TUGAS PENDAHULUAN 1 MODUL 2

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Prosedur

2. Hardware dan Diagram Blok

3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja

4. Flowchart dan Listing Program

5. Kondisi

6. Video Simulasi 

7. Download file

Tugas Pendahuluan 1 Modul 2

(Percobaan 2 Kondisi 5)

1. Prosedur&nbsp[kembali]

• Rangkai semua komponen di Proteus sesuai dengan percobaan 2 pada modul  1
• Buat program untuk STM32F103C8T di STM32CubeIDE, sesuaikan konfigurasinya dengan rangkaian pada proteus dan kondisi yang dipakai
• Masukkan Program ke STM32 di rangkaian proteus
• Simulasikan rangkaian

2. Hardware dan Diagram Blok&nbsp[kembali]

• STM32F103C8

STM32F103C8 adalah mikrokontroler 32-bit yang diproduksi oleh STMicroelectronics. Mikrokontroler ini termasuk dalam keluarga STM32 yang menggunakan inti ARM Cortex-M3. STM32F103C8 dilengkapi dengan berbagai fitur, seperti memori flash 64KB, SRAM 20KB, dan banyak pin I/O (Input/Output) untuk berbagai aplikasi.

• Resistor 10K dan 2.2k ohm

Resistor adalah komponen elektronik yang berfungsi untuk menghambat arus listrik dalam suatu rangkaian. Nilai hambatan resistor diukur dalam ohm (Ω) dan sering digunakan untuk mengontrol tegangan, membatasi arus, serta melindungi komponen lain seperti LED dari kerusakan akibat arus berlebih. Resistor tersedia dalam berbagai jenis, seperti tetap, variabel (potensiometer), dan termistor yang peka terhadap suhu.

• Push Button

Push button adalah sakelar mekanik yang bekerja saat ditekan dan kembali ke posisi semula saat dilepas. Komponen ini digunakan untuk mengaktifkan atau menonaktifkan sirkuit listrik, seperti dalam sistem kontrol, input pengguna pada perangkat elektronik, dan tombol reset atau start dalam rangkaian mikroprosesor. Push button sering dikombinasikan dengan mikrokontroler untuk menangkap input pengguna dalam berbagai aplikasi interaktif.

• LDR

LDR (Light Dependent Resistor) adalah jenis resistor yang nilai resistansinya berubah tergantung pada intensitas cahaya yang diterimanya. Ketika cahaya jatuh pada permukaan LDR, resistansinya akan menurun, sementara dalam kondisi gelap, resistansinya akan meningkat. Fungsi utama LDR adalah untuk mendeteksi tingkat cahaya, yang sering digunakan dalam aplikasi seperti pengaturan otomatis pencahayaan, sensor cahaya pada perangkat elektronik, serta sebagai input pada sistem pengukuran intensitas cahaya atau pengendalian pencahayaan secara otomatis.

• Buzzer

Buzzer adalah komponen elektronik yang menghasilkan suara sebagai output dari sinyal listrik yang diterimanya. Buzzer biasanya digunakan untuk memberi tanda atau peringatan melalui suara dalam berbagai perangkat, seperti alarm, perangkat pengingat, atau sistem kontrol. Terdapat dua jenis buzzer, yaitu piezoelectric dan elektromagnetik. Buzzer piezoelectric bekerja dengan mengubah sinyal listrik menjadi getaran mekanik yang menghasilkan suara, sedangkan buzzer elektromagnetik menghasilkan suara dengan cara menggerakkan membran menggunakan medan magnet. Buzzer sering digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan pemberitahuan atau peringatan suara, seperti alarm keamanan, timer, atau indikator status perangkat.

• Motor DC

Motor DC (Direct Current) adalah jenis motor listrik yang beroperasi menggunakan arus searah (DC). Motor ini mengubah energi listrik menjadi energi mekanik untuk menghasilkan gerakan rotasi. Motor DC memiliki dua komponen utama, yaitu stator (bagian diam) dan rotor (bagian yang berputar). Motor DC digunakan dalam berbagai aplikasi untuk menggerakkan perangkat mekanik, seperti dalam robotika, kendaraan listrik, kipas angin, dan sistem penggerak otomatis lainnya. Motor DC dapat dikendalikan kecepatan rotasinya dengan mengubah tegangan atau arus yang diberikan.

Blok Diagram :

3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja[kembali]

Rangkaian ini menggunakan mikrokontroler STM32F103C8T6 sebagai pusat kendali utama, dengan komponen input berupa potensiometer, dan komponen output berupa motor DC dan buzzer. Potensiometer dihubungkan ke salah satu pin ADC mikrokontroler, yaitu PA0-WKUP, yang berfungsi membaca nilai tegangan analog sebagai representasi posisi potensiometer. Nilai ini digunakan untuk menentukan kondisi yang akan dijalankan pada rangkaian berdasarkan dua threshold yang telah ditentukan, yaitu 1800 dan 3200.

Motor DC dikendalikan melalui transistor BD139 (Q1) yang berfungsi sebagai saklar elektronik. Basis transistor dihubungkan ke pin PA8 mikrokontroler melalui resistor R1 (2.2kΩ) untuk mengontrol sinyal PWM. Motor mendapatkan suplai langsung dari tegangan 5V, sedangkan pengendaliannya dilakukan melalui jalur ground dengan transistor sebagai pemutus sambungan. Dioda D1 berfungsi sebagai freewheeling diode, yang melindungi transistor dari tegangan balik saat motor berhenti. Sementara itu, buzzer dihubungkan ke pin PA2 mikrokontroler untuk menerima sinyal PWM dengan frekuensi tertentu atau logika digital.

Setelah rangkaian dibuat di Proteus, dilakukan konfigurasi pin dan peripheral pada STM32CubeIDE, menyesuaikan dengan susunan yang digunakan di simulasi. Pin ADC, PWM output, dan pengaturan clock dikonfigurasikan terlebih dahulu. Debug mode diatur menggunakan Serial Wire Debug, dan pada bagian RCC dipilih opsi Crystal/Ceramic Resonator. Setelah konfigurasi selesai, proyek disimpan, dan struktur kode dengan beberapa fungsi otomatis dihasilkan berdasarkan konfigurasi tersebut.

Pemrograman dimulai dengan menyertakan file header utama #include "main.h" dan menggunakan HAL Library untuk memudahkan pengendalian peripheral. Program melakukan inisialisasi sistem, konfigurasi clock, GPIO, ADC1, serta dua buah timer PWM, yaitu TIM1 untuk motor dan TIM2 untuk buzzer.

• TIM1 - Channel 1 digunakan menghasilkan sinyal PWM untuk mengatur kecepatan motor DC.

• TIM2 - Channel 3 digunakan menghasilkan sinyal PWM untuk mengontrol buzzer.

Prinsip Kerja:

Pada loop utama program (while(1)), nilai ADC dibaca secara terus-menerus dari potensiometer. Berdasarkan nilai tersebut, berikut adalah logika kerja sistem:

• Jika nilai ADC < 1800:

  • Motor DC berputar dengan duty cycle 50%, menghasilkan kecepatan sedang.

  • Buzzer dinyalakan dengan frekuensi tinggi menggunakan PWM pada Timer 2 (periode pendek, misalnya 2000 = ~10 kHz) dan duty cycle 50%, sehingga menghasilkan bunyi nyaring.

• Jika nilai ADC > 3200:

  • Motor DC berputar dengan duty cycle 70%, menghasilkan kecepatan tinggi.

  • Buzzer dimatikan dengan cara mengatur nilai PWM compare menjadi nol (tidak ada pulsa PWM yang dikirim).

File program selanjutnya di-build untuk menghasilkan file dengan ekstensi .hex, lalu file tersebut di-upload ke mikrokontroler dalam simulasi Proteus untuk menjalankan sistem.

4. Flowchart dan Listing Program [kembali]

• Flowchart
• 

  
  
  
• Listing Program 

#include "stm32f1xx_hal.h"

#include "stm32f1xx_hal_rcc.h"

// Konfigurasi Pin Stepper

#define STEPPER_PORT GPIOB

#define IN1_PIN GPIO_PIN_8

#define IN2_PIN GPIO_PIN_9

#define IN3_PIN GPIO_PIN_10

#define IN4_PIN GPIO_PIN_11

// Konfigurasi LED RGB

#define LED_PORT GPIOB

#define LED_RED_PIN GPIO_PIN_12

#define LED_GREEN_PIN GPIO_PIN_13

#define LED_BLUE_PIN GPIO_PIN_14

// Urutan langkah stepper

const uint16_t STEP_SEQ_CW[4] = {0x0100, 0x0200, 0x0400, 0x0800};

const uint16_t STEP_SEQ_CCW[4] = {0x0800, 0x0400, 0x0200, 0x0100};

ADC_HandleTypeDef hadc1;

uint8_t current_mode = 0; // 0 = CW, 1 = CCW, 2 = Oscillate

uint8_t direction = 0; // Untuk Oscillate mode

// Prototipe fungsi

void SystemClock_Config(void);

void MX_GPIO_Init(void);

void MX_ADC1_Init(void);

void RunStepper(const uint16_t *sequence, uint8_t speed);

void Error_Handler(void);

int main(void)

{

HAL_Init();

SystemClock_Config();

MX_GPIO_Init();

MX_ADC1_Init();

while (1)

{

// Baca nilai ADC (potensiometer)

HAL_ADC_Start(&hadc1);

if (HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 10) == HAL_OK)

{

uint16_t adc_val = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);

// Tentukan mode berdasarkan ADC

if (adc_val < 1365) {

current_mode = 0;

HAL_GPIO_WritePin(LED_PORT, LED_RED_PIN, GPIO_PIN_SET);

HAL_GPIO_WritePin(LED_PORT, LED_GREEN_PIN | LED_BLUE_PIN, GPIO_PIN_RESET);

}

else if (adc_val < 2730) {

current_mode = 1;

HAL_GPIO_WritePin(LED_PORT, LED_GREEN_PIN, GPIO_PIN_SET);

HAL_GPIO_WritePin(LED_PORT, LED_RED_PIN | LED_BLUE_PIN, GPIO_PIN_RESET);

}

else {

current_mode = 2;

HAL_GPIO_WritePin(LED_PORT, LED_BLUE_PIN, GPIO_PIN_SET);

HAL_GPIO_WritePin(LED_PORT, LED_RED_PIN | LED_GREEN_PIN, GPIO_PIN_RESET);

}

}

// Eksekusi stepper sesuai mode

switch (current_mode)

{

case 0: // CW

RunStepper(STEP_SEQ_CCW, 10);

break;

case 1: // CCW

RunStepper(STEP_SEQ_CW, 10);

break;

case 2: // Oscillate

if (direction == 0)

{

RunStepper(STEP_SEQ_CW, 5);

if ((STEPPER_PORT->ODR & 0x0F00) == STEP_SEQ_CW[3])

direction = 1;

}

else

{

RunStepper(STEP_SEQ_CCW, 5);

if ((STEPPER_PORT->ODR & 0x0F00) == STEP_SEQ_CCW[3])

direction = 0;

}

break;

}

}

}

// Fungsi untuk menjalankan stepper

void RunStepper(const uint16_t *sequence, uint8_t speed)

{

static uint8_t step = 0;

STEPPER_PORT->ODR = (STEPPER_PORT->ODR & 0x00FF) | sequence[step];

step = (step + 1) % 4;

HAL_Delay(speed);

}

// Konfigurasi clock default (HSI)

void SystemClock_Config(void)

{

RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};

RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;

RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;

RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;

if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)

{

Error_Handler();

}

RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK

| RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;

RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_HSI;

RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;

RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0) != HAL_OK)

{

Error_Handler();

}

}

// Inisialisasi GPIO

void MX_GPIO_Init(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); // Aktifkan clock GPIOB

// LED pin output

GPIO_InitStruct.Pin = LED_RED_PIN | LED_GREEN_PIN | LED_BLUE_PIN;

GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;

GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLDOWN;

GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;

HAL_GPIO_Init(LED_PORT, &GPIO_InitStruct);

// Stepper pin output

GPIO_InitStruct.Pin = IN1_PIN | IN2_PIN | IN3_PIN | IN4_PIN;

HAL_GPIO_Init(STEPPER_PORT, &GPIO_InitStruct);

}

// Inisialisasi ADC1 untuk potensiometer

void MX_ADC1_Init(void)

{

ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};

hadc1.Instance = ADC1;

hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;

hadc1.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;

hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;

hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;

hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;

hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;

if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK)

{

Error_Handler();

}

sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0;

sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;

sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_71CYCLES_5;

if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)

{

Error_Handler();

}

}

// Error Handler

void Error_Handler(void)

{

while (1) {}

}

5. Kondisi [kembali]

Buatlah rangkaian seperti gambar pada percobaan 2, buatlah ketika soil moisture sensor mendeteksi kelembapan tanah basah, Motor Stepper berputar secara Counter Clockwise
6. Video Simulasi [kembali]

7. Download file [kembali]

Download File Rangkaian []
Download Video Simulasi []

Download Datasheet Mikrokontroler STM32F103C8 [Download]

Download Datasheet Sensor LDR [Download]

Download Datasheet Dioda [Download]

Download Datasheet Resistor [Download]

Download Datasheet Buzzer [Download]

Download Datasheet Transistor [Download]

Download Datasheet Motor DC [Download]

Download Datasheet Push Button [Download]

 

[menuju awal]