Ringkasan Mudah (Nota Reka Cipta Tingkatan 5 Bab 3: Sistem)

Dokumen ini merangkumi empat jenis sistem utama yang digunakan dalam pelbagai mesin dan produk. Memahami setiap sistem ini adalah kunci untuk menghargai cara teknologi berfungsi di sekeliling kita.

1. Sistem Mekanikal

Sistem mekanikal menggunakan kuasa atau tenaga untuk melakukan kerja yang melibatkan daya dan gerakan, selalunya untuk mengurangkan penggunaan tenaga manusia. Ia terdiri daripada beberapa jenis utama:

• Gear: Roda bergigi yang mengawal kelajuan, daya kilas, atau menukar arah gerakan. Jenisnya termasuk gear heliks, serong, belitan, taji, serta rak dan pinan.

• Takal dan Tali Sawat: Terdiri daripada dua roda berlurah yang dihubungkan dengan tali sawat untuk memindahkan gerakan. Kelajuan putaran bergantung pada nisbah diameter kedua-dua takal.

• Tuas: Sistem ringkas yang terdiri daripada fulkrum (titik sokongan), beban, dan daya. Ia digunakan untuk memindahkan beban berat dengan daya minima dan dikelaskan kepada tuas kelas pertama, kedua, dan ketiga.

• Pneumatik: Menggunakan udara termampat sebagai medium pemindahan kuasa. Komponen utamanya termasuk pemampat udara, injap kawalan, dan penggerak. Ia banyak digunakan dalam industri dan sistem automatik seperti brek bas.

• Hidraulik: Menggunakan cecair (biasanya minyak) untuk menghantar kuasa, sesuai untuk kerja berat seperti sistem brek kereta atau jek pengangkat. Komponen utamanya ialah pam, injap kawalan, dan silinder hidraulik.

2. Sistem Elektrik

Sistem elektrik ialah penggunaan tenaga yang terhasil daripada pergerakan elektron untuk menghasilkan cahaya, haba, atau gerakan. Ia melibatkan komponen-komponen berikut:

• Geganti (Relay): Suis yang dikawal secara elektromagnetik. Ia menggunakan gelungan untuk membuka atau menutup sesentuh, sama ada jenis Lazim Terbuka (Normally Open) atau Lazim Tertutup (Normally Closed).

• Transformer: Alat yang menaikkan atau menurunkan voltan. Transformer Injak Naik menaikkan voltan (lilitan sekunder lebih banyak), manakala Transformer Injak Turun menurunkan voltan (lilitan sekunder lebih sedikit).

• Motor Elektrik: Menukarkan tenaga elektrik kepada tenaga mekanikal (gerakan). Terdapat dua jenis utama: Motor Arus Ulang Alik (AU) yang menggunakan bekalan kuasa seperti 240V, dan Motor Arus Terus (AT) yang menggunakan bekalan kuasa seperti bateri (9V, 12V).

• Solenoid: Alat elektromagnet yang menukarkan tenaga elektrik kepada tenaga mekanikal dalam bentuk gerakan linear (tolak/tarik), sering digunakan sebagai suis dalam injap atau kunci pintu kereta.

3. Sistem Elektronik

Sistem elektronik adalah gabungan komponen yang mengawal operasi sesuatu produk, biasanya menggunakan bekalan kuasa arus terus (AT) yang rendah. Komponen utamanya termasuk:

• Suis: Mengawal aliran arus dalam litar.

• Perintang: Mengawal dan mengehadkan aliran arus. Nilainya diukur dalam unit Ohm (Ω).

• Diod: Membenarkan arus mengalir dalam satu arah sahaja. Diod Pemancar Cahaya (LED) adalah sejenis diod yang mengeluarkan cahaya.

• Transistor: Boleh berfungsi sebagai suis atau untuk meninggikan (menguatkan) arus, voltan, atau kuasa.

• Pemuat (Kapasitor): Menyimpan dan menyahcas cas elektrik.

• Pembaz (Buzzer): Menukarkan gelombang elektrik kepada gelombang bunyi.

4. Sistem Kawalan

Sistem kawalan adalah satu set peranti yang mengawal pergerakan dan fungsi sesebuah mesin. Prinsip asasnya ialah:

• Input-Process-Output: Input (masukan seperti suis) diterima dan diproses, lalu menghasilkan Output (keluaran seperti motor berputar).

• Sistem Kawalan Terbuka: Bahagian keluaran (output) tidak memberi kesan kepada sistem kawalan. Contohnya, lampu isyarat akan terus beroperasi mengikut litar tetap walaupun satu mentol terbakar.

• Sistem Kawalan Tertutup: Bahagian keluaran diukur dan dibandingkan dengan masukan (suapbalik atau feedback), membolehkan sistem membuat pelarasan. Contohnya, CCTV di mana kamera (input) boleh digerakkan dari bilik kawalan berdasarkan imej yang dipaparkan (output).

Operasi sistem kawalan boleh dibahagikan kepada tiga kaedah: Manual (sepenuhnya dikawal manusia), Semi-automatik (gabungan manual dan automatik), dan Automatik (berfungsi sendiri mengikut program).