Mesin Penjual Otomatis Berbasis FPGA Altera Epf10k10 Menggunakan VHDL

 

Pernahkah anda membayangkan bagaimana cara kerja sebuah vending machine? Vending machine dapat menggantikan manusia untuk menjual sesuatu seperti minuman, makanan, rokok bahkan tiket kereta. Keberadaan vending machine atau mesin penjual otomatis di Indonesia memang masih jarang, dikarenakan memang kondisi masyarakat belum kondusif dan teknologi yang masih belum siap. Lalu, bagaimana vending machine dapat mengetahui koin uang yang kita masukan dan memberikan botol minuman yang kita inginkan, serta mengembalikan uang kembalian ? Let’s check it out!

Saat ini sistem kontrol pada vending machine cenderung statis dan amat sulit dirubah, baik itu masukan nominal uangnya maupun jumlah dan harga produknya. Karenanya, diciptakan sebuah sistem kontrol memungkinkan adanya kemudahan konfigurasi ulang oleh pengguna agar dapat diaplikasikan sesuai kebutuhan Untuk itu, maka dirancang sebuah sistem kontrol mesin penjual otomatis berbasis FPGA ALTERA EPF10K10 menggunakan VHDL.

FPGA adalah rangkaian digital terintegrasi yang terdiri dari blok logika yang dapat dikonfigurasi dan dapat diprogram, serta blok interkoneksi yang dapat dikonfigurasi diantara blok-blok ini. Papan pengembangan FPGA yang digunakan dalam perancangan adalah Wizard FLEX-A01 Experiment Board, yang merupakan papan pengembangan FPGA ini berbasis RAM tipe EPF10K10LC84 dari ALTERA dengan kapasitas 10.000 gerbang (gates) logika dan 576 logic element serta 6.144 bit RAM dengan Konektor JTAG untuk koneksi Byteblaster. Perancangan ini dilakukan dengan menggunakan kode VHDL atau VHSIC Hardware Description Language. VHSIC sendiri adalah singkatan dari Very High Speed Integrated Circuits. VHDL adalah sebuah hardware description language yang mendeskripsikan sifat atau watak rangkaian atau sistem digital.

Blok Diagram Perancangan Mesin Penjual Otomatis

Sistem ini terbagi dalam beberapa modul, yaitu : modul koin masuk, modul pemilih produk, modul inti, modul mekanisme pergeluaran produk, modul mekanisme pengeluaran koin, modul kontrol pintu, modul temporal tray, modul penampil 7-segment, dan modul debouncing untuk mengurangi efek bouncing.

Mesin penjual otomatis ini memiliki dua level tray penerima uang, yaitu tray temporal storage atau tempat penyimpan uang sementara dan tray real storage atau tempat penyimpanan uang non-temporal. Masukan uang pada awalnya akan masuk ke tempat penyimpanan sementara, sampai ditekan tombok OK sebagai tombol verifikasi, tempat penyimpanan sementara ini akan terbuka dan uang akan masuk ke tempat penyimpanan nontemporal. Mekanisme ini ada agar apabila pembeli berubah pikiran dan membatalkan transaksi dengan tombol batal, uang yang keluar adalah uang yang tadi dimasukkan. Hal ini untuk menghindari penyalahgunaan mesin penjual otomatis sebagai mesin penukar uang.

Papan perancangan ini memiliki 4 buah input switch yaitu SW0, SW1, SW2 dan SW3 seperti pada Gambar di bawah ini. Keempat switch dihubungkan dengan 4 buah dedicated input pada FPGA chip dan menggunakan pull up resistor 10 K Ohm. SW 0, SW 1 dan SW 2 digunakan untuk memberi masukan sinyal yang mewakili nominal koin untuk mesin penjual otomatis. SW 0 mewakili masukan nominal Rp.200, SW 1 mewakili nominal masukan Rp. 500 dan SW 2 mewakili nominal Rp. 1000.

Laluuu…apa kelebihan mesin penjual otomatis ini? sistem kontrolnya memudahkan jika pengguna ingin mengubah variabel yang diinginkan, seperti produk dengan harga berbeda dan jumlah produk maksimum yang berbeda serta jumlah nominal mata uang yang berbeda. Jadi jika ada data yang ingin diubah, yang dirubah hanya modul-modul yang terkait saja tidak perlu sampai merubah seluruh sistem.