Erry Yadie, ST. (Staf Teknologi Informasi Politeknik Negeri Samarinda) Abstrak

Transkripsi

1 PENGUBAH TAMPILAN DISPLAY DOT MATRIK MENGGUNAKAN REMOTE KONTROL BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89C5 (Design Of Changer Dot Matrix Display Based on Microcontroller AT89C5 by Using Remote Control) Erry Yadie, ST (Staf Teknologi Informasi Politeknik Negeri Samarinda) Abstrak Remote kontrol yang digunakan sebagai pengubah atau pengedit tampilan yang ada pada display jenis dot matrik diproses menggunakan mikrokontroller AT89C5. Proses yang sangat kompleks dalam sistem ini adalah menterjemahkan sinyal dari remote kontrol tersebut, dalam hal ini dipergunakan program yang dimasukkan kedalam mikrokontroller. Program yang dimasukkan tersebut ditempatkan pada flash memory yang berkapasitas 4 kbyte dan tidak akan hilang walaupun power supplynya mati.setiap karakter yang ditekan pada tombol remote kontrol akan diterjemahkan oleh mikrokontroller sesuai dengan program. Data tampilan dari dot matrik yang dapat diganti dengan menggunakan remote kontrol disimpan dalam EEPROM yang berkapasitas 8 kbyte (64 kbit). Data yang sudah tersimpan dalam memory ini bisa dipanggil lagi apabila supply teganggan mati. Setiap karakter yang dimasukkan memakai sebanyak 48 bit, sehingga kapasitas maksimum adalah karakter. Dalam alat ini tampilan yang dihasilkan adalah tampilan bergeser kekiri sesuai dengan register geser yang digunakan. Kata kunci: Romote Control, Microcontrotoller, Display Dot Matrix, PENDAHULUAN Display dot matrik sangat baik untuk dijadikan papan reklame, dimana dengan menggunakan display dot matrik ini data tampilan yang diinginkan dapatlah berubah-ubah sesuai keinginan pemiliknya. Akan tetapi bagi display yang besar dan ditempatkan diatas tower (konstruksi besi), memiliki masalah besar ketika tampilan yang sudah ada segera diganti dengan tampilan yang lain. Hal ini membutuhkan banyak energi untuk proses pergantiannya. Proses pergantian ini dilakukan dengan harus menaiki tower, kemudian melepaskan rangkaian mikrokontrollernya, atau yang lainnya. Selanjutnya rangkaian mikrokontroller dimasukkan data yang baru kemudian dikembalikan pada tower tersebut. Untuk mengembalikan rankaian tersebut membutuhkan energi yang besar disamping memiliki faktor-faktor kecelakaan yang cukup tinggi. Jika proses pergantian ini dilakukan dengan menggunakan remote kontrol, maka pengeluaran energi tidak akan terjadi. Perubahan tampilan display dot matrik cukup menggunakan remote untuk mengganti teks tampilan display dot matrik dari teks sebelumnya. Berdasarkan permasalahan tersebut dibuat rumusan masalah sebagai berikut : Sistem Kerja Mikrokontroller AT89C5 dapat digunakan untuk mengendalikan sistem yang dirancang. Bagaimana merencanakan dan membuat antar muka pada mikrokontroller AT89C5 yang berhubungan dengan remote kontrol Bagaimana merencanakan dan membuat perangkat lunak mikrokontroller untuk mengolah data dari remote kontrol ke display dot matrik. Ruang Lingkup Perancangan Sistem Elektronika Mikroprosessor/mikrokontroller JURNAL EKSIS Vol.6 No., Agustus 00: Riset / 54

2 Tujuan Elektronika Digital Membuat perancangan sistem remote kontrol untuk pengubah tampilan display dot matrik menggunakan mikrokontroller AT89C5. Manfaat Rangkaian ini sangat bermanfaat untuk mengganti tampilan tulisan pada papan reklame dengan hanya menggunakan remote kontrol. Sehingga selain menguntungkan bagi pengguna alat ini juga dapat memberikan informasi yang lebih bagi masyarakat. KAJIAN PUSTAKA Pada rangkaian ini menggunakan sistem pemrograman mikrokontroller berbasis AT89C5 (ATMEL). Data program dimasukkan ke mikrokontoler dengan menggunakan bahasa assembler sedangkan data untuk tampilan pada display disimpan dalam memory AT8C64 dengan kapasitas 8 kilobyte. Data yang ada di memory nantinya dapat diganti dengan menggunakan kontrol jarak jauh melalui remote kontrol sekaligus akan merubah tampilan pada display dot matrik. Mikrokontroller AT89C5 ATMEL memproduksi bermacam-macam MCS5, semuanya dilengkapi dengan Flash PEROM (Programmable Eraseable Read Only Memory). Produksi standarnya adalah AT89C5/AT89C5, yaitu produk setara 805/805 asli buatan Intel. AT89C5 mempunyai 4 kilobyte Flash PEROM, jumlah memori yang cukup memadai untuk membuat sistem kecil. Fasilitas lain selain mengisi program juga menghapus program yang sudah tersimpan dalam PEROM, membaca isi PEROM, memeriksa apakah PEROM masih kosong. Flash PEROM Programmer ini merupakan alat kunci dalam bermain AT89C5, tanpa adanya alat ini tidak mungkin dibuat alat yang berbasiskan AT89C5. Gambar menunjukan mikrokontroler AT89C5. Gambar. Mikrokontroller AT89C5 Register Geser 8 Bit merupakan register geser kiri 8 bit. Memiki penyemat clear yang jika diberi logika maka register akan bekerja. Tapi saat diberi logika 0 pada penyemat clear maka semua nilai keluarnnya akan selalu berlogika 0. Walaupun diberi masukkan dan clock diaktifkan. Clock pada register ini aktif pada logika tepi naik. Gambar menunjukkan pin IC register geser 8 bit EEPROM AT8C64 Gambar. Register geser 8 bit IC ini berfungsi sebagai EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory) dengan kapasitas 64 kbit (8 kbyte) yang bersifat nonvolatile. Memori ini berfungsi sebagai peyimpan data untuk tampilan display dot matrik yang nantinya dapat diganti dengan menggunakan remote kontrol. Gambar menunjukkan EEPROM AT8C64. Gambar. EEPROM AT8C64 Riset / 55 JURNAL EKSIS Vol.6 No., Agustus 00:

3 Metodologi Metodologi yang ditawarkan adalah membuat sistem penerima remote kontrol agar dapat mengganti tampilan display dot matrik dengan mudah. Metodologi yang dipakai adalah sebagai berikut : Studi Literatur Mencari bahan yang berhubungan dengan judul di perpustakaan, tabloit Komputek dan di internet. Spesifikasi Alat - Tegangan supply 0 volt 50 Hz/0V DC - Jarak Tx/Rx maksimum 5 meter. - Display dot matrik 7x5. - Remote kontrolnya menggunakan remote serba guna. - Software menggunakan bahasa assembly. Blok Diagram Blok diagram dari alat pengubah tampilan display dot matrik diperlihatkan dalam Gambar 4. Remote Kontrol IR Receiver Memory Mikro kontroler Shift Register panas pada disipasi daya berlebihan. Regulator 7805 bekerja efektif pada tegangan input antara 6,4 V sampai 9,6 V dengan tegangan keluaran 5 V. IC regulator ini masih mampu bekerja untuk tegangan diatas 9,6 V, namun akan mengakibatkan disipasi panas yang berlebihan. Gambar 5 menunjukkan regulator tegangan VDC uF 0n LM7805 VIN VOUT GND 0n Gambar 5. Regulator Tegangan dengan IC 7805 Xtal Mikrokontroller AT89C5 memiliki rangkaian osilator internal yang mengacu pada frekuensi berupa kristal dan kapasitor yang dihubungkan ke ground. Penggunaan kristal sebagai referensi frekuensi dapat memberikan ketelitian yang baik. Frekuensi kerja osilator pada microcontroller AT89C5 adalah,5 Mhz. Pewaktuan yang dihasilkan oleh osilator internal dibagi kedalam siklus mesin. Siklus mesin terdiri atas 6 state mulai S sampai S6. Tiap-tiap state terdiri periode osilator. Pada frekuensi osilator Mhz terdapat periode osilator dalam satu siklus mesin sebesar us. Gambar 6 menunjukkan rangkaian osilator kristal. Penguat Display dot Matrik 0pF MHz XTAL Gambar 4. Blok diagram rangkaian 0pF XTAL Membuat Program Assembly Menggunakan software HB000N melalui PC. Ujicoba rangkaian pada Flash PEROM Simulasi rangkaian menggunakan software HB000N dan EWB melalui PC. Desain Gambar dan Proses PCB Menggunakan software protel/pcad dan pemrosesan PCB menggunakan screen sablon. Penyusunan Laporan Untuk masing-masing blok dapat diuraikan sebagai berikut : Regulator Tegangan IC regulator tegangan daya rendah 7805 berfungsi sebagai pelindung pembatas arus/hubung singkat pada 00 ma dan penutup Mikrokontroller Gambar 6. Osilator kristal Konfigurasi mikrokontroller AT89C5 digolongkan menjadi pin number tegangan, pin osilator, pin kontrol, pin I/O, dan pin untuk proses interupsi luar yang terdapat dalam gambar 7. Fungsi-fungsi dari pin-pin mikrokontroller AT89C5: a. Vcc Pin positif sumber tegangan 5 Vdc b. Vss Pin grounding sumber tegangan c. Port 0 Port 0 merupakan port input/output 8 bit full duplex. Port ini dapat digunakan sebagai multipleks bus ke alamat rendah dan bus data JURNAL EKSIS Vol.6 No., Agustus 00: Riset / 56

4 + selama adanya akses ke memori program atau data luar d. Port Port merupakan port input/output 8 bit full duplex. Setiap pin dapat digunakan sebagai masukan atau keluaran tanpa tergantung dari pin yang lain e. Port Port sama seperti pada port 0 atau port. Port ini dapat digunakan sebagai bus alamat tinggi selama ada akses ke memori program atau data luar f. Port Port juga sama seperti port tetapi port ini mempunyai keistimewaan antara lain: P.0 (RxD), Masukan penerima data serial P. (TxD), Keluaran pengirim data serial P. (INT0), Interupsi 0 eksternal P. (INT), Interupsi eksternal P.4 (T0), Masukan eksternal waktu/pencacah 0 P.5 (T), Masukan eksternal waktu/pencacah P.6 (WR), Strobe penulisan memori data eksternal P.7 (RD), Strobe pembacaan memori data eksternal g. RST/VPD Pin ini berfungsi untuk mereset sistem microcontroller AT89C5. Perubahan taraf tegangan dari rendah ke tinggi akan mereset microcontroller h. ALE/PROG Pin ini berfungsi untuk mengunci alamat rendah pada saat akses memori program luar selama operasi normal i. PSEN Pin yang berfungsi menghubungkan memori program eksternal dengan bus selama operasi normal. j. EA/VDD Pin pengontrol pokok pada microcontroller, aktif pada posisi rendah. k. XTAL Pin ini merupakan masukan ke penguat osilator berpenguat tinggi. Pin ini dihubungkan dengan kristal atau sumber osilator dari luar l. XTAL Pin ini merupakan keluaran dari pengaut osilator. Pin ini dihubungkan dengan kristal atau ground jika menggunakan sumber kristal internal Mikrokontroller AT89C5 terdiri dari sebuah Central Procesing Unit (CPU), dua jenis memori yaitu memori data (RAM) dan memori program (ROM), port input/output dengan programable pin secara independen, dan registerregister mode, status, internal timer dan counter, serial comunication serta logika random yang diperlukan oleh berbagai fungsi peripheral. Masingmasing bagian saling berhubungan satu dengan yang lain lewat kabel data bus 8 bit. Bus ini dibuffer melalui port I/O bila diperlukan perluasan memori atau sebagian perangkat I/O. MCU AT89C5 mempunyai arsitektur sebagai berikut : a. 8 bit CPU dengan register A (Accumulator) dan register B (Match Register) b. 6 bit Program Counter (PC) dan Data Pointer (DPTR) register c. 8 bit Program Status Word (PSW) register d. 8 bit Stack Pointer (SP) e. Internal ROM atau EPROM dengan kapasitas 4 Kbyte f. Internal RAM dengan kapasitas 8 bytes yang digunakan 4 buah register bank, yang masing-masing terdiri dari 8 register, 6 byte, yang mana dapat dieksekusi pada masingmasing bit secara independent (Bit Addressable) dan sebagai data memori variabel 8 bit g. input/output pin yang disusun pada 4 port (port0 port ) h. buah bit timer/counter (T0 dan T) i. Control register : TCON, TMOD, SCON, PCON, IP, dan IE j. Full Duplex Serial Data Comunication (SBUF) k. eksternal interupt dan internal interupt l. Oscilator dan clock circuit D0 - D7 TR B56 XTAL XTAL 0uF U P0.0/AD0 P0./AD P0./AD P0./AD P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P.0 P. P. P. P.4 P.5 P.6 P XTAL PSEN 9 XTAL 0 RST ALE/PROG 8k EA/VPP AT89C5 P.0/A8 P./A9 P./A0 P./A P.4/A P.5/A P.6/A4 P.7/A5 P.0/RXD P./TXD P./INTO P./INT P.4/TO P.5/T P.6/WR P.7/RD A8 IR Rx A & B CLOCK WE OE A0 - A7 Gambar 7. Konfigurasi pin mikrokontroller AT89C5 IR Receiver IR receiver dalam gambar 8 merupakan komponen yang berfungsi sebagai penerima sinyal yang dipancarkan oleh remote kontrol yang menggunakan gelombang infra merah. Data yang diterima secara serial dengan carrier sebesar 8 khz atau 40 khz. Data output dari IR receiver ini dihubungkan ke mikrokontroller AT89C5 yang kemudian data tersebut diolah oleh MCU. Riset / 57 JURNAL EKSIS Vol.6 No., Agustus 00:

5 CLR 9 EEPROM IR Receiver P./INT0 Gambar 8. Infra Red Receiver Electrically Erasable Programmable Read Only Memory adalah sebuah variasi EPROM yang dapat dihapus dengan memberikan sinyal listrik pada satu pin atau lebih. Chip jenis ini sesuai untuk yang memerlukan penyimpanan yang stabil selama periode waktu yang lama tanpa daya listrik, tapi dapat diprogram kembali selama masih ada pada papan rangkaian. Data yang disimpan dalam EEPROM tetap utuh jika daya listrik tidak dipasang. EEPROM AT8C64 dalam gambar 9 yang digunakan pada rangkaian memiliki konfigurasi pin sebagai berikut : A0 A : alamat CE : chip enable OE : output enable WE : write enable I/O0 I/O7 : data input/output RDY/ BUSY : ready/ BUSY output NC : no connect DC : don t connect Operasi pada EEPROM adalah :. Read, saat CE dan OE berlogika rendah (low) dan WE berlogika tinggi (high), data disimpan di lokasi memory yang dibedakan dengan pin alamat yang dinyatakan pada output. Output memiliki keadaan impedansi yang tinggi jika CE atau OE berlogika tinggi.. Write, menulis data kedalam AT8C64. Pulsa rendah pada input WE atau CE dengan OE high dan WE atau CE low menginisiasikan penulisan. Lokasi alamat dikunci pada tepi turun dari WE atau CE, data baru dikunci pada tepi naik. Peralatan melakukan pembersihan sendiri secara internal sebelum penulisan. A0 - A7 P./TXD RD WR U A0 A A A A4 A5 A6 A7 A8 A9 A0 A A CE OE WE AT8C64 D0 D D D D4 D5 D6 D7 RDY/B D0 - D7 Gambar 9. Konfigurasi pin EEPROM AT8C64 Shift Register 7464 merupakan register geser kiri 8 bit. Memiliki penyemat clear yang jika diberi logika maka register akan bekerja. Tapi saat diberi logika 0 pada penyemat clear maka semua nilai keluarannya akan selalu berlogika 0, walau diberi masukan dan clock diaktifkan. Clock pada register ini aktif pada saat logika tepi naik. Gambar 0 menunjukkan konfigurasi pin IC register P.5/T P.4/T0 8 QH CLKQG QF B QE QD A QC QB QA x00 DOT MATRIK Gambar 0. Konfigurasi pin IC 7464 Penguat (B56) Transistor B56 dalam gambar berfungsi sebagai pull-up current yaitu untuk meningkatkan dan menstabilkan arus agar tidak terjadi drop tegangan pada dot matrik jika dalam satu saat banyak lampu yang menyala. Transistor ini juga berfungsi sebagai switch dengan kondisi aktif low. B56 Dot Matrik 00 Gambar. Transistor penguat B56 P Display Display yang digunakan adalah jenis dot matrik 7 x 5 dengan mengkonsunsi tegangan,5 JURNAL EKSIS Vol.6 No., Agustus 00: Riset / 58

6 volt untuk masing-masing lednya. Tata letak pin dari dot matrik untuk bagian kolom dan baris dapat dilihat dalam gambar. Bagian kolom dihubungkan dengan shift register 7464 dan baris dihubungkan pada kolektor dari transistor B56. data tampilan kembali kosong baru bisa data diisikan denganmenggunakan remote kontrol. Pada saat yang bersamaan hanya enam karakter yang bisa ditampilkan pada layar. Dengan kapasitas memori yang cukup besar sehingga dimungkinklan untuk mengisikan data yang cukup banyak. Apabila terjadi kesalahan pada hardware atau software maka akan dapat diketahui. Karena menggunakan shift register geser kiri maka setelah dijalankan maka huruf yang dimasukkan akan bergeser kekiri secara terus menerus, bila ada salah satu bagian data dari huruf yang bertabrakan atau kurang sempurna maka proses pergeseran tidak akan terjadi. Dari segi hardware kemungkinan yang terjadi adalah huruf yang dihasilkan tidak sempurna karena ada beberapa led yang tidak menyala. Gambar. Layout dot matrik 7 x 5 PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN Pengujian Rangkaian Sebelum dilakukan pengujian rangkaian secara keseluruhan perlu dilakukan pengujian pada beberapa bloknya. Hal ini sangat pentng untuk mengetahui apakah bagian tersebut dapat bekerja dengan baik sesuai yang diharapkan. Pengujian remote kontrol dan IR receiver dilakukan dengan menghubungkan IR receiver dengan port print pada komputer dan dengan menggunakan program sehingga nantinya akan diperoleh tampilan sinyal bila ditekan tombol pada remote kontrol yang berbeda satu dengan yang lain. Untuk blok display harus dipastikan semua lampu dapat menyala sehingga nantinya akan diperoleh tampilan yang sempurna. Pada blok penguat berhubungan dengan display, apakah penguatan yang diberikan dapat memberikan nyala yang sama dan kecerahan yang sama dari dot matrik, bila salah satu transistor tidak berfungsi maka akan mengakibatkan beberapa led dari dot matrik tidak akan menyala. Untuk pengujian rangkaian secara keseluruhan dilakukan dengan memberikan tegangan kerangkaian. Sebelumnya pada mikrokontroller sudah dimasukkan program untuk menampilkan beberapa kata sebagai pembuka, namun hal ini tidak menjadi keharusan. Setelah Untuk memory apakah berfungsi dengan baik maka dapat dilakukan dengan memutuskan arus untuk beberapa saat, kemudian disambung lagi. Bila data yang telah dimasukan masih ada maka dapat dikatakan memory bekerja dengan baik. Pembahasan Data-data yang dimasukan kedalam memori mempunyai batasan sesuai dengan kapasitas memori yang dipergunakan. Untuk data tersebut dihitung untuk setiap karakter huruf, angka, spasi dan karakter lain. Kapasitas untuk masing masing karakter tersebut sama. Untuk satu karakter adalah : karakter = 6 x 8 bit = 48 bit Masing-masing karakter dibentuk dari 5 x 7 led dengan ditambah satu space dibawah dan dikanan dari karakter tersebut. Sehingga jumlah karakter yang bisa dimasukkan kedalam memori dengan kapasitas 64 kbit adalah : bit : 48 bit =, karakter PENUTUP Kesimpulan Sistem kerja Mikrokontroller AT89C5 untuk mengaplikasikan remote kontrol sebagai media perubah tampilan display pada papan reklame akan memberikan kemudahan dalam pemasukan data dan pengoperasian alat. Tampilan display dengan menggunakan dot matrik akan memberikan tampilan yang lebih sempurna dengan harga yang relatif rendah. Dengan adanya penggunaan memory EEPROM AT8C64 maka kehilangan data Riset / 59 JURNAL EKSIS Vol.6 No., Agustus 00:

7 Saran tampilan display yang diakibatkan padamnya aliran listrik, akan dapat teratasi. Untuk menghindari adanya kesalahan pembacaan dalam penerimaan sinyal dari remote control maka sebaiknya ; gunakan remote searah dengan IR receiver (penerima), jarak operasi remote max 5 meter sesuai dengan kepekaan dari IR receiver serta berikan cover untuk IR receiver dengan kaca hitam untuk menghindari sinar yang berlebihan dari cahaya luar. DAFTAR PUSTAKA Atmel Corporation AT89C5 Flash Microcontroller. USA: http// Atmel Corporation K (8K X 8) Parallel EEPROMs (AT8C64, AT8C64X). USA: http// Malik, Moh. Ibnu & Anistardi Bereksperimen Dengan Mikrokontroller 80. Jakarta: PT. Elex Media Komputindo. Nurwarsito, Heru Diktat Kuliah Elektronika Digital. Malang: Teknik Elektro Fakultas Teknik Unibraw. Wasito S Data Sheet Book. Jakarta: PT. Elex Media Komputindo Penerapan Aneka IC TTL CMOS Linier. Bandung: Binatronika. JURNAL EKSIS Vol.6 No., Agustus 00: Riset / 50