Laporan Akhir 1

Percobaan 1

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Prosedur

2. Hardware dan Diagram Blok

3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja

4. Flowchart dan Listing Program

5. Video Demo

6. Analisa

7. Video Simulasi

8. Download File

1. Prosedur [Kembali]

Siapkan software Proteus yang telah terinstal pada komputer, kemudian buka aplikasi untuk membuat proyek simulasi baru.
Pilih menu New Project, beri nama proyek sesuai kebutuhan, lalu pilih penyimpanan file proyek. Setelah itu lanjutkan hingga masuk ke halaman schematic capture.
Tambahkan komponen yang diperlukan dengan memilih menu Pick Devices, kemudian cari dan masukkan komponen seperti STM32F103C8, sensor heartbeat (atau sumber sinyal analog sebagai pengganti sensor), LED merah, LED kuning, LED hijau, resistor 220 Ω, buzzer, push button, potensiometer 10 kΩ, terminal VCC, dan GND.
Letakkan semua komponen pada lembar kerja Proteus sesuai posisi yang diinginkan agar rangkaian mudah dibaca dan rapi.
Hubungkan pin VDD dan VDDA pada STM32 ke sumber 3,3 V, sedangkan pin VSS dan GND dihubungkan ke ground. Hal ini bertujuan agar mikrokontroler memperoleh catu daya yang sesuai.
Hubungkan output sensor heartbeat ke salah satu pin ADC STM32, misalnya pin PA0, lalu sambungkan pin VCC sensor ke 3,3 V dan GND ke ground. Jika tidak ada sensor heartbeat di Proteus, dapat menggunakan potensiometer sebagai simulasi perubahan sinyal analog.
Pasang tiga LED sebagai indikator keluaran. Hubungkan masing-masing LED ke pin output STM32 melalui resistor 220 Ω, misalnya LED hijau ke PB0, LED kuning ke PB1, dan LED merah ke PB2. Kaki LED lainnya dihubungkan ke ground.
Hubungkan buzzer ke salah satu pin output STM32, misalnya PB10, lalu kaki lainnya ke ground agar dapat aktif saat diberikan logika HIGH oleh mikrokontroler.
Pasang push button ke pin input digital STM32, misalnya PA1, sebagai tombol kontrol atau reset sistem. Gunakan resistor pull-up/pull-down jika diperlukan.
Setelah rangkaian selesai, buka STM32CubeIDE untuk membuat program mikrokontroler. Pilih tipe mikrokontroler STM32F103C8Tx, lalu atur pin ADC, GPIO output LED, buzzer, dan input tombol sesuai koneksi pada Proteus.
Tuliskan program pada file main.c agar STM32 membaca data sensor heartbeat, menghitung BPM, lalu menyalakan LED sesuai kondisi denyut jantung. Jika nilai BPM terlalu rendah atau terlalu tinggi, buzzer akan aktif sebagai alarm.
Lakukan Build Project pada STM32CubeIDE hingga menghasilkan file program berekstensi .hex atau .elf.
Kembali ke Proteus, klik dua kali komponen STM32F103C8, lalu pada bagian Program File pilih file .hex hasil kompilasi dari STM32CubeIDE.
Atur nilai clock mikrokontroler sesuai program, misalnya 72 MHz jika menggunakan konfigurasi default STM32F103C8.
Klik tombol Run Simulation untuk menjalankan simulasi rangkaian.
Ubah nilai potensiometer atau input sensor heartbeat untuk mensimulasikan perubahan denyut jantung. Perhatikan perubahan LED dan buzzer sesuai logika program.
Jika LED hijau menyala berarti kondisi normal, LED kuning menandakan waspada, dan LED merah serta buzzer aktif menandakan kondisi bahaya.
Apabila simulasi belum berjalan sesuai keinginan, periksa kembali koneksi pin, catu daya, file program, serta konfigurasi pin pada STM32CubeIDE.

2. Hardware dan Diagram Blok [Kembali]

Instrumentasi / Alat

Breadboard— Papan prototyping untuk merangkai komponen tanpa solder.

Adaptor — Sumber daya eksternal untuk rangkaian.

Komponen / Bahan

STM32F103C8 (Blue Pill) — Mikrokontroler berbasis ARM Cortex-M3, beroperasi pada 3.3V dengan 32 pin GPIO dan clock speed 72 MHz.

Spesifikasi:
- Microcontroller Core : ARM Cortex-M3
- Operating Voltage : 3.3V
- Input Voltage (recommended) : 5V
- Input Voltage (limit) : 2.0V – 3.6V
- Digital I/O Pins : 32 pin
- PWM Digital I/O Pins : 15 channel
- Analog Input Pins : 10 channel (ADC 12-bit)
- DC Current per I/O Pin : 25 mA
- DC Current for 3.3V Pin : 150 mA
- Flash Memory : 64 KB
- SRAM : 20 KB
- Clock Speed : 72 MHz
- Komunikasi : USART, SPI, I²C, USB, CAN
- Pemrograman : SWD, JTAG, USART Bootloader
Buzzer — Komponen output audio sebagai alarm/peringatan.
Spesifikasi:
- Tipe : Active Buzzer (osilator internal)
- Tegangan Operasi : 3.5V – 5.5V DC
- Tegangan Rated : 5V DC
- Konsumsi Arus : < 30 mA
- Frekuensi Suara : 2300 ± 300 Hz
- Sound Pressure Level (SPL) : ≥ 85 dB (pada 10 cm)
- Operating Temperature : -20°C hingga +70°C
- Dimensi : 12mm × 9.5mm
- Sambungan : 2 pin (+ dan -)
Resistor — Komponen pembatas arus (1k ohm).
Spesifikasi (Resistor 100 ohm, 1/4 Watt):

Nilai Resistansi : 100 Ω (coklat-hitam-coklat)
Toleransi : ±5% (gelang emas)
Daya Maksimum : 0.25 Watt (1/4 W)
Tegangan Maksimum : 250V
Suhu Operasi : -55°C hingga +155°C
Material : Carbon Film

Sensor Heartbeat
Pulse Sensor Features and Specifications
- Biometric Pulse Rate or Heart Rate detecting sensor
- Plug and Play type sensor
- Operating Voltage: +5V or +3.3V
- Current Consumption: 4mA
- Inbuilt Amplification and Noise cancellation circuit.
- Diameter: 0.625”
- Thickness: 0.125” Thick
Push Button

Spesifikasi Teknis Push Button Switch
Karakteristik Listrik

Rating Tegangan (Voltage): Menunjukkan batas maksimum tegangan yang bisa ditangani, misalnya 12V DC atau 250V AC.
Rating Arus (Current): Menunjukkan seberapa besar arus yang bisa dialirkan tanpa merusak kontak, biasanya berkisar antara 1A hingga 5A.
Tipe Kontak: Bisa NO (Normally Open), NC (Normally Closed), atau kombinasi keduanya (SPDT / Single Pole Double Throw).

Diagram Blok

3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [Kembali]

Prinsip kerja:

Prinsip kerja rangkaian pada gambar tersebut adalah sistem monitor detak jantung berbasis mikrokontroler STM32F103C8 yang memanfaatkan sensor heartbeat, LED indikator, buzzer, push button, dan potensiometer sebagai pengatur sensitivitas atau simulasi input. Sistem ini bekerja dengan membaca sinyal denyut nadi dari sensor heartbeat, kemudian data diproses oleh mikrokontroler untuk menentukan kondisi detak jantung.

Saat jari ditempelkan pada sensor heartbeat, sensor akan mendeteksi perubahan aliran darah yang terjadi setiap denyut jantung. Perubahan ini diubah menjadi sinyal analog lalu dikirim ke pin ADC pada STM32. Mikrokontroler kemudian mengubah sinyal analog menjadi data digital dan menghitung jumlah denyut per menit (BPM).

Hasil pembacaan tersebut digunakan untuk mengendalikan tiga LED sebagai indikator kondisi detak jantung. LED hijau menyala jika detak jantung normal, LED kuning menyala jika detak jantung berada di batas waspada, dan LED merah menyala jika detak jantung terlalu rendah atau terlalu tinggi. Jika kondisi berbahaya terdeteksi, maka buzzer akan aktif sebagai alarm peringatan.

Selain itu terdapat push button yang berfungsi sebagai tombol kontrol, misalnya untuk menyalakan sistem, reset, atau mengganti mode kerja sesuai program yang digunakan. Sedangkan potensiometer (RV1) berfungsi untuk mengatur tegangan referensi atau mensimulasikan perubahan input sensor agar pembacaan dapat dikalibrasi.

4. Flowchart dan Listing Program [Kembali]

Flowchart

Listing Program

/* USER CODE BEGIN Header */

/**

******************************************************************************

* @file : main.c

* @brief : Main program body

******************************************************************************

* @attention

* This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file

* in the root directory of this software component.

* If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.

******************************************************************************

/* USER CODE END Header */

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/

#include "main.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN Includes */

/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN PTD */

/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN PD */

/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN PM */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN PV */

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/

void SystemClock_Config(void);

static void MX_GPIO_Init(void);

/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN 0 */

/* USER CODE END 0 */

/**

* @brief The application entry point.

* @retval int

int main(void)

{

/* USER CODE BEGIN 1 */

/* USER CODE END 1 */

/* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */

HAL_Init();

/* USER CODE BEGIN Init */

/* USER CODE END Init */

/* Configure the system clock */

SystemClock_Config();

/* USER CODE BEGIN SysInit */

/* USER CODE END SysInit */

/* Initialize all configured peripherals */

MX_GPIO_Init();

/* USER CODE BEGIN 2 */

/* USER CODE END 2 */

/* Infinite loop */

/* USER CODE BEGIN WHILE */

while (1)

{

/* Membaca input dari sensor heartbeat */

if(HAL_GPIO_ReadPin(Heartbeat_Sensor_GPIO_Port, Heartbeat_Sensor_Pin) == GPIO_PIN_SET)

{

/* Jika BPM > 60 (diasumsikan sensor HIGH saat BPM > 60) */

// Matikan LED lain

HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, Resistor_1_Pin, GPIO_PIN_RESET); // Merah

HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, Resistor_3_Pin, GPIO_PIN_RESET); // Hijau

// Nyalakan LED kuning

HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, Resistor_2_Pin, GPIO_PIN_SET);

// Nyalakan buzzer

HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, Buzzer_Pin, GPIO_PIN_SET);

}

else

{

/* Jika BPM <= 60 */

// Matikan semua LED

HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, Resistor_1_Pin, GPIO_PIN_RESET);

HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, Resistor_2_Pin, GPIO_PIN_RESET);

HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, Resistor_3_Pin, GPIO_PIN_RESET);

// Matikan buzzer

HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, Buzzer_Pin, GPIO_PIN_RESET);

}

HAL_Delay(100);

}

/**

* @brief System Clock Configuration

* @retval None

void SystemClock_Config(void)

{

RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};

RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

/** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters

* in the RCC_OscInitTypeDef structure.

RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;

RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;

RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;

RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;

if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)

{

Error_Handler();

}

/** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks

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();

}

/**

* @brief GPIO Initialization Function

* @param None

* @retval None

static void MX_GPIO_Init(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

/* USER CODE BEGIN MX_GPIO_Init_1 */

/* USER CODE END MX_GPIO_Init_1 */

/* GPIO Ports Clock Enable */

__HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();

__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

/*Configure GPIO pin Output Level */

HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, Resistor_3_Pin|Resistor_2_Pin|Resistor_1_Pin|Buzzer_Pin, GPIO_PIN_RESET);

/*Configure GPIO pin : Heartbeat_Sensor_Pin */

GPIO_InitStruct.Pin = Heartbeat_Sensor_Pin;

GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;

GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

HAL_GPIO_Init(Heartbeat_Sensor_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

/*Configure GPIO pin : Ground_Pin */

GPIO_InitStruct.Pin = Ground_Pin;

GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING;

GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;

HAL_GPIO_Init(Ground_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);

/*Configure GPIO pins : Resistor_3_Pin Resistor_2_Pin Resistor_1_Pin Buzzer_Pin */

GPIO_InitStruct.Pin = Resistor_3_Pin|Resistor_2_Pin|Resistor_1_Pin|Buzzer_Pin;

GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;

GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;

GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;

HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

/* USER CODE BEGIN MX_GPIO_Init_2 */

/* USER CODE END MX_GPIO_Init_2 */

}

/* USER CODE BEGIN 4 */

/* USER CODE END 4 */

/**

* @brief This function is executed in case of error occurrence.

* @retval None

void Error_Handler(void)

{

/* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */

/* User can add his own implementation to report the HAL error return state */

__disable_irq();

while (1)

{

}

/* USER CODE END Error_Handler_Debug */

}

#ifdef USE_FULL_ASSERT

/**

* @brief Reports the name of the source file and the source line number

* where the assert_param error has occurred.

* @param file: pointer to the source file name

* @param line: assert_param error line source number

* @retval None

void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)

{

/* USER CODE BEGIN 6 */

/* User can add his own implementation to report the file name and line number,

ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */

/* USER CODE END 6 */

}

#endif /* USE_FULL_ASSERT */

5. Video Demo [Kembali]

6. Analisa [Kembali]

IBNU KHAIRUDDIN 232018

Laporan Akhir 1

Percobaan 1

Instrumentasi / Alat

Komponen / Bahan

Pulse Sensor Features and Specifications

Spesifikasi Teknis Push Button Switch

Karakteristik Listrik

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Laporkan Penyalahgunaan