Sigma Teknika, Vol.2, No.2 : 158-172 November 2019 E-ISSN 2599-0616 P ISSN 2614-5979

## RANCANG BANGUN TEXT DAN ANIMASI 3 DIMENSI PADA LED CUBE
BERBASIS ARDUINO UNO ATMEGA 328
, ,
1,2,3) Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Riau Kepuluan Batam Email: telechaty300596@gmail.com

## Abstract
Promotion is one means to increase sales figures at a company. And the product being promoted. Promotions carried out to potential target markets. There are various kinds of promotional media used such as neon boxes. Neon Box requires neon lights with high electric power and high prices. On the other hand the neon box image is static or cannot be changed. So from the problems above, through  this  study  the  authors  designed  a  promotional  media  using  LEDs  that  were  shaped  like cubes. Because LED prices are not expensive. This promotional tool was built using an Arduino- based microcontroller and connected to the interface on the desktop. Display that can be arranged through the desktop are letters, numbers, and shapes (flat areas). CUBE LEDs were tested 5 times for  each  flame  pattern  and  the  test  results  were  obtained  successfully.  So  the  CUBE  LED  was successfully designed and built and found no errors.
Keywords: LED cube, promotional media, Light Emitting Diode

## Abstrak
Media  promosi  merupakan  salah  satu  sarana  untuk  menaikannya  angka  penjualan  pada  suatu perusahaan. Dan produk yang dipromosikan. Promosi yang dilakukan sampai kepada target pasar yang  potensial.  Ada  berbagai  macam  media  promosi  yang  digunakan  misalnya neon  box.  Neon Box membutuhkan  lampu neon dengan  daya  listrik  yang  tinggi  dan  harga  mahal.  Disisi  lain gambar neon  box bersifat  statis  atau  tidak  bisa  diganti-ganti.  Maka  dari  permasalahan  diatas, melalui  penelitian  ini  penulis  merancang  media  promosi  menggunakan LED yang  dibentuk menyerupai  kubus.  Karena  harga LED yang  tidak  mahal.  Alat  bantu  promosi  ini  dibangun menggunakan  mikrokontroller  berbasis Arduino dan  dihubungkan  dengan  Interface  yang  ada  di desktop. Tampilan yang bisa diatur melalui desktop yaitu huruf, angka, dan bentuk (bidang datar). LED  CUBE dilakukan  pengujian  sebanyak  5  kali  untuk  setiap  pola  nyalanya  dan  dari  hasil pengujian  didapatkan  berhasil.  Jadi LED  CUBE berhasil  dirancang  dan  dibangun  dan  tidak didapati error.
Kata Kunci: LED cube, media promosi , Light Emitting Diode
Sigma Teknika, Vol.2, No.2 : 158-172 November 2019 E-ISSN 2599-0616 P ISSN 2614-5979

## I. PENDAHULUAN
Perkembangan  teknologi  visual  sangat  pesat sejak ditemukannya teknologi LED yang sudah diterapkan  dalam  berbagai  media  elektronik.
Banyak  pengusaha  yang  menggunakan LED ini sebagai sarana promosi agar para konsumen tertarik  dan  berminat  untuk  datang  ke  toko mereka. Running Text , LED Bill Board , Layar LED  TV ,  dan  lain-lain  sekarang  banyak menggunakan teknologi LED . Dengan bantuan mikrokontroler  dapat  menghasilkan  tampilan yang  sangat  indah  dan  dapat  di  manfaatkan sebagai  sarana  informasi,  hiburan  dan  masih banyak lagi.
Cara  pembuatan  dan  penggunaan Persistence of  Vision berkembang  dengan  pesat,  tetapi seringkali  hanya  dapat  menampilkan  suatu tampilan  yang  monoton  dan  tidak  banyak pilihan.  Dalam  hal  ini, persistence  of  vision dimunculkan  oleh  barisan LED blue yang tersusun  rapi  berbentuk  kubus  dan  di control oleh arduino  uno yang  berfungsi  sebagai pengendali  tiap LED .  Dengan  bentuk  seperti ini,  hasil  yang  akan  di  tampilkan  dapat berbentuk 3D.
Berdasarkan uraian di atas, maka penulis ingin mendesain  program  animasi  dan  teks  dengan menggunakan  prinsip  POV dan  dengan bantuan arduino  uno sehingga  tampilan  yang
akan  dihasilkan  sesuai  dengan  yang  pengguna inginkan.

## II.  LANDASAN TEORI
Saat  ini  teknologi  sangatlah  maju  dan  seolah telah  menjadi  bagian  tak  terpisahkan  dari kehidupan  manusia.  Teknologi  dalam  bidang elektronik  adalah  teknologi  paling  meningkat dibanding bidang lain. Salah satu bidang yang banyak memakai teknologi elektronika adalah bidang  hiburan.  Berbagai  macam  hiburan mulai  dari  televisi  , radio,  video  game dan berbagai macam hiburan lainnya bisa dipastikan  memakai  teknologi  elektronik  di dalamnya. Namun tidak menuntut kemungkinan  juga  ketika  bidang  teknologi diterapkan untuk meningkatkan kualitas dunia Pendidikan.
LED  cube adalah  susunan  dari  beberapa lampu LED yang  di  bentuk  kotak  meyerupai kubus  dan  berbagai  ragam  skala. LED cube adalah  pengembangan  dari dot matrik.
Perbedaan utamanya adalah LED cube mampu menampilkan  pola  dalam  bentuk  3  dimensi  . Pola dihasilkan dari hasil coding Menggunakan  Bahasa  C  pada  program Arduino .  Oleh  karena  itu  ,  penulis  memiliki gagasan  untuk  membuat  sebuah  produk
Sigma Teknika, Vol.2, No.2 : 158-172 November 2019 E-ISSN 2599-0616 P ISSN 2614-5979
berupa LED  cube tersebut  nantinya  dapat diterapkan  dalam  dunia industry .  Untuk pemanfaatan  teknologi  ini  akan  difokuskan hanya  untuk  memperkenalkan  bangun  ruang kubus. Pengenalan bangun ruang yang berupa titik sudut, rusuk sudut, sisi dan semua bagian dari kubus. Pembelajaran yang akan diterapkan  adalah  menyalakan LED sesuai dengan bagian kubus yang akan diperkenalkan.  Pengontrolan  pola  nyala LED akan diatur menggunakan Arduino Uno .

## A. Landasan Teori
Landasan  teori  menjelaskan  secara  lebih spesifik  lagi  mengenai  aspek-aspek  yang terkait dalam perancangan LED cube berbasis
arduino ini.  Dalam  penulisan  yang  dilakukan pada landasan teori didapt dari buku-buku dan jurnal  penelitian  sebagai  referensi  dalam perancangan alat yang dilakukan.

## B. Pengertian LED
LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan  cahaya  monokromatik  ketika diberikan  tegangan  maju. LED merupakan keluarga  Dioda  yang  terbuat  dari  bahan semikonduktor.  Warna-warna  Cahaya  yang dipancarkan  oleh LED tergantung  pada  jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya.
Cara  kerja LED hanya  akan  memancarkan cahaya  apabila  dialiri  tegangan  maju  (bias forward )  dari  Anoda  menuju  ke  Katoda.  Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan  photon  dan  memancarkan  cahaya monokromatik (satu warna).
Gambar 2.1 Type P dan Type N pada LED

## C. Arduino
Arduino didefinisikan sebagai sebuah platform elektronik  yang open  source ,  berbasis  pada software dan hardware yang  fleksibel  dan mudah  digunakan,  yang  ditujukan  untuk seniman, desainer , hobbies dan  setiap  orang yang  tertarik  dalam  membuat  obyek  atau lingkungan yang interaktif .
Arduino sebagai  sebuah platform komputasi fisik  ( Physical  Computing )  yang open  source pada board  input  ouput sederhana,  yang dimaksud  dengan  platform  komputasi  fisik disini  adalah  sebuah  sistem  fisik  yang interaktif  dengan  penggunaan software dan
Sigma Teknika, Vol.2, No.2 : 158-172 November 2019 E-ISSN 2599-0616 P ISSN 2614-5979
hardware yang dapat mendeteksi dan mere spons situasi dan kondisi.

## D. Software Arduino
Software  Arduino adalah  sebuah integrated development  environment (IDE)  yang  sangat canggih  ditulis  dengan  menggunakan  bahasa java  sehingga  tidak  perlu  diinstal  seperti software pada  umumnya  tapi  dapat  langsung dijalankan  selama  komputer  yang  digunakan sudah terinstal java runtime .
Saat  ini Arduino sangat  popular  di  seluruh dunia.  Banyak  pemula  yang  belajar  mengenal robotika dan elektronika lewat Arduino karena mudah  dipelajari  .  tapi  tidak  hanya  pemula  , para hobbyist atau  professional  pun  ikut senang  mengembangkan  aplikasi  elektronik menggunakan Arduino .  Bahasa  yang  dipakai dalam Arduino bukan assembler yang relative sulit,  tetapi  Bahasa  C  yang  disederhanakan dengan  bantuan  pustaka-pustaka  ( libraries )
Arduino .

## E. Arduino Uno R3
Arduino  uno R3  adalah  papan  pengembangan ( development  board )  mikrokontroler  yang berbasis chip ATmega  328P.  Disebut  sebagai papan  pengembangan  karena board ini memang  berfungsi  sebgai  arena prototyping sirkuit  mikrokontroler  ,  dengan  menggunakan
papan  pengembangan  anda  akan  lebih  mudah merangkai rangkaian elektronika mikrokontroler  dibanding  jika  anda  memulai merakit ATMega328 dari awal di breadboard .
Gambar 2.3 Arduino Uno R3

## III.  METODE PENELITIAN

## A. Alat dan Bahan
Metode  penelitian  yang  dinilai  sesusai dengan pelaksanaan penelitian tugas akhir ini adalah  metode  kualitatif,  penyusunan  skripsi ini didasarkan pada masalah yang dirumuskan sebelum-sebelumnya yang nantinya  diwujudkan  dalam  bentuk  simulasi perancangan  alat,  data  dan  spesifikasi komponen yang digunakan dalam perancangan  alat  adalah  data  sekunder  dari
Sigma Teknika, Vol.2, No.2 : 158-172 November 2019 E-ISSN 2599-0616 P ISSN 2614-5979
referensi  buku  dan internet dan  metode  lain yang digunakan. Selanjutnya pelaksanaannya akan dibagi melalui beberapa tahapan.
Dalam  perancangan LED  cube berbasis arduino uno ,  dibutuhkan  alat  dan  bahan sebagai  pendukung  penelitian.  Pengunaan alat  dan  bahan  yang  tepat  dan  baik  akan mempermudah pengerjaan pada perancangan alat. Adapun alat dan bahan yang digunakan:

## B. Alur Penelitian
Dalam  Perancangan    yang  dilakukan  harus memiliki  alur  penelitian  atau  yang  biasa disebut dengan flow chart. Hal ini dimaksudkan  agar  sistem  kerja  alat  dapat dipahami    dengan  mudah  melalui  alur kerjanya  dari  awal start hingga finish ,  dan karena  hal  tersebut  penelitian  mengenai perancangan LED cube berbasis arduino uno ini juga memiliki sebuah flow chart .
Pada  penelitian  dan  perancangan  memiliki pendekatan  sistem  berurutan,  yaitu  analisis kebutuhan  ,  desain,  proses  (  pengkodean  ), dan pengujian.
Gambar 3.1 Sistem Penelitian
Sehingga dari setiap langkah yang dilakukan dapat  menghasilkan  struktur  kerja  yang mudah  dipahamin  dari  setiap  langkah  yang telah  disusun.  Perancangan  perangkat  harus menggunakan  pendekatan  dan  proses  yang berurutan  seperti    analisis  kebutuhan  yang digunakan, perancangan sistem yang digunakan untuk pemecahan masalah, pengaplikasian  perancangan  serta  proses pengujian yang akan memenntukan akhir dari sebuah perancangan.
Sigma Teknika, Vol.2, No.2 : 158-172 November 2019 E-ISSN 2599-0616 P ISSN 2614-5979
Gambar 3.2 Diagram Alir Penginputan
Program
User mengirim  kalimat berupa huruf , angka atau symbol yang nantinya akan diterjemahkan  oleh Arduino ke dalam binary code .  Dan  akan  ditampilkan  kembali  dalam nyala  lampu  yang  berbentuk  huruf,  angka atau symbol tersebut.  Untuk    sekarang    jika mau  mengubah  kalimat  yang  akan  dikirim maka  harus upload  code baru  ke  dalam
arduino.

## C. Perancangan Sistem
Perancangan LED  cube ini  menggunakan arduino uno sebagai mikrokontroller nya.
Perancangan  ini  terdiri  dari  dua  bagian utama,  yaitu    sistem  perancangan  perangkat keras  ( hardware )  dan  sistem  perancangan perangkat  lunak  ( software ).  Perancangan perangkat  keras  terdiri  dari  rangkaian minimum mikrokontroler , rangkaian catudaya, dan rangakaian penerima. Perangakat  keras  mencakup  seluruh  bagian perancangan  dari  seluruh LED  cube . Sementara  perancangan  perangkat  lunak ( software )  menggunakan  IDE  ( Integrated Development Environment ).  Menerapkan setiap  langkah  yang  dibutuhkan  untuk menggerakaan  bagian  –  bagian  dari LED cube dengan program yang  disimpan didalam arduino .

## D. Proses pembuatan
Pada  proses  pembuatan LED kubus  tersebut dibagi  menjadi  beberapa  bagian    seperti bagian hardware dan software .  Desain
Sigma Teknika, Vol.2, No.2 : 158-172
November 2019
E-ISSN 2599-0616 P ISSN 2614-5979
Hardware dan Software meliputi  dengan  hal sebagai berikut :
1. Hardware yang  pertama  berguna  untuk menerima  input  dan  mengeluarkan output
pada hardware  LED . Hardware ini  berupa rangkaian driver LED yang berfungsi sebagai mengolah  data input dari Arduino dan  akan dikirim ke rangkaian LED cube
2. Hardware yang  kedua  berupa  susunan matrik kubus LED , kubus LED tersusun dari
LED yang  dirangkaian  sedemikian  rupa sehingga berbentuk bangun kubus
3. Sofware yang  digunakan  yaitu Arduino Uno Atmega  328  ,  yang  berfungsi  sebagai aplikasi  Bahasa  C++  untuk  meng input program ke dalam rangkaian driver LED dan akan  menampilkan  hasil coding di  kubus LED .

## E. Pengujian dan Pengambilan Data
Untuk  mengetahui  kinerja  dari  sebuah  alat yang  di  rancang,  maka  dilakukan  pengujian pada  alat  tersebut.  Dari  pengujian  tersebut akan  ditarik  data  untuk  kemudian  dilakukan analisa dan perbandingan agar dapat menarik kesimpulan  dari  tujuan  penelitian.  Dalam perancangan LED cube berbasis arduino uno ini  pengujian  dilakukan  dalam  beberapa skema  pengujian  berdasarkan  apa  yang  ada
didalam  tujuan  penelitian.  Bagian-bagian pengujian tersebut yaitu .

## F. Pengujian Kondisi LED
Pada  pengujian  akhir  dari LED  cube adalah dengan menguji setiap bagian dari LED cube dapat  berjalan  dengan  baik  atau  tidak. Pengujian meliputi koneksi dari kontrol LED cube ,  hasil coding pada  program  sesuai dengan  yang  dihasilkan  pada  tampilan LED cube.

## G. Pengujian Software
Pengujian software ini  bertujuan  untuk memastikan  bahwa Led  Cube 8x8x8  ini dapat diprogram dan kita dapat menampilkan tampilan  sesuai  yang  diinginkan.  Dalam pengujian software ini, dengan menggunakan arduino  uno sebagai  pengendali  tiap  led  dan mengunakan bahasa khusus arduino uno.

## IV.  HASIL DAN PEMBAHASAN
Menjelaskan  tentang  hasil  dan  pembahasan yang  telah  didapatkan  pada  pengujian  alat yaitu  rancang  bangun text dan  animasi  3 dimensi pada LED cube berbasis Arduino uno Atmega  328,  dan  didalammya  juga  akan dijabarkan  pengujian  yang  terjadi  dan  didapat pada proses pengujian alat
Sigma Teknika, Vol.2, No.2 : 158-172 November 2019 E-ISSN 2599-0616 P ISSN 2614-5979

## Gambar
Pada  langkah  pertama  pengujian  yang dilakukan  yaitu  mencoba LED satu  persatu agar  disaat  pemasangan LED tidak  dalam kondisi rusak.
Gambar 4.2 Pengujian LED
Setelah LED diuji  satu  persatu  lalu  disusun sesuai  susunan LED pada layer yang  telah digambarkan  pada  bab  sebelumnya  .  Dan
layer LED disusun menyerupai bentuk kubus
Gambar 4.3 Susunan Layer LED
Pengujian selanjutnya dilakukan dengan cara menghidupkan  kubus LED agar  dapat
mengetahui  jika  ada  kerusakan  atau  mati
Sigma Teknika, Vol.2, No.2 : 158-172 November 2019 E-ISSN 2599-0616 P ISSN 2614-5979
pada LED pada  saat  penyolderan  terjadi.

## Gambar 4.4 Lampu LED

## A. Pengujian Pola Obyek
Pada  pengujian  selanjutnya  akan LED  cube akan  diprogram  dan  diuji  apakah  program yang kita buat sesuai dengan hasil yang akan di  tampilkan  ,  hasil  dari  pengujian  akan  di tampilkan list program  dan  tampilan  pada
LED cube.

## B. Pengujian animasi Rain
Pada  pengujian  animasi rain ini, Arduino mengirimkan nilai ke driver LED dan secara otomatis Arduino meng-eksekusi  program seperti pada gambar berikut ini .
Gambar 4.5 List program Rain
Pada  program  tersebut LED  cube akan menampilkan titik-titik lampu secara bergantian  sesuai  dengan  program  yang
diterima  dan  hasilnya  seperti  gambar berikut.
Gambar 4.6 Pola Rain

## C. Pengujian animasi Sendvoxel
Pada  pengujian  animasi sendvoxel Arduino mengirimkan nilai ke driver LED dan secara otomatis  Arduino  meng-eksekusi  program seperti pada gambar berikut ini .
Sigma Teknika, Vol.2, No.2 : 158-172 November 2019 E-ISSN 2599-0616 P ISSN 2614-5979
Gambar 4.7 List program Sendvoxel
Pada  program  tersebut LED  cube akan menghidupkan semua LED pada layer paling atas  dan LED satu  persatu  akan  jatuh sehingga layer paling  bawah  hidup  sesuai kolom di atasnya .
Gambar 4.8 Pola SendVoxel

## D. Pengujian animasi woopwoop
Pada  pengujian  animasi woopwoop Arduino secara  otomatis Arduino meng-eksekusi program seperti pada gambar berikut ini .
Sigma Teknika, Vol.2, No.2 : 158-172 November 2019 E-ISSN 2599-0616 P ISSN 2614-5979
Gambar 4.9 List program woopwoop
Pada  program  tersebut LED  cube akan menyala  dari  sudut LED  cube berbentuk seperti  kubus  kecil  dan  akan  membesar mengikuti  bentuk  kubus  yang  dibuat  lalu berpindah  ke  sudut  lain  nya  secara  terus menerus.
Gambar 4.10 Pola woopwoop
4.2.3 Pengujian animasi planeboing
Pada  pengujian animasi planeboing Arduino secara  otomatis Arduino meng-eksekusi program seperti pada gambar berikut ini .
Gambar 4.11 List program plane boing
Sigma Teknika, Vol.2, No.2 : 158-172 November 2019 E-ISSN 2599-0616 P ISSN 2614-5979
Gambar 4.12 List program planeboing
Pada  program  tersebut LED  cube  layer paling  bawah  akan  menyala  membentuk persegi dan akan berpindah pindah mengikuti urutan layer yang ada.
Gambar  Pola PlaneBoing

## IV.  KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil dari perancangan bangun text dan animasi dimensi pada LED  cube berbasis Arduino  uno atmega 328 :
1.  Dalam  pembuatan  LED  cube  8x8x8 diperlukan beberapa tahap pembuatan, pertama pembuatan hardware yang berupa susunan IC , Transistor , Resistor dan komponen pendukung lainnya  dalam  pembuatan  LED  cube.  Kedua yaitu  software  berupa  coding  yang  terdapat dalam  Arduino  yang  telah  dibuat  untuk menjalankan rangkaian LED berbentuk kubus.
2.  Pada led  cube ada  6  macam  yang ditampilkan  ,  yaitu  : rain,  plane  boing, woopwoop,  cube  jump,  glow,  text  /  number .
Sigma Teknika, Vol.2, No.2 : 158-172 November 2019 E-ISSN 2599-0616 P ISSN 2614-5979
Animasi  tersebut  dikirim  datanya  melalui Arduino ,  lalu  data  yang  telah  dibuat  akan di input pada driver  LED  cube agar  diproses dan  ditampilkan  di  kubus LED agar  dapat diketahui  hasil coding sesuai  dengan  yang dibuat pada Arduino atau tidak.

## B. Saran
Saran    yang    dapat    diberikan    untuk pengembangan    perancangan    alat    ini selanjutnya adalah sebagai berikut :
1.  Untuk  pengembangan  diharapkan  agar desain animasi 3 dimensi dan text lebih banyak variasinya dan lebih mudah untuk diaplikasikan.
2.  Untuk  pengembangan  alat,  diharapkan  agar menggunakan  lampu  led  RGB  ( Red , Green,
Blue ) agar tampilan animasi 3 dimensi dan text berjalan  lebih  indah  dilihat,  sehingga  lebih menarik dalam mempromosikan suatu produk.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]. .Adisty Hanny Asri . 2014 .
Pengenalan Elektronika Dan Komponen Dasar Elektronika .

## Bandung
[2]. Annisa Rizqi Nurlailiyah, Aulia
Oktaviana , Ninda Putri Anandita .
2015. Smart LED cube 5x5x5
menggunakan Arduino Uno Dan
Potensiometer. Semarang.
[3]. Lawung Citra Yudha Iswara . 2017 .
Sistem Pengatur Running Text Menggunakan Android Dengan
Interface Bluetooth Berbasis Arduino.

## Ponorogo
[4]. Lilik Hari Santoso, Rita Rosita. 2017 .
Rancang Bangun Papan Infromasi
Runnig Text Berbasis Arduino Uno Di
STT TEXMACO. Subang.
[5]. Michael Hans . 2016 . Rancang
Bangun LED Cube Sebagai Alat Bantu
Media Promosi. Surabaya.
[6]. Sagita Mella. 2015 . Aplikasi LED
RGB Pada Lengan Robot Penyortir Kotak Berdasarkan Warna Berbasis Arduino Uno.