Kamis, 22 Januari 2015

DOT MATRIX DENGAN INPUT PERANGKAT ANDROID MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER ARM NUC120

DOT MATRIX DENGAN INPUT PERANGKAT ANDROID
MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER ARM NUC120
Ibnu Widiatmoko1, Junior Liku Sri Mahardhika2, Yudhi Septa Prakoso3,Samuel Beta4 
Program Studi Teknik Elektronika, Politeknik Negeri Semarang Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, 50275
ibnuwidiatmoko80@gmail.com1, juniorlikusm@gmail.com2, yudhitaokaenoi@gmail.com3,sambetak2@gmail.com4

Intisari – Dot Matrix dengan Input Perangkat Android ini merupakan alat untuk menampilkan tulisan sesuai perintah. Pada pembuatan alat ini menggunakan komponen-komponen yang telah dibagi dalam tiga bagian utama, yaitu masukan, proses dan luaran. Komponen masukannya yaitu Android. Fungsi Andoid sebagai masukan yaitu untuk mengatur tampilan huruf yang ingin ditampilkan. Kemudian pada bagian proses atau pengolahan data yang digunakan Mikrokontroler ARM NUC120 tipe ini memiliki cortex M0 12 MHz, 8KB RAM,  64KB memori program (APROM), 4KB memori data (data flash), 45 pin I/O (GPIO), 8 channel ADC 12 bit, 3 serial UART dengan 1 USB & 1 RS485, 3.3V & 5V compatible, programmable via USB. Ini cukup untuk digunakan mengontrol komponen dalam model alat ini. Pada bagian luaran yaitu Dot Matrix P10 16 x 32, digunakan sebagai penampil huruf/tulisan yang diinginkan.
    
Kata Kunci : ARM NUC120, Android, Dot Matrix.

Abstract – This Dot Matrix with Android device input is instrument to showing word, numeral, and sentence appropriate with instruction.  This instrument have component-component that divide in 3 part. That part is input, process, and output. Component input part is Android. Android as input have function to arrange display word. And then, the process part is microcontroller ARM NUC120, this type have cortex M0 12 MHz, 8 KB RAM, 64 KB APROM, 4 KB Flash Data, 45 pin I/O GPIO, 8 Channel ADC 12 Bit, 3 Serial UART with 1 USB & 1 RS485, 3.3 V & 5 V compatible, programmable via USB. This is enough for controlling all component in this instrument. In output part have Dot Matrix P10 16 x 32, it is for showing a word, numeral, and sentences that appropriate with instruction.

Keywords: ARM NUC120, Android, Dot Matrix.


1.             PENDAHULUAN
1.1     Latar Belakang
Pendidikan kontrol dan kendali berbasis komputer merupakan salah satu materi penting dalam bidang ilmu Teknik Elektro, khususnya Teknik Elektronika. Tentunya, dalam menunjang pembelajaran tersebut diperlukan berbagai alat pendukung. Salah satu alat pendukung tersebut adalah sebuah  modul pembelajaran penampil informasi.
Dalam dunia industri penampil informasi juga dibutuhkan sebagai alternatif pada petunjuk suatu tempat, nama ruang, waktu dan masih banyak lagi. Dengan alat ini akan memudahkan pengguna karena prinsip kerjanya dikendalikan dengan Android secara nirkabel. Namun, metode yang masih digunakan untuk jarak nirkabel tersebut masih terbatas karena masih menggunakan bluetooth.
Proyek yang dibuat ini dalam bentuk model penampil informasi Dot Matrix dengan Input Perangkat Android. Model penampil informasi ini dirancang sebagai sebuah alat untuk menampilkan informasi yang diinginkan di Dot Matrix menggunakan input perangkat Android dimana proses untuk tampilan huruf yang diinginkan sesuai dengan yang sudah diprogramkan pada modul ARM.

1.2         Perumusan Masalah
Dari identifikasi yang ada, dapat ditarik beberapa rumusan masalah, yaitu:
a.              Bagaimana merancang penampil informasi Dot Matrix P10 menggunakan perangkat Android?
b.             Bagaimana mengkombinasikan input perangkat Android dengan Dot Matrix P10 melalui jaringan nirkabel (bluetooth) menggunakan Mikrokontroler ARM NUC 120?
c.              Bagaimana mengatur tampilan huruf pada Dot Matrix P10 dengan input perangkat Android menggunakan Mikrokontroler ARM NUC 120?

1.3         Tujuan
a.              Merealisasikan rancangan hardware dan software penampil informasi Dot Matrix P10 dengan input perangkat Android.
b.             Mengetahui cara kerja model penampil informasi Dot Matrix P10 dengan input perangkat Android berbasis Mikrokontroler ARM NUC 120.

2               TINJAUAN PUSTAKA
Untuk mengetahui berbagai komponen dan peralatan yang dibutuhkan, maka disusunlah tinjauan pustaka sebagai acuan dalam merancang dan membuat aplikasi menggunakan mikrokontroler ARM NUC120 ini.

2.1         Android
Android adalah sistem operasi yang digunakan di smartphone dan juga tablet PC. Fungsinya sama seperti sistem operasi Symbian di Nokia, iOS di Apple dan BlackBerry OS.
Android pertama kali dikembangkan oleh perusahaan bernama Android Inc., dan pada tahun 2005 di akuisisi oleh raksasa Internet Google. Android dibuat dengan basis kernel Linux yang telah dimodifikasi, dan untuk setiap release-nya diberi kode nama berdasarkan nama hidangan makanan.
Keunggulan utama Android adalah gratis dan open source, yang membuat smartphone Android dijual lebih murah dibandingkan dengan Blackberry atau iPhone meski fitur (hardware) yang ditawarkan Android lebih baik.
Beberapa fitur utama dari Android antara lain WiFi hotspot, Multi-touch, Multitasking, GPS, accelerometers, support java, mendukung banyak jaringan (GSM/EDGE, IDEN, CDMA, EV-DO, UMTS, Bluetooth, Wi-Fi, LTE & WiMAX) serta juga kemampuan dasar handphone pada umumnya.

Gambar 2.1 Android Jellybean


2.2         Bluetooth HC06
Modul Bluetooth HC-06/BO adalah modul yang memiliki kemampuan berkomunikasi secara serial dengan protokol standar Bluetooth versi 2.0. Papan Inti HC-06 (menggunakan chipset CSR BC417) sudah dipasangkan dengan adapter koneksi (backplane break-out board) sehingga mudah untuk digunakan, cukup menghubungkan modul ini dengan kabel koneksi serial ke pin RX/TX dari mikrokontroler.
Modul ini dioperasikan lewat perintah AT (AT commands) yang dikirimkan secara serial. Koneksi secara default diset di kecepatan 9,600 bps (bisa dikustomisasi dari 1200 bps hingga 1,35 Mbps). Catu daya untuk untuk modul ini sebesar 3v3. Besar arus yang digunakan antara 8 mA (saat komunikasi) hingga 30 mA (saat proses pairing). Modul ini hanya dapat bertindak sebagai bluetooth slave device.


Gambar 2.2 Bluetooth HC-06

2.3         Mikrokontroler ARM NUC120
ARM NUC120 Board merupakan modul pengembangan mikrokontroler NUC120RD2BN yang berbasis CPU ARM Cortex-M0 dari Nuvoton. Modul ini dapat bekerja dengan kecepatan CPU sampai dengan 48 MHz. Modul ini juga telah dilengkapi dengan bootloader internal, sehingga tidak diperlukan lagi device program eksternal. Pemrograman melalui bootloader bisa dilakukan dengan menggunakan koneksi USB.


Gambar 2.3 ARM NUC120

Spesifikasi :
·                Berbasis mikrokontroler NUC120RD2BN (64 KB APROM, 8 KB SRAM, 4 KB Data Flash, CPU ARM Cortex-M0).
·                Terintegrasi dengan cystal eksternal 12 MHz.
·                Terintegrasi dengan osilator 32,768 KHz sebagai sumber clock RTC.
·                Memiliki 1x Port USB.
·                Memiliki 1 port RS-485.
·                Memiliki 3 kanal UART dengan level tegangan TTL 3,3VDC / 5VDC.
·                Tersedia port USB yang berfungsi untuk antarmuka serial sekaligus menuliskan program mikrokontroler, sehingga tidak membutuhkan programmer eksternal.
·                Memiliki port Serial Wire Debug untuk proses debuging dan programming.
·                Memiliki 45 jalur GPIO.
·                Terintegrasi dengan sensor suhu internal.
·                Memiliki port input 8 kanal ADC 12-bit.
·                Bekerja pada level tengan 3,3VDC / 5VDC dengan arus maksimum 800mA.
·                Input catu daya untuk board : 6,5VDC - 12VDC / 3,3VDC - 5VDC.

2.4         Dot Matrix P10 16 x 32
Matrik titik  atau DMD (Dot Matrix Display)  adalah susunan titik-titik dua dimensi yang digunakan untuk menampilkan karakter-karakter, simbol atau gambar. DMD pada dasarnya adalah susunan beberapa LED yang disusun membentuk matrik baris dengan baris dan kolom yang bervariasi sesuai dengan tipenya. Seperti pada seven segment, DMD terdiri dari dua common yaitu common anode dan common cathode. Dalam tugas akhir ini DMD yang digunakan adalah DMD common anode dengan ukuran 16 x 32 pixel.
DMD ini terdiri dari LED yang tersusun secara matrik berbentuk segi empat sehingga dengan menyalakan atau mematikan LED yang diinginkan, teks atau grafik dapat ditampilkan. Pengendali DMD mengkonversi instruksi dari decoder ke dalam logik yang dapat menyalakan atau mematikan LED sehingga tampilan yang diinginkan dapat ditampilkan.



Gambar 2.4 Dot Matrix P10 16 x 32

3               PERANCANGAN ALAT
3.1         Perangkat Keras dan Rangkaian Elektronika
3.1.1   Alat
1.                  Bor tangan
2.                  Solder
3.                  Tenol
4.                  Tang Potong
5.                  Gergaji
6.                  Kabel USB
7.                  Alumunium
8.                  Akrilik
9.                  Box/papan (tepat meletakkan alat)
10.              Setrika
11.              Larutan FeCl3

3.1.2   Bahan
1.             Board ARM Nuvoton NUC120                            1 buah
2.             Dot Matrix P10 Semi Outdoor 16 x 32                 1 buah
3.             Modul Bluetooth HC06                                        1 buah
4.             Port input output female 1 x 40 pin                      1 buah
5.             Port input output male 2 x 40 pin                         1 buah
6.             Port input output male 1 x 10 pin                         1 buah
7.             Port input output female 2 x 10 pin                      2 buah
8.             Rangkaian Regulator                                            1 buah
9.             Rangkaian Connector                                           1 buah
10.         Box                                                                       1 buah
11.         Kabel jumper                                                        secukupnya

3.2         Blok Diagram Hubungan Komponen Utama


Gambar 3.1 Diagram Blok Dot Matrix dengan Input Perangkat Android

Berikut keterangan singkat dari gambar blok diagram di atas :
1.             Android untuk mengatur tampilan huruf.
2.             Bluetooth untuk mengirimkan data ke Mikrokontroler ARM NUC 120.
3.             Catu Daya untuk memberi supply pada Mikrokontroler ARM NUC 120.
4.             Mikrokontroler ARM NUC 120 sebagai modul pemrograman untuk menjalankan alat sesuai perintah.
5.             Dot Matrix P10 untuk menampilkan informasi berupa huruf, angka dan tulisan.

3.3         Diagram Alir

Gambar 3.2 Diagram Alir pada MC
Gambar 3.3 Diagram Alir APK android

3.4         Cara Kerja Alat
Alat ini mempunyai input data yang berasal dari Android dengan perangkat lunak yang telah terpogram dengan Basic4Android. Dengan program Basic4Android tersebut maka dapat dilakukan pengaturan tampilan display yaitu dengan mengirimkan data ke ARM Nuvoton 120.
Data tersebut dikirimkan melalui jaringan nirkabel, yaitu melalui Bluetooth. Data input dipancarkan dari Android kemudian diterima oleh Bluetooth yang dipasang pada ARM Nuvoton 120. Data tersebut kemudian disimpan pada EEPROM setelah pengiriman data dari Android selesai maka ARM Nuvoton 120 akan melakukan pembacaan data EEPROM untuk menampilkan tampilan display pada Dot Matrix.
Catu daya memberikan tegangan pada semua rangkaian sehingga semua rangkaian pada keadaan on sehingga ARM Nuvoton 120 dalam keadaan on dan sistem pada ARM Nuvoton 120 menampilkan kondisi awal. Dot Matrix menampilkan tulisan huruf yang telah diprogram.

4.             PENGUJIAN ALAT

                       Gambar 4.1 Board Nuvoton NUC120                 

Gambar 4.2 Modul Bluetooth HC06

Gambar 4.3 Box Komponen & Output Alat Tampak Depan

Gambar 4.4 Box Komponen & Output Alat Tampak Samping

Gambar 4.5 Box Komponen & Output Alat Tampak Atas

Gambar 4.6 Hasil tampilan pengujiian alat

         Gambar 4.7 Tampilan APK         

                                  Gambar 4.8 Saat Tekan Connect      

                               Gambar 4.9 Saat Koneksi Sukses

   Gambar 4.10 Penulisan Di layar android  
          
             Gambar 4.11 Tampilan Setelah Data Dikirim

5.             PENUTUP
5.1         Kesimpulan
Setelah melakukan percobaan, pengambilan data, dan penganalisaan terhadap data yang telah didapat pada penelitian ini, maka didapatkan kesimpulan yaitu sebagai berikut:
1.             Dot Matrix dengan Input Perangkat Android berfungsi untuk menampilkan informasi berupa huruf, angka, tulisan melalui jaringan nirkabel (bluetooth).
2.             Penggunaan Android sebagai inputan menggunakan aplikasi berekstensi .apk yang telah terinstall pada Android.
3.             Tampilan huruf, angka, tulisan, diatur menggunakan aplikasi yang telah terinstall di input perangkat Android tersebut.
4.             Jarak maksimal untuk mengatur tampilan antara input Android dengan Dot Matrix P10 16 x 32 yaitu kurang lebih 10 meter.

REFERENSI
[1]     http://www.vcc2gnd.com/2014/02/HC-06-Bluetooth-BreakOut-4pin-Serial-Slave.html
[2]     http://www.mikron123.com/index.php/vmchk/Board-Mikrokontroler/DT-ARM-NUC120/Detailed-product-flyer.html
[3]     http://www.infoteknologi.com/selular/apa-itu-android/
[4]   Abid M. Rizkyana, Ronny Adi Gunawan, Upik Nur Kholifah (2014). Bel Sekolah Otomatis Berlagu Dilengkapi Dengan Tampilan DotMatrik. Semarang: Politeknik Negeri Semarang.

DATASHEET

Bluetooth HC06
Board Nuvoton NUC120
Dot Matrix P10 16 x 32



                                                    


Nama penulis 
Junior Liku Sri Mahardhika. Penulis dilahirkan di Tarakan tanggal 8 Januari 1993. Penulis telah menempuh pendidikan formal di TK Puspoyudo Semarang, SDN Karangrejo 02 Semarang, SMPN 11 Semarang, dan SMK IPT Karangpanas. Tahun 2010 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2012 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.12.0.12. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi 083842608844 atau melalui via email: 

  
  

Nama penulis
Ibnu Widiatmoko. Penulis dilahirkan di Pati tanggal 19 Agustu 1994. Penulis telah menempuh pendidikan formal di TK Kusuma Kalidoro, SDN Sarirejo 01 Pati, SMPN 5 Pati, dan SMK Tunas Harapan Pati. Tahun 2012 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2012 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.12.0.08. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi 085728613195 atau melalui via email: ibnuwidiatmoko80@gmail.com




   
Nama penulis
Yudhi Septa Prakoso. Penulis dilahirkan di Kabupaten Semarang, tanggal 13 September 1993. Penulis telah menempuh pendidikan formal di TK Trisula Saltiga, SDN 12 Salatiga, SMPN 2 Salatiga, dan SMAN 1 Salatiga. Tahun 2012 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2012 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM. 3.32.12.0.22. Apabila ada  kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi 085641051477 atau melalui via email: yudhitaokaenoi@gmail.com.



Diposting oleh di

1 komentar:

  1. Unknown21 April 2017 pukul 17.50

    Maaf mas
    Saya mau nanya
    Saya punya nuc120 tapi tidak terdetek di coside
    Ada driver nuc120 mas?

    BalasHapus

Langganan: Posting Komentar (Atom)