PANDUANPENGHASILAN PROJEKBERDASARKAN PERISIANARDUINO Buku ini menfokuskan kepada bahagian pemasangan dengan menggunakan perisian Arduino Nur Syafawani binti Che Mat Irdayanti binti Mat Nashir Topik Reka Bentuk Elektronik Tingkatan 2
PANDUANPENGHASILAN PROJEKBERDASARKAN PERISIANARDUINO Nur Syafawani Binti Che Mat Irdayanti Binti Mat Nashir
PANDUANPENGHASILAN PROJEKBERDASARKAN PERISIANARDUINO Nur Syafawani Binti Che Mat Irdayanti Binti Mat Nashir
Cetakan Pertama / First Printing February 2023 Hak Cipta / Copyright Hak cipta terpelihara. Tiada bahagian daripada terbitan ini boleh diterbitkan semula, disimpan untuk pengeluaran atau ditukarkan ke dalam sebarang bentuk atau dengan sebarang alat sama ada dengan cara elektronik, gambar serta rakaman dan sebagainya tanpa kebenaran bertulis terlebih dahulu daripada : Diterbitkan di Malaysia oleh / Printed in Malaysia by Modul Panduan Penghasilan Projek Berdasarkan Perisian Arduino.
Prakata Dengan nama allah, Yang Maha Pemurah dan Maha Penyayang Alhamdulillah, segala puji bagi Allah atas segala kekuatan dan keberkatan-nya, Modul Panduan Penghasilan Projek Berdasarkan Perisian Arduino dapat disiapkan. Buku ini bertujuan untuk dijadikan panduan dan rujukan bagi pengguna untuk belajar teknologi elektronik. Modul ini bertujuan untuk memudahkan para pengguna untuk mudah mempelajari pemasangan sesuatu projek menggunakan perisian arduino. Oleh itu, modul ini diterbitkan untuk membantu para pengguna untuk memahami pengetahuan teknologi elektronik yang menggunakan Perisian Arduino untuk mempelajari caracara memasang litar. Ucapan terima kasih yang tidak terhingga kepada rakanrakan serta keluarga yang banyak menyokong di dalam menyiapkan modul ini. Semoga pengetahuan yang dikongsi ini bermanfaat dalam memahami dan mempelajari mengenai Arduino. Nur Syafawani Binti Che Mat Irdayanti Binti Mat Nashir
Penulis Nur Syafawani Binti Che Mat adalah antara salah seorang penulis buku. Berasal dari Negeri Che Siti Wan Kembang iaitu Negeri Kelantan. Mendapat pendidikan awal di SMK Gaal dan juga merupakan seorang graduan lulusan Sijil Tinggi Peperiksaan Malaysia (STPM) di sekolah SMK Tok Janggut. Beliau telah melanjutkan pelajaran ke Universiti Pendidikan Sultan Idris dalam Jurusan Ijazah Sarjana Muda Pendidikan Reka Bentuk dan Teknologi. Beliau mempunyai sedikit pengalaman dan kemahiran dalam bidang elektronik kerana telah mempelajari sepanjang menuntut di Universiti Pendidikan Sultan Idris (UPSI).
Penullis Dr Irdayanti binti Mat Nashir, pemegang Ph.D dalam Pendidikan dan Latihan Teknikal dan Vokasional (TVET) mempunyai pengalaman kerja yang luas dalam bidang kejuruteraan elektrik dan elektronik sebelum memasuki bidang pendidikan. Beliau kini adalah pensyarah di Universiti Pendidikan Sultan Idris (UPSI). Beliau aktif dalam aktiviti ceramah tentang Teknik Delphi, elektronik dan teknologi dalam pendidikan di peringkat sekolah, Kolej Komuniti, Politeknik dan Universiti. Selain itu, beliau juga banyak terlibat dalam aktiviti pertandingan inovasi peringkat Universiti dan Antarabangsa. Sumbangannya banyak membantu dalam penghasilan buku ini sama ada dari teoritikal, teknikal dan praktikal.
ISI KANDUNGAN 1.0 PENGENALAN 2.0 CARA PENGGUNAAN PERISIAN ARDUINO 3.0 PROJEK DAN EKSPERIMEN RUJUKAN 1.1 Pengenalan Arduino 1.2 Mikropengawal 1.3 Perkaitan Arduino dengan Mikropengawal 1.4 Komponen yang terdapat di dalam Arduino 2.1 Cara penggunaan perisian Arduino berdasarkan projek 2.2 Cara Penggunaan Arduino IDE 2.3 Cara melakukan pengaturcaraan 3.1 Traffic Light 3.2 Buzzer 3.3 LED Blink 2 3 4 5-7 9 10-14 15 17-21 22-28 29-36
1.0 PENGENALAN 1
Arduino ialah papan mikropengawal kecil dengan Universal Serial Bus (USB) untuk menyambung ke komputer anda dan beberapa soket sambungan yang boleh disambungkan kepada komponen elektronik luaran (output) seperti motor, geganti, penderia cahaya, diod laser, pembesar suara kuat, mikrofon dan banyak lagi. Arduino boleh dihidupkan menggunakan sambungan USB daripada pc, bateri 9V atau daripada bekalan kuasa. Arduino boleh dikawal menggunakan pc atau diprogramkan melalui pc. Softwarenya terdiri dari beberapa alat iaitu Integrated Development Environment (IDE), Text-Editor, Compiler, Serial Monitor, dan Serial ISP Programmer. 1.1 Pengenalan Arduino 2
1.2 Mikropengawal Mikropengawal (Microcontroller) adalah merupakan sebuah peranti kawalan dalam satucip. Peranti ini terdiri daripada Unit Pemprosesan Pusat (CPU), RAM (Random Access Memory), dan port Input/Output yang dibina di dalamnya. Mikropengawal adalah litar bersepadu yang ditempatkan di dalam setiap komponen dan ianya berfungsi untuk melaksanakan operasi yang diperlukan dan boleh melaksanakan tugas tertentu. 3
Mikropengawal ialah peranti kawalan yang terdiri daripada Unit Pemprosesan Pusat (CPU), RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), dan port Input/Output yang dibina di dalam satu cip. Fungsi utamanya adalah untuk mengawal peranti elektronik. Mikropengawal menjalankan kawalan berdasarkan pengaturcaraan yang telah dimuatkan di dalamnya. Arduino merupakan sebuah platform terbuka yang felksibel dan mudah digunakan darisegi kombinasi hardware dan software Integrated Development Environment (IDE). Arduino boleh diakses oleh semua secara 'Open Source' . 1.3 Perkaitan Arduino dan Mikropengawal 4
1.4 Komponen yang terdapat di dalam Arduino Bahagian mikropengawal terdiri daripada input, proses, dan output. Ketiga-tiga bahagian ini penting dalam pembinaan sesuatu sistem kawalan. Bahagian Input Peranti Input Digital Peranti Input Analog Terdapat dua bahagian peranti yang tersedia di dalam arduino iaitu : 5
Peranti Input Digital Suis Mikro Suis Tekan Buka Penderia Pengerak Peranti Input Analog Penderia Jarak Penderia Cahaya Penderia Suhu Bahagaian Output Peranti Input Analog Geganti Pembaz / Buzzer Servo Motor Bahagian Input 6
Setelah mendapat signal daripada peranti input, proses akan dilakukan oleh Unit Pemprosesan Pusat (CPU) untuk menghantar arahan ke bahagian output. CPU akan melaksanakan atur cara yang 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 dimasukkan menggunakan perisian IDE melalui penulisan codding. 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 dalam mikropengawal. Bahagian Prosesan (CPU) 7
2.0 CARA PENGGUNAAN PERISIAN ARDUINO 8
2.1 Cara penggunaan perisian Arduino Jika anda baru sahaja membeli satu unit Arduino, langkah pertama yang anda patut lakukan adalah dengan menguji Arduino tersebut untuk memastikan ia tidak rosak ketika penghantaran peranti dan ia berfungsi dengan baik sebelum memulakan sesuatu projek. Langkah 1 Menguji setiap komponen-komponen yang dibeli secara individu untuk memastikan komponen tersebut dapat berfungsi dengan baik. Langkah 2 Jika anda skip kedua-dua langkah ini, anda akan mengalami masalah ketika hendak menghasilkan sesuatu projek, bukan hanya masalah disebabkan codding sahaja, ianya juga berkait rapat dengan kaedah pendawaian dan keadaan komponen Arduino yang hendak digunakan itu sendiri. 9
Cara Memasang Perisian IDE Buka aplikasi Google Chrome pada komputer riba dan juga komputer terlebih dahulu untuk memasuki laman web Arduino IDE. Membuat carian "Arduino IDE" pada ruang carian. Langkah 1 2.2 Cara Penggunaan Arduino IDE 10
Klik pada hasil carian yang terpapar. Skrin akan memaparkan muka hadapan laman web Arduino IDE. Langkah 2 11
Membuat pilihan memuat turun fail Perisian Arduino IDE mengikut kesesuaian Peranti yang digunakan. Langkah 3 12
Muat turun fail yang telah dipilih. Membuat pilihan untuk memasang perisian tersebut pada peranti yang digunakan. Langkah 4 13
Setelah selesai memasang perisian itu, buka perisian tersebut untuk diuji terlebih dahulu. Pastikan sebelum melakukan sebarang ujian, Fungsi yang ada sebelum ini perlu dikosongkan. Langkah 5 14
Mikropengawal atau pengawal mikro sering juka dikenali sebagai µc merupakan sebuah komputer di dalam cip yang telah dicipta untuk kawalan alat elektronik. Ianya merupakan salah satu daripada cabang pemprosesan mikro yang mementingkan kendalian mudah dan kos efektif yang rendah. Ini berbeza dengan mikropemprosesan pelbagai kegunaan yang terdapat di dalam komputer. Pengawal mikro pada amnya mengandungi segala ingatan dan antara muka I/O yang cukup untuk aplikasi mudah manakala mikropemproses perlu disambung kepada cip tertentu untuk memberikan fungsi yang diperlukan. 2.3 Cara Melakukan Pengaturcaraan 15
3.o PROJEK DAN EKPERIMEN 16
3.1 Traffic Light Kenal pasti gambaran litar skematik bagi litar yang ingin dihasilkan. Kenal pasti gambaran bagi litar sebenar bagi litar yang ingin dihasilkan. Peranti yang menggunakan lampu isyarat dan juga lampu indicator. Langkah 1 Sambungan Litar melalui perisian Tinkercad 17
1x LED 1x Perintang 220 Ω 1x Breadboard 1x Arduino Uno 1x Kabel Penyambung Sediakan komponen yang ingin digunakan untuk menghasilkan litar sebenar. Lakukan pemasangan litar sebenar. Langkah 2 18
Sambungkan LED ke dalam breadboard beserta perintang seperti di dalam gambar rajah dibawah. Sambungkan kabel dan sambungan ke sambungan yang betul mengikut litar yang telah dibuat melalui perisian Tinkercad. Langkah 3 19
Setelah selesai pemasangan komponen pada arduino, buka perisian yang telah dipasang untuk melakukan proses pengaturcaraan. Sambungkan Kabel USB ke arduino dan pastikan lampu (ON) menyala menandakan arduino telah disambungkan. Langkah 4 20
Hasil dapat dilihat seperti di dalam rajah dibawah. Langkah 5 21
Kenal pasti gambaran litar skematik bagi litar yang ingin dihasilkan. Kenal pasti gambaran litar sebenar bagi litar yang ingin dihasilkan. Langkah 1 3.2 Buzzer Gambar litar skematik Sambungan litar melalui perisian Tinkercad 22
1x Perintang 220 Ω 1x Breadboard 1x Arduino Uno 1x Kabel Penyambung 1x Buzzer Sediakan komponen yang ingin digunakan untuk menghasilkan litar sebenar. Lakukan pemasangan litar sebenar. Langkah 2 23
Sambungkan Buzzer ke dalam breadboard beserta perintang ke kaki (+) Buzzer seperti di dalam gambar rajah dibawah. Langkah 3 24
Sambungkan kabel Hitam ke kaki (-) buzzer dan sambungan ke Ground (GND) Arduino. Sambungkan kabel Merah ke kaki perintang dan disambungkan ke Digital I/O Langkah 4 25
Setelah selesai pemasangan komponen pada arduino, buka perisian yang telah dipasang untuk melakukan proses pengaturcaraan. Sambungkan Kabel USB ke arduino dan pastikan lampu hijau (ON) menyala menandakan arduino telah disambungkan. Langkah 5 26
Masukkan Penulisan Pengaturacaraan ke dalam Arduino IDE dan seterusnya tekan simbol (Upload) untuk memasukkan pengaturcaraan ke dalam sistem arduino. Langkah 6 27
Hasil dapat dilihat seperti di dalam rajah dibawah. Langkah 7 28
3.3 LED Blink Peranti yang menggunakan LED Blink ialah lampu isyarat kereta, lampu alam, dan juga lampu indicator. 29
Kenal pasti gambaran litar skematik bagi litar yang ingin dihasilkan. Kenal pasti gambaran bagi litar sebenar bagi litar yang ingin dihasilkan. Langkah 1 Sambungan litar skematik Sambungan litar melalui perisian Tinkercad 30
1x LED 1x Perintang 220 Ω 1x Breadboard 1x Arduino Uno 1x Kabel Penyambung Sediakan komponen yang ingin digunakan untuk menghasilkan litar sebenar. Lakukan pemasangan litar sebenar. Langkah 2 31
Sambungkan LED ke dalam breadboard beserta perintang seperti di dalam gambar rajah dibawah. Langkah 3 32
Sambungkan kabel Hitam ke kaki Katod (-) dan sambungan ke Ground (GND) Arduino. Sambungkan kabel Merah ke kaki perintang dan disambungkan ke Digital I/O. Langkah 4 33
Setelah selesai pemasangan komponen pada arduino, buka perisian yang telah dipasang untuk melakukan proses pengaturcaraan. Sambungkan Kabel USB ke arduino dan pastikan lampu hijau (ON) menyala menandakan arduino telah disambungkan. Langkah 5 34
Masukkan Penulisan Pengaturacaraan ke dalam Arduino IDE dan seterusnya tekan simbol (Upload) untuk memasukkan pengaturcaraan ke dalam sisterm arduino. Langkah 6 35
Hasil dapat dilihat seperti di dalam rajah dibawah Langkah 7 36
RUJUKAN
Rujukan Hurtuk, J., Adam, N., & Chovanec, M. (2017). The arduino platform connected to education process. INES 2017 - IEEE 21st International Conference on Intelligent Engineering Systems, Proceedings, 2017-January. Laman Web
PENULIS NUR SYFAWANI BINTI CHE MAT IRDAYANTI BINTI MAT NASHIR