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.