Post on 04-Jan-2020
PSZ 19:16 (Pind.1/97)
UNIVERSITI TEKNOLOGI MALAYSIA CATATAN: * Potong yang tidak berkenaan
** Jika tesis ini SULIT atau TERHAD, sila lampirkan surat daripada pihak berkuasa/organisasi berkenaan dengan menyatakan sekali sebab dan tempoh tesis ini perlu dikelaskan sebagai SULIT atau TERHAD. ♦ Tesis dimaksudkan sebagai tesis bagi Ijazah Doktor Falsafah dan Sarjana secara penyelidikan atau disertasi bagi pengajian secara kerja kursus dan penyelidikan atau Laporan Projek Sarjana Muda (PSM)
BORANG PENGESAHAN STATUS TESIS JUDUL: MENGHASILKAN DAN MENGUJI LITAR PERANTI DENGAN
MENGGUNAKAN PENGAPLIKASIAN TEKNOLOGI BLUETOOTH UNTUK MENCARI PERKAKASAN DALAM LINGKUNGAN 20 METER.
SESI PENGAJIAN: 2009/2010
Saya MOHD HIZWAN BIN MOHD HISHAM _
(HURUF BESAR) Mengaku membenarkan tesis (PSM/Sarjana/Doktor Falsafah)* ini disimpan di Perpustakaan Universiti Teknologi Malaysia dengan syarat-syarat kegunaan seperti berikut: 1. Tesis adalah hakmilik Universiti Teknologi Malaysia. 2. Perpustakaan Universiti Teknologi Malaysia dibenarkan membuat salinan untuk tujuan
pengajian sahaja. 3. Perpustakaan dibenarkan membuat salinan tesis ini sebagai bahan pertukaran antara
institusi pengajian tinggi. 4. ** Sila tandakan ( √ )
SULIT (Mengandungi maklumat yang berdarjah keselamatan atau kepentingan Malyasia seperti yang termaktub di dalam
(AKTA RAHSIA RASMI 1972) TERHAD (Mengandungi maklumat TERHAD yang telah ditentukan
oleh organisasi/badan di mana penyelidikan dijalankan)
TIDAK TERHAD
Disahkan oleh __________________________ ____________________________ (TANDATANGAN PENULIS) (TANDATANGAN PENYELIA)
Alamat tetap: Dr. MUHAMMAD SUKRI BIN SAUD PT 548 Perumahan PKINK , Taman Telok Bharu, 15200, (NAMA PENYELIA) Kota bharu, Kelantan. Tarikh: 20 APRIL 2010 Tarikh: 20 APRIL 2010
/
“Saya akui bahawa saya telah membaca karya ini dan pada pandangan saya karya ini
adalah memadai dari segi skop dan kualiti untuk tujuan penganugerahan Ijazah
Sarjana Muda Teknologi Serta Pendidikan ( Kejuruteraan Elektrik )”.
Tandatangan :
Nama Penyelia : Dr. MUHAMMAD SUKRI BIN SAUD
Tarikh : 20 APRIL 2010
MENGHASILKAN DAN MENGUJI LITAR PERANTI DENGAN
MENGGUNAKAN PENGAPLIKASIAN TEKNOLOGI BLUETOOTH DALAM
MENGESAN PERKAKASAN DALAM LINGKUNGAN 20 METER
MOHD HIZWAN BIN MOHD HISHAM
UNIVERSITI TEKNOLOGI MALAYSIA
2010
i
“Saya akui karya ini adalah merupakan hasil kerja yang dilakukan oleh diri saya sendiri
kecuali nukilan dan juga ringkasan yang tiap-tiap satunya telah saya jelaskan
sumbernya.”
Tandatangan : ……………………………………
Nama Penulis : MOHD HIZWAN BIN MOHD HISHAM
Tarikh : 1 APRIL 2010
ii
MENGHASILKAN DAN MENGUJI LITAR PERANTI DENGAN
MENGGUNAKAN PENGAPLIKASIAN TEKNOLOGI BLUETOOTH DALAM
MENGESAN PERKAKASAN DALAM
LINGKUNGAN 20 METER
MOHD HIZWAN BIN MOHD HISHAM
Laporan ini dikemukan sebagai memenuhi sebahagian daripada syarat penganugerahan Sarjana Muda Teknologi Serta Pendidikan ( Kejuruteraan Elektrik)
Fakulti Pendidikan
Universiti Teknologi Malaysia
2010
iii
DEDIKASI
Sekalung penghargaan ku iringkan khas buat kedua ibu bapa tersayang
Latiffah Binti Bakar dan Mohd Hisham Bin Abdul Ghani
Kau amat ku sayangi dan sanjungi. Segala jasa dan pengorbananmu tidak akan
anakanda lupakan sehingga ke akhir hayat.
Tidak lupa buat pensyarah-pensyarah ku…
Dr. Sukri Bin Saud dan En Zuraimy Bin Adzis
Kalian yang tidak jemu mendidik dan mencurahkan ilmu.
Terima kasih yang tidak terhingga atas segala tunjuk ajar dan halalkan segala ilmu yang pernah ku pelajari daripada kalian
Sahabat-sahabat seperjuangan
Terima kasih yang tidak terhingga atas segala jasa, pengorbanan dan tunjuk ajar kalian
Memori kita bersama tetap terpahat kukuh dalam ingatanku
buat selam-lamanya.
Akhir kata
Terima kasih pada semua.
Terima kasih atas sokongan kalian
Inilah hadiahku buat kalian semua
iv
PENGHARGAAN
Bersyukur saya ke hadrat ilahi dengan limpah kurniaNya serta izinNya, tesis ini berjaya
dissempurnakan. Pada kesempatan ini, saya ingin merakamkan setinggin-tinggi penghargaan
kepada Dr. Sukri Bin Saud dan En. Zuraimy bin Adzis selaku penyelia dan penyelia berasama
projek, di atas segala bimbingan dan tunjuk ajar yang telah mereka curahkan kepada saya.
Terima kasih yang tidak terhingga kepada ibu, abah, kakak, Hizrieq dan seluruh ahli
keluarga yang telah banyak membantu dari segi sokongan moral dan juga material sepanjang
penghasilan tesis ini
Jutaan terima kasih juga kepada rakan-rakan seperjuangan yang telah banyak
menyumbangkan idea dan juga tenaga di dalam melaksanakan projek ini terutama kepada rakan-
rakan daripada Kursus SPE, SPA, SPJ, Nur Syazwani Bt Noorodi, Ahmad Fakhrurradzy bin
Ramly, Saiful Azzam Ahamad Dusuki, Nik Mohd Fahmi bin Nik Husin, Mohd Fazreen Bin
Taher dan lain-lain.
Akhirul kalam, penghargaan ditujukan kepada semua pihak yang terlibat sama ada secara
langsung dalam menjayakan projek ini. Semoga sumbangan kalian mendapat keberkatan di dunia
dan juga di akhirat.
v
ABSTRAK
Pada saat dan ketika ini, kita sering kedengaran pelbagai jenis alat kawalan jauh telah
dicipta antaranya adalah alat kawal jauh untuk kipas, sistem penggera kereta, alat kawalan jauh
penyaman udara dan sebagainya. Kebanyakkan daripada alat-alat yang direka ini menggunakan
teknologi infra merah yang mana terdapatnya beberapa kelemahan apabila menggunakan
teknologi infra merah contohnya adalah seperti data tidak dapat dihantar jika terdapatnya
halangan yang merentangi semasa isyarat infra merah dipancarkan. Berdasarkan kepada
permasalahan ini, maka tercetusnya idea untuk mengaplikasikan teknologi tanpa wayar
Bluetooth untuk mengambil alih sebahagian daripada aplikasi yang menggunakan teknologi Infra
merah yang mana teknologi tanpa wayar ini digunakan sebagai medium pengantara bagi tujuan
mencari perkakasan yang hilang dalam lingkungan jarak 20 meter. Di dalam pengaplikasian ini,
pengawal mikro dari jenis PIC 16F877A digunakan untuk memproses data yang dihantar oleh
pengguna dan seterusnya akan membunyikan penggera.
vi
ABSTRACT
Nowadays, we are already informed that there are many remote controls are made by
inventors. For instances are remote control for fan, air condition, car lock and etc. Most of these
inventories are using Infra Red technology which have many weaknesses such as data can not
be transfer when something in between Infra Red line of sight. This is because it is nature for
Infra Red technology which there is must be nothing in their line while transferring the data
otherwise the data can not be transferred. Based on this problem, the idea is popping up to switch
from Infra Red technology to Bluetooth wireless technology. Bluetooth wireless technology is
used as medium for transferring data instead of Infra Red in finding something loss in range of
20 metres. For this application, micro controller that is selected is PIC 16F877A which is used
for processing the data from user and then to make buzzer buzzing.
vii
ISI KANDUNGAN
BAB TAJUK HALAMAN
DEKLARASI i
DEDIKASI iii
PENGHARGAAN iv
ABSTRAK v
ABSTRACT vi
ISI KANDUNGAN vii
SENARAI JADUAL x
SENARAI RAJAH xi
SENARAI SINGKATAN xv
BAB 1 PENGENALAN HALAMAN
1.1 Pendahuluan 1
1.2 Latar Belakang Kajian 3
1.3 Pernyataan masalah 4
1.4 Objektif Kajian 5
viii
1.5 Skop Peranti 6
1.6 Penutup 6
BAB 2 SOROTAN PENULISAN
2.1 Pengenalan 7
2.2 Spesifikasi dan ciri-ciri Bluetooth 10
2.3 Kendalian Bluetooth 12
2.3.1 Jaringan Piko 12
2.3.2 Jaringan Scatter 14
2.4 Sekuriti Technology Bluetooth 17
2.5 Modul Bluetooth KCWirefree KC21 17
2.6 Pengawal mikro 19
2.6.1 Pemilihan Pengawal Mikro. 19
2.6.2 Program Ingatan Flash 21
2.7 Kepentingan kajian 23
2.8 Intergrasi alatan 23
2.8.1 Antena 23
2.9 Geganti 27
2.10 Alatan pengujian 27
2.11 Kurikulum Reka cipta. 28
2.12 Penutup 30
ix
BAB 3 KAEDAH PEMBANGUNAN PERANTI
3.1 Pengenalan 31
3.2 Carta alir proses pembangunan 33
litar peranti.
3.3 Kajian terhadap alatan 34
yang sedia ada di pasaran.
3.3.1 Tinjauan harga menerusi
internet 34
3.4 Proses reka cipta 35
3.4.1 Bluetoooth Dongle 35
3.4.2 Litar Bluetooth modul KC21 37
3.4.3 Litar pengawal mikro 38
PIC 16F877A
3.4.4 Pin VDD dan VSS 39
3.4.5 Pin MCLR (Reset) 40
3.4.6 Litar Penstabil Voltan 40
3.4.7 Litar geganti 42
3.5 Penutup 43
BAB 4 PENGUJIAN DAN
KEPUTUSAN PENGUJIAN
4.1 Pendahuluan 44
x
4.2 Pengujian Terhadap Litar 46
Modul Bluetooth Jenis Kc21
4.3 Pengujian Litar Pengawal Mikro 47
4.4 Pengujian Litar Sambungan 50
Geganti
BAB 5 PERBINCANGAN, PENUTUP
DAN CADANGAN
5.1 Perbincangan 51
5.2 Penutup 53
5.3 Cadangan 54
RUJUKAN 56
LAMPIRAN 57
xi
SENARAI LAMPIRAN
LAMPIRAN TAJUK HALAMAN
A KC Wirefree KC21 Data Sheet 57
B PIC 16F877A Data Sheet 65
C Oscillator 20MHz Data Sheet 85
xii
SENARAI JADUAL
NO. TAJUK HALAMAN
2.1 Jenis-Jenis Antenna. 26
3.1 Jadual Komponen-Komponen Yang Digunakan 35
xiii
SENARAI RAJAH
NO. TAJUK HALAMAN
2.1 Graf frekuensi lompat untuk teknologi 10
tanpa wayar Bluetooth.
2.2 Jaringan Piko satu poin ke satu poin 14
2.3 Hubungan Jaringan Piko satu poin ke banyak poin 14
2.4 Jaringan Scatter 15
2.5 Hubungan antara jaringan scatter dengan jaringan Piko 16
2.6 Pin-pin KC21 18
2.7 Konfigurasi pin untuk pengawal mikro PIC 16F877A 21
2.8 Peta Memori Sementara (Program Memory FLASH) 22
3.1 Litar Bluetooth KC21 37
3.2 Litar pengawal mikro PIC 16F877A 38
3.3 Litar voltan penstabil 5 volt 41
3.4 Litar penstabil voltan 3.3 volt 41
3.5 Sambungan geganti untuk penggera 1 42
3.6 Sambungan geganti untuk penggera 2 43
4.1 Pengujian litar penstabil 48
4.2 Pengujian litar pengawal mikro 49
xiv
4.3 Pengujian sambungan litar pengawal mikro
dan litar geganti 49
4.4 Pengujian litar geganti 50
xv
Senarai Singkatan
EEPROM – Electrical Erasable Programmable Read Only Memory
LED – Light Emitting Diode
ROM – Read Only Memory
Vdd – High Voltage Reference Point
Vss – Low Voltage Reference Points
NO – Normally Open
NC – Normally Close
1
BAB 1
PENDAHULUAN 1.1 Pendahuluan
Pada saat dan ketika ini, teknologi semakin berkembang dengan pesatnya di
seluruh dunia. Kebanyakkan negara-negara maju giat menjalankan penyelidikkan dalam
membangunkan teknologi-teknologi baru. Teknologi jaringan komputer adalah
sebahagian daripada teknologi yang semakin rancak dibangunkan di seluruh dunia. Hasil
yang telah kita dapat lihat sekarang daripada pembangunan teknologi jaringan komputer
ini adalah tercetusnya perhubungan internet tanpa wayar dan perhubungan yang tidak
memerlukan kabel untuk penghantaran data dan penerimaan data. Kebanyakkan
institusi-institusi pendidikan sekarang khususnya sekolah-sekolah telah dilengkapi
dengan kemudahan internet tanpa wayar. Dan hampir kebanyakkan sekolah-sekolah di
Malaysia sekarang sudah dilengkapi dengan kemudahan internet tidak kira samada
menggunakan internet tanpa wayar (wireless internet) mahupun jaringan yang
menggunakan kabel dan disambungkan kepada modem secara terus daripada sesebuah
komputer. Ini menunjukkan bahawa sistem pendidikan di negara Malaysia kita yang
tercinta ini sudah berkembang maju setapak dihadapan.
Jika dahulunya nota-nota akademik hanya diperolehi daripada buku-buku
ataupun media cetak, tetapi sekarang zaman tersebut semakin jauh meninggalkan kita.
Ini kerana kebanyakkan nota-nota ilmiah sekarang sudah boleh diperolehi daripada
internet dan media elektronik yang lain. Tidak dinafikan bahawa masih terdapat lagi
sesetengah sekolah yang belum dilengkapi dengan kemudahan internet dan masih lagi
2
bergantung kepada nota daripada media cetakkan ilmiah semata-semata contohnya
seperti buku teks dan nota-nota yang disediakan oleh guru daripada helaian kertas. Akan
tetapi pada masa hadapan, kita sudah dapat mencongak bahawa internet akan menjadi
satu keperluan yang sangat penting dalam bidang pendidikan ini. Contoh yang kita dapat
lihat sekarang adalah sistem pendidikan di bahagian pengajian tinggi di mana hampir
keseluruhan sistem di bahagian ini menggunakan sistem berkomputer dan internet.
Merujuk kepada sistem jaringan berkomputer, Bluetooth adalah sebahagian
daripada keluarga ini. Teknologi Bluetooth tanpa wayar adalah teknologi isyarat radio
jarak pendek pada secara dasarnya dan direkabentuk untuk memenuhi hubungan antara
peranti individu. Pada zaman ini Bluetooth digunakan secara meluas oleh masyarakat
kita kerana kebanyakkan telefon bimbit sudah dilengkapi dengan kemudahan Bluetooth
ini. Ini adalah contoh penting betapa teknologi Bluetooth ini digunakan dengan meluas
untuk proses penghantaran data dan penerimaaan data. Selain daripada itu, penggunaan
Bluetooth juga membolehkan hubungan antara komputer dan pencetak dihubungkan
secara terus tanpa menggunakan sebarang kabel. Konsep kepada rangkaian in digelar
sebagai personal area network atau lebih dikenali sebagai PAN.
Pembangunan teknologi Bluetooth ini bermula pada pertengahan 1990-an di
mana Syarikat Ericsson Mobile Communication memerlukan cara dan kaedah untuk
menghubungkan antara papan taip dan komputer tanpa menggunakan wayar atau kabel.
Kemudian, Bluetooth Speacial Interest Group ditubuhkan di mana kumpulan ini adalah
hasil gabungan beberapa syarikat. Dengan penubuhan SIG ini, maka perubahan terhadap
jaringan isyarat radio yang dievolusikan dan terhasilnya teknolgi yang dinamakan
teknologi tanpa wayar Bluetooth.
3
1.2 Latar Belakang Kajian
Penggunaan teknologi jalur lebar sekarang semakin pesat dibangunkan di seluruh
dunia. Antara teknologi jalur lebar yang termasyhur dan kerap digunakan sekarang ialah
pengaplikasian teknologi Bluetooth. Bluetooth adalah teknologi tanpa wayar yang
menggunakan protokolnya tersendiri untuk pertukaran data dan maklumat dalam jarak
yang terhad melalui alat yang tetap kedudukannya mahupun yang boleh bergerak.
Secara kasarnya, Bluetooth ini terbahagi kepada 3 kelas. Kelas-kelas ini diasingkan
mengikut jarak lingkungan yang boleh dicapai oleh peranti-peranti Bluetooth iaitu 1
meter, 10 meter dan 100 meter. (Charles F Sturman, 2002).
Menurut Kindaichi (2003), penggunaan Bluetooth pada zaman sekarang semakin
meluas di mana ia turut disertakan dalam pembelian kebanyakkan telefon mudah alih.
Bluetooth adalah teknologi pautan tanpa wayar yang menggunakan protokolnya
tersendiri untuk pertukaran data dan maklumat dalam jarak yang terhad melalui alat
yang tetap kedudukannya mahupun yang boleh bergerak. Bluetooth beroperasi dalam
frekuensi radio pada sekitar 2.4Ghz dan ia membenarkan pertukaran data dilakukan pada
kadar kelajuan 712 Kb.
Selain daripada itu, Bluetooth ini juga boleh berfungsi jika terdapat lebih
daripada 2 peranti yang berkomunikasi dalam rangkaian yang sama. Rangkaian ini
dikenali sebagai jaringan piko. Dalam sesebuah jaringan piko, salah satu daripada
sejumlah peranti yang terlibat haruslah bertindak sebagai induk atau dikenali sebagai
master dalam bahasa komputer dan peranti lain yang terlibat dalam rangkaian jaringan
piko ini dikenali sebagai ahli atau slaves. Dalam rangkaian jaringan piko ini segala
aktiviti pertukaran data dan proses komunikasi dikawal dan di atur oleh master berdasar
kepada pemasa. Antara contoh jaringan piko adalah permainan komputer yang
menggunakan Bluetooth antara beberapa komputer dan pada masa yang sama berkongsi
satu pangkalan data. Dengan perubahan pada pangkalan data, pemain-pemain akan dapat
melihat perubahan pada peranti ataupun komputer mereka.
4
1.3 Pernyataan masalah
Kebanyakkan daripada masyarakat kita pada hari ini sudah semakin cakna
terhadap perubahan arus teknologi penghantaran data pada ketika ini. Contoh yang dapat
dilihat dari mata kasar adalah apabila penghantaran maklumat melalui surat-surat sudah
semakin kurang digunakan. Kebanyakkan pertukaran maklumat telah diambil alih oleh
teknologi-teknologi yang terdapat pada masa kini seperti dengan menggunakan
elektronik mel (e-mail) dan perhubungan terus dengan menggunakan internet seperti
program Yahoo! Massenger dan tidak ketinggalan penggunaan telefon bimbit yang telah
diperluaskan penggunaannya seperti dapat menghubungi secara langsung dengan
seseorang individu lain walaupun dalam jarak yang begitu jauh.
Sehubungan dengan itu, kajian ini bertujuan untuk mencari penyelesaian untuk
mencari sesuatu yang hilang dalam jarak yang dekat dengan berdasarkan teknologi
Bluetooth untuk menghubungkan sesuatu barangan yang hilang dengan peranti utama.
Selain daripada itu, kajian ini juga bertujuan untuk mengetahui dengan lebih mendalam
tentang teknologi Bluetooth ini dan dapat menerangkan setiap fungsi dan
memanipulasikan teknologi ini kepada penggunaan-penggunaan tertentu seperti mencari
barang yang hilang jika terdapat peranti yang akan dapat dikesan melalui teknologi
pautan tanpa wayar Bluetooth ini.
1.4 Objektif Kajian Objektif projek yang akan dijalankan adalah untuk: i. Mengkaji spesifikasi yang diperlukan oleh pemancar Bluetooth luaran daripada
sistem komputer.
ii. Mengubahsuai litar pemancar Bluetooth luaran supaya berkeupayaan untuk
dikesan oleh pemancar Bluetooth tertentu dalam lingkungan jarak 20 meter.
5
iii. Mereka-bentuk satu alatan yang baru dengan menggunakan teknologi Bluetooth
untuk mengesan perkakasan dalam jarak 20 meter.
1.5 Skop
Peranti yang menggunakan teknologi Bluetooth ini direka khas untuk mencari
perkakasan yang hilang khususnya perkakasan kecil yang selalu digunakan seperti
kunci, kaca mata dan pendrive dalam lingkungan jarak 20 meter. Peranti ini dibina untuk
pencari barangan yang hilang dalam kediaman khususnya. Peranti elektronik ini juga
sesuai digunakan oleh sesiapa juga termasuk golongan yang lanjut usia dan golongan
yang lemah daya ingatan.
Selain daripada itu, antara skop lain bagi tujuan kajian dan penghasilan litar
peranti Bluetooth ini adalah untuk merekabentuk sebuah litar untuk pengawal mikro PIC
16F877A. Sehubungan dengan skop penghasilan litar pengawal mikro, litar untuk
geganti turut dibina untuk dihubungkan dengan litar pengawal mikro.
1.6 Penutup Pembangunan teknologi di dunia adalah semakin canggih pada saban hari. Setiap
negara berlumba-lumba untuk memperkenalkan teknologi baru kepada dunia. Ini adalah
kerana dengan memperkenalkan teknologi baru kepada dunia, sesebuah Negara akan
untung berkali-kali ganda. Selain itu perkembangan teknologi di Malaysia adalah sangat
pesat pada masa sekarang. Ini adalah disebabkan wawasan nombor satu negara yang
ingin menjadikan Malaysia sebagai negara maju menjelang tahun 2020.