Variasi LED BARGRAPH dengan Kata Sandi

Abdul Rohman¹, Arief Solichin², Rendi Dwi Putra³

Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Semarang

Jln. Prof. Sudarto, SH, Ds Tembalang Semarang 50275 INDONESIA

Email : rohman29.ra@gmail.com¹, ariefsolichin_05@yahoo.com², rendi.depe@yahoo.com³

Abstract— Abdul Rohman, Arief Solichin, Rendi Dwi Putra, “Variasi LED BARGRAPH dengan Kata Sandi”, Arduino Project DIII Electro Engineering Department Politeknik Negeri Semarang, lectured by Dr. Samuel BETA; Ing-Tech.,M.T., December 2013.

LED Bargraph Variations with Key Password is used to make some variations of LED Bargraph ignition usingkeypad 4x4 equipped with key password to unlock the button. The output data from the keypad which are the binary number, will be processed by the ArduinoUNO. The purpose of this Arduino Project is to set LED bargraph ignition in any variations. Every buttons of keypad have kind of variatons that are different each others.

Keywords— Keypad Matriks 4x4, LED Bargraph 10 segment, Microcontroller ArduinoUNO

I.      PENDAHULUAN

Keypadmatriks 4x4 merupakan salah satu jenis masukan yang dapat digunakan untuk berbagai macam jenis variasi LEDbargraph (Light Emitting Diode). Keypadmatriks 4x4 ini terdiri dari tombol push button yang di susun secara matriks dan berjumlah 16 digit. Ketika tombol pada keypad ditekan maka keypad akan mengeluarkan karakter sesuai dengan tombol yang ditekan, maka dengan menekan setiap tombol pada keypad akan menghasilkan variasi pada luaran yang berbeda-beda.

Keluaran dari Keypad mariks 4x4 ini akan berbentuk data digital yaitu bilangan biner. Data tersebut akan dihubungkan ke ArduinoUNO sebagai masukan, untuk menampilkan variasi nyalaLEDbargraph yang berbeda-beda dari setiap tombol keypad yang ditekan.

II.   TINJUAN PUSTAKA

A.      Keypadmatriks 4x4

Keypad sering digunakan sebagi suatu masukan pada beberapa peralatan yang berbasis mikroprosessor atau mikrokontroller. Keypad Matriks adalah tombol-tombol yang disusun secara maktriks (baris x kolom) sehingga dapat mengurangi penggunaan pin masukan ^[1].

 

                                                         Gambar 1. Keypad matriks 4x4

Agar mikrokontroler dapat melakukan pembacaankeypad, maka pin Arduino akan mengeluarkan salah satu bit dari 4 bit yang terhubung pada kolom dengan logika rendah “0” dan selanjutnya membaca 4 bit pada baris untuk menguji jika ada tombol yang ditekan pada kolom tersebut. Sebagai konsekuensi, selama tidak ada tombol yang ditekan, maka mikrokontroler akan melihat sebagai logika tinggi ‘1’ pada setiap pin yang terhubung ke baris.

B.      LED (Light Emitting Diode)

LED (Light Emitting Dioda) adalah dioda yang dapat memancarkan cahaya pada saat mendapat arus bias maju (forward bias). LED (Light Emitting Diode) dapat memancarkan cahaya karena menggunakan dopping galium, arsenic dan phosporus. LED akan memancarkan cahaya apabila diberi tegangan listrik dengan konfigurasi bias maju. Berbeda dengan dioda pada umumnya, kemampuan mengalirkan arus pada LED cukup rendah yaitu maksimal 20 mA. Apabila LED dialiri arus lebih besar dari 20 mA maka LED akan rusak, sehingga pada rangkaian LED dipasang sebuah resistor sebgai pembatas arus ^[2].

Gambar 2. LED (Light Emmiting Diode)

C.      LED (Light Emitting Diode)Bargraph

Pada proyek Arduino ini, digunakan LED Bargraph  sebagai luaran.LED Bargraph adalah susunan dari beberapa LED (Light Emitting Diode) yang disusun satu baris dalam satu kemasan khusus. LED bargraph yang digunakan adalah jenis LED bargraph yang mempunyai 10 segmen, yaitu rangkaian 10 buah LED yang disusun berurutan dalam sebuah kemasan.

LEDbargraph dihubungkan ke perangkat Arduino, yangdifungsikan sebagai luaran. Ada dua jenis LED bargraph yang digunakan dalam rangkaian variasi LED bargraph ini, yaitu satu buah LED bargraph aktif tinggi dan satu buah LED bargraph aktif rendah. LEDbargraph aktif tinggi akan menyala jika diberi logika rendah ‘1’, dan LEDbargraph akan padam jika diberi logika tinggi ‘0’.LED bargraph aktif rendah akan menyala jika diberi logika rendah ‘0’, dan LED bargraph akan padam jika diberi logika tinggi ‘1’.

Agar tampilanLEDbargraph ini dapat aktif maka kabel penghubung memungkinkan LED harus dihubungkan singkat.

Gambar 3.LEDBargraph 10 segmen

D.      ArduinoUNO

Gambar 4.ArduinoUNO^[3]

ArduinoUNO adalah sebuah papan mikrokontroler yang didasarkan pada ATmega328.ArduinoUNO mempunyai 14 pin digital input/output (6 diantaranya dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah osilator Kristal 16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah power jack, sebuah ICSP header, dan sebuah tombol reset.ArduinoUNO memuat semua yang dibutuhkan untuk menunjang mikrokontroller,mudah menghubungkan ke sebuah computer dengan sebuah kabel USB atau mensuplainya dengan sebuah adaptor AC ke DC atau menggunakan baterai untuk memulainya^[4].

ArduinoUNO berbeda dari semua board Arduino sebelumnya. ArduinoUNO tidak menggunakan chip driver FTDI USB-to-serial. Sebaliknya, fitur-fitur ATmega16U2 (ATmega8U2 sampai ke versi R2) deprogram sebagai pengubah USB ke serial. Revisi 2 dari board ArduinoUNO mempunyai sebuah resistor yang menarik gaya 8U2 HWB ke ground, yang membuatnya lebih mudah untuk diletakkan ke dalam DFU mode. Revisi 3 dari board ArduinoUNO memiliki fitur-fitur baru sebagai berikut:

1.       Pinout 1.0: ditambah pin SDA dan SCL yang dekat dengan pin AREF dan dua pin baru lainnya yang diletakkan dekat dengan pin RESET, IOREF yang memungkinkan shield-shield untuk menyesuaikan tegangan yang disediakan dari board. Untuk ke depannya, shield akan dijadikan kompatibel/cocok dengan board yang menggunakan AVR yang beroperasi dengan tegangan 5V dan dengan ArduinoDue yang beroperasi dengan tegangan 3.3V. Yang kedua ini  merupakan sebuah pin yang tak terhubung, yang disediakan untuk tujuan kedepannya.

2.       Sirkuit RESET yang lebih kuat.

3.       ATmega16U2 menggantikan 8U2.

ArduinoUNO adalah seri terakhir dari board Arduino USB dan model referensi untuk papan Arduino, untuk suatu perbandingan dengan versi sebelumnya.

Berikut adalah ringkasan spesifikasi dari ArduinoUNO:

TABEL 1

FITUR-FITUR ARDUINO UNO^[5]

Mikrokontroller	ATmega328
Tegangan Pengoperasian	5 Volt
Tegangan input yang disarankan	7-12 Volt
Batas tegangan input	6-20 Volt
Jumlah pin I/O digital	14 (6 diantaranya menyediakan keluaran PWM)
Jumlah pin input analog	6
Arus DC tiap pin I/O	40mA
Arus DC untuk pin 3.3 Volt	50 mA
Memori Flash	32 KB (ATmega328), sekitar 0.5 KB digunakan oleh bootloader
SRAM	2 KB (ATmega328)
EEPROM	1 KB (ATmega328)
Clock Speed	16 MHz

III. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

A.      Perancangan Alat

Dalam perancangan dalam pembuatan penelitian  ini yaitu alat pengatur variaisi LEDbargraph, terdiri atas  perancangan mekanik (hardware) yang meliputi perancangan elektrik, dan perancangan perangkat lunak(software). Perancangan ini mempunyai gambaran  perancangan hardware, yang didalamnya ada beberapa rangkaian elektrik yang medukung alat  ini, yaitu seperti gambar 5 dibawah ini.

Gambar 5. Diagram Blok

Sesuai dengan gambar diatas, keypad berfungsi sebagai masukan yang kemudian akan diproses oleh perangkat arduino dan luaran akan ditampilkan oleh LED bargraph.

B.      Perancangan dan Pembuatan Elektrik

Perancangan dan pembuatan elektrik meliputi dari pembuatan rangkaian keypad 4x4dan rangkaian tampilan LEDBargraph.

1)      Rangkaian Keypad Matriks 4x4

Keypad matriks 4x4 memiliki delapan pin digital yang selanjutnya akan dihubungkan ke pin A0, A1, A2, A3, A4, A5, pin 12 dan pin 13 sebagai masukan Arduino UNO. Delapan pin keluaran dari keypad tersebut berupa bilangan biner.

Gambar 6. RangkaianKeypad matriks 4x4

2)      Rangkaian LED Bargraph

LED Bargraph yang digunakan memiliki 10 Segmen dan 20 Pin. LED Bargraph ini bekerja pada tegangan maju 2,1 volt ^[6]. Pada rangkaian ini, menggunakan dua buah LED bargraph, satu buah LED aktif tinggi, sedangkan satu lainnya adalah aktif rendah.

Untuk menghubungkan LED ke Mikrokontroler Arduino Uno, digunakan pin digital 0, pin 1, pin 2, pin 3, pin 4, pin 5, pin 6, pin 7, pin 8, pin 9 dan Vcc sebagai common karena LED bargraph aktif rendah.Pada gambar 7 merupakan LED Bargraph yang digunakan pada proyek Arduino ini.

Gambar 7Rangkaian LED Bargraph 10 Segmen

C.       Perancangan Perangkat Lunak

Perancangan perangkat lunak dibutuhkan untuk menjalankan alat yang dibuat pada proyek Arduino  ini. Program berfungsi menjalankan sistem melalui mikrokontroler ArduinoUno, yang nantinya chip mikrokontroler tersebut akan diisi program perintah yang diinginkan. Perintah yangdigunakan adalah bahasa c++.

IV.      PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA DATA

Setelah pembuatan rancangan alat, maka dilakukan pengujian alat dan  analisa data dari alat yang telah dibuat seperti. Tujuan pengujian ini adalah untuk  mengetahui bahwa rancangan alat yang dibuat bekerja sesuai dengan perancangan sistem. Pengujian yang dilakukan adalah pengujian terhadap hardware dan pengujiansoftware, kemudian analisa pembahasan terhadap variasi penyalaan yang ditampilkan.

Pengujian alat meliputi:

1.       Masukkan kata kunci (password) untuk mengaktifkan  variasi LED Bargraph.

2.       Ketika tombol “enter (#)” ditekan dan jika kata kunci yang dimasukkan benar maka indikator LED akan berwarna hijau sehingga dapat memilih variasi yang ada, sedangkan jika kata kunci salah maka indikator LED akan berwarna merah dan tidak dapat memilih variasi yang ada.

3.       Ketika telah memilih salah satu variasi yang diinginkan maka tekan tombol “enter” untuk mengunci variasi tersebut.

4.       Setelah salah satu variasi terkunci, maka variasi tidak dapat diganti dan jika ditekan tombol apapun LED akan berwarna merah.

5.       LED Bargraph akan tetap berwarna merah dan variasi tidak dapat diubah sebelum kata kunci yang benar dimasukkan kembali.

V.      KESIMPULAN

Setelah dilakukan pengujian dan penganalisaan alat yang telah dibuat  maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1. Keypad matriks 4x4 berfungsi sebagai masukan yang terdiri dari 16 tombol disusun secara matrik (4 baris dan 4 kolom).
2. LED bargraph 10 segmen dapat dinyalakan dengan berbagai macam variasi. Data yang digunakan untuk membuat variasi menggunakan data larik.

DAFTAR PUSTAKA

[1]http://depokinstruments.com/2011/07/27/teori-keypad-matriks-4x4-dan-cara-penggunaannya/ diakses tanggal 18 desember 2013

[2]http://elektronika-dasar.web.id/komponen/led-light-emitting-dioda/diakses tanggal 18 Desember 2013

[3]http://arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUno diakses           diakses tanggal 18 Desember 2013

[4]http://blog.kedairobot.com/2011/07/02/arduinouno/ diakses tanggal 18 Desember 2013

[5]Datasheet Arduino Uno.pdf

[6]http://www.booklovers.co.vu/2013/05/jenis-jenis-led-part-1.html diakses tanggal 18 desember 2013.