Percobaan 8. Motor DC (Dinamo DC), Motor Stepper, Touch Sensor, Potensiometer
1. Prosedur [Kembali]
- Buat
rangkaian di Proteus sesuai dengan skenario pada percobaan.
- Kembangkan
program mikrokontroler STM32F103C8 menggunakan STM32CubeIDE.
- Kompilasi
program menjadi file berekstensi .hex, lalu unggah ke mikrokontroler.
- Jalankan
simulasi rangkaian yang telah dibuat di Proteus.
- Proses selesai.
2. Hardware dan Diagram Blok [Kembali]
Hardware :
1. Mikrokontroler STM32F103C8
2. Touch Sensor
3. Power Supply
4. Motor DC (Dinamo DC)
5. Motor Stepper
6. ULN2003A
7. Potensiometer
Diagram Blok:
3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [Kembali]
Rangkaian :
Prinsip Kerja :
Prinsip kerja rangkaian ini dimulai dari mikrokontroler yang membaca nilai tegangan analog dari sensor (seperti potensiometer atau sensor tekanan) melalui pin ADC (misalnya PA0) yang dikonfigurasi dengan fungsi MX_ADC_Init. Nilai digital hasil konversi ADC kemudian digunakan untuk menentukan arah putaran motor stepper, yaitu searah jarum jam (CW) atau berlawanan arah jarum jam (CCW), dengan mengatur variabel current_mode. Berdasarkan nilai tersebut, fungsi RunStepper dipanggil untuk mengaktifkan urutan sinyal langkah dari array STEP_SEQ_CW atau STEP_SEQ_CCW, dan sinyal ini dikirim ke pin GPIO output (misalnya PA1–PA4) yang telah dikonfigurasi melalui MX_GPIO_Init. Sinyal dari GPIO kemudian diteruskan ke driver motor stepper (seperti ULN2003 atau A4988), yang mengatur aliran arus ke fasa-fasa motor stepper sesuai pola yang diterima, sehingga motor dapat berputar sesuai arah yang diinginkan. Motor stepper diberi catu daya eksternal (misalnya 12V) melalui driver, sedangkan mikrokontroler mendapat daya terpisah (5V atau 3.3V) dari USB atau regulator, dan kestabilan sistem dijaga oleh fungsi SystemClock_Config. Dengan demikian, perubahan nilai sensor secara langsung mengontrol arah putaran motor secara otomatis dan dinamis melalui logika mikrokontroler.
4. Flowchart dan Listing Program [Kembali]
Flowchart :
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
// -------------------- Variabel Global --------------------
ADC_HandleTypeDef hadc1;
uint8_t current_mode = 0; // 0 = CW, 1 = CCW
volatile uint8_t motor_dc_active = 0; // Flag status motor DC
// -------------------- Stepper Motor Sequence --------------------
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
};
// -------------------- 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);
// -------------------- Fungsi Utama --------------------
int main(void) {
HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_GPIO_Init();
MX_ADC1_Init();
while (1) {
if (!motor_dc_active) {
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;
}
if (current_mode == 0) {
RunStepper(STEP_SEQ_CW, 5);
} else {
RunStepper(STEP_SEQ_CCW, 5);
}
}
HAL_Delay(1);
}
}
// -------------------- Fungsi Stepper Motor --------------------
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
// Konfigurasi Touch Sensor sebagai input dengan interrupt
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);
// Konfigurasi Motor DC
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);
// Konfigurasi Stepper Motor (PB8-PB11)
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 Interrupt EXTI --------------------
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) {
motor_dc_active = 1;
HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_DC_PORT, MOTOR_DC_PIN, GPIO_PIN_SET);
// Matikan stepper
HAL_GPIO_WritePin(STEPPER_PORT, IN1_PIN | IN2_PIN | IN3_PIN | IN4_PIN, GPIO_PIN_RESET);
} else {
motor_dc_active = 0;
HAL_GPIO_WritePin(MOTOR_DC_PORT, MOTOR_DC_PIN, GPIO_PIN_RESET);
}
}
}
// -------------------- Interrupt Handler --------------------
void EXTI0_IRQHandler(void) {
HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(TOUCH_SENSOR_PIN);
}
// -------------------- Error Handler --------------------
void Error_Handler(void) {
while (1) {
// Loop forever
}
}
5. Video Demo [Kembali]
6. Kondisi [Kembali]
Buatlah rangkaian seperti gambar pada percobaan 8. Jika touch sensor mendeteksi maka motor dc berputar. Jika potensiometer bernilai besar maka motor stepper bergerak berlawanan jarum jam dan jika bernilai rendah maka motor stepper bergerak dengan Oscillate Mode
7. Video Simulasi [Kembali]
8. Download File [Kembali]
Download File Rangkaian [Klik]
Komentar
Posting Komentar