Modul 2 LA 2 Prak Up Uc

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Prosedur

2. Hardware dan Diagram Blok

3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja

4. Flowchart dan Listing Program

5. Analisa

6. Video Demo

7. Download File

Laporan Akhir 2 Modul 2
(Percobaan 7)

1. Prosedur [Kembali]

Percobaan 7 : Led RGB, Buzzer, Soil Moisture, & Push Button
- Persiapan Alat dan Bahan:
  - Pastikan Anda memiliki semua komponen yang tertera pada gambar rangkaian, yaitu:
    - Microcontroller STM32F103C8
    - LED RGB
    - Buzzer
    - Sensor Kelembaban Tanah (Soil Moisture Sensor)
    - Push Button
    - Resistor (R1, R2, R3) sebesar 100
    - Potensiometer
    - kabel jumper
    - Breadboard
- Koneksi Rangkaian:
  - Microcontroller STM32F103C8:
    - Sambungkan pin I/O sesuai dengan gambar rangkaian.
  - LED RGB:
    - Sambungkan pin R, G, B dari LED RGB ke resistor (R1, R2, R3) dan hubungkan ke pin I/O dari microcontroller sesuai dengan gambar(PB12,PB13,PB14).
  - Buzzer:
    - Sambungkan buzzer (BUZ1) ke pin yang sesuai pada microcontroller STM32F103C8 (PA2).
  - Sensor Kelembaban Tanah:
    - Sambungkan pin test, A0, GND, dan VCC sensor kelembaban tanah ke pin yang sesuai pada rangkaian (PA0).
  - Push Button:
    - Sambungkan push button ke pin I/O pada microcontroller (PB0).
- Penyesuaian Variabel:
  - Atur nilai pada variabel resistor (RV2) untuk mengubah nilai yang dibaca oleh sensor kelembaban tanah.
- Pengaturan Sumber Daya:
  - Pastikan sumber daya 3.3V tersedia dan disambungkan dengan benar ke rangkaian.
- Pemrograman Microcontroller:
  - Programkan microcontroller STM32F103C8 untuk membaca nilai dari sensor kelembaban tanah dan menyalakan LED RGB sesuai dengan tingkat kelembaban tanah.
  - Buatkan program agar buzzer menyala ketika kelembaban tanah di bawah ambang batas tertentu.
  - Program tombol tekan (PB0) untuk mengubah status sistem atau memulai pembacaan sensor.
- Uji Coba:
  - Tekan tombol (PB0) untuk memulai atau mengubah status pembacaan sensor kelembaban tanah.
  - Amati perubahan pada LED RGB berdasarkan nilai kelembaban tanah yang dibaca sensor.
  - Jika kelembaban tanah rendah, buzzer akan menyala sebagai tanda peringatan.
  - Sesuaikan nilai RV2 untuk melihat perubahan respons pada LED RGB dan buzzer.
- Pengamatan dan Evaluasi:
  - Amati dan catat perubahan pada LED RGB yang sesuai dengan kelembaban tanah.
  - Pastikan buzzer berfungsi saat kelembaban tanah berada di bawah ambang batas yang telah ditentukan.
  - Evaluasi apakah tombol tekan (PB0) mengubah status sistem dengan benar.
- Kesimpulan:
  - Tentukan apakah rangkaian berfungsi sesuai harapan dengan LED RGB, buzzer, dan sensor kelembaban tanah.
  - Periksa apakah pengaturan variabel dan pemrograman microcontroller sudah sesuai dengan kebutuhan eksperimen.

2. Hardware dan Diagram Blok [Kembali]

Hardware :

STM32

STM32 adalah keluarga mikrokontroler berbasis arsitektur ARM Cortex yang dikembangkan oleh STMicroelectronics. Mikrokontroler ini memiliki performa tinggi, konsumsi daya rendah, serta fitur periferal yang lengkap, seperti ADC (Analog to Digital Converter), komunikasi serial (UART, SPI, I2C), dan GPIO yang dapat dikonfigurasi sesuai kebutuhan. STM32 sering digunakan dalam sistem tertanam (embedded systems) untuk berbagai aplikasi, termasuk otomasi, robotika, dan perangkat IoT.

LED RGB

LED RGB (Red, Green, Blue) adalah jenis LED yang mampu menghasilkan berbagai warna cahaya dengan mengatur intensitas dari tiga warna dasar: merah, hijau, dan biru. Dengan menggabungkan ketiga warna ini dalam berbagai tingkat kecerahan, LED RGB dapat menghasilkan spektrum warna yang luas. Komponen ini sering digunakan dalam pencahayaan dekoratif, tampilan visual interaktif, dan sistem indikator dalam berbagai perangkat elektronik.

Buzzer

Buzzer adalah komponen elektronik yang digunakan untuk menghasilkan suara dalam berbagai frekuensi. Buzzer dapat bekerja berdasarkan prinsip piezoelektrik atau elektromagnetik untuk mengubah sinyal listrik menjadi getaran suara. Dalam sistem tertanam, buzzer sering digunakan sebagai alarm, notifikasi audio, atau indikator peringatan dalam perangkat elektronik seperti jam tangan, sistem keamanan, dan mesin industri.

Soil Moisture Sensor

Sensor kelembaban tanah adalah alat yang digunakan untuk mengukur kadar kelembaban (kandungan air) dalam tanah. Sensor ini bekerja dengan cara mendeteksi resistansi listrik yang terjadi di dalam tanah. Ketika kelembaban tanah tinggi, resistansi akan rendah, dan sebaliknya, ketika tanah kering, resistansi akan tinggi. Fungsi utama dari sensor kelembaban tanah adalah untuk memberikan informasi mengenai tingkat kelembaban tanah pada suatu lokasi. Data ini digunakan dalam sistem otomatisasi pertanian, seperti pengaturan penyiraman tanaman. Ketika kelembaban tanah mencapai tingkat yang rendah, sensor ini dapat mengaktifkan sistem penyiraman atau memberikan peringatan.

Breadboard

Breadboard adalah sebuah papan yang digunakan untuk merancang dan menguji rangkaian elektronik secara sementara tanpa perlu menyolder komponen. Breadboard memungkinkan perakitan rangkaian secara cepat dan mudah, sehingga sangat berguna dalam prototyping dan eksperimen elektronik.

Jumper male to male

Kabel jumper Male to Male adalah kabel yang memiliki konektor jantan (male) di kedua ujungnya. Kabel ini biasanya digunakan untuk menghubungkan pin pada board elektronik, seperti Raspberry Pi, Arduino, atau breadboard, dengan komponen lainnya. Kabel jumper male to male sering digunakan dalam rangkaian prototyping atau percobaan karena fleksibilitas dan kemudahannya untuk digunakan.

Push Button

Push button adalah saklar atau tombol yang digunakan untuk menghubungkan atau memutuskan sirkuit listrik. Tombol ini biasanya bersifat sementara (momentary), yang berarti ketika tombol ditekan, arus listrik akan mengalir, dan ketika tombol dilepaskan, arus listrik akan terputus. Fungsi utama push button adalah untuk memberikan input atau perintah ke sistem. Dalam rangkaian ini, push button dapat digunakan untuk mengaktifkan atau mengubah status sistem, seperti memulai pembacaan sensor kelembaban tanah atau mengubah mode kerja rangkaian.

Resistor

Resistor adalah komponen elektronik yang digunakan untuk membatasi atau mengatur aliran arus listrik dalam suatu rangkaian. Resistor bekerja dengan cara menambah hambatan pada rangkaian, yang bergantung pada nilai resistansi yang diberikan (dalam ohm). Resistor berfungsi untuk mengatur arus listrik yang mengalir pada komponen lain, seperti LED RGB atau sensor. Dalam rangkaian ini, resistor digunakan untuk melindungi LED RGB dari aliran arus yang berlebihan, serta untuk menyesuaikan sinyal yang diterima oleh sensor kelembaban tanah.

Blok diagram

3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [Kembali]

Prinsip Kerja :

Rangkaian ini dirancang untuk memantau kelembaban tanah menggunakan sensor kelembaban dan merespons kondisi tersebut dengan mengaktifkan LED RGB dan buzzer. Selain itu, terdapat push button yang berfungsi sebagai input manual untuk mengubah atau mengaktifkan status sistem. Komponen utama dari sistem ini meliputi sensor kelembaban tanah, mikrokontroler STM32F103C8, LED RGB, buzzer, dan push button.

Proses dimulai dari pembacaan kadar kelembaban tanah oleh sensor kelembaban (soil moisture sensor) yang terhubung ke pin analog pada mikrokontroler, tepatnya pada pin A0. Sensor ini bekerja berdasarkan prinsip resistansi antara dua elektroda: semakin basah tanah, resistansi yang terdeteksi semakin rendah, sedangkan tanah yang kering menghasilkan resistansi yang lebih tinggi. Nilai resistansi ini kemudian dikonversi menjadi sinyal analog yang mencerminkan tingkat kelembaban tanah saat itu.

Mikrokontroler STM32F103C8 mengambil sinyal analog tersebut dan mengubahnya menjadi data digital melalui proses konversi ADC (Analog-to-Digital Converter). Data digital inilah yang menjadi dasar bagi mikrokontroler untuk menentukan bagaimana sistem harus merespons kondisi lingkungan, baik melalui indikator visual maupun audio.

LED RGB yang terhubung ke pin digital mikrokontroler digunakan sebagai indikator visual untuk menunjukkan tingkat kelembaban tanah. Warna LED yang menyala akan berbeda tergantung pada nilai kelembaban yang terdeteksi. Ketika tanah terdeteksi dalam kondisi kering, mikrokontroler akan mengaktifkan warna merah pada LED RGB sebagai peringatan bahwa tanah membutuhkan air. Sebaliknya, jika tanah dalam kondisi sangat basah, warna hijau akan menyala, menandakan bahwa kelembaban cukup atau berlebih. Dalam beberapa kondisi, warna biru dapat digunakan sebagai indikator status normal atau kondisi kelembaban yang berada di antara dua ekstrem tersebut. Untuk mengatur arus listrik dan mencegah kerusakan pada LED, masing-masing pin warna LED dihubungkan melalui resistor (R1, R2, dan R3).

Selain LED RGB, sistem ini juga dilengkapi dengan buzzer sebagai pemberi peringatan audio. Ketika sistem mendeteksi bahwa kelembaban tanah berada pada tingkat yang sangat tinggi (terlalu lembab), mikrokontroler akan mengaktifkan buzzer untuk mengingatkan bahwa tanah mungkin mengalami kelebihan air, yang dapat berpotensi merusak tanaman atau sistem akar.

Push button berperan sebagai kontrol manual yang memungkinkan pengguna untuk memberikan sinyal ke mikrokontroler. Push button ini terhubung ke pin PB0 dan berfungsi untuk mengubah status sistem, misalnya untuk mengaktifkan atau menonaktifkan respon otomatis dari sistem. Ketika tombol ditekan, pin tersebut akan menerima sinyal logika tertentu (biasanya logika rendah atau tinggi tergantung pada konfigurasi), yang selanjutnya diproses oleh mikrokontroler untuk melakukan perubahan status atau mode operasi.

Secara keseluruhan, sistem ini bekerja secara terintegrasi dan real-time dalam membaca kelembaban tanah dan meresponsnya secara visual dan auditori, serta memberikan opsi kontrol manual melalui push button untuk fleksibilitas pengaturan.

4. Flowchart dan Listing Program [Kembali]

Flowchart :

Listing Program :

Listing Program pada STM32
#include "stm32f1xx_hal.h"

/* Global Variables */
ADC_HandleTypeDef hadc1;
TIM_HandleTypeDef htim2;
uint8_t sound_pattern = 0;

/* Pin Definitions */
#define LED_RED_PIN    GPIO_PIN_12
#define LED_GREEN_PIN  GPIO_PIN_13
#define LED_BLUE_PIN   GPIO_PIN_14
#define LED_PORT       GPIOB
#define BUTTON_PIN     GPIO_PIN_0
#define BUTTON_PORT    GPIOB
#define BUZZER_PIN     GPIO_PIN_2  // TIM2_CH3 (PA2)

/* Threshold Values */
#define ADC_THRESH_HIGH  3000
#define ADC_THRESH_MID   1500

/* Frekuensi Buzzer - using uint32_t instead of uint16_t */
const uint32_t pwm_periods[] = {1000, 50000, 719999}; // 72MHz/freq - 1

void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_ADC1_Init(void);
static void MX_TIM2_Init(void);
void update_leds_and_buzzer(uint32_t adc_val, uint8_t btn_state); // Updated function signature
void change_sound_pattern(void);
void Error_Handler(void); // Explicit declaration

int main(void) {
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  MX_GPIO_Init();
  MX_ADC1_Init();
  MX_TIM2_Init();

  HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_3);
  __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_3, 0);

  HAL_ADC_Start(&hadc1);

  while (1) {
    static uint32_t last_adc_tick = 0;
    static uint32_t last_sound_change = 0;
    uint8_t button_state = HAL_GPIO_ReadPin(BUTTON_PORT, BUTTON_PIN);

    if (HAL_GetTick() - last_adc_tick > 200) {
      last_adc_tick = HAL_GetTick();
      HAL_ADC_Start(&hadc1);
      if (HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 10) == HAL_OK) {
        update_leds_and_buzzer(HAL_ADC_GetValue(&hadc1), button_state);
      }
    }

    if (button_state == GPIO_PIN_RESET && (HAL_ADC_GetValue(&hadc1) < ADC_THRESH_MID)) {
      if (HAL_GetTick() - last_sound_change > 1000) {
        last_sound_change = HAL_GetTick();
        change_sound_pattern();
      }
    }

    HAL_Delay(10);
  }
}

void update_leds_and_buzzer(uint32_t adc_val, uint8_t btn_state) {
  HAL_GPIO_WritePin(LED_PORT, LED_RED_PIN|LED_GREEN_PIN|LED_BLUE_PIN, GPIO_PIN_RESET);

  if (adc_val >= ADC_THRESH_HIGH) {
    HAL_GPIO_WritePin(LED_PORT, LED_GREEN_PIN, GPIO_PIN_SET);
    __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_3, 0);
  }
  else if (adc_val >= ADC_THRESH_MID) {
    HAL_GPIO_WritePin(LED_PORT, LED_BLUE_PIN, GPIO_PIN_SET);
    __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_3, 0);
  }
  else {
    HAL_GPIO_WritePin(LED_PORT, LED_RED_PIN, GPIO_PIN_SET);
    if (btn_state == GPIO_PIN_RESET) {
      __HAL_TIM_SET_AUTORELOAD(&htim2, pwm_periods[sound_pattern]);
      __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_3, pwm_periods[sound_pattern]/2);
    } else {
      __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_3, 0);
    }
  }
}

void change_sound_pattern(void) {
  sound_pattern = (sound_pattern + 1) % 3;
  if (HAL_ADC_GetValue(&hadc1) < ADC_THRESH_MID &&
      HAL_GPIO_ReadPin(BUTTON_PORT, BUTTON_PIN) == GPIO_PIN_SET) {
    __HAL_TIM_SET_AUTORELOAD(&htim2, pwm_periods[sound_pattern]);
    __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2, TIM_CHANNEL_3, pwm_periods[sound_pattern]/2);
  }
}

void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
  RCC_PeriphCLKInitTypeDef PeriphClkInit = {0};

  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  PeriphClkInit.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_ADC;
  PeriphClkInit.AdcClockSelection = RCC_ADCPCLK2_DIV6;
  if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInit) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

/**
  * @brief ADC1 Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_ADC1_Init(void)
{

  /* USER CODE BEGIN ADC1_Init 0 */

  /* USER CODE END ADC1_Init 0 */

  ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};

  /* USER CODE BEGIN ADC1_Init 1 */

  /* USER CODE END ADC1_Init 1 */

  /** Common config
  */
  hadc1.Instance = ADC1;
  hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;
  hadc1.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;
  hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
  hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
  hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
  hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;
  if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /** Configure Regular Channel
  */
  sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0;
  sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
  sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_1CYCLE_5;
  if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /* USER CODE BEGIN ADC1_Init 2 */

  /* USER CODE END ADC1_Init 2 */

}

/**
  * @brief TIM2 Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_TIM2_Init(void)
{

  /* USER CODE BEGIN TIM2_Init 0 */

  /* USER CODE END TIM2_Init 0 */

  TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};
  TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};

  /* USER CODE BEGIN TIM2_Init 1 */

  /* USER CODE END TIM2_Init 1 */
  htim2.Instance = TIM2;
  htim2.Init.Prescaler = 0;
  htim2.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
  htim2.Init.Period = 65535;
  htim2.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
  htim2.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
  if (HAL_TIM_PWM_Init(&htim2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
  sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
  if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim2, &sMasterConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
  sConfigOC.Pulse = 0;
  sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
  sConfigOC.OCFastMode = TIM_OCFAST_DISABLE;
  if (HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim2, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_3) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /* USER CODE BEGIN TIM2_Init 2 */

  /* USER CODE END TIM2_Init 2 */
  HAL_TIM_MspPostInit(&htim2);

}

/**
  * @brief GPIO Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
/* GPIO Initialization */
static void MX_GPIO_Init(void) {
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
  __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

  /* LED Outputs */
  GPIO_InitStruct.Pin = LED_RED_PIN|LED_GREEN_PIN|LED_BLUE_PIN;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(LED_PORT, &GPIO_InitStruct);

  /* Button Input */
  GPIO_InitStruct.Pin = BUTTON_PIN;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
  HAL_GPIO_Init(BUTTON_PORT, &GPIO_InitStruct);
}

/* USER CODE BEGIN 4 */

/* USER CODE END 4 */

/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  {
  }
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}

#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

5. Analisa[Kembali]

Cari Blog Ini

-FAno-

Modul 2 LA 2 Prak Up Uc

Komentar

Posting Komentar

Popular Posts