B. Grafik arus drain dan konfigurasi kaki shift register ………... 71
C. Tabel kebenaran dan karakteristik shift register, dan intensitas cahaya LED……... 72
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Gambaran umum sistem ………... 4
Gambar 2.1. Cara kerja di dalam sebuah LED ………... 7
Gambar 2.2. Representasi campuran warna RGB ………... 9
Gambar 2.3. Komposisi tiap piksel dot matrix RGB ………... 11
Gambar 2.4. Tujuh warna dasar yang tersedia ………... 11
Gambar 2.5. Contoh tampilan teks satu warna tanpa warna latar belakang ……... 11
Gambar 2.6. Contoh tampilan teks satu warna dengan warna latar belakang …... 12
Gambar 2.7. Contoh tampilan teks dua warna tanpa warna latar belakang ………... 12
Gambar 3.1. Blok diagram sistem keseluruhan ………... 13
Gambar 3.2. Komunikasi data antara PC dan ATmega32 ………... 15
Gambar 3.3. Untai mikrokontroler, reset, dan tx-rx serial ………... 16
Gambar 3.4. Rangkaian kendali untuk tiap baris ………... 17
Gambar 3.5. Untai pengendali baris dengan MOSFET tipe-P ………... 19
Gambar 3.6. Koneksi tiap satu kolom LED RGB dan shift register pasangannya ... 19
Gambar 3.7. Hubungan kaskade HCF4094BE ………... 20
Gambar 3.8. Untai pengendali baris dengan menggunakan shift register ……... 21
Gambar 3.9. Hubungan kaskade dot matrix RGB 64 kolom x 7 baris ………... 22
Gambar 3.10. Komposisi satu piksel dot matrix RGB ………... 23
Gambar 3.11. Untai penampil teks bergerak RGB ………... 24
Gambar 3.12. Diagram alir program interface ………... 25
Gambar 3.13. Tampilan program interface …………... 26
Gambar 3.14. Format dari data yang dikirimkan secara serial ………... 33
Gambar 3.15. Diagram alir program mikrokontroler ………... 35
Gambar 3.16. Representasi array data teks ke array penampil ………... 37
Gambar 3.17. Contoh representasi isi array data teks ke array penampil ………... 37
Gambar 4.1. Diagram pewaktuan pengujian manual sampel ………... 44
Gambar 4.2. Pengujian kendali manual shift register ke LED ………... 45
Gambar 4.3. Pengujian kendali manual shift register ke penampil teks bergerak …….. 45
Gambar 4.5. Pengujian kendali kolom otomatis menampilkan huruf “B” ………... 47
Gambar 4.6. Pengujian kendali baris manual pada satu baris penampil………... 48
Gambar 4.7. Pengujian kendali baris manual pada tujuh baris penampil ………... 48
Gambar 4.8. Pengujian kendali baris manual menampilkan huruf “B” ………... 49
Gambar 4.9. Pengujian kendali baris otomatis pada tujuh baris penampil ………... 49
Gambar 4.10. Pengujian tampilan tujuh macam warna ……….. 50
Gambar 4.11. Pengujian tiga macam contoh tampilan warna teks ... 51
Gambar 4.12. Pengujian tiga macam contoh tampilan warna latar belakang ………... 51
Gambar 4.13. Pengujian macam-macam karakter mode teks ………... 51
Gambar 4.14. Pengujian beberapa contoh tampilan teks bergerak ………... 52
Gambar 4.15. Pengujian tampilan program interface pada saat awal ………... 53
Gambar 4.16. Pengujian pemilihan data warna ... 54
Gambar 4.17. Pengujian pemilihan memori penyimpanan ………... 54
Gambar 4.18. Pengujian penulisan data teks ………... 55
Gambar 4.19. Pengujian pemilihan jenis animasi ... 55
Gambar 4.20. Pengujian pengiriman data pengaturan ……... 55
Gambar 4.21. Pengujian keberhasilan pengiriman data pengaturan ……... 56
Gambar 4.22. Pengujian animasi static ... 57
Gambar 4.23. Pengujian animasi blink ... 58
Gambar 4.24. Pengujian animasi scroll down ... 58
Gambar 4.25. Pengujian animasi show horizontal ... 59
Gambar 4.26. Pengujian animasi shift left ... 59
Gambar 4.27. Pengujian keseluruhan data pengaturan tampilan ... 60
Gambar 4.28. Pengujian tampilan berdasarkan data pengaturan program interface ….. 61
Gambar 4.29. Pad solder untuk hubungan kaskade dot matrix dan shift register ... 62
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1. Perbandingan teks bergerak yang dibuat dan yang beredar di Indonesia…... 2
Tabel 2.1. Bahan semikonduktor penyusun LED dan warna yang dihasilkan……….... 8
Tabel 2.2. Kombinasi dua warna primer ………..……….………... 10
Tabel 2.3. Komplemen warna primer ………... 10
Tabel 3.1. Koneksi baris dan shift register dengan PORT mikrokontroler……….….... 15
Tabel 3.2. Koneksi per bagian kontrol shift register dengan PORT mikrokontroler …. 21 Tabel 3.3. Daftar isi pilihan memori penyimpanan ……….... 28
Tabel 3.4. Daftar isi pilihan animasi dan persyaratan penggunaannya ………... 28
Tabel 3.5. Hubungan pemilihan jumlah variasi warna dan daftar yang tertampil …... 30
Tabel 3.6. Hubungan nilai data RGB dan warna yang ditampilkan ……….. 31
Tabel 3.7. Daftar warna berdasarkan urutan indeks ………..……... 31
Tabel 3.8. Hubungan nilai PORT A dan baris yang aktif……….... 38
Tabel 3.9. Hubungan nama variabel dengan pin kendali pada mikrokontroler……... 41
Tabel 4.1. Nilai data kolom huruf “B” sebagai sampel………... 45
Tabel 4.2. Nilai data kolom sampel huruf “B” secara lengkap………... 46
Tabel 4.3. Pengujian arus tiap warna dasar ………... 61
DAFTAR KODE
Kode 3.1. Inisialisasi tampilan awal aktif ………... 27
Kode 3.2. Penerimaan data karakter pada kotak teks ………... 27
Kode 3.3. Pemilihan animasi pada daftar ………..………... 29
Kode 3.4. Penampilan daftar warna berdasarkan banyak variasi warna yang dipilih … 30 Kode 3.5. Hubungan indeks warna dan data warna ………..…... 32
Kode 3.6. Inisialisasi port serial dan pengiriman data ………... 32
Kode 3.7. Deteksi penekanan tombol kirim ………... 33
Kode 3.8. Penyalinan data EEPROM ke array penampung sementara ……….... 36
Kode 3.9. Penyalinan data array penampung sementara ke data penampung khusus … 36 Kode 3.10. Prosedur seleksi data kolom penampil ………... 39
Kode 3.11. Prosedur pengisian data warna kolom penampil ………... 40
