http://www.karyailmiah.polnes.ac.id

JURNAL EKSIS Vol.6 No.2, Agustus 2010: 1440 1605 Riset / 1514

PENGUBAH TAMPILAN DISPLAY DOT MATRIK MENGGUNAKAN REMOTE KONTROL BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89C51 (Design Of Changer

Dot Matrix Display Based on Microcontroller AT89C51 by Using Remote Control)

Erry Yadie, ST

(Staf Teknologi Informasi Politeknik Negeri Samarinda)

Abstrak Remote kontrol yang digunakan sebagai pengubah atau pengedit tampilan yang ada

pada display jenis dot matrik diproses menggunakan mikrokontroller AT89C51. Proses yang sangat kompleks dalam sistem ini adalah menterjemahkan sinyal dari remote kontrol tersebut, dalam hal ini dipergunakan program yang dimasukkan kedalam mikrokontroller. Program yang dimasukkan tersebut ditempatkan pada flash memory yang berkapasitas 4 kbyte dan tidak akan hilang walaupun power supplynya mati.Setiap karakter yang ditekan pada tombol remote kontrol akan diterjemahkan oleh mikrokontroller sesuai dengan program. Data tampilan dari dot matrik yang dapat diganti dengan menggunakan remote kontrol disimpan dalam EEPROM yang berkapasitas 8 kbyte (64 kbit). Data yang sudah tersimpan dalam memory ini bisa dipanggil lagi apabila supply teganggan mati. Setiap karakter yang dimasukkan memakai sebanyak 48 bit, sehingga kapasitas maksimum adalah 1333 karakter. Dalam alat ini tampilan yang dihasilkan adalah tampilan bergeser kekiri sesuai dengan register geser yang digunakan.

Kata kunci: Romote Control, Microcontrotoller, Display Dot Matrix,

PENDAHULUAN

Display dot matrik sangat baik untuk dijadikan papan reklame, dimana dengan menggunakan display dot matrik ini data tampilan yang diinginkan dapatlah berubah-ubah sesuai keinginan pemiliknya. Akan tetapi bagi display yang besar dan ditempatkan diatas tower (konstruksi besi), memiliki masalah besar ketika tampilan yang sudah ada segera diganti dengan tampilan yang lain.

Hal ini membutuhkan banyak energi untuk proses pergantiannya. Proses pergantian ini dilakukan dengan harus menaiki tower, kemudian melepaskan rangkaian mikrokontrollernya, atau yang lainnya. Selanjutnya rangkaian mikrokontroller dimasukkan data yang baru kemudian dikembalikan pada tower tersebut. Untuk mengembalikan rankaian tersebut membutuhkan energi yang besar disamping memiliki faktor-faktor kecelakaan yang cukup tinggi.

Jika proses pergantian ini dilakukan dengan menggunakan remote kontrol, maka

pengeluaran energi tidak akan terjadi. Perubahan tampilan display dot matrik cukup menggunakan remote untuk mengganti teks tampilan display dot matrik dari teks sebelumnya.

Berdasarkan permasalahan tersebut dibuat rumusan masalah sebagai berikut :

Sistem Kerja Mikrokontroller AT89C51 dapat digunakan untuk mengendalikan sistem yang dirancang.

Bagaimana merencanakan dan membuat antar muka pada mikrokontroller AT89C51 yang berhubungan dengan remote kontrol

Bagaimana merencanakan dan membuat perangkat lunak mikrokontroller untuk mengolah data dari remote kontrol ke display dot matrik.

Ruang Lingkup

Perancangan Sistem Elektronika

Mikroprosessor/mikrokontroller

Riset / 1515 JURNAL EKSIS Vol.6 No.2, Agustus 2010: 1440 1605

Elektronika Digital

Tujuan

Membuat perancangan sistem remote kontrol untuk pengubah tampilan display dot matrik menggunakan mikrokontroller AT89C51.

Manfaat

Rangkaian ini sangat bermanfaat untuk mengganti tampilan tulisan pada papan reklame dengan hanya menggunakan remote kontrol. Sehingga selain menguntungkan bagi pengguna alat ini juga dapat memberikan informasi yang lebih bagi masyarakat.

KAJIAN PUSTAKA

Pada rangkaian ini menggunakan sistem pemrograman mikrokontroller berbasis AT89C51 (ATMEL). Data program dimasukkan ke mikrokontoler dengan menggunakan bahasa assembler sedangkan data untuk tampilan pada display disimpan dalam memory AT28C64 dengan kapasitas 8 kilobyte. Data yang ada di memory nantinya dapat diganti dengan menggunakan kontrol jarak jauh melalui remote kontrol sekaligus akan merubah tampilan pada display dot matrik.

Mikrokontroller AT89C51

ATMEL memproduksi bermacam-macam MCS51, semuanya dilengkapi dengan Flash PEROM (Programmable Eraseable Read Only Memory). Produksi standarnya adalah AT89C51/AT89C52, yaitu produk setara 8051/8052 asli buatan Intel.

AT89C51 mempunyai 4 kilobyte Flash PEROM, jumlah memori yang cukup memadai untuk membuat sistem kecil. Fasilitas lain selain mengisi program juga menghapus program yang sudah tersimpan dalam PEROM, membaca isi PEROM, memeriksa apakah PEROM masih kosong.

Flash PEROM Programmer ini merupakan alat kunci dalam bermain AT89C51, tanpa adanya alat ini tidak mungkin dibuat alat yang berbasiskan AT89C51. Gambar 1 menunjukan mikrokontroler AT89C51.

Gambar 1. Mikrokontroller AT89C51

Register Geser 8 Bit 74164

74164 merupakan register geser kiri 8 bit. Memiki penyemat clear yang jika diberi logika 1 maka register akan bekerja. Tapi saat diberi logika 0 pada penyemat clear maka semua nilai keluarnnya akan selalu berlogika 0. Walaupun diberi masukkan dan clock diaktifkan. Clock pada register ini aktif pada logika tepi naik. Gambar 2 menunjukkan pin IC register geser 8 bit

Gambar 2. Register geser 8 bit

EEPROM AT28C64

IC ini berfungsi sebagai EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory) dengan kapasitas 64 kbit (8 kbyte) yang bersifat nonvolatile. Memori ini berfungsi sebagai peyimpan data untuk tampilan display dot matrik yang nantinya dapat diganti dengan menggunakan remote kontrol. Gambar 3 menunjukkan EEPROM AT28C64.

Gambar 3. EEPROM AT28C64

http://www.karyailmiah.polnes.ac.id

JURNAL EKSIS Vol.6 No.2, Agustus 2010: 1440 1605 Riset / 1516

Metodologi

Metodologi yang ditawarkan adalah membuat sistem penerima remote kontrol agar dapat mengganti tampilan display dot matrik dengan mudah.

Metodologi yang dipakai adalah sebagai berikut :

Studi Literatur Mencari bahan yang berhubungan dengan judul di perpustakaan, tabloit Komputek dan di internet.

Spesifikasi Alat - Tegangan supply 220 volt 50 Hz/10V DC - Jarak Tx/Rx maksimum 15 meter. - Display dot matrik 7x5. - Remote kontrolnya menggunakan remote

serba guna. - Software menggunakan bahasa assembly.

Blok Diagram Blok diagram dari alat pengubah tampilan display dot matrik diperlihatkan dalam Gambar 4.

Remote

KontrolIR Receiver

Memory

Mikro

kontroler

Shift

Register

Display

dot MatrikPenguat

Gambar 4. Blok diagram rangkaian

Membuat Program Assembly Menggunakan software HB2000N melalui PC.

Ujicoba rangkaian pada Flash PEROM Simulasi rangkaian menggunakan software HB2000N dan EWB melalui PC.

Desain Gambar dan Proses PCB Menggunakan software protel/pcad dan pemrosesan PCB menggunakan screen sablon.

Penyusunan Laporan

Untuk masing-masing blok dapat diuraikan sebagai berikut :

Regulator Tegangan

IC regulator tegangan daya rendah 7805 berfungsi sebagai pelindung pembatas arus/hubung singkat pada 100 mA dan penutup

panas pada disipasi daya berlebihan. Regulator 7805 bekerja efektif pada tegangan input antara 6,4 V sampai 9,6 V dengan tegangan keluaran 5 V. IC regulator ini masih mampu bekerja untuk tegangan diatas 9,6 V, namun akan mengakibatkan disipasi panas yang berlebihan. Gambar 5 menunjukkan regulator tegangan 7805.

LM78051

3

2VIN

GND

VOUT

+

4700uF

+

10n-

330n6-12VDC

VCC

Gambar 5. Regulator Tegangan dengan IC 7805

Xtal

Mikrokontroller AT89C51 memiliki rangkaian osilator internal yang mengacu pada frekuensi berupa kristal dan kapasitor yang dihubungkan ke ground. Penggunaan kristal sebagai referensi frekuensi dapat memberikan ketelitian yang baik. Frekuensi kerja osilator pada microcontroller AT89C51 adalah 3,5 Mhz.

Pewaktuan yang dihasilkan oleh osilator internal dibagi kedalam siklus mesin. Siklus mesin terdiri atas 6 state mulai S1 sampai S6. Tiap-tiap state terdiri 2 periode osilator. Pada frekuensi osilator 12 Mhz terdapat 12 periode osilator dalam satu siklus mesin sebesar 1 us. Gambar 6 menunjukkan rangkaian osilator kristal.

XTAL1

30pF

XTAL2

12MHz30pF

Gambar 6. Osilator kristal

Mikrokontroller

Konfigurasi mikrokontroller AT89C51 digolongkan menjadi pin number tegangan, pin osilator, pin kontrol, pin I/O, dan pin untuk proses interupsi luar yang terdapat dalam gambar 7. Fungsi-fungsi dari pin-pin mikrokontroller AT89C51:

a. Vcc Pin positif sumber tegangan 5 Vdc

b. Vss Pin grounding sumber tegangan

c. Port 0 Port 0 merupakan port input/output 8 bit full duplex. Port ini dapat digunakan sebagai multipleks bus ke alamat rendah dan bus data

Riset / 1517 JURNAL EKSIS Vol.6 No.2, Agustus 2010: 1440 1605

selama adanya akses ke memori program atau data luar

d. Port 1 Port 1 merupakan port input/output 8 bit full duplex. Setiap pin dapat digunakan sebagai masukan atau keluaran tanpa tergantung dari pin yang lain

e. Port 2 Port 2 sama seperti pada port 0 atau port1. Port ini dapat digunakan sebagai bus alamat tinggi selama ada akses ke memori program atau data luar

f. Port 3 Port 3 juga sama seperti port 2 tetapi port ini mempunyai keistimewaan antara lain:

P3.0 (RxD), Masukan penerima data serial

P3.1 (TxD), Keluaran pengirim data serial

P3.2 (INT0), Interupsi 0 eksternal

P3.3 (INT1), Interupsi eksternal

P3.4 (T0), Masukan eksternal waktu/pencacah 0

P3.5 (T1), Masukan eksternal waktu/pencacah 1

P3.6 (WR), Strobe penulisan memori data eksternal

P3.7 (RD), Strobe pembacaan memori data eksternal

g. RST/VPD Pin ini berfungsi untuk mereset sistem microcontroller AT89C51. Perubahan taraf tegangan dari rendah ke tinggi akan mereset microcontroller

h. ALE/PROG Pin ini berfungsi untuk mengunci alamat rendah pada saat akses memori program luar selama operasi normal

i. PSEN Pin yang berfungsi menghubungkan memori program eksternal dengan bus selama operasi normal.

j. EA/VDD Pin pengontrol pokok pada microcontroller, aktif pada posisi rendah.

k. XTAL1 Pin ini merupakan masukan ke penguat osilator berpenguat tinggi. Pin ini dihubungkan dengan kristal atau sumber osilator dari luar

l. XTAL2 Pin ini merupakan keluaran dari pengaut osilator. Pin ini dihubungkan dengan kristal atau ground jika menggunakan sumber kristal internal

Mikrokontroller AT89C51 terdiri dari sebuah Central Procesing Unit (CPU), dua jenis memori yaitu memori data (RAM) dan memori program (ROM), port input/output dengan programable pin secara independen, dan register-register mode, status, internal timer dan counter, serial comunication serta logika random yang

diperlukan oleh berbagai fungsi peripheral. Masing-masing bagian saling berhubungan satu dengan yang lain lewat kabel data bus 8 bit. Bus ini dibuffer melalui port I/O bila diperlukan perluasan memori atau sebagian perangkat I/O. MCU AT89C51 mempunyai arsitektur sebagai berikut :

a. 8 bit CPU dengan register A (Accumulator) dan register B (Match Register)

b. 16 bit Program Counter (PC) dan Data Pointer (DPTR) register

c. 8 bit Program Status Word (PSW) register d. 8 bit Stack Pointer (SP) e. Internal ROM atau EPROM dengan kapasitas

4 Kbyte f. Internal RAM dengan kapasitas 128 bytes

yang digunakan 4 buah register bank, yang masing-masing terdiri dari 8 register, 16 byte, yang mana dapat dieksekusi pada masing-masing bit secara independent (Bit Addressable) dan sebagai data memori variabel 8 bit

g. 32 input/output pin yang disusun pada 4 port (port0 port 3)

h. 2 buah bit timer/counter (T0 dan T1) i. Control register : TCON, TMOD, SCON,

PCON, IP, dan IE j. Full Duplex Serial Data Comunication (SBUF) k. 2 eksternal interupt dan 3 internal interupt l. Oscilator dan clock circuit

A8

XTAL1

IR Rx

CLOCK

D0 - D7

8k2

VCC

TR B562

OE

A & B

U1

AT89C51

91819 29

30

31

12345678

2122232425262728

1011121314151617

3938373635343332

RSTXTAL2XTAL1 PSEN

ALE/PROG

EA/VPP

P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7

P2.0/A8P2.1/A9

P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15

P3.0/RXDP3.1/TXD

P3.2/INTOP3.3/INT1

P3.4/TOP3.5/T1

P3.6/WRP3.7/RD

P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7

+

10uF

A0 - A7

WE

XTAL2

Gambar 7. Konfigurasi pin mikrokontroller AT89C51

IR Receiver

IR receiver dalam gambar 8 merupakan komponen yang berfungsi sebagai penerima sinyal yang dipancarkan oleh remote kontrol yang menggunakan gelombang infra merah. Data yang diterima secara serial dengan carrier sebesar 38 kHz atau 40 kHz. Data output dari IR receiver ini dihubungkan ke mikrokontroller AT89C51 yang kemudian data tersebut diolah oleh MCU.

http://www.karyailmiah.polnes.ac.id

JURNAL EKSIS Vol.6 No.2, Agustus 2010: 1440 1605 Riset / 1518

VCCIR Receiver

P3.2/INT0

Gambar 8. Infra Red Receiver

EEPROM

Electrically Erasable Programmable Read Only Memory adalah sebuah variasi EPROM yang dapat dihapus dengan memberikan sinyal listrik pada satu pin atau lebih. Chip jenis ini sesuai untuk yang memerlukan penyimpanan yang stabil selama periode waktu yang lama tanpa daya listrik, tapi dapat diprogram kembali selama masih ada pada papan rangkaian. Data yang disimpan dalam EEPROM tetap utuh jika daya listrik tidak dipasang.

EEPROM AT28C64 dalam gambar 9 yang digunakan pada rangkaian memiliki konfigurasi pin sebagai berikut :

A0 A12 : alamat

CE : chip enable

OE : output enable

WE : write enable

I/O0 I/O7 : data input/output

RDY/ BUSY : ready/ BUSY output

NC : no connect

DC : dont connect

Operasi pada EEPROM adalah :

1. Read, saat CE dan OE berlogika rendah (low)

dan WE berlogika tinggi (high), data disimpan

di lokasi memory yang dibedakan dengan pin alamat yang dinyatakan pada output. Output memiliki keadaan impedansi yang tinggi jika

CE atau OE berlogika tinggi.

2. Write, menulis data kedalam AT28C64. Pulsa

rendah pada input WE atau CE dengan OE

high dan WE atau CE low menginisiasikan

penulisan. Lokasi alamat dikunci pada tepi

turun dari WE atau CE , data baru dikunci

pada tepi naik. Peralatan melakukan pembersihan sendiri secara internal sebelum penulisan.

D0 - D7A0 - A7

P3.1/TXD

RD

WR

U2

AT28C64

109876543

252421232

202227

1112131516171819

1

A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12

CEOEWE

D0D1D2D3D4D5D6D7

RDY/B

Gambar 9. Konfigurasi pin EEPROM AT28C64

Shift Register

74164 merupakan register geser kiri 8 bit. Memiliki penyemat clear yang jika diberi logika 1 maka register akan bekerja. Tapi saat diberi logika 0 pada penyemat clear maka semua nilai keluarannya akan selalu berlogika 0, walau diberi masukan dan clock diaktifkan. Clock pada register ini aktif pada saat logika tepi naik. Gambar 10 menunjukkan konfigurasi pin IC register 74164.

8x10074164

1

2

8

345610111213

9

A

B

CLK

QAQBQCQDQEQFQGQHC

LR

P3.5/T1

P3.4/T0

DOT MATRIK

Gambar 10. Konfigurasi pin IC 74164

Penguat (B562)

Transistor B562 dalam gambar 11 berfungsi sebagai pull-up current yaitu untuk meningkatkan dan menstabilkan arus agar tidak terjadi drop tegangan pada dot matrik jika dalam satu saat banyak lampu yang menyala. Transistor ini juga berfungsi sebagai switch dengan kondisi aktif low.

B5621

2

3 Dot Matrik

P1

100

VCC

Gambar 11. Transistor penguat B562

Display

Display yang digunakan adalah jenis dot

matrik 7 x 5 dengan mengkonsunsi tegangan 1,5

Riset / 1519 JURNAL EKSIS Vol.6 No.2, Agustus 2010: 1440 1605

volt untuk masing-masing lednya. Tata letak pin dari dot matrik untuk bagian kolom dan baris dapat dilihat dalam gambar 12. Bagian kolom dihubungkan dengan shift register 74164 dan baris dihubungkan pada kolektor dari transistor B562.

Gambar 12. Layout dot matrik 7 x 5

PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

Pengujian Rangkaian

Sebelum dilakukan pengujian rangkaian secara keseluruhan perlu dilakukan pengujian pada beberapa bloknya. Hal ini sangat pentng untuk mengetahui apakah bagian tersebut dapat bekerja dengan baik sesuai yang diharapkan.

Pengujian remote kontrol dan IR receiver dilakukan dengan menghubungkan IR receiver dengan port print pada komputer dan dengan menggunakan program sehingga nantinya akan diperoleh tampilan sinyal bila ditekan tombol pada remote kontrol yang berbeda satu dengan yang lain.

Untuk blok display harus dipastikan semua lampu dapat menyala sehingga nantinya akan diperoleh tampilan yang sempurna.

Pada blok penguat berhubungan dengan display, apakah penguatan yang diberikan dapat memberikan nyala yang sama dan kecerahan yang sama dari dot matrik, bila salah satu transistor tidak berfungsi maka akan mengakibatkan beberapa led dari dot matrik tidak akan menyala.

Untuk pengujian rangkaian secara keseluruhan dilakukan dengan memberikan tegangan kerangkaian. Sebelumnya pada mikrokontroller sudah dimasukkan program untuk menampilkan beberapa kata sebagai pembuka, namun hal ini tidak menjadi keharusan. Setelah

data tampilan kembali kosong baru bisa data diisikan denganmenggunakan remote kontrol. Pada saat yang bersamaan hanya enam karakter yang bisa ditampilkan pada layar. Dengan kapasitas memori yang cukup besar sehingga dimungkinklan untuk mengisikan data yang cukup banyak. Apabila terjadi kesalahan pada hardware atau software maka akan dapat diketahui.

Karena menggunakan shift register geser kiri maka setelah dijalankan maka huruf yang dimasukkan akan bergeser kekiri secara terus menerus, bila ada salah satu bagian data dari huruf yang bertabrakan atau kurang sempurna maka proses pergeseran tidak akan terjadi. Dari segi hardware kemungkinan yang terjadi adalah huruf yang dihasilkan tidak sempurna karena ada beberapa led yang tidak menyala. Untuk memory apakah berfungsi dengan baik maka dapat dilakukan dengan memutuskan arus untuk beberapa saat, kemudian disambung lagi. Bila data yang telah dimasukan masih ada maka dapat dikatakan memory bekerja dengan baik.

Pembahasan

Data-data yang dimasukan kedalam memori mempunyai batasan sesuai dengan kapasitas memori yang dipergunakan. Untuk data tersebut dihitung untuk setiap karakter huruf, angka, spasi dan karakter lain. Kapasitas untuk masing masing karakter tersebut sama.

Untuk satu karakter adalah :

1 karakter = 6 x 8 bit = 48 bit

Masing-masing karakter dibentuk dari 5 x 7 led dengan ditambah satu space dibawah dan dikanan dari karakter tersebut.

Sehingga jumlah karakter yang bisa dimasukkan kedalam memori dengan kapasitas 64 kbit adalah :

64 000 bit : 48 bit = 1333,333 1333 karakter

PENUTUP

Kesimpulan

Sistem kerja Mikrokontroller AT89C51 untuk mengaplikasikan remote kontrol sebagai media perubah tampilan display pada papan reklame akan memberikan kemudahan dalam pemasukan data dan pengoperasian alat.

Tampilan display dengan menggunakan dot matrik akan memberikan tampilan yang lebih sempurna dengan harga yang relatif rendah.

Dengan adanya penggunaan memory EEPROM AT28C64 maka kehilangan data

http://www.karyailmiah.polnes.ac.id

JURNAL EKSIS Vol.6 No.2, Agustus 2010: 1440 1605 Riset / 1520

tampilan display yang diakibatkan padamnya aliran listrik, akan dapat teratasi.

Saran

Untuk menghindari adanya kesalahan pembacaan dalam penerimaan sinyal dari remote control maka sebaiknya ; gunakan remote searah dengan IR receiver (penerima), jarak operasi remote max 15 meter sesuai dengan kepekaan dari IR receiver serta berikan cover untuk IR receiver dengan kaca hitam untuk menghindari sinar yang berlebihan dari cahaya luar.

DAFTAR PUSTAKA

Atmel Corporation. 1998. AT89C51 Flash Microcontroller. USA: http//www.atmel.com.

Atmel Corporation. 1998. 64K (8K X 8) Parallel EEPROMs (AT28C64, AT28C64X). USA: http//www.atmel.com.

Malik, Moh. Ibnu & Anistardi. 1997. Bereksperimen Dengan Mikrokontroller 8031. Jakarta: PT. Elex Media Komputindo.

Nurwarsito, Heru. 2000. Diktat Kuliah Elektronika Digital. Malang: Teknik Elektro Fakultas Teknik Unibraw.

Wasito S. 1997. Data Sheet Book 1. Jakarta: PT. Elex Media Komputindo.

_________. 1984. Penerapan Aneka IC TTL CMOS Linier. Bandung: Binatronika.