TUGAS BESAR: MESIN KOPI OTOMATIS

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

   a) Prosedur

   b) Rangkaian simulasi

   c) Video Simulasi

6. Download File

 1. Pendahuluan[kembali]

    Kebutuhan akan air minum yang bersih dan higienis merupakan hal fundamental dalam kehidupan masyarakat. Depot air minum isi ulang menjadi solusi praktis dan ekonomis, namun seringkali operasionalnya masih bergantung pada intervensi manual, yang berpotensi menimbulkan ketidakakuratan volume pengisian dan memakan waktu. Menanggapi tantangan tersebut, penelitian ini bertujuan merancang dan mengimplementasikan sistem kontrol otomatis untuk mekanisme pengisian depot air minum berbasis mikrokontroler Arduino. Sistem ini memanfaatkan sensor digital dan analog untuk mewujudkan operasi pengisian yang presisi dan mandiri, sebuah langkah menuju otomatisasi layanan yang lebih efisien dan terjamin kualitasnya.

    Sistem kontrol yang dikembangkan ini mengintegrasikan tiga komponen sensor utama, yaitu Sensor Inframerah (IR) untuk deteksi keberadaan galon, Sensor Arus WCS1500 untuk memantau konsumsi daya motor pompa air sebagai indikator fungsionalitas, dan aktuator berupa Motor DC yang dikendalikan melalui relay. Penggunaan metode software smoothing dengan pengambilan 50 sampel pada pembacaan sensor arus (WCS1500) diadopsi untuk meminimalkan fluktuasi noise dan meningkatkan stabilitas data, sehingga menghasilkan pembacaan arus yang lebih akurat dan terkalibrasi. Data status sistem dan hasil pengukuran arus kemudian ditampilkan secara real-time pada layar LCD 16x2, memberikan antarmuka pengguna yang informatif untuk pemantauan operasional.

   

    Secara spesifik, logika operasional sistem berpusat pada kondisi masukan dari Sensor IR. Ketika sensor mendeteksi galon ($IRState=1$), mikrokontroler akan mengaktifkan Motor DC melalui relay, memulai proses pengisian air. Sebaliknya, ketika galon tidak terdeteksi, motor akan dinonaktifkan. Bersamaan dengan kontrol ini, pengukuran arus listrik yang mengalir ke motor dilakukan secara terus-menerus. Hasil pengukuran arus ini tidak hanya berfungsi sebagai diagnostik apakah motor bekerja, tetapi juga merupakan data esensial untuk studi efisiensi dan potensi deteksi anomali pada mekanisme pompa. Dengan demikian, luaran dari penelitian ini adalah sebuah prototipe mekanisme depot air otomatis yang menunjukkan akurasi, keandalan, dan efisiensi dalam proses pengisian air.

2. Tujuan[kembali]

Tujuan dari percobaan ini adalah:

1. Memahami Prinsip Kerja berbagai jenis sensor, meliputi Sensor Magnet, Sentuh (Touch), Proximity IR, Infrared, dan Hall Effect.

2. Mengaplikasikan Aplikasi Proteus untuk merancang dan mensimulasikan rangkaian elektronik, khususnya rangkaian dasar Detektor Logam sederhana.

3. Menguasai Penggunaan dan instalasi komponen-komponen dasar elektronika dalam merangkai sistem deteksi di lingkungan simulasi.

4. Menganalisis dan Memverifikasi fungsi dari setiap blok rangkaian yang dibuat pada aplikasi Proteus, dari input (sensor) hingga output (indikator/alarm).

 3. Alat dan Bahan[kembali]

A. ALAT 

 

• Voltmeter

        Berfungsi untuk mengukur tegangan.

• Amperemeter
  

            Berfungsi untuk mengukur arus.
    

 

B. Bahan

• Grounding

      Berfungsi sebagai penahan arus

• DC Female Jack

 

DC Female Jack adalah konektor penerima daya yang digunakan untuk menghubungkan adaptor DC ke rangkaian elektronik. Konektor ini memiliki lubang socket tempat DC Male Jack dicolokkan sebagai sumber tegangan. Dengan dua terminal (+ dan –), konektor ini mempermudah distribusi daya tanpa perlu penyolderan langsung pada adaptor. DC Female Jack umum digunakan pada proyek elektronik seperti mesin kopi atau sistem pompa untuk memudahkan pemasangan dan perawatan. Pengguna cukup mencolokkan adaptor ke konektor ini agar rangkaian mendapatkan suplai daya yang stabil.

• Resistor

• Adaptor  5v

               

DC Female Jack adalah konektor penerima daya yang digunakan untuk menghubungkan adaptor DC ke rangkaian elektronik. Konektor ini memiliki lubang socket tempat DC Male Jack dicolokkan sebagai sumber tegangan. Dengan dua terminal (+ dan –), konektor ini mempermudah distribusi daya tanpa perlu penyolderan langsung pada adaptor. DC Female Jack umum digunakan pada proyek elektronik seperti mesin kopi atau sistem pompa untuk memudahkan pemasangan dan perawatan. Pengguna cukup mencolokkan adaptor ke konektor ini agar rangkaian mendapatkan suplai daya yang stabil.

• IR Obstacle Sensor

Sensor Hall Effect adalah jenis sensor transduser yang dapat mengubah informasi medan magnet menjadi sinyal tegangan listrik. Sensor ini bekerja berdasarkan Efek Hall, yaitu pembelokan aliran muatan (elektron) dalam suatu konduktor ketika konduktor tersebut diletakkan dalam medan magnet yang tegak lurus terhadap arah arus. Pembelokan muatan ini menghasilkan perbedaan potensial (tegangan $\left(V^H\right)$) di kedua sisi konduktor yang besarnya proporsional terhadap kekuatan medan magnet. Sensor Hall Effect sangat unggul karena mampu mendeteksi keberadaan, kekuatan, dan polaritas magnet secara non-kontak (tanpa sentuhan fisik). Karena keandalannya, sensor ini banyak digunakan untuk pengukuran kecepatan (tachometer), penentuan posisi sudut, dan yang paling penting dalam konsentrasi kontrol, sebagai inti dari sensor arus non-invasif.

• Water Punp 12v  

Water Pump 12V adalah perangkat elektrome­kanik yang berfungsi sebagai pompa untuk memindahkan atau mendorong aliran fluida (biasanya air) melalui sistem. Prinsip kerjanya memanfaatkan motor DC yang, ketika diberi suplai tegangan, akan memutar impeller di dalam pompa sehingga menciptakan tekanan dan aliran air. Meskipun memiliki spesifikasi nominal 12V, banyak jenis water pump kecil masih dapat beroperasi pada tegangan lebih rendah seperti 5V, namun dengan kecepatan putaran dan tekanan air yang lebih rendah dibandingkan ketika dijalankan pada 12V.

Dalam sistem otomasi, seperti pada proyek depot air, Water Pump 12V yang dijalankan pada 5V tetap dapat berfungsi sebagai aktuator yang mengalirkan air sesuai kebutuhan. Pompa ini akan menyala dan mati berdasarkan sinyal kontrol dari mikrokontroler, memungkinkan proses pengisian air dilakukan dengan lebih teratur dan terkontrol, meskipun performanya tidak sekuat saat beroperasi pada tegangan penuh.

•  LCD 20x4

LCD I2C 20x4 adalah modul tampilan karakter yang mampu menampilkan 4 baris teks dengan masing-masing 20 karakter. Berbeda dengan LCD paralel, modul ini menggunakan antarmuka I2C, sehingga hanya membutuhkan dua pin komunikasi dari mikrokontroler, yaitu SDA dan SCL. Komunikasi I2C ini memudahkan pengkabelan dan menghemat pin I/O.

LCD I2C 20x4 biasanya dilengkapi modul IC ekspander (PCF8574) yang mengubah sinyal I2C menjadi sinyal paralel internal untuk LCD. Pengaturan kontras tetap dilakukan melalui potensiometer kecil pada modul I2C, sementara lampu backlight diatur melalui jalur yang sudah terintegrasi.

LCD tipe ini populer pada proyek mikrokontroler karena sangat praktis, hemat pin, dan mampu menampilkan informasi lebih banyak seperti data sensor, menu sistem, log status, atau pesan multitampilan secara lebih jelas berkat jumlah baris yang lebih banyak.

• Water Level Sensor
   
   

Sensor Level Air adalah perangkat yang digunakan untuk menentukan ketinggian atau kedalaman air atau cairan lain dalam suatu wadah, tangki, atau galon. Meskipun terdapat berbagai teknologi (seperti tipe kapasitif, resistif, atau tekanan), umumnya sensor ini beroperasi dengan mengukur variasi sifat listrik (seperti resistansi atau kapasitansi) seiring perubahan permukaan cairan yang menyentuh elektroda atau probe sensor. Dalam aplikasi mikrokontroler sederhana, Sensor Level Air tipe analog sering digunakan, yang menghasilkan nilai tegangan $V_{out}$ yang berbanding lurus dengan kedalaman air yang terdeteksi. Nilai tegangan ini kemudian diolah oleh pin Analog Input ($\text{A0}$) Arduino dan dikonversi menjadi persentase level ($\text{0-100\%}$) melalui fungsi pemetaan (map). Sensor Level Air sangat penting untuk sistem kontrol otomatis yang membutuhkan pemantauan batas pengisian maksimum atau minimum, seperti pada mekanisme depot air untuk mencegah limpahan air.

• Water Flow Sensor   

Sensor Aliran Air YF-S201 adalah transduser elektromekanik yang dirancang untuk mengukur laju aliran (flow rate) fluida, umumnya air, secara non-invasif. Sensor ini terdiri dari rotor berbentuk turbin kecil yang terintegrasi di jalur aliran dan sebuah Sensor Hall Effect yang diletakkan di dekat turbin tersebut. Ketika air mengalir, turbin akan berputar, dan magnet kecil yang terpasang pada turbin akan melewati Sensor Hall Effect, menghasilkan serangkaian pulsa digital. Frekuensi $\left(f\right)$ pulsa yang dihasilkan oleh sensor ini berbanding lurus dengan laju aliran air $\left(Q\right)$. Untuk modul YF-S201 yang umum, laju aliran $\left(Q\right)$ dalam Liter per Menit $\left(L/min\right)$ dihitung menggunakan persamaan kalibrasi: $Q=\genfrac{}{}{0ex}{}{f\; /\; k}{}$, di mana $K$ adalah faktor kalibrasi (seringkali sekitar $7.5$ untuk kode yang Anda gunakan). Sensor ini sangat andal untuk proyek yang membutuhkan pengukuran volume atau pemantauan laju aliran cairan yang presisi.

•  ST-LINK V2 5V

  

 

ST-Link 5V adalah perangkat programmer dan debugger yang digunakan untuk mengupload program serta melakukan proses debugging pada mikrokontroler STM32. ST-Link bekerja dengan menyediakan komunikasi antara komputer dan mikrokontroler melalui antarmuka SWD (Serial Wire Debug) atau JTAG. Saat digunakan, perangkat ini memberikan suplai logika dan sinyal kontrol yang stabil sehingga mikrokontroler dapat diprogram, dibaca, maupun dianalisis secara real-time.

Meskipun beberapa board ST-Link hanya mengeluarkan tegangan referensi 3.3V untuk sinyal data, banyak versi modul ST-Link yang dapat menerima daya input 5V dari USB dan tetap bekerja dengan baik sebagai programmer. Dalam sistem otomasi seperti proyek depot air, ST-Link 5V berfungsi sebagai alat penting untuk melakukan pemrograman awal mikrokontroler, pembaruan firmware, serta troubleshooting saat sistem mengalami kesalahan. Keandalannya dalam proses debugging menjadikannya perangkat yang sangat dibutuhkan dalam pengembangan dan pemeliharaan sistem berbasis STM32.

• STM32F103C8T6 ARM STM32

 

 

STM32 adalah keluarga mikrokontroler berbasis arsitektur ARM Cortex-M yang dikembangkan oleh STMicroelectronics. Mikrokontroler ini dikenal memiliki performa tinggi, konsumsi daya rendah, serta beragam fitur periferal yang lengkap, seperti ADC, PWM, UART, I2C, SPI, timer, dan lain sebagainya. Keunggulan inilah yang membuat STM32 banyak digunakan dalam sistem otomasi, IoT, perangkat kontrol industri, hingga aplikasi embedded yang membutuhkan respon cepat dan stabil.

STM32 umumnya bekerja pada tegangan logika 3.3V, namun banyak board pengembangannya (development board) yang menerima input daya 5V dari USB sebelum diturunkan oleh regulator internal. Dengan dukungan fitur pemrograman seperti SWD (Serial Wire Debug), STM32 dapat diprogram dan di-debug menggunakan perangkat seperti ST-Link, sehingga memudahkan proses pengembangan, pengujian, dan perbaikan firmware.

Dalam proyek otomasi seperti depot air, STM32 berfungsi sebagai otak sistem yang mengoordinasikan seluruh komponen, mulai dari membaca sensor, mengendalikan aktuator seperti pompa dan katup, menampilkan informasi pada layar, hingga mengelola logika otomatisasi. Kemampuan pemrosesan yang cepat dan stabil membuat STM32 ideal untuk aplikasi yang memerlukan kontrol presisi dan respon real-time.

• Buzzer 5V 

 

Buzzer 5V adalah perangkat audio kecil yang berfungsi menghasilkan bunyi atau nada sebagai bentuk indikator dalam suatu sistem elektronik. Buzzer bekerja dengan memanfaatkan getaran diafragma internal yang digerakkan oleh sinyal listrik. Pada buzzer aktif, suara akan muncul hanya dengan memberikan tegangan 5V, sementara buzzer pasif membutuhkan sinyal frekuensi dari mikrokontroler untuk menghasilkan nada tertentu.

Dengan tegangan operasional 5V, buzzer mudah diintegrasikan dengan berbagai mikrokontroler seperti Arduino, ESP, maupun STM32 melalui penggunaan transistor atau langsung dari pin output (jika arus mencukupi). Buzzer sering digunakan sebagai penanda status, alarm, atau notifikasi dalam sistem otomatisasi.

Dalam proyek otomasi seperti depot air, Buzzer 5V berfungsi sebagai indikator akustik yang memberikan peringatan kepada pengguna, misalnya saat proses pengisian air selesai, terjadi kesalahan sistem, atau saat sensor mendeteksi kondisi tertentu. Dengan konsumsi daya yang rendah dan suara yang jelas, buzzer menjadi komponen penting untuk memberikan umpan balik yang cepat dan mudah dikenali.

• Breadboard

 

Breadboard adalah papan prototyping yang digunakan untuk merakit rangkaian elektronik tanpa perlu menyolder. Breadboard terdiri dari lubang-lubang kecil yang terhubung secara internal dalam pola tertentu, sehingga komponen elektronik seperti resistor, sensor, modul, dan kabel jumper dapat dipasang dengan mudah.

Bagian tengah breadboard biasanya memiliki dua kolom yang terbagi menjadi beberapa baris, di mana setiap baris saling terhubung secara horizontal untuk pemasangan komponen. Di sisi kiri dan kanan terdapat rail power (+ dan –) yang memudahkan distribusi tegangan ke seluruh rangkaian.

Breadboard sangat umum digunakan dalam proyek mikrokontroler, pembelajaran elektronika, serta pengujian rangkaian karena memungkinkan perubahan cepat, modifikasi, dan eksperimen tanpa risiko kerusakan permanen.

• LED

 

LED (Light Emitting Diode) adalah komponen elektronik yang dapat memancarkan cahaya ketika dialiri arus listrik. LED bekerja berdasarkan prinsip dioda semikonduktor yang memancarkan cahaya akibat rekombinasi elektron dan hole pada materialnya. Komponen ini memiliki dua kaki utama, yaitu anoda (+) dan katoda (–), yang menentukan arah aliran arus.

LED tersedia dalam berbagai warna seperti merah, hijau, biru, putih, dan kuning, serta dapat berbentuk bulat, persegi, atau SMD. Pada penggunaannya, LED biasanya dipasang bersama resistor pembatas arus untuk mencegah kerusakan akibat arus berlebih.

LED banyak digunakan dalam proyek mikrokontroler dan rangkaian elektronik sebagai indikator status, lampu notifikasi, tampilan visual sederhana, maupun sebagai bagian dari sistem pencahayaan. Komponennya mudah digunakan, hemat energi, dan memiliki umur operasi yang panjang.

• Power Supply 5V 5A

 

Power supply 5 V adalah rangkaian atau perangkat yang berfungsi menyediakan tegangan DC stabil sebesar 5 volt untuk mencatu (memberi daya) komponen elektronik. Tegangan 5 V menjadi standar karena banyak IC digital, mikrokontroler, sensor, dan modul komunikasi dirancang bekerja pada level ini.

Tujuan utama power supply bukan hanya “memberi tegangan”, tetapi juga:

• Menjaga tegangan tetap stabil

• Menyediakan arus sesuai kebutuhan beban

• Melindungi rangkaian dari noise, lonjakan, dan hubung singkat

Spesifikasi Teknis

• Input Voltage : 110V – 230V AC

• Output Voltage : 5V DC

• Output Current : 0 – 5.5A (menyesuaikan beban)

• Output Power : 4W – 25W (Real Rated Capacity)

• Material Casing : Metal Case / Aluminium Base

• Proteksi : Short Circuit, Overload, Over Voltage

• Sertifikasi : CCC / FCC / CE

• Suhu Operasi : 0 – 40 °C

• Suhu Penyimpanan : -20 – 60 °C

• Kelembapan : 0 – 95% Non-Condensation

Kelebihan Utama

• Tegangan 5V stabil dan arus besar hingga 5.5A

• Cocok untuk pemakaian 24 jam non-stop

• Pendinginan efektif dengan casing metal berlubang

• Aman dan terlindungi dari berbagai gangguan listrik

• Kualitas Commercial & Industrial Grade

• Telah melewati proses pengujian sebelum dikirim ke pelanggan

Kesimpulan

Power Supply Switching 5V 5.5A (25W) merupakan pilihan tepat dan aman bagi pengguna yang membutuhkan catu daya stabil, kuat, dan tahan lama. Dengan desain kokoh, performa tinggi, serta sistem proteksi lengkap, adaptor ini sangat ideal untuk kebutuhan rumahan, komersial, maupun industri.

 4. Dasar Teori[kembali]

     1. Resistor

Resistor adalah komponen elektronika yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran listrik yang mengalir dalam suatu rangkain elektronika. Sebagaimana fungsi resistor yang sesuai namanya bersifat resistif dan termasuk salah satu komponen elektronika dalam kategori komponen pasif. Satuan atau nilai resistansi suatu resistor di sebut Ohm dan dilambangkan dengan simbol Omega (Ω). Sesuai hukum Ohm bahwa resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang mengalir melaluinya. Selain nilai resistansinya (Ohm) resistor juga memiliki nilai yang lain seperti nilai toleransi dan kapasitas daya yang mampu dilewatkannya. Semua nilai yang berkaitan dengan resistor tersebut penting untuk diketahui dalam perancangan suatu rangkaian elektronika oleh karena itu pabrikan resistor selalu mencantumkan dalam kemasan resistor tersebut.

Simbol Resistor Sebagai Berikut :

Resistor dalam suatu teori dan penulisan formula yang berhubungan dengan resistor disimbolkan dengan huruf “R”. Kemudian pada desain skema elektronika resistor tetap disimbolkan dengan huruf “R”, resistor variabel disimbolkan dengan huruf “VR” dan untuk resistorjenis potensiometer ada yang disimbolkan dengan huruf “VR” dan “POT”.

Kapasitas Daya Resistor

Kapasitas daya pada resistor merupakan nilai daya maksimum yang mampu dilewatkan oleh resistor tersebut. Nilai kapasitas daya resistor ini dapat dikenali dari ukuran fisik resistor dan tulisan kapasitas daya dalamsatuan Watt untuk resistor dengan kemasan fisik besar. Menentukan kapasitas daya resistor ini penting dilakukan untuk menghindari resistor rusak karena terjadi kelebihan daya yang mengalir sehingga resistor terbakar dan sebagai bentuk efisiensi biaya dan tempat dalam pembuatan rangkaian elektronika.

Nilai Toleransi Resistor

Toleransi resistor merupakan perubahan nilai resistansi dari nilai yang tercantum pada badan resistor yang masih diperbolehkan dan dinyatakan resistor dalam kondisi baik. Toleransi resistor merupakan salah satu perubahan karakteristik resistor yang terjadi akibat operasional resistor tersebut. Nilai torleransi resistor ini ada beberapa macam yaitu resistor dengan toleransi kerusakan 1% (resistor 1%), resistor dengan toleransi kesalahan 2% (resistor2%), resistor dengan toleransi kesalahan 5% (resistor 5%) dan resistor dengan toleransi 10% (resistor 10%).

Nilai toleransi resistor ini selalu dicantumkan di kemasan resistor dengan kode warna maupun kode huruf. Sebagai contoh resistor dengan toleransi 5% maka dituliskan dengan kode warna pada cincin ke 4 warna emas atau dengan kode huruf J pada resistor dengan fisik kemasan besar. Resistor yang banyak dijual dipasaran pada umumnya resistor 5% dan resistor 1%.

Jenis-Jenis Resistor

Berdasarkan jenis dan bahan yang digunakan untuk membuat resistor dibedakan menjadi resistor kawat, resistor arang dan resistor oksida logam atau resistor metal film.

1. Resistor Kawat (Wirewound Resistor)

Resistor kawat atau wirewound resistor merupakan resistor yang dibuat dengan bahat kawat yang dililitkan. Sehingga nilai resistansiresistor ditentukan dari panjangnya kawat yang dililitkan. Resistor jenis ini pada umumnya dibuat dengan kapasitas daya yang besar.

2. Resistor Arang (Carbon Resistor)

Resistor arang atau resistor karbon merupakan resistor yang dibuat dengan bahan utama batang arang atau karbon. Resistor karbon ini merupakan resistor yang banyak digunakan dan banyak diperjual belikan. Dipasaran resistor jenis ini dapat kita jumpai dengan kapasitas daya 1/16 Watt, 1/8 Watt, 1/4 Watt, 1/2 Watt, 1 Watt, 2 Watt dan 3 Watt.

3. Resistor Oksida Logam (Metal Film Resistor)

Resistor oksida logam atau lebih dikenal dengan nama resistor metal film merupakan resistor yang dibuah dengan bahan utama oksida logam yang memiliki karakteristik lebih baik. Resistor metal film ini dapat ditemui dengan nilai tolerasni 1% dan 2%. Bentuk fisik resistor metal film ini mirip denganresistor kabon hanya beda warna dan jumlah cicin warna yang digunakan dalam penilaian resistor tersebut. Sama seperti resistorkarbon, resistor metal film ini juga diproduksi dalam beberapa kapasitas daya yaitu 1/8 Watt, 1/4 Watt, 1/2 Watt. Resistor metal film ini banyak digunakan untuk keperluan pengukuran, perangkat industri dan perangkat militer.

Kemudian berdasarkan nilai resistansinya resistor dibedakan menjadi 2 jenis yaitu resistor tetap (Fixed Resistor) dan resistor tidak tetap (Variable Resistor)

1. Resistor Tetap(Fixed Resistor)

Resistor tetap merupakan resistor yang nilai resistansinya tidap dapat diubah atau tetap. Resistor jenis ini biasa digunakan dalam rangkaian elektronika sebagai pembatas arus dalam suatu rangkaian elektronika. Resistor tetap dapat kita temui dalam beberpa jenis, seperti :

• Metal Film Resistor
• Metal Oxide Resistor
• Carbon Film Resistor
• Ceramic Encased Wirewound
• Economy Wirewound
• Zero Ohm Jumper Wire
• S I P Resistor Network

2. Resistor Tidak Tetap (Variable Resistor)

Resistor tidak tetap atau variable resistor terdiridari 2 tipe yaitu :

• Pontensiometer, tipe variable resistor yang dapat diatur nilai resistansinya secara langsung karena telah dilengkapi dengan tuas kontrol. Potensiometer terdiri dari 2 jenis yaitu Potensiometer Linier dan Potensiometer Logaritmis
• Trimer Potensiometer, yaitu tipe variable resistor yang membutuhkan alat bantu (obeng) dalam mengatur nilai resistansinya. Pada umumnya resistor jenis ini disebut dengan istilah “Trimer Potensiometer atau VR”
• Thermistor, yaitu tipe resistor variable yangnilairesistansinya akan berubah mengikuti suhu disekitar resistor. Thermistor terdiri dari 2 jenis yaitu NTC dan PTC. Untuk lebih detilnya thermistor akan dibahas dalam artikel yang lain.
• LDR (Light Depending Resistor), yaitu tipe resistor variabel yang nilai resistansinya akan berubah mengikuti cahaya yang diterima oleh LDR tersebut.

Jenis-jenis resistor tetap dan variable diatas akan dibahas lebih detil dalam artikel yang lain.

Menghitung Nilai Resistor

Nilai resistor dapat diketahui dengan kode warna dan kode huruf pada resistor. Resistor dengan nilai resistansi ditentukan dengan kode warna dapat ditemukan pada resistor tetap dengan kapasitas daya rendah, sedangkan nilai resistor yang ditentukan dengan kode huruf dapat ditemui pada resistor tetap daaya besar dan resistor variable.

Kode Warna Resistor

Cicin warna yang terdapat pada resistor terdiri dari 4 ring 5 dan 6 ring warna. Dari cicin warna yang terdapat dari suatu resistor tersebut memiliki arti dan nilai dimana nilai resistansi resistor dengan kode warna yaitu :

1. Resistor Dengan 4 Cincin Kode Warna

Maka cincin ke 1 dan ke 2 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 3 merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warnake 4 menunjukan nilai toleransi resistor.

2. Resistor Dengan 5 Cincin Kode Warna

Maka cincin ke 1, ke 2 dan ke 3 merupakan digit angka, dan cincin kode warna ke 4 merupakan faktor pengali kemudian cincin kode warna ke 5 menunjukan nilai toleransi resistor.

3. Resistor Dengan 6 Cincin Warna

Resistor dengan 6 cicin warna pada prinsipnya sama dengan resistor dengan 5 cincin warna dalam menentukan nilai resistansinya. Cincin ke 6 menentukan coefisien temperatur yaitu temperatur maksimum yang diijinkan untuk resistor tersebut.

Kode Huruf Resistor

Resistor dengan kode huruf dapat kita baca nilai resistansinya dengan mudah karenanilia resistansi dituliskan secara langsung. Pad umumnya resistor yang dituliskan dengan kode huruf memiliki urutan penulisan kapasitas daya, nilai resistansi dan toleransi resistor. Kode huruf digunakan untuk penulisan nilai resistansi dan toleransi resistor.

Kode Huruf Untuk Nilai Resistansi :

• R, berarti x1 (Ohm)
• K, berarti x1000 (KOhm)
• M, berarti x 1000000 (MOhm)

Kode Huruf Untuk Nilai Toleransi :

• F, untuk toleransi 1%
• G, untuk toleransi 2%
• J, untuk toleransi 5%
• K, untuk toleransi 10%
• M, untuk toleransi 20%

Rumus Resistor:

    Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan Hukum OHM :

Dimana V adalah tegangan,  I adalah kuat arus, dan R adalah Hambatan

Mencari resistansi total dalam rangkaian dapat menggunakan :

Seri : Rtotal = R1 + R2 + R3 + ….. + Rn

Dimana :
Rtotal = Total Nilai Resistor
R1 = Resistor ke-1
R2 = Resistor ke-2
R3 = Resistor ke-3
Rn = Resistor ke-n

Paralel: 1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ….. + 1/Rn

Dimana :
Rtotal = Total Nilai Resistor
R1 = Resistor ke-1
R2 = Resistor ke-2
R3 = Resistor ke-3
Rn = Resistor ke-n

.

Rumus :

         -Jika rangkaian seri, maka :

        -Jika rangkaian paralel, maka :

 

    3. Water Level Sensor

 

Sensor ketinggian air/sensor deteksi kebocoran adalah modul 3-pin yang mengeluarkan sinyal analog (umumnya 0 hingga 500) yang menunjukkan perkiraan kedalaman air. Ketika digunakan bersama resistor pull-up, sensor ini dapat digunakan sebagai perangkat digital untuk menunjukkan keberadaan air.

Sensor ini memiliki serangkaian sepuluh jejak tembaga yang terekspos, lima di antaranya merupakan jejak daya dan lima lainnya merupakan jejak sensor. Jejak-jejak ini saling bertautan sehingga terdapat satu jejak sensor di antara setiap dua jejak daya. Biasanya, jejak-jejak ini tidak terhubung, tetapi dijembatani oleh air saat terendam.

Rangkaian konduktor paralel yang terbuka ini, bersama-sama bertindak sebagai  resistor variabel  (seperti potensiometer) yang resistansinya berubah-ubah sesuai dengan ketinggian air. Perubahan resistansi ini sebanding dengan jarak dari puncak sensor ke permukaan air. Resistansi berbanding terbalik dengan ketinggian air:

• Semakin banyak air yang mencelupkan sensor, konduktivitasnya akan semakin baik dan akan menghasilkan resistansi yang lebih rendah.

• Semakin sedikit air yang mencelupkan sensor, konduktivitasnya akan semakin buruk dan akan menghasilkan resistansi yang lebih tinggi.

Sensor menghasilkan tegangan keluaran sesuai dengan resistansi, yang dengan pengukuran kita dapat menentukan level air.

Spesifikasi Teknis Modul Sensor Ketinggian Air:
Tegangan Operasi: +5V
Arus Kerja: <20mA
Jenis Sensor: Analog atau Digital
Area Deteksi Air: 1,58 inci X 0,63 inci (40 mm X 16 mm)
Ukuran Lubang Pemasangan: 0,12 inci (3 mm)
Kelembapan Operasi: 10% hingga 90% (non-kondensasi)
Suhu Kerja: (-30 hingga 50 derajat C)

                 Berat : 3 g
                

    

Diagram Sirkuit

Sebelum melanjutkan, mari kita lihat diagram rangkaian modulnya. Diagram ini akan membantu Anda memahami bagaimana semua bagian terhubung dan bagaimana sensor bekerja.

 

Cara Menghubungkan

Untuk terhubung ke papan Grove:

3 pin dalam modul tersebut adalah:

Pin S (Sinyal) adalah keluaran analog yang akan dihubungkan ke salah satu masukan analog pada Arduino Anda.

Pin + (VCC) memasok daya ke sensor. Disarankan agar sensor diberi daya dengan tegangan 3,3V – 5V. Harap dicatat bahwa keluaran analog akan bervariasi tergantung pada tegangan yang diberikan untuk sensor.

– (GND)  adalah koneksi ground.

Pertama, Anda perlu memberikan daya ke sensor. Untuk itu, Anda dapat menghubungkan pin + (VCC) pada modul ke 5V pada Arduino dan pin – (GND) ke ground.

Perlu diingat bahwa pembacaan sensor dapat bervariasi tergantung jenis air yang Anda gunakan. Misalnya, air suling murni tidak menghantarkan listrik dengan baik karena tidak mengandung mineral; Mineral dan kotoran terlarut dalam airlah yang memungkinkan listrik mengalir.

Saat Anda menjalankan sketsa, Anda akan melihat nilai yang mirip dengan ini:

• Jika sensor kering, pembacaannya 0 .
• Ketika sensor terendam sebagian, pembacaannya sekitar 420 .
• Ketika sensor terendam sepenuhnya, pembacaan naik hingga sekitar 520 .

        Angka-angka ini mungkin tidak sama persis untuk setiap orang, sehingga pengujian ini mungkin memerlukan sedikit percobaan. Setelah Anda mencatat pembacaan Anda sendiri, Anda dapat menggunakannya sebagai nilai ambang batas dalam program Anda. Ambang batas ini membantu Arduino Anda memutuskan kapan harus memicu suatu tindakan—misalnya, menyalakan pompa atau mengirimkan peringatan—berdasarkan ketinggian air.

   

 Deskripsi:

Sensor air ini dirancang untuk mendeteksi keberadaan air dan dapat digunakan secara luas untuk mengukur curah hujan, ketinggian air, hingga mendeteksi kebocoran cairan. Sensor ini terdiri dari tiga bagian utama: konektor elektronik, resistor 1 Ω, dan beberapa jalur konduktor terbuka. Sensor bekerja menggunakan serangkaian jalur terbuka yang terhubung ke ground, dan di antara jalur tersebut terdapat jalur sensor. Jalur sensor memiliki resistor pull-up lemah sebesar 1 MΩ. Resistor ini berfungsi menaikkan nilai pada jalur sensor hingga setetes air menyebabkan hubungan singkat antara jalur sensor dan jalur yang terhubung ke ground.

Menariknya, rangkaian ini dapat digunakan langsung dengan pin I/O digital Arduino, atau digunakan melalui pin analog untuk mendeteksi jumlah kontak yang dihasilkan oleh air antara jalur ground dan jalur sensor. Perangkat ini dapat mengukur ketinggian air melalui serangkaian kawat paralel terbuka yang mendeteksi ukuran tetesan atau volume air.

Sensor ini dengan mudah mengubah keberadaan air menjadi sinyal analog, dan nilai analog tersebut dapat langsung digunakan dalam program untuk membuat fungsi seperti alarm ketinggian air. Selain itu, perangkat ini memiliki konsumsi daya rendah dan sensitivitas tinggi, yang menjadi keunggulan utama modul ini.

 4. Sensor IR Obstacle

 

     Infrared (IR) adalah spektrum radiasi elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang lebih panjang daripada cahaya tampak tetapi lebih pendek daripada gelombang mikro, menjadikannya tidak terlihat oleh mata manusia. Radiasi ini sering disebut sebagai radiasi panas karena setiap objek yang suhunya di atas nol mutlak akan memancarkan energi dalam bentuk IR. Dalam aplikasi elektronik, IR digunakan dalam dua fungsi utama: Komunikasi Data dan Sensing. Untuk komunikasi, IR dimanfaatkan oleh perangkat seperti remote control untuk mengirimkan data secara nirkabel melalui pulsa cahaya. Untuk sensing, IR digunakan dalam sensor non-kontak untuk mengukur suhu (termometer IR) atau mendeteksi keberadaan objek (Sensor Proximity IR), seperti yang Anda gunakan pada proyek depot air. Pemanfaatan IR sangat penting dalam sistem otomasi karena sifatnya yang cepat, terarah, dan tidak mengganggu frekuensi radio lainnya.

 

 

   Karakteristik Infra Red
1. Bentukya tidak terlihat dengan kasat mata atau mata telanjang.
2. Timbulnya diakibatkan oleh komponen-komponen pendukung seperti panas.
3. Tidak dapat menembus materi yang tidak tembus pandang.
4. Merupakan salah satu teknologi yang tembus pandang.
5. Panjang gelombang pada infra merah memiliki hubungan yang berlawanan atau berbanding terbalik dengan suhu. Ketika suhu mengalami kenaikan, maka panjang gelombang mengalami penurunan.

 

Respon Penerimaan Sensor Infra Merah 

Prinsip kerja sensor infra red 
Ketika gelombang infra red membentur suatu penghalang maka sebagian gelombang tersebut akan dipantulkan sebagian diserap dan sebagian yang lain akan diteruskan. Proses ini ditunjukkan pada gambar berikut 

 

Proses pemantulan gelombang infra red 

5.  Flow Sensor YF-S201

Flowsensor terdiri dari katup plastik, rotor air, dan sebuah sensor hall-effect. Sensor ini memilikim keakuratan yang baik karena frekuensi pulsa Hall Effect memiliki hubungan linier dengan jumlah (volume) fluida yang melintasi penampang sensor sehingga memungkinkan flowsensor untuk digunakan dalam tujuan pengukuran akurasi dan presisi tinggi. Gambar 3 merupakan bentuk dari flowsensor YF-S201  

  

Karakteristik frekuensi berbanding jumlah fluida yang melintasi sensor dapat dilihat pada Gambar 4 dan Tabel 2. Gambar 4 merupakan grafik hubungan antara frekuensi dan debit fluida yang melewati penampang sensor.

 

Grafik Karakteristik Flow Sensor YF-
S201

 Data Flow Range vs Frekuensi Flow Sensor YF-S201

Dari Gambar Graffik dan Tabel diatas diketahui bahwa karakteristik frekuensi yang dihasilkan flowsensor
linear terhadap jumlah fluida yang lewat.

6. Logicstate

 

 

Logicstate yaitu pengertian logis, benar atau salah, dari sinyal biner yang diberikan. Sinyal biner adalah sinyal digital yang hanya memiliki dua nilai yang valid. Dalam istilah fisik, pengertian logis dari sinyal biner ditentukan oleh level tegangan atau nilai arus sinyal, dan ini pada gilirannya ditentukan oleh teknologi perangkat. Dalam sirkuit TTL, misalnya, keadaan sebenarnya diwakili oleh logika 1, kira-kira sama dengan +5 volt pada garis sinyal; logika 0 kira-kira 0 volt. Tingkat tegangan antara 0 dan +5 volt dianggap tidak ditentukan.Karena hanya dua status logika, logika 1 dan logika 0, yang dimungkinkan, teknik aljabar Boolean dapat digunakan untuk menganalisis rangkaian digital yang melibatkan sinyal biner. Istilah logika positif diterapkan ke sirkuit di mana logika 1 ditetapkan ke level tegangan yang lebih tinggi; Dalam rangkaian logika negatif, logika 1 ditunjukkan dengan level tegangan yang lebih rendah.

7. Power Supply

 

    Catu daya merupakan suatu Rangkaian yang paling penting bagi sistem elektronika. Power supply atau catu daya adalah suatu alat atau perangkat elektronik yang berfungsi untuk merubah arus AC menjadi arus DC untuk memberi daya suatu perangkat keras lainnya. Sumber AC yaitu sumber tegangan bolak-balik, sedangkan sumber tegangan DC merupakan sumber tegangan searah. Power supply/unit catu daya secara efektif harus mengisolasi rangkaian internal  dari  jaringan  utama,  dan  biasanya  harus  dilengkapi  dengan pembatas  arus  otomatis  atau  pemutus  bila  terjadi  beban  lebih  atau hubung  singkat.  Bila  pada  saat  terjadinya  kesalahan  catu  daya, tegangan  keluaran DC meningkat  di  atas  suatu  nilai  aman maksimum untuk rangkaian internal, maka daya secara otomatis harus diputuskan.

Simbol di proteus

 8. Motor DC Water Pump

 

 

Pada umumnya cara kerja diaphragm pump adalah reciprocating. Diafragma pada pompa akan bergerak mundur untuk menciptakan daya hisap air. Pada saat itu, katup masuk atau inlet valve terbuka sehingga air akan terhisap masuk memenuhi ruang di dalam pompa. Di saat yang bersamaan, katup keluar atau outlet valve akan tertutup untukbmencegah air yang ada di saluran keluar tidak masuk kembali ke ruang pompa. Sebaliknya, pada saat diafragma bergerak maju, itulah saat daya dorong air keluar terjadi. Katup keluar akan terbuka sehingga air akan keluar dari ruang pompa menuju ke saluran keluar. Katup masuk juga akan tertutup untuk mencegah air di ruang pompa tidak kembali ke saluran sumber air awal.

 

                                                   

Water pump ini menggunakan jenis Submersible DC yang dapat bekerja pada tegangan 3–5V, dengan batas aman antara 2.5 hingga 6V DC. Pompa ini mengonsumsi arus 120–330 mA dengan daya antara 0.4 hingga 1.5W, sehingga tergolong efisien dan cocok untuk proyek elektronik berdaya rendah. Dengan kapasitas aliran 80–120 liter per jam, pompa mampu menghasilkan aliran air yang cukup kuat untuk penggunaan kecil seperti dispenser, mini fountain, atau mesin kopi. Dimensinya kompak, dengan diameter sekitar 24 mm, panjang 45 mm, dan tinggi 33 mm, serta menggunakan material engineering plastic yang ringan namun kuat. Pompa ini memakai aktuator Brushless DC, sehingga lebih awet dan halus saat bekerja, dengan masa kerja mencapai 500 jam.

 

 

 

Simbol motor DC di proteus:

 

9. Buzzer 5V

 

Buzzer 5V ini merupakan buzzer elektronik mini berdiameter 12 mm yang mampu menghasilkan suara keras hingga 85 dB pada jarak 10 cm. Buzzer ini dirancang untuk bekerja menggunakan tegangan 5V DC, dengan konsumsi arus sekitar 30 mA, sehingga sangat cocok untuk rangkaian elektronik berdaya rendah seperti mikrokontroler, sistem alarm, maupun perangkat portabel.

Secara listrik, buzzer ini memiliki tegangan operasi mulai dari 4V hingga 8V DC, sehingga tetap dapat berfungsi meskipun terdapat sedikit variasi tegangan suplai. Frekuensi resonansi buzzer berada pada 3.1 kHz ± 0.5 kHz, yaitu frekuensi yang menghasilkan tingkat suara paling optimal dan paling keras bagi pendengaran manusia. Waktu respon buzzer juga sangat cepat, yaitu sekitar 50 ms, sehingga mampu menghasilkan bunyi segera setelah diberi tegangan.

Material housing buzzer menggunakan PBT (Polybutylene Terephthalate) yang kuat, tahan panas, dan ringan. Bagian dasar buzzer memiliki lapisan potted base, yang berguna untuk melindungi komponen internal dari kontaminasi fluks selama proses soldering. Ditambah dengan masking label pada lubang bunyi untuk mencegah cairan pembersih masuk saat pembersihan PCB.

Buzzer ini menggunakan pin solder sehingga dapat dipasang langsung pada PCB. Ukuran totalnya adalah Ø 12 mm x tinggi 7.5 mm, dengan bobot hanya 2 gram, menjadikannya ideal untuk perangkat mini dan embedded system.

Secara lingkungan, buzzer mampu bekerja pada suhu -20°C sampai +70°C, sehingga layak digunakan pada banyak aplikasi outdoor maupun indoor.

Beberapa contoh aplikasi buzzer ini meliputi:

• Timer dan alarm

• Mainan elektronik

• Perangkat keamanan

• Instrumen miniatur

• Sistem peringatan sederhana

• Peralatan IoT atau sistem kontrol menggunakan STM32/Arduino 

   

  Ringkasan Spesifikasi Utama Elektrikal

• Tegangan nominal: 5V DC

• Tegangan kerja: 4–8V DC

• Arus kerja: 30 mA @ 5V

• Sound Pressure Level: ≥ 85 dB @ 10 cm

• Frekuensi resonansi: 3.1 kHz ± 0.5 kHz

• Waktu respon: 50 ms

   

        Fisik

• Dimensi: Ø 12 mm x 7.5 mm

• Berat: 2 gram

• Material: PBT (plastik engineering)

• Terminals: Pin solder untuk PCB

• Pitch: 7.6 mm

   

        Lingkungan

• Suhu kerja: –20°C hingga +70°C

 

Penjelasan Grafik Buzzer 5V

Grafik tersebut menunjukkan hubungan antara tegangan suplai (VDC) dengan tingkat suara (P = Sound Pressure Level / dB) dan arus kerja (I = Current / mA) pada sebuah buzzer DC.

1. Sumbu Horizontal (X-axis): Tegangan VDC

Rentang tegangan pada grafik adalah 3V – 6V, yang menunjukkan tegangan kerja buzzer.

2. Kurva P (Pressure / Sound Level – dB)

• Kurva P menunjukkan intensitas suara (kekuatan bunyi) yang dihasilkan buzzer.

• Pada 4V, suara sekitar 83–85 dB.

• Pada 5V, suara naik menjadi sekitar 90 dB.

• Pada 6V, suara mendekati 92–93 dB.

Kesimpulan:
Semakin tinggi tegangan, semakin keras bunyi buzzer.

3. Kurva I (Current – mA)

• Kurva I menunjukkan arus yang digunakan buzzer.

• Pada 4V, arus sekitar 13–15 mA.

• Pada 5V, arus naik menjadi 20 mA.

• Pada 6V, arus mendekati 27–30 mA.

Kesimpulan:
Semakin tinggi tegangan, semakin besar arus yang dibutuhkan buzzer.

4. Fungsi Grafik Secara Umum

Grafik ini membantu menentukan:

• Tegangan optimal untuk suara maksimal (biasanya 5V).

• Besarnya arus yang harus disediakan oleh rangkaian.

• Performa buzzer dalam berbagai kondisi tegangan. 

Rumus yang Berhubungan

Walaupun grafik ini bukan hasil rumus langsung, ada hubungan dasar kelistrikan:

1. Daya Buzzer

 

Misal pada 5V dan 20 mA:

 

2. Hubungan Intensitas Suara (dB)

Kenaikan 3 dB ≈ suara terasa 1.23× lebih kuat
Kenaikan 10 dB ≈ suara terasa 2× lebih keras

10. STM32F103C8T6 ARM STM32

 

STM32F103C8 adalah mikrokontroler 32-bit berbasis inti ARM Cortex-M3 yang termasuk dalam keluarga STM32F1. Mikrokontroler ini dirancang untuk aplikasi embedded yang membutuhkan kinerja tinggi, konsumsi daya rendah, dan periferal yang lengkap. Dengan kecepatan clock hingga 72 MHz, STM32F103C8 mampu menjalankan instruksi dengan cepat dan efisien, menjadikannya pilihan populer untuk sistem kontrol, otomasi, robotika, perangkat IoT, serta berbagai aplikasi industri dan konsumen.

Perangkat ini dilengkapi memori Flash 64 KB atau 128 KB dan SRAM hingga 20 KB, serta berbagai modul pendukung seperti ADC 12-bit, DMA, timer PWM, UART/USART, SPI, I²C, USB full-speed, dan CAN. Selain itu, tersedia hingga puluhan pin I/O yang bersifat 5V tolerant, yang membuat mikrokontroler fleksibel saat dihubungkan dengan berbagai sensor dan aktuator.

STM32F103C8 mendukung mode hemat daya seperti Sleep, Stop, dan Standby, sehingga cocok untuk perangkat portabel. Dengan dukungan interface debug SWD/JTAG, mikrokontroler ini dapat diprogram dan diuji menggunakan alat seperti ST-Link. Kombinasi performa tinggi, fitur lengkap, dan konsumsi daya yang efisien membuat STM32F103C8 menjadi salah satu mikrokontroler paling banyak digunakan dalam dunia embedded system.

 Spesifikasi

Fitur / Parameter	Detail
Core (CPU)	ARM 32-bit Cortex-M3 RISC core (STMicroelectronics)
Kecepatan CPU (Clock)	Maksimal 72 MHz (STMicroelectronics)
Performa	~ 1.25 DMIPS/MHz → sekitar 90 DMIPS maksimal (AllDatasheet)
Memori	Flash: 64 KB atau 128 KB / SRAM: hingga 20 KB (STMicroelectronics)
Tegangan Operasi	2.0 – 3.6 V untuk supply utama & I/O (STMicroelectronics)
Power-on Reset / Voltage Detector	POR, PDR, dan PVD tersedia untuk manajemen daya & proteksi (STMicroelectronics)
Clock / Oscillator	Mendukung kristal eksternal 4–16 MHz, RC internal 8 MHz & 40 kHz, serta PLL untuk CPU; juga mampu menggunakan internal RTC 32 kHz (STMicroelectronics)
Mode Hemat Daya	Sleep, Stop, Standby + fitur VBAT untuk RTC/backup register — cocok untuk aplikasi low-power (STMicroelectronics)
A/D Converter	2 × 12-bit ADC, masing-masing sampai 16 channel (dual-sample & hold) — cocok untuk banyak input sensor analog (STMicroelectronics)
DMA Controller	7-channel DMA — membantu transfer data tanpa beban CPU (STMicroelectronics)
GPIO & I/O	Hingga 37–80 I/O (tergantung versi/package) — banyak pin untuk input/output, sensor, aktuator, dsb. Banyak pin I/O juga “5 V-tolerant” (tergantung seri) (STMicroelectronics)
Timer / PWM / Motor Control	7 timer: termasuk 3 timer 16-bit (IC/OC/PWM), 1 timer PWM khusus kontrol motor (dengan dead-time & emergency-stop), SysTick, watchdog, dll (STMicroelectronics)
Interface Komunikasi	Hingga: 2 × I²C, 2 × SPI, 3 × USART (dengan IRDA / LIN / modem), 1 × USB full-speed, 1 × CAN 2.0B (STMicroelectronics)
Debugging	SWD & JTAG — bisa diprogram / debug dengan programmer seperti ST‑Link (STMicroelectronics)
Lingkup Temperatur	Umumnya –40 °C sampai +85 °C; beberapa varian mendukung hingga +105 °C (STMicroelectronics)
Aplikasi Potensial	Otomasi rumah / industri, kontrol motor, perangkat portable, sensor/monitor, IoT, sistem embedded komersial/industri, dll. (STMicroelectronics)

11. ST - Link 5V

 

ST-LINK V2 adalah alat programmer dan debugger in-circuit yang dirancang untuk memrogram dan melakukan debugging pada mikrokontroler dari keluarga STM32 maupun STM8. Alat ini terhubung ke komputer lewat USB, dan ke papan target melalui interface SWD (Serial Wire Debug) atau SWIM (Single Wire Interface Module) / JTAG, sehingga kamu bisa mengunggah firmware, membaca variabel, melakukan step debugging, serta memonitor jalannya program secara realtime.

Karena bentuknya berupa “dongle” USB kecil (USB stick), perangkat ini sangat praktis dan mudah dibawa — cocok untuk pengembangan, prototyping, maupun perbaikan board.

Spesifikasi

Spesifikasi / Fitur	Detail
Antarmuka ke MCU	SWD untuk STM32, SWIM/JTAG untuk STM8 — mendukung pemrograman & debugging. (STMicroelectronics)
Tegangan Target MCU yang Didukung	1.65 V – 3.6 V untuk SWD/JTAG; dan pada SWIM mendukung sampai 5.5 V — berarti bisa dipakai pada banyak varian board. (STMicroelectronics)
Catu Daya dari USB	Programmer ini mendapat power dari port USB (5 V), sehingga tidak perlu catu daya tambahan. (STMicroelectronics)
Antarmuka Komunikasi ke PC	USB 2.0 full-speed → kompatibel dengan banyak PC/laptop. (Saravana Electronics)
Dukungan Software / IDE	Bisa digunakan dengan software resmi seperti STM32CubeIDE, serta IDE populer seperti Keil uVision, IAR Embedded Workbench, dan lainnya. (STMicroelectronics)
Dukungan Firmware / Debugging	Mendukung programming, flashing, debugging, serta update firmware (DFU). (STMicroelectronics)
Kompatibilitas Mikro	STM8 series dan STM32 series — cocok untuk berbagai papan dev maupun MCU custom. (Ubuy India)
Indikator Aktivitas	LED status berkedip saat komunikasi dengan PC — membantu pengguna mengetahui kapan programmer aktif. (st.com.cn)

12. LCD 16X2

 

LCD 16x2 non-I2C adalah modul tampilan karakter yang terdiri dari dua baris dengan masing-masing 16 karakter. Modul ini bekerja menggunakan antarmuka parallel 8-bit atau 4-bit, sehingga memerlukan beberapa pin data dan pin kontrol untuk berkomunikasi dengan mikrokontroler. LCD ini menggunakan controller HD44780 atau kompatibel, yang memungkinkan perangkat menerima perintah, menampilkan karakter ASCII, mengatur posisi kursor, dan mengatur fungsi tampilan lainnya. Pada mode 8-bit, LCD menggunakan delapan pin data (D0–D7), sedangkan pada mode 4-bit hanya menggunakan empat pin (D4–D7) sehingga lebih hemat pin.

LCD 16x2 non-I2C memiliki tiga pin kontrol utama, yaitu RS, RW, dan E. Pin RS digunakan untuk memilih apakah data yang dikirim adalah instruksi atau karakter yang ingin ditampilkan. Pin RW berfungsi memilih mode baca atau tulis, namun pada banyak rangkaian pin ini sering dihubungkan ke ground untuk mengaktifkan mode tulis saja. Pin E (Enable) digunakan sebagai sinyal pemicu agar LCD membaca data dari mikrokontroler. Selain itu, LCD memiliki pin VSS, VDD, dan V0 untuk catu daya dan pengaturan kontras, biasanya melalui potensiometer. Modul ini juga dilengkapi dengan backlight LED yang dinyalakan menggunakan pin A (anoda) dan K (katoda) untuk memastikan tampilan tetap jelas meskipun di ruangan gelap.

LCD 16x2 non-I2C banyak digunakan dalam sistem mikrokontroler karena tampilan karakter yang stabil, kemudahan pemrograman, dan kompatibilitas luas dengan platform seperti STM32, Arduino, dan AVR. Pada proyek mesin kopi otomatis, LCD ini berfungsi menampilkan informasi penting seperti aliran air, status gelas, level tangki, dan kondisi sistem selama proses pengisian berlangsung, sehingga pengguna dapat memantau operasional mesin secara real-time.

 

13. Adaptor 5v

 

Adaptor 5V adalah sebuah perangkat berupa rangkaian elektronika yang berfungsi untuk mengubah tegangan listrik yang besar menjadi tegangan rendah 5V DC, atau mengubah arus bolak-balik (AC) dari PLN menjadi arus searah (DC) yang stabil. Adaptor ini menjadi sumber daya utama bagi banyak perangkat elektronik berdaya rendah seperti mikrokontroler, sensor, modul driver, dan pompa DC kecil. Dengan tegangan keluaran 5V, adaptor ini sangat umum digunakan dalam sistem otomasi dan rangkaian digital.

Terdapat dua jenis adaptor 5V berdasarkan sistem kerjanya, yaitu adaptor sistem trafo step-down dan adaptor sistem switching. Pada adaptor step-down, prinsip kerjanya menggunakan teknik induksi medan magnet, di mana lilitan primer dan sekunder pada transformator menghasilkan penurunan tegangan dari 220V AC menjadi 5V AC sebelum disearahkan menjadi DC. Teknik ini mengandalkan kumparan kawat email dan teras besi sebagai komponen utamanya.

Sedangkan adaptor 5V sistem switching bekerja menggunakan teknik transistor atau IC switching. Sistem ini lebih efisien, ringan, dan mampu memberikan tegangan keluaran yang lebih stabil dibandingkan adaptor transformator konvensional. Selain itu, suhu komponennya tetap rendah sehingga mengurangi risiko kerusakan akibat panas, sehingga adaptor switching banyak digunakan pada perangkat elektronik digital modern.

Adaptor 5V dapat dikategorikan ke dalam empat macam adaptor, yaitu:

1. Adaptor DC Converter, yaitu adaptor yang mengubah tegangan DC besar menjadi tegangan DC 5V. Misalnya: dari 12V DC menjadi 5V DC.

2. Adaptor Step Up dan Step Down. Adaptor step-down digunakan untuk menurunkan tegangan AC besar (contoh 220V AC) menjadi tegangan AC yang lebih kecil sebelum diubah ke 5V DC. Sistem step-up jarang digunakan untuk keluaran 5V.

3. Adaptor Inverter, yaitu adaptor yang dapat mengubah tegangan DC menjadi AC, meskipun inverter biasanya digunakan untuk tegangan besar, bukan 5V.

4. Adaptor Power Supply, yaitu adaptor yang mengubah tegangan 220V AC menjadi 5V DC. Contohnya adaptor charger USB, adaptor modul mikrokontroler, atau adaptor power supply untuk pompa DC 5V.

14. Jack Female Dc 

 

 DC Female Jack ini digunakan untuk menghubungkan sumber daya DC ke perangkat elektronik dengan mudah. Jack ini menggunakan ukuran standar 2.1 x 5.5 mm (tipe 2155) sehingga kompatibel dengan berbagai adaptor umum. Desainnya dilengkapi terminal pegas, sehingga kabel dapat dipasang tanpa solder—cukup tekan, masukkan kabel, lalu lepaskan. Dengan kemampuan menangani arus hingga 2A dan tegangan maksimal 30V DC/AC, konektor ini cocok untuk banyak aplikasi, seperti menyalurkan daya ke modul elektronik, rangkaian proyek, atau perangkat kecil lainnya. Bentuknya yang ringkas dan kuat membuatnya mudah digunakan, baik untuk pemasangan panel maupun digunakan langsung pada rangkaian.

 

5. Percobaan[kembali]

    a) Prosedur[kembali]

 1. Persiapan dan Perencanaan Sistem

     1. Komponen & Fungsi singkat

• 2 × IR sensor (digital) — IR1 = deteksi cangkir hadir, IR2 = deteksi cangkir penuh / level outlet
• 1 × Water Flow Sensor (hall-effect / pulse) — keluarkan pulsa per volume
• 1 × Water Pump (5V) — dikontrol via transistor / MOSFET (driver)
• 1 × Buzzer 5V — indikator (PWM atau on/off)
• 1 × OLED 128×64 (I2C) — tampilan status/volume
• 1 × LED Hijau — status aman/berjalan
• 1 × LED Merah — status bahaya/error
• STM32 + ST-Link untuk programming/debugging
• Adaptor 5V untuk pompa dan periferal daya
• jack dc female 

     2. Skema koneksi (sederhana / referensi pin untuk STM32F103)

•  IR1 output → PA0 (GPIO input, pull-down/up)
•  IR2 output → PA1 (GPIO input)
•  Flow sensor output (pulses) → PA2 (EXTI interrupt)
• Pump control (gate transistor/MOSFET) → PA3 (GPIO output)
• Buzzer → PA4 (TIM PWM optional or GPIO)
• LED Hijau → PA8 (GPIO output)
• LED Merah → PA9 (GPIO output)
• I2C (OLED SSD1306) → PB6 = SCL, PB7 = SDA
• VCC: OLED 5V (atau 3.3V sesuai modul), sensors 5V/3.3V sesuai datasheet, MCU Vcc 3.3V
•  ST-Link → USB untuk flashing  

3. Skema koneksi (sederhana / referensi pin untuk STM32F103)

• Idle: OLED tampil “Ready”, LED hijau ON.
• Bila IR1 mendeteksi cangkir → tunggu konfirmasi (debounce), tampil “Cup detected” di OLED.
• Tekan start (atau otomatis): Aktifkan heater/pompa: Pump ON, LED hijau tetap ON. Reset penghitung pulsa flow.
• Hitung pulsa dari flow sensor (interrupt). Konversi pulsa → volume (pakai pulses_per_liter dari datasheet).
• Bila IR2 mendeteksi "full" atau volume mencapai target → Pump OFF, bunyikan buzzer singkat, OLED “Coffee Ready!”, LED hijau ON.
•  Jika terjadi kondisi error (mis. flow=0 selama waktu ON) → Pump OFF, LED merah ON, buzzer peringatan.

 4. Rumus & Konversi Flow

•  Misal pulses_per_liter = PPL (ditentukan datasheet, mis. 450 pulses/L).
•  Volume (liter) dari pulse_count:

 

•  Flow rate (L/min) jika ingin:

 

         dimana $\Delta t_{\text{min}} = \Delta t / 60$ (detik → menit).

b) Rangkaian simulasi [kembali]

1. Rangkaian Simulasi

 

 Rangkaian mesin kopi otomatis ini bekerja dengan memanfaatkan beberapa sensor untuk mendeteksi kondisi gelas, level air dalam gelas, level air dalam tangki, serta jumlah air yang mengalir. Semua sensor tersebut terhubung ke sebuah mikrokontroler (STM32 atau sejenisnya) yang kemudian mengatur pompa air, buzzer, dan indikator LED. Sistem dirancang agar air hanya mengalir bila gelas sudah berada di tempatnya, air dalam tangki masih tersedia, dan pengisian gelas dikontrol secara otomatis tanpa meluap.

 

2. Preinsip kerja

a) Sensor Infrared (Deteksi gelas)

 

Sensor IR atas berfungsi mendeteksi ketinggian permukaan air dalam gelas ketika proses pengisian berlangsung. Ketika permukaan air naik dan mencapai titik yang ditentukan, pantulan cahaya IR berubah sehingga sensor memberikan sinyal HIGH ke mikrokontroler. Mikrokontroler kemudian mematikan pompa sehingga gelas tidak meluap. Ini memberikan sistem keamanan dan akurasi dalam proses pengisian air. Sensor IR atas ini dihubungkan ke mikrokontroler melalui pin digital, yaitu pada pin input PA3, yang berfungsi membaca perubahan logika dari sensor secara real-time. Dengan demikian, PA3 bertindak sebagai pin pendeteksi level air untuk memastikan batas tinggi tercapai sebelum pompa dihentikan.

 

b) Sensor Infrared (Deteksi Penuh Air Dalam Gelas)

 

Sensor infrared bawah berfungsi untuk mendeteksi keberadaan gelas pada posisi pengisian air. Ketika gelas diletakkan di bawah dispenser, cahaya infrared akan dipantulkan kembali ke sensor sehingga menghasilkan sinyal HIGH menuju mikrokontroler. Jika gelas tidak terdeteksi (sinyal LOW), sistem tidak akan mengaktifkan pompa untuk mencegah air tumpah ke luar area pembuangan. Sensor IR ini sangat penting sebagai sistem keamanan awal sebelum proses pengisian dimulai. Sensor infrared bawah ini dihubungkan ke mikrokontroler melalui pin digital PA2, yang membaca kondisi logika sensor secara langsung. Dengan demikian, pin PA2 berfungsi sebagai input deteksi keberadaan gelas untuk memastikan bahwa proses pengisian air hanya dilakukan ketika gelas sudah berada pada posisi yang benar.

 

c) LCD 16X2

Aktif 

 

 LCD yang digunakan pada rangkaian ini adalah LCD karakter 16x2 tipe LM016L, yang mampu menampilkan 2 baris teks, masing-masing 16 karakter. LCD ini dihubungkan ke mikrokontroler melalui jalur data paralel (DB0–DB7) serta beberapa pin kontrol seperti RS, RW, dan E. Fungsi utama LCD ini adalah menampilkan status sistem secara real-time, seperti kondisi sensor, jumlah aliran air, dan keadaan tangki.

 

1. Fungsi Tampilan LCD

LCD menampilkan informasi penting bagi pengguna, antara lain:

• Flow : 0.0 → Menunjukkan jumlah air (liter atau mL) yang terdeteksi oleh water flow sensor.

• Cup : Y → Menunjukkan apakah gelas terdeteksi oleh sensor IR bawah (Y = Yes / terdeteksi).

• Full : Y → Menunjukkan apakah ketinggian air dalam gelas sudah mencapai batas yang diset (sensor IR atas).

• Tank : LOW → Menunjukkan kondisi air pada tangki utama. "LOW" berarti air hampir habis.

Dengan tampilan ini, pengguna dapat melihat seluruh status mesin kopi secara jelas dan langsung.

2. Koneksi LCD ke Mikrokontroler

LCD dihubungkan ke mikrokontroler menggunakan 8-bit parallel data mode, yakni melalui:

Pin Data (D0–D7):

Terhubung ke pin-pin GPIO STM32 (PA0–PA7 atau konfigurasi lain pada gambar).
Pin ini mengirimkan karakter dan perintah dari mikrokontroler ke LCD.

Pin Kontrol:

• RS (Register Select)
  Memilih mode data atau instruksi.
  0 = Instruksi, 1 = Data.

• RW (Read/Write)
  Mengatur mode baca/tulis. Pada rangkaian biasanya di-set ke Write (0).

• E (Enable)
  Sinyal untuk memberikan pulsa agar data terbaca oleh LCD.

Pin Power (VSS, VDD, V0):

• VSS = Ground

• VDD = +5 V

• V0 = Kontras LCD (diatur melalui potensiometer RV1)

Backlight LED

Diberi daya melalui pin khusus pada LCD agar layar menyala.

3. Potensiometer (RV1) untuk Kontras LCD

Pada gambar terlihat potensiometer terhubung ke pin V0. Fungsi utamanya:

• Mengatur tingkat kecerahan karakter pada layar

• Membuat teks lebih jelas

• Menghindari karakter tidak terlihat atau terlalu gelap

4. Cara Mikrokontroler Mengirim Data ke LCD

Mikrokontroler akan:

1. Mengirim perintah (clear, set cursor, mode tampilan)

2. Mengirim karakter satu per satu melalui pin data

3. Memberikan pulsa pada pin E agar LCD membaca data

4. Mengatur posisi kursor untuk menulis baris kedua

Hal inilah yang membuat LCD dapat menampilkan teks seperti Flow, Cup, Full, Tank secara real-time.

5. Peran LCD dalam Sistem Mesin Kopi

LCD menjadi tampilan utama bagi pengguna untuk melihat:

• Status gelas (ada/tidak)

• Status level air gelas

• Volume air yang masuk

• Status tangki air (low / full)

• Informasi saat pompa menyala atau berhenti

Dengan LCD, pengguna dapat memahami kondisi perangkat tanpa membuka rangkaian.

tidak aktif 

 

 

d) Water Flow Sensor 

 

Flow sensor berfungsi untuk menghitung jumlah air yang mengalir menuju gelas selama proses pengisian berlangsung. Ketika pompa aktif dan air bergerak melalui sensor, baling-baling (impeller) di dalamnya akan berputar sehingga menghasilkan rangkaian pulsa digital. Setiap putaran menghasilkan jumlah pulsa tertentu, dan pulsa-pulsa inilah yang dibaca oleh mikrokontroler untuk dihitung menjadi volume air (mL atau liter). Dengan membaca jumlah pulsa tersebut, mikrokontroler dapat mengetahui secara presisi berapa banyak air yang sudah dituangkan ke dalam gelas. Sistem ini membuat proses pengisian lebih akurat serta memungkinkan pengaturan takaran air secara otomatis. Flow sensor ini dihubungkan ke mikrokontroler melalui pin digital PA4 (interrupt), yang membaca setiap perubahan pulsa secara real-time. Dengan demikian, pin PA4 berfungsi sebagai input penghitung aliran air untuk memastikan bahwa volume air yang masuk ke gelas sesuai dengan batas yang telah ditentukan sebelum pompa dimatikan. 

 

e) Water Level Sensor

 

Water level sensor berfungsi untuk mendeteksi ketersediaan air pada tangki utama sebelum proses pengisian dimulai. Sensor ini bekerja dengan memanfaatkan perubahan konduktivitas pada probe ketika air menyentuh permukaannya. Jika air berada pada batas minimum atau tidak menyentuh probe, sensor akan menghasilkan sinyal LOW yang menunjukkan bahwa tangki kekurangan air. Sebaliknya, ketika air masih berada pada level yang aman, sensor memberikan sinyal HIGH ke mikrokontroler. Informasi ini sangat penting untuk mencegah pompa bekerja tanpa air, yang dapat menyebabkan kerusakan pompa dan gangguan pada proses pengisian gelas. Water level sensor ini dihubungkan ke mikrokontroler melalui pin analog PA0, yang membaca nilai tegangan sebagai indikator kondisi air di dalam tangki. Dengan demikian, pin PA0 berfungsi sebagai input pendeteksi level air utama, memastikan sistem hanya bekerja ketika pasokan air mencukupi.

 

c) Video Simulasi [kembali]

 6. Download File[kembali]

File Rangkaian Disini

Video Simulasi Disini

Datasheet Resistor [unduh]

Datasheet Breadboard [unduh]

Datasheet Amperemeter [unduh]

Datasheet Voltmeter [unduh]

Datasheet Buzzer 5V [unduh]

Datasheet STM32F103C8T6 [unduh]

Datasheet LCD 16X2 [unduh]

Datasheet Motor DC Water Pump [unduh]

Datasheet Water Flow Sensor [unduh]

Datasheet Infrared Sensor [unduh]

Datasheet Water Level Sensor [unduh]

Datasheet ST-LINK V2 Disini

Datasheet LED Disini