RANCANG BANGUN JAM UNTUK TUNANETRA DENGAN PENUNJUK WAKTU SHOLAT BERBASIS MICROCONTROLLER Daniel Kristianto Haryono1) 1) Program Studi S1 Sistem Komputer, STIKOMP Surabaya, email:
[email protected] Abstract Regularity of an activity is measured by time. The start and the end time of every human activity is always determined beforehand. Clock is an instrument used for measuring time. Blind people have a big problem when using ordinary clock that usually found on market. The problem is they need a vision in order to read the information provided by the clock. This final task aims to create a digital clock that can provide the information with voice. This final task is a development of technology that have been developed by Mustamu in 2008 entitled " Perancangan Jam Digital dengan Seven Segment dan Preview Suara". As an additional feature, this digital clock can perform calculations and scheduling of the five prayer times. The algorithm used to perform calculation of the five prayer times is taken from the research that done by Sari, entitled " Portable Penunjuk Sholat Lima Waktu Menggunakan Microcontroller MCS’51 dan GPS" in 2008. This digital clock is equipped with RTC (Real Time Clock) DS1307 as a timer and ISD25120 as a voice IC (Integrated Circuit). Parameters that required by the clock will be provided with the aid of a computer via serial communication. Keywords: RTC, microcontroller, USB to Serial Converter
Jam adalah suatu alat yang
aktual akan diambil dari RTC yang
digunakan untuk melakukan pengukuran
digunakan sebagai pewaktu pada sistem.
waktu. Kebanyakan jam yang biasa
Parameter-parameter yang diperlukan
ditemukan di pasaran tidak memiliki
oleh sistem untuk bekerja dengan benar
preview
akan
suara
informasinya.
untuk Hal
penyampaian
ini
tentu
akan
diberikan
dengan
bantuan
komputer melalui komunikasi serial.
menyulitkan para penyandang tunanetra
Blok
diagram
keseluruhan
dalam mengetahui informasi mengenai
terdapat pada Gambar 1.
sistem
waktu aktual. Dari alasan di atas, dibuatlah jam digital yang menggunakan media suara dalam penyampaian informasinya. Sebagai
fungsi
tambahan,
akan
disertakan perhitungan, penjadwalan, dan peringatan waktu sholat. Gambar 1. Blok diagram keseluruhan sistem
METODE Informasi
suara
mengenai
waktu dan peringatan waktu sholat akan diberikan oleh IC suara ISD25120 melalui
earphone.
Informasi
Perancangan Perangkat Keras Perangkat keras sistem ini terdiri dari microcontroller, RTC, dan
waktu
1
ISD25120.
Masing-masing
memiliki
fungsi sendiri yang terkoordinasi.
sholat
dilakukan
IC digunakan
sebagai pengontrol sistem. Pengontrolan yang dilakukan meliputi pembacaan data penulisan
data
instruksi
pada
RTC,
playback
pada
ISD25120, serta penerimaan data yang
mempunyai
durasi
yang telah direkam akan disimpan dan dapat
diakses
melalui
parameter-parameter
yang
dibutuhkan oleh sistem.
oleh
microcontroller
metode
pengalamatan.
(Information Storage Device, 2000) Perancangan Perangkat Lunak
dikirim secara serial oleh komputer sebagai
ini
rekaman sepanjang 120 detik. Suara
Microcontroller
pemberian
bantuan
ISD25120.
Microcontroller
dan
dengan
Microcontroller
bertugas
untuk melakukan pembacaan data pada RTC, melakukan perhitungan waktu
Microcontroller yang digunakan
sholat serta memberikan peringatan
pada sistem yang dibuat ini adalah
apabila waktu aktual sama dengan
microcontroller dengan tipe ATmega32
waktu
yang memiliki SRAM sebesar 2 kByte,
tombol dari user, memberikan instruksi
32 jalur I/O, USART serial port, dan
playback pada ISD25120, dan menerima
lain-lain (ATMEL, 2011)
data serial dari komputer. Diagram alir
sholat,
membaca
penekanan
program pada microcontroller terdapat Real Time Clock (RTC) DS1307
pada Gambar 2 dan Gambar 3.
RTC DS1307 adalah RTC serial dengan protokol komunikasi I2C (Inter-Integrated
Circuit).
Start
Fungsinya Inisialisasi
adalah sebagai penyimpan data waktu digital
yang
dapat
diakses
C
oleh Baca tanggal, bulan, dan tahun dari RTC
microcontroller. Selain itu, RTC ini juga memiliki
RAM
sebesar
56
Menyalin paramater 5 kota pilihan ke RAM
byte.
(MAXIM, 2008) Tidak
Apakah terjadi pergantian hari?
ISD25120 ISD25120
adalah
IC
Ya
yang
digunakan untuk melakukan record dan A
playback
suara.
Informasi
suara
mengenai waktu dan peringatan waktu
Hitung waktu sholat hari ini sesuai dengan parameter kota yang digunakan
Gambar 2. Diagram alir program utama pada microcontroller bagian 1
2
Perhitungan waktu sholat dilakukan dengan urutan sesuai dengan diagram alir yang ada pada Gambar 4 dan Gambar 5. Start
Hitung nilai L (Persamaan 2.9)
L > 360
Ya
L = L - 360
Ya
L = L + 360
Ya
g = g - 360
Ya
g = g + 360
Tidak
L < 360
Tidak Hitung nilai g (Persamaan 2.10)
g > 360
Tidak
g < 360
Tidak A
Gambar 4. Diagram alir rutin perhitungan waktu sholat bagian 1
Gambar 3. Diagram alir program utama pada microcontroller bagian 2
3
Diagram alir rutin program interupsi A
microcontroller untuk berkomunikasi dengan komputer terdapat pada Gambar
Hitung lambda (Persamaan 2.11); Hitung epsilon (Persamaan 2.12); Hitung X (Persamaan 2.14); Hitung y (Persamaan 2.13);
6.
Hitung nilai alpha (Persamaan 2.15)
X<0
Ya
alpha = alpha + 180
Ya
g = g + 360
Tidak
g < 360
Tidak
Hitung delta (Persamaan 2.16); Hitung et (Persamaan 2.17);
B
Gambar 6. Diagram alir rutin prosedur
interupsi serial pada microcontroller
PENGUJIAN SISTEM Pengujian RTC Hasil Gambar 5. Diagram alir rutin perhitungan waktu sholat bagian 2
menunjukkan
pengujian bahwa
RTC
microcontroller
dapat mengakses RTC untuk membaca
4
dan
menulis.
Pengujian
dilakukan
Pengujian ISD25120
dengan potongan program berikut: // pengaturan tanggal: 9 Oktober 2011 rtc_set_date(9, 10, 11); // pengaturan waktu: 21:00:00 rtc_set_time(21, 0, 0); while (1) { rtc_get_date(&tanggal_t, &bulan_t, &tahun_t); if(tanggal_t != tanggal || bulan_t != bulan || tahun_t != tahun) { tanggal = tanggal_t; bulan = bulan_t; tahun = tahun_t; printf("Tanggal: %d-%d-%d\n", tanggal, bulan, tahun); } rtc_get_time(&jam_t, &menit_t, &detik_t); if(jam_t != jam || menit_t != menit || detik_t != detik) { jam = jam_t; menit = menit_t; detik = detik_t; printf("Waktu: %d:%d:%d\n", jam, menit, detik); } };
hasilnya adalah seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7.
Hasil menunjukkan dapat
pengujian bahwa
melakukan
ISD25120
microcontroller akses
untuk
memberikan instruksi playback pada ISD25120. Pengujian dilakukan dengan potongan program sebagai berikut: #define END_OF_MESSAGE PINC.7 #define POWER_DOWN PORTC.6 #define CHIP_ENABLE PORTC.5 void play(unsigned char index) { POWER_DOWN = 0; PORTA = index * 4; CHIP_ENABLE = 0; delay_us(1); CHIP_ENABLE = 1; while(END_OF_MESSAGE == 1); POWER_DOWN = 1; delay_ms(50); } void main(void) { unsigned char looping = 0; // Port A initialization PORTA=0x00; DDRA=0xFF; // Port C initialization PORTC=0xA0; DDRC=0x7F; while (1) { for(looping = 0; looping < looping++) { play(looping); delay_ms(500); } }; }
29;
Hasil dari playback keluaran suara oleh ISD25120
diperdengarkan
kepada
sepuluh responden untuk mengetahui perihal kejelasannya. Ringkasan dari survei terdapat pada Tabel 1.
Gambar 7. Hasil pengujian RTC
5
Tabel 1. Ringkasan survei keluaran suara ISD25120 Responden Jelas/Tidak keKeterangan 1 Jelas Terdapat background suara mendengung 2 Jelas 3 Jelas Terdapat background suara mendengung 4 Jelas Terdapat background suara mendengung 5 Jelas Terdapat background suara mendengung 6 Jelas Terdapat background suara mendengung 7 Jelas 8
Jelas
9
Jelas
10
Jelas
Pengujian
Terdapat background suara mendengung Terdapat background suara mendengung
Penjadwalan
waktu
Sholat Hasil waktu
sholat
pengujian oleh
penjadwalan
microcontroller
menunjukkan bahwa terdapat selisih ±3 menit apabila dibandingkan dengan jadwal sholat yang didapatkan pada situs PKPU (Pos Keadilan Peduli Ummat). Jadwal sholat untuk kota Surabaya pada bulan Oktober tahun 2011 yang didapat pada situs PKPU terdapat pada Gambar 8. Sedangkan hasil penjadwalan oleh microcontroller untuk kota dan waktu yang sama terdapat pada Tabel 2.
Gambar 8. Jadwal sholat kota Surabaya Oktober 2011 Tabel 2. Penjadwalan waktu sholat kota Surabaya Oktober 2011 oleh microcontroller Tanggal 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
Subuh 03:56 03:55 03:55 03:54 03:54 03:53 03:52 03:52 03:51 03:51 03:50 03:50 03:49 03:49 03:48 03:48 03:47 03:47 03:46 03:46 03:45 03:45 03:44 03:44 03:43 03:43 03:43 03:42 03:42 03:41 03:41
Penjadwalan oleh Microcontroller Dhuhur Azhar Maghrib 11:18 14:26 17:24 11:18 14:26 17:23 11:18 14:25 17:23 11:17 14:24 17:23 11:17 14:23 17:23 11:17 14:22 17:23 11:16 14:21 17:23 11:16 14:20 17:23 11:16 14:19 17:23 11:16 14:18 17:23 11:15 14:17 17:23 11:15 14:17 17:23 11:15 14:17 17:23 11:15 14:18 17:22 11:14 14:19 17:22 11:14 14:19 17:22 11:14 14:20 17:22 11:14 14:20 17:22 11:14 14:21 17:22 11:13 14:21 17:22 11:13 14:22 17:22 11:13 14:22 17:22 11:13 14:23 17:23 11:13 14:23 17:23 11:13 14:24 17:23 11:13 14:24 17:23 11:12 14:25 17:23 11:12 14:25 17:23 11:12 14:26 17:23 11:12 14:26 17:23 11:12 14:27 17:23
Isya’ 18:33 18:33 18:33 18:32 18:32 18:32 18:32 18:32 18:32 18:32 18:32 18:32 18:32 18:32 18:32 18:32 18:33 18:33 18:33 18:33 18:33 18:33 18:33 18:33 18:34 18:34 18:34 18:34 18:34 18:35 18:35
6
/doc2503.pdf). Diakses pada tanggal 12 Juni 2011.
Simpulan Simpulan yang dapat diambil dari Tugas Akhir ini adalah: 1) Telah berhasil
dibuat
berbasiskan
jam
digital
yang
microcontroller.
2)
Terdapat selisih pada perhitungan waktu sholat oleh microcontroller sebesar ± 3 menit bila dibandingkan dengan jadwal sholat yang terdapat pada situs PKPU. 3) Informasi mengenai jam, menit, kota pilihan, dan peringatan waktu sholat dapat didengarkan melalui peraga suara dengan
benar.
Namun
terdapat
kekurangan pada keluaran suara yaitu terdapat
suara
background
yang
mendengung. DAFTAR RUJUKAN Anugraha, Rinto. 2009. Cara Menghitung Waktu Shalat. (Online). (http://www.eramuslim.com/syariah/il mu-hisab/cara-menghitung-waktushalat.htm). Diakses pada tanggal 5 Oktober 2011. Anugraha, Rinto. 2009. Pengantar Ilmu Hisab. (Online). (http://www.eramuslim.com/syariah/il mu-hisab/pengantar-ilmu-hisab.htm). Diakses pada tanggal 5 Oktober 2011. Anugraha, Rinto. 2009. Waktu-Waktu Shalat. (Online). (http://www.eramuslim.com/syariah/il mu-hisab/waktu-waktu-shalat.htm). Diakses pada tanggal 6 Oktober 2011. Anugraha, Rinto. 2010. Mengenal Equation of Time. (Online). (http://www.eramuslim.com/syariah/il mu-hisab/mengenal-equation-oftime.htm). Diakses pada tanggal 6 Oktober 2011. ATMEL
Corporation. 2011. 8-bit AVR Microcontroller with 32K Bytes InSystem Programmable Flash ATmega32 - ATmega32L. (Online). (http://www.atmel.com/atmel/acrobat
Bies, Lammert. 2011. RS232 Serial Connector Pin Assignment. (Online). (http://www.lammertbies.nl/comm/ca ble/RS-232.html). Diakses pada tanggal 1 Oktober 2011. Britain, Great. 1995. Astronomical Almanac for the Year 1996. United States: United States Government Printing. Edwards. 2007. Gerak Semu Matahari. (Online). (http://cosmicemission.wordpress.co m/2007/08/05/gerak-semumatahari/). Diakses pada tanggal 1 Oktober 2011. Faithtear. 2007. Algoritma Konversi di Bidang Busur. (Online). (http://fathirhamdi.wordpress.com/20 07/10/04/algoritma-konversi-dibidang-busur/). Diakses pada tanggal 1 Oktober 2011. Husanto & Thomas. 2008. Kupas Tuntas Mikrokontroler PIC16F84. Yogyakarta : C.V ANDI OFFSET Information Storage Device. 2000. ISD2500 Series. (Online). (http://pdf1.alldatasheet.net/datasheet pdf/view/143282/ETC1/ISD25120P/+ 0___9WVwSwJbKUHNCNzY/1+/data sheet.pdf). Diakses pada tanggal 1 Oktober 2011 INNOVATIVE ELECTRONICS. 2009. AVR USB ISP. (Online). (http://www.innovativeelectronics.co m/innovative_electronics/download_f iles/manual/Manual%20DTHiQ%20AVR%20USB%20ISP.pdf). Diakses pada tanggal 1 Oktober 2011 Lohala. 2011. Simplex, Half Duplex and Full Duplex. (Online). (http://www.mystudyroom.com.np/cla ssnotes.php?nan=89&fire=4&cake= 26&sun=6&rnd=2387829974d3e5ee 26be055.39465877). Diakses pada tanggal 1 Oktober 2011. MAXIM Integrated Products. 2008. DS1307 64x8, Serial, I2C, Real-Time Clock. (Online). (http://www.maximic.com/quick_view2.cfm/qv_pk/2688). Diakses pada tanggal 12 Juni 2008. Mazidi,
M.A. 2000. The 8051 MICROCONTROLLER & Embedded System. New Jersey: Printice Hall.
7
Nalwan, P. A. 2003. Panduan Praktis Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler AT89C51. Jakarta: PT Elex Media Komputindo. Thomson, Jonathan. 2009. DIY USB to Serial Cable For $3. (Online). (http://www.uchobby.com/index.php/2 009/10/04/diy-usb-to-serial-cablefor-3/). Diakses pada tanggal 1 Oktober 2011. Wicaksono, SP. 2004. Menghitung Waktu Terbit dan Terbenam Matahari. (Online). (http://wicax2.blogspot.com/2004_07 _01_archive.html). Diakses pada tanggal 1 Oktober 2011. Winoto,
Ardi. 2008. Mikrokontroler AVR ATmega8/32/16/8535 dan Pemrogramannya dengan Bahasa C pada WinAVR. Bandung : Informatika.
8
