Praktikum uP&uC M3
Nama : Nanda Zahril pisya
Nim : 2310953030
Kelompok : 017
DAFTAR ISI
Percobaan ...
MODUL 3
COMMUNICATION
Pada percobaan pertama, dirancang suatu sistem Smart Entry Indicator berbasis mikrokontroler yang memanfaatkan sensor PIR (Passive Infrared) sebagai input utama untuk mendeteksi pergerakan objek secara otomatis. Sistem ini menggunakan sensor PIR untuk mendeteksi keberadaan aktivitas di area pemantauan. Nucleo G474RE berperan sebagai pusat pengolah data utama yang memproses sinyal digital dari sensor. Data hasil deteksi kemudian dikirimkan melalui protokol komunikasi (UART) serial ke STM32 Blue Pill, yang bertindak sebagai unit output untuk menyalakan lampu indikator dan buzzer. Tujuan dari percobaan ini adalah untuk memahami konsep komunikasi antar-mikrokontroler, pengolahan sinyal interupsi dari sensor gerak, serta implementasi logika kontrol terdistribusi.
Memahami cara penggunaan protokol komunikasi UART, SPI, dan I2C pada Development Board yang digunakan
Memahami cara penggunaan komponen input dan output yang berkomunikasi secara UART, SPI, dan I2C pada Development Board yang digunakan
1. STM32G474RE
|
Microcontroller |
STM32G474RE (ARM
Cortex-M4F) |
|
Operating Voltage |
3.3 V |
|
Input Voltage
(recommended) |
5 V via USB (ST-LINK) atau 7–12 V via
VIN |
|
Input Voltage
(limit) |
4.5 – 15 V (VIN
board Nucleo) |
|
Digital I/O Pins |
±51 GPIO pins (tergantung konfigurasi fungsi) |
|
PWM Digital I/O Pins |
Hingga 24 channel PWM (advanced,
general-purpose, dan high-resolution timers) |
|
Analog Input
Pins |
Hingga 24 channel ADC (12-bit / 16-bit
dengan oversampling) |
|
DC Current per I/O
Pin |
Maks. 20 mA per pin
(disarankan ≤ 8
mA) |
|
DC Current for 3.3V
Pin |
Hingga ±500 mA (tergantung regulator & sumber daya) |
|
Flash Memory |
512 KB internal Flash |
|
SRAM |
128 KB SRAM (termasuk CCM RAM) |
|
Clock Speed |
Hingga 170 MHz |
2. STM32F103C8
|
Microcontroller |
ARM Cortex-M3 |
|
Operating Voltage |
3.3 V |
|
Input Voltage
(recommended) |
5 V |
|
Input Voltage
(limit) |
2 – 3.6
V |
|
Digital I/O Pins |
32 |
|
PWM Digital
I/O Pins |
15 |
|
Analog Input
Pins |
10 (dengan
resolusi 12-bit ADC) |
|
DC Current per I/O Pin |
25 mA |
|
DC Current for 3.3V Pin |
150 mA |
|
Flash Memory |
64 KB |
|
SRAM |
20 KB |
|
EEPROM |
Emulasi dalam
Flash |
|
Clock Speed |
72 MHz |
3. PIR Sensor
|
| Parameter Teknis | Spesifikasi / Nilai |
| Arus Operasi Normal ($I_f$) | 10 mA – 20 mA (Sangat disarankan beroperasi di ~15mA) |
| Arus Puncak Maksimal | ~30 mA (Lebih dari ini LED bisa terbakar/putus) |
| Tegangan Maju ($V_f$) - Merah / Kuning | 1.8V – 2.2V DC |
| Tegangan Maju ($V_f$) - Hijau / Biru / Putih | 3.0V – 3.4V DC |
| Tegangan Balik Maksimum ($V_r$) | ~5V DC (Batas aman jika polaritas terbalik) |
| Sudut Pandang Cahaya (Viewing Angle) | 15° hingga 30° (Tipe clear/transparent) ~60° (Tipe diffused/doff) |
| Identifikasi Polaritas (Kaki) | Kaki panjang = Anoda (+), Kaki pendek / sisi rata = Katoda (-) |
| Parameter Teknis | Spesifikasi / Nilai |
| Ukuran Layar | 0.96 Inci (Diagonal) |
| Resolusi Pixel | 128 x 64 pixel (Ada juga varian 128x32) |
| IC Driver / Kontroler | SSD1306 (Sangat umum) atau SH1106 (Biasanya untuk ukuran 1.3 inci) |
| Antarmuka Komunikasi | Digital I2C (Hanya butuh 2 kabel data) |
| Tegangan Operasi (VCC) | 3.3V hingga 5V DC |
| Tegangan Logika I/O | 3.3V (Kompatibel dengan ESP32/STM32) dan 5V toleran |
| Konsumsi Arus | ~15 mA hingga 25 mA (Tergantung jumlah pixel yang menyala) |
| Sudut Pandang (Viewing Angle) | Sangat lebar (> 160 derajat) |
| Warna Tampilan | Monokrom (Putih murni atau Biru murni) Tersedia juga tipe bi-color (Seperempat atas Kuning, sisanya Biru) |
| Suhu Operasi | -40°C hingga +85°C |
| Dimensi Modul | ~27 mm x 27 mm x 4 mm |
1.3.1 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
1.3.2 I2C (Inter-Intergrated 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.
1.3.3
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.
A. BAGIAN-BAGIAN PENDUKUNG
1. STM32 NUCLEO G474RE
1. RAM (Random Access Memory)
RAM (Random Access Memory) pada STM32 NUCLEO-G474RE
digunakan sebagai memori sementara untuk menyimpan data selama program
berjalan. Mikrokontroler STM32G474RET6 memiliki RAM sebesar 128 KB
yang berfungsi untuk menyimpan variabel, buffer data, stack, dan heap.
2. Memori Flash Eksternal
STM32 NUCLEO-G474RE tidak menggunakan memori flash eksternal.
Seluruh program dan data permanen disimpan pada memori Flash internal
mikrokontroler STM32G474RET6 dengan kapasitas 512 KB. Memori flash
ini bersifat non-volatile, sehingga data dan program tetap tersimpan meskipun
catu daya dimatikan.
3. Crystal Oscillator
STM32 NUCLEO-G474RE menggunakan osilator internal (HSI – High
Speed Internal) sebagai sumber clock utama secara default. Penggunaan
clock internal ini membuat board dapat beroperasi tanpa memerlukan crystal
oscillator eksternal. Clock berfungsi sebagai sumber waktu untuk mengatur
kecepatan kerja CPU dan seluruh peripheral.
4. Regulator Tegangan
Untuk memastikan pasokan tegangan yang stabil ke mikrokontroler.
5. Pin GPIO (General Purpose Input/Output):
Pin GPIO pada STM32 NUCLEO-G474RE digunakan sebagai antarmuka
input dan output digital yang fleksibel
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.
1.4.2
STM32 F103C8
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.
Komentar
Posting Komentar