REKABENTUK ELEKTRONIK

TAHAP 2.0 APLIKASI TEKNOLOGI
PENGUASAAN 2.4 Rekabentuk Elektronik

1 Menyatakan maksud dan bahagian-bahagian yang terdapat dalam mikropengawal

2 (microcontroller)
3 Menerangkan fungsi peranti yang terdapat dalam mikropengawal (microcontroller)
Melakar reka bentuk litar elektronik menggunakan mikropengawal (microcontroller)
4
Menganalisis aturcara kefungsian litar yang menggunakan mikropengawal
5
6 (microcontroller)

Membuat justifikasi kawalan aturcara input dan output bagi menyelesaikan masalah

Membina susunan aturcara kawalan mikropengawal (microcontroller) yang berfungsi

2.4 REKABENTUK ELEKTRONIK

Pada akhir pembelajaran murid dapat :
• Menyatakan maksud mikropengawal (microcontroller) dan mikropemproses

(microprocessor)
• Menjelaskan bahagian-bahagian yang terdapat dalam mikropengawal (microcontroller)
• Menghasilkan lakaran reka bentuk litar elektronik
• Membina litar simulasi yang berfungsi dengan perisian khas
• Membuat penyambungan litar input dan litar output kepada mikropengawal

(microcontroller)
• Menulis pengaturcaraan mudah berdasarkan penyambungan litar input dan litar output
• Membuat pengujian dan penilaian kefungsian litar elektronik
• Mencadangkan penambahbaikan ke atas reka bentuk litar elektronik

2.4 REKABENTUK ELEKTRONIK

MENYATAKAN MAKSUD MIKROPENGAWAL (MICROCONTROLLLER) DAN MIKROPEMPROSES (MICROPROCESSOR)

MIKROPENGAWAL (MICROCONTROLLER )

• Mikropengawal (microcontroller) ialah peranti kawalan dalam satu cip
• Peranti kawalan terdiri daripada Unit Pemprosesan Pusat (CPU) , RAM (Random

Access Memory) , ROM (Read Only Memory) dan port input / output yang dibina di
dalamnya
• Mikropengawal berfungsi untuk mengawal peranti elektronik
• Mikropengawal menjalankan kawalan mudah berdasarkan pengaturcaraan yang
dimuatkan di dalamya

INFO EKSTRA Unit pemprosesan RAM
pusat (CPU)
• Mikropengawal dikategorikan sebagai sebuah komputer kecil yang berfungsi untuk
menerima dan memproses isyarat dan seterusnya menghasilkan isyarat untuk ROM PORT I/O
dilaksanakan
Gambarajah blok mikropengawal
• Mikropengawal banyak diaplikasikan dalam system dan peralatan yang kita gunakan
seharian seperti kawalan elektronik kereta, mesin basuh, alat kawalan jauh, aplikasi
robot, system kawalan keselamatan, system kawalan peralatan dan sebagainya

2.4 REKABENTUK ELEKTRONIK

MIKROPEMPROSES (MICROCPROCESSOR )

• Mikropemproses ialah peranti pemprosesan mikro dalam satu cip
• Peranti ini digunakan bersama dengan cip-cip sokongan yang lain seperti input,

output, RAM dan ROM
• Semua cip sokongan ini berada di luar mikropemproses dan dihubungkan melalui

System Bus
• Mikropemproses kebiasaannya digunakan untuk melakukan kawalan yang besar

seperti komputer

Input Output

Mikropemproses System Bus

RAM ROM
Gambarajah blok mikropemproses

2.4 REKABENTUK ELEKTRONIK
MENJELASKAN BAHAGIAN-BAHAGIAN YANG TERDAPAT DALAM MIKROPENGAWAL (MICROCONTROLLER )

Gambar rajah blok bahagian utama dalam mikropengawal

Input Unit Pemprosesan Output
Bahagian input Pusat (CPU) Bahagian output

Bahagian proses

2.4 REKABENTUK ELEKTRONIK

A Bahagian input

• Bahagian input ialah salah satu bahagian yang terdapat
dalam mikropengawal

• Input dalam mikropengawal menerima isyarat dan
menghantarkannya kepada Unit pemprosesan pusat (CPU)

• Isyarat diperoleh daripada peranti input yang digunakan
• Peranti input terbahagi kepada dua iaitu peranti input

digital dan peranti input analog

Menghasilkan ANALOG Menghasilkan DIGITAL
bentuk isyarat bentuk isyarat

PERANTI INPUT DIGITAL 2.4 REKABENTUK ELEKTRONIK • Suis ini akan menghasilkan isyarat
kepada mikropengawal dalam bentuk
SUIS TEKAN TUTUP digital

PENDERIA PERGERAKAN • Berfungsi untuk mengesan • Apabila punat suis ini ditekan, litar
(MOTION SENSOR) pergerakan haba yang dihasilkan oleh akan tertutup dan arus dapat
mengalir
manusia atau haiwan SUIS TEKAN BUKA
• Bentuk isyarat yang dihasilkan oleh
• Apabila berlaku pergerakan, isyarat suis ini sama dengan suis tekan tutup
akan dihantar kepada mikropengawal
• Apabila punat ditekan., litar akan
dalam bentuk digital terbuka dan arus terputus

PENDERIA AIR • Berfungsi untuk mengesan kehadiran • Mempunyai dua fungsi iaitu dapat
air pada sesuatu tempat bertindak sebagai suis tekan tutup
SUIS MIKRO dan suis tekan buka
• Penderia ini akan memberikan isyarat
1 (5V) jika tiada kehadiran air dan 0 • Suis ini akan berfungsi sebagai suis
tekan tutup apabila terminal COM/NO
(0V) jika ada kehadiran air digunakan dan akan menjadi suis
tekan buka apabila terminal COM/NC
digunakan untuk penyambungan litar

2.4 REKABENTUK ELEKTRONIK

PERANTI INPUT ANALOG PENDERIA JARAK • Berfungsi untuk mengesan dan
membaca ukuran jarak antara

penderia dengan objek atau halangan,

sama ada objek yang diperbuat

daripada logam ataupun bukan logam

PENDERIA CAHAYA (LDR) • Peranti ini peka terhadap cahaya
• Rintangan akan berubah mengikut
kecerahan

• Isyarat analog yang dihasilkan
berdasarkan perubahan kecerahan

cahaya yang diterima

PENDERIA SUHU • Berfungsi mengesan suhu dalam julat
tertentu

• Suhu yang dikesan akan diubah ke
dalam bentuk isyarat analog

• Isyarat analog akan terhasil
berdasarkan perubahan suhu yang

diterima

2.4 REKABENTUK ELEKTRONIK

B Bahagian proses

• Proses akan dilakukan oleh Unit Pemprosesan Pusat (CPU).
• CPU akan melaksanakan ataur cara disimpan dalam ROM (Read Only Memory)
• ROM digunakan untuk menyimpan atur cara dan data secara kekal dalam

mikropengawal
• RAM (Random Access Memory) digunakan untuk menyimpan data secara sementara
• Data ini akan terpadam apabila bekalan kuasa dimatikan
• Isyarat yang diterima daripada input akan diproses oleh CPU, kemudian CPU akan

menghasilkan isyarat kepada output
• Proses yang dilakukan ini adalah berdasarkan atur cara yang ditetapkan oleh

mikropengawal

2.4 REKABENTUK ELEKTRONIK

C Bahagian output

• Bahagian yang terdapat dalam mikropengawal
• Tugas bahagian output ialah menerima isyarat daripada Unit Pemprosesan Pusat (CPU) dan menghantarnya kepada

peranti output
• Isyarat output yang terhasil adalah dalam bentuk digital atau analog
• Peranti output akan melaksanakan isyarat yang diberi oleh output
• Peranti output yang menggunakan bekalan kuasa 5V perlu menggunakan bekalan kuasa tambahan bersama peranti

sokongan lain untuk beroperasi

PERANTI OUTPUT

DIOD PEMANCAR CAHAYA • Berfungsi untuk mengeluarkan cahaya PEMBAZ (BUZZER PIEZO) • Berfungsi dengan cara menukarkan
dan sebagai lampu perhiasan gelombang elektrik kepada gelombang

• Diod pemancar cahaya perlu bunyi yang berfrekuensi tinggi
digunakan bersama dengan perintang
• Pembaz mempunyai kekutuban pada
untuk mengelakkannya daripada rosak penyambungan, iaitu wayar merah

atau mengawal kecerahan positif (+) dan wayar hitam negative

(-)

2.4 REKABENTUK ELEKTRONIK

PERANTI OUTPUT GEGANTI (RELAY) • Digunakan sebagai suis kawalan litar berarus tinggi
• Geganti akan dihidupkan apabila arus elektrik

melaluinya dan sebaliknya

MOTOR ARUS TERUS • Motor arus terus akan beputar apabila ada arus
LAMPU LED 12V elektrik melaluinya

• Motor ini akan berputar berlawanan arah apabila
penyambungan wayar positif (+) dan negative (-)
(kekutuban) dipasang secara terbalik

• Motor ini memerlukan pemandu motor (motor driver)
bersamanya untuk berfungsi secara dua hala sama
ada berputar mengikut arah jam atau lawan jam

• Berfungsi untuk mengeluarkan cahaya apabila arus
elektrik melaluinya

2.4 REKABENTUK ELEKTRONIK

MENGHASILKAN LAKARAN REKA BENTUK ELEKTRONIK

LAKARAN REKA BENTUK ELEKTRONIK A Lakaran Gambar Rajah Blok

• Lakaran reka bentuk elektronik merupakan • Lakaran ini mewakili suatu system yang dibina
terjemahan daripada idea awal pereka. • Gambar rajah blok menerangkan secara ringkas tentang

• Tujuan lakaran dilakukan adalah untuk memudahkan cara system beroperasi
idea tersebut difahami. • Urutan boleh ditunjukkan oleh arah anak panah
• Setiap blok hendaklah dilabel mengikut nama peranti
• Dalam unit ini, ada dua jenis lakaran yang digunakan
iaitu :- yang akan digunakan
i. Lakaran gambar rajah blok
ii. Lakaran reka bentuk skematik

Contoh lakaran gambar rajah blok

2.4 REKABENTUK ELEKTRONIK

B Lakaran Reka Bentuk Litar Skematik
• Lakaran reka bentuk litar skematik menggunakan symbol
komponen yang telah ditetapkan.
• Lakaran ini menunjukkan aliran kendalian suatu litar
elektronik
• Simbol komponen disambungkan menggunakan garisan
lurus bagi membentuk suatu litar lengkap

Contoh lakaran reka bentuk litar skematik

2.4 REKABENTUK ELEKTRONIK

BINAAN PAPAN LITAR ELEKTRONIK MIKROPENGAWAL

• Binaan sesebuah reka bentuk litar elektronik
menggabungkan beberapa komponen elektronik
dengan mikropengawal dalam satu papan litar
elektronik

• Pengguna hanya perlu membina litar input dan litar
output dengan menyambungkannya pada papan litar
elektronik mikropengawal untuk membina sebuah
rangkaian litar elektronik

Komponen, peranti, dan bahan yang digunakan dalam papan
litar elektronik mikropengawal

2.4 REKABENTUK ELEKTRONIK

PIN MIKROPENGAWAL DAN FUNGSI

Mikropengawal Jenis-jenis pin pada papan litar elektronik mikropengawal yang
mempunyai fungsi tersendiri

2.4 REKABENTUK ELEKTRONIK
C Lakaran Litar Elektronik Diod Pemancar Cahaya Berkelip Mengikut Selang Masa Ditetapkan

Lakaran gambarajah blok pengoperasian diod pemancar cahaya berkelip

Lakaran reka bentuk litar skematik bagi diod pemancar cahaya berkelip

2.4 REKABENTUK ELEKTRONIK

Komponen/peranti litar input yang digunakan

Komponen/peranti litar output yang digunakan

Jadual senarai keperluan komponen, peranti dan bahan untuk penyambungan
litar elektronik diod pemancar cahaya berkelip

2.4 REKABENTUK ELEKTRONIK
D Lakaran Litar Elektronik Lampu Kawalan Penderia Cahaya Menggunakan Peranti Input Analog

Lakaran gambarajah blok pengoperasian lampu kawalan penderia cahaya

Lakaran reka bentuk litar skematik lampu kawalan penderia cahaya

2.4 REKABENTUK ELEKTRONIK

Komponen/peranti litar input yang digunakan

Jadual senarai keperluan projek reka bentuk litar elektronik lampu kawalan
penderia cahaya