BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI

BAB III
PERANCANGAN DAN REALISASI
3.1
Perancangan Pengatur Scoring Digital Wireless Futsal Berbasis
Mikrokontroller AVR ATMEGA8.
Perancangan rangkaian pengatur scoring digital untuk mengendalikan
score, foul dan waktu secara wireless terhadap perubahan pada setiap
pertandingan yang terjadi, memiliki beberapa tahap pengaturan scoring (nama
team, waktu, sisa waktu pertandingan, dan score) yang disesuaikan dengan
peraturan pertandingan yang dapat diatur. Sebagai contoh pada pertandingan bila
waktu, dan nama team akan disesuaikan terlebih dahulu untuk menentukan
lamanya pertandingan yang terjadi dan team yang akan bermain. Sebagai
pengiriman dan penerima data(score dan foul), menggunakan modul wireless
ASK dari remote ke system sedangkan sebagai iterface menggunakan TTL dari
modul penerima ke PC, menggunakan VB6 sebagai software pengembangan
sistem di PC dan sebagai pemroses menggunakan mikrokontroler Atmaga8.
Pengaturan score pada alat ini ada 2 jenis, yaitu pengaturan pada modul pengirim
berfungsi sebagai mengirim data score dan foul serta modul penerima data.
3.2
Menentukan Fungsi Alat
Rancangan atau realisasi prototype ini mempunyai fungsi antara lain :
1. Menampilkan score pada pertandingan digital pada monitor.
32
33
2. Secara wireless dapat merubah score dan foul pada pertandingan bila terjadi
perubahan score maupun foul.
3. Secara wireless dapat mengendalikan waktu mulainya pertandingan maupun
mereset hasil dan waktu, bila pertandingan dibatalkan.
4. Pengaturan nama team pada saat pertandingan.
5. Memperjelas waktu yang telah di tentukan pada pertandingan
3.3
Menentukan Spesifikasi Alat
Spesifikasi alat yang ingin dicapai dalam pembuatan Proyek Akhir ini
adalah sebagai berikut :
1. Modul pengirim data menggunakan pemancar Frekuensi Radio 315 MHz dan
menggunakan mikrokontroler ATMega 8.
2. Modul penerima menggunakan penerima Frekuensi Radio 315 MHz
mikrokontroler ATMega 8 untuk menampilkan data ke PC dengan interface
ke PC.
3. Data yang ditampilkan pada monitor PC menggunakan software VB6.
4. Tampilan sistem menggunakan Laptop atau netbook.
5. Encoder yang digunakan adalah encoder 12 bit, yang terdiri dari 8 bit alamat
dan 4 bit data yang berfungsi untuk mengkodekan 4-bit data score untuk
dikirimkan menggunakan RF 315 Mhz..
6. Decoder yang digunakan adalah decoder 12 bit, yang terdiri dari 8 bit alamat
dan 4 bit data yang berfungsi untuk mengkodekan kembali 4-bit data yang
diterima dari pengirim dengan menggunakan RF 315 Mhz.
7. Modul RF yang digunakan bekerja pada frekuensi 315 MHz untuk
pengiriman data dan modul penerima dengan frekuensi 315 MHz, untuk
remote RF sebagai pengontrol score dengan menggunakan modulasi ASK.
3.4
Langkah – Langkah Perancangan
Perancangan alat ini dibagi menjadi 4 bagian, yaitu :
1. Perancangan power supply modul pengirim atau remote RF.
2. Perancangan mikrokontroler ATmega8 modul pengirim.
34
3. Perancangan mikrokontroler ATmega8 pada modul penerima.
4. Perancangan modul pengirim data menggunakan HT 12E.
5. Perancangan modul penerima data menggunakan HT 12D.
6. Perancangan Remote RF 315 MHz
Blok diagram sangat bermanfaat untuk memudahkan pemahaman dari alat yang
akan dibuat.
Gambar 3.1 Blok diagram Realisasi Scoring Digital Wireless (part I).
Gambar 3.2 Blok diagram Realisasi Scoring Digital Wireless (part II).
3.5
Cara Kerja Masing-Masing Blok:
a.
Rangkaian power supply
Regulator pada modul pengirim berfungi untuk menurunkan tegangan dari
12 volt menjadi 5 volt.
35
b.
Mikrokontroler
Blok ini merupakan sistem rangkaian sistem minimum dari ATmega8
yang berfungsi untuk mengambil data dari sinyal yang diterima dari push bottom
dan mengeluarkannya ke encoder untuk dikirimkan ke penerima melalui
Transmitter.
c.
Encoder 12-bit
Blok ini merupakan bagian untuk meng-code-kan data ( 8bit ) sebagai
alamat dan (4bit) sebagai data menjadi 1 saluran agar data dapat dikirimkan
melalui transmitter untuk dikirimkan ke penerima.
d.
RF Transmitter 315 MHz
Blok ini merupakan bagian untuk mengirimkan data yang sudah
ditentukan ke modul penerima.
e.
Receiver RF 315 MHz
Blok ini merupakan bagian untuk menerima data dari remote RF yanga
akan diteruska ke modul decoder 12-bit.
f.
Decoder 12-bit.
Blok ini berfungsi men-decode kembali data yang dikirimkan oleh Remote
RF.
g.
Driver atau interface.
Driver atau interface berfungsi untuk menghubungkan mikrokontroler
modul penerima ke PC, menghidupkan dan mematikan atau mereset yang
dikontrol oleh remote atau receiver RF.
h.
PC dan monitor
Blok ini merupakan hasil akhir atau output sebagai tampilan untuk
mengetahui data yang diterima dari blok pengirim. Dengan mengunakan VB6
sebagai software pengembangan sistem di PC.
36
3.6
Rangkaian Alat Modul Pengirim Pengatur Scoring Wireless Berbasis
Mikrokontroler ATmega8.
3.6.1 Gambar Rangkaian Bagian Pemancar
Gambar 3.3 Rangkaian Alat Modul Pemancar Pengatur Scoring Wireless
Berbasis Atmega8
3.6.2 Cara Kerja Rangkaian
Prototype modul pemancar pengatur score menggunakan trigger berupa
tombol yang diproses oleh mikrokontroler Atmega8 yang mengatur score atau
data sesuai dengan pengaturan yang terdapat pada tombol pada modul pemancar
dengan transmitter RF 315 MHz. Keluaran data dihubungkan dengan rangkaian
IC Encoder HT12E merupakan IC yang digunakan untuk mengkodekan data yang
dikirimkan ke bagian pemancar. HT12E mengubah input paralel menjadi output
serial. IC ini mengkodekan data paralel 12 bit menjadi serial untuk ditransmisikan
melalui RF transmitter. Kedua belas bit dibagi menjadi delapan address bit dan
empat data bit. Pemilihan komponen ini dikarenakan memiliki tegangan input
antara 2,4V sampai 12V agar encoder ini dapat bekerja dengan baik dan dapat
digunakan untuk pengkodean data yang akan dikirimkan melalui transmisi RF.
Encoding yang dilakukan oleh HT12E terdiri dari N address bit dan 12-N data bit
dengan masing-masing address/data input dapat diset dengan salah satu dari dua
logic state.
37
3.6.3 Perancangan Alat Modul Pemancar
Mengingat kompleksitas, maka rangkaian prototype ini dipecah-pecah
menjadi rangkaian-rangkaian pendukung, yaitu :
1.
Perancangan power supply
Power suply yang dipakai adalah 12 volt dengan mengkonversi ke
tegangan sebesar 5 Volt, karena tegangan yang dibutuhkan sebesar 5V. dengan
input pada mikrokontroler pada P7 (+) dan P8(-).
Gambar 3.3 Rangkaian Power Supply
2.
Sistem Minimum Mikrokontroler Trasmitter
Input dari tombol yang sudah berupa data masuk ke ATmega8 pada port
PD0 - PD6 yang sudah dikhususkan sebagai port input tombol data modul
pengirim dan PB0-PB3 sebagai output. Output dari mikrokontroler di ubah ke
bentuk digital untuk selanjutnya dikodekan untuk ditransmisikan menggunakan
RF.
38
Tabel 3.1 Konfigurasi Pin Pada Mikrokontroler Atmega8
NO
PIN
PORT
Input/Output
Kegunaan
1
2
PD0
Input
Masukan datatombol S1
yang
telah
ditentukan
yaitu score A.
2
3
PD1
Input
Masukan data tombol S2
yang
telah
ditentukan
yaitu foul A
3
4
PD2
Input
Masukan data tombol S3
yang
telah
ditentukan
yaitu start.
4
5
PD3
Input
Masukan data tombol S4
yang
telah
ditentukan
yaitu pause.
5
6
PD4
Input
Masukan datatombol S5
yang
telah
ditentukan
yaitu reset.
6
11-12
PD5-
Input
PD6
Masukan data tombol S6S7 yang telah ditentukan
yaitu score B dan foul B.
7
14-17
PB0PB3
output
Keluaran
data
digital
yang terhubung dengan
IC HT12E.
39
3.
IC Encoder HT12E
Rangkaian IC Encoder HT12E merupakan IC yang digunakan untuk
mengkodekan data yang dikirimkan ke bagian pemancar. HT12E mengubah input
paralel menjadi output serial. IC ini mengkodekan data paralel 12 bit menjadi
serial untuk ditransmisikan melalui RF transmitter. Kedua belas bit dibagi
menjadi delapan address bit dan empat data bit. Pemilihan komponen ini
dikarenakan memiliki tegangan input antara 2,4V sampai 12V agar encoder ini
dapat bekerja dengan baik dan dapat digunakan untuk pengkodean data yang akan
dikirimkan melalui transmisi RF. Encoding yang dilakukan oleh HT12E terdiri
dari N address bit dan 12-N data bit dengan masing-masing address/data input
dapat diset dengan salah satu dari dua logic state. Gambar IC Encoder HT12E
dapat dilihat pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4 Rangkaian IC Encoder HT12E
40
3.7
Rangkaian Alat Modul Penerima Pengatur Scoring Wireless Berbasis
Mikroprosessor ATmega8
3.7.1 Gambar Rangkaian Bagian Penerima
Gambar 3.5 Rangkaian Alat Modul Penerima Pengatur Scoring Berbasis
Atmega8 Secara Wireless.
3.7.2 Cara Kerja Rangkaian
Prototype modul penerima pengatur score menggunakan RLP434A dengan
RF 315MHz, modul ini akan menerima data dari modul pengirim dan diproses
dengan IC Decoder HT12D merupakan IC yang digunakan untuk menguraikan
data yang diterima oleh penerima. HT12D mengubah input serial menjadi output
paralel. IC ini bekerja dengan cara menguraikan data dan address serial dari
encoder 212 bit (HT12E) menjadi paralel untuk diteruskan ke mikrokontroler. IC
ini kemudian membandingkan input data serial dengan local address-nya.
41
3.7.3 Perancangan Alat Modul Penerima
Maka rangkaian prototype ini dipecah-pecah menjadi rangkaian-rangkaian
pendukung, yaitu :
1. IC Decoder HT12E
IC Decoder HT12D. IC Decoder HT12D, merupakan IC yang digunakan
untuk menguraikan data yang diterima oleh penerima. HT12D mengubah input
serial menjadi output paralel. IC ini bekerja dengan cara menguraikan data dan
address serial dari encoder 212 bit (HT12E) menjadi paralel untuk diteruskan ke
mikrokontroler. IC ini kemudian membandingkan input data serial dengan local
address-nya.
Decoder HT12D menyediakan variasi kombinasi alamat dan data pin agar
menjadi sepasang dengan encoder. Pada saat decoder menerima data, maka
decoder akan langsung mengecek alamat yang masuk dengan local address
decoder tersebut. Selain karena decoder HT12D merupakan pasangan dari
HT12E, pemilihan decoder ini karena pengecekan alamat sebanyak 3 kali.
Gambar 3.6 IC Decoder HT12D
42
2. Sistem Minimum Mikrokontroler Receiver.
Input dari IC Decoder HT12D yang sudah dikodekan berupa data masuk
ke ATmega8 pada port PB0-PB3 yang sudah dikhususkan sebagai port input data
dari modul pengirim dan PD0- PD1 sebagai Port yang dihubungkan ke PC melalui
Interface. Data yang sudah diproses mikrokontroler modul penerima akan
ditampilkan pada monitor pada PC dengan interface TTL to USB serial, dengan
menggunakan VB6 sebagai software pengembangan system di PC. .
Tabel 3.4 Konfigurasi Pin Pada Mikrokontroler Atmega8
NO
PIN
PORT
Input/Output
Kegunaan
1
2
PD0(rx)
Output
Masukan data ke
TTL to USB serial.
2
3
PD1(tx)
Output
Masukan data ke
TTL to USB serial.
3
14-17
PB0-PB3
Input
Keluaran
data
digital
yang
terhubung
dengan
HT12D.
3.8 Tampilan pada monitor
Tampilan pada layar Monitor menampilkan beberapa intruksi untuk
memudahkan pembacaan dan menentukan score yang terjadi pada saat
pertandingan.
Monitor pada prototype ini dihubungkan dengan port PD0 sebagai RX ke
dan PD1 sebagai TX dan diproses atau diubah dengan TTL to USB serial.
Prototype ini dihubungkan dengan menggunakan PC dan ditampilkan pada
monitor, dengan menggunakan VB6 sebagai software pengembangan pada sistem
di PC. Berikut adalah tampilan papan scoring digital :
43
Gambar 3.7 Tampilan Pada Monitor
Keterangan :
1) Nama dan asal team A.
2) Sisa waktu sewa.
3) Nama dan asal team B.
4) Skor B.
5) Skor A.
6) Jumlah babak.
7) Waktu menit.
8) Waktu jam.
9) Jumlah foul team.