SISTEM TEKS BERGERAK 7 WARNA BERBASIS MIKROKONTROLER. Oleh. Yohanes Benny Wongsodihardjo NIM : Skripsi

Transkripsi

1 SISTEM TEKS BERGERAK 7 WARNA BERBASIS MIKROKONTROLER Oleh Yohanes Benny Wongsodihardjo NIM : Skripsi Untuk melengkapi syarat-syarat memperoleh Ijazah Sarjana Teknik Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Program Studi Teknik Elektro Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga Juni 2012

2 SISTEM TEKS BERGERAK 7 WARNA BERBASIS MIKROKONTROLER Oleh Yohanes Benny Wongsodihardjo NIM : Skripsi ini telah diterima dan disahkan Sebagai salah satu persyaratan guna mencapai SARJANA TEKNIK Dalam KONSENTRASI TEKNIK ELEKTRONIKA FAKULTAS TEKNIK ELEKTRONIKA DAN KOMPUTER UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA SALATIGA Disahkan oleh Pembimbing I Pembimbing II Darmawan Utomo, M.Eng.. Deddy Susilo, S.T. Tgl. Tgl.....

3 PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS UNIVERSITAS KRIS'TEN SATYA WACANA ji Di «4H'Uc>r<< >2 do MUIM.I SI 1711 lvii»,ih, ltnloiu>i,i [Vl >. 021K J2I2I2. Pax. 02'W 1214 Jj l-'iliail: hbr.in i/.vhn.u!>vv.otlu : liltp: lil<r.nv.uk^w.< MAMMMUbMMMWMMMMiMMIMMIMMMIlMMIINiiftWMMMf PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT DAN PERSETUJUAN AKSES Sebagai sivitas akademik Universitas Kristen Satya Wacana, saya yang bertanda tangan di bawah ini: N a m a. YoWAHfS BENNY WoK^oOlrtA^OJ-D NIM Fakultas Judul tugas akhir ^ - kenoy yahoo c&w\ Tefc-NIIC ELEIcT^ONtKA OW EOMPUTEE. P R O G R A M S T U D I. T^KIK Et-EfcTgc? \f, TEM TE-KX B6R.6E.RA-K 7 WAANIA BERBA-SU MI KR >KON TROLER. Dengan ini menyerahkan karya tersebut di atas untuk disimpan dalam Koleksi Digital Perpustakaan Universitas dengan ketentuan akses tugas akhir elektronik sebagai berikut (beri tanda pada kotak yang sesuai): a.saya mengijinkan karya tersebut diunggah ke dalam aplikasi Koleksi Digital Perpustakaan Universitas, dan/atau portal GARUDA. b.saya tidak mengijinkan karya tersebut diunggah ke dalam aplikasi Koleksi Digital Perpustakaan Universitas, dan/atau portal GARUDA. *! poin b harus dilampiri dengan surat dari Dekan/Kaprodi atau pembimbing TA dengan diketahui oleh pimpinan fakultas yang menjelaskan alasan pilihan. Yang akan ditampilkan qjlalah halaman judul + abstrak. Dengan ini saya juga menyatakan bahwa: 1. Hasil karya yang saya serahkan ini adalah asli dan belum pernah diajukan untuk mendapatkan gelar kesarjanaan baik di Universitas Kristen Satya Wacana maupun di institusi pendidikan lainnya. 2. Hasil karya saya ini bukan saduran/ terjemahan melainkan merupakan gagasan, rumusan, dan hasil pelaksanaan penelitian/ implementasi saya sendiri, tanpa bantuan pihak lain, kecuali arahan pembimbing akademik dan narasumber penelitian. 3. Hasil karya saya ini merupakan hasil revisi terakhir setelah diujikan yang telah diketahui dan disetujui oleh pembimbing. 4. Dalam karya saya ini tidak terdapat karya atau pendapat yang telah ditulis atau dipublikasikan orang lain, kecuali yang digunakan sebagai acuan dalam naskah dengan menyebutkan nama pengarang dan dicantumkan dalam daftar pustaka. 5. Saya menyerahkan hak non-eksklusif kepada Perpustakaan Universitas - Universitas Kristen Satya Wacana untuk menyimpan, mengatur akses serta melakukan pengelolaan terhadap karya saya ini dengan mengacu pada ketentuan akses tugas akhir elektronik di atas dan norma hukum yang berlaku. Pernyataan ini saya buat dengan sesungguhnya. Apabila di kemudian hari terbukti ada penyimpangan dan ketidakbenaran dalam pernyataan ini maka saya bersedia menerima sanksi akademik berupa pencabutan gelar yang telah diperoleh karena karya saya ini, serta sanksi lain yang sesuai dengan ketentuan yang berlaku di Universitas Kristen Satya Wacana. 15" AOUSTUS 40(2. Tanda tangan & nama terang mahasiswa Mengetahui, Tanda tangan & nama terang pembimbing I Tanda tangan & nama terang pembimbing il PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA

4 INTISARI Keuntungan penggunaan LED dalam teknologi penampil elektronika adalah konsumsi dayanya menjadi jauh lebih kecil dibanding dengan generasi terdahulu yang menggunakan tabung maupun cairan kristal. Salah satu aplikasi penggunaan LED adalah terciptanya media teks bergerak yang berfungsi sebagai media informasi dan promosi di toko-toko, rumah makan, stasiun, bank, dan lain-lain. Di Indonesia, dua jenis media penampil teks bergerak yang umum dijumpai adalah single color dan dual color. Namun untuk dapat menampilkan teks yang memiliki variasi warna yang lebih banyak, penggunaan keduanya tidaklah cukup. Solusinya adalah menggunakan sistem warna multicolor, yang ketersediaannya masih sangat langka dijumpai di Indonesia. Usulan yang digunakan dalam skripsi ini adalah perancangan sistem teks bergerak menggunakan sistem warna multicolor, dengan berdasar tiga warna dasar primer yang dikenal dengan RGB. Pada skripsi ini telah direalisasikan sesuai dengan usulan yang telah dituliskan. Sistem teks bergerak yang dibangun dikhususkan untuk mode teks dan tidak mendukung mode grafik. Pilihan warna yang dapat ditampilkan merupakan warna RGB dan kombinasinya dengan intensitas yang sama, warna-warna tersebut yaitu red, green, blue, cyan, magenta, yellow dan white. Sistem dikendalikan dengan mikrokontroler menggunakan teknik scanning vertikal dan tersedia aplikasi desktop untuk memudahkan pengguna dalam melakukan pengaturan data tampilan. Berdasarkan pengujian didapatkan hasil bahwa perangkat keras dan lunak dapat bekerja normal dan berjalan dengan baik. Pengiriman data dilakukan melalui port RS232 dengan kecepatan 9600 bps. Sistem dapat menampilkan tulisan berikut latar belakang dengan warna tertentu yang dapat dipilih dari tujuh macam pilihan warna yang tersedia, serta terdapat lima macam pilihan animasi berbeda. i

5 KATA PENGANTAR Puji dan syukur ke hadirat Tuhan Yesus Kristus untuk berkat kesehatan, kelancaran, serta kasih dan kemurahannya sehingga skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik. Skripsi merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan jenjang S1 di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga. Dalam penyelesaiannya, skripsi ini tidak lepas dari bantuan, dukungan, serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh sebab itu, penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada: 1. Oma-omaku tersayang, yang senantiasa memberikan dukungan semangat dan doa selama ini. 2. Orang tua dan kedua kakakku tercinta, yang telah memberikan dukungan doa, semangat, dan materi selama pengerjaan skripsi. 3. Bapak Handoko, M.Eng selaku Dekan dan Walistudi, untuk bimbingan selama proses studi hingga skripsi ini dibuat. 4. Bapak Dr. Iwan Setyawan selaku Korkon.Teknik Elektronika, untuk arahan dan kebijakan dalam mengurus hal-hal yang berkenaan dengan skripsi. 5. Bapak F. Dalu Setiaji, M.T. selaku Kaprogdi. Teknik Elektronika untuk setiap nasihat dan wawasan baru yang diberikan selama ini. 6. Bapak Darmawan Utomo, M.Eng. selaku pembimbing I yang telah banyak memberikan saran, pertimbangan, dan solusi selama penyelesaian tugas akhir. 7. Bapak Deddy Susilo, S.T. selaku pembimbing II yang telah banyak memberikan informasi dan solusi dalam menghadapi permasalahan dalam tugas akhir. 8. Rut Novyanti, kekasihku yang selalu dapat memahamiku, dan mendukungku dalam doa. 9. Seluruh Staff Dosen Teknik Elektronika yang telah memberikan bekal ilmu pengetahuan yang berharga kepada penulis. ii

6 10. Seluruh Staff TU dan karyawan Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer, Mas Witjak, Mbak Tin, Mbak Rista, dan Mbak Dita untuk bantuan selama penulis berada di Fakultas Teknik. 11. Ibu Tenny Elvira yang telah menyediakan tempat untuk kos bagi penulis. 12. Teman-teman kos Cemara II No.6 yang lama maupun yang baru, atas kebersamaannya selama ini. 13. Teman-teman elektro angkatan 2006, yang telah menemani dalam suka dan duka selama menjalani pendidikan di Fakultas Teknik. Penulis menyadari bahwa skripsi yang telah dikerjakan ini masih belum sempurna karena keterbatasan waktu, dan pengetahuan yang dimiliki. Oleh sebab itu saran dan kritik yang membangun sangat diharapkan guna perbaikan di masa mendatang. Penulis bersyukur karena dapat menyelesaikan skripsi ini hingga tahap akhir. Akhir kata, semoga pengetahuan yang telah dipelajari senantiasa dipergunakan untuk kebaikan sesama dan tetap berpedoman pada Firman Tuhan. Semoga penulisan skripsi ini bermanfaat bagi setiap pembaca. Tuhan memberkati kita. Salatiga, Juni 2012 Penulis iii

7 DAFTAR ISI INTISARI... i KATA PENGANTAR... ii DAFTAR ISI iv DAFTAR GAMBAR... vi DAFTAR TABEL... viii DAFTAR KODE... ix BAB I PENDAHULUAN Tujuan Latar Belakang Masalah Gambaran Sistem Spesifikasi Alat Sistematika Penulisan 5 BAB II DASAR TEORI Konsep Dasar LED dan Warnanya Konsep Dasar Warna RGB dan Kombinasinya. 9 BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI ALAT Perancangan dan Realisasi Perangkat Keras Sistem Perancangan dan Realisasi Modul Mikrokontroler Perancangan dan Realisasi Modul Pengendali Baris Perancangan dan Realisasi Modul Pengendali Kolom Perancangan dan Realisasi Modul Penampil Teks Bergerak Perancangan dan Realisasi Perangkat Lunak Sistem Perancangan dan Realisasi Program Interface Perancangan dan Realisasi Program Mikrokontroler iv

8 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS HASIL PENGUJIAN Pengujian Perangkat Keras Pengujian Pengendali Kolom Pengujian Pengendali Baris Pengujian Penampil Teks Bergerak Pengujian Perangkat Lunak Pengujian Program Interface Pengujian Program Mikrokontroler Pengujian Keseluruhan Sistem. 60 BAB V PENUTUP Kesimpulan Saran Pengembangan DAFTAR PUSTAKA 66 LAMPIRAN A. Cara Penggunaan Alat B. Grafik arus drain dan konfigurasi kaki shift register C. Tabel kebenaran dan karakteristik shift register, dan intensitas cahaya LED D. DatasheetRGB Dot Matrix Display M-20882BRGB v

9 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1. Gambaran umum sistem... 4 Gambar 2.1. Cara kerja di dalam sebuah LED... 7 Gambar 2.2. Representasi campuran warna RGB... 9 Gambar 2.3. Komposisi tiap piksel dot matrix RGB Gambar 2.4. Tujuh warna dasar yang tersedia Gambar 2.5. Contoh tampilan teks satu warna tanpa warna latar belakang Gambar 2.6. Contoh tampilan teks satu warna dengan warna latar belakang Gambar 2.7. Contoh tampilan teks dua warna tanpa warna latar belakang Gambar 3.1. Blok diagram sistem keseluruhan Gambar 3.2. Komunikasi data antara PC dan ATmega Gambar 3.3. Untai mikrokontroler, reset, dan tx-rx serial Gambar 3.4. Rangkaian kendali untuk tiap baris Gambar 3.5. Untai pengendali baris dengan MOSFET tipe-p Gambar 3.6. Koneksi tiap satu kolom LED RGB dan shift register pasangannya Gambar 3.7. Hubungan kaskade HCF4094BE Gambar 3.8. Untai pengendali baris dengan menggunakan shift register Gambar 3.9. Hubungan kaskade dot matrix RGB 64 kolom x 7 baris Gambar Komposisi satu piksel dot matrix RGB Gambar Untai penampil teks bergerak RGB Gambar Diagram alir program interface Gambar Tampilan program interface Gambar Format dari data yang dikirimkan secara serial Gambar Diagram alir program mikrokontroler Gambar Representasi array data teks ke array penampil Gambar Contoh representasi isi array data teks ke array penampil Gambar 4.1. Diagram pewaktuan pengujian manual sampel Gambar 4.2. Pengujian kendali manual shift register ke LED Gambar 4.3. Pengujian kendali manual shift register ke penampil teks bergerak.. 45 Gambar 4.4. Pengujian kendali kolom manual menampilkan huruf B vi

10 Gambar 4.5. Pengujian kendali kolom otomatis menampilkan huruf B Gambar 4.6. Pengujian kendali baris manual pada satu baris penampil Gambar 4.7. Pengujian kendali baris manual pada tujuh baris penampil Gambar 4.8. Pengujian kendali baris manual menampilkan huruf B Gambar 4.9. Pengujian kendali baris otomatis pada tujuh baris penampil Gambar Pengujian tampilan tujuh macam warna.. 50 Gambar Pengujian tiga macam contoh tampilan warna teks Gambar Pengujian tiga macam contoh tampilan warna latar belakang Gambar Pengujian macam-macam karakter mode teks Gambar Pengujian beberapa contoh tampilan teks bergerak Gambar Pengujian tampilan program interface pada saat awal Gambar Pengujian pemilihan data warna Gambar Pengujian pemilihan memori penyimpanan Gambar Pengujian penulisan data teks Gambar Pengujian pemilihan jenis animasi Gambar Pengujian pengiriman data pengaturan Gambar Pengujian keberhasilan pengiriman data pengaturan Gambar Pengujian animasi static Gambar Pengujian animasi blink Gambar Pengujian animasi scroll down Gambar Pengujian animasi show horizontal Gambar Pengujian animasi shift left Gambar Pengujian keseluruhan data pengaturan tampilan Gambar Pengujian tampilan berdasarkan data pengaturan program interface.. 61 Gambar Pad solder untuk hubungan kaskade dot matrix dan shift register Gambar Dimensi perangkat keras sistem yang dibuat vii

11 DAFTAR TABEL Tabel 1.1. Perbandingan teks bergerak yang dibuat dan yang beredar di Indonesia... 2 Tabel 2.1. Bahan semikonduktor penyusun LED dan warna yang dihasilkan... 8 Tabel 2.2. Kombinasi dua warna primer Tabel 2.3. Komplemen warna primer Tabel 3.1. Koneksi baris dan shift register dengan PORT mikrokontroler Tabel 3.2. Koneksi per bagian kontrol shift register dengan PORT mikrokontroler. 21 Tabel 3.3. Daftar isi pilihan memori penyimpanan Tabel 3.4. Daftar isi pilihan animasi dan persyaratan penggunaannya Tabel 3.5. Hubungan pemilihan jumlah variasi warna dan daftar yang tertampil Tabel 3.6. Hubungan nilai data RGB dan warna yang ditampilkan.. 31 Tabel 3.7. Daftar warna berdasarkan urutan indeks Tabel 3.8. Hubungan nilai PORT A dan baris yang aktif Tabel 3.9. Hubungan nama variabel dengan pin kendali pada mikrokontroler Tabel 4.1. Nilai data kolom huruf B sebagai sampel Tabel 4.2. Nilai data kolom sampel huruf B secara lengkap Tabel 4.3. Pengujian arus tiap warna dasar Tabel 4.4. Tabel realisasi spesifikasi sistem viii

12 DAFTAR KODE Kode 3.1. Inisialisasi tampilan awal aktif Kode 3.2. Penerimaan data karakter pada kotak teks Kode 3.3. Pemilihan animasi pada daftar Kode 3.4. Penampilan daftar warna berdasarkan banyak variasi warna yang dipilih 30 Kode 3.5. Hubungan indeks warna dan data warna Kode 3.6. Inisialisasi port serial dan pengiriman data Kode 3.7. Deteksi penekanan tombol kirim Kode 3.8. Penyalinan data EEPROM ke array penampung sementara Kode 3.9. Penyalinan data array penampung sementara ke data penampung khusus 36 Kode Prosedur seleksi data kolom penampil Kode Prosedur pengisian data warna kolom penampil Kode Pengendalian dengan menggunakan teknik scanning baris ix