PROJECT PROPOSAL
SISTEM MIKRO KONTROLER
HURUF BRAILLE DELAPAN TITIK DENGAN OUTPUT SUARA
BERBASIS MICROCONTROLLER AT89S51 DAN IC SUARA ISD25120
DISUSUN OLEH :
KELOMPOK 9
Grandis M WW 105060800111071
Benazi SB 105060800111081
Nehru Syahputra M 105060807111028
Kholish Rabbani 105060807111167
PERIODE : SEMESTER GENAP 2010/2011
LABORATORIUM SISTEM INFORMASI
PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
MALANG
2010
JUDUL
HURUF BRAILLE DELAPAN TITIK DENGAN OUTPUT SUARA
BERBASIS MICROCONTROLLER AT89S51 DAN IC SUARA ISD25120
LATAR BELAKANG MASALAH
Braille merupakan tulisan sentuh yang digunakan oleh 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 gambar dibawah, titik yang tebal menunjukkan titik timbul dan titik yang samar
menunjukkan titik yang tidak timbul.
Gambar 1. Huruf b (kiri) dan c (kanan)
Pada Braille 6 Titik Pada tahun 1860 tulisan Braille diterima sebagai tulisan resmi pada sekolah Tunanetra di seluruh Eropa Barat. Model tulisan Braille semakin lama semakin berkembang dan mulai banyak digunakan di negara lain, hal ini mendorong penemuan huruf Braille yang dapat digunakan untuk negara lain yang sistem penulisannya tidak menggunakan huruf latin. Sekitar tahun 1950-an, Taiji Kawakami membuat Kantenji, sebuah model tulisan Braille untuk karakter huruf Kanji, yang terdiri dari delapan titik timbul.

Gambar 2. Contoh Huruf Kantenji (Kanji Braille)1
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: Identifiers, Names and Assignation to Coded Character Sets for 8- dot Braille Characters”.2

Gambar 3. Susunan Braille Delapan Titik Sesuai Standar ISO
Judith M. Dixon3 mengatakan, Jerman merupakan negara penggagas sekaligus pengguna Braille delapan titik dengan standar ISO/TR 11548:2001.4 Sepengetahuan penulis, sampai saat ini Braille delapan titik dengan standar ISO belum diajarkan di sekolah-sekolah di Indonesia5, namun melihat penggunaan huruf Braille delapan titik yang terus dikembangkan, maka tidak mustahil bila dalam jangka waktu beberapa tahun kedepan, huruf Braille delapan titik sudah dipelajari pada sekolah Tunanetra di Indonesia. Tunanetra sebagaimana orang awas lainnya, membutuhkan pendidikan untuk mengembangkan potensi yang dimilikinya secara optimal. Oleh karena adanya gangguan penglihatan, Tunanetra membutuhkan layanan khusus untuk merehabilitasi kelainannya, diantaranya adalah dengan latihan membaca dan menulis huruf Braille. Khusus Alat bantu membaca huruf Braille adalah alat bantu pembelajaran untuk mengenal huruf Braille, alat ini biasa disebut pantule singkatan dari Papan Tulis Braille. Alat ini terdiri dari paku-paku yang dapat ditempel pada papan sehingga membentuk kombinasi huruf Braille, seperti laci atau kotak peti, terbuat dari papan dengan lubang-lubang tempat memasukkan pin-pin logam. Salah satu kelemahan Pantule ada pada pinnya yang terlepas dari papannya, sehingga kerap hilang. Selain itu, ukurannya yang relatif besar dan terbuat dari papan membuatnya berat untuk dibawa-bawa.6 Ada juga alat bantu yang pernah dibuat oleh Bapak Mashoedah, M.T.
beliau adalah salah seorang dosen Pendidikan Teknik Elektronika UNY, alat tersebut berbasis PC dan menggunakan 12 tombolPush Button sebagai interface-nya, alat ini mampu mengenali huruf Braille enam titik elemen positif. Cara kerjanya adalah dengan menekan tombol-tombol push button sehingga membentuk susunan huruf Braille, push button dalam keadaan OFF merupakan titik timbul dan push button keadaan ON merupakan bagian Braille yang rata, alat ini dapat mengeluarkan suara sesuai dengan susunan huruf Braille yang dimasukkan. Alat yang akan dibuat oleh penulis, pada dasarnya memiliki prinsip
kerja yang sama dengan alat yang pernah dibuat oleh Bapak Mashoedah, hanya saja pada alat yang akan di buat oleh penulis adalah digunakan untuk mengenali Braille delapan titik sesuai dengan standar ISO/TR 11548:2001. Perbedaan yang lain adalah alat ini tidak menggunakan PC sebagai pemrores data, tapi pemrosesan data dilakukan dengan menggunakan microcontrollerAT89S51, dan ISD25120 sebagai komponen utama untuk pengolahan suara.
PERUMUSAN MASALAH
Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dijelaskan diatas dapat dibuat rumusan masalah sebagai berikut:
1. Bagaimanakah rancang bangun media pembelajaran huruf Braille delapan titik dengan output suara berbasis microcontrollerAT89S51 dan IC ISD25120?
2.Bagaimanakah cara kerja pemrograman microcontroller AT89S51 pada media pembelajaran huruf Braille delapan titik dengan output suara berbasis microcontroller AT89S51 dan IC ISD25120?
3. Bagaimanakah unjuk kerja dari media pembelajaran huruf Braille delapan titik dengan output suara berbasis microcontrollerAT89S51 dan IC ISD25120?
TUJUAN
Dalam proyek akhir ini memiliki beberapa tujuan sesuai dengan apa yang telah dituliskan dalam rumusan masalah, tujuan tersebut antara lain:
1. Merealisasikan rancang bangun media pembelajaran huruf Braille 8 titik dengan output suara berbasis microcontroller AT89S51 dan IC ISD25120
2. Menghasilkan pemrograman microcontroller AT89S51 pada media pembelajaran huruf Braille 3. Mengetahui unjuk kerja dari media pembelajaran huruf Braille 8 titik dengan output suara berbasis microcontroller AT89S51 dan IC ISD25120
HASIL YANG DI HARRAPKAN
Huruf Braille Delapan Titik Dengan Output Suara
KEGUNAAN
Dengan adanya pembuatan media pembelajaran huruf Braille dengan output suara berbasis ISD25120 ini diharapkan memberikan manfaat-manfaat antara lain:
1. Bagi Mahasiswa
a. Memberikan manfaat untuk membuka khasanah keilmuan untuk memacu mengembangkan ilmu yang diperoleh di bangku kuliah
b. Memberikan manfaat untuk pengembangan ilmu pengetahuan antar disiplin ilmu
2. Bagi Jurusan Pendidikan Teknik Informatika
a. Memberikan manfaat untuk membuka khasanah ilmu pengetahuan dan sebagai media informasi
b. Memberikan manfaat sebagai contoh aplikasi dari microcontroller dan ic penyimpan suara
3. Bagi Masyarakat
a. Memberikan manfaat sebagai media penyampaian informasi dalam bentuk huruf Braille
b. Memberikan manfaat bagi Tunanetra dalam memahamkan huruf Braille delapan titik
KONFIGURASI SISTEM
a. Huruf Braille
Braille merupakan tulisan sentuh yang digunakan oleh Tunanetra. Tulisan 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 gambar dibawah, titik yang tebal menunjukkan titik timbul dan titik yang samar
menunjukkan titik yang tidak timbul.
Gambar 4. Huruf b (kiri) dan c (kanan) Pada Braille 6 Titik
Pada tahun 1860 tulisan Braille diterima sebagai tulisan resmi pada sekolah Tunanetra di seluruh Eropa Barat. Model tulisan Braille semakin lama semakin berkembang dan mulai banyak digunakan di negara lain, hal ini mendorong penemuan huruf Braille yang dapat digunakan untuk negara lain yang sistem penulisannya tidak menggunakan huruf latin. Sekitar tahun 1950-an, Taiji Kawakami membuat Kantenji, sebuah model tulisan Braille untuk karakter huruf Kanji, yang terdiri dari delapan titik timbul.

Gbr 5 Contoh Huruf Kantenji (Kanji Braille)
Kemudian 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: Identifiers, Names and Assignation to Coded Character Sets for 8- dot Braille Characters”

gbr 6 Susunan Braille Delapan Titik Sesuai Standar ISO
Judith M. Dixon mengatakan, Jerman merupakan negara penggagas sekaligus pengguna Braille delapan titik dengan standar ISO/TR 11548:2001. Standar penulisan untuk huruf dan angkanya pada dasarnya mengacu kepada standar penulisan Braille enam titik,
yang berbeda hanya pada penulisan angka dan huruf kapital.
Tabel 1 Huruf Braille Standar 8 Titik dan 6 Titik Huruf Kecil

Dari tabel diatas, terlihat bahwa yang membedakan antara standar Braille delapan titik dengan Braille enam titik untuk huruf kecil, terletak pada jumlah titiknya saja. Adapun untuk huruf kapital dan angka, maka perbedaannya bukan hanya pada titik 7 dan 8, namun juga pada letak titik timbul dan jumlah sel yang digunakan. Lebih jelasnya lihat tabel dibawah ini.
Tabel 2

b. Sistem Microcontroller
Microcontroller merupakan sebuah sistem komputer yang seluruh atau sebagian besar elemennya dikemas dalam suatu chip IC, sehingga sering disebut single chip mikrokomputer. Lebih lanjut, Microcontroller merupakan sistem komputer yang mempunyai satu atau beberapa tugas yang sangat spesifik, berbeda dengan PC yang memiliki beragam fungsi. Perbedaan lainnya adalah perbandingan RAM dan ROM yang sangat berbeda antar komputer dengan Microcontroller. Dalam Microcontroller, ROM jauh lebih besar dibanding RAM, sedangkan dalam komputer PC RAM jauh lebih besar dibanding ROM. Microcontroller umumnya dikelompokkan dalam suatu keluarga. Berikut adalah contoh-contoh keluarga
Microcontroller:
1. Keluarga MCS-51
2. Keluarga MC68HC05
3. Keluarga MC68H11
Sedangkan keluarga MCS-51 dikelompokkan menjadi:
1. AT89C51/52/53
2. AT89C1051/2051/4051
3. AT89S51/52/53
Keluarga Microcontroller MCS-51 merupakan keluarga Microcontroller yang banyak digunakan untuk aplikasi pengontrolan saat ini, karena keluarga ini didukung oleh banyak vendor hardware yang menyediakan banyak feature tambahan pada sistemMicrocontroller ini.
d. Bahasa Pemrograman Microcontroller
Secara umum, bahasa yang digunakan untuk pemrogramannya adalah bahasa tingkat rendah, yaitu bahasa assembly. SetiapMicrocontroller memiliki bahasa-bahasa pemrograman yang berbeda. Karena banyak hambatan dalam penggunaan bahasaassembly, banyak berkembang komputer atau penerjemah untuk bahasa tingkat tinggi. Untuk MCS-51, bahasa tingkat tinggi yang banyak dikembangkan antara lain BASIC, Pascal, dan bahasa C.
e. Microcontroller AT89S51
Sebagai salah satu vendor besar di dunia ini, ATMEL mengeluarkan AT89S51 yang merupakan salah satu Microcontroller yang banyak digunakan. Microcontroller AT89S51 memiliki kompatibilitas penuh dengan keluarga MCS-51 lain, terutama pada bagian pemrogramannya.
Ada beberapa perbedaan tipe S dengan tipe C (AT89C51) , misalnya tipe S (AT89S51) mempunyai 2 (dua) buah data pointer(DPTR) sedangkan tipe C hanya mempunyai 1 (satu) buah DPTR saja. Kemudian tipe S mempunyai fitur ISP (In-System Programmable) Programming yang tidak dimiliki oleh tipe C. Fitur ISP Programming ini memungkinkan pemrograman Flash Memorypada AT89S51 dilakukan langsung oleh PC melalui port paralel (LPT). Hal ini didukung pula oleh Microcontroller ISP Software milik ATMEL yang dapat di-download gratis dari website-nya http://www.atmel.com.
Secara umum AT89S51 memiliki fitur yang tidak jauh berbeda dengan pendahulunya AT89C51. Microcontroller AT89S51 memiliki beberapa kriteria standard yaitu memilki 4K bytes Flash Programable dan Erase Cycle yang dapat diprogram ulang sekitar 1000 kaliwrite, 128 x 8 bit Internal RAM, 32 jalur I/O, dua buah 16 bit timer/counter, dengan arsitektur lima vector dua-level interrupt, full duplex serial port, on-chip oscillator dan on-chip timer/counter.
Microcontroller AT89S51 beroperasi pada frekuensi clock sampai 33 Mhz. AT 89S51 memilki dua Power Saving Mode yang dapat dikontrol melalui software, yaitu Idle Mode dan Power Down Mode. Pada Idle Mode, CPU tidak aktif sedangkan isi RAM tetap dipertahankan dengan timer/counter, serial port dan interrupt system tetap berfungsi. Pada Power Down Mode, isi RAM akan disimpan tetapi osilatornya tidak akan berfungsi sehingga semua fungsi dari chip akan berhenti sampai mendapat reset secarahardware.
KONFIGURASI MICROCONTROLLER
a. Konfigurasi Pin Microcontroller At89s51
Microcontroller AT89S51 memiliki 40 pin, 32 pin diantaranya adalah directional I/O yang terbagi dalam 4 port. Konfigurasi daripinpin tersebut, yaitu:

Gbr 7 Konfigurasi AT89S51
a.1 ISP Programming
Salah satu kelebihan dari AT89S51 adalah memiliki fitur yang memungkinkan pemrograman IC dengan menggunakan kabel ISPprogramming. Kabel ini dikomunikasikan dengan PC secara paralel. Koneksi kabel ISP programming dengan Microcontroller pada saat diprogram dapat dilihat pada gambar dibawah.

Gbr 8 Rangkaian ISP Programing
a.2 Voice Chip ISD2500 Series
IC suara yang dikeluarkan oleh ISD merupakan IC suara yang dapat merekam sekaligus untuk memutar kembali suara yang telah terekam. Device yang terdapat di dalam CMOS meliputi on-chip oscillator, preamplifier microphone, gain kontrol otomatis,antialiasing filter, smoothing filter, amplifier speaker dan memiliki kerapatan tinggi media penyimpanannya. IC
seri ISD2500 kompatibel bila dihubungkan dengan microcontroller, dalam hal addressing pesan-pesan suara yang komplek. Suara dan sinyal audio disimpan secara langsung kedalam sel memori on-chip nonvolatile dengan kualitas tinggi.
ISD2500 series terdiri dari berbagai macam pilihan chip, antara lain; 45, 60, 75, 90 dan 120 detik. Chip tersebut memiliki konfigurasi pin yang sama, yang berbeda hanyalah kapasitas penyimpanan (dalam hitungan detik), input sample rate (KHz) danupper pass band (KHz). Berikut di bawah ini secara tabel kami berikan.
Tabel 3 Perbandingan Antar IC ISD2500

Untuk proyek ini memakai IC ISD25120, IC ini dapat menyimpan suara selama 120 detik.

Gbr 9 Kofigurasi ISD250016
Untuk menggunakan voice chip, perlu diketahui fungsi dari masing-masing pin. Dengan melihat keterangan dari kaki-kaki voice chip tersebut, diharapkan voice chip dapat berfungsi dengan baik. Fungsi dan keterangan kaki-kaki ISD25120 adalah sebagai berikut:
• Pin no 1-7 (Ax/Mx : Address/Mode inputs).
Input Address/Mode ini memiliki 2 fungsi yang bergantung pada level dari 2 MSB (Most Significant Bit) pada pin address A8 dan A9. Jika salah satu atau kedua MSBs “low”, input diterjemahkan sebagai address bit, dan digunakan sebagai alamat awal prosesrecord atau siklus playback.
• Pin no 12 dan 13 (Ground)
Pin no 12 dan 13 adalah pin ground. ISD25120 menggunakan jalur ground digital dan ground analog terpisah, pin ini sebaiknya dihubungkan terpisah melalui sebuah jalur impedansi rendah ke power supply ground.
• Pin no 14 dan 15 (SP+ , SP- : Speaker Output)
Pin no 14 dan 15 adalah pin output untuk speaker. ISD25120 mengandung sebuah differential speaker driver, menghubungkanoutput speaker secara parallel dapat merusak peralatan.
• Pin no 16 dan 28 (Vcca, Vccd : Supply Voltage)
Pin no 16 dan 28 adalah pin untuk tegangan supply. Untuk memperkecil terjadinya noise rangkaian analog dan digital pada ISD25120, sebaiknya menggunakan jalur power yang terpisah. Jalur tegangan ini sebaiknya dihubungkan bersama sedekat mungkin dengan supply.
• Pin no 17 (MIC : Microphone)
Pin microphone mengirimkan sinyal input ke preamplifier yang terdapat di dalam chip. Sebuah rangkaian Automatic Gain Control(AGC) di dalamnya berfungsi mengatur gain pada preamplifier ini dari -15 sampai 24 dB.
• Pin no 18 (MIC REF : Microphone Reference)
Input MIC REF merupakan input inverting pada microphone preamplifier yang terdapat di dalam chip. MIC REF ini berfungsi mengurangi noise.
• Pin 23 (CE : Chip Enable)
Untuk mengaktifkan operasi playback dan record, input pada pin CE harus dibuat “low”. Pin CE memiliki fungsi tambahan pada mode operasi M6 (Push-Button).
• Pin 24 (PD : Power Down)
Saat tidak ada operasi playback atau record, pin PD harus dibuat “high” untuk memposisikan peralatan dalam kondisi standby. Saat terjadi kondisi overflow, pin PD harus dibuat “high” untuk me-reset address pointer keposisi awal. Pin PD memiliki fungsi tambahan pada mode operasi M6 (Push-Button).
• Pin 25 (EOM : End-Of-Message)
Sebuah penanda yang tidak berubah, secara otomatis akan dimasukkan pada akhir masing-masing pesan yang tersimpan. Ketika peralatan diposisikan dalam mode operasi M6 (Push-Button Mode), pin ini menyediakan sebuah sinyal aktif high, menandakan peralatan
sedang melakukan proses record atau playback secara langsung. Sinyal ini dapat mengaktifkan sebuah led sebagai indikator.
• Pin 27 (P/R : Playback / Record)
Pin ini berfungsi mengatur perintah playback atau record, level high untuk proses playback, level low untuk proses record ISD 25120 dirancang dengan beberapa mode operasi yang terdapat di dalamnya, sehingga memiliki fungsi maksimal dengan dengan sedikit komponen eksternal. Ketika dua Most Significant Bit (MSB) A8 dan A9 “high”, address signal diterjemahkan sebagai mode operasi.
b. Bascom 8051
Bascom 8051 merupakan singkatan dari Basic Compiler 8051. Bascom 8051 termasuk dalam program microcontroller buatan MCSElectronics yang mengadaptasi bahasa tingkat tinggi, yakni bahasa basic. Dengan menggunakan bahasa pemrograman tingkat tinggi, maka pemrogram mendapatkan banyak kemudahan dalam mengatur sistem kerja dari
microcontroller. Pada pembuatan alat ini, Bascom 8051 digunakan sebagai compiler program AT89S51.
Bascom 8051 memiliki program sendiri untuk memasukkan program yang telah dikompilasi ke dalam AT89S51. Berikut beberapa pengesetan awal pada saat melakukan penulisan program ke BASCOM.
b.1 Pengaturan Tipe dari Microcontroller
Untuk pengaturan tipe mikrokontroler klik option -> compiler -> misc. Setelah itu tampilan layar seperti pada gambar dibawah ini. pilih tipe REG51.DAT jika menggunakan microcontroller AT89S51.
b.2 Pengaturan Baudrate dan Frekuensi
Klik “Communication” pada bagian compiler maka tampilan layar akan seperti gambar dibawah ini. Pada gambar dapat dilihat kecepatan kirim sebesar 4800 dengan frekuensi 11.0592 MHz. Besarnya frekuensi ini disesuaikan dengan besarnya crystal padahardware mikrokontroler
c. Amplifier LM386
Fungsi amplifier pada alat ini adalah agar pengguna dapat mendengarkan suara dengan jelas, karena output yang dikeluarkan oleh ISD25120 sangat kecil, dalam hal ini penulis memakai IC LM 386 sebagai komponen utama dalam penguatan suara.
LM 386 adalah suatu amplifier yang dirancang untuk penggunaan low voltage. Pada rangkaian internalnya, penguatan di-setsebesar 20 kali. Bila pengguna ingin dapat meningkatkan nilai penguatan, maka dapat ditambahkan resistor dan kapasitor pada pin 1 dan pin 8. Dengan demikian, nilai penguatan dapat naik yaitu antara 20 kali sampai 200 kali. Daya yang dibutuhkan untuk bekerja pada tegangan 6 volt hanya 24 miliwatts.

Gambar 10. Equivalent Schematic LM386
Berikut ini adalah konfigurasi pin LM386:

Gbr 11 Konfigurasi Pin LM38619
JADWAL KEGIATAN

RANCANGAN BIAYA
Lampiran 5. Daftar Komponen

A. Media Pembelajaran
Media pembelajaran merupakan segala sesuatu yang dapat digunakan dalam proses belajar mengajar agar dapat merangsang pikiran, perhatian, dan motivasi si belajar dalam mengikuti pelajaran. Media pembelajaran dapat bermanfaat untuk memperlancar interaksi
pada saat proses belajar mengajar, mengalirkan pesan, merangsang dan meningkatkan motivasi belajar siswa, yang akhirnya dapat meningkatkan prestasi belajar.
Manfaat ini diupayakan pula dapat terjadi pada pembelajaran huruf Braille delapan titik. Perangkat yang akan dibuat merupakan sebuah media pembelajaran yang dapat digunakan sebagai pendahuluan untuk mengenali huruf Braille delapan titik. Media pembelajaran untuk huruf Braille telah banyak dibuat, diantaranya adalah pantule, singkatan dari Papan Tulis Braille. Alat ini terdiri dari paku-paku yang dapat ditempel pada papan sehingga membentuk kombinasi huruf Braille, seperti laci atau kotak peti, terbuat dari papan dengan lubang-lubang tempat memasukkan pin-pin logam. Ada juga media pembelajaran yang berbasis PC dan menggunakan 12 tombol Push Button sebagai interface-nya, yang mampu mengenali huruf Braille enam titik elemen positif. Cara kerjanya adalah dengan menekan tombol-tombol push button sehingga membentuk susunan huruf Braille, push
button dalam keadaan OFF merupakan titik timbul dan push button keadaan ON merupakan bagian Braille yang rata, alat ini dapat mengeluarkan suara sesuai dengan susunan huruf Braille yang dimasukkan.
TINJAUAN PUSTAKA
http://www.atmel.com.