Kontak

Email | elektronikaabcd2015@gmail.com

Search This Blog

MENU

Wednesday, January 31, 2018

Penampil Pesan Menggunakan Matriks Titik Berbasis Aplikasi Android





Emilia Novasari1, Wisnu Giri Kencono2, Samuel BETA.3
Mahasiswa dan Dosen Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro,
Politeknik Negeri Semarang
Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, Indonesia
E-mail : novasariemilia@gmail.com 1, wisnugiri025@gmail.com2, sambetak2@gmail.com3

Intisari – Pada era modern sekarang ini penyampaian informasi secara cepat dan efisien sangat dibutuhkan seiring perkembangan teknologi, sehingga dibutuhkan alat penampil pesan yang memiliki efisiensi waktu yang tinggi. Maka pada proyek ini dibuatlah aplikasi ARM NUC120 menggunakan Dot Matrix 8x8 sebagai penampil Pesan. Mikrokontroler ARM NUC120 tipe ini memiliki cortex M0 12 MHz, 8KB RAM,  64KB memori program (APROM), 4KB memori data (data flash), 45 pin I/O (GPIO), 8 channel ADC 12 bit, 3 serial UART dengan 1 USB & 1 RS485, 3.3V & 5V compatible, programmable via USB Pesan diketik dari Android dan dikirim melalui menggunakan Bloetooth. Alat akan menampilkan pesan apabila dideteksi oleh sensor ultrasonik. Modul Bluetooth yang digunakan adalah HC-05 sebagai module komunikasi nirkabel. Pada Android dibuat aplikasi menggunakan App Invertor sehingga mepermudah pengiriman pesan informasi yang ingin disampaikan.

Kata Kunci : ARM NUC120, Bluetooth, Smartphone Android, Dot Matriks 8x8, Sensor Ultrasonik
 
Abstract — In today's modern era of information delivery quickly and efficiently is needed according to technological developments, so it takes a message viewer tool that has high time efficiency. So on this project made ARM NUC120 application using Dot Matrix 8x8 as Message viewer. The ARM NUC120 microcontroller of this type has a 12 MHz M0 cortex, 8KB RAM, 64KB memory program (APROM), 4KB (flash data) memory data, 45 pin I / O (GPIO), 8 12 bit ADC channels, 3 serial UARTs with 1 USB & 1 RS485, 3.3V & 5V compatible, programmed via USB Message typed from Android and sent via Bloetooth usage. The tool will display messages performed by ultrasonic sensors. The Bluetooth module used is HC-05 as a wireless communication module. On Android created the app using App Invertor so that mepermudah delivery of information messages to be conveyed.
 
 
Keyword : ARM NUC120, Bluetooth, Smartphone Android, Dot Matriks 8x8, ultrasonic sensors


I.                    PENDAHULUAN
A.      Latar Belakang
Informasi merupakan kebutuhan yang sangat penting untuk manusia. Informasi dapat disampaikan secara lisan atau tulisan. Pada zaman modern ini seiring dengan perkembangan teknologi yang pesat, penyampaian pesan informasi diharapkan lebih cepat dan memiliki efisiensi waktu yang tinggi. Sehingga kebutuhan manusia atas informasi yang cepat dapat terpenuhi.

Informasi dapat disampaikan secara lisan maupun tulisan. Papan informasi merupakan salah satu contoh media informasi secara tulisan. Media informasi yang lebih menarik dan memiliki efisiensi waktu yang tinggi lebih dibutuhkan manusia pada zaman sekarang ini. Untuk itu dibuatlah penampil pesan informasi dengan pesan dikirim melalui perangkat Android melalui blueooth yang kemudian data informasi diolah Mikrokontroller ARM NUC120 lalu selanjutnya pesan ditampilkan pada Panel Dot Matrix dan pesan hanya dapat ditampilkan apabila terdeteksi oleh sensor ultrasonik sehingga dapat menghemat daya yang digunakan.

Dengan adanya media informasi Penampil Pesan ini, informasi yang disampaikan lebih menarik. Pesan dapat dikirim secara cepat dan efisien.

B.      Tujuan
Tujuan pembuatan alat ini adalah :
1.      Merealisasikan rancangan hardware dan software penampil informasi Dot Matriks 8x8 dengan input perangkat Android.
2.      Mengetahui cara kerja model penampil informasi Dot Matriks 8x8 dengan input perangkat Android berbasis Mikrokontroler ARM NUC 120.
3.      Mengetahui cara kerja sensor ultrasonik.      


C.      Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang, akan ditentukan beberapa rumusan masalah, yaitu :
1.      Bagaimana merancang penampil informasi Dot Matriks 8x8 menggunakan perangkat Android?
2.      Bagaimana mengkombinasikan input perangkat Android dengan Dot Matriks 8x8 melalui jaringan nirkabel (bluetooth) menggunakan Mikrokontroler ARM NUC 120?
3.      Bagaimana mengatur tampilan huruf pada Dot Matriks 8x8 dengan input perangkat Android menggunakan Mikrokontroler ARM NUC 120?
4.      Bagaimana cara menginisialisasi sensor ultrasonik pada Dot Matrix 8x8?

D.      Pembatasan Masalah
Adapun yang membatasi alat ini adalah :
1.          Dot Matriks bisa menampilkan pesan dengn batasan jumlah karakter yang telah ditentukan.
2.          Jarak maksimal perangkat Android dan Dot Matriks sejauh 10 meter tanpa ada media penghalang.
3.          Jarak maksimal Sensor Ultrasonik mendeteksi suatu benda sejauh 10 meter.


E. Metodologi
Target proyek ini menjalankan program yang dapat diimplementasikan langsung terhadap alat. Langkah -  langkah pembuatan Proyek ARM dapat didefinisikan sebagai berikut :
1.       Studi pustaka alat dan bahan
2.       Perancangan perangkat lunak dan program
3.       Implementasi program
4.       Pengujian perangkat lunak dan perangkat keras
5.       Analisa
6.       Laporan

II.                  TINJAUAN PUSTAKA
Penjelasan dan uraian teori penunjang yang digunakan dalam membuat alat ini diperlukan untuk mempermudah pemahaman tentang cara kerja rangkaian maupun dasar-dasar perencanaan pembuatan alat.
A.                Android
Android adalah sistem operasi yang digunakan di smartphone dan juga tablet PC. Fungsinya sama seperti sistem operasi Symbian di Nokia, iOS di Apple dan BlackBerry OS.
Android pertama kali dikembangkan oleh perusahaan bernama Android Inc., da
n pada tahun 2005 di akuisisi oleh raksasa Internet Google. Android dibuat dengan basis kernel Linux yang telah dimodifikasi, dan untuk setiap release-nya diberi kode nama berdasarkan nama hidangan makanan.
Keunggulan utama Android adalah gratis dan open source, yang membuat smartphone Android dijual lebih murah dibandingkan dengan Blackberry atau iphone meski fitur (hardware) yang ditawarkan Android lebih baik.
Beberapa fitur utama dari Android antara lain WiFi hotspot, Multi-touch, Multitasking, GPS, accelerometers, support java, mendukung banyak jaringan (GSM/EDGE, IDEN, CDMA, EV-DO, UMTS, Bluetooth, Wi-Fi, LTE & WiMAX) serta juga kemampuan dasar handphone pada umumnya.

Gambar 2.1 Android

B.       Bluetooth HC05
HC-05 Adalah sebuah modul Bluetooth SPP (Serial Port Protocol) yang mudah digunakan untuk komunikasi serial wireless (nirkabel) yang mengkonversi port serial ke Bluetooth. HC-05 menggunakan modulasi bluetooth V2.0 + EDR (Enchanced Data Rate) 3 Mbps dengan memanfaatkan gelombang radio berfrekuensi 2,4 GHz.
Modul ini dapat digunakan sebagai slave maupun master. HC-05 memiliki 2 mode konfigurasi, yaitu AT mode dan Communication mode. AT mode berfungsi untuk melakukan pengaturan konfigurasi dari HC-05. Sedangkan Communication mode berfungsi untuk melakukan komunikasi bluetooth dengan piranti lain.
Dalam penggunaannya, HC-05 dapat beroperasi tanpa menggunakan driver khusus. Untuk berkomunikasi antar Bluetooth, minimal harus memenuhi dua kondisi berikut :
1.       Komunikasi harus antara master dan slave.
2.       Password harus benar (saat melakukan pairing).
Jarak sinyal dari HC-05 adalah 10 meter, dengan kondisi tanpa halangan. Adapun spesifikasi dari HC-05 adalah
Hadware
-          Sensitivitas -80dBm (Typical)
-          Daya transmit RF sampai dengan +4dBm.
-          Operasi daya rendah 1,8V – 3,6V I/O.
-          Kontrol PIO.
-          Antarmuka UART dengan baudrate yang dapat diprogram.
-          Dengan antena terintegrasi.

Software :

-   Default baudrate 9600, Data bit : 8, Stop bit = 1, Parity : No Parity, Mendukung   baudrate : 9600, 19200, 38400, 57600, 115200, 230400 dan 460800.
-          Auto koneksi pada saat device dinyalakan (default).
-   Auto reconnect pada menit ke 30 ketika hubungan putus karena range koneksi.


Gambar 2.2 Bluetooth HC-05

C.        Mikrokontroler ARM NUC120
ARM NUC120 Board merupakan modul pengembangan mikrokontroler NUC120RD2BN yang berbasis CPU ARM Cortex-M0 dari Nuvoton. Modul ini dapat bekerja dengan kecepatan CPU sampai dengan 48 MHz. Modul ini juga telah dilengkapi dengan bootloader internal, sehingga tidak diperlukan lagi device program eksternal. Pemrograman melalui bootloader bisa dilakukan dengan menggunakan koneksi USB.

Gambar 2.3 ARM NUC120

Spesifikasi :
·                Berbasis mikrokontroler NUC120RD2BN (64 KB APROM, 8 KB SRAM, 4 KB Data Flash, CPU ARM Cortex-M0).
·                Terintegrasi dengan cystal eksternal 12 MHz.
·                Terintegrasi dengan osilator 32,768 KHz sebagai sumber clock RTC.
·                Memiliki 1x Port USB.
·                Memiliki 1 port RS-485.
·                Memiliki 3 kanal UART dengan level tegangan TTL 3,3VDC / 5VDC.
·                Tersedia port USB yang berfungsi untuk antarmuka serial sekaligus menuliskan program mikrokontroler, sehingga tidak membutuhkan programmer eksternal.
·                Memiliki port Serial Wire Debug untuk proses debuging dan programming.
·                Memiliki 45 jalur GPIO.
·                Terintegrasi dengan sensor suhu internal.
·                Memiliki port input 8 kanal ADC 12-bit.
·                Bekerja pada level tengan 3,3VDC / 5VDC dengan arus maksimum 800mA.
·                Input catu daya untuk board : 6,5VDC - 12VDC / 3,3VDC - 5VDC.

D.        Dot Matriks 8x8 MAX7219
Modul Led Dot Matriks 8x8 adalah modul display yang menggunakan kumpulan-kumpulan LED yang di rangkai menjadi kesauan dengan 8 baris dan 8 kolom. Modul ini dikontrol menggunakan IC max7219 sebagai komponen dricer utamanya. Cara pengoperasian modul ini yaitu dengan cara multiplexing atau multiplexed display. Tegangan operasi mornmal yaitu pada tegangan 5V, sehingga dapat langsung dihubungkan ke mikrokontroller tanpa perlu ada tambahan komponen.
Tipe dari dot matriks ada 2 jenis yaitu common cathoda dan common anoda, ini sama halnya dengan 7 segment.

Gambar 2.4 Rangkaian dan susuna Led Dot Matriks 8x8
Tipe dari dot matriks
Keterangan :
-          BL-M15C882 = merupakan dot matriks tipe Common Anode
-          BL-M15D882 = merupakan dot matriks tipe Common Cathode

Gambar 2.5 Rangkaian MAX7219
E.         Sensor Ultrasonik
Sensor ultrasonik HC-SRF 04 menggunakan sonar untuk menghitung jarak suatu objek seperti yang dilakukan oleh burung Kalelawar atau Lumba-lumba. Sensor ini menawarkan deteksi jarak tanpa sentuhan langsung dengan akurasi yang tinggi dan pembacaan yang stabil. Pembacaan mulai dari 2 cm sampai 400 cm. Sensor ini beroperasi tidak terpengaruh cahaya matahari atau alat pendeteksi jarak lainnya. Sensor ini sudah tersedia modul transmitter dan receiver gelombang.
F.         App Inventor 2
App Inventor merupakan aplikasi web yang memungkinkan pengguna untuk memprogram komputer untuk menciptakan aplikasi perangkat lunak bagi sistem operasi Android. App Inventor menggunakan antarmuka grafis, serupa dengan antarmuka pengguna pada Scratch dan  Star Logo TNG, yang memungkinkan pengguna untuk men-drag-and-drop objek visual untuk menciptakan aplikasi yang bisa dijalankan pada  perangkat Android. Dalam  menciptakan App Inventor, Google telah melakukan riset yang berhubungan dengan komputasi edukasional dan menyelesaikan lingkungan pengembangan online Google. Cara membuat aplikasi android menggunakan App Inventor dengan login ke aplikasi App Inventor http://ai2.appinventor.mit.edu/.






Gambar 2.6 Screen 1 “Desain”




Gambar 2.7 Screen 1 “Blocks”



Gambar 2.8 Screen 2 “Desain”






Gambar 2.9 Screen 2 “Block”

III.                PERANCANGAN ALAT
A.    Alat
1.    Bor PCB
2.    Solder
3.     Tenol
4.    Tang Potong
5.    Gergaji
6.    Kabel USB
7.    Alumunium
8.    Akrilik
9.    Box/papan (tepat meletakkan alat)
10.                    Setrika
11.Larutan FeCl3
B.                Bahan
1.     Board ARM Nuvoton NUC120    
2.     Dot Matriks MAX7219 8x8            
3.     Modul Bluetooth HC05
4.     Sensor Ultrasonik                            
5.     Port input output female 1 x 40 pin              
6.     Port input output male 2 x 40 pin 
7.     Port input output male 1 x 10 pin 
8.     Port input output female 2 x 10 pin              
9.     Rangkaian Regulator                      
10. Rangkaian Connector                     
11. Box                                     
12. Kabel jumper    

C.  .Blok Diagram Hubungan Komponen Utama
Gambar 3.1 Diagram Blok Dot Matriks dengan Input Perangkat Android

Berikut keterangan singkat dari gambar blok diagram di atas :
1.     Android untuk mengatur tampilan huruf.
2.     Bluetooth untuk mengirimkan data ke Mikrokontroler ARM NUC 120.
3.     Catu Daya untuk memberi supply pada Mikrokontroler ARM NUC 120.
4.     Mikrokontroler ARM NUC 120 sebagai modul pemrograman untuk menjalankan alat sesuai perintah.
5.     Dot Matriks MAX7219 8x8 untuk menampilkan informasi berupa huruf, angka dan tulisan.



D.    Diagram Alir
Gambar 3.2 Diagram Alir

Gambar 3.3 Diagram Perkawatan Luar
Gambar 3.4 Diagram Perkawatan Dalam

Gambar 3.5 Diagram Rangkaian





E.   Pembuatan Alat
Dalam pembuatan alat ini dapat dilakukan dengan beberapa tahap, yaitu:
1.       Membuat perencanaan bagan alat
2.       Membuat skema pengawatan
3.       Menyusun rangkaian sesuai skema pengawatan
4.       Membuat aplikasi dengan App Inventor
5.       Membuat program untuk ARM
6.       Pembuatan kerangka alat
7.       Pemasangan rangkaian pada kerangka alat
8.       Kalibrasi alat

IV.      Cara Kerja Alat
Alat ini mempunyai input data yang berasal dari Android dengan aplikasi yang telah dibuat dengan App Inventor. Dengan program App Inventor tersebut maka dapat dilakukan pengaturan tampilan display yaitu dengan mengirimkan data ke ARM Nuvoton NUC120. Data tersebut dikirimkan melalui Bluetooth. Data input dipancarkan dari Android kemudian diterima oleh Bluetooth yang dipasang pada ARM Nuvoton NUC120. Pesan tersebut dapat ditampilkan apabila sensor ultrasonik mendeteksi benda dengan jarak tertentu. Data tersebut kemudian disimpan pada EEPROM setelah pengiriman data dari Android selesai maka ARM Nuvoton NUC120 akan melakukan pembacaan data EEPROM untuk menampilkan tampilan display pada Dot Matriks Display. Catu daya memberikan tegangan pada semua rangkaian sehingga semua rangkaian pada keadaan on sehingga ARM Nuvoton NUC120 dalam keadaan on dan sistem pada ARM Nuvoton NUC120 menampilkan kondisi awal. Dot Matriks 8x8 menampilkan tulisan huruf yang telah diprogram.

V.        PENGUJIAN ALAT
Dalam proyek yanng kami buat, perlu diuji untuk menentukan kesesuaian alat sebagai alat display penampil teks, adapun langkah - langkah cara pengujian yang akan kami lakukan adalah :
1.       Mengupload program ke alat yang dibuat, apakah sudah sesuai dengan  yang diinginkan atau belum.
2.       Menguji alat sesuia cara kerja

VI.      KESIMPULAN
Setelah melakukan perancangan, pembuatan dan uji coba alat, maka didapatkan kesimpulan yaitu sebagai berikut:
1.       Dot Matriks dapat disusun secara cascade (horizontal). Dengan Input Perangkat Android berfungsi untuk menampilkan informasi berupa teks melalui jaringan nirkabel (bluetooth).
2.       App Inventor digunakan untuk pembuat aplikasi yang digunakan sebagi input Display.
3.       Bluetooth digunakan untuk komunikasi serial wireless antara Android dan ARM NU120.
4.       Sensor Ultrasonik digunakan untuk mendeteksi jarak suatu benda.

DAFTAR PUSTAKA
[1] http://www.info-pedia.net/project-arduino-4in1-dot-matrix-max7219/
[2]http://www.vcc2gnd.com/2014/02/HC-06-Bluetooth-BreakOut-4pin-Serial-  Slave.html
[3]http://www.mikron123.com/index.php/vmchk/Board-Mikrokontroler/DT-ARM-NUC120/Detailed-product-flyer.html
[4]http://www.infoteknologi.com/selular/apa-itu-android/


BIODATA
                               
Emilia Novasari. Penulis dilahirkan di Kudus, tanggal 06 Agustus 1997. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD N 2 Pasuruhan Lor, SMP N 1 Jati Kudus, dan SMA N 2 Kudus. Tahun 2015 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2015 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.15.2.05. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa melalui via email: novasariemilia@gmail.com 


Nama penulis Wisnu Giri Kencono. Penulis dilahirkan di Demak, tanggal 09 Juli 1997. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN 2 Manggis Boyolali, SMPN 4 Boyolali, dan SMA N 3 Boyolali. Tahun 2015 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2015 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.15.2.22. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa melalui via email : wisnugiri025@gmail.com 
 Nama pengajar Samuel BETA. Beliau mengajar di program studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Semarang. Email : sambetak2@gmail.com


Lampiran :
1. Presentasi Power Point Klik disini
2. Diagram Alir Klik disini
3. Diagram Blok Klik disini
4. Diagram Perkawatan Luar Klik disini
5. Diagram Perkawatan Dalam Klik disini
6. Program ARM Klik disini
7. Gambar Rangkaian Klik disini
8. Jurnal Klik disini

No comments:

Post a Comment