MODUL RBT T3 MEKATRONIK-converted

MODUL
#LEARNING@HOME

ASAS KELESTARIAN

1.1.1 Menyatakan Maksud Rekabentuk Mekatronik

Reka bentuk mekatronik merupakan reka bentuk
produk atau sistem yang mengabungkan disiplin

ilmu
elektrik, mekanikal, elektronik, kawalan dan
pengaturcaraan untuk mencapai tujuan yang

dikehendaki .

Definisi Mekatronik

Gabungan ilmu mekanikal, elektrik, elektronik, kawalan dan
pengaturcaraan adalah bertujuan untuk menghasilkan suatu sistem

.yang berfungsi secara automatik

1.1.2 Mengenal Elemen Mekatronik

Elemen asas dalam bidang mekatronik adalah :
1.Sistem elektrik
2.Sistem mekanikal
3.Sistem elektronik
4.Sistem kawalan dan pengaturcaraan

Gabungan Empat Sistem Membentuk Elemen Mekatronik

RAJAH 1 : Elemen asas Mekatronik

• Contoh Peralatan Mekatronik yang berfungsi secara
automatik

Mesin basuh
automatik

Perhatian:

Mesin basuh manual BUKAN
peralatan Mekatronik kerana
TIADAElemen Elektronik serta
Elemen Kawalan dan
Pengaturcaraan yang
membolehkan ia berfungsi
secara automatik

• Contoh Peralatan Mekatronik yang berfungsi secara
automatik

Pintu
gelangsar
automatik

Perhatian:

Pintu gelangsar manual
BUKAN peralatan
Mekatronik kerana
TIADAElemen Elektronik ,
Elemen Elektrikserta
Elemen Kawalan dan
Pengaturcaraan yang
membolehkan ia berfungsi
secara automatik.
Elemen yang ada hanya
Elemen mekanikal iaitu
pada roda pintu gelangsar.

Sistem Elektrik

• Merujuk kepada sistem yang menggunakan arus elektrik ,
sama ada arus terus (AT) atau arus ulang alik (AU)

• Sistem Elektrik dalam rekabentuk mekatronik berfungsi
untuk membekalkan arus elektrik ( sumber bekalan kuasa )
bagi membolehkan peranti mekatronik menjalankan fungsi
yang ditetapkan

Sistem Mekanikal

• Gabungan beberapa komponen mekanikal yang berfungsi
sebagai penghantar untuk memindahkan suatu sumber
gerakan ( motor ) kepada bentuk yang lain

• Sistem mekanikal ini membolehkan produk berfungsi ,
samaada secara bergerak atau berputar

• Contoh komponen mekanikal : Gear, tali sawat

Tali sawat Gear rak pinan

Gear serong

Sistem Elektronik

• Merupakan susunan dan sambungan fizikal komponen
elektronik dalam suatu litar bagi menjalankan operasi
sesuatu sistem

• Contoh komponen elektronik : perintang, diod, papan
litar, penderia, kapasitor, transistor dan lain-lain

Papan litar Penderia
ultrasonik

Kapasitor Diod
pemancar
cahaya

Sistem Kawalan dan Pengaturcaraan

• Satu kaedah kawalan sistem yang digunakan untuk
mengurus, mengarah atau mengawal atur tindakan bagi
memastikan reka bentuk mekatronik berfungsi secara
automatik dengan sempurna.

• Beberapa sistem yang menggunakan pengawal mikro
seperti arduino, magnetcode dan microbit.

Magnetcode

Microbit

Arduino Uno

1.1.3 Menerangkan Fungsi Elemen Mekatronik Pada Produk
sedia ada

Secara amnya, elemen-elemen ( iaitu Elemen Elektrik, Elektronik,
Mekanikal, Kawalan dan Pengaturcaraan ) ini akan digabungkan
untuk menghasilkan sebuah sistem asas mekatronik seperti yang

di paparkan di dalam Rajah 2

Bekalan

MEKANIKAL Kuasa ELEKTRONIK

Contohkomponen: Penambahbaikan isyarat
masukan dan pengantara
Penggerak Penderia
muka (interface)
- motor - suhu

- pneumatik - suis

- cahaya - cahaya

ELEKTRONIK KAWALAN DAN
PENGATURCARAAN
Penambahbaikan isyarat keluaran
dan pengantara muka (interface) Contohelemen:
- Litar logik
- Pengawal mikro
- Litar elektronik/litar elektrik

RAJAH 2 :Sistem asas Mekatronik

Contoh produk sedia ada yang mempunyai elemen-
elemen mekatronik
Gambar 1 dibawah menunjukkan sebuah robot mainan yang
boleh diaturcara mengikut kehendak pengguna. Elemen
mekatronik yang terdapat dalam sistem robot mainan ini adalah

seperti berikut:

GAMBAR 1

1. Elemen Elektrik pada robot mainan:

Terdiri daripada komponen bekalan kuasa iaitu 2bateri Lithium-Ion
18650 yang berkapasiti 3.7 volt berkapasiti 4800mAh yang

disambung secara sesiri mewujudkan voltan 7.4 volt. Bateri ini
membekalkan kuasa elektrik kepada litar pemacu motor dan papan
mikropengawal dan dikawal oleh satu suis sebagai pemutus litar.

Suis Wayar

Bateri Lithium-Ion 18650

2. Elemen Elektronik pada robot mainan :

Komponen elektronik utama dalam sistem robot ini
adalah litar pemacu L293D yang mengawal

pergerakan 2 motor untuk bergerak. Litar pemproses
menggunakan Arduino UNO.

Pemacu Motor L293D Mikropengawal Arduino UNO

3. Elemen Mekanikal pada robot mainan :

Merupakan 2 motor arus terus kiri dan kanan yang
lengkap dengan gear dan roda. Robot juga disokong
dengan 2 roda troli dihadapan dan belakang untuk

kestabilan.

Motor DC dengan roda Roda Troli

4. Elemen Kawalan dan Pengaturcaraan robot mainan

Terdiri daripada pemproses mikro dan sistem kawalan yang
boleh diaturcara untuk menghasilkan tindakan yang pelbagai

bergantung kepada kehendak pengguna. Pengguna juga
boleh menambah penggunaan penderia seperti Penderia

Infrared dan Penderia Jarak Ultrasonik.

Penderia Infrared

Penderia Jarak Ultrasonik

Antaramuka

Perisian
Arduino IDE

Pemacu
Motor

Mikro Bateri
pengawal Litium
Ion
Roda dan
Motor Kerangka
Robot

Roda Troli

GAMBAR 2: Lakaran Produk Sedia Ada

• 1.1.4 Menghasilkan Gambarajah Block ( Block Diagram )
Produk Mekatronik Sedia Ada.

INPUT PROSES OUTPUT

BEKALAN PENGATUR
KUASA CARAAN

MIKRO MOTOR
PENGAWAL DC

RODA

RAJAH 3 :Gambarajah Blok Produk Sedia ada



• Analisis Fungsi Robot Mainan

mengarah Pa
memegang
Pemacu Motor
L293D

membekal membekal

mengawal Suismemegang
Bateri 18650

4800mAH memegang

memegan

mengawal Motor Arus
Terus dengan G

RAJAH 4: Analisis fungsi sistem

apan Arduino mengarah Pengaturcaraan
UNO Arduino IDE

g memegang

Kerangka memegang Roda Troli

Robot
ng

memegang Roda
Gear Getah

m mekatronik sedia ada (Robot)

Contoh Situasi Pemacu Motor
L293D
Robot sukar dikawal untuk
bergerak membekal membek
dalam kawasan yang
dibenarkan jika menga
hanya dengan
menggunakan Bateri 18650
pengaturcaraan.
4800mAH
Parameter #37
mengawal
Kesukaran untuk
mengesan dan
mengukur
(Difficulty of detecting and
measuring)

PrinRsAiJpAHIn5v: Menotdiefl Fungsi pengubahsuaian Robot mainan
#10 Tindakan Awal
#19 Tindakan Berkala

mengarah Papan Arduino mengarah Pengaturcaraan
memegang UNO Arduino IDE

kal memegang
awal Suis memegang

memegang Kerangka memegang RodaTroli
Robot

memegang

Motor Arus memegang Roda

Terus dengan Gear Getah

Elemen yang Pemacu Motor menga
dicadangkan L293D
untuk
diubahsuai memega
adalah
elemen membekal
elektronik
(penderia membekal
infrared)
serta mengawal Su
pengaturcar
aan dan Bateri 18650 meme
kawalan 4800mAH

mengawal

Te

: Model Fungsi pe

memaklum Penderi mengawal
a

Infrared

arah Papan Arduino mengarah Pengaturcaraan
UNO Arduino IDE

ang

uis memegang memegang

egang Kerangka memegang
Robot RodaTroli
memegang

memegang

Motor Arus memegang Roda
erus dengan Gear Getah

RAJAH 6

engubahsuaian Robot mainan

Lakaran Bahagian Yang Diubahsuai

1.1.5 Menghasilkan Lakaran Bahagian Reka Bentuk Produk Yang Akan
Diubahsuai Berdasarkan Gambarajah Blok Yang Terlibat

1.1.6 Membuat Penambahbaikan Kepada Produk
Berdasarkan Lakaran Yang Telah dibuat

PROSES Penambahbaikan
PENAMBAHBAIKAN yang dilakukan
adalah dengan
menggunakan
penderia infrared
bagi mengawal
robot agar tidak
terkeluar dari
kawasan garis
hitam yang

dibenarkan secara
automatik

Menghasilkan Gambarajah Blok ( Block Diagram )
Produk Mekatronik Yang Diubahsuai

INPUT PROSES OUTPUT

BEKALAN PENGATURCARAAN MOTOR
KUASA DC
MIKROPENGAWAL
PENDERIA RODA
INFRARED

1.1.7 Membuat Penilaian Kefungsian Produk Yang Telah
diubahsuai

Komponen Kefungsian Status
Elemen

Penderia Infrared Mengesan garisan hitam dan menghantar Berfungsi
maklumat kepada papan mikropengawal

Pengaturcaraan Mengatur proses dan menerima maklumat Berfungsi
dan Kawalan dari penderia untuk mengawal pergerakan
robot dari keluar daripada kawasan yang
dibenarkan

• Kelemahan dan kekuatan Produk yang Telah diubahsuai

Kelemahan Cadangan penambahbaikan

Penderia infrared tidak Menambah penderia
mencukupi untuk mengesan infrared yang lebih sensitif
dan pengaturcaraan semula
garisan hitam yang lebih
kecil

Kekuatan

Boleh mengesan garisan hitam dan robot bergerak hanya
dalam ruang yang dibenarkan

LATIHAN

1. Mekatronik merupakan bidang ilmu yang menggabungkan semua
elemen elektrik, elektronik, mekanikal dan
A. Pembuatan
B. Fesyen
C. Pemesinan
D. Kawalan dan pengaturcaraan

2. Gambarajah diatas menunjukkan satu gambarajah blok produk
mekatronik, apakah produk yang sesuai dengan gambarajah blok di atas

A. Mesin basuh C. Kipas angin
B. Peti ais D. Kereta mainan kawalan jauh

3. Apakah fungsi sistem mekanikal dalam robot mainan

A. Membekalkan arus elektrik bagi membolehkan robot berfungsi
B. Pengantar bagi memindahkan sumber gerakan (motor) kepada bentuk

yang lain
C. Sambungan fizikal komponen elektronik dalam suatu litar

bagi membolehkan sistem robot beroperasi
D. Mengurus, mengarah dan mengawal atur tindakan bagi

membolehkan robot berfungsi

4. Maklumat dibawah berkaitan dengan bahagian mikropengawal

Menerima isyarat dari penderia infrared dan
dihantar kepada pemprosesan pusat

Apakah bahagian itu
A. Proses
B. Input
C. Output
D. Input dan Output

5. Maklumat berikut berkaitan dengan elemen mekatronik

❑Berfungsi sebagai penghantar kuasa untuk
memindahkan gerakan

❑Contoh: Gear , tali sawat, takal

Apakah elemen tersebut
A. Sistem Kawalan dan pengaturcaraan
B. Sistem Elektronik
C. Sistem Elektrik
D. Sistem Mekanikal

6. Apakah fungsi sistem kawalan dan pengaturcaraan yang terdapat pada
produk mekatronik
A. Membekal arus elektrik
B. Menghantar suatu sumber gerakan
C. Memberi isyarat tindak balas terhadap sesuatu input
D. Mengurus dan mengawal atur tindakan secara otomatik

7. Gambar menunjukkan sebuah robot mainan yang telah ditambah
dengan sensor ultrasonik sebagai penambahbaikan
Apakah tujuan penambahbaikan ini dilakukan

A. Produk kelihatan lebih cantik dan menarik
B. Harga jualan produk boleh ditingkatkan
C. Produk dapat berfungsi dengan lebih baik
D. Tiada jawapan diatas

8. Mekatronik merupakan bidang ilmu yang menggabungkan semua
elemen asas kejuruteraan. Namakan elemen-elemen tersebut.

A._________________________________
B._________________________________
C._________________________________
D._________________________________

9. Padankan sistem yang berikut dengan fungsinya dalam produk
mekatronik dengan menulis jawapan A,B dan C dalam kotak yang
disediakan

A Sistem elektrik
B Sistem Kawalan
C Sistem Mekanikal

a) Memindahkan suatu sumber gerakan kepada bentuk yang lain
b) Mengawal atur tindakan bagi membolehkan produk mekanikal berfungsi
c) Membekalkan arus elektrik kepada produk mekanikal

√10.Tandakan bagi padanan yang BETUL bagi pernyataan dibawah dan

Xtandakan bagi pernyataan yang SALAH

Proses Memproses isyarat daripada input dan
Input memberi arahan pada output
Output
Menerima dan menghantar isyarat kepada
mikropengawal

Melaksanakan arahan berdasarkan isyarat yang
dihantar oleh mikropengawal

11.Padankan gambar komponen berikut dengan elemen mekatronik yang
betul

• Sistem Elektrik

• Sistem kawalan dan
pengaturcaraan

• Sistem Elektronik

√ X12.Tandakan pada pernyataan yang BETUL dan bagi pernyataan yang

SALAH
Gabungan semua elemen mekatronik membolehkan produk berfungsi
sepenuhnya secara otomatik
Mesin pencuci pakaian otomatik tidak boleh dikategorikan sebagai
produk mekatronik kerana tidak mempunyai elemen mekanikal
Pengguna masih perlu menekan suis kawalan bagi memulakan tugas
sesebuah produk mekatronik

13.Tandakan √ bagi alatan produk yang mempunyai semua elemen
mekatronik dan tandakan X bagi yang tidak mempunyai semua elemen
elektronik.

14.Gambarajah dibawah berkaitan dengan robot mainan mekatronik.
Berdasarkan gambarajah tersebut

a) Apakah fungsi motor AT pada robot mainan mekatronik?
___________________________________________________________
___________________________________________________________

b) Apakah fungsi mikropengawal pada robot mainan mekatronik?
___________________________________________________________
___________________________________________________________

15.Gambarajah blok diatas menunjukkan gambarajah blok bagi robot
mainan kawalan mekatronik

Apakah yang berlaku kepada robot mainan sekiranya mikropengawal
tidak diaturcara ( diprogramkan )?

___________________________________________________________

Pentaksiran Bilik Darjah (PBD)

TAHAP TAFSIRAN

PENGUASAAN ( TP )

1 Menerangkan maksu

2 Menerangkan fungs

3 Melakar dan melabe
diubah suai

4 Menganalisis eleme

5 Menilai kekuatan da
serta memberi cada

6 Membuat pengubah
secara kreatif

ud rekabentuk mekatronik

si elemen mekatronik pada produk sedia ada

el gambarajah blok produk yang hendah

en mekatronik yang ada pada produk

an kelemahan produk yang telah diubahsuai
angan untuk penambahbaikan
hsuaian pada produk berdasarkan lakaran

TP 1 – Menerangkan maksud Rekabentuk Mekatronik

Nyatakan maksud rekabentuk mekatronik

___________________________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________

TP 2 – Menerangkan fungsi elemen Mekatronik pada
produk sedia ada.

Mekatronik merupakan bidang ilmu yang menggabungkan empat
elemen asas kejuruteraan. Nyatakan fungsi setiap elemen berikut.

A. Sistem elektrik :
____________________________________________________
____________________________________________________

B. Sistem elektronik:
____________________________________________________
____________________________________________________

C. Sistem mekanikal :
____________________________________________________
____________________________________________________

D. Sistem kawalan dan pengaturcaraan :
____________________________________________________
____________________________________________________

TP 3 – Melakar dan melabel gambarajah blok berdasarkan
produk yang hendak diubahsuai

• Bina gambarajah blok berdasarkan produk robot mainan
dibawah,

TP 4- Bina analisis fungsi berdasarkan robot mainan
seperti gambar dibawah

Kerangka
Robot
Kerangka
Robot

TP 5 – Menilai kekuatan dan kelemahan pr
cadangan penambahbaikan

Kekuatan Produk Kelemaha

roduk yang telah diubahsuai serta memberi

an Produk Cadangan Penambahbaikkan

TP 6- Membuat pengubahsuaian pada produk lakaran
secara kreatif

JAWAPAN LATIHAN

Soalan 1 D
Soalan 2 D
Soalan 3 B
Soalan 4 A
Soalan 5 D
Soalan 6 D
Soalan 7 C
Soalan 8 Elemen Elektrik , Elemen Elektronik , Elemen Mekanikal
Elemen Kawalan dan Pengaturcaraan

Soalan 9 C
Soalan 10 B
Soalan 11 A
√
√
√

Sistem Elektrik

Kawalan dan
Pengaturcaraan

Sistem Elektronik

Soalan 12 √
X
√

Soalan 13 X
X
√

Soalan 14 memindahkan suatu sumber gerakan ( motor ) kepada roda bagi

membolehkan robot bergerak
b) untuk mengurus, mengarah atau mengawal atur tindakan
bagi memastikan robot berfungsi secara automatik dengan
sempurna

Soalan 15 Robot tidak akan berfungsi

JAWAPAN PENTAKSIRAN BILIK DARJAH

TP 1

Reka bentuk mekatronik merupakan reka bentuk produk atau sistem yang
mengabungkan disiplin ilmu elektrik, mekanikal, elektronik, kawalan dan
pengaturcaraan untuk mencapai tujuan yang dikehendaki .

TP 2
A.Sistem elektrik :

Membekalkan arus elektrik bagi membolehkan peranti mekatronik fungsi
B.Sistem elektronik:

Sambungan fizikal komponen elektronik dalam suatu litar bagi membolehkan
operasi sesuatu sistem berfungsi
C.Sistem mekanikal :
Penghantar untuk memindahkan suatu sumber gerakan
D.Sistem kawalan dan pengaturcaraan :
Mengawal atur tindakan bagi membolehkan produk mekanikal berfungsi
mengikut ketetapan

TP 3 PROSES OUTPUT
Pengaturcaraan
INPUT

Bekalan kuasa Mikro Motor AT
pengawal Roda

TP 4 Menganalisis elemen mekatronik yang ada pada produk

Pemacu mengarah Papan
Motor memegang U
L293D

membekal membekal

Bateri 18650 mengawal Suismemegang

4800mAH memegang

memegang

mengawal Motor Arus
Terus dengan Gea

n Arduino Pengaturcaraan

UNO mengarah Arduino IDE

memegang Roda Troli

Kerangka
Robot memegang

memegang Roda
ar Getah

TP 5 – Menilai kekuatan dan kelemahan produk yang telah diu

Kekuatan Produk Kelemahan Produk

Tp 6 – Membuat pengubahsuaian pada produk berdasarkan la

ubahsuai serta memberi cadangan penambahbaikan
Cadangan Penambahbaikkan

akaran secara kreatif

Boleh mengesan garisan hitam Penderia infrared kurang
dan robot tidak bergerak keluar peka terhadap garisan hit
melangkaui kotak garisan hitam yang halus

g Menggunakan penderia infrared infrared yang lebih
tam sensitif atau menambah bilangan penderia

SEKIAN