DOT MATRIKS PENAMPIL PESAN SUARA

DOT MATRIKS PENAMPIL PESAN SUARA Erlyandy Nofrinda DR1, Rika Tahta Alfina2, Samuel BETA.3 Mahasiswa dan Dosen Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Semarang Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, Indonesia E-mail : erlyandyndr@gmail.com1, rikatahta@gmail.com2, sambetak2@gmail.com3

 

Intisari – Media informasi yang jelas dan mudah dipahami sangat dibutuhkan untuk mendukung efektifitas pekerjaan maupun kegiatan manusia pada umumya. Perkembangan teknologi smartphone yang semakin maju pula menjadikan masyarakat banyak bergantung pada kecanggihan perangkat ini. Display Dot Matriks digunakan untuk penampilkan teks voice. Dengan masukan suara melalui aplikasi pada smartphone Android yang dibuat sendiri menggunakan app inventor 2, kemudian data teks dikirim ke ARM melaui antar muka bluetooth dan luaran Dot Matriks 8x8 yang disusun cascade membentuk 1 display yang berukuran 18x6,4 cm.

Kata Kunci : ARM NUC120, Bluetooth, Smartphone Android, Dot Matriks 8x8

Abstract — Media information is clear and easily understood is needed to support the effectiveness of employment and human activity. The development of smart phone technology is more advanced also make many people depend on the sophistication of this device. Display dot matriks used as the display of the text voice. With voice input via an application on Android smartphones made yourself using the app inventor 2, later text data is sent to the ARM via bluetooth and output interface Dot Matriks 8x8 arranged cascade form one display measuring 18x6.4 cm.

Keyword : ARM NUC120, Bluetooth, Smartphone Android, Dot Matriks 8x8

1.     PENDAHULUAN

1.1    Latar Belakang

Seiring perkembangan teknologi informasi, media penyampaian informasi saat ini semakin beragam, mulai dari media cetak hingga elektronik. Namun dengan aktifitas manusia yang sangat padat menuntut adanya penyampaian informasi yang mudah dan cepat. Media informasi yang jelas dan mudah dipahami sangat dibutuhkan untuk mendukung efektifitas pekerjaan maupun kegiatan manusia pada umumya. Perkembangan teknologi smartphone yang semakin maju menjadikan masyarakat banyak bergantung pada kecanggihan perangkat ini. Untuk itu dibuatlah papan informasi yang akan menampilkan teks voice. Dengan masukan suara melalui aplikasi pada smartphone Android yang dibuat sendiri dan luaran Dot Matriks 8x8 yang disusun cascade membentuk 1 display yang berukuran 18x6,4 cm.

1.2    Tujuan

         Tujuan pembuatan alat ini adalah :

         1.  Merealisasikan rancangan hardware dan software penampil informasi Dot Matriks 8x8 dengan 

              input perangkat Android.

         2.  Mengetahui cara kerja model penampil informasi Dot Matriks 8x8 dengan input perangkat 

              Android berbasis Mikrokontroler ARM NUC 120.

1.3    Rumusan Masalah

         Berdasarkan latar belakang, akan ditentukan beberapa rumusan masalah, yaitu :

         1.  Bagaimana merancang penampil informasi Dot Matriks 8x8 menggunakan perangkat Android?

         2.  Bagaimana mengkombinasikan input perangkat Android dengan Dot Matriks 8x8 melalui 

              jaringan nirkabel (bluetooth) menggunakan Mikrokontroler ARM NUC 120?

         3.  Bagaimana mengatur tampilan huruf pada Dot Matriks 8x8 dengan input perangkat 

              Android menggunakan Mikrokontroler ARM NUC 120?

1.4    Pembatasan Masalah

         Adapun yang membatasi alat ini adalah :

         1.  Dot Matriks bisa menampilkan tampilan berupa tulisan berjalan dengan input suara yang jelas.
         2.  Jarak maksimal perangkat Android dan Dot Matriks sejauh 30 meter tanpa ada media 
              penghalang.

     1.5    Metodologi

         Target proyek ini menjalankan program yang dapat diimplementasikan langsung terhadap alat. 
         Langkah -  langkah pembuatan Proyek Arduino dapat didefinisikan sebagai berikut :

        1.       Studi pustaka alat dan bahan

        2.       Perancangan perangkat lunak dan program

        3.      Implementasi program

        4.       Pengujian perangkat lunak dan perangkat keras

        5.       Analisa

        6.       Laporan

     2.     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.

    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

         2.2      Bluetooth HC05

HC-05 adalah sebuah modul Bluetooth SPP (Serial Port Protocol) yang mudah digunakan untuk komunikasi serial wireless (nirkabel) yang mengkonversi port serial ke Bluetooth. HC-05 menggunakan modulasi bluetooth V2.0 + EDR (Enchanced Data Rate) 3 Mbps dengan memanfaatkan gelombang radio berfrekuensi 2,4 GHz.

Modul ini dapat digunakan sebagai slave maupun master. HC-05 memiliki 2 mode konfigurasi, yaitu AT mode dan Communication mode. AT mode berfungsi untuk melakukan pengaturan konfigurasi dari HC-05. Sedangkan Communication mode berfungsi untuk melakukan komunikasi bluetooth dengan piranti lain.

Dalam penggunaannya, HC-05 dapat beroperasi tanpa menggunakan driver khusus. Untuk berkomunikasi antar Bluetooth, minimal harus memenuhi dua kondisi berikut :

1.       Komunikasi harus antara master dan slave.

2.       Password harus benar (saat melakukan pairing).

Jarak sinyal dari HC-05 adalah 30 meter, dengan kondisi tanpa halangan. Adapun spesifikasi dari HC-05 adalah

Hardware :

-          Sensitivitas -80dBm (Typical)

-          Daya transmit RF sampai dengan +4dBm.

-          Operasi daya rendah 1,8V – 3,6V I/O.

-          Kontrol PIO.

-          Antarmuka UART dengan baudrate yang dapat diprogram.

-          Dengan antena terintegrasi.

Software :

-   Default baudrate 9600, Data bit : 8, Stop bit = 1, Parity : No Parity, Mendukung   baudrate : 9600, 19200, 38400, 57600, 115200, 230400 dan 460800.

-          Auto koneksi pada saat device dinyalakan (default).

-   Auto reconnect pada menit ke 30 ketika hubungan putus karena range koneksi.

Gambar 2.2 Bluetooth HC-05

          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 Matriks 8x8 MAX7219

       Modul Led Dot Matriks 8x8 adalah modul display yang menggunakan kumpulan-kumpulan LED yang dirangkai menjadi kesauan dengan 8 baris dan 8 kolom. Modul ini dikontrol menggunakan IC max7219 sebagai komponen dricer utamanya. Cara pengoperasian modul ini yaitu dengan cara multiplexing atau multiplexed display. Tegangan operasi normal yaitu pada tegangan 5V, sehingga dapat langsung dihubungkan ke mikrokontroller tanpa perlu ada tambahan komponen. Tipe dari dot matriks ada 2 jenis yaitu common cathoda dan common anoda, ini sama halnya dengan 7 segment.

Gambar 2.4 Rangkaian dan susuna Led Dot Matriks 8x8

Tipe dari dot matriks

Keterangan :

-          BL-M15C882 = merupakan dot matriks tipe Common Anode

-          BL-M15D882 = merupakan dot matriks tipe Common Cathode

Gambar 2.5 Rangkaian MAX7219 

2.5      App Inventor 2

App Inventor merupakan aplikasi web yang memungkinkan pengguna untuk memprogram komputer untuk menciptakan aplikasi perangkat lunak bagi sistem operasi Android. App Inventor menggunakan antarmuka grafis, serupa dengan antarmuka pengguna pada Scratch dan  Star Logo TNG, yang memungkinkan pengguna untuk men-drag-and-drop objek visual untuk menciptakan aplikasi yang bisa dijalankan pada  perangkat Android. Dalam  menciptakan App Inventor, Google telah melakukan riset yang berhubungan dengan komputasi edukasional dan menyelesaikan lingkungan pengembangan online Google.

Cara membuat aplikasi android menggunakan App Inventor 2

1.  Login ke aplikasi App Inventor http://ai2.appinventor.mit.edu/.
     Untuk Aplikasi Voice Teks dapat di download di sini.

2.  Buat project baru dengan cara mengklik start new project, kemudian ketikkan nama projectnya.    
     Kemudian klik OK.

3.  Membuat layout aplikasi yang akan kita buat. Kita akan  membuat background gambar.

     Langkahnya yaitu klik tombol upload file pada sisi sebelah  kanan  bawah. Kemudian pilih gambar.

4.  Kemudian klik component screen pada sisi sebelah kanan layar. Ubahlah Background Image dan  
     pilihlah gambar yang baru saja anda upload. Berikut adalah tampilan pertama aplikasi.

5.  Mengatur timer interval untuk waktu tampilan pertama aplikasi selama 2000mS =  detik. 

Menentukan tampilan kedua setelah pengaturan lama waktu tampilan 1

6.  Setelah pengaturan waktu diaktifkan, timer akan bekerja menghitung untuk membuka tampilan  

     kedua.

Tampilan kedua pada aplikasi

7.  Langkah selanjutnya adalah pengaturan koneksi Bluetooth. Terdapat beberapa langkah dalam  

     pengaturan koneksi Bluetooth : 

•   Ketika listPicker1 belum dipilih bekerja/aktif,istPicker1 akan mengatur elemen pada bluetooth  

     server 1  (BluetoothClient1) untuk alamat dan nama (Addresses and names).
•   Ketika listPicker1 sudah memilih dan bekerja/aktif maka akan memanggil bluetooth server 1  

     (BluetoothClient1) untuk terhubung dengan alamat pada ListPicker 1 yang sudah diseleksi.
•   Kemudian ListPicker1 akan mengatur elemen pada bluetooth server 1  (BluetoothClient1) untuk 

     alamat dan nama (Addresses and names).
•   Ketika waktu timer bekerja/aktif jika bluetooth server 1  (BluetoothClient1) terkoneksi. Kemudian 

     mengatur label 1 memberi tulisan teks dengan tulisan tersambung. Label 1 akan memberi warna 

     pada teks dengan warna hijau.
•   Jika tidak terkoneksi bluetooth server 1  (BluetoothClient1). Kemudian mengatur label 1 memberi  

     tulisan teks dengan tulisan tidak tersambung. Label 1 memberi warna pada teks dengan warna 

     merah 

•   Pengaturan voice recognize untuk mendapatkan teks dari masukan suara

•   Ketika Button1 di klik dan bekerja/aktif maka akan memanggil Speech Recognizer 1  untuk  

     mendapatkan teks/kalimat/rekaman
•   Ketika Speech Recognizer 1 sebelum mendapatkan teks/kalimat bekerja/aktif maka label 4    

     mengatur teks untuk untuk ditampilkan di kolom
•   Ketika Speech Recognizer 1 sudah mendapatkan teks/kalimat dan bekerja/aktif maka label 4 akan 

     mengatur dan menyimpan teks untuk hasil dari Speech Recognizer 1
•   Dan akan memanggil bluetooth server 1  untuk mengirim teks/kalimat dengan mengikutkan tanda 

     “*” diawal dan mengikutkan tanda “#” diakhir pada hasil Speech Recognizer 1

3.       PERANCANGAN ALAT

Gambar 3.1 Perancangan Alat

3.1    Perangkat Keras dan Rangkaian Elektronika
     Input penampil dot matriks berupa aplikasi Voice pada android, data dari aplikasi Voice berupa   teks.Melalui bluetooth dikirim ke mikrokontroller ARM NU120 untuk ditampilkan ke dot matriks.

            3.1.1 Alat
                     1.    Bor PCB
                     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   
                     2.    Dot Matriks MAX7219 8x8      
                     3.    Modul Bluetooth HC05      
                     4.    Port input output female 1 x 40 pin  
                     5.    Port input output male 2 x 40 pin  
                     6.    Port input output male 1 x 10 pin  
                     7.    Port input output female 2 x 10 pin  
                     8.    Rangkaian Regulator       
                     9.    Rangkaian Connector      
                    10.   Box          
                    11.   Kabel jumper   

           3.2      Perancangan Software

       3.2.1        Blok Diagram Hubungan Komponen Utama

Gambar 3.1 Diagram Blok Dot Matriks 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 Matriks MAX7219 8x8 untuk menampilkan informasi berupa huruf, angka dan tulisan. 

    3.2.2        Diagram Alir 

Gambar 3.2 Diagram Alir

  3.2.3       Pembuatan Alat

        Dalam pembuatan alat ini dapat dilakukan dengan beberapa tahap, yaitu:

      1.       Membuat perencanaan bagan alat

      2.       Membuat skema pengawatan

      3.       Menyusun rangkaian sesuai skema pengawatan

      4.       Membuat aplikasi Voice dengan App Inventor

      5.       Membuat program untuk ARM

      6.       Pembuatan kerangka alat

      7.       Pemasangan rangkaian pada kerangka alat

      8.       Kalibrasi alat

      3.5     Cara Kerja Alat

Alat ini mempunyai input data yang berasal dari Android dengan aplikasi Voice yang telah terprogram dengan App Inventor. Dengan program App Inventor tersebut maka dapat dilakukan pengaturan tampilan display yaitu dengan mengirimkan data suara ke ARM Nuvoton NUC120. Data tersebut dikirimkan melalui Bluetooth. Data input dipancarkan dari Android kemudian diterima oleh Bluetooth yang dipasang pada ARM Nuvoton NUC120. Data tersebut kemudian disimpan pada EEPROM setelah pengiriman data dari Android selesai maka ARM Nuvoton NUC120 akan melakukan pembacaan data EEPROM untuk menampilkan tampilan display pada Dot Matriks Display. Catu daya memberikan tegangan pada semua rangkaian sehingga semua rangkaian pada keadaan on sehingga ARM Nuvoton NUC120 dalam keadaan on dan sistem pada ARM Nuvoton NUC120 menampilkan kondisi awal. Dot Matriks 8x8 menampilkan tulisan huruf yang telah diprogram.

4.       PENGUJIAN ALAT 

       Dalam proyek yanng kami buat, perlu diuji untuk menentukan kesesuaian alat sebagai alat display penampil teks, adapun langkah - langkah cara pengujian yang akan kami lakukan adalah :

1.    Mengupload program ke alat yang dibuat, apakah sudah sesuai dengan  yang diinginkan atau belum.

2.      Menguji alat sesuai cara kerja.

5.       KESIMPULAN
      Setelah melakukan perancangan, pembuatan dan uji coba alat, maka didapatkan kesimpulan yaitu sebagai berikut :
      1.    Dot Matriks dapat disusun secara cascade (horizontal). Dengan Input Perangkat Android
             berfungsi untuk menampilkan informasi berupa teks melalui jaringan nirkabel (bluetooth)
      2.    App Inventor digunakan untuk pembuat aplikasi Voice yang digunakan sebagi input Display.
      3.    Bluetooth digunakan untuk komunikasi serial wireless antara Android dan ARM NU120.

1.       DAFTAR PUSTAKA

[1] http://www.info-pedia.net/project-arduino-4in1-dot-matrix-max7219/

[2]http://www.vcc2gnd.com/2014/02/HC-06-Bluetooth-BreakOut-4pin-Serial-  Slave.html

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

[4]http://www.infoteknologi.com/selular/apa-itu-android/

     2.       BIODATA

                            

Nama penulis:  Erlyandy Nofrinda Dwi Raharjo. Penulis dilahirkan di Jepara, 11 Novenber 1995. Tahun 2014 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMA N 1 Demak. 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. 3.32.14.1.04.

Nama penulis Rika Tahta Alfina Penulis dilahirkan di Kudus, 20 Desember 1995. Tahun 2014 penulis telah menyelesaikan pendidikan SMK N 7 Semarang. 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. 3.32.14.1.6.

-----------------------------------------------------------------
1. PPT PROYEK ARM : KLIK DISINI
2. LAPORAN PROYEK ARM : KLIK DISINI
3. PROGRAM PROYEK ARM : KLIK DISINI
4. PAPER PROYEK ARM : KLIK DISINI
5. DATASHEET PROYEK ARM : KLIK DISINI