PERENCANAAN DAN PEMBUATAN

PERENCANAAN DAN PEMBUATAN
PROGRAMMABLE IR REMOTE CONTROL
Arjana Permana Putra GD
2207030003
Moch. Farid Noer R.
2207030021
Abstrak
Pada era globalisasi perkembangan
ilmu pengetahuan dan teknologi sangat pesat.
Ini dibuktikan dengan munculnya peralatanperalatan yang dulunya bersifat konvensional
tapi kini telah mengarah ke otomatisasi yang
terintegrasi. Hal ini bertujuan agar semakin
dipermudahnya pekerjaan manusia bila
bersentuhan langsung dengan tekhnologi
tersebut. Bila diteliti lebih lanjut banyak
peralatan yang kini menggunakan pengendali
nirkabel atau biasa disebut dengan remote
control. Banyaknya piranti-piranti saat ini yang
menggunakan remote control, menyebabkan
semakin banyak pula remote control untuk
pengendali masing-masing piranti tersebut.
Tentu hal ini dirasa sangat tidak praktis.
Pada tujuan akhir ini dilakukan
penggabungan fungsi dari masing-masing
remote control menjadi sebuah remote control
yang multifungsi (remote control universal).
Dimana universal remote control diprogram
sedemikian rupa agar dapat berfungsi sebagai
penerima (receiver) atau perekam fungsi tombol
remote lain dan sebagai pengirim (transmitter)
kembali fungsi remote yang telah direkam. Hasil
yang didapat yaitu universal remote control
bekerja pada frekuensi carrier sebesar 38 kHz
serta mampu memproses frekuensi carrier pada
rentang 36 kHz – 40 kHz yang merupakan ratarata frekuensi carrier TV. Selain itu universal
remote control hanya memfungsikan 4 tombol
sebagai media penyimpanan data karena
terbatasnya kapasitas EEPROM internal
mikrokontroler. Dan dari hasil analisa didapat
bahwa tingkat akurasi universal remote control
adalah sebesar 99,4175 %.
Kata kunci : Transmitter IR, AT Mega-16,
Receiver IR, Rangkaian Modulasi.
1. Pendahuluan
Dalam perkembangan teknologi informasi
dan komunikasi yang semakin pesat, banyak
peralatan elektronik yang menggunakan remote
guna mempermudah kebutuhan hidup manusia.
Semakin banyak peralatan berbasis remote control,
semakin banyak pula aneka ragam remote
controlnya. Hal itu dirasa tidak praktis.
Pada Tugas Akhir ini banyaknya aplikasi
dari remote control yang ada akan disederhanakan
dan dijadikan kesatuan yang fungsional sehingga
menjadi sebuah remote control yang memiliki
fungsi remote yang telah direkamnya dan tentu saja
tanpa mengurangi fungsi dari remote tersebut.
Remote Control yang akan dibuat ini merupakan
Remote Control InfraRed berbasis mikrokontroler
AT Mega-16 atau lebih dikenal dengan nama
Universal Remote Control. Dimana maksudnya
adalah dalam mengendalikan peralatan elektronik
yang berbasis remote control, cukup hanya dengan
menggunakan satu buah remote control saja, tapi
tentunya sudah dilakukan beberapa penyesuaian
yang bersifat teknis.
Dengan universal remote control ini
diharapakan akan memudahkan pengguna dalam
mengendalikan beberapa peralatan sehingga praktis
dan efektif.
2. Teori
2.1 InfraRed
Infra merah (InfraRed) ialah sinar
elektromagnet yang panjang gelombangnya lebih
daripada cahaya nampak yaitu diantara 700 nm dan
1 mm. Sinar infra merah merupakan cahaya yang
tidak tampak. Jika dilihat dengan spektroskop
cahaya maka radiasi cahaya infra merah akan
nampak pada spectrum elektromagnet dengan
panjang gelombang di atas panjang gelombang
cahaya merah. Dengan panjang gelombang ini
maka cahaya infra merah ini akan tidak tampak
oleh
mata
namun radiasi
panas
yang
ditimbulkannya masih terasa/dideteksi. Infra merah
dapat dibedakan menjadi tiga daerah yakni :
Near Infra Merah………………0,75 – 1,5 µm
Mid Infra Merah....……………...1,50 - 10 µm
Far Infra Merah………………….10 - 100 µm
Contoh aplikasi sederhana untuk far
InfraRed adalah terdapat pada alat – alat kesehatan.
Sedangkan untuk mid InfraRed ada pada alat ini
untuk pengirim sinyal modulasi, sedangkan near
InfraRed digunakan untuk pencitraan pandangan
malam seperti pada nightscoop. Penggunaan infra
merah sebagai media transmisi data mulai
diaplikasikan pada berbagai perlatan seperti
televisi, handphone sampai pada transfer data pada
PC. Media infra merah ini dapat digunakan baik
untuk kontrol aplikasi lain maupun transmisi data.
Sifat-sifat cahaya infra merah :
1. Tidak tampak manusia.
2. Tidak dapat menembus materi yang tidak
tembus pandang.
3. Dapat ditimbulkan oleh komponen yang
menghasilkan panas.
Komunikasi Infra Merah dilakukan dengan
menggunakan dioda infra merah sebagai pemancar
dan modul penerima infra merah sebagai
penerimanya. Untuk jarak yang cukup jauh, kurang
lebih tiga sampai lima meter, pancaran data infra
merah harus dimodulasikan terlebih dahulu untuk
menghindari kerusakan data akibat noise.
Gambar 2.1 Sinyal Transmisi IR
2.2 Mikrokontroler AT Mega -16
Mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s Risc
processor) merupakan pengontrol utama standar
industri dan riset saat ini. Hal ini dikarenakan
berbagai kelebihan yang dimilikinya dibandingkan
dengan
mikroprosesor, yaitu murah, dukungan
software dan dokumentasi yang memadai, dan
membutuhkan komponen pendukung yang sangat
sedikit. Salah satu tipe mikrokontroler AVR untuk
aplikasi standar yang memiliki fitur memuaskan
ialah AT Mega-16.
Mikrokontroler atau mikroprosesor adalah
suatu piranti yang digunakan untuk mengolah datadata biner (digital) yang didalamnya merupakan
gabungan dari rangkaian-rangkaian elektronik yang
dikemas dalam bentuk suatu chip (IC). Pada
umumnya mikrokontroler tediri dari bagian-bagian
sebagai berikut: Alamat (address), Data,
Pengendali, Memori (RAM atau ROM), dan bagian
Input-Output.
2.2.1 Spesifikasi AT Mega-16
Fitur-fitur pada mikrokontroler AT Mega-16
antara lain:
a. Saluran I/O ada 32 buah, yaitu Port A,
Port B, Port C, dan Port D.
b. ADC 10 bit sebanyak 8 channel.
c. CPU yang terdiri dari 32 buah register.
d. Watchdog Timer dengan osilator
internal.
e. Dan fitur-fitur lain yang mempermudah
dalam penggunaan.
f. Tegangan kerja berkisar 4-5 Volt.
g. Memori Flash 8 Kbytes untuk program.
h. Memori EEPROM 512 bytes untuk data.
i. Komunikasi serial melalui SPI dan
USART.
j. Analog komparator.
k. 4 I/O PWM.
l. Fasilitas In System Programming (ISP).
2.3 LCD
LCD (Liquid Crystal Display) adalah modul
penampil yang banyak digunakan karena
tampilannya menarik. LCD yang paling banyak
digunakan saat ini ialah LCD M1632 refurbish
karena harganya cukup murah. LCD M1632
merupakan modul LCD dengan tampilan 2x16 (2
baris x 16 kolom) dengan konsumsi daya rendah.
Modul tersebut dilengkapi dengan mikrokontroler
yang didesain khusus untuk mengendalikan LCD.
Mikrokontroler HD44780 buatan Hitachi
yang berfungsi sebagai pengendali LCD memiliki
CGROM (Character Generator Read Only
Memory), CGRAM (Character Generator Random
Access Memory), dan DDRAM (Display Data
Random Access Memory).
LCD yang umum, ada yang panjangnya
hingga 40 karakter (2x40 dan 4x40), dimana kita
menggunakan DDRAM untuk mengatur tempat
penyimpanan karakter tersebut.
Gambar 2.2 Susunan Alamat Pada LCD22
Pada Gambar 2.14 cara pen-setting-an
alamat awal karakter 00H dan alamat akhir 39H.
Jadi, alamat awal di baris kedua dimulai dari 40H.
Jika Anda ingin meletakkan suatu karakter pada
baris ke-2 kolom pertama, maka harus di-setting
pada alamat 40H. Jadi, meskipun LCD yang
digunakan 2x16 atau 2x24, atau bahkan 2x40,
maka penulisan programnya sama saja.
CGRAM
merupakan
memori
untuk
menggambarkan pola sebuah karakter, dimana
bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai
dengan keinginan.
3. Perancangan Sistem
Pada bab perancangan dan pembuatan alat
ini dibahas beberapa topik diantaranya yaitu : (a)
diagram fungsional dari sistem secara keseluruhan,
(b) perancangan perangkat keras yang meliputi
perancangan rangkaian sistem minimum AT Mega16, perancangan rangkaian receiver, perancangan
rangkaian transmitter, perancangan rangkaian
modulasi, perancangan konversi tegangan, (c)
perancangan prototype, (d) dan perancangan
perangkat lunak.
3.1 Diagram Fungsional
Gambar 3.1 Diagram Keseluruhan
Adapun urutan proses dari diagram
keseluruhan Gambar 3.1 adalah sebagai berikut :
1. Data sinyal input yang memiliki frekuensi
carrier dalam rentang 36 kHz – 40 kHz
dari remote control lain dibaca dan
2.
3.
4.
5.
6.
diterima oleh TSOP 34838 rangkaian
receiver IR. Jika data valid maka akan
terdeteksi logic 0 dan receiver IR
meneruskan data ke tahap selanjutnya.
Sedangkan jika data yang diterima tidak
valid akan terdeteksi logic 1 dan receiver
IR akan menghentikan proses penerimaan
data.
Sebelum data benar-benar dikatakan valid
maka data tersebut akan diproses dan
diidentifikasi oleh rangkaian demodulasi
untuk memastikan data yang masuk
mempunyai frekuensi carrier sebesar 36
kHz – 40 kHz, dan apabila ada interferensi
sinyal lain yang sama atau mirip maka
tugas rangkaian ini adalah menghentikan
eksekusi.
Setelah data dikatakan benar-benar valid
oleh rangkaian receiver IR maka data
sinyal input tadi akan diteruskan ke
mikrokontroler AT Mega-16, diproses dan
disimpan pada EEPROM dan flash
memory mikrokontroler.
Setelah data dapat diterima oleh
mikrokontroler maka pada tampilan LCD
akan tertera “save as” dan itu artinya data
tersebut telah sukses diterima. Kemudian
kita tinggal men-setting tombol mana pada
keypad untuk mewakili data tadi.
Data yang siap untuk dikirim, maka pada
tampilan LCD akan tertera “siap kirim”
dan tinggal memencet kembali tombol
yang mewakili data tadi.
Setelah itu rangkaian transmitter siap
untuk mengirimkan data ke device lain
yang akan dikontrol.
3.2 Perancangan Perangkat Keras
Pada sistem alat keseluruhan yang akan
dibuat terdapat beberapa hardware yaitu :
rangkaian mikrokontroler AT Mega-16, rangkaian
transmitter,
rangkaian
receiver,
rangkaian
modulasi dan rangkaian konversi tegangan.
3.2.1 Perancangan Rangkaian AT Mega-16
Sebagai pengontrol utama dari sistem
digunakan komponen berupa mikrokontroler AVR
AT Mega-16. Mikrokontroler ini memiliki banyak
sekali fungsi. Akan tetapi pada perancangan alat ini
Mikrokontroler AT Mega-16 digunakan sebagai
pengolah sinyal input yang masuk melalui
rangkaian receiver, menyimpan data input tersebut
ke dalam EEPROM dan flash memory
mikrokontroler kemudian mengirimkan sinyal
output melalui rangkaian transmitter.
Adapun
penggunaan
port
pada
Mikrokontroler AT Mega-16 adalah sebagai
berikut :
 Port D.4 : Port D.4 digunakan
sebagai input melalui
rangkaian Receiver.
 Port D.1 : Port D.1 digunakan
sebagai output melalui
rangkaian Transmitter.
 Port A : Port A digunakan untuk
LCD.
 Port C : Port C digunakan untuk
Keypad.
Gambar 3.2 Rangkaian Mikrokontroler AT Mega16
3.2.2 Perancangan Rangkaian Receiver
Rangkaian penerima (receiver) di-setting
pada port D.4. Rangkaian receiver disini berfungsi
untuk menerima sinyal input yang dipancarkan
oleh remote lain. Dimana rangkaian receiver ini
khusus di-setting hanya untuk menangkap sinyal
yang memiliki frekuensi carrier sebesar 38 kHz.
Rangkaian receiver ini membutuhkan tegangan
sebesar +5 Volt.
Transmisi
dapat
dilakukan
dengan
menggunakan prinsip aktif dan non aktifnya LED
InfraRed sebagai kondisi logic 0 dan logic 1.
Membutuhkan frekuensi 38 kHz, maka artinya
logic 0 berarti sinyal frekuensi 38 kHz mengalir ke
LED InfraRed dan kondisi logic 1 artinya tidak ada
sinyal yang mengalir pada LED InfraRed.
Rangkaian hardware akan mendapatkan
input tegangan dari port D.4 mikrokontroler yang
kemudian akan dikonversi ke tegangan +5 Volt
oleh regulator, sesuai oleh input yang dibutuhkan
TSOP 34838.
5V
0V
Gambar 3.3 Rangkain Receiver IR
3.2.3 Perancangan Rangkaian Transmitter
Rangkaian pengirim (transmitter) di-setting
pada Port D.1. Rangkaian transmitter akan
menyala jika pin pada mikrokontroler memberikan
tegangan sebesar +5 Volt karena pada dasarnya
blok pengolahan berfungsi sebagai pengatur yaitu
untuk menentukan salah satu pin yang akan hidup
dan jika salah satu pin hidup maka akan
mengeluarkan tegangan sebesar +5 Volt. Jika
rangkaian transmitter mengirimkan sinyal ON OFF
maka rangkaian receiver juga menerima sinyal ON
OFF. Tetapi rangkaian receiver hanya mendeteksi
ada carrier atau tidak. Jika ada data carrier maka
pulsa yang dikirimkan adalah high, sebaliknya jika
tidak ada data carrier maka pulsa yang dikirimkan
adalah low.
Gambar 3.4 Rangkaian Transmitter IR
3.2.4 Perancangan Rangkaian Modulasi
Penggunaan rangkaian modulasi disini
adalah berfungsi untuk meminimalisasi interferensi
sinyal
pada
pengiriman
informasi
yang
menggunakan frekuensi sama atau berdekatan.
Dimana rangkaian modulasi ini di-setting agar
dapat mengenali frekuensi 36 kHz – 40 kHz dan
menginisialisasikannya sebagi logic 0 dan
mengenali frekuensi 0 kHz menginisialisasikannya
sebagai logic 1.
3.2.5 Perancangan Rangkaian Konversi Tegangan
Perangkat konversi tegangan disini hanyalah
digunakan
sebagai
perangkat
yang
mengkonversikan tegangan 6 Volt dari baterai
menjadi 5 Volt yang dimana dikonversi oleh
regulator. Dikonversikan menjadi 5 Volt
dikarenakan secara keseluruhan sistem universal
remote control yang dibuat membutuhkan tegangan
5 Volt.
Gambar 3.6 Rangkaian Konversi Tegangan
4. Pengujian dan Analisa Data
Pada tahap pengujian dan analisis kali ini
akan dibahas beberapa analisa yang dilakukan
terhadap alat yang telah dibuat yaitu : menganalisa
jangkauan dari universal remote control yang
dibuat, menganalisa dan membandingkan sinyal
input dan output dari universal remote control
menggunakan oscilloscope dan menguji tingkat
kehandalan dari universal remote control.
4.1 Jagkauan Universal R.C
Ujicoba dilakukan untuk mengetahui sampai
sejauh mana universal remote control yang telah
dibuat dapat mengontrol peralatan elektronik yang
diinginkan. Pengujian dilakukan dengan beberapa
catatan yaitu :
1. Tidak ada benda yang menghalangi antara
peralatan elektronik yang dikontrol
dengan universal remote control.
2. Kedudukan universal remote control dan
receiver inframerah peralatan yang
dikontrol sama tinggi.
3. Pemancar pada universal remote control
dengan penerima pada peralatan yang
dikontrol membentuk garis lurus (tidak
terjadi sudut pengontrolan).
4. Uji coba dilakukan untuk beberapa
peralatan elektronik yang tersedia.
Tabel 4.1 Hasil Uji Coba Jangkauan
Universal Remote Control
Merek
Tipe
Jangkauan (m)
Advance
ATV318
3
Gadmei
TV3488N
3
LG
MKJ33981406
2,8
Sharp
G1342SA
2,8
Gambar 3.5 Rangkaian Modulasi
4.2 Pengujian Sinyal Input dan Output
Pengujian sinyal input dan output disini
menggunakan Oscilloscope. Dimana disini sinyal
input dan output dibandingkan antara satu dan yang
lainnya apakah terdapat error atau tidak.
4.2.1 Pengujian TV Advance Tombol 1
Input Tombol 1 Advance
Karena sinyal input dan output yang diukur
melebihi batas layar Oscilloscope maka dipotong
menjadi beberapa bagian. Begitu juga dengan
device yang lainnya seperti TV Tuner Gadmei, TV
LG dan TV Sharp.
Time/Div = 5 ms
Volt/Div = 5 Volt
4.3.1 Pengujian TV Tuner Advance
Tabel 4.2 Pengujian TV Tuner Advance
Nama
Tingkat
Tingkat
Presentase
Tombol Keberhasilan Kegagalan Keberhasilan
Power
20
100%
CH+
20
100%
CH20
100%
VOL+
20
100%
Pada Tabel 4.2 dapat dianalisa bahwa
tingkat keberhasilan dari universal remote control
adalah 100%.
Gambar 4.1 Input tombol 1 Advance
Output Tombol 1 Advance
Perbedaan bentuk sinyal antara input dan
output yang dihasilkan itu hanya karena
penggunaan skala yang berbeda saja.
Time/Div = 2 ms
Volt/Div = 5 Volt
Gambar 4.2 Output tombol 1 Advance
Dari hasil analisa Gambar 4.1 dan Gambar
4.2 antara sinyal input yang diukur langsung pada
remote yang bersangkutan dan sinyal output hasil
pancaran universal remote control dapat
disimpulkan bahwa tidak ada perbedaan antara
sinyal input dan output tersebut. Ini menandakan
data sinyal yang diterima dan dipancarakan
universal remote control terjamin keakuratannya.
Dimana dalam pengukuran ini menggunakan
Time/Div sebesar 5 ms dan Volt/Div sebesar 5 V
untuk sinyal input serta Time/Div sebesar 2 ms dan
Volt/Div sebesar 5 V untuk sinyal output.
4.3 Pengujian Tingkat Keberhasilan Universal R.C
Pengujian dilakukan terhadap beberapa
peralatan elektronik yang telah ditetapkan
sebelumnya dari berbagai merk dan type. Pengujian
dapat dilakukan dengan cara merekam fungsi
tombol yang telah dikehendaki (pengujian
dilakukan terhadap 4 tombol masing-masing
remote control), kemudian mengirimkan sinyal
data hasil rekaman universal remote control pada
masing-masing
device
yang
bersangkutan.
Bilamana device yang bersangkutan dapat dikontrol
dengan baik dinyatakan berhasil dan begitu
sebaliknya. Pengujian untuk masing-masing tombol
tiap device dilakukan sebanyak 20 kali. Dari uji
coba ini dapat diketahui sejauh mana tingkat
keberhasilan universal remote control.
5. Penutup
5.1 Kesimpulan
1. Penyimpanan data ataupun program pada
universal remote control dialokasikan
pada EEPROM internal mikrokontroler
dan flash memory mikrokontroler. Karena
terbatasnya area penyimpanan EEPROM
internal mikrokontroler yang sebesar 512
byte maka hanya bisa difungsikan 2
tombol penyimpanan (Tombol 1 dan 2)
dan 2 tombol penyimpanan lagi (tombol 3
dan 4) pada flash memory. Jadi jumlah
tombol
penyimpanan
yang
dapat
difungsikan adalah 4 macam tombol
penyimpanan.
2. Dari hasil pengujian sinyal input dan
output menggunakan Oscilloscope dapat
diketahui bahwa perbandingan sinyal
input dan output yang dihasilkan
mempunyai kesamaan hingga 100%.
3. TSOP 34838 adalah TSOP InfraRed yang
memiliki frekuensi carrier sebesar 38 kHz
dan mampu memproses frekuensi carrier
dari rentang 36 kHz – 40 kHz. Dimana
bila ada interferensi sinyal lain selain 38
kHz maka data akan terdeteksi logic “1”
sedangkan bila mempunyai frekuensi
carrier 38 kHz akan terdeteksi logic “0”.
5.2 Saran
1. Lebih disarankan memakai EEPROM
eksternal agar daya simpan programnya
menjadi lebih banyak.
2. Lebih disarankan agar menambah
jangkauan transmisi dari universal remote
control
dengan
cara
lebih
menyempurnakan rangkaian modulasi.
6. Referensi
1. Hermawan Ali, ’’Infra Merah Pada
Remote Control’’, Gramedia, Bandung,
2010.
2. Hermawan Ali, ’‘Sistem Sensor Infra
Merah‘‘, Gramedia, Bandung, 2009.
3. Muana Berlinang, Saat, ‘’Perancangan dan
Realisasi Universal Remote Control
Berbasis Mikrokontroler, Tugas Akhir,
4.
5.
6.
7.
8.
Program S1 Teknik Elektro FTI-ITS,
Surabaya, 2005.
Andrianto,
Heri,
Pemrograman
Mikrokontroler
AVR
ATmega16,
Informatika, Bandung, 2008.
Putra Susanto Markus, “Robot Yang
Dirancang Oleh Window Parameter
Melalui Media InfraRed”, Kompas,
Jakarta, 02 Pebruari 2007.
Iddhien, “Pemrograman (Interface)
LCD dengan Mikrokontroller AVR AT
Mega-8535”,
http://www.
duniaelektronika.com/lcd/karakter.html,
Jakarta, 07 Mei 2010.
……, “IR Receiver Modules for Remote
Control
Systems”,
Vishay
Semiconductor, Germany, 2003.
Simatupang
Ray,
“Rangkaian
Elektronika
Remote
Control
IR”,http://www.elektronikamodern.com/r
angkaianinframerah.html, Riau, 11 Mei
2010.