1. Prosedur [kembali]
- Menyiapkan
alat dan bahan yang digunakan pada praktikum, seperti STM32 Nucleo G474RE,
STM32F103C8T6 (Bluepill), sensor, LED, OLED, breadboard, jumper, dan
komponen pendukung lainnya sesuai percobaan.
- Membuat
project baru pada STM32CubeIDE untuk masing-masing board mikrokontroler
yang digunakan sebagai master maupun slave/receiver.
- Melakukan
konfigurasi peripheral komunikasi pada STM32CubeMX sesuai protokol yang
digunakan, yaitu UART, SPI, atau I2C. Konfigurasi meliputi baudrate, mode
komunikasi, clock, pin TX/RX, SCK, MISO, MOSI, SDA, dan SCL.
- Menghubungkan pin komunikasi antar board sesuai
jenis protokol yang digunakan. Pada UART menghubungkan TX dan RX secara
silang, pada SPI menghubungkan pin SCK, MOSI, MISO, dan NSS/CS, sedangkan
pada I2C menghubungkan jalur SDA dan SCL. Ground kedua
board juga disatukan agar komunikasi dapat berjalan dengan baik.
- Melakukan
generate code dari STM32CubeMX kemudian menambahkan program komunikasi
menggunakan library HAL pada file utama (main.c). Program dibuat agar
board master dapat mengirim data dan board slave dapat menerima maupun
merespon data.
- Menghubungkan
sensor atau aktuator sesuai rangkaian percobaan, seperti sensor PIR, LDR,
LED, OLED, fan, ataupun motor servo untuk menguji komunikasi data antar
perangkat.
- Meng-compile program dan mengunggah kode ke masing-masing board STM32 menggunakan ST-LINK atau downloader yang sesuai.
- Menjalankan sistem dan mengamati proses komunikasi data antar mikrokontroler, kemudian mencatat hasil pengujian apakah data berhasil dikirim dan diterima sesuai fungsi program yang dibuat.
- Menyiapkan
alat dan bahan yang digunakan pada praktikum, seperti STM32 Nucleo G474RE,
STM32F103C8T6 (Bluepill), sensor, LED, OLED, breadboard, jumper, dan
komponen pendukung lainnya sesuai percobaan.
2. Hardware dan Diagram Blok [kembali]
1. 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 |
TM32F103C8 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.
|
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 |
3. PIR Sensor
PIR (Passive Infrared) Sensor digunakan untuk
mendeteksi keberadaan atau pergerakan manusia berdasarkan pancaran inframerah
dari tubuh. Pada praktikum smart entry indicator, sensor PIR digunakan sebagai
input untuk mendeteksi gerakan kemudian mengirimkan data ke mikrokontroler
melalui komunikasi UART.
4. Sensor LDR
LDR (Light Dependent Resistor) merupakan sensor cahaya
yang nilai resistansinya berubah sesuai intensitas cahaya yang diterima. Sensor
ini digunakan pada sistem kontrol greenhouse untuk mendeteksi kondisi terang
atau gelap sehingga mikrokontroler dapat mengontrol output tertentu seperti LED
atau fan.
5. OLED Display
OLED (Organic Light Emitting Diode) digunakan sebagai
media output tampilan visual. Pada praktikum game geometry jump, OLED digunakan
untuk menampilkan objek permainan, skor, dan status game. Display ini
berkomunikasi menggunakan protokol I2C sehingga hanya membutuhkan dua jalur
komunikasi.
6. Push Button
Push button merupakan saklar sederhana yang digunakan
sebagai perangkat input digital. Tombol ini digunakan untuk memberikan perintah
tertentu pada sistem, seperti menjalankan aksi lompat pada game atau memberikan
trigger pada sistem komunikasi.
7. LED
LED (Light Emitting Diode) digunakan sebagai indikator
visual output sistem. LED akan menyala atau mati sesuai data yang diterima
mikrokontroler sehingga dapat digunakan untuk mengetahui kondisi komunikasi
atau status sistem secara langsung.
8. Fan
Fan atau kipas DC digunakan sebagai aktuator output
pada sistem greenhouse. Fan akan aktif ketika kondisi tertentu terpenuhi,
misalnya saat sensor mendeteksi intensitas cahaya rendah atau kondisi
lingkungan tertentu.
9. Sensor IR
Sensor IR (Infrared Sensor) digunakan untuk mendeteksi
objek atau kendaraan melalui pantulan cahaya inframerah. Pada sistem parkir otomatis, sensor ini digunakan untuk
mendeteksi kendaraan yang masuk atau keluar area parkir.
10. Motor Servo
Motor servo digunakan sebagai aktuator penggerak
portal parkir otomatis. Servo dapat bergerak pada sudut tertentu berdasarkan
sinyal PWM dari mikrokontroler sehingga cocok digunakan untuk membuka dan
menutup palang parkir.
11. Breadboard
Breadboard digunakan sebagai media perakitan rangkaian
elektronik tanpa proses solder. Komponen dapat dipasang dan dilepas dengan
mudah sehingga memudahkan proses praktikum dan pengujian rangkaian.
12. Kabel Jumper
Kabel jumper digunakan untuk menghubungkan antar komponen pada breadboard maupun antara sensor dengan mikrokontroler. Kabel ini menjadi media penghantar sinyal dan daya pada rangkaian praktikum.
3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja [kembali]
4. Flowchart dan Listing Program [kembali]
Flowchart game
MASTER
Flowchart
main.c
#include "main.h"
#include "stm32g4xx_hal_i2c.h"
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
I2C_HandleTypeDef hi2c1;
#define SSD1306_I2C_PORT hi2c1
/* Variabel Game */
int dinoY = GROUND_Y;
int velocityY = 0;
const int gravity = 2;
uint8_t isJumping = 0;
int cactusX = 128;
uint32_t score = 0;
char scoreBuf[10];
uint8_t gameOver = 0;
uint32_t highScore = 0;
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void ResetGame(void);
int main(void)
{
/* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
HAL_Init();
SystemClock_Config();
/* Initialize all configured peripherals */
MX_GPIO_Init();
MX_I2C1_Init();
/* USER CODE BEGIN 2 */
ssd1306_Init();
ssd1306_Fill(Black);
ssd1306_UpdateScreen();
/* USER CODE END 2 */
while (1)
{
if (!gameOver)
{
/* 1. Input Handling (Pull-up: LOW = Pressed) */
if (HAL_GPIO_ReadPin(JUMP_BTN_GPIO_Port, JUMP_BTN_Pin) == GPIO_PIN_RESET && !isJumping)
{
velocityY = -12;
isJumping = 1;
}
/* 2. Physics Update */
dinoY += velocityY;
velocityY += gravity;
if (dinoY >= GROUND_Y)
{
dinoY = GROUND_Y;
isJumping = 0;
velocityY = 0;
}
/* 3. Obstacle Update */
cactusX -= 6;
if (cactusX < -10)
{
cactusX = 128;
score++;
}
/* 4. Collision Detection */
// Hitbox sederhana: Jika kaktus berada di area Dino dan Dino tidak cukup tinggi
if (cactusX < 25 && cactusX > 5 && (dinoY + DINO_HEIGHT) > 48)
{
gameOver = 1;
}
/* 5. Rendering */
ssd1306_Fill(Black);
// Menggambar Dino (Kotak)
ssd1306_DrawRectangle(10, dinoY, 10 + DINO_WIDTH, dinoY + DINO_HEIGHT, White);
// Menggambar Kaktus (Isi penuh)
ssd1306_FillRectangle(cactusX, 48, cactusX + 8, 60, White);
// Garis Tanah
ssd1306_Line(0, 61, 127, 61, White);
// Menampilkan Score
sprintf(scoreBuf, "Score: %lu", score);
ssd1306_SetCursor(0, 0);
ssd1306_WriteString(scoreBuf, Font_7x10, White);
ssd1306_UpdateScreen();
}
else
{
char hsBuf[20];
ssd1306_Fill(Black);
ssd1306_SetCursor(35, 25);
ssd1306_WriteString("GAME OVER", Font_7x10, White);
ssd1306_SetCursor(20, 10);
sprintf(hsBuf, "HighScore: %lu", highScore);
ssd1306_WriteString(hsBuf, Font_7x10, White);
ssd1306_UpdateScreen();
// Update high score
if (score > highScore)
{
highScore = score;
}
// restart
if (HAL_GPIO_ReadPin(JUMP_BTN_GPIO_Port, JUMP_BTN_Pin) == GPIO_PIN_RESET)
{
ResetGame();
HAL_Delay(300);
}
}
}
}
void ResetGame(void)
{
dinoY = GROUND_Y;
velocityY = 0;
isJumping = 0;
cactusX = 128;
score = 0;
gameOver = 0;
}
void MX_I2C1_Init(void)
{
hi2c1.Instance = I2C1;
hi2c1.Init.Timing = 0x00303D5D;
hi2c1.Init.OwnAddress1 = 0;
hi2c1.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;
hi2c1.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLED;
hi2c1.Init.OwnAddress2 = 0;
hi2c1.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLED;
hi2c1.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLED;
if (HAL_I2C_Init(&hi2c1) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
void MX_GPIO_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
/* Konfigurasi PA0 sebagai Input Pull-up */
GPIO_InitStruct.Pin = JUMP_BTN_Pin;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
HAL_GPIO_Init(JUMP_BTN_GPIO_Port, &GPIO_InitStruct);
}
void Error_Handler(void)
{
__disable_irq();
while (1) {}
}
void SystemClock_Config(void)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
/** Configure the main internal regulator output voltage
*/
HAL_PWREx_ControlVoltageScaling(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);
/** Initializes the RCC Oscillators
*/
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = RCC_PLLM_DIV4;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 85;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = RCC_PLLQ_DIV2;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = RCC_PLLR_DIV2;
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_PLLCLK;
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_4) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
6. Kondisi [kembali]
Percobaan 2 Game Geomerty Jump (Komunikasi SPI – I2C)
7. Video Simulasi [kembali]
8. Download File [kembali]
- Download Tugas Pendahuluan klik disini
- Download Datasheet STM32 NUCLEO-G474RE klik disini
Tidak ada komentar:
Posting Komentar