TUGAS PENDAHULUAN 2 M2

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Prosedur

2. Hardware

3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja

4. Flowchart

5. Video Demo

6. Kondisi

7. Video Simulasi

8. Download File

TUGAS PENDAHULUAN 

PERCOBAAN 1 KONDISI 4

 1. Prosedur [kembali]

1. Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan pada saat praktikum seperti STM32G474RE (ARM Cortex-M4F), LDR Sensor, motor servo, dll
2. Rangkai sesuai gambar percobaan
3. Buka software STM32CubeIDE pada bagian main.h dan main.c copy listing program yang ada di modul kemudian paste ke main.h dan main.c di STM32CubeIDE
4. Kemudian sambungkan STM32G474RE (ARM Cortex-M4F) ke laptop
5. Run program di STM32CubeIDE kemudian simulasikan rangkaian apakah sudah sesuai dengan kondisi yang diinginkan

 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 PWMataumendeteksi 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 : 

Sistem ini menggunakan sensor LDR (Light Dependent Resistor) yang terhubung ke pin ADC PA0 pada mikrokontroler STM32 Nucleo C031C6. Sensor membaca intensitas cahaya lingkungan dan menghasilkan nilai analog 0–4095 (resolusi 12-bit). Nilai tersebut dibandingkan dengan dua threshold : LDR_GELAP = 1500 dan LDR_TERANG = 2800.

Terdapat dua mode operasi. Pada mode otomatis (mode 0), mikrokontroler membaca nilai ADC dan menggerakkan servo motor ke tiga posisi: masuk sepenuhnya ke dalam atap (PWM 1000µs) saat gelap, setengah terbuka (1500µs) saat cahaya sedang, dan keluar penuh (2000µs) saat terang. Pada mode manual (mode 1–3), tombol pushbutton PB1 digunakan untuk mengunci posisi jemuran secara paksa, terlepas dari kondisi cahaya. Setiap penekanan tombol berpindah mode secara siklus: Auto → Dalam → Setengah → Luar → kembali Auto.

 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 DALAMATAP

      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 3 : Buatlah rangkaian dengan kondisi ketika sensor cahaya (LDR) mendeteksi cahaya rendah, maka jemuran berada di dalam atap. Jika cahaya meningkat ke tingkat sedang, jemuran berada pada posisi aman (setengah terbuka). Jika cahaya sangat terang, jemuran berada di luar atap.

7. Video Simulasi [kembali]

8. Link Download [kembali]

• Rangkaian Wokwi [Download]
Datasheet STM32 NUCLEO-G474RE [Download]
Datasheet LDR [Download]
Datasheet Motor Servo [Download]