[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

MODUL 1

GENERAL INPUT DAN OUTPUT

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

Percobaan ...

1. Tugas Pendahuluan 1
2. Tugas Pendahuluan 2

1. Pendahuluan [Kembali]

    Pada praktikum ini dilakukan penerapan konsep input dan output digital menggunakan mikrokontroler STM32F103C8 dan STM32 NUCLEO-G474RE melalui pemanfaatan pin GPIO. Sistem dirancang untuk membaca sinyal dari berbagai sensor seperti touch sensor, PIR sensor, infrared sensor, dan float switch sebagai input, kemudian mengendalikan perangkat seperti LED, buzzer, dan relay sebagai output sesuai dengan logika program yang dibuat.

        Beberapa percobaan yang dilakukan meliputi kontrol lampu lorong, sistem deteksi jarak pada parkir mundur, alarm perimeter pintu, serta sistem kontrol otomatis tangki minyak. Setiap percobaan menunjukkan bagaimana mikrokontroler memproses kondisi logika HIGH dan LOW dari input untuk menghasilkan respon output yang sesuai, sehingga memberikan pemahaman praktis dalam perancangan sistem embedded berbasis input-output digital.

2. Tujuan [Kembali]

    a) Memahami cara penggunaan input dan output digital pada mikrokontroler 
    b) Menggunakan komponen input dan output sederhana dengan STM32 NUCLEO G474RE
    c) Menggunakan komponen Input dan Output sederhana dengan STM32F103C8

3. Alat dan Bahan [Kembali]

    1. STM32F103C8

    2. Touch Sensor

        SPESIFIKASI :

        - Konsumsi daya yang rendah

        - Bisa menerima tegangan dari 2 ~ 5.5V DC

        - Dapat menggantikan fungsi saklar tradisional

        - Dilengkapi 4 lobang baut untuk memudahkan pemasangan

        - Tegangan kerja : 2v s/d 5.5v (optimal 3V)

        - Output high VOH : 0.8 VCC (typical)

        - Output low VOL : 0.3 VCC (max)

        - Arus Output Pin Sink (@ VCC 3V, VOL 0.6V) : 8 mA

        - Arus Output pin pull-up (@ VCC=3V, VOH=2.4V) : 4 mA

        - Waktu respon (low power mode): max 220 ms

        - Waktu respon (touch mode): max 60 ms

        - Ukuran: 24 mm x 24 mm x 7.2 mm

    

    3. PIR Sensor

        Spesifikasi:

        - Wide range on input voltage varying from 4.V to 12V (+5V recommended)

        - Output voltage is High/Low (3.3V TTL)

        - Can distinguish between object movement and human movement

        - Has to operating modes - Repeatable(H) and Non- Repeatable(H)

        - Cover distance of about 120° and 7 meters

        - Low power consumption of 65mA

        - Operating temperature from -20° to +80° Celsius

    4. LED

    5. Buzzer

    6. Resistor

    

    7. STM32 NUCLEO-G474RE

    8. Infrared Sensor

    9. Switch 

4. Dasar Teori [Kembali]

    A. General Input Output

       Input adalah semua data dan perintah yang dimasukkan ke dalam memori untuk diproses lebih lanjut oleh mikroprosesor. Sebuah perangkat input adalah komponen piranti keras yang memungkinkan user atau pengguna memasukkan data ke dalam mikroprosesor. Output adalah data hasil yang telah diproses. Perangkat output adalah semua komponen piranti keras yang menyampaikan informasi kepada orang-orang yang menggunakannya.

       Pada STM32F103C8T6 dan STM32 NUCLEO G474RE pin input/output terdiri dari digital dan analog yang jumlah pin-nya tergantung jenis mikrokontroller yang digunakan. Input digital digunakan untuk mendeteksi perubahan logika biner pada pin tertentu. Adanya input digital memungkinkan mikrokontroler untuk dapat menerjemahkan 0V menjadi logika LOW dan 5V menjadi logika HIGH. Membaca sinyal digital pada mikrokontroller dapat menggunakan sintaks digitalRead(pin); 

        Output digital terdiri dari dua buah logika, yaitu kondisi logika HIGH dan kondisi logika LOW. Untuk menghasilkan output kita dapat menggunakan sintaks digitalWrite(pin,nilai); yang sebelumnya pin sudah diset ke mode OUTPUT, lalu parameter kedua adalah set nilai HIGH atau LOW. Apabila pin diset dengan nilai HIGH, maka voltase pin tersebut akan diset ke 5V atau 3.3V dan bila pin diset ke LOW, maka voltase pin tersebut akan diset ke 0V. 

    B. STM 32 NUCLEO-G474RE

    STM32 NUCLEO-G474RE merupakan papan pengembangan (development board) berbasis mikrokontroler STM32G474RET6 yang dikembangkan oleh STMicroelectronics. Board ini dirancang untuk memudahkan proses pembelajaran, pengujian, dan pengembangan aplikasi sistem tertanam (embedded system), baik untuk pemula maupun tingkat lanjut. STM32 Nucleo-G474RE mengintegrasikan antarmuka ST-LINK debugger/programmer secara onboard sehingga pengguna dapat langsung melakukan pemrograman dan debugging tanpa perangkat tambahan. 

         Adapun spesifikasi dari STM32 NUCLEO-G474RE adalah sebagai berikut:

            Bagian-bagian pendukung:

            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. 

    C. STM32F103C8

    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:

            Bagian-bagian pendukung:

            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.