Percobaan 2 Kondisi 8

Percobaan 2

TUGAS PENDAHULUAN 

PERCOBAAN 2 KONDISI 8

 1. Prosedur [kembali]

  1. Membuka Wokwi dan membuat project baru dengan menggunakan board STM32, kemudian menambahkan komponen berupa sensor LDR sebagai input cahaya, servo sebagai aktuator penggerak jemuran, serta push button sebagai pemilih mode sistem, dan resistor sebagai bagian dari rangkaian pembagi tegangan.
  2. Menyusun rangkaian dengan menghubungkan LDR ke pin analog mikrokontroler (PA0) menggunakan konfigurasi pembagi tegangan (LDR + resistor), kemudian menghubungkan servo ke pin PWM (PA6/TIM3), serta push button ke pin input (PB1) dengan konfigurasi pull-up, dan memastikan semua koneksi VCC dan GND terhubung dengan benar.
  3. Menuliskan program pada editor Wokwi untuk membaca nilai analog dari LDR menggunakan ADC, dimana nilai tersebut merepresentasikan intensitas cahaya (gelap, sedang, terang), serta membaca input push button untuk mengubah mode sistem.
  4. Menambahkan logika kontrol pada program yaitu:
    • Saat mode otomatis aktif, sistem membaca nilai LDR:
      • Jika gelap → servo masuk (jemuran tertutup)
      • Jika cahaya sedang → servo setengah terbuka
      • Jika terang → servo keluar (jemuran terbuka)
    • Saat mode manual aktif, posisi servo ditentukan oleh mode yang dipilih:
      • Mode 1 → jemuran masuk
      • Mode 2 → setengah terbuka
      • Mode 3 → keluar penuh
  5. Menjalankan simulasi dengan menekan tombol start pada Wokwi, kemudian melakukan pengujian dengan:
    • Mengubah nilai LDR untuk mensimulasikan kondisi terang dan gelap
    • Menekan push button untuk berpindah antar mode (otomatis dan manual)
  6. Mengamati hasil output dimana:
    • Pada mode otomatis, servo akan bergerak sesuai kondisi cahaya lingkungan
    • Pada mode manual, servo tetap pada posisi yang dipilih walaupun kondisi cahaya berubah
    • Sistem dapat mensimulasikan fungsi jemuran otomatis yang dapat bekerja secara otomatis maupun dikontrol manual dengan baik

 2. Hardware[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]


Prinspi Kerja: 
Prinsip kerja rangkaian kontrol jemuran otomatis ini dimulai dengan sensor LDR yang mendeteksi intensitas cahaya matahari dan mengirimkan sinyal analog ke mikrokontroler untuk dikonversi menjadi data digital melalui fitur ADC. Data tersebut kemudian diolah oleh program untuk menentukan posisi motor servo sebagai penggerak jemuran; saat kondisi terang, mikrokontroler mengirimkan sinyal PWM agar servo berputar menempatkan jemuran di luar atap, sementara pada kondisi cahaya sedang, servo akan bergeser ke posisi setengah terbuka, dan saat kondisi gelap, servo akan bergerak secara otomatis untuk menarik jemuran ke dalam atap. Seluruh sistem ini bekerja secara kontinu untuk memastikan perlindungan jemuran berdasarkan perubahan intensitas cahaya di lingkungan sekitar secara real- time.

 4. Flowchart dan Listing Program [kembali]
Flowchart:


Listing Program:
Main.c
#include "main.h"

// HANDLE
ADC_HandleTypeDef hadc1;
TIM_HandleTypeDef htim3;

// VARIABLE PERUBAHAN
uint8_t system_mode = 0; // 0: Auto, 1: Manual (Dalam), 2: Manual (Setengah), 3: Manual (Luar)
uint8_t last_button = 1;

// THRESHOLD LDR
#define LDR_GELAP  1500  
#define LDR_TERANG 2800  

// ================= 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 = 1000; // Mulai dari posisi masuk (dalam atap)
  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 if (state == 1)
  {
    HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_1, 1500); // Setengah terbuka
  }
  else if (state == 2)
  {
    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)
    {
      // Mode berganti setiap kali tombol ditekan: 0 -> 1 -> 2 -> 3 -> kembali ke 0
      system_mode++;
      if (system_mode > 3) {
         system_mode = 0;
      }
      HAL_Delay(250); // Delay agak diperbesar agar tidak terjadi "double click" saat tombol ditekan
    }
    last_button = button;

    // ===== EKSEKUSI BERDASARKAN MODE =====
    if (system_mode == 0)
    {
      // MODE 0: OTOMATIS (Sensor LDR mengambil alih)
      uint16_t ldr = read_LDR();
     
      if (ldr < LDR_GELAP)
      {
        set_servo(0); // Masuk
      }
      else if (ldr >= LDR_GELAP && ldr < LDR_TERANG)
      {
        set_servo(1); // Setengah
      }
      else
      {
        set_servo(2); // Keluar
      }
    }
    else if (system_mode == 1)
    {
      // MODE 1: MANUAL - PAKSA DALAM ATAP
      set_servo(0);
    }
    else if (system_mode == 2)
    {
      // MODE 2: MANUAL - PAKSA SETENGAH TERBUKA
      set_servo(1);
    }
    else if (system_mode == 3)
    {
      // MODE 3: MANUAL - PAKSA LUAR ATAP
      set_servo(2);
    }

    HAL_Delay(50);
  }
}
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]

Percobaan 2 Kontrol jemuran otomatis

Kondisi 8 : Buatlah rangkaian dengan kondisi ketika sensor cahaya (LDR) mendeteksi lingkungan terang, maka jemuran berada di luar atap. Jika cahaya sedang, jemuran berada pada posisi setengah terbuka, dan jika gelap, jemuran berada di dalam atap.

7. Video Simulasi [kembali]


8. Link Download [kembali]

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Komentar (Atom)

 BAHAN PRESENTASI MATA KULIAH ELEKTRONIKA      Oleh : Husni Mubarok (2310952012) Dosen Pengampu : Dr. Darwison, M.T. DEPARTEMEN TEKNIK ELEKT...

  • 2.7 Full-Wave Rectification
    [KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Pendahuluan 2. Tujuan 3. Alat dan Bahan 4. Dasar Teori 5. Percobaan    a) Pr...
  • (tanpa judul)
     BAHAN PRESENTASI MATA KULIAH ELEKTRONIKA      Oleh : Husni Mubarok (2310952012) Dosen Pengampu : Dr. Darwison, M.T. DEPARTEMEN TEKNIK ELEKT...