M2 Percobaan 3 Kondisi 3



1. Prosedur [Kembali]

Mikrokontroler STM32 diprogram menggunakan software STM32CubeIDE. Langkah awal dimulai dengan membuat project baru sesuai tipe STM32 yang digunakan pada rangkaian. Setelah itu, dilakukan pengaturan pin pada menu Pinout, di mana pin yang terhubung ke sensor LM35 diset sebagai input analog (ADC), sedangkan pin yang terhubung ke driver motor (L298) untuk kipas diset sebagai output PWM.

Setelah konfigurasi pin selesai, program ditulis pada bagian main.c. Di dalam program, STM32 dibuat untuk terus membaca nilai suhu dari sensor LM35 melalui ADC. Nilai tegangan yang dibaca kemudian dikonversi menjadi nilai suhu dalam derajat Celsius, karena karakteristik LM35 adalah menghasilkan tegangan sebesar 10 mV untuk setiap kenaikan 1°C.

Ketika sensor LM35 mendeteksi suhu di bawah 30°C, STM32 memberikan sinyal PWM dengan duty cycle rendah ke driver motor, sehingga kipas berputar dengan kecepatan rendah. Kondisi ini menunjukkan bahwa ruangan masih cukup sejuk sehingga kipas hanya bekerja secara ringan.

Seiring meningkatnya suhu di atas 30°C, STM32 akan menaikkan nilai duty cycle PWM secara bertahap. Hal ini menyebabkan kecepatan kipas meningkat secara linear mengikuti kenaikan suhu. Dengan cara ini, sistem tidak langsung mengubah kecepatan secara drastis, tetapi menyesuaikan secara halus sesuai kondisi suhu ruangan.

Namun, ketika suhu mencapai 40°C, sistem akan mematikan kipas sepenuhnya. STM32 menghentikan sinyal PWM yang diberikan ke driver motor, sehingga kipas berhenti berputar. Kondisi ini merupakan bagian dari logika kontrol yang telah dirancang dalam program.

Setelah program selesai dibuat, dilakukan proses build untuk menghasilkan file program (.hex). File ini kemudian dimasukkan ke dalam mikrokontroler pada Proteus melalui bagian Program File. Saat simulasi dijalankan, rangkaian akan bekerja sesuai dengan logika yang telah dibuat di STM32CubeIDE.

Dengan cara ini, STM32CubeIDE digunakan untuk merancang dan menulis program pengendalian suhu, sedangkan Proteus digunakan untuk mensimulasikan dan mengamati kinerja rangkaian secara keseluruhan.

2. Hardware dan Diagram Blok[Kembali]


    


STM32F103C8



LM35 Sensor



Kipas DC



Push Button


Motor Driver


Adaptor


Breadboard





3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja[Kembali]


Sistem bekerja dengan memanfaatkan sensor LM35 sebagai pendeteksi suhu, mikrokontroler STM32 sebagai pengolah data, serta driver motor dan kipas sebagai aktuator. Pada awalnya, sensor LM35 membaca suhu ruangan dan mengubahnya menjadi sinyal tegangan analog yang sebanding dengan suhu (10 mV untuk setiap 1°C). Sinyal ini kemudian dikirim ke STM32 melalui pin ADC.

Di dalam STM32, sinyal analog tersebut dikonversi menjadi data digital dan dihitung menjadi nilai suhu dalam derajat Celsius. Setelah itu, mikrokontroler menjalankan logika kontrol untuk menentukan kecepatan kipas berdasarkan suhu yang terdeteksi.

Ketika suhu yang terbaca kurang dari 30°C, sistem menganggap kondisi ruangan masih relatif sejuk. Oleh karena itu, STM32 memberikan sinyal PWM dengan duty cycle rendah ke driver motor (L298), sehingga kipas berputar dengan kecepatan rendah.

Saat suhu mulai meningkat di atas 30°C, STM32 akan menyesuaikan nilai PWM secara bertahap. Duty cycle PWM dinaikkan secara linear seiring kenaikan suhu, sehingga kecepatan kipas juga meningkat secara perlahan. Dengan metode ini, perubahan kecepatan kipas menjadi lebih halus dan proporsional terhadap perubahan suhu.

Namun, ketika suhu mencapai 40°C, sistem menjalankan kondisi khusus, yaitu mematikan kipas sepenuhnya. STM32 menghentikan sinyal PWM (duty cycle = 0), sehingga driver motor tidak lagi menggerakkan kipas dan kipas berhenti berputar.

Proses ini berlangsung secara terus-menerus (looping), sehingga sistem dapat merespons perubahan suhu secara real-time. Dengan demikian, seluruh rangkaian mampu bekerja secara otomatis dalam mengontrol kecepatan kipas berdasarkan kondisi suhu yang terdeteksi.


4. Flowchart dan Listing Program[Kembali]







#include "main.h"

/* ================= DEFINE ================= */
#define TEMP_START  30.0f
#define TEMP_OFF    40.0f
#define PWM_MAX     65535U
#define PWM_LOW     13107U   // 20%

/* ================= HANDLE ================= */
ADC_HandleTypeDef hadc1;
TIM_HandleTypeDef htim1;

/* ================= VAR ================= */
uint32_t adcValue    = 0;
float    voltage     = 0.0f;
float    temperature = 0.0f;
uint8_t  system_on   = 1;

/* ================= PROTOTYPE ================= */
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_ADC1_Init(void);
static void MX_TIM1_Init(void);

/* ================= MAIN ================= */
int main(void)
{
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();

  MX_GPIO_Init();
  MX_ADC1_Init();
  MX_TIM1_Init();

  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET);
  __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_1, 0);

  HAL_TIM_PWM_Start(&htim1, TIM_CHANNEL_1);

  while (1)
  {
    /* ===== BACA ADC ===== */
    HAL_ADC_Start(&hadc1);
    HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, HAL_MAX_DELAY);
    adcValue = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);

    /* ===== KONVERSI SUHU ===== */
    voltage = (adcValue / 4095.0f) * 3.3f;
    temperature = voltage * 100.0f;

    /* ===== LIMIT SUHU (ANTI ERROR) ===== */
    if (temperature < 0) temperature = 0;
    if (temperature > 100) temperature = 100;

    /* ===== LOGIKA KIPAS ===== */
    if (system_on)
    {
      /* >= 40°C → MATI */
      if (temperature >= TEMP_OFF)
      {
        __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_1, 0);
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET);
      }

      /* 30–40°C → NAIK LINEAR */
      else if (temperature >= TEMP_START)
      {
        float duty = (temperature - TEMP_START) / (TEMP_OFF - TEMP_START);

        /* PWM DIBALIK */
        float pwm_val = PWM_MAX - (PWM_LOW + duty * (PWM_MAX - PWM_LOW));

        HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET);

        __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_1, (uint32_t)pwm_val);
      }

      /* < 30°C → PELAN */
      else
      {
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);
        HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET);

        /* PWM DIBALIK */
        __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_1, PWM_MAX - PWM_LOW);
      }
    }
    else
    {
      __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim1, TIM_CHANNEL_1, 0);
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_3, GPIO_PIN_RESET);
    }

    HAL_Delay(200);
  }
}

/* ================= CLOCK ================= */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef osc = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef clk = {0};

  osc.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
  osc.HSIState = RCC_HSI_ON;
  osc.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
  osc.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;
  HAL_RCC_OscConfig(&osc);

  clk.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK | RCC_CLOCKTYPE_HCLK;
  clk.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_HSI;
  clk.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  clk.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
  clk.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
  HAL_RCC_ClockConfig(&clk, FLASH_LATENCY_0);
}

/* ================= ADC ================= */
static void MX_ADC1_Init(void)
{
  ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};

  __HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE();

  hadc1.Instance = ADC1;
  hadc1.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;
  hadc1.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;
  hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
  hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
  hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;

  HAL_ADC_Init(&hadc1);

  sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0;
  sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
  sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_1CYCLE_5;

  HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig);
}

/* ================= PWM ================= */
static void MX_TIM1_Init(void)
{
  TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};

  __HAL_RCC_TIM1_CLK_ENABLE();

  htim1.Instance = TIM1;
  htim1.Init.Prescaler = 0;
  htim1.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
  htim1.Init.Period = 65535;

  HAL_TIM_PWM_Init(&htim1);

  sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
  sConfigOC.Pulse = 0;
  sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;

  HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim1, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1);
}

/* ================= GPIO ================= */
static void MX_GPIO_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

  /* IN1 & IN2 */
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_3;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

  /* PWM PA8 */
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_8;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}

/* ================= ERROR ================= */
void Error_Handler(void)
{
  while (1);
}

5. Video Demo [Kembali]



6. Kondisi[Kembali]

Buatlah rangkaian seperti percobaan 3 dengan kondisi ketika sensor LM35 mendeteksi suhu <30 C maka kipas menyala dengan kecepatan rendah dan saat suhu naik maka kecepatan kipas naik secara linear dan ketika suhu 40 C kipas mati.

7. Video Simulasi[Kembali]






8. Download File [Kembali]

  Rangkaian dan Program Proteus [tekan disini]

    Video Rangkaian [tekan disini]

    HTML [tekan disini]








Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Gambar
  BAHAN PRESENTASI UNTUK MATA KULIAH ELEKTRONIKA 2024 OLEH: MUHAMMAD GHAZIL PUTRA SALDHA  2310951023 Dosen Pengampu: Darwison, M.T Referensi:  1. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”, Jilid 1, ISBN: 978- 602-9081-10-7, CFerila, Padang  2. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”, Jilid 1, ISBN: 978-   602-9081-10-7, CV Ferila, Padang 3 . Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky, Electronic Devices and Circuit Theory, Pearson, 2013  4 . Jimmie J. Cathey, Theory and Problems of Electronic Device and Circuit, McGraw Hill, 2002.  5 . Keith Brindley, Starting Electronics, Newness 3rd Edition, 2005  6 . Ian R. Sinclair and John Dunton, Practical Electronics Handbook, Newness, 2007.  7. John M. Hughes, Practical Electronics: Components and Techniques, O’Reilly Media, 2015.    
Read more »