Perancangan Pengingat Waktu Sholat Menggunakan Dot Matriks Berbasis Mikrokontroler
PERANCANGAN PENGINGAT WAKTU SHOLAT MENGGUNAKAN DOT MATRIKS BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S52
Ferliyanda (0911181)
Mahasiswa Jurusan Teknik Informatika STMIK Budi Darma Medan Jl. Sisingamangaraja No. 338 Simpang Limun Medan www.stmik-budidarma.ac.id // Email : ferliy.anda@gmail.com
ABSTRAK
Waktu sholat untuk wilayah tertentu biasanya terdapat pada kalender maupun sudah ada yang berbentuk alat yang terdapat di mesjid atau free software. Waktu sholat berbentuk program ini akan berubah (update) sesuai dengan waktu yang diatur pada komputer. Sedangkan waktu sholat akan berubah waktu sholatnya setiap bulan mengikuti hasil perhitungan yang telah ditetapkan oleh ulama (pada Departemen Agama). Waktu sholat ini akan sama pada setiap tahunnya dan sering disebut juga waktu sholat abadi.
Prinsip kerja alat ini adalah bagian mikrokontroler (pemroses) telah diisi data waktu sholat untuk wilayah Kota Medan. Data-data waktu sholat lima waktu yaitu (subuh, dzuhur, ashar, maghrib, dan isya) ini akan menghidupkan buzzer dan ditampilkan ke penampil dot matriks ketika waktu sholat telah tiba sesuai dengan waktu sholat yang ditentukan (update).
Kata Kunci : Pengingat Waktu Sholat, Dot Matriks, Microkontroler AT89S52.
1. Pendahuluan 1.1 Latar Belakang
Sholat fardlu merupakan ibadah wajib bagi umat Islam. Waktu sholat lima waktu yang diperoleh dari Departemen Agama maupun Organisasi keagamaan biasanya dalam bentuk cetakan atau print out dan ditempel di masjid atau mushola ataupun disertakan dalam kalender, yang sering dikenal waktu sholat abadi yang dikeluarkan oleh Departemen Agama RI (Depag) yang isinya waktu sholat lima waktu dari bulan Januari sampai bulan Desember dan biasanya disertai koreksi waktu, perbedaan waktu antar daerah dengan cara menambah atau mengurangi bilangan menit dengan nilai tertentu untuk wilayah yang berbeda.
Selama ini umat muslim mengetahui waktu sholat dengan mendengar suara azan dari mushola atau masjid terdekat. Panggilan azan selain oleh muzin secara langsung dapat juga diserukan oleh perangkat elektronik sebagai alat bantu pengingat waktu sholat seperti pada siaran radio maupun televisi namun tidak semua radio dan televisi menyiarkan seruan azan disetiap waktu sholat. Suara azan merupakan panggilan bagi warga muslim untuk bersama-sama sholat berjamaah di masjid. Bagi umat muslim yang letak rumahnya jauh dari masjid dan diluar jangkauan suara azan tentu tidak tahu waktu sholat telah tiba, alat bantu elektronik pengingat waktu sholat yang sering dijumpai dimesjid-mesjid atau mushola menggunkana banyak seven segmen dan alat tersebut tidak cocok untuk ditempatkan dirumah, dikantor maupun dikendaraan umum dikarenakan ukuran alat tersebut cukup besar.
Penulis mencoba merancang alat bantu pengingat waktu sholat yang selanjutnya disebut Pewaktu Sholat Digital yang akan berbunyi sehari
sebanyak lima kali yaitu pada saat memasuki waktu sholat subuh, sholat dzuhur, sholat ashar, sholat maghrib dan sholat isya. Waktu acuan sholat di sesuaikan dengan waktu sholat yang dibuat dalam data base perangkat elektronik dan perangkat elektronik ini dilengkapi jam RTC (Real Time Clock) yang akan selalu menunjukan waktu yang presisi dan akan menampilkan text secara otomatis pada saat memasuki waktu sholat.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang diatas, maka rumusan masalah pada penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Bagaimana mengatur waktu sholat yang tidak sama di masing – masing daerah dan berubah- ubah dalam tiap bulannya, disebabkan karena acuan sholat berdasarkan posisi matahari?
2. Bagaimana merancang alat pengingat waktu sholat menggunakan dot matriks berbasis Mikrokontroler?
3. Bagaimana merancang program pengingat waktu sholat menggunakan dot matriks berbasis Mikrokontroler?
1.3 Batasan Masalah
Karena keterbatasan pengetahuan dan agar tidak menyimpang dari pembahasan, maka penulis membatasi permasalahan sebagai berikut :
1. Pengingat bagi umat muslim yang tidak mendengar suara azan
2. Waktu sholat yang digunakan adalah jadwal sholat daerah medan
3. Menerapkan alat pewaktu sholat menggunakan Dot Matriks Berbasis Mikrokontroler AT89S52 dan RTC
Perancangan Pengingat Waktu Sholat Menggunakan Dot Matriks Berbasis Mikrokontroler 4. Menggunakan bahasa pemrograman assembly.
1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian Adapun tujuannya adalah :
1. Menjelaskan aturan pengingat waktu sholat khusus daerah Medan
2. Menerapkan Pengingat Waktu Sholat Menggunakan Dot Matriks Berbasis Mikrokontroler AT89S52.
3. Menerapkan “Pengingat Waktu Sholat Menggunakan Dot Matriks Berbasis Mikrokontroler AT89S52”.
Adapun manfaatnya adalah :
1. Dengan adanya waktu yang telah ditetapkan tidak perlu menseting ulang
2. Alat tersebut dapat mengingatkan umat muslim bila waktu sholat telah tiba.
3. Keseluruhan sistem yang berpusat pada Mikrokontroler dapat dengan mudah diprogram kembali sesuai keinginan.
1.5 Metode Penelitian
Adapun metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Kepustakaan
Mempelajari teori-teori yang mengenai rangkaian logika dan elektronika dari buku-buku dan jurnal-jurnal.
2. Perancangan
Dimaksudkan untuk merancang alat yang akan dibuat yaitu Pengingat Waktu Sholat Menggunakan Dot Matriks berbasis Mikrokontroler AT89S52 dan Menguraikan tentang perancangan pemrograman untuk membentuk sistem yang di inginkan pada Mikrokontroler.
3. Pengujian
Membahas tentang hasil uji coba terhadap alat pengingat waktu sholat yang telah dibangun dan Dilakukan untuk mendapatkan hasil analisis dari alat pengingat waktu sholat dan pemrograman pada mikrokontroler.
2. Landasan Teori 2.1 Perancangan
Perancangan adalah kemampuan untuk membuat beberapa alternatif pemecahan masalah. Al-Bahra (2005:51) yang terdapat dalam buku yang berjudul Analisis dan Desain Sistem Informasi.
perancangan adalah spesifikasi umum dan terinci dari pemecahan masalah berbasis komputer yang telah dipilih selama tahap analisis.” Azhar Susanto (2004:332) menjelaskan dalam buku yang berjudul Sistem Informasi Manajemen Konsep dan Pengembangannya.
Berdasarkan dua definisi perancangan tersebut, maka penulis dapat menyimpulkan bahwaPerancangan adalah proses menuangkan ide dan gagasan berdasarkan teori-teori dasar yang mendukung. Proses perancangan dapat dilakukan
dengan cara pemilihan komponen yang akan digunakan, mempelajari karakteristik dan data fisiknya, membuat rangkaian skematik dengan melihat fungsi-fungsi komponen yang dipelajari, sehingga dapat dibuat alat yang sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan.
2.2 Mikrokontroler tipe AT89S52
Mikrokontroler tipe AT89S52 merupakan Mikrokontroler keluarga MCS-51 dengan konfigurasi yang sama persis dengan AT89C52 yang cukup terkenal, hanya saja AT89S52 mempunyai fitur ISP (In-System Programmable Flash Memory). Fitur ini memungkinkan Mikrokontroler dapat diprogram langsung dalam suatu sistem elektronik tanpa melalui Programmer Board atau Downloader Board.
Mikrokontroler dapat diprogram langsung melalui kabel ISP yang dihubungkan dengan pararel port pada suatu personal computer:
Gambar 1 : Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89C52
Sumber : (www.atmel.com, search: AT89S52)
2.3 EEPROM AT24C64
24C64 programmer adalah program yang digunakan untuk membaca dan menulis data pada IC I2C serial EEPROM 24C64. merupakan angka yang mengindikasikan kapasitas serial EEPROM itu dalam satuan KiloBit. Contoh, 24C64 merupakan IC I2C serial EEPROM berkapasitas 64 KiloBit. gambar 2.4 adalah IC I2C serial EEPROM 24C64 dari ATMEL.
Huruf AT merupakan kode pabrik dari ATMEL.
Gambar 2 : Konfigurasi Pin AT24C64 Sumber :(http://www.nxp.com, search : AT24C64)
2.4 RTC DS1307
Pengambilan data yang akan dilakukan memiliki rentang waktu tertentu sesuai dengan pengaturan yang ditentukan. Pengaturan rentang waktu pengambilan
Perancangan Pengingat Waktu Sholat Menggunakan Dot Matriks Berbasis Mikrokontroler data tersebut dapat dilakukan dengan sebuah chip (IC)
yang sering dikenal dengan Real Time Clock. IC pengendali waktu yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah RTC DS1307.
RTC DS1307 memiliki register yang dapat menunjukkan waktu dalam detik, menit, jam, tanggal, bulan dan tahun. RTC ini didesain dengan 128 lokasi RAM yang terdiri dari 15 byte untuk data waktu serta kontrol, dan 113 byte sebagai RAM yang dapat digunakan sebagai RAM pada umumnya. RTC DS 1307 menggunakan bus yang termultipleks sehingga bisa menghemat penggunaan pin pada mikrokontroler.
Gambar 3 : Pin RTC DS1307 Sumber : (www.myturorialcafe.com, search :
DS1307)
2.5 Dot Matriks
Dot Matrikstersusun dari beberapa LED yang disusun secara matriks (terdiri dari kolom dan baris).
Display dot matriks bisa menampilkan tidak hanya angka, tetapi juga huruf atau bahkan gambar
Gambar 4 : Skematik dan tampak depan dot matriks
Sumber: (Usman, Teknik antar muka + pemrograman Mikrokontroler AT89S52,2008)
2.6 Buzzer
Buzzer merupakan suatu komponen yang dapat menghasilkan suara yang mana apabila diberi tegangan pada input komponen, maka akan bekerja sesuai dengan karakteristik dari alarm yang digunakan. Dalam pembuatan tugas akhir ini, penulis menggunakan “Buzzer” sebagai informasi suara. Hal ini dikarenakan karakteristik dari komponen yang mudah untuk diaplikasikan dan suara yang dihasilkan relatif kuat
Gambar 5 : Buzzer
Sumber :(Petruzella, Frank D, Elektronik Industri, 2005)
3. Analisa Dan Perancangan 3.1 Analisa
Pada Perancangan Pengingat Waktu Sholat Berbasis Mikrokontroler AT89S52 ini memerlukan analisa. Perangkat-perangkat terdiri dari perangkat lunak dan perangkat keras. Perangkat lunak digunakan pada perancangan Pemrograman assembly pada Mikrokontroler AT89S52 sedangkan perangkat keras digunakan pada perancangan alat pada blok rangkaian yang tersusun membentuk alat pengingat Waktu Sholat Berbasis Mikrokontroler AT89S52.
3.2 Analisa waktu
Dalam penetapan awal waktu shalat posisi matahari merupakan faktor utama yang harus diperhatikan, akibat yang ditimbulkan adalah setiap beda hari dan beda tempat maka waktu shalat juga akan berbeda pula, dalam hal ini waktu yang digunakan telah ditentukan yaitu waktu jadwal sholat yang resmi dikelurkan oleh departemen agama untuk wilayah kota medan dihitung berdasarkan kriteria Kementerian Agama RI.
Tabel 1 : Jadwal Sholat Bulan September tahun 2013 M, Medan, Sumatra Utara
Sumber :(Departemen Agama Kota Medan)
Perancangan Pengingat Waktu Sholat Menggunakan Dot Matriks Berbasis Mikrokontroler 3.3 Perancangan
Pada dasarnya alat pengingat Waktu Sholat Berbasis Mikrokontroler AT89S52 merupakan suatu rangkaian yang terdiri atas beberapa bagian, yaitu terdiri dari bagian IC pewaktu RTC DS1307, bagian pemroses Mikrokontroler AT89S52 dan menyimpan data waktu sholat abadi pada memori flash PEROM, tombol masukan, display dot matriks, kemudian perancangan perangkat lunak Mikrokontroler
Gambar 6 : Blok diagram perangkat keras
3.4 Perancangan Perangkat Keras
Mikrokontroler merupakan komponen utama yang mengendalikan seluruh sistem. Mikrokontroler yang digunakan pada penelitian ini adalah Mikrokontroler keluaran Atmel dengan seri AT89S52. Seri ini merupakan varian baru dari keluarga AT89C51 yang mengalami perubahan prosedur pengisian program. Pada seri ini memiliki fasilitas ISP (In System Programming) yang tidak dimiliki pada seri sebelumnya. Fasilitas ini memungkinkan pengubahan isi program walaupun sistem sedang berjalan.
Gambar di bawah ini menunjukkan rangkaian keseluruhan. Setelah mengetahui fungsi dari masing- masing blok diagram, maka dengan menggabungkan rangkaian-rangkaian yang diperlukan untuk membentuk suatu sistem dari Pengingat Waktu Sholat Menggunakan Dot Matriks Berbasis Mikrokontroler AT89S52
Gambar 7 : Rangkaian Keseluruhan
3.5 Hasil Perancanagn
Penampil Display Dot Matriks yang dipakai untuk alat ini berukuran 8x8, yang akan menampilkan waktu sholat jam dan menit (Subuh, Dzuhur, Ashar, Maghrib, dan Isya).
Gambar 8 : Hasil Perancangan Display Dot Matrik
3.6 Perancangan Flowchart
Sebelum melakukan permrograman alat, maka diperlukan rancangan perangkat lunak Mikrokontroler (Pemrograman). Rancangan perangkat lunak (diagram alir) ini diperlukan untuk memudahkan pada saat pemrograman. Berikut ini gambar diagram alir Pemrograman Alat Pengingat Waktu Sholat Berbasis Mikrokontroler AT89S52.
Gambar 9 : Diagram alir rancangan pemrograman
4. Implementasi
Perancangan Pengingat Waktu Sholat Menggunakan Dot Matriks Berbasis Mikrokontroler Prinsip kerja alat ini adalah bagian
mikrokontroler (pemroses) telah diisi data waktu sholat untuk (Daerah Medan). Data – data waktu sholat lima waktu yaitu (subuh, dzuhur, ashar, maghrib, dan isya) ini akan ditampilkan ke penampil dot matriks secara terus – menerus dan sesuai dengan waktu sholat yang ditentukan (update). Penampil dot matriks ini berjumlah 4 buah dapat menampilkan jam dan menit. Selain menampilkan jam dan menit alat ini juga akan menampilkan data kalender, yaitu mulai dari tanggal, bulan, serta tahun. Sebelum digunakan alat pengingat waktu sholat ini harus diatur waktu dan kalendernya, agar waktu sholat yang ditampilkan sesuai waktu sholat 5 waktu pada hari itu (update).
Cara pengaturannya menggunakan saklar yang terdiri dari tombol (menu/next, up, down). Fungsi tiap saklar / tombol adalah menu untuk masuk ke pengaturan waktu dan kalender, tombul up untuk menaikkan / menambahkan variabel nilai waktu dan kalender, tombol down untuk menurunkan / mengurangi variabel nilai waktu dan kalender, dan tombol next untuk melanjutkan serta mengakhiri pangaturan nilai dan variabel waktu dan kalender.
5. Pengujian Saklar Masukan
Tahap berikutnya adalah pengujian saklar masukan yang berjumlah 3 buah, pengujian ini dilakukan pada saat saklar ditekan dan saklar dilepas.
Ke-tiga port ini mewakili tombol menu/next, up, dan down, saklar ini digunakan untuk mengatur waktu dan kalender alat Pengingat Waktu Sholat Berbasis Mikrokontroler AT89S52. Saklar yang digunakan pada alat ini adalah jenis push-on, yaitu jika saklar ini ditekan akan terhubung dan jika dilepas akan terbuka.
Berikut ini adalah Tabel 2 pengujian 3 buah saklar masukan.
Tabel 2 : Pengujian 3 buah saklar masukan
5.1. Pengujian Alat Keseluruhan
Tahap berikutnya adalah pengujian alat secara keseluruhan, yaitu yang pertama dilakukan adalah melakukan pengaturan waktu dan kalender alat Penampil Waktu Sholat Berbasis Mikrokontroler AT89S52. Berikut ini adalah urutan cara pengaturan waktu dan kalender.
1. Menekan tombol menu untuk masuk ke mode pengaturan.
2. dot matriks menampilkan waktu jam yang akan diatur nilainya antara (00-23), untuk mengaturnya dengan menekan saklar up / down. Setelah itu tekan tombol next untuk melanjutkan.
3. dot matriks digit menampilkan waktu menit yang akan diatur, untuk mengaturnya dengan menekan saklar up / down. Setelah itu tekan tombol next untuk melanjutkan.
4. dot matriks menampilkan waktu tanggal yang akan diatur nilainya antara (01-31), untuk mengaturnya dengan menekan saklar up / down.
Setelah itu tekan tombol menu/next untuk melanjutkan.
5. dot matriks menampilkan waktu bulan yang akan diatur nilainya antara (01-12 yaitu bulan Januari – Desember), untuk mengaturnya dengan menekan saklar up / down. Setelah itu tekan tombol next untuk melanjutkan.
6. dot matriks digit ke-19 dan ke-20 menyala menampilkan waktu tahun yang akan diatur nilainya antara (00-99), untuk mengaturnya dengan menekan saklar up / down. Setelah itu tekan tombol next untuk mengakhiri pengaturan.
7. Alat akan menampilkan waktu jam dan kalender yang telah diatur.
Setelah dilakukan pengaturan waktu jam kalender tahap berikutnya adalah mengamati dan membandingkan hasil waktu waktu sholat yang ditampilkan alat dengan waktu sholat yang telah ditentukan yaitu waktu sholat daerah medan dan ketika waktu sholat telah tiba buzzer akan berbunyi setelah itu akan menampilkan running text waktu sholat (Shubuh, Dzuhur, Ashar, Magrib dan Isya).
5.2. Hasil Display Dot Matriks
Setelah dilakukan tahap uji coba maka outputnya adalah tampilan pada display Dot Matriks sebagai berikut :
a. Menampilkan jam dan menit setelah itu berganti tanggal, bulan dan tahun secara bergantian dengan jeda waktu selama 5 detik.
Gambar 10 : Output pada display Dot Matriks
b. Menampilkan tulisan pada waktu sholat telah tiba setelah bunyi buzzer selesai tampilan output pada display dot matriks sebagai berikut :
Perancangan Pengingat Waktu Sholat Menggunakan Dot Matriks Berbasis Mikrokontroler Gambar 11 : Output pada display Dot Matriks
Dari gambar 11 terlihat tulisan “WAKTU SHOLAT ZUHUR” tulisan tersebut terpotong disaat pengambilan gambar dengan kamera, karena animasi outputnya adalah running text atau tulisan berjalan dari kiri ke kanan sehingga sebagian tulisan tidak tampak dan panjang maksimal yang tampak meyesuaikan lebar display Dot Matriks yang dibuat.
6. Kesimpulan dan Saran 6.1. Kesimpulan
Setelah melakukan pengujian maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Acuan Waktu Solat disesuaikan dengan daerah Medan yang telah ditentukan oleh Departemen Agama RI dengan waktu sholat untuk wilayah kota medan.
2. Pada perancangan menggunakan Dot Matriks dan Microkontroler AT89S52 terdiri dari gabungan beberapa rangkaian-rangkaian yaitu rangkain Driver Kolom, Driver Baris, rangkaian Sistem Minimum, rangkaian Pewaktu RTC dan rangkain Tombol Setting.
3. Teknik pemrograman pada Microkontroler AT89S52 menggunakan bahasa pemrograman Assembly dan menggunakan program ISP 172 sehingga memudahkan programmer untuk mendownloader.
4. Perangkat ini mengingatkan / memberitahukan jika waktu sholat telah tiba waktunya dalam bentuk tulisan berjalan dan bunyi buzzer
6.2. Saran
Dari pengujian dan data yang telah diperoleh dari alat Pengingat Waktu Sholat Menggunakan Dot Matriks Berbasis Mikrokontroler AT89S52, ada beberapa saran untuk pengembangan alat antara lain : 1. Dalam perencanaan program selain sebagai
alarm pengingat waktu sholat bahwa waktu sholat telah tiba waktunya. Penampil yang digunakan menggunakan Dot Matriks, diharapkan pada pengembangannya dapat diganti dengan penampil jenis lain seperti LCD dan dapat juga ditambahkan Audio Pemutar Azan.
2. Perangkat ini tidak menampilkan jadwal sholat dikarenakan hanya menampilkan tulisan berjalan ketika waktu sholat telah tiba waktunya. Untuk pengembangan dapat ditambahkan program agar dapat menampilkan jadwal sholat secara update.
3. Dalam perancangan program, kesulitan yang dihadapi adalah pemakaian kode – kode mnemonic dalam program, untuk pengembangan bahasa pemrograman dapat menggunakan bahasa C.
4. Dapat menggunakan microkontroler jenis lain seperti AVR Atmega16, AVR Atmega32, AVR Atmega8535 dan lain-lain.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Agfianto Eko Putra, “Belajar Mikrokontroler AT89C51/52/55 Teori dan Aplikasi”,Penerbit Gava Media, Yogyakarta, Edisi 2, 2010 [2] Departemen Agama Kota Medan, Jadwal Sholat
tahun 2013 M, Medan - Sumatra Utara [3] Frank D Petruzella, “Elektronik Industri”,
Penerbit Andi, Yogyakarta, 2005 [4] Hari Satrio Basuki, “Perancangan dan
Implementasi Penampil Nama Satasiun untuk Kereta Api lokal Berbasis Mikrokontroler dengan Display Dot Matrix”, Pusat Penelitian Informatika, Bandung, 2006.
[5] http://pahrurozi-
oye.blogspot.com/2013/02/awal-waktu- shalat.html
[6] Sudjadi, Real Time Clock (RTC) dan External Memory, 2005
[7] Usman, ”Teknik antar muka + pemrograman mikrokontroler AT89S52”, Penerbit Andi, Yogyakarta, 2008.
[8] www.atmel.com [9] www.nxp.com
[10] www.myturorialcafe.com [11] www.topwaydisplay.com
