Perancangan Program Running Text Dot Matrix pada
Miniatur Smart Pole PT.INTI
Rizka Hendrawan
1, Ajub Ajulian Z.,ST.MT
2 Jurusan Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro1rizkahendrawan@yahoo.com
Abstrak
—
Sekarang ini banyak tiang di pinggir jalan yang tidak efisien dan hanya mempunyai fungsi tunggal seperti lampu traffic light, tiang penunjuk jalan,dll. Smart pole merupakan salah satu solusi untuk mengkonsolidasi dan menyaring penggunaan tiang di pinggir jalan yang tidak efisien menjadi satu buah system yang efisien. Smart pole ini bisa membawa beberapa fungsi sekaligus untuk kepentingan jalan raya seperti lampu traffic light, penunjuk jalan, papan iklan, lampu penerangan jalan menjadi satu buah sistem di dalam satu tiang.Salah satu hal terpenting yang ada di smart pole ini adalah Running Text Dot Matrix untuk menampilkan informasi atau pun iklan berupa karakter kepada pengguna jalan. Oleh karena itu pada laporan ini akan disampaikan mengenai perancangan software Running Text Dot Matrix pada Miniatur Smart Pole PT.INTI menggunakan Atmega 8535.
Keywords
—
Dot Matrix, Atmega 8535, mikrokontroler. I. PENDAHULUANA. Latar belakang
Peranan teknologi saat ini sudah sangat luas, salah satunya adalah teknologi pada bidang transportasi. Pada bidang transportasi ini banyak sekali teknologi yang sudah digunakan untuk menmpilkan informasi, mengatur lalu lintas, kepentingan komersil. Akan tetapi pada pengaplikasiaanya teknologi ini dipasang pada sebuah tiang di pinggir jalan dengan fungsi tunggal, dimana sebuah tiang hanya mempunyai fungsi seperti lampu traffic light, tiang yang digunakan untuk menerangi jalan, tiang yang digunakan untuk reklame dan kepentingan komersil lainnya. Penggunaan seperti ini sungguh sangat tidak efisien karena sangat lah boros tempat dan juga lahan kosong seharusnya bisa dimanfaatkan lebi banyak lagi sehingga bermanfaat dan menarik bagi masyarakat terutama pengguna jalan.
Oleh karena itu PT.INTI (PERSERO) mempunyai gagasan untuk membuat sebuah Smart Pole yaitu tiang yang mempunyai beberapa fungsi sekaligus menjadi 1 buah sistem terintegrasi dalam sebuah tiang, seperti tiang lampu traffic light yang juga mempunyai fungsi tidak hanya untuk traffic light , tetapi juga penampil informasi, lampu penerangan jalan,dll. Sehingga tiang yang ada dipinggir jalan akan mempunyai fungsi yang lebih banyak dan efisien dalam pemanfaatan tiang. Dan dalam makalah ini akan dijelaskan mengenai perancangan program ―Running Text Dot Matrix‖
sebagai penampil informasi pada Smart Pole menggunakan Atmega 8535.
B. Tujuan
Tujuan pembuatan laporan kerja praktek ini adalah untuk merancang dan membangun Program ―Running Text Dot Matrix‖ sebagai media penampil informasi pada Smart Pole. C. Batasan masalah
1. Pada perancangan ini menggunakan Compiler Code Vision AVR untuk memprogram Atmega 8535 2. Mikrokontroler yang digunakan cukup menggunakan
Atmega 8535 karena memori yang digunakan sudah cukup untuk program yang digunakan
D. Metode penelitian
1. Wawancara langsung dengan karyawan yang sesuai bidangnya
2. Percobaan secara teknis terhadap permasalahan yang dihadapi
3. Studi literatur yang mendukung dengan masalah yang dihadapi
II. DASAR TEORI
A. Code Vision AVR
Code Vision AVR merupakan perangkat unak pemrograman mikrokontroler AVR berbasis bahasa C. Ada tiga komponen penting yang telah diintegrasikan dalam perangkat lunak ini : Compiler C, IDE dan Program generator. [1]
B. AT Mega 8535
AT Mega 8535 merupakan mikrokontroler AVR CMOS 8-bit berbasis RISC.Mikrokontroler ini mempunyai 40 pin, 32 kaki digunakan untuk keperluan port paralel, setiap port terdiri dari 8 pin. Sehingga terdapat 4 port yaitu port A, B, C, dan D. At mega 8535 ini mempunyai memory flash 8Kb, SRAM sebesar 512 byte, dan EEPROM sebesar 512 byte. [5]
C. Dot Matrix
Dot Matrix adalah perangkat layar yang digunakan untuk menampilkan informasi pada mesin jam, indikator kereta api keberangkatan dan perangkat lain yang memerlukan perangkat tampilan dsederhana resolusi terbatas.Sebuah Dot Matrix pengontrol mengkonversi intruksi dari prosesor menjadi sinyal
– sinyal yang mengubah atau menonaktifkan led Dot Matrix sehingga muncul tampilan / karakter pada Dot Matrix. [4]
Gambar 1. Dot Matrix 5x7
D. IC Shift Register (74HC595)
IC shift regsiter ini berfungsi sebagai shift register yaitu untuk menggeser kolom tiap karakter dari dot matriks, pergeseran datanya pun secara berurutan. IC ini melakukan fungsi pergeserandata serial menjadi data paralel setiap pulsa clock diberikan. [6]
Gambar 2. IC Shift register 74HC595
E. Keypad
Keypad pada dasarnya tersusun dari beberapa push button yang dikonfigurasikan antara kom dengan baris. Sehingga sering disebut juga keypad matriks n x m ( n= kolom dan m = baris).Berikut konfigurasi dasar untuk keypad 4x4
Gambar 3. Keypad 4x4
F. USART
USART merupakan protokol komunikasi serial yang terdapat pada mikrokontroler AVR. Komunikasi dengan USART dapat dilakukan dengan dua cara yaitu mode sinkron dimana pengirim mengeluarkan pulsa./clock untuk sinkronisasi data dan mode asinkron tidak mengeluarkan pulsa/clock. [2]
G. EEPROM
EEPROM adalah salah satu memori untuk penyimpadan data internal mikro pengendali yang sifatnya non volatile, artinya tidak akan hilang walaupun catu daya mikro mati. EEPROM ini disusun sebagai ruang data yang terpisah dengan yang lain, dimana byte tunggal dapat dibaca dan ditulis. [3]
III. PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
A. Perancangan Umum
Running Text Dot Matrix ini dirancang untuk menampilkan sebuah informasi yang berupa karakter dalam output display Dot Matrix. Sistem alat ini dibagi menjadi 2 sistem yang berbeda yaitu master dan slave. Sistem bagian master adalah bagian input, dimana input berasal dari masukan keypad berupa perintah – perintah penggantian karakter, kecepatan , dan mode gerak sedangkan bagian slave adalah bagian output dimana sistem ini berfungsi untuk menampilkan tulisan / karakter pada Dot Matrix. Mikro bagian master dengan bagian slave dihubungkan secara serial untuk dapat berkomunikasi.
1) Keypad dan LCD ( Master)
Sistem master terdiri dari keypad dan LCD.Keypad yang digunakan adalah keypad 5 x 8 yang terdiri dari 40 push button untuk menginputkan karakter A – Z, angka 0 – 9, spasi, dan juga karakter ‗_‘ , ‗#/cancel‘ , ‗*/ok‘. Berikut ini adalah konfigurasi keypad yang digunakan
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z 0 1 2 3 4 5 6 7 8
9 _ SPACE #/cancel */ok
Gambar 4. Konfigurasi keypad 5x8
Kemudian LCD yang digunakan adalah LCD 16 x 2 sebagai display dari bagian master/ input agar user dapat melihat menu yang tersedia, dan juga karakter apa yang sudah dimasukkan oleh user.
start Tombol 1 ditekan ? Tombol 2 ditekan ? Tombol 3 ditekan ? Masukkan Mode Masukkan Speed Masukkan karakter Tombol Cancel/# ditekan ? Tombol Ok/* ditekan ? Tombol Cancel/# ditekan ? Tombol Ok/* ditekan ? tidak tidak tidak tidak tidak ya ya ya ya ya ya ya Tombol Cancel/# ditekan ? Tombol Ok/* ditekan ? ya ya tidak
tidak tidak tidak
Gambar 5. Flowchart sistem master
Dari flowchart diatas dapat dilihat cara kerja program pada sistem pertama ini. Pada awal sistem dijalankan, maka pada tampilan LCD akan ditampilkan ―1:ganti 2:Speed 3:mode‖, User dapat memilih menu yang diinginkan dengan menekan tombol sesuai dengan yang telah ditampilkan dalam layar LCD. Bila user memilih tombol 1(ganti) maka user akan masuk ke state ganti, disini user akan memasukkan sejumlah karakter yang akan ditampilkan dalam output Dot Matrix, bila telah selesai memasukkan karakter atau user menekan tombol ―*/OK‖ berarti user telah selesai memasukkan karakter dan karakter yang dimasukkan akan disimpan dalam eeprom dan karakter yang kita masukkan juga ikut ditampilkan dalam layar LCD, apabila user menekan tombol ―#/cancel‖ maka state akan kembali ke menu dan karakter yang tersimpan adalah karakter yang sebelumnya sudah dimasukkan. Jika user menekan tombol 2(speed), user akan diminta memasukkan kecepatan sesuai dengan tombol yang telah ditentukan, yaitu tombol 1, 2 dan 3. Tombol 1 untuk kecepatan cepat, tombol 2 untuk kecepatan sedang, dan tombol 3 untuk kecepatan lambat kemudian pilihan yang kita masukkan akan ditampilkan dalam layar LCD. Dan bila user memilih tombol 3(mode), maka user akan masuk ke state ganti mode. User bisa memilih model text berjalan ke kanan, kiri, ataupun kanan – kiri sesuai keinginan dari user.
2) Dot Matrix (Slave)
Sistem slave adalah bagian output yaitu mikro yang digunakan untuk mengkontrol Dot Matrix 5x7 yang berjumlah 7 buah. Pada sistem ini menggunakan sebuah IC shift register untuk mengirimkan data secara serial dari mikrokontroler dan mendapatkan data paralel yang akan dimasukkan sebagai input ke Dot Matrix. Metode yang digunakan untuk menampilkan dan menggerakkan karakter pada Dot Matrix adalah scanning kolom dan data karakter yang akan ditampilkan dimasukkan melalui baris Dot Matrix. Berikut adalah cara kerja sistem slave/ output
Proses Start Input karakter Output dot matrix
Gambar 6. Flowchart sistem slave Dari flowchart diatas dapat dilihat cara kerja dari Dot Matrix ini, yaitu input karakter yang sudah kita set dalam program akan diproses oleh sistem untuk ditampilkan dalam display Dot Matrix.
3) Komunikasi Serial 2 mikro
Komunikasi 2 mikrokontroler yang dilakukan adalah serial dengan memanfaatkan fasilitas USART(Universal Synchronous Asynchronous Serial Receiver and Transmitter). Pada mode serial ini menggunakan crystal oscillator sebesar 11,059200 hz dan baudrate 9600 bps.
Pengiriman data secara serial ini memerlukan suatu protokol untuk pengiriman data. Protokol ini sangat penting karena pada prinsipnya pengiriman transmitter dan receiver harus mempunyai format yang sama dalam pengiriman dan penerimaan. Jika terdapat perbedaan maka data yang dikirim tidak valid. Pengiriman yang dilakukan oleh transmitter awalnya mengirimkan 255 sebagi penanda bahwa ada data yang dikirim kemudian diikuti oleh addressing yang berisi data.
Gambar 7. Protokol trnasmitter
255 Adressing Byte 1 Byte 2 Byte 3 250
251
252
Sensor Jarak Ultrasonic Sensor Jarak Infrared Sensor Suhu
Pada sisi receiver prosedur diatas juga diterapkan, sehingga memiliki protokol yang sama.
Gambar 8. Protokol receiver 4) Running Text Dot Matrix
Setelah merancang per bagian sistem, 2 buah sistem tersebut kemudian digabungkan menjadi 1 dengan komunikasi serial yang telah dijelaskan sebelumnya. Sehingga apabila user menginputkan karakter baru, maka karakter tersebut akan dikirimkan secara serial ke mikrokontroler bagian output. Data yang diterima oleh mikro bagian output ini akan diolah dan menampilkan karakter ke output Dot Matrix.
start Tombol 1 ditekan ? Tombol 2 ditekan ? Tombol 3 ditekan ? Masukkan Mode Masukkan Speed Masukkan karakter Tombol Cancel/# ditekan ? Tombol Ok/* ditekan ? Tombol Cancel/# ditekan ? Tombol Ok/* ditekan ? tidak tidak tidak tidak tidak ya ya ya ya ya ya ya Tombol Cancel/# ditekan ? Tombol Ok/* ditekan ? ya ya tidak
tidak tidak tidak
Transmitter
Receiver
Pengolahan data
Output Dot Matrix
Gambar 9. Flowchart Running Text Dot Matrix
B. Pengujian
Berdasarkan perancangan yang telah dijelaskan diatas, berikut hasil pengujian program pada hardware yang telah.
Gambar 10. Hardware Running Text Dot Matrix Pada gambar diatas merupakan hardware dari alat ―Running Text Dot Matrix”.
Gambar 11. Tampilan awal program
Tampilan awal program pada saat dihidupkan pertama kali. Pada LCD terdapat menu 1:ganti, 2:ganti, 3:mode jalan. User dapat memilih menu dengan menekan tombol pada keypad.
Gambar 12. Tampilan saat user memilih menu ganti
255 Adressing Byte 1 Byte 2 Byte 3
250 251 252
Sensor Jarak Ultrasonic Sensor Jarak Infrared Sensor Suhu
Pada gambar 12 diatas merupakan tampilan saat user memilih menu ganti, untuk mengganti karakter. User akan diminta untuk memasukkan karakter sesuai yang diinginkan.
Gambar 13. Hardware menampilkan karakter sesuai masukan Setelah user memasukkan karakter misalnya ―PT.INTI‖ maka pada Dot Matrix akan muncul karakter sesuai dengan yang diinputkan user.
Gambar 14. Tampilan saat user memilih menu speed Gambar 14 merupakan tampilan saat user memilih menu ganti speed, disini user akan diminta untuk memasukkan kecepatan bergerak karakter pada Dot Matrix. Kecepatan yang diset ada 3, yaitu 1(cepat), 2(sedang), dan 3(lambat).
Gambar 15. Tampilan hardware setelah user mengganti speed Tampilan pada Dot Matrix setelah user mengganti kecepatan default(2) menjadi kecepatan 1(cepat).
Gambar 16. Tampilaan saat user memilih menu ganti mode Gambar 16 diatas merupakan tampilan saat user memilih menu 3 yaitu menu untuk mengganti mode jalan. Dimana user dapat memilih menu geser kanan, kiri, dan kanan kiri.
Gambar 17. Tampilan hardware setelah user mengganti mode
jalan
Gambar 17 merupakan tampilan Dot Matrix ,dimana user mengganti default mode jalan ke kiri menjadi geser ke kanan.
Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan, program yang dirancang sudah sesuai dengan yang diharapkan. Pada sistem ini user dapat mengganti karakter, kecepatan dan mode gerak karakter yang ditampilkan pada output Dot Matrix.
IV. PENUTUP
A. Kesimpulan
1. Smart pole merupakan salah satu produk terbaru dari PT.INTI (PERSERO) Bandung yang ditujukan untuk meningkatkan efisiensi dalam penggunaan tiang – tiang yang ada di jalan menjadi sebuah sistem yang memiliki manfaat yang lebih tinggi, seperti sebuah tiang traffic light tidak hanya mempunyai fungsi tunggal, kedepan tiang ini akan mempunyai beberapa fungsi seperti penerangan jalan, Dot Matrix sebagai penampil informasi dll.
2. Dot Matrix pada miniatur smart pole ini terdiri dari 2 buah sistem terpisah yang dijadikan menjadi satu melalui komunikasi serial 2 mikrokontroler. Sistem pertama adalah input keypad, dan sistem kedua adalah output Dot Matrix.
3. Mikrokontroler yang digunakan untuk perancangan Dot Matrix ini adalah ATmega 8535, dimana kontroler ini merupakan sebuah pusat atau otak untuk menjalankan sistem tersebut.
4. Komunikasi serial pada sistem ini menggunakan sebuah protokol yang digunakan sebagai aturan dalam pengiriman data. Protokol pada kedua sistem tersebut haruslah sama, karena bila beda maka komunikasi serial yang dilakukan akan kacau.
B. Saran
1. Sistem Dot Matrix ini harus dikembangkan lagi mengingat ini merupakan sistem tunggal Dot Matrix, oleh karena itu perlu dikembangkan lagi untuk terintegrasi dengan sistem lain seperti penerangan jalan, traffic light, dll.
2. Pada bagian sistem bagian input akan lebih baik lagi jika menggunakan sebuah interface, sehingga tampilan akan lebih menarik.
REFERENSI
[1] Afgianto, E Putra.(2010).Tutorial Pemrograman Mikrokontroler AVR
dengan CodeVision AVR.
[2] Widodo Budiharto. 2008. Panduan Praktikum Mikrokontroller AVR
Tmega16. Jakarta: PT. Elex Media Komputindo.
[3] M. Ary Heryanto,ST & Ir.Wisnu Adi P.2008. Pemprograman Bahasa
C untuk Mikrokontroler Atmega 8535. Bandung: PT. Elex Media
Komputindo
[4] SuhatanIr,Snoji Shigeki.2004.Buku Pegangan Teknik Elektronika Jakarta: Pradnya Paramita.
[5] https://instruct1.cit.cornell.edu/courses/ee476/codevisionC/Tutorial.PD F.
[6] 74HC595.(Online).URL:http://www.nxp.com/documents/data_sheet/7 4HC_HCT595.pdf . Diakses tanggal 29 Januari 2014.
BIODATA
Rizka Hendrawan, NIM
21060111130051 dilahirkan di Ungaran, 9 April 1993. Telah Menempuh pendidikan di SD Negeri 6 Ungaran, SMP Negeri 1 Ungaran, SMA Negeri 1 Ungaran dan sampai sekarang masih menyelesaikan studi S1 di Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Semarang Konsentrasi Elektronika .
Semarang, Mei 2014 Mengetahui, Dosen Pembimbing
Ajub Ajulian Z., ST.MT. NIP. 197107191998022001
