Makalah Keypad Mikrokontroler [PDF]

Citation preview

TUGAS MIKROKONTROLLER KEYPAD



Nama NIM Kelas



Oleh : Awang Karisma Asad Adi Asta : 121910201069 :D



JURUSAN TEKNIK ELEKTRO PROGRAM STUDI STRATA 1 FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS JEMBER 2013



DUAL TONE MULTI FREQUENCY Dual Tone Multiple Frequency (DTMF) adalah suatu alat yang biasa digunakan pada pesawat telepon. DTMF membangkitkan suatu sinyal nada yang merupakan kombinasi dari 2 buah nada yang memiliki frekuensi rendah dan frekuensi tinggi. Kelompok frekuensi rendah meliputi 697 Hz, 770 Hz, 852 Hz, dan 941 Hz. Sedangkan kelompok frekuensi tinggi meliputi frekuensi 1209 Hz, 1336 Hz, 1477 Hz, dan 1633 Hz. Kombinasi dari kelompok frekuensi rendah dengan frekuensi tinggi yang saling berpasang pasangan membentuk 16 macam kombinasi pasangan nada sinyal DTMF yang standard. Alat pengirim kode DTMF merupakan 8 rangkaian oscilator yang masing – masing membangkitkan frekuensi pada tabel diatas. Selain itu ada rangkaian pencampur frekuensi untuk mengirimkan 2 nada yang terpilih. Sedangkan untuk penerima kode DTMF lebih rumit. Penerima dibentuk dari 8 buah filter yang tidak sederhana dan rangkaian tambahan lainnya. Pada penelitian sebelumnya (Sunarno, 2003) DTMF dapat dinyatakan langsung dalam data biner. DTMF dapat mengirimkan sinyal per 4 bit yang dikirimkan dalam bentuk kombinasi 2 nada. Sebagai contoh jika men-dial angka 6 maka keluar kombinasi frekuensi dari dua buah kelompok frekuensi, rendah dan tinggi yaitu frekuensi 770 Hz dan 1477 Hz. Dari kombinasi frekuensi tersebut akan membangkitkan kombinasi biner 0110.



Gb 1. Contoh Keypad Dual Tone Multi Frequency



Prinsip Kerja DTMF : Setelah beralih ke Teknologi Digital, cara meminta nomor sambungan telepon tidak lagi dengan cara memutar piringan angka tapi dengan cara memencet tombol-tombol angka. Cara ini dikenal sebagai Touch Tone Dialing, sering juga disebut sebagai DTMF (Dual Tone Multi Frequency). Dual Tone Multiple Frequency (DTMF) adalah teknik mengirimkan angka-angka pembentuk nomor telpon yang di-kode-kan dengan 2 nada yang dipilih dari 8 buah frekuensi yang sudah ditentukan. 8 frekuensi tersebut adalah 697 Hz, 770 Hz, 852 Hz, 941 Hz, 1209 Hz, 1336 Hz, 1477 Hz dan 1633 Hz, seperti terlihat dalam Gambar 1 angka 1 di-kode-kan dengan 697 Hz dan 1209 Hz, angka 9 di-kode-kan dengan 852 Hz dan 1477 Hz. Kombinasi dari 8 frekuensi tersebut bisa dipakai untuk meng-kode-kan 16 tanda, tapi pada pesawat telepon biasanya tombol 'A' 'B' 'C' dan 'D' tidak dipakai.



Kombinasi Nada DTMF : Teknik DTMF meskipun mempunyai banyak keunggulan dibanding dengan cara memutar piringan angka, tapi secara tehnis lebih sulit diselesaikan. Alat pengirim kode DTMF merupakan 8 rangkaian oscilator yang masing-masing membangkitkan frekuensi „aneh‟ di atas, ditambah dengan rangkaian pencampur frekuensi untuk mengirimkan 2 nada yang terpilih.



Gb 2. Nilai Frekuensi pada tombol Dual Tone Multi Frequency Tabel Frekuesi pada tombol-tombol DTMF



Dari tabel di atas terlihat bahwa di dalam DTMF ada 16 nada berbeda. Masing-masing nada merupakani penjumlahan dari dua buah frekuensi, satu dari suatu rendah dan satu dari frekuensi tinggi. Ada empat frekuensi berbeda pada setiap kelompok. Pada telepon hanya menggunakan 12 nada dari 16 nada yang ada, terdiri dari 4 baris (R1, R2, R3 dan R4) dan 3 kolom (C1, C2 dan C3). kolom dan Baris memilih frekuensi dari yang rendah dan frekuensi tinggi menggolongkan berturutturut. Masing-Masing tombol ditetapkan oleh penempatan kolom dan baris nya. Sebagai contoh tombol “5″ terdapat pada baris 1 (R2) dan kolom 1 (C2) sehingg mempunyai frekuensi 770+ 1336= 2106 Hz . Tombol “9″ terdapat pada baris 2 (R3) dan kolom 2 (C3) dan mempunyai suatu frekuensi 852+ 1477= 2329 Hz. JENIS-JENIS KEYPAD A. KEYPAD MATRIKS 3x4 Keypad 3x4 yang tersedia di pasaran adalah seperti gambar diatas. Keypad ini biasanya digunakan untuk berbagai aplikasi yang mengharuskan penggunaan tombol sebagai input numeric maupun abjad. Misalnya untuk telepon, tiket printer dll.



Walaupun terlihat sama, ketiga keypad diatas biasanya memiliki konfigurasi pin yang berbeda tetapi tetap saja prinsip kerjanya sama. Keypad 3x4 berarti memiliki 12 tombol, tapi kenapa pin yang tersedia hanya 7 atau 8 ???. nah itu dia. Coba perhatikan gambar berikut ini



Ketujuh atau kedelapan pin tersebut adalah 3 pin untuk kolom dan 4 pin untuk baris. Untuk mengakses keypad ini tidak seperti push button biasa. Adapun cara yang saya pakai untuk mengakses keypad ini adalah dengan metode scanning. Dengan menggunakan mikrokontroler hal ini sangat mudah dilakukan, karena mengingat mikrokontroler memiliki frekuensi clock yang tinggi. Misalnya saya menggunakan ATmega32 kemudian saya hubungkan pin keypad secara urut dari baris kemudian kolom ke pin mikrokontroler. row1 row2 row3 row4 col1 col2 col3



->PINC.0 ->PINC.1 ->PINC.2 ->PINC.3 ->PINC.4 ->PINC.5 ->PINC.6



Sebagai contoh, scanning dilakukan pada PORTC 4-6, artinya PORTC 4-6 adalah pin output. PINC 4-6 digunakan sebagai output low. Misalnya angka '1' pada keypad ditekan output low dari col1 atau PINC.4 akan terhubung ke PINC.0 atau row1. row1 - row4 yaitu PINC 0-3 adalah PIN yang berfungsi sebagai input dengan kondisi high, hal ini diharapkan ketika ada tombol yang ditekan akan ada perubahan logic di PIN input tersebut sehingga mudah untuk dikenali oleh PIN input.



B. KEYPAD MATRIKS 4x4 Keypad Matriks adalah tombol-tombol yang disusun secara maktriks (baris x kolom) sehingga dapat mengurangi penggunaan pin input. Sebagai contoh, Keypad Matriks 4×4 cukup menggunakan 8 pin untuk 16 tombol. Hal tersebut dimungkinkan karena rangkaian tombol disusun secara horizontal membentuk baris dan secara vertikal membentuk kolom:



Namun demikian, sebagai konsekuensi dari penggunaan bersama satu jalur (semisal baris satu (B1)), maka tidak dimungkinkan pengecekkan dua tombol sekaligus dalam satu slot waktu. Proses pengecekkan dari tombol yang dirangkai secara maktriks adalah dengan teknik scanning, yaitu proses pengecekkan yang dilakukan dengan cara memberikan umpan-data pada satu bagian dan mengecek feedback (umpan-balik) – nya pada bagian yang lain. Dalam hal ini, pemberian umpan-data dilakukan pada bagian baris dan pengecekkan umpan-balik pada bagian kolom. Pada saat pemberian umpan-data pada satu baris, maka baris yang lain harus dalam kondisi inversi-nya. Tombol yang ditekan dapat diketahui dengan melihat asal data dan di kolom mana data tersebut terdeteksi: Pada contoh di samping, tombol yang ditekan adalah tombol “5”. Seperti terlihat bahwa B2 bernilai nol, sedangkan B1, B3, dan B4 adalah satu. Kemudian dengan mengetahui bahwa asal data dari B2, dan umpan-baliknya terdeteksi pada K2, maka dapat disimpulkan bahwa tombol yang ditekan adalah tombol “5”. Konstruksi matrix keypad 4×4 diatas cukup sederhana, yaitu terdiri dari 4 baris dan 4 kolom dengan keypad berupas saklar push buton yang diletakan disetiap persilangan kolom dan barisnya. Rangkaian matrix keypad diatas terdiri dari 16 saklar push buton dengan konfigurasi 4 baris dan 4 kolom. 8 line yang terdiri dari 4 baris dan 4 kolom tersebut dihubungkan dengan port mikrokontroler 8 bit. Sisi baris dari matrix keypad ditandai dengan nama Row1, Row2, Row3 dan Row4 kemudian sisi kolom ditandai dengan nama Col1, Col2, Col3 dan Col4. Sisi input atau output dari matrix keypad 4×4 ini tidak mengikat, dapat dikonfigurasikan kolom sebagi input dan baris sebagai output atau sebaliknya tergantung programernya.



Proses Scaning Matrix Keypad 4×4 Untuk Mikrokontroler Proses scaning untuk membaca penekanan tombol pada matrix keypad 4×4 untuk mikrokontroler diatas dilakukan secara bertahap kolom demi kolom dari kolom pertama sampai kolom ke 4 dan baris pertama hingga baris ke 4. Program untuk scaning matrix keypad 4×4 dapat bermacam-macam, tapi pada intinya sama. Misal kita asumsikan keypad aktif LOW (semua line kolom dan baris dipasang resistor pull-up) dan dihubungkan ke port mikrokontrolr dengan jalur kolom adalah jalur input dan jalur baris adalah jalur output maka proses scaning matrix keypad 4×4 diatas dapat dituliskan sebagai berikut.  Mengirimkan logika Low untuk kolom 1 (Col1) dan logika HIGH untuk kolom yang lain kemudian membaca data baris, misal tombol SW1 ditekan maka data baris pertama (Row1) akan LOW sehingga data baris yang dibaca adalah 0111, atau tombol yang ditekan tombol SW5 maka data pada baris ke 2 akan LOW sehingga data yang terbaca Gb 4. Proses scanning keypad 1011, atau tombol SW9 yang ditekan sehingga data matriks 4x4 yang terbaca 1101, atau tombol SW13 yang ditekan maka data yang dibaca adalah 1110 dan atau tidak ada tombol pada kolom pertama yang di tekan maka data pembacaan baris akan 1111.  Mengirimkan logika Low untuk kolom 2 (Col2) dan logika HIGH untuk kolom yang lain kemudian membaca data baris, misal tombol SW1 ditekan maka data baris pertama (Row1) akan LOW sehingga data baris yang dibaca adalah 0111, atau tombol yang ditekan tombol SW5 maka data pada baris ke 2 akan LOW sehingga data yang terbaca 1011, atau tombol SW9 yang ditekan sehingga data yang terbaca 1101, atau tombol SW13 yang ditekan maka data yang dibaca adalah 1110 dan atau tidak ada tombol pada kolom pertama yang di tekan maka data pembacaan baris akan 1111.  Mengirimkan logika Low untuk kolom 3 (Col3) dan logika HIGH untuk kolom yang lain kemudian membaca data baris, misal tombol SW1 ditekan maka data baris pertama (Row1) akan LOW sehingga data baris yang dibaca adalah 0111, atau tombol yang ditekan tombol SW5 maka data pada baris ke 2 akan LOW sehingga data yang terbaca 1011, atau tombol SW9 yang ditekan sehingga data yang terbaca 1101, atau tombol SW13 yang ditekan maka data yang dibaca adalah 1110 dan atau tidak ada tombol pada kolom pertama yang di tekan maka data pembacaan baris akan 1111.  Mengirimkan logika Low untuk kolom 4 (Col4) dan logika HIGH untuk kolom yang lain kemudian membaca data baris, misal tombol SW1 ditekan maka data baris pertama (Row1) akan LOW sehingga data baris yang dibaca adalah 0111, atau tombol yang ditekan tombol SW5 maka data pada baris ke 2 akan LOW sehingga data yang terbaca 1011, atau tombol SW9 yang ditekan sehingga data yang terbaca 1101, atau tombol SW13 yang ditekan maka data yang dibaca adalah 1110 dan atau tidak ada tombol pada kolom pertama yang di tekan maka data pembacaan baris akan 1111. Kemudian data pembacaan baris ini diolah sebagai pembacaan data penekanan tombol keypad. Sehingga tiap tombol pada matrix keypad 4×4 diatas dengan teknik scaning tersebut akan menghasilkan data penekanan tiap-tiap tombol sebagai berikut.



SW1 = 0111 0111 SW9 = 0111 1101 SW2 = 1011 0111 SW10 = 1011 1101 SW3 = 1101 0111 SW11 = 1101 1101 SW4 = 1110 0111 SW12 = 1110 1101 SW5 = 0111 1011 SW13 = 0111 1110 SW6 = 1011 1011 SW14 = 1011 1110 SW7 = 1101 1011 SW15 = 1101 1110 SW8 = 1110 1011 SW16 = 1110 1110 Data port mikrokontroler, misalkan pada SW2 = 1011 0111 tersebut terbagi dalam nible atas dan nible bawah dimana data nible atas (1011) merupakan data yang kita kirimkan sedangkan data nible bawah (0111) adalah data hasil pembacaan penekanan tombol keypad SW2 pada proses scaning matrix keypad 4×4 diatas.



DAFTAR PUSTAKA http://depokinstruments.com/2011/07/27/teori-keypad-matriks-4x4-dan-cara-penggunaannya/ http://marizaazhar.blogspot.com/2011/12/keypad-matrix-3x4.html http://akatelone-piece.blogspot.com/2011/03/prinsip-kerja-dual-tone-multiple_10.html http://cosmonoc.blogspot.com/2012/06/keypad-matrix-3x4.html http://elkaubisa.blogspot.com/2008/10/dual-tone-multiple-frequency.html http://developmentsciencetechnology.blogspot.com/2012/12/sistem-dual-tone-multiplefrequency.html#sthash.EWDlWn05.dpbs file:///D:/Mapel%20Kuliah/Mikrokontroller/materi%20mikro%20keypad/DTMF%20%28Dua l%20Tone%20Multiple%20Frequency%29%20_%20fahmizal_note.htm