[Ringkasan] Dokumen tersebut memberikan penjelasan mengenai reka bentuk elektronik yang meliputi pengenalan mikropengawal dan bahagiannya, rancangan pembelajaran, dan standard pembelajaran.

1. REKA BENTUK ELEKTRONIK
DSKP KSSM REKA BENTUK DAN TEKNOLOGI TINGKATAN 2
PERTEMUAN 1
Disediakan oleh
DAFIZAL BIN DERAWI
PhD candidate in Aerial Robotics (UTM), B. Eng. Hons. Mechatronic Systems (ANU - #1Australia)
Dip. Elec. Eng. (Mechatronics) with VC Award (UTM)
KETUA PEGAWAI EKSEKUTIF DRABOT
PENGASAS & PRESIDEN PERTUBUHAN KOMUNITI DRABOT MALAYSIA (DRABOT COMMUNITY)
DUTA BESAR MaGRIs 2018 – 2019 YAYASAN INOVASI MALAYSIA

2. Dafizal Derawi
Ketua Pegawai Eksekutif, DRABOT
Pengasas & Presiden DRABOT COMMUNITY
• PhD candidate in Aerial Robotics, Universiti Teknologi
Malaysia (UTM), 2013 – present.
• Research Visitor, Autonomous Control Systems
Laboratory Ltd., Chiba, Japan, Dec 2014 – Dec 2015.
• Research Visitor, Nonami Lab, Chiba University, Japan,
Dec 2014 – Dec 2015.
• Research Assistant, Computer Vision & Robotic
Research Group, Australian National University
(ANU), 2012
• Tutor, Introduction to Electronics course, Research
School of Engineering, Australian National University
(ANU), 2012
• Bachelor of Engineering with Honours majoring in
Mechatronic Systems, ANU, 2011
• Diploma in Electrical Engineering (Mechatronics) with
Vice Chancellor Award, UTM, 2009
• Founder & President of Research & Innovation Club
(RIC), UTM KL, 2008

4. Bachelor of Engineering with Second Class
Honours Division A majoring in Mechatronic
Systems, ANU, 2011
(Equivalent to First Class Honours in
Malaysia & US)

7. Penulisan Akademik berkaitan
Mekatronik
✓3 Jurnal berindeks ISI
✓1 Jurnal berindeks Scopus
✓10 International Conference Proceedings (IEEE)
✓13 modul latihan robotik (asas, darat, air, udara) untuk
pelajar sekolah rendah, pelajar sekolah menengah,
pelajar universiti, guru-guru, pensyarah dan orang
awam.
“Belajarlah menjadi pembina daripada hanya menjadi
pengguna”

8. Hak Milik
• Modul latihan ini adalah hak cipta terpelihara pihak
DRABOT dan Dafizal Derawi.
• Adalah satu kesalahan dalam meniru atau cubaan
untuk meniru modul latihan dan sistem yang ada
dalam modul ini dengan mengubah suai dan
mengekalkan isi kandungan utama modul latihan
ini.
©DRABOT
©Dafizal Derawi

9. Standard Pembelajaran
(DSKP KSSM RBT Tingkatan 2)
2.4.1 – 2.4.8

10. Menyatakan maksud
mikropengawal
(microcontroller) dan
Pemprosesmikro
(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.
TERDAPAT KESILAPAN DARI SEGI SUSUNAN.
SEPATUTNYA PENGATURCARAAN SEBELUM
LITAR SIMULASI
Standard Pembelajaran (RBT)
(DSKP)
2.4.1 – 2.4.8

11. Menyatakan maksud
mikropengawal
(microcontroller) dan
Pemprosesmikro
(microprocessor).
Menjelaskan bahagian-
bahagian yang terdapat
dalam mikropengawal
(microcontroller).
Menghasilkan lakaran
reka bentuk litar
elektronik.
Menulis pengaturcaraan
mudah berdasarkan
penyambungan litar
input dan litar output.
Membina litar simulasi
yang berfungsi dengan
perisian khas.
Membuat
penyambungan litar
input dan litar output
kepada mikropengawal
(microcontroller).
Membuat pengujian dan
penilaian kefungsian
litar elektronik.
Mencadangkan
penambahbaikan ke
atas reka bentuk litar
elektronik.
SEPATUTNYA BEGINI
Standard Pembelajaran (RBT)
(DSKP)
2.4.1 – 2.4.8

12. Rancangan
Pembelajaran
(10 JAM)
*5 pertemuan, 2 jam/ pertemuan*

13. Pertemuan Pertama – 2 JAM
DSKP TOPIK MASA
- Pengenalan 20 min
2.4.1 Menyatakan maksud mikropengawal (microcontroller) dan
Pemprosesmikro (microprocessor)
25 min
2.4.2 Menjelaskan bahagian-bahagian yang terdapat dalam
mikropengawal (microcontroller).
30 min
- Kuiz 1: 2.4.1 & 2.4.2 15 min
- Pengenalan kepada Sistem, Papan Serasi Arduino UNO,
dsb.
30 min
- Tugasan 1 (Buat di Rumah) -
JUMLAH MASA 2 JAM

14. DSKP TOPIK MASA
- Permulaan dengan Arduino dan perisian-perisian lain
(Penerangan Umum beserta Rujukan)
40 min
2.4.3 Menghasilkan lakaran reka bentuk litar elektronik
(Projek 1)
40 min
- Kuiz 2: 2.4.3 40 min
- Tugasan 2 (Buat di Rumah) -
JUMLAH MASA 2 JAM
Pertemuan Kedua – 2 JAM

15. DSKP TOPIK MASA
2.4.4 Menulis pengaturcaraan mudah berdasarkan
penyambungan litar input dan litar output (Projek 1)
60 min
- Kuiz 3: 2.4.4 (Amali) 30 min
- Tambahan: Pengaturcaraan berasaskan Visual (Tidak
Wajib)
30 min
- Tugasan 3 (Buat di rumah) -
JUMLAH MASA 2 JAM
Pertemuan Ketiga – 2 JAM

16. DSKP TOPIK MASA
2.4.5 Membina litar simulasi yang berfungsi dengan perisian
khas (Projek 1) (Amali)
60 min
2.4.6 Membuat penyambungan litar input dan litar output
kepada mikropengawal (microcontroller) (Projek 1)
(Amali)
30 min
2.4.7 Membuat pengujian dan penilaian kefungsian litar
elektronik (Projek 1) (Amali)
20 min
2.4.8 Mencadangkan penambahbaikan ke atas reka bentuk litar
elektronik (Projek 1)
10 min
- Tugasan 4: Laporan Projek 1 (Buat di rumah) -
JUMLAH MASA 2 JAM
Pertemuan Keempat – 2 JAM

17. DSKP TOPIK MASA
2.4.3 Menghasilkan lakaran reka bentuk litar elektronik (Projek
2)
20 min
2.4.4 Menulis pengaturcaraan mudah berdasarkan
penyambungan litar input dan litar output (Projek 2)
20 min
2.4.5 Membina litar simulasi yang berfungsi dengan perisian
khas (Projek 2)
30 min
2.4.6 Membuat penyambungan litar input dan litar output
kepada mikropengawal (microcontroller) (Projek 2)
30 min
2.4.7 Membuat pengujian dan penilaian kefungsian litar
elektronik (Projek 2)
10 min
2.4.8 Mencadangkan penambahbaikan ke atas reka bentuk litar
elektronik (Projek 2)
10 min
- Tugasan 5: Laporan Projek 2 (Buat di rumah) -
JUMLAH MASA 2 JAM
Pertemuan Kelima – 2 JAM

18. Tahap Penguasaan Pelajar

21. “Usaha tangga kejayaan”

22. 2.4.1 Menyatakan maksud
mikropengawal (microcontroller)
dan Pemprosesmikro
(microprocessor).

23. Pemprosesmikro (Microprocessor)
• Satu cip digital yang membaca dan melaksanakan
program yang disimpan dalam ingatan (memory) dan
boleh diprogramkan.
• Biasa disingkatkan sebagai µP atau uP atau unit
pemprosesan pusat (CPU- Central Processor Unit)
• Pemprosesmikro:
✓Membaca arahan binari daripada ingatan
✓Menerima data binari sebagai input (masukan) daripada
peranti input
✓Proses data berdasarkan arahan yang dibaca
✓Menghasilkan keputusan sebagai output (keluaran) DSKP

24. • Sistem ringkas berasaskan Pemprosesmikro
• Pemprosesmikro (CPU/µP) memerlukan cip tambahan lain untuk
beroperasi dan membentuk satu sistem komputer yang lengkap
DSKP

25. Contoh-contoh Pemprosesmikro
Digunakan dalam sistem komputer riba…
INFO

26. Contoh gambaran keseluruhan sistem
sebenar berasaskan pemprosesmikro
INFO

27. Mikropengawal (Microcontroller)
• Adalah mikrokomputer dalam satu litar bersepadu
(Integrated Circuit- IC) (mikrokomputer cip tunggal)
• Biasa disingkatkan sebagai µC atau uC
• Mengandungi komponen-komponen yang diperlukan
oleh satu sistem komputer (CPU, Ingatan, port I/O, dan
sebagainya) dalam hanya satu cip tunggal.
• Biasa digunakan dalam aplikasi sistem terbenam
(embedded system).
• Tidak memerlukan cip tambahan lain untuk
beroperasi.
DSKP

28. DSKP

29. Contoh-contoh Mikropengawal
• Arizona Microchip Technology: siri PIC, …
• Atmel: AVR, ATMega, …
• Motorola/Freescale: 68HC05, 68HC08, …
• Intel+derivatives: 8X51, DS5000, …
• Hitachi: H8, H16, …
• Renesas: …
• Samsung: …
INFO

30. Contoh mikropengawal buatan
Atmel…
INFO

31. Kegunaan mikropengawal…
INFO

32. Contoh produk menggunakan
mikropengawal
Set Pendidikan
Robotik
(DRABOT BOT)
Mesin Basuh Lampu Isyarat
INFO

33. PAPAN Mikropengawal/ PAPAN
Pembangunan Mikropengawal yang
ada di pasaran….
INFO

34. INFO

35. Perbandingan ciri-ciri
Sistem berasaskan Mikropengawal Sistem berasaskan Pemprosesmikro
Aplikasi Tugas yang mudah: Membaca data dari
penderia, mengawal motor, menyalakan
diod pemancar cahaya - LED,
membunyikan pembaz
Tugas yang sukar: Visi computer (computer
vision), kerja-kerja yang memerlukan sistem
operasi (OS) seperti Windows, Linux, dan
sebagainya.
Saiz Ingatan
(Memory)
Terhad dan tidak boleh ditukar Lebih besar dan boleh ditukar
Saiz Fizikal Lebih kecil Lebih besar
Kos Lebih murah Lebih mahal
Contoh
Sistem
Arduino, Microbit, … Raspberry Pi, komputer riba, …
INFO

36. Menyatakan maksud
mikropengawal
(microcontroller) dan
Pemprosesmikro
(microprocessor).
Menjelaskan bahagian-
bahagian yang terdapat
dalam mikropengawal
(microcontroller).
Menghasilkan lakaran
reka bentuk litar
elektronik.
Menulis pengaturcaraan
mudah berdasarkan
penyambungan litar
input dan litar output.
Membina litar simulasi
yang berfungsi dengan
perisian khas.
Membuat
penyambungan litar
input dan litar output
kepada mikropengawal
(microcontroller).
Membuat pengujian dan
penilaian kefungsian
litar elektronik.
Mencadangkan
penambahbaikan ke
atas reka bentuk litar
elektronik.

37. 2.4.2 Menjelaskan bahagian-
bahagian yang terdapat dalam
mikropengawal (microcontroller).

38. Bahagian-bahagian asas….
DSKP

39. 1. Unit pemprosesan pusat
Central Processor Unit (CPU)
2. Port input/output
Input/Output port (I/O Port)
3. Ingatan capaian rawak
Random Access Memory (RAM)
4. Ingatan baca sahaja
Read Only Memory (ROM)
5. Pemasa/ Pembilang
(Timer/ Counter)
6. Penukar analog ke digital
Analog to Digital Converter (ADC)
7. Port Siri
Serial port
8. Penjana Jam
Clock Generator
DSKP

40. 1. Unit pemprosesan pusat
Central Processor Unit (CPU)
• CPU ialah otak dalam mikropengawal yang
menterjemah dan melaksanakan arahan dalam
perisian dengan melakukan asas aritmetik, logik,
kawalan dan operasi input/ output.
DSKP

41. 2. Port input/output
Input/Output port (I/O Port)
• Port input / output digunakan untuk menghubungkan
peranti-peranti input (cth: suis tekan dan penderia) dan
peranti-peranti output (cth: LED dan geganti) kepada
mikropengawal.
• Nota penting: Port input dan port output TIDAK
PERNAH DIASINGKAN DALAM mikropengawal. Port
yang sama boleh menerima masukan (input) dan
menghantar keluaran (output) bergantung dengan
konfigurasi yang telah ditetapkan. Oleh sebab itu, port
ini dipanggil
“Port input/output atau I/O Port” DSKP

42. 3. Ingatan capaian rawak
Random Access Memory (RAM)
• Kegunaan utama RAM adalah untuk menyimpan
maklumat-maklumat sementara yang sedang
digunakan oleh aplikasi-aplikasi yang sedang
berjalan.
• RAM hanyalah ingatan sementara dan akan
terpadam apabila komputer (mikropengawal)
ditutup.
DSKP

43. 4. Ingatan baca sahaja
Read Only Memory (ROM)
• ROM digunakan untuk menyimpan program/ data yang
bersifat kekal iaitu program/ data yang disimpan di
dalam ROM ini tidak mudah hilang atau berubah
walaupun mikropengawal dimatikan.
• Menyimpan data pada ROM tidak dapat dilakukan
dengan mudah, namun membaca data dari ROM dapat
dilakukan dengan mudah. Biasanya program/ data yang
ada dalam ROM ini diisi oleh pembangunnya.
• Oleh karena sifat ini, ROM biasa digunakan untuk
menyimpan firmware iaitu set arahan yang
diprogramkan ke atas mikropengawal. DSKP

44. 5. Pemasa/ Pembilang
(Timer/ Counter)
• Inilah salah satu fungsi berguna mikropengawal
menyediakan semua fungsi masa dan mengira di
dalam mikropengawal.
• Mikropengawal mungkin mempunyai lebih
daripada satu pemasa dan pembilang.
• Operasi utama: melaksanakan fungsi jam,
modulasi, penghasilan denyut, mengukur
kekerapan, membuat ayunan, dan lain-lain.
DSKP

45. 6. Penukar analog ke digital
Analog to Digital Converter (ADC)
• ADC digunakan untuk menukar isyarat analog
kepada bentuk digital.
• Isyarat input ke ADC hendaklah dalam bentuk
analog (Contoh: Output dari penderia) dan output
dari ADC ini hendaklah dalam bentuk digital.
DSKP

46. 7. Port Siri (Serial port)
• Port siri menyediakan komunikasi antara muka siri
(serial interface communication) antara
mikropengawal dan peranti lain.
• Contoh, komunikasi antara mikropengawal dan
komputer.
DSKP

47. 8. Penjana Jam (Clock Generator)
• Penjana jam adalah litar yang menghasilkan isyarat
masa (dikenali sebagai isyarat jam) untuk
digunakan dalam menyegerakkan (synchronizing)
operasi litar.
• Menyebabkan beroperasi pada masa atau kadar
yang sama.
DSKP

48. Menyatakan maksud
mikropengawal
(microcontroller) dan
Pemprosesmikro
(microprocessor).
Menjelaskan bahagian-
bahagian yang terdapat
dalam mikropengawal
(microcontroller).
Menghasilkan lakaran
reka bentuk litar
elektronik.
Menulis pengaturcaraan
mudah berdasarkan
penyambungan litar
input dan litar output.
Membina litar simulasi
yang berfungsi dengan
perisian khas.
Membuat
penyambungan litar
input dan litar output
kepada mikropengawal
(microcontroller).
Membuat pengujian dan
penilaian kefungsian
litar elektronik.
Mencadangkan
penambahbaikan ke
atas reka bentuk litar
elektronik.

49. Kuiz 1 (15 minit)
1. Berikan maksud mikropengawal (microcontroller)
dan pemprosesmikro (microprocessor).
2. Lukiskan gambaran blok mikropengawal dan
pemprosesmikro.
3. Namakan bahagian-bahagian yang terdapat
dalam mikropengawal serta jelaskan fungsi untuk
setiap bahagian tersebut.
UJI

50. Menyatakan maksud
mikropengawal
(microcontroller) dan
Pemprosesmikro
(microprocessor).
Menjelaskan bahagian-
bahagian yang terdapat
dalam mikropengawal
(microcontroller).
Menghasilkan lakaran
reka bentuk litar
elektronik.
Menulis pengaturcaraan
mudah berdasarkan
penyambungan litar
input dan litar output.
Membina litar simulasi
yang berfungsi dengan
perisian khas.
Membuat
penyambungan litar
input dan litar output
kepada mikropengawal
(microcontroller).
Membuat pengujian dan
penilaian kefungsian
litar elektronik.
Mencadangkan
penambahbaikan ke
atas reka bentuk litar
elektronik.
Kita akan
menggunakan PAPAN
mikropengawal
ARDUINO untuk
DSKP 2.4.3 – 2.4.8

51. PENGENALAN KEPADA ARDUINO

52. Apa itu Arduino?(www.arduino.cc)
• Arduino adalah platform elektronik sumber
terbuka (open source) berdasarkan perkakasan dan
perisian yang mudah digunakan. Ia bertujuan untuk
sesiapa sahaja yang membuat projek interaktif.
INFO

53. Kenapa guna teknologi Arduino?
✓ Harga mampu milik
✓ Boleh digunakan dalam: Windows, Macintosh
OSX, dan Linux.
✓ Persekitaran pengaturcaraan yang mudah dan
jelas
✓ Boleh menggunakan Bahasa Pengaturcaraan
berasaskan teks (text-based programming
language/ general purpose programming
language) dan visual (visual-based programming
language).
✓ Perisian sumber terbuka
✓ Perkakasan sumber terbuka
INFO

54. Info berkaitan Arduino
✓ Produk Arduino:
https://www.arduino.cc/en/Main/Products
✓ Perbandingan spesifikasi antara produk:
https://www.arduino.cc/en/Products/Compare
✓ Cara kenal papan Arduino tiruan yang
menggunakan logo dan nama “Arduino”
https://www.arduino.cc/en/Products/Counterfeit
INFO

55. Pengawal mentafsir persekitaran dengan menerima input daripada peranti
input/ penderia (sensor), seterusnya memproses isyarat input tersebut DAN
mengawal peranti output (actuator) dengan menghantar output yang
dikehendaki. Kawalan ini akan diterjemah dalam bentuk pengaturcaraan
(programming).
PENGAWAL
(CONTROLLER)
PAPAN ARDUINO
(MICROCONTROLLER
BOARD)
PERANTI INPUT/
PENDERIA
(SENSOR)
Sentuhan
LDR
Suis Tekan
GPS
PERANTI
OUTPUT
(ACTUATORS)
LED
Geganti
Pembaz
INPUT OUTPUT
Sistem?
Mengesan Proses Tindakan
INFO

56. Papan Serasi Arduino UNO
• Menggunakan Mikropengawal ATmega328P
• Ada kesemua ciri-ciri Arduino UNO
• 100% serasi dengan Arduino UNO
• Ada 2 perbezaan untuk mengurangkan kos:
• Mikropengawal ATMEGA328P-PU MCU(DIP) ditukar kepada versi SMD dikenali
sebagai ATMEGA328P-AU(QFP).
• ATmega16U2 digantikan dengan cip USB kepada siri (USB to serial chip) CH340.
Maka, wajib memasang (installing) CH340 driver ke dalam komputer.
INFO

57. Kenali Papan Serasi Arduino UNO
INFO

58. Spesifikasi Teknikal
INFO

59. Tugasan 1
1. Cari 5 contoh mikropengawal beserta nama
pengeluar.
2. Sediakan lukisan blok spesifik untuk bahagian-
bahagian dalam setiap contoh mikropengawal
tersebut.
3. Jelaskan 5 contoh produk yang menggunakan
mikropengawal.
4. Jelaskan 5 contoh projek yang menggunakan
teknologi Arduino. UJI

60. Pertemuan Pertama – 2 JAM
DSKP TOPIK MASA
- Pengenalan 20 min
2.4.1 Menyatakan maksud mikropengawal (microcontroller) dan
Pemprosesmikro (microprocessor)
25 min
2.4.2 Menjelaskan bahagian-bahagian yang terdapat dalam
mikropengawal (microcontroller).
30 min
- Kuiz 1: 2.4.1 & 2.4.2 15 min
- Pengenalan kepada Sistem, Papan Serasi Arduino UNO,
dsb.
30 min
- Tugasan 1 (Buat di Rumah) -
JUMLAH MASA 2 JAM

61. DSKP TOPIK MASA
- Permulaan dengan Arduino dan perisian-perisian lain
(Penerangan Umum beserta Rujukan)
40 min
2.4.3 Menghasilkan lakaran reka bentuk litar elektronik
(Projek 1)
40 min
- Kuiz 2: 2.4.3 40 min
- Tugasan 2 (Buat di Rumah) -
JUMLAH MASA 2 JAM
Pertemuan Kedua – 2 JAM

62. #BelajarSambilBeramal
Sumbanglah walaupun RM1 dalam usaha menyokong aktiviti kami
untuk menyebarkan ilmu kepada seramai yang mungkin ☺

63. TERIMA KASIH ☺
MOHON SEBARKAN ILMU INI ☺
+6011-51108741
engineering@drabot.com
facebook.com/drabot.robotics
www.drabot.com