RANCANG BANGUN ALAT DIGITAL SCORING CABANG OLAHRAGA PENCAK SILAT MENGGUNAKAN JARINGAN NIRKABEL BERBASIS RADIO FREKUENSI (RF) DAN MIKROKONTROLLER ATMEGA8535
LAPORAN TUGAS AKHIR
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Pendidikan Program Diploma 3
oleh:
ADLINE SYUHADA
SHARFINA FADHILAH
NIM : 1105061001
NIM : 1105061044
PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2014
ABSTRAK
Rancang Bangun Alat Digital Scoring Cabang Olahraga Pencak Silat Menggunakan
Jaringan
Nirkabel
Berbasis
Radio
Frekuensi
(RF)
dan
Mikrokontroller ATmega8535. Alat digital scoring merupakan alat yang dirancang untuk dapat mempermudah pengguna untuk menggunakan dan mengakses alat digital scoring dengan lebih mudah, dimana alat digital scoring ini di lengkapi dengan 1 set keypad 4×4 sebagai penginput data yang baik dan memiliki fisik yang lebih simple dan nyaman digunakan. Selain itu, pada alat digital scoring dilengkapi dengan perangkat komunikasi berbasis radio frekuensi yang berfungsi sebagai saluran transmisi antara alat digital scoring dengan proyektor sehingga nilai yang ditekan pada keypad akan menampilkan langsung secara realtime pada proyektor yang berada di belakang ketua pertandingan. Tugas akhir ini membahas bagaimana merancang dan membuat alat digital scoring cabang olahraga pencak silat menggunakan jaringan nirkabel berbasis radio frekuensi (RF) dan mikrokontroller ATmega8535. Tujuannya untuk mengetahui bagaimana merancang dan membuat alat digital scoring cabang olahraga pencak silat menggunakan jaringan nirkabel berbasis radio frekuensi (RF)
dan
mikrokontroller
ATmega8535,
menambah
ilmu
pengetahuan,
bermanfaat bagi penulis itu sendiri, menambah ilmu dan wawasan bagi mahasiswa yang membahasnya. Dengan menggunakan radio frekuensi dan mikrokontroller ATmega8535, kita dapat mengirim data dengan lebih mudah. Untuk merancang dan membuat alat digital scoring cabang olahraga pencak silat menggunakan
iii
jaringan nirkabel berbasis radio frekuensi (RF) dan mikrokontroller ATmega8535, maka proses yang dilakukan adalah dengan merancang rangkaian pengendali dan merancang program kendali serta menguji alat digital scoring dan menganalisa keluaran dari alat digital scoring tersebut.
iv
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT atas segala petunjuk, rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan rancangan proyek dan Laporan Tugas Akhir ini yang berjudul “Rancang Bangun Alat Digital Scoring Cabang Olahraga Pencak Silat Menggunakan Jaringan Nirkabel Berbasis Radio Frekuensi (RF) dan Mikrokontroller ATmega8535”. Laporan Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan Program Pendidikan Diploma 3 Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Medan. Laporan Tugas Akhir ini akan membahas bagaimana cara Pembuatan Alat Digital Scoring Cabang Olahraga Pencak Silat Menggunakan Jaringan Nirkabel Berbasis Radio Frekuensi (RF) dan Mikrokontroller ATmega8535. Dalam menyelesaikan laporan ini, penulis banyak menghadapi kesulitan, tetapi berkat bantuan, bimbingan dan pengarahan dari berbagai pihak, maka masalah tersebut dapat diatasi dengan baik, sehingga laporan ini dapat diselesaikan. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada: 1. M. Syahruddin S.T, M.T, selaku Direktur Politeknik Negeri Medan. 2. Junaidi, S.T, M.T, selaku Kepala Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan. 3. Ir. Suhaili Alifuddin, M.Eng, selaku Kepala Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Medan.
v
4. Febrin Aulia, S.T, M.T, selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak meluangkan waktunya untuk memberikan saran dalam penulisan Tugas Akhir ini. 5. M. Rusdi, S.T, M.T, selaku Dosen Wali TK-6A. 6. Seluruh Dosen/Staf pengajar di Politeknik Negeri Medan khususnya Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Medan yang telah memberikan ilmunya kepada penulis selama perkuliahan. 7. Teristimewa untuk orang tua penulis dan keluarga penulis yang telah memberikan banyak dukungan moril serta materil. 8. Seluruh teman-teman seperjuangan yang sama-sama merasakan pahit manisnya menjalani perkuliahan di Politeknik Negeri Medan khususnya Program Studi Teknik Telekomunikasi Kelas TK-6A. 9. Seluruh teman-teman UKM Merpati Putih dan Keluarga Besar PPS Betako Merpati Putih Cabang Medan yang telah menginspirasi penulis dalam pemberian judul Tugas Akhir ini. 10. Dan kepada seluruh pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. Dalam penyusunan laporan tugas akhir ini, penulis telah berusaha semaksimal mungkin untuk menyelesaikan laporan ini, namun jika terjadi kesalahan-kesalahan, penulis sangat mengharapkan saran dan kritik dari pembaca yang berguna untuk menambah pengetahuan.
vi
Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi yang membacanya. Akhir kata penulis ucapkan terima kasih kepada segenap pihak yang turut membantu dalam penulisan laporan ini.
Medan, Agustus 2014
Penulis
vii
DAFTAR ISI
LEMBAR PERSETUJUAN ....................................................................................i LEMBAR PENGESAHAN .....................................................................................ii ABSTRAK ................................................................................................................iii KATA PENGANTAR ..............................................................................................v DAFTAR ISI .............................................................................................................viii DAFTAR GAMBAR ................................................................................................xi DAFTAR TABEL ....................................................................................................xii BAB 1
PENDAHULUAN ....................................................................................1 1.1 Latar Belakang....................................................................................1 1.2 Tujuan .................................................................................................2 1.3 Perumusan Masalah ............................................................................2 1.4 Batasan Masalah .................................................................................3 1.5 Metode Penulisan ...............................................................................3 1.6 Sistematika Penulisan .........................................................................5
BAB 2
LANDASAN TEORI ...............................................................................7 2.1 Pendahuluan .......................................................................................7 2.1.1 Pencatat Nilai Manual (Menggunakan Lembaran Kertas) ........7 2.1.2 Alat
Digital
Scoring
Kejurnas
UNHAS
(Universitas
Hasanudin) 2012 .......................................................................8 2.2 Alat Digital Scoring berbasis Radio Frekuensi Secara singkat ..........11 2.3 Komponen Alat Digital Scoring......................................................... 13
viii
2.3.1 Mikrokontroler ATmega8535 ...................................................13 2.3.1.1 Kontruksi ATmega8535 ................................................16 2.3.1.2 Konfigurasi Pin ATmega8535 ......................................19 2.3.1.3 Diagram Blok ATmega8535 .........................................20 2.4 Radio Frekuensi (RF) .........................................................................22 2.4.1 Spesifikasi .................................................................................23 2.5 Keypad Sebagai Media Penginput Data .............................................24 2.6 LCD (Liquid Crystal Display) Sebagai Media Penampil Nilai Pada Digital Scoring ................................................................................... 25 2.7 Program Bahasa C (CODEVISION) ................................................... 26 2.8 Microsoft Visual Basic 6.0 (VB) ........................................................27 BAB 3
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM ...............................29 3.1 Diagram Blok .....................................................................................29 3.2 Perancangan Hardware .......................................................................30 3.2.1 Rancangan Rangkaian Pengendali ............................................30 3.2.1.1 Keypad ..........................................................................30 3.2.1.2 Kontroller ......................................................................31 3.2.1.3 Display ..........................................................................31 3.2.1.4 Pemancar Data...............................................................32 3.2.2 Rancangan Program Kendali ....................................................33 3.2.3 Perancangan dan Pembuatan Jalur PCB (Prototype Circuit Board) ........................................................................................33 3.2.3.1 Pembuatan PCB.............................................................35
ix
3.2.3.2 Layout PCB ...................................................................37 3.2.4 Penyolderan Komponen ............................................................37 3.2.5 Perakitan (Assembling) ............................................................. 38 3.3 Perancangan Software ........................................................................39 3.3.1 Pembuatan Program Mikrokontroller ATmega8535 dengan Menggunakan Software CV-AVR ............................................39 3.3.2 Pembuatan
Program
Tampilan
ke
PC
Menggunakan
Microsoft Visual Basic 6.0 ........................................................43 3.4 Flow Chart ..........................................................................................46 3.5 Rangkaian Sistem Digital Scoring......................................................48 BAB 4
PENGUJIAN DAN ANALISIS ..............................................................49 4.1 Pengujian dan Analisis Sistem ...........................................................49 4.1.1 Pengujian Dan Analisis Keypad ................................................49 4.1.2 Pengujian Dan Analisis LCD 16x2 ...........................................50 4.1.3 Pengujian
dan
Analisis
Keypad
4x4
Terhadap
Mikrokontroller ATmega8535 ..................................................52 4.1.4 Pengujian Dan Analisis Radio Frekuensi..................................55 4.2 Analisis Kinerja Perangkat Kontrol Secara Keseluruhan ...................57 BAB 5
SIMPULAN DAN SARAN .....................................................................59 5.1 Simpulan .............................................................................................59 5.2 Saran ...................................................................................................60
DAFTAR PUSTAKA ...............................................................................................61 LAMPIRAN
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
1. Lembaran penilaian pertandingan pencak silat ...................................................8 2. Alat digital scoring pada Kejurnas UNHAS (Makassar) 2012 ...........................9 3. Operator didekat ketua pertandingan .................................................................9 4. Scoring board menggunakan proyektor..............................................................10 5. Diagram Mikrokontroller ATmega8535 .............................................................19 6. Diagram blok ATmega8535 ...............................................................................21 7. Modul RF ............................................................................................................23 8. Skematik keypad 4×4 ..........................................................................................24 9. LCD 16×2 layar biru ...........................................................................................25 10. Skema pin LCD 16×2 .........................................................................................26 11. Tampilan program Codevision AVR ..................................................................27 12. Tampilan Visual Basic pada PC .........................................................................28 13. Diagram blok sistem ...........................................................................................29 14. Rangkaian Pengendali .........................................................................................32 15. Layout PCB rangkaian secara keseluruhan .........................................................37 16. Flow chart keypad dan RF Transmitter .............................................................. 46 17. Flow chart RF Receiver ke PC ............................................................................47 18. Rangkaian sistem digital scoring ........................................................................48 19. Contoh tampilan karakter pada LCD 16×2 .........................................................51
xi
DAFTAR TABEL Tabel
Halaman
1. Hasil pengujian output RF ..................................................................................55
xii
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Pencak silat adalah suatu seni beladiri tradisional yang berasal dari
Indonesia. Seni beladiri ini secara luas di kenal di Indonesia, Malaysia, Brunei, Singapura, Filipina Selatan dan Thailand Selatan sesuai dengan penyebaran suku bangsa Melayu Nusantara. Di tingkat Nasional olahraga melalui permainan dan olahraga pencak silat menjadi salah satu alat pemersatu Nusantara, bahkan untuk mengharumkan nama Bangsa
dan
menjadi
identitas
Bangsa.
Olahraga
pencak
silat
sudah
dipertandingkan di skala Internasional. Dan untuk kategori tanding Half body contact menggunakan perhitungan nilai score, biasanya dengan menggunakan kertas yang terdapat tabel penilaian untuk kejuaraan. Kejuaraan ini biasanya masih berada pada tingkat kota atau kabupaten, namun jika sudah sekelas Nasional seperti Kejurnas (Kejuaraan Nasional), PON (Pekan Olahraga Nasional) dan bahkan SEA GAMES (Pekan Olahraga se-Asia Tenggara) sudah menggunakan alat penghitung score yang lebih modern, modern dalam hal ini masih menggunakan kabel antara satu perangkat input dengan hasil pada tampilan langsung ke proyektor. Hal ini yang menjadi dasar bagi penulis untuk berpartisipasi dalam permasalahan tersebut dengan merencanakan suatu penerapan sistem praktis untuk membuat “Rancang Bangun Alat Digital Scoring Cabang Olahraga Pencak
1
2
Silat Menggunakan Jaringan Nirkabel Berbasis Radio Frekuensi (RF) dan Mikrokontroller ATmega8535” sebagai judul dari penelitian Tugas Akhir dari penulis.
1.2
Tujuan Adapun tujuan perancangan dan pembuatan alat digital scoring dalam
Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut: •
Untuk mengetahui bagaimana merancang alat digital scoring cabang olahraga
pencak
silat
menggunakan
radio
frekuensi
(RF)
dan
mikrokontroller ATmega8535. •
Untuk mengetahui bagaimana membuat keypad yang dapat digunakan untuk input LCD sebagai tampilannya pada pencatat score dan membuat program Visual Basic pada PC dan menampilkannya pada proyektor.
1.3
Perumusan Masalah Dalam pembahasan dan penulisan Laporan Tugas Akhir ini, perumusan
masalah adalah sebagai berikut: •
Bagaimana merancang alat digital scoring cabang olahraga pencak silat menggunakan radio frekuensi (RF) dan mikrokontroller ATmega8535?
•
Bagaimana membuat alat digital scoring cabang olahraga pencak silat menggunakan radio frekuensi (RF) dan mikrokontroller ATmega8535?
3
1.4
Batasan Masalah Agar permasalahan tidak terlalu luas, maka penulis membatasi
permasalahan dalam ruang lingkup sebagai berikut: •
Alat digital scoring memiliki jarak maksimal 30 meter antara alat digital scoring dengan layar proyektor.
•
Menggunakan proyektor untuk menampilkan score yang telah di input oleh masing-masing juri.
•
Menggunakan mikrokontroller ATmega8535 sebagai program data input dan output dari masing-masing rangkaian pencatat score.
•
Tidak membahas peletakan alat pada ruangan secara detail.
•
Alat digital scoring ini untuk tiga orang juri pada area pertandingan pencak silat.
•
Alat ini hanya digunakan untuk satu gelanggang pertandingan.
•
Tidak mencetak hasil dan jumlah nilai dari setiap babak pertandingan pencak silat.
•
1.5
Alat digital scoring memiliki keypad 4×4 pada alat pencatat score.
Metode Penulisan Metode yang dilakukan dalam penulisan Tugas Akhir ini adalah: •
Studi Literatur Melakukan studi literature terhadap beberapa referensi yang berkaitan dengan tugas akhir yang dilakukan. Topik-topik yang akan dibahas
4
meliputi: modulator dan demodulator FM, modulasi, radio frekuensi, wireless, nirkabel dan lain-lain. •
Pemilihan dan Pengadaan Melakukan pengamatan dan memeriksa kesediaan dari komponenkomponen dan dari segi biaya, serta kinerja dari masing-masing komponen yang digunakan di pasaran.
•
Perbandingan Alat Membandingkan alat digital scoring yang sudah ada dengan alat yang akan dibuat, dari segi mekanisme sistem perangkat dan alat transmisi yang digunakan.
•
Analisa Alat Alat yang akan dibuat sebelum dirancang, dianalisa terlebih dahulu baik bentuk sistem dan segala sesuatu didalamnya sebelum merancang alat menjadi satu ksesatuan.
•
Perancangan dan Pembuatan Hardware Pembuatan kerangka system transmitter dan receiver yang kemudian akan dilanjutkan kepada pembuatan alat tersebut.
•
Pengujian Sistem Pengujian keseluruhan dari semua sistem yang telah digabungkan menjadi satu kesatuan.
5
1.6
Sistematika Penulisan Adapun sistematika penulisan yang digunakan dalam menyusun Laporan
Tugas Akhir ini adalah: BAB 1: PENDAHULUAN Bab ini membahas tentang latar belakang, tujuan, perumusan masalah, batasan masalah, metode penulisan dan sistematika penulisan yang digunakan dalam pembuatan Tugas Akhir ini. BAB 2: LANDASAN TEORI Bab ini menjelaskan teori dasar yang digunakan untuk membuat suatu alat digital scoring serta komponen yang perlu diketahui untuk mempermudah dalam memahami sistem kerja alat ini. BAB 3: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM Bab ini berisi tentang perancangan dan realisasi rancangan serta realisasi rangkaian pada proses pembuatan alat digital scoring untuk menentukan nilai saat pertandingan pencak silat berbasis radio frekuensi. BAB 4: PENGUJIAN DAN ANALISIS Bab ini membahas tentang hasil pengujian dan analisis rangkaian sistem yang telah dibuat untuk memastikan setiap rangkaian tersebut dapat berfungsi dengan baik. Serta pengumpulan data-data yang diperoleh selama uji coba dan kendala yang terjadi.
6
BAB 5: SIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi tentang kesimpulan dari pembahasan secara keseluruhan dari sistem yang telah direalisasikan dan saran agar sistem ini dapat dikembangkan demi meningkatkan mutu dan penyempurnaan sistem menjadi lebih baik.
