DOT MATRIK SEBAGAI ALAT UNTUK KEAMANAN Minarwati Program Studi Manajemen Informatika STMIK EL RAHMA YOGYAKARTA Jl. Sisingamangaraja 76 Yogyakarta Abstract Security is very important human need in berkehidupan anywhere. Even when located in a city bus, we also have to be careful not to become victims of crime, kecopetan example. People who ride the bus must be vigilant to avoid crime. But we often forget or become careless and become involved in crime pencopetan. One way to anticipate that passengers should always get a warning for waspasda against pickpockets, such as making paper with a dot matrix in a city bus 'beware pickpockets'. Microcontroller is a semiconductor transistor with a lot of content but just need a little space and can be mass produced so much more muarah than the microprocessor, in addition to the microcontroller is a electronic device that programeble, so it can be used for different purposes. INTISARI Keamanan sangat penting dibutuhkan manusia dalam berkehidupan dimana saja. Bahkan ketika berada didalam bus kota, kita juga harus berhatihati agar tidak menjadi korban kejahatan, kecopetan misalnya. Orang yang naik bus harus waspada agar terhindar dari tindak kejahatan. Namun seringkali kita menjadi lupa atau teledor sehingga terjadilah tindak kejahatan pencopetan. Salah satu cara untuk mengantisipasi hal tersebut penumpang harus selalu mendapat peringatan agar waspasda terhadap pencopet, misalnya membuat tulisan dengan dot matrik didalam bus kota ’awas copet’. Mikrokontroler adalah suatu teknologi semikonduktor dengan kandungan transistor yang banyak namun hanya membutuhkan ruang yang kecil serta dapat diproduksi secara masal sehingga harganya lebih muarah dibandingkan mikroprosesor, disamping itu mikrokontroler merupakan perangkat elektronika yang programeble, sehingga dapat dipergunakan untuk keperluan yang berbeda-beda. PENDAHULUAN Keamanan sangat penting dibutuhkan manusia dalam berkehidupan dimana saja. Bahkan ketika berada didalam bus kota, kita juga harus berhatihati agar tidak menjadi korban kejahatan, kecopetan misalnya. Orang yang naik bus harus waspada agar terhindar dari tindak kejahatan. Namun seringkali kita menjadi lupa atau teledor sehingga terjadilah tindak kejahatan pencopetan. Salah satu cara untuk mengantisipasi hal tersebut penumpang harus selalu mendapat peringatan agar waspasda terhadap pencopet, misalnya membuat tulisan dengan dot matrik didalam bus kota ’awas copet’.
1
Salah satu display yang cukup diminati adalah dot matrix. Berbeda dengan seven segment atau alphanumeric segment yang sudah membentuk batang-batang karakter, dot matrix hanya berupa titik-titik yang dapat disamakan dengan pixel dalam karakter LCD. Kelebihan dengan menggunakan dot matrik adalah tampilan yang menarik, karena bisa bergerak. Penumpang akan selalu melihat tulisan yang bergerak tersebut, dengan demikian juga akan selalu ingat akan pesan yang disampaikan. Mikrokontoler jenis AT89C52 merupakan piranti dasar pembuatan sistem ini dan telah banyak digunakan dalam aplikasi-aplikasi pengendali, pengiriman data, pengumpulan/rekam data dan sebagainya. Piranti ini mempunyai kandungan transistor yang lebih banyak tetapi membutuhkan ruang yang kecil dibandingkan dengan mikroprosesor. Mikrontroler sangat cocok digunakan untuk tujuan yang spesifik karena perbandingan ROM dan RAM-nya yang besar artinya program kontrol disimpan dalam ROM (bisa Masked ROM atau Flash PEROM) yang ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sementara, termasuk register-register yang digunakan pada mikrontroller yang bersangkutan. Sehingga sangat efektif dan efisien dalam aplikasinya. PEMBAHASAN Mikrokontroler AT89C52 Mikrokontroler sebagai suatu terobosan teknologi mikro prosesor dan mikrokomputer, hadir memnuhi kebutuhan pasar (market need) (Agfianto Eko Putro,2002,1). Pada masa sekarang mikrokontroler banyak digunakan sebagai pengontrol dan kendali pada peralatan-peralatan mulai peralatan industri sampai dengan peralatan rumah tangga. Penggunaan mikrokontroler lebih menguntungkan di bandingkan penggunaan mikroprosesor, hal ini karena dengan mikrokontroler maka tidak perlu lagi penambahan memori dan I/O eksternal selama memori dan I/O internal masih mencukupi kebutuhan. Mikrokontroler AT89C52 merupakan salah satu mikrokontroler buatan Atmel Corporation yang termasuk dalam keluarga MCS-51. AT89C52 memiliki keistimewaan sebagai berikut : 1. Kompatibel dengan produk MCS-51, yakni dalam susunan pena dan instruksi program yang digunakan. 2. Mempunyai sistem memori flash 8K yang dapat diprogram ulang sampai 1000 siklus tulis/hapus. 3. Beroperasi secara penuh pada frekuensi 0 sampai 24 MHz. 4. Memilki tiga tingkat penguncian program memori. 5. Memiliki 256 x 8 bit RAM internal. 6. Memiliki 32 jalur I/O yang dapat diprogram. 7. Memiliki tiga buah timer/counter 16 bit. 8. Memiliki enam buah sumber interupsi. 9. Memiliki kanal serial yang dapat deprogram. Adapun susunan pena dari AT89C52 dapat dilihat pada gambar 1.
2
Gambar 1. Susunan Pena (kaki) AT89C52 Adapun penjelasan dari masing-masing pena adalah sebagai berikut: 1. Pena 1 sampai 8 (Port 1). Port 1 merupakan port I/O 8 bit dua arah (bidirectional) dengan pull-up internal. Keluaran port 0 dapat menangani delapan input TTL. 2. Pena 9 (RST). Merupakan masukan reset (aktif tinggi) bagi CPU. Memberi logik tinggi pada pena reset selama dua siklus mesin pewaktu osilator aktif akan menyebabkan reset peralatan. 3. Pena 10 sampai 17 (port 3). Port 3 merupakan port I/O 8 bit dua arah (bidirectional) dengan pull-up internal. Keluaran port 0 dapat menangani 4 input TTL. Port 3 juga memiliki fungsi khusus, yaitu: Pin Port P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7
Tabel 1. Fungsi Khusus Port 3 Fungsi RXD (port masukan serial) TXD (port keluaran serial) INT0 (interupsi 0 eksternal) INT1 (interupsi 1 eksternal) T0 (timer 0 eksternal) T1 (timer 1 eksternal) WR (write strobe memori data eksternal) RD (read strobe memori data eksternal)
4. Pena 18 (XTAL 2) Merupakan kelauaran dari penguat osilator membalik. 5. Pena 19 (XTAL 1) Merupakan masukan ke penguat osilator membalik dan masukan ke clock internal.
3
6. Pena 20 (GND) Dihubungkan dengan ground suply. 7. Pena 21 sampai 28 (port 2) Port 2 merupakan port I/O 8 bit dua arah (bidirectional) dengan pull-up internal. Keluaran port 2 dapat menangani 4 input TTL. 8. Pena 29 (PSEN) PSEN (Program Store Enable) merupakan sinyal pengontrol yang mengijinkan untuk mengeksekusi memori program eksternal. PSEN diaktifkan dua kali masing-masing siklus mesin 9. Pena 30 (ALE/PROG) Pulsa ALE untuk menahan alamat bit rendah selama mengeksekusi memori program eksternal. 10. Pena 31 (EA) Bila pena ini diberi logik tinggi maka mikrokontroler akan melaksanakan instruksi dari memori program internal. Untuk mengeksekusi memori program eksternal EA harus diberi logik rendah atau dihubungkan ke ground.ketika memogram flash memori,harus diberi 12Vdc. 11. Pena 32 sampai 39 (port 0) Port 0 merupakan port I/O 8 bit dua arah (bidirectional) open drain. Keluaran port 0 dapat menangani 8 input TTL. 12. Pena 40 (VCC) Dihubungkan ke VCC 5 volt Adapun secara blok diagram mikrokontroler AT89C52 dapat dilihat pada gambar 2.
4
Gambar 2. Blok Diagram AT89C52 memiliki instruksi yang dikelompokkan dalam beberapa kelompok,yaitu: 1. Kelompok Instruksi Transfer Data Instruksi untuk memindahkan data antara register-register, memorimemori, antarmuka-register, dan antarmuka-memori. Instruksiinstruksi yang termasuk dalam kelompok transfer data adalah: − Mov @ Ri, # data − Movc A, @ A + DPTR − Mov @ Ri, A − Movc A, @ A + PC − Mov @ Ri, alamat data − Movx @ DPTR, A − Mov A, # data − Movx @ A Rr, A − Mov A, @ Ri − Movx A, @ DPTR
5
− Mov A, Rn − Mov A, alamat data − Movc alamat bit − POP alamat data − PUSH alamat data − SETB C − SETB alamat bit
− Mov A, @ Rr − Mov DPTR, # data − Mov alamat 1, alamat 2 − XCH A,@Rir − XCH A,Rn − XCH A,alamat data − XCHD A,@Ri
2. Kelompok Instruksi Aritmatika Instruksi-instruksi ini digunakan untuk melaksanakan programprogram yang berkaitan dengan operasi aritmatika. Instruksi aritmatika meliputi operasi penjumlahan, pengurangan, penambahan satu, pengurangan satu, perkalian dan pembagian. Instruksi yang termasuk dalam kelompok ini adalah: − ADD A, # data − DIV AB − ADD A, @ Ri − INC A − ADD A, Rn − INC DBTR − ADD A, alamat data − INC Rn − ADDC A, @ Ri − INC alamat data − ADDC A, Rn − MUL AB − ADDC A, alamat data − SUBB A, # data − DEC A − SUBB A, Rn − DEC Rn − SUBB A, alamat data 3. Kelompok intruksi Logika dan Manipulasi Bit Instruksi-instruksi ini melakukan operasi logika AND, OR, XOR, Perbandingan, Penggeseran, dan komplemen data.Instruksi-instruksi yang termasuk dalam kelompok ini adalah: − ANL A,#data − ORL C,alamat bit − ANL A,#Rn − ORL C,/alamat bit − ANL A,@Ri − ORL alamat data,#data − ANL A,Rr − ORL alamat data,A − ANL A,alamat data − RL A − ANL C,alamat bit − RLC A − ANL C,/alamat bit − RR A − ANL alamat data,#data − RRC A − ANL alamat data,A − XRL A,#data − CPL A − XRL A,@Ri − CPL C − XRL A,Rn − CPL alamat bit − XRL A,alamat data − ORL A,#data ,#data − ORL A,@Ri − XRL A,alamat data − ORL A,Rn − XRL alamat data,A 4. Kelompok Instruksi Percabangan
6
Dengan instruksi ini program yang sedang dilaksanakan akan melompat ke suatu alamat tertentu. Instruksi percabangan dibedakan atas percabangan bersyarat dan percabangan tanpa syarat. a. Instruksi percabangan bersyarat − CJNE @Rr,#data,alamat data − CJNE A,#data,alamat kode − CJNE A,#alamat data,alamat kode − CJNE Rr,#data,alamat kode − DJNZ Rr,alamat kode − DJNZ alamat data,alamat kode − JB alamat bit,alamat kode − JC alamat kode − JNB alamat bit, alamat kode − JNC alamat kode − JNZ alamat kode − alamat kode b. Instruksi Percabangan tanpa syarat − CALL alamat kode − ACALL alamat kode − LCALL alamat kode − JMP alamat kode − SJMP alamat kode − AJMP alamat kode − LJMP alamat kode − RET − RET1 Demultiplekser Sistem kerja dari komponen ini kebalikan dari multiplekser yaitu rangkain ini menerima informasi dari beberapa saluran dan membaginya ke tujuan yang jumlahnya lebih banyak. Sebuah saluran masukan diberikan ke salah satu dari keempat keluaran identik dibawah pengawasan dua saluran pemilih. Rangkaian ini terdiri dari empat gerbang AND dengan tiga masukan, masing-masing menerima masukan data bersama-sama dengan salah satu dari empat kemungkinan kombinasi variabel pemilih. Variabel masukan tunggal itu mempunyai jalur keempat keluaran itu tetapi informasinya diarahkan ke salah satu keluaran yang di tentukan oleh dua saluran pemilih tersebut. Suatu demultiplekser dapat berfungsi sebagai rangkaian dekoder jika saluran masukan tunggal itu dihubungkan secara permanen dengan suatu sinyal yang bersesuaian dengan logika-1. peralatan multiplekser dan demultiplekser bila digunakan bersama-sama berguna dalam suatu sistem yang ingin melipatgandakan banyaknya saluran data, mengirimkannya melalui satu saluran, dan mengubahnya kembali menjadi bentuk data aslinya pada ujung penerima untuk di proses.
7
Transistor Sebagai Saklar Transisistor bipolar dibentuk dengan menambah sebuah p-kedua atau wilayah-n ke dioda sambungan pn. Jika transistor mempunyai dua wilayah-n dan satu wilayah-p,dua sambungan akan terbentuk dan dikenal sebagai transisitor jenis NPN. Jika transistor mempunyai dua wilayah-p dan satu wilayah-n,dua sambungan akan terbentuk dan dikenal sebagai transisitor jenis PNP. Transiistor bipolar mempunyai tiga buah terminal-terminal. Terminalterminal tersebut dikenal dengan emitor, basis dan kolektor. Dalam penggunaan transistor umumnya terdapat tiga konfigurasi sambungan trasistor yaitu common kolektor, common basis, common emitor. Transistor NPN secara umum digunakan dengan aplikasi sebagai saklar. transistor saat kondisi saturasi transistor saat kondisi cut off basis IB melawan tegangan basis-emitor VBE. Aplikasi transistor tidak hanya dibatasi pada penguatan sinyal saja. Tetapi dapat juga diaplikasikan sebagai sebuah saklar (switch) pada komputer atau peralatan kontrol lainnya. Pada rangkaian di bawah ini, tegangan DC dihubungkan ke terminal kolektor dan ke beban, sedangkan terminal basis merupakan terminal input sebagai kendali kerja transistor switching ini. Analisis perhitungan transistor sebagai saklar adalah 1. kondisi cut off VCE = VCC – IcRc, karena Ic = 0 maka , VCE = VCC 2. Kondisi saturasi VCE = VCC – IsRc, karena VCE ≈ 0 maka , Ic = VCC/Rc Identifikasi Alat Untuk kelancaran dalam merealisasikan sistem maka ada beberapa pertimbangan yang menjadi acuan pembuatan display dot matrik berbasis mikrokontroler AT89C52 sebagai sarana/media informasi adalah sebagai berikut : 1.Alat dapat digunakan untuk menampilakan informasi berbentuk tulisan yang dapat di up to date sewaktu-waktu sesuai dengan kebutuhan informasi yang akan di tampilkan. 2. Alat dapat digunakan di berbagai instansi atau tempat. 3. Karekter yang dapat ditampilkan max 11 karakter. 4. Dapat dioperasikan dengan mudah. Analisis Kebutuhan Berdasarkan identifikasi masalah tersebut diatas, maka untuk merealisaikan display dot matrik di perlukan anlisis kebutuhan sebagi berikut : 1.Papan ketik yang digunakan sebagai input untuk keperluan pemasukan data. Disini digunakan keyboard dengan pertimbangan harga yang murah, karekter yang lengkap interface yang mudah.
8
2.Rangkain mikrokontroler AT89C52 untuk dapat mengolah atau pengendali seluruh system. 3. Rangkaian penampil dot matrik yang digunakan untuk menampilkan data dari keyboard (input). Perancangan Perangkat Keras Berdasarkan analisa kebutuhan yang ada, bagian–bagian yang dibutuhkan untuk membuat display dot matrik yang dapat digunakan sebagai media pengumuman atau informasi tersebut dapat disusun menjadi model blok diagram sebagai berikut: Key board
AT89C52
Driver Baris
Dot Matrik
Driver Kolom
Demultiplexer Gambar 3. Blok Diagram Perancangan Hardware 1. Key Board. Keyboard dugunakan sebagai data inputan dari sistem display dot matrik. Interface keyboard dengan mikrokontroler sangat sederhana yaitu hanya dengan dua buah kabel data kemudian dua kabel power seperti terlihat pada gambar berikut :
Gambar 4. Interface Key Board Dengan Mikrokontroler 2. Mikrokontroler At89C52.
9
Sistem kendali utama dalam perancangan sistem display dot matrik ini menggunakan mikrokontroler AT89C52 yang merupakan keluarga dari MSC-51. AT89C52 mempunyai 4 buah port yang dapat digunakan sebagai masukan atau keluaran. Sedangkan pada perancangan sistem ini menggunakan 3 buah port, yaitu pada port 0 digunakan sebagai output untuk mengaktifkan driver baris display, Port 2 digunakan untuk output dihubungkan ke driver kolom dispaly dan port 3 digunakan sebagai input yaitu dihubungkan dengan keyboard PC.
Gambar 5. Rangkaian Sistem Minimum AT89C52 3. Rangkaian Reset. Pada rangkaian display dot matriks ini rangkaian reset tidak diaktifkan. Sehingga hanyalah tersusun dari sebuah kondenstor dan sebuah resisitor. Dari rangkaian R dan C ini maka rangkaian reset ini hanyalah akan aktif saat pertama kali supply di hidupkan, karena saat itu rangkaian C yang terhubung pada vcc seakan-akan menjadi sebuah konduktor dan sesaat setelah itu maka kapasitor akan menghambat tegangan DC sehingga pin reset mikrokontroler akan terhubung ke ground melewati resistor.
Gambar 6. Rangkaian Reset.
10
4. Rangkaian Osilator. Semua mikrokontroler 51 Atmel memiliki osilator on-chip yang dapat digunakan sebagai sumber detak (clock). Rangkaian isolator ini menggunakan komponen kristal dan 2 buah kapasitor. Kaki-kaki kristal dihubungkan pada XTAL 1 (pin 19) dan XTAL (pin 18) pada mikrokontroler AT89C52 dan pada kapasitornya dihubungkan pada ground.
Gambar 7. Rangkaian osilator 5. Display Dot Matrik. Untuk penampil digunakan led dot matrik 5X7. Untuk menyalakan LED diperlukan arus yang cukup. Besarnya arus yang melewati LED menentukan intensitasnya. Umumnya arus yang mengalir pada LED sebesar 2 sampai 20 mA. Sedangkan penurunan tegangan LED sebesar 1,2 V sampai 2,4 V.
Gambar 8. Display Dot Matriks 5 X 7 6. Driver Baris Led yang digunakan sebagai display apabila diasumsikan nyala semua secara bersama-sama memerlukan arus sebesar ± 600 mA, sedangkan arus keluaran dari port AT89C52 kecil sekali
11
sekitar 10 mA. Oleh karena itu dengan menggunakan IC ULN2003 arus yang keluar sebesar 500 mA. Kemudian dikuatkan lagi dengan transitor BD140 dengan pertimbangan IC max dari transistor ini 1A. Sehingga Ic ini mampu untuk menyuplai arus beban sebesar 600 ma . Kemudian untuk membatasi arus yang masuk ke led sesuai dengan yang diinginkan yaitu sebesar 600ma. Maka keluaran dari colector tansistor diberi resisitor. Dengan ukuran 25 Ω dengan perhitungan sebagai berikut : V = I X R, dengan V = 15V I = 600ma =0,6A Maka ; R = 15 V/0,6A = 25 Ω
Gambar 9. Konfigurasi ULN2003 7. Driver Kolom Untuk metampilakan data ke display perlu proses scaning guna penyalaan display, untuk itu diperlukan komponen yang dapat melakukan hal tersebut dan karena kolomnya berjumlah 20 maka disini digunakan IC Demux 74ls154 dan 139. kemudian karena untuk menyalaknan led diperlukan aktif haight maka diperlukan transisitor yang dapaat membalikan fasadisi digunakan transistor A733. kemudian untuk melakukan proses penyaklaran disini mengunakan transistor C945. Spesifiksi alat Spesifikasi dari rangkaian Modifikasi Alat Penyakalar Telepon Paralel ini adalah sebagai berikut: a. Tegangan Supply AC : AC 220 50 Hz/60 Hz. b. Tegangan DC yang digunakan : 15V dan 5V DC. c. Input : Keyboard PC d. Kendali utama : Mikrokontroler AT89C52 e. Output : Display dot matrik 5X7X4 karakter Pembuatan alat Dalam membuat alat maka terlebih dahulu harus dipersiapkan alat dan bahan yang diperlukan. Alat dan bahan yang diperlukan antara lain:
12
a. Komputer untuk menggambar lay out PCB (Printed circuit Board). b. Peralatan sablon untuk mencetak gambar lay out ke PCB. c. Komponen-komponen yang diperlukan. d. Solder. e. Timah solder. f. PCB. g. Pelarut (ferichloride). h. Bor. Adapun proses pembuatan alat adalah sebagai berikut: a. Membuat lay out jalur PCB menggunakan komputer. b. Mencetak lay out pada PCB menggunakan peralatan sablon. c. Melarutkan PCB yang tercetak dengan pelarut. d. Menguji kondisi komponen dengan multimeter. e. Merakit komponen. f. Menguji rangkaian. Pengoperasian Alat Pengoperasian alat ini dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut: a. Menghubungkan antara input(key board) ke sistem mikrokontroler dan output (display dot matrik). b. Menghubungkan kabel AC ke konektor AC yang telah tersedia. c. Menghubungkan kabel AC ke sumber AC 220 50Hz/60Hz. d. Menghidupkan tombol power dari sistem ini e. Untuk dapat menampilkan informasi yang akan kita inginkan, kita tinggal memasukan data dengan mengetik pada keyboard . Data yang di ketik akan langsung ditampilkan pada display. Perancangan Perangkat Lunak Mikrokontroler AT89C52 merupakan keluarga MCS-51 Untuk dapat mefungsikan mikrokontroler diperlukan software. Software atau perangkat lunak tersebut nantinya di up-load ke flash memory dari mirokontroer tersebut. Bahasa yang digunakan untuk memprogram mikrokontroler dengan bahasa assembly. Program yang akan dirancang yaitu membuat sistem display dot matrik, yang dalam aplikasinya dapat mengendalikan input (keyboard) dan out put berupa Kolom display dot matrik sebagai output (penampil). Adapun perancangan program mengacu pada diagram alir ( flowchat). Perancangan program selengkapnya dapat dilihat dari flowchat sebagai berikut : Program Utama Algoritma Step 1 : nyalakan display Step 2 : cek apakah ada intrupsi Step 3 : jikaya simpan di memori Step 4 : jika tidak tampilkan display Step 5 : Ulangi step 2 dan seterusnya.
13
START
DISPLAY
APAKAH ADA DATA MASUK
SIMPAN DIMEMORI Gambar 10. Diagram alir ( flowcart) program utama. Kesimpulan Dengan adanya tulisan yang berisikan peringatan “AWAS COPET” di dalam Bus Kota menggunakan Dot Matrik diharapkan penumpang lebih waspada , sehingga mengurangi resiko kejahatan terutama kecopetan. Saran Sistem ini bisa ditambah dengan suara yang sesuai dengan tulisan yang muncul di papan Dot Matrik. DAFTAR PUSTAKA Anonim, 2004, Aplication Notes, www.innovativeelectronics.com
14
Innovative
Elektronics,
Margunadi, A.R, 1986, Pangantar Umum Elektronika, PT. Dian Rakyat, Jakarta Prasetyono Dwi Sunar, 2003, Belajar Sistem Cepat Elektronika, Absolut, Yogyakarta. Putra Agvifanto Eko, 2002, Belajar Mikrokontroler AT89c51/52/55 Gava Media, Yogyakarta. Satyoadi Melani, 2004, Elektronika Digital, Penerbit Adi, Yogyakarta
15
