Mikropengawal

Mikropengawal atau pengawal mikro (sering disingkat menjadi µc) merupakan komputer-dalam-cip yang telah dicipta untuk kawalan alat elektronik. Ia merupakan salah satu daripada cabang pemprosesan mikro yang mementingkan kendalian mudah dan kos efektif yang rendah. Ini bercanggah dengan mikropemproses pelbagai kegunaan yang terdapat 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.

 Sebuah cip µc biasanya mempunyai ciri-ciri berikut:

• Unit Pemproses Pusat - biasanya kecil dan mudah
• antara muka input/output seperti port bersiri
• peranti persisian seperti pemasa dan litar pemantau
• RAM untuk simpanan ingatan
• ROM untuk simpanan program
• penjana jam - biasanya pengayun untuk kristal pemasa kuartz atau litar RC.

Penggabungan ini mengurangkan jumlah cip serta wayar dan ruang PCB yang diperlukan untuk menghasilkan sistem yang serupa menggunakan beberapa cip berasingan.

Pengawal mikro terdapat di dalam peralatan elektronik (sila rujuk sistem terbenam). Terdapat banyak cip pemprosesan yang boleh didapati di pasaran. Lebih daripada 50% merupakan pengawal yang ringkas manakala 20% pula terdiri daripada pemprosesan isyarat digital atau lebih dikenali sebagai cip DSP. Kebanyakan perkakas elektrik di rumah terdiri daripada satu atau dua alat mikropemproses pelbagai kegunaan manakala majoriti terdiri daripada mikropengawal. Ia boleh didapati di dalam peralatan elektrikal seperti mesin basuh, ketuhar gelombang mikro dan telefon.

Kebanyakan pengawal mikro masa kini berasaskan reka bentuk von Neumann, yang melakarkan dengan jelas empat komponen asas yang diperlukan bagi sistem terbenam. Ia termasuk teras CPU, ingatan bagi perisian (ingatan Flash atau ROM), ingatan untuk data (RAM), satu atau lebih penentu masa (yang boleh diubah), dan juga garis I/O untuk berhubung dengan peranti luaran dan sumber tambahan — semua ini dalam satu litar bersepadu. 

 Sebuah mikropengawal berbeza dengan cip CPU pelbagai guna dari segi ia boleh dijadikan komputer dengan jumlah minimum cip sokongan luaran. Ideanya ialah µc akan diletakkan dalam peranti yang ingin dikawal, disambung kepada bekalan kuasa dan maklumat yang diperlukan, dan ditinggal begitu sahaja.

Mikropemproses tradisional tidak boleh dilakukan sebegini. Ia memerlukan semua tugasan ini dilakukan oleh cip lain. Contohnya, cip ingatan RAM perlu ditambah. Jumlah ingatan yang digunakan lebih fleksibel dengan cara ini, tapi ia akan menambahkan jumlah sambungan yang perlu dibuat untuk menghantar data berulang-alik.

Mikropengawal biasa akan mempunyai penjana jam sendiri dan sedikit RAM dan ROM (atau EPROM atau EEPROM), yang bermakna ia cuma memerlukan perisian kawalan dan kristal pemasaan untuk berjalan. Mikropengawal juga biasanya mempunyai pelbagai peranti input/output seperti penukar analog ke digital (ADC), pemasa, UART atau antara muka khas komunikasi bersiri seperti I²C, antara muka persisian bersiri (SPI) dan Controller Area Network. Selalunya peranti bersepadu ini boleh dikawal menggunakan arahan pemproses khas.

Pada asalnya, mikropengawal cuma diprogram menggunakan bahasa himpunan, atau kemudian dalam kod C. µc baru disepadukan dengan litar nyhapepijat atas-cip membolehkan pengaturcara menyahpepijat perian sistem terbenam menggunakan penyahpepijat (debugger).

Sesetengah mikropengawal telah mula memasukkan penterjemah bahasa pengaturcaraan peringkat tinggi ke dalamnya supaya lebih mudah diprogram. Intel 8052 dan Zilog Z8 boleh diprogram dengan BASIC dari awal lagi, dan BASIC juga digunakan dalam µc BASIC Stamp yang popular baru-baru ini dan pelbagai lagi µc yang boleh diprogram dengan BASIC.

Mikropengawal menukarkan kelajuan dan kefleksibelan dengan kesenangan mereka alatan dan harga yang murah. Pengilang harus menimbangkan keperluan mengecilkan saiz cip melawan tambahan fungsi. Akhir sekali, perlu dinyatakan bahawa seni bina mikropengawal dijual oleh banyak syarikat yang mempunyai beraneka jenis hingga boleh dikategorikan dalam kelas yang tersendiri. Antaranya ialah keluarga 8051, Z80 dan ARM.

Sumber: http://ms.wikipedia.org/wiki/Mikropengawal

Robotik

Robot berasal dari bahasa Czech, robota, yang berarti pekerja. Pada dasarnya robot dibuat untuk mendukung dan membantu pekerjaan manusia.

Robot adalah sebuah alat mekanik yang dapat melakukan tugas fisik, baik menggunakan pengawasan dan kontrol manusia, ataupun menggunakan program yang telah didefinisikan terlebih dulu (kecerdasan buatan).

Robot biasanya digunakan untuk tugas yang berat, berbahaya, pekerjaan yang berulang dan kotor. Biasanya kebanyakan robot industri digunakan dalam bidang produksi. Penggunaan robot lainnya termasuk untuk pembersihan limbah beracun, penjelajahan bawah air dan luar angkasa, pekerjaan "cari dan tolong" (search and rescue). Kebelakangan ini robot mulai memasuki pasaran konsumen di bidang hiburan, dan alat pembantu rumah tangga, seperti penyedut debu, dan pemotong rumput.

Robot diklasifikasikan kedalam 4 bahagian :

a. Non Mobile Robot

Robot ini tidak dapat berpindah posisi dari satu tempat ke tempat lainnya, sehingga robot tersebut hanya dapat menggerakkan beberapa bagian dari tubuhnya dengan fungsi tertentu yang telah dirancang.

contoh : robot manipulator berlengan





b. Mobile Robot

Mobile dapat diertikan bergerak, sehingga robot ini dapat memindahkan dirinya dari satu tempat ke tempat lain. dari segi manfaat, robot ini diharapkan dapat membantu manusia dalam melakukan automasi dalam transportasi, platform bergerak untuk robot industri, eksplorasi tanpa awak dan masih banyak lagi.

contoh : Robot Line Follower



c. Gabungan Mobile Robot dan Non Mobile Robot

Robot ini merupakan penggabungan dari fungsi-fungsi pada robot mobile dan non-mobile. sehingga keduanya saling melengkapi dimana robot nonmobile dapat terbantu fungsinya dengan bergerak dari satu tempat ke tempat lain.

d. Robot Humanoid

Robot ini dirancang dengan menirukan anatomi dan perilaku manusia. Fungsi-fungsi tubuh manusia baik lengan, kaki, mata, dan pergerakan sendi kepala dan bagian lainnya sebisa mungkin diterapkan dirobot ini.


contoh: robot ASIMO

 Sumber: http://roubotics.blogspot.com

Subjek Teknologi Mekatronik

Teras pembelajaran dalam Diploma Teknologi Kejuruteraan Mekatronik yang berasaskan pengetahuan dan kemahiran merangkumi pekaraperkara seperti berikut:-

Lukisan Kejuruteraan – Cara melukis prototiap, mengenal dan memahami kegunaan symbol-simbol, cara melakar lukisan 2D dan 3D dan melukis lukisan solid pada 3D dengan menggunakan perisian.

Sistem elektrik dan elektronik industri – Pengurusan penyelengaraan, penyelenggaraan pencegahan, quality control circle tools , konsep pengujian, EEPROM, Soldering, wiring, motor dan transformer.

Sistem hidraulik – pengenalan kepada komponen-komponen, litar-litar dan peralatan yang digunakan di dalam system hidraulik dan elektrohidraulik, serta pemasangan, pengujian, dan ‘troubleshoot’ ke atas litar tersebut.

Sistem pneumatic – pengenalan fungsi sesuatu komponen, menyelesaikan sesuatu kehendak soalan atau masalah, pemasangan dan pendawaian sesuatu litar dan melakukan penyelanggaraan dan pengenalpastian masalah.

Pengatucaraan computer – Pengenalan lepada atucara, komponen visual C++, langkah-langkah aturcara berorientasikan objek. Senarai fungsi pembolehubah dan prototype.

Microcontroller – pengenalaan kepada microprosessor dan microcontroller, jenis-jenis bahasa tahap rendah dan tahap tinggi, struktur dan kenis bas untuk microcontroller, langkah penghasilan projek menggunakan microcontroller.

Sistem servo – pemeriksaan pengerak system servo, penentukuran motor servo dan penambahbaikan sistem servo motor.

Proses kawalan – kawalan Buka-Tutup, kawalan PID gambarajah blok, graf aliran isyarat, prinsip rekabentuk asas system kawalan, rangkap pindah, system terbitan pertama, system terbitan kedua, jelmaan laplace dan penjelmaan laplace songsang.

Robotik – jenis-jenis robot industri termasuk komponen-komponen utama dan pengkelasannya melalui struktur mekanikal. Menetapkan parameter pengoperasian, memprogram turutan pergerakan robot termasuk mengujicuba dan de-bug. Mengenalpasti terminal masukan dan keluaran sistem robotik untuk tujuan mengantaramuka sistem robotic dengan peralatan lain.

Sistem automasi industri – memeriksa komponen elektronik/elektrik dalam sistem conveyor, penyelenggaraan komponen elektrik/elektronik pada sistem automasi, penyenlenggaraan sistem kawalan PLC/PC, pengujian sistem kawalan PLC/PC, dan penyelenggaraan sistem automasi dalam industri.

Sumber: Adtec Taiping

Peluang Kerjaya Kejuruteraan Mekatronik

Jurutera mekanikal bekerja di hampir setiap jenis industri. Adalah dijangkakan bahawa sektor perindustrian di Malaysia akan berkembang pesat disebabkan permintaan yang semakin meningkat daripada keperluan pasaran yang semakin meningkat, seperti pasaran bagi elektronik dan peralatan telekomunikasi serta pelaburan yang dibuat oleh pelabur asing.  

Bidang mekatronik mengambil peranan yang lebih besar dalam pembangunan produk, graduan yang sangat mahir dalam kejuruteraan mekatronik akan berada dalam permintaan yang tinggi. Mereka yang terlibat dalam menghasilkan reka bentuk kreatif dan pembangunan produk pintar, dan dalam pengeluaran, kawalan, pengurusan dan jualan alat-alat dan sistem yang diperlukan oleh masyarakat.
Secara amnya, graduan yang menjalankan kursus ini akan layak sebagai seorang jurutera di industri-industri berikut:

1.  Pembinaan dan fabrikasi firma kenderaan 
2.  Pembuatan peralatan rumah seperti mesin basuh, televisyen, radio, dan sebagainya 
3. Pembuatan peralatan elektronik seperti kamera, mesin stone dan sebagainya.
4.  Industri Pemprosesan Makanan 
5. Syarikat minyak dan Gas 
6. Teknologi firma tinggi seperti industri aeroangkasa 
7. Firma perunding
8. Firma kejuruteraan dan Pembangunan Produk
9. Firma Sistem Pembuatan automasiKejuruteraan firma bioperubatan
10. Perisian firma Pembangunan 
11. Penyelidikan dan Pembangunan pusat cth. Institut Pendidikan Tinggi, SIRIM dan sebagainya

Pada jenis pekerjaan, graduan mekatronik ini boleh bekerja dalam kerjaya seperti berikut:

• Jurutera mekatronik
• Jurutera Elektrik
• Jurutera elektronik 
• Jurutera pengeluaran 
• Kawalan Jurutera Kualiti 
• Jurutera Rekabentuk 
• Jurutera proses 
• Jurutera Penyenggaraan 
• E & M (Elektro-Mekanikal) Jurutera 
• Jurutera pembinaan / Fabrikasi 
• Jurutera jualan 
• Pegawai Penyelidik 
• Pegawai jualan 
• Pegawai Kemajuan 
• ahli akademik

Sumber: http://www.fke.utm.my/new-academics/skem/career.php 

Pengenalan Mekatronik

Kejuruteraan mekatronik ialah hasil daripada gabungan sinergi tiga cabang utama bidang kejuruteraan iaitu kejuruteraan mekanikal, elektronik dan perisian. Tujuan bidang kejuruteraan ini ialah kajian tentang automasi dari perspektif kejuruteraan dan bertujuan pengawalan sistem hibrid.

Mekatronik berpusat pada mekanik, elektronik dan pengkomputeran yang apabila digabungkan, membolehkan penjanaan sistem yang lebih mudah, ekonomi, boleh diharap dan serba guna. Kata dasar "mekatronik" dicipta oleh En. Tetsuro Mori, seorang jurutera kanan di sebuah syarikat Jepun, Yaskawa pada 1969. Mekatronik boleh juga dirujuk sebagai "sistem elektromekanik" atau kadang kala "kejuruteraan kawalan dan automasi".

Sinergi gabungan dalam bidang mekanikal, elektronik dan komputer serta kawalan ini menghasilkan ciptaan seperti robot, pengesan pintar dalam sistem kawalan anti-brek kunci (ABS) dan pemain cakera padat. Bukan itu sahaja, malahan perkakas elektronik juga merupakan produk mekatronik seperti mesin basuh, perakam video dan kamera digital.

Gabungan daripada tiga bidang iaitu mekanik, elektronik dan perisian menghasilkan satu model sistem, manakala simulasi adalah hasil daripada gabungan mekanik, perisian dan kawalan. Mikropengawal adalah hasil daripada gabungan elektronik, kawalan dan perisian. Penderia pula adalah hasil daripada gabungan elektronik, mekanik dan kawalan.

Gabungan dua bidang pula seperti mekanikal dan elektronik menghasilkan bidang elektromekanik. Manakala gabungan mekanikal dan perisian menghasilkan reka bentuk berbantukan komputer/pembuatan berbantukan komputer (CAD/CAM). Litar kawalan adalah hasil daripada gabungan elektronik dan kawalan, sementara kawalan digital adalah hasil daripada gabungan perisian dan kawalan. Mekatronik merangkumi semua gabungan ini.

Ijazah kejuruteraan mekatronik biasa akan mengandungi kelas dalam matematik kejuruteraan, mekanik, reka bentuk komponen mesin, reka bentuk mekanik, termodinamik, litar dan sistem, elektronik dan komunikasi, teori kawalan, pemprosesan isyarat digital, kejuruteraan kuasa dan robotik.

Institut Jurutera Elektrik dan Elektronik (IEEE) mengkategorikan bidang mekatronik untuk merangkumi produk dan proses dari segi:

1. sistem pemodelan dan rekaan
2. penyatupaduan atau integrasi sistem
3. penderia (sensor) dan penggerak (actuator)
4. sistem kawalan pintar
5. robotik
6. sistem pengeluaran
7. sistem kawalan gerakan
8. sistem kawalan bunyi dan getaran
9. sistem peralatan mikro dan opto-elektronik 

Semoga pengenalan ini memberi info  kepada anda semua mengenai bidang kejuruteraan mekatronik

Sumber: http://ms.wikipedia.org/wiki/Kejuruteraan_mekatronik