Pembuatan LED World Clock Dengan Modul Arduino.

(1)

i

Universitas Kristen Maranatha

ABSTRAK

Berbagai perangkat keras berbasis mikrokontroler kini semakin beragam. Perangkat yang inovatif, atraktif dan fungsional menjadi daya tarik dari sebuah teknologi. Maka dari itu dibuatlah perangkat penunjuk waktu yang memiliki nilai estetik namun tetap memiliki nilai fungsionalitas, yaitu LED Word Clock dengan menggunakan modul Arduino. Alat ini berfungsi sebagai penunjuk waktu, dengan indikator penunjuk waktunya berupa kata-kata. Alat ini dibuat dengan penampang dasar akrilik yang tertutup dengan stiker vinyl dan beberapa lampu LED yang akan menyala sesuai dengan penunjuk waktu. Jam yang dibuat memliki indikator jam dan menit dengan interval lima menit serta indikator AM/PM yang berupa

LED RGB yang mampu berubah warna Pengaturan waktu dapat dilakukan secara programming maupun melalui input dari empat buah push button. Setiap push button berfungsi untuk menambah dan mengurangi jam serta menambah dan

(2)

ii

ABSTRACT

(3)

iii

DAFTAR ISI

ABSTRAK i

ABSTRACT ii

KATA PENGANTAR -

DAFTAR ISI iii

DAFTAR GAMBAR v

DAFTAR TABEL viii

DAFTAR LAMPIRAN ix

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Identifikasi Masalah 2

1.3 Tujuan 2

1.4 Pembatasan Masalah 2

1.5 Sistematika Penulisan 4

BAB II LANDASAN TEORI 6

2.1 Arduino 6

2.1.1 Pengertian 6

2.1.2 Pemrograman Arduino 6

2.1.3 Bahasa Pemrograman Arduino Berbasis C 9

2.1.4 Terminal Arduino 21

2.2 LED 23

2.3 Komunikasi Serial 24

2.4 Real Time Clock 24 2.5 Decoder 25

BAB III PERANCANGAN 26

3.1 Block Diagram 26

3.2 Flowchart 28

3.3 Perancangan Tampilan Akrilik 37

3.4 RTC(Real Time Clock) 39

3.5 Perancangan Decoder 41

(4)

iv

3.5.2 Skematik Decoder 42

3.6 Perancangan LED Board 43

3.7 Perancangan Push Button dan LCD 45

3.8 Skematik Rangkaian Penuh 46

3.9 Pemrograman Arduino 47

BAB IV PENGAMATAN DAN ANALISA 55

4.1 Hasil Pengamatan 55

4.1.1 Percobaan Dengan Variabel Intensitas Cahaya Ruangan 55 4.1.2 Percobaan Menambah atau Mengurangi Jam dan Menit 57

4.1.3 Pengaturan Waktu 61

4.1.4 Percobaan Jam dengan Durasi 62

4.1.5 Survey Lapangan 63

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 65

5.1 Kesimpulan 65

5.2 Saran 65

(5)

v

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Software IDE Arduino 7

Gambar 2.2 Pengaturan Board Arduino 8

Gambar 2.3 Pengaturan Serial Port Arduino 8

Gambar 2.4 Terminal Modul Arduino Elmarino 21

Gambar 2.5 Konfigurasi ICSP Arduino 22

Gambar 2.6 Modul RTC DS1307 24

Gambar 2.7 3-to-8 Decoder 25

Gambar 3.1 Block Diagram 26

Gambar 3.2 RTC Setting Flowchart 28

Gambar 3.3 Flowchart Menyalakan Jam 29

Gambar 3.4 Flowchart Menyalakan Menit 30

Gambar 3.5 Flowchart Meng-update Data Jam dan Menit 31

Gambar 3.6 Flowchart Mengirim Data Menit dan Jam

32

Gambar 3.7 Flowchart Menerima Data Menit dan Jam 33

Gambar 3.8 Flowchart Menampilkan Data Menit dan Jam pada LCD 34

(6)

vi

Universitas Kristen Maranatha Gambar 3.10 Flowchart Mengatur AM/PM, LED “Lewat, Kurang,

Menit” 36

Gambar 3.11 Desain Tampilan Akrilik 37 Gambar 3.12 Sekat Tampilan Akrilik 38

Gambar 3.13 RTC DS1307 Module 39

Gambar 3.14 PCB Decoder 41

Gambar 3.15 Skematik Decoder 42

Gambar 3.16 LED Board Jam 43

Gambar 3.17 LED Board Menit 44

Gambar 3.18 LED Board AM/PM 44

Gambar 3.19 LCD dan Push Button 45

Gambar 3.20 Skematik Rangkaian 46

Gambar 3.21 Program Setting RTC 47

Gambar 3.22 Program Mengatur Nyala Jam 48

Gambar 3.23 Program Mengatur Nyala Menit 49

Gambar 3.24 Program Meng-update Data Jam dan Menit 50 Gambar 3.25 Program Mengirim Data Jam dan Menit 51 Gambar 3.26 Program Menerima Data Jam dan Menit 52 Gambar 3.27 Program Menampilkan Data Jam dan Menit pada LCD 53 Gambar 3.28 Program Mengatur LED “Kurang”, “Lewat”dan “Menit”

(7)

vii

Universitas Kristen Maranatha Gambar 4.1 Percobaan di Berbagai Intensitas Cahaya Ruangan

pada Siang Hari 56

Gambar 4.2 Percobaan di Berbagai Intensitas Cahaya Ruangan

pada Malam Hari 57

Gambar 4.3 Percobaan Penekanan Tombol Tambah Jam 58 Gambar 4.4 Percobaan Penekanan Tombol Kurang Jam 58 Gambar 4.5 Percobaan Penekanan Tombol Tambah Menit 59 Gambar 4.6 Percobaan Penekanan Tombol Kurang Menit 60

Gambar 4.7 Mengatur Waktu 61

(8)

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Tabel Kebenaran 3-to-8 Decoder 25

Tabel 3.1 Konfigurasi Pin Arduino 40

Tabel 4.1 Hasil Percobaan Daya Tahan 62

(9)

ix

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN PROGRAM ARDUINO 1 A-1

LAMPIRAN PROGRAM ARDUINO 2 B-1

LAMPIRAN SKEMATIK RANGKAIAN C-1

(10)

L-1

LAMPIRAN A

PROGRAM ARDUINO I

// Mengatur Pin #define DAN0 4 #define DAN1 3 #define DAN2 2 #define DAN10 5 #define DAN11 6 #define DAN12 7 #define DAN13 8

// Menggunakan Library wire dan RTC #include <Wire.h> unsigned char MSB2; // 1 byte int sw1,sw2,sw3,sw4;

long z; long y=0;

// Tampilan Lampu 5 Menit void limam(){

digitalWrite(DAN0, LOW); digitalWrite(DAN1,LOW); digitalWrite(DAN2,LOW); }

// Tampilan Lampu 10 Menit void sepuluhm(){

digitalWrite(DAN0, HIGH); digitalWrite(DAN1,LOW); digitalWrite(DAN2,LOW); }

// Tampilan Lampu 15 Menit void limabelasm(){

(11)

L-2

// Tampilan Lampu 20 Menit void duapuluhm(){

digitalWrite(DAN0, HIGH); digitalWrite(DAN1,HIGH); digitalWrite(DAN2,LOW); }

// Tampilan Lampu 25 Menit void dualimam(){

digitalWrite(DAN0, LOW); digitalWrite(DAN1,LOW); digitalWrite(DAN2,HIGH); }

// Tampilan Lampu 30 Menit void tigapuluhm(){

digitalWrite(DAN0, HIGH); digitalWrite(DAN1,LOW); digitalWrite(DAN2,HIGH); }

// Tampilan Lampu Jam 1 void jam1(){

digitalWrite(DAN10,LOW); digitalWrite(DAN11,LOW); digitalWrite(DAN12,LOW); digitalWrite(DAN13,LOW); }

digitalWrite(DAN10,HIGH); digitalWrite(DAN11,LOW); digitalWrite(DAN12,LOW); digitalWrite(DAN13,LOW); }

digitalWrite(DAN10,LOW); digitalWrite(DAN11,HIGH); digitalWrite(DAN12,LOW); digitalWrite(DAN13,LOW); }

digitalWrite(DAN10,HIGH); digitalWrite(DAN11,HIGH); digitalWrite(DAN12,LOW); digitalWrite(DAN13,LOW); }

(12)

L-3

void jam5(){

digitalWrite(DAN10,LOW); digitalWrite(DAN11,LOW); digitalWrite(DAN12,HIGH); digitalWrite(DAN13,LOW); }

digitalWrite(DAN10,HIGH); digitalWrite(DAN11,LOW); digitalWrite(DAN12,HIGH); digitalWrite(DAN13,LOW); }

digitalWrite(DAN10,LOW); digitalWrite(DAN11,HIGH); digitalWrite(DAN12,HIGH); digitalWrite(DAN13,LOW); }

digitalWrite(DAN10,HIGH); digitalWrite(DAN11,HIGH); digitalWrite(DAN12,HIGH); digitalWrite(DAN13,LOW); }

digitalWrite(DAN10,LOW); digitalWrite(DAN11,LOW); digitalWrite(DAN12,LOW); digitalWrite(DAN13,HIGH); }

digitalWrite(DAN10,HIGH); digitalWrite(DAN11,LOW); digitalWrite(DAN12,LOW); digitalWrite(DAN13,HIGH); }

(13)

L-4

digitalWrite(DAN10,HIGH); digitalWrite(DAN11,HIGH); digitalWrite(DAN12,LOW); digitalWrite(DAN13,HIGH); }

void kirimjam(){

/* read LSB */ LSB = jam & 0xff; Serial.print(LSB); /* read MSB */

MSB = (jam >> 8) & 0xff; Serial.print(MSB); /* read LSB */ LSB2 = menit & 0xff; Serial.print(LSB2); /* read MSB */

MSB2 = (menit >> 8) & 0xff; Serial.print(MSB2);

}

void setup () { Serial.begin(9600); Wire.begin();

for (int n=2;n<9;n++)pinMode(n,OUTPUT); for(int i=9;i<13;i++)pinMode(i,INPUT); for(int i=9;i<13;i++)digitalWrite(i,HIGH); pinMode(A3,OUTPUT);

digitalWrite(A3,HIGH); pinMode(A2,OUTPUT); digitalWrite(A2,LOW); RTC.begin();

//RTC.adjust(DateTime(__DATE__, __TIME__)); }

void loop () {

DateTime now = RTC.now();

(14)

L-5 jam=(int)future.hour();

menit=(int)future.minute();

kirimjam();

// Mengatur Nyala Jam

(15)

L-6

(16)

L-7

break; case 11: case 23: jam12(); break; case 0: case 12: jam1(); break; } }

// Mengatur Nyala Menit

if (((menit>=5) && (menit<10))||((menit<=59)&& (menit>=55))){ limam();

} else

if (((menit<15) && (menit>=10))||((menit<55)&& (menit>=50))){ sepuluhm();

} else

if (((menit<20) && (menit>=15))||((menit<50)&& (menit>=45))){ limabelasm();

} else

if (((menit<25) && (menit>=20))||((menit<45)&& (menit>=40))){ duapuluhm();

} else

if (((menit<30) && (menit>=25))||((menit<40)&& (menit>=35))){ dualimam();

} else

if(menit==30)tigapuluhm(); delay(500);

(17)

L-8

LAMPIRAN B

PROGRAM ARDUINO II

// Memasukkan Library LCD #include <LiquidCrystal.h>

//Mengatur Pin #define RED 9 #define GREEN 11 #define BLUE 10 #define EN1 7 #define LBH A0 #define KRG A1 #define MNT 6 //Mengatur Pin2 LCD

LiquidCrystal lcd(13,12,5,4,3,2);

//Variabel-variabel

unsigned char MSB = 0; // 1 byte dalam Arduino unsigned char LSB = 0; // 1 byte dalam Arduino unsigned int MSBLSB = 0; // 2 bytes dalam Arduino unsigned char MSB2 = 0; // 1 byte dalam Arduino unsigned char LSB2 = 0; // 1 byte dalam Arduino unsigned int MSBLSB2 = 0; // 2 bytes dalam Arduino

void setup(){

//Mengatur Baud Rate Serial.begin(9600); //Mengeset Pin LCD lcd.begin(16,2); //Konfigurasi Pin

pinMode(MNT,OUTPUT); pinMode(EN1,OUTPUT); pinMode(A0,OUTPUT); pinMode(A1,OUTPUT); }

// Mengatur Tampilan AM void AM(){

analogWrite(RED,100); analogWrite(GREEN,0); analogWrite(BLUE,200); }

// Mengatur Tampilan PM void PM(){

(18)

L-9

}

void loop(){

if (Serial.available()) {

digitalWrite(MNT,HIGH); digitalWrite(EN1,HIGH); }

else if(menit<5){

digitalWrite(MNT,LOW); digitalWrite(EN1,LOW); digitalWrite(KRG,LOW); digitalWrite(LBH,LOW); }

delay(50);

if ((jam>=0)&&(jam<12))AM(); else PM();

delay(50);

if ((menit>=5)&&(menit<35)){ digitalWrite(LBH,HIGH); digitalWrite(KRG,LOW); }else{

digitalWrite(LBH,LOW); digitalWrite(KRG,HIGH); }

(19)

L-10

LAMPIRAN C

(20)

(21)

L-12

Mengirim data Jam dan Menit via TTL

Input RTC, Switch1, Switch2, Switch 3,

(22)

(23)

L-14 Flowchart 1.3

B

Yes

Lampu 8 ON

No

Jam = 8 atau 20

Yes

Lampu 9 ON

No

Jam = 9 atau 21

Yes

Lampu 10 ON

No

Jam = 10 atau 22

Yes

Lampu 11 ON

No

Jam = 11 atau 23

Yes

Lampu 12 ON

No

Jam = 12 atau 24

H

(24)

(25)

(26)

L-17 Flowchart 1.6

F Yes

Menit>=5 & <10 atau Menit<=59

& >=55

Lampu 5 Menit ON

No E

Yes

Menit>=10 & <15 atau Menit<55 &

>=50

Lampu 10 Menit ON No

Yes

Menit>=15 & <20 atau Menit<50 &

>=45

Lampu 15 Menit ON

No

(27)

L-18 Flowchart 1.7

Yes

Menit>=25 & <30 atau Menit<30 &

>=35

Lampu 25 Menit ON

No

Lampu 30 Menit ON

G No

Yes

Menit>=20 & <25 atau Menit<45 &

>=40

Lampu 20 Menit ON

(28)

L-19 Flowchart 2.1

No

No No

Yes Start

Serial Input

Sum Input Serial Available

Output LCD Jam&Menit

Yes No

Yes Menit

>=5

Menit ON Enable ON

MENIT OFF Enable OFF LBH OFF KRG OFF Menit

<5

(29)

L-20 Flowchart 2.2

A

No

Yes Jam >=0 &&

<12

AM PM

No

Yes Menit >=5 &&

<35

LBH ON KRG OFF

LBH OFF KRG ON

(30)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan teknologi dewasa ini menjadi amat pesat. Kemajuan jalur telekomunikasi terutama internet membuat para pengembang dapat dengan cepat melakukan perbaikan terhadap sebuah sistem. Blog-blog maupun website yang berhubungan dengan pengembangan teknologi menjadi sarana bagi pengembang teknologi untuk mengembangkan segala sumberdaya yang ada. Perbaikan di bidang software menjadi amat mudah dilakukan dengan banyaknya pengembang yang saling terhubung. Namun perkembangan ini juga terjadi pada hardware. Hardware mulai dari perangkat display yang berbasis LED maupun LCD, microprocessor, serta perangkat-perangkat komputer juga makin pesat perkembangannya.

Perkembangan teknologi microprocessor menjadi salah satu yang paling pesat perkembangannya. Perangkat berbasis microcontroller yang amat luas pengembangannya, menjadikan perangkat-perangkat ini memiliki nilai yang tinggi tidak hanya secara fungsionalitas, tapi juga perangkat yang memiliki kelebihan seperti daya yang hemat energi dan ramah lingkungan, variasi bentuk dan warna yang memiliki segi estetik dan artistik.

Pengembangan perangkat yang memiliki nilai estetik namun tetap menjaga fungsionalitas dari alat menjadi tantangan bagi setiap pengembang. Kombinasi antara perangkat sehari-hari dengan teknologi

microcontroller akan menambah nilai dari perangkat tersebut.

(31)

2

BAB I PENDAHULUAN Universitas Kristen Maranatha

estetik yang tinggi namun tetap memiliki nilai fungsional. Salah satunya adalah perangkat penunjuk waktu (jam) yang dibuat agar mampu berinteraksi dengan pengguna melalui penunjuk waktu yang memiliki nilai estetik dan fungsional secara bersamaan. Oleh karena itu, maka dibuatlah

LED Word Clock yang merupakan alat penunjuk waktu yang terdiri atas

kata-kata.

1.2 Identifikasi Masalah

1. Bagaimana membuat hardware dan software untuk perangkat LED

word clock dengan menggunakan modul Arduino ?

2. Apakah modul Arduino dapat diimplementasikan untuk membuat perangkat yang inovatif, atraktif dan fungsional ?

1.3 Tujuan

1. Membuat hardware dan software untuk perangkat LED word clock dengan menggunakan modul Arduino.

2. Mengimplementasikan modul Arduino untuk membuat perangkat yang inovatif, atraktif dan fungsional.

1.4 Pembatasan Masalah

Sistem

• Jam dibuat dengan interval waktu per 5 menit.

• Indikator AM/PM ditunjukkan melalui perbuahan warna pada LED

RGB.

(32)

3

Hardware

Hardware yang digunakan terdiri atas dua, yaitu hardware

implementatif dan hardware pendukung.

Hardware implementatif terdiri atas :

 2 buah Modul Arduino ElMarino dengan spesifikasi sebagai berikut:

o _{Prosesor : ATMega328} o _{Memori : 30.720 byte} o _{Interface : Serial Port}

o _{Power : Input Adapter 5V DC.}

 LED Putih dan biru 5 ml.

 Decoder/Demultiplexer 4 to 16 (74HC154)

 Decoder/Demultiplexer 3 to 8 (74LS138)

 Inverter 6 Pin In/Out (74LS04)

 Switch Push Button

 Power Adapter 5V

 RGB LED

 Casing Acrylic dan Kayu

 Kabel penghubung

 Pelat PCB

 RTC (Real Time Clock) DS1307 . Hardware pendukung terdiri atas :

 Laptop(OS Windows 7 32 Bit)

 Serial to USB Converter

 Project Board

 Timah dan Solder

 AVO Meter

 6” Wire Stripper Pliers

 Potensiometer

(33)

4

Software

Software yang digunakan adalah software programming Arduino

Alpha untuk memprogram microprocessor. Sedangkan sebagai software

designer akan digunakan Adobe Photoshop CS 3. Dan untuk membuat

skematik rangkaian dan PCB akan digunakan software Eagle 6.2

1.5 Sistematika Penelitian

Bab I : Pendahuluan

Berisi pembahasan mengenai garis besar yang memuat latar belakang, identifikasi masalah, tujuan, pembatasan masalah dan sistematika pembahasan dalam pembuatan “LED Word Clock

dengan Modul Arduino ”.

Bab II : Landasan Teori

Berisi penjelasan mengenai pengertian Arduino, komunikasi

serial, RTC, decoder, c programming dan menjelaskan dasar

teori-teori lain yang mendukung pembuatan aplikasi dan laporan tugas akhir ini.

Bab III: Perancangan

Merupakan pemaparan metode yang digunakan dalam perancangan hardware LED Word Clock, programming mikrokontroler dengan menggunakan Arduino Alpha.

Bab IV : Pengamatan dan Analisa

(34)

5

berdasarkan beberapa jenis riset. Riset yang dilakukan dibagi menjadi riset secara langsung, dengan melakukan percobaan alat dan riset dalam bentuk questioner.

Bab V : Kesimpulan dan saran

Bab ini berisi kesimpulan setelah merancang software dan

hardware untuk word clock ini. Kesimpulan menjawab tujuan

(35)

65

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Pembuatan hardware dan software Arduino word clock berhasil dibuat.

2. Perancangan yang inovatif telah berhasil dicapai dengan adanya perbedaan arsitektur perangkat keras yang ada di pasaran dan tampilan

word clock dalam bahasa Indonesia.

3. Jam memiliki nilai fungsional yang terbatas, namun cukup untuk

memenuhi standar penunjuk waktu.

4. Berdasarkan riset dan questioner, jam yang dibuat dinilai atraktif, karena tampilan yang unik dan memberi tampilan berbeda pada setiap tampilan jam.

5. Ketepatan, kejelasan dan keakuratan dari jam word clock teruji dengan baik berdasarkan percobaan durasi dan survey lapangan.

5.2 Saran

1. Perancangan Arduino word clock sudah menampakan hasil yang baik, namun penambahan fitur seperti hari, bulan dan tahun, ataupun pengaturan alarm atau pengingat akan menambah fungsi dari jam ini. 2. Dengan adanya pengaturan waktu menambah interaksi user dengan

(36)

66

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Universitas Kristen Maranatha

3. Secara konstruksi hardware, alat yang dibuat belum memiliki konstruksi yang maintainable. Oleh karena itu penentuan konstruksi yang mudah dalam perawatan diperlukan untuk perbaikan pada alat ini.

(37)

66

DAFTAR PUSTAKA

Budiharto, Widodo, Panduan Praktikum Mikrokontoler AVR, Elexmedia Komputindo, 2008.

Budiharto, Widodo, Aneka Proyek Mikrokontroler, Graha Ilmu Komputindo, 2011.

Darmawan, Aan, Modul Pelatihan Arduino Teknik Elektro Universitas Kristen

Maranatha, Teknik Elektro UKM, 2011.

http://en.wikipedia.org/wiki/Decoder. (2012).

http://valfa.blogspot.com/2011/06/rtc-real-time-clock-ds1307-utk- arduino.html .

(2012).

http://widodo.com/teknologi-informasi/display-real-time-clock-rtc-on-lcd/(2012) .

http://wito-chandra.blogspot.com/2009/08/decoder.html.(2012).

http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/82662/ETC/7404.html.

http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/12624/ONSEMI/74138.html.