PENAMPIL INFORMASI SIARAN KANAL TV DENGAN DOT MATRIK LED BERBASIS ARDUINO

Alfiyan,Bangun Setyo A,Mavida Fazani M,M. Ibnu Sahal

Prodi Elektronika Jurusan Elektro Politeknik Negeri Semarang

Jl. Prof. H.  Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, 50275

E-mail : sekretariat@polines.ac.id

Phone : +62 24 7473417, 7499585, 7499586

Fax : +62 24 7472396

Abstract

Arduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328 (datasheet). Memiliki 14 pin input dari output digital  dimana 6 pin input tersebut dapat digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header, dan tombol reset. Untuk mendukung mikrokontroler agar dapat digunakan, cukup hanya menghubungkan Board Arduino Uno ke komputer dengan menggunakan kabel USB atau listrik dengan AC yang-ke adaptor-DC atau baterai untuk menjalankannya.

          Pada pembahasan kali  ini akan dibahas mengenai aplikasi Arduino yaitu sebuah prangkat, dimana aplikasi ini menggunakan remot infra merah TV sebagai input dengan refrensi masukan infra merah sensor dengan tegangan sesuai sumber arduino dan menggunakan output berupa papan penampil display dengan ukuran 8 x 32 pixel modul dan dapat diakses dengan arduino

Kata kunci : Arduino Uno, IR Remote, Sensor Penerima IR  TSOP41, Dot matrix led

The Arduino Uno is a microcontroller board based on the ATmega328 (datasheet). It has 14 digital input pins of the output of the input pins of which 6 can be used as PWM outputs and 6 analog input pin, 16 MHz crystal oscillator, a USB connection, a power jack, an ICSP header, and a reset button. To support the microcontroller to be used, quite simply connect the Arduino Uno board to the computer using the USB cable or the AC electrical-to-DC adapter or battery to run it.

This paper will discuss the application of the Arduino is a device display dot matrix led controlled by regular TV infra red remot control, the application is using sensor infra red with reference to the corresponding source Arduino and using the output of the dot matrix display 8 x 32 pixel  with module display, accessed from the Arduino

  Keyword : Arduino Uno, IR Remote, Dot matrix led

                                                                           I.          PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Seiring dengan perkembangan teknologi dan ilmu pengetahuan, akhir-akhir ini bidang elektronika mengalami kemajuan yang pesat. Dengan kemajuan tersebut, membuat manusia selalu berusaha memanfaatkan teknologi yang ada untuk mempermudah kehidupannya.

Kebutuhan  akan  media  penyampai  informasi  yang  menarik  seperti untuk  kebutuhan  iklan  membutuhkan  kreativitas  tersendiri.  Awalnya banyak  menggunakan  lampu  hias  berupa  lampu  neon  yang  dibentuk karakter khusus yang disesuaikan kebutuhan. Teknologi dengan lampu neon  terdapat  banyak  kekurangan  diantaranya  adalah  tidak  dapat diupdate  informasinya  dan  membutuhkan  tenaga  listrik yang  relative besar.  Teknologi  led  dot matrik  yang  dikendalikan  dengan mikrokontroller menutup kekurangan tersebut, informasi dapat dengan mudah  diupdate  melalui  remote TV  yang telah diintegrasikan dengan arduino terprogram untuk membuat karakter displai di papan led matrik.

 1.2 Rumusan Masalah

       Berdasarkan permasalahan yang terdapt pada latar belakang, disusun rumusan masalah sebagai berikut:

1)       Bagaimana cara kerja sensor infra merah ?

2)       Bagaimana membaca kode yang diterima sensor infra merah ?

3)       Bagaimana  mememproses  kode yang ditrima menjadi sebuah karakter  di  led matrik modul ?

1.3 Ruang Lingkup

       Berdasarkan rumusan masalah diatas, agar pembahasan terfokus pada pokok pembahasan maka masalah yang akan dibahas pada alat ini adalah sebagai berikut :

1)       Menggunakan Remote TV bermerk SONY.

2)       menggunakan papan modul led matrik dengan IC MAC 7219 eng.

3)       Menapilkan hanya karakter dari kanal  TV dan volume di papan led  matrik.

1.4 Tujuan

       Tujuan dari pembuatan alat ini adalah merancang dan membuat suatu papan penampil informasi menarik sederhana juga hemat energy yang dapat diupdate informasinya dengan cara

TINJAUAN PUSTAKA

Penjelasan dan uraian teori penunjang yang digunakan dalam membuat alat ini diperlukan untuk mempermudah pemahaman tentang cara kerja rangkaian maupun dasar-dasar perencanaan pembuatan alat. Teori – teori yang akan dijelaskan dalam bab ini meliputi Arduino Uno, IR Remote, Sensor Penerima IR, Dot matrix led.

2.1 Arduino Uno R3

Arduino UNO adalah sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada ATmega328 (datasheet). Arduino UNO mempunyai 14 pin digital input/output (6 di antaranya dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah osilator Kristal 16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah power jack, sebuah ICSP header, dan sebuat tombol reset. Arduino UNO memuat semua yang dibutuhkan untuk menunjang mikrokontroler, mudah menghubungkannya ke sebuah computer dengan sebuah kabel USB atau mensuplainya dengan sebuah adaptor AC ke DC atau menggunakan baterai untuk memulainya.

          Gambar 2.1 Arduino Uno

      Sumber :http://arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUno

Setiap 14 pin digital pada Arduino Uno dapat digunakan sebagai input dan output, menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead(). Fungsi-fungsi tersebut beroperasi di tegangan 5 Volt. Setiap pin dapat memberikan atau menerima suatu arus maksimum 40 mA dan mempunyai sebuah resistor pull-up (terputus secara default) 20-50 kOhm. Selain itu, beberapa pin mempunyai fungsi-fungsi spesial:

§ Serial: 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan memancarkan (TX) serial data TTL (Transistor-Transistor Logic). Kedua pin ini dihubungkan ke pin-pin yang sesuai dari chip Serial Atmega8U2 USB-ke-TTL.

§ External Interrupts: 2 dan 3. Pin-pin ini dapat dikonfigurasikan untuk dipicu sebuah interrupt (gangguan) pada sebuah nilai rendah, suatu kenaikan atau penurunan yang besar, atau suatu perubahan nilai. Lihat fungsi attachInterrupt() untuk lebih jelasnya.

§ PWM: 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Memberikan 8-bit PWM output dengan fungsi analogWrite().

§ SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin-pin ini mensupport komunikasi SPI menggunakan SPI library.

§ LED: 13. Ada sebuah LED yang terpasang, terhubung ke pin digital 13. Ketika pin bernilai HIGH LED menyala, ketika pin bernilai LOW LED mati.

Arduino UNO mempunyai 6 input analog, diberi label A0 sampai A5, setiapnya memberikan 10 bit resolusi (contohnya 1024 nilai yang berbeda). Secara default, 6 input analog tersebut mengukur dari ground sampai tegangan 5 Volt, dengan itu mungkin untuk mengganti batas atas dari rangenya dengan menggunakan pin AREF dan fungsi analogReference(). Di sisi lain, beberapa pin mempunyai fungsi spesial:

§ TWI: pin A4 atau SDA dan pin A5 atau SCL. Mensupport komunikasi TWI dengan menggunakan Wire library

Ada sepasang pin lainnya pada board:

§ AREF. Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan dengan analogReference().

§ Reset. Membawa saluran ini LOW untuk mereset mikrokontroler. Secara khusus, digunakan untuk menambahkan sebuah tombol reset untuk melindungi yang memblock sesuatu pada board.

2.2 Remote Control Infra Merah

      Remote control IR bekerja dengan mengirimkan gelombang inframerah ke perangkat elektronik, Remote control IR bisa bekerja dengan baik jika tidak ada penghalang dengan jarak jangkaun sekitart 9,14 meter. Banyak perangkat elektronik di rumah seperti Remote control berisi papan sirkuit internal, prosesor, Light Emitting Dioda (LED). Rremote control mengirim serangkaian kode 1dan 0. “1″ diwakili oleh pancaran gelombang dalam waktu lama, sedangkan “0″ merupakan pancaran yang lebih singkat, dibutuhkan penerima pada perangkat elektronik lantas menerjemahkan kode digital dari pemancar.

 

Gambar 2.2 Remote Control Infra Merah http://electronicsprojectsblog.com/0827/Remote Control.htm

2.3 Sensor Penerima Infra Merah  TSOP41

      Infra red (IR) detektor atau sensor infra merah adalah komponen elektronika yang dapat mengidentifikasi cahaya infra merah (infra red, IR). Sensor infra merah atau detektor infra merah saat ini adalah Detector Photomodules. Yang merupakan sebuah chip detektor inframerah digital yang di dalamnya terdapat fotodiode dan penguat (amplifier).

      IR Detector Photomodules jenis TSOP (TEMIC Semiconductors Optoelectronics Photomodules). TSOP ini mempunyai berbagai macam tipe sesuai dengan frekuensi carrier-nya, yaitu antara 30 kHz sampai dengan 56 kHz

Gambar 2.3 TSOP 41

Sumber: alldatasheet.com  

                                                                 II.         PERANGKAT ALAT

Bab ini membahas tentang perancangan dan pembuatan alat yang membaca masukan berupa kode infra merah dari remote TV. dengan keluaran karakter berjalan  di papan led matrik. Pada perancangan system ini meliputi perancangan perangkat lunak (software), dan perangkat keras (hardware). Meliputi perancangan pada arduino dengan antarmuka sensor infra merah dan dengan papan led matrik menggunakan bahasa C dengan compiler Arduino IDE.

3.1. Penentuan Spesifikasi Alat

Spesifikasi alat ditetapkan terlebih dahulu sebagai acuan dalam perancangan. Spesifikasi alat yang direncanakan adalah sebagai berikut :

1)       Alat ini mampu membaca remote TV dengan type JXMPA yang kompatibel dengan semua TV merk SONY.

2)       Dapat menampilkan semua karakter di remote di papan led matrik.

3)       Mikrokontrol yang digunakan adalah Arduino Uno R3.

4)       Papan led matrik memiliki dimensi 8 x 30  dot

5)      Dibutuhkan mikrokontroler tambahan berupa ATMEGA 16 untuk berkomunikasi dengan Arduino secara master slave.

3.2. Perancangan Diagram Blok

Diagram blok sistem merupakan salah satu bagian terpenting dalam perancangan dan pembuatan alat ini, karena dari diagram blok dapat diketahui prinsip kerja keseluruhan rangkaian. Tujuan lain diagram blok ini adalah memudahkan proses perancangan dan pembuatan pada masing-masing bagian, sehingga akan terbentuk suatu sistem yang sesuai dengan perancangan sebelumnya. Diagram blok sistem ditunjukkan dalam Gambar 3.1

Gambar 3.2. Diagram Blok Keseluruhan Sistem

1)       Sensor infra merah sebagai penerjemah kode digital dari remote.

2)       Arduino ini selain digunakan untuk mengolah data juga digunakan untuk mengkonversi data juga untuk berkomunikasi dengan slave mikrokontoler.

3)       Untuk mengatasi kekurangan pin digunakan shift register untuk kolom scaning.

4)       Baris scaning   dilakukan oleh max 7219

5)       Modul papan matrik adalah serangkaian  LED yang dirangkai tertentu sehingga membentuk 8 baris dan 32 kolom.

3.3. Prinsip Kerja Alat

Alat ini menggunakan sensor infra merah untuk menerjemahkan kode dari pemancar remote TV kemudian di terjemahkan oleh arduino sebagai data digital dan mengkonversi hasil data sesuai pembacaan data dari tiap karakter tombol remote TV  kedalam array data pada eeprom arduino, kemudian hasil pembacaan array diteruskan ke komunikasi serial menuju modul Led matrik.

 3.4. Perancangan Perangkat Keras

Perancangan dan pembuatan perangkat keras untuk membaca kode infra merah dibutuhkan rangkaian sensor infra merah dan modul papan led matrik.

3.4.1. Rangkaian sensor infra merah

                                 Gambar3.3  rangkaian sensor infra merah

 3.4.2  Prinsip Kerja dot matrix

                Gambar 3.4  cara kerja dot matrik

                Sumber: id.wikipedia.org/led_matik

Dari gambar diatas logikanya seperti ini
saat kolom pertama ( scan kolom 1 = 1 / high/2.4 v) maka bit yg diberi pada baris berupa "1110000", sehingga jika 1 beretemu 1 tidak ada arus mengalir, jadi LED mati, jika 1 bertemu 0 maka arus mengalir, led menyala begitu juga untuk kolom kedua, ketika kolom kedua diberi tegangan maka pada baris bit yg diberikan adalah "1101011" Dan seterusnya, Untuk melakukan scanning biasanya dilakukan dengan   dengan menggunakan shift register menjadi led berjalan yang panjang. Jika dot matrix dimensi 40 x 7 maka kolom akan melakukan scaning sebanyak 40 kali, dan baris sebanyak 7 kali

Cara kerja rangkaian adalah menghubungkan rangkaian sensor ke arduino dengan konfigurasi pin1-OUT pin2=GND dan 3- OUT ke pin 3 arduino, data dari pin 3 kemudian dikonversi menjadi data untuk menghidupkan led matrik. 

3.4.1. Rangkaian modul dot matrik led

Pertama, DS pin diset ground untuk menonaktifkan output (QA~QH), output tidak akan berubah walau kita mengirimkan data baru ke ic7219

Kedua, saat data baru dikirim secara serial  melalui pin clock dan pin latch  kemudian  data dikirim bit by bit disimpan di shift register sampai ada intruksi ‘’kirim’’

Arduino IDE mempunyai intruksi tersendiri yang disebut ‘’Shiftout ’’untuk mengaktifkan latch pin saat data baru dikirimke pin Din(12)

Akhirnya saat latch pin mendapat logika 1 maka akan mengirimkan data ke semua output QA~QH secara paralel,

3.4.2  Diagram waktu dispali driver

 

4.1 Hasil Penelitian

              

Berikut ini adalah uji coba yang  untuk membentuk tulisan Berjalan dari kiri ke kanan  dengan cara menekan tombol remote TV Ke arah sensor infra merah.

Kanal TV 1

 

Kanal TV 2

Kanal TV 3

 

Kanal TV 9 (yang terakhir)

 

pada saat volume kecil

pada saat volume besar

 

 

 

 

5. KESIMPULAN

·         Sensor infra merah  jenis TSOP merupakan  sensor dengan keluaran digital berkerja di frekuensi 37khz jadi arduino harus di set di frekuensi tersebut

·         Remot harus diarahkan ke sensor penerima infra merah agar data terbaca

·         Jarak maksimal remote maksimal 5 m

·         Agar dot matrik led configurasi kolom katoda dapat hidup maka kaki katoda led dibutuhkan suplay negatif    dan anoda positif

             Dalam penggunaan displai driver max 7219 membutuhkan  komunikasi SPI interface

REFERENCES

  

Manageable LED Dot Matrix Display Using

Ethernet," Department of Computer Engineering a Lahore University of Management  Sciences, Lahore, Pakistan.

 

P. Min-Chun, L. Po-Ching, and C. Rong-Ren, "Remote online machine condition monitoring system," Measurement, Vol. 4, Issue 8, pp. 912-921, Oct. 2008.

"CHARON I Embedded Ethernet module programmable using Web51 and Web51-C,"  HW

group, 2004. http://www.HW-group.com

 

"Datasheet  IR sensor,"  alldatasheet.com