Led Matrix sebagai Media Teks dan Jam Digital Berbasis Mikrokontroler
Di sebuah tempat pemancingan yang besar, sering diadakan pertandingan lomba memancing yang disebut dengan Galatama. Pada perlombaan ini diperlukan sebuah layar yang dapat menampilkan timer untuk menghitung mundur sisa waktu perlombaan dan area teks berjalan untuk menuliskan informasi. Selain itu saat tidak digunakan untuk lomba, peran timer tersebut diganti menjadi jam digital.
Agar terlihat lebih dinamis, layar tersebut harus memiliki sistem khusus yang dapat berkomunikasi dengan operator. Operator tersebut dapat mengganti teks berjalan, memasukkan jadwal pertandingan, dan durasi pertandingan. Sesuatu hal yang rumit namun tetap dapat dikerjakan.
Bagaimana cara membuatnya?
Pertanyaan tersebut bisa kita jawab dengan memanfaat teknologi sederhana menggunakan mikrokontroler dan led matrix. Mikrokontroler merupakan komponen elektronika yang memiliki sifat seperti komputer namun dalam bentuk integrated circuit (IC). Sementara led matrix adalah sekumpulan led yang disusun berjejer secara baris dan kolom yang diatur oleh IC shift register dengan jumlah tertentu. Led Matrix berperan sebagai layar penampil. Sementara Mikrokontroler berperan sebagai otak dari modul layarnya.
Dengan memanfaatkan router sebagai jembatan penghubung komunikasi, maka operator dapat memanfaatkan gawai(laptop atau smartphone) yang ada sebagai alat pengatur layar tersebut.
Kontroler
Mikrokontroler terdiri atas inti prosesor, memori (RAM dan ROM), jalur input dan output yang dapat diatur fungsinya. Beberapa contoh mikrokontroler yang umum digunakan diantaranya, keluarga ATMEGA milik Atmel (Microchip Technology, 2016), STM32 keluaran STMicroelectronics, serta ESP8266 dan ESP32 milik Espressif System.
Saat ini, mikrokontroler sudah tidak hanya dalam bentuk IC melainkan sudah dalam bentuk modul. Dengan adanya tipe modul ini membuat mikrokontroler sudah memiliki sistem pengatur tegangan masukan dan sistem penulisan program ke IC mikrokontroler.
Untuk memenuhi kebutuhan sistem ini maka dipilihlah salah satu modul mikrokontroler yang umum digunakan yaitu DOIT DEVKIT V1 dengan ESP32 sebagai mikrokontrolernya.
ESP32 merupakan penerus dari ESP8266. Pada mikrokontroler ini sudah tersedia modul WiFi, Bluetooth Classic 4.2, dan BLE (Bluetooth Low Energy) sehingga cocok jika digunakan dalam sistem Internet of Things (IoT).
SPESIFIKASI DOIT DEVKIT V1
LED Matrix yang digunakan
Untuk memilih led matrix yang tepat, kita perlu mempertimbangkan beberapa spesifikasi diantaranya tempat pemasangan, konten yang ditampilkan, kontroler yang digunakan, dan harga. Karena konten yang ditampilkan hanya ada huruf dan angka tanpa gambar, maka kita bisa memilih led matrix tipe P10 Single Color Outdoor. P10 memiliki arti pixel pitch 10 mm dengan minimum jarak pandang ideal adalah 10 meter. Dengan memilih tipe outdoor membuat led matrix lebih tahan akan cuaca dan cahaya yang lebih terang.
Konektivitas dan Pengiriman Data
Kontroler menggunakan Wifi sebagai media kirim-terima data dari operator. Router digunakan sebagai penghubung dan penguat sinyal diantara keduanya. Selain itu, router digunakan sebagai pengaman pertama karena hanya perangkat tertentu yang dapat terhubung dengan jaringan.
Sementara TCP/IP digunakan sebagai protokol pengiriman data dari operator ke kontroler. Operator berperan sebagai client dan kontroler sebagai server. Data dikirim setelah client terhubung dengan server dengan framming data sebagai berikut :
- <02> : start data
- <B1> : kategori
- <B2> : jumlah data
- <B3 ~ Bn> : data yang dikirim
- <Bn+1> : CRC(Cyclic Redundancy Check)
- <03> : end data
Data yang dikirim memiliki tipe data Byte. Setelah data diterima kemudian disimpan dalam media penyimpanan kontroler untuk kemudian dijadikan sebagai konten yang ditampilkan pada layar. Aplikasi yang dapat digunakan untuk mengirim data dari Operator diantaranya Putty, Hercules, dan TCP Test Tool.
Kesimpulan
Mikrokontroler membuat layar led matrix menjadi lebih sederhana dan lebih hemat biaya. Namun, semua kembali berdasarkan kebutuhan dan spesifikasi yang diperlukan. Jika ingin menampilkan gambar atau video tentu tidak bisa menggunakan sistem ini, melainkan mengganti jenis led matrix dan kontroler yang sesuai.
Referensi
Getting Started with the ESP32 Development Board | Random Nerd Tutorials
