http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/viewInstitutionalCollection.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?collectionId=8 EngLib USM http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=7482 Gelung terkunci fasa (PLL) adalah litar penting yang banyak digunakan dalam pelbagai aplikasi seperti komunikasi dan sistem elektronik. Kepentingan litar ini telah mendorong minat para penyelidik dalam mengkaji dan menganalisis kestabilan dan prestasi sistem PLL. Walaupun banyak analisis adalah berdasarkan kepada model lelurus sistem PLL, kestabilan PLL tidak dijamin kerana sistem itu mungkin terganggu oleh gangguan dalaman dan luaran yang termasuk perlakuan tidak linear dari komponen PLL serta lengah masa. Oleh kerana gangguan ini membawa kepada kemungkinan yang lebih tinggi terhadap kemerosotan prestasi dan ketidakstabilan, kerja-kerja terkini telah menunjukkan peningkatan jumlah penyelidikan berkaitan pemodelan sistem PLL yang lebih tepat dan analisis mengenai kesan ketidakpastian tersebut terhadap perlakuan keseluruhan sistem. Dalam kajian ini, pendekatan baru untuk memodelkan perlakuan tidak lelurus PLL secara sistematik dan mereka bentuk penapis yang bertanggungjawab untuk menentukan kestabilan dan prestasi sistem adalah dicadangkan. Pendekatan ini berdasarkan sintesis kawalan H¥ yang juga diintegrasikan dengan kriteria kestabilan tidak lelurus yang sesuai. Kaedah-kaedah yang dihasilkan kemudiannya diformulasikan menjadi masalah pengoptimuman cembung yang dapat menjamin keoptimuman parameter-parameter yang direka bentuk. Hasilnya kemudiannya diperluaskan kepada aplikasi sintesis frekuensi yang juga tertakluk kepada gangguan yang tidak diingini. Perkembangan seterusnya bagi kaedah yang dicadangkan adalah dalam menganalisa sistem PLL yang juga tertakluk kepada lengah masa, yang mungkin diwarisi dari sistem itu sendiri atau diperkenalkan secara buatan untuk memenuhi keperluan reka bentuk PLL tertentu. Penemuan-penemuan semasa menunjukkan bahawa keupayaan pengesanan sistem PLL boleh dibuktikan secara teorinya melalui kaedahkaedah yang dicadangkan yang seterusnya membawa kepada julat kunci yang lebih luas sebanyak 59% dan masa pengambilalihan yang lebih cepat sebanyak 22% berbanding kaedah lelurus. Di samping itu, keputusan juga menunjukkan bahawa sistem PLL dengan penapis yang direka bentuk melalui kaedah yang dicadangkan lebih baik dari kaedah yang sedia ada. Sebagai contoh, apabila kaedah yang dicadangkan dibandingkan dengan kaedah (Ahmad, 2017), kaedah yang dicadangkan dapat menghasilkan julat kunci lebih besar sebanyak 87% dan masa pengalihan yang lebih cepat sebanyal 5733% daripada kaedah tersebut. Keputusan-keputusan ini juga disahkan melalui satu siri simulasi dan eksperimen yang menunjukkan kecekapan kaedah yang dicadangkan untuk meningkatkan prestasi PLL. Selain itu, analisis mengenai PLL yang tertakluk kepada kedua-dua ketidaklelurusan dan lengah masa telah juga didapati bermanfaat dalam reka bentuk PLL disebabkan oleh kaedah pemodelan secara sistematik yang diperkenalkan bersama dengan teknik pengoptimuman cembung. Kajian ini boleh disimpulkan bahawa kajian ini telah membawa kepada pendekatan baru untuk memperbaiki struktur PLL sebenar dengan kerumitan pengiraan yang rendah dalam kaedah reka bentuk dan analisis.bahawa koridor dengan sudut kurang daripada 90° perlu dielakkan semasa merancang koridor bersudut kerana ia secara jelas meningkatkan masa berjalan keluar. Keputusan yang diperoleh daripada kajian ini dijangka menjadi pangkalan data dan bahan rujukan yang berguna untuk mereka bentuk dan mendimensi kemudahan pejalan kaki masa depan yang melibatkan koridor dengan sudut dan bentuk yang berbeza-beza. Pada masa akan datang, kajian ini perlu diteruskan dengan mempertimbangkan senario yang lebih pelbagai dan terperinci yang berkaitan dengan perubahan gerakan di koridor yang lebih berbeza. _______________________________________________________________________ Phase-locked loops (PLLs) are essential circuits that are widely used in many applications such as communication and electronic systems. The importance of this circuit has prompted a great interest among researchers in studying and analyzing the stability and performance of PLL systems. Although many analyses are based on linearized models of the PLL system, the stability of the PLL is not guaranteed as the system may be interrupted by internal and external perturbations which include nonlinear behavior from the PLL components as well as time delay. As these perturbations lead to higher probability of performance degradation and instability, recent works have shown an increasing amount of research into a more accurate modeling of PLL system and analysis on the impacts of such uncertainties to the overall system’s behavior. In this study, a new approach to systematically model the nonlinear behavior of the PLL and to design the filter which is responsible to determine the system’s stability and performance is proposed. This approach is based on the H¥ control synthesis which is also integrated with a suitable nonlinear stability criterion. The resulting methods are then formulated into convex optimization problems which can guarantee optimality of the designed parameters. The results are then extended to applications of frequency synthesis which is also subject to the unwanted perturbations. A further extension of the proposed method is on the analyses of the PLL system that is also subject to time delay, which may be inherent from the system itself or artificially introduced to meet a certain PLL design requirement. The current findings reveal that the tracking capability of the PLL system can be theoretically enforced via the proposed methods which consequently lead to a wider lock range by 59% and a faster acquisition time by 22% as compared to the linear approximation method. Additionally, the results also show that the PLL system with the filter designed via the proposed method outperforms the existing methods. For example, when the proposed method is compared with the (Ahmad, 2017), the proposed method is able to produce a larger lock-in range by 87% with faster acquisition time by 5733% than that method. The results are also validated via a series of simulations and experiments which demonstrate the efficiency of the proposed methods in enhancing the frequency synthesis PLL performance. Apart from that, the analyses on the PLL subject to both nonlinearity and time delay have additionally been found to be beneficial in PLL design due to the systematic modeling method introduced along with the convex optimization techniques. It can also be concluded that this study has led to a new approach to further improve the real PLL structure with low computational complexity in the design and analysis methods. Thu, 31 Dec 2020 11:28:18 +0800 institutional_item_version_id:7482 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=7469 Maklumat kesihatan yang direkodkan secara manual boleh menyebabkan kesilapan seperti pengenalpasti pesakit dengan tidak tepat dan salah memadankan data pesakit yang boleh menjejaskan keselamatan pesakit dengan serius. Untuk mengurangkan risiko kesilapan kepada pesakit diabetes, satu reka bentuk sistem pemantauan glukosa darah tanpa wayar dengan pembenamam RFID dwi jalur untuk Internet Kebendaan Perubatan telah dibangunkan. Dengan menggunakan kaedah ini, RFID pasif membolehkan komunikasi jarak dekat untuk membaca nombor pengenalan pesakit dan RFID aktif memanjangkan komunikasi jarak jauh untuk merekod dan memantau data glukosa darah wayar melalui rangkaian berbilang hop. Kerja yang dibentangkan dalam tesis ini menyumbang terutamanya kepada sistem terbenam dan aplikasinya dalam penjagaan kesihatan untuk mengurangkan beban merekod, mengesan dan memantau data pesakit dengan membenamkan sensor glukosa darah, RFID pasif, RFID aktif, WSN, M2M dan IoMT ke dalam satu platform. Konsep reka bentuk baru diwujudkan untuk mekanisme pengecaman pesakit, di mana mekanisme itu dibenamkan ke dalam peranti sumber untuk meningkatkan keupayaan sistem menetapkan nombor pengenalan secara automatik kepada setiap pengukuran glukosa darah (mmol/L) semasa pemantauan berbilang pesakit. Selain itu, keputusan dari eksperimen yang dijalankan menunjukkan bahawa sistem yang dibangunkan menghasilkan prestasi keseluruhan yang lebih baik berbanding dengan system BGM Bluetooth dan sistem BGM konvensional dari segi masa rakaman terpendek dan keupayaan penghantaran semula data. Dalam analisis kebolehpercayaan dengan menggunakan kaedah statistik ANOVA dan DOE, mengesahkan bahawa bilangan hop dan bilangan nod akhir memberikan kesan ketara kepada prestasi PDR CSMA/CA konvensional. Kedua-dua parameter ini kemudiannya diambil kira dalam persediaan eksperimen untuk menilai prestasi algoritma CSMA/CA yang dipertingkatkan (EN-CSMA/CA), yang menggunakan mekanisme interupsi luaran dan pendekatan berasaskan lapisan silang. PDR meningkat daripada 94% (CSMA/CA konvensional) kepada 99.33% (EN-CSMA/CA), iaitu peningkatan 5.33%. Model PDR menganggarkan bahawa untuk senario terbaik dan paling teruk, peratusan PDR adalah 100.0% dan 51.67%, masing-masing. Untuk mengoptimumkan penyusunan penghala bagi perlaksanaan sebenar sistem DRBGM di kemudahan kesihatan, model kehilangan laluan yang dibangunkan menganggarkan bahawa penghala harus diletakkan pada jarak 30 m antara satu sama lain, yang disepakati dengan hasil ujian yang menunjukkan kedudukan penghala harus ≤ 40 m untuk mencapai prestasi terbaik PDR. PDR meningkat daripada 94% (CSMA/CA konvensional) kepada 99.33% (EN-CSMA/CA), peningkatan 5.33%. Model PDR menganggarkan bahawa untuk senario terbaik dan paling teruk, peratusan PDR adalah 100.0% dan 51.67%, masing-masing. Untuk mengoptimumkan penyusunan penghala bagi perlaksanaan sebenar sistem yang dibangunkan di kemudahan kesihatan, model kehilangan laluan yang dibangunkan menganggarkan bahawa penghala harus diletakkan pada jarak 30 m antara satu sama lain, yang disepakati dengan hasil ujian yang menunjukkan kedudukan penghala harus ≤ 40 m untuk mencapai prestasi terbaik PDR. _______________________________________________________________________ Manually recorded health information could lead to errors such as inaccurate patient identification and mismatch patient data that could seriously affect patient safety. In order to reduce the risks of error for patients with diabetes, a new design of wireless blood glucose monitoring system with the embedment of dual band RFID for Internet of Medical Things is being developed. Using this method, passive RFID allows short-range communication to read automatically the patient identification number and active RFID extends long-range communication for recording and monitoring blood glucose data through multi-hop WSN. The work presented in this thesis contributes mainly to the embedded system and its application in healthcare to reduce the burden of recording, tracing and monitoring the patient‘s data by embedding blood glucose sensor, passive RFID, active RFID, WSN, M2M and IoMT into a single platform. A new design concept is established for the patient identification mechanism, where the mechanism is embedded in the source device to enhance the ability of the system to automatically assign the identification number to each blood glucose measurement (mmol/L) during multiple patients monitoring. Additionally, the results from the experiments conducted showed that the developed system produced better overall performance compared to the Bluetooth BGM and conventional BGM system in terms of the shortest recording time and the ability to retransmit data. In the reliability analysis using ANOVA and DOE statistical methods, the result validates that the number of hop and number of end node significantly affects the PDR performance of conventional CSMA/CA. These two parameters are then taken into account in experimental setup for performance evaluation of the enhanced CSMA/CA (EN-CSMA/CA) algorithm that uses an external interrupt mechanism and a cross layer approach. The PDR increased from 94% (conventional CSMA/CA) to 99.33% (EN-CSMA/CA), an improvement of 5.33%. The PDR model estimates that for the best and worst scenario, the percentage of PDR is 100.0% and 51.67%, respectively. To optimize the arrangement of routers for real implementation of the developed system in health facilities, the developed path loss model estimates that the router should be positioned at a distance of 30 m from each other, which agrees with the test results which indicate that the router should be positioned ≤ 40 m in order to achieve the best PDR performance. Tue, 22 Dec 2020 15:59:36 +0800 institutional_item_version_id:7469 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=7358 OFDM telah digunakan dalam rangkaian tanpa wayar, talian pelanggan digital (DSL) pengaksesan Laman Sesawang, 4G komunikasi mudah alih, televisyen digital dan siaran audio. Kadar bit yang tinggi semasa penghantaran isyarat, kecekapan spektrum yang tinggi dan saluran frekuensi pemudaran yang teguh merupakan kelebihan untuk aplikasi OFDM. Kelemahan dalam sistem OFDM ialah PAPR yang tinggi. Ia menyebabkan kemerosotan penghantaran isyarat. Dua objektif telah dinyatakan dalam projek ini. Objektif yang pertama adalah untuk membuat kajian tentang konsep teknik Wavelet dan transformasi kosinus diskret pada OFDM dan kesannya. Objektif yang kedua ialah untuk melaksanakan kaedah penambahbaikan Wavelet dengan DCT. Projek ini dibahagikan kepada empat peringkat iaitu: memahami konsep OFDM dan PAPR, pelaksanaan algoritma serta mencapai keputusan simulasi dan menganalisasi keputusan simulasi. Keputusan simulasi menunjukkan pelaksanaan kaedah penambahbaikan Wavelet dengan DCT dapat mengurangkan PAPR kepada kira-kira 5.111dB untuk 1024 sub-pembawa isyarat dengan skema modulasi QPS dengan 35%. Di samping itu, BER juga dikira bagi semua skema modulasi untuk mengkaji prestasi sistem dengan perbandingan antara nombor bit yang diterima dengan nombor bit yang dihantar. DCT-precoded Wavelet mencapai kemajuan BER 30% manakala DCT- Wavelet mencapai kemajuan BER 34% _______________________________________________________________________ Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) is nowadays applied in wireless networks, Digital Subscriber Line Internet Access, 4G mobile communications, digital television and audio broadcasting. This system has been widely used in high data rate wireless communications systems. High transmission bit rate, high spectral efficiency and robustness to frequency fading channels are the benefit for the application of OFDM. However, there is a major drawback in OFDM systems which is high Peak-to-Average Power Ratio (PAPR). High PAPR will reduce the performance of OFDM. Several techniques has been proposed to reduce PAPR. In this study, two objectives are identified. The first objective is to implement the improved PAPR reduction technique based on DCT on wavelet method. Then, the second objective is to analyze the performance of the proposed method based on PAPR and BER. This study is divided into four stages, understand the concept of OFDM implementation of algorithm, obtaining results and analyzing the simulation results. The simulation results show that improved method of DCT wavelet can reduce PAPR to about 5.111dB (35% PAPR reduction improvement) for 1024 subcarriers by using 64-QAM modulation scheme. Besides that, the Bit Error Rate is calculated to investigate the performance of the system by comparing the number of bits received in errors and the number of bits transmitted. DCT-precoded Wavelet gives 30% of improvement of BER whereas DCT-Wavelet gives 34% of improvement of BER Thu, 05 Nov 2020 09:44:52 +0800 institutional_item_version_id:7358 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=7354 Faktor kestabilan dan teknik sepadan bagi penguat gelombang mikro merupakan perbincangan penting untuk mengekalkan prestasi yang diperlukan, seperti kuasa tinggi bagi penguat kuasa tinggi dan bunyi hingar yang rendah bagi penguat hingar rendah. Pada masa yang sama, isu-isu kestabilan juga memerlukan perhatian yang utama untuk mengelakkan kehadiran ayunan dan menjadikan ianya berjaya berfungsi sebagai penguat. Biasanya, faktor kestabilan dan teknik padanan penguat bergantung terhadap frekuensi. Oleh itu, satu mekanisma pembolehubah frekuensi diperlukan untuk memastikan frekuensi bagi penguat tersebut berada di dalam kawasan yang stabil. Pengayun dielektrik dijadikan sebagai mekanisma pembolehubah frekuensi untuk mengatasi masalah tersebut yang dinilai pada parameter fizikal dan bahannya dengan topologi berlainan bagi mikrostrip selari. Konfigurasi terbaik pengayun dielektrik yang diperolehi diwakili oleh konfigurasi lengkungan 155° dengan jarak mikrostrip selari 19 mm untuk kedudukan liang pandu gelombang yang sama. Konfigurasi pengayun dielektrik ini dipadankan sebagai model padanan pengayun dielektrik untuk prestasi kestabilan penguat gelombang mikro. Penyiasatan ini dinilai untuk penguat yang berkeadaan stabil bersyarat dan tidak bersyarat pada 5 GHz. Disamping itu, kepelbagaian ketelusan dielektrik baru dibangunkan oleh tindak balas parameter sebaran yang merujuk kepada penyiasatan transistor sebelumnya, terutama pada aplikasi penyalun pengayun dielektrik. Perolehan ketelusan dielektrik baru yang merujuk kepada operasi frekuensi stabil bagi transistor terdahulu yang digunakan diadaptasikan ke dalam konfigurasi terbaik pengayun dielektrik yang dicadangkan sebagai pengayun dielektrik homogen. Sebagai keputusannya, model padanan pengayun dielektrik boleh digunakan untuk kedua-dua transistor yang berkeadaan stabil bersyarat dan tidak bersyarat untuk mengekalkan prestasi kestabilannya. Tambahan pula, model padanan pengayun dielektrik yang dicadangkan berpotensi untuk bertindak sebagai mekanisma pembolehubah frekuensi dengan menggunakan ketelusan dielektrik yang berlainan. Prestasi kestabilan lebih besar daripada 1 yang mana menunjukkan penguat gelombang mikro beroperasi di kawasan yang stabil dan berjaya meminimumkan kejadian ayunan. Pada masa yang sama, model padanan pengayun dielektrik adalah lebih mudah untuk melakukan penyelarasan selepas fabrikasi berbanding kaedah padanan konvensional bagi gelombang mikro. _______________________________________________________________________ The stability factor and matching techniques on microwave amplifier have been an important consideration in order to maintain the required performances, such as high power for the high power amplifier and low noise for low noise amplifier. Simultaneously, the issues of stability need more attention to avoid the presence of the oscillations and make it performs as the amplifier without failed. Typically, the stability factor and matching techniques of the amplifier are frequency dependent. Thus, a variable frequency mechanism is required in order to ascertain the amplifier to be operated resides within the stable region. The dielectric resonator is incorporated as the variable frequency mechanism purposely to tackle this issue. The characteristics of the dielectric resonator are evaluated on their physical parameter and material with different topologies of the parallel microstrip line. The obtained best configuration of the dielectric resonator is represented by the 155 ° curves configuration with 19 mm parallel microstrip line spacing for same waveguide port position. This configuration of the dielectric resonator is incorporated as the dielectric resonator matching model for stability performances of microwave amplifier. This investigation is evaluated for conditional stable and unconditional stable transistors at 5 GHz. In addition, the new dielectric permittivity is developed through their scattering parameters responses that referred to the previous transistor used investigation, especially dielectric resonator oscillator applications. The obtained of new dielectric permittivity that refers to the stable operating frequency of previous transistor used investigation is adopted into the best configuration of the proposed dielectric resonator as the homogenous dielectric resonator. As results, the dielectric resonator matching model can be used for both conditional stable and unconditional stable transistors in maintaining their stability performances. The stability performances are greater than 1 which shown the microwave amplifier is operated in a stable region and successfully minimize the oscillation occurrences. Furthermore, the proposed dielectric resonator matching model has the potential to act as a variable frequency mechanism by the adopted different dielectric permittivity. Concurrently, the dielectric resonator matching model is easier to do adjustment after fabrication compared to the conventional matching method of microwave amplifier. Wed, 04 Nov 2020 16:19:14 +0800 institutional_item_version_id:7354 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=7322 Peningkatan kontras setempat adalah satu kaedah bagi memperbaiki keterlihatan perincian setempat sesuatu imej dengan meningkatkan kontras di rantau tersebut. Kini, para penyelidik telah menunjukkan minat dalam menyelesaikan masalah pencahayaan yang tidak seragam. Walau bagaimanapun, kebanyakan teknik ini membahagikan imej kepada dua bahagian sahaja iaitu kawasan yang terdedah-lebih dan terdedah-kurang, dan cuba meningkatkon kontras rendah pada kedua-dua rantau menggunakan pendekatan yang sama. Tetapi, semua kaedah ini tidak mantap dan telah direka khusus untuk menyelesaikan masalah tertentu pada sesuatu masa. Kekangan ini telah memotivasikan kajian ini dengan mencadangkan teknik baharu bagi menyelesaikan masalah yang diyatakan. Pada mulanya, Kaedah Penentuan Kawasan Berasaskan Pendedahan Tempatan Adaptif (ALEBRD) dicadang untuk menentukan dan membahagikan imej kepada tiga rantau iaitu kawasan yang terdedah-lebih, terdedah-kurang dan terdedah-baik. Keputusan menunjukkan kaedah ALEBRD yang dicadang menghasilkan prestasi penentuan rantau yang lebih baik berbanding kaedah konvensional. Berdasarkan analisis kualitatif, ia dapat menentukan ketiga-tiga rantau dengan ketepatan yang tinggi. Kemudian, kontras setiap rantau akan dipertingkatkan menggunakan teknik peningkatan kontras setempat baharu yang dinamakan Peningkatan Kontras Setempat Pendedahan Kabur Adaptif (AFELCE). Kaedah AFELCE yang dicadang dengan direka bentuk khusus untuk meningkatkan kontras setiap rantau menggunakan kaedah berbeza. Teknik AFELCE yang dicadangkan berjaya meningkatkan kontras 300 imej berkontras rendah dan berilluminasi tidak seragam yang diambil dari tiga pangkalan data imej iaitu imej-imej piawai, bawah air dan sperma manusia mikroskopik. Kaedah AFELCE yang dicadangkan mengatasi kaedah terkini secara kualitatif dan kuantitatif. Secara kualitatif, kaedah AFELCE yang dicadangkan berjaya meningkatkan kontras imej tersebut dengan menghasilkan imej pencahayaan yang lebih seragam dengan kontras yang tinggi. Secara kuantitatif, kaedah AFELCE yang dicadangkan memberi purata tertinggi untuk parameter Entropi (E), Pengukur Peningkatan (EME) dan Indeks Universal Kualiti Imej (UIQI) bagi pangkalan data imej piawai dengan nilai masing-masing 7.582, 42.75 dan 0.94. Keputusan yang sama diperoleh untuk imej bawah laut dengan ia menghasilkan purata nilai tertinggi E, EME dan UIQI dengan nilai masing-masing 7.124, 41.13 dan 0.89. Sementara itu, bagi pangkalan data imej mikroskopik sperma manusia, ia memberikan nilai-nilai tertinggi dalam E dan EME iaitu masing-masing 7.602 dan 42.51. _______________________________________________________________________ Local contrast enhancement is an approach to improve the local visibility detail of an image by increasing the contrast in local regions. Recently, researchers have shown an interest in solving the issue of non-uniform illumination. However, most of these techniques divide the image into two parts only namely over-exposed and under-exposed regions and try to enhance the poor contrast in both regions using same approach. However, these methods are not robust and they are specifically designed to solve a specific problem at one time. This limitation has motivated this study to propose a new technique to solve the abovementioned problems. In the beginning, Adaptive Local Exposure Based Region Determination (ALEBRD) method is proposed to determine and divide the image into three regions namely under-exposed, over-exposed, and well-exposed regions. The results show that the proposed ALEBRD method produced better region determination performance than the other state-of-the-art methods. Based on the qualitative analysis, it could determine those three regions with high accuracy. After that, contrast of each region will be enhanced using a new local contrast enhancement technique called Adaptive Fuzzy Exposure Local Contrast Enhancement (AFELCE). The proposed AFELCE method is specifically designed to enhance the contrast of each region using different approaches. The proposed AFELCE technique successfully improves the contrast of 300 low-contrast and non-uniform illumination images, taken from three different databases namely standard, underwater, and microscopic human sperm images. The proposed AFELCE method qualitatively and quantitatively outperforms the state-of-the-art methods,. Qualitatively, the proposed AFELCE method has successfully enhanced the contrast of those images by producing more uniform illumination images with high contrast. Quantitatively, the proposed AFELCE method produces the highest average of Entropy (E), Measure of Enhancement (EME) and Universal Image Quality Index (UIQI) for the standard image database with values of 7.582, 42.75 and 0.94 respectively. The similar results obtained for the underwater database images, where it produces the highest average of E, EME and UIQI values with 7.124, 41.13 and 0.89 respectivley. While for the microscopic human sperm image database, it produces the highest values for E and EME with values of 7.602 and 42.51 respectively, and . This study is suitable to be applied to a real time applications. Based on the good results obtained for standard, underwater, and microscopic human sperm images, the developed system has high potential and suitable to be applied to a real time applications. Tue, 03 Nov 2020 11:07:28 +0800 institutional_item_version_id:7322 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=7315 RFID, Pengenalan Frekuensi Radio merupakan teknologi yang murah, Ia boleh dilaksanakan untuk beberapa aplikasi seperti keselamatan, pengesanan aset, pengesanan orang, pengesanan inventori, dan aplikasi kawalan akses. Projek ini menggunakan RFID untuk mengunci dan membuka kunci basikal. Ia akan menjadi bebanan apabila perlu untuk mencari kunci dan membongkok kemudian mencari lubang kunci dan membuka kunci. Ramai berfikiran ini tidak membebankan, tetapi bagi seorang seorang pelajar dan ia menjadi sebahagian daripada rutin, ia akan menjadi satu kegusaran dan membuang masa. Ia juga akan menyebabkan susunan parkir basikal tidak teratur Objektif utama projek ini adalah untuk mereka bentuk dan melaksanakan Parkir Basikal Automatik Dan Sistem Mengunci menggunakan Teknologi RFID di mana pelajar perlu menggunakan kad pelajar mereka untuk mengakses slot letak basikal di mana hanya pengguna yang berdaftar sahaja boleh menggunakan sistem letak basikal ini. Bagi perkakasan, bahan-bahan utama yang diperlukan dalam projek ini adalah RFID tag yang diprogramkan, antena RFID, pembaca RFID, ruang untuk sistem kunci dan tempat parkir basikal. Sistem penguncian automatik pada dasarnya akan menjadi unit mekanikal yang akan dipasang di stesen basikal dan ia akan mengunci salah satu daripada dua roda tayar basikal. Komunikasi bersiri USB akan berkomunikasi dengan komputer di mana ia dihubungkan dengan pembaca RFID dan menghantar data ke komputer. Oleh itu, program grafik antara muka pengguna menyediakan fungsi sistem keseluruhan seperti memaparkan secara langsung tag ID transaksi, mendaftar ID, membuang ID, dan fungsi kecil lain. Dengan menggunakan kaedah konvensional, masa yang diambil untuk pengguna untuk mengunci basikal mereka purata ialah 8 saat. Berdasarkan keputusan yang diperolehi, sistem yang direka telah berjaya mengurangkan masa yang diambil untuk proses letak basikal dan mengunci dari 10 saat kepada 4 saat. 60% daripada masa yang diambil dapat dikurangkan dan semua proses adalah bebas dari pergerakan. _______________________________________________________________________________________________________ RFID, Radio Frequency Identification is an inexpensive technology, which can be implemented in many applications such as security, asset tracking, people tracking, Inventory detection, access control applications. In this project, RFID is use to for locking and unlocking process of bicycle. It is very annoying to have to get a key and bend over then find the lock’s keyhole and open the lock. Many might think this actually does not sound so bad but once become a student and it becomes part of your routine it will become a time wasting annoyance. It will also lead to disorganized bicycle arrangement. The main objective of this project is to design and implement an Automated Bicycle Parking System using RFID Technology, using this system, a user need to use an identification card to access the parking slot where only authorized person can use this parking system. For the hardware part, the main materials needed in this project are a programmable RFID tag, RFID antenna, RFID reader and a design space for a mountable lock and parking system for bicycles. The automatic locking system will basically be a mechanical unit that we will attach to the bicycle station and it will lock one of the two wheels. The USB serial communication will communicate to the host computer where it was interfaced with the RFID Reader send the data to the host computer. Therefore, graphic user interface program provides the provides the functionalities of the overall system such as displaying live ID tags transactions, registering ID, deleting ID, and other minor functions which it was developed using Java NetBeans. By using conventional method, the average time taken for a user to lock their bicycles is 8 seconds. The designed system has successfully reduced the time taken for parking and locking process from 10 seconds to 4 seconds. 60% of the time taken have been reduced and all process is hand free. Mon, 02 Nov 2020 16:38:12 +0800 institutional_item_version_id:7315 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=7299 Tesis ini menerangkan secara jelas mengenai projek pembangunan satu aturcara yang menggunakan perisian "Excel" untuk menganalisis aliran beban sistem kuasa. Kepentingan menganalisis aliran beban atau kuasa ini adalah untuk memastikan penghantaran kuasa elektrik dari penjana kuasa ke pengguna melalui rangkaian sistem kuasa menjadi stabil, selamat dan menjimatkan. Lembaran kerja "Excel" digunakan di dalam projek ini adalah untuk menyediakan satu aturcara yang memperuntukkan kos dan kapasiti memori yang rendah. Ini kerana ia adalah program asas yang tersedia di dalam "Microsoft® Office" untuk kerja- kerja pengiraan. Di dalam aturcara ini, pendekatan kaedah "Newton Raphson" digunakan sebagai teknik penyelesaian untuk mengira pengaliran kuasa di dalam talian penghantaran dan kehilangan kuasa di talian. Penyelesaian ini dilakukan dengan mengubah nilai kuasa atau voltan, rintangan talian dan parameter- parameter yang terlibat dalam kaedah penyelesaian. Pembangunan aturcara ini bermula setelah segala teori mengenai analisis aliran beban dan teknik penyelesaian "Newton-Raphson" habis diteliti. Selepas itu, pembentukan formula dilakukan menggunakan fungsi- fungsi yang disediakan oleh "Microsoft® Excel". Keputusan utama yang akan diperolehi melalui aturcara ini ialah aliran kuasa yang mengalir antara bas dan kehilangan kuasa di talian penghantaran sewaktu aliran kuasa berlaku. Aturcara ini adalah alatan asas yang sesuai digunakan untuk mempraktiskan jurutera sistem kuasa dalam melakukan aktiviti- aktiviti yang berkaitan perancangan sistem, operasi dan kawalan. Aturcara ini juga amat sesuai digunakan sebagai alat bantuan mengajar bagi pensyarah dalam mengajar silibus analisis sistem kuasa. _______________________________________________________________________________________________________ This thesis describes the development of an Excel program for power system load flow analysis. Load flow analysis is important for the power system to ensure the electrical power transfer from generators to consumers through the grid system is stable, reliable and economic. Excel worksheet is used in this project to provide the economical and low storages program since the Excel is a basic application provided by Microsoft® for calculation works. In this Microsoft® Excel worksheet, the method of Newton Raphson is chose as a technique solution to compute the real and reactive power flows in equipment such as transmission lines and transformers, as well as equipment losses. These methods are applied to the load flow problems to allow the problems being solved, by adjusting the power or voltage levels, line impedances, and also the parameter of the solution methods. The development of this program starts after the study of theories in load flow analysis and the Newton Raphson method as the solution technique was conducted. After that, the construction of the formula begins using the functions provided by Excel. From the result of this program, users should be able to find the power flow from one bus to another bus and the power losses at transmission line. This program is a fundamental tool for practicing power system engineers engaged in system planning, operation and control. It may be used also as an alternative material for the lecturer in teaching the load flow analysis topics. Wed, 28 Oct 2020 16:41:42 +0800 institutional_item_version_id:7299 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=7298 Kajian ini menerangkan analisa perlakuan yang dilakukan terhadap HomePlug Adaptor 85Mbps untuk mengetahui prestasi sebenar dan kesannya penggunaan. Tujuan kajian ini dijalankan kerana tidak semua perhubungan rangkaian melalui wayar elektrik, antara satu tempat dengan tempat yang lain adalah sama. Pelemahan dan ganguan isyarat antara suatu tempat juga berbeza. Realiti terhadap perbezaan ini memerlukan teknologi PLC ini dianalisa. Keputusan menunjukkan walaupun adapter ini diperakui mempunyai kadar masukan sebanyak 85Mbps, nilai masukan sebenar yang diterima hanyalah antara 30Mbps hingga 40Mbps. Kadar masukan ini bergantung sepenuhnya kepada kewujudan penggunaan alatan elektrik bermotor yang menyebabkan variasi kepada muatan yang diterima. PLC mempunyai sedikit masalah berdepan pada fasa yang berbeza dalam penghantaran elektrik di rumah. Kadar masukan yang diterima rendah sedikit berbanding analisa yang dilakukan pada fasa yang sama. Selain terkenal dalam aplikasi penggunaan elektrik dalam rumah persendirian, PLC juga sesuai dilaksanakan dalam penggunaan multimedia. Analisa perlakuan yang dijalankan ini juga untuk menyelidik kebolehan komukasi suara melalui adapter HomePlug 85Mbps. Melalui kajian ini, PLC terbukti keberkesanannya dalam komunikasi suara atau suara melalui protokol internet (VoIP) iaitu salah satu kaedah yang boleh diaplikasikan penggunaannya dalam ‘smart house’. _______________________________________________________________________________________________________ This paper presented a field test to measure the performance of HomePlug Adaptor 85 Mbps to reveal true performance and impairment-handling capability. The reason for this is that in real user setting of whole-house networking over AC wiring, not all pointto- point (outlet-to-outlet) connections are the same. The amount of signal attenuation and noise between outlets is not the same. The reality of this these differences requires that PLC technology must be tested. The result show that even though the connection speed of the adapter is claimed to be 85 Mbps, the real throughput is only around 30- 40Mbps. The throughput rate highly dependent on the existence of motorize-electrical appliances, which cause variations in the line loading. PLC is having a bit problem to deal with different phases of electrical distribution. The throughput rate will drop slightly compare to the in phase electrical distribution field test. Beside these wellknown as residential applications, PLC is also applicable for special applications which is in real time application. The field trial also investigate applicability of voice communication via HomePlug 85 Mbps adaptors. My research suggests that PLC is a strong candidate for voice communications or VoIP as a new techique for applying in smart house. Wed, 28 Oct 2020 16:37:37 +0800 institutional_item_version_id:7298 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=7260 Mon, 26 Oct 2020 12:45:17 +0800 institutional_item_version_id:7260 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=7256 Teknologi mikro pemesinan telah mula berkembang secara mendadak lebih dari 15 tahun yang lalu dengan menggunakn bahan-bahan dan proses-proses supaya sesuatu litar bersepadu itu menjadi struktur yang kecil di dalam silikon selain dari peralatan electronic. MEMS adalah satusatunya teknologi yang mengembangkan mikro pemesinan. Sebagaimana yang terkandung dalam perkataan MEMS (Sistem Micro Elektro Mekanikal), teknologi MEMS di hubung kaitkan dengan sensor untuk getaran mekanikal seperti pecutan dan tekanan. Kelebihan dari segi kos yang rendah serta pengecilan saiz yang di dapati dengan teknologi MEMS berupaya mengembangkan sensor skala mikro sebagai sebuah produk komersial. Projek ini bertujuan untuk merekabentuk dan mensimulasikan accelerometer dengan menggunakan perisian MEMS. Accelerometer ialah sejenis sensor inersia yang digunakan untuk mengukur pecutan atau nyahpecutan bagi objek yang sedang bergerak. Accelerometer yang direkabentuk dalam projek ini ialah dari jenis kapasitor boleh laras. Accelerometer ini menggunakan perubahan kapasitans hasil dari tindakan daya pemecutan. Dalam projek tersebut, CoventorWare digunakan untuk merekabentuk accelerometer. Alat Architect menggunakan maklumat yang terkandung dalam fail MPD dan fail proses semasa proses simulasi dijalankan. Pada permulaan, satu model skematik telah dibina. Semua dimensi bagi accelerometer dinyata sebagai pembolehubah global dalam simbol COVENTOR. Sifat accelerometer dapat dikaji apabila skematik diuji dalam pelbagai keadaan dengan menggunakan analisis-analisis prestasi. Alat plot digunakan untuk melihat dan mengukur keputusan secara grafik. Selepas itu, “Layout Editor” digunakan untuk menjana “2-D layout” daripada skematik. Model 3-D dibina dalam proses seterusnya untuk memastikan accelerometer yang direkabentuk adalah betul. Dua jenis analisa akan dijalankan iaitu Analisa menggunakan Architect dan Analisa menggunakan “Finite Element Method” atau dipanggil Analisa FEM. Hasil analisa dari Architect akan dibandingkan dengan hasil analisa dengan FEM. Accelerometer ini akan mengesan pecutan, g yang tinggi sehingga 100g. Jadi, sistem tersebut boleh digunakan untuk aplikasi automotif. _______________________________________________________________________________________________________ Micromachining technology began to develop rapidly over 15 years ago, using materials and processes developed for the integrated circuit industry to form miniature structures in silicon and related materials for purposes other than electronic devices. MEMS is in some ways only an evolution and expansion of this technology. As the term “Micro Electro Mechanical System” suggests, MEMS technology relates most directly to sensors for mechanical variables, e.g. acceleration, pressure, etc. The advantages of low cost, miniaturization, electronic integration etc. available with MEMS technology has led to the development of micro scale sensors as an important commercial product. This project involves the design and simulation of an accelerometer by using MEMS software. Accelerometer is an inertial sensor that measures the acceleration or deceleration of a moving object. The accelerometer that will be designed in this project is of the variable gap type capacitive device. The accelerometer uses capacitance change due to acceleration force as the sensed parameter. The MEMS Software used to design the accelerometer is the CoventorWare 2008. CoventorWare 2008 supports both system- level and physical design approaches. The Architect tool uses the information in the MPD and process files during the top-down design simulation. A schematic model of the accelerometer was created. The dimensions of the accelerometer were defined as global variables. The schematic was simulated under various conditions by using Architect’s performance analyses. Plotting tools were used to view and measure results in several graphical formats. After refining and finalizing a design, the design was then transferred to 2-D layout using Layout Editor. For verification, a 3-D model was built, meshed and simulated using the Analyzer solvers. In this report, two analysis will be conducted which is the Architect Analysis and the Finite Element Method, or FEM Analysis. The results obtained from the Architect Analysis will be compared with the result obtained from Finite Element (FEM) Analysis. The accelerometer will detect high acceleration, g values up to 100g. Therefore, it can be used in automotive applications. Fri, 23 Oct 2020 16:06:06 +0800 institutional_item_version_id:7256 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=7092 Permintaan untuk komunikasi tanpa-wayar dalam bidang suara dan data telah berkembang pesat. Tahap integrasi sistem pemancar-penerima radio frekuensi (RF) telah menjadi sangat rumit dan usaha untuk menangani hal ini telah meningkat hampir secara eksponen. Komunikasi RF pada masa kini memerlukan sistem yang amat pantas untuk aplikasi-aplikasi laju sperti 4G and 5G, julat penalaan yang lebar bagi pelbagai aplikasi, ralat masa yang minimum dan kos yang rendah. Pengayun memainkan peranan yang mustahak dalam menentukan kualiti sistem perhubungan RF. Kebanyakan pengayun adalah berdasarkan voltan dan dikenali sebagai VCO (Voltage Controlled Oscillator) dan terdiri terutamanya daripada dua jenis, iaitu pengayun tangki LC dan bukan tangki LC. Yang pertama amat baik untuk hingar-fasa yang rendah disebabkan pengunaan induktor pasif. Yang kedua seperti pengayun cincin adalah jauh lebih kecil saiznya daripada tangki LC, dan dengan itu lebih rendah kosnya, tetapi mempunyai hingar-fasa yang lebih tinggi. Walau bagaimanapun, sumber arus menjadi lebih popular dan digunakan dalam pengayun untuk membentuk pengayun terkawal arus (CCO) disebabkan oleh frekuensi yang lebih laju berbanding sumber voltan. Dengan itu, matlamat projek ini adalah untuk mereka pengayun terkawal arus yang boleh menjana frekuensi tengah 5 GHz, julat penalaan 500 MHz dan hingar-fasa yang lebih baik dari -110 dBc/Hz dengan menggunakan induktor aktif. Untuk menzahirkan konsep yang dicadangkan, pengayun cincin 5-peringkat dengan induktor aktif yang dikawal oleh litar mod arus telah direka bentuk dan disimulasi menggunakan teknologi CMOS 180 nm daripada Silterra. Projek ini diteruskan dengan mengesahkan dan membuat penambahbaikan kepada parameter prestasi asas reka bentuk pengayun tempatan yang menggabungkan laluan dwi lengah, lengah pencong negatif, sumber arus, transistor terganding silang dan induktor aktif. Analisis dilakukan tentang bagaimana transistor terganding silang memainkan peranan dalam mempengaruhi corak operasi frekuensi yang tersendiri. Keputusan simulasi menunjukkan bahawa frekuensi operasi maksima pengayun adalah pada 5.81 GHz. Transistor MOS terganding silang dan induktor aktif dikawal oleh sumber arus telah membantu dalam memperbaiki hingar-fasa dan frekuensi pengayun. Pelbagai keputusan simulasi menunjukkan bahawa julat frekuensi pengayun 5-peringkat ini adalah antara 3.87 GHz hingga 5.81 GHz. Parameter kritikal sesuatu pengayun, iaitu hingar-fasa, ialah -113.2 dBc/Hz pada ofset 1 MHz dengan frekuensi tengah 5.81 GHz. Prestasi reka bentuk baru ini telah meningkat, secara umum, sebanyak 36% bagi frekuensi manakala 8% bagi hingar-fasa, apabila dibandingkan dengan topologi bukan tangki LC. Selain daripada frekuensi dan hingar-fasa, kuasa-keluaran dan saiz reka bentuk ini adalah 9.41 dBm dan 0.22 mm2 masing-masing. Ini merupakan peningkatan sebanyak 53% bagi kuasa-keluaran dan 33% bagi saiz apabila dibandingkan dengan toplogi bukan tangki LC. Kesimpulannya, reka bentuk ini berjaya mencapai sasaran-sasaran yang telah ditetapkan pada permulaan penyelidikan ini. _______________________________________________________________________ The demand for wireless communications in the field of voice and data has rapidly grown. The integration level of Radio Frequency (RF) transceiver systems have become very intricate and efforts to deal with this has risen almost exponentially. Communications nowadays require system with extreme speeds to cater for high speed applications such as 4G and 5G, wider tuning range to cater for variety of applications, minimal timing errors and lower cost. Oscillators play the key role in determining the quality of the RF communications system. Most oscillators are voltage based and known as Voltage Controlled Oscillator (VCO) and comes mainly in two types, which are LC Tank Oscillators and Non LC-Tank Oscillators. The former is very good for lower phase noise due the usage of passive inductor. The latter such as ring oscillators are much smaller in size than LC-Tank, thus lower cost, but exhibit much higher phase noise. However, current sources are becoming more popular and employed in oscillator to form Current Controlled Oscillator (CCO) due to its higher frequency as compared to voltage source. Hence the goal has been put forth to design a CCO that produces 5 GHz center frequency, tuning range of 500 MHz and with phase noise better than -110 dBc/Hz by employing active inductor. To demonstrate the proposed concept, 5-stage ring oscillator with active inductor design controlled by a current-mode circuit, were designed and ran through simulation using 180 nm CMOS technology provided by Silterra. The work proceeds to validate and make improvements to the fundamental performance parameters of a local oscillator design that incorporates dual delay path, negative skewed delay, current source, cross-coupled transistors and active inductor. Analysis were done on how the cross-coupled transistors play a role in affecting the distinctive frequency operation pattern. Results from the simulation show that the oscillator’s maximum frequency obtained without distortion is 5.81 GHz. The cross coupled MOS transistors and active inductor controlled by current source aided well in improving the oscillator’s phase noise and frequency. Various simulation results show that the frequency range of this 5-stage oscillator runs between 3.87 GHz to 5.81 GHz. The critical parameter of any oscillator, which is the phase noise, is -113.2 dBc/Hz at 1 MHz offset with a center frequency of 5.81 GHz. The performance of this new design has improved, in general, about 36% on the frequency while 8% on the phase noise as compared with the non-LC Tank topology. Apart from the frequency and phase noise, the output power and size of this design is 9.41 dBm and 0.22 mm2 respectively. This is an improvement of 53% on the output power and 33% on the size when comparing with the non-LC Tank topology. Conclusively this design has successfully achieved the goals set forth for this research. Mon, 05 Oct 2020 15:52:21 +0800 institutional_item_version_id:7092 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=7086 Keadaan yang tidak normal bagi peralatan elektrik akan berlaku apabila suhunya melebihi had yang dibenarkan, yang boleh mengakibatkan kegagalan peralatan tersebut. Oleh itu, pencegahan awal amat penting untuk mengelakkan perkara ini berlaku disamping meningkatkan kebolehpercayaan peralatan tersebut. Kajian ini mencadangkan satu teknik baharu bagi segmentasi kawasan imej dan kaedah untuk mendiagnosis keadaan haba bagi peralatan elektrik dengan mengambilkira analisa imej inframerah secara kualitatif dan kuantitatif. Memandangkan kebanyakan pemasangan elektrik kebiasaannya disusun secara tetap dengan struktur yang berulang-ulang, satu kaedah baharu dicadangkan bagi mengesan semua struktur peranti elektrik yang serupa dalam satu imej inframerah. Kaedah ini menggunakan gabungan dua algoritma pengesan titik utama iaitu algoritma transformasi ciri-ciri invarian skala (SIFT) dan kawasan ekstrem yang stabil (MSER) bagi meningkatkan bilangan pengesanan titik utama. Satu kaedah baharu untuk memadan dan menterjemahkan kluster telah dicadangkan dengan memperkenalkan prosedur pengundian bagi menentukan padanan kluster. Pengesanan rantau dicapai dengan menggunakan kaedah grid di mana ia membahagikan kelompok-kelompok berulang sebelum keseluruhan objek yang disasarkan itu disegmentasi dengan sempurna. Untuk menilai keadaan pemasangan peralatan elektrik, keberkesanan menggunakan tiga jenis ciri input yang berbeza telah diselidiki. Pendekatan model ‘wrapper’ digunakan untuk memilih ciri yang sesuai di mana perseptron berbilang lapisan (MLP) rangkaian neural tiruan dan mesin vektor sokongan (SVM) digunakan untuk menilai setiap set gabungan ciri. Berdasarkan hasil kajian terhadap kaedah segmentasi yang dicadangkan, kira-kira 94.27% dari rantau telah dikesan dengan betul dengan purata nilai kawasan di bawah lengkung (AUC) sebanyak 0.79 telah dicapai. Semasa menentukan keadaan terma, didapati bahawa gabungan ciri input Tdelta, Tskew, Tkurt, Tσ dan dB menghasilkan ketepatan terbaik bagi mengesan kerosakan haba yang diklasifikasikan oleh SVM menggunakan fungsi kernel asas jejarian. Kadar prestasi tertinggi dicapai pada 99.46% dan 97.78% berdasarkan ketepatan dan nilai f-score. _______________________________________________________________________ The abnormality of electrical equipment will occur when its internal temperature reached beyond its limits, which can lead to subsequent failure of the equipment. Therefore, early prevention is required in order to avoid this fault while maintaining the reliability of the equipment. This research proposes a new framework of region segmentation and thermal fault detection method for diagnosing the thermal condition of electrical installation by considering both qualitative and quantitative infrared image analysis. Since most of the electrical installations are normally fixed repetitively, a new region detection method is proposed that is able to detect all identical structure of electrical devices within an infrared image. The method employs the combination of the scale invariant feature transform (SIFT) and maximally stable extremal regions (MSER) keypoint detectors for improving the number of keypoint detection. A method for matching and translating clusters is presented by introducing a voting procedure for finding a group of matched clusters. The region detection is achieved by employing a grid approach to divide the repeated cluster before properly segmenting the target region. For evaluating the condition of electrical installation, the effectiveness of thirteen types of input features is investigated. A wrapper model approach is utilized for selecting feature where the multilayer perceptron (MLP) artificial neural network and the support vector machine (SVM) are used to evaluate each of the possible combinations of the feature set. Based on experimental results on the proposed segmentation method, about 94.27 % of the regions were correctly detected with the average area under curve (AUC) value of 0.79 was achieved. Meanwhile, for assessing the thermal condition, it was found that the integration of Tdelta, Tskew, Tkurt, Tσ and dB features yield the best result when classified by SVM using radial basis kernel function. The highest classification rates are achieved at 99.46% and 97.78% of the accuracy and f-score value, respectively. Mon, 05 Oct 2020 15:30:50 +0800 institutional_item_version_id:7086 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=7080 Pada masa kini, isu kompromi antara kejituan dan penafsiran semakin mendapat perhatian dalam merekabentuk sistem kabur yang baharu. Dalam tesis ini, tiga model kabur berkembang iaitu peningkatan pengenalan istilah kabur (EFTI), kaedah pengenalan struktur (SIM) dan pendekatan perkembangan struktur (SEA) dicadangkan untuk menangani isu kompromi antara kejituan dan penafsiran. EFTI, SIM dan SEA direkabentuk berdasarkan kaedah-kaedah pengurangan ralat. EFTI dibangunkan untuk disesuaikan dengan masalah-masalah masukan tunggal keluaran tunggal (SISO) (iaitu satu dimensi), manakala SIM dan SEA dibangunkan untuk disesuaikan dengan masukan berbilang keluaran tunggal (MISO) (iaitu dimensi sederhana dan tinggi). EFTI bermula dengan struktur kabur mudah yang terdiri daripada dua istilah kabur dalam ruang masukan. Kemudian, EFTI terus berkembang dengan mengenal pasti titik-titik pemisahan pada ruang masukan yang serasi dengan parameter-parameter yang dihasilkan. Sebaliknya, SIM dan SEA bermula dengan satu peraturan kabur yang tidak mempunyai istilah-istilah kabur dalam ruang masukan tanpa mengira tahap dimensi masukan. Kemudian kedua-dua kaedah berkembang berdasarkan proses penutupan atau pemisahan untuk sifat masukan yang terpilih pada subkawasan yang dipilih. Sekiranya sifat yang terpilih tidak mempunyai istilah kabur, penutupan dilakukan, tetapi jika berlaku sebaliknya, pemisahan dilaksanakan. Proses perkembangan berlanjutan sehingga kejituan yang memuaskan dipenuhi atau bilangan subkawasan maksimum dicapai. Teknik pemetakan berdasarkan ciri persamaan dan teknik pemilihan-pemetakan statik dibangunkan untuk SIM. Manakala, teknik pemetakan berdasarkan pemisahan subkawasan yang terpilih kepada dua subkawasan dengan ralat purata maksimum dan minimum dan teknik pemilihan pemetakan yang dinamik dibangunkan untuk SEA. Selain itu, teknik pemangkasan berdasarkan tahap kepentingan peraturan kabur dicadangkan untuk mengecilkan asas peraturan SEA. Berbanding dengan model SISO dan dengan menggunakan tiga set data, EFTI menghasilkan RMSE terendah dengan bilangan peraturan yang paling rendah. Bagi model MISO pula dan dengan menggunakan sembilan set data penanda aras, SIM mencapai RMSE terendah dengan saiz terkecil sistem asas-peraturan. Demikian juga untuk model-model terkini MISO dan dengan menggunakan enam set data penanda aras, SEA juga menghasilkan RMSE terendah dengan saiz terkecil sistem asas-peraturan. Sebagai kesimpulan, keputusan yang diperolehi membuktikan bahawa EFTI, SIM dan SEA dapat menghasilkan kompromi yang ketara antara kejituan dan penafsiran. _______________________________________________________________________ Recently, the issue of accuracy and interpretability trade-off has been getting more attention when designing new fuzzy systems. In this thesis, three evolving fuzzy models, namely enhancement of fuzzy term identification (EFTI), structure identification method (SIM) and structural evolving approach (SEA) are proposed to spot the best trade-off between accuracy and interpretability. EFTI, SIM and SEA are designed based on error reducing methods. EFTI is developed to fit with single input single output (SISO) problems (i.e. one dimension), while SIM and SEA are developed to fit with multi input single output (MISO) (medium and high dimension). EFTI begins with a simple fuzzy structure that is composed of two fuzzy terms in the input space. Then EFTI continues evolving by identifying splitting points of the input space that are compatible with the consequent parameters. On the other hand, SIM and SEA start with one fuzzy rule that has no fuzzy term in the input space regardless of the degree level of input dimension. Then they evolve on the basis of either closure or split processes for the selected input attribute of the selected subregion. If the selected attribute has no fuzzy terms, closure is performed, otherwise split is done. The evolving continues until a satisfactory accuracy is fulfilled or maximum number of subregion is reached. A partitioning technique based on the similarity feature and a static partition-selection technique are developed for SIM. While, a partitioning technique based on splitting the selected subregion into two subregions with maximum and minimum average error and a dynamic partition-selection technique are developed for SEA. Furthermore, a pruning technique based on the importance level of the fuzzy rules is proposed to shrink the rule-base of SEA. Compared with SISO models and using three datasets, EFTI produces the lowest RMSE with lowest number of rules. For MISO models and using nine benchmark datasets, SIM achieves the lowest RMSE with the smallest size of rule-base systems. Similarly, for MISO state-of-the-art models and using six benchmark datasets, SEA also produces the lowest RMSE with the smallest size of rule-base systems. In conclusion, the results proved that EFTI, SIM and SEA are able to produce a significant trade-off between accuracy and interpretability. Mon, 05 Oct 2020 14:52:01 +0800 institutional_item_version_id:7080 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=7079 Teknik-teknik pengelompokan berasaskan pengoptimuman yang diinspirasikan daripada alam semulajadi adalah berkuasa, teguh dan lebih canggih daripada kaedah-kaedah pengelompokan konvensional disebabkan ciri stokastik dan heuristik teknik-teknik tersebut. Namun demikian, algoritma-algoritma ini mempunyai beberapa kelemahan seperti kecenderungan untuk terperangkap dalam optima tempatan dan kadar penumpuan yang lambat. Kelemahan yang kedua adalah akibat daripada kesukaran dalam mengimbangi proses eksplorasi dan eksploitasi yang mana telah mempengaruhi secara langsung kualiti akhir proses pengelompokan. Oleh itu, penyelidikan ini telah mencadangkan tiga kerangka kerja yang ditambah baik iaitu Pengoptimuman berasaskan Graviti (OGC), Pengoptimuman Kawanan Zarah berasaskan Ketumpatan (DPSO), dan Evolusi Kebezaan berasaskan Varians dengan Lintas Pilihan (VDEO) untuk proses pengelompokan data. Dalam kerangka kerja OGC, sifat pencarian penerokaan algoritma Penggugusan Graviti (GC) telah ditambahbaik dengan (i) menghapuskan penumpukan halaju ejen, dan (ii) mengintegrasikan kaedah pememulaan agen-agen menggunakan varians dan median untuk menyusun proses eksplorasi. Selain itu, keseimbangan antara proses eksplorasi dan eksploitasi dalam kerangka kerja DPSO dipertimbangkan dengan menggunakan gabungan (i) teknik penganggaran ketumpatan inti yang berkaitan dengan kaedah penganggaran lebar jalur baharu dan (ii) anggaran pekali pembelajaran graviti pelbagai dimensi. Akhir sekali, (i) perwakilan penyelesaian berasaskan tunggal, (ii) skim mutasi boleh ubah, (iii) anggaran berasaskan vektor bagi faktor mutasi, dan (iv) strategi lintas pilihan dicadangkan dalam kerangka kerja VDEO. Prestasi keseluruhan ketiga-tiga kerangka kerja yang dicadangkan ini telah dibandingkan dengan beberapa algoritma-algoritma pengelompokan terkini menggunakan 15 set data daripada repositori UCI. Keputusan-keputusan eksperimen juga dinilai dengan teliti dan disahkan dengan analisis statistik tak berparameter. Berdasarkan keputusan-keputusan eksperimen yang diperolehi, kerangka OGC, DPSO, dan VDEO masing-masing telah mencapai peningkatan purata sehingga 24.36%, 9.38%, dan 11.98% untuk kejituan klasifikasi. Semua kerangka kerja juga telah mencapai kedudukan pertama dalam ujian Pangkat Sejajar Friedman (FA) dalam semua metrik penilaian. Selain itu, ketiga-tiga kerangka kerja tersebut telah menghasilkan penumpuan pencapaian dari segi kebolehulangan. Kerangka kerja OGC telah menghasilkan prestasi yang ketara dari segi kejituan klasifikasi, manakala kerangka kerja VDEO telah menunjukkan prestasi yang ketara dari segi kepadatan kelompok. Dalam hal lain, kerangka kerja DPSO mempunyai kelebihan dari segi keseimbangan keadaan dengan menghasilkan keputusan yang sangat kompetitif berbanding OGC dan DPSO dalam kedua-dua metrik penilaian. Sebagai kesimpulan, mengimbangi kelakuan pencarian telah dengan jelasnya meningkatkan prestasi keseluruhan ketiga-tiga kerangka kerja yang dicadangkan dan menjadikan setiap kerangka kerja tersebut sebagai alat yang sangat baik untuk pengelompokan data. _______________________________________________________________________ Nature-inspired optimization-based clustering techniques are powerful, robust and more sophisticated than the conventional clustering methods due to their stochastic and heuristic characteristics. Unfortunately, these algorithms suffer with several drawbacks such as the tendency to be trapped or stagnate into local optima and slow convergence rates. The latter drawbacks are consequences of the difficulty in balancing the exploration and exploitation processes which directly affect the final quality of the clustering solutions. Hence, this research has proposed three enhanced frameworks, namely, Optimized Gravitational-based (OGC), Density-Based Particle Swarm Optimization (DPSO), and Variance-based Differential Evolution with an Optional Crossover (VDEO) frameworks for data clustering. In the OGC framework, the exhibited explorative search behavior of the Gravitational Clustering (GC) algorithm has been addressed by (i) eliminating the agent velocity accumulation, and (ii) integrating an initialization method of agents using variance and median to subrogate the exploration process. Moreover, the balance between the exploration and exploitation processes in the DPSO framework is considered using a combination of (i) a kernel density estimation technique associated with new bandwidth estimation method and (ii) estimated multi-dimensional gravitational learning coefficients. Lastly, (i) a single-based solution representation, (ii) a switchable mutation scheme, (iii) a vector-based estimation of the mutation factor, and (iv) an optional crossover strategy are proposed in the VDEO framework. The overall performances of the three proposed frameworks have been compared with several current state-of-the-art clustering algorithms on 15 benchmark datasets from the UCI repository. The experimental results are also thoroughly evaluated and verified via non-parametric statistical analysis. Based on the obtained experimental results, the OGC, DPSO, and VDEO frameworks achieved an average enhancement up to 24.36%, 9.38%, and 11.98% of classification accuracy, respectively. All the frameworks also achieved the first rank by the Friedman aligned-ranks (FA) test in all evaluation metrics. Moreover, the three frameworks provided convergent performances in terms of the repeatability. Meanwhile, the OGC framework obtained a significant performance in terms of the classification accuracy, where the VDEO framework presented a significant performance in terms of cluster compactness. On the other hand, the DPSO framework favored the balanced state by producing very competitive results compared to the OGC and DPSO in both evaluation metrics. As a conclusion, balancing the search behavior notably enhanced the overall performance of the three proposed frameworks and made each of them an excellent tool for data clustering. Mon, 05 Oct 2020 10:20:25 +0800 institutional_item_version_id:7079 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=7030 Secara umum penganodan yang dijalankan dengan H2O2 sebagai sumber oksigen dapat mempercepatkan pertumbuhan tiub nano untuk aplikasi fotopemangkin. Namun, isu pengkaratan, mekanisma pembentukan lapisan oksigen padat dan tiub nano melalui penganodan dalam elektrolit yang mengandungi H2O2 masih tidak terjawab. Oleh itu, penganodan tiub nano (TNT) dijalankan dalam etilena glikol mengandungi H2O2 dikaji dan dibandingkan dengan tiud nano yang dianodkan dalam H2O supaya dapat memberi gambaran yang lebih jelas mengenai pembentukan tiub nano dan lapisan oksigen padat. Selain itu, kajian ini bermatlamat untuk menerokai sisa-sisa dalam elektrolit anod supaya spesies kimia Ti4+ yang terkandung dalam elektrolit dapat dikitar semula. Proses penganodan dwi-elektrod dijalankan dengan manyambungkan Ti dan Pt ke terminal positif dan negative selama 1 jam pada 60V. Etilena glikol, ammonium fluorida mengandungi spesies oksigen yang berlainan (H2O dan H2O2) digunakan sebagai elektrolit. Berdasarkan profil arus-masa, adalah disahkan bahawa kehadiran spesies •OOH dan OOH- dapat menggalakkan reaksi elektrokimia pada permukaan substrat. Kehadiran spesies Ti4+(H2O2) dalam elektrolit menaikan suhu elektrolit sehingga 55 °C dan mempromosikan aktiviti fluorida yang menyebabkan pengkaratan substrat. Dengan profil suhu yang sama, sampel dianod dalam H2O mengalami pengkaratan yang lebih teruk. Keputusan pemerhatian menepati jangkaan bahawa H2O2 dapat mengubah permukaan substrat dengan lebih berkesan. Penyiasatan terhadap asal-usul lapisan oksigen padat dibuat berdasarkan model ‘pembelahan tuib nano’ dan model ‘lapisan permulaan’. Pembentukan lapisan padat oksigen dapat digambarkan dengan jelas melalui model ‘lapisan permulaan’. Ini menunjukkan bahawa tuib nano tumbuh pada lapisan antara logam dan logam oksida. Eksperimen terhadap penganodan dalam konfigurasi satu sisi (SA) lawan dua sisi (DA) menunjukkan bahawa SA yang menghasilkan tiub nano berdinding tebal mampu mengeluarkan foto-arus yang lebih tinggi, 1.6 mA cm-2 pada 0 V. Berdasarkan pemerhatian perubahan morfologi, mekanisme pertumbuhan tiub nano berkait-rapat dengan lapisan padat oksigen. Oleh itu, pembentukan lapapisan padat oksigen mesti diambil kira ketika mencadang atau mereka model pembentukan tuid nano yang baru. Based on the morphology changes observed, formation mechanism of nanotube is greatly influenced by the compact oxide layer present above. Therefore, the compact oxide formation must be taken into consideration when devising nanotube growth model. Sisa elektrolit telah ditapis, dikeringkan sebelum dikarekterisasikan. Pemendakan yang terhasil daripada sisa elektrolit anod dikenal pasti sebagai (NH4)3TiOF5, mempunayi struktur oktahedron F(m3m) yang bersimetri tinggi. Process penyepuhlindapan pada 200 °C mencetus tindak balas dan menukarkan serbuk kuning, (NH4)3TiOF5 kepada (NH4)TiOF3 and (NH4)2TiF6. _______________________________________________________________________ It is well-accepted that anodization conducted in H2O2 as oxidant could facilitate rapid growth of nanotube for photocatalyst application. However, the corrosion behaviour, formation mechanism of compact oxide layer and nanotube associated with anodization in electrolyte containing H2O2 remains unanswered. Therefore, anodization of titania nanotube (TNT) in H2O2-based electrolyte are studied relative to H2O for better understanding on the formation of TNT nanotube as well as the formation of its surface oxide layer. Besides, the study aimed to explore the by product in anodic waste electrolyte for chemical recycling of Ti4+ species. Two-electrode anodization is conducted at 60 V for 1 hour by connecting the Ti and Pt foils to positive and negative terminal respectively using ethylene glycol, ammonium fluoride and different oxidants (H2O and H2O2) as electrolyte. Based on the current-time transient profiles, it is well-verified that the presence of •OOH and OOH- species facilitate stronger electrochemical reactions on substrate surface. It is found that presence of Ti4+(H2O2) species in the electrolyte raises the electrolyte temperature up to 55 °C, promoting the fluoride activity and leading to corrosion of substrate. Under similar temperature profile, sample anodized in H2O experiences a more severe corrosion. The observation fulfils the expectance where H2O2 species demonstrates a stronger passivation tendency. The investigation on the origin of compact oxide was made based on the nanotube-splitting model and initiation model. The formation of compact oxide layer can be more accurately described by initiation layer model. On this premise, it is suggested that nanotube is grown at the metalmetal oxide interface. Experimental works on single-sided (SA) vs double sided anodization (DA) configuration showed that SA produces a thick wall nanotube array which exhibits a much higher and stable photocurrent of 1.6 mA cm-2 at 0 V. Based on the morphology changes observed, formation mechanism of nanotube is greatly influenced by the compact oxide layer present above. Therefore, the compact oxide formation must be taken into consideration when devising nanotube growth model. Besides, the post-anodized electrolyte is filtered, dried and characterized. The byproduct extracted from waste anodic electrolyte was identified as (NH4)3TiOF5, with highly symmetrical F(m3m) octahedral structure. Annealing at 200 °C decomposes the yellowish powder, (NH4)3TiOF5 into (NH4)TiOF3 and (NH4)2TiF6. Thu, 01 Oct 2020 10:18:06 +0800 institutional_item_version_id:7030 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=7029 Secara umum, sungai adalah sumber utama air untuk makhluk hidup. Kualiti air sungai menjejaskan kesihatan kita secara langsung yang boleh membahayakan jika kita menggunakan air tercemar. Terima kasih kepada kemajuan teknologi dalam pemantauan kualiti air semasa (WQM) untuk penggunaan air yang selamat. Pada dasarnya, WQM di tapak dan WQM yang berterusan sedang dilaksanakan secara meluas di Malaysia. Kaedah di tapak menyediakan mobiliti yang tinggi, kos operasi yang rendah dan kebarangkalian masalah kecurian atau kerosakan peralatan rendah kerana tiada pemasangan tetap di lokasi WQM diperlukan. Walau bagaimanapun, ia terdedah kepada kebarangkalian ralat manusia yang tinggi disebabkan operasi manual dan penyelesaian data masa nyata yang tidak konsisten. Sementara itu, WQM berterusan atau juga dikenali sebagai WQM berasaskan stesen automatik menyediakan penyelesaian data masa nyata yang konsisten tanpa kesilapan manusia semasa proses WQM. Tetapi kelemahannya adalah mobiliti yang rendah, kebarangkalian masalah kecurian yang tinggi disebabkan pemasangan peralatan tetap dan melibatkan kos operasi yang tinggi. Oleh itu, objektif kajian ini adalah untuk merekabentuk sistem WQM hibrid yang boleh memperbaiki isu-isu semasa kedua-dua kaedah WQM menerusi pembenaman pelbagai teknologi wayarles. Sistem Pengenalan Frekuensi Radio (RFID), rangkaian penderia wayarles (WSN) dan jalur lebar internet disatukan menjadi satu platform ekosistem internet kebendaan (IoT) iaitu dinamakan IoT untuk sistem pemantauan kualiti air (IoT-WQM) adalah dikaji. Sistem IoT-WQM yang dicadangkan menyediakan pemantauan masa nyata terhadap tahap pH dan suhu persekitaran dan dipertingkatkan dengan sistem pemicu amaran mudah alih melalui peranti mudah alih. Untuk mencapai matlamat kajian ini, satu prototaip sistem yang dicadangkan direka dan dibangunkan berdasarkan kajian literasi. Kemudian ia dianalisis oleh beberapa siri eksperimen untuk menyiasat prestasi dan sifatnya. Ini termasuk pengesahan frekuensi, analisis tenaga, analisis pengesanan anti-perlanggaran, analisis ujian jangkauan WSN, penghantaran dan lengah rangkaian Berdasarkan analisis yang dijalankan, perbezaan peratusan purata bagi pengukuran pH semasa keadaan cuaca basah adalah 0.31% untuk sistem IQT-WQM dan 0.28% untuk sistem RFID kendiri. Sementara itu, perbezaan peratusan purata semasa keadaan cuaca kering untuk IoT-WQM dan sistem RFID kendiri masing-masing adalah 0.36% dan 0.33%. Analisis pengesanan anti-perlanggaran menunjukkan kecekapan menerima 100% paket maklumat yang dihantar dengan tag IoT-WQM. Hasil ujian jangkauan luaran maksimum dalam persekitaran lompatan tunggal LoS sistem IoT-WQM berdasarkan ekstrapolasi adalah 100% sama dengan spesifikasi XBee Pro iaitu 6.5 km. Manakala bagi lompatan pelbagai di dalam persekitaran NLoS, bacaan maksimum RSSI mencapai -85 dBm pada jarak 1000 m. Purata penghantaran sistem IoT-WQM adalah 0.23% sedikit lebih tinggi daripada sistem RFID kendiri untuk kedua-dua mod yang disulitkan dan tidak disulitkan. Sementara itu, purata lengah sistem IoT-WQM sedikit lebih tinggi daripada sistem RFID kendiri untuk kedua-dua mod yang disulitkan dan tidak disulitkan masing-masing sebanyak 0.12% dan 0.45%. _______________________________________________________________________ Generally, rivers are the main resource of water for living thing. The river's water quality affects our health directly which can be harmful if we consume contaminated water. Thanks to the advancement of technology in current water quality monitoring (WQM) for safe water consuming. Basically, on-site WQM and continuous WQM are being extensively deployed in Malaysia. The on-site method provide high mobility, low operation cost and low probability of theft problem or equipment damage as there is no fixed installation at WQM spot is required. However it vulnerable to high probability of human error due to manual operation and non-consistent real-time data solution. Meanwhile, the continuous WQM or also known as automatic station-based WQM provides consistent real-time data solution with no human error during WQM process. But its disadvantages are low mobility, high probability of theft problem due to fixed equipment installation and involve high operation cost. Therefore, the objective of this study is to design a hybrid WQM system which can improve the current issues of both WQM methods through multiple wireless technologies embedment. The Radio Frequency Identification (RFID) system, WSN and internet bandwidth are consolidated into one platform of Internet of Thing (IoT) ecosystem namely IoT for water quality monitoring (IoT-WQM) system is studied. The proposed IoT-WQM system provides real-time monitoring on pH level and ambient temperature and enhanced with mobile alert triggering system through mobile device. To achieve the objective of this study, a prototype of proposed system are designed and developed based on literature reviews. Then it was analyzed by several series of experiment to investigate its performance and characteristic. This includes frequency verification, energy analysis, anti-collision detection analysis, WSN range test analysis, throughput and network latency. Based on conducted analyses, the average percentage difference for pH measurement during wet weather condition are 0.31 % for IoT-WQM system and 0.28 % for standalone RFID system. While, the average percentage difference during dry weather condition for the IoT-WQM and standalone RFID systems are 0.36 % and 0.33 % respectively. The analysis of anti-collision detection shows a 100 % receiving efficiency of the transmitted information packet by transmitting IoT-WQM tags. The maximum outdoor range test result in LoS environment of IoT-WQM system based on extrapolation is 100 % identical with the XBee Pro specification which is 6.5 km. Meanwhile, the maximum reading of average RSSI value for multihop NLoS communication is -85 dBm at 1000 m distance. The average throughput of IoT-WQM system is 0.23% slightly higher than standalone RFID system for both encrypted and unencrypted modes. Meanwhile, the average latency of IoT-WQM system is slightly higher than standalone RFID system for both encrypted and unencrypted mode which are 0.12 % and 0.45 % respectively. Thu, 01 Oct 2020 09:37:45 +0800 institutional_item_version_id:7029 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=7015 Kajian ini berkenaan dengan pembangunan sebuah mesin pembaling bola kriket pelbagai mod. Tujuan mesin ini adalah untuk mencontohi penghantaran bola pembaling kriket manusia. Mesin tersebut mampu membaling bola secara berterusan untuk para pemukul semasa ketiadaan pembaling. Seterusnya, kajian-kajian lampau tidak menjelaskan sesetengah kriteria berkenaan dengan pembangunan mesin kriket seperti kesan bola basah terhadap kelajuan dan hubungan kelajuan antara bola dan roda. Sehubungan dengan itu, sebuah mesin pembalingan bola kriket telah dipasang siap dan prestasi mesin tersebut telah dianalisis. Berdasarkan kinematik balingan bola kriket, keperluan-keperluan reka bentuk dihasilkan sebelum pembinaan mesin. Untuk sistem kawalan, sebuah pengawal berasaskan peraturan menggunakan mikropengawal dibina untuk mengubah kelajuan putaran roda. Tiga ujian utama untuk menganalisi prestasi adalah kelajuan, jarak, dan putaran bola. Hasil eksperimen menunjukkan kelajuan bola pada tekanan udara tayar sebanyak 6.25 psi adalah 17.53 m/s dan 19.78 m/s di bawah mod perlahan dan sederhana. Konsistensi data dibandingkan menggunakan pekali variasi. Daripada hasil eksperimen tersebut, nisbah kelajuan bola dan kelajuan linear roda telah diperoleh. Disebabkan oleh kecerunan nisbah kelajuan, kelajuan bola menurun selepas kelajuan putaran tayar sebanyak 2000 rpm pada tekanan udara 6.25 psi. Selain itu, hasil trajektori daripada model matematik yang disimulasi sebanding dengan ukuran jarak dimana ralat yang diperoleh adalah 0.67% (perlahan-mendatar), 9.31% (sederhana-mendatar), dan 12.49% (sederhana-bergolek). Untuk eksperimen putaran bola, nisbah kelajuan digunakan untuk menganggarkan kadar putaran bola dengan ralat 12.32%. Berdasarkan anggaran tersebut, kadar putaran bola menurun apabila kadar putaran roda meningkat. Selain itu, simulasi-simulasi trajektori bola dengan aplikasi putaran telah dijalankan dan dianalisis. Simulasi-simulasi tersebut telah menunjukkan bahawa putaran bola menghasilkan kesan seiring dengan sistem berasaskan peraturan yang dilaksanakan tetapi magnitud kesan tersebut rendah akibat hubungan nisbah kelajuan dan sudut pelepasan asal bola daripada satah mendatar. _______________________________________________________________________ This research was about the development of a multimode cricket bowling machine. The purpose of the machine was to emulate the ball deliveries of real cricket bowlers during training. Furthermore, the machine could execute continuous ball deliveries for the batsmen when the bowlers are not available. Besides that, past studies had not disclosed some of criteria related to the development of the bowling machine such as effects of wet ball on velocity and speed relationship between the ball and the wheels. In response, a multimode cricket bowling machine was fabricated and its performance analysed. Based on the kinematics of the bowling deliveries, the design requirements of the machine were made prior to fabrication. As for the control system, a rule-based microcontroller system was constructed to change the wheel’s angular speed. The three major experiments for analysing the performance were ball velocity, distance, and spin. Experimental results showed that ball velocities were 17.53 m/s and 19.78 m/s under slow and medium speed mode with best wheel pressure of 6.25 psi on both wheels. The data consistency was compared using coefficient of variation (COV). From the velocity results, the speed ratio between the ball’s translational velocity and wheel’s linear velocity was obtained. Due to the steep speed ratio gradient, the ball velocity declined after the wheels achieved an angular speed of 2000 rpm at 6.25 psi. Moreover, the trajectory results of the mathematical model simulated was comparable to the measured ball length with error of 0.67 %, 9.31 %, and 12.49 % for slow-horizontal, medium-horizontal, and medium-rolled tests respectively. For the ball spin experiments, the speed ratio equation was used to estimate the ball spin rate with 12.32 % error. Based on the estimation, the ball spin rate decreased as the wheel’s angular speed increased. Furthermore, simulations for the ball trajectory with spin applied were conducted and analysed. The simulations had shown that the ball spin produced ball trajectory effects in line with the implemented rule-based system but the magnitude of the effects was low due to the speed ratio relationship and also the initial ball release angle from the horizontal plane. Tue, 29 Sep 2020 12:37:48 +0800 institutional_item_version_id:7015 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=7012 Pelantar luar pantai untuk minyak dan gas menghadapi masalah pertumbuhan organisma marin yang tidak diingini. Pemeriksaan berkala pada tiang pelantar yang terendam dalam air diperlukan. Kajian ini menyelidik kemungkinan untuk melibatkan Kenderaan Bawah Air Berautonomi (AUV) bagi aplikasi pemeriksaan tiang bawah air. Laluan pemeriksaan diperlukan untuk meningkatkan kecekapan AUV di dalam misi pemeriksaan. Sebaliknya, teknik pengawal tegap diperlukan untuk menyekat kesan ketidaktentuan dalam parameter hidrodinamik dan gangguan luaran pada sistem AUV. Sebagai jalan penyelesaian, kajian ini mencadangkan satu laluan pemeriksaan yang mempunyai masa pemeriksaan optimum untuk pemeriksaan tiang yang tegak dengan menggunakan Perancangan Laluan Liputan (CPP) berasaskan grid. Sebuah peta satah telah dimodelkan untuk mewakili ruang 3D dalam aplikasi pemeriksaan tiang. Lima corak laluan pemeriksaan telah direka dan dibandingkan untuk memilih laluan pemeriksaan yang terbaik. Selain itu, pengawal tegap yang menggabungkan teknik kawalan penapis dan teknik kawalan logik kabur telah dicadangkan. Teknik kawalan penapis digunakan untuk mengimbangi kesan jisim tertambah, kesan redaman hidrodinamik, ketaklelurusan model, kesan gandingan, dan gangguan luaran pada sistem AUV, manakala teknik kawalan logik kabur digunakan untuk memperbaiki daya kawalan. Selain itu, sebuah AUV berbentuk kotak yang sesuai dengan aplikasi pemeriksaan tiang telah dibangunkan untuk mengesahkan prestasi pengawal yang dicadangkan. Laluan pemeriksaan yang dicadangkan direka berdasarkan gerakan Boustrophedon dengan pusingan lancar dan arah sapu tegak. Keputusan pengiraan menunjukkan bahawa laluan pemeriksaan yang dicadangkan dapat meliputi 99% permukaan tiang dengan masa pemeriksaan dan panjang laluan terpendek berbanding dengan laluan-laluan lain. Selain itu, keputusan penyelakuan menunjukkan bahawa daya kawalan dapat diperbaiki dengan pengawal logik kabur. Daya kawalan maksimum yang dihasilkan oleh pengawal yang dicadangkan adalah 8.7 N kurang daripada daya kawalan maksimum yang dihasilkan oleh kawalan penapis dengan frekuensi semula jadi yang tinggi. Berdasarkan keputusan penyelakuan, frekuensi daya kawalan yang dihasilkan oleh pengawal yang dicadangkan adalah 0.1 Hz. Ia lebih rendah daripada 2 Hz yang dihasilkan oleh Kawalan Gelangsar Tertib Tinggi Tanpa Model (MFHOSMC) dan 100 Hz yang dihasilkan oleh Kawalan Kelewatan Masa (TDC). Di samping itu, ralat yang dihasilkan oleh pengawal yang dicadangkan adalah 0.0023 m. Ia lebih kurang sama dengan 0.0003 m yang dihasilkan oleh MFHOSMC dan 0.0095 m yang dihasilkan oleh TDC. Selain itu, masa naik yang dihasilkan oleh pengawal yang dicadangkan adalah 6 s. Ia sama seperti MFHOSMC dan TDC. Selain itu, keputusan ujikaji menunjukan bahawa frekuensi and peratusan ketepuan daya kawalan yang dihasilkan oleh pengawal yang dicadangkan adalah lebih rendah berbanding dengan MFHOSMC dan TDC. _______________________________________________________________________ The oil and gas offshore platform is facing unwanted marine growth problem. A periodic inspection of the submerged platform’s leg is needed. This research studies the possibility to involve an Autonomous Underwater Vehicle (AUV) in the underwater pole inspection application. A predefined inspection path is needed to increase the efficiency of the AUV in the inspection mission. Besides, a robust control technique is needed suppress the effect of unknown hydrodynamic parameters and external disturbances on the AUV system. As a solution, this research proposed a time-optimal inspection path specifically for vertical pole inspection by using grid-based Coverage Path Planning (CPP). A planar map is modelled to represent the 3D target environment of the pole. Five patterns of inspection paths are designed and compared to choose the best inspection path among them. Moreover, a robust tracking control law combined with robust filter and fuzzy logic control techniques is proposed. The robust filter control technique is used to compensate the effect of added mass, hydrodynamic damping, model nonlinearities, coupling effect, and external disturbances on the AUV system, whereas the fuzzy logic control technique is used to improve the force profile. Furthermore, an open frame box-shaped AUV prototype which is suitable for pole inspection application is developed to verify the performance of the proposed controller. The proposed inspection path is designed based on Boustrophedon’s motion with smooth turning and vertical sweep direction. Calculation results show that the proposed inspection path can cover 99 % of the pole’s surface by the shortest inspection time and shortest trajectory length compared to others. Besides, simulation results show that the force profile of the proposed controller has been improved by the added fuzzy logic controller. The maximum control force generated by the proposed controller is 8.7 N less than that of the robust filter with high natural frequency. From the simulation results, the frequency of control signal given by the proposed controller is 0.1 Hz, which is lower than 2 Hz of Model Free High Order Sliding Mode Control (MFHOSMC) and 100 Hz of Time Delay Control (TDC). Besides, the maximum steady state error of the proposed controller is 0.0023 m, which is comparable to 0.0003 m of MFHOSMC and 0.0095 m of TDC. Furthermore, experiment results showed that the control signal of proposed controller has lower average switching frequency and lower saturation percentage than the MFHOSMC and TDC. Tue, 29 Sep 2020 10:13:34 +0800 institutional_item_version_id:7012 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=6997 Perisai tahap PCB telah digunakan dalam industri elektronik secara meluas untuk mengurangkan masalah gangguan elektromagnet dan mematuhi piawai Keserasian Elektromagnet (EMC). Namun, peranti yang nipis, kecil, dan laju, beroperasi pada frekuensi Giga-Hertz telah menyebabkan gangguan elektromagnet antara jalur elektrik dan komponen. Berdasarkan pengetahuan terbaik penulis, kebanyakan penilaian keberkesanan pemerisaian tahap PCB hanya dilakukan dalam medan berjauhan. Oleh itu, kaedah pengukuran keberkesanan pemerisaian dalam medan berdekatan untuk tahap PCB dengan menggunakan pengimbas 3D elektromagnet dicadangkan di dalam tesis ini. Beberapa papan ujian PCB direkabentuk dengan dimensi yang berbeza dan dinilai. Keputusan mengesahkan kebolehpercayaan kaedah pengukuran dalam kawasan berdekatan berdasarkan keserasian antara keputusan pengukuran dan simulasi. Selain itu, penilaian kesan ciri-ciri perisai seperti ketebalan dan ketinggian dinilai melalui simulasi. Keputusan mencadangkan bahawa keberkesanan pemerisaian boleh ditingkatkan dengan mempunyai perisai yang lebih tinggi dengan jarak antara ‘ground via’ yang lebih kecil. Dengan setiap tambahan 0.5 mm pada ketinggian perisai, keberkesanan pemerisaian boleh ditingkatkan sebanyak 1 dB. Sebaliknya, keberkesanan pemerisaian akan berkurang sebanyak 0.5 dB untuk setiap peningkatan 1 mm dalam jarak antara ‘ground via’. Di samping itu, perisai yang lebih tebal boleh meningkatkan keberkesanan pemerisaian pada frekuensi di bawah 300 MHz. _______________________________________________________________________ PCB level shield cans had been widely used in electronic industry to mitigate electromagnetic interference and to comply with Electromagnetic Compatibility (EMC) standard. However, the thinner, smaller, and faster, operating up to Giga-Hertz range devices led to electromagnetic interference among traces and components. To the best of author’s knowledge, most of the shielding effectiveness in PCB level was done in far field evaluation. Thus, measurement method in near field for PCB level shielding effectiveness by using electromagnetic 3D scanner is proposed in this thesis. Several test boards were designed with different shields’ dimension, evaluated for shielding effectiveness. Comparable results between the measurement and simulation justified the reliability of the measurement method in near field. Besides that, the evaluation of the impact of shield’s characteristic such as shield’s height and thickness, were modeled through simulation. Results suggested that shielding effectiveness could be improved by having greater shield’s height with smaller ground via spacing in shielding ground tracks. With every step of 0.5 mm increase in shield’s height, shielding effectiveness can be improved by 1 dB. On the other hand, shielding effectiveness would be degraded by 0.5 dB for every step of 1 mm increase in ground via spacing. In addition, greater shield’s thickness can contribute better shielding effectiveness for operating frequency below 300 MHz. Thu, 24 Sep 2020 16:36:24 +0800 institutional_item_version_id:6997 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=6995 Pemampatan Imej Fraktal (PIF) adalah teknik pengekodan yang sangat terkenal digunakan dalam aplikasi berkaitan imej/video disebabkan keringkasannya dan prestasinya yang tinggi. Walau bagaimanapun, kelemahan besar PIF adalah dari segi algoritmanya yang mengambil masa panjang, terutamanya apabila pencarian-penuh dibuat. Oleh itu, pencapaian operasi masa nyata adalah sangat mencabar terutamanya apabila algoritma ini dioperasikan pada pemproses biasa mahupun grafik. Oleh itu, penyelidikan ini mencadangkan perlaksanaan perkakasan baharu bagi mempercepatkan proses nyahkod menggunakan keselarian dan penalian paip. Pelbagai pendekatan telah dikaji untuk mencapai prestasi berkelajuan tinggi. Sebagai permulaan, pengiraan kompleks operasi fraktal dikaji bagi memilih saiz bit yang minimum dan efisien yang memberi hasil kualiti mengekod sama atau hampir sama. Ini menghasilkan perkakasan PIF yang agak baharu dan dikenali dalam tesis ini sebagai Rekaan I (Design I). Dalam rekaan ini, pendekatan pencarian-penuh diguna pakai untuk membolehkan penjanaan semula pada kadar kualiti tertinggi. Rekaan ini sesuai untuk mengekod imej beresolusi rendah memandangkan masa pengekodan meningkat secara eksponen apabila memproses imej yang beresolusi tinggi. Masalah ini telah diselesaikan melalui Rekaan II (Design II) yang menggunakan dasar skema pencarian-separa untuk mencapai operasi masa nyata. Kaedah ini mengeksplotasikan kewujudan hubung kait yang tinggi antara piksel di sekitar kawasan berdekatan dalam imej digital, seterusnya merangkumkan ruang pencarian pada kawasan tersebut sahaja. Dengan menetapkan ruangan-ruangan ini untuk setiap kumpulan lingkungan blok dan membahagikan imej di mana setiap domain blok mengandungi empat lingkungan blok, membolehkan dua operasi pemadanan dilakukan serentak. Ini mengurangkan capaian memori sehingga separuh dan seterusnya menyebabkan kelajuan meningkat dua kali ganda. Rekaan ini telah diperluaskan untuk mengekod imej RGB, menghasilkan satu lagi rekaan baharu dikenali; sebagai Rekaan III (Design III). Dalam rekaan ini, hubung kait silang yang kuat antara komponen imej dieksploitasikan menyebabkan hanya komponen G dikod menggunakan pendekatan sama seperti dalam rekaan II, sementara komponen R dan B dikod menggunakan skema dasar tanpa pencarian dengan pemetaan terus antara blok yang bertindih. Ketiga-tiga rekaan telah diuji dari segi masa jalan, nisbah puncak isyarat ke hingar (PSNR) dan kadar pemampatan. Keputusan eksperimen Rekaan I apabila dilaksanakan dalam Altera Cyclone II FPGA, menunjukkan kenaikan halaju dengan purata 3 kali ganda, sementara PSNR tidak menunjukkan perubahan besar. Keputusan empirik menunjukkan bahawa perisian tegar ini adalah setara apabila dibandingkan dengan pencarian-penuh perkakasan lain dengan PSNR purata 30 dB, kadar pemampatan 5.82% dan masa jalan 9.8 ms. Manakala itu, Rekaan II telah disintesiskan pada Altera Stratix IV FPGA dan menunjukkan kebolehan untuk mengekod resolusi imej 1024×1024 pada 395 MHz dalam 10.8 ms dengan PSNR purata 27 dB dan kadar pemampatan 34. Keputusan ini menunjukkan bahawa pendekatan yang dicadangkan membolehkan imej berwarna dikod pada halaju yang hampir sama seperti imej skala kelabu. Selain itu, senibina yang dicadangkan boleh mencapai prestasi lebih baik jika dibandingkan dengan rekaan canggih, dengan purata halaju sebanyak 100, 92 dan 83 fps untuk Rekaan I, II dan III masing-masingnya. _______________________________________________________________________ Fractal Image Compression (FIC) is a very popular coding technique that is used in image/video applications due to its simplicity and superior performance. The major drawback of FIC is that it is a time consuming algorithm, especially when a full search is attempted. Hence, it is very challenging to achieve a real-time operation especially when this algorithm is run on a general or graphic processor unit. Therefore, in this research new hardware implementations of FIC are proposed for accelerating the encoding process by means of parallelism and pipelining. Various approaches have been investigated for achieving high speed performance. The computational complexity of fractal operations are first investigated in order to select the minimum and efficient bit sizes that can provide similar or nearly similar encoding quality. This has resulted in a relatively new FIC hardware which is referred in this thesis as Design I. In this design, a full-search approach was adopted in order to enable reconstruction at highest possible quality. However, full-search scheme is not suitable for encoding larger images since the encoding time is increased dramatically when processing high-resolution images. This problem is solved in Design II which used a partial-search based scheme in order to achieve high-speed operation. This method exploits the inherently high degree of correlation between pixels in the neighbourhood areas in digital image to restrict the search space to those areas. By fixing these areas for each group of range blocks and partitioning an image in which each domain block contains four range blocks, enabled two matching operations be performed simultaneously. This reduced the memory access by half, thereby, doubling the speed by a factor of 2. This design was extended to encode RGB image, resulting in another new design referred to as Design III. In this design, the strong cross-correlation between the image components was exploited so that only the G component was encoded using the same approach as in Design II, while the R and B components were encoded by searchless-based scheme with direct mapping between overlapped blocks. All three designs were examined in terms of runtime, peak-signal-to-noise-ratio (PSNR), and compression rate. The experimental results of Design I when implemented in Altera Cyclone II FPGA, showed speedup of 3 times, on average, while the PSNR was not significantly affected. Empirical results demonstrated that this firmware is competitive when compared to other existing full-search hardware with PSNR averaging at 30 dB, 5.82 % compression rate and a runtime of 9.8 ms. On the other hand, Design II was synthesised on Altera Stratix IV FPGA and showed an ability to encode a 1024×1024 image at 395 MHz in 10.8 ms with PSNR averaging at 27 dB and compression rate of 34. These results suggest that the proposed approach enables colour images be encoded at approximately same speed as grayscale images. Also the proposed architectures have achieved better performance compared to the state-of-the-art designs, with speed averaging at 100, 92 and 83 fps for Design I, II and III respectively. Thu, 24 Sep 2020 16:19:16 +0800 institutional_item_version_id:6995 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=6933 Kelemahan sistem inventori kawalan dan ketinggalan zaman telah meningkatkan kerumitan pengurusan barisan pengeluaran kilang, terutamanya oleh peningkatan jualan dan permintaan dalam industri. Sistem yang tidak terurus di dalam barisan pemasangan menyebabkan masalah ketidakcekapan dalam menjejaki kelantangan produk. Objektif penyelidikan ini adalah untuk membangunkan reka bentuk baru seni bina RFID yang dibenamkan (pasif dan sistem aktif) ke dalam satu sistem untuk mengesan dan memantau proses penghantaran produk di barisan pemasangan di industri. Gabungan baru RFID berasaskan 2.4 GHz ZigBee yang beroperasi di platform rangkaian sensor tanpa wayar dicadangkan sebagai penyelesaian kepada masalah pengurusan produk. Sementara itu, sistem yang dicadangkan melibatkan reka bentuk perkakasan dan perisian yang dibenamkan dengan pembaca RFID pasif di Ultra High Frequency (UHF). Keputusan dari eksperimen yang dijalankan menunjukkan bahawa sistem terbenam iaitu Passive and Active RFID (PAR) menghasilkan prestasi keseluruhan yang lebih baik berbanding sistem RFID (PR) pasif yang berdiri sendiri. Ujian jarak dalaman diukur dari jarak 0 hingga 60 m. Pengukuran yang diperolehi pada jarak 1 m dan 60 m dari rangkaian penghantaran adalah -33 dB dan -51 dB masing-masing. Ia juga diperhatikan bahawa sistem terbenam mempunyai nilai kekuatan isyarat yang lebih baik 7.84% berbanding sistem kendiri pada 60 m. Untuk tahap kuasa tertinggi, iaitu tahap 4 (10 dBm) didapati hanya 0.02 dB kehilangan isyarat dan berlaku 99.8% kepada nilai teori bagi sistem PAR. Nilai-nilai throughput untuk tertanam adalah antara 12 kbps hingga 29 kbps untuk 17 bait data setiap paket. Dalam ujian latensi, sistem terbenam PAR lebih baik dan oleh itu, kelewatan lebih rendah 10.9%, 40.6% dan 74.7% sehingga 3 tag berbanding dengan sistem yang berdiri sendiri. Kajian eksperimen menggunakan Design of Experiment (DOE) juga dibangunkan menggunakan analisis data faktorial dan statistik untuk mengesahkan kelayakan sistem yang dicadangkan untuk digunakan dalam persekitaran dan keperluan perindustrian. Analisis faktor mengenai kesan pada kelajuan penghantar, orientasi produk, orientasi tag, jenis tag, jarak linier dan jenis bahan produk telah dikaji dalam eksperimen DOE untuk garis panduan kepada industri. Peratusan pengesanan produk yang berjaya menunjukkan ramalan yang sangat tinggi pada 97.8%. Model kehilangan laluan yang dicadangkan juga menyediakan anggaran jarak tanpa wayar dan bilangan talian pemasangan yang diperlukan untuk mewujudkan sistem pengurusan produk yang cekap. Dari model kehilangan laluan pada jarak 10 m nilai RSSI untuk persekitaran dalaman NLOS barisan pemasangan memberikan -72 dBm. _______________________________________________________________________ The lack of control and outdated inventory system have increased the management complexity of factory production lines, especially by the increase of sales and demand in the industry. An unmanageable system in the assembly line leads to inefficiency problems in tracking the volume of the product. The objective of this research is to develop a new design of embedded dual RFID architecture (passive and active systems) into a single system to track and monitor the product delivery process at the assembly lines in the industries. A new combination of 2.4 GHz ZigBee-based RFID operating in wireless sensor network platform is proposed as the solution to the product management problem. Meanwhile, the proposed system involved hardware and software designs which were embedded with the passive RFID reader at Ultra High Frequency (UHF). Results from the experiments conducted showed that the embedded system namely Passive and Active RFID (PAR) produced better overall performance compared to the standalone which Passive RFID (PR) system. The indoor range test was measured from 0 up to 60 m distance. The measurements obtained at 1 m and 60 m of transmission range are -33 dB and -51 dB respectively. It was also observed that embedded system has better signal strength value 7.84 % compared to the standalone system at 60 m. For the highest power level, which is level 4 (10 dBm) it is found that only 0.02 dB of signal loss occurred and matches 99.8 % to the theoretical value for PAR system. The throughput values for the embedded are between 12 kbps to 29 kbps for 17 bytes of data per packet. In the latency test, the embedded PAR system has better and therefore lower delay of 10.9 %, 40.6 % and 74.7 % for up to 3 tags compared to the standalone system. Experimental studies using Design of Experiment (DOE) were also developed using factorial and statistical data analysis to validate the eligibility of the proposed system to be applied in industrial environment and requirements. The factorial analysis on the effects on the conveyor speed, product orientation, tag orientation, type of tags, linear distance and type of product materials had been studied in DOE experiments for guidelines to the industry. The percentage of successful product detection indicates a very high prediction at 97.8 %. The proposed path loss model also provides the estimation of wireless distance and number of assembly lines required for establishing an efficient product management system. From the path loss model at distance 10 m the RSSI value for the NLOS indoor environment of assembly line gave -72 dBm. Tue, 22 Sep 2020 14:43:44 +0800 institutional_item_version_id:6933 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=6917 Kebanyakan kajian di dalam pengurusan kuasa nod WSN adalah cara untuk meminimumkan arus pada nod penderia dengan menggunakan berlainan jenis algoritma yang berkaitan dengan teknik radio penghantaran dan bagaimana untuk meminimumkan kuasa kepada unsur penderia tanpa memberi kesan pada kejituan data terkumpul. Kajian lain menggunakan algoritma menghalang kuasa kepada radio penghantaran pada masa yang terpilih bagi menjimatkan tenaga. Manakala yang lain memilih unsur penderia yang menggunakan tenaga yang rendah. Pendekatan yang diambil dalam kajian ini adalah sedikit berbeza dari kajian sebelumnya dengan pemfokusan kepada pengurusan simpanan takungan tenaga. Secara teknikalnya dengan penggabungan secara selari dua jenis penyimpan berbeza iaitu lithium ion bateri yang dapat dicas semula dan kapasitor lampau. Kapasitor lampau disambung secara siri dengan sel pengimbang, seterusnya pengawal atur arus dapat diwujudkan untuk memberi keseimbangan pada cas dan nyah cas arus dan cas voltan di antara dua siri tersebut. Beban denyut iaitu radio WSN akan dibekalkan oleh kapasitor lampau dengan keupayaan kapasitor lampau dalam pengendalian arus denyut pantas dan dengan ciri kadar cas dan nyah cas yang lebih cepat membolehkan lebih keseimbangan kepada kadar cas dan nyah cas bateri. Pendekatan di sini ialah dengan menciptakan suatu keadaan terpasang/tidak terpasang. Keadaan ini memberikan masa bagi gabungan simpanan takungan tenaga (ESD) untuk di cas dengan panel kuasa solar melalui pengecas sedia ada tanpa gangguan daripada beban. Kawalan terpasang/tidak terpasang ini juga digunakan untuk mengawal aliran kuasa dari ESD, untuk penambahbaikan kuasa, dan untuk penghantaran kuasa kepada beban penderia dengan lebih cekap. Ini meningkatkan masa penggunaan bateri dan masa operasi nod WSN. Eksperimen dilakukan dengan empat situasi, pertama ialah kawalan dengan keadaan asal beban tanpa pengurusan tenaga dan tiga jenis reka bentuk dengan pengurusan tenaga. Keputusan eksperimen menunjukkan dengan gabung teknik tepasang/tidak terpasang dan hibrid memberikan lebih masa penggunaan kuasa. Hybrid ini dibina dengan satu bateri lithium ion dan enam 10F supercapacitor. Dua supercapacitor ini disambung secara siri dan siri ini digabungkan menjadi tiga gabungan secara selari menghasilkan 15F kapasitans. Penambahan masa operasi sebanyak 160% direkodkan. Reka bentuk yang dikemukan dalam kajian ini dapat di skalakan kepada kuasa yang lebih besar atau lebih kecil mengikut kesesuaian aplikasi. _______________________________________________________________________ Most of the study in managing power on wireless sensor network node (WSN) is mainly on how to minimize current of the sensor node by using different types of algorithm applied to the radio transmission technique and on how to minimize power consumed by the sensing elements without affecting the accuracy of the data collected. Other research applied algorithm on radio transmission technique are by turning off the radio whenever possible to obtain energy savings. In other hand the sensoring element chosen must be very low energy consumed. The approach taken in this thesis is slightly different compared to other studies. The approach is to focus on the energy storage reservoir. Technically a parallel combination between two different types of energy storage chosen are the rechargeable lithium ion battery and supercapacitor. Supercapacitor are connected in series by using a simple cell balancer, a current regulator is created to give a balance charge and discharge current and charge voltage between the two series. Pulse load which is WSN radio will be supplied by supercapacitor since the capability of supercapacitor in handling pulse current faster due to the ability of faster charged and discharge characteristic giving a more balanced charge and discharge of the battery. The approach here is to create an on/off charging environment, giving the combination of energy storage device (ESD) time to being charged from solar panel through available charger without disturbance from the load. The on/off control from the timer is also used to control the power flow from the ESD, for power enhancement, and to deliver the power to the load efficiently. This improves the battery usage time and WSN nodes operation times. Experiments taken under four different approaches, the first one is control using the initial condition of the load without energy management and three designs with energy managements. The experimental results show that with the combination of on/off technique and the hybrid ( battery and supercapacitor) can achieve much longer runtime for the WSN node. The hybrid are built with one lithium ion battery and six 10F supercapacitor. The supercapacitor is connected two in series in three parallel combination giving total of 15F capacitance. An improvement of 160 % of the operating time for the WSN node is observed. The design presented in this research can be scaled to larger or smaller power capacities for a variety of other applications. Mon, 21 Sep 2020 16:08:32 +0800 institutional_item_version_id:6917 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=6896 Pencampur tolakan imej (IRM) yang lazim adalah terdiri daripada sebuah antena, sebuah pengganding hibrid berfrekuensi radio (RF), penguat hingar rendah (LNA), sebuah sumber pengayun tempatan (LO) luar, pencampur-pencampur, penapispenapis berfrekuensi perantaraan (IF), dan sebuah pengganding hibrid IF. Penggunaan pengganding hibrid RF dan LO luar bukan sahaja mengambil ruangan besar, sambungan antara LO dan pencampur serta sambungan antara pengganding hibrid RF dengan antena dan pencampur juga menyebabkan pelesapan kuasa. Kelemahan ini akan menjejaskan prestasi system keseluruhannya. Sehubungan ini, penyelidikan ini memperkenalkan sebuah seni bina baru yang tidak memerlukan pengganding hibrid RF dan LO luar, ia diberikan nama ‘Pencampur Tolakan Imej Berayun Sendiri Bersepadu Aktif (AISOIRM)’. Objektif-objektif penyelidikan ini ialah membenamkan sebuah antena bersepadu aktif (AIA), sebuah pencampur berayun sendiri (SOM), sebuah IRM bersama-sama ke dalam satu platform, dan selanjutnya, melaksanakan, mencirikan, serta menilaikan reka bentuk ini demi memastikan prestasinya setanding dengan prestasi IRM yang lazim. Sebagai kerja pembuktian konsep, penyelidikan ini merealisasikan seni bina AISOIRM dengan operasinya dalam jalur Industri, Saintifik, dan Perubatan (ISM) 2.4 GHz. RFnya ditetapkan pada 2.4 GHz dan frekuensi LOnya ialah 2.5 GHz. Dengan ini, IF yang ditukar-turunkan ialah 100 MHz. Dua jenis topologi yang berlainan telah direkabentukkan. Satu menggunakan sebuah antena aktif berbentuk E yang menyokong fungsi sebuah pembahagi kuasa RF sefasa, namanya Topologi E. Satu lagi menggunakan sebuah antena aktif berbentuk F yang menyokong fungsi sebuah pembahagi kuasa RF berfasa kuadratur, namanya Topologi F. Setiap satu topologi ini disusun dalam dua cara yang berlainan. Susunan yang pertama membenamkan kedua-dua antena dan IRM secara terus. Susunan dengan antena berbentuk E dinamakan ‘E-AISOIRM’ manakala susunan dengan antena berbentuk F dipanggil ‘F-AISOIRM’. Susunan yang kedua menyambungkan penguat di antara antena dan IRM bagi meningkatkan aras RF dan LO yang memasuki pencampur. Maka, susunan dengan antena berbentuk E diberikan nama ‘E-Amp-AISOIRM’ manakala susunan dengan antena berbentuk F itu dipanggil ‘F-Amp-AISOIRM’. Seni bina AISOIRM ini memansuhkan keperluan pengganding hibrid RF dan LO luar terutamanya dengan mengayunkan AIA pada kedua-dua frekuensi RF dan LO. Selain daripada fungsinya sebagai sebuah radiator pasif, antena ini juga berfungsi sebagai sebuah pembahagi kuasa RF, lalu menggantikan keperluan sebuah pengganding hibrid RF. Sepadan dengan itu, SOM dibentuk dengan menggabungkan port LO antena dengan laluan LO IRM dan pencampur utama. Dengan cara ini, isyarat LO diterima dari antena dan disuntikkan ke dalam pencampur. Hasilnya, LO luar tidak diperlukan lagi. Bagi memulakan penyelidikan AISOIRM ini, sastera-sastera yang berkenaan dikajikan dulu. Ini diikuti oleh pengiraan teori dan simulasi reka bentuknya. Ketika pengiraan teorinya, mekanisme pembatalan fasa untuk kedua-dua E-AISOIRM dan FAISOIRM disahkan secara matematik. Selepas ini, kesemua empat reka bentuk itu bersama dengan antena dan rekabentuk-rekabentuk sub-litar disimulasikan dengan Advanced Design System (ADS). Tiga tahap simulasi telah dilaksanakan. Simulasi reka bentuk blok unggul menjalankan analisa awal pada reka bentuk keseluruhannya, simulasi reka bentuk litar mengesahkan rekabentuk-rekabentuk skemanya, dan simulasi reka bentuk litar-susun-atur memuktamadkan rekabentuk-rekabentuk itu dengan mengambilkirakan kesan-kesan simulasi susun atur dan papan litar bercetak (PCB) pada rekabentuk-rekabentuk litar itu. Rekabentuk-rekabentuk yang telah dimuktamadkan kemudiannya diimplementasikan, di mana prototaip-prototaipnya dipasangkan dan dicirikan. Keputusan yang didapati dari penilaiannya seterusnya dianalisiskan. Didapati bahawa nisbah pembatalan imej (IRR) yang diukur bagi semua reka bentuk adalah lebih daripada 15 dB, apabila dipincangkan berhampiran dengan jepitan transistor pencampur pada 0.7 V dan dibekalkan dengan pincangan optima LNA pada 2.5 V. Menurut keputusan yang diukurkan, IRR untuk EAISOIRM dan E-Amp-AISOIRM ialah 20.84 dB dan 22.28 dB, masing-masing. Sementara itu, IRR yang diukurkan untuk F-AISOIRM dan F-Amp-AISOIRM ialah 21.72 dB dan 21.52 dB, masing-masing. Pada amnya, apabila dibandingkan antara kedua-dua topologi itu, Topologi-E lebih digemari atas sebab pengagihan fasa RFnya yang lebih stabil, maka menghasilkan sebuah system yang lebih mantap. Ini adalah kerana pembahagian fasa RF 0o dari antena berbentuk E itu ditentukan oleh kesimetrian geometri struktur antena tersebut. Sebaliknya, pembahagian fasa RF 90o dari antena berbentuk F itu adalah berdasarkan pada ketepatan dimensi-dimensi geometrinya serta kedudukan titik-titik sambungannya. Oleh sebab itu, fasa RF bagi antena berbentuk F adalah lebih peka kepada gangguan jika dibandingkan dengan fasa RF bagi antena berbentuk E. Secara keseluruhannya, seni bina AISOIRM ini dapat menjalankan pembatalan imej dengan kurang suntikan luaran dan lebih operasi persendirian melalui mekanisme dalaman yang menyumbang kepada seni bina yang lebih padat. Maka, saiz kecilnya amat bersesuaian untuk aplikasi-aplikasi tanpa wayar RF. _______________________________________________________________________ A conventional image reject mixer (IRM) is composed of an antenna, a radio frequency (RF) hybrid coupler, low noise amplifiers (LNAs), an external local oscillator (LO), mixers, intermediate frequency (IF) filters, and an IF hybrid coupler. The usage of the RF hybrid coupler and the external LO in the conventional IRM not only consume large space, the interconnections for the LO to the mixer as well as the interconnections for the RF hybrid coupler with the antenna and the mixer also result in losses. These drawbacks eventually affect the performance of the overall system. In view of these concerns, this research introduces a new architecture that eliminates the need of the RF hybrid coupler and external LO, entitled ‘Active-Integrated Self- Oscillating Image Reject Mixer (AISOIRM)’. The objectives of this research are to embed an active integrated antenna (AIA), a self-oscillating mixer (SOM), an IRM together into a single platform, and subsequently to implement, to characterize, as well as to evaluate the design in ensuring its performance is compatible with that of the conventional IRM. As a proof-of-concept work, this research realizes the AISOIRM architecture that operates in the 2.4 GHz Industrial, Scientific, and Medical (ISM) band. Its RF is assigned at 2.4 GHz and its LO frequency is 2.5 GHz. With this, the down-converted IF is 100 MHz. Two different topologies are designed. One adopts an E-shaped active antenna which supports an in-phase RF power divider function, namely the E-Topology. The other uses an F-shaped active antenna which supports a quadrature-phase RF power divider function, namely the F-Topology. Each of these topologies is configured in two different ways. The first configuration embeds both the antenna and IRM directly. Thereby, the configuration with the Eshaped antenna is named as ‘E-AISOIRM’ while the configuration with the F-shaped antenna is called ‘F-AISOIRM’. The second configuration cascades the amplifiers between the antenna and the IRM to increase the RF and LO signal levels that are delivered into the mixer. Thereby, the configuration with the E-shaped antenna is named as ‘E-Amp-AISOIRM’ while the configuration with the F-shaped antenna is called ‘F-Amp-AISOIRM’. The AISOIRM architecture eliminates the need of the RF hybrid coupler and external LO mainly by resonating its AIA at both the RF and LO frequencies. Aside from functioning as a passive radiator, the antenna also functions as an RF power divider, which replaces the need of the RF hybrid coupler. Correspondingly, the SOM is formed by merging the LO port of the antenna with the LO path of the IRM and the core mixer. This way, the LO signal is received from the antenna and injected into the mixer. Hence, the external LO source is omitted. To initiate the AISOIRM research, relevant literatures are first reviewed. This is followed by the theoretical calculations and simulations of the designs. During the theoretical calculations, the phase cancellation mechanism of both the E-AISOIRM and F-AISOIRM are analyzed mathematically. After this, all the four AISOIRM designs along with the antennas and sub-circuit designs are simulated using Advanced Design System (ADS). Three levels of simulation are performed. The ideal block design simulation performs a preliminary analysis on the overall designs, the circuit design simulation verify the schematics of the designs, and the circuitlayout design simulation finalizes the designs by taking into account the simulated effects of the layouts and printed circuit boards (PCBs) on the circuit designs. The finalized designs are then implemented, whereby the prototypes are assembled and characterized. The results obtained from the evaluations are subsequently analyzed. It is noted that the measured image rejection ratio (IRR) obtained for all the designs are greater than 15 dB, when biased near to the mixer transistor pinch-off at 0.7 V and supplied with the LNA optimum bias at 2.5 V. According to its measured results, the IRRs for the E-AISOIRM and the E-Amp-AISOIRM are 20.84 dB and 22.28 dB, respectively. Meanwhile, the measured IRRs for the F-AISOIRM and the F-Amp- AISOIRM are 21.72 dB and 21.52 dB, respectively. Generally, comparing between both the topologies, the E-Topology is preferred due to its much stable RF phase distribution, which thereon yields a much robust system. This is because the 0o RF phase division from the E-shaped antenna is determined by the symmetric geometry of its antenna structure. In converse, the 90o RF phase division of the F-shaped antenna depends on the exactness of its geometrical dimensions and the positions of its feed points instead. Hence, the RF phase of the F-shaped antenna is much sensitive to distortion than the RF phase of the E-shaped antenna. In overall, the AISOIRM architecture is able to perform image rejection with less external injection and more on self-operation through internal mechanism that contributes to more compact design. Therefore its miniaturized size is well suitable for wireless RF applications. Fri, 18 Sep 2020 16:50:09 +0800 institutional_item_version_id:6896 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=6881 Sebuah model sistem kuasa elektrik di dalam analisis aliran kuasa terdiri daripada bus dalam sistem, unit penjanaan dan elemen beban yang menghubungkan setiap bus dan penghantaran setiap bus. Keputusan yang penting dalam analisa ialah mengenalpasti magnitud voltan dan sudut fasa setiap bus. Maka daripada maklumat yang diketahui ini, kita boleh mengenalpasti aliran arus, kuasa sebenar dan kuasa reaktif. Selain itu sesuatu sistem memerlukan perancangan operasi, ekonomi adan penukaran tenaga kepada pengguna. Teknik biasa yang selalu digunakan adalah kaedah Newton-Raphson, Gauss- Seidel dan Quasi-Newton. Newton-Raphson adalah kaedah matematik yang lebih berkesan berbanding kaedah Gauss-Seidel. Untuk sistem kuasa yang lebih besar, kaedah Newton-Raphson adalah lebih berkesan dan praktikal. Bilangan iteratif yang diperlukan dalam penyelesaian adalah bergantung kepada saiz sesuatu sistem. Projek ini menunjukkan kaedah Newton-Raphson untuk aliran kuasa. Keputusan IEEE-5 bus sistem digunakan untuk perbandingan. Perisian MATLAB digunakan untuk simulasi. Perbandingan keputusan Hadi Saadat ditunjukkan pada bab 4. _______________________________________________________________________________________________________ The model of the electric power system that is used in a power flow analysis consist of all the busses in the system, the generating units and load elements connected to these various buses, and the transmission lines that interconnected the buses. The information furnished by a power flow analysis is quite simply the voltage profile of the system. In other words, the important result of the analysis is the determination of the voltage magnitude and its associated phase angle at each bus. Of course, once this information is known, it is a routine matter to determine the currents in each transmission link, and accordingly, the real and reactive power flows. Conclusions regarding overloads on any of the system components are obtained at this point in the study. They are necessary for planning operation, economic scheduling and exchange of power between utilities. In addition, power flow analysis is required for many other analyses such as transient stability and contingency studies. The most common techniques used for the iterative solution of nonlinear algebraic equations are Gauss-Seidel, Newton –Raphson, and Quasi-Newton methods. Because of its quadratic convergence, Newton’s method is mathematically superior to the Gauss-Seidel method and is less prone to divergence with ill-conditioned problems. For large power systems, the Newton- Raphson method is found to be more efficient and practical. The number of iterations required to obtain the solution is independent of the system size, but more functional evaluations are required at each iteration. This project presents Newton-Raphson method for conducting load flow. A practical IEEE-5 bus system is considered for illustrator. A software in MATLAB is written and load flow is simulated. The results are compared with the programs written by Hadi Saadat and presented in the Chapter 4. Thu, 17 Sep 2020 16:32:09 +0800 institutional_item_version_id:6881 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=6781 Pemantauan bijak meter kuasa elektrik syarikat bekalan elektrik memainkan peranan penting dalam skim kesedaran tenaga. Tujuan kajian ini adalah untuk membangunkan satu perhubungan mesin ke mesin (M2M) dengan pembenaman satu teknologi RFID aktif dengan platform rangkaian peranti mesh tanpa wayar (WMSN) platform bersama penghantaran data heterogen untuk memantau dan mengenalpasti penggunaan elektrik kediaman. Satu meter kuasa elektrik rumah direka bersama adaptasi modul Zigbee Pro sebagai pemancar-penerima RF dengan keupayaan WSN untuk berhubung sebagai tag RFID ke pembaca RFID tanpa wayar. Pembangunan projek ini melibatkan tiga bahagian utama dalam sistem perhubungan RFID yang telah dicadangkan yang mana terdiri daripada: EPRFID (Modul RFID dibenamkan dengan meter kuasa elektrik kediaman), pembaca dan perisian aplikasi di tempat kerja. Modul EPRFID direka untuk mengambil sumber kuasa dari meter kuasa elektrik kediaman dengan pengenalan terhadap pengurusan kuasa pembangunan litar dalam modul yang dicadangkan. Ia terdiri daripada pengesan voltan dan arus elektrik yang berfungsi untuk mengesan status sebenar penggunaan kuasa elektrik penghuni kediaman dari peralatan muatan dengan tepatnya. Kemudian, signal data dihantar ke unit pemprosesan pusat (CPU) untuk mengira penggunaan tenaga arus dengan tepatnya. CPU adalah bahagian pusat untuk berhubung dan mengarahkan semua operasi yang telah dinyatakan secara efektif. Jam masa sebenar adalah telah tersedia didapati untuk menghasilkan jam masa sebenar tempatan. Ia digabungkan ke dalam pakej modul ingatan yang mana digunakan untuk menyatakan jumlah kuasa terkumpul. Dengan serentaknya, unit pameran menunjukkan data maklumat yang telah dipantau seperti nilai-nilai masa tempatan, arus, voltan dan kuasa. Akhir sekali, aplikasi perisian di komputer peribadi (PC) telah direka dengan menggunakan perisian Microsoft Visual C# Software. Ia menunjukkan prestasi data maklumat yang telah diterima dari peranti meter akhir seperti tag ID, masa yang telah dihantar, diterima, dilengah, kuasa yang terkumpul, RSSI dan jumlah bait yang diterima. Dalam kajian ini, prototaip EPRFID disemak dengan intensifnya seperti berkenaan: penentu ukuran arus dan voltan vs lingkungan jarak; penentu ukuran kuasa yang telah dihantar; analisis tenaga; keseimbangan tenaga berasaskan ciri-ciri arus terus yang telah diukur; prestasi anti pelanggaran; corak radiasi; lingkungan jarak pembacaan maksimum; pengumpulan tag dan kependaman perlengahan masa; penilaian daya pemprosesan. Keputusan eksperimen menyatakan bahawa prototaip EPRFID yang telah dicadangkan berfungsi tanpa wayar dengan berjayanya dengan sedikit penggunaan kuasa dalam lingkungan jarak 1.61 W hingga 1.69 W. Model ini memudahkan beberapa proses kehidupan harian, menjimatkan masa, dan mengurangkan kos operasi disebabkan pengurangan dalam penggunaan tenaga manusia dan kesilapan dalam sistem maklumat yang boleh dibiarkan melalui manusia. Oleh itu, penambahbaikan perhubungan M2M boleh menyediakan keutuhan yang lebih tinggi terhadap sistem perhubungan kerana pembangunan arus akan fokas kepada strategi kawalan tempatan. Tambahan lagi, kajian ini akan menjadi panduan kepada syarikat bekalan tenaga elektrik dan pengguna sebagai alternatif dalam penghantaran bil di masa hadapan. _______________________________________________________________________ Smart monitoring utility electrical power meter plays an important role in the energy awareness scheme. The aim of this study is to develop a machine-to-machine (M2M) communication by embedding an active RFID technology with wireless mesh sensor network (WMSN) platform with heterogeneous data transfer to monitor and identify the household electrical consumption. A household electrical power meter is designed with chosen Zigbee-Pro as a RF transceiver module with WSN functionalities to communicate between RFID tag to the RFID reader wirelessly. The development of this project involves three main parts in the proposed RFID communication system which consists of: the EPRFID (embedded RFID module with household electrical power meter), reader and application software at a work station. The EPRFID module is designed to take power supply from a household electric power meter with the introduction of power management circuit developed inside the proposed module. It comprises of voltage and current sensors which is functioning to precisely sense the actual status of the resident electrical power consumption from the appliance loads. Then, the data signal is directly transferred to the central processing unit (CPU) to precisely calculate the current power consumption. The CPU is the central part to effectively communicate and command all defined operations. The real time clock is readily available to generate the local real time clock. It is combined into the memory module package which used to minute the total accumulated power. Simultaneously, the display unit shows the monitored information data such as local time, current, voltage and power values. Lastly, the application software at a personal computer (PC) was designed by using the Microsoft Visual C# software. It shows the performances of received information data from the end meter devices such as tag ID, time sent, receive, delay, accumulated power, RSSI and amount of received bytes. In this research, the EPRFID prototype was intensively examined as follows: the voltage and current calibration versus the distance ranges; the transmitted power calibration; energy analysis; energy tradeoffs based on measured dc characteristics; anti collision performance; radiation pattern; maximum read range; tag collection and latency delay time; throughput evaluation. The experimental results indicated that the proposed EPRFID prototype successfully worked wirelessly with tolerable power consumption is within a range of 1.61 W to 1.69 W. This model is to facilitate some daily life processes, saving time, and reduces the operating cost because of the reduction in the manpower requirement and error in information system that can be omitted through humans. Thus, improving the M2M communication can provide higher reliability on the communication system because the current development will focus on local control strategies. In addition, this study can be guidelines to the electrical power utility company and consumers for alternatives in electrical consumption billings in the future. Fri, 04 Sep 2020 15:43:24 +0800 institutional_item_version_id:6781 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=6744 Objektif bagi projek ini adalah untuk merekabentuk dan mensintesis satu saluran pengeluaran mikropengawal dengan menggunakan perisisan MentorGraphic EDA tool seperti Design Architect-IC, Modelsim dan Leonardo Spectrum. Saluran pengeluaran mikropengawal adalah sejenis mikropengawal yang menyediakan pemprosesan arahan selari berurutan dengan menggunakan 3 peringkat rekabentuk saluran pengeluaran yang terbahagi kepada tiga peringkat iaitu peringkat pra-nyahkod, peringkat nyahkod dan peringkat perlaksanaan. Pensintesisan rekabentuk mikropengawal ini mendedahkan pemahamann asas dalam memahami dan mempelajari perkaitan dengan kod-kod VHDL dengan lebih lanjut selain memahami lebih banyak tentang sifat-siafat dan fungsi-fungsi mikdopengawal tersebut. Hasil keputusan dan eksperimen telah dijalankan untuk mendapatkan keputusan simulasi, skematik, dan bentangan untuk saluran pengeluaran mikropengawal. Dengan menguasai dan memahami dalam mensintesis 3 peringkat saluran pengeluaran mikropengawal, projek ini boleh diteruskan dalam merekabentuk perkekakasan mikropengawal. _______________________________________________________________________________________________________ The objective of this project is to design and synthesize a pipeline microcontroller by using MentorGraphic EDA tool software such as Design Architect-IC, Modelsim and Leonardo Spectrum. Pipeline microcontroller is the microcontroller that provides parallel processing sequential order by using 3-stage pipeline design which separated into predecode stage, decode stage and execute stage. This microcontroller synthesizable design exposes the basic environment of how to studies and understanding the related VHDL codes with more further besides understanding more about behavior of the microcontroller and their functionality. The result and experiment has been conduct to the simulation results, schematic, and layout of the pipeline microcontroller. By mastering learning the synthesizable of 3-stage pipeline microcontroller, this project can proceed for the hardware design microcontroller. Fri, 28 Aug 2020 17:17:17 +0800 institutional_item_version_id:6744 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=6742 Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, pengurusan trafik pintar telah menempa banyak bidang-bidang baharu dan dilengkapkan dengan baharu. Salah satu bidang penting yang memberi kesan secara langsung dalam kehidupan kita ialah sistem amaran kesesakan lalu lintas iaitu satu sistem lengkap yang mampu mengesan kesesakan dan pihak-pihak berkaitan dalam keadaan berjaga-jaga bagi menjimatkan masa, bahan bakar dan tenaga manusia. Kaedah-kaedah terkini memerlukan pengetahuan sebelumnya tentang keadaan lalulintas atau diperlukan masa untuk membuahkan hasil atau satu infrastruktur yang amat besar diperlukan untuk melaksanakan sistem itu. Namun begitu, usaha yang dilaksana kan secara tiada dalam masa nyata. Kebanyakan kajian semasa berkaitan pemprosesan imej untuk implementasi sebenar telah didapati tidak begitu boleh dipercayai kerana sama ada hasilnya kurang jitu ataupun ia tidak mampu dilaksanakan secara masa nyata. Sistem yang dicadangkan bertujuan untuk mencari cara pengesanan kesesakan baru yang mempunyai kejituan tinggi dan pemprosesan secara masa nyata, ia juga bertujuan untuk menunjukkan menghantar/menerima proses untuk penghantaran imej menggunakan Software Defined Radio. Sistem ini menawarkan satu pengesanan lengkap dan rangkaian penggera yang menangkap satu imej keadaan jalan raya, menentukan sama ada kesesakan lalu lintas berlaku dan akhirnya melaporkan keputusan secara wayarles kepada badan-badan pengurusan trafik bertindak dan memberitahu orang ramai supaya mengelak kawasan sesak dalam masa nyata. Satu kaedah yang boleh dipercayai dan cepat mengesan kesesakan lalu lintas lelah dicadangkan. Kaedah ini pengesanan kenderaan dengan menggunakan algoritma ciri pasangan cahaya belakang dan algoritma Watershed terubahsuai. Hasil keputusan daripada algoritma dihantar dan diterima secara wayarles menggunakan platform SFFSDR, termasuk penggunaan RF, FPGA, dan modul-modul DSP untuk jarak berubah-ubah. Perolehan sistem menunjukkan pengesanan dengan ketepatan 98-98.8% penggunaan masa selama 3 saat menunjukkan kesesuaiannya bagi pelaksanaan masa nyata. Sistem wayarles telah diuji menggunakan jarak berbeza-beza antara antena-antena SDR. Penerimaan kuasa, peratus kehilangan bit dan PSNR untuk imej yang diterima telah diperolehi. Keputusan yang diperolehi menunjukkan satu PSNR 35 dB untuk jarak normal antara antena-antena (20cm) SDR dan 7 dB untuk 150cm, manakala bit-bit mula terhapus menjelang jarak 200cm. _______________________________________________________________________ In recent years, intelligent traffic management have included many new fields and features. One of the important fields which directly affect our life is the traffic congestion alert system i.e. a complete system which is able to detect congestion and alert concerned parties to save time, fuel and man power. Recent methods in congestion detection need prior knowledge about the road or several minutes are taken to produce results or a huge infrastructure is needed to implement the system, even then, not in real time. Most of the current studies in image processing are not reliable for real implementation because they either lack accuracy or do not work in real time. The proposed system aims to find a new congestion detection method that has high accuracy and having real time processing time, also it aims to demonstrate the transmit/receive process for image transmission using Software Defined Radio. The proposed system offers a complete detection and alert network that captures an image of the road situation, determine whether the road is congested or clear and finally report the results wirelessly to the traffic management bodies to take action and inform people to avoid the congested areas in real time. The proposed system uses a fast and reliable method to detect traffic congestions. The methodology includes vehicle detection by using backlight pairing feature algorithm and modified Watershed algorithm. The results returned by the algorithms are transmitted and received wirelessly using the SFFSDR platform, including the use of RF, FPGA, and DSP modules for variable distances. The system shows an accuracy of detection up to 98-98.8% with time consumption of up to 3 seconds which make it feasible for real time implementation. The wireless system has been tested using different distances between SDR antennas. The received power, bit loss percentage and PSNR for the received image have been obtained, results shows a 35dB PSNR for normal distance between SDR antennas (20cm) and 7dB for 150cm, while bits are totally lost when reaching 200cm. Fri, 28 Aug 2020 16:09:41 +0800 institutional_item_version_id:6742 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=6708 Sistem pengesanan isyarat tangan berasaskan visual adalah satu sistem yang mampu membezakan dan mengelaskan isyarat tangan dengan memproses imej yang dimasukkan ke dalam sistem. Kajian sebelum ini biasanya menggunakan PC dan FPGA sebagai unit pemprosesan utama. Walau bagaimanapun kedua-dua sistem tersebut bersaiz besar dan rumit. Oleh itu projek ini mencadangkan cara pengesanan isyarat tangan yang murah dengan menggunakan Raspberry Pi. Raspberry Pi merupakan sebuah komputer kecil yang boleh melakukan tugas-tugas seperti pemprosesan imej. Projek ini juga bertujuan untuk membangunkan satu sistem yang boleh membantu orang-orang kurang upaya untuk melakukan tugas harian. Untuk melakukan ini Raspberry Pi dipasangkan dengan Arduino Uno untuk mengawal Lengan Robotik Mentor. Lengan robot akan bergerak mengikut isyarat yang diberikan oleh pengguna. Bagi sistem ini, sejumlah 8 isyarat boleh diklasifikasikan. Terdapat dua pilihan mod dimana Mod 1 mampu mengesan isyarat untuk ' Atas', ' Bawah ', 'Kiri' dan ' Kanan' . Mod 2 pula mampu mengesan isyarat untuk '1 ' , '2' , '3 ' dan '4' . Sebagai permulaan imej akan diperolehi secara langsung dan disegmentasi dalam ruang warna HSV. Algoritma akan mengekstrak kawasan yang dimiliki oleh warna kulit. Kemudian imej akan ditapis dan diproses dengan sewajarnya untuk mendapatkan parameter berguna dalam menentukan isyarat tangan. Apabila isyarat tangan dikesan, ia akan diklasifikasikan sewajarnya dan isyarat akan dihantar secara bersiri untuk Arduino Uno mengawal Lengan Mentor Robotik. Sistem ini telah berjaya melaksanakan fungsinya dengan 89.6 % ketepatan secara keseluruhan dan 92.9 % sensitiviti secara keseluruhan. Melalui keputusan beberapa ujian yang dijalankan di bawah skop projek, ia menunjukkan bahawa sistem ini adalah teguh terhadap kombinasi pencahayaan, latar belakang dan jarak yang berlainan. _______________________________________________________________________________________________________ Vision-based hand gesture recognition system is a system that is capable to differentiate and classify hand gestures by processing the image fed into the system. Previous study usually utilizes PC and FPGA as the main processing unit. However these two systems are bulky in size and complex. Therefore this project proposes a simple approach of hand gesture recognition using Raspberry Pi. Raspberry Pi is a miniature computer that can perform tasks like image processing. The project also aimed to develop a system that can aid the disabled people in order to perform daily tasks. To do this Raspberry Pi is paired with Arduino Uno to control a Mentor Robotic Arm. This robotic arm will move in accordance to the gesture given by the user. For this system, a total of 8 gestures can be classified. There are two selection of modes whereby Mode 1 is able to detect gestures for ‘Up’, ‘Down’, ‘Left’ and ‘Right’. Mode 2 on the other hand is able to detect gestures for ‘1’, ‘2’,’3’ and ‘4’. Firstly the image will be acquired in real time and segmented in HSV colour space. The algorithm will extract region that belongs to skin colour. Then the image will be filtered and processed accordingly to obtain the useful parameters in determining the hand gestures. From the detected hand gestures, it will be classified accordingly and signal will be transmitted serially to Arduino Uno to control the Mentor Robotic Arm. The system has successfully performed its function with the overall precision of 89.6% and overall sensitivity of 92.9%. Under several tests set under the project scope the system shows that it is robust towards different combinations of lighting, background and distance. Wed, 26 Aug 2020 10:15:49 +0800 institutional_item_version_id:6708 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=6707 Kereta autonomi telah diperkenalkan bagi membantu dan mengurangkan beban dalam sesuatu pekerjaan. Contohnya di kilang pembuatan yang memerlukan pengangkutan tanpa dikemudi oleh manusia. Dalam projek ini, kereta penjejak garisan menggunakan kamera berdasarkan algoritma Kalman telah direka. Kamera yang digunakan adalah CMUcam4. Kamera ini berfungsi bagi menangkap gambar dan memproses gambar bagi mengesan garisan. Selepas gambar berjaya diproses, Arduino akan menghantar isyarat kepada servo yang berfungsi sebagai stereng. Fungsi algoritma Kalman adalah bagi mengurangkan hingar yang ada dalam pemprosesan gambar. Kajian dan analisis telah dijalankan bagi membuktikan keupayaan kereta menjejak garisan. Keputusan kajian menunjukkan bahawa kamera mampu mengesan garisan dan kereta mampu bergerak mengikut garisan jika diberi isyarat di antara 90 dan 100 darjah. _______________________________________________________________________________________________________ Autonomous cars have been introduced to help and ease workloads. For example, industries need transportation without a physical human driver. In this project, a line tracking car using a camera has been designed based on the Kalman filter algorithm. The camera used was the CMUcam4. This camera works to capture and process images to detect the line. After the pictures have been processed, the Arduino will send a signal to the servo to steer the car. The use of Kalman filter algorithm function is to reduce noise in image processing. Experiments and analysis were conducted to demonstrate the ability to the car to track the line. The results showed that the camera is able to detect the line and the car is able to follow the line if the signal speed given is between 90 and 100 degrees. Wed, 26 Aug 2020 10:12:15 +0800 institutional_item_version_id:6707 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=6706 Sejak dekad kebelakangan ini, teknologi pengangkutan rel telah mengalami evolusi yang sangat intensif dan komprehensif. Pembangunan dan inovasi ini berlaku dalam kedua-dua aspek kejuruteraan mahupun teknologi. Sistem pengangkutan secara besar-besaran dan cepat (MRT) ini merupakan salah satu kesan positif yang terhasil daripada kejadian tersebut. Pertumbuhan yang menakjubkannya ini boleh dibuktikan dengan kewujudan sistem MRT di 17 bandar di seluruh dunia pada 1950-an, meningkat kepada kira-kira 110 bandar pada awal abad ke 21. Dalam projek ini, satu sistem pengangkutan secara besar-besaran dan cepat dalam skalaan makmal berdasarkan Pengawal Logik Boleh Atucara (PLC) telah dibina. Motivasi projek ini adalah untuk mereka bentuk dan mencipta satu sistem pengangkutan gerak cepat dalam skalaan makmal yang dapat menunjukkan operasi MRT yang sebenar kepada orang awam. Antara radas-radas yang diguna dalam projek termasuklah Omron Siri CJ2M PLC, Mikropengawal Arduino, Antaramuka Manusia Mesin (HMI) Shihlin Siri EU200 dan set keretapi bandar Lego 7938. Beberapa penderia NPN telah digunakan dalam projek ini untuk menjalankan operasi automatik sistem MRT. Selain daripada itu, motor servo, motor DC dan Diod Pemancar Cahaya (LED) juga digunakan untuk menyokong fungsi utama sistem rel. Dalam proses menjayakan projek ini, usaha dilakukan untuk membina suatu sistem komunikasi yang stabil dan sesuai di antara komponen perkakasan dan perisian sistem MRT. Hasilnya, satu perisian simulasi yang bertindak untuk mengawal operasi sistem MRT dapat dibangunkan. Di samping itu, mesin HMI diwartakan sebagai alat pengawalan utama sistem MRT. Projek kereta api ini mempunyai beberapa jenis operasi dengan syarat pengaktifan tersendiri. Akhirnya, prestasi sistem MRT ini dinilai. Pelbagai jenis eksperimen dijalankan untuk menentukan keupayaan sistem tersebut. _______________________________________________________________________________________________________ Rail transit technology had gone through a very comprehensive and intensive evolution in recent decades. Those developments and innovations occurred in both technological and engineering aspects. Mass rapid transit (MRT) system is one of the products of the mentioned incident. Its unprecedented growth was proved by the existence of MRT Systems in 17 cities in the early 1950s to about 110 cities worldwide in the early twenty-first century. In this project, a laboratory-scaled mass rapid transit system based on Programmable Logic Controller (PLC) is built. The motivation of this project is to design and invent a laboratory scaled mass rapid transit system that can demonstrate the operation of a real MRT system to the public. Omron CJ2M series PLC, Shihlin Electric Human-machine-interface EU200 series, Lego 7938 City Train Set and Arduino microcontroller board are used to develop the system. Several NPN sensors are implemented in the system to perform the automated operation of a real MRT system. Other devices such as servo motor, light-emitting diode, DC motor are used to support the primary function of the rail system. Throughout the process of completing the project, effort is done on establishing a stable and suitable interface between the hardware and software of the MRT system. As a result, a simulation software in controlling the operation of an MRT system is developed. Besides that, effort is allocated on utilising Human-machine-interface (HMI) machine as the primary control panel of the MRT system. The designed train project comprises of several operation modes with preset conditions. Finally, the performance of the MRT system is assessed. Experiments are carried out to determine the capability of the system. Wed, 26 Aug 2020 10:06:31 +0800 institutional_item_version_id:6706 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=6705 Sejak beberapa dekad yang lalu, teknologi kejuruteraan telah berkembang dari semasa ke semasa. Kebanyakan aplikasi kejuruteraan telah digunakan dalam sektor perubatan. Dengan menggunakan teknologi ini, masalah-masalah yang dihadapi oleh doktor-doktor boleh diselesaikan. Endoskopi merupakan satu aplikasi kejuruteraan dalam sektor perubatan. Endoskopi adalah satu proses memasukkan endoskop ke dalam badan untuk memerhati secara visual dan mengenal pasti penyakit pesakit-pesakit. Proses endoskopi itu boleh dicatatkan dan gambar-gambar tersebut boleh disimpankan. Biasanya, gambar-gambar itu mempunyai kontras yang rendah. Oleh itu, matlamat projek ini adalah untuk meningkatkan kualiti gambar-gambar endoskopi gastritis itu. Penapis “Gaussian” dan penapis “Wiener” telah digunakan. Selepas itu, teknik-teknik iaitu CHE, AHE, BPDFHE dan NMHE telah digunakan untuk meningkatkan kontras gambar-gambar tersebut. Beberapa teknik pentaksiran juga digunakan untuk menganalisa algoritma-algoritma tersebut. Keputusan menunjukkan penapis “Gaussian” bersaiz 3×3 dan sisihan piawai 1.0 mempunyai keputusan yang bagus. Penapis “Gaussian” boleh mengurangkan hingar dari 40% hingga 70% dalam gambar-gambar tersebut. BPDFHE telah digunakan untuk meningkatkan kontras gambar-gambar tersebut. BPDFHE menghasilkan kontras yang paling bagus. Berdasarkan teknik pentaksiran, BPDFHE juga mempunyai keputusan yang bagus berbanding dengan algoritma lain. Akhirnya, antara muka grafik pengguna (GUI) telah direkakan untuk menyenangkan pengguna-pengguna. _______________________________________________________________________________________________________ For the past few decades, engineering technologies have become more advanced. A lot of engineering applications have been applied in the field of medicine. With these advanced technologies, the problems faced by doctors can be solved. A common application of engineering in medicine is endoscopy. Endoscopy is a process where an endoscope is inserted into the human’s body to observe visually and to identify diseases of patients. The whole endoscopy procedure can be recorded and images can be captured. Usually, the images have low contrast as they are distorted by noise. In this project, the objective is to enhance endoscopic gastritis images. Gaussian filter and Wiener filter have been applied to the images. Then, contrast enhancement have been carried out by using several histogram equalization techniques, which are CHE, AHE, BPDFHE and NMHE. Qualitative and quantitative assessments have also been carried out to analyze the algorithms. It has been shown that Gaussian filter with kernel 3×3 and standard deviation of 1.0 gave the best result. It helped to reduce about 40% to 70% of the noise in the images. BPDFHE has been employed for contrast enhancement. From qualitative assessment, it has clearly been shown that BPDFHE was able to produce images with the best contrast. On top of that, it also produced a good quantitative assessment results as compared to other methods. Lastly, a GUI has been designed to enable the proposed techniques to be used easily. Wed, 26 Aug 2020 10:02:44 +0800 institutional_item_version_id:6705 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=6704 Kenderaan autonomi telah diperkenalkan kerana ia membantu untuk mengurangkan kemalangan lalu lintas dan penggunaan jalan raya secara optimum. Dalam projek ini, kenderaan autonomi menggunakan pengawal logik kabur ( PLK ) telah dicipta. Mega Arduino, Freescale TRK MPC 5604b dan kamera CMUcam4 telah digunakan untuk mencipta kenderaan ini. Kamera CMUcam4 digunakan untuk menangkap trek pada 30 bingkai per saat (bps). Semua alat peranti seperti kamera, servo motor, dan motor arus terus yang berkaitan dengan pengawal mikro untuk mencapai objektif projek. Sugeno PLK digunakan kerana ia adalah fleksibel dan mudah untuk direka. PLK sering digunakan untuk membimbing navigasi kenderaan di sepanjang trek. Landasan boleh digunakan dengan pelbagai warna selagi warna landasan adalah berbeza dengan warna latar belakang. Keluaran dari PLK digunakan untuk mengawal kelajuan pergerakan kenderaan dan arah tuju. Akhir sekali, prestasi kenderaan autonomi dibentangkan dan dinilai. Eksperimen dan ujian dijalankan untuk menentukan keupayaan kenderaan. Keputusan eksperimen menunjukkan bahawa kenderaan itu mampu untuk mengemudi secara automatik pada trek. _______________________________________________________________________________________________________ Autonomous vehicles have been widely introduced as it help to reduce traffic accident and optimised the road usage. In this project, an autonomous vehicle based on fuzzy logic controller (FLC) is build. Arduino Mega, Freescale TRK MPC 5604b and CMUcam4 vision sensor are used to develop the vehicle. A CMOS camera is used to capture the track at 30 frames per seconds (fps). All devices such as camera, servo motor, and direct current motor are connected with microcontroller in order to achieve the project objective. Sugeno FLC is used in this project since it is flexible and easy to design and vehicle navigation system is controlled by Sugeno FLC. The path track can be any colour as long as it can be distinguished from its background colour. The outputs from the FLC are used to control the vehicle’s motor speed and direction. Finally, the performance of the autonomous vehicles is presented and evaluated. Experimenting and testing is carried out to determine the capability of the vehicle. The experiment result show that the vehicle is able to navigate automatically on the track. Wed, 26 Aug 2020 09:58:20 +0800 institutional_item_version_id:6704 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=6703 Teknik pengambangan adalah antara salah satu teknik yang paling popular dalam peruasan imej. Pelbagai teknik pengambangan telah dibangunkan dalam beberapa dekad dahulu. Kebanyakan teknik tidak mampu bagi menghasilkan prestasi yang baik apabila imej yang diambil mengalami masalah pencahayaan tidak sekata dan mempunyai kontras rendah. Oleh itu, objektif utama projek ini adalah bagi membangunkan satu teknik pengambangan yang mampu menghasilkan prestasi yang lebih baik pada imej yang mengalami masalah pencahayaan tidak sekata dan kontras rendah. Teknik yang dicadangkan ini telah dibangunkan dengan menggunakan varians tempatan bagi menyingkirkan sesetengah piksel latar belakang yang tidak diperlukan sebelum nilai ambang purata dikira untuk setiap kawasan. Teknik yang dicadangkan telah dibandingkan dari segi prestasi kualitatif dan kuantitatif dengan dua teknik pilihan iaitu teknik Otsu dan teknik pengoptimuman Variation Minimax (VM). Sebagai salah satu bahagian untuk analisa kualitatif, kajian analisa imej telah dikendalikan dengan 25 orang peserta bagi menilai prestasi teknik-teknik tersebut. Untuk analisa kuantitatif, Non-Uniformity (NU) dan kelajuan pemprosesan akan dijalankan bagi membuat anggaran prestasi teknik yang dicadangkan. Keputusan telah menunjukkan bahawa teknik yang dicadangkan menghasilkan prestasi keseluruhan yang baik dalam kedua-dua analisa kualitatif dan kuantitatif. Sebagai tambahan, satu Antaramuka Pengguna Grafik (GUI) telah dibangunkan untuk memaparkan perbandingan antara hasil teknik-teknik yang telah dipilih, melaksanakan fungsi tambahan seperti pratonton imej yang telah dimuatkan, menyimpan hasil imej dan sebagainya. _______________________________________________________________________________________________________ Thresholding technique is one of the most popular techniques in image segmentation. Different types of thresholding techniques have been developed in the past few decades. Most of them are unable to perform well when the acquired images suffer from uneven illumination and low contrast. Hence, the main objective of this project is to develop a new thresholding algorithm that can perform good segmentation on images that have non-uniform illumination and also low contrast. The proposed method is developed by using the local variance criteria to exclude some unnecessary background pixels from the early stage before computing the mean threshold for each region. The proposed method is compared in term of qualitative and quantitative performance with two chosen methods which are the Otsu method and the Variational Minimax (VM) optimization method. As a part of qualitative analysis, an image analysis survey is conducted on 25 participants to rate the performance of the aforementioned three methods. For the quantitative analysis, Non-Uniformity (NU) and processing speed are performed to quantify the performance of the proposed method. The results conclude that the proposed method is able to achieve good overall performance in both qualitative and quantitative analyses. In addition, a Graphic User Interface (GUI) is developed to display the comparison between the results of the selected techniques, to perform additional functions such as preview the loaded image, save result image etc. Wed, 26 Aug 2020 09:51:15 +0800 institutional_item_version_id:6703 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=6702 Sebelum itu, mesin membaling kriket telah diciptakan untuk membantu pemukul kriket dalam latihan pukulan. Pelbagai jenis mesin membaling kriket telah dihasilkan oleh syarikat berlainan. Kebanyakan mesin membaling kriket yang telah dihasilkan adalah beroperasi dengan menggunakan motor elektrik yang berarus tinggi untuk memutarkan roda dan membalingkan bola kriket. Projek ini membentangkan satu mesin membaling kriket automatik yang menggunakan udara mampat untuk membaling bola kriket dan ia berupaya berfungsi secara penuh automatik dan secara separuh automatik. Dengan fungsi separuh automatik, setiap pembalingan hendaklah dicetuskan oleh pengguna. Di sebaliknya, dengan fungsi penuh automatik, urutan pembalingan adalah dikawalkan oleh alat pengatur masa. Mesin ini terdiri daripada dua bahagian penting, iaitu takungan udara dan ruang penembakan. Udara mampat akan dimasukkan ke dalam takungan udara. Tekanan udara mampat akan menentukan kelajuan bola selepas dibaling. Dalam setiap pembalingan, sebiji bola kriket akan dimasukkan ke dalam ruang penembakan, seterusnya ruang penembakan akan ditutup. Pengaliran udara mampat dari takungan ke ruang penembakan adalah dikawal oleh sebuah injap solenoid. Mesin ini adalah dikuasakan oleh 12VDC. Tekanan udara mampat yang digunakan adalah dalam linkungan 40 psi ke 110 psi. Apabila ketinggian mesin adalah 120cm dan tekanan udara mampat yang digunakan adalah 110 psi, kelajuan bola kriket dapat mencapai 10.8 m/s dan jarak perjalanannya adalah sebanyak 466.2 cm. Semasa udara mampat yang bertekanan 90 psi digunakan, jumlah tenaga yang diperlukan untuk membaling sebiji bola kriket adalah sebanyak 1215.8 Joules, dan tenaga kinetik pada bola tersebut adalah sebanyak 5.97 Joules. Lukisan CAD, pengiraan teknikal, analisis dan penilaian prestasi mesin telah dijalankan dalam projek ini. _______________________________________________________________________________________________________ Previously, cricket bowling machine was invented to assist batsman in the batting practice. Various types of cricket bowling machine were produced by different companies. Most of the bowling machine produced was operated by a high current electric motor driving a rotating wheel to eject the cricket ball. This project presents an automatic cricket bowling machine which employs compressed air for the bowling process and it is able to operate in fully automatic manner as well as semi-automatic manner. For semi-automatic operation, each bowling process has to be trigger by user, while in fully-automatic operation, an adjustable timer will be used to control the bowling interval. This bowling machine consists of two main parts, which are the air reservoir and firing chamber. Compressed air with predefined pressure level will be stored inside the air reservoir, where the value of air pressure determines the travelling speed of bowled ball. During each bowling cycle, a cricket ball will be loaded into the firing chamber and then the firing chamber will be sealed. The flow of compressed air from air reservoir to firing chamber is controlled by a solenoid valve. The entire system is powered by 12VDC power supply. Working pressure of the bowling machine is in the range of 40 psi to 110 psi. When the machine is positioned at height of 120cm and compressed air of 110 psi is supplied, cricket ball is able to travels 466.2 cm with speed of 10.8 m/s. When compressed air of 90 psi is applied, total energy consumed for one bowling cycle is 1215.8 Joule while the kinetic energy of bowled ball is 5.97 Joule. CAD drawing, technical calculations, analysis and performance evaluation have been performed throughout the entire design and development stages. Wed, 26 Aug 2020 09:47:35 +0800 institutional_item_version_id:6702 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=6701 Pengesahan identiti adalah sangat penting dalam dunia zaman kini dan ia digunakan dalam kehidupan harian kita. Untuk pelajar, kita mempunyai kad metrik dan untuk pekerja, mereka mempunyai kad pintar tersendiri sebagai alat pengesahan identiti. Namun, sistem pengesahan identiti ini mempunyai kelemahan dan ia boleh disalah gunakan oleh pihak yang tidak bertanggungjawab. Integrasi sistem pengesahan melalui cap jari dan MyKad dapat mengetatkan mengatasi kelemahan ini kerana cap jari setiap orang adalah unik dan setiap rakyat Malaysia hanya mempunyai sekeping MyKad. Objektif projek ini adalah untuk mencipta sebuah sistem pengesahan identiti yang kukuh, pantas dan senang untuk diguna. Cap jari seseorang mempunyai banyak maklumat yang terperinci dan maklumat ini disimpan sebagai Kod Jari dalam sistem ini. Lokasi teras cap jari dikesan melalui penapis kompleks tahap 1 dan kaedah ambang Otsu. Kawasan teras cap jari diasingkan dan dinormalisasikan untuk mendapatkan imej yang baik. Teras cap jari diasingkan kepada 64 bahagian dalam bulatan. Selepas itu, cap jari tersebut diproses dengan penapis Gabor 8-arah untuk mendapatkan aliran rabung dan kerut. Setiap cap jari yang telah diproses disimpan sebagai Kod Jari. Proses pengesahan cap jari dilakukan dengan mengira jarak Euclidean di antara Kod Jari yang dikesan dengan Kod Jari di pangkalan data. Jika jarak tersebut lebih daripada ambang yang diletakkan, cap jari tersebut adalah disahkan. Sistem ini telah berjaya mendapat keputusan pengesahan cap jari setinggi 90% dari 40 percubaan daripada 10 orang yang berbeza. Sebanyak 100 cap jari daripada 10 orang telah disimpan sebagai Kod Jari dalam pangkalan data. Proses pengesahan untuk MyKad mengambil masa 11.02 saat dan 1.3 saat untuk pengesahan cap jari. _______________________________________________________________________________________________________ Identity recognition is very important in the world today and it is used in our everyday life. For students, we have student matric cards and for workers or employees, they have their own smart card to scan in and out during their work. However, this recognition system has a weakness and it might be violated and abused. The integration between fingerprint verification and MyKad verification elevates the security in identification to the highest level as the fingerprints are unique from one another and there is only 1 MyKad for each citizen in Malaysia. The objectives for this project is to create a user friendly and secure identity verification system with fast matching algorithm. Fingerprints contain a lot of minute information and they are called minutiae. These minutiae are captured and stored inside Fingercodes. The core of the fingerprints are detected using level 1 complex filtering with Otsu’s threshold method to get the region of interest. The core of the fingerprint is cropped and normalized to avoid unwanted noise that could affect the accuracy of the system. Tessellation is the method used to segment the core to 64 sectors. After that, the cropped fingerprint core is convolved with 8-directions of Gabor filters to get the flow of the ridges and furrows. Each Gabor filtered result is saved as a Fingercode. The verification process calculates the Euclidean distance of the detected Fingercode with the Fingercode in the database and if the distance is more than an empirically defined threshold value, the fingerprint is verified. The verification success rate was 90% out of 40 attempts from 10 different people. There are a total of 100 fingerprints from 10 people which is converted into Fingercode in the database. The processing time for MyKad verification is 11.02s for the full mode and 0.62seconds for the “lite" mode. The average processing time for the fingerprint verification is 1.3seconds. Wed, 26 Aug 2020 09:43:27 +0800 institutional_item_version_id:6701 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=6700 Terdapat pelbagai jenis sistem navigasi tanpa pemandu dan salah satu penggunaan popular pada masa kini adalah sistem navigasi berpandukan system navigasi satelit GPS. Dalam projek ini, sistem navigasi berdasarkan GPS dibina pada sebuah kereta mainan kawalan jauh sebagai kenderaan prototaip. Ia menggunakan modul penerima GPS untuk menerima data GPS bagi menentukan posisi semasa di muka bumi ini seperti koordinat latitud dan longitud. Data tersebut kemudiannya akan diproses menggunakan algoritma perisian dari mikropengawal Arduino. Algoritma tersebut mengaplikasikan jarak Euclidean untuk menentukan jarak antara dua jujukan. Oleh itu, sistem akan tahu sama ada ia berada dalam landasan yang betul untuk ia tiba di destinasi yang ditetapkan. Algoritma juga akan mengambil kira data semasa yang diberikan meter pecutan dan seterusnya diletakkan dalam operasi penapis Kalman untuk melakukan perbandingan dengan data yang diterima daripada GPS. Misi projek ini adalah untuk mengemudi kenderaan secara tanpa pemandu berdasarkan sistem navigasi GPS bagi melalui semua titik laluan sasaran yang dipra-takrifkan oleh pengguna. Pada kebiasaannya, sistem jenis ini digunakan untuk berada di tempat yang bahaya, sebagai kenderaan peninjau atau penggunaan tujuan ketenteraan. Secara keseluruhan, projek ini menggunakan Modul Penerima GPS Adafruit Ultimate Breakout Board Versi 3, Unit Pengira Inersia, Modul Ultrasonik, mikropengawal Arduino Uno R3 dan Platform Kereta Turnigy Desert Buggy yang disertakan bersama motor Servo, Pengawal Kelajuan Elektronik dan motor tanpa berus InRunner yang berkemampuan untuk melakukan putaran sebanyak 3300KV. _______________________________________________________________________________________________________ There are various types of autonomous navigation system where one of the most popular is a navigation system based on GPS satellites navigation. In this project, the navigation system based on the GPS is built on a remote controlled car as a prototype vehicle. It uses a GPS receiver module to receive the GPS data in order to determine its current position on the Earth such as latitude and longitude coordinates. The data then will be processed using a software algorithm from Arduino microcontroller. The algorithm will apply the Euclidean formula to compute the distance between its current location to the targeted destination. Thus, the system will know whether it is in the right path toward its destination. The algorithm also will compute the data from the accelerometer which will be fed into the Kalman Filter to compare with the data obtained from the GPS. The mission of this project is to navigate the vehicle autonomously based on the GPS navigation system to pass through all target waypoints pre-defined by the user. Usually, this kind of system is used to be in a dangerous place, as a reconnaissance vehicle or for militarypurpose use. Overall, this project uses Adafruit Ultimate Breakout Board Version 3, Arduino MEGA 2560 R3 microcontroller, Inertial Measurement Unit and The Turnigy Desert Buggy platform, which is attached together with the Servo motor, Electronic Speed Control and brushless InRunner motor which is able to rotate up to 3300KV. Wed, 26 Aug 2020 09:39:54 +0800 institutional_item_version_id:6700 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=6699 Sekarang ini, sistem automatik telah banyak diaplikasikan di dalam pelbagai jenis sistem untuk mengurangkan penggunaan tenaga manusia, menjimatkan masa dan kos, serta meningkatkan kecekapan produk. Dalam situasi di mana sumber tenaga manusia adalah terhad, sistem automatik sangat membantu. Sistem penyiraman automatik direka untuk menyiram beberapa buah pasu bunga untuk jangka masa yang ditetapkan. Objektif projek ini ialah untuk merekabentuk suatu sistem terbenam untuk mengawal pemasa dan agihan pengaliran air. Sistem terbenam ini meliputi satu pengawal elektronik dengan litar elektronik dan papan mikro-pengawal Arduino. Kelebihan menggunakan papan Arduino ialah ia boleh diharap dan bahasa pemprogramannya mudah untuk diubah dan difahami. Litar elektronik menyediakan butang tekan yang berfungsi sebagai masukan bagi mewakili pemasa yang akan dikawal. LEDs dan LCD juga digunakan sebagai keluaran untuk menunjukkan aktiviti semasa sistem tersebut. Masukan yang dipilih akan diproses oleh program di dalam papan Arduino bagi mengaktifkan pemasa yang berbeza. Ini akan memicu pengaktifan injap solenoid dan air akan dibenarkan untuk diagihkan. Penyesuai 12 VDC digunakan untuk memberi bekalan kuasa kepada papan Arduino, manakala pengubah langkah turun digunakan untuk menurunkan kadar bekalan kuasa bagi injap solenoid. Geganti juga digunakan sebagai suis elektronik untuk mengaktifkan injap solenoid. Hasilnya, sistem penyiraman pasu bunga automatik yang berkesan dan boleh diharap berjaya dibina. _______________________________________________________________________________________________________ Nowadays, automatic system has been widely implied in many types of system to reduce manpower, saves time and cost, as well as increasing product efficiency. In a situation where there is no manpower to perform a specific function, an automatic system is very helpful. An automatic watering system is designed to water few pots of flowers automatically in a specified period of time. The objective of this project is to design an embedded system to control timer and water flow of the water distribution. The embedded system consists of an electronic controller with electronic circuit and Arduino microcontroller board. The advantages of using an Arduino board are that it is reliable and the programming language is easy to understand and change. The electronic circuit provides push buttons as input of the selected timer to be controlled. LEDs and LCD are used as the output to indicate the current activities of the system. The selected inputs will be processed by the program in the Arduino board to activate different timer. This will trigger an activation of the solenoid valve and allow water to be distributed. A 12 VDC adapter is used to give power supply to Arduino board, while a step down transformer is used to step down the household power supply for the solenoid valve. The relay is also used as an electronic switch to activate the solenoid valve. As a result, an effective and reliable automatic flower pots watering system has been successfully built. Wed, 26 Aug 2020 09:30:36 +0800 institutional_item_version_id:6699 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=6698 Tesis ini adalah untuk mereka bentuk struktur antena alternatif yang boleh meningkatkan gandaan antena, jumlah tenaga penuai dan membekal kuasa tinggi semasa penerusan. Kajian ini menghasilkan voltan mantap pada frekuensi 956 MHz untuk sistem penuai tenaga RF. Reka bentuk tentang antena lingkaran bulat dilakukan dengan menggunakan perisian Computer Simulation Technology (CST) dan perisian Advanced Designed System (ADS). Antena lingkaran bulat disambungkan dengan litar penerus untuk menukarkan isyarat masukan tenaga RF yang diterima daripada bentuk arus ulang-alik (AC) kepada bentuk arus terus (DC) . Tiga konfigurasi reka bentuk telah dicadangkan iaitu antena lingkaran bulat tunggal 1x2 susunan antena dan 2x4 susunan antena. Antena yang dicadangkan tersebut telah dibangunkan adalah berdasarkan kepada asas ciri-ciri antena seperti corak sinaran, kehilangan pulangan dan gandaan. 1x2 susunan antena dan 2x4 susunan antena telah direka bentuk dengan menggunakan kaedah penyuapan korporat yang dapat meningkatkan gandaan dan voltan keluaran penuai RF. Litar penerus daripada RF kepada arus terus (DC) adalah menggunakan diode schottky tanpa bias menukarkan tenaga penuaian yang diterima. Keputusan tersebut menunjukkan semua tiga jenis reka bentuk mempunyai gandaan pada 2.3 dBi, 3.2 dBi and 5 dBi manakala voltan keluaran yang dihasilkan adalah 17 mV, 59.4 mV dan 79 mV masing-masing. Ia didapati juga bahawa antena lingkaran bulat dapat membekalkan keluaran voltan DC tetap yang bermanfaat untuk aplikasi Ultra Frekuensi Tinggi. _______________________________________________________________________ This thesis is to design an alternative antenna structure that will increase gain of the antenna, the amount of harvested energy and provide high power during rectification. The research works generate a steady output at a frequency of 956 MHz for RF energy harvesting system. The design of the circular spiral antenna is performed using Computer Simulation Technology (CST) and Advanced Designed System (ADS). The circular spiral antenna is integrated with the rectifying circuit to efficiently convert the input RF signal from alternating current (AC) to direct current (DC). Three configurations of the antenna designs were proposed namely single circular spiral antenna, 1x2 circular spiral antenna and 2x4 circular spiral antenna. The proposed antenna that had been developed is based on the basic antenna characteristic such as return loss, radiation pattern and gain. The 1x2 array antennas and 2x4 array antenna were designed using the corporate feed method that will increase the gain and enhanced the RF harvesting output voltage. The rectification of RF to DC energy used zero bias schottky diode that convert the incoming harvested energy. The results show that all the three design posses gain of 2.3 dBi, 3.2 dBi and 5 dBi, while the output voltage generated were 17 mV, 59.4 mV and 79 mV respectively. It is found also that the circular spiral antenna can provide a constant output DC voltage which is useful for UHF application. Tue, 25 Aug 2020 15:47:01 +0800 institutional_item_version_id:6698 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=6697 Projek pra-siswazah ini mencadangkan rekabentuk antenna penyalun dielektrik segi empat. Julat frekuensi yang dikehendaki adalah di antara 2GHz dan 4GHz dengan frekuensi operasinya berada pada nilai 3GHz. Selain itu, antena yang efisien harus mempunyai kehilangan balikan di bawah tahap -10dB. Antena ini direka dengan menggunakan bahan yang mempunyai nilai pemalar dielektrik yang amat rendah dan dikenali sebagai RO4003C™. Nilai pemalar elektriknya hanya 3.38. Selain itu, bahan dielektrik yang digunakan dikenali sebagai Bismuth Titanate, Bi3Ti4O12. Nilar pemalar elektriknya adalah setinggi 90. Selepas antenna ini dibuat, prestasinya telah diuji. Proses ini dijalankan dengan bantuan alatan pengukur yang terdapat di makmal RF. Antara alatan pengukur yang digunakan adalah Network Analyzer dan Material Analyzer. Selepas itu, perbandingan dan analisa telah dibuat untuk memerhatikan prestasi dan keberfungsian antenna yang direkabentuk. Dengan menetapkan objektif untuk merekabentuk antenna yang beroperasi pada frekuensi 3GHz, projek ini dilaksanakan dengan lancar dan memperolehi frekuensi operasi 2.7GHz untuk kedua-dua model simulasi dan model antenna yang dibuat. Perbezaan kehilangan balikan antara kedua-dua simulasi dan antenna yang diuji hanya sebanyak 3.4%. Parameter lain seperti gandaan dan tahap efisien mencapai nilai yang memuaskan. Maka, projek prasiswazah ini berjaya disempurnakan dengan baik. _______________________________________________________________________________________________________ This undergraduate project proposes the design of a Rectangular Dielectric Resonator Antenna (DRA). The targeted frequency range is between 2GHz and 4GHz with its resonant frequency to be around 3GHz. Besides that, the return loss of the antenna aims to have a return loss lower than -10dB to justify for an efficient antenna feed. The DRA was designed using a low dielectric constant substrate material that is known as RO4003C™. Its dielectric constant is only 3.38. On the other hand, the ceramic dielectric was fabricated using high dielectric constant Bismuth Titanate, Bi3Ti4O12, which has value as high as 90. After fabrication, the antenna is tested for its performance. This was done with the help of measuring equipment in the RF laboratory such as network analyzer and the material analyzer. Comparisons were then conducted to observe the efficiency of the designed antenna. With objective of designing a DRA with 3GHz resonant frequency, the project was completed successfully with the resonant frequency occurring around 2.7GHz both in simulation and measurement results. At the resonant frequency of 2.7GHz, the return losses only differs only 3.4% from each other. Other parameters such as gain, directivity and efficiency achieved a satisfactory value. Thus, the design of the Dielectric Resonator met the desired requirement and is successfully done. Tue, 25 Aug 2020 13:02:40 +0800 institutional_item_version_id:6697 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=6695 Pada masa lalu, ahli pengaji telah menggunakan pelbagai cara untuk megesan koordinat satu sasaran pegun dalam kawasan tertutup sahaja atau dalam kawasan terbuka sahaja. Jadi, objektif projek ini adalah mencipta satu system yang boleh digunakan untuk mengesan sasaran pegun di kedua-dua kawasan tertutup dan terbuka dengan menggunakan alat elektronik yang boleh menghantar dan menerima maklumat sebagai titik rujukan dan analisa spektrum sebagai sasaran. Teknik RSSI (Kekuatan isyarat yang diterima) dan juga satu penambahan algorithma digunakan untuk mencipta sistem ini. Teknik RSSI yang dicadangkan boleh dibahagikan kepada dua fasa iaitu fasa penentuan dan fasa kebarangkalian. Esperimen telah dijalankan untuk menganalisa cara trilaterasi dalam mengesan kedudukan koordinat satu sasaran. Keputusan dari esperimen yang dibuat menunjukkan sistem ini boleh mengesan sasaran dengan ralat yang boleh diterima. _______________________________________________________________________________________________________ Existing researches on location tracking focus either entirely on indoor or entirely on outdoor by using different techniques. This project aims to implement trilateration method for object tracking both indoor and outdoor by using three wireless data transceivers as reference nodes and a spectrum analyzer as target. RSSI (Received Signal Strength Indication) technique together with enhancement algorithms is proposed to cater this solution. The proposed RSSIbased tracking technique is divided into two main phases, namely the calibration of RSSI coefficients (deterministic phase) and the distance along with position estimation of target location by iterative trilateration (probabilistic phase). Experiment measurements are carried out to analyze trilateration method in tracking an object. The results reveal the feasibility of these algorithms in designing target positioning system with acceptable offset. Tue, 25 Aug 2020 12:52:25 +0800 institutional_item_version_id:6695 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=6666 Butir maklumat perlu diterjemahkan kepada kerangka kerja bererti dalam pengkomputeran berbutir untuk merealisasikan keseimbangan kebolehtafsiran-kejituan. Kedua-dua objektif adalah dalam konflik dan menjadi satu masalah. Butir maklumat berkembang adalah satu konsep bererti dalam pengkomputeran berbutir yang mempertimbangkan sekatan kasar (atau butir halus iaitu ralat lebih tinggi) kepada sekatan halus (atau butir kasar iaitu ralat lebih rendah). Walaupun kerangka kerja pengurangan ralat berbutir dipertimbangkan, kekangan kebolehtafsiran adalah faktor yang parlu dipertimbangkan dalam meningkatkan keseimbangan antara kebolehtafsiran dan kejituan. Selain itu, ciri-ciri terlebih-padanan dan terkurang-padanan adalah penting untuk dipertimbangkan semasa proses perkembangan. Keseimbangan kestabilan-keplastikan juga merupakan pertimbangan utama lain dalam mereka bentuk kerangka kerja berbutir supaya dapat menghasilkan kaedah butir maklumat fuzi yang konsisten dan terkini. Satu kerangka kerja operasi baru yang dinamakan sistem fuzi berkembang (EFS) telah dibangunkan dalam penyelidikan ini yang bertujuan untuk memastikan kompromi antara kebolehtafsiran dan kejituan. Tiga model telah direka berdasarkan EFS yang dinamakan sebagai sistem fuzi struktur berkembang (ESFS), sistem fuzi keluaran-konteks berkembang (EOCFS) dan butir maklumat berkembang (EIG). Butir maklumat berkembang dimulakan dengan butir maklumat pertama dengan mengalihkan pengetahuan domain keluaran keseluruhan. Butir maklumat awal diambil kira sebagai keadaan terkurang-padanan dengan ralat penghampiran yang tinggi. Kemudian, EFS memulakan pengembangan butir maklumat dengan penyekatan domain keluaran (atau masukan) dan menggunakan kekangan dinamik untuk mengekalkan kebolehtafsiran semantik dalam keluaran (atau masukan) konteks. Hasil pada data sintetik dan nyata menggunakan EFS menunjukkan keberkesanan sistem yang dicadangkan telah mengatasi teknik terkini. EFS memerlukan bilangan aturan yang kurang (iaitu kebolehtafsiran yang tinggi) dan ralat yang rendah (iaitu kejituan yang tinggi) jika dibandingkan dengan kaedah yang sedia ada. Contohnya jika kaedah EIG yang dicadangkan dilaksanakan pada sistem tak lelurus Nakanishi, empat peraturan fuzi dan 0.142 min kuasa dua ralat akan dihasilkan. Tambahan, EIG sangat cemerlang jika berbanding dengan kaedah yang sedia ada. Ciri penting dalam EFS ialah untuk menentukan perbezaan ketara (konteks keluaran atau masukan) dan melaksanakan butir maklumat berbeza yang menggambarkan semantik pada aras sekatan fuzi. EFS cenderung untuk berkembang pada rantau ralat yang lebih rendah dan melaksanakan asas aturan yang berkesan dengan mengelakkan terlebih-padanan. Selain itu, indeks terlebih-padanan berkembang dan pengawal ketidakpastian proses suai-diri adalah dicapai secara dinamik daripada pengetahuan lampau dan semasa. Oleh itu, asas aturan yang berkesan adalah model fuzi yang seimbang daripada sistem terjangka. Di antara tiga model yang dicadangkan (ESFS, EOCFS and EIG), EIG mempunyai keupayaan yang jelas dalam menyeimbangkan antara kebolehtafsiran dan kejituan. Manakala, kaedah ESFS yang dicadangkan pula menunjukkan kebolehtafsiran yang tinggi dalam kerangka berbutir dalam melaksanakan keseimbangan kebolehtafsiran-kejituan. _______________________________________________________________________ An information granule has to be translated into significant frameworks of granular computing to realize interpretability-accuracy tradeoff. These two objectives are in conflict and constitute an open problem. Evolving information granules is a significant concept of granular computing which consider coarser partition (or lower granule i.e. higher error) to fine partition (or higher granule i.e. lower error). While this error reducing granular framework is considered, interpretability constraint is the factor to improve the tradeoff between interpretability and accuracy. Furthermore, overfitting and underfitting criteria are noteworthy to be considered while evolving process continues. In addition, the stability-plasticity tradeoff is another significant consideration to design a granular framework in order to find a consistent and up-to-date fuzzy information granule method. A new operational framework namely evolving fuzzy system (EFS) is developed in this research work, which ensures a compromise between interpretability and reasonable accuracy. Three models are designed based on EFS namely, evolving structural fuzzy system (ESFS), evolving output-context fuzzy system (EOCFS) and evolving information granule (EIG). The evolving information granule is initiated with the first information granule by translating the knowledge of the entire output domain. The initial information granule is considered as an underfitting state with a high approximation error. Then, the EFS starts evolving in the information granule by partitioning the output (or input) domain and uses a dynamic constraint to maintain semantic interpretability in the output (or input) contexts. The outcome on the synthetic and real-world data using the EFS shows the effectiveness of the proposed system, which outperforms state-of-the-art methods. The EFS needs less number of rules (i.e. high interpretable) and low error (i.e. high accuracy) with respect to the existing methods. For example, if the proposed EIG method is applied to the Nakanishi‘s nonlinear system then four fuzzy rules and 0.142 mean square error (MSE) are found. Furthermore, the EIG outperforms if compared with the existing methods. The important criterion in the EFS is to determine the prominent distinction (output or input context) and realize the distinct information granule that depicts the semantics at the fuzzy partition level. The EFS tends to evolve toward the lower error region and realizes the effective rule base by avoiding overfitting. Furthermore, the evolving overfitting index and uncertainty controller of the self-adaptive process are dynamically attained from past and current knowledge. Therefore, effective rule base is the balanced fuzzy model of the approximated system. Within the proposed three models (ESFS, EOCFS and EIG), EIG has the significant ability to tradeoff between interpretability and accuracy, while the proposed ESFS method shows the highly interpretable granular framework which also realizes the interpretability-accuracy tradeoff. Fri, 21 Aug 2020 12:40:27 +0800 institutional_item_version_id:6666 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=6664 Abad yang kedua puluh satu telah menyaksikan pertumbuhan teknologi komunikasi yang besar dan mempunyai kesan yang mendalam kepada kehidupan harian kita. Majoriti penyelidikan yang mengkaji dalam berbilang penerangan pengekodan (MDC) hanya berminat dalam pengekodan dua penerangan. Walau bagaimanapun, kebanyakan aplikasi praktikal memerlukan lebih daripada dua penghantaran bingkisan untuk memperolehi kualiti yang lebih memuaskan. Matlamat kajian ini adalah menubuhkan pengkuantuman skalar bagi sistem tiga penerangan pengkodan dengan menggunakan umpukan indeks tersarang yang diubahsuaikan. Tambahan pula, kajian ini juga bertujuan untuk menubuhkan pengkuantuman kekisi vektor bagi sistem tiga penerangan pengkodan dengan menggunakan fungsi penandaan dalam kekisi 4 yang berdimensi empat. Ini adalah disebabkan oleh kekisi 4 menawarkan lebih banyak takat kekisi sebagai jiran yang mengakibatkan pusat penyahkod supaya mencapai kualiti pembinaan semula yang lebih baik. Tesis ini meletakkan penekanan kepada pengeksploitasian sistem tiga penerangan MDC dengan menggunakan pengkuantuman skalar dan kekisi vektor. Cadangan sistem tiga penerangan mengandungi tiga pengekod dan tujuh penyahkod (termasuk satu pusat penyahkod). Cadangan umpukan indeks tersarang yang diubahsuaikan dengan berdimensi tiga telah dilaksanakan pada skema pengkuantuman skalar bagi tiga penerangan pengkodan. Algoritma umpukan indeks menggunakan matriks untuk menunjukkan proses pemetaan dalam skema pengkuantuman skalar bagi tiga penerangan pengkodan yang dicadangkan. Tesis ini juga mencadangkan algoritma untuk fungsi penandaan dengan menggunakan kekisi 4 bagi sistem MDC yang berpenerangan tiga. Unjuran tesseract dalam ruang berdimensi empat bagi kekisi 4 menghasilkan empat keluaran dan data-data dihantar melalui tiga saluran, di mana salah satu keluaran itu ditakrifkan sebagai masa. Sistem pengkuantuman tiga penerangan yang cekap, memberi herotan yang rendah dan kualiti pembinaan nisbah puncak isyarat-hingar (PSNR) yang baik. Dengan mengenakan nombor penggunaan pepenjuru dalam umpukan indeks, kualiti pembinaan semula pada pusat penyahkod adalah semakin baik. Keputusan penyelakuan menunjukkan PSNR bagi pusat penyahkod menaik ke 34.53 dB pada kadar 0.1051 bpp dan 38.07 dB pada kadar 0.9346 bpp untuk skema cadangan MDSQ yang mempunyai tiga penerangan dengan 2k=. Peratus penambahan untuk kualiti pembinaan semula bagi pusat penyahkod menaik dari 6.36 % hingga 18.97 % bagi skema cadangan berbanding dengan skema-skema terkenal. Selain itu, cadangan skema pengkuantuman kekisi vektor bagi sistem tiga penerangan pengkodan (3DLVQ- 4) mengatasi prestasi skema-skema MDC yang terkenal dari 4.4 % hingga 11.43 %. Kualiti pembinaan semula bagi pusat penyahkod menaik kepada 42.63 dB dan purata pembinaan semula bagi penyahkod sisi meraihi pada 32.13 dB, kedua-duanya pada kadar bit 1.0 bpp untuk skema cadangan 3DLVQ- 4. _______________________________________________________________________ In twenty-first century, it has been witness the tremendous growth of communication technology and has had a profound impact on our daily life. Throughout history, advancements in technology and communication have gone hand-in-hand, and the most recent technical developments such as the Internet and mobile devices have achieved in the development of communication to a new phase. Majority of researches who work in Multiple Description Coding (MDC) are interested with only two description coding. However, most of the practical applications necessitate more than two packets of transmission to acquire preferable quality. The goals of this work are to develop three description coding system of scalar quantizers using modified nested index assignment technique at the number of diagonals used in the index assignment of two. Furthermore, this work aims to develop three description lattice vector quantizers using designed labeling function in the four dimensional lattice 4 since it offers more lattice points as neighbours that lead the central decoder to achieve better reconstruction quality. This thesis put emphasis on exploiting three description MDC system using scalar quantizers and lattice vector quantizers. The proposed three description system consists of three encoders and seven decoders (including of one central decoder). A three dimensional modified nested index assignment is implemented in the proposed three description scalar quantization scheme. The index assignment algorithm utilizes a matrix, to indicate the mapping process in the proposed three description scalar quantization scheme. As this thesis suggests a new labeling algorithm that uses lattice 4 for three description MDC system. Projection of a tesseract in four-dimensional space of lattice 4 yields four outputs and the data are transmitted via three channels where one of the outputs is defined as time. The three description quantization system is efficient that provides low distortion and good peak signal-to-noise ratio (PSNR) reconstruction quality. The greater the number of diagonals used in the index assignment, k in MDSQ scheme, the higher quality of the central reconstruction can be accomplished. Simulation results show that the central PSNR is promoted to 34.53 dB at rate of 0.1051 bpp and 38.07 dB at 0.9346 bpp for the proposed three description with 2k= Multiple Description Scalar Quantization (MDSQ) scheme. The percentage gain for the central reconstruction quality is improved from 6.36 % to 18.97 % by the proposed three description scalar quantizer which is at 2k= compared to the renownedMDSQ schemes.Moreover, the proposed three description lattice vector quantization (3DLVQ- 4) scheme outperforms the renowned MDC schemes from 4.4 % to 11.43 %. The central reconstruction quality is promoted to 42.63 dB and the average side reconstruction quality inaugurates 32.13 dB, both at bit rate of 1.0 bpp for the proposed 3DLVQ- 4 scheme. Fri, 21 Aug 2020 09:15:57 +0800 institutional_item_version_id:6664 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=6538 Dalam aplikasi frekuensi rendah, hingar menjadi isu apabila saiz MOS dikurangkan. Oleh itu, hingar kerlipan dan hingar haba adalah salah satu isu yang terdapat dalam aplikasi frekuensi rendah . Dalam projek ini, hingar kerlipan dan hingar haba diukur pada litar sampel-dan-pegang, yang direka berdasarkan sepenuhnya dengan litar Cascode Pengamiran Sepenuh dengan Mod Suapbalik. Analysis hingar haba dan hingar kerlipan juga dijalankan dengan mengubah nilai kapasitor dan saiz transistor dalam litar sampel-dan-pegang. Dalam analisis hingar haba, SNR maksimum yang diukur adalah -120.28dB dengan 0.642uV/√Hz hingar haba masuk dan saiz transistor yang digunakan pada NMOS adalah 8μm . Selain itu, SNR maksimum yang diperolehi bagi hingar kerlipan adalah -83.27dB untuk hingar masuk 1uA dengan kapasitor nilai 0.5pF yang diukur pada frekuensi 1Hz dalam litar sampeldan tegang. _______________________________________________________________________ In low-frequency applications, noise is becoming more of an issue as the MOS size reduced. Therefore, the flicker noise and thermal noise are one of the issues found in low-frequency applications. In this work, the thermal noise and flicker noise are modelled and measured on the sample-and-hold circuit, based on Fully Differential Folded Cascode with Common Mode Feedback. The thermal noise analysis and flicker noise analysis are performed by varying the capacitance value and transistor sizes in the sample-and-hold circuit. In thermal noise analysis, the maximum output SNR measured is -120.28dB with 0.642uV/√Hz input thermal noise and transistor size for NMOS is set to 8μm. The maximum output SNR obtained for flicker noise is -83.27dB for 1uA input noise with low capacitance value 0.5pF and is measured at 1Hz frequency in sample-and-hold circuit. Mon, 10 Aug 2020 15:51:17 +0800 institutional_item_version_id:6538 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=6533 Dalamrekabentuk FPGA, saluranlaluanbertindaksebagaipenyambungantarakawasandalamandanluaran.Dengan pertumbuhan get kiraan yang semakinpantassertarumitdalamproses nod28nm, keperluanmasadaripadarekabentukiniadalahsukaruntukmencapaiperubahanuntuksem ua PVT. Penganggaranmasa yang terlebihbukansahajamenyebabkankegagalandalampencapaianmasamalahanmengakib atkanpenampanyang tidakrealistikwujuddalamsaluranrekabentuk. Laluanberkemungkinandinyatakandenganpelbagaikekanganmasaolehpemilik IP. Laluanmasatidakakandianalisisdandioptimumkanapabilakekanganmasahilangdansa mbungan yang tidaksahmunculdalamsaluranrekabentuk.Secaratidaklangsung, inimengakibatkananalisisprestasimasatidakmencapaitahapyang dikehendaki. Kewujudanpelanggaranmasa yang banyakdalamsaluranrekabentukakanmemanjangkanmasapembangunanrekabentuk. Masapengesahanalirandibangunkanuntukmengesahkanisuisumasapadaperingkatpermulaanrekabentukdanbertujuanuntukmenghasilkankeputus anmasa yang lebihbagusdanseterusnyameningkatkanprestasimasa. LelaranECO danusahapencapaianmasabolehdiperbaikidenganmelaksanakanaliranpengesahanmas adanaliranpelanggaranmasasecaraautomatik. Contohdigunakanujiankesuntukmenilaialiranpengesahanmasadanaliranpelanggaran masasecaraautomatik. Denganmelaksanakanaliranpengesahanmasa, keputusanmasabolehmeningkatsebanyak 65.26% dalammemenuhipenyediaanmasadanpeningkatansebanyak 65.38% dalammemenuhipenahananmasa.Kesimpulannya, satuprosesberjayadihasilkanyang mampumengenalpastiisu-isumasadanmeningkatkanprestasimasa. TIMING PERFORMANCE ENHANCE FOR ROUTING CHANNEL IN 28NM FPGA CHIP _______________________________________________________________________ In FPGA design, the routing channel acts as the access area for interconnect in between the core and the periphery. With the rapid growth of gate counts and complexity of routing channel design in 28nm process node, the timing requirement of the design has difficulty to be met across entire PVT corner variations. Amongthe timing closure issue occurs due to over-estimation of timing windows gets worse and cause unrealistic guard-banding occurs in routing channel design. A path might be also specified to multiple timing constraints by IP owners. The timing paths will not be analyzed and optimized when the missing timing constraints and invalid connection arisen in routing channel design. Consequently, the timing performance analysisis not performed. Due to the complication mentioned, timing verification flows are developed to verify the timing issues at initial design stage with the intention to produce better timing results to enhance timing performance.ECO iterationsand timing convergence effortsareimproved by timing verification flows and automated fixing timing violations flow. The timing verification flows are classified as missing timing verification flow, timing constraints conflict verification flow, unrealistic timing constraints verification flow and stage delay calculator. A design example is used as a test case to evaluate the timing verification flows and automated fixing timing violations flow. Significant timing improvement is observed in this test case. The timing results after timing verification flows shows 65.26% improvement on setup time closure and 65.38% improvement on hold time closure. In conclusion, the timing verification flows and automated fixing flow are successfully developed to identify the timing issues to improve timing performance. Mon, 10 Aug 2020 15:33:39 +0800 institutional_item_version_id:6533 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=6529 FPGA yang mengandungi unit pemprosesan terbenam adalah aliran masa depan bagi aplikasi-aplikasi berprestasi tinggi dan berkuasa rendah. Saling-sambung HPS Qsys, telah direka untuk menyambungkan FPGA dengan sistem pemprosesan terbenam (HPS) melalui satu klik tetikus. Walaupun, model berfungsi bas (BFM) sering digunakan bagi metodologi pengesahan untuk saling-sambung Qsys, HPS melibatkan protocol-protokol antaramuka yang berbeza. Tugas untuk merekabentuk dan mengesahkan BFM akan mengambil masa yang panjang. Oleh itu, metodologi pengesahan yang baru telah dicadangkan untuk saling-sambung HPS Qsys di dalam projek penyelidikan ini. Bagi kaedah pengesahan yang dicadangkan, saling-sambung HPS Qsys akan digabungkan ke dalam bangku ujian pengesahan HPS RTL melalui sejenis rekabentuk suis pin. Selain itu, rekabentuk Qsys juga digabungkan ke dalam simulasi ujian HPS RTL. Lima antaramuka Qsys, iaitu UART, SPI, FPGA-CTI, FPGA interrupt dan boot-from-FPGA telah berjaya disahkan melalui metodologi pengesahan yang dicadangkan. Berbanding dengan ujian pengesahan HPS RTL, masa simulasi yang lebih pendek telah diperhatikan semasa menguji fungsi yang sama dalam cadangan kaedah pengesahan. _______________________________________________________________________ Field programmable gate array (FPGA) with embedded processor is the future trend for the high performance and low power applications. Qsys HPS interconnect is designed to provide seamless connection between FPGA and the embedded hard processor system (HPS) through a click of mouse. Although bus functional model (BFM) is extensively used in existing Qsys non-HPS interconnect verification methodology, HPS consists of many different interface protocols. The task of develop and validate the BFMs become the bottleneck in verification. A new Qsys HPS interconnect verification methodology has been proposed in this research project. In the proposed verification methodology, the Qsys HPS interconnect will be integrated into HPS RTL verification test bench through a pin switch architecture. Besides, the Qsys design is also integrated into HPS RTL simulation test flow. Five different Qsys interface designs, namely UART, SPI, FPGA-CTI, FPGA interrupt and boot-from-FPGA have been successfully verified using the proposed verification methodology. Shorter simulation time has been observed while testing same function in the proposed verification methodology as compared to HPS RTL verification test. Mon, 10 Aug 2020 11:57:28 +0800 institutional_item_version_id:6529 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=6472 Analisis aliran beban dijalankan untuk mengekalkan modal dan kos operasi pada tahap minimum. Ia dilakukan dengan menggunakan perisian komputer yang mensimulasikan sistem kuasa yang sebenar pada keadaan operasi yang mantap, dan membolehkan kita menilai profil voltan bas, aliran kuasa sebenar dan reaktif, dan kehilangan kuasa. Sejak perkembangan analisis aliran beban menggunakan kaedah berangka, pelbagai algoritma telah dirancang untuk menangani masalah ini dengan berkesan dan pantas. Analisis aliran beban sebenar melibatkan simulasi ratusan ribu bas. Oleh kerana saiz data yang besar disuap ke dalam perisian komputer, masa simulasi bagi setiap kes ujian boleh menjadi agak panjang. Di samping itu, analisis aliran beban yang digunakan untuk aplikasi dalam talian memerlukan pengiraan pada kelajuan yang tinggi untuk bertindak terhadap kejadian di luar jangka dalam masa sesingkat yang mungkin. Oleh itu, tidaklah menghairankan bahawa industri menunjukkan minat terhadap peningkatan kelajuan simulasi secara berterusan. Projek ini bertujuan untuk menghasilkan algoritma yang lebih baik berdasarkan beberapa algoritma analisis aliran beban yang konvensional. Algoritma ini dihasilkan dengan menggunakan platform MATLAB dan diuji pada beberapa sistem ujian standard iaitu kes ujian bas IEEE 14, RTS bas IEEE 24, kes ujian bas IEEE 30, 39 bas sistem New England, kes ujian bas IEEE 57 dan kes ujian bas IEEE 118. Keputusan dianalisis dari segi kadar penumpuan dan masa pengiraan. Perbandingan menggunakan keputusan yang diperolehi dibuat untuk menentukan peningkatan yang dicapai oleh algoritma baru. __________________________________________________________________________________ Load flow analysis is conducted to keep capital and operating costs to a minimum. It is performed using computer software that simulates actual steady-state power system operating conditions, enabling us to evaluate bus voltage profiles, real and reactive power flow, and losses. Since the development of load flow analysis using numerical methods, various algorithms has been devised to tackle the problem effectively and swiftly. Real life load flow analysis involves simulation on hundreds of thousands of buses. Because of the large size of data fed into the computer software, simulation time for each test case can be considerably long. In addition to that, load flow analysis used for online application requires high speed calculation to respond to contingencies in the shortest time possible. It is therefore unsurprising that the industry has made the continual improvement of simulation speed a subject of high interest. This project aims at developing improved algorithm based on several conventional load flow analysis algorithms. This algorithms are developed on MATLAB platform and are tested on several standard test systems namely IEEE 14 bus test case, IEEE 24 bus RTS, IEEE 30 bus test case , 39 bus New England system, IEEE 57 bus test case and IEEE 118 bus test case. Results is analysed with reference to convergence rate and computation time. Comparison using the results obtained is done to determine the improvement made by the novel algorithm. Tue, 04 Aug 2020 12:31:07 +0800 institutional_item_version_id:6472 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=6471 Objektif tesis ini adalah untuk merekabentuk dan membangunkan sistem penyuap makanan ikan automatik yang boleh memberi makan kepada ikan mengikut masa yang ditetapkan dan juga untuk mengawal paras pH air di dalam akuarium dengan mengekalkan pH antara 6.0 - 6.5. Projek ini melibatkan 3 proses utama: sistem penyuap makanan ikan, penderia pH yang menentukan paras pH dan sistem penambahan pH yang akan mengawal paras pH di dalam akuarium. Penyuap makanan ikan automatik direka untuk mengetepikan makanan ke dalam akuarium pada suatu masa tertentu setiap hari. Tangki guling yang bersambung dengan pengagih dipanggil aci digunakan. Setelah motor berputar, skop akan mengumpul makanan daripada tangki guling dan mengetepikannya ke tepi akuarium. Bahagian kedua adalah penderia pH. Penderia pH akan mengesan paras pH air di dalam akuarium dan kemudiannya menghantar data kepada papan utama Arduino. Keputusan ditunjukkan kepada pengguna dengan menggunakan paparan LCD. Bahagian terakhir adalah sistem penambahan pH. Sistem ini direkabentuk untuk mengekalkan paras pH air dengan cara memasukkan cecair pH tambahan ke dalam akuarium menggunakan dua motor servo. Dengan menerima data daripada penderia, sistem penambahan pH akan hanya beroperasi jika paras pH air adalah di bawah 6 atau lebih tinggi daripada 7. Pemasa digunakan untuk menetapkan masa bagi mengetepikan makanan ke dalam akuarium dan menambah air pH untuk mengimbangi paras pH di dalam akuarium. Sebagai hasilnya, satu sistem pemantauan makanan dan kualiti air berjaya dibina, yang mana aksi kawalannya berlaku pada setiap pagi dan malam. ___________________________________________________________________________________ The objective of this thesis is to design and develop the automatic fish feeder system that can feed the fish according to the set time and also to control the water pH level in aquarium by maintaining the pH within 6.0 to 6.5. This project involves 3 main processes; those are fish feeding system, pH sensor that determine the pH level and the pH adding system that will control the pH level in the aquarium. The automatic fish feeder is designed to dispense food into the aquarium at a particular time each day. Roller tank that is connected to distributor called shaft is used. Once the motor rotate, the scope will collect the food from the roller tank and dispense it into the aquarium. Second part is the pH sensor. The pH sensor will detect the pH level of the water inside aquarium then send data to Arduino main board. Result is shown to user by using LCD display. The last part is pH adding system. This system is designed to maintain the pH water level by applying extra liquid of pH water into aquarium using two servo motors. By receiving the data from the sensor, the pH adding system will only operate if the pH water level is below 6 or higher than 7. The timer is used to set the time to dispense food into aquarium and adding the pH water to balance the pH level inside aquarium. As a result, a feeding and water quality monitoring system has been successfully built, in which, the control action takes place for every morning and night. Tue, 04 Aug 2020 12:23:27 +0800 institutional_item_version_id:6471 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=6469 Kuasa yang diserap oleh panel solar dipengaruhi oleh keamatan cahaya matahari, sinaran dan suhu. Oleh itu, sistem penjejakan titik kuasa maksimum (MPPT) diperkenalkan pada panel solar untuk membantu mengesan kuasa maksimum pada suhu yang tertentu, sinaran dan tahap kecondongan panel solar. Projek ini terdiri daripada dua bahagian iaitu bahagian pengesan dan penukar dc - dc. Bahagian pengesan terdiri daripada pengesan voltan, pengesan arus, pengesan suhu, mikro-pengawal dan paparan hablur cecair . Pengesan voltan yang mengandungi dua perintang dan ACS 712, pengesan arus diperlukan untuk mengesan kuasa yang dituai dari panel solar. Arduino digunakan untuk program Atmega 328-PU. Mikro-pengawal ini bertindak sebagai “otak" bagi keseluruhan litar. Ia membaca nilai-nilai pengesan dan memaparkan mereka pada paparan hablur cecair .Kaedah pengusikan dan permerhatian (P&O) dipilih dan digunakan dalam projek ini kerana ia adalah kaedah yang paling mudah berbanding dengan kaedah lain. Penukar meningkat dibina untuk bahagian kedua. Lebar denyut modulasi (PWM) dikawal mengikut kitar tugas menggunakan mikropengawal untuk mengesan kuasa maksimum. Pembandingan kecekapan antara dua sistem PV, satu dengan MPPT dan yang lain tanpa MPPT dilakukan dalam projek ini. Data bagi kedua-dua sistem ini disimpan menggunakan Fluke 43b. ___________________________________________________________________________________- Power being absorbed by the photovoltaic (PV) panel is affected by sunlight intensity, irradiance and temperature. Therefore, a maximum power point tracking (MPPT) is introduced to the solar panels to assist in tracking the maximum power available on that particular temperature, irradiance and degree of inclination of solar panel. This project comprises two parts which is the sensor part and the dc-dc converter. The sensors part consists of voltage sensor, current sensor, temperature sensor, microcontroller and a liquid crystal display (LCD). Voltage sensor which make up by two resistors and ACS 712, current sensor are needed to keep track of the power harvested from the solar panel. Arduino is used to program the microcontroller which is Atmega 328 PU. The microcontroller acts as the “brain” of the whole circuit which read the values of the sensors and display them on the LCD. In this project, perturb and observe (P&O) method is chosen as it is the simplest method compared to the others. A Boost converter is built for the second part. Pulse Width Modulation (PWM) is regulated according to the duty cycle using the microcontroller to track the maximum power. Two PV systems, one with MPPT and the other without it are set up to compare their respective efficiency. The data of these two systems are logged using Fluke 43b. Tue, 04 Aug 2020 12:16:41 +0800 institutional_item_version_id:6469 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=6467 Penuaian tenaga sentiasa menjadi satu aspek utama untuk kualiti kehidupan manusia yang lebih baik. Keprihatinan terhadap kepupusan sumber tenaga tidak dapat diperbaharui akan menjadi realiti dalam masa beberapa dekad. Penyelidik sentiasa berusaha untuk mencari tenaga alternatif untuk menggantikan sumber yang sedang berkurang. Titisan hujan merupakan salah satu daripada alternatif tersebut. Bidang kajian ini ialah satu topik penyelidikan yang agak baru. Dengan menggunakan piezoelektrik dan mendedahkan ia secara langsung kepada titisan hujan, tenaga mekanikal yang diterima daripada titisan hujan dapat ditukarkan kepada tenaga elektrik. Sasaran projek ini ialah untuk mengubah tenaga tersebut kepada tenaga yang boleh digunakan bagi operasi alat elektronik. Projek ini bermula dengan memahami elemen asas yang ada dalam litar penuaian tenaga dan perbezaan konfigurasi dengan piezoelektrik. Kemudian, litar itu direka bentuk dengan LTC3588 cip bersepadu sebagai komponen utama. Seterusnya, litar itu disimulasi dengan LTspice, dengan menggunakan sumber kuasa dan simulasi keluaran piezoelektrik. Litar itu juga diuji dengan penjana audio dan piezoelektrik. Akhirnya, sistem itu didedahkan kepada hujan bagi analisa pengesahan. Berdasarkan keputusan eksperimen, sistem tersebut berjaya menjana tenaga daripada titisan hujan. Namun begitu, sistem tersebut tidak mampu menyimpan tenaga yang dijana secara efisien. Limitasi sistem itu sebagai penuai tenaga adalah berpunca daripada bahan piezoelektrik yang digunakan. Piezoelektrik tersebut mampu menjana kuasa keluaran dalam julat 8 µW hingga 10 µW. Kuasa keluaran maksimum LDT0 Solid State Sensor ialah 8.12 µW manakala Mini Sense 100 Sensor berjaya menjana kuasa keluaran maksimum 9.30 µW. Berdasarkan penemuan kajian ini, telah menunjukkan titisan hujan berpotensi untuk menjadi salah satu sumber tenaga. Walaupun ia menghasilkan tenaga yang minima. Oleh itu, kajian yang lebih mendalam terhadap bahan piezoelektrik adalah diperlukan untuk meningkatkan efisiensi proses penuaian tenaga tersebut. ___________________________________________________________________________________ Energy harvesting has always been a major aspect to a better living quality of humans. The concern of the depletion of non-renewable energy sources will come true in only decades of time. Researchers are relentlessly finding alternative energy to substitute the diminishing sources. Raindrop energy is one of them. This field of study is a relatively new territory. By utilizing piezoelectric and exposing it directly to the raindrops, the mechanical energy received from the droplets will be converted to electrical energy. The goal of this project is to transform the signals into usable energy that can operate electronic devices. The project starts by understanding the fundamental elements of an energy harvesting circuit and the different configurations of piezoelectric. The circuit is designed with LTC3588 integrated chip as the core component. Then, the circuit is simulated with LTspice, by using virtual power source and simulated piezoelectric output. After that, the circuit is tested with audio generator and piezoelectric. Finally the system is exposed to the rain for validation analysis. Based on the experimental results, the system managed to generate energy from the raindrops. However, the system is unable to store the generated energy efficiently. The system limitation as an energy harvester roots from the piezoelectric material used. It generates only a small power output in the range of 8 µW to 10 µW. The LDT0 Solid State Sensor is recorded to have a maximum power output of 8.12 µW, while the Mini Sense 100 Sensor provides a maximum power output of 9.30 µW. Based on the report findings, results showed that the raindrops can be a potential energy source. Although it produced a small amount of energy, further research which includes the study on piezoelectric material is needed to optimize the overall energy harvesting process. Tue, 04 Aug 2020 12:06:36 +0800 institutional_item_version_id:6467 http://irplus.eng.usm.my:8080/ir_plus/institutionalPublicationPublicView.action;jsessionid=16A26DC53E16C1752EC90712B3435D4A?institutionalItemId=6463 Tesis ini membentangkan reka bentuk penukar salunan LLC berdasarkan pengawal UCC25600. Dalam tesis ini, penjelasan terperinci mengenai reka bentuk, analisis dan pelaksanaan penukar salunan LLC akan dibentangkan. Penukar ini boleh beroperasi pada Sifar Voltan Pensuisan (ZVS) semasa menghidupkan litar dan arus rendah semasa mematikan litar lalu mampu mengurangkan kehilangan pensuisan. ZVS boleh dicapai dengan menggunakan induktans bocor transformer. ZVS dan arus rendah mematikan memperoleh kerugian pensuisan yang lebih rendah dan dengan itu membolehkan penukar untuk dikendalikan dalam frekuensi yang lebih tinggi; mengakibatkan komponen pasif yang lebih kecil dan reka bentuk yang lebih padat secara keseluruhan. Reka bentuk pengubah ini menggunakan komponen magnet tunggal untuk mendapatkan kearuhan kebocoran dan kearuhan memagnet untuk penukar salunan LLC. Dengan menggunakan pendekatan bersepadu magnet, pengurangan saiz keseluruhan reka bentuk dan juga pengurangan generasi mod biasa gangguan elektromagnetik (EMI) dapat dicapai. Satu lagi kelebihan penukar salunan LLC ialah induktor penapis menengah boleh diabaikan, meninggalkan hanya penapis kapasitif. Ini menyebabkan tekanan voltan rendah pada penerus sekunder sejak tekanan voltan pada diod penerus boleh dikurangkan kepada dua kali ganda voltan keluaran. Satu kajian terperinci prinsip-prinsip operasi dan mod operasi penukar telah dilakukan dan hasilnya telah disahkan melalui penyelidikan makmal yang menyeluruh. Kajian kecekapan penukar ini dijalankan dalam dua kaedah, pertama dengan menetapkan frekuensi operasi penukar pada 140 kHz dan voltan input berubah dari 15V hingga 40V. Penukar salunan LLC boleh mencapai kecekapan setinggi 85.51% pada frekuensi operasi 140 kHz dengan voltan masukan sebanyak 40 V. Kaedah kedua untuk mengkaji kecekapan pengubah adalah dengan menetapkan voltan masukan malar setinggi 20 V manakala frekuensi operasi berubah dari 135 kHz hingga 185 kHz. Kecekapan tertinggi yang diperolehi oleh penukar dengan menggunakan kaedah ini adalah setinggi 77.26% dengan frekuensi operasi 145 kHz dengan 20V voltan masukan malar. ___________________________________________________________________________________ This thesis presents LLC Resonant Converter design based on UCC25600 controller. In this thesis, detailed analysis, design and implementation of a LLC resonant converter is given. This converter can be operated at Zero Voltage Switching (ZVS) turn on and low current turn off thus reducing switching losses. ZVS is achieved by utilizing the transformer leakage inductance. ZVS and low current turn off results in lower switching losses and thus enable the converter to be operated in higher frequency; resulting in smaller passive components and more compact design overall. The magnetic component of the LLC Resonant Converter is designed by using an integrated magnet approach. In this approach transformer is designed to obtain sufficient leakage inductance and magnetizing inductance for the LLC Resonant Converter. By utilizing the integrated magnet approach, a reduction of overall size as well as reduction of common mode Electromagnetic Interference (EMI) generation can be achieved. Another advantage of LLC resonant converter is that the secondary filter inductor can be eliminated, leaving only capacitive filter. This results in lower voltage stress on the secondary rectifiers since the voltage stress on rectifier diode can be minimized to two times the output voltage. A detailed study of operating principles and modes of operation of the converter is performed and the results are verified through comprehensive laboratory measurements. The efficiency study of the converter is conducted in two methods. The first method maintains the operating frequency at 140 kHz while the input voltage is varied from 15V to 40V. It was found that LLC resonant converter achieved a maximum efficiency of 85.51% at input voltage of 40V. In the second method, efficiency of converter is evaluated at constant input voltage of 20V while the switching frequency is varied from 135 kHz to 185 kHz. For this case highest efficiency of 77.26% is achieved at switching frequency of 145 kHz. Tue, 04 Aug 2020 11:57:59 +0800 institutional_item_version_id:6463