Tugas Pendahuluan 2 (M2P2K9)

 


 1. Prosedur [kembali]

Langkah-langkah percobaan :

  • Buka web WOKWI.COM dan cari STM 32 NUCLEO C031C6
  • Rangkai komponen sesuai dengan gambar rangkaian di modul
  • Klik pada Library Manager untuk membuat file baru yang bernama main.h dan main.c
  • Masukan program yang telah di buat sesuai kondisi pada kedua file tersebut
  • Simulasikan

 2. Hardware dan Diagram Blok [kembali]

a. Hardware
1. STM32 NUCLEO-G474RE

STM32 NUCLEO-G474RE adalah papan pengembangan (development board) berbasis mikrokontroler STM32 yang dirancang oleh STMicroelectronics untuk memudahkan proses pembelajaran, prototyping, dan pengembangan sistem embedded.

Secara spesifik, board ini menggunakan mikrokontroler STM32G474RE, yang termasuk dalam keluarga STM32 seri G4. Mikrokontroler ini berbasis inti ARM Cortex-M4 dengan kemampuan pemrosesan yang cukup tinggi serta dilengkapi dengan fitur DSP (Digital Signal Processing) dan FPU (Floating Point Unit), sehingga sangat cocok untuk aplikasi yang membutuhkan perhitungan matematis cepat seperti kontrol motor, sistem tenaga, dan pengolahan sinyal.


2. LDR Sensor

 

LDR atau Light Dependent Resistor adalah jenis resistor yang nilai hambatannya berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya yang mengenai permukaannya, di mana prinsip kerjanya didasarkan pada fotokonduktivitas yang menyebabkan resistansi menurun saat terkena cahaya terang dan meningkat saat kondisi gelap. Dalam implementasinya pada mikrokontroler, LDR biasanya disusun menggunakan rangkaian pembagi tegangan agar perubahan intensitas cahaya dapat terbaca sebagai sinyal tegangan analog melalui fitur ADC. Sinyal digital hasil konversi tersebut kemudian digunakan oleh sistem untuk mengambil keputusan otomatis, seperti mengatur tingkat kecerahan lampu melalui PWM atau mendeteksi kondisi siang dan malam pada sistem penerangan pintar.

3. Push Button


Push button adalah komponen sakelar sederhana yang berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan aliran arus listrik dalam suatu rangkaian dengan cara menekan tombolnya. Pada penggunaan mikrokontroler, komponen ini berperan sebagai perangkat input digital yang bekerja berdasarkan prinsip logika high atau low, di mana status penekanannya dapat dibaca oleh pin GPIO atau digunakan untuk memicu mekanisme interrupt eksternal. Agar pembacaan sinyal tetap stabil dan terhindar dari kondisi floating, push button biasanya dikonfigurasi menggunakan resistor pull-up atau pull-down yang memastikan level tegangan input tetap berada pada kondisi logika yang jelas saat tombol tidak sedang ditekan.


4. LED

LED adalah dioda semikonduktor yang dapat memancarkan cahaya ketika dialiri arus listrik. LED digunakan dalam berbagai aplikasi seperti indikator elektronik, pencahayaan, dan display. LED hanya bekerja pada arah bias maju dan memiliki berbagai warna yang ditentukan oleh material semikonduktornya.

5. Buzzer
Buzzer adalah suatu komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi energi suara (bunyi) melalui mekanisme getaran. Komponen ini termasuk dalam kategori output device karena digunakan untuk memberikan respon berupa suara terhadap suatu kondisi atau perintah dalam rangkaian elektronik.

6. Resistor 

Resistor adalah komponen elektronik pasif yang berfungsi untuk membatasi arus listrik dalam suatu rangkaian. Resistor bekerja berdasarkan hukum Ohm, yang menyatakan bahwa tegangan (V) = arus (I) × resistansi (R). Resistor memiliki satuan Ohm (Ω) dan digunakan dalam berbagai aplikasi seperti pembagian tegangan, kontrol arus, dan proteksi rangkaian elektronik.

7. Motor Servo


Motor servo adalah perangkat aktuator yang dirancang dengan sistem umpan balik tertutup (closed loop) untuk mengendalikan posisi sudut, kecepatan, dan akselerasi poros secara presisi. Komponen ini bekerja berdasarkan sinyal kontrol PWM (Pulse Width Modulation), di mana lebar pulsa yang diberikan ke pin kontrol akan menentukan posisi derajat putaran porosnya, seperti pulsa 1 ms untuk posisi 0 derajat dan 2 ms untuk 180 derajat. Di dalam motor servo terdapat potensiometer internal yang berfungsi mendeteksi posisi poros saat ini dan mengirimkan informasi tersebut ke rangkaian kontrol untuk memastikan poros berhenti tepat pada sudut yang diinginkan, sehingga sangat ideal digunakan pada sistem robotika, kendali kemudi, maupun penggerak mekanik yang membutuhkan akurasi tinggi.


b. Diagram Blok

 3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [kembali]


Percobaan 2 Kondisi 9

Prinsip Kerja:

Prinsip Kerja :

Sistem jemuran otomatis ini bekerja dengan memanfaatkan sensor LDR untuk membaca intensitas cahaya lingkungan yang datanya kemudian diproses oleh mikrokontroler STM32 Nucleo-C031C6. Saat cahaya terdeteksi tinggi (kondisi cerah), mikrokontroler akan mengirim sinyal PWM agar servo motor berputar menggerakkan lengan jemuran ke area terbuka di luar atap. Sebaliknya, jika cahaya meredup karena mendung atau malam hari, sistem secara otomatis memerintahkan servo untuk menarik jemuran kembali ke bawah atap guna memberikan perlindungan. Selain itu, terdapat push button yang berfungsi sebagai kendali manual, sehingga pengguna tetap bisa mengatur posisi jemuran secara instan tanpa harus menunggu perubahan sensor cahaya.

4 . Flowchart dan Listing Program [kembali]

 a. Flowchart


Flowchart

Listing Program:

1. main.c
#include "main.h"

/* =========================================================
   ================== PERIPHERAL HANDLE ====================
   =========================================================*/
ADC_HandleTypeDef hadc1;
TIM_HandleTypeDef htim3;

/* =========================================================
   ===================== KONSTANTA =========================
   =========================================================*/
// Nilai ADC 12-bit (0-4095).
// Di Wokwi, Lux 300 biasanya menghasilkan nilai ADC di kisaran 1000-2000
// tergantung konfigurasi VCC/Resistor. Kita pakai 1500 sebagai titik tengah awal.
#define LDR_THRESHOLD 1500

/* =========================================================
   ================== VARIABEL GLOBAL ======================
   =========================================================*/
uint8_t manual_mode     = 0;   // 0 = AUTO , 1 = MANUAL
uint8_t posisi_servo    = 0;   // 0 = POSISI_A , 1 = POSISI_B
uint8_t last_button     = 1;

/* =========================================================
   ================== PROTOTYPE FUNGSI =====================
   =========================================================*/
void SystemClock_Config(void);
void MX_GPIO_Init(void);
void MX_ADC1_Init(void);
void MX_TIM3_Init(void);
void Error_Handler(void);

uint16_t LDR_Read(void);
void Servo_Set(uint8_t pos);

/* =========================================================
   ======================== MAIN ===========================
   =========================================================*/
int main(void)
{
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();

  MX_GPIO_Init();
  MX_ADC1_Init();
  MX_TIM3_Init();

  /* Start PWM Servo */
  HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_1);

  while (1)
  {
    /* ---------- 1. CEK TOMBOL MODE (DEBOUNCING) ---------- */
    uint8_t btn_now = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_1);

    if(last_button == 1 && btn_now == 0) // Falling edge (ditekan)
    {
      HAL_Delay(50); // Debounce sederhana
      if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_1) == 0)
      {
        manual_mode = !manual_mode;
       
        // Jika pindah ke manual, langsung gerakkan servo sebagai feedback
        if(manual_mode)
        {
          posisi_servo = !posisi_servo;
          Servo_Set(posisi_servo);
        }
      }
    }
    last_button = btn_now;

    /* ---------- 2. LOGIKA KONTROL ---------- */
    if(manual_mode == 0)
    {
      // MODE OTOMATIS BERDASARKAN LDR
      uint16_t ldr_val = LDR_Read();

      // Logika: Jika intensitas cahaya di bawah ambang (Gelap)
      // Servo berputar ke arah tertentu
      if(ldr_val > LDR_THRESHOLD)
      {
          posisi_servo = 0; // Kondisi Gelap
      }
      else
      {
          posisi_servo = 1; // Kondisi Terang
      }
     
      Servo_Set(posisi_servo);
    }

    HAL_Delay(50); // Delay kecil agar pembacaan lebih stabil
  }
}

/* =========================================================
   ===================== DRIVER LAYER ======================
   =========================================================*/

void Servo_Set(uint8_t pos)
{
  // Nilai Pulse: 500 = 0.5ms (0 derajat), 1500 = 1.5ms (90 derajat), 2500 = 2.5ms (180 derajat)
  // Sesuaikan nilai di bawah ini dengan kebutuhan mekanik Anda
  if(pos == 0)
       __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_1, 1000); // Arah A
  else __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_1, 2000); // Arah B
}

uint16_t LDR_Read(void)
{
  uint16_t value = 0;
  HAL_ADC_Start(&hadc1);
  if(HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 10) == HAL_OK)
  {
      value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
  }
  HAL_ADC_Stop(&hadc1);
  return value;
}

/* =========================================================
   ================== HARDWARE INIT ========================
   =========================================================*/

void MX_TIM3_Init(void)
{
  TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};

  htim3.Instance = TIM3;
  htim3.Init.Prescaler     = 48-1;     // Clock 48MHz -> 1MHz (1us per tick)
  htim3.Init.CounterMode   = TIM_COUNTERMODE_UP;
  htim3.Init.Period        = 20000-1;  // 20ms (50Hz) standard servo
  htim3.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
  HAL_TIM_PWM_Init(&htim3);

  sConfigOC.OCMode       = TIM_OCMODE_PWM1;
  sConfigOC.Pulse        = 1500;       // Posisi tengah (90 deg) saat awal
  sConfigOC.OCPolarity   = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
  sConfigOC.OCFastMode   = TIM_OCFAST_DISABLE;
  HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim3, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1);
}

void MX_ADC1_Init(void)
{
  ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};

  hadc1.Instance = ADC1;
  hadc1.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV2;
  hadc1.Init.Resolution     = ADC_RESOLUTION_12B;
  hadc1.Init.DataAlign      = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
  hadc1.Init.ScanConvMode   = ADC_SCAN_DISABLE;
  hadc1.Init.EOCSelection   = ADC_EOC_SINGLE_CONV;
  HAL_ADC_Init(&hadc1);

  sConfig.Channel      = ADC_CHANNEL_0; // PA0
  sConfig.Rank         = ADC_REGULAR_RANK_1;
  sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_1CYCLE_5;
  HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig);
}

void MX_GPIO_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

  // PA0: ADC LDR
  GPIO_InitStruct.Pin  = GPIO_PIN_0;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

  // PB1: Tombol (Input Pull-up)
  GPIO_InitStruct.Pin  = GPIO_PIN_1;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

  // PA6: PWM Servo (Timer 3 Channel 1)
  GPIO_InitStruct.Pin       = GPIO_PIN_6;
  GPIO_InitStruct.Mode      = GPIO_MODE_AF_PP;
  GPIO_InitStruct.Speed     = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  GPIO_InitStruct.Pull      = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF1_TIM3;
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}

void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_Osc = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_Clk = {0};

  RCC_Osc.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
  RCC_Osc.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_Osc.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
  HAL_RCC_OscConfig(&RCC_Osc);

  RCC_Clk.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1;
  RCC_Clk.SYSCLKSource   = RCC_SYSCLKSOURCE_HSI;
  RCC_Clk.AHBCLKDivider  = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_Clk.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
  HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_Clk, FLASH_LATENCY_0);
}

void Error_Handler(void) { while(1); }

2. main.h

#ifndef __MAIN_H
#define __MAIN_H

#include "stm32c0xx_hal.h"

/* PIN */
#define LDR_PIN        GPIO_PIN_0   // PA0 ADC
#define LDR_PORT       GPIOA

#define BUTTON_PIN     GPIO_PIN_1   // PB1 Button
#define BUTTON_PORT    GPIOB

#define SERVO_PIN      GPIO_PIN_6  // D11 Wokwi
#define SERVO_PORT     GPIOA

/* FUNCTION */
void SystemClock_Config(void);
void MX_GPIO_Init(void);
void MX_ADC1_Init(void);
void MX_TIM2_Init(void);

void delay_us(uint16_t us);
void servo_pulse_us(uint16_t us);
void set_servo(uint8_t state);
uint16_t read_LDR(void);
void Error_Handler(void);

#endif

 5. Video Demo [kembali]


 6. Kondisi [kembali]

Buatlah rangkaian dengan kondisi ketika sensor cahaya (LDR) mendeteksi cahaya di bawah ambang batas tertentu, maka jemuran akan masuk ke dalam atap secara otomatis. Jika berada di atas ambang batas tersebut, jemuran akan keluar ke luar atap tanpa kondisi perantara.

 7. Video Simulasi [kembali]


Percobaan 2 Kondisi 9

 8. Download File [kembali]

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Gambar
BAHAN PRESENTASI UNTUK MATA KULIAH  TAHUN 2023 Nama: Shadiq Alkautsar NIM: 2310951027 Elektronika C Dosen Pengampu ; Darwison,M.T Referensi:  1. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”, Jilid 1, ISBN: 978-        602-9081-10-7, CV Ferila, Padang  2. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”,Jilid 2,  ISBN: 978-        602-9081-10-8, CV Ferila, Padang  3. Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky, Electronic Devices and Circuit Theory, Pearson, 2013  4. Jimmie J. Cathey, Theory and Problems of Electronic Device and Circuit, McGraw Hill, 2002.  5. Keith Brindley, Starting Electronics, Newness 3rd Edition, 2005  6. Ian R. Sinclair and John Dunton, Practical Electronics Handbook, Newness, 2007.  7. John M. Hughes, Practical Electronics: Components and Techniques, O’Reilly Media, 2015 .
Baca selengkapnya