LA Modul 3 Mikro

[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. Video Demo  

6. Analisa  

7. Download File  

Percobaan 6

I2C (Pico-LCD)

1. Prosedur [Kembali]

1. Rangkai semua komponen 
2. Buat program di aplikasi Thonny
3. Jalankan program dan inputkan program 
4. Jalankan rangkaian

2. Hardware dan Diagram Blok [Kembali]

• 1. Mikrokontroler STM32F103C8
  

  
  

  2. Mikrokontroler Raspberry Pi Pico

   

   

  3. Development Board

  

  
  

  
  

  
  

  
  

   

  4. LCD OLED

  

   

  
  

   

  
  

  
  
  5. Potensiometer
  
  

  
• 6. Motor Servo

  

  
  

Diagram Blok

3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [Kembali] 

Prinsip Kerja :

Rangkaian ini dirancang untuk mengendalikan sudut putar motor servo menggunakan input dari sebuah potensiometer, serta menampilkan nilai sudut atau nilai ADC hasil pembacaan potensiometer pada modul LCD 16x2. Sistem dikendalikan oleh mikrokontroler Raspberry Pi Pico.

Potensiometer berfungsi sebagai sumber input analog yang menghasilkan tegangan bervariasi antara 0 hingga 3.3 volt tergantung pada posisi putarannya. Tegangan ini dibaca oleh mikrokontroler melalui pin ADC (Analog-to-Digital Converter), kemudian dikonversi menjadi nilai digital.

Nilai digital hasil konversi ADC selanjutnya digunakan untuk dua keperluan:

1. Mengendalikan posisi motor servo, dengan cara mengubah nilai ADC menjadi sinyal PWM (Pulse Width Modulation). Sinyal PWM tersebut dikirimkan ke pin kontrol servo motor, yang kemudian menggerakkan poros motor sesuai dengan lebar pulsa. Semakin besar nilai ADC, semakin besar pula sudut putar motor servo.

2. Menampilkan nilai pada LCD 16x2, di mana nilai ADC atau nilai sudut servo dikirim dalam bentuk data karakter ke LCD menggunakan mode 4-bit. Hal ini memungkinkan pengguna dapat memantau secara langsung nilai yang dihasilkan dari potensiometer.

Secara keseluruhan, saat potensiometer diputar, nilai ADC akan berubah, menyebabkan perubahan posisi sudut motor servo, dan nilai tersebut juga ditampilkan secara real-time pada LCD.

4. Flowchart dan Listing Program [Kembali]

Flowchart :

Listing Program :

from machine import Pin, ADC, PWM, I2C

from pico_i2c_lcd import I2cLcd

import utime

# 1. Setup Potensiometer (GP26 = ADC0)

pot = ADC(Pin(26))

# 2. Setup Servo (GP15)

servo = PWM(Pin(15))

servo.freq(50)  # Frekuensi PWM standar servo

# 3. Setup LCD I2C 16x2

I2C_ADDR = 0x27  # Alamat I2C LCD, bisa 0x3F tergantung modul

I2C_NUM_ROWS = 2

I2C_NUM_COLS = 16

i2c = I2C(0, sda=Pin(0), scl=Pin(1), freq=400000)  # GP0=SDA, GP1=SCL

lcd = I2cLcd(i2c, I2C_ADDR, I2C_NUM_ROWS, I2C_NUM_COLS)

# Fungsi untuk mapping nilai

def map_value(x, in_min, in_max, out_min, out_max):

    return (x - in_min) * (out_max - out_min) // (in_max - in_min) + out_min

# Kalibrasi servo

SERVO_MIN_DUTY = 1500  # Duty cycle untuk 0°

SERVO_MAX_DUTY = 7500  # Duty cycle untuk 180°

while True:

    # Baca nilai potensiometer

    pot_value = pot.read_u16()

    

    # Konversi ke sudut 0-180°

    angle = map_value(pot_value, 0, 65535, 0, 180)

    

    # Konversi sudut ke duty cycle

    duty = map_value(angle, 0, 180, SERVO_MIN_DUTY, SERVO_MAX_DUTY)

    servo.duty_u16(duty)

    

    # Tampilkan di LCD

    lcd.clear()

    lcd.putstr("Sudut Servo:")

    lcd.move_to(0, 1)

    lcd.putstr(f"{angle} derajat")

    

    utime.sleep_ms(200)  # Delay untuk mengurangi flicker

5. Video Demo [Kembali] 

6. Analisa [Kembali]

7. Download File [Kembali]

Download Video Demo [download]

Download Datasheet Mikrokontroler Raspberry Pi Pico [download]

Continue Reading →

TP Modul 3 Mikro

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Soal dan Tugas Pendahuluan

Tugas Pendahuluan Modul 3

1. Soal dan Tugas Pendahuluan[Kembali]

• 
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  

Continue Reading →

Modul 3

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

Percobaan       --->          

1. Tugas Pendahuluan
2. Laporan Akhir

Modul III

COMMUNICATIONS

1. Pendahluan [kembali]

1. Asistensi dilakukan 1x
2. Praktikum dilakukan 1x

2. Tujuan [kembali]

a) Memahami cara penggunaan protokol komunikasi UART, SPI, dan I2C pada Development Board yang digunakan

b) Memahami cara penggunaan komponen input dan output yang berkomunikasi secara UART, SPI, dan I2C pada Development Board yang digunakan        

                        

3. Alat dan Bahan [kembali]

a) Raspberry Pi Pico 

   

     b) STM32F103C8 

    

    c) LED 

    d) Push Button 

    e) LED RGB 

    

    f) Touch Sensor 

    g) LCD 12C 16 x 2

    h) Potensiometer

    i) Mq-2

    j) LCD OLED

    k) Motor Servo

 

4. Dasar Teori [kembali]

1.4.1 UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter)

    UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) adalah bagian perangkat keras komputer yang menerjemahkan antara bit-bit paralel data dan bit-bit serial. UART biasanya berupa sirkuit terintegrasi yang digunakan untuk komunikasi serial pada komputer atau port serial perangkat periperal.

Cara Kerja Komunikasi UART

    Data dikirimkan secara paralel dari data bus ke UART1. Pada UART1 ditambahkan start bit, parity bit, dan stop bit kemudian dimuat dalam satu paket data. Paket data ditransmisikan secara serial dari Tx UART1 ke Rx UART2. UART2 mengkonversikan data dan menghapus bit tambahan, kemudian di transfer secara parallel ke data bus penerima.

1.4.2 I2C (Inter-Integrated Circuit)

    Inter Integrated Circuit atau sering disebut I2C adalah standar komunikasi serial dua arah menggunakan dua saluran yang didisain khusus untuk mengirim maupun menerima data. Sistem I2C terdiri dari saluran SCL (Serial Clock) dan SDA (Serial Data) yang membawa informasi data antara I2C dengan pengontrolnya.

Cara Kerja Komunikasi I2C

      Pada I2C, data ditransfer dalam bentuk message yang terdiri dari kondisi start, Address Frame, R/W bit, ACK/NACK bit, Data Frame 1, Data Frame 2, dan kondisi Stop. Kondisi start dimana saat pada SDA beralih dari logika high ke low sebelum SCL. Kondisi stop dimana saat pada SDA beralih dari logika low ke high sebelum SCL.

      R/W bit berfungsi untuk menentukan apakah master mengirim data ke slave atau meminta data dari slave. (logika 0 = mengirim data ke slave, logika 1 = meminta data dari slave) ACK/NACK bit berfungsi sebagai pemberi kabar jika data frame ataupun address frame telah diterima receiver.

1.4.3 SPI (Series Peripheral Interface)

    Serial Peripheral Interface (SPI) merupakan salah satu mode komunikasi serial synchronous berkecepatan tinggi yang dimiliki oleh STM32F407VGT6 dan Raspberry Pi Pico. Komunikasi SPI membutuhkan 3 jalur utama yaitu MOSI, MISO, dan SCK, serta jalur tambahan SS/CS. Melalui komunikasi ini, data dapat saling dikirimkan baik antara mikrokontroler maupun antara mikrokontroler dengan perangkat periferal lainnya.

• MOSI (Master Output Slave Input)

Jika dikonfigurasi sebagai master, maka pin MOSI berfungsi sebagai output. Sebaliknya, jika dikonfigurasi sebagai slave, maka pin MOSI berfungsi sebagai input.

• MISO (Master Input Slave Output)

Jika dikonfigurasi sebagai master, maka pin MISO berfungsi sebagai input. Sebaliknya, jika dikonfigurasi sebagai slave, maka pin MISO berfungsi sebagai output.

• SCLK (Serial Clock)

Jika dikonfigurasi sebagai master, maka pin SCLK bertindak sebagai output untuk memberikan sinyal clock ke slave. Sebaliknya, jika dikonfigurasi sebagai slave, maka pin SCLK berfungsi sebagai input untuk menerima sinyal clock dari master.

• SS/CS (Slave Select/Chip Select)

Jalur ini digunakan oleh master untuk memilih slave yang akan dikomunikasikan. Pin SS/CS harus dalam keadaan aktif (umumnya logika rendah) agar komunikasi dengan slave dapat berlangsung.

Cara Kerja Komunikasi SPI

    Sinyal clock dialirkan dari master ke slave yang berfungsi untuk sinkronisasi. Master dapat memilih slave mana yang akan dikirimkan data melalui slave select, kemudian data dikirimkan dari master ke slave melalui MOSI. Jika master butuh respon data maka slave akan mentransfer data ke master melalui MISO.

1.4.4 Raspberry Pi Pico

        Raspberry Pi Pico adalah papan rangkaian elektronik yang di dalamnya terdapat komponen utama chip mikrokontroler RP2040, yang dirancang dan diproduksi oleh Raspberry Pi Foundatio. Tidak seperti komputer mini raspberry Pi lainnya yang menjalankan sistem operasi seperti Linux, Pico dirancang untuk tugas-tugas yang lebih sederhana dan langsung (embedded system), seperti membaca sensor, mengontrol perangkat, atau melakukan pengolahan data pada tingkat hardware. Adapun spesifikasi dari Raspberry Pi Pico adalah sebagai berikut:

 

Gambar 2. Raspberry Pi Pico

 

1.4.5 STM32103C8 

    STM32F103C8 adalah mikrokontroler berbasis ARM Cortex-M3 yang dikembangkan oleh STMicroelectronics. Mikrokontroler ini sering digunakan dalam pengembangan sistem tertanam karena kinerjanya yang baik, konsumsi daya yang rendah, dan kompatibilitas dengan berbagai protokol komunikasi. Pada praktikum ini, kita menggunakan STM32F103C8 yang dapat diprogram menggunakan berbagai metode, termasuk komunikasi serial (USART), SWD (Serial Wire Debug), atau JTAG untuk berhubungan dengan komputer maupun perangkat lain. Adapun spesifikasi dari STM32F4 yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut:

 

Gambar 3. STM32103C8

A. BAGIAN-BAGIAN PENDUKUNG

1) Raspberry Pi Pico 

1. RAM (Random Access Memory) 

    Raspberry Pi Pico dilengkapi dengan 264KB SRAM on-chip. Kapasitas RAM yang lebih besar ini memungkinkan Pico menjalankan aplikasi yang lebih kompleks dan menyimpan data lebih banyak.

2. Memori Flash Eksternal 

    Raspberry Pi Pico tidak memiliki ROM tradisional. Sebagai gantinya, ia menggunakan memori flash eksternal. Kapasitas memori flash ini dapat bervariasi, umumnya antara 2MB hingga 16MB, tergantung pada konfigurasi. Memori flash ini digunakan untuk menyimpan firmware dan program pengguna. Penggunaan memori flash eksternal pada Pico memberikan fleksibilitas lebih besar dalam hal kapasitas penyimpanan program.

3. Crystal Oscillator 

    Raspberry Pi Pico menggunakan crystal oscillator untuk menghasilkan sinyal clock yang stabil. Sinyal clock ini penting untuk mengatur kecepatan operasi mikrokontroler dan komponen lainnya.

4. Regulator Tegangan 

    Untuk memastikan pasokan tegangan yang stabil ke mikrokontroler. 

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

    Untuk menghubungkan Pico ke berbagai perangkat eksternal seperti sensor, motor, dan LED.

2) STM32

1. RAM (Random Access Memory) 

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

2. Memori Flash Internal 

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

3. Crystal Oscillator 

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

4. Regulator Tegangan 

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

5. Pin GPIO (General Purpose Input/Output) 

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

Continue Reading →