RPL (PKMT)

JAM DIGITAL TUNANETRA DENGAN PERANGKAT SUARA BERBASIS

MIKROKONTROLER

Usulan Program Kreatifitas Mahasiswa

PKMT

Diusulkan oleh :

Ketua : Agung Raharja Ishanjaya (7608040018) 2008

Anggota : Khalisetya Andriani (7608040019) 2008

Elis Sri Mardiana (7608040021) 2008

Bayu Hendriyono (7608040029) 2008

Ahmad Reza Musthafa (7609040007) 2009

POLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURABAYA INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA2010

Halaman Pengesahan

1. Judul Kegiatan : Jam Digital Tunanetra dengan Perangkat Suara Berbasis

1

Mikrokontroler

2. Bidang Kegiatan : ( ) PKM-P ( ) PKM-K(Pilih salah satu) (√ ) PKM-T ( ) PKM-M

3. Bidang Ilmu : ( ) Kesehatan ( ) Pertanian(Pilih salah satu) ( ) MIPA (√ ) Teknologi dan

Rekayasa( ) Sosial Ekonomi ( ) Humaniora( ) Pendidikan

4. Ketua Pelaksana Kegiatana. Nama Lengkap : Agung Raharja Ishanjayab. NIM : 7608040018c. Jurusan : Teknik Komputerd. Universitas/Institut/Politeknik : Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

- ITSe. Alamat Rumah dan No Tel./HP : Jl.Blitar Raya.6 Perum GKB Gresikf. Alamat email : [email protected]

5. Anggota Pelaksana Kegiatan/Penulis : 4 orang

6. Dosen Pendampinga. Nama Lengkap dan Gelar : Fernando Ardilla, SSTb. NIP : 19820203 200812 1 001c. Alamat Rumah dan No Tel./HP : Sukolilo Dian Regency Makmur 4/23

7. Biaya Kegiatan Total :a. Dikti : Rp 3.015.000,00b. Sumber lain (sebutkan . . . ) : Rp -

8. Jangka Waktu Pelaksanaan : 5 bulan

Surabaya, 19 Oktober 2010

2

mailto:[email protected]

Menyetujui, Ketua Jurusan / Program Studi Ketua Pelaksana Kegiatan

Teknik Komputer PKMT

Ir. Sigit Wasista, M.Kom Agung Raharja Ishanjaya NIP. 19660812 199303 1 005 NIM. 7608040018

Pembantu Direktur Bidang Kemahasiswaan Dosen Pendamping Politeknik Elektronika Negeri Surabaya PKMT

Drs. Miftahul Huda, MT Fernando Ardilla, SST NIP. 19631012 199303 1 002 NIP. 19820203 200812 1 001

1. Judul

3

“ JAM DIGITAL TUNANETRA DENGAN SOUND DEVICE BERBASIS MIKROKONTROLER ”

2. Latar Belakang

Banyaknya penyandang cacat fisik di sekitar kita yang umumnya memiliki

keterbatasan fisik, baik saat beraktifitas maupun beradaptasi dengan lingkungan mereka.

Penderita fisik sering disebut dengan istilah tuna. Jenis kelainan terdiri dari kelainan fisik

meliputi tuna netra, tuna rungu, dan tuna daksa. Tuna netra adalah individu dengan gangguan

penglihatan, dimana seseorang tersebut tidak memiliki penglihatan sama sekali (buta total)

hingga mereka yang masih memiliki sisa penglihatan tetapi tidak mampu menggunakan

penglihatannya untuk membaca tulisan biasa berukuran 12 point dalam keadaan cahaya

normal meskipun dibantu dengan kaca mata (kurang awas / low vision). Tuna netra berat

adalah mereka yang tidak memiliki sama sekali kemampuan untuk membaca tulisan biasa

sehingga memerlukan media lain seperti braille atau audio sedangkan Tuna Netra Ringan/

Low Vision adalah mereka yang masih memiliki kemampuan visual untuk membaca tulisan

biasa dengan adaptasi tertentu.

Penyandang cacat fisik khususnya penderita tuna netra memiliki keterbatasan untuk

mengetahui kondisi di sekitar mereka. Khususnya untuk mengetahui posisi mereka dan waktu

dimana seseorang tuna netra tersebut sedang berada. Umumnya mereka menanyakan keadaan

tersebut kepada orang-orang terdekat atau disekitar mereka. Dengan adanya alat bantu

pendukung khusus bagi tuna netra disekitar mereka akan memudahkan para penderita tuna

netra tersebut untuk mengetahui kondisi sekitar mereka.

Berdasarkan dari latar belakang diatas, maka kami mencoba untuk membuat sebuah

alat informasi waktu yang berguna untuk membantu para penderita tuna netra berupa jam

digital khusus penderita tuna netra. Jam digital ini akan dikembangkan dimana dapat

mengeluarkan suara (audio) sebagai penanda waktu dan tanggal sehingga penderita dapat

mengetahui waktu melalui jam digital ini dengan fasilitas khusus yang telah disediakan.

4

3. Rumusan Masalah

Berdasarkan dari penjelasan diatas, dapat diperoleh beberapa rumusan masalah yaitu :

1. Bagaimana membuat sebuah alat informasi waktu yang akurat berdasarkan data waktu

yang tersedia?

2. Bagaimana metode yang digunakan untuk pembuatan alat tersebut?

3. Bagaiman alat tersebut dapat merespon ketika pengguna sedang menggunakan

perangkat?.

4. Bagaimana tombol dapat bekerja pada sistem mikrokontroler untuk menghasilkan

tampilan jam dan audio?.

4. Tujuan Penelitian

1. Membuat sebuah alat informasi waktu khusus bagi para penderita tunanetra.

2. Membuat serta mengembangkan teknologi yang telah ada yakni dari jam digital biasa

menjadi sebuah jam digital audio kompatibel.

5. Luaran yang diharapkan

Proyek pembuatan perangkat ini merupakan alat bantu bagi tuna netra yang

berfungsi sebagai perangkat informasi waktu. Perangkat yang dibuat yakni jam digital

yang memiliki akses tombol khusus bagi penderita tuna netra. Pembuatan sistem ini

menggunakan sistem control berbasis microcontroller untuk memproses sistem kerja jam

digital yang memiliki display berupa seven segment.

5

Gambar 1 konsep jam digital

Pada pembuatan jam digital ini , diharapkan menghasilkan keluaran berupa display

tampilan jam dan juga audio sebagai penunjuk informasi waktu, pengingat atau alarm, dan

adzan. Sistem yang dibuat memiliki akses khusus yaitu berupa tombol Braille yang berfungsi

untuk memudahkan pennderita tuna netra untuk mengatur jam pada jam digital.

6. Kegunaan Program

Kegunaan program bagi mahasiswa :

1. Melatih kepekaan mahasiswa dengan permasalahan dari penderita kecacatan fisik

disekitar mereka.

2. Meningkatkan pengetahuan mereka dibidangnya dan dapat mengembangkan sebuah

inovasi baru khususnya dibidang teknologi.

3. Melatih kemampuan mahasiswa untuk menggunakan komponen-komponen dasar

elektronika dan mampu mengimplementasikan ilmu-ilmu elektronika.

Kegunaan program bagi masyarakat :

1. Mempermudah para penderita tunanetra dalam menggunakan alat bantu penunjuk

waktu.

2. Berfungsi sebagai sarana informasi waktu bagi masyarakat non tunanetra.

6

7. Tinjauan Pustaka

1. Rangkaian sistem minimum Mikrokontroller AVR ATmega16

AVR merupakan seri mikrokontroler CMOS 8-bit buatan Atmel,berbasis

arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer). Hampir semua instruksi

dieksekusi dalam satu siklus clock. AVR mempunyai 32 register general-purpose,

timer/counter fleksibel dengan mode compare, interrupt internal dan eksternal, serial

UART, programmable Watchdog Timer, dan mode power saving, ADC dan PWM

internal.AVR juga mempunyai In-System Programmable Flash on-chip yang

mengijinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem menggunakan

hubungan serial SPI. ATMega16. ATMega16 mempunyai throughput mendekati 1

MIPS per MHz membuat disainer sistem untuk mengoptimasi konsumsi daya versus

kecepatan proses.

Rangkaian sistem minimum dari mikrokontroler ATMega16 terdiri dari

rangkaian osilator dan power on reset. Rangkaian osilator ini digunakan untuk

membangkitkan clock/detak..Pada saat sumber tegangan diaktifkan kapasitor

terhubung singkat sehingga arus mengalir dari VCC langsung ke kaki RST sehingga

reset berlogika 1, kemudian kapasitor terisi hingga tegangan pada kapasitor sama

dengan VCC. Pada saat itu kapasitor terisi penuh. Dengan demikian tegangan reset

akan turun menjadi 0 sehingga kaki RST berlogika 0, perangkat yang akan dibuat

adalah sebagai berikut :

Gambar 2. Sistem Minimum AVR ATMega16

7

Gambar 3. Pin-pin ATmega16 kemasan 40-pin

Gambar 3. Blok Diagram AVR ATMEGA16

8

2. RTC DS 1307 (64 x 8 Real Time Clock)

Alasan menggunakan IC RTC DS1307 ini karena komunikasinya

menggunakan serial I2C, sehingga apabila menggunakan RTC12C887 akan

mengalami banyak kesulitan. Battery lithium 3v harus ditambahkan di rangkaian

karena tidak dilengkapi battery internal didalamnya, sehingga data yang tersimpan

tidak akan hilang, bukan hanya itu saja tetapi proses oscilator internal juga akan tetap

berjalan. Hal ini mengakibatkan apabila terjadi power off data yang tersimpan tidak

akan hilang dan akan otomatis update, sehingga apabila ditampilkan tetap akan

mengikuti jam yang sebenarnya. Memory yang terdapat dalam chip ini terbatas

hanya sampai 56 byte yang bisa dipakai, apabila dirasa masih kurang bisa

menggunakan EEPROM internal Atmega16. Pada minimum sistem yang digunakan

dalam proyek jam dan kalender digital ini, PORT C.0 untuk SCL dan PORT C.1

untuk SDA.

Fitur Dari IC DS1307 :

Real-time clock (RTC) meyimpan data-data detik, menit, jam, tanggal,

bulan,hari dalam seminggu, dan tahun valid hingga 2100;

56-byte, battery-backed, RAM nonvolatile (NV) RAM untuk penyimpanan;

Antarmuka serial Two-wire (I2C)

Sinyal luaran gelombang-kotak terprogram (Programmable squarewave);

Deteksi otomatis kegagalan-daya (power-fail) dan rangkaian switch;

Konsumsi daya kurang dari 500nA menggunakn mode baterei cadangan

dengan operasional osilator;

Tersedia fitur industri dengan ketahana suhu: -40°C hingga +85°C

Tersedia dalam kemasa 8-pin DIP atau SOI

Sedangkan daftar pin DS1307:

VCC - Primary Power Supply

X1, X2 - 32.768kHz Crystal Connection

VBAT - +3V Battery Input

GND - Ground

9

SDA - Serial Data

SCL - Serial Clock

SQW/OUT - Square Wave/Output Driver

Gambar 4. Pin-pin RTC DS 1307

3. Rangkaian Catu Daya

Gambar 5. Power Supply 5v DC

Catu daya yang digunakan dalam proyek akhir ini mempunyai tegangan

keluaran + 5 Volt . Rangkaian catu daya ini mendapatkan tegangan masukan tegangan

bolak-balik sebesar 220 Volt dari jala-jala PLN.

Tranformator yang digunakan adalah transformator step down yang digunakan

untuk mentransfer daya, sehingga setelah melewati transformator, tegangan jala-jala

akan diturunkan. Tegangan yang masih berupa tegangan bolak-balik tersebut

disearahkan oleh rangkaian penyearah yang menggunakan dua buah dioda. Dari hasil

penyearahan masih terdapat tegangan bolak-baliknya (tegangan riak). Untuk

mengurangi tegangan riak hasil dari penyearahan digunakan rangkaian penapis yaitu

kapasitor. Semakin besar nilai kapasitor, semakin kecil tegangan riaknya.

10

Untuk mendapatkan output yang diinginkan, digunakan IC regulator tegangan

LM 7806 untuk tegangan 6 Volt. Pada keluaran dari IC tersebut dipasang transistor

penguat arus TIP 3055 yang digunakan untuk memperkuat arus keluaran. Terdapat

tegangan kompensasi sebesar 0,7 Volt sebagai akibat pemasangan transistor TIP 3055

yang akan mengurangi tegangan keluaran sebesar 0,7 Volt.

4. 7-SEGMENT

Gambar 6. 7’Segment

Seven Segment adalah suatu segmen- segmen yang digunakan menampilkan

angka. Seven segmen ini tersusun atas 7 batang LED yang disusun membentuk angka

8 dengan menggunakan huruf a-f yang disebut DOT MATRIKS. Setiap segmen ini

terdiri dari 1 atau 2 Light Emitting Diode ( LED ).

Jenis- jenis Seven Segment

1. Common Anoda

Disini, semua anoda dari diode disatukan secara parallel dan semua itu

dihubungkan ke VCC dan kemudian LED dihubungkan melalui tahanan

pembatas arus keluar dari penggerak. Karena dihubungkan ke VCC, maka

common anoda ini berada pada kondisi aktif high.

2. Common Katoda

Disini semua katoda disatukan secara parallel dan dihubungkan ke ground.

Karena seluruh katoda dihubungkan ke ground, maka common katoda ini

berada pada kondisi aktif low.

Prinsip kerja seven segmen ialah input biner pada switch dikonversikan masuk

ke dalam decoder, baru kemudian decoder mengkonversi bilangan biner tersebut

menjadi decimal, yang nantinya akan ditampilkan pada seven segment.11

5. Light Dependent Dioda (LED)

Gambar 6. Light Emiting Dioda (LED)

LED adalah singkatan dari Light Emiting Dioda, merupakan komponen yang

dapat mengeluarkan emisi cahaya. LED merupakan produk temuan lain setelah dioda.

Strukturnya juga sama dengan dioda, tetapi belakangan ditemukan bahwa elektron

yang menerjang sambungan P-N juga melepaskan energi berupa energi panas dan

energi cahaya. LED dibuat agar lebih efisien jika mengeluarkan cahaya. Untuk

mendapatkna emisi cahaya pada semikonduktor, doping yang pakai adalah galium,

arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda menghasilkan warna cahaya yang

berbeda pula.

6. Modul antarmuka MMC

Gambar 6. Antarmuka MMC

12

EMS SD/MMC/FRAM merupakan antarmuka antara SD (Secure Digital) card atau

MMC (MultiMedia Card) dengan mikrokontroler yang bekerja pada tegangan +5 VDC dan di

lengkapai regulator 3.3v, io dengan pembatas zener 3.3v. SD card atau MMC dapat digunakan

sebagai memori non-volatile yang mudah diganti sehingga memudahkan ekspansi kapasitas

memori yang lebih besar. Antarmuka ini cocok untuk berbagai aplikasi yang membutuhkan

media penyimpan data, misalnya: sistem absensi, sistem antrian, atau aplikasi data logging

lainnya.

Spesifikasi teknis:

Membutuhkan catu daya +5 VDC.

Tersedia regulator 3,3V DC untuk catu daya SD card atau MMC.

Jenis kartu yang didukung: SD Card (dan MMC).

Antarmuka SD Card (dan MMC) dengan mikrokontroler secara SPI.

Tersedia 2K byte Ferroelectric Non-Volatile RAM (FNVRAM) FM24C16.

Antarmuka FNVRAM dengan mikrokontroler secara TWI (Two-Wire Interface).

Tersedia format penyimpanan data FAT16.

Tersedia contoh aplikasi untuk DT-51 Low Cost Series dan DT AVR Low Cost Series

dalam bahasa BASIC untuk MCS-51 (BASCOM-8051) dan bahasa C untuk AVR

(CodeVisionAVR).

Cost Series. Mendukung DT-51 Minimum System, DT-51 PetraFuz, dsb.

8. Metode Pelaksanaan Program.

Sewaktu melakukan apapun terlebih dahulu harus diketahui urutan – urutan

yang benar sehingga dapat dikerjakan dengan baik, begitupula dengan pembuatan wireless

smoker sensor ini. Dengan penjadwalan dan urutan kegiatasn yang jelas, diharapkan

pembuatan aplikasi ini bisa berjalan dengan baik dan dengan hasil yang baik pula. Untuk

dapat merancang dan membuat wireless smoker sensor, maka perhatikan urutan flow chart

berikut:

13

14

MULAI

STUDI LITERATUR

OBSERVASI

PEMBUATAN MINIMUM SISTEM

PEMBELIAN BAHAN PRODUKSI (KOMPONEN)

PENGAKSESAN DATA DARI PUSH BUTTON KE MIKROKONTROLER

MENAMPILKAN DATA DARI MIKROKONTROLER KE

7’SEGMENT

UNTUK DI KELUARKAN DI SOUND DEVICE

UJI COBA PENGIRIMAN DATA KE MIKROKONTROLLER

PENGUJIAN DAN EVALUASI SISTEM KESELURUHAN

PEMBUATAN LAPORAN

SELESAI

1. Studi literatur

Dalam studi literatur ini kita akan mempelajari beberapa hal berikut ini :

o Mempelajari tentang bahasa pemrograman microcontroller berbasis AVR,

o Mempelajari tentang microcontroller AVR ATMEGA 16.

o Mempelajari tentang interfacing MMC .

o Mempelajari tentang Sound Device.

2. Blok diagram jam digital tunanetra

15

Push Button Braille

Sound Device

Mikrokontroler ATMEGA 16

At

7’Segment Display

9. Jadwal pelaksanaan program.

No Studi literatur Bulan ke-

I II III IV V VI

1. Studi Literatur

2 Pembelian Mikrokontroler, Antarmuka

MMC, Sound Device, 7’Segment Display

dan juga komponen pendukung lain

3 Pembuatan alat secara lengkap

4 Pengujian Alat

5 Uji coba alat di lapangan

6 Pembuatan laporan akhir

10. Rancangan Biaya

Adapun dana yang digunakan dalam pembuatan alat ini, yaitu:

Pengeluaran:

1. Studi literature :

Internet = Rp. 200.000,00

Photocopy literatur = Rp. 50.000,00

Biaya transportasi = Rp. 100.000,00 +

Sub Total Rp. 350.000,00

2. Pemebelian hardware dan sensor:

IC µc Atmega 16 = Rp. 60.000,00

16

IC BCD to 7’Segment = Rp. 10.000,00

IC RTC DS 1307 = Rp. 15.000,00

Sound Device = Rp. 30.000,00

7’Segment 5’’ = Rp. 300.000,00

6 x @50.000,00

Transistor = Rp. 50.000,00

50 x @1.000,00

Antarmuka MMC = Rp. 150.000,00

PCB = Rp. 250.000,00

Acrylic = Rp. 250.000,00

Kabel = Rp. 50.000,00

Socket Kabel + IC = Rp. 50.000,00

Push Button Braille = Rp. 50.000,00

Komponen Lain-lain = Rp. 200.000,00

Biaya Implementasi = Rp. 700.000,00

Biaya testing = Rp. 500.000,00

Sub Total = Rp. 2.665.000,00

17

11. Daftar Pustaka

1. Atmel Corporation. 2005. Data Sheet ATMEGA 16.

(http://www.alldatasheet.com).

2. National Semiconductor. 2000. Data Sheet DS1307.

(http://www.alldatasheet.com).

3. http://www.houseofelectronic.com

4. http://www.memoryinterface.com

5. http://. www.clockdigital . com

6. http://en.wikipedia.org/wiki/ emsmmc

7. http://www.datasheetarchive.com/808H5v7*-datasheet.html

8. http://id.wikipedia.org/wiki/tunanetra

9. http://blog.uny.ac.id/mashoedah

18

http://blog.uny.ac.id/mashoedah

http://id.wikipedia.org/wiki/tunanetra

http://www.datasheetarchive.com/808H5v7*-datasheet.html

http://en.wikipedia.org/wiki/emsmmc

http://www.memoryinterface.com/

http://www.houseofelectronic.com/sound

http://www.alldatasheet.com/

http://www.alldatasheet.com/

12. Lampiran

1. Biodata Ketua dan Anggaran Kelompok

a.) Ketua

Nama Lengkap : Agung Raharja Ishanjaya

NIM : 7608040018

Jurusan : Teknik Komputer

Universitas/Institut/Politeknik : Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

Alamat Rumah dan No Tel./HP : Jl. Blitar Raya No.6 Perum GKB Gresik /

085755115941

Alamat email : [email protected]

b.) Anggota 1

Nama Lengkap : Khalisetya Andriani

NIM : 7608040019



Alamat Rumah dan No Tel./HP : PERUMDOS ITS Blok I No.14 Surabaya/

085730119272


19



c.) Anggota 2

Nama Lengkap : Elis Sri Mardiana

NIM : 7608040021



Alamat Rumah dan No Tel./HP : PERUMDOS ITS Blok I No.14 Surabaya/

085232040444


d.) Anggota 3

Nama Lengkap : Bayu Hendriyono

NIM : 7608040029



Alamat Rumah dan No Tel./HP : PERUMDOS ITS Blok U No.111 Surabaya/

08973182713


e.) Anggota 4

20



Nama Lengkap : Ahmad Reza Muthafa

NIM : 7609040007



Alamat Rumah dan No Tel./HP : Jl. Tangunan no.188, kec puri kab.mojokerto

085731080013

Alamat email : rezaaltraz @ yahoo .com

2. Biodata Dosen Pembimbing

Nama Lengkap : Fernando Ardilla, SST

NIP : 19820203 200812 1 001


Alamat Rumah dan No Tel./HP : Sukolilo Dian Regency makmur 4/23, Surabaya

08563312336


21



RPL (PKMT)

Documents

Transcript of RPL (PKMT)