Bel Sekolah Terprogram

BEL SEKOLAH TERPROGRAM

Fahmi Maulana Zulfikar ¹, Ika Lestari ², Samuel BETA ³

 Prodi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektronika Politeknik Negeri Semarang

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

E-mail : ¹ fahmi_m.zulfikar@yahoo.co.id , ² ikhalestari43@gmail.com

³ sambetak2@gmail.com

Intisari – Pendidikan merupakan sebuah instansi yang mengatur pembelajaran siswa siswi dalam melakukan kegiatan belajar mengajar, dimana kegiatan belajar mengajar memiliki porsi masing masing untuk setiap tingkatan, seperti untuk sekolah dasar dimana jadwal pelajaran dimulai dari pukul 07:00 sampai 12:00 dengan 3 – 4 mata pelajaran, setiap pelajaran memiliki porsi yang sama dalam waktu penyampaian materi, maka setiap materi 1 telah selesai dan berganti kemateri selanjutnya dibutuhkan pengingat dengan bunyi atau gambar, maka dari itu kami membuat alat dengan nama bel sekolah terprogram, seperti namanya maka alat ini berfungsi sebagai pengingat jam sekolah dengan fitur menu untuk setiap jam dapat di atur dan dapat menyalakan bel berupa buzzer bila jam sekarang sama dengan jam yang diatur. Alat ini sangat di lengkapi dengan keypad 4x4, ARM NUC120 sebagai pemroses sinyal dengan program RTC yang berfungsi sebagai pengaturan jam sekarang dan jam Bel berbunyi, dengan keluaran berupa buzzer dan LCD 16x2 untuk menampilkan tampilan jam sekarang dan pengaturan jam dengan masukan menggunakan keypad 4x4 tersebut. Alat ini menggunakan catu daya 220 Vac dengan penyearah 5Vdc.

Kata Kunci : ARM NUC120, keypad 4x4, buzzer, LCD 16x2.

Essence – Education is an agency that regulate learning of students in the teaching and learning activities, where teaching and learning activities have a portion of each for each level, such as for primary schools where lessons schedule starting from 07:00 to 12:00 pm with 3 – 4 subjects, each lesson has the same portion within the delivery of material, then any material 1 has been completed and the next kemateri needed a reminder with a sound or picture , therefore we make a tool by the name of the school bell hard-wired, as the name suggests this tool then serves as a reminder of school hours with the features menu for each hour can be set and can be turned on the Bell in the form of a buzzer when the hour is now the same as the hour is set. This tool is very in complete with 4 x 4 keypad, ARM NUC120 as signal processing with RTC program that serves as a setting the clock now and the clock Bell rang, with output in the form of buzzer and LCD 16x2 display to display the current time and settings with input using keypad 4 x 4. This tool uses 220 Vac power supply by rectifier 5Vdc. 

Keywords: ARM NUC120, 4 x 4 keypad, LCD, buzzer 16x2.

I.     Pendahuluan

Sekolah adalah tempat untuk menuntut ilmu, memantau tumbuh kembang anak dan membentuk pola pikir anak agar selalu berkembang. Sekolah memiliki jadwal tersendiri mengenai jam jam dalam mengajar, Dalam sebuah sekolah penentuan jadwal berbeda dengan sekolah yang lain seperti pada SD dan SMP, namun dari keduanya membutuhkan ketelitian dalam pembagian jam pelajaran, maka dari itu dibutuhkan suatu alat pengingat terprogram yang dapat bekerja terus menerus dengan waktu yang berbeda beda sesuai dengan kebutuhan dan memberikan tanda bila waktu yang di tentukan telah datang, maka kami membuat suatu alat yang memberi solusi, alat ini memiliki beberapa pilihan menu untuk melakukan penyalaan alarm dengan masukan berupa keypad dan di tampilkan dalam lcd serta bunyi alarm dengan sebuah Buzzer, alat ini menggunakan sistem RTC yang sudah terdapat dalam mikro kontroler ARM NUC120.

II.     Tinjauan Pustaka

Untuk mengetahui berbagai komponen dan peralatan yang dibutuhkan, maka disusunlah tinjauan pustaka sebagai acuan dalam merancang dan membuat aplikasi menggunakan ARM  cortexM0 ini.

A.     Bagian Input

       Pada bagian input, kami menggunakan Keypad 4x4

keypad adalah bagian penting dari suatu perangkat elektronika yang membutuhkan interaksi manusia. keypad berfungsi sebagai interface antara perangkat (mesin) elektronik dengan manusia atau dikenal dengan istilah hmi (human machine interface). matrix keypad 4×4 pada artikel ini merupakan salah satu contoh keypad yang dapat digunakan untuk berkomunikasi antara manusia dengan mikrokontroler. matrix keypad 4×4 memiliki konstruksi atau susunan yang simple dan hemat dalam penggunaan port mikrokontroler. konfigurasi keypad dengan susunan bentuk matrix ini bertujuan untuk penghematan port mikrokontroler karena jumlah key (tombol) yang dibutuhkan banyak pada suatu sistem dengan mikrokontroler. konstruksi matrix keypad 4×4 untuk mikrokontroler dapat dibuat seperti pada gambar berikut. 

Konstruksi Matrix Keypad 4×4 Untuk Mikroko ntroler

Konstruksi matrix keypad 4×4 diatas cukup sederhana, yaitu terdiri dari 4 baris dan 4 kolom dengan keypad berupas saklar push buton yang diletakan disetiap persilangan kolom dan barisnya. Rangkaian matrix keypad diatas terdiri dari 16 saklar push buton dengan konfigurasi 4 baris dan 4 kolom. 8 line yang terdiri dari 4 baris dan 4 kolom tersebut dihubungkan dengan port mikrokontroler 8 bit. Sisi baris dari matrix keypad ditandai dengan nama Row1, Row2, Row3 dan Row4 kemudian sisi kolom ditandai dengan nama Col1, Col2, Col3 dan Col4. Sisi input atau output dari matrix keypad 4×4 ini tidak mengikat, dapat dikonfigurasikan kolom sebagi input dan baris sebagai output atau sebaliknya tergantung programernya.

B.       Bagian Proses

        Pada bagian proses kami menggunakan ARM NUC 120.

•   Mikro arm nuc120

        DT-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 programm eksternal. Pemrograman melalui bootloader bisa dilakukan dengan menggunakan koneksi USB.

•   Perlengkapan : 

1             x DT-ARM NUC120 Board.

1             x Kabel USB.

Spesifikasi :

1.      Berbasis mikrokontroler NUC120RD2BN (64 KB APROM, 8 KB SRAM, 4 KB Data Flash, CPU ARM Cortex M0).

2.      Terintegrasi dengan cystal eksternal 12 MHz.

3.      Terintegrasi dengan osilator 32,768 KHz sebagai sumber clock RTC.

4.      Memiliki 1x Port USB.

5.      Memiliki 1 port RS-485.

6.      Memiliki 3 kanal UART dengan level tegangan TTL 3,3VDC / 5VDC.

7.      Tersedia port USB yang berfungsi untuk antarmuka serial sekaligus menuliskan program mikrokontroler, sehingga tidak membutuhkan programmer eksternal.

8.      Memiliki 45 jalur GPIO.

9.      Memiliki port Serial Wire Debug untuk proses debuging dan programming.

10.  Terintegrasi dengan sensor suhu internal.

11.  Memiliki port input 8 kanal ADC 12-bit.

Bekerja pada level tengan 3,3VDC / 5VDC dengan arus maksimum 800mA.

12.  Input catu daya untuk board : 6,5VDC - 12VDC / 3,3VDC - 5VDC.

                                      DT-ARM NUC120 Board.

C.     Bagian Output

            Pada bagian output terdapat: 

1)      Lcd 16x2

display elektronik adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. lcd (liquid cristal display) adalah salah satu jenis display elektronik yang dibuat dengan teknologi cmos logic yang bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back-lit. lcd (liquid cristal display) berfungsi sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik.

                            

                                

                                       Bentuk LCD (Liquid Cristal Display)

     Pengendali / Kontroler LCD (Liquid Cristal Display)

   Dalam modul LCD (Liquid Cristal Display) terdapat microcontroller yang berfungsi sebagai pengendali tampilan karakter LCD (Liquid Cristal Display). Microntroller pada suatu LCD (Liquid Cristal Display) dilengkapi dengan memori dan register. Memori yang digunakan microcontroler internal LCD adalah :

• DDRAM (Display Data Random Access Memory) merupakan memori tempat karakter yang akan ditampilkan berada.
• CGRAM (Character Generator Random Access Memory) merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai dengan keinginan.
• CGROM (Character Generator Read Only Memory) merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dimana pola tersebut merupakan karakter dasar yang sudah ditentukan secara permanen oleh pabrikan pembuat LCD (Liquid Cristal Display) tersebut sehingga pengguna tinggal mangambilnya sesuai alamat memorinya dan tidak dapat merubah karakter dasar yang ada dalam CGROM.

Register control yang terdapat dalam suatu LCD diantaranya adalah.

• Register perintah yaitu register yang berisi perintah-perintah dari mikrokontroler ke panel LCD (Liquid Cristal Display) pada saat proses penulisan data atau tempat status dari panel LCD (Liquid Cristal Display) dapat dibaca pada saat pembacaan data.
• Register data yaitu register untuk menuliskan atau membaca data dari atau keDDRAM. Penulisan data pada register akan menempatkan data tersebut keDDRAM sesuai dengan alamat yang telah diatur sebelumnya.

2)     Buzzer

     Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).

                                     

                                    Buzzer 5v

III.     PERANCANGAN ALAT

Perangkat Keras dan Rangkaian Elektronika

Adapun sistem yang digunakan yaitu :

1.      Keypad 4x4

2.      ARM NUC120

3.      Lcd 16x2

4.      Buzzer

Blok Diagram Hubungan Komponen Utama

Blok diagram aplikasi ARM NUC120 menggunakan masukan Keypad 4x4, RTC dengan luaran Lcd 16x2,Buzzer dapat dilihat pada

gambar dibawah ini :

 Blok Diagram Komponen Utama

Perangkat Lunak

Blok diagram alir aplikasi ARM NUC120 menggunakan masukan Keypad 4x4, RTC dengan luaran Lcd 16x2,Buzzer dapat dilihat pada :

                   

Diagram Alir Program Utama

Diagram Alir  Sub Program

IV.     Pengujian Alat

Pengujian keypad 4x4

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui keadaan dari jam sekarang dan jam alarm, karena keypad berfungsi untuk mengatur jam alarm, baik buat menit detik jam dan on off dari alarm.

Pengujian lcd

 Pengujian ini bertujuan untuk mendapatkan tampilan dari jam alarm dan jam sekarang yang diatu dengan RTC dari ARM NUC120.

Pengujian  Buzzer

 Pengujian ini bertujuan untuk mendapatkan bunyi bazzer saat jam sekarang sama dengan jam alarm dan sebagai penanda dari alarm jam jadwal pelajaran di sekolah.

V.     KESIMPULAN

Setelah melakukan percobaan, pengambilan data, dan penganalisaan terhadap data yang telah didapat pada proyek ini, maka didapatkan kesimpulan yaitu sebagai berikut:

1.   ARM NUC 120 dapat memudahkan kita dalam kehidupan sehari-hari terutama untuk instrumentasi sebagai mikrokontroler yang canggih.

2.    RTC pada ARM NUC 120 dapat memilih menu, karena kita membutuhkan banyakmenu maka kita membuat 3 menu alarm.

3.    Manfaat keypad 4x4 banyak sekali, salah satunya yaitu sebagai masukan untuk mengatur RTC pada ARM NUC 120.

4.      Bazzer sebagai keluaran bunyi pada saat waktu sekarang sama dengan waktu yang kita atur.

5.    LCD merupakan layar untuk mengetahui keadaan masing masing menu alarm dan waktu sekarang.

6.      Proses dapat berjalan dengan sumber AC 220 karena sudah di searahkan menjadi DC 5v.

VI. REFERENSI

[1] http://www.mikron123.com/index.php/vmchk/Board-Mikrokontroler/DT-ARM-NUC120/Detailed-product-flyer.html

[2] http://www.mikron123.com/index.php/vmchk/Board-Mikrokontroler/DT-ARM-NUC120/Detailed-product-flyer.html

[3] http://www.mikron123.com/index.php/vmchk/Board-Mikrokontroler/DT-ARM-NUC120/Detailed-product-flyer.html

[4] http://www.engineersgarage.com/electronic-components/16x2-lcd-module-datasheet

[5] https://en.wikipedia.org/wiki/Buzzer

lampiran lampiran:

1. laporan        : klik disini

2. power point : klik disini

3. datasheet     : klik disini

4. program      : klik disini
5. jurnal          : klik disini
6. gambar rangkaian : klik disini

Biodata Anggota Kelompok :

Nama penulis Fahmi Maulana Zulfikar. Penulis dilahirkan di Semarang, tanggal 08 Desember 1997. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SD Kalirejo 01, SMP N 2 Ungaran, dan SMK Penerbangan Semarang. Tahun 2014 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK. Pada tahun 2014 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. 3.32.14.3.06. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa melalui via email: fahmi_m.zulfikar@yahoo.com

Nama penulis Ika Lestari. Penulis dilahirkan di Cilacap, tanggal 29 Maret 1996. Penulis telah menempuh pendidikan formal di SDN 02 Karanganyar, SMPN 1 Adipala, dan SMAN 1 Maos. Tahun 2014 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA. Pada tahun 2014 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. 3.32.14.3.10. Apabila ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa melalui via email: ikhalestari43@gmail.com .

Nama pengajar Samuel BETA. Beliau mengajar di program studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Semarang. Email : sambetak2@gmail.com