Thursday, May 31, 2018

Helikopter Polistirena Karton Terbang Lebih Jauh



Baling-baling helikopter sederhana dengan polistirena yang dibahas di artikel sebelumnya akan ditambahkan karton pada ujung bilah baling-balingnya. Tujuannya agar dapat terbang lebih jauh. Pada foto di atas terlihat ujung karton dicat berwarna merah.

Kertas karton yang digunakan adalah kertas gambar yang biasanya berukuran A3, bisa juga menggunakan kertas karton lainnya dengan tebal atau berat yang relatif sama.

Video berikut memperlihatkan helikopter dengan ujung baling-baling berwarna merah terbang lebih jauh daripada helikopter sederhana.



Pada slow motion video berikut terlihat jelas bahwa helikopter ini terbang dengan stabil dan mendarat mulus. Baling-baling masih berputar beberapa saat setelah mendarat di lantai. Mirip helikopter sebenarnya.


Sebagai perbandingan, video di bawah memperlihatkan helikopter polistirena sederhana tanpa karton merah saat diterbangkan.



Video berikut memperlihatkan prosedur pembuatan dan pemasangan karton pada ujung baling-baling helikopter.




Penjelasan prosedur tersebut juga dapat dibaca sebagaimana di bawah ini:


Siapkan selembar kertas karton. Karton bekas juga bisa, karena ukurnya yang dibutuhkan hanya kecil saja. Gambarkan segiempat berukuran:
20 x 30 mm dan 18 x 30 mm.

Kedua segiempat tersebut menyatu. sebagaimana foto di atas, sehingga ukuran totalnya adalah:
(20 + 18) x 30 mm = 38 x 30 mm.

Jumlah total segiempat ini adalah 4 buah, sesuai jumlah ujung bilah baling-baling.


Gunting sepanjang garis berukuran 20 + 18 mm, dan garis 30 mm.


Lipat kertas yang sudah dipotong pada garis tengah yang memisahkan bagian 20 mm dan bagian 18 mm.


Lipat bagian 20 mm secara simetri dengan mempertemukan ujungnya dengan garis tengah yang memisahkan bagian 20 mm dan bagian 18 mm.


Pertemukan ke dua ujung kertas, maka kertas akan terlipat membentuk sayap (airfoil). Tampak pada foto di atas penampang kertas membentuk segitiga, mirip bentuk sayap.


Lekatkan ke dua ujung kertas dengan pita perekat. Pastikan ke dua ujung kertas rapat, seperti terlihat pada foto di atas.


Tandai jarak 40 mm dari titik pusat baling-baling polistirena ke arah ujung baling-baling.


Pasangkan kertas karton ke ujung baling-baling, sampai sejauh tanda 40 mm dari titik pusat baling-baling.


Pasang kertas karton pada ke empat ujung bilah baling-baling. Agar baling-baling terbang dengan stabil dan mulus, pastikan semua kertas karton di ujung baling-baling bentuknya sama, dan jaraknya dari titik pusat juga harus sama. Maka baling-baling helikopter sudah siap diterbangkan.

Kertas karton bisa dicat agar tampak lebih menarik. Sebagaimana pada foto paling atas, kertas karton dicat merah agar tampak terlihat oleh kamera video.



Wednesday, May 23, 2018

Check Wheel Bearing Noise By Rotating The Wheel



Worn out wheel bearing will make a noisy sound, like a humming sound or even rumbling. Sometimes it is difficult to find which wheel has a worn out bearing.


One way to find a worn wheel bearing is to rock the wheel by hand. Jack up the wheel, grab the top and bottom (12 and 6 o'clock) of the tire by hands, then rock the tire like arrows in the above picture. If the wheel moves like wheel nuts loose, then it has excessive end play, and possibility of bearing worn out.

For the rear wheels can also be grabbed at 9 and 3 o'clock position. But for the front wheels where there is a steering system, test result can be confusing. Because when the wheel is rocked, end play in the steering system will make the test result confusing.

But in this case, there is no wheel with excessive end play found. So the bearing is tested by rotating the wheel directly by hand, after the wheel is jacked up.

This vehicle has FWD (Front Wheel Drive) system. So the rear wheels can be easily rotated by hand. The test results indicate that the left rear wheel has a worn out bearing, because it is humming when rotated.


In the video above, the bearing produces humming sound at a speed of about 70 km per hour, before being repaired. Then the humming sound disappears after being repaired, when tested at the same speed.

The video also shows the rotated left rear wheel. It produces humming sound, before it is repaired. Once fixed the humming sound disappears, and the wheel rotates more slowly due to the tighter new bearing.

Today wheel bearing is also equipped with magnetic ring to determine the speed of the wheel for ABS (Anti-lock Braking System). And many manufacturers make these bearings. So it needs a practical way to test the strength of magnetic ring before buying it. The following video shows how to test magnetic ring easily.


Sometimes the sound of the tire can also make confusing. By jacking up the wheel, and turning wheel by hand, it can be distinguished whether the noise is coming from the tire or from the bearing. If the wheel is not noisy when rotated by hand, it means the noise is coming from the tire, not from the bearing.

A worn out tire tends to make a humming sound. For sedan car, moving the worn out tire from the front to the rear can reduce the humming noise.

In addition, the front wheel bearing is also equipped with magnetic ring. The video below shows another way to test the magnetic ring.





Monday, May 21, 2018

Check Bantalan Roda Berisik Dengan Memutar Roda



Bantalan (bearing) roda yang sudah aus akan mengeluarkan suara berisik, mirip suara mendengung bahkan gemuruh. Kadang sulit menemukan roda mana yang bearingnya aus.


Salah satu cara menemukan roda yang bearingnya aus adalah dengan menggoyang roda dengan tangan. Dongkrak roda hingga ban tidak menyentuh tanah. Pegang bagian atas dan bawah ban (jam 12 dan jam 6) dengan tangan, lalu digoyang seperti panah pada gambar di atas. Jika roda bergerak (oblak) seperti mur roda longgar, maka kemungkinan bearing sudah aus.

Untuk roda belakang bisa juga dipegang pada posisi jam 9 dan jam 3. Tapi untuk roda depan di mana terdapat sistem kemudi, hasil test bisa rancu. Karena saat roda digoyang, maka kelonggaran pada sistem kemudi akan membuat test jadi rancu.

Tapi dalam kasus ini, tidak ada roda yang terasa longgar saat digoyang. Maka digunakan cara lain yaitu dengan memutar roda. Dengan terlebih dulu mendongkrak roda yang akan ditest sehingga tidak lagi menyentuh tanah.

Baca juga mengganti wheel bearing hub roda belakang.

Kendaraan yang ditest ini sistem penggeraknya adalah roda depan (Front Wheel Drive, FWD). Sehingga roda belakang dapat dengan mudah diputar dengan tangan. Hasil test menunjukkan bahwa roda kiri belakang sudah aus bearingnya sehingga berdengung.


Pada video di atas, suara bearing terdengar mendengung pada kecepatan sekitar 70 km per jam, sebelum diperbaiki. Kemudian suara mendengung hilang setelah diperbaiki, pada kecepatan yang sama.

Video juga memperlihatkan roda belakang kiri diputar dan mengeluarkan suara dengung, sebelum diperbaiki. Setelah diperbaiki suara dengung jadi hilang, dan putaran roda lebih lambat karena bearing baru yang lebih ketat.

Bearing roda saat ini juga dilengkapi dengan cincin magnet untuk mengetahui kecepatan roda pada sistem pengereman tak mengunci (Anti-lock Braking System, ABS). Dan banyak pabrikan yang membuat bearing jenis ini. Maka perlu cara praktis untuk mengetahui kekuatan cincin magnet sebelum membelinya. Video berikut memperlihatkan cara mudah test cincin magnet .



Terkadang suara dari ban juga bisa membuat bingung. Dengan cara mendongkrak ban, dan memutarnya dengan tangan, maka dapat dibedakan apakah suara berisik tersebut berasal dari ban atau dari bearing. Jika roda diputar tangan tidak berisik, berarti suara berisik berasal dari ban, bukan dari bearing.

Ban yang agak botak cenderung menimbulkan suara dengung. Untuk kendaraan sedan, memindahkan ban yang botak dari depan ke ban belakang bisa mengurangi suara dengung.

Sebagai tambahan, bearing roda depan juga dilengkapi dengan cincin magnet. Video berikut memperlihatkan cara lain untuk test cincin magnet.





Saturday, May 19, 2018

Making A Flying Polystyrene Helicopter Science Toy



This educational polystyrene toy can be made easily at home. Polystyrene is also called as styro foam. The polystyrene is a used rectangular dish-shaped food container. As below photo, the polystyrene is used as apples container.


There is a container with corrugated surface, choose a container with flat and smooth surface. The container is cut into a propeller shape, then sanded so that the top becomes convex to form an airfoil. If the propeller is rotated, it will produce lift force that makes it glide in the air. It is like a real helicopter.

The following video shows the procedure for making this simple helicopter.


The propeller is flown by turning the handle with fingers. The handle is made of 12 mm diameter drinking straw, also called bubble straw.

Because of propeller blade sides are designed symmetry of the left and right, the rotation of the blades can be counter clockwise and can also be clockwise. And the propeller can still glide well in the air.

The following video shows the propeller rotated by fingers then floating and then landing gently. The propeller still spin a few moments after landing on the floor, like a real helicopter.


Video 240 fps (frame per second) shows details of the rotation of the blades when flying. But this type of helicopter is slightly different. Because it has additional red cardboard at the tip of propeller to make it look clear.



The first step to make this helicopter propeller is to cut the polystyrene container to get its base. The thickness of this container is about 3-4 mm.



Then depicted the shape of square rectangle measuring 80 x 80 mm, as the photo below.


Then draw diagonal lines on all corners of the rectangle, in order to make it easier to draw symmetrical blades. As the picture above, blade width is about 14 to 16 mm.

Cut the blade carefully, do not to cut the center part, as the photo below.


The top side of the blade is then sanded with fine sandpaper to form the airfoil.


Preferably the propeller and sandpaper are wetted with water so that the dust does not fly.

Once sanded the propeller will be shaped an airfoil with the upper cross section convex and the bottom straight, as the photo below.


The shape of the left and right side of blade are symmetrical. Unlike most helicopter blades, these blades do not have angle of attack. Because of this design, the propellers can be rotated left or right to produce lift.

Prepare drinking straws 12 mm in diameter, cut a 25 mm length.


Cut one end about 5 mm length to form 4 pieces of tongue.


The four tongues are expanded as below photo.


Use paper insulation tape to attach straw to the bottom side of propeller. Make sure its position in the center. If using glue then it should be a special glue for polystyrene.


Note that the convex part of the airfoil must face upwards.


The helicopter is ready to fly by rotating it with fingers. If the propeller is positioned with slightly tilt angle as the photo above, it will fly in the direction of the lowest blade position. In the case of the photo above, it will fly to the right of the photo. The same principle is applied to the actual helicopter blade to move forward, sideways, and even backward.

This propeller produce lift because of differences in airflow velocity at the top and at the bottom.


In the above figure, due to the convex shape at top of the wing and straight at the bottom, the airflow from the left that goes to the top of the wing (point A) must pass a distance further than the airflow passing under the wing.

The two streams will be reunited in the right-hand side of the image. Due to distance A is further from distance B, then the flow velocity of A will be faster than flow B.

Because the speed of A is higher, then the pressure of A is lower than B. The air pressure at B will press the wing upward resulting in lift. 

Symmetrical blade allows this propeller to be rotated clockwise and counterclockwise to produce lift.


Sunday, May 13, 2018

Buat Mainan Sains Helikopter Gabus Bisa Terbang



Mainan edukatif ini dapat dengan mudah dibuat di rumah dari gabus. Material gabus ini kadang disebut  polistiren, polistirena, polystyrene, styro foam. Gabus yang digunakan adalah wadah makanan berbentuk piring segiempat. Tampak pada foto di bawah wadah polistiren yang digunakan untuk menyimpan buah apel.


Ada wadah permukaannya bergelombang, pilih yang permukaannya rata dan halus. Wadah tersebut dipotong membentuk baling-baling, lalu diamplas agar bagian atasnya menjadi cembung sehingga membentuk airfoil. Jika baling-baling diputar maka akan menghasilkan gaya angkat yang membuatnya melayang di udara. Mirip seperti helikopter.

Video berikut memperlihatkan prosedur pembuatan helikopter sederhana ini.


Baling-baling ini diterbangkan dengan memutar gagangnya dengan jari. Gagang tersebut terbuat dari sedotan minuman berdiameter 12 mm, disebut juga bubble straw.

Karena desain bilah baling-baling yang simetri kiri dan kanannya, maka putaran baling-baling bisa ke kiri (melawan jarum jam) dan bisa juga ke kanan (searah jarum jam) dan baling-baling tetap bisa melayang di udara.

Video berikut memperlihatkan baling-baling diputar dengan jari lalu melayang dan kemudian mendarat dengan lembut. Baling-baling masih berputar beberapa saat setelah mendarat di lantai. Mirip seperti helikopter sebenarnya.



Video 240 fps (frame per second) memperlihatkan detail putaran baling-baling saat terbang. Tapi tipe helikopter ini sedikit berbeda, karena diberi tambahan karton merah pada ujung baling-baling agar terlihat jelas. Helikopter dengan karton diujung bilah baling-baling dapat membuatnya terbang lebih jauh.


Langkah pertama untuk membuat baling-baling helikopter ini adalah memotong wadah polistiren untuk diambil bagian dasarnya. Ketebalan wadah ini sekitar 3-4 mm,


Kemudian digambarkan bentuk segiempat kubus berukuran 80 x 80 mm, sebagaimana foto di bawah.


Lalu ditarik garis diagonal pada semua sudut-sudut kubus, agar memudahkan menggambar bilah (blade) dari baling-baling yang simetri. Sebagaimana gambar di atas, ukuran lebar bilah berkisar 14 - 16 mm.

Potong bilah dengan hati-hati jangan sampai bagian tengah ikut terpotong, sebagaimana foto di bawah.


Bagian atas sisi bilah baling-baling kemudian di amplas dengan amplas halus sehingga membentuk airfoil.


Sebaiknya baling-baling dan amplas dibasahi dengan air agar debunya tidak beterbangan.

Setelah diamplas maka baling-baling akan berbentuk sayap (airfoil) dengan penampang bagian atas cembung dan bagian bawah lurus, sebagaimana foto di bawah.


Bentuk bilah simetri kiri dan kanannya. Tidak seperti bilah helikopter umumnya, bilah ini tidak mempunyai sudut serang (angle of attack). Oleh karena desain tersebut, maka baling-baling dapat diputar ke kiri maupun ke kanan agar menghasilkan gaya angkat.

Siapkan sedotan minuman berdiameter 12 mm. Potong sedotan minuman sepanjang 25 mm.



Gunting salah satu ujung sepanjang 5 mm sebanyak 4 buah agar membentuk lidah-lidah.



Keempat lidah tersebut dikembangkan.


Gunakan pita isolasi kertas untuk menempelkan sedotan pada bagian bawah baling-baling. Pastikan posisinya di tengah. Jika menggunakan lem maka harus lem khusus untuk polistiren,


Perhatikan bahwa bagian cembung airfoil harus menghadap ke atas


Helikopter siap diterbangkan dengan memutarnya dengan jari. Jika baling-baling diposisikan agak menunduk sebagaimana foto di atas, maka akan terbang ke arah menunduknya. Dalam hal foto di atas maka akan terbang ke arah kanan foto. Prinsip yang sama  bisa diterapkan pada baling-baling helikopter sebenarnya untuk bergerak ke arah depan, samping, bahkan mundur.

Baling-baling ini menghasilkan gaya angkat (lift) karena adanya perbedaan kecepatan aliran udara di bagian atas dan di bagian bawah.

Tampak pada gambar di atas, Karena bentuk sayap yang cembung di atas dan lurus di bawah, maka aliran udara dari kiri yang menuju ke atas sayap (titik A) harus melalui jarak yang lebih jauh daripada aliran udara yang melewati bawah sayap.

Kedua aliran akan bertemu kembali di sebelan kanan gambar. Akibat jarak A yang lebih jauh dari jarak B, maka kecepatan aliran A akan lebih cepat dari aliran B.

Karena kecepatan A lebih tinggi maka tekanannya jadi lebih rendah dari B. Tekanan udara di B akan menekan sayap ke atas sehingga menghasilkan gaya angkat (lift).

Bilah simetris memungkinkan baling-baling ini diputar searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam untuk menghasilkan gaya angkat.