[MENUJU AKHIR]

Tugas Pendahuluan Modul 2 Percobaan 2 Kondisi 5

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Prosedur
2. Hardware
3. Rangkaian Simulasi & Prinsip Kerja
4. Flowchart & Listing Program
5. Video Demo
6. Kondisi
7. Video Simulasi
8. Download File

1. Prosedur (kembali)

1. Buka Project Wokwi: Masuk ke lembar kerja Wokwi yang sudah Anda siapkan dengan board STM32 C031C6.
2.  Salin Kode ke main.c:
   
   •  Hapus semua kode bawaan di tab main.c.
   •  Salin dan tempel (paste) seluruh kode C yang Anda miliki di atas (mulai dari #include "main.h" hingga akhir fungsi main).
3. Salin Kode ke main.h:
   
   • Klik ikon "+" atau cari tab file bernama main.h.
   •  Tempelkan definisi pin dan prototipe fungsi yang sudah Anda buat tadi.
4. Konfigurasi diagram.json: 
   
   • Klik tab diagram.json.
   • Pastikan isinya sama persis dengan struktur JSON yang Anda berikan, terutama bagian connections agar kabel-kabel virtual terhubung ke pin yang benar (PA0 untuk LDR dan PA6 untuk Servo). 
5. Jalankan Simulasi: 
   
   • Klik tombol Play (ikon segitiga hijau).
   •  Jika ada pesan error, pastikan tidak ada karakter yang tertinggal saat proses salin-tempel.
   •  Setelah jalan, geser slider pada LDR untuk melihat pergerakan servo secara halus.

2. Hardware (kembali)

1. STM32 Nucleo G474RE

 

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)

Prinsip Kerja

Prinsip kerja dari rangkaian Jemuran Otomatis pada Percobaan 2 ini didasarkan pada sistem kontrol lingkar terbuka (open loop) yang merespons perubahan intensitas cahaya lingkungan secara proporsional. Berikut adalah urutan kerjanya:

1. Deteksi Cahaya (Input Analog): Sensor LDR bertindak sebagai pembagi tegangan. Ketika intensitas cahaya berubah (dari terang ke gelap), nilai resistansi LDR berubah, sehingga tegangan analog yang masuk ke pin PA0 ikut berubah. Sinyal analog ini kemudian dikonversi oleh ADC 12-bit menjadi nilai digital antara 0 hingga 4095.

2. Pemrosesan & Filtering (Data Processing): Mikrokontroler STM32 membaca nilai digital tersebut. Untuk memenuhi kondisi "pergerakan halus", kode menggunakan algoritma Exponential Moving Average:

   

    

   Sederhananya, nilai baru tidak langsung dipakai 100%, melainkan digabungkan dengan nilai sebelumnya agar transisi angka menjadi sangat mulus dan tidak melonjak tiba-tiba.

3. Pemetaan Sudut (Mapping): Nilai ADC yang sudah halus dipetakan (mapping) ke dalam nilai pulse width untuk sinyal PWM.

   • Kondisi Terang: Nilai ADC tinggi menghasilkan sinyal PWM sekitar 2000 $\mu s$ (posisi servo jemuran di luar).

   • Kondisi Gelap: Nilai ADC rendah menghasilkan sinyal PWM sekitar 1000 $\mu s$ (posisi servo jemuran masuk ke dalam atap).

4. Aksi Mekanik (Output PWM): Sinyal PWM dikirim melalui pin PA6 ke Motor Servo. Servo akan bergerak secara bertahap mengikuti perubahan nilai ADC. Karena adanya filter pada langkah kedua, pergerakan lengan servo saat menarik jemuran akan terlihat mengalir lancar dan tidak patah-patah, sesuai dengan perubahan cahaya yang dideteksi secara bertahap.

4. Flowchart dan Listing Program (kembali)

Flowchart

 

Listing Program 

Diagram.json:

{

  "version": 1,

  "author": "Fadhlan Dhia Ulhaq",

  "editor": "wokwi",

  "parts": [

    { "type": "board-st-nucleo-c031c6", "id": "nucleo", "top": 0, "left": 0, "attrs": {} },

    { "type": "wokwi-servo", "id": "servo1", "top": 94, "left": 288, "attrs": {} },

    {

      "type": "wokwi-photoresistor-sensor",

      "id": "ldr1",

      "top": 108.8,

      "left": -229.6,

      "attrs": {}

    },

    {

      "type": "wokwi-pushbutton",

      "id": "btn1",

      "top": 265.4,

      "left": -134.4,

      "attrs": { "color": "green", "xray": "1" }

    },

    { "type": "wokwi-vcc", "id": "vcc1", "top": -47.24, "left": 67.2, "attrs": {} },

    { "type": "wokwi-gnd", "id": "gnd1", "top": 355.2, "left": 114.6, "attrs": {} }

  ],

  "connections": [

    [ "$serialMonitor:TX", "nucleo:PA3", "", [] ],

    [ "$serialMonitor:RX", "nucleo:PA2", "", [] ],

    [ "vcc1:VCC", "nucleo:VIN.2", "red", [ "v0" ] ],

    [ "ldr1:VCC", "vcc1:VCC", "red", [ "h19.2", "v-134.4" ] ],

    [ "nucleo:PA6", "servo1:PWM", "green", [ "h25.17", "v-18.37" ] ],

    [ "servo1:V+", "vcc1:VCC", "red", [ "h-19.2", "v-172.7" ] ],

    [ "gnd1:GND", "servo1:GND", "black", [ "v0", "h153.6", "v-211.2" ] ],

    [ "nucleo:GND.5", "gnd1:GND", "black", [ "h-58.13", "v58.43" ] ],

    [ "btn1:2.r", "gnd1:GND", "black", [ "h38.6", "v86.6" ] ],

    [ "ldr1:GND", "nucleo:GND.5", "black", [ "h28.8", "v76.4" ] ],

    [ "btn1:1.r", "nucleo:PB1", "green", [ "v0" ] ],

    [ "ldr1:AO", "nucleo:PA0", "green", [ "h19.2", "v85.7" ] ]

  ],

  "dependencies": {}

}

Main.c:

#include "main.h"

// ================= HANDLE =================

ADC_HandleTypeDef hadc1;

TIM_HandleTypeDef htim3;

// ================= VARIABLE =================

uint16_t adc_raw = 0;

float adc_filtered = 0;

// ================= 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;

  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 (ADC)

  GPIO_InitStruct.Pin = LDR_PIN;

  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;

  HAL_GPIO_Init(LDR_PORT, &GPIO_InitStruct);

  // BUTTON (PB1)

  GPIO_InitStruct.Pin = BUTTON_PIN;

  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;

  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;

  HAL_GPIO_Init(BUTTON_PORT, &GPIO_InitStruct);

  // SERVO PWM (PA6)

  GPIO_InitStruct.Pin = SERVO_PIN;

  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;

  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

  GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF1_TIM3;

  HAL_GPIO_Init(SERVO_PORT, &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 =================

void MX_TIM3_Init(void)

{

  __HAL_RCC_TIM3_CLK_ENABLE();

  htim3.Instance = TIM3;

  htim3.Init.Prescaler = 48 - 1;     // 1 us tick

  htim3.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;

  htim3.Init.Period = 20000 - 1;     // 20 ms (50Hz)

  HAL_TIM_PWM_Init(&htim3);

  TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};

  sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;

  sConfigOC.Pulse = 1500;

  sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;

  HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim3, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1);

}

// ================= READ LDR =================

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);

}

// ================= MAP ADC → SERVO =================

uint16_t map_adc_to_servo(uint16_t adc)

{

  // terang (ADC besar) → servo keluar (2000)

  // gelap (ADC kecil) → servo masuk (1000)

  return 2000 - ((adc * 1000) / 4095);

}

// ================= 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)

  {

    // ===== BACA LDR =====

    adc_raw = read_LDR();

    // ===== FILTER (SMOOTH) =====

    adc_filtered = (0.85 * adc_filtered) + (0.15 * adc_raw);

    // ===== KONVERSI KE SERVO =====

    uint16_t pwm = map_adc_to_servo((uint16_t)adc_filtered);

    __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_1, pwm);

    HAL_Delay(20);

  }

}

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 Kondisi 5 Kontrol Jemuran Otomatis : Buatlah rangkaian dengan kondisi ketika sensor cahaya (LDR) mendeteksi perubahan dari terang ke gelap secara bertahap, maka servo akan bergerak secara bertahap mengikuti perubahan tersebut hingga jemuran berpindah dari luar ke dalam atap secara halus.

7. Video Simulasi (kembali)

8. Download File (kembali)

Rangkaian Wokwi [Link]

Datasheet STM32 NUCLEO-G474RE [Download]

Datasheet LDR Sensor [Download]

Datasheet Servo [Download]

Datasheet LED [Download]

video [Download]

Datasheet Push Button [Download]

[MENUJU AWAL]