Tugas Pendahuluan 2 M2

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Prosedur

2. Hardware dan Diagram Blok

3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja

4. Flowchart dan Listing Program

1. Prosedur [Kembali]

1. Persiapan Komponen dan Workspace

Buka platform Wokwi dan buat proyek baru menggunakan board STM32F103C8. Tambahkan komponen pendukung berikut:

Sensor LDR sebagai pendeteksi intensitas cahaya matahari.
Motor Servo sebagai aktuator penggerak mekanisme jemuran.
Push Button untuk berpindah antara mode otomatis dan manual.
Resistor untuk melengkapi rangkaian pembagi tegangan pada sensor.

2. Perakitan Rangkaian (Wiring)

Susun koneksi antar komponen dengan ketentuan sebagai berikut:

LDR: Hubungkan ke pin analog PA0 menggunakan konfigurasi pembagi tegangan bersama resistor.
Servo: Hubungkan pin sinyal ke pin PWM PA6 (TIM3).
Push Button: Sambungkan ke pin PB1 dengan konfigurasi pull-up internal atau eksternal.
Pastikan seluruh jalur VCC (3.3V/5V) dan GND terintegrasi dengan benar agar sirkuit mendapat daya.

3. Pemrograman dan Pembacaan Data

Tuliskan kode program pada editor untuk membaca nilai analog dari LDR melalui fitur ADC. Nilai ini akan dikonversi untuk merepresentasikan kondisi lingkungan (gelap atau terang). Selain itu, buat fungsi interupsi atau pembacaan digital pada push button untuk mendeteksi pergantian mode sistem.

4. Logika Kontrol Jemuran

Implementasikan logika kontrol berikut ke dalam program:

Mode Otomatis: Sistem bekerja berdasarkan input cahaya:
- Kondisi Terang: Servo bergerak ke posisi keluar (jemuran berada di luar atap untuk penjemuran).
- Kondisi Gelap: Servo bergerak ke posisi masuk (jemuran ditarik ke bawah atap untuk perlindungan).
Mode Manual: Posisi servo dikunci berdasarkan pilihan pengguna (Mode 1: Masuk, Mode 2: Setengah terbuka, Mode 3: Keluar penuh), mengabaikan input sensor.

5. Simulasi dan Pengujian

Jalankan simulasi dengan menekan tombol Start dan lakukan verifikasi melalui langkah berikut:

Geser parameter intensitas pada LDR untuk mensimulasikan perubahan cuaca dari terang ke gelap.
Tekan push button untuk memastikan sistem dapat berpindah dari kendali sensor ke kendali manual.
Hasil Akhir: Pada mode otomatis, servo harus responsif terhadap cahaya; sedangkan pada mode manual, posisi jemuran tetap statis sesuai input terakhir meskipun kondisi cahaya berubah-ubah.

2. Hardware dan Diagram Blok [Kembali]

1. STM32 Nucleo G474RE

Microcontroller	STM32G474RE (ARM Cortex-M4F)
Operating Voltage	3.3 V
Input Voltage (recommended)	5 V via USB (ST-LINK) atau 7–12 V via VIN
Input Voltage (limit)	4.5 – 15 V (VIN board Nucleo)
Digital I/O Pins	±51 GPIO pins (tergantung konfigurasi fungsi)
PWM Digital I/O Pins	Hingga 24 channel PWM (advanced, general-purpose, dan high- resolution timers)
Analog Input Pins	Hingga 24 channel ADC (12-bit / 16-bit dengan oversampling)
DC Current per I/O Pin	Maks. 20 mA per pin (disarankan ≤ 8 mA)
DC Current for 3.3V Pin	Hingga ±500 mA (tergantung regulator & sumber daya)
Flash Memory	512 KB internal Flash
SRAM	128 KB SRAM (termasuk CCM RAM)
Clock Speed	Hingga 170 MHz

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. 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.

5. Breadboard

Breadboard adalah papan sirkuit tanpa solder yang digunakan sebagai media untuk merakit dan menguji purwarupa rangkaian elektronik secara sementara. Papan ini memiliki lubang- lubang koneksi yang terhubung secara internal (horizontal di bagian tengah dan vertikal di jalur daya samping) sehingga memudahkan pengguna untuk menghubungkan sensor, mikrokontroler, dan komponen lainnya dengan kabel jumper. Penggunaan breadboard sangat efisien dalam tahap pengembangan karena memungkinkan komponen untuk dilepas dan dipasang kembali dengan mudah tanpa merusak jalur sirkuit.

6. Adaptor

Adaptor berfungsi sebagai perangkat catu daya yang mengubah tegangan listrik AC dari sumber utama menjadi tegangan DC yang stabil sesuai dengan kebutuhan level tegangan operasional sistem mikrokontroler.

7. Diagram Blok

3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [Kembali]

Sistem jemuran otomatis ini bekerja dengan mengandalkan sensor LDR sebagai detektor intensitas cahaya yang terhubung ke pin analog A0 pada mikrokontroler Nucleo C031C6. Saat sensor mendeteksi lingkungan terang, nilai resistansi LDR berubah sehingga mikrokontroler memerintahkan motor servo pada pin PB2 untuk bergerak ke posisi luar (menjemur). Sebaliknya, jika sensor mendeteksi kondisi gelap atau mendung, sinyal kontrol akan menggerakkan servo ke posisi masuk guna mengamankan jemuran ke bawah atap. Seluruh proses pengolahan data dan eksekusi mekanik ini terjadi secara real-time untuk memastikan perlindungan jemuran dari perubahan cuaca secara otomatis.

4. Flowchart dan Listing Program [Kembali]

a. Flowchart

b. Listing Program

main c :
#include "main.h"
// HANDLE
ADC_HandleTypeDef hadc1;
TIM_HandleTypeDef htim3;
// VARIABLE
uint8_t manual_mode = 0;
uint8_t posisi_servo = 0;
uint8_t last_button = 1;
// THRESHOLD
#define LDR_THRESHOLD 2000
// ================= CLOCK =================
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;
 HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);
 RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK |
RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK;
 RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_HSI;
 RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
 HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0);
}
// ================= GPIO =================
void MX_GPIO_Init(void)
{
 __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
 __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
 // LDR PA0
 GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0;
 GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
 HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
 // BUTTON PB1
 GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_1;
 GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
 GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
 HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
  // SERVO PA6
 GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6;
 GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
 GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
 GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF1_TIM3;
 HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}
// ================= ADC =================
void MX_ADC1_Init(void)
{
 __HAL_RCC_ADC_CLK_ENABLE();
 hadc1.Instance = ADC1;
 hadc1.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;
 hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
 hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;
 HAL_ADC_Init(&hadc1);
}
// ================= PWM (FIX SERVO) =================
void MX_TIM3_Init(void)
{
 __HAL_RCC_TIM3_CLK_ENABLE();
 htim3.Instance = TIM3;
 // FIX: 1us tick (assume 48MHz clock)
 htim3.Init.Prescaler = 48 - 1;
 htim3.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
 htim3.Init.Period = 20000 - 1; // 20ms = 50Hz (servo standard)
 HAL_TIM_PWM_Init(&htim3);
 TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};
 sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
 sConfigOC.Pulse = 1500; // posisi tengah awal
 sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
 HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim3, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1);
}
// ================= SERVO CONTROL =================
void set_servo(uint8_t state)
{
 if (state == 0)
 {
 __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_1, 1000); // masuk atap
 }
 else
 {
   __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_1, 2000); // keluar atap
 }
}
// ================= ADC READ =================
uint16_t read_LDR(void)
{
 ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};
 sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0;
 sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
 HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig);
 HAL_ADC_Start(&hadc1);
 HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, HAL_MAX_DELAY);
 return HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
}
// ================= MAIN =================
int main(void)
{
 HAL_Init();
 SystemClock_Config();
 MX_GPIO_Init();
 MX_ADC1_Init();
 MX_TIM3_Init();
 HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_1);
 while (1)
 {
 // ===== BUTTON TOGGLE =====
 uint8_t button = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_1);
 if (last_button == 1 && button == 0)
 {
 manual_mode = !manual_mode;
 posisi_servo = !posisi_servo;
 set_servo(posisi_servo);
 HAL_Delay(50);
 }
 last_button = button;
 // ===== MODE OTOMATIS =====
 if (!manual_mode)
 {
 uint16_t ldr = read_LDR();
 if (ldr < LDR_THRESHOLD)
 {
 posisi_servo = 0; // mendung → masuk
 }
 else
 {
 posisi_servo = 1; // terang → keluar
 }
 set_servo(posisi_servo);
 }
 HAL_Delay(100);
 }
}

main.h : 
#ifndef __MAIN_H
#define __MAIN_H
#include "stm32c0xx_hal.h"
// PIN
#define LDR_PIN GPIO_PIN_0
#define LDR_PORT GPIOA
#define BUTTON_PIN GPIO_PIN_1
#define BUTTON_PORT GPIOB
#define SERVO_PIN GPIO_PIN_6
#define SERVO_PORT GPIOA
// FUNCTION
void SystemClock_Config(void);
void MX_GPIO_Init(void);
void MX_ADC1_Init(void);
void MX_TIM3_Init(void);
#endif

5. Video Demo [Kembali]

6. Kondisi [Kembali]

Buatlah rangkaian dengan kondisi ketika sensor cahaya (LDR) mendeteksi lingkungan terang, maka jemuran akan berada di luar atap (servo pada posisi keluar). Sebaliknya, ketika lingkungan gelap, jemuran akan masuk ke dalam atap (servo pada posisi masuk) untuk menghindari hujan.

7. Video Simulasi [Kembali]

8. Download File [Kembali]

Rangkaian Simulasi Link

Cari Blog Ini

MHD DZIKRA HALIM