IIUM Engineering Journal
Not a member yet
783 research outputs found
Sort by
The Effect of Layer Thickness on Repeatability of 3d Printed PLA Parts Produced Using Openware 3D Printer
Get PDFFused Filament Fabrication (FFF) is categorized as an additive manufacturing process, recognized as the simplest way to accomplish 3D printing. Previous studies have proven that FFF can be trusted to create custom parts with high complexity. However, some performance issues still exist with this method that must be resolved to improve conventional manufacturing techniques. One of them is its repeatability performance that is debatable when it comes to producing repetitive runs of similar parts. Printing parameter is one of the factors that play a significant role on the repeatability performance of parts produced. In this study, the effect of layer thickness on the repeatability of 3D printed PLA, produced using an Openware 3D printer (Espresso F220), was investigated. Two product geometries (Part A and Part B) were produced. Layer thickness was chosen as a variable parameter (0.1 mm, 0.2 mm, and 0.3 mm) for each geometry. Data to measure repeatability of the printed PLA parts were determined based on the measurements of length, width, thickness and surface roughness for each geometry. Then, repeatability performance was analyzed through One-way ANOVA analysis. From the results, the layer thickness parameter did influence dimensional quality and repeatability of samples produced. Part length and thickness offered better repeatability performance, to both product geometries being compared, in width and surface roughness. The study reveals that variations in sample properties depends on not only one, but also every printing parameter involved. Repeatability performance can be improved by identifying the ideal combination of printing parameters to produce good part quality.
ABSTRAK: : Fabrikasi Filamen Fius (FFF) yang dikategori sebagai proses pembuatan tambahan, diakui sebagai kaedah termudah bagi menghasilkan pencetakan 3D. Kajian terdahulu telah membuktikan bahawa FFF dapat menghasilkan komponen khas yang kompleks. Walau bagaimanapun, beberapa isu peningkatan mutu masih berlaku, iaitu kaedah ini masih perlu diperbetulkan bagi membaiki teknik pembuatan konvensional. Salah satu adalah peningkatan keterulangan bagi menghasilkan komponen yang serupa secara berulang. Parameter pencetakan adalah salah satu faktor yang berperanan penting bagi peningkatan keterulangan komponen yang dihasilkan. Kajian ini mengkaji tentang kesan ketebalan lapisan terhadap kebolehulangan PLA bercetak 3D yang dihasilkan melalui pencetak Openware 3D (Espresso F220). Dua geometri produk (bahagian A dan B) dihasilkan. Ketebalan lapisan dipilih sebagai parameter pemboleh ubah (0.1mm, 0.2mm dan 0.3mm) bagi setiap geometri. Data bagi mengukur keterulangan bahagian PLA yang bercetak ditentukan berdasarkan pengukuran panjang, lebar, ketebalan dan kekasaran permukaan bagi setiap geometri. Kemudian, peningkatan keterulangan dianalisa melalui analisis ANOVA Sehala. Dapatan hasil menunjukkan, parameter ketebalan lapisan mempengaruhi kualiti dimensi dan kebolehulangan sampel yang dihasilkan. Panjang dan ketebalan bahagian mempunyai peningkatan keterulangan yang lebih baik bagi kedua-dua geometri produk berbanding lebar dan kekasaran permukaan. Dapatan menunjukkan bahawa variasi sifat sampel tidak hanya bergantung pada satu, malah pada setiap parameter pencetakan yang terlibat. Peningkatan keterulangan dapat diperbaiki dengan mengenal pasti kombinasi parameter pencetakan yang ideal bagi menghasilkan kualiti bahagian terbaik
COMPARATIVE STUDY ON DEGRADATION OF POLYLACTIC ACID/ SYZYGIUM AROMATICUM COMPOSITES AGEING IN OUTDOOR ENVIRONMENT AND SOIL BURIAL
Get PDFMajor environmental problems resulting from non-degradable components of plastic wastes have awakened great attention to bioplastic as an alternative material. Among various bioplastic materials, polylactic acid (PLA) is recognised as a promising material especially as a food packaging material. The development of PLA composites using various fillers has extensively been in focus in order to preserve the high quality, safety, and extended shelf-life of packed food. Among the interesting fillers is Syzygium aromaticum (SA). SA, also known as clove, has biological activities such as antibacterial, antifungal, insecticidal, and antioxidant properties. This work investigated the effects of SA filler on the degradations of virgin PLA (VPLA) and recycled PLA (RPLA). The VPLA/SA composites and RPLA/SA composites were prepared using the solvent casting method. The content of SA filler varied in the range of 0 to 20 wt%. The composites were aged in outdoor environment and soil burial. The results revealed that the degradation rate was increased with the increase of SA filler in both ageing environments. After 10 weeks of ageing in the outdoor environment, the weight loss of VPLA/SA composites and RPLA/SA composites containing 20 wt% of SA were 7.7% and 12.8% respectively. Whereas in soil burial, the weight loss of VPLA/SA composites and RPLA/SA composites with similar SA content were 25.6% and 38.3% respectively. The degradation rate was observed to be more rapid in the soil burial as compared to the outdoor environment. Comparably, RPLA and RPLA/SA composites experienced higher degradation rates than VPLA and VPLA/SA composites. The degradation rate was consistent with scanning electron microscope (SEM) images which observed the formation of holes, cavities, cleavages, and grooves on the surfaces of the samples. Thermogravimetric analysis (TGA) results on aged samples showed that VPLA/SA composites and RPLA/SA composites that had aged in soil burial decomposed at lower temperatures. The shortening of degradation time of the VPLA/SA composites and RPLA/SA composites could increase their potential to be used as food packaging materials.
ABSTRAK: Masalah utama terhadap alam sekitar yang disebabkan oleh sisa plastik yang sukar terurai, telah menarik perhatian terhadap bioplastik sebagai bahan alternatif. Di antara pelbagai jenis bahan bioplastik sedia ada, asid polilaktik(PLA) dilihat sebagai bahan yang paling sesuai terutamanya sebagai bahan pembungkusan makanan. Perkembangan di dalam penghasilan komposit asid polilaktik yang ditambah dengan pelbagai bahan pengisi telah menjadi fokus terutamanya bagi tujuan meningkatkan kualiti, kesegaran dan jangka hayat makanan. Salah satu pengisi yang mendapat perhatian adalah Syzygium aromaticum (SA). SA yang juga dikenali sebagai bunga cengkeh mempunyai aktiviti biologi, seperti sifat antibakteria, antijamur, racun serangga dan antioksidan yang tinggi. Didalam kajian ini, siasatan terhadap kesan penambahan SA terhadap penguraian PLA asal (VPLA) dan PLA kitar semula (VPLA). Komposit VPLA/SA dan komposit RPLA/SA disediakan dengan menggunakan kaedah pelarutan pelarut. Kandungan pengisi SA adalah didalam julat 0 – 20% mengikut berat. Komposit tersebut dibiarkan menua didalam persekitaran luaran dan didalam tanah. Keputusan kajian mendapati bahawa kadar penguraian semakin meningkat dengan penambahan peratus berat bahan pengisi SA setelah melalui penuaan didalam kedua-dua persekitaran. Setelah penuaan selama10 minggu di dalam persekiran luaran, pengurang berat komposit VPLA/SA dan komposit RPLA/SA yang mengandungi 20 wt% SA adalah 7.7% dan 12.8%. Manakala bagi penuaan didalam tanah, pengurangan berat komposit VPLA/SA dan komposit RPLA/SA dengan kandungan SA yang sama masing-masing adalah 25.6% dan 38.3%. Kadar penguraian diperhatikan lebih cepat bagi penuan didalam tanah dibandingkan dengan penuaan didalam persekitaran luaran. Disamping itu, RPLA dan komposit RPLA/SA mengalami kadar penguraian yang lebih tinggi berbanding VPLA dan komposit VPLA/SA. Kadar penguraian adalah konsisten dengan imej yang dihasilkan oleh imbasan mikroskop elektron (SEM) dimana dapat dilihat pembentukan lubang, rongga, pembelahan dan alur di permukaan sampel. Hasil analisis termogravimetri (TGA) terhadap sampel yang telah dituakan menunjukkan bahawa komposit VPLA/SA dan komposit RPLA/SA yang melalui penuaan didalam tanah terurai pada suhu yang lebih rendah. Tempoh penguraian komposit VPLA/SA dan komposit RPLA/SA yang lebih pendek ini meningkatkan potensi penggunaannya komposit ini sebagai bahan pembungkusan makanan
Earlier Denaturation of DNA By Using Novel Ternary Hybrid Nanoparticles
Get PDFTwo novel ternary hybrid nanoparticles (THNp) consisting of graphene oxide (GO) and reduced graphene oxides (rGO) were added to samples of DNA. The effect of the addition of nanoparticles on the thermal denaturation of DNA samples was studied by measuring the absorbance using a temperature-controlled Perkin Elmer UV spectrophotometer. Adding GO-TiO2-Ag and rGO-TiO2-Ag nanoparticles lowered the denaturation temperature of template DNA significantly. The nanoparticles affect the denaturation rate. The optimal GO-TiO2-Ag and rGO-TiO2-Ag concentrations were found to be 5 × 10-2, which resulted in 86- and 180-folds augmentation of DNA denaturation (6.5 µg/mL), respectively, while it resulted in 2- and 7-folds augmentation of DNA denaturation (11.5 µg/mL), respectively, at temperature as low as 80 °C. The results indicated that rGO-TiO2-Ag nanoparticles exhibited significantly higher DNA denaturation enhancement than rGO-TiO2-Ag nanoparticles, owing to their enhanced thermal conductivity effect. Therefore, these nanoparticles could help to get improved PCR yield, hence enable amplification to be performed for longer cycles by lowering the denaturation temperatures.
ABSTRAK: Dua ternar baru nanopartikel hibrid (THNp) mengandungi oksida grapen (GO) dan oksida grapen yang dikurangkan (rGO) dan dimasukkan ke dalam sampel DNA. Kesan penambahan nanopartikel pada denaturasi termal pada sampel DNA telah dikaji dengan mengukur penyerapan menggunakan kawalan-suhu Perkin Elmer UV spektrofotometer. Penambahan GO-TiO2-Ag dan rGO-TiO2-Ag nanopartikel telah mengurangkan suhu denaturasi pada templat DNA dengan nyata. Nanopartikel memberi kesan pada kadar denaturasi. Kepekatan optimal GO-TiO2-Ag dan rGO-TiO2-Ag didapati sebanyak 5 × 10-2, menyebabkan penambahan sebanyak 86- dan 180-lipat pada DNA denaturasi (6.5 µg/mL), masing-masing, sementara ia menyebabkan sebanyak 2- dan 7-lipat penambahan pada DNA denaturasi (11.5 µg/mL), masing-masing, pada suhu serendah 80 °C. Dapatan menunjukkan nanopartikel rGO-TiO2-Ag mempunyai kenaikan penambahan DNA denaturasi nyata berbanding nanopartikel rGO-TiO2-Ag, disebabkan kesan kekonduksian penambahan suhu. Oleh itu, nanopartikel ini dapat membantu bagi penambah baikan pengeluaran PCR, membolehkan penguatan dapat dilakukan dalam kitaran lebih lama dengan merendahkan suhu denaturasi
DESIGN AND ANALYSIS OF A MICROSTRIP PATCH ANTENNA AT 7.5 GHz FOR X-BAND VSAT APPLICATION
Get PDFIn this paper, a microstrip patch antenna is designed to be used for X-band VSAT application at 7.5 GHz. The antenna is proposed to replace the massive and commonly used parabolic reflector antennas (46.0 inch × 29.3 inch × 13.5 inch (116.84 cm × 74.42 cm × 34.29 cm) with weight of 66.2 kg) in terms of portability due to its compact and lightweight features, with overall dimensions of 19.00 mm × 30.55 mm. The 7.5 GHz frequency is chosen based on the X-band frequency used in Malaysia, as reported by STRIDE. The microstrip patch antenna is first designed and simulated using CST Microwave Studio (CST MWS) and exhibits a good return loss (S11) of -42.09 dB, a bandwidth of 399 MHz, directivity of 7.63 dB and gain of 7.18 dB. The antenna is then fabricated using RT/duroid ® High Frequency 5880 substrate with a dielectric constant of ?r = 2.2, loss tangent of ? = 0.0009 and thickness of t = 1.574 mm. Next, the return loss and radiation pattern measurements are carried out to confirm the simulated results. The measurement of the antenna prototype provides a return loss S11 of -30.53 dB, bandwidth of 455 MHz, directivity of 5.51 dB and gain of 3.88 dB.
ABSTRAK: Di dalam kajian ini, antena jalurmikro dicadangkan untuk tujuan aplikasi jalur-X VSAT pada 7.5 GHz. Antena jalurmikro ini dicadangkan untuk menggantikan antena reflektor parabola yang besar dan biasa digunakan (46.0 inci × 29.3 inci × 13.5 inci (116.84cm × 74.42cm × 34.29cm) dengan berat 66.2kg), kerana cirinya yang mudah alih dengan fizikalnya yang kecil dan ringan, dan dimensi keseluruhan 19.00 mm × 30.55 mm. Frekuensi 7.5 GHz dipilih berdasarkan frekuensi jalur-X yang digunakan di Malaysia, seperti yang dilaporkan oleh STRIDE. Antena jalurmikro ini direka dan disimulasi menggunakan perisian CST Studio Gelombang Mikro (CST MWS) dan menghasilkan kehilangan pulangan yang baik S11 -42.09 dB, lebar jalur 399 MHz, keterarahan 7.63 dB dan gandaan 7.18 dB. Antena jalurmikro ini kemudiannya direalisasikan dengan menggunakan substrat RT / duroid ® Frekuensi Tinggi 5880 dengan pemalar dielektrik ?r = 2.2, tangen kehilangan ? = 0.0009 dan ketebalan t = 1.574 mm. Seterusnya, pengukuran kehilangan pulangan dan corak radiasi dilakukan untuk mengesahkan keputusan simulasi. Pengukuran prototaip antena jalurmikro menunjukkan kehilangan pulangan S11 -30.53 dB, lebar jalur 455 MHz, keterarahan 5.51 dB dan gandaan 3.88 dB
CONSOLIDATION INTEGRATED BUOYANCY EQUATION FOR SOFT GROUND IMPROVED WITH LIGHTWEIGHT POLYURETHANE FOAM
Get PDFABSTRACT: Consolidation settlement occurs when a saturated soil is subjected to an increase in overburden pressure that causes a volume change in the soil. When a lightweight material is used as a ground improvement, the stress is reduced as the soft soil is partially removed and replaced by the lightweight material. In addition, the improved ground with lightweight material has a potential to uplift due to the buoyancy of lightweight material. The uplift force reduces the stress imposed on the underlying soil as it acts in the upward direction, thus further reducing the consolidation settlement. This study is executed to produce an alternative equation for consolidation settlement incorporating the buoyancy effect for lightweight polyurethane (PU) foam as a ground improvement method. A Rowe Cell consolidation laboratory test was conducted on untreated marine clay soil as well as on improved marine clay with different thicknesses of lightweight PU foam. Validation of the laboratory test results was done by finite element analysis, PLAXIS 2D. The thickness of PU foam governs the buoyancy and the hydrostatic pressure of water displaced by PU foam, which is incorporated in the alternative equation. The alternative consolidation settlement equation is applicable for ground improved with lightweight polyurethane foam and found to be more economical and practical as the buoyancy is taken into account in the equation.
ABSTRAK: Mendapan pengukuhan berlaku apabila tanah tepu mengalami peningkatan tekanan beban yang menyebabkan perubahan isipadu tanah. Apabila bahan ringan digunakan sebagai penambahbaikan tanah, tekanan akan berkurang kerana sebahagian tanah lembut dikeluarkan dan diganti dengan bahan ringan. Selain itu, tanah yang diperbaiki dengan bahan ringan berpotensi untuk terangkat ke atas keranan daya apung bahan ringan. Daya angkat bahan ringan mengurangkan tekanan yang dikenakan ke atas tanah kerana daya bertindak ke arah atas, dan seterusnya megurangkan mendapan pengukuhan. Kajian ini dijalankan untuk menghasilkan persamaan alternatif bagi mendapan pengukuhan dan digabungkan dengan kesan daya apung untuk busa poliuretena ringan (PU) sebagai kaedah penambahbaikan tanah. Ujian makmal mendapan pengukuhan menggunakan peralatan Rowe Cell dilakukan pada tanah liat marin yang asal serta yang diperbaiki dengan ketebalan busa PU ringan yang berbeza. Pengesahan hasil ujian makmal dilakukan dengan analisis elemen terhingga, PLAXIS 2D. Ketebalan busa PU mempengaruhi daya apung dan tekanan hidrostatik bagi kedalaman air yang disesarkan oleh busa PU dan digabungkan dalam persamaan alternatif. Persamaan alternatif mendapan pengukuhan tersebut boleh digunapakai untuk pembaikan tanah menggunakan bahan ringan busa poliuretena dan didapati menjimatkan kos dan praktikal kerana keapungan diambilkira didalam persamaan tersebut
IN-IDRIS: MODIFICATION OF IDRIS STEMMING ALGORITHM FOR INDONESIAN TEXT
Get PDFStemming has an important role in text processing. Stemming of each language is different and strongly affected by the type of text language. Besides that, each language has different rules in the use of words with an affix. A large number of the words used in the Indonesian language are formed by combining root words with affixes and other combining forms. One of the problems in Indonesian stemming is having different types of affixes, and also having some prefixes that changes according to the first letters of the root words. Implementing Idris stemmer for Indonesian text is of interest because Indonesia and Malaysia have the same language root. However, the results do not always produce the actual word, because the Idris algorithm first removes the prefix according to Rule 2. This elimination directly affected the Idris stemmer result when implemented to Indonesian text. In this study, we focus on a modified Idris stemmer (from Malay) to IN-Indris with Indonesia context. In order to test the proposed modification to the original algorithm, Indonesian online novels excerpts are used to measure the performance of IN-Idris.test was conducted to compare the proposed algorithm with other stemmers. From the experiment result, IN-Idris had an accuracy of approximately 82.81%. There was an increased accuracy up to 5.25% when compared to Idris accuracy. Moreover, the proposed stemmer is also running faster than Idris with a gap of speed of around 0.25 seconds.
ABSTRAK: Stemming mempunyai peranan penting dalam pemprosesan teks. Stem setiap bahasa adalah berbeza dan sangat dipengaruhi oleh jenis bahasa teks. Selain itu, setiap bahasa mempunyai peraturan yang berbeza dalam penggunaan kata dengan awalan. Sebilangan besar kata-kata yang digunakan dalam bahasa Indonesia dibentuk dengan menggabungkan kata akar dengan afiks dan bentuk gabungan lain. Salah satu masalah dalam bahasa Indonesia adalah mempunyai pelbagai jenis awalan, dan juga mempunyai beberapa awalan yang berubah sesuai dengan huruf pertama kata dasar. Menerapkan stemder Idris untuk teks Indonesia adalah minat kerana Indonesia dan Malaysia mempunyai akar bahasa yang sama. Namun, hasilnya tidak selalu menghasilkan kata yang sebenarnya, kerana algoritma Idris pertama kali menghapus awalan menurut Peraturan 2. Penghapusan ini secara langsung mempengaruhi hasil batang Idris ketika diterapkan ke teks Indonesia. Dalam kajian ini, kami memfokuskan pada stemmer Idris yang diubahsuai (dari bahasa Melayu) ke IN-Indris dengan konteks Indonesia. Untuk menguji cadangan pengubahsuaian pada algoritma asli, petikan novel dalam talian Indonesia digunakan untuk mengukur prestasi IN-Idris. Ujian dilakukan untuk membandingkan algoritma yang dicadangkan dengan stemmer lain. Dari hasil eksperimen, IN-Idris mempunyai ketepatan sekitar 82,81%, ada peningkatan ketepatan hingga 5,25% dibandingkan dengan ketepatan Idris. Selain itu, stemmer yang dicadangkan juga berjalan lebih cepat daripada Idris dengan jurang kelajuan sekitar 0.25 saat
Evaluation of Ductility of Reinforced Concrete Structures with Shear Walls having Different Thicknesses and Different Positions
Get PDFDuctility is one of the main criteria in reinforced concrete (RC) structures. ASCE 7-10 seismic design code recognizes the importance of ductility in earthquake-resistant structures. The structures need to be designed to have sufficient strength and ductility for overall safety against earthquake forces. Both the strength and the ductility are mutually associated to enhance structural seismic safety in this study. Previous studies showed that a shear wall gives different performance based on its position in building structures. This paper presents the position of the shear walls and shear wall thicknesses effects on ductility. A total of 96 two-dimensional (2D) models are analyzed for this work using ETABS software. The non-linear static analysis (pushover) method is used to analyze and design these RC building structures with shear walls. It is concluded that an increase in shear wall thickness causes a decrease in ductility values, and a decrease in ductility value will also occur when the shear wall position changes from edge to middle.
ABSTRAK: Kemuluran adalah salah satu kriteria utama dalam struktur konkrit bertulang (RC). Kod reka bentuk ASCE 7-10 seismik dunia menyedari pentingnya kemuluran dalam struktur tahan gempa. Struktur perlu dibina bagi mencapai ketahanan kekuatan dan kemuluran yang mencukupi bagi keselamatan keseluruhan terhadap kekuatan gempa. Kekuatan dan kemuluran dihubungkan bersama bagi meningkatkan keselamatan tahan gempa dalam kajian ini. Kajian sebelumnya menunjukkan bahawa dinding ricih memberikan prestasi yang berbeza berdasarkan kedudukannya dalam struktur bangunan. Kertas ini menunjukkan kedudukan dinding ricih dan ketebalan dinding ricih kesan pada kemuluran. Sebanyak 96 model dua dimensi (2D) dianalisis dalam kajian ini menggunakan perisian ETABS. Kaedah analisis statik bukan linear (pushover) digunakan bagi menganalisis dan merancang struktur bangunan RC ini dengan dinding ricih. Kesimpulannya peningkatan ketebalan dinding ricih menyebabkan penurunan nilai kemuluran, dan penurunan nilai kemuluran juga akan terjadi ketika posisi dinding ricih berubah dari tepi ke tengah
SARIMA-LSTM Combination For COVID-19 Case Modeling
Get PDFThe study of SARIMA method in combination with LSTM is interesting to do. This combination method can be convincing and significant because the data collected is numerical and saved based on time. In addition, the proposed method can anticipate datasets, either linear or non-linear. Based on several previous studies, the SARIMA method has the advantage of completing linear datasets while the LSTM method excels in achieving non-linear datasets. Also, both methods have been shown to have an accuracy value compared to some other methods. This study tried to combine the two through several stages of the first stage of applying the SARIMA method using fit datasets (linear data) then residual Dataset (non-linear data) analysed using the LSTM method. The result of the combination methods will be checked for the accuracy value. This research will be compared by using SARIMA and LSTM methods separately. The Dataset used as a trial is COVID-19 patient data in the United States. The results showed that the combination of SARIMA-LSTM method is better than either SARIMA or LSTM alone with RMSE of 0.33905765 and MAE of 0.29077017.
ABSTRAK: Gabungan kaedah kajian SARIMA dengan LSTM adalah menarik untuk dikaji. Gabungan kaedah ini meyakinkan dan penting kerana data yang dikumpulkan bersifat numerik dan disimpan berdasarkan waktu. Selain itu, kaedah yang diusulkan ini dapat menerima set data, samada berkadar langsung atau tidak langsung. Berdasarkan beberapa penelitian sebelumnya, kaedah SARIMA mempunyai faedah dalam melengkapi set data linear, sedangkan kaedah LSTM berguna dalam mencapai set data tidak-linear. Tambahan, kedua-dua kaedah ini terbukti memiliki nilai ketepatan lebih baik berbanding beberapa kaedah lain. Kajian ini cuba menggabungkan keduanya melalui beberapa tahap. Tahap pertama mengunakan kaedah SARIMA secara set data (data linear) kemudian baki set data (data tidak-linear) dianalisa menggunakan kaedah LSTM. Dapatan dari gabungan kedua-dua kaedah tersebut akan diperiksa nilai ketepatannya. Kajian ini akan dibandingkan melalui kaedah SARIMA dan LSTM secara berasingan. Set data yang digunakan adalah merupakan data pesakit COVID-19 dari Amerika Syarikat. Dapatan kajian menunjukkan gabungan kaedah SARIMA-LSTM memiliki nilai ketepatan yang lebih baik berbanding kaedah SARIMA secara berasingan, dan LSTM dengan RMSE adalah sebanyak 0.33905765 dan MAE sebanyak 0.29077017
MAXIMIZING OUTPUT VOLTAGE OF A PIEZOELECTRIC ENERGY HARVESTER VIA BEAM DEFLECTION METHOD FOR LOW-FREQUENCY INPUTS
Get PDF In micro-scale energy harvesting, piezoelectric (PZT) energy harvesters can adequately convert kinetic energy from ambient vibration to electrical energy. However, due to the random motion and frequency of human motion, the piezoelectric beam cannot efficiently harvest energy from ambient sources. This research highlights the ability of piezoelectric energy harvester constructed using a PZT-5H cantilever beam to generate voltage at any input frequency from human motion. An eccentric mass is used to convert the linear motion of human movement to angular motion. Then, using a magnetic plucking technique, the piezoelectric beam is deflected to its maximum possible deflection each time the eccentric mass oscillates past the beam, ensuring the highest stress is induced and hence the highest current is generated. For testing works, the frequency of oscillation of the eccentric mass is controlled using an Arduino Uno microcontroller. In this work, it is found that when given any input frequencies, the energy harvester produced a consistent AC voltage peak around 5.8 Vac. On the other hand, the DC voltage produced varies with respect to the input frequency due to the number of times the peak AC signal is generated. The highest DC voltage produced in this work is 3.7 Vdc, at 5 Hz, which is within the frequency range of human motion. This research demonstrated that energy can still be effectively harvested at any given low-frequency input, in the condition that the piezoelectric beam is being deflected at its maximum.
ABSTRAK: Piezoelektrik dapat mengubah tenaga kinetik daripada getaran persekitaran kepada tenaga elektrik melalui penjanaan tenaga berskala mikro. Namun, PZT tidak dapat menjana tenaga dengan berkesan dari sumber persekitaran kerana pergerakan dan kekerapan pergerakan manusia adalah rawak. Kajian ini adalah mengenai keupayaan penuai tenaga piezoelektrik menggunakan bilah kantilever PZT-5H bagi menjana voltan pada sebarang frekuensi menerusi gerakan manusia. Jisim eksentrik digunakan bagi menukar gerakan linear manusia kepada gerakan putaran. Kemudian, teknik penjanaan piezoelektrik secara magnetik digunakan bagi memesongkan bilah piezoelektrik ke tahap maksimum. Bagi memastikan tenaga tertinggi dihasilkan, jisim eksentrik perlu berayun melepasi bilah PZT. Ayunan frekuensi jisim eksentrik ini dikawal melalui kawalan mikro Arduino Uno. Dapatan kajian menunjukkan bagi setiap frekuensi input, PZT ini dapat menghasilkan voltan AC yang konsisten, iaitu sekitar 5.8 Vac. Namun, voltan DC maksimum yang terhasil adalah berbeza-beza bagi setiap frekuensi input, iaitu berdasarkan bilangan kekerapan maksimum isyarat AC yang terhasil. Voltan DC tertinggi ialah 3.7 Vdc, pada 5 Hz, iaitu pada kadar frekuensi gerakan manusia. Ini menunjukkan bahawa tenaga masih dapat dihasilkan secara berkesan pada frekuensi rendah, dengan syarat bilah piezoelektrik terpesong pada tahap maksimum
Mechanical and Thermal Conductive Properties of Natural And Synthetic Cellulose Reinforced Epoxy Composites
Get PDFNatural and synthetic cellulose-based composites have been used widely as they have many advantages, the most significant of which are lightweight, durable, strong, flexible, and resistant to corrosion. Although several studies have reviewed the characteristics of these composites, only limited research has investigated combining both natural and synthetic cellulose together. In this study, the thermal and mechanical properties of epoxy resin reinforced with different additives (sawdust and industrial cellulose) will be explored. To do this, four samples of different materials were prepared at room temperature. The first sample consisted of 100% epoxy, whilst the next sample contained 95 wt.% epoxy and 5 wt.% industrial cellulose. The third sample contained 95 wt.% epoxy and 5 wt.% natural cellulose (sawdust), and the final sample contained 95 wt.% epoxy, 2.5 wt.% natural cellulose and 2.5 wt.% industrial cellulose. The findings indicated that mechanical properties and thermal insulation can be enhanced by adding natural cellulose to the mixture. Compared to the pristine epoxy, the improvement ratios for mechanical properties were as follows: tensile strength 25%, impact strength 16.6%, and hardness 6.9%, while the results were negative for bending resistance (3.9% less). In terms of thermal properties, the sawdust/epoxy composite showed better insulation (29% higher) than neat epoxy resin. These promising findings suggest the proposed composite can be a good alternative in numerous applications such as automotive parts and building construction that require superior mechanical characteristics and thermal insulation.
ABSTRAK: Komposit semula jadi dan sintetik berasaskan selulosa telah banyak digunakan secara meluas kerana ia mempunyai banyak faedah, dan yang paling penting ianya ringan, tahan lama, kuat, fleksibel dan tahan hakisan. Walaupun terdapat banyak kajian telah dilakukan pada ciri-ciri yang terdapat pada bahan komposit ini, terdapat kurang kajian dilakukan ke atas gabungan Bersama kedua-dua bahan semua jadi dan sintetik selulosa. Kajian ini adalah tentang suhu dan ciri-ciri mekanikal damar epoksi yang diperkukuhkan dengan pelbagai bahan tambahan seperti serbuk gergaji dan selulosa industri. Bagi menghasilkan bahan kajian ini, empat sampel dari bahan berbeza disediakan pada suhu bilik. Sampel pertama terdiri daripada epoksi 100%, sementara sampel berikutnya mengandungi epoksi 95 wt.% dan selulosa industri sebanyak 5 wt.%. Sampel ketiga mengandungi epoksi 95 wt.% dan 5 wt.% selulosa semula jadi (dari serbuk gergaji), dan sampel terakhir mengandungi epoksi 95 wt.%, dan selulosa semula jadi 2.5 wt.% dan selulosa industri 2.5 wt.%. Dapatan kajian menunjukkan ciri-ciri mekanikal dan penebat suhu boleh dipertingkatkan dengan menambah selulosa semula jadi dalam campuran. Jika dibandingkan dengan epoksi asal, nisbah penambah baikan bagi ciri-ciri mekanikal adalah seperti berikut: kekuatan tegangan 25%, kekuatan hentaman 16.6% dan kekerasan adalah sebanyak 6.9%, sementara dapatan kajian adalah negatif bagi rintangan ketika membengkok (iaitu berkurang sebanyak 3.9%). Dari segi ciri-ciri haba, komposit serbuk gergaji/epoksi menunjukkan sebagai penebat yang baik (meningkat 29%) berbanding damar epoksi bersih. Penemuan yang bagus ini menunjukkan, komposit yang di cadangkan ini dapat menjadi alternatif terbaik dalam pelbagai kegunaan seperti bahagian-bahagian automotif dan pembinaan bangunan yang memerlukan peningkatan ciri-ciri mekanikal dan penebat haba