1 MESTI TAHU iii – x Bab 1 Penyelesaian Masalah Secara Inventif 1 Bab 2 Aplikasi Teknologi 2.1 Teknologi Pembuatan 19 2.2 Reka Bentuk Mekanikal 36 2.3 Reka Bentuk Elektrik 52 2.4 Reka Bentuk Elektronik 68 2.5 Reka Bentuk Akuaponik 86 2.6 Reka Bentuk Makanan 101 Pentaksiran Sumatif Ujian Akhir Sesi Akademik (UASA) 119 Jawapan 127 Kandungan
Definisi Penting (Bab 1) 1 © Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Definisi Penting (Bab 2.1) 7 © Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Definisi Penting (Bab 1) 3 © Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Definisi Penting (Bab 2.1) 9 © Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Definisi Penting (Bab 1) 5 © Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Definisi Penting (Bab 2.1) 11 © Pan Asia Publications Sdn. Bhd. MESTI TAHU Defi nisi Penting Masalah bukan inventif – Masalah yang dapat diselesaikan tanpa mempunyai kesan sampingan. Contoh: • Masalah: Pisau tumpul tidak dapat berfungsi dengan baik. • Penyelesaian: Mata pisau diasah supaya pisau menjadi tajam. Teknologi pembuatan produk – Kaedah pembuatan produk sama ada menggunakan alatan tangan atau mesin. Teknologi pembuatan produk Kaedah konvensional Kaedah moden Analisis fungsi – Untuk mengenal pasti fungsi setiap komponen yang terdapat pada suatu produk. • Produk – Gabungan satu atau lebih komponen yang membentuk sistem yang lengkap. • Objek – Penerima kesan daripada kefungsian suatu produk. • Fungsi – Tindakan/ tugas suatu produk untk mengubah objek sasaran. Model fungsi – Rajah yang menggambarkan keseluruhan hubung kait antara komponen dengan kesannya dalam suatu sistem melalui garisan interaksi. Contoh model fungsi: Lantai Kaki meja Muka meja Skru memegang memegang memegang memegang Kaedah pemisahan ruang dipilih jika percanggahan fizikal berlaku pada masa yang sama. Contoh soalan penentuan: Adakah kerusi perlu tinggi dan rendah pada masa yang sama? Jawapan: Ya, kerana murid berlainan ketinggian di dalam kelas. Prinsip inventif dicadangkan bagi kaedah pemisahan ruang: • Filem nipis dan cangkerang boleh lentur • Kualiti setempat • Pembahagian • Pengekstrakan • Penyarangan • Pengantara • Tidak simetri • Model awal 3D digunakan untuk mendapatkan bentuk luaran acuan yang akan dihasilkan. Bahan boleh digunakan membuat model awal 3D: lilin, tanah liat, kayu, plastik • Acuan – Bekas untuk mengisi bahan tuangan. Bahan boleh digunakan membuat acuan: pasir, tanah liat, plaster of paris • Tuangan panas memerlukan haba untuk mencairkan bahan tuangan seperti plastik, timah, tembaga dan keluli • Tuangan sejuk tidak memerlukan haba untuk bahan seperti plaster of paris dan epoxy resin • Electroplating – Kaedah kemasan menggunakan saduran bagi menutup kelemahan permukaan sesuatu bahan. • Sesuai bagi bahan daripada logam. Kekonduksian elektrik diperlukan untuk proses electroplating. Tujuh aspek perbandingan teknologi pembuatan produk antara kaedah konvensional dengan kaedah moden. Aspek perbandingan Kos Tenaga kerja Kuantiti Kualiti Estetika Masa Hasil Lakaran model 3D – Lakaran yang memvisualkan idea daripada pereka bentuk. Lakaran 3D bermaklumat – Lakaran akhir model 3D yang telah dilakukan penambahbaikan setelah aspek pada lakaran dianalisis. 1 F 1 K 1 P 1 T Teknologi pembuatan produk kaedah konvensional • Menggunakan tangan sebagai sumber tenaga untuk menggerakkan peralatan seperti tukul, pahat, gergaji puting dan ketam kayu. Teknologi pembuatan produk kaedah moden • Menggunakan tenaga elektrik sebagai sumber tenaga untuk menggerakkan mesin seperti mesin pelelas, mesin gergaji dan pemutar skru tanpa wayar. Pisau tidak dapat memotong dengan lancar Pisau tajam dapat memotong dengan lancar Pisau diasah Pisau tumpul Masalah selesai tanpa kesan sampingan
Definisi Penting (Bab 2.2) 13 © Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Definisi Penting (Bab 2.5) 19 © Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Definisi Penting (Bab 2.3) 15 © Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Definisi Penting (Bab 2.6) 21 © Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Definisi Penting (Bab 2.4) 17 © Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Definisi Penting (Bab 2.6) 23 © Pan Asia Publications Sdn. Bhd. MESTI TAHU Defi nisi Penting Gear – Memindahkan kuasa Gelongsor – Mengurangkan geseran bagi komponen bergerak Galas bebola – Pengantara objek yang berputar Tuil/Tuas – Sistem berkaitan daya, beban dan fulkrum Takal – Mesin ringkas yang terdiri daripada roda dan gandar Tali sawat – Menghubungkan takal pemacu dengan takal dipacu di dalam enjin 3 G 3 T • Akuaponik – Teknologi pertanian yang menggabungkan akuakultur (ternakan ikan) dengan hidroponik (menanam tanpa media tanah) dalam satu pusingan air. • Unsur sistem akuaponik: Ikan, bakteria, tanaman • Akuaponik boleh dilakukan secara: (a) Akuaponik takungan – menggunakan kolam, tangki/ bekas yang sama untuk ikan dan tanaman. (b) Akuaponik kitaran – menggunakan tangki ikan dan bekas tanaman berasingan. • Reka bentuk sistem akuaponik: Raft, Ebb & Flow, raft bertingkat dan dan Nutrient Film Technique, NFT. • Komponen utama akuaponik: Tangki ikan, bekas tanaman, media tanaman, sistem perpaipan, pam air, penapis • Reka bentuk makanan – Aktiviti merealisasikan idea kepada bentuk makanan yang melibatkan inovasi dan kreativiti. • Aspek reka bentuk makanan: Kaedah makanan diproses, nilai estetika, peralatan yang digunakan, aktiviti mempromosikan makanan • Jenis reka bentuk makanan: (a) reka bentuk susunan dalam pinggan/bekas (b) reka bentuk pada makanan itu sendiri • Kepentingan reka bentuk makanan: Kebebasan memilih kepada pengguna, nilai estetika, melindungi etika sosial, faedah kepada pengusaha, kepelbagaian etika budaya serta pembangunan sains dan teknologi moden. • Jenis alatan dalam reka bentuk makanan: Alatan memotong, alatan mengukir, alatan menghias, alatan menghidang dan perkakasan • Elemen sistem elektrik: Sumber, Medium, Beban, Kawalan [Sekolah Menengah Bota Kanan] S M B K • Jenis-jenis arus: Arus ulang-alik (AU), arus terus (AT) • Jenis sambungan litar: (a) Litar tertutup – Litar mempunyai kitaran lengkap arus, voltan dan kuasa dalam satu litar. (b) Litar buka – Litar tidak mempunyai kitaran lengkap arus, voltan dan kuasa dalam satu litar. (c) Litar pintas – Litar yang terhasil apabila wayar positif dan wayar negatif yang bocor bersentuhan. Alatan dalam reka bentuk makanan: Alatan memotong Pisau tukang masak, pisau gerigi, pisau penyisih, pisau paring, pisau bulan sabit dan pisau pengupas. Alatan membentuk dan mengukur Pisau ukir, pisau turning, parisian scoop dan penerap Alatan menghias Pisau pelepa, redai, meja pemutar kek, tiub aising dan beg aising Alatan menghidang Pinggan Perkakasan Pengisar serba guna, pengisar jus buahbuahan, pengadun roti, mesin pengadun, periuk nasi, ketuhar elektrik dan pengukus elektrik • Mikropengawal – Peranti kawalan dalam satu cip yang berfungsi mengawal peranti elektronik. Diaplikasi pada peralatan yang memerlukan kawalan elektronik seperti kereta, mesin, basuh automatik, alat kawalan jauh, palang automatik, pintu gelangsar automatik dan lain-lain. • Mikropemproses – Peranti pemprosesan mikro dalam satu cip yang melakukan kawalan yang besar seperti komputer. • Input – Bahagian dalam mikropengawal yang menerima dan menghantar isyarat kepada Unit Pemprosesan Pusat (CPU). • CPU – Melaksanakan pemprosesan dan disimpan dalam Read Only Memory (ROM). • Output – Menerima isyarat daripada CPU dan menghantar kepada peranti output. Fungsi beberapa komponen mekanikal:
MESTI TAHU Rajah Penting (Bab 1) 37 © Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Rajah Penting (Bab 2.3) 43 © Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Rajah Penting (Bab 1) 39 © Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Rajah Penting (Bab 2.5) 45 © Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Rajah Penting (Bab 2.1) 41 © Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Rajah Penting (Bab 2.5) 47 © Pan Asia Publications Sdn. Bhd. MESTI TAHU Rajah Penting Aliran kerja Proses kerja Mula 1. Mengenal pasti masalah 2. Menyenaraikan pilihan untuk menyelesaikan masalah 3. Membuat pilihan 4. Melaksanakan pilihan 5. Menilai penyelesaian masalah sama ada berjaya atau tidak Selesai Carta alir proses penyelesaian masalah bukan inventif: Hukum Ohm: Masalah: Meja tidak stabil apabila diletakkan beban di atasnya Contoh analisis berantai punca-kesan: Carta alir proses pembuatan: Kitaran sistem akuaponik: (b) Sistem akuaponik secara kitaran Pengiraan Menggunakan Hukum Ohm Untuk mencari nilai voltan (Volt): V = l × R Untuk mencari nilai arus (Ampere): l = V R Untuk mencari nilai rintangan (Ohm): R = V l Untuk rumus bagi kuasa (Watt): P = V × l 2 3 4 5 1 Tidak Ya Meja tidak stabil Perancangan Kaji selidik Penilaian/Pengujian Lakaran/Lukisan Pembinaan produk Muka meja tidak stabil Kaedah konvensional Kaedah moden Kaki meja tidak stabil Skru muka meja longgar Skru kaki meja longgar Skru berkarat Kelembapan Mock-up Model Air masuk ke bekas tanaman Tanaman Bekas tanaman mengandungi hidroton Air keluar dari bekas tanaman ke tangki ikan Punca elektrik Pam air menarik air dari tangki ke bekas tanaman Pam udara Pam udara Punca elektrik Ikan menghasilkan ammonia daripada makanan yang dimakan. Kadar ammonia yang tinggi akan menjadi racun kepada ikan. Pam air menarik air dari tangki ikan ke bekas tanaman. Bakteria memecahkan ammonia untuk menjadi nitrit dan nitrat. Tanaman menggunakan nitrat sebagai nutrien. Air yang mengalir disaring oleh media tanaman dan akar tanaman. Air yang disaring akan menjadi bersih untuk kegunaan ikan. Dalam proses ini hanya sedikit air yang terbuang. Arus (l) yang mengalir melalui beban berkadar terus dengan voltan (V) yang merentasi beban dan berkadar songsang dengan rintangan (R) beban tersebut. V l R Mengapa? Mengapa? Mengapa? Mengapa? Mengapa?
Rajah Penting (Bab 2.4) 44 © Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Rajah Penting (Bab 1) 38 © Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Rajah Penting (Bab 2.5) 46 © Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Rajah Penting (Bab 1) 40 © Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Rajah Penting (Bab 2.6) 48 © Pan Asia Publications Sdn. Bhd. Rajah Penting (Bab 2.2) 42 © Pan Asia Publications Sdn. Bhd. MESTI TAHU Rajah Penting Contoh lakaran gambar rajah blok: (a) Sistem akuaponik secara takungan Contoh aplikasi elemen dan prinsip reka bentuk pada lakaran reka bentuk makanan: Contoh lakaran litar skematik: Proses kerja penyelesaian masalah inventif: Masalah: Meja tidak stabil apabila diletakkan beban di atasnya Contoh model fungsi bagi meja bermasalah: Kelas tuil atau tuas: (a) Kelas 1 (b) Kelas 2 (c) Kelas 3 Input Proses Bekalan kuasa Output D1 R1 S1 12V DC 5V DC 5V DC C1 C2 C3 C4 GND GND GND GND IN GND OUT S3 Mikropengawal Modul Bluetooth Masalah umum Penyelesaian khusus Penyelesaian umum Masalah khusus Meringkaskan masalah 1 Analisis 2 Model masalah Halangan penyelesaian 3 Kaedah penyelesaian 4 Model penyelesaian Sangga (fulkrum) Daya Beban Sangga (fulkrum) Daya Beban Sangga (fulkrum) Daya Beban Prinsip pengulangan digunakan Elemen warna digunakan Elemen garisan digunakan Elemen warna pada pastri rapuh Punca elektrik Pam udara Batu udara Akuarium ikan Span Tanaman Pasu plastik kecil Lantai Kelembapan Kaki meja Skru Muka meja Beban memegang memegang memegang memegang memegang
1 Bab 1 NOTA Penyelesaian Masalah Secara Inventif 1.1 Pengenalpastian Masalah 1. Masalah bukan inventif ialah masalah yang dapat diselesaikan tanpa mempunyai kesan sampingan. Contoh masalah bukan inventif: Pisau tidak berfungsi dengan baik Mata pisau diasah (penambahbaikan dilakukan) Mata pisau tumpul (masalah dikenal pasti) Pisau dapat berfungsi dengan baik (masalah diselesaikan tanpa kesan sampingan) 2. Carta alir proses kerja penyelesaian masalah bukan inventif: ➊ Mengenal pasti masalah. ➌ Membuat pilihan yang sesuai. ➋ Menyenaraikan pilihan untuk menyelesaikan masalah. ➍ Melaksanakan pilihan. ➎ Menilai sama ada pilihan berjaya atau tidak. Jika tidak berjaya, ulang langkah kedua untuk cuba pilihan penyelesaian yang lain. Mula Proses kerja Selesai Tidak 1 3 2 4 5 Ya 3. Masalah inventif ialah masalah yang mempunyai kesan sampingan apabila usaha penambahbaikan dilakukan. Kesan sampingan diselesaikan dengan pilihan dalam cadangan prinsip inventif. Contoh masalah inventif: Meja bergoyang apabila diletakkan beban Kaki meja ditukar kepada besi (penambahbaikan dilakukan) Kaki meja diperbuat daripada kayu (masalah dikenal pasti) Meja menjadi berat dan memerlukan tenaga yang lebih untuk dipindahkan (wujud kesan sampingan) apabila masalah diselesaikan
3 4. Contoh analisis fungsi sebuah meja: Skru Buku Muka meja Kaki meja Lantai Komponen Fungsi Objek Muka meja Memegang Buku Kaki meja Memegang Muka meja Skru Memegang Kaki meja/Muka meja Lantai Memegang Kaki meja 5. Supersistem ialah faktor persekitaran yang memberikan kesan kepada produk, seperti lantai, cahaya, kelembapan dan lain-lain. 6. Model fungsi menggambarkan keseluruhan hubung kait antara komponen dengan kesannya dalam satu sistem dengan menggunakan garisan interaksi. 7. Maksud simbol garisan interaksi: Simbol Maksud Berguna (normal) Berguna tetapi tidak mencukupi Berguna tetapi berlebihan Bermasalah (harmful) 8. Contoh model fungsi bagi komponen meja yang berkeadaan baik: Kaki meja memegang memegang memegang memegang memegang Muka meja Buku Skru Lantai 9. Contoh model fungsi bagi komponen meja yang bermasalah: Kaki meja Kelembapan memegang karat memegang memegang memegang memegang Muka meja Buku Skru Lantai (a) Berdasarkan model fungsi, didapati garisan interaksi kelembapan, skru, kaki meja dan muka meja bermasalah. (b) Analisis fungsi dijalankan untuk mengenal pasti punca masalah pada model fungsi dan pada komponen meja.
19 Bab 2 NOTA Aplikasi Teknologi 2.1 Teknologi Pembuatan 1. Teknologi pembuatan produk – kaedah menghasilkan produk sama ada menggunakan alatan tangan atau mesin. 2. Teknologi pembuatan produk terbahagi kepada: (a) Kaedah konvensional • Proses pembuatan menggunakan teknologi yang asas dengan tangan sebagai sumber tenaga. • Peralatan asas yang digunakan – tukul, pahat, gergaji dan lain-lain. • Amat memerlukan kemahiran individu dan mengambil masa yang lama untuk disiapkan. (b) Kaedah moden • Proses pembuatan menggunakan mesin dengan tenaga elektrik sebagai sumber tenaga. • Menjimatkan masa, kos, bahan dan tidak membazir tenaga. • Produk dapat dihasilkan lebih cepat dan tepat. • Individu yang terlibat dapat melakukan banyak tugas berlainan pada masa yang sama. 3. Proses pembuatan produk – kaedah dan teknik menggunakan sumber tenaga kerja dan mesin untuk mengubah bahan yang ada kepada produk siap. 4. Peringkat-peringkat dalam pembinaan produk – pemotongan bahan, pembinaan, tuangan, pemasangan, pembersihan dan kemasan. Carta alir proses pembuatan produk: Perancangan Kaji selidik Lakaran/Lukisan Kaedah konvensional Kaedah moden Penilaian/Pengujian Pembinaan produk Mock-up Model
21 Aspek Kaedah konvensional Kaedah moden Kuantiti Kuantiti keluaran terhad Kuantiti keluaran banyak Kualiti Tiada piawaian Ada piawaian ditetapkan Nilai estetika Tinggi Terhad 7. Lakaran model 3D ialah lakaran idea dalam bentuk 3D yang bertujuan memvisualkan idea pereka bentuk. (a) Beberapa lakaran idea dihasilkan sebelum lakaran idea terbaik dipilih sebagai lakaran akhir. Beberapa contoh lakaran idea: Kain denim jeans terpakai Rantai kunci (plastik) 150 mm 200 mm 100 mm Zip (besi) Lakaran idea 1 Lakaran idea 2 Kain denim jeans terpakai Rantai kunci (plastik) Zip (besi) 40 mm 200 mm 150 mm (b) Lakaran idea terbaik akan dipilih untuk menjadi lakaran akhir. Contoh lakaran akhir: Kain denim jeans terpakai 200 mm 40 mm 150 mm Rantai kunci (plastik)
36 NOTA 2.2 Reka Bentuk Mekanikal 1. Sistem mekanikal melibatkan beberapa komponen mekanikal yang berfungsi pada produk yang dipilih dan digunakan untuk menyelesaikan sesuatu tugas. 2. Komponen mekanikal digunakan sama ada secara berasingan atau secara gabungan untuk menghasilkan reka bentuk mekanikal bagi menyelesaikan masalah atau tugas yang dikehendaki oleh pengendali. Setiap komponen mekanikal mempunyai fungsi tersendiri. Contoh komponen mekanikal: Gear, pautan (linkage), tuil/tuas (lever), takal (pully), tali sawat (belting), aci sesondol (cam shaft), aci engkol (crank shaft), gelongsor (slider), galas bebola (ball bearing), bindu (chuck), rantai (chain) dan lain-lain. 3. Gear berfungsi memindahkan kuasa. Gigi gear menyalurkan kuasa daripada sumber kepada penerima. Jenis-jenis gear: (a) Gear serong (bevel gear): (i) Berfungsi memindahkan tenaga antara dua aci yang bersudut 90°. Gear serong (ii) Terdiri daripada dua gear yang bersirat pada sudut 90° antara satu sama lain. (iii) Contoh: gear pada basikal dan gerudi tangan Basikal Gerudi tangan (b) Gear taji (spur gear): (i) Berfungsi memindahkan tenaga antara dua aci yang selari. (ii) Terdiri daripada dua gear yang bersirat pada satah yang sama. Gear taji (iii) Contoh: gear pada mesin getah dan jam tangan. Mesin getah Jam tangan
37 (c) Gear heliks (helical gear): (i) Digunakan pada alatan yang melibatkan mekanisme kelajuan. Gear heliks (ii) Contoh: gear pada pemacu enjin untuk menukar kelajuan kereta (d) Gear tulang hering (herring bone gear): (i) Terdiri daripada dua gear heliks yang diletakkan sebelah menyebelah. (ii) Berfungsi mengatasi masalah tujahan sisi yang dialami ketika menggunakan gear heliks. Gear tulang hering (e) Gear rak dan pinan (rack and pinion gear): (i) Berfungsi menukar pergerakan pinan dalam bentuk putaran ke rak yang bergerak secara linear. Gear rak dan pinan (ii) Contoh: gear pada pintu gelangsar automatik Pintu gelangsar automatik (f) Gear miter (miter gear): (i) Berfungsi menukarkan arah transmisi. (ii) Terdiri daripada gear serong yang mempunyai dua paksi putaran yang bersilang. Gear miter (g) Gear skru (screw gear) – Dikenali juga sebagai gear heliks bersilang. Gear skru
52 NOTA 2.3 Reka Bentuk Elektrik 1. Empat elemen sistem elektrik iaitu, sumber, medium, beban dan kawalan. Elemen Penerangan Sumber • Merupakan punca tenaga elektrik. Contoh: jana kuasa, bateri, solar dan sebagainya • Terbahagi kepada: (a) sumber tenaga yang boleh diperbaharui: Sumber tenaga boleh dihasilkan semula dan bekalannya tidak akan habis. Contoh: angin, air, matahari, ombak (b) sumber tenaga yang tidak boleh diperbaharui: Sumber tenaga akan habis dan mengambil masa yang lama untuk dihasilkan semula. Contoh: petroleum, arang batu, gas asli, tenaga nuklear Angin ialah sumber tenaga Arang batu ialah sumber tenaga boleh diperbaharui tidak boleh diperbaharui Medium • Perantara antara sumber dengan beban yang berfungsi mengalirkan arus elektrik. • Medium terbahagi kepada berwayar dan tanpa wayar. Contoh medium berwayar Contoh medium tanpa wayar Beban • Terdiri daripada peralatan elektrik yang berfungsi atau beroperasi mengunakan tenaga elektrik. • Beban akan menghasilkan kesan. Contoh: cahaya pada mentol, putaran pada kipas motor, bunyi pada pembesar suara Kesan cahaya pada mentol
54 Aspek Penerangan Kedudukan peranti dalam litar • Peranti yang terdapat dalam reka bentuk litar periuk nasi: Sensor tekanan, sensor suhu, elemen pemanas • Reka bentuk litar perlu menjimatkan ruang, selamat, kemas dan menarik supaya sesuai bagi tujuan komersial. Elemen pemanas Tapak fl eksibel rata Sensor tekanan Sensor suhu Struktur rangka luar Sambungan litar Litar pada periuk nasi elektrik direka bentuk mengikut fungsi yang dikehendaki. 7. Jenis litar bagi penyambungan litar elektrik: (a) - + Litar tertutup Litar yang mempunyai kitaran lengkap pergerakan arus, voltan dan kuasa. (b) - + Litar buka Litar yang tidak mempunyai kitaran lengkap pergerakan arus, voltan dan kuasa. (c) - + Litar pintas Litar yang terhasil apabila wayar positif dan negatif bersentuhan secara terus tanpa melalui beban. Litar pintas boleh menyebabkan berlaku percikan bunga api atau kebakaran. (d) Litar salah kekutuban: Litar yang salah disambungkan kekutuban antara komponen dan sumber elektrik. (e) Arus bocor Elemen pemanas Fius Litar arus bocor Litar yang terhasil apabila terdapat kebocoran arus pada wayar hidup. 8. Parameter elektrik: voltan, arus, rintangan, kuasa 9. Hukum Ohm: Arus elektrik yang mengalir di dalam suatu litar adalah berkadar terus dengan voltan dan berkadar songsang dengan rintangan.
68 NOTA 2.4 Reka Bentuk Elektronik 1. Reka bentuk elektronik ialah litar yang direka bentuk menggunakan komponen elektronik yang disusun bagi mencapai tujuan penggunaan yang dikehendaki. 2. Mikropengawal (microcontroller): (a) Merupakan peranti kawalan dalam satu cip yang terdiri daripada Unit Pemprosesan Pusat (CPU), RAM (Random Access Memory ), ROM (Read Only Memory) dan port Input /Output. (b) Berfungsi mengawal peranti elektronik mengikut pengaturcaraan yang telah diaturcara. (c) Digunakan pada pintu pagar automatik, mesin basuh dan pintu gelangsar automatik Gambar rajah blok mikropengawal: Unit Pemprosesan Pusat (CPU) ROM Port I/O RAM 3. Mikropemproses (microprocessor): (a) Merupakan peranti pemprosesan mikro dalam satu cip yang diguna bersama cip-cip sokongan seperti Input, Output, RAM dan ROM. (b) Cip-cip sokongan dihubungkan kepada mikropemproses melalui System Bus. (c) Digunakan pada komputer dan laptop Gambar rajah blok mikropemproses: Mikropemproses System Bus Input output RAM ROM 4. Mikropengawal terdiri daripada bahagian input, proses dan output. Gambar rajah blok bahagian-bahagian dalam mikropengawal: Unit Pemprosesan Pusat (CPU) Input Bahagian input Bahagian proses Bahagian output Output 5. Bahagian Input: (a) Berfungsi menerima isyarat dan menghantarkannya kepada Unit Pemprosesan Pusat (CPU). (b) Isyarat boleh diterima daripada peranti input digital atau peranti input analog.
74 Add Controller I/O Decision Variable End If End If If ButtonA1 = Pressed If C_Ain1 = 0 If C_Din1 = 1 If Date = 1 Jan 2024 If Day = Wednesday 1. ~ Note memaparkan blok simulasi 8. ~ Note pengaturcaraan blok berkelip 2. ButtonA1_Show = On 3. ButtonC1_Show = On 5. ButtonA1_Update 7. ButtonC1_Update 9. If ButtonA1 = Pressed 11. Timer = 1 sec 10. If ButtonC1_Show = On 4. ButtonA1_Show = Suis tekan tutup 6. ButtonC1_Show_Text = Diod pemancar cahaya Home ? + Contoh pengaturcaraan yang dirancang sebelum arahan atur cara disusun di dalam perisian: 1. ~Note LED Berkelip 2. ButtonA1_Show = On 3. ButtonC1_Show = On 4. ButtonA1_Show_Text = Suis tekan tutup 5. ButtonA1_Update 6. ButtonC1_Show_Text = Diod pemancar cahaya 7. ButtonC1_Update 8. ~Note Pengaturcaraan blok berkelip 9. If ButtonA1 = Pressed 10. ButtonC1_Show = On 11. Timer = 1 sec 12. ButtonC1_Show = Off 13. Timer = 1 sec 14. Goto = 10 15. End If 16. Goto = 1 14. Langkah-langkah untuk memaparkan blok simulasi: (a) Langkah ➊ Pada halaman Home, tekan simbol + untuk membuka halaman Add. Tekan mana-mana kumpulan arahan untuk menunjukkan semua arahan di bawahnya: Simbol ➔➔ ➔➔ Tunjukkan semua arahan di bawah setiap kumpulan arahan Simbol ➔ ➔ ➔ ➔ Kembali ke halaman Home Simbol ➔ Sembunyikan semua arahan di bawah setiap kumpulan arahan Simbol ✓ Perintah Add digunakan untuk memasukkan arahan atur cara ke dalam Home (b) Langkah ➋ Berdasarkan pengaturcaraan yang telah dirancang, masukkan arahan atur cara ke dalam Perisian Pemprosesan Pengaturcaraan secara Teks. Simbol ✓ ditekan untuk memasukkan arahan pada halaman Home dan arahan atur cara akan disusun menjadi pengaturcaraan yang berfungsi. (c) Langkah ➌ Selepas pengaturcaraan dimasukkan, tekan simbol … . Tekan Run untuk menjalankan simulasi. (d) Langkah ➍ Tekan pada petak suis tekan tutup. Perhatikan sama ada litar simulasi berfungsi.
86 NOTA 2.5 Reka Bentuk Akuaponik 1. Akuaponik ialah teknologi pertanian yang menggabungkan akuakultur (ternakan ikan) dengan hidroponik (menanam tanpa media tanah) dalam satu pusingan air (water circulation). 2. Unsur penting dalam sistem akuaponik: ikan, tanaman dan bakteria. Unsur-unsur ini membentuk hubungan simbiosis. 3. Manfaat hubungan simbosis antara unsur dalam sistem akuaponik: Unsur Manfaat Ikan Mengeluarkan sisa makanan yang mengandungi ammonia. Bakteria Mengubah ammonia menjadi nitrat yang berfungsi sebagai baja kepada tanaman. Tanaman Menyalurkan oksigen dan air yang bebas ammonia kepada ikan. 4. Tujuan sistem akuaponik: (a) Mengekalkan kualiti air dan mengurangkan kadar ammonia di dalam air supaya boleh dimanfaatkan oleh ternakan (ikan). (b) Menjimatkan ruang. (c) Menghasilkan tanaman (sayuran) dan ternakan (ikan) secara serentak. 5. Kitaran sistem akuaponik – pengaliran air dari tangki ikan ke media tanaman dan kembali semula ke tangki ikan. Kitaran sistem akuaponik: 3 Tanaman menggunakan nitrat sebagai nutrien. Air akan disaring oleh media tanaman dan akar tanaman. 4 Air yang telah bersih masuk semula ke tangki untuk diguna semula oleh ikan. 2 Pam air menarik air naik ke bekas tanaman. Bakteria di dalam air akan menguraikan ammonia menjadi nitrit dan nitrat. 1 Ikan menghasilkan ammonia dan urea daripada makanan yang dimakan. Kandungan ammonia yang tinggi di dalam air boleh membunuh ikan. Pam udara Punca Pam air elektrik 6. Cara akuaponik dijalankan: (a) Secara takungan: Tangki atau bekas yang sama untuk ikan dan tanaman. Ikan diperlihara di dalam tangki atau bekas. Tanaman diletakkan pada permukaan air dengan akarnya terendam di dalam air. (b) Secara kitaran: Tangki ikan atau bekas tanaman berasingan. Akar tanaman mendapat bekalan oksigen dan air yang yang mencukupi. Tanaman lebih sihat dan mengurangkan risiko busuk akar. Contoh media tanaman: – kerikil, hidroton dan lain-lain.
91 15. Langkah-langkah membina model sistem akuaponik: Langkah 1 – Sediakan alatan seperti pemotong paip dan mesin gerudi tangan. Langkah 2 – Sediakan komponen utama seperti pasu kecil, paip PVC, glu PVC dan bahan penyambung yang sesuai. Langkah 3 – Pasangkan kerangka daripada paip PVC dan bahan penyambung mengikut lakaran yang dihasilkan. Langkah 4 – Sediakan bekas tanaman sama ada menggunakan paip PVC besar atau gully (paip PVC bentuk segi empat). Langkah 5 – Buat lubang pada paip PVC besar dengan menggunakan mesin gerudi dan hole saw. Langkah 10 – Isi tangki ikan dengan air dan uji sistem akuaponik bagi mengesan sebarang kebocoran atau masalah penyambungan. Langkah 6 – Sediakan sistem perpaipan air. Langkah 9 – Masukkan pasu kecil dalam lubang pada bekas tanaman. Langkah 7 – Sambungkan paip saluran air masuk dan air keluar antara bekas tanaman dan tangki ikan. Langkah 8 – Letakkan tangki ikan pada kerangka dan pasangkan pam air pada sistem perpaipan. Mata hole saw Pemotong paip Mesin gerudi Gully Bahan penyambung Paip PVC Glu PVC Paip PVC Penyambung Bekas tanaman Tangki ikan Bekas tanaman Pasu kecil Pam air Pasu kecil Paip PVC besar
101 NOTA 2.6 Reka Bentuk Makanan 1. Reka bentuk makanan ditakrifkan sebagai aktiviti merealisasikan idea kepada bentuk makanan yang melibatkan inovasi dan kreativiti. 2. Faktor yang mempengaruhi reka bentuk makanan: permintaan, budaya, sosial, lokasi, cara hidup, trend masyarakat dan lain-lain. 3. Aspek dalam reka bentuk makanan: (a) Proses, kaedah dan tempat makanan diproses, diedarkan dan digunakan. (b) Nilai estetika, komunikasi dan perwakilan bagi makanan. (c) Peralatan dan perkakasan yang digunakan untuk menyedia dan mengambil makanan. (d) Semua aktiviti dan komunikasi untuk mempromosikan makanan. Reka bentuk susunan makanan dalam pinggan/bekas Reka bentuk pada makanan itu sendiri Jenis reka bentuk makanan 4. Reka bentuk makanan penting bagi memenuhi keperluan psikologi dan sosial masyarakat. (a) Kebebasan memilih kepada pengguna – Perubahan cita rasa, gaya hidup dan pendapatan menyebabkan reka bentuk makanan mengalami evolusi. (b) Menzahirkan nilai estetika – Reka bentuk makanan yang menarik memberi nilai tambah dari segi kebolehpasaran dan kualiti. (c) Melindungi etika sosial – Nilai inovatif dan kreatif dalam reka bentuk makanan hendaklah tidak menyentuh sensitiviti kaum dan agama. (d) Memberikan faedah kepada pengusaha – Inovasi pada reka bentuk makanan membuka peluang perniagaan dan mewujudkan peluang perniagaan yang baharu. (e) Kepelbagaian etika dan budaya – Kepelbagaian kaum boleh dijadikan sumber idea untuk menghasilkan pelbagai reka bentuk makanan daripada makanan tradisional. (f) Pembangunan sains dan teknologi – Inovasi dalam reka bentuk makanan menyumbang kepada rekaan pelbagai alatan dan perkakasan. Hal ini memberi kesan kepada pembangunan sains dan teknologi. Contoh alatan dan perkakasan yang direka untuk digunakan dalam reka bentuk makanan:
114TIP SOS Bahagian B Jawab semua soalan. 1. Nyatakan faktor-faktor yang mempengaruhi reka bentuk makanan. (a) (b) (c) (d) [4 markah] 2. R, S, T dan U ialah beberapa makanan yang sinonim dengan kaum yang terdapat di Malaysia. R Capati S Bahulu T Kuih bulan U Lemang Padankan makanan dengan kaum dengan menulis R, S, T dan U pada ruang jawapan. Kaum Ruang jawapan Melayu Cina India [4 markah] 3. Berikut ialah jenis alatan dalam penyediaan reka bentuk makanan. J K L M Alatan memotong Alatan membentuk atau mengukir Alatan menghidang Alatan menghias Padankan gambar foto alatan dengan jenis alatan dengan menulis J, K, L dan M pada petak yang disediakan. [4 markah] Soalan 3: Mengetahui jenis alatan dan contohnya.
119 1. Antara berikut, yang manakah masalah bukan inventif? A Kereta yang kotor perlu dibasuh oleh ayah. B Mengalihkan rak kasut menggunakan roda tetapi roda yang digunakan tidak boleh dikunci dan sentiasa bergerak. C Memotong kayu menggunakan gergaji tetapi gergaji didapati tumpul. D Sisa makanan kucing di dalam bekasnya berbau busuk dan masih berbau walaupun setelah bekas dicuci berulang kali. 2. Antara berikut, yang manakah komponen sebuah meja makan? I Kerangka meja II Alas meja III Kain pengesat meja IV Muka meja A I dan II B I dan IV C II dan III D III dan IV 3. Berikut ialah maklumat mengenai kaedah pembuatan yang digunakan untuk menghasilkan suatu produk. Proses mengubah bentuk menjadi bentuk yang dikehendaki sebelum digunakan untuk membina produk. Apakah kaedah pembuatan tersebut? A Pembentukan B Tuangan C Pemesinan D Acuan 4. Antara berikut, yang manakah merupakan komponen mekanikal? I Electroplating II Model statik III Takal IV Pautan A I dan II B I dan IV C II dan III D III dan IV 6. Rajah 1 menunjukkan suatu reka bentuk produk. Rajah 1 Apakah komponen mekanikal yang terdapat pada reka bentuk produk yang ditunjukkan? A Tuas (Lever) B Gelongsor (Slider) C Gear D Pautan (Linkage) BAHAGIAN A [10 markah] Jawab semua soalan. Pentaksiran Sumatif Ujian Akhir Sesi Akademik (UASA)
125 BAHAGIAN C [20 markah] Jawab semua soalan. 1. Rajah 4 menunjukkan sebuah meja kopi. Lantai Kaki meja Muka meja Pasu bunga Skru Rajah 4 (a) Lengkapkan sistem fungsi bagi meja kopi pada Rajah 4. Komponen Fungsi Objek Muka meja Memegang Memegang Memegang Lantai Memegang [6 markah] (b) Berdasarkan jawapan anda di (a), lengkapkan model fungsi bagi meja kopi dengan mengandaikan fungsi setiap komponen meja kopi berada dalam keadaan baik. memegang memegang memegang memegang memegang Lantai [4 markah]
127 BAB 1 Bahagian A 1. C – 2. A Masalah yang dapat diselesaikan tanpa mempunyai kesan sampingan. 3. B Proses kerja dalam penyelesaian masalah bukan inventif. 4. A Proses kerja dalam penyelesaian masalah inventif. 5. C Komponen adalah bahagian kecil yang menyokong sesuatu produk. 6. A Halangan semula jadi seperti panas, hujan dan kelembapan 7. A Jenis halangan iaitu, semula jadi, sains dan fi zik serta sifat asas objek. 8. D Contoh adalah bagi prinsip inventif pembahagian (segmentation). 9. B Konsep: Menjadikan setiap bahagian objek memenuhi fungsi berbeza yang berguna 10. C Konsep: Mengubah bentuk suatu objek daripada simetri menjadi tidak simetri. Bahagian B 1. P R Q Q 2. B A B B 3. 4 1 5 2 3 4. W V X Y 5. Halangan penyelesaian T R Q P S 6. C D A B 7. B A C D 8. B C A D 10. P T Q R Bahagian C 1. (a) Masalah inventif. Meja jahitan yang bersaiz besar perlu dimuatkan di dalam ruang rumah yang sempit. (b) Ya. Kaedah pemisahan masa (c) Ada. Besar – kecil (d) Kedinamikan (dynamization) Jawapan Bab 1 9. Kelembapan memegang memegang memegang memegang memegang Lantai Kaki meja Muka meja Buku Skru karat (e) Meja diletakkan pada dinding dan engsel di tambah antara muka meja dan kaki meja. Meja boleh dilipat ketika tidak digunakan dan boleh dibuka ketika hendak digunakan. Dinding Engsel
133 Bahagian C 1. (a) Beg aising/Tiub aising/Meja pemutar kek [mana-mana satu] (b) Ketuhar elektrik dan mesin pengadun [jawapan lain yang relevan diterima] (c) P Garisan/ Tekstur/ Warna Q Warna/ Garisan/ Bentuk R Rupa/ Tekstur (d) 1. Warna aising yang lebih terang dan kontras supaya lebih menarik 2. Dihidangkan dalam alatan menghidang yang sesuai. [Jawapan lain yang relevan diterima] 2. (a) Elemen warna yang digunakan ialah hijau, coklat, oren, kuning dan putih. Elemen garisan digunakan untuk memberikan impak lebih menarik. Grafi k menggunakan prinsip pengulangan. Maklumat produk menggunakan prinsip keringkasan. Prinsip kesatuan digunakan untuk menjadikan grafi k lebih menarik. Lobak (warna oren), sayuran (warna hijau), sup (warna kuning) Kadbod tahan panas (warna putih) Kadbod (warna hijau, coklat dan putih) 70 mm 80 mm 100 mm (b) • Bahan yang digunakan memelihara/ memulihara alam sekitar • Ilustrasi yang tepat bagi mengurangkan penggunaan teks • Maklumat penting bagi produk dipaparkan • Warna yang digabungkan menarik dan mampu mempengaruhi jualan • [Jawapan lain yang relevan diterima] (c) • Makanan dipasteur dan dimasukkan ke dalam tin agar tahan lebih lama dan memudahkan penghantaran. • Makanan disejatkan dan dimasukkan ke dalam pembungkus tahan panas yang boleh dimasukkan ke dalam ketuhar elektrik atau ketuhar gelombang mikro. [Jawapan lain yang relevan diterima] PENTAKSIRAN SUMATIF UJIAN AKHIR SESI AKADEMIK (UASA) Bahagian A 1. A Masalah yang dapat diselesaikan tanpa mempunyai kesan sampingan. 2. B – 3. A Penerangan bagi kaedah pembuatan pembentukan. 4. D – 5. C Pergerakan jarum jam melibatkan komponen gear. 6. C – 7. A – 8. A – 9. B – 10. A – Bahagian B 1. 6. 3 3 3 7 2. D E A C 7. S Q R P 3. • Kualiti setempat 8. 7 3 3 7 • Pembahagian • Tidak simetri • Pengantara 4. 5 1 3 2 4 9. Ikan Bakteria Tanaman Media tanaman/ Lumpur/ Tanah 5. R Q P S 10. 3 7 3 3 Bab 2.6 – Pentaksiran Sumatif Ujian Akhir Sesi Akademik (UASA)