Rancang bangun perangkat keras penampil Al-Quran braille
$URAT KETERAhIGAN
PENYERAHAN HAK EKSKTUSIF
Bahwa yang bertandatangan dibawah ini, penulis dan pihak perusahaan tempat penelitian
bersedia
:
"Bahwa hasil penelitian dap.at dionlinekan sesuai dengan peraturan yang berlaku, untul
kepentingan riset dan pendidikan".
Bandung 07 Februari 2013
Penulis,
Yeddv Hariadv
NrM.10207016
Mengetahui,
Pembimbing l,
NlP. 4127 7005 011
,\
Pembimbing ll,
4L277W50L6
LEMBAR PENGESAHAN
RANCA}TG BAI{GT]N PERANGKAT KERAS
PENAwIPTL
AI-Q[
Disusun untuk memernrhi
R'AIY B.RAILLE
rt*"t
kelulusan pada
Program Studi Sistem Komputer Strdta Satu di Jurusan Teknik Komputer
Oleh
Yeddy Hariady
(10207016)
Bandung, 7 Februari 2013
Menyetujui,
Pembimbing I,
Pembimbing II,
NIP: 4127.70.05.011
Mengetahui,
M.Si
27.70.05.0t0
LEMBAR PERNYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah ini:
Nama
: Yeddy Hariady
NIM
: 10207016
Menyatakan bahwa Tugas Akhir ini adalah hasil karya sendiri dan bukan
merupakan duplikasi sebagian atau seluruhnya dari hasil karya orang lain yang
pernah dipublikasikan atau yang sudah pernah dipakai untuk mendapatkan gelar
di Universitas lain, kecuali pada bagian dimana sumber informasi dicantumkan
dengan cara referensi yang semestinya.
Pernyataan ini dibuat dengan sebenar-benarnya secara sadar dan
bertanggung jawab dan saya bersedia menerima sanksi berupa pembatalan Tugas
Akhir saya apabila terbukti melakukan duplikasi terhadap Tugas Akhir yang
sudah ada.
Bandung, 7 Februari 2013
(Yeddy Hariady)
ii
DATA PRIBADI :
Nama Lengkap
: Yeddy Hariady
Tempat /Tanggal Lahir : Bandung, 25 November 1988
Jenis Kelamin
: Laki - laki
Agama
: Islam
Pendidikan Terakhir
: Sarjana Sistem Komputer
PENDIDIKAN FORMAL
1.
2.
3.
4.
SD Negeri Cibutarua, berijazah 2001
SMP Negeri 2 Jalan Cagak, berijazah 2004
SMA Negeri 1 Banjaran, berijazah 2007
Universitas Komputer Indonesia di Bandung, berijazah 2013
PENGALAMAN ORGANISASI
1. Anggota MPK SMA Negeri 1 Banjaran, Periode 2004-2007
KONTAK
Alamat : Jl. Pahlawan No.20 rt/rw 01/13 Desa Kiangroke kec. Banjaran kab.Bandung
Email : [email protected]
HP : +6285793132624 / (022) 5944286
RANCANG BANGUN PERANGKAT KERAS
PENAMPIL AL-QUR’AN BRAILLE
TUGAS AKHIR
Disusun untuk memenuhi syarat kelulusan pada
Program Studi Strata Satu Sistem Komputer
Oleh
Yeddy Hariady
10207016
Pembimbing
Hidayat, MT
Ir. Syahrul, MT
JURUSAN TEKNIK KOMPUTER
FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER
UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA
BANDUNG
2013
KATA PENGANTAR
Bismillahirahmaannirrohiim,
Assalamu’alaikum Wr. wb.
Segala puji dan syukur Penulis panjatkan kepada Allah SWT., Pencipta dan
Pemelihara alam semesta, shalawat serta salam semoga terlimpah bagi
Muhammad SAW., keluarga dan para pengikutnya yang setia hingga akhir masa.
Atas rahmat dan hidayah-Nya, akhirnya Penulis dapat menyelesaikan tugas
akhir ini, meskipun hasilnya masih jauh dari kata sempurna, mengingat
keterbatasan pengetahuan, keilmuan, pengalaman serta referensi yang Penulis
miliki. Oleh karena itu, Penulis selalu terbuka untuk menerima kritik dan saran
yang dapat menyempurnakan tugas akhir ini.
Penyusunan tugas akhir ini, tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak yang
tak mungkin Penulis sebutkan satu per satu. Sehingga, dengan segala kerendahan
hati pada kesempatan ini Penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1.
Kedua orang tua dan keluarga besar Penulis yang sudah memberikan do’a,
dukungan, kasih sayang dan motivasi, sehingga Penulis dapat menyelesaikan
tugas akhir ini.
2.
Bapak Dr. Wendi Zarman, M.Si. selaku Ketua Jurusan Teknik Komputer
Univesitas Komputer Indonesia.
3.
Bapak Hidayat, M.T. selaku dosen pembimbing I, yang telah banyak
memberikan arahan, saran dan bimbingan kepada Penulis.
4.
Bapak Ir. Syahrul, M.T. selaku dosen pembimbing II, yang telah banyak
memberikan arahan, saran dan bimbingan kepada Penulis.
5.
Ibu Selvia Lorena Br. Ginting, M.Si. selaku dosen wali Penulis yang telah
memberikan banyak bimbingan selama Penulis menuntut ilmu.
6.
Bapak dan Ibu seluruh staf dosen Jurusan Teknik Komputer yang telah
memberikan ilmu, motivasi dan bantuan kepada Penulis.
v
7.
Tohirun, Fajar, Ahmad, Ruli, teman-teman 07-TK-1 dan teman-teman
seperjuangan lainnya, yang telah banyak memberikan bantuan kepada
Penulis.
8.
Teman-teman SMA, yang telah banyak membantu Penulis.
9.
Serta seluruh pihak yang telah mendukung dan membantu dalam penyusunan
tugas akhir ini yang tidak dapat Penulis sebutkan satu persatu.
Akhir kata, Penulis berharap semoga penelitian ini menjadi sumbangsih
yang bermanfaat bagi dunia sains dan teknologi di Indonesia, khususnya disiplin
keilmuan yang Penulis dalami.
Bandung, 7 Februari 2013
Yeddy Hariady
vi
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................. i
LEMBAR PERNYATAAN .................................................................................. ii
ABSTRAK ............................................................................................................ iii
ABSTRACT .......................................................................................................... iv
KATA PENGANTAR............................................................................................v
DAFTAR ISI ....................................................................................................... vii
DAFTAR TABEL ................................................................................................ ix
DAFTAR GAMBAR .............................................................................................x
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xi
BAB I PENDAHULUAN.......................................................................................1
1.1
Latar Belakang................................................................................................1
1.2
Maksud dan Tujuan .......................................................................................2
1.3
Batasan Masalah ............................................................................................2
1.4
Metodologi Penelitian.....................................................................................2
1.5
Sistematika Penulisan ....................................................................................3
BAB II TEORI PENUNJANG..............................................................................5
2.1
Kode Braille....................................................................................................5
2.2
Perangkat Keras .............................................................................................7
2.2.1 Mikrokontroler ATMega16 ...................................................................7
2.2.2 LED (Light Emitting Dioda) ...............................................................10
2.2.3 Keypad .............................................................................................. 11
2.2.4 IC74HC595 ....................................................................................... 12
2.2.5 EMS (Embedded Module Series) SD/MMC/FRAM.......................... 14
2.3
Perangkat Lunak ..........................................................................................16
2.3.1 CodeVisionAVR V2.05.0 dan AVR STUDIO ....................................16
BAB III PERANCANGAN SISTEM ................................................................18
3.1
Perancangan Perangkat Keras.......................................................................18
3.2
Perancangan Perangkat Lunak......................................................................28
vii
BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS ..............................................35
4.1
Tujuan Pengujian Perangkat Lunak Dan Perangkat Keras...........................35
4.1.1 Pengujian Perangkat Lunak ................................................................ 35
4.1.2 Pengujian Perangkat Keras ............................................................... 39
4.2
Tujuan Analisis Perangkat Lunak Dan Perangkat Keras..............................47
4.2.1 Analisis Kesalahan Penekanan Pada Keypad .................................... 47
4.2.2 Analisis Perangkat Keras.................................................................... 49
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ..............................................................50
5.1
Kesimpulan ...................................................................................................50
5.2
Saran .............................................................................................................51
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 52
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Contoh Huruf Arab Braille ............................................................ 5
Tabel 2.2 Keterangan Pin IC74HC595
........................................................ 13
Tabel 2.3 Tabel Kebenaran IC74HC595 ........................................................ 13
Tabel 2.4 Keterangan Pin J2
........................................................................ 15
Tabel 3.1 Karakter ASCII Pada MMC Untuk Kode Braille Al-Qur’an .......... 18
Tabel 3.2 Akses Pin Mikrokontroler ATMega16 dengan Modul Keypad ....... 23
Tabel 3.3 Akses Pin Mikrokontroler ATMega16 dengan Modul MMC ......... 24
Tabel 3.4 Akses Pin Mikrokontroler ATMega16 Dengan Satu IC74HC595 . 25
Tabel 4.1 Pengujian Program Pembacaan Pada MMC .................................... 38
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Untuk Surat Al-Fatihah ......................................... 40
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Untuk Surat Al-'Adiyat ......................................... 41
Tabel 4.4 Hasil Pengujian Untuk Surat Al-Qari'ah ......................................... 43
Tabel 4.5 Hasil Pengujian Untuk Surat Al-Muzzammil ayat 20 ..................... 45
Tabel 4.6 Daftar Hasil Pengujian Kesalahan Penekanan Pada Keypad ........... 48
Tabel 4.7 Hasil Pengujian Untuk Surat Al-Fatihah Ayat 1.............................. 49
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Urutan Kode Sel Braille Huruf Arab ......................................... 5
Gambar 2.2 Mikrokontroler ATMega16 ........................................................ 7
Gambar 2.3 Simbol dan Betuk Fisik LED
................................................... 10
Gambar 2.4 Rangkaian Dasar Menyalakan LED
....................................... 11
Gambar 2.5 (a) Keypad Braille dan (b) Skema rangkaian Keypad Braille ...... 12
Gambar 2.6 IC74HC595 ............................................................................... 13
Gambar 2.7 Skema Rangkaian Modul EMS SD/MMC/FRAM....................... 14
Gambar 2.8 Alokasi pin J2 Pada Modul EMS SD/MMC/FRAM.................... 15
Gambar 3.1 Diagram Blok Rancang Bangun Perangkat Keras Penampil
Al-Qur’an Braille ........................................................................ 20
Gambar 3.2 Diagram Blok Sel Braille ............................................................ 21
Gambar 3.3 Skema Rangkaian Mikrokontroler ATMega16, Keypad, Modul
EMS SD/MMC/FRAM dan IC74HC595 .................................. 22
Gambar 3.4 Skema Rangkaian 5 IC74HC595 Pengaktif 5 Sel Braille ........... 26
Gambar 3.5 Skema Rangkaian 5 Sel Braille ................................................. 27
Gambar 3.6 Diagram Alir Program pada Mikrokontroler Atmega16.............. 29
Gambar 3.7 Diagram Alir Program Untuk Pembacaan Keypad .................... 31
Gambar 3.8 Diagram Alir Program Pembacaan Karakter ASCII Pada MMC 33
Gambar 3.9 Diagram Alir Program Untuk IC74HC595 .................................. 34
Gambar 4.1 Isi Dokumen 1.txt di MMC.......................................................... 35
Gambar 4.2 Tampilan Hasil Pengujian Pembacaan Dokumen 1.txt di MMC. 36
Gambar 4.3 Isi Dokumen 2.txt di MMC.......................................................... 37
Gambar 4.4 Tampilan Hasil Pengujian Pembacaan Dokumen 2.txt di MMC . 37
x
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A (Tabel Hasil Pengujian)...............................................................53
LAMPIRAN B (Petunjuk Penggunaan Perangkat Keras) ....................................65
xi
DAFTAR PUSTAKA
[1]
Atmel Corporation, ATmega16(L) Errata USART, Rev. 2466C-10/06,
California, 2006.
[2]
Sasongko, Bagus Hari. (2012). Pemrograman Mikrokontroler dengan
Bahasa C. Yogyakarta: ANDI.
[3]
Shohib, Muhammad. (2011). Buku Pedoman Membaca Dan Menulis AlQur’an Braille. Jakarta: Lajnah Pentashihan Mushaf Al-Qur’an.
[4]
Winoto, Ardi. (2010). Mikrokontroler AVR ATMega8/32/16/16 dan
Pemrogramannya
dengan
Bahasa
INFORMATIKA Bandung.
52
C
Pada
WinAVR.
Bandung:
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Saat ini, al-Qur’an Braille hanya terdapat dalam bentuk Braille cetak. Satu
buku al-Qur’an Braille cetak hanya memuat satu juz al-Qur’an, sehingga 30 juz
al-Qur’an Braille terdiri dari 30 buku. Kondisi tersebut menyebabkan al-Qur’an
Braille tidak praktis untuk dibawa-bawa. Hal ini mendorong Penulis untuk
merancang sebuah perangkat keras penampil al-Qur’an Braille yang dapat
menampung 30 juz al-Qur’an Braille sekaligus dalam satu perangkat.
Rancangan perangkat keras penampil al-Qur’an Braille ini menggunakan
beberapa komponen elektronika agar bisa berkomunikasi, beberapa komunikasi
tiap komponen tersebut yaitu keypad sebagai masukan atau penandaan surat dan
ayat yang akan ditampilkan, mikrokontroler Atmega16 sebagai pengolah data, IC
shift register (IC74HC595) sebagai pembangkit atau pengaktifan node pada sel
Braille, Multi Media Card (MMC) sebagai penyimpanan data eksternal yang
memuat dokumen surat-surat al-Qur’an dalam format txt dan sel Braille sebagai
penampil kode Braille yang ditampilkan pada node-node LED. Perangkat keras
penampil al-Qur’an Braille ini akan menampilkan per 20 kode Braille, mengacu
pada standar banyak susunan kode Braille pada mekanik Braille Line 20 Cell
dalam satu baris dengan cara baca dari kiri ke kanan, tidak berbeda dengan alQur’an Braille cetak.
Berdasarkan hal-hal yang disebutkan pada paragraf sebelumnya, maka
Penulis mengambil judul penelitian tentang “Rancang Bangun Perangkat Keras
Penampil Al-Qur’an Braille”.
1
2
1.2
Maksud dan Tujuan
Maksud dan tujuan dari Tugas Akhir pada Rancang Bangun Perangkat
Keras Penampil Al-Qur’an Braille adalah sebagai berikut :
Maksud tugas akhir ini adalah untuk merancang sebuah perangkat
keras penampil al-Qur’an Braille yang dapat menampung 30 juz alQur’an Braille sekaligus dalam satu perangkat.
Tujuan perancangan perangkat keras penampil al-Qur’an Braille ini
adalah untuk menampilkan ayat-ayat surat al-Qur’an dalam bentuk
kode Braille pada node-node LED sebagai sel Braille.
1.3
Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dalam pembuatan perancangan perangkat keras
penampil al-Qur’an Braille adalah sebagai berikut:
1.
Kode Braille yang digunakan sebanyak 6 node.
2.
Rancang bangun perangkat keras penampil al-Qur’an Braille ini
ditampilkan per 20 karakter kode Braille al-Qur’an pada LED sebagai
sel Braille.
3.
Dokumen karakter ASCII kode Braille al-Qur’an disimpan di MMC
dengan format txt.
1.4
Metodologi Penelitian
Beberapa metoda yang digunakan oleh Penulis dalam tahapan penelitian
adalah sebagai berikut :
1.
Observasi
Merupakan metode pengumpulan data dengan mengamati secara langsung
terhadap hal-hal yang dipelajari selama pembuatan perancangan alat ini
juga dengan cara mengajukan pertanyaan secara langsung kepada pihakpihak yang mengetahui hal-hal yang dipelajari.
3
2.
Studi Kepustakaan
Merupakan suatu metode pengumpulan data dengan cara membaca dan
mempelajari buku-buku atau materi-materi hasil pencarian melalui media
internet yang berhubungan dengan topik dalam perancangan alat ini.
3.
Proses Perancangan
Perancangan ini dimaksudkan untuk memperoleh desain perangkat keras
dan juga perangkat lunak yang baik. Setelah didapatkan suatu rancangan
kemudian direalisasikan ke alat.
4.
Analisis data
Analisis yang dilakukan dari pengujian sistem yang dibuat dan mengambil
sebuah simpulan dari penelitian ini.
1.5
Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman adapun sistematika
penulisan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari “Rancang Bangun Perangkat
Keras Penampil Al-Qur’an Braille” adalah sebagai berikut :
BAB I :
PENDAHULUAN
Bab ini berisi tentang latar belakang, maksud dan tujuan, batasan
masalah, metodologi penelitian dan sistematika penulisan.
BAB II :
TEORI PENUNJANG
Bab ini membahas tentang teori-teori pendukung yang digunakan
dalam pembuatan rancang bangun perangkat keras penampil alQur’an Braille.
4
BAB III : PERANCANGAN SISTEM
Bab ini berisikan tentang perancangan alat untuk pembuatan
perangkat keras penampil al-Qur’an Braille, meliputi garis besar
sistem yaitu, perancangan perangkat keras dan perancangan perangkat
lunak yang digunakan.
BAB IV : HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS
Bab ini berisi tentang pengujian–pengujian dan analisis pada rancang
bangun perangkat keras penampil al-Qur’an Braille yang dibuat.
BAB V :
KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi tentang simpulan yang diperoleh selama melakukan
penelitian dan saran untuk pengembangan alat.
BAB II
TEORI PENUNJANG
2.1
Kode Braille
Huruf hijaiyyah dalam tulisan Arab Braille memiliki fungsi yang sama
dengan tulisan Arab biasa. Perbedaannya terletak pada bentuk huruf dan cara
membacanya. Huruf hijaiyyah dalam Arab Braille berbentuk titik-titik timbul
yang berjumlah enam titik pada setiap petaknya dan dibaca dari kiri ke kanan[3].
Berikut gambar 2.1 yaitu urutan node Braille untuk kode sel Braille huruf
Arab yang akan ditampilkan.
Gambar 2.1 Urutan Kode Sel Braille Huruf Arab
Urutan ke-6 node tersebut, dapat dibentuk huruf Arab Braille seperti pada
tabel 2.1 berikut.
Tabel 2.1 Contoh Huruf Arab Braille
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Huruf
Hijaiiyah
ا
ب
ت
ث
ج
ح
خ
د
ذ
ر
ز
س
ش
Huruf
Braille
No
a
b
t
T
0
W
x
d
+
r
z
s
S
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
5
Huruf
Hijaiiyah
ص
ض
ط
ظ
ع
غ
ف
ق
ك
ل
م
ن
ه
Huruf
Braille
&
D
X
F
V
H
6
q
k
l
m
n
8
6
Tabel 2.1 lanjutan:
Huruf
Huruf
Hijaiiyah
Braille
27
و
w
28
ﻻ
29
30
No
31
Huruf
Huruf
Hijaiiyah
Braille
45
ّ
^
v
46
ٰ
‘
ؤ
U
47
=
ي
i
48
G
O
49
Tanda mad
5 dan 6 harakat
No
Tanda
[
Akhir Ayat
32
ة
C
50
Tanda Waqaf
v
33
ئ
y
51
Tanda Waqaf
&
34
أ
/
52
Tanda No Ayat
L
35
آ
A
53
1
1
36
ُ
u
54
2
2
37
َ
E
55
3
3
38
ِ
5
56
4
4
39
ٌ
N
57
5
5
40
ً
B
58
6
6
41
ٍ
I
59
7
7
42
أو
O
60
8
8
43
ْ
:
61
9
9
44
ء
’
62
0
0
7
2.2
Perangkat Keras
2.2.1 Mikrokontroler ATMega16
Mikrokontroler adalah sebuah sistem mikroprosesor dimana didalamnya
sudah terdapat CPU, ROM, RAM, I/O, clock, dan peralatan internal lainnya yang
sudah saling terhubung dan terorganisasi (teralamati) dengan baik oleh pabrik
pembuatnya dan dikemas dalam satu chip yang siap pakai[4].
Beriku adalah mikrokontroler ATMega16 yang ditunjukkan pada gambar 2.2 :
Gambar 2.2 Mikrokontroler ATMega16
Mikrokontroler ATMega16 mempunyai spesifikasi diantaranya ukuran
memori flash 16 KB, SRAM sebesar 1 KB dan EEPROM (Electrically Erasable
Programmable Read Only Memory) sebesar 512 byte, dan Portal komunikasi
serial (USART) yang memudahkan untuk komunikasi serial. Memori Atmega
terbagi tiga yaitu:
1.
Memori Flash
Memori flash adalah memori ROM tempat kode-kode program berada. Kata flash
menunjukan jenis ROM yang dapat ditulis dan dihapus secara elektrik. Memori
flash terbagi dua, yaitu bagian aplikasi dan bagian boot. Bagian aplikasi adalah
bagian kode-kode program aplikasi berada.
8
Bagian boot adalah bagian yang digunakan khusus untuk booting awal yang dapat
diprogram untuk menulis bagian aplikasi tanpa melalui programmer/downloader,
misalnya melalui USART.
2.
Memori Data
Momori data adalah memori RAM yang digunakan untuk keperluan program.
Memori data terbagi empat bagian yaitu 32 GPR (General Purphose Register), 64
I/O register, additional I/O register dan Internal RAM.
32 GPR (General Purphose Register) adalah register khusus yang bertugas untuk
membantu eksekusi program oleh ALU (Arithmetich Logic Unit), dalam instruksi
assembler setiap instruksi harus melibatkan GPR. Pada bahasa c biasanya
digunakan untuk variabel global atau nilai balik fungsi dan lain-lain yang dapat
memperingan ALU. Dalam istilah processor komputer sehari-hari GPR dikenal
sebagai “chace memory”.
I/O register dan Additional I/O register adalah register yang difungsikan khusus
untuk mengendalikan berbagai pheripheral dalam mikrokontroler seperti pin port,
timer/counter, usart dan lain-lain. Register ini dalam keluarga mikrokontroler
MCS51 dikenal sebagai SFR (Special Function Register). Berikut beberapa SFR
pada mikrokontroler:
Buffer Port I/O
Untuk mengakses port mikrokontroler dilakukan dengan menulis atau
membaca buffer port tersebut. Dalam penggunaannya, sebuah port I/O harus
ditentukan terlebih dahulu fungsinya apakah sebagai port input atau output.
Interupsi Eksternal
Interupsi eksternal adalah sebuah pheripheral dalam chip yang bertugas
mendeteksi triger dari luar yang akan membangkitkan interupsi yang
bersangkutan. Interupsi eksternal chip disediakan tiga buah pada pin INT0,
INT1 atau INT2 dimana triger yang digunakan dapat didefinisikan sendiri.
Sinyal yang memicu interupsi dapat berupa sinyal saat transisi naik, transisi
turun atau saat level 0.
9
Timer/Counter
Mikrokontroler umumnya mempunyai lebih dari satu timer. Timer
digunakan untuk mendapatkan cacahan waktu sesuai dengan periode yang
ditetapkan. Timer menggunakan sumber pewaktuan (clock) internal dan
dilengkapi prescaler untuk mendapatkan periode pewaktuan yang lebih
besar. Jika sumber pewaktuan berasal dari sinyal eksternal maka fungsinya
berubah menjadi counter untuk menghitung banyaknya sinyal input yang
diterima mikrokontroler.
USART
USART dapat difungsikan sebagai transmisi data singkron dan asinkron.
Sinkron berarti clock yang digunakan antara transmiter dan receiver satu
sumber clock. Sedangkan asinkron berarti transmiter dan receiver
mempunyai sumber clock sendiri-sendiri. USART terbagi dalam tiga blok
yaitu clock generator, transmiter dan receiver.
ADC
Penggunaan ADC dilakukan dengan mengatur beberapa SFR sebagai
berikut.
1)
ADCH, ADCL: untuk menampung data digital hasil konversi.
2)
ADMUX (ADC Multiplexer Selection Register): untuk memilih
masukan ADC yang aktif, tegangan referensi dan pengaruh hasil
konversi.
3)
ADCSRA (ADC Control and Status Register A): untuk mengaktifkan
fungsi ADC, mengatur awal konversi dan beberapa fungsi lainnya.
3.
EEPROM
EEPROM adalah memori untuk menyimpan data yang sifatnya non volatile atau
momori data yang dapat mengendap ketika chip mati (off), digunakan untuk
keperluan penyimpanan data yang tahan terhadap gangguan catu daya.
10
2.2.2 LED (Light Emitting Dioda)
LED (Light Emitting Dioda) adalah komponen dioda yang dapat
memancarkan cahaya apabila diberikan tegangan listrik dengan konfigurasi arus
bias maju. LED dapat memancarkan cahaya karena menggunakan dopping
galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda diatas dapat
menghasilkan cahaya dengan warna yang berbeda. LED merupakan salah satu
jenis dioda, sehingga hanya akan mengalirkan arus listrik satu arah saja. Berbeda
dengan dioda pada umumnya, kemampuan mengalirkan arus pada LED cukup
rendah yaitu maksimal 20 mA. Apabila LED dialiri arus lebih besar dari 20 mA
maka LED akan rusak, sehingga pada rangkaian LED dipasang sebuah resistor
sebagai pembatas arus. Simbol dan bentuk fisik dari LED dapat dilihat pada
gambar 2.3 berikut.
Gambar 2.3 Simbol dan Bentuk Fisik LED
Gambar diatas dapat diketahui bahwa LED memiliki kaki 2 buah seperti
dioda yaitu kaki anoda dan kaki katoda. Pada gambar diatas kaki anoda memiliki
ciri fisik lebih panjang dari kaki katoda. Kaki anoda dan kaki katoda pada LED
disimbolkan seperti pada gambar diatas. Pemasangan LED agar dapat menyala
adalah dengan memberikan tegangan bias maju yaitu dengan memberikan
tegangan positif ke kaki anoda dan tegangan negatif ke kaki katoda. Konsep
pembatas arus pada dioda adalah dengan memasangkan resistor secara seri pada
salah satu kaki LED. Rangkaian dasar untuk menyalakan LED membutuhkan
sumber tegangan dan resistor sebagai pembatas arus seperti pada gambar
rangkaian berikut.
11
Gambar 2.4 Rangkaian Dasar Menyalakan LED
Besarnya arus maksimal pada LED adalah 20 mA, sehingga nilai resistor
harus ditentukan. Dimana besarnya nilai resistor berbanding lurus dengan
besarnya tegangan sumber yang digunakan. Besarnya nilai resistor pembatas arus
LED dapat ditentukan menggunakan persamaan berikut.
Dimana :
R
= resistor pembatas arus (Ohm)
Vs
= tegangan sumber yang digunakan untuk tegangan ke LED (volt)
2 volt= tegangan LED (volt)
0,02A= arus maksimal LED (20 mA)
2.2.3 Keypad Braille.
Keypad merupakan perangkat yang tersusun dari push button yang
membentuk matriks yaitu baris x kolom. Scanning pembacaan pin baris atau
kolom dengan mengendalikan keluaran pin kolom atau baris secara bergantian.
Berikut gambar 2.5 adalah keypad Braille yang akan digunakan.
12
(a)
(b)
Gambar 2.5 (a) Keypad Braille dan (b) Skema rangkaian Keypad Braille
2.2.4 IC74HC595
IC74HC595
merupakan
IC
Shift
register
8-bit
serial
masukan,
Serial/parallel keluaran dengan keluaran latch, dan bersifat 3-state (keadaan).
Mengontrol 8 keluaran pada satu waktu hanya dengan memanfaatkan beberapa
digital pin. Selain itu juga dapat menghubungkan beberapa register yang sama
untuk menambah keluaran. Semua itu bekerja dikarenakan adanya “komunikasi
serial sinkron” yaitu dengan cara mengirim pulsa berupa data byte menjadi bit
dengan cara dicacah. Berikut gambar 2.6 yang merupakan IC shift register
(IC74HC595).
Gambar 2.6. IC74HC595
13
Berikut tabel keterangan pin IC shift register (IC74HC595).
Tabel 2.2 Keterangan pin IC74HC595.
No PIN
Nama PIN
Keterangan
PIN 1-7, 15
QA-QH
Output PIN
PIN 8
GND
Ground
PIN 9
Q’H
PIN 10
SCLR
Reclear, Reset, active low
PIN 11
SCK
Shift register clock PIN
PIN 12
RCK
Storage register clock PIN (latch PIN)
PIN 13
G
PIN 14
SER
Serial data input
PIN 16
VCC
Positive supplay voltage
Serial Out
Output enable, active low
Berikut tabel kebenaran IC shift register (IC74HC595).
Tabel 2.3 Tabel Kebenaran IC74HC595
RCK
SCK
SCLR
G
X
X
X
H
QA thru QH = 3-STATE
X
X
L
L
Shift Register cleared Q’H = 0
H
L
Shift Register clocked QN = Qn-1, Q0 = SER
H
L
Contents of Shift Register transferred to output latches
X
X
Fungsi
14
2.2.5 EMS (Embedded Module Series) SD/MMC/FRAM
EMS SD/MMC/FRAM merupakan suatu modul untuk mempermudah
antarmuka antara SD Card (MMC) dan mikrokontroler dengan tegangan kerja +5
VDC. SD Card (MMC) dapat digunakan sebagai memori yang dapat diganti
dengan mudah sehingga memudahkan dalam ekspansi ke kapasitas memori
yang lebih besar. Tersedia Ferroelectric Nonvolatile RAM (FRAM) yang
dapat digunakan sebagai buffer sementara dalam mengakses SD Card (MMC)
atau sebagai tempat penyimpan data lain. Berikut gambar 2.7 adalah gambar
skema rangkaian modul EMS SD/MMC/FRAM.
Gambar 2.7 Skema Rangkaian Modul EMS SD/MMC/FRAM
Pada
gambar
2.7
merupakan
skema
rangkaian
modul
EMS
SD/MMC/FRAM dimana modul ini bekerja pada tegangan supply +5 VDC. Jenis
kartu yang didukung adalah SD Card (MMC). Antarmuka SD Card (MMC)
dengan mikrokontroler secara SPI dan tersedia 2 KByte Ferroelectric Nonvolatile
RAM FM24C16 sedangkan Antarmuka FRAM dengan mikrokontroler secara
Two Wire Interface.
15
Berikut gambar 2.8 yang merupakan alokasi pin J2 pada modul EMS
SD/MMC/FRAM.
Gambar 2.8 Alokasi pin J2 Pada Modul EMS SD/MMC/FRAM
Gambar 2.8 yaitu alokasi pin J2 pada modul EMS SD/MMC/FRAM
berfungsi untuk akses data modul EMS SD/MMC/FRAM dengan mikrokontroler
ATMega16 agar dapat berkomunikasi. Berikut tabel 2.4 yang merupakan
penjelasan fungsi dan keterangan untuk pin J2.
Tabel 2.4 Keterangan Pin J2.
Pin
Nama
Fungsi
Keterangan
1
GND
Input
Referensi Ground
2
+5V
Input
Terhubung ke sumber tegangan +5 VDC
3
SCL
Input
Serial Clock untuk akses FRAM
4
SDA
Input/Output
5
CD
Output
Card Detect, berlogika 0 jika ada kartu yang
dimasukkan, berlogika 1 jika tidak ada kartu
6
WP
Output
Write Protect, berlogika 0 jika saklar pada SD
Card tidak berada pada posisi dikunci,
berlogika 1 jika SD Card dalam posisi dikunci
7
CSSD
Input
Chip Select, diberi logika 0 untuk mengakses
SD Card, diberi logika 1 jika tidak mengakses
SD Card
8
MOSI
Input
Jalur data masuk ke SD Card
9
MISO
Output
Jalur data keluar dari SD Card
10
SCK
Input
Serial data untuk transaksi data dari/ke FRAM
Jalur clock dari mikrokontroler untuk
mengakses SD Card
16
2.3
Perangkat Lunak
2.3.1 CodeVisionAVR V2.05.0 dan AVR STUDIO
Pengembangan sebuah sistem menggunakan mikrokontroler AVR buatan
ATMEL, menggunakan perangkat lunak AVR STUDIO dan Codevision AVR.
AVRSTUDIO merupakan perangkat lunak khusus untuk bahasa assembly yang
mempunyai fungsi sangat lengkap, yaitu digunakan untuk menulis program,
kompilasi, simulasi, dan download program ke IC mikrokontroler AVR.
Codevision AVR merupakan perangkat lunak C-cross compiler, dimana
program dapat ditulis dalam bahasa C, Codevision memiliki IDE (Integrated
Development Environment) yang lengkap, dimana penulisan program, compile,
link, pembuatan kode mesin (assembler) dan download program ke chip AVR
dapat dilakukan pada codevision, selain itu ada fasilitas terminal, yaitu untuk
melakukan komunikasi serial dengan mikrokontroler yang sudah diprogram.
Proses download program ke IC mikrokontroler AVR dapat menggunakan sistem
download secara ISP (In-System Programming). In-System programmable Flash
on-chip mengijinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem
menggunakan hubungan serial SP.
17
Kompilator fitur baru:
Didesain ulang ANSI C C kompatibel front-end
Pengoptimasi kode ditingkatkan
Operator dapat digunakan dengan variabel yang berlokasi di EEPROM
Baik dan lebih cepat linker
COFF meningkatkan objek file generator
Perbaikan kesalahan / pelaporan peringatan
CodeWizardAVR dengan dukungan perangkat ATxmega
LCD, TWI, 1 perpustakaan bus Wire untuk perangkat ATxmega
ATXmega Eksternal Bus Interface (EBI) mendukung
MMC/SD/SD HC Memory Card FLASH driver dan FAT12, FAT16,
perpustakaan akses FAT32 (dengan dukungan ATxmega) .
IDE fitur baru:
Sepenuhnya dockable jendela yang memungkinkan kustomisasi yang
fleksibel pengguna ruang kerja
Split ulang file jendela editor memungkinkan melihat/mengedit dua file pada
saat yang sama
Meningkatkan sintaks untuk kedua C dan perakitan AVR
Parameter fungsi dan struktur global/anggota serikat otomatis lengkap
Kode didesain ulang proyek Navigator yang menampilkan informasi dalam
cara yang lebih logis
BAB III
PERANCANGAN SISTEM
Perancangan sistem dibuat dari desain sistem secara keseluruhan yaitu,
perancangan perangkat keras dan perancangan perangkat lunak sampai dengan
implementasi sistemnya.
3.1
Perancangan Perangkat Keras
Pada perancangan perangkat keras akan dibahas mengenai perancangan
dalam pembuatan perangkat keras dan komponen-komponen utama pembentuk
sistem yang dibuat.
Berikut tabel karakter ASCII pada dokumen txt di MMC untuk kode huruf Braille
al-Qur’an.
Tabel 3.1 Karakter ASCII Pada MMC Untuk Kode Braille Al-Qur’an.
No
Huruf Hijaiiyah
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
ا
ب
ت
ث
ج
ح
خ
د
ذ
ر
ز
س
ش
ص
ض
ط
ظ
ع
غ
ف
Huruf
Braille
✁
✂
✄
0
☎
✆
✝
+
✞
✟
✠
✡
&
☛
☞
✌
✍
✎
✏
Hasil Konversi
Hexadesimal
Untuk Braille
01
03
1E
39
1A
31
2D
32
2E
3B
35
0E
29
2F
2B
3E
3F
37
23
0B
18
Karakter
Di MMC
1
3
N
i
J
a
]
b
^
k
e
>
Y
_
[
n
o
g
S
;
Hexadesimal
Karakter
Pada MMC
31
33
4E
69
4A
61
5D
62
5E
6B
65
3E
59
5F
5B
6E
6F
67
53
3B
19
Tabel 3.1 lanjutan:
No
Huruf Hijaiiyah
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
ق
ك
ل
م
ن
ه
و
ﻻ
ؤ
ي
Tanda mad
5 dan 6 harakat
ة
ئ
أ
آ
ُ
َ
ِ
ٌ
ً
ٍ
أو
ْ
ء
ّ
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
✭
Tanda Akhir Ayat
Tanda Waqaf
Tanda Waqaf
Tanda No Ayat
Huruf
Braille
✑
✒
✓
✔
✕
✖
✗
✘
✙
✚
✛
✜
✢
/
✣
✤
✥
✦
✧
★
✩
✛
✪
✫
✬
✮
✯
✰
✱
✘
&
✲
Hasil Konversi
Hexadesimal
Untuk Braille
1F
05
07
0D
1D
13
31
27
33
24
O
5
7
=
M
C
a
W
c
T
Hexadesimal
Karakter
Pada MMC
4F
35
37
3D
4D
43
61
57
63
54
2A
Z
5A
21
3D
0C
1C
25
02
11
22
06
14
2A
12
04
20
08
18
3A
36
27
2F
3C
Q
m
<
L
U
2
A
R
6
D
Z
B
4
P
8
H
j
f
W
_
l
51
6D
3C
4C
55
32
41
52
36
44
5A
42
34
50
38
48
6A
66
57
5F
6C
Karakter
Di MMC
Pada tabel 3.1 merupakan hasil konversi hexadesimal yang digunakan untuk
kode Braille al-Qur’an, yaitu pengurangan 30 hexadesimal pada hexadesimal
karakter ASCII dalam dokumen txt di MMC yang akan ditampilkan pada sel
Braille.
20
Berikut gambar 3.1 merupakan diagram blok rancang bangun perangkat keras
penampil al-Qur’an Braille yang dibuat:
Memori eksternal
MMC
Keypad Braille
4x4
Mikrokontroler
ATMega16
Sel Braille
Gambar 3.1 Diagram Blok Rancang Bangun Perangkat Keras Penampil
Al-Qur’an Braille.
Keterangan Gambar 3.1 :
a.
Keypad Braille : digunakan sebagai masukan atau penandaan surat dan
ayat pada al-Qur’an yang akan ditampilkan di sel Braille. Masukan dari
keypad tersebut dikirimkan ke mikrokontroler ATmega16 agar masukan
tersebut dapat diolah untuk penandaan surat dan ayat yang akan
ditampilkan.
b.
Mikrokontroler ATMega16: berfungsi sebagai pengolahan data sehingga
dapat berkomunikasi baik dengan keypad, MMC dan IC74HC595.
c.
MMC : berfungsi sebagai penyimpanan dokumen data karakter ASCII kode
Braille al-Qur’an. Data karakter ASCII tersebut diolah oleh mikrokontroler
sesuai masukan dari keypad kemudian ditampilkan di sel Braille.
d.
Sel Braille : berfungsi sebagai penampil kode Braille al-Qur’an yang terdiri
dari beberapa IC shift register sebagai pembangkit atau pengaktifan node
pada sel Braille. Untuk satu sel Braille terdiri dari 6 node LED.
21
Berikut ini diagram blok lanjutan untuk Sel Braille:
xx
LED
xx
Gambar 3.2 Diagram Blok Sel Braille.
Keterangan Gambar 3.2 :
Satu IC74HC595 terdiri dari delapan pin keluaran dan hanya enam pin
IC74HC595 yang digunakan sebagai keluaran untuk satu sel Braille.
Mikrokontroler ATMega16 mendapatkan data karakter ASCII kode Braille alQur’an yang disimpan di MMC sesuai masukan dari keypad kemudian dikirimkan
data tersebut ke IC74HC595 yaitu sebagai pembangkit atau pengaktifan nodenode pada sel Braille, setelah IC74HC595 menerima data karakter ASCII kode
Braille al-Qur’an, maka ditampilkannya kode Braille al-Qur’an tersebut pada sel
Braille sebanyak per 20 karakter.
22
Berikut gambar yang menunjukkan skema rangkaian akses komunikasi antara
mikrokontroler ATMega16 dengan keypad, modul EMS SD/MMC/FRAM dan
IC74HC595.
Gambar 3.3 Skema Rangkaian Mikrokontroler ATMega16, Keypad, Modul EMS
SD/MMC/FRAM dan IC74HC595.
Pada gambar 3.3 merupakan garis besar skema rangkaian keseluruhan untuk
pembuatan rancang bangun perangkat keras penampil al-Qur’an Braille yang
terdiri dari beberapa akses atau komunikasi tiap komponen, yaitu antara
mikrokontroler ATMega16 dengan keypad, modul EMS SD/MMC/FRAM dan
IC74HC595.
23
Komunikasi mikrokontroler ATMega16 dengan keypad, yaitu pada port A
dimana akses komunikasi pin tersebut ditunjukkan pada tabel 3.2 berikut ini.
Tabel 3.2 Akses Pin Mikrokontroler ATMega16 dengan Modul Keypad.
Mikrokontroler
Modul
ATMega16
Keypad
VCC
Pin 2 (VCC)
Port A.0
Pin 3 (kolom 1)
Port A.1
Pin 4 (kolom 2)
Port A.2
Pin 5 (kolom 3)
Port A.3
Pin 6 (kolom 4)
Port A.4
Pin 7 (baris 1)
Port A.5
Pin 8 (baris 2)
Port A.6
Pin 9 (baris 3)
Port A.7
Pin 10 (baris 4)
Masukan dari keypad bertujuan untuk pemanggilan surat dan ayat yang
berada pada dokumen txt di dalam MMC agar kode Braille yang berada pada
dokumen txt tersebut bisa ditampilkan dalam sel Braille. Adapun format untuk
pembacaan keypad yang berfungsi sebagai masukan tersebut adalah sebagai
berikut:
1. Menekan * pada keypad pertama kali merupakan penandaan atau
sebagai verifikasi masukan untuk surat.
2. Menekan angka pada keypad sebagai masukan untuk nomer surat.
3. Menekan * pada keypad keduakalinya merupakan penandaan atau
sebagai verifikasi masukan untuk ayat.
4. Menekan angka pada keypad sebagai masukan untuk nomer ayat.
5. Menekan # sebagai penandaan untuk menampilkan ayat surat al-Qur’an
pada sel Braille yang sebelumnya sudah dimasukan atau sudah
diverifikasi terlebih dahulu.
24
Misalkan menekan *2*34# pada keypad, maka yang akan ditampilkan pada
sel Braille adalah surat ke-2 dan ayat ke-34. Setelah menekan # yaitu format untuk
keypad pada no urut 5, maka akan menampilkan 20 karakter pertama al-Qur’an
Braille dalam ayat tersebut, jika untuk menampilkan 20 karakter berikutnya
adalah menekan tombol A pada keypad dan jika mengulang 20 karakter
sebelumnya adalah menekan tombol B pada keypad.
Komunikasi mikrokontroler ATMega16 sebagai pengolahan data dengan
modul EMS SD/MMC/FRAM sebagai penyimpanan dokumen txt yang berisi
karakter ASCII kode Braille al-Qur’an, yaitu pada port B dimana akses
komunikasi pin tersebut ditunjukkan pada tabel 3.3 berikut ini.
Tabel 3.3 Akses Pin Mikrokontroler ATMega16 dengan Modul MMC
Mikrokontroler
EMS
ATMega16
SD/MMC/FRAM
GND (PORTB pin 10)
GND (J2 pin 1)
Referensi Ground
VCC (PORTB pin 9)
VCC (J2 pin 2)
Terhubung ke sumber tegangan +5 VDC
Keterangan
Card Detect, berlogika 0 jika ada kartu
PB.2 (PORTB pin 3)
CD (J2 pin 5)
yang dimasukkan, berlogika 1 jika tidak
ada kartu
Write Protect, berlogika 0 jika saklar
PB.3 (PORTB pin 4)
WP (J2 pin 6)
pada SD Card tidak berada pada posisi
dikunci, berlogika 1 jika SD Card dalam
posisi dikunci
Chip Select, diberi logika 0 untuk
PB.4 (PORTB pin 5)
CSSD (J2 pin 7)
mengakses SD Card, diberi logika 1 jika
tidak mengakses SD Card
PB.5 (PORTB pin 6)
MOSI (J2 pin 8)
Jalur data masuk ke SD Card
PB.6 (PORTB pin 7)
MISO (J2 pin 9)
Jalur data keluar dari SD Card
PB.7 (PORTB pin 8)
SCK (J2 pin 10)
Jalur clock dari mikrokontroler untuk
mengakses SD Card
25
Komunikasi mikrokontroler ATMega16 dengan IC74HC595 sebagai
pembangkit atau pengaktifan node-node pada sel Braille, yaitu pada port C
dimana akses komunikasi pin tersebut ditunjukkan pada tabel 3.4 berikut ini.
Tabel 3.4 Akses Pin Mikrokontroler ATMega16 Dengan Satu IC74HC595.
Mikrokontroler
IC74HC595
ATMega16
Port C.1
Pin 11 (SERCLK)
Port C.2
Pin 12 (RCLK)
Port C.3
Pin 14 (DATA)
VCC
Pin 10 (RESET)
GND
Pin 13 (ENABLE)
Pada tabel 3.4 menunjukkan akses pin mikrokontroler ATMega16 dengan
satu IC74HC595 dengan kata lain untuk mengaktifkan satu sel Braille, jika untuk
mengaktifkan beberapa sel braille, maka menambahkan IC74HC595 kemudian
menghubungkan pin 9 (serial out) pada IC74HC595 sebelumnya ke pin 14
(DATA) pada IC74HC595 berikutnya.
Berikut gambar yang menunjukkan skema rangkaian IC74HC595 sebagai
pembangkit atau pengaktif node-node sel Braille sebanyak 5 sel Braille.
26
Gambar 3.4 Skema Rangkaian 5 IC74HC595 Pengaktif 5 Sel Braille.
27
Pada gambar 3.4 merupakan skema rangkaian lima IC74HC595 yang
berfungsi sebagai pengaktif lima sel Braille yang akan ditampilkan pada nodenode LED. Berikut gambar skema rangkaian lima sel Braille yang ditampilkan
pada node-node LED.
Gambar 3.5 Skema Rangkaian 5 Sel Braille.
28
Pada gambar 3.5 merupakan skema tampilan rangkaian lima sel Braille. Pin
QC-QH pada IC74HC595 adalah sebagai keluaran parallel untuk mengaktifkan 1
karakter kode Braille al-Qur’an. Maka, untuk menampilkan dua puluh kode
Braille al-Qur’an pada sel Braille yang ditampilkan pada node-node LED adalah
menghubungkannya dengan rangkaian IC74HC595 sebagai pengaktif kode Braille
al-Qur’an dimana datanya berasal dari dokumen yang terdapat pada MMC sesuai
masukan dari keypad.
3.2
Perancangan Perangkat Lunak
Perancangan perangkat lunak sistem yang dirancang, yaitu pemrograman
pada Mikrokontroler ATMega16. Pemrograman pada mikrokontroler ATmega16
menggunakan bahasa C dan codevisonAVR v2.05.0 sebagai compiler. Program
yang dirancang bertujuan agar dapat berkomunikasi dengan keypad, modul EMS
SD/MMC/FRAM dan juga dapat berkomunikasi dengan IC74HC595 sebagai
pengaktifan sel Braille. Berikut gambar yang menunjukkan diagram alir pada
program mikrokontroler ATMega16.
29
Gambar 3.6 Diagram Alir Program pada Mikrokontroler Atmega16.
Keterangan gambar 3.6:
a. Inisialisasi Program.
b. Cek koneksi MMC. Jika MMC terpasang pada modul EMS MMC, maka
kondisi berlanjut ke masukan keypad, tapi jika MMC tidak terpasang, maka
perangkat keras penampil al-Qur’an Braille ini mengeluarkan peringatan
berupa suara beep sebagai penandaan terjadi kesalahan dan menunggu reset
ulang program untuk mengulang ke kondisi awal.
30
c. Penandaan atau masukan untuk pemanggilan surat dan ayat pada keypad.
d. Masukan dari keypad akan diperiksa terlebih dahulu dan jika sesuai format
pemanggilan surat dan ayat, maka akan berlanjut ke tahap pemeriksaan data
yang ada pada MMC. Jika tidak sesuai format pemanggilan surat dan ayat,
maka akan mengeluarkan peringatan berupa suara beep sebagai penandaan
terjadi kesalahan dan kembali menunggu untuk mengulang pada proses
masukan dari keypad.
e. Pemeriksaan data dokumen txt yang ada pada MMC. Jika data dokumen txt
pada MMC tersedia, maka akan berlanjut pada tahap pengambilan data tersebut
sesuai masukan. Jika data dokumen txt pada MMC tidak tersedia, maka akan
mengeluarkan peringatan berupa suara beep sebagai penandaan terjadi
kesalahan dan kembali menunggu untuk mengulang pada proses masukan dari
keypad.
f. Setelah dokumen txt tersedia pada MMC, maka melakukan proses
pengambilan data karakter ASCII kode Braille al-Qur’an per 20 karakter dari
dokumen txt di MMC sesuai masukan dari keypad.
g. Proses mengaktifkan sel Braille dengan cara kerja menggeser per bit sebanyak
20 byte pada pin data IC74HC595. Terdiri dari dua puluh IC74HC595 sebagai
pengaktifan untuk dua puluh sel Braille yang ditampilkan pada node-node
LED.
h. Proses tampilan pada sel Braille yang menampilkan kode Braille al-Qur’an per
20 karakter. Terdiri dari 6 node LED untuk satu karakter atau untuk satu sel
Braille.
31
Berikut gambar yang menunjukkan diagram alir untuk pembacaan nomer
surat dan ayat pada keypad sebagai format pemanggilan surat dan ayat.
Gambar 3.7 Diagram Alir Program Untuk Pembacaan Keypad.
Keterangan gambar 3.7:
a. Memeriksa kondisi untuk penekanan keypad pertama kali. Jika pertama kali
menekan * pada keypad, maka berlanjut pada tahap masukan penandaan nomer
surat. Jika pertama kali bukan menekan * pada keypad, maka kondisi akan
mengulang atau menunggu sampai kondisi menekan *.
b. Penandaan atau masukan untuk nomer surat pada keypad.
c. Memeriksa masukan jika bukan angka. Jika masukan angka untuk penandaan
nomer surat, maka kondisi berlanjut pada tahap pemeriksaan penekanan *
keduakalinya. Jika bukan masukan angka atau menekan selain angka, misalkan
menekan A, B, D dan # pada keypad, maka akan mengulangi ke kondisi awal,
yaitu pada tahap a.
32
d. Memeriksa penekanan * keduakalinya pada keypad. Jika menekan *
keduakalinya pada keypad, maka akan berlanjut pada tahap penyimpanan
penandaan nomer surat dan masukan angka untuk penandaan ayat. Jika tidak
menekan * keduakalinya, maka masukan angka hanya untuk penandaan surat.
e. Menyimpan masukan penandaan untuk nomer surat.
f. Penandaan atau masukan untuk nomer ayat pada keypad.
g. Memeriksa masukan jika bukan angka. Jika masukan angka untuk penandaan
nomer ayat, maka kondisi berlanjut pada tahap pemeriksaan penekanan #. Jika
bukan masukan angka atau menekan selain angka, misalkan menekan A, B, D
dan # pada keypad, maka akan mengulangi ke kondisi awal, yaitu pada tahap a.
h. Memeriksa penekanan # pada keypad. Jika menekan # setelah memenuhi tahap
a sampai tahap g, maka kondisi berlanjut pada tahap penyimpanan masukan
penandaan untuk nomer ayat.
i. Menyimpan masukan penandaan untuk nomer ayat.
j. Proses pemanggilan surat dan ayat yang telah diverifikasi sebelumnya yang
akan ditampilkan pada sel Braille.
k. Jika menekan A pada keypad, maka akan menampilkan 20 karakter selanjutnya
pada sel Braille. Jika tidak menekan A pada keypad, maka akan berlanjut untuk
memeriksa kondisi berikutnya.
l. Jika menekan B pada keypad, maka akan menampilkan 20 karakter
sebelumnya pada sel Braille. Jika tidak menekan B pada keypad, maka akan
berlanjut untuk memeriksa kondisi berikutnya.
m. Jika menekan C pada keypad, maka kondisi sel Braille tidak aktif. Jika tidak
menekan C pada keypad, maka akan berlanjut untuk memeriksa kondisi
berikutnya.
n. Jika menekan D pada keypad, maka akan menampilkan 20 karakter ayat
selanjutnya pada sel Braille. Jika tidak menekan D pada keypad, maka akan
berlanjut untuk memeriksa kondisi berikutnya.
33
Berikut gambar yang menunjukkan diagram alir untuk pembacaan karakter
ASCII pada dokumen format txt di MMC.
Gambar 3.8 Diagram Alir Program Pembacaan Karakter ASCII Pada MMC
Keterangan gambar 3.8:
a. Inisialisasi program.
b. Pengolahan masukan penandaan nomer surat dan ayat yang telah diverifikasi
sesuai format masukan pembacaan keypad.
c. Pembacaan karakter yang berada pada dokumen txt di MMC, yaitu dengan cara
mengaktifkan library open file terlebih dahulu.
d. Memeriksa dokumen txt yang berada pada MMC. Jika dokumen txt tersedia
sesuai masukan dari pembacaan keypad, maka berlanjut pada tahap pembacaan
karakter. Jika dokumen txt tidak tersedia, maka akan mengulang proses pada
tahap pengolahan masukan dari pembacaan keypad.
e. Jika tahap a sampai d terpenuhi, maka dilakukan pembacaan karakter ASCII
kode Braille al-Qur’an per 20 karakter.
f. Karakter ASCII kode Braille al-Qur’an disimpan pada variabel FBuffer.
34
Berikut gambar yang menunjukkan diagram alir IC74HC595 untuk
menampilkan karakter ASCII kode Braile al-Qur’an pada sel Braille.
Mulai
Inisialisasi Program
a
Mengaktifkan
SCK dan RCK
b
Data dikurangi
30Hexa
c
Menggeser bit data pada pin DATA
IC74HC595 sebanyak 20 byte
d
Menampilkan kode Braille al-Quran
pada sel Braille per 20 karakter
e
selesai
Gambar 3.9 Diagram Alir Program Untuk IC74HC595
Keterangan gambar 3.9:
a. Inisialisasi program.
b. Mengaktifkan pin SCK (Shift register clock PIN) dan pin RCK (Storage
register clock PIN) pada IC74HC595.
c. Data karakter ASCII kode Braille al-Qur’an yang disimpan pada variabel
FBuffer, dikurangi 30 hexadesimal dengan maksud agar sesuai kode Braille alQur’an pada tampilan di sel Braille.
d. Setelah data karakter ASCII kode Braille al-Qur’an pada variabel FBuffer yang
dikurangi 30 hexadesimal, kemudian digeser per bit sebanyak 20 byte pada pin
data IC74HC595.
e. Karakter ASCII kode Braille al-Qur’an tersebut ditampilkan pada node-node
LED sebagai sel Braille per 20 karakter.
BAB IV
HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS
Pada bab ini akan dibahas rangkaian dari sistem rancang bangun perangkat
keras penampil al-Qur’an Braille yang telah dibuat secara keseluruhana.
Pembahasan tersebut, yaitu meliputi pengujian terhadap perangkat keras berikut
dengan perangkat lunak dan analisis perangkat keras dan perangkat lunak yang
telah dibuat.
4.1
Tujuan Pengujian Perangkat Lunak Dan Perangkat Keras
Pengujian perangkat lunak dan perangkat keras bertujuan untuk mengetahui
atau mengukur fungsionalitas, kehandalan dan keberhasilan suatu sistem yang
telah dibuat, hal tersebut dapat diketahui dengan melakukan pengujian terhadap
alat tersebut, adapun pengujian yang dilakukan untuk menguji alat rancang
bangun perangkat keras penampil al-Qur’an Braille adalah sebagai berikut:
4.1.1 Pengujian Perangkat Lunak
Pengujian perangkat lunak yang dilakukan adalah pengujian program
terhadap pembacaan karakter ASCII yang disimpan dalam format txt pada MMC
kemudian ditampilkan pada hyperterminal menggunakan komunikasi serial.
Berikut gambar yang menunjukkan isi dokumen dari 1.txt:
Gambar 4.1 Isi Dokumen 1.txt di MMC
35
36
Gambar 4.1 adalah isi dokumen dalam MMC dengan nama dokumen 1.txt.
Isi perbaris dari 1.txt tersebut dibagi 5 bagian, dalam satu bagian terdiri dari 20
karakter yang dimaksudkan untuk menampilkan 20 karakter pada sel Braille
sedangkan maksud dari pembagian baris tersebut adalah untuk implementasi
pembagian ayat pada al-Qur’an Braille. Jika menekan *1*2# pada keypad, maka
diasumsikan akan menampilkan surat ke-1 atau dokumen ke-1 dan ayat ke-2 atau
baris ke-2 dalam 20 karakter pertama di sel Braille, untuk menampilkan 20
karakter berikutnya yaitu menekan tombol A pada keypad sedangkan untuk
menampilkan 20 karakter sebelumnya yaitu menekan tombol B pada keypad.
Berikut gambar hasil pengujian yang dilakukan untuk menampilkan surat
ke-1 atau dokumen ke-1 dan ayat ke-2 atau baris ke-2 di hyperterminal :
Gambar 4.2. Tampilan Hasil Pengujian Pembacaan Dokumen 1.txt di MMC
Gambar 4.2 merupakan tampilan hasil pengujian pembacaan dokumen 1.txt
yang berada di MMC. Pengujian tersebut menekan tombol *1*2#, kemudian akan
menampilkan 20 karakter pertama dalam satu baris atau ayat. Untuk menampilkan
20 karakter selanjutnya menekan tombol A pada keypad sedangkan untuk
menampilkan 20 karakter sebelumnya menekan tombol B pada keypad.
37
Berikut gambar yang menunjukkan isi dokumen dari 2.txt :
Gambar
PENYERAHAN HAK EKSKTUSIF
Bahwa yang bertandatangan dibawah ini, penulis dan pihak perusahaan tempat penelitian
bersedia
:
"Bahwa hasil penelitian dap.at dionlinekan sesuai dengan peraturan yang berlaku, untul
kepentingan riset dan pendidikan".
Bandung 07 Februari 2013
Penulis,
Yeddv Hariadv
NrM.10207016
Mengetahui,
Pembimbing l,
NlP. 4127 7005 011
,\
Pembimbing ll,
4L277W50L6
LEMBAR PENGESAHAN
RANCA}TG BAI{GT]N PERANGKAT KERAS
PENAwIPTL
AI-Q[
Disusun untuk memernrhi
R'AIY B.RAILLE
rt*"t
kelulusan pada
Program Studi Sistem Komputer Strdta Satu di Jurusan Teknik Komputer
Oleh
Yeddy Hariady
(10207016)
Bandung, 7 Februari 2013
Menyetujui,
Pembimbing I,
Pembimbing II,
NIP: 4127.70.05.011
Mengetahui,
M.Si
27.70.05.0t0
LEMBAR PERNYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah ini:
Nama
: Yeddy Hariady
NIM
: 10207016
Menyatakan bahwa Tugas Akhir ini adalah hasil karya sendiri dan bukan
merupakan duplikasi sebagian atau seluruhnya dari hasil karya orang lain yang
pernah dipublikasikan atau yang sudah pernah dipakai untuk mendapatkan gelar
di Universitas lain, kecuali pada bagian dimana sumber informasi dicantumkan
dengan cara referensi yang semestinya.
Pernyataan ini dibuat dengan sebenar-benarnya secara sadar dan
bertanggung jawab dan saya bersedia menerima sanksi berupa pembatalan Tugas
Akhir saya apabila terbukti melakukan duplikasi terhadap Tugas Akhir yang
sudah ada.
Bandung, 7 Februari 2013
(Yeddy Hariady)
ii
DATA PRIBADI :
Nama Lengkap
: Yeddy Hariady
Tempat /Tanggal Lahir : Bandung, 25 November 1988
Jenis Kelamin
: Laki - laki
Agama
: Islam
Pendidikan Terakhir
: Sarjana Sistem Komputer
PENDIDIKAN FORMAL
1.
2.
3.
4.
SD Negeri Cibutarua, berijazah 2001
SMP Negeri 2 Jalan Cagak, berijazah 2004
SMA Negeri 1 Banjaran, berijazah 2007
Universitas Komputer Indonesia di Bandung, berijazah 2013
PENGALAMAN ORGANISASI
1. Anggota MPK SMA Negeri 1 Banjaran, Periode 2004-2007
KONTAK
Alamat : Jl. Pahlawan No.20 rt/rw 01/13 Desa Kiangroke kec. Banjaran kab.Bandung
Email : [email protected]
HP : +6285793132624 / (022) 5944286
RANCANG BANGUN PERANGKAT KERAS
PENAMPIL AL-QUR’AN BRAILLE
TUGAS AKHIR
Disusun untuk memenuhi syarat kelulusan pada
Program Studi Strata Satu Sistem Komputer
Oleh
Yeddy Hariady
10207016
Pembimbing
Hidayat, MT
Ir. Syahrul, MT
JURUSAN TEKNIK KOMPUTER
FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER
UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA
BANDUNG
2013
KATA PENGANTAR
Bismillahirahmaannirrohiim,
Assalamu’alaikum Wr. wb.
Segala puji dan syukur Penulis panjatkan kepada Allah SWT., Pencipta dan
Pemelihara alam semesta, shalawat serta salam semoga terlimpah bagi
Muhammad SAW., keluarga dan para pengikutnya yang setia hingga akhir masa.
Atas rahmat dan hidayah-Nya, akhirnya Penulis dapat menyelesaikan tugas
akhir ini, meskipun hasilnya masih jauh dari kata sempurna, mengingat
keterbatasan pengetahuan, keilmuan, pengalaman serta referensi yang Penulis
miliki. Oleh karena itu, Penulis selalu terbuka untuk menerima kritik dan saran
yang dapat menyempurnakan tugas akhir ini.
Penyusunan tugas akhir ini, tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak yang
tak mungkin Penulis sebutkan satu per satu. Sehingga, dengan segala kerendahan
hati pada kesempatan ini Penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1.
Kedua orang tua dan keluarga besar Penulis yang sudah memberikan do’a,
dukungan, kasih sayang dan motivasi, sehingga Penulis dapat menyelesaikan
tugas akhir ini.
2.
Bapak Dr. Wendi Zarman, M.Si. selaku Ketua Jurusan Teknik Komputer
Univesitas Komputer Indonesia.
3.
Bapak Hidayat, M.T. selaku dosen pembimbing I, yang telah banyak
memberikan arahan, saran dan bimbingan kepada Penulis.
4.
Bapak Ir. Syahrul, M.T. selaku dosen pembimbing II, yang telah banyak
memberikan arahan, saran dan bimbingan kepada Penulis.
5.
Ibu Selvia Lorena Br. Ginting, M.Si. selaku dosen wali Penulis yang telah
memberikan banyak bimbingan selama Penulis menuntut ilmu.
6.
Bapak dan Ibu seluruh staf dosen Jurusan Teknik Komputer yang telah
memberikan ilmu, motivasi dan bantuan kepada Penulis.
v
7.
Tohirun, Fajar, Ahmad, Ruli, teman-teman 07-TK-1 dan teman-teman
seperjuangan lainnya, yang telah banyak memberikan bantuan kepada
Penulis.
8.
Teman-teman SMA, yang telah banyak membantu Penulis.
9.
Serta seluruh pihak yang telah mendukung dan membantu dalam penyusunan
tugas akhir ini yang tidak dapat Penulis sebutkan satu persatu.
Akhir kata, Penulis berharap semoga penelitian ini menjadi sumbangsih
yang bermanfaat bagi dunia sains dan teknologi di Indonesia, khususnya disiplin
keilmuan yang Penulis dalami.
Bandung, 7 Februari 2013
Yeddy Hariady
vi
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................. i
LEMBAR PERNYATAAN .................................................................................. ii
ABSTRAK ............................................................................................................ iii
ABSTRACT .......................................................................................................... iv
KATA PENGANTAR............................................................................................v
DAFTAR ISI ....................................................................................................... vii
DAFTAR TABEL ................................................................................................ ix
DAFTAR GAMBAR .............................................................................................x
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xi
BAB I PENDAHULUAN.......................................................................................1
1.1
Latar Belakang................................................................................................1
1.2
Maksud dan Tujuan .......................................................................................2
1.3
Batasan Masalah ............................................................................................2
1.4
Metodologi Penelitian.....................................................................................2
1.5
Sistematika Penulisan ....................................................................................3
BAB II TEORI PENUNJANG..............................................................................5
2.1
Kode Braille....................................................................................................5
2.2
Perangkat Keras .............................................................................................7
2.2.1 Mikrokontroler ATMega16 ...................................................................7
2.2.2 LED (Light Emitting Dioda) ...............................................................10
2.2.3 Keypad .............................................................................................. 11
2.2.4 IC74HC595 ....................................................................................... 12
2.2.5 EMS (Embedded Module Series) SD/MMC/FRAM.......................... 14
2.3
Perangkat Lunak ..........................................................................................16
2.3.1 CodeVisionAVR V2.05.0 dan AVR STUDIO ....................................16
BAB III PERANCANGAN SISTEM ................................................................18
3.1
Perancangan Perangkat Keras.......................................................................18
3.2
Perancangan Perangkat Lunak......................................................................28
vii
BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS ..............................................35
4.1
Tujuan Pengujian Perangkat Lunak Dan Perangkat Keras...........................35
4.1.1 Pengujian Perangkat Lunak ................................................................ 35
4.1.2 Pengujian Perangkat Keras ............................................................... 39
4.2
Tujuan Analisis Perangkat Lunak Dan Perangkat Keras..............................47
4.2.1 Analisis Kesalahan Penekanan Pada Keypad .................................... 47
4.2.2 Analisis Perangkat Keras.................................................................... 49
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ..............................................................50
5.1
Kesimpulan ...................................................................................................50
5.2
Saran .............................................................................................................51
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 52
viii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Contoh Huruf Arab Braille ............................................................ 5
Tabel 2.2 Keterangan Pin IC74HC595
........................................................ 13
Tabel 2.3 Tabel Kebenaran IC74HC595 ........................................................ 13
Tabel 2.4 Keterangan Pin J2
........................................................................ 15
Tabel 3.1 Karakter ASCII Pada MMC Untuk Kode Braille Al-Qur’an .......... 18
Tabel 3.2 Akses Pin Mikrokontroler ATMega16 dengan Modul Keypad ....... 23
Tabel 3.3 Akses Pin Mikrokontroler ATMega16 dengan Modul MMC ......... 24
Tabel 3.4 Akses Pin Mikrokontroler ATMega16 Dengan Satu IC74HC595 . 25
Tabel 4.1 Pengujian Program Pembacaan Pada MMC .................................... 38
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Untuk Surat Al-Fatihah ......................................... 40
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Untuk Surat Al-'Adiyat ......................................... 41
Tabel 4.4 Hasil Pengujian Untuk Surat Al-Qari'ah ......................................... 43
Tabel 4.5 Hasil Pengujian Untuk Surat Al-Muzzammil ayat 20 ..................... 45
Tabel 4.6 Daftar Hasil Pengujian Kesalahan Penekanan Pada Keypad ........... 48
Tabel 4.7 Hasil Pengujian Untuk Surat Al-Fatihah Ayat 1.............................. 49
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Urutan Kode Sel Braille Huruf Arab ......................................... 5
Gambar 2.2 Mikrokontroler ATMega16 ........................................................ 7
Gambar 2.3 Simbol dan Betuk Fisik LED
................................................... 10
Gambar 2.4 Rangkaian Dasar Menyalakan LED
....................................... 11
Gambar 2.5 (a) Keypad Braille dan (b) Skema rangkaian Keypad Braille ...... 12
Gambar 2.6 IC74HC595 ............................................................................... 13
Gambar 2.7 Skema Rangkaian Modul EMS SD/MMC/FRAM....................... 14
Gambar 2.8 Alokasi pin J2 Pada Modul EMS SD/MMC/FRAM.................... 15
Gambar 3.1 Diagram Blok Rancang Bangun Perangkat Keras Penampil
Al-Qur’an Braille ........................................................................ 20
Gambar 3.2 Diagram Blok Sel Braille ............................................................ 21
Gambar 3.3 Skema Rangkaian Mikrokontroler ATMega16, Keypad, Modul
EMS SD/MMC/FRAM dan IC74HC595 .................................. 22
Gambar 3.4 Skema Rangkaian 5 IC74HC595 Pengaktif 5 Sel Braille ........... 26
Gambar 3.5 Skema Rangkaian 5 Sel Braille ................................................. 27
Gambar 3.6 Diagram Alir Program pada Mikrokontroler Atmega16.............. 29
Gambar 3.7 Diagram Alir Program Untuk Pembacaan Keypad .................... 31
Gambar 3.8 Diagram Alir Program Pembacaan Karakter ASCII Pada MMC 33
Gambar 3.9 Diagram Alir Program Untuk IC74HC595 .................................. 34
Gambar 4.1 Isi Dokumen 1.txt di MMC.......................................................... 35
Gambar 4.2 Tampilan Hasil Pengujian Pembacaan Dokumen 1.txt di MMC. 36
Gambar 4.3 Isi Dokumen 2.txt di MMC.......................................................... 37
Gambar 4.4 Tampilan Hasil Pengujian Pembacaan Dokumen 2.txt di MMC . 37
x
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A (Tabel Hasil Pengujian)...............................................................53
LAMPIRAN B (Petunjuk Penggunaan Perangkat Keras) ....................................65
xi
DAFTAR PUSTAKA
[1]
Atmel Corporation, ATmega16(L) Errata USART, Rev. 2466C-10/06,
California, 2006.
[2]
Sasongko, Bagus Hari. (2012). Pemrograman Mikrokontroler dengan
Bahasa C. Yogyakarta: ANDI.
[3]
Shohib, Muhammad. (2011). Buku Pedoman Membaca Dan Menulis AlQur’an Braille. Jakarta: Lajnah Pentashihan Mushaf Al-Qur’an.
[4]
Winoto, Ardi. (2010). Mikrokontroler AVR ATMega8/32/16/16 dan
Pemrogramannya
dengan
Bahasa
INFORMATIKA Bandung.
52
C
Pada
WinAVR.
Bandung:
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Saat ini, al-Qur’an Braille hanya terdapat dalam bentuk Braille cetak. Satu
buku al-Qur’an Braille cetak hanya memuat satu juz al-Qur’an, sehingga 30 juz
al-Qur’an Braille terdiri dari 30 buku. Kondisi tersebut menyebabkan al-Qur’an
Braille tidak praktis untuk dibawa-bawa. Hal ini mendorong Penulis untuk
merancang sebuah perangkat keras penampil al-Qur’an Braille yang dapat
menampung 30 juz al-Qur’an Braille sekaligus dalam satu perangkat.
Rancangan perangkat keras penampil al-Qur’an Braille ini menggunakan
beberapa komponen elektronika agar bisa berkomunikasi, beberapa komunikasi
tiap komponen tersebut yaitu keypad sebagai masukan atau penandaan surat dan
ayat yang akan ditampilkan, mikrokontroler Atmega16 sebagai pengolah data, IC
shift register (IC74HC595) sebagai pembangkit atau pengaktifan node pada sel
Braille, Multi Media Card (MMC) sebagai penyimpanan data eksternal yang
memuat dokumen surat-surat al-Qur’an dalam format txt dan sel Braille sebagai
penampil kode Braille yang ditampilkan pada node-node LED. Perangkat keras
penampil al-Qur’an Braille ini akan menampilkan per 20 kode Braille, mengacu
pada standar banyak susunan kode Braille pada mekanik Braille Line 20 Cell
dalam satu baris dengan cara baca dari kiri ke kanan, tidak berbeda dengan alQur’an Braille cetak.
Berdasarkan hal-hal yang disebutkan pada paragraf sebelumnya, maka
Penulis mengambil judul penelitian tentang “Rancang Bangun Perangkat Keras
Penampil Al-Qur’an Braille”.
1
2
1.2
Maksud dan Tujuan
Maksud dan tujuan dari Tugas Akhir pada Rancang Bangun Perangkat
Keras Penampil Al-Qur’an Braille adalah sebagai berikut :
Maksud tugas akhir ini adalah untuk merancang sebuah perangkat
keras penampil al-Qur’an Braille yang dapat menampung 30 juz alQur’an Braille sekaligus dalam satu perangkat.
Tujuan perancangan perangkat keras penampil al-Qur’an Braille ini
adalah untuk menampilkan ayat-ayat surat al-Qur’an dalam bentuk
kode Braille pada node-node LED sebagai sel Braille.
1.3
Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dalam pembuatan perancangan perangkat keras
penampil al-Qur’an Braille adalah sebagai berikut:
1.
Kode Braille yang digunakan sebanyak 6 node.
2.
Rancang bangun perangkat keras penampil al-Qur’an Braille ini
ditampilkan per 20 karakter kode Braille al-Qur’an pada LED sebagai
sel Braille.
3.
Dokumen karakter ASCII kode Braille al-Qur’an disimpan di MMC
dengan format txt.
1.4
Metodologi Penelitian
Beberapa metoda yang digunakan oleh Penulis dalam tahapan penelitian
adalah sebagai berikut :
1.
Observasi
Merupakan metode pengumpulan data dengan mengamati secara langsung
terhadap hal-hal yang dipelajari selama pembuatan perancangan alat ini
juga dengan cara mengajukan pertanyaan secara langsung kepada pihakpihak yang mengetahui hal-hal yang dipelajari.
3
2.
Studi Kepustakaan
Merupakan suatu metode pengumpulan data dengan cara membaca dan
mempelajari buku-buku atau materi-materi hasil pencarian melalui media
internet yang berhubungan dengan topik dalam perancangan alat ini.
3.
Proses Perancangan
Perancangan ini dimaksudkan untuk memperoleh desain perangkat keras
dan juga perangkat lunak yang baik. Setelah didapatkan suatu rancangan
kemudian direalisasikan ke alat.
4.
Analisis data
Analisis yang dilakukan dari pengujian sistem yang dibuat dan mengambil
sebuah simpulan dari penelitian ini.
1.5
Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman adapun sistematika
penulisan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari “Rancang Bangun Perangkat
Keras Penampil Al-Qur’an Braille” adalah sebagai berikut :
BAB I :
PENDAHULUAN
Bab ini berisi tentang latar belakang, maksud dan tujuan, batasan
masalah, metodologi penelitian dan sistematika penulisan.
BAB II :
TEORI PENUNJANG
Bab ini membahas tentang teori-teori pendukung yang digunakan
dalam pembuatan rancang bangun perangkat keras penampil alQur’an Braille.
4
BAB III : PERANCANGAN SISTEM
Bab ini berisikan tentang perancangan alat untuk pembuatan
perangkat keras penampil al-Qur’an Braille, meliputi garis besar
sistem yaitu, perancangan perangkat keras dan perancangan perangkat
lunak yang digunakan.
BAB IV : HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS
Bab ini berisi tentang pengujian–pengujian dan analisis pada rancang
bangun perangkat keras penampil al-Qur’an Braille yang dibuat.
BAB V :
KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi tentang simpulan yang diperoleh selama melakukan
penelitian dan saran untuk pengembangan alat.
BAB II
TEORI PENUNJANG
2.1
Kode Braille
Huruf hijaiyyah dalam tulisan Arab Braille memiliki fungsi yang sama
dengan tulisan Arab biasa. Perbedaannya terletak pada bentuk huruf dan cara
membacanya. Huruf hijaiyyah dalam Arab Braille berbentuk titik-titik timbul
yang berjumlah enam titik pada setiap petaknya dan dibaca dari kiri ke kanan[3].
Berikut gambar 2.1 yaitu urutan node Braille untuk kode sel Braille huruf
Arab yang akan ditampilkan.
Gambar 2.1 Urutan Kode Sel Braille Huruf Arab
Urutan ke-6 node tersebut, dapat dibentuk huruf Arab Braille seperti pada
tabel 2.1 berikut.
Tabel 2.1 Contoh Huruf Arab Braille
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Huruf
Hijaiiyah
ا
ب
ت
ث
ج
ح
خ
د
ذ
ر
ز
س
ش
Huruf
Braille
No
a
b
t
T
0
W
x
d
+
r
z
s
S
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
5
Huruf
Hijaiiyah
ص
ض
ط
ظ
ع
غ
ف
ق
ك
ل
م
ن
ه
Huruf
Braille
&
D
X
F
V
H
6
q
k
l
m
n
8
6
Tabel 2.1 lanjutan:
Huruf
Huruf
Hijaiiyah
Braille
27
و
w
28
ﻻ
29
30
No
31
Huruf
Huruf
Hijaiiyah
Braille
45
ّ
^
v
46
ٰ
‘
ؤ
U
47
=
ي
i
48
G
O
49
Tanda mad
5 dan 6 harakat
No
Tanda
[
Akhir Ayat
32
ة
C
50
Tanda Waqaf
v
33
ئ
y
51
Tanda Waqaf
&
34
أ
/
52
Tanda No Ayat
L
35
آ
A
53
1
1
36
ُ
u
54
2
2
37
َ
E
55
3
3
38
ِ
5
56
4
4
39
ٌ
N
57
5
5
40
ً
B
58
6
6
41
ٍ
I
59
7
7
42
أو
O
60
8
8
43
ْ
:
61
9
9
44
ء
’
62
0
0
7
2.2
Perangkat Keras
2.2.1 Mikrokontroler ATMega16
Mikrokontroler adalah sebuah sistem mikroprosesor dimana didalamnya
sudah terdapat CPU, ROM, RAM, I/O, clock, dan peralatan internal lainnya yang
sudah saling terhubung dan terorganisasi (teralamati) dengan baik oleh pabrik
pembuatnya dan dikemas dalam satu chip yang siap pakai[4].
Beriku adalah mikrokontroler ATMega16 yang ditunjukkan pada gambar 2.2 :
Gambar 2.2 Mikrokontroler ATMega16
Mikrokontroler ATMega16 mempunyai spesifikasi diantaranya ukuran
memori flash 16 KB, SRAM sebesar 1 KB dan EEPROM (Electrically Erasable
Programmable Read Only Memory) sebesar 512 byte, dan Portal komunikasi
serial (USART) yang memudahkan untuk komunikasi serial. Memori Atmega
terbagi tiga yaitu:
1.
Memori Flash
Memori flash adalah memori ROM tempat kode-kode program berada. Kata flash
menunjukan jenis ROM yang dapat ditulis dan dihapus secara elektrik. Memori
flash terbagi dua, yaitu bagian aplikasi dan bagian boot. Bagian aplikasi adalah
bagian kode-kode program aplikasi berada.
8
Bagian boot adalah bagian yang digunakan khusus untuk booting awal yang dapat
diprogram untuk menulis bagian aplikasi tanpa melalui programmer/downloader,
misalnya melalui USART.
2.
Memori Data
Momori data adalah memori RAM yang digunakan untuk keperluan program.
Memori data terbagi empat bagian yaitu 32 GPR (General Purphose Register), 64
I/O register, additional I/O register dan Internal RAM.
32 GPR (General Purphose Register) adalah register khusus yang bertugas untuk
membantu eksekusi program oleh ALU (Arithmetich Logic Unit), dalam instruksi
assembler setiap instruksi harus melibatkan GPR. Pada bahasa c biasanya
digunakan untuk variabel global atau nilai balik fungsi dan lain-lain yang dapat
memperingan ALU. Dalam istilah processor komputer sehari-hari GPR dikenal
sebagai “chace memory”.
I/O register dan Additional I/O register adalah register yang difungsikan khusus
untuk mengendalikan berbagai pheripheral dalam mikrokontroler seperti pin port,
timer/counter, usart dan lain-lain. Register ini dalam keluarga mikrokontroler
MCS51 dikenal sebagai SFR (Special Function Register). Berikut beberapa SFR
pada mikrokontroler:
Buffer Port I/O
Untuk mengakses port mikrokontroler dilakukan dengan menulis atau
membaca buffer port tersebut. Dalam penggunaannya, sebuah port I/O harus
ditentukan terlebih dahulu fungsinya apakah sebagai port input atau output.
Interupsi Eksternal
Interupsi eksternal adalah sebuah pheripheral dalam chip yang bertugas
mendeteksi triger dari luar yang akan membangkitkan interupsi yang
bersangkutan. Interupsi eksternal chip disediakan tiga buah pada pin INT0,
INT1 atau INT2 dimana triger yang digunakan dapat didefinisikan sendiri.
Sinyal yang memicu interupsi dapat berupa sinyal saat transisi naik, transisi
turun atau saat level 0.
9
Timer/Counter
Mikrokontroler umumnya mempunyai lebih dari satu timer. Timer
digunakan untuk mendapatkan cacahan waktu sesuai dengan periode yang
ditetapkan. Timer menggunakan sumber pewaktuan (clock) internal dan
dilengkapi prescaler untuk mendapatkan periode pewaktuan yang lebih
besar. Jika sumber pewaktuan berasal dari sinyal eksternal maka fungsinya
berubah menjadi counter untuk menghitung banyaknya sinyal input yang
diterima mikrokontroler.
USART
USART dapat difungsikan sebagai transmisi data singkron dan asinkron.
Sinkron berarti clock yang digunakan antara transmiter dan receiver satu
sumber clock. Sedangkan asinkron berarti transmiter dan receiver
mempunyai sumber clock sendiri-sendiri. USART terbagi dalam tiga blok
yaitu clock generator, transmiter dan receiver.
ADC
Penggunaan ADC dilakukan dengan mengatur beberapa SFR sebagai
berikut.
1)
ADCH, ADCL: untuk menampung data digital hasil konversi.
2)
ADMUX (ADC Multiplexer Selection Register): untuk memilih
masukan ADC yang aktif, tegangan referensi dan pengaruh hasil
konversi.
3)
ADCSRA (ADC Control and Status Register A): untuk mengaktifkan
fungsi ADC, mengatur awal konversi dan beberapa fungsi lainnya.
3.
EEPROM
EEPROM adalah memori untuk menyimpan data yang sifatnya non volatile atau
momori data yang dapat mengendap ketika chip mati (off), digunakan untuk
keperluan penyimpanan data yang tahan terhadap gangguan catu daya.
10
2.2.2 LED (Light Emitting Dioda)
LED (Light Emitting Dioda) adalah komponen dioda yang dapat
memancarkan cahaya apabila diberikan tegangan listrik dengan konfigurasi arus
bias maju. LED dapat memancarkan cahaya karena menggunakan dopping
galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda diatas dapat
menghasilkan cahaya dengan warna yang berbeda. LED merupakan salah satu
jenis dioda, sehingga hanya akan mengalirkan arus listrik satu arah saja. Berbeda
dengan dioda pada umumnya, kemampuan mengalirkan arus pada LED cukup
rendah yaitu maksimal 20 mA. Apabila LED dialiri arus lebih besar dari 20 mA
maka LED akan rusak, sehingga pada rangkaian LED dipasang sebuah resistor
sebagai pembatas arus. Simbol dan bentuk fisik dari LED dapat dilihat pada
gambar 2.3 berikut.
Gambar 2.3 Simbol dan Bentuk Fisik LED
Gambar diatas dapat diketahui bahwa LED memiliki kaki 2 buah seperti
dioda yaitu kaki anoda dan kaki katoda. Pada gambar diatas kaki anoda memiliki
ciri fisik lebih panjang dari kaki katoda. Kaki anoda dan kaki katoda pada LED
disimbolkan seperti pada gambar diatas. Pemasangan LED agar dapat menyala
adalah dengan memberikan tegangan bias maju yaitu dengan memberikan
tegangan positif ke kaki anoda dan tegangan negatif ke kaki katoda. Konsep
pembatas arus pada dioda adalah dengan memasangkan resistor secara seri pada
salah satu kaki LED. Rangkaian dasar untuk menyalakan LED membutuhkan
sumber tegangan dan resistor sebagai pembatas arus seperti pada gambar
rangkaian berikut.
11
Gambar 2.4 Rangkaian Dasar Menyalakan LED
Besarnya arus maksimal pada LED adalah 20 mA, sehingga nilai resistor
harus ditentukan. Dimana besarnya nilai resistor berbanding lurus dengan
besarnya tegangan sumber yang digunakan. Besarnya nilai resistor pembatas arus
LED dapat ditentukan menggunakan persamaan berikut.
Dimana :
R
= resistor pembatas arus (Ohm)
Vs
= tegangan sumber yang digunakan untuk tegangan ke LED (volt)
2 volt= tegangan LED (volt)
0,02A= arus maksimal LED (20 mA)
2.2.3 Keypad Braille.
Keypad merupakan perangkat yang tersusun dari push button yang
membentuk matriks yaitu baris x kolom. Scanning pembacaan pin baris atau
kolom dengan mengendalikan keluaran pin kolom atau baris secara bergantian.
Berikut gambar 2.5 adalah keypad Braille yang akan digunakan.
12
(a)
(b)
Gambar 2.5 (a) Keypad Braille dan (b) Skema rangkaian Keypad Braille
2.2.4 IC74HC595
IC74HC595
merupakan
IC
Shift
register
8-bit
serial
masukan,
Serial/parallel keluaran dengan keluaran latch, dan bersifat 3-state (keadaan).
Mengontrol 8 keluaran pada satu waktu hanya dengan memanfaatkan beberapa
digital pin. Selain itu juga dapat menghubungkan beberapa register yang sama
untuk menambah keluaran. Semua itu bekerja dikarenakan adanya “komunikasi
serial sinkron” yaitu dengan cara mengirim pulsa berupa data byte menjadi bit
dengan cara dicacah. Berikut gambar 2.6 yang merupakan IC shift register
(IC74HC595).
Gambar 2.6. IC74HC595
13
Berikut tabel keterangan pin IC shift register (IC74HC595).
Tabel 2.2 Keterangan pin IC74HC595.
No PIN
Nama PIN
Keterangan
PIN 1-7, 15
QA-QH
Output PIN
PIN 8
GND
Ground
PIN 9
Q’H
PIN 10
SCLR
Reclear, Reset, active low
PIN 11
SCK
Shift register clock PIN
PIN 12
RCK
Storage register clock PIN (latch PIN)
PIN 13
G
PIN 14
SER
Serial data input
PIN 16
VCC
Positive supplay voltage
Serial Out
Output enable, active low
Berikut tabel kebenaran IC shift register (IC74HC595).
Tabel 2.3 Tabel Kebenaran IC74HC595
RCK
SCK
SCLR
G
X
X
X
H
QA thru QH = 3-STATE
X
X
L
L
Shift Register cleared Q’H = 0
H
L
Shift Register clocked QN = Qn-1, Q0 = SER
H
L
Contents of Shift Register transferred to output latches
X
X
Fungsi
14
2.2.5 EMS (Embedded Module Series) SD/MMC/FRAM
EMS SD/MMC/FRAM merupakan suatu modul untuk mempermudah
antarmuka antara SD Card (MMC) dan mikrokontroler dengan tegangan kerja +5
VDC. SD Card (MMC) dapat digunakan sebagai memori yang dapat diganti
dengan mudah sehingga memudahkan dalam ekspansi ke kapasitas memori
yang lebih besar. Tersedia Ferroelectric Nonvolatile RAM (FRAM) yang
dapat digunakan sebagai buffer sementara dalam mengakses SD Card (MMC)
atau sebagai tempat penyimpan data lain. Berikut gambar 2.7 adalah gambar
skema rangkaian modul EMS SD/MMC/FRAM.
Gambar 2.7 Skema Rangkaian Modul EMS SD/MMC/FRAM
Pada
gambar
2.7
merupakan
skema
rangkaian
modul
EMS
SD/MMC/FRAM dimana modul ini bekerja pada tegangan supply +5 VDC. Jenis
kartu yang didukung adalah SD Card (MMC). Antarmuka SD Card (MMC)
dengan mikrokontroler secara SPI dan tersedia 2 KByte Ferroelectric Nonvolatile
RAM FM24C16 sedangkan Antarmuka FRAM dengan mikrokontroler secara
Two Wire Interface.
15
Berikut gambar 2.8 yang merupakan alokasi pin J2 pada modul EMS
SD/MMC/FRAM.
Gambar 2.8 Alokasi pin J2 Pada Modul EMS SD/MMC/FRAM
Gambar 2.8 yaitu alokasi pin J2 pada modul EMS SD/MMC/FRAM
berfungsi untuk akses data modul EMS SD/MMC/FRAM dengan mikrokontroler
ATMega16 agar dapat berkomunikasi. Berikut tabel 2.4 yang merupakan
penjelasan fungsi dan keterangan untuk pin J2.
Tabel 2.4 Keterangan Pin J2.
Pin
Nama
Fungsi
Keterangan
1
GND
Input
Referensi Ground
2
+5V
Input
Terhubung ke sumber tegangan +5 VDC
3
SCL
Input
Serial Clock untuk akses FRAM
4
SDA
Input/Output
5
CD
Output
Card Detect, berlogika 0 jika ada kartu yang
dimasukkan, berlogika 1 jika tidak ada kartu
6
WP
Output
Write Protect, berlogika 0 jika saklar pada SD
Card tidak berada pada posisi dikunci,
berlogika 1 jika SD Card dalam posisi dikunci
7
CSSD
Input
Chip Select, diberi logika 0 untuk mengakses
SD Card, diberi logika 1 jika tidak mengakses
SD Card
8
MOSI
Input
Jalur data masuk ke SD Card
9
MISO
Output
Jalur data keluar dari SD Card
10
SCK
Input
Serial data untuk transaksi data dari/ke FRAM
Jalur clock dari mikrokontroler untuk
mengakses SD Card
16
2.3
Perangkat Lunak
2.3.1 CodeVisionAVR V2.05.0 dan AVR STUDIO
Pengembangan sebuah sistem menggunakan mikrokontroler AVR buatan
ATMEL, menggunakan perangkat lunak AVR STUDIO dan Codevision AVR.
AVRSTUDIO merupakan perangkat lunak khusus untuk bahasa assembly yang
mempunyai fungsi sangat lengkap, yaitu digunakan untuk menulis program,
kompilasi, simulasi, dan download program ke IC mikrokontroler AVR.
Codevision AVR merupakan perangkat lunak C-cross compiler, dimana
program dapat ditulis dalam bahasa C, Codevision memiliki IDE (Integrated
Development Environment) yang lengkap, dimana penulisan program, compile,
link, pembuatan kode mesin (assembler) dan download program ke chip AVR
dapat dilakukan pada codevision, selain itu ada fasilitas terminal, yaitu untuk
melakukan komunikasi serial dengan mikrokontroler yang sudah diprogram.
Proses download program ke IC mikrokontroler AVR dapat menggunakan sistem
download secara ISP (In-System Programming). In-System programmable Flash
on-chip mengijinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem
menggunakan hubungan serial SP.
17
Kompilator fitur baru:
Didesain ulang ANSI C C kompatibel front-end
Pengoptimasi kode ditingkatkan
Operator dapat digunakan dengan variabel yang berlokasi di EEPROM
Baik dan lebih cepat linker
COFF meningkatkan objek file generator
Perbaikan kesalahan / pelaporan peringatan
CodeWizardAVR dengan dukungan perangkat ATxmega
LCD, TWI, 1 perpustakaan bus Wire untuk perangkat ATxmega
ATXmega Eksternal Bus Interface (EBI) mendukung
MMC/SD/SD HC Memory Card FLASH driver dan FAT12, FAT16,
perpustakaan akses FAT32 (dengan dukungan ATxmega) .
IDE fitur baru:
Sepenuhnya dockable jendela yang memungkinkan kustomisasi yang
fleksibel pengguna ruang kerja
Split ulang file jendela editor memungkinkan melihat/mengedit dua file pada
saat yang sama
Meningkatkan sintaks untuk kedua C dan perakitan AVR
Parameter fungsi dan struktur global/anggota serikat otomatis lengkap
Kode didesain ulang proyek Navigator yang menampilkan informasi dalam
cara yang lebih logis
BAB III
PERANCANGAN SISTEM
Perancangan sistem dibuat dari desain sistem secara keseluruhan yaitu,
perancangan perangkat keras dan perancangan perangkat lunak sampai dengan
implementasi sistemnya.
3.1
Perancangan Perangkat Keras
Pada perancangan perangkat keras akan dibahas mengenai perancangan
dalam pembuatan perangkat keras dan komponen-komponen utama pembentuk
sistem yang dibuat.
Berikut tabel karakter ASCII pada dokumen txt di MMC untuk kode huruf Braille
al-Qur’an.
Tabel 3.1 Karakter ASCII Pada MMC Untuk Kode Braille Al-Qur’an.
No
Huruf Hijaiiyah
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
ا
ب
ت
ث
ج
ح
خ
د
ذ
ر
ز
س
ش
ص
ض
ط
ظ
ع
غ
ف
Huruf
Braille
✁
✂
✄
0
☎
✆
✝
+
✞
✟
✠
✡
&
☛
☞
✌
✍
✎
✏
Hasil Konversi
Hexadesimal
Untuk Braille
01
03
1E
39
1A
31
2D
32
2E
3B
35
0E
29
2F
2B
3E
3F
37
23
0B
18
Karakter
Di MMC
1
3
N
i
J
a
]
b
^
k
e
>
Y
_
[
n
o
g
S
;
Hexadesimal
Karakter
Pada MMC
31
33
4E
69
4A
61
5D
62
5E
6B
65
3E
59
5F
5B
6E
6F
67
53
3B
19
Tabel 3.1 lanjutan:
No
Huruf Hijaiiyah
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
ق
ك
ل
م
ن
ه
و
ﻻ
ؤ
ي
Tanda mad
5 dan 6 harakat
ة
ئ
أ
آ
ُ
َ
ِ
ٌ
ً
ٍ
أو
ْ
ء
ّ
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
✭
Tanda Akhir Ayat
Tanda Waqaf
Tanda Waqaf
Tanda No Ayat
Huruf
Braille
✑
✒
✓
✔
✕
✖
✗
✘
✙
✚
✛
✜
✢
/
✣
✤
✥
✦
✧
★
✩
✛
✪
✫
✬
✮
✯
✰
✱
✘
&
✲
Hasil Konversi
Hexadesimal
Untuk Braille
1F
05
07
0D
1D
13
31
27
33
24
O
5
7
=
M
C
a
W
c
T
Hexadesimal
Karakter
Pada MMC
4F
35
37
3D
4D
43
61
57
63
54
2A
Z
5A
21
3D
0C
1C
25
02
11
22
06
14
2A
12
04
20
08
18
3A
36
27
2F
3C
Q
m
<
L
U
2
A
R
6
D
Z
B
4
P
8
H
j
f
W
_
l
51
6D
3C
4C
55
32
41
52
36
44
5A
42
34
50
38
48
6A
66
57
5F
6C
Karakter
Di MMC
Pada tabel 3.1 merupakan hasil konversi hexadesimal yang digunakan untuk
kode Braille al-Qur’an, yaitu pengurangan 30 hexadesimal pada hexadesimal
karakter ASCII dalam dokumen txt di MMC yang akan ditampilkan pada sel
Braille.
20
Berikut gambar 3.1 merupakan diagram blok rancang bangun perangkat keras
penampil al-Qur’an Braille yang dibuat:
Memori eksternal
MMC
Keypad Braille
4x4
Mikrokontroler
ATMega16
Sel Braille
Gambar 3.1 Diagram Blok Rancang Bangun Perangkat Keras Penampil
Al-Qur’an Braille.
Keterangan Gambar 3.1 :
a.
Keypad Braille : digunakan sebagai masukan atau penandaan surat dan
ayat pada al-Qur’an yang akan ditampilkan di sel Braille. Masukan dari
keypad tersebut dikirimkan ke mikrokontroler ATmega16 agar masukan
tersebut dapat diolah untuk penandaan surat dan ayat yang akan
ditampilkan.
b.
Mikrokontroler ATMega16: berfungsi sebagai pengolahan data sehingga
dapat berkomunikasi baik dengan keypad, MMC dan IC74HC595.
c.
MMC : berfungsi sebagai penyimpanan dokumen data karakter ASCII kode
Braille al-Qur’an. Data karakter ASCII tersebut diolah oleh mikrokontroler
sesuai masukan dari keypad kemudian ditampilkan di sel Braille.
d.
Sel Braille : berfungsi sebagai penampil kode Braille al-Qur’an yang terdiri
dari beberapa IC shift register sebagai pembangkit atau pengaktifan node
pada sel Braille. Untuk satu sel Braille terdiri dari 6 node LED.
21
Berikut ini diagram blok lanjutan untuk Sel Braille:
xx
LED
xx
Gambar 3.2 Diagram Blok Sel Braille.
Keterangan Gambar 3.2 :
Satu IC74HC595 terdiri dari delapan pin keluaran dan hanya enam pin
IC74HC595 yang digunakan sebagai keluaran untuk satu sel Braille.
Mikrokontroler ATMega16 mendapatkan data karakter ASCII kode Braille alQur’an yang disimpan di MMC sesuai masukan dari keypad kemudian dikirimkan
data tersebut ke IC74HC595 yaitu sebagai pembangkit atau pengaktifan nodenode pada sel Braille, setelah IC74HC595 menerima data karakter ASCII kode
Braille al-Qur’an, maka ditampilkannya kode Braille al-Qur’an tersebut pada sel
Braille sebanyak per 20 karakter.
22
Berikut gambar yang menunjukkan skema rangkaian akses komunikasi antara
mikrokontroler ATMega16 dengan keypad, modul EMS SD/MMC/FRAM dan
IC74HC595.
Gambar 3.3 Skema Rangkaian Mikrokontroler ATMega16, Keypad, Modul EMS
SD/MMC/FRAM dan IC74HC595.
Pada gambar 3.3 merupakan garis besar skema rangkaian keseluruhan untuk
pembuatan rancang bangun perangkat keras penampil al-Qur’an Braille yang
terdiri dari beberapa akses atau komunikasi tiap komponen, yaitu antara
mikrokontroler ATMega16 dengan keypad, modul EMS SD/MMC/FRAM dan
IC74HC595.
23
Komunikasi mikrokontroler ATMega16 dengan keypad, yaitu pada port A
dimana akses komunikasi pin tersebut ditunjukkan pada tabel 3.2 berikut ini.
Tabel 3.2 Akses Pin Mikrokontroler ATMega16 dengan Modul Keypad.
Mikrokontroler
Modul
ATMega16
Keypad
VCC
Pin 2 (VCC)
Port A.0
Pin 3 (kolom 1)
Port A.1
Pin 4 (kolom 2)
Port A.2
Pin 5 (kolom 3)
Port A.3
Pin 6 (kolom 4)
Port A.4
Pin 7 (baris 1)
Port A.5
Pin 8 (baris 2)
Port A.6
Pin 9 (baris 3)
Port A.7
Pin 10 (baris 4)
Masukan dari keypad bertujuan untuk pemanggilan surat dan ayat yang
berada pada dokumen txt di dalam MMC agar kode Braille yang berada pada
dokumen txt tersebut bisa ditampilkan dalam sel Braille. Adapun format untuk
pembacaan keypad yang berfungsi sebagai masukan tersebut adalah sebagai
berikut:
1. Menekan * pada keypad pertama kali merupakan penandaan atau
sebagai verifikasi masukan untuk surat.
2. Menekan angka pada keypad sebagai masukan untuk nomer surat.
3. Menekan * pada keypad keduakalinya merupakan penandaan atau
sebagai verifikasi masukan untuk ayat.
4. Menekan angka pada keypad sebagai masukan untuk nomer ayat.
5. Menekan # sebagai penandaan untuk menampilkan ayat surat al-Qur’an
pada sel Braille yang sebelumnya sudah dimasukan atau sudah
diverifikasi terlebih dahulu.
24
Misalkan menekan *2*34# pada keypad, maka yang akan ditampilkan pada
sel Braille adalah surat ke-2 dan ayat ke-34. Setelah menekan # yaitu format untuk
keypad pada no urut 5, maka akan menampilkan 20 karakter pertama al-Qur’an
Braille dalam ayat tersebut, jika untuk menampilkan 20 karakter berikutnya
adalah menekan tombol A pada keypad dan jika mengulang 20 karakter
sebelumnya adalah menekan tombol B pada keypad.
Komunikasi mikrokontroler ATMega16 sebagai pengolahan data dengan
modul EMS SD/MMC/FRAM sebagai penyimpanan dokumen txt yang berisi
karakter ASCII kode Braille al-Qur’an, yaitu pada port B dimana akses
komunikasi pin tersebut ditunjukkan pada tabel 3.3 berikut ini.
Tabel 3.3 Akses Pin Mikrokontroler ATMega16 dengan Modul MMC
Mikrokontroler
EMS
ATMega16
SD/MMC/FRAM
GND (PORTB pin 10)
GND (J2 pin 1)
Referensi Ground
VCC (PORTB pin 9)
VCC (J2 pin 2)
Terhubung ke sumber tegangan +5 VDC
Keterangan
Card Detect, berlogika 0 jika ada kartu
PB.2 (PORTB pin 3)
CD (J2 pin 5)
yang dimasukkan, berlogika 1 jika tidak
ada kartu
Write Protect, berlogika 0 jika saklar
PB.3 (PORTB pin 4)
WP (J2 pin 6)
pada SD Card tidak berada pada posisi
dikunci, berlogika 1 jika SD Card dalam
posisi dikunci
Chip Select, diberi logika 0 untuk
PB.4 (PORTB pin 5)
CSSD (J2 pin 7)
mengakses SD Card, diberi logika 1 jika
tidak mengakses SD Card
PB.5 (PORTB pin 6)
MOSI (J2 pin 8)
Jalur data masuk ke SD Card
PB.6 (PORTB pin 7)
MISO (J2 pin 9)
Jalur data keluar dari SD Card
PB.7 (PORTB pin 8)
SCK (J2 pin 10)
Jalur clock dari mikrokontroler untuk
mengakses SD Card
25
Komunikasi mikrokontroler ATMega16 dengan IC74HC595 sebagai
pembangkit atau pengaktifan node-node pada sel Braille, yaitu pada port C
dimana akses komunikasi pin tersebut ditunjukkan pada tabel 3.4 berikut ini.
Tabel 3.4 Akses Pin Mikrokontroler ATMega16 Dengan Satu IC74HC595.
Mikrokontroler
IC74HC595
ATMega16
Port C.1
Pin 11 (SERCLK)
Port C.2
Pin 12 (RCLK)
Port C.3
Pin 14 (DATA)
VCC
Pin 10 (RESET)
GND
Pin 13 (ENABLE)
Pada tabel 3.4 menunjukkan akses pin mikrokontroler ATMega16 dengan
satu IC74HC595 dengan kata lain untuk mengaktifkan satu sel Braille, jika untuk
mengaktifkan beberapa sel braille, maka menambahkan IC74HC595 kemudian
menghubungkan pin 9 (serial out) pada IC74HC595 sebelumnya ke pin 14
(DATA) pada IC74HC595 berikutnya.
Berikut gambar yang menunjukkan skema rangkaian IC74HC595 sebagai
pembangkit atau pengaktif node-node sel Braille sebanyak 5 sel Braille.
26
Gambar 3.4 Skema Rangkaian 5 IC74HC595 Pengaktif 5 Sel Braille.
27
Pada gambar 3.4 merupakan skema rangkaian lima IC74HC595 yang
berfungsi sebagai pengaktif lima sel Braille yang akan ditampilkan pada nodenode LED. Berikut gambar skema rangkaian lima sel Braille yang ditampilkan
pada node-node LED.
Gambar 3.5 Skema Rangkaian 5 Sel Braille.
28
Pada gambar 3.5 merupakan skema tampilan rangkaian lima sel Braille. Pin
QC-QH pada IC74HC595 adalah sebagai keluaran parallel untuk mengaktifkan 1
karakter kode Braille al-Qur’an. Maka, untuk menampilkan dua puluh kode
Braille al-Qur’an pada sel Braille yang ditampilkan pada node-node LED adalah
menghubungkannya dengan rangkaian IC74HC595 sebagai pengaktif kode Braille
al-Qur’an dimana datanya berasal dari dokumen yang terdapat pada MMC sesuai
masukan dari keypad.
3.2
Perancangan Perangkat Lunak
Perancangan perangkat lunak sistem yang dirancang, yaitu pemrograman
pada Mikrokontroler ATMega16. Pemrograman pada mikrokontroler ATmega16
menggunakan bahasa C dan codevisonAVR v2.05.0 sebagai compiler. Program
yang dirancang bertujuan agar dapat berkomunikasi dengan keypad, modul EMS
SD/MMC/FRAM dan juga dapat berkomunikasi dengan IC74HC595 sebagai
pengaktifan sel Braille. Berikut gambar yang menunjukkan diagram alir pada
program mikrokontroler ATMega16.
29
Gambar 3.6 Diagram Alir Program pada Mikrokontroler Atmega16.
Keterangan gambar 3.6:
a. Inisialisasi Program.
b. Cek koneksi MMC. Jika MMC terpasang pada modul EMS MMC, maka
kondisi berlanjut ke masukan keypad, tapi jika MMC tidak terpasang, maka
perangkat keras penampil al-Qur’an Braille ini mengeluarkan peringatan
berupa suara beep sebagai penandaan terjadi kesalahan dan menunggu reset
ulang program untuk mengulang ke kondisi awal.
30
c. Penandaan atau masukan untuk pemanggilan surat dan ayat pada keypad.
d. Masukan dari keypad akan diperiksa terlebih dahulu dan jika sesuai format
pemanggilan surat dan ayat, maka akan berlanjut ke tahap pemeriksaan data
yang ada pada MMC. Jika tidak sesuai format pemanggilan surat dan ayat,
maka akan mengeluarkan peringatan berupa suara beep sebagai penandaan
terjadi kesalahan dan kembali menunggu untuk mengulang pada proses
masukan dari keypad.
e. Pemeriksaan data dokumen txt yang ada pada MMC. Jika data dokumen txt
pada MMC tersedia, maka akan berlanjut pada tahap pengambilan data tersebut
sesuai masukan. Jika data dokumen txt pada MMC tidak tersedia, maka akan
mengeluarkan peringatan berupa suara beep sebagai penandaan terjadi
kesalahan dan kembali menunggu untuk mengulang pada proses masukan dari
keypad.
f. Setelah dokumen txt tersedia pada MMC, maka melakukan proses
pengambilan data karakter ASCII kode Braille al-Qur’an per 20 karakter dari
dokumen txt di MMC sesuai masukan dari keypad.
g. Proses mengaktifkan sel Braille dengan cara kerja menggeser per bit sebanyak
20 byte pada pin data IC74HC595. Terdiri dari dua puluh IC74HC595 sebagai
pengaktifan untuk dua puluh sel Braille yang ditampilkan pada node-node
LED.
h. Proses tampilan pada sel Braille yang menampilkan kode Braille al-Qur’an per
20 karakter. Terdiri dari 6 node LED untuk satu karakter atau untuk satu sel
Braille.
31
Berikut gambar yang menunjukkan diagram alir untuk pembacaan nomer
surat dan ayat pada keypad sebagai format pemanggilan surat dan ayat.
Gambar 3.7 Diagram Alir Program Untuk Pembacaan Keypad.
Keterangan gambar 3.7:
a. Memeriksa kondisi untuk penekanan keypad pertama kali. Jika pertama kali
menekan * pada keypad, maka berlanjut pada tahap masukan penandaan nomer
surat. Jika pertama kali bukan menekan * pada keypad, maka kondisi akan
mengulang atau menunggu sampai kondisi menekan *.
b. Penandaan atau masukan untuk nomer surat pada keypad.
c. Memeriksa masukan jika bukan angka. Jika masukan angka untuk penandaan
nomer surat, maka kondisi berlanjut pada tahap pemeriksaan penekanan *
keduakalinya. Jika bukan masukan angka atau menekan selain angka, misalkan
menekan A, B, D dan # pada keypad, maka akan mengulangi ke kondisi awal,
yaitu pada tahap a.
32
d. Memeriksa penekanan * keduakalinya pada keypad. Jika menekan *
keduakalinya pada keypad, maka akan berlanjut pada tahap penyimpanan
penandaan nomer surat dan masukan angka untuk penandaan ayat. Jika tidak
menekan * keduakalinya, maka masukan angka hanya untuk penandaan surat.
e. Menyimpan masukan penandaan untuk nomer surat.
f. Penandaan atau masukan untuk nomer ayat pada keypad.
g. Memeriksa masukan jika bukan angka. Jika masukan angka untuk penandaan
nomer ayat, maka kondisi berlanjut pada tahap pemeriksaan penekanan #. Jika
bukan masukan angka atau menekan selain angka, misalkan menekan A, B, D
dan # pada keypad, maka akan mengulangi ke kondisi awal, yaitu pada tahap a.
h. Memeriksa penekanan # pada keypad. Jika menekan # setelah memenuhi tahap
a sampai tahap g, maka kondisi berlanjut pada tahap penyimpanan masukan
penandaan untuk nomer ayat.
i. Menyimpan masukan penandaan untuk nomer ayat.
j. Proses pemanggilan surat dan ayat yang telah diverifikasi sebelumnya yang
akan ditampilkan pada sel Braille.
k. Jika menekan A pada keypad, maka akan menampilkan 20 karakter selanjutnya
pada sel Braille. Jika tidak menekan A pada keypad, maka akan berlanjut untuk
memeriksa kondisi berikutnya.
l. Jika menekan B pada keypad, maka akan menampilkan 20 karakter
sebelumnya pada sel Braille. Jika tidak menekan B pada keypad, maka akan
berlanjut untuk memeriksa kondisi berikutnya.
m. Jika menekan C pada keypad, maka kondisi sel Braille tidak aktif. Jika tidak
menekan C pada keypad, maka akan berlanjut untuk memeriksa kondisi
berikutnya.
n. Jika menekan D pada keypad, maka akan menampilkan 20 karakter ayat
selanjutnya pada sel Braille. Jika tidak menekan D pada keypad, maka akan
berlanjut untuk memeriksa kondisi berikutnya.
33
Berikut gambar yang menunjukkan diagram alir untuk pembacaan karakter
ASCII pada dokumen format txt di MMC.
Gambar 3.8 Diagram Alir Program Pembacaan Karakter ASCII Pada MMC
Keterangan gambar 3.8:
a. Inisialisasi program.
b. Pengolahan masukan penandaan nomer surat dan ayat yang telah diverifikasi
sesuai format masukan pembacaan keypad.
c. Pembacaan karakter yang berada pada dokumen txt di MMC, yaitu dengan cara
mengaktifkan library open file terlebih dahulu.
d. Memeriksa dokumen txt yang berada pada MMC. Jika dokumen txt tersedia
sesuai masukan dari pembacaan keypad, maka berlanjut pada tahap pembacaan
karakter. Jika dokumen txt tidak tersedia, maka akan mengulang proses pada
tahap pengolahan masukan dari pembacaan keypad.
e. Jika tahap a sampai d terpenuhi, maka dilakukan pembacaan karakter ASCII
kode Braille al-Qur’an per 20 karakter.
f. Karakter ASCII kode Braille al-Qur’an disimpan pada variabel FBuffer.
34
Berikut gambar yang menunjukkan diagram alir IC74HC595 untuk
menampilkan karakter ASCII kode Braile al-Qur’an pada sel Braille.
Mulai
Inisialisasi Program
a
Mengaktifkan
SCK dan RCK
b
Data dikurangi
30Hexa
c
Menggeser bit data pada pin DATA
IC74HC595 sebanyak 20 byte
d
Menampilkan kode Braille al-Quran
pada sel Braille per 20 karakter
e
selesai
Gambar 3.9 Diagram Alir Program Untuk IC74HC595
Keterangan gambar 3.9:
a. Inisialisasi program.
b. Mengaktifkan pin SCK (Shift register clock PIN) dan pin RCK (Storage
register clock PIN) pada IC74HC595.
c. Data karakter ASCII kode Braille al-Qur’an yang disimpan pada variabel
FBuffer, dikurangi 30 hexadesimal dengan maksud agar sesuai kode Braille alQur’an pada tampilan di sel Braille.
d. Setelah data karakter ASCII kode Braille al-Qur’an pada variabel FBuffer yang
dikurangi 30 hexadesimal, kemudian digeser per bit sebanyak 20 byte pada pin
data IC74HC595.
e. Karakter ASCII kode Braille al-Qur’an tersebut ditampilkan pada node-node
LED sebagai sel Braille per 20 karakter.
BAB IV
HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS
Pada bab ini akan dibahas rangkaian dari sistem rancang bangun perangkat
keras penampil al-Qur’an Braille yang telah dibuat secara keseluruhana.
Pembahasan tersebut, yaitu meliputi pengujian terhadap perangkat keras berikut
dengan perangkat lunak dan analisis perangkat keras dan perangkat lunak yang
telah dibuat.
4.1
Tujuan Pengujian Perangkat Lunak Dan Perangkat Keras
Pengujian perangkat lunak dan perangkat keras bertujuan untuk mengetahui
atau mengukur fungsionalitas, kehandalan dan keberhasilan suatu sistem yang
telah dibuat, hal tersebut dapat diketahui dengan melakukan pengujian terhadap
alat tersebut, adapun pengujian yang dilakukan untuk menguji alat rancang
bangun perangkat keras penampil al-Qur’an Braille adalah sebagai berikut:
4.1.1 Pengujian Perangkat Lunak
Pengujian perangkat lunak yang dilakukan adalah pengujian program
terhadap pembacaan karakter ASCII yang disimpan dalam format txt pada MMC
kemudian ditampilkan pada hyperterminal menggunakan komunikasi serial.
Berikut gambar yang menunjukkan isi dokumen dari 1.txt:
Gambar 4.1 Isi Dokumen 1.txt di MMC
35
36
Gambar 4.1 adalah isi dokumen dalam MMC dengan nama dokumen 1.txt.
Isi perbaris dari 1.txt tersebut dibagi 5 bagian, dalam satu bagian terdiri dari 20
karakter yang dimaksudkan untuk menampilkan 20 karakter pada sel Braille
sedangkan maksud dari pembagian baris tersebut adalah untuk implementasi
pembagian ayat pada al-Qur’an Braille. Jika menekan *1*2# pada keypad, maka
diasumsikan akan menampilkan surat ke-1 atau dokumen ke-1 dan ayat ke-2 atau
baris ke-2 dalam 20 karakter pertama di sel Braille, untuk menampilkan 20
karakter berikutnya yaitu menekan tombol A pada keypad sedangkan untuk
menampilkan 20 karakter sebelumnya yaitu menekan tombol B pada keypad.
Berikut gambar hasil pengujian yang dilakukan untuk menampilkan surat
ke-1 atau dokumen ke-1 dan ayat ke-2 atau baris ke-2 di hyperterminal :
Gambar 4.2. Tampilan Hasil Pengujian Pembacaan Dokumen 1.txt di MMC
Gambar 4.2 merupakan tampilan hasil pengujian pembacaan dokumen 1.txt
yang berada di MMC. Pengujian tersebut menekan tombol *1*2#, kemudian akan
menampilkan 20 karakter pertama dalam satu baris atau ayat. Untuk menampilkan
20 karakter selanjutnya menekan tombol A pada keypad sedangkan untuk
menampilkan 20 karakter sebelumnya menekan tombol B pada keypad.
37
Berikut gambar yang menunjukkan isi dokumen dari 2.txt :
Gambar