Langsung ke konten utama

MODUL 2

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI
Sub-Percobaan...
- Tugas Pendahuluan 1
- Tugas Pendahuluan 2
- Laporan Akhir 1
- Laporan Akhir 2

MODUL 1

                                                           PWM,ADC & INTERRUPT

1. Pendahuluan[Kembali]

 a) Asistensi dilakukan 1x 

 b) Praktikum dilakukan 1x

2. Tujuan[Kembali]

a) Memahami cara penggunaan PWM, ADC, dan Interrupt pada Development Board yang digunakan

b) Memahami cara menggunakan komponen input dan output yang mengimplementasikan PWM, ADC, dan Interrupt pada Development Board yang digunakan 

3. Alat dan Bahan[Kembali]

1. STM 32 NUCLEO G474RE 

 STM32 NUCLEO-G474RE merupakan papan pengembangan (development board) berbasis mikrokontroler STM32G474RET6 yang dikembangkan oleh STMicroelectronics. Board ini dirancang untuk memudahkan proses pembelajaran, pengujian, dan pengembangan aplikasi sistem tertanam (embedded system), baik untuk pemula maupun tingkat lanjut. STM32 Nucleo-G474RE mengintegrasikan antarmuka ST-LINK debugger/programmer secara onboard sehingga pengguna dapat langsung melakukan pemrograman dan debugging tanpa perangkat tambahan.



2. STM32F103C8

 STM32F103C8 adalah mikrokontroler berbasis ARM Cortex-M3 yang dikembangkan oleh STMicroelectronics. Mikrokontroler ini sering digunakan dalam pengembangan sistem tertanam karena kinerjanya yang baik, konsumsi daya yang rendah, dan kompatibilitas dengan berbagai protokol komunikasi. Pada praktikum ini, kita menggunakan STM32F103C8 yang dapat diprogram menggunakan berbagai metode, termasuk komunikasi serial (USART), SWD (Serial Wire Debug), atau JTAG untuk berhubungan dengan komputer maupun perangkat lain.

A. BAGIAN-BAGIAN PENDUKUNG

1.    STM32 NUCLEO G474RE

1.   RAM (Random Access Memory)

RAM (Random Access Memory) pada STM32 NUCLEO-G474RE digunakan sebagai memori sementara untuk menyimpan data selama program berjalan. Mikrokontroler STM32G474RET6 memiliki RAM sebesar 128 KB yang berfungsi untuk menyimpan variabel, buffer data, stack, dan heap.

2.   Memori Flash Eksternal

STM32 NUCLEO-G474RE tidak menggunakan memori flash eksternal. Seluruh program dan data permanen disimpan pada memori Flash internal mikrokontroler STM32G474RET6 dengan kapasitas 512 KB. Memori flash ini bersifat non-volatile, sehingga data dan program tetap tersimpan meskipun catu daya dimatikan.

3.   Crystal Oscillator

STM32 NUCLEO-G474RE menggunakan osilator internal (HSI – High Speed Internal) sebagai sumber clock utama secara default. Penggunaan clock internal ini membuat board dapat beroperasi tanpa memerlukan crystal oscillator eksternal. Clock berfungsi sebagai sumber waktu untuk mengatur kecepatan kerja CPU dan seluruh peripheral.

4.   Regulator Tegangan

Untuk memastikan pasokan tegangan yang stabil ke mikrokontroler.

5.   Pin GPIO (General Purpose Input/Output):

Pin GPIO pada STM32 NUCLEO-G474RE digunakan sebagai antarmuka input dan output digital yang fleksibel

2.  STM32

1.  RAM (Random Access Memory)

STM32F103C8 dilengkapi dengan 20KB SRAM on-chip. Kapasitas RAM ini memungkinkan mikrokontroler menjalankan berbagai aplikasi serta menyimpan data sementara selama eksekusi program.

2.  Memori Flash Internal

STM32F103C8 memiliki memori flash internal sebesar 64KB atau 128KB, yang digunakan untuk menyimpan firmware dan program pengguna. Memori ini memungkinkan penyimpanan kode program secara permanen tanpa memerlukan media penyimpanan eksternal.

3.  Crystal Oscillator

STM32F103C8 menggunakan crystal oscillator eksternal (biasanya 8MHz) yang bekerja dengan PLL untuk meningkatkan frekuensi clock hingga 72MHz. Sinyal clock yang stabil ini penting untuk mengatur kecepatan operasi mikrokontroler dan komponen lainnya.

4.  Regulator Tegangan

STM32F103C8 memiliki sistem pengaturan tegangan internal yang memastikan pasokan daya stabil ke mikrokontroler. Tegangan operasi yang didukung berkisar antara 2.0V hingga 3.6V.

5.  Pin GPIO (General Purpose Input/Output)

STM32F103C8 memiliki hingga 37 pin GPIO yang dapat digunakan untuk menghubungkan berbagai perangkat eksternal seperti sensor, motor, LED, serta komunikasi dengan antarmuka seperti UART, SPI, dan I²C.

1. Heart Rate Indikator

    Alat dan Bahan 
  • STM32F103C8T6
  • HeartBeat Sensor
  • Push Button
  • LED 
  • Buzzer 
  • Resistor
  •  Breadboard

2. Jemuran Otomatis

Alat dan Bahan 
  •   STM32 NUCLEO-G474RE 
  •   LED Sensor 
  •   Push Button
  •   Moto Servo
  •   Adaptor 
  •   Breadboard

4. Dasar Teori[Kembali]

A. ADC

 ADC atau Analog to Digital Converter merupakan salah satu perangkat elektronika yang digunakan sebagai penghubung dalam pemrosesan sinyal analog oleh sistem digital. Fungsi utama dari fitur ini adalah mengubah sinyal masukan yang masih dalam bentuk sinyal analog menjadi sinyal digital dengan bentuk kode-kode digital. Pada mikrokontroler STM32, terdapat dua ADC (Analog-to-Digital Converter) 12-bit yang masing-masing memiliki hingga 16 kanal eksternal. ADC ini dapat beroperasi dalam mode single-shot atau scan mode. Pada scan mode, konversi dilakukan secara otomatis pada sekelompok input analog yang dipilih. Selain itu, ADC ini memiliki fitur tambahan seperti simultaneous sample and hold, interleaved sample and hold, serta single shunt. ADC juga dapat dihubungkan dengan DMA untuk meningkatkan efisiensi transfer data. Mikrokontroler ini dilengkapi dengan fitur analog watchdog yang memungkinkan pemantauan tegangan hasil konversi dengan akurasi tinggi, serta dapat menghasilkan interupsi jika tegangan berada di luar ambang batas yang telah diprogram. Selain itu, ADC dapat disinkronkan dengan timer internal (TIMx dan TIM1) untuk memulai konversi, pemicu injeksi, serta pemicu DMA, sehingga memungkinkan aplikasi untuk melakukan konversi ADC secara terkoordinasi dengan timer. Pada STM32 Nucleo G474RE, terdapat blok ADC (Analog-to-Digital Converter) yang digunakan untuk mengubah sinyal analog menjadi data digital. STM32 G474RE memiliki beberapa unit ADC (seperti ADC1, ADC2, ADC3, dan ADC4) yang memungkinkan proses konversi dilakukan secara paralel untuk meningkatkan kecepatan akuisisi data. Setiap ADC mendukung resolusi hingga 12-bit, dengan fitur tambahan seperti oversampling untuk meningkatkan akurasi dan mengurangi noise pada sinyal.

B. PWM

 PWM (Pulse Width Modulation) adalah salah satu teknik modulasi dengan mengubah lebar pulsa (duty cylce) dengan nilai amplitudo dan frekuensi yang tetap. Satu siklus pulsa merupakan kondisi high kemudian berada di zona transisi ke kondisi low. Lebar pulsa PWM berbanding lurus dengan amplitudo sinyal asli yang belum termodulasi. Duty Cycle adalah perbandingan antara waktu ON (lebar pulsa High) dengan perioda. Duty Cycle biasanya dinyatakan dalam bentuk persen (%). PWM pada STM32 dihasilkan menggunakan timer internal yang berfungsi sebagai penghitung waktu dengan berbagai mode operasi. Mikrokontroler ini memiliki empat timer 16-bit (TIM1–TIM4), yang dapat dikonfigurasi untuk menghasilkan sinyal dengan frekuensi dan duty cycle tertentu. Timer bekerja dengan menghitung hingga nilai tertentu berdasarkan frekuensi clock, lalu mengubah status register untuk menghasilkan gelombang persegi. STM32 memiliki 15 pin yang mendukung PWM, beberapa di antaranya berasal dari timer tingkat lanjut seperti TIM1, yang memiliki fitur tambahan seperti complementary output. Selain menghasilkan sinyal PWM, timer juga bisa digunakan untuk mengukur sinyal eksternal (input capture), menghasilkan sinyal berbasis waktu (output compare), dan membuat satu pulsa berdasarkan trigger (one pulse mode). PWM sering digunakan untuk mengontrol kecepatan motor, mengatur kecerahan LED, dan berbagai aplikasi berbasis waktu lainnya.

C. INTERRUPT

 Interrupt adalah mekanisme yang memungkinkan suatu instruksi atau perangkat I/O untuk menghentikan sementara eksekusi normal prosesor agar dapat diproses lebih dulu seperti memiliki prioritas tertinggi. Misalnya, saat prosesor menjalankan tugas utama, ia juga dapat terus memantau apakah ada kejadian atau sinyal dari sensor yang memicu interrupt. Ketika terjadi interrupt eksternal, prosesor akan menghentikan sementara tugas utamanya untuk menangani interrupt terlebih dahulu, kemudian melanjutkan eksekusi normal setelah selesai menangani interrupt tersebut. Fungsi yang menangani interrupt disebut Interrupt Service Routine (ISR), yang dieksekusi secara otomatis setiap kali interrupt terjadi. Pada STM32F103C8, semua pin GPIO dapat digunakan sebagai pin interrupt, berbeda dengan Arduino Uno yang hanya memiliki pin tertentu (misalnya pin 2 dan 3). Untuk mengaktifkan interrupt di STM32 menggunakan Arduino IDE, digunakan fungsi attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(pin), ISR, mode). Parameter pin menentukan pin mana yang digunakan untuk interrupt, ISR adalah fungsi yang dijalankan saat interrupt terjadi, dan mode menentukan jenis perubahan sinyal yang memicu interrupt. Mode yang tersedia adalah RISING (dari LOW ke HIGH), FALLING (dari HIGH ke LOW), dan CHANGE (baik dari LOW ke HIGH maupun HIGH ke LOW). Saat menggunakan lebih dari satu interrupt secara bersamaan, terkadang perlu memperhatikan batasan tertentu dalam pemrograman. Pada STM32 Nucleo G474RE, sistem interrupt merupakan mekanisme yang memungkinkan mikrokontroler merespons suatu kejadian (event) secara langsung tanpa harus terus-menerus melakukan polling. Dengan interrupt, CPU dapat menghentikan sementara proses utama untuk menjalankan fungsi khusus yang disebut Interrupt Service Routine (ISR), sehingga meningkatkan efisiensi dan respons sistem secara real-time.

5. Percobaan[Kembali]

1. Heart Rate Indikator

    Alat dan Bahan 
  • STM32F103C8T6
  • HeartBeat Sensor
  • Push Button
  • LED 
  • Buzzer 
  • Resistor
  •  Breadboard

Rangkaian :

Flowchart :





2. Jemuran Otomatis

Alat dan Bahan 
  •   STM32 NUCLEO-G474RE 
  •   LED Sensor 
  •   Push Button
  •   Moto Servo
  •   Adaptor 
  •   Breadboard
Rangkaian :

Flowchart :






Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Laporan Akhir Dioda Zener

Gambar
  [KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Jurnal 2. Prinsip Kerja 3. Video Percobaan 4. Analisa 5. Video Penjelasan    6. Download File    1. Jurnal   [Kembali] 2. Prinsip Kerja   [Kembali] Forward Bias Reverse Bias Prinsip kerja dioda zener umumnya sama dengan dioda biasa, namun dioda zener adalah dioda yang dirancang khusus untuk bekerja dalam mode terbalik (reverse-bias) dengan tegangan tertentu yang disebut tegangan Zener atau tegangan pukulan (breakdown voltage). Pada rangkaian reverse bias Dioda Zener dihubungkan secara terbalik dalam rangkaian, yang berarti terminal positif dihubungkan dengan sumber tegangan negatif, dan terminal negatif dihubungkan dengan sumber tegangan positif. Ini akan menciptakan potensial pembalikan pada dioda, yang akan mencegah aliran besar arus melalui dioda. 3. Video Percobaan   [Kembali] 4. Analisa   [Kembali] Analisa prinsip kerja dari diode zener berdasarkan percobaan! Jawab : Prinsip kerja dioda zener ...
Baca selengkapnya

Laporan Akhir Reverse Bias Dioda

Gambar
  [KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Jurnal 2. Prinsip Kerja 3. Video Percobaan 4. Analisa 5. Video Penjelasan    6. Download File    1. Jurnal   [Kembali] 2. Prinsip Kerja   [Kembali] Saat dioda diberi tegangan positif pada katoda (cathode) dan tegangan negatif pada anoda (anode), dioda berada dalam kondisi reverse bias. Prinsip kerja dioda reverse bias adalah tegangan positif pada katoda akan mendorong elektron-elektron ke arah katoda. Tegangan negatif pada anoda akan mendorong elektron-elektron menjauh dari anoda. Kondisi ini menciptakan zona hambatan (depletion zone atau zona depletion) di antara anoda dan katoda yang tidak memungkinkan aliran arus listrik. Dalam kondisi reverse bias, dioda memiliki resistansi yang sangat tinggi, sehingga hampir tidak ada arus yang mengalir melalui dioda. Dioda berfungsi sebagai saklar tertutup dalam kondisi ini. 3. Video Percobaan   [Kembali] 4. Analisa   [Kembali] Analisa pengaruh tegangan input...
Baca selengkapnya

Laporan Akhir Forward Bias Dioda

Gambar
  [KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Jurnal 2. Prinsip Kerja 3. Video Percobaan 4. Analisa 5. Video Penjelasan    6. Download File    1. Jurnal   [Kembali] 2. Prinsip Kerja   [Kembali]       Saat dioda diberi tegangan positif pada anoda (anode) dan tegangan negatif pada katoda (cathode), dioda berada dalam kondisi forward bias. Prinsip kerja dioda forward bias adalah elektron dari katoda akan terdorong menuju anoda karena tegangan positif pada anoda akan menarik elektron. Aliran elektron ini menciptakan arus listrik yang mengalir dari katoda ke anoda. Dalam kondisi ini, dioda memiliki resistansi yang rendah dan memungkinkan aliran arus listrik dengan mudah. Dalam kondisi forward bias, dioda memiliki tegangan terbalik (reverse voltage) yang rendah, sehingga hampir tidak ada hambatan terhadap aliran arus. Dioda bekerja sebagai saklar terbuka dan mengizinkan aliran arus melewati terminalnya. 3. Video Percobaan   [Kembali] ...
Baca selengkapnya