LA M3

 



PERCOBAAN 4

1. Prosedur[Kembali]

  • Rangkai semua komponen sesuai dengan percobaan 4 pada modul 
  • Buat program untuk Rspberry pi pico, sesuaikan konfigurasinya dengan rangkaian dan kondisi yang dipakai
  • Upload program ke Raspberry Pi Pico

2. Hardware dan Diagram Blok[Kembali]

1. Raspberry PI PICO



2. Potensio


3. LCD


3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja[Kembali]

Rangkaian: 



Prinsip Kerja:

Dalam percobaan ini, mula-mula input dimasukkan dari potensiometer ke Raspberry Pi Pico melalui komunikasi UART. Selanjutnya, dua Raspberry Pi Pico saling terhubung menggunakan komunikasi SPI, di mana Raspberry Pi Pico pertama berperan sebagai master (pengirim), sedangkan Raspberry Pi Pico kedua sebagai slave (penerima). Kemudian, data dari Raspberry Pi Pico kedua dikirim ke LCD melalui komunikasi I2C.


4. Flowchart dan Listing Program[Kembali] 




Listing Program:

TX

from machine import Pin, ADC, UART
import time

# Inisialisasi ADC di GPIO26
pot = ADC(26)  # ADC0

# Inisialisasi UART0 dengan TX=Pin0 dan RX=Pin1
uart = UART(0, baudrate=9600, tx=Pin(0), rx=Pin(1))

while True:
    pot_value = pot.read_u16()  # Baca nilai ADC (0 - 65535)
    data = f"POT:{pot_value}\n"  # Format data yang dikirim
    uart.write(data)  # Kirim data lewat UART
    print("Sent:", data.strip())  # Tampilkan data yang dikirim
    time.sleep(0.5)  # Tunggu 0.5 detik

RX

from machine import UART, I2C, Pin
from i2c_lcd import I2cLcd
from time import sleep

# Inisialisasi UART0
uart = UART(0, baudrate=9600, tx=Pin(0), rx=Pin(1))

# Inisialisasi I2C untuk LCD (ubah alamat I2C jika perlu)
i2c = I2C(0, sda=Pin(4), scl=Pin(5))
lcd = I2cLcd(i2c, 0x27, 2, 16)  # 2 baris, 16 karakter

while True:
    if uart.any():
        raw_data = uart.readline()  # Baca data dari UART

        try:
            decoded_data = raw_data.decode('utf-8').strip()
            print("Received RAW:", repr(raw_data))
            print("Decoded:", decoded_data)

            if decoded_data.startswith("POT:"):
                pot_value = int(decoded_data.split(':')[1])
                lcd.clear()
                lcd.putstr(f"Value:{pot_value}")
            else:
                raise ValueError("Format salah")

        except Exception as e:
            lcd.clear()
            lcd.putstr("ERROR")
            lcd.move_to(0, 1)
            lcd.putstr(str(e)[:16])  # Batasi pesan error agar muat di LCD
            print("Error:", e, "| Data:", raw_data)

        sleep(0.1)




5. Analisa[Kembali]







6. Video Demo[Kembali]








7. Download File[Kembali]

Video simulasi [download]
Datasheet Raspberry Pi Pico [Download]










TP M3

 









MODUL 3

 




Modul III
COMMUNICATION

1. Pendahuluan[Kembali]

  1. Asistensi dilakukan 1x
  2. Praktikum dilakukan 1x

2. Tujuan[Kembali]

  1. Memahami cara penggunaan protokol komunikasi UART, SPI, dan I2C pada Development Board yang digunakan
  2. Memahami cara menggunakan komponen input dan output yang berkomunikasi secara UART, SPI, dan I2C pada Development Board yang digunakan

3. Alat dan Bahan [Kembali]

1.Raspberry Pi Pico

2. STM32F103C8

3. LED 

4. Push Button

5. LED RGB

6. Touch Sensor

7. LCD I2C 16X2

8. Potensiometer

9. Mq-2
10. LED OLED


11. Motor Servo


4. Dasar Teori[Kembali]

1.1.1  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







Gambar 1. Cara Kerja Komunikasi UART

 

 

 

Data dikirimkan secara paralel dari data bus ke UART1. Pada UART1 ditambahkan start bit, parity bit, dan stop bit kemudian dimuat dalam satu paket data. Paket data ditransmisikan secara serial dari Tx UART1 ke Rx UART2. UART2 mengkonversikan data dan menghapus bit tambahan, kemudia di transfer secara parallel ke data bus penerima.

 

1.1.2  I2C (Inter-Integrated 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


Gambar 2. 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.


 

 

1.1.3  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


Gambar 3. 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.

 

1.1.4  Raspberry Pi Pico

Raspberry Pi Pico adalah papan rangkaian elektronik yang di dalamnya terdapat komponen utama chip mikrokontroler RP2040, yang dirancang dan diproduksi oleh Raspberry Pi Foundatio. Tidak seperti komputer mini raspberry Pi lainnya yang menjalankan sistem operasi seperti Linux, Pico dirancang untuk tugas-tugas yang lebih sederhana dan langsung (embedded system), seperti membaca sensor, mengontrol perangkat, atau melakukan pengolahan data pada tingkat hardware.

Adapun spesifikasi dari Raspberry Pi Pico adalah sebagai berikut:


 

Gambar 4. Raspberry Pi Pico

 

Microcontroller

RP2040

Operating Voltage

3.3 V

Input Voltage (recommended)

5 V via USB

Input Voltage (limit)

1.8–5.5 V

Digital I/O Pins

26 GPIO pins

PWM Digital I/O Pins

16

Analog Input Pins

3

DC Current per I/O Pin

16 mA

DC Current for 3.3V Pin

300 mA

Flash Memory

2 MB on-board QSPI Flash

SRAM

264 KB

Clock Speed

Hingga 133 MHz

 

1.1.5  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:

Gambar 5. STM32f103c8

 

Microcontroller

ARM Cortex-M3

Operating Voltage

3.3 V

Input Voltage (recommended)

V

Input Voltage (limit)

2 – 3.6 V

Digital I/O Pins

37

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


 

A. BAGIAN-BAGIAN PENDUKUNG

1.    Raspberry Pi Pico

1.    RAM (Random Access Memory)

Raspberry Pi Pico dilengkapi dengan 264KB SRAM on-chip. Kapasitas RAM yang lebih besar ini memungkinkan Pico menjalankan aplikasi yang lebih kompleks dan menyimpan data lebih banyak.

2.    Memori Flash Eksternal

Raspberry Pi Pico tidak memiliki ROM tradisional. Sebagai gantinya, ia menggunakan memori flash eksternal. Kapasitas memori flash ini dapat bervariasi, umumnya antara 2MB hingga 16MB, tergantung pada konfigurasi. Memori flash ini digunakan untuk menyimpan firmware dan program pengguna. Penggunaan memori flash eksternal pada Pico memberikan fleksibilitas lebih besar dalam hal kapasitas penyimpanan program.

3.    Crystal Oscillator

Raspberry Pi Pico menggunakan crystal oscillator untuk menghasilkan sinyal clock yang stabil. Sinyal clock ini penting untuk mengatur kecepatan operasi mikrokontroler dan komponen lainnya.

4.    Regulator Tegangan

Untuk memastikan pasokan tegangan yang stabil ke mikrokontroler.

5.    Pin GPIO (General Purpose Input/Output):

Untuk menghubungkan Pico ke berbagai perangkat eksternal seperti sensor, motor, dan LED.

 

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.         UART (STM – STM)


  • Rangkaian



  • Listing Program








  • Flowchart

2.       SPI (STM – STM)

  • Rangkaian





  • Listing Program


















  • Flowchart

3.        UART (STM – STM)


  • Rangkaian






  • Listing Program











  • Flowchart

4.         UART ( Pico – Pico )


  • Rangkaian






  • Listing Program




                                                                                sleep(0.1)
  • Flowchart

5.     SPI (Pico – STM)


  • Rangkaian




  • Listing Program







  • Flowchart

6.        I2C (Pico – LCD)


  • Rangkaian







  • Listing Program







  • Flowchart

7.         UART   & I2C (STM – Pi Pico)


  • Rangkaian






  • Listing Program















  • Flowchart

8.         Pico True Master SPI


  • Rangkaian






  • Listing Program









  • Flowchart

temukan pada blog ini

LA M3

  [KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Prosedur 2. Hardware dan Diagram Blok 3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja 4. Flowchart dan ...