Bab 1: Reka Bentuk Mekatronik

Penggunaan Alatan Tangan

• Alatan tangan terdiri dari pemotong (contoh: gergaji, pemotong dawai), pengepit (contoh: playar), pencungkil (contoh: pemutar skru), dan pengecit (contoh: spanar)
• Keselamatan dalam menggunakan alatan tangan: memakai pakaian perlindungan, menggunakan alatan yang sesuai, menyimpan alatan dengan baik

Asas Elektronik

• Komponen elektronik: resistor (menghadkan arus elektrik), Kapasitor (menyimpan cas elektrik), diode (mengalirkan arus dalam satu arah sahaja), transistor (digunakan sebagai penguat atau suis)
• Litar elektronik: litar siri (arus mengalir melalui satu laluan) dan litar selari (arus mengalir melalui lebih daripada satu laluan)

Asas Pemrograman

• Bahasa pengaturcaraan: Python, C++, Arduino; arahan ditulis dalam bentuk kod untuk mengawal peranti
• Algoritma dan carta alir: algoritma adalah langkah-langkah untuk menyelesaikan masalah, carta alir adalah representasi grafik bagi algoritma

Sistem Mekatronik

• Definisi: mekatronik adalah gabungan mekanikal, elektronik, kawalan, dan sistem komputer
• Komponen: sensor, aktuator, pengawal mikro, dan sistem komunikasi
• Contoh aplikasi: robotik, peralatan automasi rumah, sistem keselamatan

Projek Reka Bentuk Mekatronik

• Langkah-langkah projek: penyelidikan, reka bentuk, pembinaan, ujian dan penilaian, pembentangan

Aplikasi Teknologi

• Teknologi telah banyak membantu memudahkan kehidupan manusia.
• Rutin kehidupan manusia dipengaruhi oleh teknologi, sehingga menghasilkan produk yang bermanfaat bagi manusia.

Reka Bentuk Mekatronik

• Reka bentuk mekatronik adalah gabungan disiplin ilmu elektrik, mekanikal, elektronik, kawalan, dan pengaturcaraan untuk mencapai tujuan yang dikehendaki.
• Integrasi elemen mekatronik membolehkan produk mekatronik berfungsi secara automatik atau separa automatik.
• Contoh produk mekatronik: mesin fotokopi, lengan robotik, kipas siling automatik, dan peralatan lainnya.

Sejarah Perkembangan Revolusi Industri

• Revolusi Industri 1.0: penggunaan reka bentuk mekanikal untuk menggantikan tenaga manusia.
• Revolusi Industri 2.0: penemuan tenaga elektrik yang membolehkan produk dihasilkan dalam kuantiti yang lebih besar dan cepat.
• Revolusi Industri 4.0: kemajuan sistem industri yang berkembang dengan konsep cyberphysical.

Elemen Mekatronik

• Sistem elektrik: menggunakan arus elektrik sebagai sumber bekalan kuasa.
• Sistem mekanikal: gabungan komponen mekanikal yang berfungsi sebagai penghantar untuk memindahkan suatu sumber gerakan.
• Sistem elektronik: susunan dan sambungan fizikal komponen elektronik dalam suatu litar bagi menjalankan operasi sesuatu sistem.
• Sistem kawalan dan pengaturcaraan: kaedah kawalan sistem yang digunakan untuk mengurus, mengarah atau mengawal atur tindakan bagi memastikan reka bentuk mekatronik berfungsi secara automatik dengan sempurna.

Kawalan dan Pengaturcaraan

• Sistem kawalan: mengurus, mengarah atau mengawal atur tindakan bagi memastikan reka bentuk mekatronik berfungsi secara automatik dengan sempurna.
• Pengaturcaraan: proses untuk membangunkan atur cara komputer dengan menggunakan bahasa pengaturcaraan seperti Java, Python, Visual Basic, dan C++.### Mekatronik
• Mekatronik adalah gabungan dari beberapa disiplin ilmu seperti elektrik, mekanik, dan elektronik untuk menghasilkan sistem yang lebih baik dan efisien.
• Contoh produk mekatronik yang sering kita temui dalam kehidupan sehari-hari adalah kereta kawalan jauh, pintu gelangsar automatik, dan mesin basuh automatik.

Fungsi Elemen Mekatronik

• Elemen mekatronik pada kereta kawalan jauh terdiri dari sistem mekanikal, sistem elektronik, dan sistem elektrik.
• Fungsi elemen mekatronik pada pintu gelangsar automatik terdiri dari sistem mekanikal, sistem elektronik, dan sistem elektrik.
• Fungsi elemen mekatronik pada mesin basuh automatik terdiri dari sistem mekanikal, sistem elektronik, dan sistem elektrik.

Gambar Rajah Blok

• Gambar rajah blok adalah lukisan yang mewakili litar atau elemen yang dilukis dalam bentuk blok.
• Tanda anak panah digunakan untuk menunjukkan urutan blok dan dilabelkan mengikut fungsi, nama elemen atau litar yang terlibat.
• Gambar rajah blok dapat membantu meningkatkan pemahaman tentang fungsi elemen mekatronik pada produk mekatronik.

Contoh Produk Mekatronik

• Kereta kawalan jauh: menggunakan sistem kawalan jauh untuk menggerakkan roda dan mengawal halaju motor.
• Pintu gelangsar automatik: menggunakan penderia gerakan untuk mengesan sebarang pergerakan dan menggerakkan motor AT untuk membuka dan menutup pintu.
• Mesin basuh automatik: menggunakan penderia untuk mengesan kuantiti air dan menggerakkan motor AU untuk menggerakkan dram.

Menghasilkan Lakaran Bahagian Reka Bentuk Produk

• Kereta kawalan jauh dapat ditingkatkan dengan menambahkan kawalan kelajuan dan lampu untuk meningkatkan keselamatan dan efisiensi.
• Analisis fungsi dapat membantu mengenal pasti masalah yang terdapat pada produk mekatronik dan menyelesaikan masalah tersebut dengan menggunakan kaedah penyelesaian inventif.### Bab 1: Aplikasi Teknologi

Model Fungsi Kereta Kawalan Jauh

• Kereta kawalan jauh tidak memiliki fungsi tambahan untuk menghindari tabrakan dengan halangan.
• Kereta kawalan jauh tidak memiliki lampu untuk penerangan ketika berada di kawasan yang gelap.

Masalah Kereta Kawalan Jauh

• Kereta kawalan jauh rusak ketika berlanggar dengan halangan.
• Kereta kawalan jauh sulit dikawal ketika berada di kawasan yang gelap.
• Gerak balas pengendali adalah perlahan untuk menghentikan kereta kawalan jauh yang bergerak cepat sebelum perlanggaran.
• Tidak ada gerak balas yang cukup untuk menghentikan kereta kawalan jauh yang bergerak cepat untuk menghindari perlanggaran.

Batasan Kereta Kawalan Jauh

• Penerangan di kawasan gelap dan gerak balas yang perlahan untuk menghentikan kereta kawalan jauh untuk menghindari perlanggaran dengan halangan.

Kaedah Penyelesaian Masalah Inventif

• Menggunakan kaedah pemisahan masa untuk menyelesaikan masalah pencahayaan dan gerak balas yang perlahan.
• Konsep prinsip inventif yang dipilih adalah tindakan awal (preliminary action).
• Tindakan awal membolehkan sistem kereta kawalan jauh untuk mengesan tahap pencahayaan dan menghidupkan lampu dengan kawalan dari mikropengawal.

Gambar Rajah Blok Bahagian Kereta Kawalan Jauh

• Input: Panel kawalan tanpa wayar, Pemacu motor, Roda berputar, Motor AT.
• Proses: Pemacu motor, Mikropengawal, Penderia inframerah, Pembaz, Lampu LED.
• Output: Kereta kawalan jauh yang dikawal.

Lakaran Perkembangan Idea

• Lakaran idea 1: Menambah penderia inframerah pada bahagian hadapan kereta kawalan jauh.
• Lakaran idea 2: Menambah penderia inframerah dan pembaz pada bahagian atas bumbung kereta kawalan jauh.
• Lakaran idea 3: Menambah penderia inframerah, LDR, dan lampu LED pada bahagian hadapan kereta kawalan jauh.

Lakaran 3D Bermaklumat

• Lakaran 3D bermaklumat yang dipilih adalah lakaran idea 3.
• Kriteria pemilihan lakaran adalah menarik perhatian pengguna, warna seimbang dan sesuai, bentuk mudah dihasilkan, memiliki nilai estetika, dan maklumat lakaran lengkap.

Membuat Penambahbaikan kepada Produk

• Membuat penambahbaikan kepada produk berdasarkan lakaran perkembangan idea yang telah dihasilkan.
• Justifikasi terhadap idea, bahan, dan teknologi yang dipilih perlu dilakukan untuk menentukan sama ada menghasilkan produk berfungsi sebahagian atau produk berfungsi sepenuhnya.

Langkah-Langkah Proses Penambahbaikan

• Membuat lakaran reka bentuk yang dihasilkan dan mengambil kira elemen dan prinsip reka bentuk.
• Memilih bahan yang sesuai dan memasang komponen.
• Membuat pengaturcaraan dan memuat naik kepada papan litar elektronik mikropengawal.
• Membina dan memasang komponen penderia inframerah, pembaz, LDR, dan lampu LED.
• Membuat kemasan yang berfungsi untuk menambah daya tarikan terhadap reka bentuk produk yang dihasilkan.
• Produk akhir adalah kereta kawalan jauh yang telah diubah suai.