1

DOT MATRIK SEBAGAI ALAT UNTUK KEAMANAN

MinarwatiProgram Studi Manajemen InformatikaSTMIK EL RAHMA YOGYAKARTA

Jl. Sisingamangaraja 76 Yogyakarta

Abstract

Security is very important human need in berkehidupan anywhere. Even whenlocated in a city bus, we also have to be careful not to become victims of crime, kecopetanexample. People who ride the bus must be vigilant to avoid crime. But we often forget orbecome careless and become involved in crime pencopetan. One way to anticipate thatpassengers should always get a warning for waspasda against pickpockets, such asmaking paper with a dot matrix in a city bus 'beware pickpockets'.

Microcontroller is a semiconductor transistor with a lot of content but just need alittle space and can be mass produced so much more muarah than the microprocessor, inaddition to the microcontroller is a electronic device that programeble, so it can be used fordifferent purposes.

INTISARIKeamanan sangat penting dibutuhkan manusia dalam berkehidupan

dimana saja. Bahkan ketika berada didalam bus kota, kita juga harus berhati-hati agar tidak menjadi korban kejahatan, kecopetan misalnya. Orang yangnaik bus harus waspada agar terhindar dari tindak kejahatan. Namunseringkali kita menjadi lupa atau teledor sehingga terjadilah tindak kejahatanpencopetan. Salah satu cara untuk mengantisipasi hal tersebut penumpangharus selalu mendapat peringatan agar waspasda terhadap pencopet,misalnya membuat tulisan dengan dot matrik didalam bus kota ’awas copet’.

Mikrokontroler adalah suatu teknologi semikonduktor dengankandungan transistor yang banyak namun hanya membutuhkan ruang yangkecil serta dapat diproduksi secara masal sehingga harganya lebih muarahdibandingkan mikroprosesor, disamping itu mikrokontroler merupakanperangkat elektronika yang programeble, sehingga dapat dipergunakanuntuk keperluan yang berbeda-beda.

PENDAHULUANKeamanan sangat penting dibutuhkan manusia dalam berkehidupan

dimana saja. Bahkan ketika berada didalam bus kota, kita juga harus berhati-hati agar tidak menjadi korban kejahatan, kecopetan misalnya. Orang yangnaik bus harus waspada agar terhindar dari tindak kejahatan. Namunseringkali kita menjadi lupa atau teledor sehingga terjadilah tindak kejahatanpencopetan. Salah satu cara untuk mengantisipasi hal tersebut penumpangharus selalu mendapat peringatan agar waspasda terhadap pencopet,misalnya membuat tulisan dengan dot matrik didalam bus kota ’awas copet’.

2

Salah satu display yang cukup diminati adalah dot matrix. Berbedadengan seven segment atau alphanumeric segment yang sudah membentukbatang-batang karakter, dot matrix hanya berupa titik-titik yang dapatdisamakan dengan pixel dalam karakter LCD. Kelebihan denganmenggunakan dot matrik adalah tampilan yang menarik, karena bisabergerak. Penumpang akan selalu melihat tulisan yang bergerak tersebut,dengan demikian juga akan selalu ingat akan pesan yang disampaikan.

Mikrokontoler jenis AT89C52 merupakan piranti dasar pembuatansistem ini dan telah banyak digunakan dalam aplikasi-aplikasi pengendali,pengiriman data, pengumpulan/rekam data dan sebagainya. Piranti inimempunyai kandungan transistor yang lebih banyak tetapi membutuhkanruang yang kecil dibandingkan dengan mikroprosesor.

Mikrontroler sangat cocok digunakan untuk tujuan yang spesifikkarena perbandingan ROM dan RAM-nya yang besar artinya programkontrol disimpan dalam ROM (bisa Masked ROM atau Flash PEROM)yang ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagaitempat penyimpanan sementara, termasuk register-register yang digunakanpada mikrontroller yang bersangkutan. Sehingga sangat efektif dan efisiendalam aplikasinya.

PEMBAHASANMikrokontroler AT89C52

Mikrokontroler sebagai suatu terobosan teknologi mikro prosesordan mikrokomputer, hadir memnuhi kebutuhan pasar (market need)(Agfianto Eko Putro,2002,1). Pada masa sekarang mikrokontroler banyakdigunakan sebagai pengontrol dan kendali pada peralatan-peralatan mulaiperalatan industri sampai dengan peralatan rumah tangga. Penggunaanmikrokontroler lebih menguntungkan di bandingkan penggunaanmikroprosesor, hal ini karena dengan mikrokontroler maka tidak perlu lagipenambahan memori dan I/O eksternal selama memori dan I/O internalmasih mencukupi kebutuhan.

Mikrokontroler AT89C52 merupakan salah satu mikrokontrolerbuatan Atmel Corporation yang termasuk dalam keluarga MCS-51. AT89C52memiliki keistimewaan sebagai berikut :

1. Kompatibel dengan produk MCS-51, yakni dalam susunan pena daninstruksi program yang digunakan.

2. Mempunyai sistem memori flash 8K yang dapat diprogram ulangsampai 1000 siklus tulis/hapus.

3. Beroperasi secara penuh pada frekuensi 0 sampai 24 MHz.4. Memilki tiga tingkat penguncian program memori.5. Memiliki 256 x 8 bit RAM internal.6. Memiliki 32 jalur I/O yang dapat diprogram.7. Memiliki tiga buah timer/counter 16 bit.8. Memiliki enam buah sumber interupsi.9. Memiliki kanal serial yang dapat deprogram.

Adapun susunan pena dari AT89C52 dapat dilihat pada gambar 1.

3

Gambar 1. Susunan Pena (kaki) AT89C52Adapun penjelasan dari masing-masing pena adalah sebagai berikut:1. Pena 1 sampai 8 (Port 1).

Port 1 merupakan port I/O 8 bit dua arah (bidirectional) dengan pull-upinternal. Keluaran port 0 dapat menangani delapan input TTL.

2. Pena 9 (RST).Merupakan masukan reset (aktif tinggi) bagi CPU. Memberi logik tinggipada pena reset selama dua siklus mesin pewaktu osilator aktif akanmenyebabkan reset peralatan.

3. Pena 10 sampai 17 (port 3).Port 3 merupakan port I/O 8 bit dua arah (bidirectional) dengan pull-upinternal. Keluaran port 0 dapat menangani 4 input TTL. Port 3 jugamemiliki fungsi khusus, yaitu:

Tabel 1. Fungsi Khusus Port 3Pin Port Fungsi

P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7

RXD (port masukan serial)TXD (port keluaran serial)INT0 (interupsi 0 eksternal)INT1 (interupsi 1 eksternal)T0 (timer 0 eksternal)T1 (timer 1 eksternal)WR (write strobe memori data eksternal)RD (read strobe memori data eksternal)

4. Pena 18 (XTAL 2)Merupakan kelauaran dari penguat osilator membalik.

5. Pena 19 (XTAL 1)Merupakan masukan ke penguat osilator membalik dan masukan keclock internal.

4

6. Pena 20 (GND)Dihubungkan dengan ground suply.

7. Pena 21 sampai 28 (port 2)Port 2 merupakan port I/O 8 bit dua arah (bidirectional) dengan pull-upinternal. Keluaran port 2 dapat menangani 4 input TTL.

8. Pena 29 (PSEN)PSEN (Program Store Enable) merupakan sinyal pengontrol yangmengijinkan untuk mengeksekusi memori program eksternal. PSENdiaktifkan dua kali masing-masing siklus mesin

9. Pena 30 (ALE/PROG)Pulsa ALE untuk menahan alamat bit rendah selama mengeksekusimemori program eksternal.

10. Pena 31 (EA)Bila pena ini diberi logik tinggi maka mikrokontroler akanmelaksanakan instruksi dari memori program internal. Untukmengeksekusi memori program eksternal EA harus diberi logik rendahatau dihubungkan ke ground.ketika memogram flash memori,harusdiberi 12Vdc.

11. Pena 32 sampai 39 (port 0)Port 0 merupakan port I/O 8 bit dua arah (bidirectional) open drain.Keluaran port 0 dapat menangani 8 input TTL.

12. Pena 40 (VCC)Dihubungkan ke VCC 5 volt

Adapun secara blok diagram mikrokontroler AT89C52 dapat dilihat padagambar 2.

5

Gambar 2. Blok Diagram

AT89C52 memiliki instruksi yang dikelompokkan dalam beberapakelompok,yaitu:1. Kelompok Instruksi Transfer Data

Instruksi untuk memindahkan data antara register-register,memorimemori, antarmuka-register, dan antarmuka-memori. Instruksi-instruksi yang termasuk dalam kelompok transfer data adalah:− Mov @ Ri, # data− Mov @ Ri, A− Mov @ Ri, alamat data− Mov A, # data− Mov A, @ Ri

− Movc A, @ A + DPTR− Movc A, @ A + PC− Movx @ DPTR, A− Movx @ A Rr, A− Movx A, @ DPTR

6

− Mov A, Rn− Mov A, alamat data− Movc alamat bit− POP alamat data− PUSH alamat data− SETB C− SETB alamat bit

− Mov A, @ Rr− Mov DPTR, # data− Mov alamat 1, alamat 2− XCH A,@Rir− XCH A,Rn− XCH A,alamat data− XCHD A,@Ri

2. Kelompok Instruksi AritmatikaInstruksi-instruksi ini digunakan untuk melaksanakan program-

program yang berkaitan dengan operasi aritmatika. Instruksi aritmatikameliputi operasi penjumlahan, pengurangan, penambahan satu,pengurangan satu, perkalian dan pembagian. Instruksi yang termasukdalam kelompok ini adalah:− ADD A, # data− ADD A, @ Ri− ADD A, Rn− ADD A, alamat data− ADDC A, @ Ri− ADDC A, Rn− ADDC A, alamat data− DEC A− DEC Rn

− DIV AB− INC A− INC DBTR− INC Rn− INC alamat data− MUL AB− SUBB A, # data− SUBB A, Rn− SUBB A, alamat data

3. Kelompok intruksi Logika dan Manipulasi BitInstruksi-instruksi ini melakukan operasi logika AND, OR, XOR,

Perbandingan, Penggeseran, dan komplemen data.Instruksi-instruksiyang termasuk dalam kelompok ini adalah:

− ANL A,#data− ANL A,#Rn− ANL A,@Ri− ANL A,Rr− ANL A,alamat data− ANL C,alamat bit− ANL C,/alamat bit− ANL alamat data,#data− ANL alamat data,A− CPL A− CPL C− CPL alamat bit− ORL A,#data− ORL A,@Ri− ORL A,Rn

− ORL C,alamat bit− ORL C,/alamat bit− ORL alamat data,#data− ORL alamat data,A− RL A− RLC A− RR A− RRC A− XRL A,#data− XRL A,@Ri− XRL A,Rn− XRL A,alamat data,#data− XRL A,alamat data− XRL alamat data,A

4. Kelompok Instruksi Percabangan

7

Dengan instruksi ini program yang sedang dilaksanakan akanmelompat ke suatu alamat tertentu. Instruksi percabangan dibedakan ataspercabangan bersyarat dan percabangan tanpa syarat.a. Instruksi percabangan bersyarat

− CJNE @Rr,#data,alamat data− CJNE A,#data,alamat kode− CJNE A,#alamat data,alamat kode− CJNE Rr,#data,alamat kode− DJNZ Rr,alamat kode− DJNZ alamat data,alamat kode− JB alamat bit,alamat kode− JC alamat kode− JNB alamat bit, alamat kode− JNC alamat kode− JNZ alamat kode− alamat kode

b. Instruksi Percabangan tanpa syarat− CALL alamat kode− ACALL alamat kode− LCALL alamat kode− JMP alamat kode− SJMP alamat kode− AJMP alamat kode− LJMP alamat kode− RET− RET1

DemultiplekserSistem kerja dari komponen ini kebalikan dari multiplekser yaitu

rangkain ini menerima informasi dari beberapa saluran dan membaginya ketujuan yang jumlahnya lebih banyak. Sebuah saluran masukan diberikan kesalah satu dari keempat keluaran identik dibawah pengawasan dua saluranpemilih. Rangkaian ini terdiri dari empat gerbang AND dengan tigamasukan, masing-masing menerima masukan data bersama-sama dengansalah satu dari empat kemungkinan kombinasi variabel pemilih. Variabelmasukan tunggal itu mempunyai jalur keempat keluaran itu tetapiinformasinya diarahkan ke salah satu keluaran yang di tentukan oleh duasaluran pemilih tersebut.

Suatu demultiplekser dapat berfungsi sebagai rangkaian dekoder jikasaluran masukan tunggal itu dihubungkan secara permanen dengan suatusinyal yang bersesuaian dengan logika-1. peralatan multiplekser dandemultiplekser bila digunakan bersama-sama berguna dalam suatu sistemyang ingin melipatgandakan banyaknya saluran data, mengirimkannyamelalui satu saluran, dan mengubahnya kembali menjadi bentuk data aslinyapada ujung penerima untuk di proses.

8

Transistor Sebagai SaklarTransisistor bipolar dibentuk dengan menambah sebuah p-kedua

atau wilayah-n ke dioda sambungan pn. Jika transistor mempunyai duawilayah-n dan satu wilayah-p,dua sambungan akan terbentuk dan dikenalsebagai transisitor jenis NPN.

Jika transistor mempunyai dua wilayah-p dan satu wilayah-n,duasambungan akan terbentuk dan dikenal sebagai transisitor jenis PNP.Transiistor bipolar mempunyai tiga buah terminal-terminal. Terminal-terminal tersebut dikenal dengan emitor, basis dan kolektor. Dalampenggunaan transistor umumnya terdapat tiga konfigurasi sambungantrasistor yaitu common kolektor, common basis, common emitor.Transistor NPN secara umum digunakan dengan aplikasi sebagai saklar.transistor saat kondisi saturasi transistor saat kondisi cut off basis IBmelawan tegangan basis-emitor VBE.

Aplikasi transistor tidak hanya dibatasi pada penguatan sinyal saja.Tetapi dapat juga diaplikasikan sebagai sebuah saklar (switch) padakomputer atau peralatan kontrol lainnya. Pada rangkaian di bawah ini,tegangan DC dihubungkan ke terminal kolektor dan ke beban, sedangkanterminal basis merupakan terminal input sebagai kendali kerja transistorswitching ini.

Analisis perhitungan transistor sebagai saklar adalah1. kondisi cut off

VCE = VCC – IcRc, karena Ic = 0 maka , VCE = VCC2. Kondisi saturasi

VCE = VCC – IsRc, karena VCE ≈ 0 maka , Ic = VCC/Rc

Identifikasi AlatUntuk kelancaran dalam merealisasikan sistem maka ada beberapa

pertimbangan yang menjadi acuan pembuatan display dot matrik berbasismikrokontroler AT89C52 sebagai sarana/media informasi adalah sebagaiberikut :

1.Alat dapat digunakan untuk menampilakan informasi berbentuktulisan yang dapat di up to date sewaktu-waktu sesuai dengankebutuhan informasi yang akan di tampilkan.

2. Alat dapat digunakan di berbagai instansi atau tempat.3. Karekter yang dapat ditampilkan max 11 karakter.4. Dapat dioperasikan dengan mudah.

Analisis KebutuhanBerdasarkan identifikasi masalah tersebut diatas, maka untuk

merealisaikan display dot matrik di perlukan anlisis kebutuhan sebagiberikut :

1.Papan ketik yang digunakan sebagai input untuk keperluanpemasukan data. Disini digunakan keyboard dengan pertimbanganharga yang murah, karekter yang lengkap interface yang mudah.

9

2.Rangkain mikrokontroler AT89C52 untuk dapat mengolah ataupengendali seluruh system.

3. Rangkaian penampil dot matrik yang digunakan untukmenampilkan data dari keyboard (input).

Perancangan Perangkat KerasBerdasarkan analisa kebutuhan yang ada, bagian–bagian yang

dibutuhkan untuk membuat display dot matrik yang dapat digunakansebagai media pengumuman atau informasi tersebut dapat disusun menjadimodel blok diagram sebagai berikut:

Gambar 3. Blok Diagram Perancangan Hardware

1. Key Board.Keyboard dugunakan sebagai data inputan dari sistem

display dot matrik. Interface keyboard dengan mikrokontroler sangatsederhana yaitu hanya dengan dua buah kabel data kemudian duakabel power seperti terlihat pada gambar berikut :

Gambar 4. Interface Key Board Dengan Mikrokontroler

2. Mikrokontroler At89C52.

Demultiplexer

Dot MatrikDriver BarisAT89C52Key board

DriverKolom

10

Sistem kendali utama dalam perancangan sistem display dotmatrik ini menggunakan mikrokontroler AT89C52 yangmerupakan keluarga dari MSC-51. AT89C52 mempunyai 4 buahport yang dapat digunakan sebagai masukan atau keluaran.Sedangkan pada perancangan sistem ini menggunakan 3 buah port,yaitu pada port 0 digunakan sebagai output untuk mengaktifkandriver baris display, Port 2 digunakan untuk output dihubungkanke driver kolom dispaly dan port 3 digunakan sebagai input yaitudihubungkan dengan keyboard PC.

Gambar 5. Rangkaian Sistem Minimum AT89C52

3. Rangkaian Reset.Pada rangkaian display dot matriks ini rangkaian reset tidak

diaktifkan. Sehingga hanyalah tersusun dari sebuah kondenstor dansebuah resisitor. Dari rangkaian R dan C ini maka rangkaian resetini hanyalah akan aktif saat pertama kali supply di hidupkan, karenasaat itu rangkaian C yang terhubung pada vcc seakan-akan menjadisebuah konduktor dan sesaat setelah itu maka kapasitor akanmenghambat tegangan DC sehingga pin reset mikrokontroler akanterhubung ke ground melewati resistor.

Gambar 6. Rangkaian Reset.

11

4. Rangkaian Osilator.Semua mikrokontroler 51 Atmel memiliki osilator on-chip

yang dapat digunakan sebagai sumber detak (clock). Rangkaianisolator ini menggunakan komponen kristal dan 2 buah kapasitor.Kaki-kaki kristal dihubungkan pada XTAL 1 (pin 19) dan XTAL(pin 18) pada mikrokontroler AT89C52 dan pada kapasitornyadihubungkan pada ground.

Gambar 7. Rangkaian osilator

5. Display Dot Matrik.Untuk penampil digunakan led dot matrik 5X7. Untuk

menyalakan LED diperlukan arus yang cukup. Besarnya arus yangmelewati LED menentukan intensitasnya. Umumnya arus yangmengalir pada LED sebesar 2 sampai 20 mA. Sedangkanpenurunan tegangan LED sebesar 1,2 V sampai 2,4 V.

Gambar 8. Display Dot Matriks 5 X 7

6. Driver BarisLed yang digunakan sebagai display apabila diasumsikan

nyala semua secara bersama-sama memerlukan arus sebesar ± 600mA, sedangkan arus keluaran dari port AT89C52 kecil sekali

12

sekitar 10 mA. Oleh karena itu dengan menggunakan ICULN2003 arus yang keluar sebesar 500 mA. Kemudian dikuatkanlagi dengan transitor BD140 dengan pertimbangan IC max daritransistor ini 1A. Sehingga Ic ini mampu untuk menyuplai arusbeban sebesar 600 ma . Kemudian untuk membatasi arus yangmasuk ke led sesuai dengan yang diinginkan yaitu sebesar 600ma.Maka keluaran dari colector tansistor diberi resisitor. Denganukuran 25 Ω dengan perhitungan sebagai berikut :

V = I X R, dengan V = 15VI = 600ma =0,6AMaka ; R = 15 V/0,6A = 25 Ω

Gambar 9. Konfigurasi ULN2003

7. Driver KolomUntuk metampilakan data ke display perlu proses scaning

guna penyalaan display, untuk itu diperlukan komponen yangdapat melakukan hal tersebut dan karena kolomnya berjumlah 20maka disini digunakan IC Demux 74ls154 dan 139. kemudiankarena untuk menyalaknan led diperlukan aktif haight makadiperlukan transisitor yang dapaat membalikan fasadisi digunakantransistor A733. kemudian untuk melakukan proses penyaklarandisini mengunakan transistor C945.

Spesifiksi alatSpesifikasi dari rangkaian Modifikasi Alat Penyakalar Telepon

Paralel ini adalah sebagai berikut:a. Tegangan Supply AC : AC 220 50 Hz/60 Hz.b. Tegangan DC yang digunakan : 15V dan 5V DC.c. Input : Keyboard PCd. Kendali utama : Mikrokontroler AT89C52e. Output : Display dot matrik 5X7X4 karakter

Pembuatan alatDalam membuat alat maka terlebih dahulu harus dipersiapkan alat

dan bahan yang diperlukan. Alat dan bahan yang diperlukan antara lain:

13

a. Komputer untuk menggambar lay out PCB (Printed circuit Board).b. Peralatan sablon untuk mencetak gambar lay out ke PCB.c. Komponen-komponen yang diperlukan.d. Solder.e. Timah solder.f. PCB.g. Pelarut (ferichloride).h. Bor.Adapun proses pembuatan alat adalah sebagai berikut:a. Membuat lay out jalur PCB menggunakan komputer.b. Mencetak lay out pada PCB menggunakan peralatan sablon.c. Melarutkan PCB yang tercetak dengan pelarut.d. Menguji kondisi komponen dengan multimeter.e. Merakit komponen.f. Menguji rangkaian.

Pengoperasian AlatPengoperasian alat ini dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut:a. Menghubungkan antara input(key board) ke sistem

mikrokontroler dan output (display dot matrik).b. Menghubungkan kabel AC ke konektor AC yang telah tersedia.c. Menghubungkan kabel AC ke sumber AC 220 50Hz/60Hz.d. Menghidupkan tombol power dari sistem inie. Untuk dapat menampilkan informasi yang akan kita inginkan, kita

tinggal memasukan data dengan mengetik pada keyboard . Datayang di ketik akan langsung ditampilkan pada display.

Perancangan Perangkat LunakMikrokontroler AT89C52 merupakan keluarga MCS-51 Untuk

dapat mefungsikan mikrokontroler diperlukan software. Software atauperangkat lunak tersebut nantinya di up-load ke flash memory darimirokontroer tersebut. Bahasa yang digunakan untuk memprogrammikrokontroler dengan bahasa assembly. Program yang akan dirancangyaitu membuat sistem display dot matrik, yang dalam aplikasinya dapatmengendalikan input (keyboard) dan out put berupa Kolom display dotmatrik sebagai output (penampil). Adapun perancangan program mengacupada diagram alir ( flowchat). Perancangan program selengkapnya dapatdilihat dari flowchat sebagai berikut :Program Utama

AlgoritmaStep 1 : nyalakan displayStep 2 : cek apakah ada intrupsiStep 3 : jikaya simpan di memoriStep 4 : jika tidak tampilkan displayStep 5 : Ulangi step 2 dan seterusnya.

14

Gambar 10. Diagram alir ( flowcart) program utama.

KesimpulanDengan adanya tulisan yang berisikan peringatan “AWAS COPET” didalam Bus Kota menggunakan Dot Matrik diharapkan penumpang lebihwaspada , sehingga mengurangi resiko kejahatan terutama kecopetan.

SaranSistem ini bisa ditambah dengan suara yang sesuai dengan tulisan yangmuncul di papan Dot Matrik.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2004, Aplication Notes, Innovative Elektronics,www.innovativeelectronics.com

DISPLAY

SIMPANDIMEMORI

APAKAHADA DATA

MASUK

START

15

Margunadi, A.R, 1986, Pangantar Umum Elektronika, PT. Dian Rakyat,Jakarta

Prasetyono Dwi Sunar, 2003, Belajar Sistem Cepat Elektronika, Absolut,Yogyakarta.

Putra Agvifanto Eko, 2002, Belajar Mikrokontroler AT89c51/52/55 GavaMedia, Yogyakarta.

Satyoadi Melani, 2004, Elektronika Digital, Penerbit Adi, Yogyakarta