BAB III
PERANCANGAN SISTEM
Pada Bab ini akan diuraikan mengenai perancangan perangkat keras dan perangkat lunak yang digunkan pada skripsi.
3.1. Perancangan Perangkat Keras
Pada bagian perancangan perangkat keras akan dibahas mengenai perancangan dan merealisasikan perangkat keras yang dipakai ke dalam sistem.
Gambar 3.1. Blok Diagram Perangkat Keras
Gambar 3.1 menujukkan perancangan blok diagram perangkat keras yang dipakai dalam menunjang sistem. Ada empat modul utama dalam perancangan sistem ini yaitu :
1. Modul Mikrokontroler. 2. Modul Bluetooth. 3. Modul Pedal Saklar. 4. Modul Catu Daya
1.1.1 Modul Mikrokontroler.
Mikrokontroler yang digunakan sebagai pengendali utama sistem adalah ATMega32. ATMega32 memiliki beberapa fitur yang dapat diaplikasikan pada perancangan sistem pengontrol partitur otomatis yang menggunakan pedal saklar sebagai pengontrol slide partitur
MODUL PEDAL
SAKLAR MIKROKONTROLER
MODUL
BLUETOOTH HC-06
flash cukup besar, mendukung komunikasi serial, serta memiliki jumlah port I/O 8 bit yang memadai untuk perancangan [3].
Modul mikrokontroler yang dirancang berfungsi untuk mengatur dan mengendalikan proses yang terjadi pada sistem. Mikrokontroler akan menangani tugas penerimaan masukan data dari pedal saklar yang kemudian akan mengirimkannya ke Tablet Android melalui komunikasi serial.
Gambar 3.2 Skematik Modul Mikrokontroler
ATMega32 memiliki 40 PIN yang kemudian dibagi dalam 4 PORT yakni PORT A, PORT B, PORT C, PORT D. Namun yang dipakai dalam perancangan ini hanya PORT A, PORT B, PORT D saja. Berikut adalah uraian tentang PORT-PORT yang digunakan.
PORT A
PORT B
PORT B digunakan untuk antarmuka Programmer/Downloader.
PORT D
Dengan memanfaatkan fungsi USART internal pada PORT D maka dapat digunakan sebagai pengirim dan penerima data dari mikrokontroler ke Tablet Android dengan
menggunakan modul bluetooth.
Tabel 3.1 Konfigurasi Port Mikrokontroler
Nama PIN Keterangan
PINA.0 Terhubung dengan masukan pedal saklar kanan
PINA.1 Terhubung dengan masukan pedal saklar kiri
PINB.6 / MOSI
Antarmuka untuk Programmer / Downloader
PINB.7 / MISO PINB.8 / SCK PIN RESET
PIND.0 / RXD Terhubung dengan TXD HC-06
PIND.1 / TXD Terhubung dengan RXD HC-06
3.1.2. Modul Bluetooth
Untuk melakukan komunikasi pengiriman data antara alat dengan Tablet Android digunakan bluetooth sebagai sarana pengiriman data secara nirkabel. Modul bluetooth yang digunakan dalam perancangan skripsi ini adalah HC-06. Modul bluetooth ini dapat menjalankan
Gambar 3.3. Skema Modul Bluetooth HC-06
Konfigurasi pin – pin Modul Bluetooth HC-06 yang digunakan dalam perancangan alat ini dapat dilihat pada Tabel 3.2 :
Tabel 3.2. Daftar Konfigurasi Pin Yang Digunakan Pada Bluetooth
Nama PIN Fungsi
KEY -
VCC Sumber tegangan 3.6 - 6V
GND Ground
TXD Terhubung ke UART RXD mikrokontroler
RXD Terhubung ke UART TXD mikrokontroler
STATE -
Adapun Spesifikasi dari modul bluetooth yang digunakan adalah sebagai berikut [4]:
a. Bluetooth protokol : Spesifikasi Bluetooth v2.0 + EDR b. Frekuensi kerja : 2.4 GHz ISM Band
c. Menggunkan modulasi GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) d. Daya keluaran ≤ 4dBm, kelas 2
e. Sensitivitas ≤ 84dBm di 0,1% BER
f. Transmission rate: Asynchronous : 2,1 Mbps (Max)/160 kbps; Synchronous :
g. Keamanan: Otentikasi dan Enkripsi h. Support profiles: Bluetooth serial port i. Tegangan kerja: 3,3 VDC 50mA j. Bekerja pada suhu: -20 ~ + 75 Celcius k. Dimensi 26,9mm x 13mm x 22mm l. Baudrate : 9600/N/8/1
Modul bluetooth ini hanya bisa beroperasi sebagai slave bluetooth, artinya modul hanya dapat bekerja jika ada pairing dari master. Master dalam hal ini adalah perangkat utama (Tablet Android ) yang akan berfungsi sebagai pencari perangkat bluetooth. Jika modul diberikan
tegangan VCC 5 volt, maka nyala LED modul akan blink atau berkedip. Saat pertama kali melakukan proses pairing antara modul bluetooth HC-06 dengan Tablet Android, perangkat
master akan menemukan perangkat bluetooth dengan nama default HC-06 yaitu “linvior” dan kemudian harus dilakukan identifikasi dengan memasukkan password default dari “1234”.
Setelah memasukkan password default maka nyala LED modul bluetooth akan menyala dalam keadaan tetap ( tidak berkedip ) yang menunjukkan bahwa Perangkat Master yang dalam hal ini adalah Tablet Android telah terhubung dengan Modul bluetooth HC-06. Jika diinginkan untuk mengubah nama dan password atau ingin mengkonfigurasikan modul bluetooth, dapat dilakukan dengan perintah AT-Command.
3.1.3. Modul Pedal Saklar
Gambar 3.4 adalah gambar untai pedal saklar:
Modul pedal saklar yang dipakai menggunakan sustainer Keyboard Profel yang di dalamnya terdapat untai saklar sederhana. Saklar pedal ini nantinya akan menjadi implementasi fungsi arah kanan (next slide ) dan arah kiri ( previous slide ).
3.1.4. Modul Catu Daya
Catu daya adalah bagian yang bertanggung jawab dalam menyuplai daya ke modul-modul yang membutuhkan daya untuk membuatnya dapat bekerja. Dalam perancangan, modul-modul yang membutuhkan daya adalah ATMega32 dengan Vcc sebesar 5 volt, dan modul bluetooth
dengan spesifikasi Vcc berkisar antara 3,6 volt-6 volt. Melihat dari kebutuhan daya yang dibutuhkan modul-modul, maka dirancang catu daya dengan tegangan keluaran sebesar 5 volt
dengan asumsi bahwa tegangan tersebut mampu membuat modul mikrokontroler dan modul
bluetooth dapat aktif.
Catu daya menggunakan baterai rechargeable mini tipe GP dengan tegangan 9 Volt, kemudian terdapat regulator tegangan 5V yang berfungsi sebagai penyetabil tegangan dari catu daya agar selalu stabil pada 5V.
Modul catu daya ini dirancang menggunakan IC LM7805 yang adalah regulator tegangan 5 volt sebagai penyetabil tegangan yang masuk dari baterai, tegangan yang melewati IC LM7805 diasumsikan telah di regulasikan dan stabil menjadi 5 volt didistribusikan ke modul mikrokontroler dan modul bluetooth.
Gambar 3.5 menunjukkan skematik catu daya dengan regulator tegangan.
Gambar 3.5. Skematik Catu Daya Dengan Regulator Tegangan 5V
Pada perancangan skripsi ini, perancangan perangkat lunak meliputi perancangan perangkat perangkat lunak pada mikrokontroler ATMega dan perancangan perangkat lunak pada Tablet Android.
3.2.1. Perancangan Perangkat Lunak pada Mikrokontroler
Perancangan perangkat lunak pada mikrokontroler menggunakan software
CodeVisionAVR V2.03.4 yang digunakan untuk mengatur inisialisasi PORT masukan dari pedal saklar yang nantinya akan diimplementasikan menjadi fungsi arah kiri dan kanan pada Tablet Android. Selain itu, karena sistem menggunakan modul bluetooth yang membutuhkan komunikasi serial, maka pada program juga akan disertakan inisialisasi baudrate pada USART
yang disediakan software.
Berikut adalah potongan program yang menunjukkan inisialisasi komunikasi serial yang digunakan dalam perancangan:
Dari potongan list program yang ditunjukan, terlihat bahwa mikrokontroler di inisialisasi dengan baudrate 9600/8/1/N. Perlu diperhatikan bahwa untuk melakukan komunikasi serial antara Tablet Android dengan modul Bluetooth disarankan agar antara kedua perangkat menggunakan Baudrate yang sama agar mempermudah proses komunikasi serial.
Masukan dari sistem hanya membutuhkan dua PIN maka dipakai PIN dari PORT A saja yakni PINA.0 dan PINA.1. PINA.0 akan mengimplementasikan fungsi arah kanan pada Tablet Android, sedangakan PINA.1 akan mengimplementasikan fungsi arah kiri pada Tablet Android.
Selanjutnya untuk algoritma penggerak slide yang dikendalikan oleh pedal saklar ditunjukan oleh listing program berikut:
Dari potongan program diatas terlihat bahwa saat PINA.0 mendapat masukan dari pedal saklar kanan, maka program akan mengeluarkan tampilan berupa karakter ”R”, saat PINA.1 mendapat masukan dari pedal saklar kiri, maka program akan mengeluarkan tampilan berupa
karakter ”L”. Keluaran-keluaran dari program ini yang nantinya akan dikirim ke Tablet Android
melalui komunikasi serial dengan modul Bluetooth dan akan dilakukan proses inisialisasi masukan pada program Tablet Android.
3.2.2. Perancangan Perangkat Lunak pada Tablet Android
Perancangan perangkat lunak pada Tablet Android menggunakan software Processing 2.1 yang digunakan untuk mengatur jalannya aplikasi penggerak slide pada Tablet Android. Pada
software ini juga akan diatur tampilan-tampilan sehingga aplikasi terlihat lebih menarik.
Kelebihan dari software ini adalah program dapat dieksekusi dengan mode Java maupun mode Andoroid. Mode Java berarti program dapa dieksekusi pada compiler software sedangkan jika
Saat menjalankan aplikasi pada Tablet Android, selain proses mengaktifkan bluetooth Tablet Android secara manual, program juga melakukan beberapa proses secara otomatis yaitu:
1. Proses cari (searching) Client Bluetooth yang belum maupun sudah di pairing (paired device).
2. Proses buka koneksi Bluetooth
3. Proses Komunikasi Data
4. Proses mengakses SD-Card untuk membuka file lagu yang telah diurutkan berdasarkan indeks nomor.
5. Proses tutup koneksi Bluetooth
Perlu diperhatikan bahwa saat ingin menjalankan program pada Tablet Android dengan
Gambar 3.6. Android SDK Manager API Level 10
Selain itu, hal yang perlu diperhatikan adalah Android SDK Build-tools dengan Revision
(17), (18.0.1), (18.1), (18.1.1) harus di instal terlebih dahulu.
Karena aplikasi yang akan dibuat pada Tablet Android membutuhkan akses bluetooth
serta akses SD Card Tablet Android, maka perlu untuk memberikan sketch permissions atau ijin pada program aplikasi untuk dapat mengakses penggunaan bluetooth dan mengambil file berupa gambar dari SD Card pada Tablet Android. Terdapat tiga permissions yang harus dicentang pada
Android Permissions Selector yakni “Bluetooth”, “Bluetooth Admin”, “Read Owner Data”. Hal
tersebut dapat dilihat pada Gambar 3.8 :
(a)
(b)
Saat pertama kali aplikasi pada Tablet Android diaktifkan, perlu diperhatikan bahwa
bluetooth pada Tablet Android harus dalam kondisi aktif jika tidak maka harus diaktifkan secara manual oleh user. Setelah diaktifkan maka program akan masuk ke tampilan Menu 1.
Gambar 3.9. Diagram Alir Menu 1
Gambar 3.9 menunjukkan diagram alir dari tampilan Menu 1. Tampilan ini dapat muncul jika dikondisikan koneksi bluetooth pada alat Tablet Android telah aktif. Berikut adalah penjelasan dari diagram alir tersebut:
1. Pada tampilan Menu 1 terdapat 3 pilihan yaitu Connect, About, Exit.
3. Jika diinginkan untuk melihat syarat aplikasi (About), maka program akan masuk ke Tampilan Syarat Aplikasi yang didalamnya terdapat ketentuan-ketentuan apa saja yang dibutuhkan untuk menunjang aplikasi. Setelah itu akan ada pilihan back untuk kembali ke Tampilan Menu 1 dan jika diinginkan untuk kembali maka aplikasi akan kembali ke Tampilan Menu 1.
4. Jika diinginkan untuk keluar dari aplikasi (Exit) maka program akan berakhir dan keluar.
Berikut adalah beberapa potongan progam pada software Processing yang menjelaskan proses-proses yang terjadi pada aplikasi Android.
Listing program diatas adalah potongan program yang berfungsi untuk melakukan proses auto pairing (connect) antara modul bluetooth HC-06 dengan Tablet Android. Program
mengambil nilai “Unique Idintifier” dari modul bluetooth yang dipakai sebagai identifikasi
perangkat bluetooth HC-06. Jadi saat bluetooth pada alat dan Tablet Android telah aktif, Tablet android yang bertindak sebagai master akan mencari perangakat bluetooth slave HC-06 yang telah diidentifikasi dengan nilai Unique Idintifier : “20:13:02:19:12:37” dan akan melakukan proses pairing secara otomatis. Berikut adalah nilai Unique Idintifier modul bluetooth HC-06 dengan nama default “linvior” yang ditandai dengan warna biru ditunjukan pada Gambar 3.10.
Gambar 3.11 Diagram Alir Menu 2
Gambar 3.11 menunjukkan diagram alir Tampilan Menu 2. Tampilan ini akan muncul jika dikondisikan alat dengan Tablet Android dalam keadaan terhubung atau pairing. Berikut adalah penjelasan diagram alir tersebut :
1. Pada tampilan Menu 2 terdapat 3 pilihan yaitu pilihan Open, Play dan Exit.
2. Jika diinginkan untuk membuka file partitur lagu (Open), maka lagu akan dipilih secara manual oleh user pada tampilan open partitur lagu dan kemudian program akan mengambil direktori file partitur lagu yang dipilih dan mengurutkan file dalam direktori tersebut.
4. Jika diinginkan untuk keluar (exit), maka aplikasi akan berakhir.
Berikut ini adalah penggalan codding dari program membuka SD Card dan mengambil direktori dari file atau partitur lagu yang dipilih.
Saat user menekan Open pada tampilan Menu 2, maka secara otomatis program akan menampilkan isi dari direktori SD Card yang sebelumnya telah diatur pada Tablet Android yaitu "//sdcard/partitur/". Artinya di dalam media penyimpanan (SD Card) dari Tablet Android dibuat
folder dengan nama “partitur” yang bertujuan agar memudahkan pengguna dalam mencari
partitur lagu yang diinginkan. Kemudian lagu disimpan ke dalam folder “partitur” yang telah
dibuat. Misalnya lagu yang dimasukan diberi nama “Lagu1”. Setelah itu maka direktori yang
baru setelah ditambahkan file partitur lagu tersebut menjadi "//sdcard/partitur/Lagu1". Direktori
inilah yang dipakai program untuk mengambil file atau patitur lagu di dalam folder “Lagu1”. Lagu kemudian ditampilkan sesuai indeks lagu yang diatur harus dengan format “jpeg” atau
“jpg”. Program dirancang untuk mengurutkan file dengan indeks angka dan huruf namun pada
Gambar 3.12 Diagram Alir Tampilan Play (Menu 3)
Gambar 3.12 menunjukkan diagram alir motion screen pada tampilan Play (Menu 3). Aplikasi akan masuk ke tampilan Play jika dikondisikan user telah memilih partitur lagu yang ingin dimainkan. Berikut adalah penjelasan dari diagram alir tersebut :
1. Saat program menerima karakter “R” yang dikirim dari mikrokontroler dengan
komunikasi nirkabel bluetooth yang sebelumnya telah diinisialisasi pada mikrokontroler sebagai keluaran pedal saklar kanan, maka program akan menampilkan lembar patitur lagu berikutnya (next slide).
sebagai keluaran pedal saklar kiri, maka program akan menampilkan lembar partitur lagu sebelumnya (previous slide).
3. Jika diinginkan untuk kembali ke Tampilan Menu 2 atau ingin mengganti lagu yang akan dimainkan, maka program akan kembali ke Tampilan Menu 2.
Program untuk motion slide dapat ditunjukan pada potongan program di bawah ini:
Saat file lagu yang telah dipilih dengan format gambar (.jpeg) kemudian program akan mendeteksi masukan dari pedal saklar yang dikirim melalui komunikasi serial bluetooth. Jika masukan berasal dari pedal saklar kiri atau PINA.1 yang akan mengeluarkan tampilan karakter
“L”, maka program akan melakukan decrement terhadap partitur yang sudah dimasukan. Partitur
sebelumnya telah diurutkan berdasarkan indeks nomor (1,2,3,...dst) akan digerakan sesuai urutannya. Misalkan Indeks nomor partitur lagu adalah m. Saat program pada Tablet Android
mendeteksi adanya masukan karakter “L”, maka partitur akan “- -“ (decrement) atau (m-1), yang
menyebabkan program akan menampilkan lembaran partitur lagu ke-(m-1), jika program
mendeteksi adanya masukan karakter “R” maka partitur akan “++” (increment) m+1, yang akan
