PENGUBAH TAMPILAN DISPLAY DOT MATRIK MENGGUNAKAN

http://www.karyailmiah.polnes.ac.id
PENGUBAH TAMPILAN DISPLAY DOT MATRIK MENGGUNAKAN REMOTE
KONTROL BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89C51 (Design Of Changer
Dot Matrix Display Based on Microcontroller AT89C51 by Using Remote Control)
Erry Yadie, ST
(Staf Teknologi Informasi Politeknik Negeri Samarinda)
Abstrak
Remote kontrol yang digunakan sebagai pengubah atau pengedit tampilan yang ada
pada display jenis dot matrik diproses menggunakan mikrokontroller AT89C51. Proses yang
sangat kompleks dalam sistem ini adalah menterjemahkan sinyal dari remote kontrol tersebut,
dalam hal ini dipergunakan program yang dimasukkan kedalam mikrokontroller. Program yang
dimasukkan tersebut ditempatkan pada flash memory yang berkapasitas 4 kbyte dan tidak
akan hilang walaupun power supplynya mati.Setiap karakter yang ditekan pada tombol remote
kontrol akan diterjemahkan oleh mikrokontroller sesuai dengan program. Data tampilan dari dot
matrik yang dapat diganti dengan menggunakan remote kontrol disimpan dalam EEPROM
yang berkapasitas 8 kbyte (64 kbit). Data yang sudah tersimpan dalam memory ini bisa
dipanggil lagi apabila supply teganggan mati. Setiap karakter yang dimasukkan memakai
sebanyak 48 bit, sehingga kapasitas maksimum adalah 1333 karakter. Dalam alat ini tampilan
yang dihasilkan adalah tampilan bergeser kekiri sesuai dengan register geser yang digunakan.
Kata kunci: Romote Control, Microcontrotoller, Display Dot Matrix,
PENDAHULUAN
Display dot matrik sangat baik untuk
dijadikan papan reklame, dimana dengan
menggunakan display dot matrik ini data tampilan
yang diinginkan dapatlah berubah-ubah sesuai
keinginan pemiliknya. Akan tetapi bagi display yang
besar dan ditempatkan diatas tower (konstruksi
besi), memiliki masalah besar ketika tampilan yang
sudah ada segera diganti dengan tampilan yang
lain.
Hal ini membutuhkan banyak energi untuk
proses pergantiannya. Proses pergantian ini
dilakukan dengan harus menaiki tower, kemudian
melepaskan rangkaian mikrokontrollernya, atau
yang
lainnya.
Selanjutnya
rangkaian
mikrokontroller dimasukkan data yang baru
kemudian dikembalikan pada tower tersebut. Untuk
mengembalikan rankaian tersebut membutuhkan
energi yang besar disamping memiliki faktor-faktor
kecelakaan yang cukup tinggi.
dengan
pengeluaran energi tidak akan terjadi. Perubahan
tampilan display dot matrik cukup menggunakan
remote untuk mengganti teks tampilan display dot
matrik dari teks sebelumnya.
Berdasarkan permasalahan tersebut dibuat
rumusan masalah sebagai berikut :

Sistem Kerja Mikrokontroller AT89C51 dapat
digunakan untuk mengendalikan sistem yang
dirancang.

Bagaimana merencanakan dan membuat antar
muka pada mikrokontroller AT89C51 yang
berhubungan dengan remote kontrol

Bagaimana merencanakan dan membuat
perangkat
lunak
mikrokontroller
untuk
mengolah data dari remote kontrol ke display
dot matrik.
Ruang Lingkup


Perancangan Sistem Elektronika
Mikroprosessor/mikrokontroller
Jika proses pergantian ini dilakukan
menggunakan remote kontrol, maka
JURNAL EKSIS Vol.6 No.2, Agustus 2010: 1440 –1605
Riset / 1514

Elektronika Digital
Tujuan

Membuat perancangan sistem remote kontrol
untuk pengubah tampilan display dot matrik
menggunakan mikrokontroller AT89C51.
Manfaat
Rangkaian ini sangat bermanfaat untuk
mengganti tampilan tulisan pada papan reklame
dengan hanya menggunakan remote kontrol.
Sehingga selain menguntungkan bagi pengguna
alat ini juga dapat memberikan informasi yang lebih
bagi masyarakat.
Gambar 1. Mikrokontroller AT89C51
KAJIAN PUSTAKA
Register Geser 8 Bit 74164
Pada rangkaian ini menggunakan sistem
pemrograman mikrokontroller berbasis AT89C51
(ATMEL).
Data
program
dimasukkan
ke
mikrokontoler dengan menggunakan bahasa
assembler sedangkan data untuk tampilan pada
display disimpan dalam memory AT28C64 dengan
kapasitas 8 kilobyte. Data yang ada di memory
nantinya dapat diganti dengan menggunakan
kontrol jarak jauh melalui remote kontrol sekaligus
akan merubah tampilan pada display dot matrik.
74164 merupakan register geser kiri 8 bit.
Memiki penyemat clear yang jika diberi logika 1
maka register akan bekerja. Tapi saat diberi logika
0 pada penyemat clear maka semua nilai
keluarnnya akan selalu berlogika 0. Walaupun
diberi masukkan dan clock diaktifkan. Clock pada
register ini aktif pada logika tepi naik. Gambar 2
menunjukkan pin IC register geser 8 bit
Mikrokontroller AT89C51
ATMEL memproduksi bermacam-macam
MCS51, semuanya dilengkapi dengan Flash
PEROM (Programmable Eraseable Read Only
Memory).
Produksi
standarnya
adalah
AT89C51/AT89C52, yaitu produk setara 8051/8052
asli buatan Intel.
AT89C51 mempunyai 4 kilobyte Flash
PEROM, jumlah memori yang cukup memadai
untuk membuat sistem kecil. Fasilitas lain selain
mengisi program juga menghapus program yang
sudah tersimpan dalam PEROM, membaca isi
PEROM, memeriksa apakah PEROM masih
kosong.
Flash PEROM Programmer ini merupakan
alat kunci dalam bermain AT89C51, tanpa adanya
alat ini tidak mungkin dibuat alat yang berbasiskan
AT89C51. Gambar 1 menunjukan mikrokontroler
AT89C51.
Gambar 2. Register geser 8 bit
EEPROM AT28C64
IC ini berfungsi sebagai EEPROM
(Electrically Erasable and Programmable Read
Only Memory) dengan kapasitas 64 kbit (8 kbyte)
yang bersifat nonvolatile. Memori ini berfungsi
sebagai peyimpan data untuk tampilan display dot
matrik yang nantinya dapat diganti dengan
menggunakan
remote
kontrol.
Gambar
3
menunjukkan EEPROM AT28C64.
Gambar 3. EEPROM AT28C64
Riset / 1515
JURNAL EKSIS
Vol.6 No.2, Agustus 2010: 1440 – 1605
http://www.karyailmiah.polnes.ac.id
Metodologi
Metodologi yang ditawarkan adalah
membuat sistem penerima remote kontrol agar
dapat mengganti tampilan display dot matrik
dengan mudah.
Metodologi yang dipakai adalah sebagai
panas pada disipasi daya berlebihan. Regulator
7805 bekerja efektif pada tegangan input antara 6,4
V sampai 9,6 V dengan tegangan keluaran 5 V. IC
regulator ini masih mampu bekerja untuk tegangan
diatas 9,6 V, namun akan mengakibatkan disipasi
panas yang berlebihan. Gambar 5 menunjukkan
regulator tegangan 7805.
berikut :



Studi Literatur
Mencari bahan yang berhubungan dengan
judul di perpustakaan, tabloit Komputek dan di
internet.
Spesifikasi Alat
- Tegangan supply 220 volt 50 Hz/10V DC
- Jarak Tx/Rx maksimum 15 meter.
- Display dot matrik 7x5.
- Remote kontrolnya menggunakan remote
serba guna.
- Software menggunakan bahasa assembly.
Blok Diagram
Blok diagram dari alat pengubah tampilan
display dot matrik diperlihatkan dalam Gambar
4.
Memory
Remote
Kontrol
IR Receiver
Mikro
kontroler
Shift
Register
Penguat
Display
dot Matrik
LM7805
1
+
VIN
+
6-12VDC
4700uF
VCC
VOUT
GND
3
330n
2
10n
-
Gambar 5. Regulator Tegangan dengan IC 7805

Xtal
Mikrokontroller
AT89C51
memiliki
rangkaian osilator internal yang mengacu pada
frekuensi berupa kristal dan kapasitor yang
dihubungkan ke ground. Penggunaan kristal
sebagai referensi frekuensi dapat memberikan
ketelitian yang baik. Frekuensi kerja osilator pada
microcontroller AT89C51 adalah 3,5 Mhz.
Pewaktuan yang dihasilkan oleh osilator
internal dibagi kedalam siklus mesin. Siklus mesin
terdiri atas 6 state mulai S1 sampai S6. Tiap-tiap
state terdiri 2 periode osilator. Pada frekuensi
osilator 12 Mhz terdapat 12 periode osilator dalam
satu siklus mesin sebesar 1 us. Gambar 6
menunjukkan rangkaian osilator kristal.
XTAL1
30pF
12MHz
XTAL2
Gambar 4. Blok diagram rangkaian




Membuat Program Assembly
Menggunakan software HB2000N melalui PC.
Ujicoba rangkaian pada Flash PEROM
Simulasi rangkaian menggunakan software
HB2000N dan EWB melalui PC.
Desain Gambar dan Proses PCB
Menggunakan software protel/pcad dan
pemrosesan PCB menggunakan screen
sablon.
Penyusunan Laporan
30pF
Gambar 6. Osilator kristal

Konfigurasi
mikrokontroller
AT89C51
digolongkan menjadi pin number tegangan, pin
osilator, pin kontrol, pin I/O, dan pin untuk proses
interupsi luar yang terdapat dalam gambar 7.
Fungsi-fungsi dari pin-pin mikrokontroller AT89C51:
a.
Untuk masing-masing blok dapat diuraikan
sebagai berikut :
b.

c.
Regulator Tegangan
IC regulator tegangan daya rendah 7805
berfungsi
sebagai
pelindung
pembatas
arus/hubung singkat pada 100 mA dan penutup
JURNAL EKSIS Vol.6 No.2, Agustus 2010: 1440 –1605
Mikrokontroller
Vcc
Pin positif sumber tegangan 5 Vdc
Vss
Pin grounding sumber tegangan
Port 0
Port 0 merupakan port input/output 8 bit full
duplex. Port ini dapat digunakan sebagai
multipleks bus ke alamat rendah dan bus data
Riset / 1516
e.
f.
g.
h.
i.
j.
k.
l.
Mikrokontroller AT89C51 terdiri dari
sebuah Central Procesing Unit (CPU), dua jenis
memori yaitu memori data (RAM) dan memori
program (ROM), port input/output dengan
programable pin secara independen, dan registerregister mode, status, internal timer dan counter,
serial comunication serta logika random yang
Riset / 1517
diperlukan oleh berbagai fungsi peripheral. Masingmasing bagian saling berhubungan satu dengan
yang lain lewat kabel data bus 8 bit. Bus ini dibuffer
melalui port I/O bila diperlukan perluasan memori
atau sebagian perangkat I/O. MCU AT89C51
mempunyai arsitektur sebagai berikut :
a.
b.
c.
d.
e.
f.
g.
h.
i.
j.
k.
l.
8 bit CPU dengan register A (Accumulator) dan
register B (Match Register)
16 bit Program Counter (PC) dan Data Pointer
(DPTR) register
8 bit Program Status Word (PSW) register
8 bit Stack Pointer (SP)
Internal ROM atau EPROM dengan kapasitas
4 Kbyte
Internal RAM dengan kapasitas 128 bytes
yang digunakan 4 buah register bank, yang
masing-masing terdiri dari 8 register, 16 byte,
yang mana dapat dieksekusi pada masingmasing bit secara independent (Bit
Addressable) dan sebagai data memori
variabel 8 bit
32 input/output pin yang disusun pada 4 port
(port0 – port 3)
2 buah bit timer/counter (T0 dan T1)
Control register : TCON, TMOD, SCON,
PCON, IP, dan IE
Full Duplex Serial Data Comunication (SBUF)
2 eksternal interupt dan 3 internal interupt
Oscilator dan clock circuit
U1
D0 - D7
39
38
37
36
35
34
33
32
TR B562
1
2
3
4
5
6
7
8
XTAL1
XTAL2
VCC
19
18
9
8k2 31
+
d.
selama adanya akses ke memori program atau
data luar
Port 1
Port 1 merupakan port input/output 8 bit full
duplex. Setiap pin dapat digunakan sebagai
masukan atau keluaran tanpa tergantung dari
pin yang lain
Port 2
Port 2 sama seperti pada port 0 atau port1.
Port ini dapat digunakan sebagai bus alamat
tinggi selama ada akses ke memori program
atau data luar
Port 3
Port 3 juga sama seperti port 2 tetapi port ini
mempunyai keistimewaan antara lain:
 P3.0 (RxD), Masukan penerima data serial
 P3.1 (TxD), Keluaran pengirim data serial
 P3.2 (INT0), Interupsi 0 eksternal
 P3.3 (INT1), Interupsi eksternal
 P3.4
(T0),
Masukan
eksternal
waktu/pencacah 0
 P3.5
(T1),
Masukan
eksternal
waktu/pencacah 1
 P3.6 (WR), Strobe penulisan memori data
eksternal
 P3.7 (RD), Strobe pembacaan memori data
eksternal
RST/VPD
Pin ini berfungsi untuk mereset sistem
microcontroller AT89C51. Perubahan taraf
tegangan dari rendah ke tinggi akan mereset
microcontroller
ALE/PROG
Pin ini berfungsi untuk mengunci alamat
rendah pada saat akses memori program luar
selama operasi normal
PSEN
Pin yang berfungsi menghubungkan memori
program eksternal dengan bus selama operasi
normal.
EA/VDD
Pin pengontrol pokok pada microcontroller,
aktif pada posisi rendah.
XTAL1
Pin ini merupakan masukan ke penguat
osilator berpenguat tinggi. Pin ini dihubungkan
dengan kristal atau sumber osilator dari luar
XTAL2
Pin ini merupakan keluaran dari pengaut
osilator. Pin ini dihubungkan dengan kristal
atau ground jika menggunakan sumber kristal
internal
P0.0/AD0
P0.1/AD1
P0.2/AD2
P0.3/AD3
P0.4/AD4
P0.5/AD5
P0.6/AD6
P0.7/AD7
P1.0
P1.1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
XTAL1
XTAL2
RST
A0 - A7
P2.0/A8
P2.1/A9
P2.2/A10
P2.3/A11
P2.4/A12
P2.5/A13
P2.6/A14
P2.7/A15
P3.0/RXD
P3.1/TXD
P3.2/INTO
P3.3/INT1
P3.4/TO
P3.5/T1
P3.6/WR
P3.7/RD
PSEN
ALE/PROG
21
22
23
24
25
26
27
28
10
11
12
13
14
15
16
17
A8
IR Rx
A & B
CLOCK
WE
OE
29
30
EA/VPP
10uF
AT89C51

Gambar 7. Konfigurasi pin mikrokontroller
AT89C51
IR Receiver
IR receiver dalam gambar 8 merupakan
komponen yang berfungsi sebagai penerima sinyal
yang dipancarkan oleh remote kontrol yang
menggunakan gelombang infra merah. Data yang
diterima secara serial dengan carrier sebesar 38
kHz atau 40 kHz. Data output dari IR receiver ini
dihubungkan ke mikrokontroller AT89C51 yang
kemudian data tersebut diolah oleh MCU.
JURNAL EKSIS
Vol.6 No.2, Agustus 2010: 1440 – 1605
http://www.karyailmiah.polnes.ac.id
A0 - A7
VCC
P3.2/INT0
P3.1/TXD
20
22
27
RD
WR
Gambar 8. Infra Red Receiver
D0 - D7
U2
10
9
8
7
6
5
4
3
25
24
21
23
2
IR Receiver
A0
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
A8
A9
A10
A11
A12
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
CE
OE
WE
RDY /B
11
12
13
15
16
17
18
19
1
AT28C64
EEPROM
EEPROM AT28C64 dalam gambar 9 yang
digunakan pada rangkaian memiliki konfigurasi pin
sebagai berikut :

A0 – A12
: alamat

CE
: chip enable

OE
: output enable


: write enable
WE
I/O0 – I/O7 : data input/output



RDY/ BUSY : ready/ BUSY output
NC
: no connect
DC
: don’t connect
Gambar 9. Konfigurasi pin EEPROM AT28C64

Shift Register
74164 merupakan register geser kiri 8 bit.
Memiliki penyemat clear yang jika diberi logika 1
maka register akan bekerja. Tapi saat diberi logika
0 pada penyemat clear maka semua nilai
keluarannya akan selalu berlogika 0, walau diberi
masukan dan clock diaktifkan. Clock pada register
ini aktif pada saat logika tepi naik. Gambar 10
menunjukkan konfigurasi pin IC register 74164.
9
Electrically Erasable Programmable Read
Only Memory adalah sebuah variasi EPROM yang
dapat dihapus dengan memberikan sinyal listrik
pada satu pin atau lebih. Chip jenis ini sesuai untuk
yang memerlukan penyimpanan yang stabil selama
periode waktu yang lama tanpa daya listrik, tapi
dapat diprogram kembali selama masih ada pada
papan rangkaian. Data yang disimpan dalam
EEPROM tetap utuh jika daya listrik tidak dipasang.
P3.5/T1
8
2
P3.4/T0
1
DOT MATRIK
CLR

13
12
11
10
6
5
4
3
QH
CLKQG
QF
B QE
QD
A QC
QB
QA
74164
8x100
Gambar 10. Konfigurasi pin IC 74164
Operasi pada EEPROM adalah :
1.
Read, saat CE dan OE berlogika rendah (low)
dan WE berlogika tinggi (high), data disimpan
di lokasi memory yang dibedakan dengan pin
alamat yang dinyatakan pada output. Output
memiliki keadaan impedansi yang tinggi jika
2.
CE atau OE berlogika tinggi.
Write, menulis data kedalam AT28C64. Pulsa

Penguat (B562)
Transistor B562 dalam gambar 11
berfungsi sebagai pull-up current yaitu untuk
meningkatkan dan menstabilkan arus agar tidak
terjadi drop tegangan pada dot matrik jika dalam
satu saat banyak lampu yang menyala. Transistor
ini juga berfungsi sebagai switch dengan kondisi
aktif low.
rendah pada input WE atau CE dengan OE
VCC
B562
high dan WE atau CE low menginisiasikan
penulisan. Lokasi alamat dikunci pada tepi
1
Dot Matrik
2
3
turun dari WE atau CE , data baru dikunci
pada tepi naik. Peralatan melakukan
pembersihan sendiri secara internal sebelum
penulisan.
100
P1
Gambar 11. Transistor penguat B562

Display
Display yang digunakan adalah jenis dot
matrik 7 x 5 dengan mengkonsunsi tegangan  1,5
JURNAL EKSIS Vol.6 No.2, Agustus 2010: 1440 –1605
Riset / 1518
volt untuk masing-masing lednya. Tata letak pin
dari dot matrik untuk bagian kolom dan baris dapat
dilihat dalam gambar 12. Bagian kolom
dihubungkan dengan shift register 74164 dan baris
dihubungkan pada kolektor dari transistor B562.
data tampilan kembali kosong baru bisa data
diisikan denganmenggunakan remote kontrol. Pada
saat yang bersamaan hanya enam karakter yang
bisa ditampilkan pada layar. Dengan kapasitas
memori yang cukup besar sehingga dimungkinklan
untuk mengisikan data yang cukup banyak. Apabila
terjadi kesalahan pada hardware atau software
maka akan dapat diketahui.
Karena menggunakan shift register geser kiri maka
setelah dijalankan maka huruf yang dimasukkan
akan bergeser kekiri secara terus menerus, bila
ada salah satu bagian data dari huruf yang
bertabrakan atau kurang sempurna maka proses
pergeseran tidak akan terjadi. Dari segi hardware
kemungkinan yang terjadi adalah huruf yang
dihasilkan tidak sempurna karena ada beberapa
led yang tidak menyala.
Untuk memory apakah berfungsi dengan baik maka
dapat dilakukan dengan memutuskan arus untuk
beberapa saat, kemudian disambung lagi. Bila data
yang telah dimasukan masih ada maka dapat
dikatakan memory bekerja dengan baik.
Gambar 12. Layout dot matrik 7 x 5
Pembahasan
PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
Pengujian Rangkaian
Sebelum dilakukan pengujian rangkaian
secara keseluruhan perlu dilakukan pengujian pada
beberapa bloknya. Hal ini sangat pentng untuk
mengetahui apakah bagian tersebut dapat bekerja
dengan baik sesuai yang diharapkan.



Pengujian remote kontrol dan IR receiver
dilakukan dengan menghubungkan IR receiver
dengan port print pada komputer dan dengan
menggunakan program sehingga nantinya
akan diperoleh tampilan sinyal bila ditekan
tombol pada remote kontrol yang berbeda satu
dengan yang lain.
Untuk blok display harus dipastikan semua
lampu dapat menyala sehingga nantinya akan
diperoleh tampilan yang sempurna.
Pada blok penguat berhubungan dengan
display, apakah penguatan yang diberikan
dapat memberikan nyala yang sama dan
kecerahan yang sama dari dot matrik, bila
salah satu transistor tidak berfungsi maka akan
mengakibatkan beberapa led dari dot matrik
tidak akan menyala.
Untuk
pengujian
rangkaian
secara
keseluruhan dilakukan dengan memberikan
tegangan
kerangkaian.
Sebelumnya
pada
mikrokontroller sudah dimasukkan program untuk
menampilkan beberapa kata sebagai pembuka,
namun hal ini tidak menjadi keharusan. Setelah
Riset / 1519
Data-data yang dimasukan kedalam
memori mempunyai batasan sesuai dengan
kapasitas memori yang dipergunakan. Untuk data
tersebut dihitung untuk setiap karakter huruf,
angka, spasi dan karakter lain. Kapasitas untuk
masing masing karakter tersebut sama.
Untuk satu karakter adalah :
1 karakter = 6 x 8 bit = 48 bit
Masing-masing karakter dibentuk dari 5 x 7
led dengan ditambah satu space dibawah dan
dikanan dari karakter tersebut.
Sehingga jumlah karakter yang bisa
dimasukkan kedalam memori dengan kapasitas 64
kbit adalah :
64 000 bit : 48 bit = 1333,333  1333 karakter
PENUTUP
Kesimpulan



Sistem kerja Mikrokontroller AT89C51 untuk
mengaplikasikan remote kontrol sebagai media
perubah tampilan display pada papan reklame
akan memberikan
kemudahan dalam
pemasukan data dan pengoperasian alat.
Tampilan display dengan menggunakan dot
matrik akan memberikan tampilan yang lebih
sempurna dengan harga yang relatif rendah.
Dengan
adanya
penggunaan
memory
EEPROM AT28C64 maka kehilangan data
JURNAL EKSIS
Vol.6 No.2, Agustus 2010: 1440 – 1605
http://www.karyailmiah.polnes.ac.id
tampilan display yang diakibatkan padamnya
aliran listrik, akan dapat teratasi.
Saran
Untuk menghindari adanya kesalahan
pembacaan dalam penerimaan sinyal dari remote
control maka sebaiknya ; gunakan remote searah
dengan IR receiver (penerima), jarak operasi
remote max 15 meter sesuai dengan kepekaan dari
IR receiver serta berikan cover untuk IR receiver
dengan kaca hitam untuk menghindari sinar yang
berlebihan dari cahaya luar.
DAFTAR PUSTAKA
Atmel
Corporation. 1998. AT89C51 Flash
Microcontroller. USA: http//www.atmel.com.
Atmel Corporation. 1998. 64K (8K X 8) Parallel
EEPROMs (AT28C64, AT28C64X). USA:
http//www.atmel.com.
Malik, Moh. Ibnu & Anistardi. 1997. Bereksperimen
Dengan Mikrokontroller 8031. Jakarta: PT.
Elex Media Komputindo.
Nurwarsito, Heru. 2000. Diktat Kuliah Elektronika
Digital. Malang: Teknik Elektro Fakultas
Teknik Unibraw.
Wasito S. 1997. Data Sheet Book 1. Jakarta: PT.
Elex Media Komputindo.
_________. 1984. Penerapan Aneka IC TTL –
CMOS – Linier. Bandung: Binatronika.
JURNAL EKSIS Vol.6 No.2, Agustus 2010: 1440 –1605
Riset / 1520