Laporan Akhir 1 Modul 2

[menuju akhir]

Percobaan 8

  1. Persiapan dan Perakitan Rangkaian
    Seluruh komponen seperti STM32F103C8T6, motor DC, motor stepper, sensor touch, potensiometer, transistor, resistor, kabel jumper, dan breadboard disiapkan. Rangkaian disusun sesuai dengan kebutuhan, termasuk koneksi PWM untuk motor DC, empat pin kontrol untuk motor stepper, input sensor touch, serta input ADC dari potensiometer. Transistor digunakan sebagai driver motor DC.

  2. Konfigurasi di STM32CubeIDE
    Dibuat proyek baru di STM32CubeIDE dengan memilih tipe mikrokontroler STM32F103C8T6. Pin GPIO dikonfigurasi sesuai fungsinya, yaitu: PWM output untuk motor DC, GPIO output untuk motor stepper, input digital untuk sensor touch, dan input analog untuk potensiometer. Pin untuk transistor juga diatur sebagai output.

  3. Pemrograman dan Pengujian
    Program ditulis untuk mengendalikan motor DC dengan sinyal PWM, mengatur langkah-langkah motor stepper, membaca status sensor touch, dan membaca nilai ADC dari potensiometer. Program kemudian dibuild dan diunggah ke board STM32 menggunakan ST-Link. Setelah itu dilakukan uji coba untuk memastikan sistem bekerja sesuai input yang diterima.

2. Hardware dan Diagram Blok[kembali]

1) STM 32
2) White Board atau Project Board


3) Motor Servo

4) Resistor 
5) Jumper
6) Sensor Touch

7) Potensiometer

8) Transistor

9) Stepper

3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja[kembali]

A). Rangkaian



B). Prinsip Kerja

Pada percobaan ini, dilakukan pengendalian dua jenis motor, yaitu motor stepper dan motor DC, menggunakan input dari sensor touch dan potensiometer yang terhubung ke mikrokontroler STM32F103C8T6. Sensor touch dihubungkan ke pin PB0 sebagai input digital. Ketika sensor dalam keadaan tidak disentuh (logika low), sistem akan membaca nilai analog dari potensiometer melalui pin PA0 menggunakan fitur ADC. Nilai ADC ini digunakan sebagai acuan untuk menentukan arah putaran motor stepper.

Jika nilai ADC yang dibaca lebih kecil dari 2048, maka motor stepper akan berputar searah jarum jam (clockwise/CW). Sebaliknya, jika nilai ADC lebih besar atau sama dengan 2048, motor stepper akan berputar berlawanan arah jarum jam (counter-clockwise/CCW). Motor stepper dikendalikan melalui empat pin output, yaitu PB8 hingga PB11, yang diaktifkan secara bergantian untuk menghasilkan gerakan sesuai urutan yang telah diprogram.

Ketika sensor touch disentuh (logika high), maka sistem akan memicu interupsi eksternal (EXTI). Callback dari interupsi, yaitu fungsi HAL_GPIO_EXTI_Callback(), akan menyalakan motor DC melalui pin PB7. Pada saat yang sama, motor stepper akan dimatikan dengan menonaktifkan semua coil-nya agar tidak terjadi konflik dalam pengendalian. Dengan logika ini, sistem memastikan bahwa hanya satu motor yang aktif dalam satu waktu: saat sensor tidak disentuh, motor stepper aktif; dan saat sensor disentuh, motor DC menyala sementara stepper berhenti.

Untuk mendukung pengendalian motor DC, digunakan sebuah transistor sebagai penguat arus. Transistor ini bertugas memperbesar arus dari sinyal PWM yang dihasilkan oleh STM32, sehingga motor DC dapat beroperasi dengan aman dan efisien tanpa membebani langsung pin mikrokontroler.

Seluruh proses berlangsung dalam fungsi main() yang berjalan dalam loop tak hingga. Di dalam loop tersebut, sistem secara terus-menerus memantau kondisi sensor touch dan membaca nilai dari potensiometer, sehingga pengendalian motor berlangsung secara dinamis dan responsif. Percobaan ini menunjukkan bagaimana kombinasi antara input digital (sensor touch), input analog (potensiometer), serta fitur PWM, ADC, dan interupsi pada STM32 dapat digunakan untuk menciptakan sistem kontrol motor yang cerdas dan terintegrasi.

4. Flowchart dan Listing Program [kembali]

A).Flowchart



B).Listing Program

#include "stm32f1xx_hal.h"


// Konfigurasi Hardware

#define STEPPER_PORT GPIOB

#define IN1_PIN GPIO_PIN_8

#define IN2_PIN GPIO_PIN_9

#define IN3_PIN GPIO_PIN_10

#define IN4_PIN GPIO_PIN_11


#define TOUCH_SENSOR_PORT GPIOB

#define TOUCH_SENSOR_PIN GPIO_PIN_0


#define MOTOR_DC_PORT GPIOB

#define MOTOR_DC_PIN GPIO_PIN_7


// Mode Stepper: Clockwise (CW) dan Counter-Clockwise (CCW)

const uint8_t STEP_SEQ_CW[4] = {

(1 << 0), // IN1

(1 << 1), // IN2

(1 << 2), // IN3

(1 << 3) // IN4

};


const uint8_t STEP_SEQ_CCW[4] = {

(1 << 3), // IN4

(1 << 2), // IN3

(1 << 1), // IN2

(1 << 0) // IN1

};


ADC_HandleTypeDef hadc1;

uint8_t current_mode = 0; // 0 = CW, 1 = CCW

volatile uint8_t touch_state = 0; // Status sentuhan


// Fungsi prototipe

void SystemClock_Config(void);

void MX_GPIO_Init(void);

void MX_ADC1_Init(void);

void RunStepper(const uint8_t *sequence, uint8_t speed);

void Error_Handler(void);


int main(void)

{

HAL_Init();

SystemClock_Config();

MX_GPIO_Init();

MX_ADC1_Init();


while (1)

{

// Jika sensor tidak disentuh, jalankan stepper

if (HAL_GPIO_ReadPin(TOUCH_SENSOR_PORT, TOUCH_SENSOR_PIN) == GPIO_PIN_RESET)

{

HAL_ADC_Start(&hadc1);

if (HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, 10) == HAL_OK)

{

uint16_t adc_val = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);

current_mode = (adc_val < 2048) ? 0 : 1; // Mode berdasarkan ADC

}


if (current_mode == 0)

RunStepper(STEP_SEQ_CW, 5);

else

RunStepper(STEP_SEQ_CCW, 5);

}


HAL_Delay(1);

}

}


// Fungsi untuk menjalankan motor stepper 1 langkah

void RunStepper(const uint8_t *sequence, uint8_t speed)

{

static uint8_t step = 0;


HAL_GPIO_WritePin(STEPPER_PORT, IN1_PIN, (sequence[step] & (1 << 0)) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET);

HAL_GPIO_WritePin(STEPPER_PORT, IN2_PIN, (sequence[step] & (1 << 1)) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET);

HAL_GPIO_WritePin(STEPPER_PORT, IN3_PIN, (sequence[step] & (1 << 2)) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET);

HAL_GPIO_WritePin(STEPPER_PORT, IN4_PIN, (sequence[step] & (1 << 3)) ? GPIO_PIN_SET : GPIO_PIN_RESET);


step = (step + 1) % 4;

HAL_Delay(speed);

}


// Inisialisasi GPIO

void MX_GPIO_Init(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};


__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

__HAL_AFIO_REMAP_SWJ_NOJTAG(); // Nonaktifkan JTAG jika perlu PB3-PB4


// Touch Sensor - Input dengan interrupt (EXTI)

GPIO_InitStruct.Pin = TOUCH_SENSOR_PIN;

GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING_FALLING;

GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

HAL_GPIO_Init(TOUCH_SENSOR_PORT, &GPIO_InitStruct);


HAL_NVIC_SetPriority(EXTI0_IRQn, 0, 0);

HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI0_IRQn);


// Motor DC - Output push-pull

GPIO_InitStruct.Pin = MOTOR_DC_PIN;

GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;

GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;

HAL_GPIO_Init(MOTOR_DC_PORT, &GPIO_InitStruct);


// Stepper Motor - Output push-pull

GPIO_InitStruct.Pin = IN1_PIN | IN2_PIN | IN3_PIN | IN4_PIN;

HAL_GPIO_Init(STEPPER_PORT, &GPIO_InitStruct);

}


// Inisialisasi ADC

void MX_ADC1_Init(void)

{

ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};


hadc1.Instance = ADC1;

hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;

hadc1.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;

hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;

hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;


if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK)

Error_Handler();


sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0;

sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;

sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_71CYCLES_5;


if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)

Error_Handler();

}


// Konfigurasi 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;

RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;


if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)

Error_Handler();


RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK |

RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;

RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_HSI;

RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;

RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;


if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0) != HAL_OK)

Error_Handler();

}


// Callback ketika EXTI dipicu oleh sensor sentuh

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)

{

if (GPIO_Pin == TOUCH_SENSOR_PIN)

{

GPIO_PinState pinState = HAL_GPIO_ReadPin(TOUCH_SENSOR_PORT, TOUCH_SENSOR_PIN);


if (pinState == GPIO_PIN_SET)

{

// Saat disentuh: nyalakan motor DC, matikan stepper

HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_DC_PORT, MOTOR_DC_PIN, GPIO_PIN_SET);

HAL_GPIO_WritePin(STEPPER_PORT, IN1_PIN | IN2_PIN | IN3_PIN | IN4_PIN, GPIO_PIN_RESET);

}

else

{

// Saat dilepas: matikan motor DC

HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_DC_PORT, MOTOR_DC_PIN, GPIO_PIN_RESET);

}

}

}


// Handler untuk EXTI line 0

void EXTI0_IRQHandler(void)

{

HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(TOUCH_SENSOR_PIN);

}


// Handler untuk error

void Error_Handler(void)

{

while (1)

{

// Bisa ditambahkan indikator LED jika diperlukan

}

}

5. Analisa [kembali]



7. Download file [kembali]

Video Rangkaian Praktikum[Download]
Datasheet Resistor [Download]
Datasheet Motor servo [Download]
Datasheet STM32F103C8 [Download]












Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Langganan: Postingan (Atom)

BAHAN PRESENTASI UNTUK MATA KULIAH ELEKTRONIKA 2022 Disusun oleh : M. Radhi Azmi (2210952058) Dosen Pengampu : Dr. Darwison, M.T Referensi: ...

  • (tanpa judul)
    BAHAN PRESENTASI UNTUK MATA KULIAH ELEKTRONIKA 2022 Disusun oleh : M. Radhi Azmi (2210952058) Dosen Pengampu : Dr. Darwison, M.T Referensi: ...