• Tidak ada hasil yang ditemukan

Animasi Objek Yang Dapat Bergerak Menggunakan Kubus LED Berbasis Mikrokontroler ATMega16.

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2017

Membagikan "Animasi Objek Yang Dapat Bergerak Menggunakan Kubus LED Berbasis Mikrokontroler ATMega16."

Copied!
53
0
0

Teks penuh

(1)

i

Universitas Kristen Maranatha

Animasi Objek yang Dapat Bergerak Menggunakan Kubus LED Berbasis

Mikrokontroler ATMega16

Disusun Oleh :

Nama : Ryan Ardianto

NRP : 0622118

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Kristen Maranatha,

Jl. Prof. Drg. Suria Sumantri, MPH no 65, Bandung 40164, Indonesia

Email : ardiantoryan.1411@gmail.com

ABSTRAK

Dengan semakin berkembangnya teknologi dalam bidang elektronika,

khususnya LED, penggunaannya pun semakin beragam. LED tidak hanya digunakan

sebagai lampu indikator tetapi sudah digunakan dalam berbagai keperluan lainnya,

seperti televisi, lampu penerangan,dan papan LED berjalan. LED juga digunakan

sebagai hiburan salah satunya adalah kubus LED.

Pada tugas akhir ini, telah direalisasikan animasi suatu objek menggunakan

kubus LED. Kubus LED terdiri dari matriks LED yang disusun menyerupai kubus.

Penggunaan mikrokontroler ATMega16 sebagai pengontrol nyala dari LED pada

kubus LED, untuk dapat menampilkan objek yang diinginkan. Objek yang

ditampilkan adalah objek kembang api, hujan, dan kat

a “MARANATHA” yang

ditampilkan berurutan. Dengan menggunakan demultiplexer sebagai output tambahan

untuk mikrokontroler, output dari mikrokontroler dapat menghidupkan kubus LED

dengan ukuran 8x8x8.

Berdasarkan hasil percobaan, hasil tampilan objek sesuai dengan yang

diinginkan, delay dengan hasil tampilan yang baik adalah dibawah 30 ms, semakin

besar delay diatas 30 ms maka proses scanning akan terlihat oleh mata.

(2)

ii

Universitas Kristen Maranatha

Animated Moving Object with LED Cube Based On Microcontroler ATMega16

Composed by :

Name : Ryan Ardianto

NRP : 0622118

Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering,

Maranatha Christian University, Jl. Prof. drg. Surya Sumantri, MPH. No 65

Bandung 40164, Indonesia

Email : ardiantoryan.1411@gmail.com

ABSTRACT

The technology of electronics developed with fast, especially on LED

technology, which is used variety. LED is not only used as indicator but also used for

many purpose, such as television, lamp, and moving sign. It also used as fun thing,

for example LED cube.

In this final project, animated of an object using LED cube has been realized.

The LED cube comprises a matrix LED which is arranged like a cube.

Microcontroller ATMega16 used as light controller of LED at LED cube, to create an

object which is desired. The object

displayed fireworks, rain, and “MARANATHA”

text which is displayed sequentially. With demultiplexer as microcontroller aux

output form microcontroller able to turning on light of 8x8x8 LED cube.

As the experimental result, object viewed that suitable properly, the best

display is using delay below 30 ms, scanning proces could see by eyes caused by

value of delay is high.

(3)

v

Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK ...

i

ABSTRACT ...

ii

KATA PENGANTAR ...

iii

DAFTAR ISI ...

v

DAFTAR TABEL ...

ix

DAFTAR GAMBAR ...

x

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ...

1

1.2 Perumusan Masalah ...

1

1.3 Tujuan ...

1

1.4 Batasan Masalah ...

1

1.5 Spesifikasi Alat ...

2

1.6 Sistematika Penulisan ...

2

BAB II LANDASAN TEORI

2.1 Dioda ...

4

2.1.1 LED (Light Emitting Diode) ...

5

(4)

vi

Universitas Kristen Maranatha

2.3 Mikrokontroler ATMEGA 16 ...

7

2.3.1 Konfigurasi pin ATMEGA 16 ...

8

2.3.2 Diagram Blok ATMEGA 16 ...

10

2.3.3 PORT Input / Output ATMEGA 16 ...

11

BAB III PERANCANGAN ALAT

3.1 Blok Diagram Sistem Kubus LED 8x8x8 ...

13

3.2 Perancangan Kubus LED ...

13

3.3 Rangkaian Mikrokontroler ...

15

3.4 Demultiplexer ...

16

3.5 Gerbang Inverting ...

19

3.6 Proses Scanning objek ...

20

3.7 Diagram Alir Animasi Objek dengan Kubus LED ...

23

3.6.1 Diagram Alir Masing-masing Objek ...

24

BAB IV DATA PENGAMATAN

4.1 Kubus LED ...

41

4.2 Menampilkan Objek Kembang Api ...

42

4.3 Menampilkan Objek Hujan ...

44

4.4 Menampilkan “MARANATHA”

...

46

4.4.1 Objek Huruf “M”

...

46

4.4.2 Objek Huruf “A”

...

47

4.4.3 Objek Huruf “R”

...

48

4.4.4 Obje

k Huruf “N”

...

49

4.4.5 Objek Huruf “T”

...

51

(5)

vii

Universitas Kristen Maranatha

BAB V SIMPULAN DAN SARAN

5.1 Simpulan ...

53

5.2 Saran ...

53

DAFTAR PUSTAKA ...

54

LAMPIRAN A DATASHEET

(6)

viii

Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Fungsi Khusus Port B ...

9

Tabel 2.2 Fungsi Khusus Port C ...

9

Tabel 2.3 Fungsi Khusus Port D ...

10

Tabel 2.4 Konfigurasi Port ATMEGA 16 ...

12

Tabel 3.1 Tabel Kebenaran Demultiplexer ...

17

Tabel 3.2 Tabel Kebenaran Gerbang not ...

20

Tabel 4.1

Pengaruh Delay Pada Huruf “M”

...

46

Tabel 4.2

Pengaruh Delay Pada Huruf “A”

...

47

Tabel 4.3

Pengaruh Delay Pada Huruf “R”

...

48

Tabel 4.4

Pengaruh Delay Pada Huruf “N”

...

50

Tabel 4.5

Pengaruh Delay Pada Huruf “T”

...

51

(7)

ix

Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Karakteristik Dioda ...

5

Gambar 2.2 Simbol Komponen LED dan Gambar LED ...

6

Gambar 2.3 Multiplexer ...

6

Gambar 2.4 Demultiplexer ...

6

Gambar 2.5 Konfigurasi ATMEGA 16 ...

8

Gambar 2.6 Diagram Blok ATMEGA 16 ...

11

Gambar 3.1 Blok Diagram Kubus LED ...

13

Gambar 3.2 Rancangan LED per-layer ...

14

Gambar 3.3 Rangkaian LED Cube per-layer ...

15

Gambar 3.4 Rangkaian Mikrokontroler ATMEGA 16 ...

16

Gambar 3.5 Konfigurasi Demultiplexer (74ls154) ...

18

Gambar 3.6 Rangkaian Demultiplexer ...

19

Gambar 3.7 Konfigurasi IC SN74LS04 ...

19

Gambar 3.8 Rangkaian Gerbang not ...

20

Gambar 3.9 Konfigurasi dan penamaan LED masing-masing layer ....

21

Gambar 3.10 Tampilan huruf “M”

...

22

Gambar 3.11 Diagram alir proses scanning ...

23

Gambar 3.12 Diagram Alir Sistem ...

24

Gambar 3.13 Diagram Alir Objek Kembang Api ...

27

Gambar 3.14 Diagram Alir Objek Hujan ...

29

Gambar 3.15 Diagram Alir Huruf “M”

...

33

Gamba

r 3.16 Diagram Alir Huruf “A”

...

35

(8)

x

Universitas Kristen Maranatha

Gambar 3.18 Diagram

Alir Huruf “N”

...

37

Gambar 3.19

Diagram Alir Huruf “T”

...

39

Gambar 3.20 Diagram Alir Huruf “H”

...

40

Gambar 4.1 Matrix LED 8x8 ...

41

Gambar 4.2 Kubus LED ...

42

Gambar 4.3 Tampilan Objek kembang Api dengan delay dibawah 30 ms

43

Gambar 4.4 Tampilan Objek kembang Api dengan delay diatas 30 ms

44

Gambar 4.5 Efek Hujan Dengan Delay Dibawah 30 ms ...

45

(9)

LAMPIRAN A

(10)
(11)
(12)
(13)
(14)
(15)
(16)
(17)
(18)
(19)
(20)
(21)
(22)

LAMPIRAN B

(23)

B-1

#include <mega16.h>

#include <delay.h>

(24)
(25)
(26)
(27)
(28)

B-6

for(d=14;d<22;d++) { PORTD=~128; PORTA=0x0D; PORTB=hMc[d+8]; delay_ms(1); PORTD=~128; PORTA=0x0B; PORTC=hMc[d]; delay_ms(1); } for(d=30;d<36;d++) { PORTD=~128; PORTA=0x0D; PORTB=hMc[d]; delay_ms(2); } } } void huruf_A() { int i,n,b,a,k,l,j;
(29)
(30)
(31)
(32)
(33)
(34)

B-12

PORTD=0x67; PORTA=0x0B; PORTC=0x00; delay_ms(12); PORTD=0x6B; PORTA=0x0D; PORTB=0x80; delay_ms(12); PORTD=0x9D; PORTA=0x0D; PORTB=0x00; delay_ms(12); } } } void huruf_N() { int i,j,k,l;

unsigned char hnb[9]={0x30,0x50,0xB0,0xC0,0xD0,0x20,0x60,0xA0,0xE0}; unsigned char hnc[9]={0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x0A,0x0B,0x0D,0x0E}; unsigned char

hNb[13]={0x00,0x11,0x66,0x77,0x88,0x99,0x2A,0xEE,0xFF,0x30,0xA0,0xB0,0xC0};

(35)
(36)
(37)
(38)

B-16

{ for(i=14;i<20;i++) { PORTD=~128; PORTA=0x03; PORTC=hT[i]; delay_us(2500); PORTA=0x07; PORTC=hT[i-14]; delay_us(2500); } for(i=20;i<22;i++) { PORTA=0x0C; PORTB=hT[i]; delay_us(7500); PORTA=0x08; PORTC=i-17; PORTB=hT[i-8]; delay_us(7500); } } } void huruf_H() { int i,j; unsigned char hH[32]={0xF0,0xE0,0xD0,0xC0,0xB0,0xA0,0x90,0x80,0x70,0x60,0x50,0x40,0x30,0x20,0x10,0x00, 0x0F,0x0E,0x0D,0x0C,0x0B,0x0A,0x09,0x08,0x07,0x06,0x05,0x04,0x03,0x02,0x01,0x00}; unsigned char PD[8]={0x00,0x00,0xE7,0xE7,0xE7,0xE7,0x00,0x00};
(39)
(40)

B-18

{ PORTD=PD[j-16]; PORTA=0x0E; PORTB=hH[j]; delay_ms(8); } } for(i=0;i<5;i++) { for(j=24;j<32;j++) { PORTD=PD[j-24]; PORTA=0x0E; PORTB=hH[j]; delay_ms(8); } } } void kembang_api() {
(41)
(42)
(43)
(44)
(45)
(46)

B-24

} for(i=128;i>0;i=i/2) { for(k=0;k<8;k++) { for(j=0;j<5;j++) { PORTD=~(i/4); PORTA=0x00; PORTB=0x6C; PORTC=0x70; delay_ms(1); PORTD=~(i/4); PORTA=0x00; PORTB=0x50; PORTC=0xC2; delay_ms(1); } for(j=0;j<5;j++) { PORTD=~i; PORTA=0x00; PORTB=0xC4; PORTC=0x9C; delay_ms(1); PORTD=~i; PORTA=0x00; PORTB=0x46; PORTC=0xA5; delay_ms(1); } } } } } void main(void) {

// Declare your local variables here

// Input/Output Ports initialization // Port A initialization

// Func7=Out Func6=Out Func5=Out Func4=Out Func3=Out Func2=Out Func1=Out Func0=Out // State7=0 State6=0 State5=0 State4=0 State3=0 State2=0 State1=0 State0=0

PORTA=0x00; DDRA=0xFF;

// Port B initialization

(47)

B-25

PORTB=0x00;

DDRB=0xFF;

// Port C initialization

// Func7=Out Func6=Out Func5=Out Func4=Out Func3=Out Func2=Out Func1=Out Func0=Out // State7=0 State6=0 State5=0 State4=0 State3=0 State2=0 State1=0 State0=0

PORTC=0x00; DDRC=0xFF;

// Port D initialization

// Func7=Out Func6=Out Func5=Out Func4=Out Func3=Out Func2=Out Func1=Out Func0=Out // State7=0 State6=0 State5=0 State4=0 State3=0 State2=0 State1=0 State0=0

PORTD=0x00; DDRD=0xFF;

// Timer/Counter 0 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 0 Stopped // Mode: Normal top=FFh // OC0 output: Disconnected TCCR0=0x00;

TCNT0=0x00; OCR0=0x00;

// Timer/Counter 1 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 1 Stopped // Mode: Normal top=FFFFh // OC1A output: Discon. // OC1B output: Discon. // Noise Canceler: Off

// Input Capture on Falling Edge // Timer 1 Overflow Interrupt: Off // Input Capture Interrupt: Off // Compare A Match Interrupt: Off // Compare B Match Interrupt: Off TCCR1A=0x00; TCCR1B=0x00; TCNT1H=0x00; TCNT1L=0x00; ICR1H=0x00; ICR1L=0x00; OCR1AH=0x00; OCR1AL=0x00; OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00;

(48)

B-26

// OC2 output: Disconnected

ASSR=0x00; TCCR2=0x00; TCNT2=0x00; OCR2=0x00;

// External Interrupt(s) initialization // INT0: Off

// INT1: Off // INT2: Off MCUCR=0x00; MCUCSR=0x00;

// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization TIMSK=0x00;

// Analog Comparator initialization // Analog Comparator: Off

// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off ACSR=0x80;

SFIOR=0x00;

while (1) {

// Place your code here kembang_api(); PORTD=255; delay_ms(2000); hujan();

PORTD=255; delay_ms(1000); huruf_M(); huruf_A(); huruf_R(); huruf_A(); huruf_N(); huruf_A(); huruf_T(); huruf_H(); huruf_A(); };

(49)

1

Universitas Kristen Maranatha

BAB I

PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang

Penggunaan LED saat ini semakin berkembang. Mulai dari lampu hemat

energi, sebagai indikator, bahkan televisi. Dengan semakin beragamnya

penggunaan lampu LED, bukan hanya untuk informasi tetapi untuk tujuan

hiburan, seperti papan LED berjalan (moving sign) dan kubus LED (LED cube).

LED memiliki karakteristik yang mirip seperti dioda. LED memiliki spektrum

cahaya dari 400 nm sampai dengan 700 nm, sehingga dapat memancarkan cahaya

tampak ataupun cahaya tidak tampak. LED memiliki konsumsi energi yang relatif

rendah. Dengan memberikan arus forward bias, LED akan aktif sehingga dapat

memancarkan cahaya.

Kubus LED (LED cube) merupakan salah satu aplikasi dari LED. Kubus LED

mirip seperti papan LED (moving sign), hanya ditampilkan secara 3 dimensi.

Kubus LED juga dapat menampilkan objek yang dapat bergerak secara 3 dimensi,

sehingga bentuk atau objek yang ditampilkan seolah-olah hidup.

1.2

Perumusan Masalah

Perumusan masalah tugas akhir ini adalah bagaimana menampilkan bentuk

atau objek yang akan ditampilkan melalui kubus LED dengan ukuran 8x8x8.

1.3

Tujuan

Tujuan dari tugas akhir ini adalah untuk dapat membuat perangkat keras kubus

LED dan perangkat lunak sehingga kubus led dapat menampilkan objek.

1.4

Batasan Masalah

Batasan masalah dari tugas akhir ini adalah :

1.

Bentuk yang ditampilkan adalah berupa kar

akter “MARANATHA”

(50)

2

Universitas Kristen Maranatha

2.

Beberapa objek kembang api dan efek hujan.

3.

Ukuran kubus LED 8x8x8.

4.

LED yang digunakan LED satu warna.

1.5

Spesifikasi Alat

Spesifikasi alat yang digunakan pada tugas akhir ini adalah :

1.

4 Demultiplexer 4 to 16 (74ls154)

2.

12 IC gerbang not (SN7404)

3.

512 LED berwarna biru

4.

1 IC ATMEGA 16

5.

Power supply 1 A.

1.6

Sistematika Penulisan

Adapun sistematika dalam penulisan laporan ini terdiri dari 5 BAB, yaitu

sebagai berikut :

BAB I

: PENDAHULUAN

Bab ini berisi latar belakang masalah, perumusan masalah,

tujuan penelitian, batasan masalah, spesifikasi alat dan

sistematika penulisan

BAB II

: LANDASAN TEORI

Bab ini berisi teori-teori penunjang yang diperlukan untuk

merancang dan merealisasikan animasi objek dengan kubus

LED.

BAB III

: PERANCANGAN ALAT

Bab ini berisi perancangan alat kubus LED

BAB IV

: PENGAMATAN DATA DAN ANALISA

(51)

3

Universitas Kristen Maranatha

dan analisa sistem agar sesuai yang telah ditetapkan

BAB V

: SIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi simpulan dari uraian pembahasan yang ada

dalam bab sebelumnya serta saran-saran yang berguna untuk

(52)

53

Universitas Kristen Maranatha

BAB V

SIMPULAN dan SARAN

5.1

Simpulan

Simpulan dari tugas akhir ini adalah :

“Animasi Objek yang Dapat Bergerak Menggunakan Kubus LED

Berbasis Mikrokontroler ATMega16” telah berhasil direalisasikan dan

dapat menampilkan objek yang diinginkan.

Pengaruh delay terhadap tampilan menunjukkan bahwa, delay yang

baik digunakan adalah delay dibawah 30 mS.

Semakin besar delay, maka proses scanning akan terlihat sehingga

tampilan objek akan terlihat menyala secara bergantian.

5.2

Saran

Saran dari tugas akhir ini adalah :

Ukuran kubus led dapat ditambah, supaya menampilkan objek yang

lebih baik.

(53)

54

Universitas Kristen Maranatha

DAFTAR PUSTAKA

1.

Andrianto, Heri, Buku Panduan : Pelatihan Mikrokontroler AVR ATmega

16, 2008.

2.

Mano, Morris, Digital Design 3

rd

ed., 2002

3.

Sumisjokartono, Elektronika Praktis, 1991.

4.

The Engineering Staff of Texas Instrument, The TTL Data Book for

Design Engineers Vol. 2, 1983

5.

http://www.atmel.com/dyn/products/product_card.asp?part_id=2010&cate

gory_id=163&family_id=607&subfamily_id=760.22Februari2010.22.36,

diakses tanggal 20 Januari 2013

6.

http ://www.instructables.com/id/Led-Cube-8x8x8, diakses tanggal 10

Febuari 2013

Referensi

Dokumen terkait

karya cerita bergambar yang berjudul “Ayo, Menari Jaipong dengan Nyi Iteung!”. (Cerita Bergambar Flap-book dan Pull-up sebagai Pengenalan Tari

Namun dari hasil pembahasan ini didapatkan bahwa variabel supervisi kepala sekolah di SMA Negeri di Balikpapan Kota tidak berpengaruh terhadap kinerja guru, hal ini

PENGARUH MODEL TEACHING GAMES FOR UNDERSTANDING (TGFU) TERHADAP KETERAMPILAN BERMAIN FUTSAL.. Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu |

(h) Untuk menikmati kondisi hidup yang memadai, terutama yang berhubungan dengan perumahan, sanitasi, penyediaan listrik dan air, pengangkutan dan komunikasi. Negara-negara

mencari laba dengan menggunakan sejumlah modal dan tenaga kerja. Jadi, badan usaha merupakan kesatuan yuridis dan ekonomis suatu bentuk organisasi perusahaan. Sedangkan, perusahaan

Pengaruh yang didapat dari analisis regresi ganda diketahui terpaan iklan televisi produk Blackberry dan persepsi merek produk Blackberry (R ² ) sebesar 0,447 yang berarti

salah satu syarat untuk menyelesaikan Program Sarjana Strata-1 (S-1), Program Studi Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Katolik Widya

pembelajaran kooperatif tipe jigsaw dapat meningkatkan hasil belajar IPS siswa kelas IV SDI Ngabheo. Hal ini diketahui oleh rata-rata prosentase hasil belajar