m1 - general input dan output

[Menuju Akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

Percobaan ...

1. p1k8 kontrol lampu lorong
2. p4k5 sistem kontrol otomatis tangki minyak

 1. Pendahuluan[kembali]

Sistem kontrol berbasis mikrokontroler pada tugas ini dirancang untuk mengintegrasikan sensor input digital dengan aktuator output berupa LED dan Buzzer menggunakan dua platform berbeda, yaitu STM32F103C8 (Blue Pill) dan STM32 Nucleo. Rangkaian ini memanfaatkan karakteristik spesifik dari sensor PIR (Passive Infrared) untuk deteksi gerakan berbasis panas tubuh dan Touch Sensor sebagai antarmuka sentuh kapasitif. Penggabungan kedua sensor ini bertujuan untuk mensimulasikan sistem otomasi yang mampu merespons kehadiran manusia maupun interaksi fisik secara langsung.

Secara teknis, implementasi tugas ini dibagi menjadi dua skenario logika utama. Skenario pertama pada STM32F103C8 berfokus pada kondisi diam (idle), di mana sistem memastikan output tetap nonaktif selama tidak ada pemicu dari kedua sensor. Skenario kedua pada STM32 Nucleo menerapkan logika prioritas atau penguncian (latching), di mana deteksi sentuhan pertama akan memicu seluruh output sekaligus menonaktifkan pembacaan sensor PIR. Hal ini menunjukkan kemampuan mikrokontroler dalam mengelola urutan instruksi dan pengabaian input tertentu demi efisiensi fungsional sistem.

 2. Tujuan [kembali]

1. memahami cara penggunaan inoput dan output digital pada mikrokontroller
2. menggunakan komponen input dan output sederhana dengan STM32 NUCLEO G474RE
3. menggunakan komponen input dan output sederhana dengan STM32F103C8

 3. Alat dan Bahan [kembali]

1. STM32F103C8
2. STM32 NUCLEO-G474RE
3. Touch Sensor
4. PIR Sensor
5. Relay
6. LED
7. Buzzer
8. Resistor
9. Breadboard
10. Adaptor

 4. Dasar Teori [kembali]

Arsitektur Komputasi ARM Cortex-M3

STM32F103C8T6 menggunakan arsitektur ARM Cortex-M3 yang dirancang khusus untuk kebutuhan sistem tertanam berkinerja tinggi namun rendah daya. Keunggulan arsitektur ini terletak pada penggunaan instruksi Thumb-2 yang efisien dalam penggunaan memori. Selain itu, terdapat fitur Nested Vectored Interrupt Controller (NVIC) yang memungkinkan mikrokontroler menangani interupsi (seperti deteksi sensor atau penekanan tombol) secara sangat cepat dan terorganisir.

Mekanisme Kerja GPIO (General Purpose Input Output)

Setiap pin pada STM32 dapat dikonfigurasi secara independen melalui register kontrol. Secara teknis, GPIO bekerja melalui beberapa mode:

• Input Floating: Pin membaca tegangan apa pun yang ada di jalur kabel. Tanpa resistor eksternal, pin ini rentan terhadap noise (gangguan sinyal).
• Input Pull-Up/Pull-Down: Menggunakan resistor internal (atau eksternal seperti R1 10k pada rangkaianmu) untuk menjaga pin tetap pada logika HIGH atau LOW saat tidak ada trigger.
• Output Push-Pull: Mode standar untuk menyalakan beban seperti LED atau Buzzer, di mana pin mampu mengeluarkan arus (Sourcing) maupun menyerap arus (Sinking).

Konsep Antarmuka Digital (Logic State & Sensor)

Dalam sistem digital, informasi diproses dalam bentuk biner. Penggunaan Logic State dalam simulasi merupakan representasi dari Discrete Signal.

• Logic 1 (High): Mewakili kondisi aktif (misal: sensor mendeteksi objek). Pada STM32, ini biasanya setara dengan tegangan 3.3V.
• Logic 0 (Low): Mewakili kondisi tidak aktif. Setara dengan tegangan 0V atau Ground.Interaksi antara Logic State dan mikrokontroler mensimulasikan bagaimana data dari lingkungan fisik (PIR/Touch) diterjemahkan menjadi bit-bit informasi yang bisa diolah oleh algoritma program.

Peran Komponen Pasif dalam Rangkaian

Untuk menjaga stabilitas sinyal elektrik, diperlukan komponen pendukung:

• Resistor Pull-Up (R1 10k): Berfungsi menjaga agar pin input (PA2/Button) tetap berada pada logika High saat tombol tidak ditekan, sehingga mencegah kondisi mengambang (floating) yang bisa menyebabkan kesalahan pembacaan data.
• Resistor Pembatas Arus (R2 220): Berfungsi untuk melindungi LED dari kerusakan akibat arus berlebih. Tanpa resistor ini, arus yang keluar dari pin GPIO dapat melampaui batas toleransi LED dan mikrokontroler.

Sistem Penggerak Beban (LED & Buzzer)

Beban output seperti LED dan Buzzer memerlukan parameter elektrikal tertentu agar dapat bekerja tanpa merusak mikrokontroler:Resistor Pembatas Arus (Rlimit): Berdasarkan Hukum Ohm (V = I x R), resistor dipasang untuk memastikan arus yang mengalir tidak melebihi kapasitas maksimum pin mikrokontroler (biasanya sekitar 20mA).Buzzer Elektromagnetik: Komponen ini mengubah energi listrik menjadi energi bunyi. Dalam simulasi, Buzzer memerlukan jalur return ke Ground yang solid agar transduser internalnya dapat bergetar.

Grafik Respon Sensor PIR (Passive Infrared)

Sensor PIR memiliki karakteristik "Retriggerable Delay". Ketika mendeteksi panas tubuh yang bergerak, sinyal akan naik ke logika High (1) dan bertahan selama durasi waktu tertentu (delay) meskipun gerakan sudah berhenti, sebelum akhirnya kembali ke Low (0).

• Logic 0 (0V): Tidak ada pergerakan objek panas terdeteksi.
• Logic 1 (3.3V/5V): Terdeteksi pergerakan. Sinyal tetap tinggi selama durasi timer pada fisik sensor (biasanya 3 detik hingga 5 menit tergantung setelan potensiometer).
• Karakteristik: Respon cenderung lebih lambat kembali ke nol karena adanya waktu tunda (delay) internal.

Grafik Respon Sensor Touch (Capacitive)

Sensor sentuh kapasitif memiliki respon yang jauh lebih instan dan presisi dibandingkan PIR. Grafik outputnya biasanya bersifat Momentary (sesaat), mengikuti durasi sentuhan fisik pada elektroda sensor.

• Logic 0 (0V): Sensor tidak disentuh.
• Logic 1 (3.3V/5V): Sensor sedang disentuh.
• Karakteristik: Begitu jari dilepaskan dari permukaan sensor, sinyal akan langsung jatuh (falling edge) ke logika Low hampir tanpa delay. Responnya berbentuk kotak sempurna (Square Wave) yang sangat sinkron dengan aksi pengguna.

Perbandingan Komponen Fisik vs Simulasi

Komponen Fisik	Komponen Proteus	Dasar Teori
Sensor PIR / Touch	Logic State	Konversi sinyal analog/fisik ke sinyal digital biner.
Baterai / Power Supply	Terminal VCC (+5V)	Sumber energi potensial untuk aliran elektron.
Jalur Kabel	Wire / Net	Penghubung ekipotensial antar titik komponen.

 5. Percobaan [kembali]

[Menuju Awal]