Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Sistem Teks Bergerak 7 Warna Berbasis Mikrokontroler
SISTEM TEKS BERGERAK 7 WARNA
BERBASIS MIKROKONTROLER
Oleh
Yohanes Benny Wongsodihardjo
NIM
: 612006046
Skripsi
Untuk melengkapi syarat-syarat memperoleh
Ijazah Sarjana Teknik
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Program Studi Teknik Elektro
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
Juni 2012
SIST
STEM TEKS BERGERAK 7 WARNA
BE
BERBASIS
MIKROKONTROLER
Oleh
Yohanes Benny Wongsodihardjo
NIM
: 612006046
Skripsi
Sk
ini telah diterima dan disahkan
Sebaga
agai salah satu persyaratan guna mencapai
SARJANA TEKNIK
Dalam
KONS
NSENTRASI TEKNIK ELEKTRONIKA
FAKULTAS
S TEKNIK
T
ELEKTRONIKA DAN KOMPUTER
R
UNIVE
VERSITAS KRISTEN SATYA WACANA
SALATIGA
Disahkan oleh
Pembimbing I
Pe
Pembimbing II
Darmawan Utomo, M.Eng.
g.
Deddy
ddy Susilo, S.T.
Tgl. ………………………
…
Tgl…....……………..
zyxwvutsrqpo
PERPUSTAKAAN U NIVERSITAS
UNIVERSITAS KRIS'TEN SATYA WACANA zyxwvutsrqpo
ji
zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXW
do M U I M . I SI 1711
Di|«4H'Uc>r2
l vi i »,i h , lt nloiu> i,i
[Vl|> . 021K ••• J2 I 2 I 2 . Pax. 02'W 1214 Jj
l- 'iliail: h b r .i n i/ .vhn.u!> vv.o t lu : l i l t p :
lil< r.nv.uk^ w.<
zyxwvutsrqpon
MAMMMUbMMMWMMMMiMMIMMIMMMIlMMIINiiftWMMMf
PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT DAN PERSETUJUAN AKSES
Sebagai sivit as akademik Universit as Krist en Satya Wacana, saya yang bert anda t angan di baw ah ini:
N
a
m
.
a
YoWAHfS BENNY WoK^oOlrt A^OJ-D
^ - kenoyzyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXW
vo @ yahoo • c&w\ zyxwvutsrqponmlkjihgf
Email
NIM
Tefc-NIIC ELEIcT^ONtKA OW EOM PUTEE.
Fakultas
Judul t ugas akhir
£\f, T E M
TE-KX
B6R.6E.RA-K
7
P
R
O
G
R
A
M
S T
WAANIA
U
D
I
.
T^ K I K
B ERB A -SU
Et -Ef cTgc?
M I KR£>KON TRO L ER.
Dengan ini menyerahkan karya t ersebut di at as unt uk disimpan dalam Koleksi Digit al Perpust akaan Universit as dengan
ket ent uan akses t ugas akhir elekt ronik sebagai berikut (beri t anda pada kot ak yang sesuai):
a.Saya mengijinkan karya t ersebut diunggah ke dalam aplikasi Koleksi Digit al Perpust akaan
Universit as,
dan/at au port al GARUDA.
|
!
| b.Saya t idak mengijinkan karya t ersebut diunggah ke dalam aplikasi Koleksi Digit al Perpust akaan Universit as,
dan/at au port al GARUDA. * zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
poin b harus dilampiri dengan surat dari Dekan/Kaprodi at au pembimbing TA dengan diket ahui oleh pimpinan f akult as yang menjelaskan alasan pilihan.
Yang akan dit ampilkan qjlalah halaman judul + abst rak.
Dengan ini saya juga menyat akan bahw a:
1.
Hasil karya yang saya serahkan ini adalah asli dan belum pernah diajukan unt uk mendapat kan gelar kesarjanaan baik di
Universit as Krist en Satya Wacana maupun di inst it usi pendidikan lainnya.
2.
Hasil karya saya ini bukan saduran/ t erjemahan melainkan merupakan gagasan, rumusan, dan hasil pelaksanaan
penelit ian/ implement asi saya sendiri, t anpa bant uan pihak lain, kecuali arahan
pembimbing akademik dan
narasumber penelit ian.
3.
Hasil karya saya ini merupakan hasil revisi t erakhir set elah diujikan yang t elah diket ahui dan diset ujui oleh
pembimbing.
4.
Dalam karya saya ini t idak t erdapat karya at au pendapat yang t elah dit ulis at au dipublikasikan orang lain, kecuali yang
digunakan sebagai acuan dalam naskah dengan menyebut kan nama pengarang dan dicant umkan dalam daf t ar
pust aka.
5. Saya menyerahkan hak non-eksklusif kepada Perpust akaan Universit as - Universit as Krist en Satya Wacana unt uk
menyimpan, mengat ur akses sert a melakukan pengelolaan t erhadap karya saya ini dengan mengacu pada ket ent uan
akses t ugas akhir elekt ronik di at as dan norma hukum yang berlaku.
Pernyat aan ini saya buat dengan sesungguhnya. Apabila di kemudian hari t erbukt i ada penyimpangan dan ket idakbenaran
dalam pernyat aan ini maka saya bersedia menerima sanksi akademik berupa pencabut an gelar yang t elah diperoleh
karena karya saya ini, sert a sanksi lain yang sesuai dengan ket ent uan yang berlaku di Universit as Krist en Satya Wacana.
15"
AOUSTUS 40 ( 2.
Tanda t angan & nama t erang mahasisw a
Mengetahui,
Tanda t angan & nama t erang pembimbing I
Tanda t angan & nama t erang pembimbing il
PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS | UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA
INTISARI
Keuntungan penggunaan LED dalam teknologi penampil elektronika adalah
konsumsi dayanya menjadi jauh lebih kecil dibanding dengan generasi terdahulu yang
menggunakan tabung maupun cairan kristal. Salah satu aplikasi penggunaan LED
adalah terciptanya media teks bergerak yang berfungsi sebagai media informasi dan
promosi di toko-toko, rumah makan, stasiun, bank, dan lain-lain. Di Indonesia, dua jenis
media penampil teks bergerak yang umum dijumpai adalah single color dan dual color.
Namun untuk dapat menampilkan teks yang memiliki variasi warna yang lebih banyak,
penggunaan keduanya tidaklah cukup. Solusinya adalah menggunakan sistem warna
multicolor, yang ketersediaannya masih sangat langka dijumpai di Indonesia.
Usulan yang digunakan dalam skripsi ini adalah perancangan sistem teks
bergerak menggunakan sistem warna multicolor, dengan berdasar tiga warna dasar
primer yang dikenal dengan RGB. Pada skripsi ini telah direalisasikan sesuai dengan
usulan yang telah dituliskan. Sistem teks bergerak yang dibangun dikhususkan untuk
mode teks dan tidak mendukung mode grafik. Pilihan warna yang dapat ditampilkan
merupakan warna RGB dan kombinasinya dengan intensitas yang sama, warna-warna
tersebut yaitu red, green, blue, cyan, magenta, yellow dan white. Sistem dikendalikan
dengan mikrokontroler menggunakan teknik scanning vertikal dan tersedia aplikasi
desktop untuk memudahkan pengguna dalam melakukan pengaturan data tampilan.
Berdasarkan pengujian didapatkan hasil bahwa perangkat keras dan lunak dapat
bekerja normal dan berjalan dengan baik. Pengiriman data dilakukan melalui port
RS232 dengan kecepatan 9600 bps. Sistem dapat menampilkan tulisan berikut latar
belakang dengan warna tertentu yang dapat dipilih dari tujuh macam pilihan warna yang
tersedia, serta terdapat lima macam pilihan animasi berbeda.
i
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur ke hadirat Tuhan Yesus Kristus untuk berkat kesehatan,
kelancaran, serta kasih dan kemurahannya sehingga skripsi ini dapat terselesaikan
dengan baik. Skripsi merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan
jenjang S1 di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya
Wacana Salatiga.
Dalam penyelesaiannya, skripsi ini tidak lepas dari bantuan, dukungan, serta
bimbingan dari berbagai pihak. Oleh sebab itu, penulis ingin mengucapkan terimakasih
kepada:
1. Oma-omaku tersayang, yang senantiasa memberikan dukungan semangat
dan doa selama ini.
2. Orang tua dan kedua kakakku tercinta, yang telah memberikan dukungan
doa, semangat, dan materi selama pengerjaan skripsi.
3. Bapak Handoko, M.Eng selaku Dekan dan Walistudi, untuk bimbingan
selama proses studi hingga skripsi ini dibuat.
4. Bapak Dr. Iwan Setyawan selaku Korkon.Teknik Elektronika, untuk arahan
dan kebijakan dalam mengurus hal-hal yang berkenaan dengan skripsi.
5. Bapak F. Dalu Setiaji, M.T. selaku Kaprogdi. Teknik Elektronika untuk
setiap nasihat dan wawasan baru yang diberikan selama ini.
6. Bapak Darmawan Utomo, M.Eng. selaku pembimbing I yang telah banyak
memberikan saran, pertimbangan, dan solusi selama penyelesaian tugas
akhir.
7. Bapak Deddy Susilo, S.T. selaku pembimbing II yang telah banyak
memberikan informasi dan solusi dalam menghadapi permasalahan dalam
tugas akhir.
8. Rut Novyanti, kekasihku yang selalu dapat memahamiku, dan mendukungku
dalam doa.
9. Seluruh Staff Dosen Teknik Elektronika yang telah memberikan bekal ilmu
pengetahuan yang berharga kepada penulis.
ii
10. Seluruh Staff TU dan karyawan Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer,
Mas Witjak, Mbak Tin , Mbak Rista, dan Mbak Dita untuk bantuan selama
penulis berada di Fakultas Teknik.
11. Ibu Tenny Elvira yang telah menyediakan tempat untuk kos bagi penulis.
12. Teman-teman kos Cemara II No.6 yang lama maupun yang baru, atas
kebersamaannya selama ini.
13. Teman-teman elektro angkatan 2006, yang telah menemani dalam suka dan
duka selama menjalani pendidikan di Fakultas Teknik.
Penulis menyadari bahwa skripsi yang telah dikerjakan ini masih belum
sempurna karena keterbatasan waktu, dan pengetahuan yang dimiliki. Oleh sebab itu
saran dan kritik yang membangun sangat diharapkan guna perbaikan di masa
mendatang. Penulis bersyukur karena dapat menyelesaikan skripsi ini hingga tahap
akhir.
Akhir kata, semoga pengetahuan yang telah dipelajari senantiasa dipergunakan
untuk kebaikan sesama dan tetap berpedoman pada Firman Tuhan. Semoga penulisan
skripsi ini bermanfaat bagi setiap pembaca. Tuhan memberkati kita.
Salatiga, Juni 2012
Penulis
iii
DAFTAR ISI
INTISARI ………………………………………………………………………….....
i
KATA PENGANTAR ……………………………………………………………......
ii
DAFTAR ISI …………………………………………………………………...…...... iv
DAFTAR GAMBAR ……………………………………………………………........ vi
DAFTAR TABEL ……………………………………………………………............. viii
DAFTAR KODE …………………………………………………………….............
ix
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1. Tujuan ……………………………………………………………………
1
1.2. Latar Belakang Masalah …………………………………………………
1
1.3. Gambaran Sistem ………………………………………………………..
3
1.4. Spesifikasi Alat …………………………………………………………..
4
1.5. Sistematika Penulisan ……………………………………………………
5
BAB II DASAR TEORI
7
2.1. Konsep Dasar LED dan Warnanya ………………..…………………..
7
2.2. Konsep Dasar Warna RGB dan Kombinasinya ……………………….…
9
BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI ALAT
3.1. Perancangan dan Realisasi Perangkat Keras Sistem ……...…………….
13
14
3.1.1. Perancangan dan Realisasi Modul Mikrokontroler ………....... 14
3.1.2. Perancangan dan Realisasi Modul Pengendali Baris ………....
16
3.1.3. Perancangan dan Realisasi Modul Pengendali Kolom …….…
19
3.1.4. Perancangan dan Realisasi Modul Penampil Teks Bergerak …
22
3.2. Perancangan dan Realisasi Perangkat Lunak Sistem ………...…………
25
3.2.1. Perancangan dan Realisasi Program Interface ………..............
25
3.2.2. Perancangan dan Realisasi Program Mikrokontroler ….......…. 34
iv
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS HASIL PENGUJIAN
43
4.1. Pengujian Perangkat Keras ……………………………………………... 43
4.1.1. Pengujian Pengendali Kolom ……………….………………..
43
4.1.2. Pengujian Pengendali Baris ………….………………….....…
47
4.1.3. Pengujian Penampil Teks Bergerak …………………..………
50
4.2. Pengujian Perangkat Lunak …………………………………………...... 52
4.2.1. Pengujian Program Interface …………………………………. 53
4.2.2. Pengujian Program Mikrokontroler ………………………...… 56
4.3. Pengujian Keseluruhan Sistem …………………………………………. 60
BAB V PENUTUP
64
5.1. Kesimpulan ……………………………………………………………... 64
5.2. Saran Pengembangan ……………………………………………….......
DAFTAR PUSTAKA
65
66
LAMPIRAN
A. Cara Penggunaan Alat …………………………………………………………....
68
B. Grafik arus drain dan konfigurasi kaki shift register …………….........................
71
C. Tabel kebenaran dan karakteristik shift register, dan intensitas cahaya LED……... 72
D. DatasheetRGB Dot Matrix Display M-20882BRGB10 ……….............................. 73
v
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Gambaran umum sistem ……………………………………………......... 4
Gambar 2.1. Cara kerja di dalam sebuah LED …………………………………...........
7
Gambar 2.2. Representasi campuran warna RGB ………………………………..........
9
Gambar 2.3. Komposisi tiap piksel dot matrix RGB ……………………………........ 11
Gambar 2.4. Tujuh warna dasar yang tersedia …………………………………............ 11
Gambar 2.5. Contoh tampilan teks satu warna tanpa warna latar belakang …….......... 11
Gambar 2.6. Contoh tampilan teks satu warna dengan warna latar belakang …............ 12
Gambar 2.7. Contoh tampilan teks dua warna tanpa warna latar belakang ………........ 12
Gambar 3.1. Blok diagram sistem keseluruhan ………………………………............ 13
Gambar 3.2. Komunikasi data antara PC dan ATmega32 …………………….............. 15
Gambar 3.3. Untai mikrokontroler, reset, dan tx-rx serial …………………….............. 16
Gambar 3.4. Rangkaian kendali untuk tiap baris ………………………………............ 17
Gambar 3.5. Untai pengendali baris dengan MOSFET tipe-P ………………................ 19
Gambar 3.6. Koneksi tiap satu kolom LED RGB dan shift register pasangannya ......... 19
Gambar 3.7. Hubungan kaskade HCF4094BE ………………………………............... 20
Gambar 3.8. Untai pengendali baris dengan menggunakan shift register …….............. 21
Gambar 3.9. Hubungan kaskade dot matrix RGB 64 kolom x 7 baris ………............... 22
Gambar 3.10. Komposisi satu piksel dot matrix RGB ………....................................... 23
Gambar 3.11. Untai penampil teks bergerak RGB ………............................................. 24
Gambar 3.12. Diagram alir program interface ……….................................................... 25
Gambar 3.13. Tampilan program interface …………..................................................... 26
Gambar 3.14. Format dari data yang dikirimkan secara serial ………........................... 33
Gambar 3.15. Diagram alir program mikrokontroler ……….......................................... 35
Gambar 3.16. Representasi array data teks ke array penampil ………........................... 37
Gambar 3.17. Contoh representasi isi array data teks ke array penampil ………........... 37
Gambar 4.1. Diagram pewaktuan pengujian manual sampel ………............................. 44
Gambar 4.2. Pengujian kendali manual shift register ke LED ………........................... 45
Gambar 4.3. Pengujian kendali manual shift register ke penampil teks bergerak …….. 45
Gambar 4.4. Pengujian kendali kolom manual menampilkan huruf “B” ………........... 46
vi
Gambar 4.5. Pengujian kendali kolom otomatis menampilkan huruf “B” ………......... 47
Gambar 4.6. Pengujian kendali baris manual pada satu baris penampil………............. 48
Gambar 4.7. Pengujian kendali baris manual pada tujuh baris penampil ……………... 48
Gambar 4.8. Pengujian kendali baris manual menampilkan huruf “B” ……….............. 49
Gambar 4.9. Pengujian kendali baris otomatis pada tujuh baris penampil ………......... 49
Gambar 4.10. Pengujian tampilan tujuh macam warna ……………………………….. 50
Gambar 4.11. Pengujian tiga macam contoh tampilan warna teks ................................. 51
Gambar 4.12. Pengujian tiga macam contoh tampilan warna latar belakang ………..... 51
Gambar 4.13. Pengujian macam-macam karakter mode teks ………………………..... 51
Gambar 4.14. Pengujian beberapa contoh tampilan teks bergerak ………..................... 52
Gambar 4.15. Pengujian tampilan program interface pada saat awal ………................. 53
Gambar 4.16. Pengujian pemilihan data warna .............................................................. 54
Gambar 4.17. Pengujian pemilihan memori penyimpanan ………................................. 54
Gambar 4.18. Pengujian penulisan data teks ………...................................................... 55
Gambar 4.19. Pengujian pemilihan jenis animasi ........................................................... 55
Gambar 4.20. Pengujian pengiriman data pengaturan ……............................................ 55
Gambar 4.21. Pengujian keberhasilan pengiriman data pengaturan ……....................... 56
Gambar 4.22. Pengujian animasi static ........................................................................... 57
Gambar 4.23. Pengujian animasi blink ........................................................................... 58
Gambar 4.24. Pengujian animasi scroll down ................................................................ 58
Gambar 4.25. Pengujian animasi show horizontal .......................................................... 59
Gambar 4.26. Pengujian animasi shift left ...................................................................... 59
Gambar 4.27. Pengujian keseluruhan data pengaturan tampilan .................................... 60
Gambar 4.28. Pengujian tampilan berdasarkan data pengaturan program interface ….. 61
Gambar 4.29. Pad solder untuk hubungan kaskade dot matrix dan shift register .......... 62
Gambar 4.30. Dimensi perangkat keras sistem yang dibuat ........................................... 62
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1. Perbandingan teks bergerak yang dibuat dan yang beredar di Indonesia…...
2
Tabel 2.1. Bahan semikonduktor penyusun LED dan warna yang dihasilkan………....
8
Tabel 2.2. Kombinasi dua warna primer ……………..…………….………………..... 10
Tabel 2.3. Komplemen warna primer ………………………………………………..... 10
Tabel 3.1. Koneksi baris dan shift register dengan PORT mikrokontroler……….….... 15
Tabel 3.2. Koneksi per bagian kontrol shift register dengan PORT mikrokontroler …. 21
Tabel 3.3. Daftar isi pilihan memori penyimpanan ………………………………….... 28
Tabel 3.4. Daftar isi pilihan animasi dan persyaratan penggunaannya ……………...... 28
Tabel 3.5. Hubungan pemilihan jumlah variasi warna dan daftar yang tertampil …..... 30
Tabel 3.6. Hubungan nilai data RGB dan warna yang ditampilkan ………………….. 31
Tabel 3.7. Daftar warna berdasarkan urutan indeks …………………………..……..... 31
Tabel 3.8. Hubungan nilai PORT A dan baris yang aktif…………………………….... 38
Tabel 3.9. Hubungan nama variabel dengan pin kendali pada mikrokontroler……....... 41
Tabel 4.1. Nilai data kolom huruf “B” sebagai sampel……………………………....... 45
Tabel 4.2. Nilai data kolom sampel huruf “B” secara lengkap……………………........ 46
Tabel 4.3. Pengujian arus tiap warna dasar ……………………………......................... 61
Tabel 4.4. Tabel realisasi spesifikasi sistem ………………………………………....... 62
viii
DAFTAR KODE
Kode 3.1. Inisialisasi tampilan awal aktif ……………………………………............. 27
Kode 3.2. Penerimaan data karakter pada kotak teks ………………………………..... 27
Kode 3.3. Pemilihan animasi pada daftar ………………………..…………………..... 29
Kode 3.4. Penampilan daftar warna berdasarkan banyak variasi warna yang dipilih … 30
Kode 3.5. Hubungan indeks warna dan data warna ……………………………..…...... 32
Kode 3.6. Inisialisasi port serial dan pengiriman data ………………………………..... 32
Kode 3.7. Deteksi penekanan tombol kirim …………………………………………..... 33
Kode 3.8. Penyalinan data EEPROM ke array penampung sementara ……………….... 36
Kode 3.9. Penyalinan data array penampung sementara ke data penampung khusus … 36
Kode 3.10. Prosedur seleksi data kolom penampil …………………………………..... 39
Kode 3.11. Prosedur pengisian data warna kolom penampil ………………………...... 40
Kode 3.12. Pengendalian dengan menggunakan teknik scanning baris ……………..... 42
ix
BERBASIS MIKROKONTROLER
Oleh
Yohanes Benny Wongsodihardjo
NIM
: 612006046
Skripsi
Untuk melengkapi syarat-syarat memperoleh
Ijazah Sarjana Teknik
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Program Studi Teknik Elektro
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
Juni 2012
SIST
STEM TEKS BERGERAK 7 WARNA
BE
BERBASIS
MIKROKONTROLER
Oleh
Yohanes Benny Wongsodihardjo
NIM
: 612006046
Skripsi
Sk
ini telah diterima dan disahkan
Sebaga
agai salah satu persyaratan guna mencapai
SARJANA TEKNIK
Dalam
KONS
NSENTRASI TEKNIK ELEKTRONIKA
FAKULTAS
S TEKNIK
T
ELEKTRONIKA DAN KOMPUTER
R
UNIVE
VERSITAS KRISTEN SATYA WACANA
SALATIGA
Disahkan oleh
Pembimbing I
Pe
Pembimbing II
Darmawan Utomo, M.Eng.
g.
Deddy
ddy Susilo, S.T.
Tgl. ………………………
…
Tgl…....……………..
zyxwvutsrqpo
PERPUSTAKAAN U NIVERSITAS
UNIVERSITAS KRIS'TEN SATYA WACANA zyxwvutsrqpo
ji
zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXW
do M U I M . I SI 1711
Di|«4H'Uc>r2
l vi i »,i h , lt nloiu> i,i
[Vl|> . 021K ••• J2 I 2 I 2 . Pax. 02'W 1214 Jj
l- 'iliail: h b r .i n i/ .vhn.u!> vv.o t lu : l i l t p :
lil< r.nv.uk^ w.<
zyxwvutsrqpon
MAMMMUbMMMWMMMMiMMIMMIMMMIlMMIINiiftWMMMf
PERNYATAAN TIDAK PLAGIAT DAN PERSETUJUAN AKSES
Sebagai sivit as akademik Universit as Krist en Satya Wacana, saya yang bert anda t angan di baw ah ini:
N
a
m
.
a
YoWAHfS BENNY WoK^oOlrt A^OJ-D
^ - kenoyzyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXW
vo @ yahoo • c&w\ zyxwvutsrqponmlkjihgf
NIM
Tefc-NIIC ELEIcT^ONtKA OW EOM PUTEE.
Fakultas
Judul t ugas akhir
£\f, T E M
TE-KX
B6R.6E.RA-K
7
P
R
O
G
R
A
M
S T
WAANIA
U
D
I
.
T^ K I K
B ERB A -SU
Et -Ef cTgc?
M I KR£>KON TRO L ER.
Dengan ini menyerahkan karya t ersebut di at as unt uk disimpan dalam Koleksi Digit al Perpust akaan Universit as dengan
ket ent uan akses t ugas akhir elekt ronik sebagai berikut (beri t anda pada kot ak yang sesuai):
a.Saya mengijinkan karya t ersebut diunggah ke dalam aplikasi Koleksi Digit al Perpust akaan
Universit as,
dan/at au port al GARUDA.
|
!
| b.Saya t idak mengijinkan karya t ersebut diunggah ke dalam aplikasi Koleksi Digit al Perpust akaan Universit as,
dan/at au port al GARUDA. * zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
poin b harus dilampiri dengan surat dari Dekan/Kaprodi at au pembimbing TA dengan diket ahui oleh pimpinan f akult as yang menjelaskan alasan pilihan.
Yang akan dit ampilkan qjlalah halaman judul + abst rak.
Dengan ini saya juga menyat akan bahw a:
1.
Hasil karya yang saya serahkan ini adalah asli dan belum pernah diajukan unt uk mendapat kan gelar kesarjanaan baik di
Universit as Krist en Satya Wacana maupun di inst it usi pendidikan lainnya.
2.
Hasil karya saya ini bukan saduran/ t erjemahan melainkan merupakan gagasan, rumusan, dan hasil pelaksanaan
penelit ian/ implement asi saya sendiri, t anpa bant uan pihak lain, kecuali arahan
pembimbing akademik dan
narasumber penelit ian.
3.
Hasil karya saya ini merupakan hasil revisi t erakhir set elah diujikan yang t elah diket ahui dan diset ujui oleh
pembimbing.
4.
Dalam karya saya ini t idak t erdapat karya at au pendapat yang t elah dit ulis at au dipublikasikan orang lain, kecuali yang
digunakan sebagai acuan dalam naskah dengan menyebut kan nama pengarang dan dicant umkan dalam daf t ar
pust aka.
5. Saya menyerahkan hak non-eksklusif kepada Perpust akaan Universit as - Universit as Krist en Satya Wacana unt uk
menyimpan, mengat ur akses sert a melakukan pengelolaan t erhadap karya saya ini dengan mengacu pada ket ent uan
akses t ugas akhir elekt ronik di at as dan norma hukum yang berlaku.
Pernyat aan ini saya buat dengan sesungguhnya. Apabila di kemudian hari t erbukt i ada penyimpangan dan ket idakbenaran
dalam pernyat aan ini maka saya bersedia menerima sanksi akademik berupa pencabut an gelar yang t elah diperoleh
karena karya saya ini, sert a sanksi lain yang sesuai dengan ket ent uan yang berlaku di Universit as Krist en Satya Wacana.
15"
AOUSTUS 40 ( 2.
Tanda t angan & nama t erang mahasisw a
Mengetahui,
Tanda t angan & nama t erang pembimbing I
Tanda t angan & nama t erang pembimbing il
PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS | UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA
INTISARI
Keuntungan penggunaan LED dalam teknologi penampil elektronika adalah
konsumsi dayanya menjadi jauh lebih kecil dibanding dengan generasi terdahulu yang
menggunakan tabung maupun cairan kristal. Salah satu aplikasi penggunaan LED
adalah terciptanya media teks bergerak yang berfungsi sebagai media informasi dan
promosi di toko-toko, rumah makan, stasiun, bank, dan lain-lain. Di Indonesia, dua jenis
media penampil teks bergerak yang umum dijumpai adalah single color dan dual color.
Namun untuk dapat menampilkan teks yang memiliki variasi warna yang lebih banyak,
penggunaan keduanya tidaklah cukup. Solusinya adalah menggunakan sistem warna
multicolor, yang ketersediaannya masih sangat langka dijumpai di Indonesia.
Usulan yang digunakan dalam skripsi ini adalah perancangan sistem teks
bergerak menggunakan sistem warna multicolor, dengan berdasar tiga warna dasar
primer yang dikenal dengan RGB. Pada skripsi ini telah direalisasikan sesuai dengan
usulan yang telah dituliskan. Sistem teks bergerak yang dibangun dikhususkan untuk
mode teks dan tidak mendukung mode grafik. Pilihan warna yang dapat ditampilkan
merupakan warna RGB dan kombinasinya dengan intensitas yang sama, warna-warna
tersebut yaitu red, green, blue, cyan, magenta, yellow dan white. Sistem dikendalikan
dengan mikrokontroler menggunakan teknik scanning vertikal dan tersedia aplikasi
desktop untuk memudahkan pengguna dalam melakukan pengaturan data tampilan.
Berdasarkan pengujian didapatkan hasil bahwa perangkat keras dan lunak dapat
bekerja normal dan berjalan dengan baik. Pengiriman data dilakukan melalui port
RS232 dengan kecepatan 9600 bps. Sistem dapat menampilkan tulisan berikut latar
belakang dengan warna tertentu yang dapat dipilih dari tujuh macam pilihan warna yang
tersedia, serta terdapat lima macam pilihan animasi berbeda.
i
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur ke hadirat Tuhan Yesus Kristus untuk berkat kesehatan,
kelancaran, serta kasih dan kemurahannya sehingga skripsi ini dapat terselesaikan
dengan baik. Skripsi merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan
jenjang S1 di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya
Wacana Salatiga.
Dalam penyelesaiannya, skripsi ini tidak lepas dari bantuan, dukungan, serta
bimbingan dari berbagai pihak. Oleh sebab itu, penulis ingin mengucapkan terimakasih
kepada:
1. Oma-omaku tersayang, yang senantiasa memberikan dukungan semangat
dan doa selama ini.
2. Orang tua dan kedua kakakku tercinta, yang telah memberikan dukungan
doa, semangat, dan materi selama pengerjaan skripsi.
3. Bapak Handoko, M.Eng selaku Dekan dan Walistudi, untuk bimbingan
selama proses studi hingga skripsi ini dibuat.
4. Bapak Dr. Iwan Setyawan selaku Korkon.Teknik Elektronika, untuk arahan
dan kebijakan dalam mengurus hal-hal yang berkenaan dengan skripsi.
5. Bapak F. Dalu Setiaji, M.T. selaku Kaprogdi. Teknik Elektronika untuk
setiap nasihat dan wawasan baru yang diberikan selama ini.
6. Bapak Darmawan Utomo, M.Eng. selaku pembimbing I yang telah banyak
memberikan saran, pertimbangan, dan solusi selama penyelesaian tugas
akhir.
7. Bapak Deddy Susilo, S.T. selaku pembimbing II yang telah banyak
memberikan informasi dan solusi dalam menghadapi permasalahan dalam
tugas akhir.
8. Rut Novyanti, kekasihku yang selalu dapat memahamiku, dan mendukungku
dalam doa.
9. Seluruh Staff Dosen Teknik Elektronika yang telah memberikan bekal ilmu
pengetahuan yang berharga kepada penulis.
ii
10. Seluruh Staff TU dan karyawan Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer,
Mas Witjak, Mbak Tin , Mbak Rista, dan Mbak Dita untuk bantuan selama
penulis berada di Fakultas Teknik.
11. Ibu Tenny Elvira yang telah menyediakan tempat untuk kos bagi penulis.
12. Teman-teman kos Cemara II No.6 yang lama maupun yang baru, atas
kebersamaannya selama ini.
13. Teman-teman elektro angkatan 2006, yang telah menemani dalam suka dan
duka selama menjalani pendidikan di Fakultas Teknik.
Penulis menyadari bahwa skripsi yang telah dikerjakan ini masih belum
sempurna karena keterbatasan waktu, dan pengetahuan yang dimiliki. Oleh sebab itu
saran dan kritik yang membangun sangat diharapkan guna perbaikan di masa
mendatang. Penulis bersyukur karena dapat menyelesaikan skripsi ini hingga tahap
akhir.
Akhir kata, semoga pengetahuan yang telah dipelajari senantiasa dipergunakan
untuk kebaikan sesama dan tetap berpedoman pada Firman Tuhan. Semoga penulisan
skripsi ini bermanfaat bagi setiap pembaca. Tuhan memberkati kita.
Salatiga, Juni 2012
Penulis
iii
DAFTAR ISI
INTISARI ………………………………………………………………………….....
i
KATA PENGANTAR ……………………………………………………………......
ii
DAFTAR ISI …………………………………………………………………...…...... iv
DAFTAR GAMBAR ……………………………………………………………........ vi
DAFTAR TABEL ……………………………………………………………............. viii
DAFTAR KODE …………………………………………………………….............
ix
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1. Tujuan ……………………………………………………………………
1
1.2. Latar Belakang Masalah …………………………………………………
1
1.3. Gambaran Sistem ………………………………………………………..
3
1.4. Spesifikasi Alat …………………………………………………………..
4
1.5. Sistematika Penulisan ……………………………………………………
5
BAB II DASAR TEORI
7
2.1. Konsep Dasar LED dan Warnanya ………………..…………………..
7
2.2. Konsep Dasar Warna RGB dan Kombinasinya ……………………….…
9
BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI ALAT
3.1. Perancangan dan Realisasi Perangkat Keras Sistem ……...…………….
13
14
3.1.1. Perancangan dan Realisasi Modul Mikrokontroler ………....... 14
3.1.2. Perancangan dan Realisasi Modul Pengendali Baris ………....
16
3.1.3. Perancangan dan Realisasi Modul Pengendali Kolom …….…
19
3.1.4. Perancangan dan Realisasi Modul Penampil Teks Bergerak …
22
3.2. Perancangan dan Realisasi Perangkat Lunak Sistem ………...…………
25
3.2.1. Perancangan dan Realisasi Program Interface ………..............
25
3.2.2. Perancangan dan Realisasi Program Mikrokontroler ….......…. 34
iv
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS HASIL PENGUJIAN
43
4.1. Pengujian Perangkat Keras ……………………………………………... 43
4.1.1. Pengujian Pengendali Kolom ……………….………………..
43
4.1.2. Pengujian Pengendali Baris ………….………………….....…
47
4.1.3. Pengujian Penampil Teks Bergerak …………………..………
50
4.2. Pengujian Perangkat Lunak …………………………………………...... 52
4.2.1. Pengujian Program Interface …………………………………. 53
4.2.2. Pengujian Program Mikrokontroler ………………………...… 56
4.3. Pengujian Keseluruhan Sistem …………………………………………. 60
BAB V PENUTUP
64
5.1. Kesimpulan ……………………………………………………………... 64
5.2. Saran Pengembangan ……………………………………………….......
DAFTAR PUSTAKA
65
66
LAMPIRAN
A. Cara Penggunaan Alat …………………………………………………………....
68
B. Grafik arus drain dan konfigurasi kaki shift register …………….........................
71
C. Tabel kebenaran dan karakteristik shift register, dan intensitas cahaya LED……... 72
D. DatasheetRGB Dot Matrix Display M-20882BRGB10 ……….............................. 73
v
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Gambaran umum sistem ……………………………………………......... 4
Gambar 2.1. Cara kerja di dalam sebuah LED …………………………………...........
7
Gambar 2.2. Representasi campuran warna RGB ………………………………..........
9
Gambar 2.3. Komposisi tiap piksel dot matrix RGB ……………………………........ 11
Gambar 2.4. Tujuh warna dasar yang tersedia …………………………………............ 11
Gambar 2.5. Contoh tampilan teks satu warna tanpa warna latar belakang …….......... 11
Gambar 2.6. Contoh tampilan teks satu warna dengan warna latar belakang …............ 12
Gambar 2.7. Contoh tampilan teks dua warna tanpa warna latar belakang ………........ 12
Gambar 3.1. Blok diagram sistem keseluruhan ………………………………............ 13
Gambar 3.2. Komunikasi data antara PC dan ATmega32 …………………….............. 15
Gambar 3.3. Untai mikrokontroler, reset, dan tx-rx serial …………………….............. 16
Gambar 3.4. Rangkaian kendali untuk tiap baris ………………………………............ 17
Gambar 3.5. Untai pengendali baris dengan MOSFET tipe-P ………………................ 19
Gambar 3.6. Koneksi tiap satu kolom LED RGB dan shift register pasangannya ......... 19
Gambar 3.7. Hubungan kaskade HCF4094BE ………………………………............... 20
Gambar 3.8. Untai pengendali baris dengan menggunakan shift register …….............. 21
Gambar 3.9. Hubungan kaskade dot matrix RGB 64 kolom x 7 baris ………............... 22
Gambar 3.10. Komposisi satu piksel dot matrix RGB ………....................................... 23
Gambar 3.11. Untai penampil teks bergerak RGB ………............................................. 24
Gambar 3.12. Diagram alir program interface ……….................................................... 25
Gambar 3.13. Tampilan program interface …………..................................................... 26
Gambar 3.14. Format dari data yang dikirimkan secara serial ………........................... 33
Gambar 3.15. Diagram alir program mikrokontroler ……….......................................... 35
Gambar 3.16. Representasi array data teks ke array penampil ………........................... 37
Gambar 3.17. Contoh representasi isi array data teks ke array penampil ………........... 37
Gambar 4.1. Diagram pewaktuan pengujian manual sampel ………............................. 44
Gambar 4.2. Pengujian kendali manual shift register ke LED ………........................... 45
Gambar 4.3. Pengujian kendali manual shift register ke penampil teks bergerak …….. 45
Gambar 4.4. Pengujian kendali kolom manual menampilkan huruf “B” ………........... 46
vi
Gambar 4.5. Pengujian kendali kolom otomatis menampilkan huruf “B” ………......... 47
Gambar 4.6. Pengujian kendali baris manual pada satu baris penampil………............. 48
Gambar 4.7. Pengujian kendali baris manual pada tujuh baris penampil ……………... 48
Gambar 4.8. Pengujian kendali baris manual menampilkan huruf “B” ……….............. 49
Gambar 4.9. Pengujian kendali baris otomatis pada tujuh baris penampil ………......... 49
Gambar 4.10. Pengujian tampilan tujuh macam warna ……………………………….. 50
Gambar 4.11. Pengujian tiga macam contoh tampilan warna teks ................................. 51
Gambar 4.12. Pengujian tiga macam contoh tampilan warna latar belakang ………..... 51
Gambar 4.13. Pengujian macam-macam karakter mode teks ………………………..... 51
Gambar 4.14. Pengujian beberapa contoh tampilan teks bergerak ………..................... 52
Gambar 4.15. Pengujian tampilan program interface pada saat awal ………................. 53
Gambar 4.16. Pengujian pemilihan data warna .............................................................. 54
Gambar 4.17. Pengujian pemilihan memori penyimpanan ………................................. 54
Gambar 4.18. Pengujian penulisan data teks ………...................................................... 55
Gambar 4.19. Pengujian pemilihan jenis animasi ........................................................... 55
Gambar 4.20. Pengujian pengiriman data pengaturan ……............................................ 55
Gambar 4.21. Pengujian keberhasilan pengiriman data pengaturan ……....................... 56
Gambar 4.22. Pengujian animasi static ........................................................................... 57
Gambar 4.23. Pengujian animasi blink ........................................................................... 58
Gambar 4.24. Pengujian animasi scroll down ................................................................ 58
Gambar 4.25. Pengujian animasi show horizontal .......................................................... 59
Gambar 4.26. Pengujian animasi shift left ...................................................................... 59
Gambar 4.27. Pengujian keseluruhan data pengaturan tampilan .................................... 60
Gambar 4.28. Pengujian tampilan berdasarkan data pengaturan program interface ….. 61
Gambar 4.29. Pad solder untuk hubungan kaskade dot matrix dan shift register .......... 62
Gambar 4.30. Dimensi perangkat keras sistem yang dibuat ........................................... 62
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1. Perbandingan teks bergerak yang dibuat dan yang beredar di Indonesia…...
2
Tabel 2.1. Bahan semikonduktor penyusun LED dan warna yang dihasilkan………....
8
Tabel 2.2. Kombinasi dua warna primer ……………..…………….………………..... 10
Tabel 2.3. Komplemen warna primer ………………………………………………..... 10
Tabel 3.1. Koneksi baris dan shift register dengan PORT mikrokontroler……….….... 15
Tabel 3.2. Koneksi per bagian kontrol shift register dengan PORT mikrokontroler …. 21
Tabel 3.3. Daftar isi pilihan memori penyimpanan ………………………………….... 28
Tabel 3.4. Daftar isi pilihan animasi dan persyaratan penggunaannya ……………...... 28
Tabel 3.5. Hubungan pemilihan jumlah variasi warna dan daftar yang tertampil …..... 30
Tabel 3.6. Hubungan nilai data RGB dan warna yang ditampilkan ………………….. 31
Tabel 3.7. Daftar warna berdasarkan urutan indeks …………………………..……..... 31
Tabel 3.8. Hubungan nilai PORT A dan baris yang aktif…………………………….... 38
Tabel 3.9. Hubungan nama variabel dengan pin kendali pada mikrokontroler……....... 41
Tabel 4.1. Nilai data kolom huruf “B” sebagai sampel……………………………....... 45
Tabel 4.2. Nilai data kolom sampel huruf “B” secara lengkap……………………........ 46
Tabel 4.3. Pengujian arus tiap warna dasar ……………………………......................... 61
Tabel 4.4. Tabel realisasi spesifikasi sistem ………………………………………....... 62
viii
DAFTAR KODE
Kode 3.1. Inisialisasi tampilan awal aktif ……………………………………............. 27
Kode 3.2. Penerimaan data karakter pada kotak teks ………………………………..... 27
Kode 3.3. Pemilihan animasi pada daftar ………………………..…………………..... 29
Kode 3.4. Penampilan daftar warna berdasarkan banyak variasi warna yang dipilih … 30
Kode 3.5. Hubungan indeks warna dan data warna ……………………………..…...... 32
Kode 3.6. Inisialisasi port serial dan pengiriman data ………………………………..... 32
Kode 3.7. Deteksi penekanan tombol kirim …………………………………………..... 33
Kode 3.8. Penyalinan data EEPROM ke array penampung sementara ……………….... 36
Kode 3.9. Penyalinan data array penampung sementara ke data penampung khusus … 36
Kode 3.10. Prosedur seleksi data kolom penampil …………………………………..... 39
Kode 3.11. Prosedur pengisian data warna kolom penampil ………………………...... 40
Kode 3.12. Pengendalian dengan menggunakan teknik scanning baris ……………..... 42
ix