GAME TEBAK WARNA MEMANFAATKAN KOMUNIKASI SERIAL
UNTUK PENGIRIMAN PERINTAH
Akuwan Saleh
1, Reni Soelistijorini
21,2Dept. Teknik Elektro, Prodi Teknik Telekomunikasi
Politeknik Elektronika Negeri Surabaya Jl. Raya ITS Sukolilo, Surabaya 60111, Indonesia
akuwan@eepis-its.edu,reni@eepis-its.edu
Abstrak
Pembuatan software game semakin berkembang seiring meningkatnya teknologi komputer grafik dan hardware untuk mempercepat proses kecepatan visual yang cukup tinggi menjadikan game lebih interaktif dan nyata. Tetapi game untuk anak-anak yang memiliki nilai pendidikan relatif sedikit. Pada paper ini telah dibuat sebuah game pendidikan 2D yang bertujuan memberikan pembelajaran pengenalan warna pada anak-anak usia 3-6 tahun. Game pengenalan/tebak warna ini didesain menggunakan library openGL, dimana pemain menebak dengan menekan push button pada bagian hardware, data dari button dikirimkan secara serial ke komputer dan software mengaktifkan informasi suara yang menyebutkan nama warna tersebut dalam bahasa inggris.. Warna yang ditebak akan menuju ke kotak tujuan apabila tebakan benar dan warna tidak bergerak jika tebakan salah. Berdasarkan pengujian diperoleh hasil akurasi respon perpindahan blok warna jika penekanan push button sesuai adalah 100%, pemain anak usia 3-6 tahun diperoleh rata-rata keberhasilan sebesar 69.7% dimana parameter yang diuji berupa kemampuan anak dalam menyebutkan warna dalam bahasa Indonesia sebesar 83.1%, kemampuan anak menyebutkan warna dalam bahasa inggris sebesar 52.5%, dan keberhasilan dalam penekanan push button yang benar sebesar 55%. Sehingga disain dan informasi suara pada game ini dapat membantu anak dalam pengenalan nama warna dalam bahasa inggris.
Kata kunci : openGL, game 2D, tebak warna, informasi suara, komunikasi data serial.
1. Pendahuluan
Perkembangan teknologi komputer dewasa ini dapat dirasakan oleh semua kalangan usia. Salah satu produk dari perkembangan ilmu komputer dan disiplin-disiplin ilmu yang berkorelasi dengan komputerisasi adalah software game yang variatif untuk berbagai tujuan. Game dibuat oleh game developer dengan tujuan pembuatan antara lain, sebagai media hiburan, sebagai media pembelajaran, sebagai media sosial, dan sebagainya.
Pembuatan software game yang terus berjalan dengan cepat seiring dengan meningkatnya teknologi komputer grafik dan hardware untuk mempercepat proses kecepatan visual yang cukup tinggi menjadikan game lebih interaktif dan nyata. Tetapi cukup disayangkan bahwa game tersebut bukan untuk anak-anak dan memiliki nilai pendidikan yang kecil[1]. Oleh karena itu, penelitian ini dibuat untuk mengembangkan suatu bentuk game yang sederhana namun dapat digunakan sebagai salah satu media pembelajaran dini yang tidak monoton namun menyenangkan bagi anak-anak.
Game yang dimaksud pada penelitian ini berupa game tebak warna. Pada tampilannya, disediakan beberapa warna yang harus ditebak secara benar oleh dengan menekan push button pada hardware. Nomor push button yang ditekan menunjukkan kotak mana yang berisi nama warna yang benar. Jika penekanan benar, maka blok warna akan menempati sel yang berisi nama warna tersebut dan bersamaan dengan itu akan dimainkan informasi suara yang berisi nama warna tersebut dalam bahasa inggris.
Sebagaimana telah disebutkan bahwa game ini dibangun dengan integrasi software untuk mendisain tampilan game dan hardware dengan push button sebagai media untuk memainkan game. Integrasi software dan hardware ini sekaligus menggantikan fungsi mouse dan keyboard yang biasa digunakan untuk memainkan suatu game.
Disain game ini dibuat untuk anak-anak yang mulai belajar mengenal lingkungan sekitarnya dimulai dengan melatih kepekaan mata untuk membedakan warna sekaligus mengasah kemampuan berbahasa inggris sejak dini.
2. Dasar Teori
2.1 Desain Grafis
Desain grafis pada penelitian ini menggunakan OpenGL. OpenGL adalah library yang khusus menyediakan fitur-fitur pembuatan grafik yang bekerja dengan bahasa pemrograman C. Obyek grafik 2D adalah sekumpulan titik-titik 2D yang dihubungkan dengan garis lurus baik berupa polyline, polygon atau kurva.
Gambar 1
.
Definisi titik 2DObyek grafik 2D didefinisikan sebagai sekumpulan titik 2D yang secara komputasi dinyatakan sebagai array 1 dimensi, atau linked-list sesuai dengan struktur data yang digunakan dalam menyatakan kumpulan titik 2D[2]. Titik 2D mempunyai dua nilai yaitu x dan y yang menyatakan jarak horizontal dan vertikal dari titik pusat sumbu koordinat (0,0).
Macam-macam transformasi 2D yang digunakan untuk keperluan komputer grafis antara lain : translasi, scaling, dan rotasi. Dalam desain grafis penelitian ini, obyek dipindahkan secara translasi. Translasi adalah perpindahan obyek dari titik P(x,y) ke titik P’(x’,y’) secara linier. Dalam translasi 2D diperlukan dua paramater yaitu pemindahan ke arah sumbu x dan pemindahan ke arah sumbu y. Translasi (dx,dy) didefinisikan dengan:
dy
y
y
dy
x
x
'
'
(1)atau dapat dituliskan dengan:
dy
dx
y
x
y
x
'
'
(2)Gambar 2. Translasi dari titik P(x,y) ke titik P’(x’,y’)
Sehingga matrik transformasi dari translasi :
1 0 0 1 0 0 1 y d x d T (3) Membangun Obyek 2DMembangun obyek grafik 2D secara umum menggunakan fungsi-fungsi seperti yang dijelaskan di depan dapat dilakukan dengan:
(a) Membuat obyek grafik 2D secara langsung. (b) Membuat obyek grafik 2D secara perhitungan
matematis.
(c) Membuat Obyek Grafik 2D Secara Langsung (d) Membuat obyek grafik 2D secara langsung
bisa dilakukan pada function userdraw() dengan menyatakan secara langsung koordinat titik-titiknya
Gambar 3
.
Contoh obyek 2D Animasi 2DAnimasi 2D adalah salah satu bentuk grafik 2D yang bergerak dengan berbagai macam transformasi yang digunakan. Untuk membuat obyek grafik 2-D menjadi bergerak dapat digunakan berbagai macam teknik animasi, seperti :
a. Transformasi posisi b. Tweening
c. Morphing d. Marquee
Pada transformasi posisi, Animasi yang dilakukan adalah memindahkan posisi gambar. Pada sistem koordinat kartesian animasi akan berefek gerakan linier (translasi), pada sistem koordinat polar akan berefek gerakan berputar (rotasi).
2.2 Komunikasi Serial
Pada prinsipnya, komunikasi serial adalah komunikasi dimana transmisi data dilakukan per bit Camera, D.(2013); Ahnn, JH.(2007). Interface serial hanya membutuhkan jalur yang sedikit (umumnya hanya 2 jalur) sehingga lebih menghemat pin jika dibandingkan dengan interface parallel. Ahnn, JH.(2007).
Pengkabelan pada rangkaian serial ini menggunakan konektor port DB-9 to USB. Pada computer IBM PC kompatibel biasanya dapat ditemukan dua konektor port serial DB-9 yang biasanya diberi nama COM1 dan COM2. Sedangkan konektor USB memiliki 4 lempeng tembaga atau emas yang masing-masing lempeng/kaki memiliki karakteristik berbeda-beda, yaitu,
P(x,y)
X
Y
y
x
(0,0)
P(x,y)
P’(x’,y’)
dx
dy
a. Tegangan Bus yang memiliki range antara 4.75V-5.25V
b. Transfer data negatif (D -) c. Transfer data positif (D +) d. Lempeng Pentanahan (GND)
Berikut disajikan konfigurasi port DB-9 female dan pinout konektor USB.
(a) (b)
Gambar 4. (a) Port DB-9 female, (b) Pinout konektor USB
Pada penelitian ini digunakan konektor DB9 to USB sebagai jalur komunikasi serial untuk mengirimkan data dari modul hardware mikrokontroler dengan piranti masukan berupa tombol push button 8-bit ke personal komputer. Selanjutnya data tersebut akan diolah oleh bahasa pemrograman C untuk menjalankan game atau animasi 2D berupa obyek persegi yang berwarna tertentu.
2.3 Informasi Suara
Informasi adalah data yang diolah menjadi bentuk yang berguna bagi user Yusuf, (2010). Informasi yang digunakan pada penelitian ini adalah data berupa suara untuk memberitahukan pada user apakah perintah yang diberikan untuk menjalankan game animasi 2D benar atau tidak. Dengan informasi suara berupa file wav ini pengguna game dapat mengetahui dengan jelas apakah perintah penekanan tombol push button benar atau salah.
3. Perancangan Dan Pembuatan
Game tebak warna pada penelitian ini mengintegrasikan program disain game dan program pada hardware untuk penekanan push button sebagai kontrol game menggunakan bahasa pemrograman C.
Sistem ini diawali dengan penekanan push button 8 bit yang terhubung dengan pin input port A mikrokontroler ATmega16. Respon dari penekanan push button akan menggerakkan obyek yang berupa blok warna pada software game pada pc sekaligus memainkan suara yang menyebutkan nama warna tersebut dalam bahasa inggris. Blok diagram sistem dari penelitian ditunjukkan pada gambar 5.
Gambar 5
.
Blok diagram systemRangkaian mikrokontroler pada gambar 5 terdiri dari minimum system ATmega 16, rangkaian RS232, dan push button. Minimum system ATmega 16 sebagai otak dari pemrograman pada sisi hardware dimana seluruh pemrograman pada sisi hardware disimpan pada IC ATmega 16A Andrianto & Heri.(2008). Rangkaian RS232 berfungsi untuk melakukan komunikasi data serial secara wireline hardware to pc. Sedangkan push button yang masing-masing terhubung dengan port input berfungsi sebagai input atau game controller. Cara kerja sistem secara keseluruhan dijelaskan oleh flowchart pada gambar 6.
Gambar 6. Flowchart sistem
Disain game yang dibuat dengan menggunakan dengan bahasa pemrograman C diperlihatkan pada gambar 7.
Gambar 7. Disain game tebak warna
Bagian perangkat keras yang dibuat pada penelitian ini adalah minimum system merupakan
Data kirim = Data terima Play Informasi Suara Pindah obyek ke kanvas Y Start Baca data push button
Proses data pada Mikrokontroler
Kirim data ke PC
T
bagian dari mikrokontroler yang berfungsi untuk memproses data yang diperoleh dari penekanan push button. Sedangkan rangkaian serial berfungsi untuk membantu mikrokontroler untuk berkomunikasi secara serial dengan PC, Andrianto & Heri.(2008). Gambar 8 memperlihatkan rangkaian game controller untuk menebak warna.
(a) Rangkaian komunikasi serial
(b) Hardware game controller
Gambar 8. Pengontrol game dengan push button
4. Pengujian dan Analisa
Bagian ini menjelaskan tentang hasil pengujian dari penelitian yang telah dibuat. Pengujian yang dilakukan adalah pengujian di sisi hardware yang berupa pengujian pengiriman data dari Mikrokontroler ATmega 16 ke Hyperterminal PC, pengujian penerimaan data dari Hyperterminal oleh prompt Visual C++ dan pengujian pada integrasi keseluruhan sistem yang meliputi pengujian terhadap keseluruhan sistem hardware dan disain game pada pc.
4.1. Pengujian Pengiriman Data dari Mikrokontroler ke Hyperterminal PC
Pengujian ini menggunakan hyperterminal pada PC atau Virtual Serial Port Emulator dan Tera Terminal untuk menerima data yang dikirim oleh mikrokontroler dari penekanan push button. Hal ini dimaksudkan untuk mengetahui apakah komunikasi data serial pada sisi mikrokontroler (hardware) dapat dilakukan. Konfigurasi pada program mikrokontroler dan hyperterminal pc adalah parameter yang harus disamakan agar dapat terjadi komunikasi data serial.
Tabel 1. Parameter komunikasi serial
Baud rate 9600
Data bits 8
Parity None
Stop bits 1
Hasil pengujian pengiriman data ke hyperterminal dengan masukkan penekanan push button di hardware mikrokontroler ditunjukan pada tabel 2.
Tabel 2. Pengujian pengiriman data
Push Button Data Dikirim Mikrokontroler Data Terbaca pada Hyper-terminal Hasil (%) 0 0 0 100% 1 1 1 100% 2 2 2 100% 3 3 3 100% 4 4 4 100% 5 5 5 100% 6 6 6 100% 7 7 7 100%
Pada pengujian pengiriman data dari mikrokontroler ke hyperterminal menunjukkan bahwa respon penekanan push button dapat dikirim dengan baik dengan prosentase keberhasilan sebesar 100%. Sehingga dengan kondisi tersebut ketika push button ke-0 ditekan maka akan dikirim karakter ‘0’, push button ke-1 ditekan maka akan dikirim karakter ‘1’, dan seterusnya hingga penekanan push button ke-7 maka akan dikirim karakter ‘7’.
4.2. Pengujian Penerimaan Data Dari Hyperterminal ke Prompt Visual C
Pada pengujian penerimaan data oleh prompt pc dari hyperterminal menunjukkan bahwa komunikasi data pada program game memberikan prosentase keberhasilan sebesar 100% dan berarti bahwa komunikasi data berjalan dengan baik. Hasil pengujiannya dapat dilihat pada tabel 3.
Tabel 3. Pengujian penerimaan data pada prompt PC Push Button Data Dikirim oleh hyper-terminal Data Terbaca pada prompt Keberhasil -an (%) 0 0 0 100% 1 1 1 100% 2 2 2 100% 3 3 3 100% 4 4 4 100% 5 5 5 100% 6 6 6 100% 7 7 7 100%
Sesuai dengan program pembacaan data serial, maka apabila variabel tersebut membaca karakter ‘0’ diberikan sintaks pada program untuk mencetak hasil pembacaan karakter tersebut. Kondisi ini terjadi pula apabila keyboard menekan karakter ‘1’, maka akan terbaca ‘1’ pada prompt dan seterusnya hingga penekanan karakter ‘7’. Dalam hal ini dibatasi penekanan karakter dari 0 sampai 7 saja.
4.3. Pengujian Integrasi Sistem
Setelah kedua program baik pada hardware maupun pada software game berhasil diuji tanpa kesalahan, maka dilakukan pengujian pada penekanan push button terhadap software game, yaitu respon dari penekanan push button akan menggerakkan blok warna ke sel yang sesuai dengan nama warnanya. Pada tabel 4 hasil pengujian berupa pengiriman data oleh mikrokontroler dan penerimaan data oleh prompt PC dan tabel 5(a) dan (b) merupakan tabel hasil pengujian game tebak warna saat penekanan push button dengan urutan blok warna yang harus ditebak dan informasi suara yang dimainkan.
Tabel 4. Pengujian integrasi mikrokontroler dengan PC Penekanan Push Button Data Dikirim Mikrokontroler Data Diterima PC 0 0 0 1 1 1 2 2 2 3 3 3 4 4 4 5 5 5 6 6 6 7 7 7
Tabel 5(a). Hasil penekanan push button yang sesuai/benar Kode Urutan Blok Warna Penekanan Push Button ke-Sel Tujuan Perpindahan Blok Warna Informasi Suara yang Dimainkan 1 2 green 2 Green 2 1 blue 1 Blue 3 7 grey 7 Grey 4 0 red 0 Red 5 3 yellow3 Yellow 6 5 purple 5 Purple 7 6 orange 6 Orange 8 4 brown4 Brown
Pada pengujian integrasi keseluruhan sistem diperoleh saat penekanan push button sesuai dengan urutan kode blok warna diperoleh bahwa blok warna hanya akan memberikan respon, yaitu dengan bergerak terus menuju sel yang sesuai.
Tabel 5(b). Respon pergerakan blok warna dan informasi suara
(-) Tidak Bergerak / tidak ada informasi suara; (X) Tidak sesuai; (v) Sesuai
Data pada tabel 5(b) merupakan hasil pengujian apabila penekanan push button tidak sesuai dengan urutan kode blok warna yang seharusnya ditebak. Dari tiga kali pada table 5(b), pengujian menekan push button yang salah diperoleh bahwa blok warna tidak ada yang bergerak meskipun proses pengiriman dan penerimaan data secara serial masih berjalan dengan baik. Hal ini ditunjukkan dengan terbacanya data yang dikirim oleh penekanan push button pada prompt.
4.4. Pengujian Game pada User Anak-anak
Rentang usia yang diambil pada sampel pengujian ini sesuai dengan tujuan dari game tebak warna ini adalah untuk memberikan edukasi pada anak-anak usia dini dalam pengenalan warna dan pelafalannya dalam bahasa inggris. Berikut adalah tabel data hasil pengujian game tebak warna terhadap anak-anak usia 3-6 tahun.
Tabel 6. Hasil pengujian pada user anak usia 3-6 tahun Na ma Umur (thn) Bhs Inda Bhs Ingb Pbc Tdk mene bak Akum ulasi Rata-rata/ Umur MI 3 62.5% 62.5% 12.5% 37.5% 50% 47.9% MA 3 62.5% 62.5% 37.5% 37.5% 56.3% IC 3 50% 25% 12.5% 37.5% 37.5% ED 4 62.5% 25% 25% 37.5% 43.8% 57.8% AL 4 100% 50% 37.5% 0% 71.9% MD 4 100% 25% 25% 0% 62.50% RN 4 75% 37.5% 25% 25% 53.1% KK 5 100% 50% 62.5% 0% 78.1% 74.3% RZ 5 100% 87.5% 100% 0% 96.9% TZ 5 87.5% 25% 37.5% 12.5% 59.4% AT 5 75% 12.5% 37.5% 25% 50% RY 5 75% 75% 62.5% 12.5% 75% MY 5 87.5% 75% 75% 0% 84.4% YY 5 87.5% 62.5% 62.5% 0% 78.1% DN 5 100% 62.5% 62.5% 0% 81.3% FZ 5 75% 25% 75% 12.5% 65.6% FT 6 87.5% 25% 75% 0% 71.9% 87.5% AV 6 100% 100% 87.5% 0% 96.9% ES 6 87.5% 75% 87.5% 0% 87.5% EL 6 87.5% 87.5% 100% 0% 93.8% Prosentase Rata-rata 83.1% 52.5% 55% 10.6% 69.7% 69.7%
a.Prosentase Keberhasilan Penebakan Warna dalam Bahasa
Indonesia; b.Prosentase Keberhasilan Penebakan Warna dalam
Kode Urutan Blok Warna Penekanan Push Button ke-Blok Warna Pindah ke Sel Tujuan Play Informasi Suara Ket. 1 0 - - X 2 green 2 Green V 2 2 - - X 3 - - X 1 blue 1 Blue V 3 4 - - X 5 - - X 6 - - X 7 grey 7 Grey V
Bahasa Inggris; c.Prosentase Keberhasilan Penekanan Push
Button Benar
Hasil pengujian pada 20 anak dengan rentang usia 3-6 tahun diperoleh bahwa prosentase rata-rata keberhasilan penebakan warna dalam bahasa Indonesia sebesar 83.1%. hal ini menunjukkan bahwa anak-anak pada rentang usia tersebut sudah mengenal warna dengan baik. Namun untuk menyebutkan atau menebak warna dalam bahasa inggris masih kurang dengan prosentase rata-rata keberhasilan penebakan nama warna hanya sebesar 52.5%. Sedangkan pada pengujian penekanan push button diperoleh prosentase keberhasilan rata-rata 55%. Prosentase yang cukup kecil pada uji penekanan push button push button yang benar ini disebabkan tebakan dalam bahasa inggris yang salah, anak tidak mengerti nama warna dalam bahasa inggris, kesalahan pemilihan push button yang ditekan, atau karena penekanan push button yang terlalu cepat sehingga penekanan tersebut tidak memberikan respon pada game. Keberhasilan uji coba game ini berdasarkan usia diperoleh bahwa prosentase rata-rata keberhasilan uji coba pada usia anak masing-masing 3,4,5, dan 6 tahun adalah 47.9%, 57.8%, 74.3%, dan 87.5% dengan prosentase rata-rata keberhasilan adalah 69.7%. Hal ini menunjukkan bahwa usia berpengaruh terhadap tingkat intelegensi dan kemampuan anak untuk mengenal permainan yang memberikan edukasi. 5. Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisa yang diperoleh dari pengujian sistem, dapat disimpulkan bahwa :
1. Setiap blok warna akan berpindah ke sel apabila penekanan push button sesuai dengan urutan kode blok warna, jika terjadi kesalahan, maka blok warna tidak akan menuju sel tujuannya.
2. Pada proses komunikasi serial pengiriman dan penerimaan data tetap terjadi walaupun penekanan push button salah.
3. Prosentase rata-rata keberhasilan pengujian game tebak warna pada anak usia 3-6 tahun adalah 69.7% dengan prosentase rata-rata keberhasilan penebakan nama warna dalam bahasa inggris sebesar 52.5% dan prosentase rata-rata keberhasilan penekanan push button sebesar 55% sehingga game ini relevan untuk memberikan edukasi dalam pengenalan nama warna dalam bahasa inggris melihat besar prosentase rata-rata keberhasilan penebakan warna dalam bahasa inggris relatif kecil.
4. Perpindahan blok warna menunjukkan adanya proses perpindahan secara translasi, dimana terjadi perpindahan terhadap sumbu x, sumbu y, maupun sumbu x dan sumbu y. Daftar Pustaka:
Andrianto & Heri. (2008): Pemrograman mikrokontroler AVR ATMega 16 menggunakan bahasa C (CodeVision AVR), Bandung : Informnatika.
Ahnn Jong H. (2007): The robot control using the wireless communication and serial communication, Desing project report master of electrical engineering program, Cornell University.
Basuki, A, & R, Nana. (2002): Komputer grafik, Hand book, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya.
Camera Dean, (2013): Using the USART in AVR-GCC. Trondheim, Norway.
Yusuf, (2010): Pembuatan game puzzle gambar dengan gerakan tangan dan perintah suara, PENS-ITS.2004.
