Abstrak-Dunia pendidikan kini semakin akrab dengan pemanfaatan teknologi yang kreatif, efektif dan efisien untuk membantu kegiatan pembelajaran. Dengan maksud untuk mewujudkan pendidikan berkarakter, menuntut pendidik untuk memiliki inovasi dalam menerapkan media pembelajaran yang akan digunakan. Pemilihan media pembelajaran yang unik dan interaktif akan membuat peserta didik untuk memiliki rasa ingin tahu yang lebih terhadap apa yang dipelajarinya. Salah satu materi ajar yang perlu menggunakan media pembelajaran adalah materi bangun ruang kubus. Di mana terdapat bagian – bagian kubus yang perlu diketahui dan dipahami oleh peserta didik. Namun biasanya materi pembelajaran yang diberikan pada peserta didik hanya berupa ilustrasi dan gambar untuk setiap bagian bangun ruang tersebut. Prinsip kerja Smart LED Cube adalah menampilkan setiap bagian dari kubus dengan menyalakan LED sesuai pola nyala yang telah dibuat dalam program Arduino. Kemudian potensiometer digunakan untuk mengatur pola nyala Smart LED Cube sesuai keinginan dengan memutar tuasnya. Arduino uno berfungsi sebagai mikrokontroler atau pengontrol kinerja nyala Smart LED Cube. Dengan Smart LED Cube pembelajaran mengenai bangun ruang kubus akan lebih interaktif dan menghidupkan suasana pembelajaran. Selain itu, memberikan motivasi dan rasa ingin tahu yang lebih besar kepada peserta didik untuk mempelajari hal - hal yang ada disekitarnya. Sehingga bukan hanya memberikan bentuk materi saja melainkan semakin membuat peserta didik untuk lebih paham dengan adanya penunjang bahan ajar yaitu Smart LED Cube.
Kata Kunci—LED Cube, Android Uno, Potensiometer.
I. PENDAHULUAN
Perkembangan teknologi visual sangat pesat sejak ditemukannya teknologi LED (Light Emmiting Diode) yang sudah diterapkan dalam berbagai media elektronik. Banyak pengusaha yang menggunakan LED sebagai sarana promosi agar para konsumen tertarik dan berminat untuk datang ke tempat usaha mereka. Running Text, LED Bill Board, Layar LED TV, dan lain-lain sekarang banyak menggunakan teknologi LED. Dengan bantuan mikrokontroler dapat menghasilkan tampilan yang sangat indah dan dapat di manfaatkan sebagai sarana informasi, hiburan dan masih banyak lagi.
Penggunaan LED Cube 2x2x2 biasanya digunakan sebagai alat untuk hiburan, ternyata selain itu juga LED Cube bisa digunakan sebagai suatu tampilanuntuk memperkenalkan suatu produk tertentu atau bahan ajar sesuai dengan program yang telah diciptakan. Sebelumnya LED Cube tidak dapat dapat diprogram sesuai keinginan pengguna karena masih menggunakan teknologi analog, timbul gagasan untuk membuat sebuah LED Cube yang dapat dengan mudah
diprogram sesuai keinginan. Cara pembuatan dan penggunaan LED Cube berkembang dengan pesat, tetapi seringkali hanya dapat menampilkan suatu tampilan yang monoton dan tidak banyak pilihan. Dalam hal ini, LED Cube dimunculkan oleh barisan led blue yang tersusun rapi berbentuk kubus dan dikontrol oleh arduino uno yang berfungsi sebagai pengendali tiap led. Dengan bentuk seperti ini, hasil yang akan di tampilkan dapat berbentuk 3D. Tampilan animasi 3D yang akan dihasilkan terinspirasi dari alam, seperti animasi hujan, animasi kembang api, dan masih banyak lagi.
Berdasarkan uraian di atas, maka penulis ingin mendesain program animasi dan teks dengan menggunakan prinsip LED Cube dan dengan bantuan arduino uno sehingga tampilan yang akan dihasilkan sesuai dengan yang pengguna inginkan.
II. METODE PENELITIAN
Metode penulisan yang akan peneliti gunakan dalam penulisan penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Studi Kepustakaan
Studi kepustakaan yaitu mengumpulkan bahan-bahan refrensi yang membahas tentang led cube 2x2x2. 2. Analisis dan Perancangan
Data yang didapat dikumpulkan, dan dibuat perbandingan untuk mengurangi error pada perancangan selanjutnya.
3. Pengujian Alat
Sesuatu yang dibuat tidak akan dikatakan berhasil jika belum teruji kelayakannya.
A. Led Cube
Led cube atau biasa dikenal dengan led kubus merupakan susunan dari beberapa lampu led yang dibentuk kotak menyerupai kubus. Led cube ini banyak macamnya, seperti led cube 2x2x2, 3x3x3, 4x4x4, 8x8x8 dan masih banyak lagi yang lebih rumit cara membuatnya. Led cube ini bisa dikendalikan dengan menggunakan mikrokontroler jenis apa saja, dari jenis ATmega sampai Arduino.
B. Arduino
Arduino merupakan mikrokontroller yang memang dirancang untuk bisa digunakan dengan mudah oleh para seniman dan desainer. Dengan demikian, tanpa mengetahui bahasa pemograman, Arduino bisa digunakan untuk menghasilkan karya yang canggih. Menurut Massimo Banzi, salah satu pendiri atau pembuat Arduino, Arduino merupakan sebuah platform hardware open source yang mempunyai input/output (I/O) yang sederhana.
RANCANG BANGUN LED CUBE 2X2X2 BERBASIS ANDROID UNO
SEBAGAI BAHAN AJAR KREATIVITAS ANAK SEKOLAH
Kristian A. Dame
*1, Victori S.G Polly
1 1Program Studi Teknik Elektro; Fakultas Teknik
1
Universitas Katolik De La Salle Manado; Kombos – Kairagi 1 Manado, Telp: (0431) 871957
1) Arduino Uno
Jenis yang ini adalah yang paling banyak digunakan. Terutama untuk pemula sangat disarankan untuk menggunakan Arduino Uno. Dan banyak sekali referensi yang membahas Arduino Uno. Versi yang terakhir adalah Arduino Uno R3 (Revisi 3),
menggunakan ATMEGA328 sebagai
Mikrokontrollernya. 2) Software Arduino IDE
Integrated Development Environment (IDE) Arduino merupakan aplikasi yang mencakup editor, compiler, dan uploader dapat menggunakan semua seri modul keluarga arduino, seperti Arduino Duemilanove, Uno, Bluetooth, Mega. Kecuali beberapa tipe board produksi arduino yang memakai microkontroller diluar seri AVR, seperti microprocessor ARM.
C. Blok Diagram Sistem
Blok diagram sistem desain penelitian ini seperti pada gambar di bawah ini:
Gambar 1. Blok Diagram Arsitektur Led Cube 2x2x2
1) Fungsi Sistem
Fungsi dari masing-masing blok diagram adalah sebagai berikut :
1. Windows PC
Berfungsi sebagai media untuk menjalankan aplikasi Arduino IDE dan menuliskan program yang akan ditampilkan pada LED Cube 2x2x2. 2. Arduino Uno
Program yang di tulis di sketch akan membuat arduino menjalankan tugas sesuai instruksi. 3. Potensiometer
Potensiometer berfungsi dalam mengatur LED mana yang akan hidup atau mati pada LED cube serta polanya. Data yang diterima dari arduino Uno yaitu 1023 bytes informasi yang akan mengatur tiap LED pada LED Cube.
4. LED Cube 2x2x2
LED cube ini akan menampilkan bentuk atau animasi yang telah dibuat pada proses sebelumnya.
D. Flowchart
Gambar 2. Proses pengiriman data melalui potensiometer
Penjelasan Flowchart:
1. Inisialisasi serial port pada PC, karena menggunakan mikrokontroller arduino.
2. Input nilai pada potensiometer yang bisa di pantau lewat serial monitor.
3. Terdapat percabangan yang menyatakan besar nilai yang akan diterima dari potensiometer.
4. Jika input nilai sesuai dengan pola yang di atur maka tampilan led cube juga akan sesuai .
E. Diagram Skematik
Diagram skematik merupakan sebuah peta untuk merancang, membangun, dan memecahkan permasalahan suatu rangkaian. Skematik led cube dapat dilihat pada gambar 3.
Gambar 3. Skematik led cube Windows PC Arduino IDE Arduino UNO Potensiometer LED Cube 2x2x2
Konstruksi rangkaian dalam diagram skematik tersebut sangat sederhana. Empat Kaki anoda pada led harus di hubungkan. Baik pada layer 1 maupun layer 2. Setelah itu hubungkan resistor 220 ohm pada masing-masing layer yang keluaranya menuju pin analog A0 pada arduino. Sedangkan setiap kaki katoda akan masuk pada pin digital 2,3,4,5.
III. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Pengujian Potensiometer melalui serial monitor
Komunikasi serial antara Komputer dengan arduino berfungsi sebagai media pengiriman data dari komputer ke Arduino. Penggunaan media berupa potensiometer Data yang dikirim ini berupa data dan angka atau dalam bentuk kode ascii. Ada beberapa parameter yang perlu diperhatikan dalam pengujian ini, yaitu kecepatan transfer data (Baud Rate) antara komputer dengan Arduino harus sama. Misalnya menggunakan Baud Rate 9600 kbps, maka di komputer dan di Arduino harus di-setting menggunakan Baud Rate yang sama.
Peralatan yang dibutuhkan untuk melakukan pengujian ini yaitu:
1. Minimum Sistem Arduino Uno 2. Kabel transmit Arduino Uno 3. Software Arduino IDE 4. Potensiometer
Blok diagram pengujian rangkaian potensiometer dengan Arduino Gambar 4:
Gambar 4. Blok Diagram Pengujian Komunikasi Serial menggunakan Potensiometer
Langkah-langkah melakukan pengujian rangkaian potensiometer:
1. Buka aplikasi Arduino IDE
2. Selanjutnya akan muncul tampilan awal sketch secara otomatis.
3. Cek PORT Arduino pada Aplikasi Device Manager. Pada pengujian ini Arduino terdeteksi pada PORT COM4.
4. Ketikkan Listing program untuk membaca data input Serial dari komputer. Dapat dilihat pada gambar 5
Gambar 5. Pembacaan potensiometer
1. Klik Tools Port Pilih COM Arduino sesuai yang muncul pada Device Manager.
2. Klik SketchVerify. Kemudian akan muncul kotak dialog untuk menyimpan file.
3. Kalau sudah tidak ada error, maka klik ikon Upload atau Ctrl + U.
Analisa Hasil Program:
Nilai yang muncul pada serial monitor merupakan batas atas dari data yang diberikan dari potensiometer yaitu 1023 bytes.
Gambar 6. Tampilan Serial Monitor
Pin A2 diinisialisasikan sebagai analogRead yang akan membaca nilai analog dari potensiometer. Selanjutnya data yang dibaca ditampung dalam variabel nilai_sensor yang tipe datanya adalah integer. Serial.println() digunakan untuk menampilkan hasil pembacaan data dari potensiometer ke serial monitor. Penggunaan delay(1) supaya ada jedah waktu untuk pembacaan nilai potensiometer.
B. Pengujian Program
1) Program untuk inisialisasi
Penggalan program dari gambar 6 merupakan proses inisialisasi dari pin-pin yang akan digunakan pada arduino uno, dimana terdapat empat pin digital (2,3,4,5) dan tiga pin analog (A0,A1,A2).
Gambar 7. Listing program untuk inisialisasi
Pin analog A0,A1 dan pin digital 2,3,4,5 adalah pin yang diambil dari led cube 2x2x2, sedangkan pin analog A2 merupakan pin yang diambil dari potensiometer atau sebagai masukan.
Laptop Kabel
Transmit
Arduino Uno
2) Pengujian Program Mode Awal
Mode awal yang dimaksud adalah tampilan awal pada saat led cube 2x2x2 akan dijalankan. Setalah arduino uno mendapat supply tegangan, baik dari laptop atau sumber baterai maka instruksi pertama yang dibuat adalah semua led yang berjumlah 8 buah akan menyala bersamaan. Setelah selang waktu 2 detik atau 2000 ms maka led akan berkedip sebanyak 2 kali dengan selang waktu 300 ms. Penggalan programnya seperti pada gambar 8 berikut ini.
Gambar 8. Listing Program Mode Awal Setelah eksekusi program yang tidak ada error akan menampilkan pesan pada box kedua dengan tulisan Done compiling.
Gambar 9. Done Compiling
3) Pengujian Blink Satu LED pada Layer 1
Pada bagian ini led akan diuji satu-persatu mulai dari layer 1. Sinyal pada pin A0 diberi logika 1 (HIGH) kemudian pin digital 5 diberi logika 0 (LOW) pemberian logika seperti ini akan menghasilkan led di pin digital 5 menyala atau logika 1 (HIGH). Tiga pin digital yang lain diberi logika 1 (HIGH), jika digabungkan dengan sinyal dari A0 yang berlogika 1 (HIGH) akan menghasilkan led mati atau berlogika 0 (LOW).
Gambar 10. Listing Program pengujian satu led pada layer 1
Sinyal pada A0 merupakan pengontrol pada layer 1. Pengaktifan mode blink dengan cara membuat pin A0 berlogika HIGH dan LOW dengan jeda waktu 500 ms untuk HIGH dan 500 ms untuk LOW.
4) Pengujian Blink Satu LED pada Layer 2
Pengujian pada layer 2 ini hampir sama dengan pengujian pada layer 1, yang berbeda hanya pengaktifan pinnya. Pin yang digunakan pada layar 2 adalah pin A1. Sinyal pada pin A1 diberi logika 1 atau HIGH.
Gambar 11. Listing Program pengujian satu led pada layer 2
5) Pengujian Potensiometer pada LED Cube 2x2x2
Potensiometer yang digunakan bertujuan untuk mengirimkan data ke arduino. Data yang dikirim berasal dari pin analog dengan resolusi 10 bit (rentang nilai dari 0-1023). Gambar dibawah merupakan penggalan listing program pengujian potensiometer pada led cube 2x2x2
.
IV. KESIMPULAN DAN SARAN
Dari rancangan alat yang telah dibuat, penulis membuat beberapa kesimpulan dalam pembuatan LED Cube 2x2x2 antara lain :
1. Dalam pembuatan LED Cube ini, hasil yang ditampilkan adalah uji coba blink satu-persatu yang dimulai dari layer 1 dan kemudian layer 2.
2. Dalam pembuatan LED Cube menggunakan bentuk kubus karena selain bentuknya 3 dimensi, ukuran pada panjang, tinggi dan lebar juga sama sehingga bisa menampilkan berbagai animasi bergerak yang bisa dilihat dari berbagai sudut pandang.
3. Pembuatan LED Cube menggunakan potensiometer sebagai pengontrol yang diujikan pada setiap led.
Dalam pembuatan LED Cube ini menggunakan arduino uno sebagai pusat pengendalian dan di program melalui software sketch dengan bahasa pemrograman C.
DAFTAR PUSTAKA
1. ŽÁKOVÁ,K.,2016,JULY,The Use of 3D LED Cube for
Basic Programming Teaching. In International Federation of Automatic Control VOLUME 49, ISSUE 6, 2016, PAGES 203-206
2.
Žáková, K., 2018, March. Online Experimenting with 3D LED Cube. In International Conference on RemoteEngineering and Virtual Instrumentation (pp. 277-282).
