COVER
Meneroka STEM & Pengekodan dengan Kit RBT Tahun 5 Ditulis oleh Abd Rahim bin Kasiman Cheryl Ng Disemak oleh Idris Zainal Abidin Ilustrasi oleh Suhana Oazmi Abd Rahim bin Kasiman Feb 2022 (v1.0) Diterbitkan oleh
Hak cipta @ 2022 Cytron Technologies Hak cipta terpelihara. Diterbitkan oleh Cytron Technologies Sdn Bhd No 1, Lorong Industri Impian 1, Taman Industri Impian, 14000 Bukit Mertajam, Pulau Pinang, Malaysia. Tel: +604-5480668 Dapatkan kit dari
Isi Kandungan Kandungan dalam kotak Jom pasang! Asas 1 : LED Asas 2 : Butang Tekan Asas 3 : Pembaz Asas 4 : Motor Servo Projek 1 : Pagar Keselamatan Projek 2 : Lintasan Pelican Projek 3 : Pemasa 5 minit Projek 4 : Siapa Cepat? Projek 5 : Metronom Mekanikal 01 02 09 28 39 51 60 65 71 85 98
Kandungan dalam Kotak 1 x Maker UNO+ Wayar USB Micro B 10 x Wayar jenis male - female 10 x Wayar jenis male - male 1 x Papan Reka 1 x Modul Lampu Isyarat 1 x Suis Tekan 1 x Servo Motor 1 x Wayar sambungan Servo 6 x Perintang 330Ω 1 x Buku Panduan Kit RBT 2 x LED Merah 2 x LED Kuning 2 x LED Hijau 8 x Rivet Plastik 1
Jom Pasang Perkakasan! Imbas untuk tonton video demo pemasangan
1 Ceraikan semua bahagian yang telah dipotong dari kotak. 2 Lekat stiker label pada kepala pin (pin header) Maker UNO seperti yang ditunjukkan. Jom Pasang! 3
3 Posisikan papan Maker UNO di dalam kotak seperti yang ditunjukkan (sila rujuk lubang pada kotak untuk penjajaran). 4 Masukkan rivet dari luar kotak dan tekan dengan kuat untuk memasang papan Maker UNO pada kotak. Jom Pasang! 4
5 Masukkan suis tekan melalui lubang pada bahagian atas kotak. Tolak sehingga ia terpasang di tempatnya. 6 Pasangkan wayar merah pada pin 2 dan wayar hitam pada pin GND pada papan Maker UNO. Jom Pasang! Warna Wayar Suis Tekan Hitam Merah Pin Maker UNO GND 2 5
7 Masukkan motor servo melalui lubang pada bahagian atas kotak. Tolak sehingga ia terpasang di tempatnya. 8 Sambungkan wayar sambungan servo pada terminal wayar motor servo. 9 Pasangkan wayar putih ke pin 9, wayar merah ke pin kuasa 5V dan wayar hitam ke pin GND pada papan Maker UNO. Jom Pasang! Wayar Servo Motor Jingga Merah Coklat Wayar Sambungan Servo Putih Merah Hitam Pin Maker UNO 9 5V GND 6
10 Ceraikan 4 wayar dan pasangkan pada pin modul lampu isyarat seperti yang ditunjukkan. 11 Posisikan modul lampu isyarat dan masukkan wayar melalui lubang pada bahagian atas kotak. 12 Masukkan rivet dari bahagian dalam kotak dan tekan dengan kuat untuk memasang modul lampu isyarat pada kotak. Jom Pasang! Pin pada Modul Lampu Isyarat GND R Y G Wayar Jenis Male to Female Hitam Merah Kuning Hijau 7
13 Pasangkan wayar hitam pada pin GND, wayar merah pada pin 13, wayar kuning pada pin 12 dan wayar hijau pada pin 11 pada papan Maker UNO. 14 Lekatkan palang yang telah diceraikan dari kotak pada lengan motor servo. 15 Pasangkan pada motor servo. Tadaa... anda telah berjaya menghasilkan sambungan perkakasan. Jom Pasang! Wayar Jenis Male to Female Hitam Merah Kuning Hijau Pin Maker UNO GND 13 12 11 8
Asas 1: (LED)
Asas 1: LED Perisian (Software) Maker UNO boleh diaturcara menggunakan pelbagai platform seperti Arduino IDE, ArduBlock, mBlock dan lain-lain. Bagi Modul Kit RBT Tahun 5, kita akan menggunakan perisian mBlock. mBlock ialah alat perisian pengaturcaraan STEAM yang direka untuk pengaturcaraan bagi kanak-kanak. Ia dibangunkan berdasarkan kod Scratch 3.0 dan Arduino. Ia menyokong bahasa pengaturcaraan berasaskan blok dan teks. 10 Asas 1: LED
1 2 Asas 1: LED Instalasi mBlock dan tetapan Kit RBT Tahun 5 Buka pelayar internet dan taip pautan bagi Muat turun 'mBlock PC version' dan buat instalasi pada komputer anda. Setelah selesai instalasi, buka perisian mBlock. 11
JOM Kenali Fitur Antara Muka mBlock dahulu Koleksi Peranti Klik ikon [ + ] untuk tambah peranti lain. Sambungan ke Peranti Klik [ Connect ] untuk membuat sambungan dan klik [ Upload ] untuk memuat naik atur cara. Ruang Kerja Tarik dan susun blok-blok untuk membentuk pengaturcaraan yang lengkap di ruangan ini. Asas 1: LED Kategori Blok Dapatkan blok yang diperlukan dari sini. 12
Asas 1: LED Antara Muka mBlock dan arahan blok diagram Blok diagram diwakili oleh kategori mengikut warna. Contohnya, blok diagram berwarna biru mewakili fungsi pada papan Maker UNO, manakala warna hijau mewakili keputusan logik. 13
3 Asas 1: LED Menambah Peranti Kit RBT Tahun 5 pada mBlock Pada tab Devices, klik butang ' ' bagi menambah modul Kit RBT tahun 5. 14
4 5 6 Asas 1: LED Menambah Peranti Kit RBT Tahun 5 pada mBlock Tetingkap bagi 'Device Library' akan muncul, cari modul 'RBT Tahun 5'. Klik tanda ' ' bagi memuat turun modul tersebut. Klik tanda ' ' untuk menetapkan peranti yang selalu digunakan. Klik OK. 15
Asas 1: LED Perkakasan LED LED (Light Emitting Diode) atau diod pemancar cahaya adalah komponen elektronik yang akan memancarkan cahaya sekiranya LED diberi sumber bekalan kuasa. Kebiasaannya, pengujian kerlipan LED digunakan untuk memeriksa sama ada papan mikro pengawal berfungsi dengan baik. Anod Katod Modul Lampu Isyarat LED Merah 5mm 16
Warna Wayar Hitam Merah Kuning Hijau Asas 1: LED Pin Maker UNO GND 13 12 11 Pendawaian LED PSEUDOKOD MULA ON LED merah TUNGGU 1 saat OFF LED merah TUNGGU 1 saat TAMAT Struktur Kawalan Jujukan Kita akan mengaturcara mengikut pseudokod di atas. CARTA ALIR 17
Pengaturcaraan bagi LED 1 Klik ikon [RBT Tahun 5] di Tab Devices. 1 2 Klik kategori [Events] dan seret keluar blok ke ruang aturcara. 18 1 2 3 Asas 1: LED
Pengaturcaraan bagi LED 3 Klik kategori [Pins] dan seret keluar blok ke ruang aturcara. 4 Klik kategori [Control] dan seret keluar blok ke ruang aturcara. 19 1 1 2 2 3 3 Asas 1: LED
Pengaturcaraan bagi LED 5 Klik KANAN pada blok [turn (ON) LED as pin (13)] untuk mengeluarkan menu. 1 Pilih 'Duplicate' dan susun blok terhasil seperti pada gambarajah disebelah. Ubah status dari ON kepada OFF seperti dalam gambarajah. TAHNIAH! Anda telah berjaya menulis aturcara bagi kerlipan LED. Namun begitu, aturcara MESTI dimuat naik untuk melihat hasilnya pada Maker UNO. Mari teruskan langkah seterusnya dengan memuat naik aturcara kepoda Maker UNO. Asas 1: LED 2 20
Memuat naik aturcara LED 6 Sambungkan perkakasan ke komputer menggunakan wayar USB dibekalkan. 7 Pada tab Devices, klik . 21 1 Asas 1: LED
Memuat naik aturcara LED 8 Tetingkap bagi USB akan muncul. Pilih nombor [Com] yang betul mengikut perkakasan yang disambung. Klik [Connect] setelah selesai memilih. 9 Pada tab Devices, akan muncul butang . Klik butang itu untuk memuat naik aturcara. 22 1 1 Asas 1: LED
Asas 1: LED Asas Rekabentuk Pengaturcaraan Wow! Anda telah berjaya memuat naik aturcara pertama anda. Tetapi LED tersebut hanya membuat 1 kerlipan sahaja. Di dalam buku teks anda, ini dikenali sebagai struktur kawalan jujukan dimana ianya melakukan arahan tersebut untuk sekali sahaja. Seterusnya, mari kita membuat kerlipan LED secara berulangan. Untuk itu, kita perlu menambah satu arahan pada aturcara untuk menukar struktur kawalan jujukan kepada struktur kawalan ulangan. CARTA ALIR Struktur Kawalan Ulangan 23
Struktur Kawalan Ulangan 10 Klik kategori [Control] dan pilih blok 2 1 . Letakkan blok itu di bawah blok [When Maker UNO starts up]. 11 Pastikan aturcara sebelum ini berada di dalam blok [forever]. Klik [Upload] dan buat pemerhatian pada kerlipan LED. 24 3 Asas 1: LED
Asas 1: LED Menyimpan dan Membuka Fail Baru Sebelum menulis aturcara yang baru, amalan yang baik adalah untuk menyimpan dahulu aturcara sebelum ini supaya mudah untuk dirujuk pada masa akan datang. Pembelajaran seterusnya adalah untuk menyimpan dan kaedah untuk membuka fail baru untuk aturcara seterusnya. 25
Menyimpan dan Membuka Fail Baru 12 Klik [File] pada bar menu dan pilih [Save to your computer]. 13 Pilih lokasi yang sesuai untuk menyimpan fail dan taipkan nama projek di ruangan "File name". Setelah itu, klik [Save]. 2 26 1 2 1 3 Asas 1: LED
Pin 13 Pin 12 Pin 11 Asas 1: LED 5 saat CABARAN LED! 5 saat Bolehkah anda membuat aturcara bagi jujukan di atas menggunakan Struktur Kawalan Ulangan? 1 2 saat 27
Asas 2: Butang Tekan Asas 2: Butang Tekan 32
Asas 2: Butang Tekan Tahukah anda bahawa papan Maker UNO mempunyai butang tekan yang telah diwayarkan kepada pin 2? Oleh kerana Maker UNO akan berada didalam kotak Kit RBT, maka butang tekan pada Maker UNO tidak boleh diakses dan memerlukan pendawaian luaran. Asas 2: Butang Tekan 29
Asas 2: Butang Tekan Perkakasan Butang Tekan Perkakasan yang akan digunakan adalah butang tekan jenis 2 pin. Ia memberikan isyarat digital kepada Maker UNO. Warna Wayar Pin Maker UNO Hitam GND Merah 2 30 Asas 2: Butang Tekan
Pengaturcaraan bagi Butang Tekan 1 Klik kategori [Events] dan seret keluar 1 blok ke ruang aturcara. 2 1 Klik kategori [Pin] dan seret keluar blok ke ruang aturcara. 31 2 2 3 3 Asas 2: Butang Tekan
Pengaturcaraan bagi Butang Tekan 3 Klik kategori [Control] dan seret keluar 1 blok ke ruang aturcara. Tukar bilangan saat kepada tiga (3). 4 Klik kategori [Pin] dan seret keluar blok ke ruang aturcara. TUKAR arahan dari ON kepada OFF. 32 2 3 Asas 2: Butang Tekan
Pengaturcaraan bagi Butang Tekan 5 Muat naik aturcara anda ke Maker UNO dengan menekan butang . 1 Buat pemerhatian terhadap lampu LED sewaktu butang tekan diaktifkan. Tahniah, anda telah berjaya mengaturcara butang tekan untuk menyalakan lampu dan menarik perhatian rakan sekeliling anda. Namun begitu, orang di sekeliling tidak tahu bahawa Kit RBT tersebut berada dalam keadaan bersedia. Bolehkah anda mengaturcara lampu berkelip dengan selang masa 0.1 saat pada sambungan LED Hijau sekiranya butang tekan tidak aktif? 33 Asas 2: Butang Tekan
Asas 2: Butang Tekan Asas Rekabentuk Pengaturcaraan Bagi menjawab persoalan di halaman sebelum ini, pelajar perlu membuat keputusan sekiranya butang ditekan, apakah yang akan berlaku pada sistem. Di dalam buku teks anda, ini dikenali sebagai struktur kawalan pilihan dimana ianya akan melaksanakan arahan mengikut pilihan daripada syarat. JOM kita mengaturcara struktur kawalan pilihan dengan menggunakan arahan 'IF'. 34
Asas 2: Butang Tekan Carta alir Struktur Kawalan Pilihan CARTA ALIR Ya Tidak Syarat dalam bentuk soalan 'ya' atau 'tidak'. 35
1 3 36 Pengaturcaraan bagi Struktur Kawalan Pilihan 2 4 Asas 2: Butang Tekan
5 37 Pengaturcaraan bagi Struktur Kawalan Pilihan Sekiranya butang ditekan, LED merah akan menyala selama 3 saat kemudian padam. Sekiranya butang tidak ditekan, maka LED hijau akan berkelip dengan selang masa 0.1 saat. Asas 2: Butang Tekan
CABARAN BUTANG TEKAN! 3 saat 0.1 saat 0.1 saat Ya Tidak Butang tekan diaktifkan? Asas 2: Butang Tekan 0.1 saat 38
Asas 3: Pembaz
Asas 3: Pembaz Perkakasan Pembaz Perkakasan yang akan digunakan adalah pembaz piezoelektrik. Ia memerlukan denyutan dengan frekuensi tertentu untuk menghasilkan bunyi. Pembaz yang digunakan telah terbina dalam maker UNO disambung ke pin 8. Suis untuk ON/OFF pembaz Pembaz 40 Asas 3: Pembaz
Pengaturcaraan bagi Lagu 1 Klik kategori [Events] dan seret keluar blok ke ruang aturcara. 2 Klik kategori [Pin] dan seret keluar blok ke ruang aturcara. 41 1 1 2 2 3 3 Asas 3: Pembaz
Asas 3: Pembaz Penerangan Anda boleh mengaturcara Maker UNO untuk memainkan lagu. Namun begitu, anda perlu mengaturcara mengikut setiap nota muzik bagi lagu itu. Semakin tinggi kedudukan nota muzik pada staf muzik, semakin tinggi nada yang dimainkan. Nota muzik Pin Detik 42
Pengaturcaraan bagi Lagu 3 Keluarkan blok muzik sebanyak 6 unit lagi dan pilih nota muzik dan detik mengikut gambarajah di sebelah. 4 Muat naik aturcara dan tekan suis bagi memainkan muzik pada Maker UNO anda. 43 1 Asas 3: Pembaz
Asas 3: Pembaz Menulis Nota Muzik mengikut Jadual Tahniah! Anda telah berjaya mengaturcara Maker UNO untuk memainkan lagu. Adakah anda kenal akan lagu yang diaturcara tadi? Ya betul, lagu yang diaturcara adalah Twinkle-twinkle Little Star. Tetapi, lagu yang dimainkan adalah sebahagian sahaja. Mari kita aturcara lagu tersebut sehingga lengkap. Pelajar-pelajar boleh mengikuti jadual lagu disebelah untuk melengkapkan lagu Twinkle-twinkle Litle Star. 44
45 Menulis Nota Muzik mengikut Jadual Twinkle-twinkle Little Star Nota C4 C4 G4 G4 A4 Detik 1 1 1 1 1 Nota F4 F4 E4 E4 D4 Detik 1 1 1 1 1 Nota G4 G4 F4 F4 E4 Detik 1 1 1 1 1 Nota G4 G4 F4 F4 E4 Detik 1 1 1 1 1 Nota C4 C4 G4 G4 A4 Detik 1 1 1 1 1 Nota F4 F4 E4 E4 D4 Detik 1 1 1 1 1 A4 1 D4 1 E4 1 E4 1 A4 1 D4 1 G4 2 C4 2 D4 2 D4 2 G4 2 C4 2 Ulangan a m a g s n a p y a k g n a R g n ula r e b Asas 3: Pembaz
Pengaturcaraan bagi Lagu 5 Salin aturcara disebelah mengikut blok bagi nota muzik dan detik tertentu. Kita telah selesaikan 2 rangkap bagi lagu Twinkle-twinkle Little Star. Mari kita sambung kepada rangkap ke-3 menggunakan Blok REPEAT kerana ianya akan diulang sebanyak 2 kali dalam lagu tersebut. 46 Asas 3: Pembaz
Pengaturcaraan bagi Lagu 6 Klik kategori [Control] dan pilih [repeat]. Ubah nilai repeat kepada 2 kali. Salin aturcara bagi rangkap ke-3 nota muzik mengikut detik tertentu. 1 47 2 Asas 3: Pembaz
Pengaturcaraan bagi Lagu 7 Setelah itu, salin semula bagi rangkap ke-5 dan ke-6. Rangkap ke-5 dan ke-6 mempunyai nota muzik yang sama dengan rangkap 1 dan 2. Pengguna boleh menggunakan teknik 'duplicate' bagi mencepatkan proses menyalin nota muzik. 48 Asas 3: Pembaz
Pengaturcaraan bagi Lagu 8 Muat turun aturcara dan tekan suis untuk mendengar muzik penuh bagi lagu Twinkle-twinkle Little Star. 49 1 Asas 3: Pembaz
x x x 2 2 2 x g g g 2 n n n g a a a n a l l l U U U l U CABARAN MUZIK! Pernahkah anda mendengar lagu 'Are You Sleeping' sewaktu di pra sekolah? Mari kita aturcara Maker UNO bagi memainkan lagu tersebut mengikut not-not yang diberi. Nota C4 D4 E4 C4 Detik 1/2 1/2 1/2 1/2 Tunggu 0.1s Nota E4 F4 G4 Tunggu 0.1s Detik 1/2 1/2 1/2 Nota G4 A4 G4 F4 E4 C4 Detik 1/4 1/4 1/4 1/4 1/2 1/2 Nota C4 A3 C4 Tunggu 0.1s Detik 1/2 1/2 1/2 50 Asas 3: Pembaz
Asas 4: Motor Servo Safe Area 55
Asas 4: Motor Servo Perkakasan Motor Servo Perkakasan yang akan digunakan adalah motor servo RC. Motor servo digunakan untuk menggerakkan aci pada satu sudut yang tepat dalam julat 180°. Warna Wayar Pin Maker UNO Putih 9 Merah 5V Hitam GND 52 Asas 4: Motor Servo
Penentukuran bagi Motor Servo Kebiasaannya, motor servo yang baru, tidak dipasang dengan servo horn. Oleh itu, pengguna perlu membuat penentukuran bagi mendapatkan sudut yang tepat sebelum memasang servo horn pada servo motor. Cara untuk membuat penentukuran adalah seperti berikut: 1 Tulis aturcara blok diagram di bawah untuk mendapatkan sudut 90° dan muat naik pada Maker UNO anda. 2 Pasang servo horn anda selari dengan servo motor seperti dalam gambarajah. Skru servo horn jika perlu. Servo horn 53 Kedudukan servo horn 90° Asas 4: Motor Servo
Pengaturcaraan bagi Motor Servo Bagi mengawal pergerakan servo motor, pengguna hanya perlu menyatakan nilai sudut yang perlu digerakkan dalam aturcara mBlock. Arah servo horn 180° 90° 0° Struktur Kawalan Pilihan Aturcara di atas adalah dalam struktur kawalan pilihan dimana sekiranya butang tekan diaktifkan, motor servo akan bergerak mengikut sudut yang telah ditentukan seperti dalam gambarajah. 54 CARTA ALIR Asas 4: Motor Servo
Pengaturcaraan bagi Motor Servo Aturcara sebelum ini HANYA meletakkan nilai pada arahan blok servo. MARI kita bina struktur kawalan ulangan melibatkan sudut servo. Servo akan bergerak dari 0° ke 180° dan kembali semula ke 0°. Ini dikenali sebagai "servo sweep". 1 Nilai 0 yang dimasukkan adalah nilai tetap. Kita perlu mengubah nilai tersebut tanpa melibatkan bantuan insani. Oleh itu, penggunaan pembolehubah (variable) akan Bina blok diagram di atas dan muat diperkenalkan dalam pengaturcaraan. turun ke Maker UNO untuk menguji kefungsian. Elakkan memusing servo horn motor menggunakan tangan kerana ianya boleh merosakkan motor tersebut. 55 Asas 4: Motor Servo
Pengaturcaraan bagi Motor Servo 2 2 Pada kategori [Variables], klik kotak [Make a Variable]. 1 3 Satu paparan akan muncul. Taipkan nama pembolehubah yang sesuai dan klik OK. 56 Asas 4: Motor Servo
Pengaturcaraan bagi Motor Servo 4 2 Kini, anda sudah mempunyai blok yang berwarna oren bagi mewakili sebarang penggunaan pembolehubah. 1 Bina blok diagram disebelah. Pembolehubah 'sudut' diperkenalkan dengan nilai awalan 0. Jika butang 5 tekan diaktifkan, servo akan bergerak pada nilai terkini 'sudut' iaitu 0 dan nilai itu ditambah dengan 1 menjadikan nilai 'sudut' terkini adalah 1. Nilai 'sudut' akan sentiasa ditambah sehingga 180 kali 57 kerana menggunakan arahan repeat 180. Asas 4: Motor Servo
6 58 Pengaturcaraan bagi Motor Servo Aturcara dibawah menggerakkan servo dari 0° → 180° → 0° dengan selang masa 0.05 saat. Servo bergerak dari 0° → 180° dengan nilai tambahan 1 bagi setiap 0.05 saat Servo bergerak dari 180° → 0° dengan nilai tambahan -1 bagi setiap 0.05 saat Asas 4: Motor Servo
Asas 4: Motor Servo CABARAN SERVO! Baca dan fahamkan carta alir di bawah. Cuba program Maker UNO anda untuk menggerakkan servo apabila butang ditekan. Jika butang tidak ditekan, LED merah akan berkelip menunjukkan sistem sedang aktif. CARTA ALIR MULA Servo pusing ke 0° Butang ditekan? Ya Servo pusing ke 90° Tidak TUNGGU 1 saat LED merah berkelip dengan selang masa 0.1 saat Servo pusing ke 0° TUNGGU 1 saat
Projek 1: Pagar Keselamatan TAHNIAH! Anda telah berjaya menyelesaikan Asas 1 sehingga Asas 4. Kini, anda telah bersedia untuk membina Projek 1 sehingga Projek 5 dengan panduan dari buku ini. MARI kita mulakan untuk membina aturcara bagi Projek 1 iaitu Pagar Keselamatan. Sila ikuti carta alir yang mempunyai struktur pilihan dan struktur ulangan di slaid seterusnya. 61
Projek 1: Pagar Keselamatan adalah berasaskan kepada kawalan servo bagi menghalang orang luar dari memasuki halaman rumah. Pengguna di dalam rumah akan menekan butang bagi membolehkan tetamu yang dikenali untuk masuk ke kawasan halaman rumah. CARTA ALIR Projek 1: Pagar Keselamatan
Memeriksa reaksi butang sekiranya tidak ditekan 1 2 Sediakan template struktur kawalan ulangan dan pilihan sekiranya butang tekan diaktifkan. Sekiranya butang tidak ditekan, LED merah ON dan LED hijau OFF. Pagar dalam kedudukan menghalang. Projek 1: Pagar Keselamatan 63
Memeriksa reaksi butang sekiranya ditekan 3 Sekiranya butang tekan diaktifkan, LED merah akan OFF manakala LED hijau akan ON. Ada indikatif pembaz dan pagar akan dibuka selama 3 saat. Setelah itu, pagar akan berada dalam kedudukan menghalang. 64 Projek 1: Pagar Keselamatan
N L O A N T G T I S U R B O F H T S I A U W P Wow! Anda telah berjaya untuk sampai ke Projek 2. Projek 2: Lintasan Pelican merupakan lintasan pada lampu isyarat bagi pejalan kaki dimana mereka perlu menekan butang untuk melintasi jalan tersebut. Gambar Lintasan Pelican: (Sumber: Puffins, Pelicans, and Toucans) 66 Projek 2: Lintasan Pelican
Projek 2: Lintasan Pelican Carta Alir Projek 2: Lintasan Pelican Daripada carta alir disebelah, didapati bahawa kesemua struktur yang dipelajari dalam RBT T5 digunakan iaitu: Struktur Kawalan Jujukan Struktur Kawalan Ulangan Struktur Kawalan Pilihan Ketiga-tiga struktur tersebut biasa digunakan dalam pembinaan aturcara. 67
Projek 2: Lintasan Pelican Memeriksa reaksi butang tekan Aturcara sentiasa memberi arahan untuk menghidupkan LED hijau supaya kereta bergerak sentiasa sekiranya butang tidak ditekan oleh pejalan kaki. UPLOAD DAN UJI Sekiranya butang ditekan, LED hijau akan padam dan LED kuning akan hidup untuk memaklumkan pemandu supaya bersedia untuk berhenti dalam masa 3 saat. UPLOAD DAN UJI 68
Menambah jujukan bagi LED Aturcara akan mengulangi untuk jujukan LED merah bagi tempoh masa 5 saat. Setelah itu, LED merah akan padam dan blok arahan ulangan bersyarat bagi 5 kali disediakan untuk kerlipan LED kuning. UPLOAD DAN UJI Tahukah anda bahawa nama lintasan Pelican adalah berasal dari nama Pelicon bermaksud 'Pedestrian Light Controlled'. Projek 2: Lintasan Pelican 69
Projek 2: Lintasan Pelican Membuat ulangan bagi LED kuning LED kuning akan berkelip dengan selang masa 1 saat. Jika ingin menambah kesan bunyi sewaktu LED kuning menyala, anda boleh melakukannya sewaktu LED kuning sedang menyala seperti dibawah. UPLOAD DAN UJI 70
Tahniah kerana berjaya menyiapkan dua projek dalam buku ini. Projek seterusnya adalah Projek 3: Pemasa 5 minit. Projek ini akan mengukur masa dengan menggunakan pergerakan servo sebagai ukuran saat dan nyalaan LED sebagai ukuran minit bagi maksimum 5 minit. Jom kita bina projek Pemasa 5 minit ini... Gambar Pemasa Analog: (Sumber: 60-Minute Analog Timer) Gambar Pemasa Digital: (Sumber: / Sunnex Digital Kitchen Timer) Projek 3: Pemasa 5 Minit 72
Konsep Asas Projek Pemasa 5 Minit 1. Dalam Asas 4: Jom Pusing-pusing, anda telah mempelajari tentang pergerakan servo. Ianya mampu bergerak dalam julat 180°. 2. Sekiranya julat tersebut ingin diwakili oleh nilai 60 saat, maka kita perlu mengira sudut yang perlu digerakkan bagi mewakili 1 saat iaitu: Sudut bagi 1 saat = 180° = 3°/saat 60s 3. Oleh itu, kita perlu menggerakkan sudut servo 3° sebanyak 60 kali mewakili nilai 1 minit. Jom kita bina aturcara berdasarkan kepada spesifikasi ini dahulu. Projek 3: Pemasa 5 Minit 73
Projek 3: Pemasa 5 Minit Carta Alir Projek 3: Pemasa 5 Minit Daripada carta alir disebelah, didapati bahawa kesemua struktur yang dipelajari dalam RBT T5 digunakan iaitu: Struktur Kawalan Jujukan Struktur Kawalan Ulangan Struktur Kawalan Pilihan 74
Projek 3: Pemasa 5 Minit Membuat tetapan awal servo dan LED Aturcara sentiasa memeriksa sekiranya butang ditekan. Membuat tetapan awal kedudukan servo pada 0° dan memberikan tempoh masa 1 saat untuk mencapai posisi itu. Menghidupkan LED merah untuk menyatakan sistem dalam keadaan sedia. UPLOAD DAN UJI 75
Projek 3: Pemasa 5 Minit Menguji reaksi butang tekan Menyediakan pembolehubah 'sudut' mewakili sudut semasa dengan nilai awal 0. Menyediakan pembolehubah 'sudut/saat' dengan nilai awalan 3.' Ini adalah nilai tetap bagi 3°/saat. (180° / 60 saat = 3°/saat) Sekiranya butang ditekan, maka LED merah akan padam dan aturcara akan sentiasa berada dalam keadaan loop sentiasa. UPLOAD DAN UJI 76
Projek 3: Pemasa 5 Minit Membuat servo sweep Aturcara akan sentiasa melakukan ulangan sebanyak 60 kali mewakili 60 saat. Isi kandungan ulangan itu adalah: Menggerakkan servo kepada nilai semasa sudut. Menunggu 1 saat. Menambah nilai semasa sudut kepada 3. Membunyikan nota D4 pada detik 1/16. Setelah selesai ulangan 60 kali, nilai pembolehubah sudut/saat akan diubah dari 3 menjadi -3. Aturcara akan mengulangi dengan menggunakan nilai sudut/masa yang baru. Setiap kali selesai 60 ulangan, nilai pembolehubah sudut/masa akan disongsangkan. UPLOAD DAN UJI 77
Cadangan paparan visual LED 4. Setelah servo mencapai nilai 180°, kita perlu membuat paparan bagi minit. Cadangan paparan bagi minit dengan menggunakan 3 LED adalah seperti di bawah: 1 minit 2 minit 3 minit 4 minit 5 minit 5. Paparan maksimum yang boleh dibuat oleh 3 LED adalah 5 minit sahaja. Jom sambung aturcara untuk membuat paparan minit menggunakan LED. Projek 3: Pemasa 5 Minit 78
Projek 3: Pemasa 5 Minit Memeriksa nilai pembolehubah minit Menyediakan pembolehubah minit dengan nilai awalan 0. Menambah nilai minit setiap kali selesai ulangan 60. Memeriksa nilai pembolehubah minit. Jika: Nilai minit = 1, hidupkan LED merah UPLOAD DAN UJI 79
Projek 3: Pemasa 5 Minit Memeriksa nilai pembolehubah minit Menyediakan pembolehubah minit dengan nilai awalan 0. Memeriksa nilai pembolehubah minit. Jika: Nilai minit = 1, hidupkan LED merah Nilai minit = 2, hidupkan LED merah + kuning Nilai minit = 3, hidupkan LED kuning Nilai minit = 4, hidupkan LED kuning + hijau Nilai minit = 5, hidupkan LED hijau UPLOAD DAN UJI 80
Membuat Penggera sebagai indikasi Tamat 5 minit Setelah mencapai minit ke-5, aturcara akan menghidupkan bunyi dua nota C4 dan D4 bagi memberikan makluman bahawa masa telah tamat. UPLOAD DAN UJI Apabila pemasa telah mencapai minit ke-5, pembaz akan sentiasa berbunyi. Bolehkah anda mengubahsuai sekiranya butang ditekan, maka ketiga-tiga LED akan menyala dan pembaz tidak berbunyi? Projek 3: Pemasa 5 Minit 81
Menambah mod Mematikan Penggera Tambahan pada bahagian minit ke-5, sekiranya butang ditekan, maka aturcara akan dimasukkan dalam struktur kawalan ulangan bagi paparan ketiga-tiga LED. (Mod senyap) UPLOAD DAN UJI Projek 3: Pemasa 5 Minit 82
Projek 3: Pemasa 5 Minit Aturcara Lengkap bagi Pemasa 5 Minit (gambaran penuh) 83
Projek 3: Pemasa 5 Minit s a m b u n g a n Aturcara Lengkap bagi Pemasa 5 Minit (gambaran zoom) 84
Apakah yang akan dibina menggunakan kit RBT T5? Dengan menggunakan kit RBT T5, kita akan membina sebuah permainan yang akan menguji reaksi pengguna secara visual dan tindakbalas motor. Permainan ini akan bermula dengan membuat kerlipan LED dari merah, kuning, hijau, kuning dan mengulangi jujukan ini mengikut selang masa dari tetapan awal iaitu 0.5 saat. Pemain akan menekan butang sewaktu nyalaan LED berwarna hijau. Sekiranya BERJAYA, masa asal iaitu 0.5 saat akan ditolak 0.05 saat menjadikan kadar kerlipan menjadi lebih cepat. Servo motor pula akan bergerak kepada 10° mengikut jam untuk dijadikan paparan markah pemain. Pengguna akan sentiasa mengulangi langkah diatas dan setiap kali berjaya, masa akan menjadi semakin cepat sehingga ia mencapai selang masa minimum iaitu 0.15 saat dan kekal dengan masa tersebut (had maksimum mod). Sekiranya GAGAL, bunyi muzik menandakan kegagalan dan masa serta posisi motor servo akan ditetapkan semula kepada 0.5 saat dam 180°. JOM BINA PROJEK INI! Projek 4: Siapa Cepat 86
Projek 4: Siapa Cepat Carta Alir Projek 4: Siapa Cepat? Daripada carta alir disebelah, didapati bahawa kesemua struktur yang dipelajari dalam RBT T5 digunakan iaitu: Struktur Kawalan Jujukan Struktur Kawalan Ulangan Struktur Kawalan Pilihan 87
Projek 4: Siapa Cepat 1 2 3 4 Asas Kerlipan LED 1. Aturcara dimulakan dengan kerlipan LED dwi arah dari merah ke hijau dan kembali semula ke merah dengan selang masa 0.5 saat. Pastikan bahawa HANYA satu LED yang menyala pada setiap masa dengan memberikan arahan LOW pada LED sebelumnya. UPLOAD DAN UJI 1 2 3 4 88
Projek 4: Siapa Cepat Asas Kerlipan LED 2. Memperkenalkan pembolehubah dikenali sebagai 'masa' yang mempunyai nilai awalan 0.5 saat. 3. Semua nilai lengahan masa (delay) yang sebelum ini menggunakan nilai tetap iaitu 0.5 saat digantikan dengan nilai pembolehubah bernama 'masa'. 4. Ini adalah kerana nilai pembolehubah 'masa' akan dimanipulasi untuk tujuan mod permainan ini. UPLOAD DAN UJI 89
Projek 4: Siapa Cepat Reaksi bagi Butang Tekan 5. Membuat pengujian input dengan memeriksa sekiranya butang ditekan, maka bunyi akan dihasilkan untuk memberi maklumbalas kepada pengguna. 6. Pada masa yang sama, nilai pembolehubah bagi 'masa' ditolak dengan 0.05 saat. 7. Oleh itu, setiap kali butang ditekan, masa bagi kerlipan akan dikurangkan menjadikan kerlipan lebih cepat dari sebelumnya. UPLOAD DAN UJI 90
Projek 4: Siapa Cepat Reaksi bagi Butang Tekan 8. Masalah aturcara sebelum ini adalah sekiranya butang sentiasa ditekan, maka nilai pemboleubah 'masa' akan sentiasa ditolak. Namun begitu, nilai tersebut boleh menjadi negatif dan lengahan masa menjadi tidak logik. 9. Oleh itu, pengguna perlu membuat limitasi bagi pembolehubah 'masa' dengan memeriksa sekiranya nilai masa kurang daripada 0.15 saat, maka suatu bunyi bagi memaklumkan pengguna bahawa nilai minimum telah dicapai dan menjadikan nilai pembolehubah 'masa' sebagai nilai tetap 0.15 saat. UPLOAD DAN UJI 91
Projek 4: Siapa Cepat Mod Permainan 10. Sekiranya pemain dapat menekan butang sewaktu LED menyala pada warna hijau, maka pemain akan meneruskan permainan pada mod lain yang memerlukan tindakbalas lebih cepat berbanding sebelumnya. 11. Objektif seterusnya adalah untuk menentukan bagaimana untuk mengetahui sama ada pemain menekan ketika warna LED hijau menyala atau sebaliknya. 12. Pembolehubah bernama 'next' diperkenalkan dengan nilai awalan adalah 0. 13. Pembolehubah 'next' dengan nilai 1 diletakkan pada bahagian LED hijau menyala manakala pada bahagian LED merah menyala pula, nilai 'next' ditetapkan dengan nilai 0. UPLOAD DAN UJI 92
Projek 4: Siapa Cepat Mod Permainan 14. Pada bahagian butang tekan, aturcara akan memeriksa jika pengguna menekan ketika nilai 'next' adalah 1, maka suatu bunyi akan dihasilkan dan nilai pembolehubah 'masa' ditolak dengan nilai tetap 0.05 saat. (Pemain akan ke tahap permainan seterusnya). 15. Sekiranya pengguna menekan butang ketika nilai 'next' adalah 0, maka suatu aturcara akan dibuat bagi memberi indikasi bahawa pengguna telah GAGAL menekan butang ketika LED berwarna hijau. (Aturcara akan dibuat pada langkah berikutnya) UPLOAD DAN UJI 93
Mod Permainan 16. Aturcara ditambah pada bahagian pengguna menekan butang selain daripada nyalaan LED hijau iaitu: a. Membunyikan pembaz bagi GAGAL. b. Membuat kerlipan semua LED untuk 3 kali dengan selang masa 0.3 saat. UPLOAD DAN UJI 94 Projek 4: Siapa Cepat
Pemarkahan 17. Pemeriksaan bagi pengguna menekan butang sewaktu nyalaan LED hijau telah dibuat. Kini pengguna perlu membuat indikasi pemarkahan bagi permainan ini. 18. Indikasi pemarkahan akan dipaparkan pada tahap servo horn. 19. Pembolehubah bernama 'markah' diperkenalkan dengan nilai awalan 180 mewakili nilai sudut pada servo. 20. Di awal permainan, servo akan digerakkan pada posisi sudut 180° (palang menunjukkan pada arah kiri) UPLOAD DAN UJI 95 Projek 4: Siapa Cepat
Pemarkahan 21. Sekiranya pengguna menekan butang pada nyalaan LED hijau, nilai sudut motor servo akan ditolak dengan nilai 10° (palang akan bergerak arah jam untuk 10°). 22. Bagi nyalaan selain LED hijau pula, penambahan bagi membuat tetapan semula nilai pembolehubah bagi markah dan masa untuk memulakan semula permainan dibuat di akhir pernyataan kerlipan LED bagi GAGAL. UPLOAD DAN UJI 96 Projek 4: Siapa Cepat
Projek 4: Siapa Cepat Aturcara Lengkap bagi Siapa Cepat 97
Apakah Metronom? Metronom adalah bahasa gabungan daripada Yunani Kuno di mana perkataan métron bermaksud ukuran dan perkataan némo pula bermaksud diuruskan sendiri. Oleh itu, gabungan perkataan ini menghasilkan ukuran yang diuruskan sendiri dalam konteks masa. Metronom merupakan peranti yang menghasilkan bunyi klik yang boleh didengar atau sebarang bunyi yang boleh dihasilkan pada selang masa tetap yang boleh ditentukan oleh pengguna. Selang masa bunyi ini dikenali sebagai bpm iaitu beats per minute. Metronom boleh juga mempunyai gerakan visual dan bunyi pada masa yang sama. Ianya biasa digunakan oleh ahli muzik untuk berlatih bermain alatan muzik mengikut nadi biasa. Gambar Metronom: (Sumber: Projek 5: Metronom Mekanikal 99
Apakah Metronom Mekanikal? Metronom mekanikal mempunyai bentuk seperti piramid, dengan bandul berayun di tengah. Bandul berayun ke kiri ke kanan, serupa dengan pengelap cermin depan, dan metronom mengeluarkan bunyi klik setiap kali bandul melepasi bahagian tengah peranti. Gambar Metronom: (Sumber: / Hoseyin Mechanical Metronome) 100 Projek 5: Metronom Mekanikal
Apakah yang akan dibina menggunakan kit RBT T5? Dengan menggunakan kit RBT T5, kita akan membina metronom mekanikal melalui pergerakan servo motor dalam julat 90° yang boleh ditetapkan pergerakannya melalui butang tekan untuk membuat tetapan bagi 2 jenis bpm iaitu 40 dan 60 bpm. Setiap kali pergerakan servo mencapai sudut 90° iaitu titik tengah bagi hayunan servo, suatu bunyi klik akan dihasilkan untuk memberi makluman bahawa bunyi tersebut adalah tetapan bpm yang telah dipilih tadi. Pergerakan servo JOM BINA PROJEK INI! Projek 5: Metronom Mekanikal 101
Carta Alir Projek 5: Metronom Mekanikal Daripada carta alir disebelah, didapati bahawa kesemua struktur yang dipelajari dalam RBT T5 digunakan iaitu: Struktur Kawalan Jujukan Struktur Kawalan Ulangan Struktur Kawalan Pilihan 102 Projek 5: Metronom Mekanikal
Penentukuran sudut 90° pada Servo motor 1. Aturcara dimulakan dengan menggerakkan motor servo kepada posisi 90°. 2. Setelah itu, pengguna akan mencabut servo horn yang ada pada kit RBT T5 dan meletakkannya seperti dalam gambarajah dibawah. UPLOAD DAN UJI Servo horn pada posisi 90° 103 Projek 5: Metronom Mekanikal
Menggerakkan motor servo ke arah kiri 180° 4. Pembolehubah bernama 'posisiServo' diperkenalkan pada aturcara dan nilai tetap 90° tadi diganti dengan pembolehubah 'posisiServo'. UPLOAD DAN UJI 5. Servo digerakkan mengikut nilai pembolehubah 'posisiServo'. Nilai awalan 'posisiServo' ditetapkan kepada 45. Didalam struktur kawalan ulangan, aturcara diulang sebanyak 90 kali untuk melakukan pergerakan servo yang ditambah dengan nilai 1 setiap kali ulangan menjadikannya 45° + 90° = 135°. (Julat 90°) UPLOAD DAN UJI 104 Projek 5: Metronom Mekanikal
Menggerakkan motor servo ke arah kanan 180° 6. Setelah itu, aturcara pada bahagian 'REPEAT' disalin dan diletakkan dibawahnya untuk memberi arahan kepada servo bagi menggerakkannya kepada lawan arah. 7. Pastikan bahawa fungsi matematik adalah menggunakan simbol tolak kepada 1° untuk 90 kali ulangan. UPLOAD DAN UJI 105 Projek 5: Metronom Mekanikal
Bunyi klik pada 90° 8. Aturcara seterusnya adalah untuk memeriksa sama ada nilai pembolehubah 'posisiServo' telah mencapai 90° bagi kedua-dua pergerakan kiri dan kanan servo. 9. Sekiranya nilai 90° telah tercapai, bunyikan klik dengan detik 1/16 untuk mengurangkan gangguan pada tempo pergerakan servo. UPLOAD DAN UJI 106 Projek 5: Metronom Mekanikal
Visual LED pada 90° 10. Untuk paparan visual, LED akan bertukar warna apabila mencapai nilai sudut 90° diantara LED merah dan hijau. Ianya diletakkan di dalam arahan pemeriksaan sekiranya pembolehubah 'posisiServo' mencapai sudut 90°. UPLOAD DAN UJI Projek 5: Metronom Mekanikal 107
Kiraan BPM & beatDuration 11. Pembolehubah bernama 'beatDuration' dan 'tempo' diperkenalkan dalam aturcara. 12. Pembolehubah 'beatDuration' akan menentukan jenis tetapan bpm yang akan digunakan dalam aturcara. Pengguna boleh merujuk jadual di bawah bagi bpm dan 'beatDuration'. UPLOAD DAN UJI BPM 40 60 beatDuration (sec) 1.5 1 Rujukan dari 13. Kiraan matematik untuk menentukan nilai pembolehubah 'beatDuration' adalah seperti berikut: beatDuration = 60 ÷ BPM 108 Projek 5: Metronom Mekanikal
Input dari Pengguna 14. Pembolehubah bernama 'mod' yang mempunyai nilai awalan 0 diperkenalkan dalam aturcara Ianya berfungsi sebagai penentu mod bagi 40 atau 60 bpm. 15. Arahan bagi menentukan nilai tempo diletakkan dalam blok FOREVER untuk memeriksa sebarang perubahan nilai dari pembolehubah 'beatDuration' yang akan didapati daripada pengguna melalui butang tekan. UPLOAD DAN UJI 109 Projek 5: Metronom Mekanikal
Projek 5: Metronom Mekanikal Input dari Pengguna 16. Sekiranya butang ditekan, LED warna kuning akan menyala menunjukkan telah masuk untuk penukaran nilai 'mod'. 17. Setiap kali butang ditekan, nilai 'mod' akan ditambah dengan nilai 1. Ini akan membolehkan pengguna untuk mengubah mod berdasarkan kepada perbezaan nilai. 18. Aturcara memeriksa nilai semasa bagi pembolehubah 'mod'. Sekiranya syarat adalah benar, ia akan menetapkan nilai pembolehubah 'beatDuration' kepada tetapan tertentu bagi 40 atau 60 bpm. 19. Buat sementara waktu, hanya bpm 40 iaitu 1.5 saat bagi 'beatDuration' ditetapkan untuk diuji dahulu. UPLOAD DAN UJI 110
Projek 5: Metronom Mekanikal Input dari Pengguna 20. Menambah bunyi untuk mewakili nilai pembolehubah 'mod'. Ia akan berbunyi mengikut bilangan semasa 'mod'. Ini akan memudahkan pengguna untuk mengetahui jenis mod yang digunakan. UPLOAD DAN UJI 111
Projek 5: Metronom Mekanikal Input dari Pengguna 21. Setelah menguji butang tekan, maka pengguna sudah boleh menambah mod bagi bpm 60 pula, dengan hanya membuat salinan pada bahagian IF untuk nilai mod 2 dan mengubah nilai mod dan beatDuration mengikut jadual sebelum ini. UPLOAD DAN UJI 112
Projek 5: Metronom Mekanikal Membuat limitasi bagi nilai mod 21. Jika butang ditekan sentiasa, nilai mod akan sentiasa bertambah. Namun begitu, sebagai pengguna, kita ingin mod setelah 2 menjadi nilai 1 semula supaya pengguna tidak perlu untuk menekan butang RESET pada Maker UNO. 22. Oleh itu, arahan sekiranya nilai 'mod' adalah 3 diperkenalkan untuk mengembalikan nilai tersebut kepada nilai 1. 23. Ianya diletakkan di bahagian atas kerana sekiranya ia diletakkan di bahagian bawah bagi 'mod' dengan nilai 3, ia tidak akan mengubah nilai 'beatDuration' kerana syarat bagi pemeriksaan 'mod' dengan nilai 1 adalah di bahagian atas. 24. Oleh itu, penyusunan aturcara bagi syarat perlu diteliti sebaiknya. UPLOAD DAN UJI 113
Projek 5: Metronom Mekanikal Aturcara Lengkap bagi Metronom Mekanikal 114