Gambar dibawah memperlihatkan sistem persambungan antara mikrkontroler dengan setiap pengunci(74LS245), ULN2803 dan dotmatrik, maka terlihat bahwa mikrokontroler masih tersedia antarmuka yang masih belum terpakai sebanyak delapan antarmuka. Apabila sistem dotmatriks ini akan dikembangkan lebih lanjut maka dotmatriks yang dapat dipasangkan dalam satu mikrokontroler dapat mencapai 16 buah dotmatriks.

Gambar Persambungan pada sisi Mikrokontroler

Untuk lebih jelasnya dalam persambungan ini dapat diperjelas lagi pada Tabel 3.3 sampai Tabel .

Tabel Persambungan Mikrokontroler dengan Setiap Dotmatriks

Tabel Persambungan Mikrokontroler dengan Setiap kolom Dotmatriks

Tabel  Persambungan Mikrokontroler dengan Setiap Baris Dotmatriks

Rancangan Perangkat Lunak

Untuk dapat menjalankan atau mengendalikan 8 buah dotmatriks adalah dengan menentukan mode scanning yang akan digunakan. Dalam aplikasi ini diambil mode scanning horizontal, seperti Gambar:

Gambar Mode Scanning Horisontal

Data karakter led terletak pada jalur baris atau port.0, dan scanning atau pergeseran karakter perkolomnya dikendalikan oleh Port.3 dan Port.2. gambaran flowchart-nya diberikan pada Gambar.

Pada kondisi awal P2 diisi logika 8 bit ‘ 01111111 ‘, hal ini menjadikan dotmatriks 1 akan aktif dan dotmatriks lainya akan mati, selanjutnya P3 diisi logika 8 bit ‘011111111’ sehingga kolom yang ditunjuk aktif adalah kolom 1 dari dotmatriks 1.

Dari proses ini led dotmatriks 1 pada kolom 1 akan hidup sesuai dengan data karakter yang dikeluarkan oleh P0, (logika 1 = hidup, logika 0 = mati), data karakter pada P0 akan dibahas pada karakter kode ASCII.

Selanjutnya setelah kolom pertama aktif dan P0 memberikan karakter kolom pertama, maka isi logika P3 akan digeser kekanan 1 bit, sehingga P3 akan berlogika ‘1011111111’, hal ini menunjuk aktif led pada kolom kedua, dan kemudian P0 mengeluarkan karakter berikutnya pada kolom 2.

Setelah proses kedua, maka proses diulang kembali dan menggeser logika P3 menjadi ‘11011111’ dan P0 sama dengan karakter ketiga. Hal ini akan berulang-ulang terus sampai P3 berlogika ‘11111110’, apabila P3 berlogika ‘11111110’ maka proses scanning horizontal selesai pada dotmatriks 1. untuk dotmatriks 2 adalah dengan menggeser logika pada ‘10111111’, dan P2 dikembalikan lagi pada posisi logika ‘01111111’, Berarti yang sekarang aktif adalah dotmatriks 2 pada posisi kolom 1, selanjutnya proses seperti diatas diulang kembali sampai pada dotmatriks ke delapan. Gambaran pergeseran logika dapat dilihat pada tabel selanjutnya……

SELANJUTNYA…………..

Driver Dotmatrik

Kemampuan transistor jenis NPN yang digunakan untuk men-driver dotmatriks harus mampu mengalirkan arus sebesar kemampuan maksimal dari kebutuhan dotmatriks. Sehingga transistor yang digunakan harus mampu mengalirkan arus diatas 120 mA.

Karena semakin berkembangnya teknologi terintegrasi maka transistor yang berfungsi khusus untuk mendriver sebuah beban yang terkontrol dan dapat untuk menangani/mengalirkan arus sebesar 500mA sudah tersedia di dalam sebuah rangkaian terintegrasi ULN2803.

ULN2803 adalah IC yang didalamnya merupakan susunan transistor yang terpasang secara darlington dan dapat menangani arus sebesar 500 mA,dan didalam ULN2803 ini terdapat delapan buah susunan darlington yang dapat bekerja secara individu sehingga beban yang dapat dipasang pada ULN2803 ini sebanyak 8 buah. hal ini sesuai diaplikasikan untuk men-driver dotmatriks yang dikendalikan oleh mikrokontroler.

Gambar dibawah memperlihatkan susunan rangkaian dari driver untuk dotmatriks dalam satu kolomnya. Pengambilan daya pada kolom diambil dari 74LS245 yang diteruskan oleh ULN2803 sehingga konfigurasi semacam ini tidak memberatkan beban arus bagi mikrokontroler dan mikrokontroler sebagai pengendali saja. 74LS245 selain sebagai pengunci dalam hal ini juga bertugas sebagai penyedia arus bagi satu titik pada susunan dotmatriks.

Gambar Susunan Driver dan Kendali kolom dotmatriks

Persambungan Dotmatriks 8×8 titik 8 Buah

Dengan mengetahui karakteristik-karakteristik rangkaian yang diperlukan, maka dapat disusun menjadi rangkaian pengendali tampilan dotmatriks seperti pada Gambar

Gambar Pengendali Dotmatriks 8×8 titik

Jalur Baris dihubungkan ke saluran antarmuka 8 Bit mikrokontroler yaitu Port.0, dengan melalui driver ULN2803 terlebih dahulu sebelum langsung terhubung ke mikrokontroler, begitu juga apabila digunakan 8 Buah dotmatriks, jalur baris semuanya dari 8 dotmatriks dihubungkan ke Port.0 ( dari P0.0 sampai P0.7).

Resistor yang dipasang pada setiap port.0 ini berfungsi sebagai pull up eksternal, dimana kaki port.0 ini sering digunakan sebagai pengakses memori eksternal, kaki port.0 ini tidak dilengkapi dengan pullup internal, sehingga untuk menghindari pengambangan logika maka diberi pull up eksternal pada setiap kaki port.0 ( dari P0.0 sampai P0.7).

Jalur kolom dihubungkan ke kaki IC pengunci/74xx245 pada sisi B dan pada kaki sisi A dihubungkan ke kaki mikrokontrol. Kedelapan dotmatriks dipasang jalur seperti pada gambar diatas, dan pada sisi setiap kaki A 74XX245 dihubungkan ke mikrokontroler.

Pengendali jalur kolom ini yaitu 74xx245 dihubungkan ke kaki Port.2, pada kaki kontrol hal ini hanya memerlukan satu kontrol dari setiap do dotmatriks-nya, apabila digunakan 8 dotmatriks, maka diperlukan 8 antarmuka mikrokontroler.

Untuk persambungan dapat dilihat pada Tabel

Tabel Persambungan Mikrokontroler Dengan 8 buah Dotmatriks

SELANJUTNYA…..

Mikrokontroler AT89S51

Kerja mikrokontroler merupakan cara kerja yang tergantung pada program yang diisikan kedalamnya, sehingga karakteristik sistem digital yang diinginkan dapat diperoleh dengan menggunakan bahasa pemrograman contohnya assembler yang nantinya dimasukkan ke dalam memori mikrokontroler dan kerja mikrokontroler bergantung pada pemrogramanya.

Mikrokontroler mengendalikan kerja Penampil dotmatriks secara keseluruhan mulai dari pembacaan data untuk perubahan karakter, , pengontrolan scanner (detak dan reset) hingga fungsi penampilan karakter.

Rangkaian Minimum Mikrokontroler AT89S51

Konfigurasi pin AT89S51 berbentuk kemasan DIP (Dual In-line Package). mikrokontroler dipacu pada frekuensi 12 MHz dengan memasang rangkaian osilator dengan kristal 12 MHz melalui kapasitor 33 pf pada kaki 18 (XTAL 1) dan kaki 19 (XTAL 2). Osilator yang digunakan adalah rangkaian osilator yang sudah terdapat pada mikrokontroler, dan hanya menambahkan kristal dan kapasitor sebagai penentu frekuensi yang digunakan.

Kristal yang digunakan adalah 12 Mhz,

Karena = Frekuensi kristal = 12 MHz

T = 1 / f

T = 1 / 12 MHz

= 8,333333333^-8

T = 8,333333333^-8 x 1000000

= 0,083333333 udetik

sehingga satu periode gelombang kotak adalah :

satu periode = 0,083333333 / 2

= 0,04166 udetik

Gambar Priode Gelombang Kotak

satu siklus mesin terbagi menjadi 6 kelompok dengan setiap satu kelompok membutuhkan dua periode gelombang kotak, maka satu siklus mesin adalah:

satu siklus mesin = 0,083333333 x 2 x 6

= 0,9 ~ 1 udetik

Satu siklus mesin akan menjalankan satu perintah mikrokontroler, tidak menutup kemungkinan satu perintah membutuhkan dua siklus mesin. Apabila digunakan kristal 12 MHz, maka waktu yang diperlukan setiap satu siklus mesin adalah 1 udetik.

Pada rangkaian di atas terdapat rangkaian reset yang terhubung kaki 9 pada mikrokontroler AT89S51, rangkaian ini adalah rangkaian reset secara otomatis, dimana setelah mikrokontroler mendapatkan catu daya, maka mikrokontroler akan ter-reset secara otomatis dan langsung menjalankan perintah pada lokasi memori di 00h. Reset dibuat secara otomatis (logika 1 selama 2 mdetik), dibangun menggunakan rangkaian RC, dimana memanfaatkan sifat kapasitor pada saat penyimpanan dan pelepasan.

Dengan melihat karakteristik dan cara kerja mikrokontroler, maka apabila akan dirancang sebuah penampil 8 buah dotmatriks, dapat digambarkan sebagai berikut:

Satu buah dotmatriks terdapat 8 kolom yang berarti 8 buah antarmuka atau 8 kaki dan 8 baris atau 8 kaki baris, sehingga jumlah satu dotmatriks 16 kaki atau antarmuka yang diperlukan. Apabila diperlukan 8 buah dotmatriks, maka diperlukan 128 antarmuka kendali dotmatriks, tentunya mikrokontroler tidak memiliki antar muka sampai dengan 128 kaki, padahal mikrokontroler AT89S51 hanya memiliki 32 Antar muka, maka salah satu jalan adalah dengan sistem pengalamatan kelompok dotmatrik, seperti pada Gambar

Gambar Susunan Pengendali 8 Buah Dotmatrix

Delapan jalur kolom dipasang bersambungan dengan setiap dotmatriks, sehingga kedelapan buah dotmatriks pada bagian kolom terhubung dengan delapan jalur kolom yang nantinya terhubung dengan kaki /port mikrokontroler.

Delapan jalur baris terhubung dengan saluran pengunci yang nantinya terhubung dengan setiap dotmatriks, dimana karakteristik pengunci ini tidak merubah data masukan (masukan sama dengan Keluaran) dengan dikontrol oleh satu kaki kontrol, dimana apabila kaki kontrol hight (1), maka input tidak sama dengan output dan keadaan output akan berimpedensi tinggi, sedangkan apabila kaki kontrol Low (0), maka input sama dengan Output. Dengan karakteristik seperti ini, maka 8 jalur Baris di hubungkan ke setiap input pengunci secara bersamaan.

Delapan jalur kontrol dihubungkan ke setiap pengunci, dimana fungsi jalur ini adalah untuk mengendalikan keaktifan dari setiap dotmatriks.

Dengan susunan seperti diatas, maka kebutuhan antarmuka untuk mengendalikan dotmatriks hanya berjumlah 24 Kaki/port. Sehingga dengan 24 port dapat langsung dihubungkan ke mikrokontroler AT89S51 yang menyediakan 32 Port paralel.

Delapan jalur kontrol dihubungkan ke setiap pengunci, dimana fungsi jalur ini adalah untuk mengendalikan keaktifan dari setiap dotmatriks. Dengan susunan seperti diatas, maka kebutuhan antarmuka untuk mengendalikan dotmatriks hanya berjumlah 24 Kaki/port. Sehingga dengan 24 port dapat langsung dihubungkan ke mikrokontroler AT89C51 yang menyediakan 32 Port paralel. Pengunci diatas adalah IC TTL 74LS245

IC TTL 74LS245

IC TTL 74xx245 yang menurut data Sheet adalah ‘ Octal Bus Tranceiver, 3 State’ yang diberi seri ‘74xx245’. Yaitu IC TTL yang dapat digunakan sebagai masukan dan keluaran pada kaki yang sama, tiga kondisi tersebut adalah: Masukan, Keluaran, Pengunci, dan tidak membalikkan keadaan logika pada input ke output.

IC TTL 74xx245 dapat menangani 8 buah jalur masukan maupun keluaran, dengan dikontrol oleh kaki DIR dan kaki E. Apabila Kaki DIR berkondisi Hight (1), maka IC akan mengisolasi data masukan maupun keluaran. Dan apabila kaki DIR low (0) maka IC akan mengijinkan data keluaran/masukan bekerja. kontrol kaki data yang digunakan sebagai masukan atau sebagai keluaran adalah kaki ‘E’. seperti terlihat dalam tabel.

Tabel Fungsi Kaki IC TTL 74xx245

Ketr: L = Low (0)

H = Hight (1)

X = Low atau Hight

Gambar Bentuk DIP IC 74xx245

Dengan karakteristik IC TTL 74xx245 seperti diatas (lihat gambar 3.8), untuk terpasang pada kaki jalur dotmatrik maka terhubung dengan kaki B pada IC TTL 74xx245, dan kaki B terhubung dengan kaki mikrokontroler, dengan melihat pada tabel diatas, maka data berasal dari mikrokontroler yaitu pada kaki ‘ A ‘ dan output menuju kekaki ‘ B ‘ yang terhubung dengan kaki Baris dotmatriks. Dengan keadaan ini, maka kaki ‘DIR’ akan terus berlogika Hight (1) sehingga dapat langsung dihubungkan ke VCC. Dan kaki ‘ E ‘ dihubungkan ke kaki mikrokontroler yang berfungsi sebagai kontrol keaktifan dotmatriks.

Untuk mengetahui karakteristik dari IC 74ls245 dilakukan pengujian untuk mendapatkan cara kerja dan karakter dari IC74lc245 sehingga kemampuan dan hasil yang diharapkan dapat lebih maksimal. Dalam pengujian IC 74xx245 dilakukan penyusunan seperti pada gambar .

Gambar (a). Rangkaian skematik pengujian 74LS245

(b). Papan pengujian 74LS245

Hasil dari pengujian karakteristik 74LS245, didapat arus maksimal yang dapat dibebani oleh IC74LS245 adalah 20 mA. sehingga 74LS245 dapat langsung dihubungkan ke dotmatriks didalam satu titik-nya yang memerlukan arus untuk dapat menyala secara optimal pada arus 15 mA. karena dotmatriks adalah led yang terpasang secara matriks sehingga sumber arus dari setiap titik dotmatriks adalah satu antarmuka atau satu pin dari 74LS245, sehingga konfigurasi semacam ini tidak terlalu membebani dari IC74LS245 disamping itu penyalaan dari semua titik dotmatriks adalah secara bergantian (model scanning) dan tidak berbarengan dalam satu waktu kecuali pada jalur kolom yang apabila pada saat semua titik kolom (8 buah titik) berbarengan menyala semua maka arus yang diperlukan untuk menyalurkan ke pengendali karakter yaitu mikrokontroler adalah hasil jumlah dari arus seluruh titik. Sehingga total arus pada saat titik matriks pada jalur kolom menyala semua adalah:

Arus dalam satu titik = 15 mA

Arus dalam satu kolom (8 buah aktif/menyala) = 15 x 8 = 120 mA.

Sehingga apabila arus yang mengalirkan ke mikrokontroler sebesar 120 mA, maka mikrokontroler akan mengalami drop tegangan dan tentu saja arus sebesar 120 mA tidak diperbolehkan mengalir langsung ke mikrokontroler yang hanya mampu mengalirkan arus maksimal sebesar 20 mA. maka diperlukan sebuah driver dot matrix yang berfungsi untuk menyalurkan arus ke tegangan yang lebih Negatif.

Driver yang digunakan adalah transistor jenis NPN yang dikonfigurasikan sebagai saklar untuk dapat men-driver setiap titik dotmatrik.

SELANJUTNYA………………

Penampil dotmatriks merupakan salah satu bentuk peralatan penampil yang digunakan untuk memberikan informasi-informasi terhadap penggunanya, dibentuk dengan beberapa komponen elektronika dan titik sumber cahaya yang berasal dari LED (Light Dipendent Resistor).

Kelebihan penampil dotmatriks yaitu dapat menampilkan karakter-karakter seperti alphanumeric atau seperti standar simbol ASCII pada LCD dan dapat membentuk berbagai bentuk tampilan, sehingga dotmatriks banyak digunakan dalam beberapa aplikasi seperti papan score, up counter, down counter, timer, moving sign display kurs valas, mesin antrian digital, industrial counter, ispu (index standar polutan udara), date, temperatur, rpm, kmh, dan lain sebagainya.

Rangkaian perangkat-keras dapat dibagi menjadi beberapa bagian yaitu pengendali, scanning, sistem switching dan dotmatriks. pembagian perangkat keras ini mengingat sistem kerja perangkat yang digunakan mempunyai spesifikasi dan fungsi sendiri-sendiri yang kemudian dipadu menjadi satu bagian yang hasilnya sistem pengendali penampil dotmatriks

Blok Diagram Perangkat-Penampil Dotmatrix

Dotmatriks

Jenis dotmatriks 8×8 terdiri dari 8 kolom dan 8 baris, dengan arti 8 led kolom dan 8 led baris sehingga terdapat 8×8 = 64 led dalam satu pack dotmatriks. Sehingga apabila akan mengatur nyala led secara individu/ tidak bebarengan maka diperlukan 64 saklar. Hal ini mengakibatkan pengaturannya menjadi tidak praktis dan efisien, maka salah satu jalan adalah dengan menyusun led yang banyaknya 64 led disusun secara matriks.

Susunan LED Matriks

Dengan penyusunan seperti diatas, maka saklar pengatur nyala/mati led dapat dikurangi, hanya saja proses cara pengaturan nyala/mati led tidak sama dengan saklar biasa.

Proses pembangkitan nyala led melibatkan proses Scanning baris/kolom. Memilih led yang tepat pada baris/kolom dan menyalakanya, proses ini diulangi untuk baris/kolom berikutnya dan seterusnya. Setelah semua baris/kolom dipilih dengan urutan, proses diatas diulangi mulai dari baris paling atas atau kolom pertama .

Scanning mode merupakan sistem pengiriman data kepada beberapa alamat secara bergantian. sistem scanning dimanfatkan untuk mengirimkan data kepada setiap baris/kolom pada dotmatriks, dengan mengatur penundaan waktu pengiriman data yang sesuai, maka akan menimbulkan efek seolah-olah dotmatriks aktif dalam waktu yang bersamaan.

Sistem Scanning Dotmatriks

Jika matriks di-scan dari kiri ke kanan, kolom demi kolom, disebut horizontal scanning, jika dilakukan baris demi baris, disebut vertical scanning. Horizontal scanning cocok untuk tampilan sampai dengan empat karakter, sedangkan vertical scanning cocok untuk aplikasi yang memerlukan tampilan lebih dari lima karakter.

Dengan karakteristik dotmatriks seperti diatas, maka untuk menampilkan led maupun sebuah karakter pada dotmatriks diperlukan sebuah register geser dan sumber data atau karakter

Sistem Pengendali Dotmatrix

Karakter Data merupakan papan masukan 8 bit yang berasal dari papan ketik atau dari piranti digital lain yang bisa berupa sembarang sandi biner.

Register geser digunakan untuk mengalamati sandi pembangkit karakter Led yang menyediakan 8 bit register geser dan yang melakukan sistem scanning dotmatriks .

Apabila akan digunakan beberapa dotmatriks, misal 8 dotmatriks, maka diperlukan lagi piranti pengalamatan dan pewaktuan nyala setiap kolomnya, sehingga sekiranya menjadi tidak praktis dan efisien, belum lagi sumber pembangkitan karakter missal seperti karakter yang sesuai dengan sandi ASCII.

Dengan dasar pemikiran tersebut diatas, maka digunakan mikrokontroler yang digunakan sebagai pembangkit karakter sandi ASCII atau simbol-simbol lainnya dan juga mikrokontroler sekaligus sebagai pengontrol pengalamatan dotmatriks dan pergeseran kolom/baris atau kendali sistem scanning-nya.

SELANJUTNYA……..