perancangan alat huruf braille delapan titik berbasis - Seminar

Konferensi Nasional Ilmu Sosial & Teknologi (KNiST)
Maret 2016, pp. 283~288
283
PERANCANGAN ALAT HURUF BRAILLE
DELAPAN TITIK BERBASIS MIKROKONTROLER
ATMEGA 16
1
Indra Wijaya , Suleman
2
1
AMIK BSI
e-mail: [email protected]
2
AMIK BSI
e-mail: [email protected]
Abstrak
Tujuan dari pembuatan alat ini adalah sebagai media pembelajaran untuk mengenali
Braille delapan poin, berdasar standar ISO / TR 11548: 2001. Perangkat ini terdiri dari tiga
bagian utama: Bagian Input, dengan delapan komponen utama dorongan tombol toggle, yang
masing-masing mensimulasikan muncul atau tidaknya titik Braille. Bagian mikrokontroler,
dengan komponen utama Atmega 16, dalam alat ini Atmega16 diaktifkan untuk pengolahan
data dari input (push button) pada output. bagian mp3 modul, digunakan sebagai
penghasil/sumber suara, sesuai dengan data alamat diterima dari output dari mikrokontroler
Atmega 16. Dari hasil pengujian yang telah dilakukan, perangkat ini mampu mengenali huruf
braille delapan poin untuk huruf karakter A s / d Z dan angka 0 s / d 9, ketika pengguna
memasukkan kode braille untuk huruf dan angka, maka perangkat ini akan menghasilkan suara
sesuai Braille sesuai inputan/masukan. Sehingga diharapkan perangkat ini bagian dari
sumbangsih atau solusi alternatif untuk media bantuan atau pembelajaran yang lebih efektif
khususnya bagi kaum tuna netra.
Keywords: Prototype, ISO/TR 11548:2001, Mikrokontroller, Atmega 16, Mp3
1. Pendahuluan
Braille merupakan tulisan sentuh yang
digunakan oleh kaum tunanetra. Tulisan
braille ini pertama kali ditemukan oleh Louis
Braille, tulisan tersebut tersusun dari enam
kombinasi titik timbul, dan dari kombinasi
tersebut dapat disusun berbagai macam
karakter huruf, angka dan lain-lain. Pada
tahun 2001, International Standards
Organization (ISO) mengeluarkan standar
penulisan braille delapan titik untuk huruf
latin, ISO/TR 11548 bagian 1 dan 2 dengan
judul ― Communication Aids for Blind
Persons : Indentifiers, Names and
Assignation to Coded Character Sets for 8dot Braille Characters‖.
Tunanetra sebagaimana kita ketahui
bersama memiliki gangguan penglihatan
baik sejak dari lahir maupun karena suatu
kecelaakaan tertentu yang pada dasarnya
membutuhkan sarana/media khusus untuk
merehabilitasi
gangguan
tersebut,
diantaranya
adalah
dengan
latihan
membaca dan menulis huruf braille.
Prototype Alat yang akan dibuat oleh
penulis sesuai dengan standar ISO/TR
11548:2001.
Dengan
menggunakan
mikrokontroler
Atmega
16
sebagai
komponen utama untuk penggolahan
suara.
Adapun pembatasan masalah dalam
penelitian ini antara lain: a) Prototype Alat
yang dibuat menggunakan mikrokontroler
Atmega 16. b) Push button sebagai input
digunakan untuk mensimulasikan tombol
timbul atau tidaknya sebuah titik braille. c)
Mp3 modul sebagai output penghasil suara,
sesuai dengan alamat data yang diterima
dari output mikrokontroler atmega 16. d)
Bahasa pemrograman yang digunakan
adalah BASCOM-AVR. e) IC yang
digunakan adalah IC Regulator 7805 dan
LM 317.
Tujuan pembuatan prototype alat ini adalah
sebagai media pembelajaran dan bantuan
untuk mengenali huruf Braille delapan titik,
yang sesuai dengan standar ISO/TR
11548:2001.
Berbasis
mikrokontroler
atmega 16 dengan output suara. Dan juga
sebagai solusi alternatif untuk media
bantuan atau pembelajaran yang lebih
efektif bagi kaum tuna netra.
Diterima 24 Januari 2016; Revisi 10 Februari 2016; Disetujui 15 Maret 2016
ISBN: 978-602-61242-4-1
Prototype alat ini terdiri dari 3 bagian:
Input, dengan komponen utama delapan
push button toggle, yang masing-masing
dapat mensimulasikan timbul atau tidaknya
sebuah
titik
Braille.
Bagian
Microcontroller, dengan komponen utama
Atmega 16, dalam alat ini Atmega 16
difungsikan untuk pengolahan data dari
input (push button) terhadap output. Bagian
Mp3 Modul, digunakan sebagai penghasil
suara, sesuai dengan alamat data yang di
terima dari output Microcontroller Atmega
16.
2. Metode Penelitian
Metode yang penulis gunakan dalam
penulisan ini:
Metode
yang
digunakan
adalah
penggabungan dari beberapa metode yang
ada, dimulai dari pengumpulan data
tentang objek yang akan diteliti, selanjutnya
dengan melakukan kegiatan pengamatan
objek secara langsung dalam suatu kurun
waktu tertentu, mengadakan pencatatan
terhadap objek, persiapan komponen,
perangkaian komponen, serta aplikasiapalikasi pendukung, hingga menjadi suatu
alat dan pemrograman agar menghasilkan
suatu alat yang kita inginkan, dan proses
analisa pengujian terhadap suatu alat yang
dihasilkan.
3. Pembahasan
Pada bagian ini, dijelaskan hasil penelitian
Mikrokontroler Atmega 16
Mikrokontroler AVR 8 bit yang memilliki
kemampuan tinggi dengan konsumsi daya
rendah..
Arsitektur
RISC
dengan
throughput mencapai 16 MIPS pada
frekuensi16MHz. Memiliki kapasitas Flash
memori 16 Kbyte, EEPROM 512 Byte dan
SRAM1 Kbyte. Saluran I/O sebanyak 32
buah, yaitu Port A, Port B, Port C dan Port
D. CPU yang terdiri dari 32 buah register.
Mikrokontroler
atmega
16
dalam
pembuatan alat ini digunakan sebagai
pengolah data yang diterima dari input, lalu
data
tersebut
diproses
dalam
mikrokontroler untuk memanggil alamat
suara pada Mp3 modul. Mikrokontroler
untuk memanggil alamat suara pada Mp3
modul.
Gambar 1 Mikrokontroler Atmega 16
Push Button
Input, dengan komponen utama delapan
push button, yang masing-masingnya
mensimulasikan timbul atau tidaknya
sebuah titik braille.
Gambar 3.2 Simbol Push Button
Mp3 Modul
Output, dengan komponen utama MP3
Modul, digunakan sebagai penghasil suara,
sesuai dengan alamat data yang diterima
dari output Microcontroller Atmega 16.
Speaker
Speaker adalah Transduser yang dapat
mengubah sinyal listrik menjadi Frekuensi
Audio (sinyal suara) yang dapat didengar
oleh telinga manusia dengan cara
menggetarkan komponen membran pada
speaker tersebut sehingga terjadilah
gelombang suar. ―Suara‖ sebenarnya
adalah frekuensi yang dapat didengar oleh
telinga manusia yaitu frekuensi yang
berkisar di antara 20Hz – 20.000Hz.
Timbulnya suara dikarenakan adanya
fluktuasi tekanan udara yang disebabkan
oleh gerakan atau getaran suatu obyek
tertentu. Ketika obyek tersebut bergerak
atau bergetar, obyek tersebut akan
mengirimkan energi kinetik untuk partikel
udara disekitarnya.
KNiST, 30 Maret 2016
284
ISBN: 978-602-61242-4-1
Gambar 2. Rangkaian Speaker
BASCOM-AVR
BASCOM-AVR adalah program basic
compiler
berbasis
windows
untuk
mikrokontroler keluarga AVR merupakan
pemrograman dengan bahasa tingkat tinggi
‖ BASIC ‖ yang dikembangkan dan
dikeluarkan oleh MCS elektronika sehingga
dapat dengan mudah dimengerti atau
diterjemahkan. Dalam program BASCOMAVR terdapat beberapa kemudahan, untuk
membuat program software ATMEGA
8535, seperti program simulasi yang sangat
berguna untuk melihat, simulasi hasil
program yang telah kita buat, sebelum
program tersebut kita download ke IC atau
ke
mikrokontroler.
Ketika
program
BASCOM-AVR dijalankan dengan mengklik
icon BASCOM-AVR, maka jendela berikut
akan tampil :
Gambar 4. Regulator IC LM 7805
ANALISA DAN PERANCANGAN
Berikut akan dijabarkan langkah-langkah
pembuatan prototype perancangan alat
yang dimaksud:
Langkah-Langkah
Perancangan.
Langkah pertama, yaitu kita lakukan
perancangan elektronika yang meliputi
semua tahap dari pengerjaan yang
berhubungan langsung dengan rangkaian,
diantaranya adalah: 1) Desain rangkaian
atau dengan kata lain menganalisa
rangkaian
yang
dibutuhkan
untuk
menunjang kerja system. 2) Pembuatan
layout pada PCB merupakan langkah
pembuatan
dari
skematik
menjadi
rangkaian board PCB. 3) Kemudian
langkah selanjutnya adalah pemasangan
komponen pada board PCB yang telah
dibuat. 4) Untuk langkah selanjutnya adalah
pengujian setiap rangkaian yang telah
dibuat.
Perancangan Blok Diagram
Berikut adalah blok diagram prototype alat
huruf braille delapan titik dengan output
suara berbasis mikrokontroler atmega 16
dan Mp3 modul:
IC Regulator LM 7805
Salah satu tipe regulator tegangan tetap
adalah LM 7805. Regulator tegangan tipe
LM 7805 adalah salah satu regulator
tegangan tetap dengan tiga terminal, yaitu
Vin, GND, Vout. Tegangan keluaran dari
regulator LM 7805 memungkinkan regulator
untuk dipakai dalam sistem logika.
Tegangan keluaran dari IC ini adalah
sebesar 5 volt dengan arus maksimal
sebesar 1 A. fungsi IC LM 7805 dalam
pembuatan alat huruf braille delapan titik
adalah untuk menurunkan tegangan yang
masuk pada rangkaian.
Gambar 5. Blok Diagram Huruf Braille
delapan Titik
KNiST, 30 Maret 2016
285
ISBN: 978-602-61242-4-1
Flowchart Program
Gambar 6. Skema Rangkaian Huruf Braille
Delapan Titik
Cara Kerja Alat, 1) Tegangan AC masuk
dari PLN sebesar kurang lebih 220-240
volt. Lalu dirubah menjadi DC 9 volt oleh
adaptor, dan tegangan diturunkan oleh
rangkaian IC regulator 7805 menjadi 5 volt.
Penggunaan kapasitor 470 μF/ 25V
bertujuan untuk menstabilkan tegangan
yang terjadi dari keluaran IC regulator
tersebut. Dengan demikian diperoleh
tegangan DC yang dapat digunakan untuk
rangkaian lainnya. 2) Masuk rangkaian
input, kemudian dengan membaca logika
input yang dihasilkan oleh kombinasi push
button, data yang masuk kedalam port A
merupakan data kombinasi push button,
bila push button off maka port A berlogika
1, sebaliknya jika push button on maka port
A berlogika 0. 3) Masuk pada rangkaian
proses mikrokontroler atmega 16 disini
ditugaskan sebagai pengontrol semua
sistem dan pengolah data yang diterima
dari input, lalu data tersebut diproses dalam
mikrokontroler untuk memanggil alamat
suara yang disimpan pada mp3 modul. 4)
Pada
rangkaian
ini
output
dari
mikrokontroler masuk pada bagian,mp3
modul yang digunakan sebagai playback
suara yang telah direkam sebelumnya dan
pemanggilan alamat pada microSD,
selanjutnya
pengeluaran
suara
dari
speaker.
Gambar 7. Flowchart Program Huruf Braille
Delapan Titik
UJI DAN ANALISA
Pengujian
sistem
dilakukan
untuk
mengetahui unjuk kerja prototype alat
secara keseluruhan. Penulis melakukan
percobaan serta mengamati mikrokontroler,
LED dan Speaker ketika diberi tegangan
yang berbeda beda. Pengujian pertama.
Percobaan dengan menggunakan IC
Regulator, hasil percobaan dapat dilihat
pada tabel berikut:
Tabel 1. Hasil Menggunakan Alat Dengan
Regulator
Per
Co
baa
n
Ke1
Cat
u
Day
a
Mikr
o
kont
rolle
r
Mati
Outpu
t
LED
Outpu
t
speak
er
Ket
Mati
Mati
Buru
k
2
3
Volt
Mati
Mati
Mati
Buru
k
3
5
Volt
Mati
Mati
Mati
Buru
k
4
7, 5
Volt
9
Volt
Bek
erja
Bek
arja
Meny
ala
Meny
ala
Bunyi
Baik
Bunyi
Baik
5
1, 5
Volt
KNiST, 30 Maret 2016
286
ISBN: 978-602-61242-4-1
Dari
hasil
percobaan
menggunakan
rangkaian regulator memberikan catu daya
1.5 volt mikrokontroler tidak dapat bekerja,
sedangkan dengan memberi catu daya
Antara 7.5 volt sampai 9 volt mikrokontroler
dapat bekerja dengan baik.
Pengujian ketiga. Hasil percobaan dengan
format atau ekstensi file sound record yang
berbeda.
Tabel 3. Hasil Percobaan Dengan Format
Atau Ekstensi File Sound Record Yang
Berbeda
Pengujian Kedua
Hasil percobaan sistem huruf braille
delapan titik dengan fromat ekstensi Ad4.
Tabel 2. Hasil Percobaan Sistem Dengan
Format Ekstensi Ad4
Pada tabel diatas dapat diketahui bahwa
format suara yang bisa digunakan dalam
pembuatan alat huruf braille delapan titik
adalah format ekstensi (Ad4) dengan
Bitrate 34 Khz.
Dari hasil pengujian yang telah dilakukan,
perangkat ini dirancang untuk mengenali
huruf braille delapan titik untuk karakter
huruf A s/d Z dan angka 0 s/d 9, apabila
pengguna memasukkan kode braille untuk
huruf dan angka tersebut, maka perangkat
ini akan mengeluarkan suara sesuai
dengan huruf braille yang ingin diketahui,
apabila pengguna memasukkan huruf
braille selain untuk karakter huruf dan
angka,
maka
perangkat
ini
akan
mengeluarkan suara ―Bukan angka dan
huruf‖.
Pada tabel diatas diketahui bahwa
percobaan pembuatan alat huruf braille
delapan titik bekerja dengan baik dengan
format ekstensi Ad4.
4. Simpulan
Dari hasil pengamatan dan percobaan yang
telah dibuat maka dapat disimpulkan: a)
Perancangan hardware ―Huruf Braille
Delapan Titik Dengan Output Suara
Berbasis Mikrokontroler Atmega 16‖ telah
dilakukan. Terdapat 3 bagian utama yang
terdiri dari : 1) Rangkaian Input Push
Button. 2) Rangkaian Mikrokontroler
Atmega 16. 3) Rangkaian Output Mp3
Modul. b) Pembuatan software telah
dilakukan dan mampu mengendalikan kerja
dari mikrokontroler sebagai pengolah data
dari rangkaian input dan pemanggil suara
Mp3 modul. c)Perangkat ini mampu untuk
mengenali huruf braille, untuk huruf A s/d Z,
angka 0 s/d 9. Kemampuan alat secara
keseluruhan telah diuji dan menunjukan
hasil yang sesuai dengan perencanaan.
KNiST, 30 Maret 2016
287
ISBN: 978-602-61242-4-1
Referensi
Andrianto, Heri. 2013, Pemrogramman
Mikrokontroler AVR ATmega 16
Menggunakan
Bahasa
C
(CodeVisionAVR).
Bandung:
INFORMATIKA
Ernawati S, Delima. 2009. Panduan
Penggunaan Diptrace. Diambil dari:
http://www.scribd.com/doc/25979067/
Panduan-Diptrace#scribd (12 Mei
2015)
Famada. 2014. Mengenal Lebih Dekat
Dengan Huruf Braille, Diambil dari:
http://www.kaskus.co.id/thread/537b4
fa48907e79b5c8b4586/mengenallebih-dekat-dengan-hurufbraille/?ref=postlist21&med=recommended_for_you (13
Mei 2015)
Istiyanto, Jazi Eko. 2014, Pengantar
Elektronika
&
Instrumenstasi
Pendekatan Project Arduino &
Android. Yogyakarta: C.V ANDI
OFFSET (ANDI)
Indrawan, Benny. 2014. Sistem Pengontrol
Pintu Menggunakan RFID dan
Password Berbasis Atmega 8535
Diambil
dari:
http://elib.unikom.ac.id/download.php
?id=92330 (05 Mei 2015)
http://teknikelektronika.com/pengertia
n-saklar-listrik-cara-kerjanya/ (09 Mei
2015)
Kho, Dickson. 2015. Pengertian Speaker
dan Prinsip Kerjanya, Diambil Dari:
http://teknikelektronika.com/fungsipengertian-speaker-prinsip-kerjaspeaker/ (13 Mei 2015)
Landoni, Boris. 2011. Embedded Mp3
Module.
Diambil
dari:
http://www.openelectronics.org/embe
dded-mp3-module/ (13 Mei 2015)
NA.
2014. ISO/TR 11548-1:2001(en)
Communication aids for blind persons
Identifiers, names and assignation to
coded character sets for 8-dot Braille
characters — Part 1: General
guidelines for Braille identifiers and
shift
marks,
Diambil
dari:
https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso
:tr:11548:-1:ed-1:v1:en (1 Juni 2015).
Purnama, Agus. 2012. Regualtor Tegangan
Variable
LM317,
Diambil
dari:http://elektronikadasar.web.id/ko
mponen/regulator-teganganvariabllm317/ (12 Mei 2015)
Rakeshron. 2010. IC Voltage Regulator.
Diambil
dari:
http://www.rakeshmondal.info/IC7805-Voltage-Regulator
(1 Juni
2015)
Kaludov, Alexander 2012. Vector – Braille
Alphabet 8 Dot System, Diambil dari:
http://www.123rf.com/photo_9818022
_braille-alphabet-8-dot-system.html
(1 Juni 2015)
Rochim, Adian Fatchur. 2011. ISP-In
System Programmable. Diambil dari:
http://www.elektro.undip.ac.id/kenung
/?p=450 (13 Mei 2015)
Kho, Dickson. 2014. Pengertian Resistor
dan Jenis-jenisnya, Diambil dari:
http://teknikelektronika.com/pengertia
n-resistor-jenis-jenis-resistor/ (12 Mei
2015)
Winoto, Ardi. 2010, Mikrokontroler AVR
ATmega8/32/16/8535
dan
Pemrograman Dengan Bahasa C
pada
WinAVR.
Bandung:
INFORMATIKA BANDUNG.
Kho, Dickson. 2015. Pengertian Saklar
Listrik dan Cara Kerjanya, Diambil
dari:
KNiST, 30 Maret 2016
288