Wednesday, December 18, 2013

Liquid Volume In Complicated Horizontal Cross Section Tank


Some audiences asked about how to calculate liquid volume in a horizontal tank which have a complex cross section like a tank on tanker truck, tank which has cross section shaped like a rectangle but with smaller top smaller, curved cross section of all sides, and rounded all corners, like the one on photo.


If the horizontal cross section of the tank is uniform (homogeneous) for the whole length of tank, then the volume of liquid in the tank is calculated by: liquid covered cross-sectional area multiplied by length of tank.

The question is how to calculate the cross-sectional area which is covered by liquid ??

In my opinion, the easiest way is to photograph the tank cross section, and put the photo onto graph paper. The more boxes on that graph paper the more accurate calculation results, see figure below. You can make graph paper using Excel sheet, and put tank cross section photo on to it, like I did.


When taking the picture, the camera position must be perpendicular to the cross section of tank and camera aims right around the midpoint of tank cross section. It is better to photograph the tank from a distance, and use telephoto or zoom function on the camera to make tank looks bigger.

If the photo is taken from a short distance, and the tank for example in a higher position of the camera, then the camera will seeing up. It will make the bottom of the tank appear larger than actual, and the top of tank will look smaller than it really is.

Liquid level in the tank can be measured using a dipstick (measuring stick). The measurement results are described on to a graph paper in order to obtain x and y coordinates. More coordinates (x, y), or more boxes on the graph paper, means more accurate calculation result.

For curved line of polygon, more coordinates means more fine the arch so that more accurate calculation result. For a straight line like the one representing liquid surface, then only 2 point coordinates are needed, because mathematically a straight line is a line connecting two points.

To calculate the cross sectional area of ​​the tank, can be done with an irregular polygon area calculation. Please read polygon area article.

Download Excel program here, to calculate the area of ​​polygon of tank cross section. After you get coordinates from graph paper, then input those coordinates in to the Excel sheet containing the program. Below is a simple example of Excel program that automatically calculates polygon area with certain coordinates.




See the above example of a simple calculation, polygon cross-sectional area of ​​the tank can be read in the column 'Area' and in the row 'Total', the number is 12.0.

A straight line at top of polygon is representing liquid surface inside the tank. The surface height was measured by dipstick, as the above example: liquid surface height is 3 units of measurement.

Based on scale system, if each number representing the x and y coordinate with distance of 20 cm, the calculated area by the program must be multiplied by 400 or = 20x20, in order to obtain area units of measurement square centimeters (cm2). If each x and y number represents 1 cm, then calculation result will be square centimeters (cm2), no need to multiplication.

Data row on the Excel program can be added by 'Copy - Insert Copied Cells' function, so the more the coordinates can be calculated and calculation result will be more accurate.

As we can obtain the cross-sectional area of ​​the tank that is covered by liquid, then cross-sectional area multiplied by the length of the tank will become the volume of liquid in the tank.

Accuracy of calculation will also depend to the thickness of tank plate, tank level position, and others.


Sunday, November 17, 2013

Volume Cairan Di Tanki Horizontal Berpenampang Rumit


Beberapa pemirsa menanyakan tentang volume cairan di dalam tanki horisontal yang berpenampang rumit seperti pada truk tanki, di mana penampang tanki berbentuk mirip segiempat tapi dengan bagian atas mengecil, semua sisi penampang melengkung, demikian juga semua sudutnya membulat, harap lihat foto.


Jika penampang tanki horizontal tersebut seragam (homogen) untuk setiap panjang tanki, maka volume cairan di dalam tanki adalah luas penampang yang tertutup oleh cairan dikalikan panjang tanki.

Pertanyaannya adalah bagaimana caranya menghitung luas penampang yang terendam cairan??

Menurut saya cara termudah adalah memfoto penampang tanki, lalu foto tersebut dipasangkan pada lembaran koordinat atau kertas kotak. Semakin banyak kotak-kotak koordinat maka semakin akurat hasil perhitungan, lihat gambar di bawah.


Perlu diperhatikan saat mengambil foto, posisi kamera harus benar-benar tegak lurus terhadap penampang tanki dan kamera dibidik tepat di sekitar titik tengah penampang tanki. Agar memudahkan maka tanki difoto dari jarak yang agak jauh, lalu diperdekat dengan fungsi zoom atau tele pada kamera.

Jika foto diambil dari jarak dekat, sedangkan tanki misalnya dalam posisi yang lebih tinggi dari kamera, maka kamera akan menengadah (melihat ke atas) sehingga bagian bawah tanki akan tampak lebih besar dari sebenarnya, dan bagian atas tanki akan tampak lebih kecil dari sebenarnya.

Tinggi cairan di dalam tanki dapat diukur dengan menggunakan dipstick (tongkat ukur). Hasil pengukuran digambarkan di lembar koordinat agar didapat angka koordinat x dan y. Semakin banyak koordinat (x,y) maka semakin akurat hasil perhitungan.

Untuk bagian yang melengkung semakin banyak koordinat yang diinput maka akan semakin halus lengkungan sehingga semakin akurat hasil kalkulasi. Untuk garis lurus seperti pada permukaan cairan, maka cukup 2 titik koordinat yang diinput, karena secara matematika suatu garis lurus adalah garis yang menghubungkan 2 buah titik.

Untuk menghitung luas penampang tanki, dapat dilakukan dengan perhitungan luas poligon tak beraturan. Baca artikel luas poligon.

Unduh program Excel disini, untuk menghitung luas poligon penampang tanki. Lalu masukkan koordinat yang didapat dari kertas kotak ke lembar Excel yang mengandung program. Di bawah ini adalah contoh sederhana dari tampilan di program Excel yang menghitung secara otomatis luas poligon yang telah diketik koordinatnya.


Lihat gambaran perhitungan poligon sederhana diatas, luas area poligon penampang tanki dapat dibaca pada kolom Area di baris Total, yaitu 12.0.

Bagian atas poligon tampak garis lurus mendatar yang menggambarkan permukaan cairan di dalam tanki. Tinggi permukaan cairan ini diukur dengan tongkat ukur. Pada contoh diatas tinggi permukaan cairan adalah 3 satuan ukur.

Berdasarkan sistem skala, jika setiap angka koordinat x dan y mewakili 20 cm, maka luas yang dihitung oleh program harus dikalikan 400 atau =20x20, agar didapat luas dalam satuan centimeter persegi (cm2). Jika setiap angka pada koordinat mewakili 1 cm, maka hasil perhitungan program akan sama dengan luas dalam satuan centimeter persegi (cm2), tidak perlu perkalian lagi.

Baris data pada program Excel tersebut dapat ditambah dengan cara Copy-Insert Copied Cells, agar semakin banyak koordinat yang dapat dihitung sehingga hasil perhitungan akan semakin akurat.

Jika luas penampang tanki yang terendam cairan sudah didapat. Maka luas penampang tersebut dikalikan panjang tanki akan menghasilkan volume cairan di dalam tanki.

Akurasi perhitungan juga akan bergantung pada ketebalan pelat tanki, posisi level (rata air) tanki, dan lain-lain.

Tuesday, November 12, 2013

Wanayasa Lake (Situ Wanayasa) Purwakarta


Wanayasa lake in Purwakarta - Jawa Barat, Indonesia. GPS coordinates -6.678247,107.556324 . With cool air as situated at 1800 feet above sea level. There are some food stalls nearby to enjoy Sundanese food with lake scenery.


Situ (danau) Wanayasa di Purwakarta - Jawa Barat, Indonesia. Koordinat GPS -6.678247,107.556324. Dengan udara sejuk karena terletak 600 meter di atas permukaan laut. Ada beberapa warung makanan di dekatnya untuk menikmati makanan Sunda dengan pemandangan danau.

Sunday, October 13, 2013

Damp Walls: Some Causes and Solutions


Usually we realized a damp wall lately. When the paint has begun to peel off the wall and overgrown with moss, then we realized that the wall is damp or wet . Damp wall can cause health problems.

Some damp wall causes :

Rainwater
Rainwater leaks from porous cement duct. It is easy to find the cause, as the wall is only damp when rainy season. The water may not directly go down to the floor, but absorbed in porous wall. Cement plaster and sealant can help to avoid leaking duct.



Roof with concrete duct as shown above, usually built in tight space. Sometime the wall is directly adjacent to neighbors yard, and no part of the roof is covering top of the wall to avoid rainwater goes into neighbor yard.

Concrete duct of the above design collects rainwater from the roof. But sometime that concrete duct is cracked that allow water to seep into wall. Sometime we cannot find any water droplets on the floor, but the rainwater is absorbed by the wall, and creating very humid air inside the room.

If needed, remove some old plaster around cracked duct, as it is a clue that the old cement mixture has too much sand. Re plaster using better mixture, 1 part of cement with 3 parts of sand, if needed use minimum sand or cement only to cover the crack. Then put waterproofing membrane onto duct.


Water line leaks
Water leaks can occur in water pipes from the pump, from the tank or reservoir, or from municipal water supply network. Water supply pipe must not be covered by cement, because it would complicate the repair if leaking. Water supply pipe leaks not only waste water usage. Leaking water pipe can also lead to contaminated water in it. In some countries, tap water is drinkable before boiled. Because tap water quality standards in that country must be as good as drinking water, not only for washing and cleaning standard. This is where the role of expert plumber needed to apply simple yet functional pipeline and easy to repair if damaged, and ensure nothing dirt enter.

For reasons of beauty, often clean water pipe is installed hidden in the wall. Hidden water pipes will be difficult and costly to fix as we need to open the wall, especially if the walls are covered with tiles like in bathroom and kitchen wall. Sometime the easiest and cheapest way to fix leaking pipe is by closing the leaking old pipe and replace it with a new pipe with different pipe path.


Sewer Leaks
Cement sewer line (concrete duct) is not watertight and water will seep into the walls. It is not very easy to put sealant on to duct surface as many dirt deposit. The most effective solution is to replace the concrete duct with PVC pipe.




Water is Pumped Up by Capillary force
The occupant may get sick by damp air inside the house. But as there is no water leaking, and we cannot explain what is happening, then we blame some magical force is haunting the house. 

Porous wall can suck water from soil by capillary force and causing confusion. We think that the water is coming from above, but actually it is coming from below as pumped up by capillary force. Tree uses capillary force to pump water from root up to the highest leaf which can be as high as hundreds feet. 

Any water source near the porous wall, such as: flower pot, fish pond, wet ground, etc. 

To much sand in wall mixture may cause porous wall, applying more cement and sealant may help to reduce     wall pores and reduce capillary force.


Wet soil at the other side of wall may cause damp wall, if too much pores in the wall. This usually happen in underground building.




to be continued

Monday, September 16, 2013

Beberapa Penyebab Dinding Lembab Dan Solusinya


Biasanya kita terlambat menyadari dinding lembab. Saat cat sudah mulai terkelupas dan dinding ditumbuhi lumut baru kita menyadari bahwa selama ini dinding tersebut selalu lembab atau basah. Dinding yang selalu lembab dapat menyebabkan gangguan kesehatan penghuni rumah.

Beberapa penyebab dinding selalu lembab antara lain:

Kebocoran air hujan
Air hujan bocor bisa terjadi karena atap yang bocor atau saluran air hujan yang bocor. Jika dinding terasa lembab dan basah hanya jika disaat musim hujan maka dengan mudah dapat disimpulkan bahwa terjadi kebocoran atap atau saluran air hujan yang membasahi dinding. Maka solusinya adalah dengan memperbaiki kebocoran tersebut.


Atap dengan dak beton sebagaimana sketsa diatas biasanya dibangun pada rumah di kompleks yang rapat. Dinding pada rumah ini berbatasan langsung dengan halaman tetangga, dan tidak boleh ada bagian atap yang melebihi dinding karena akan masuk ke wilayah tetangga.

Jika saluran air hujan di atap menggunakan dak beton bocor, maka periksa plesteran dan aciannya, tambal dengan semen jika terdapat retak.

Karena saluran air hujan dari dak beton biasanya terhubung langsung dengan dinding beton, maka air dari dak yang bocor dapat merembes dan meresap ke dinding, walau tidak ada tetesan air yang jatuh ke lantai.

Jika perlu buang atau bobok dulu plesteran dan acian lama disekitar retakan pada dak, karena ini menandakan campuran semen yang lama tidak sesuai alias kebanyakan pasir. Tambal lagi dengan plester campuran 1 semen dan 3 pasir. Jika hanya sedikit retaknya maka dapat langsung diaci dengan semen saja, tidak perlu dicampur pasir. Selanjutnya dak tersebut dilapisi dengan cat anti bocor seperti Aquaproof.


Kebocoran air bersih
Kebocoran air dapat terjadi pada pipa saluran air bersih dari pompa, dari tangki (tandon), atau dari Perusahaan Air Minum (PAM). Sebetulnya pipa air bersih tidak boleh dicor, karena akan menyulitkan perbaikan jika bocor. Kebocoran pipa air bersih tidak hanya memboroskan pemakain air bersih. Pipa air bersih yang bocor juga dapat menyebabkan air bersih di dalamnya tercemar. Di beberapa negera, air bersih dari keran dapat langsung diminum tanpa dimasak. Karena standard kualitas air keran di negara tersebut harus dapat diminum, bukan cuma untuk cuci dan mandi. Disinilah peran ahli pipa (plumber) dibutuhkan agar desain pipa simpel dan fungsional serta mudah diperbaiki jika rusak.

Karena alasan keindahan, sering pipa air bersih ini disembunyikan di dalam dinding. Pipa air yang tersembunyi akan sulit dan mahal memperbaikinya karena harus membongkar dinding, apalagi jika dinding tersebut dilapisi keramik seperti dinding di kamar mandi dan dapur. Cara termudah dan termurah adalah dengan menutup pipa lama yang bocor lalu diganti pipa baru yang berlainan jalur dengan pipa lama.


Saluran air kotor yang bocor
Saluran air yang terbuat dari semen (buis beton) tidak kedap air dan mudah merembes lalu airnya meresap ke dinding. Bukanlah hal yang mudah untuk melapis permukaan saluran dengan cat anti bocor, karena banyaknya kotoran. Jika hal ini terjadi, maka solusi yang paling effektif adalah mengganti buis beton dengan pipa pralon (PVC).


Adanya sumber uap air di dalam ruangan
Misalnya air didalam bak mandi yang tidak diberi keramik dapat menyebabkan air meresap ke dinding. Perlu  diketahui bahwa pori-pori pada dinding akan menyebabkan fenomena kapiler yang mengisap air ke dalam tembok. Fenomena kapiler terjadi pada tumbuh-tumbuhan yang memompa air dari tanah ke daun, biasanya diterapkan pada sumbu kompor, untuk memompa minyak dari tangki kompor ke atas.


Adanya sumber air di dalam tanah
Air dari tanah yang lembab dapat naik ke dinding karena adanya fenomena kapiler. Beberapa desain rumah menempatkan pot bunga dari beton berdampingan dengan dinding rumah. Air dari dalam pot bunga dapat meresap ke dinding. Oleh gaya kapiler air menyebar di dalam dinding dan menyebabkan dinding lembab.

Ketinggian air yang dihisap oleh gaya kapiler dinding dapat mencapai beberapa meter. Pada tumbuhan, air yang dipompa oleh gaya kapiler bahkan bisa mencapai ketinggian puluhan meter, yaitu jarak dari akar ke daun di ranting tertinggi. Gaya kapiler mengisap air terus-menerus tanpa kenal istirahat. Air baru berhenti dihisap jika tembok sudah jenuh air, alias semua pori-porinya terisi air. Jika air di pori-pori tembok menguap, maka gaya kapiler akan mengisi kembali pori-pori yang kosong dengan air dari tanah, demikian seterusnya tanpa henti.

Dinding yang yang selalu lembab karena gaya kapiler sering membingungkan penghuni rumah karena tidak ada kebocoran dari atap. Padahal sumber airnya dari bawah. Dalam waktu lama maka penghuni rumah sering sakit-sakitan akibat udara ruangan yang lembab. Lalu fenomena ini dihubungkan dengan hal ghaib atau mistis karena tidak mampu mencari penjelasan yang logis.

Pada lahan yang miring, kadang dibangun rumah dengan sebagian tanah menutupi dinding, karena pondasi dibangun pada bagian tanah yang rendah. Ada juga pemilik rumah yang sengaja menimbun tanah di balik dinding agar lebih tinggi, misalnya untuk membuat halaman yang bertingkat-tingkat, meninggikan lantai yang ada di balik dinding, atau bahkan karena tidak tahu harus kemana membuang sisa tanah dan puing.


Sebenarnya tinggi tanah tidak boleh melebihi tinggi pondasi. Jika tinggi tanah melebihi tinggi pondasi, maka berat tanah akan menekan dinding dari samping, dan air yang dikandungnya akan melembabkan dinding.

Tumpukan tanah tidak seperti batu bata yang ditumpuk, tersusun tegak lurus dari bawah ke atas. Tumpukan tanah mempunyai sifat yang sama dengan tumpukan pasir, yaitu akan membentuk seperti gunung, semakin ke bawah semakin melebar. Tanah di bagian bawah akan bergerak ke samping akibat ditekan oleh berat tanah di atasnya. Tekanan tanah yang bertumpuk dibalik dinding bisa merubuhkan dinding tersebut.

Jika terpaksa harus meninggikan tanah hingga diatas pondasi, maka plesteran pada dinding yang terkena tanah harus diperkuat dengan cara mengurangi campuran pasirnya. Jika perlu gunakan semen saja tanpa pasir, agar mengurangi pori-pori dinding guna mencegah fenomena kapiler. Terkadang perlu ditambahkan lapisan bata lagi agar dinding lebih kuat menahan rembesan air dan tekanan ke samping oleh gundukan tanah.

to be continued.....


Saturday, August 17, 2013

1986 Jakarta View: Wisma Antara Building


Photo below was taken from pedestrian overpass in 1986.
My GPS location to shoot that view was -6.179473,106.822895 , facing south.

The time was about 18:00 when people was going back to home after working. Photo shows trails of fast moving vehicle lights, means nothing traffic jam. Unlike Jakarta today, very bad traffic jam at that area when rush hours.

Wisma ANTARA
Jl. Medan Merdeka Selatan No. 17, Jakarta 10110
P.O. BOX Jakarta 10012
Tel. (62-21) 380 2383
Website: http://www.antara.co.id



Foto diatas diambil dari jembatan penyeberangan pada tahun 1986.

Lokasi GPS saya untuk memotret pemandangan diatas adalah -6.179473,106.822895, menghadap ke selatan.

Saat itu sekitar pukul 18.00 ketika orang akan kembali ke rumah setelah bekerja. Foto menunjukkan jejak lampu kendaraan yang bergerak cepat, yang menandakan tidak ada kemacetan lalu lintas. Tidak seperti Jakarta hari ini, kemacetan lalu lintas yang sangat buruk di daerah itu saat jam sibuk.


Saturday, July 20, 2013

Water Evaporation Rate Per Surface Area


The rate of evaporation of water surface area per meter per second or evaporation flux can be calculated by using the Irving Langmuir formula.

The units is kg/m2/second. If the evaporation rate is only in units of kg/m2, not per second, then it is called as the evaporation rate.

The actual formula was used by Irving Langmuir to measure vapor pressure by measuring the rate of evaporation, in this article the formula is used in reverse to determine the evaporation rate with a known vapor pressure.

According to Irving Langmuir, the rate at which water molecules are lost due to evaporation into atmosphere is equal to the rate at which water vapor molecules from air hit the surface of water if it is in equilibrium. In equilibrium, evaporation rate and condensation rate will be the same.


Description:
dm / dt = mass flow rate (kg) in a certain area (m-2) in one second (second, s-1), so that the unit is kg/m2/s.

Pv = vapor pressure at a given temperature, or boiling point pressure at certain temperature, in units of pascal (pa).

Pp = vapor partial pressure of the substance in the gas mixture, eg water vapor pressure in the air at a given temperature, in units of pascal (pa).

m = molecular weight (kg / mol).

R = ideal gas constant or constants Mendeleev = 8.314 Joules / (mol Kelvin).

As seen in the formula, if the vapor pressure (Pv) is greater than the partial pressure (Pp), there will be evaporation. Conversely, if the partial pressure (Pp) is greater than the vapor pressure (Pv), there will be condensation.

Langmuir formula does not calculate wind speed factor above water surface. Langmuir formula is using pressure and temperature parameters only, to calculate the rate of evaporation and condensation through water surface.


Example of calculation
For example, your house has a swimming pool with a water surface area of ​​100 square meters, temperature 30 degrees Celsius, the molecular weight of the swimming pool water is 0.018 kg / mol. Known air humidity is around 55%. Need to be calculated how much water evaporates every second.


Some ways to determine the vapor pressure at certain temperature
Vapor pressure (Pv) is also referred to as the boiling point, in which a liquid or solid substance at certain temperature will boil when given a certain pressure. Water will boil at a temperature of 30 degrees Celsius if the pressure is reduced or vacuumed, see the video here.

Pressure at which water boils can be calculated by Antoine formula:


where P is the pressure in units of Torr, and Tb is the temperature in Celsius.

For the temperature 30 degrees celsius we will get log10 P is equal to 31.74 Torrs. Because the Langmuir formula vapor pressure (Pv) in units of pascal, so the value is equal to 4,231.68 pascals.

Vapor pressure can also be estimated by Psychrometric diagram below. You do this by finding the humidity ratio (kg/kg') on the psychrometric diagram with a temperature of 30 degrees celsius and 100% humidity, and humidity ratio values ​​obtained at 0.027 kg/kg'. How to read the psychrometric diagram described below. Then the vapor pressure (Pv) is:

Pv = x / (0.62198 + x) * (atmospheric pressure, 101325 pa)

= 0.027 / (0.62198 + 0.027) * 101325

Pv = vapor pressure = 4,215.5 pascal

To crosscheck the vapor pressure can be compared to the Boiling Point Calculator, 4128 pascal obtained results are slightly different, possibly due to rounding.


Calculate the partial pressure (Pp) of water vapor in the air
Obtained from Psychrometric chart below, for air with a temperature of 30 degrees Celsius and 55% humidity, the humidity ratio obtained = x = 0.015 kg/kg' (kg water / kg dry air, or g water / g dry air).


How to read the psychrometric diagram is by finding the temperature 30 degrees Celsius on the bottom, drag an arrow to the top to reach the line of 55% humidity, and drag an arrow to the right which will indicate moisture ratio (x).

Partial pressure of water vapor in the air can be calculated with humidity ratio data:

Partial pressure = Pp = x / (0.62198 + x) . (atmospheric pressure; 101,325 pa)
= 0.015 / (0.62198 + 0.015) . 101325
Partial pressure = Pp = 2,386.064 pascal


Using the Irving Langmuir formula
With a temperature of 30 degrees Celsius is equal to 30 + 273.15 = 303.15 degrees Kelvin. Relative humidity is 55%, then the calculations by Irving Langmuir formula will be as below:


With a partial pressure of 2386.064 pascal, the evaporation flux will be 1.97 kgs/m2/s, this is the maximum evaporation that can occur in that condition. So as the swimming pool has water surface area of ​​100 square meters, the water will evaporate rate is 197 kgs per second. With the density of water 1kg/liter then water evaporate volume is 197 liters per second.


What if the air humidity increases?
Evaporation rate will be slower if the air contains moisture, or there is a partial pressure of water vapor in the air. Once water of swimming pool evaporates, the air at the surface of the pool soon becomes saturated aka humidity reaches 100%, thereby reducing the rate of evaporation to zero. If the surface of the pool in the breeze that swept humid air at the surface of the pool water, the evaporation rate will increase.

When the air is saturated by water vapor, the vapor pressure of water will be equal to its partial pressure in the air, so that evaporation rate will be equal to condensation rate as revealed by Irving Langmuir.

If the partial pressure greater than the vapor pressure of water, then the calculation will be negative indicating that condensation is occurring or condensation of moisture from the air into the pool, and the pool water will increase. Obvious example of this condition is in the morning, when air temperature is cool and become saturated by water vapor therefore causing condensation.


What happens if the air pressure is 0 or vacuum?
To broaden our perspective let's try to calculate the rate of evaporation if no atmospheric pressure alias vacuum . If the atmospheric pressure is reduced to vacuum, then the partial pressure of water vapor in the air at that point is zero aka no moisture, maximum evaporation will occur.


Thus obtained the rate of evaporation per square meter per second is 4.51 kg/m2/s, this is the maximum evaporation that can occur in that vacuum condition. Evaporation will be reduced if area above water surface is filled by vapor, evaporation will be zero if area above water surface is already saturated by vapor or maximum partial pressure above water surface.

Video of water boils at a temperature of about 28-30 degrees Celsius by reducing the air pressure or vacuumed, please see here.

Units of measurement will be very confusing for calculations using derived formulas as above. The following unit conversions can help:

1 atmosphere = 101325 pascals = 14.69595 psi = 29.92126 inches hg = 760 mm hg = 760 torrs

Temperature Fahrenheit to Celsius: (°F - 32) x 5/9 = °C

Friday, June 28, 2013

Laju Penguapan Air Per Luas Permukaan


Laju penguapan setiap meter luas permukaan air per detik (evaporation flux) dapat dihitung dengan menggunakan rumus dari Irving Langmuir.

Satuannya adalah kg/m2/sekon. Jika laju penguapan tersebut hanya dalam satuan kg/m2, tidak per sekon, maka disebut sebagai evaporation rate.

Sebenarnya rumus tersebut digunakan oleh Irving Langmuir untuk mengukur tekanan uap dengan mengukur tingkat penguapan, pada artikel ini rumus tersebut digunakan secara terbalik yaitu untuk mengetahui laju penguapan dengan tekanan uap yang sudah diketahui.

Menurut Irving Langmuir, jumlah molekul-molekul air yang hilang karena penguapan adalah sama dengan jumlah molekul-molekul uap air di udara yang menabrak permukaan air saat terjadi kesetimbangan. Dalam kesetimbangan, laju penguapan dan laju kondensasi akan sama.



Keterangan:

dM/dt= laju aliran massa (kg) pada luas tertentu (m-2) dalam satu detik (sekon, s-1), sehingga satuannya adalah kg/m2/s.

Pv = tekanan uap pada temperatur tertentu, atau tekanan titik didih pada temperatur tertentu, dalam satuan pascal (pa).

Pp= tekanan parsial uap zat tersebut pada campuran gas, misal tekanan uap air di udara pada temperatur tertentu, dalam satuan pascal (pa).

m = berat molekul (kg/mol).

R = konstanta gas ideal atau konstanta Mendeleev = 8.314 Joules/(mol Kelvin).


Dari rumus dapat dilihat bahwa jika tekanan uap (Pv) lebih besar dari tekanan parsial (Pp) maka akan terjadi penguapan atau evaporasi. Sebaliknya jika tekanan parsial (Pp) lebih besar dari tekanan uap (Pv) maka akan terjadi pengembunan atau kondensasi.

Rumus Langmuir tidak menghitung faktor kecepatan angin di permukaan air. Rumus Langmuir menggunakan parameter tekanan dan temperatur saja, untuk menghitung laju penguapan dan pengembunan melalui permukaan air.


Contoh perhitungan
Misalnya rumah Anda mempunyai kolam renang dengan luas permukaan air 100 meter persegi, temperatur 30 derajat Celsius, berat molekul air kolam adalah 0.018 kg/mol. Diketahui kelembaban udara sekitar 55%. Perlu dihitung berapa banyak air yang menguap setiap detiknya.


Beberapa cara menentukan tekanan uap pada suatu temperatur
Tekanan uap (vapor pressure, Pv) juga disebut sebagai titik didih (boiling point), dimana suatu zat cair atau zat padat dengan temperatur tertentu akan mendidih jika diberi tekanan tertentu. Air akan mendidih pada temperatur 30 derajat celsius jika tekanannya dikurangi atau divakum, lihat videonya disini.

Tekanan dimana air mendidih dapat dihitung dengan rumus Antoine berikut: 



dengan P adalah tekanan dalam satuan Torr, dan Tb adalah temperatur dalam celsius.

Untuk temperatur 30 derajat celsius akan didapat log10 P sama dengan 31.74 Torr. Karena pada rumus Langmuir tekanan uap (Pv) dalam satuan pascal maka nilainya menjadi 4,231.68 pascal.

Tekanan uap juga dapat diestimasi dengan diagram Psychrometric di bawah. Caranya dengan mencari rasio kelembaban (kg/kg') di diagram Psychrometric dengan suhu 30 derajat celsius dan kelembaban 100%, dan didapat nilai rasio kelembaban sebesar 0.027 kg/kg'. Cara membaca diagram Psychrometric dijelaskan di bawah. Maka tekanan uap (Pv) adalah:

Pv =  x / (0.62198 + x) * (tekanan atmosfir, 101325 pa)
= 0.027 / (0.62198 + 0.027) * 101325
Tekanan uap = Pv = 4215.5 pascal

Untuk crosscheck tekanan uap bisa membandingkan ke Boiling Point Calculator, didapat hasilnya adalah 4128 pascal yang agak sedikit berbeda, mungkin karena pembulatan.


Menghitung tekanan parsial (Pp) uap air di udara
Dari tabel Psychrometric didapat bahwa untuk udara dengan temperatur 30 derajat Celcius dan kelembaban 55%, didapat rasio kelembaban x = 0.015 kg/kg' (kg air / kg udara kering, atau gr air / gr udara kering).


Cara membaca diagram Psychrometric adalah dengan mencari temperatur 30 celcius pada bagian bawah, tarik panah ke atas sampai bertemu garis kelembaban 55%, lalu tarik garis ke kanan yang akan menunjukkan rasio kelembaban (x).

Dari data rasio kelembaban dapat dihitung tekanan partial uap air pada udara;

Tekanan partial = Pp = x / (0.62198 + x) . (tekanan atmosfir, 101325 pa)
= 0.015 / (0.62198 + 0.015) . 101325
Tekanan partial = Pp = 2386.064 pascal


Menggunakan rumus Irving Langmuir
Dengan temperatur 30 derajat Celsius yang sama dengan 30 + 273.15 = 303.15 derajat Kelvin. Untuk kelembaban udara 55%, maka kalkulasi dengan rumus Irving Langmuir akan tampak sebagaimana di bawah ini:


Dengan tekanan parsial 2386.064 pascal, maka laju penguapan akan menjadi 1.97 kg/m2/s, ini adalah penguapan maximum yang dapat terjadi pada kondisi tersebut. Sehingga untuk luas permukaan air kolam renang 100 meter persegi, air akan menguap sebesar 197 kg per detik. Dengan massa jenis air 1kg/liter maka volume air menguap adalah 197 liter per detik.


Bagaimana jika kelembaban udara meningkat?
Laju penguapan akan semakin lambat jika udara mengandung uap air, atau terdapat tekanan parsial uap air di udara.  Begitu air kolam menguap, maka udara di permukaan kolam segera menjadi jenuh alias kelembaban mencapai 100% sehingga mengurangi laju penguapan menjadi nol. Jika permukaan kolam tertiup angin yang menyapu udara lembab di permukaan air kolam, maka laju penguapan akan meningkat.

Saat udara sudah jenuh dengan uap air, maka tekanan uap air akan sama dengan tekanan parsialnya di udara, sehingga laju penguapan akan sama dengan laju pengembunan sebagaimana yang dinyatakan oleh Irving Langmuir.

Jika tekanan parsial lebih besar dari tekanan uap air, maka hasil perhitungan akan negatif yang mengindikasikan bahwa terjadi pengembunan atau kondensasi uap air dari udara menuju kolam renang, dan air kolam akan bertambah. Contoh jelas dari kondisi ini adalah saat di pagi hari, suhu udara yang menjadi dingin menjadi sangat jenuh air dan menyebabkan pengembunan.


Apa yang terjadi jika tekanan udara adalah 0 atau vakum? 
Untuk menambah wawasan mari kita coba menghitung laju penguapan jika tidak ada tekanan atmosfir alias vakum. Jika tekanan atmosfir berkurang hingga vakum, maka tekanan parsial uap air di udara pada saat itu adalah nol alias tidak ada uap air, akan terjadi penguapan maximal.


Sehingga didapat laju penguapan tiap meter persegi per detiknya adalah 4.51 kg/m2/s, ini adalah penguapan maximum yang dapat terjadi pada kondisi vakum tersebut. Penguapan akan berkurang jika area diatas permukaan air dipenuhi oleh uap, penguapan akan menjadi nol jika area diatas permukaan air sudah jenuh uap atau terdapat tekanan partial yang maximal diatas permukaan air.

Video air mendidih pada temperatur sekitar 28 - 30 derajat celcius dengan cara mengurangi tekanan udara atau divakum, silahkan lihat disini.

Sistem satuan akan sangat membingungkan pada perhitungan yang menggunakan rumus-rumus turunan sebagaimana diatas. Untuk itu konversi satuan berikut bisa membantu:

1 atmosfir = 101325 pascal = 14.69595 psi = 29.92126 inches hg = 760 mm hg = 760 torr

Temperatur Fahrenheit ke Celsius: (°F - 32) x 5/9 = °C

Monday, June 17, 2013

Battery And Charging System Condition Interpretation By Voltage



Moment after the battery is fully charged, the battery voltage will drop dramatically from 14 volts to 13.2 volts when charger is disconnected. If using a 12 volt LED indicator as the above photo, then there are two LED lights on: 12 volts LED indicator and 13 volts LEd indicator are on. Four LEDs on that indicator represent voltage of: 12, 13, 14 (orange), and 15 volt (red); as shown in the photo above multitester reading above 15 volts so there four LEDs light up. The LED indicator consume very little current so it can be mounted on the dashboard to monitor the condition of the battery and the charging system continuously. LED indicator is cheap, practical, reliable, and suitable to check battery condition if you are working at field, compared to using multitester which is complicated and expensive.

Read also "Charging Your Vehicle Battery".

That fully charged battery voltage drops to 12.6 volts slowly after 12 hours after removed from the charger. Battery voltage will drop although not connected with loads such as lamp, clock, vehicle alarm, etc., it is called the open circuit voltage. Battery fluid density at this condition is 1265 grams / cc. If using a 12 volt LED indicator, then there are two LED lights on: LED indicator for 12 volts, and LED indicator for 13 volts.

Battery is considered empty when the open circuit voltage is as low as 11.7 volt, battery fluid density 1120 g/cc. If using a 12 volt LED indicators, only one LED lights up but not brightly.

Please see a video below, normal battery voltage which will appear as in that video. If you can't watch video here, you can watch it in Youtube.

When the ignition key in the ON position the battery voltage will drop from 12.6 volts to about 12.4 volts. No electric accesories is turned on (headlamps, A/C, radio / tape, etc). Some vehicle can't start right after ignition key turned to ON position. It needs about 10-20 second until electronic system ready, some vehicle have computer for engine management that needs time to be ready.

When starting motor starts spinning the voltage will drop to as low as 10 volts, all LED indicators are off. Then the voltage back up to 12 volts when the starter is cranking, only one LED indicator turns one for 12 volts indicator. If battery voltage is lower then 12 volts when starting motor is cranking, the battery may need to be replaced especially if it has already one or two year old. Starting motor failure also possible, but it is rarely happened, starting motor failure may caused by: broken solenoid, worn out bearings, internal leakage or short, etc.

When engine is running, voltage will instantly rise to 14 volts, and can reach 14.4 volts, three LEDs will light up: LED for 12, 13 and 14 volts. If voltage wont rise, it means charging system is not working well. For dry cell battery, charging voltage is 13.8 volts maximum, please read "Why Does Battery Explode".

If voltage rises to 15 volts, four LEDs will light up, this means charging system is over voltage, check charging regulator adjustment or replace charging regulator. If this happens while driving, lower the engine speed (RPM) to drop alternator output, turn on accessories such as air conditioning, headlights, radio / tape, etc., in order to absorb excess voltage. If over voltage occurs over a long period, it will evaporate and deplete battery fluid, even the battery may explode.

When the air conditioner is turned on, the voltage will drop below 14 volts then will rise again if the charging system is working well.

When headlamps are switched on, voltage will drop below 14 volts, then quickly climb back if the charging system is working well. If your headlights are modified with greater wattage, the voltage will be difficult to go back to 14 volt altought charging system is working well. Same thing will happen if you are using high power sound system, it will be hard for standard charging system to maintain 14 volts charging voltage.


Penafsiran Kondisi Aki Dan Sistem Pengisian Oleh Tegangan

Sesaat aki sudah terisi penuh oleh charger, tegangan aki akan turun drastis dari 14 volt ke 13.2 volt setelah hubungan ke charger diputus. Jika menggunakan 12 volt LED indikator sebagaimana foto paling atas,maka ada dua lampu LED menyala, indikator 12 volt akan menyala terang, dan indikator 13 volt akan menyala terang. Empat LED indikator yang mewakili tegangan: 12, 13, 14 (oranye), dan 15 volt (merah); seperti terlihat pada foto di atas pada multitester terbaca tegangan di atas 15 volt sehingga ada empat LED menyala. Indikator LED tersebut mengkonsumsi arus sangat kecil sehingga dapat dipasang pada dashboard untuk memonitor kondisi aki dan sistem pengisian secara terus menerus. LED indikator murah, praktis, handal, dan cocok untuk memeriksa kondisi baterai jika Anda bekerja di lapangan, dibandingkan dengan menggunakan multitester yang rumit dan mahal.

Baca juga artikel "Cara Mengisi Ulang (Recharge) Aki Kendaraan".

Kemudian tegangan aki yang terisi penuh turun ke 12.6 volt secara perlahan setelah 12 jam sesudah dilepas dari charger. Tegangan aki akan turun walau tidak dihubungkan dengan beban seperti lampu, jam, alarm kendaraan, dan lain-lain; dan disebut juga open circuit voltage. Berat jenis air aki pada saat ini adalah 1265 gram/cc. Jika menggunakan 12 volt LED indikator, maka ada dua lampu LED menyala, indikator 12 volt akan menyala terang, dan indikator 13 volt akan menyala redup.

Batere atau aki dianggap kosong saat open circuit voltage serendah 11.7 volt, berat jenis air aki 1120 gram/cc. Jika menggunakan 12 volt LED indikator, maka hanya satu lampu LED yang menyala redup.

Tegangan aki yang normal akan tampak sebagaimana video diatas. Jika Anda tidak bisa menonton video tersebut disini, Anda bisa menontonnya di Youtube.

Saat kunci kontak pada posisi ON tegangan aki akan turun dari 12.6 volt ke sekitar 12.4 volt. Tidak ada aksesori elektrik yang dinyalakan (lampu besar, AC, radio tape, dll). Beberapa kendaraan tidak bisa distarter tepat setelah kunci kontak diputar ke posisi ON. Dibutuhkan sekitar 10-20 detik sampai sistem elektronik siap, beberapa kendaraan memiliki komputer untuk engine manajemen yang membutuhkan waktu untuk siap.

Saat starter mulai berputar tegangan akan turun sampai disekitar 10 volt, semua LED indikator mati. Lalu tegangan kembali naik ke 12 volt saat starter sudah berputar, lampu LED indikator menyala satu buah. Jika tegangan aki lebih rendah dari 12 volt saat starter sedang berputar, bisa jadi aki harus diganti, apalagi jika umurnya sudah lebih dari satu atau dua tahun. Bisa juga ada kerusakan pada starter tapi hal ini jarang terjadi, misal: solenoid starter rusak, bearing-bearing aus, kebocoran arus (korslet), dll.

Saat engine sudah hidup tegangan akan langsung naik ke 14 volt, dan dapat mencapai 14.4 volt, lampu LED akan menyala tiga buah, yaitu lampu 12, 13 dan 14 volt. Jika tegangan tidak naik berarti sistem pengisian tidak bekerja baik. Untuk aki sel kering tegangan pengisian maximal adalah 13.8 volt, baca juga "Mengapa Aki Dapat Meledak".

Jika tegangan naik sampai 15 volt, empat LED akan menyala, ini berarti sistem pengisian kelebihan tegangan, periksa setelan regulator atau ganti regulator. Jika hal ini terjadi saat berkendara,  turunkan putaran engine (RPM)  agar output alternator turun, nyalakan aksesories seperti AC, lampu besar, radio/tape, dll, agar menyerap tegangan yang berlebih. Jika dibiarkan air aki bisa menguap habis, bahkan aki dapat meledak.

Jika AC dinyalakan maka tegangan akan turun dibawah 14 volt lalu akan naik kembali jika sistem charging bekerja baik.

Saat lampu besar (headlamp) dinyalakan tegangan akan turun di bawah 14 volt, lalu segera naik kembali jika sistem charging bekerja baik. Jika lampu besar anda diganti dengan yang berdaya lebih besar, maka tegangan akan sulit kembali ke 14 volt walau charging system bekerja baik. Hal yang sama akan terjadi jika Anda menggunakan sound system berdaya tinggi, akan sulit untuk sistem pengisian standar untuk mempertahankan tegangan pengisian 14 volt.

Friday, June 14, 2013

Easy Way Checking Roof Pitch Or Slope


Sometimes it is hard to measure the slope of the roof of the house because of the high position and a difficult climb. There are several procedures described herein. By using the first procedure, the angle of the roof of the house can checked from afar without the need to climb the roof, with simple equipment but with quite accurate result.


Note the picture above. Prepare a sheet of cardboard or plywood. Tie a piece of string in the corner of the cardboard, can use a pin or a nail. At the other end of the string tie a weight, a nut for example.

Aim or point cardboard upper edge to make it at the same line of roof slope line. As in the picture the roof peak point (A), the bottom point of the roof (B), and the upper edge of the carton are in a line. In the image above it is shown in blue axis. If the roof is being built, then put a sign such as a piece of wood as the highest point of the roof (A), and also mark the lowest point of the roof (B) on the structure being built. Or you can use a first one rafter to check its angle, if it is correct then you can continue installing more rafters to build roof with same pitch angle.

Make sure the cardboard sheet really upright so that the string and nut will be pulled by gravity without being distracted. If the thread and nut are no longer swinging, then the thread will be pointing towards the center of the earth as it is pulled by gravity. Hold the string with your fingers in this position, and mark a point (X) which passed by the string with a pencil or pen. The further the position mark (X) of the string's nail the more accurate measurement results. The above picture shows that point X is nearing the bottom edge of the cardboard.


After point X is obtained, then draw a line from the nail to point X. See the picture above, angle D is the angle between the line of string, or line DE, with the upper edge of the cardboard or DC. Measure angle D with a protractor, larger protractor will be more accurate.

The measured roof slope or pitch angle is 90 degrees minus angle D. For example: if angle D is 60 degrees, then the angle of roof pitch is:
90 - 60 = 30 degrees

If you draw a line perpendicular to the line of DX to the edge of the cardboard, it will be seen as the EC line. Angle C is the angle between the edge of the cardboard (DC) with EC line, angle C will be equal to the angle of the roof pitch, that is 30 degrees. DEC triangle describes the shape of roof slope angle that measured. The larger triangle depicted, the more accurate angle measurement.

If you do not have a protractor, roof slope can be calculated by using inverse tangential formula (ATAN).

Angle C = ATAN (Y / X) = ATAN (DE / EC)

Measure the distance from D to E, for example 15 cm. Measure distance from E to C, for example 30 cm. Then angle C is:
Angle C = ATAN (15/30) = 26.6 degrees.

Roof tiles, asbestos roofing, and many other roofing has a different pitch angle to ensure no leak. More details can be read in the article "Roof Pitch Or Slope Angle".

By using the same tools, the cardboard and string, we can measure the height of the roof and can be done from a distance as described in the article "Measuring Height From A Distance With Triangle".

You are looking for best quality laptop at an affordable price?? Various laptop or notebook, desktop, ipad, PDA, brands Apple MacBook, Toshiba, Dell, Asus, Lenovo, Samsung, and much more, with a relatively affordable price, some are protected with global warranty, see "Best Selling Computers".




If the measurement can not be done remotely, such as unobstructed view toward the roof. This second procedure still uses the same tool to measure, but it needs to climb onto the roof to put cardboard on the roof. String that is used to tie the weight or nut is shorter in order not to exceed the bottom edge of cardboard. See the picture below.





Cardboard is placed upright on the roof. If the roof is not flat, such as roof tiles, it needs use a wooden board or plywood placed over roof tiles, seen in above picture is a green line. String with nut will be pulled down by gravity. Mark the line shown by string. Draw a line corresponding to string position, as shown below.


The picture above shows a line that formed by string makes an angle with the bottom edge of the cardboard. This angle is named as angle F. Pitch or slope angle of the roof is 90 - F degrees. For example obtained F angle of 60 degrees, slope of the roof is 90 - 60 = 30 degrees. Note that in this second procedure, the bottom edge of cardboard is used for reference, not the top edge of cardboard.

If the cardboard is cut with perpendicular angle so that G angle is 90 degrees, the angle of the roof will be the same as the angle H.

The third way to measure the slope of the roof is to use a spirit level, please see the image below. This method should also be done on the roof alias must climb onto the roof.


Position one end of the spirit level on the roof, make sure the spirit level is really level. If the roof does not flat it is necessary to use a wooden board or plywood, in the picture it looks green. Measure the height of the other end of the spirit level on the roof, the result will become the value of Y. Y line must be really upright to spirit level, preferably using an elbow ruler to measure Y. Spirit level length will become the value of X. By using the inverse tangential formula (ATAN) then the roof slope can be calculated. This method requires a special tool that is a spirit level, and it is hard to be done by one person, especially as it needs to climb the roof.


Especially for the second and the third procedure, please consider the safety because those procedures need to climb onto the roof. It should be done by two people in order to help each other and they can help each other in case of an emergency situation. Do not let the roof is damaged as you climb it, or even you are injured as you fall from the roof. The best time to climb the roof is in the morning, because the roof is still hot. When scorching daytime, roof can heat up and the skin will blister if touched the roof. Climbing with footwear and bring a wooden board to avoid direct contact to the roof may help if you still had to climb on a scorching day, wet your body and clothe with water also helps. After rain is also good time for climbing the roof because the roof is cooled by rain water, but sometimes the roof became slippery due to wet.

Currently available digital tools to measure angle and can be used for measuring the roof pitch angle. The 'Wixey Digital Angle Gauge' can measure tilt angle relative to the Earth's gravity. Equipped with a magnet in order to stick to the metal iron or steel, making it very suitable for measuring the angle of a saw blade, also very suitable to check tilt angle of steel frame structure. More details here.






Angle gauge (protractor) that uses the crossbar is also equipped with a digital display. Like 'General Tools 822 5-inch Digital Angle Finder Rule' on the photo. This tool can measure the angle of the roof of the house if used in conjunction with a spirit level. Spirit level is used to ensure upright position of one ruler of the angle finder. It is also can use a string and weight to check upright position. String is tied on to one ruler and the weight will be pulled by gravitation, thus upright position of that rules can be determined. Some protractors have already equipped with spirit level, such as the red one on below photo. Angle finder can also be used to measure the angle between two walls, corners sills, and others. More details here.

Thursday, June 6, 2013

Cara Mudah Mengukur Kemiringan Atap Rumah


Kadang kita kesulitan mengukur kemiringan atap rumah karena posisi yang tinggi dan sulit memanjat misalnya. Ada beberapa prosedur yang dijelaskan disini. Dengan menggunakan prosedur pertama, sudut kemiringan atap rumah dapat dicheck dari kejauhan tanpa perlu memanjat atap, dengan peralatan yang sederhana tapi hasilnya cukup akurat.

Dapatkan uang gratis Rp 500.000,- (lima ratus ribu rupiah) cash back dari kartu Citibank, berbagai diskon dari restoran, toko, dan lain-lain,  lebih detail klik di sini.

Perhatikan gambar diatas. Siapkan selembar kertas karton (cardboard) atau tripleks. Ikatkan seutas benang yang di pojok karton, bisa menggunakan jarum pentul atau paku. Di ujung benang yang lain ikatkan pemberat, sebuah mur misalnya.

Arahkan atau bidikkan pinggir karton agar segaris dengan kemiringan atap rumah. Perhatikan pada gambar atap (Roof) bahwa titik puncak atap (A), titik bawah atap (B), dan pinggir atas karton berada dalam satu garis. Pada gambar diperlihatkan dengan garis sumbu berwarna biru. Jika atap sedang dibangun, maka letakkan suatu tanda misalnya sepotong kayu sebagai titik tertinggi atap (A), dan tandai juga titik terendah atap (B) pada struktur yang sedang dibangun tersebut. Atau Anda dapat menggunakan salah satu kaso pertama untuk memeriksa sudutnya, jika sudah benar maka Anda dapat melanjutkan memasang lebih banyak kaso untuk membangun atap dengan sudut pitch yang sama.

Pastikan lembar karton benar-benar tegak lurus agar benang dan mur dapat tertarik gravitasi tanpa terganggu. Jika benang sudah tidak berayun, maka benang akan menunjuk kearah pusat bumi akibat ditarik gaya gravitasi. Tahan benang dengan jari pada posisi tersebut, lalu tandai suatu titik (X) yang dilalui benang dengan pensil atau pulpen. Makin jauh posisi tanda (X) dari paku pengikat benang maka makin akurat hasil pengukuran. Pada gambar diatas terlihat titik X ditandai hampir mendekati tepi bawah karton.


Jika titik X sudah didapat, lalu tarik garis dari paku ke titik X. Lihat gambar diatas, sudut D adalah sudut antara garis yang dibuat benang, atau garis DE, dengan pinggir atas karton atau DC. Ukur sudut D dengan busur derajat, semakin besar ukuran busur akan semakin akurat.

Sudut kemiringan atap rumah yang diukur adalah 90 derajat dikurangi sudut D. Misal didapat sudut D sebesar 60 derajat, maka sudut kemiringan atap adalah:

90 - 60 = 30 derajat

Jika ditarik suatu garis tegak lurus dengan garis DX menuju pinggir atas karton, maka akan terlihat sebagai garis EC. Sudut C adalah sudut diantar pinggir atas karton (DC) dengan garis EC, sudut C akan sama dengan sudut kemiringan atap, yaitu 30 derajat. Segitiga DEC menggambarkan bentuk atap rumah yang diukur sudut kemiringannya. Semakin besar segitiga yang digambarkan, maka semakin akurat hasil pengukuran sudut.

Jika tidak mempunyai busur derajat, maka kemiringan dapat dikalkulasi dengan menggunakan rumus kebalikan (inversi) tangensial (ATAN).

Sudut C = ATAN (Y/X) =  ATAN (DE/EC)

Ukur jarak dari D ke E, misalnya didapat 15 cm. Ukur jarak dari E ke C, misalnya 30 cm. Maka sudut C adalah:

Sudut C = ATAN (15 / 30) = 26.6 derajat.

Atap genteng, atap asbes gelombang, dan berbagai atap lainnya memiliki sudut kemiringan yang berbeda agar tidak bocor. Lebih detail dapat dibaca di artikel "Sudut Kemiringan Atap Rumah".

Dengan menggunakan peralatan yang sama, yaitu karton dan benang, kita dapat mengukur ketinggian atap dan bisa dilakukan dari jauh sebagaimana dijelaskan pada artikel "Mengukur Ketinggian Dari Kejauhan".

Video latihan menembak dengan pistol laser yang akurat dan aman dilakukan dimana saja, karena tidak ada peluru beterbangan. Pistol laser ini juga dapat digunakan sebagai penunjuk (laser pointer) untuk presentasi.



Jika pengukuran dari jauh tidak bisa dilakukan, misalnya karena pandangan ke arah atap terhalang. Prosedur kedua menggunakan alat yang sama tetap bisa dilakukan pengukuran, tapi harus dengan memanjat atap untuk meletakkan karton diatas atap. Benang yang digunakan untuk mengikat pemberat tidak perlu panjang agar tidak melampaui pinggir karton. Lihat gambar dibawah.


Karton diletakan tegak diatas atap. Karena atap tidak rata, misalnya atap genteng, maka bisa menggunakan papan atau tripleks diletakkan diatas genteng, terlihat pada gambar berwarna hijau. Benang dengan pemberat akan tertarik gravitasi. Tandai arah yang ditunjukkan oleh benang. Tarik garis sesuai posisi benang, sebagaimana gambar dibawah.


Pada gambar diatas terlihat garis yang dibentuk benang membuat sudut dengan pinggir bawah karton. Sudut itu dinamai sebagai sudut F. Maka kemiringan atap rumah adalah 90 - F derajat. Misalnya didapat sudut F sebesar 60 derajat, kemiringan atap rumah adalah 90 - 60 = 30 derajat. Perhatikan bahwa pada cara kedua ini pinggir bawah karton yang dijadikan patokan, bukan pinggir atas karton.

Jika karton dipotong dengan sudut G yang tegak lurus (90 derajat), maka sudut kemiringan atap rumah akan sama dengan sudut H.


Cara ketiga untuk mengukur kemiringan atap adalah menggunakan waterpas (spirit level), harap lihat gambar dibawah. Cara ini juga harus dilakukan diatas atap alias harus memanjat atap.


Posisikan salah satu ujung waterpas pada atap, pastikan waterpas sudah datar atau rata air (level). Jika atap tidak rata maka perlu bantuan tripleks atau papan, pada gambar terlihat berwarna hijau. Ukur ketinggian ujung waterpas yang lain terhadap atap, ini akan menghasilkan nilai Y. Garis Y harus benar-benar tegak lurus waterpas, sebaiknya menggunakan mistar siku. Panjang waterpas menjadi nilai X. Dengan menggunakan rumus kebalikan tangens (ATAN) maka kemiringan atap dapat dihitung. Cara ini membutuhkan alat khusus yaitu waterpas, dan sulit dilakukan oleh satu orang, apalagi harus dilakukan dengan memanjat atap.

Khusus untuk cara kedua dan ketiga, harap pertimbangkan faktor keselamatan (safety) karena harus memanjat atap. Sebaiknya dilakukan oleh dua orang agar dapat saling membantu dan saling menolong jika terjadi situasi darurat. Jangan sampai atap justru rusak karena dipanjat, atau bahkan Anda cidera karena jatuh dari atap. Saat terbaik untuk memanjat atap adalah di pagi hari, karena atap masih belum panas. Di siang hari yang terik atap bisa menjadi sangat panas hingga kulit melepuh jika menyentuh atap. Memanjat dengan alas kaki dan membawa papan untuk melapisi atap dapat membantu jika tetap harus memanjat di siang yang terik, membasahi badan dan pakaian dengan air juga membantu. Saat sesudah hujan juga baik untuk memanjat atap karena atap didinginkan oleh air hujan, tapi kadang atap menjadi licin karena basah.

Saat ini sudah tersedia alat digital untuk mengukur sudut kemiringan, bisa untuk mengukur sudut kemiringan atap maupun sudut lainnya. Salah satunya adalah Wixey Digital Angle Gauge yang dapat mengukur sudut kemiringan relatif terhadap gravitasi bumi. Dilengkapi dengan magnet agar dapat menempel pada logam besi atau baja, sehingga sangat cocok juga untuk mengukur sudut kemiringan pisau gergaji, juga sangat cocok untuk mengukur sudut kemiringan pada struktur rangka baja. Lebih detail disini.



Alat pengukur sudut (protractor) yang menggunakan mistar juga sudah dilengkapi dengan display digital. Seperti General Tools 822 5-inch Digital Angle Finder Rule pada foto. Alat ini dapat mengukur sudut kemiringan atap rumah jika digunakan bersama dengan waterpas (spirit level). Waterpas digunakan untuk menentukan tegaklurusnya salah satu mistar protractor. Sudut tegak lurus juga dapat ditemukan dengan menggunakan benang dan pemberat yang diikat ke salah satu mistar protractor. Beberapa protractor sudah dilengkapi dengan water pas, lihat yang berwarna merah pada foto dibawah. Protractor juga dapat digunakan untuk mengukur sudut diantara dua dinding, sudut kusen, dan lain-lain. Lebih detail disini.


Friday, May 31, 2013

Rest Area Purbaleunyi km 97 Viewed Above The Highway


Photo was taken at above Purbaleunyi or Cipularang (CIkampek PUrwakarta padalaRANG) highway km 97, West Java - Indonesia. Showing rest area which has plenty of souvenir factory outlets. Scenery was viewed from a bridge above the highway at about 18.00, facing to north. Global Positioning System (GPS) coordinates -6.674817, 107.439621 . Zero point (0 km) of this toll road is in Cawang, Jakarta. This rest area is about 39 km from Pasupati flyover in Bandung. As seen on the highway, vehicles on the left side are going to Cikampek or Jakarta. While vehicles on the right side of the highway are going to Bandung.

Another view of Purbaleunyi km 97






Are you looking for a high quality digital photo and video cameraas? Various camera brands like Canon, Nikon, Samsung, Panasonic, Fujifilm, Sony, Kodak, Olympus, Sanyo, infrared cameras, tripods, lenses, filters, bags, and much more, can be checked in "Best Seller Digital Cameras".







Foto diambil di atas km 97 jalan tol Purbaleunyi atau Cipularang (CIkampek PUrwakarta padalaRANG), Jawa Barat - Indonesia. Di tempat istirahat ini banyak toko factory outlet yang menjual souvenir di sini. Pemandangan dilihat dari jembatan di atas jalan raya sekitar pukul 18.00, menghadap ke utara. Global Positioning System (GPS) koordinat -6,674817, 107,439621 . Titik nol (0 km) jalan tol ini adalah di Cawang, Jakarta. Rest area ini sekitar 39 km dari jalan layang Pasupati di Bandung. Terlihat di jalan tol, kendaraan di sebelah kiri mengarah ke Cikampek atau Jakarta. Sedangkan kendaraan di sebelah kanan mengarah ke Bandung.

Pemandangan lainnya dari Purbaleunyi km 97

Simple Battery Voltage Indicator With LED


This indicator circuit will monitor battery voltage. It's simple circuit will avoid confusing when assembling and not prone to malfunction during operation. The circuit consumes about 0.43 mA current at a voltage of 12 volts, power is about 0.00516 watts. Because that power consumed is very small then this indicator can be used to continuously monitor the voltage, for example as an indicator vehicle dashboard. LED lights as accessories that can adorn the dashboard.

See video when testing with variable voltage power supply here.

Watch test video on vehicle for battery voltage and electric system interpretation, please read "Battery And Charging System Condition Interpretation By Voltage".

The circuit is using zener diode as voltage reference and it is known to have good stability and high accuracy. The circuit is quite reliable yet inexpensive when compared to the expensive digital voltmeter but sometimes error, as well as analog voltmeter which is less accurate when placed in a certain position.

Maximal voltage for charging dry cell battery) is around 13.8 volts. Maximal voltage for charging wet cell battery is around 14.4 volts. More details on "Charging Your Vehicle Battery".

In addition to monitoring the vehicle battery voltage, the circuit can also be used for battery charging indicator with wind turbine (wind charger) as the article "Pico Wind Turbine With Bicycle Wheel".




Resistor 1 (R1) is 10 kiloohms 0.5 watts, it filters high voltage caused by magnetic field induction alternator, dynamo, and transformer that is used to recharge battery.

Diode 1 (D1) is 1N4007 securing the circuit if there is an error connection to the battery. D1 will cause voltage that is fed to the circuit will be dropped 0.6 volts.

R1 and D1 may be omitted if the circuit operation is considered fairly safe. If D1 abolished then all values of zener diode must be added by 0.6 volts.

Zener diode 1 (Dz1) has value 11 volts 0.5 watts, will determine the voltage that makes the transistor (T) turned on and LED light up. Note that zener diode is installed with reverse position of ordinary diode.

Base resistor (Rb) with value 680 kiloohms 0.25 watts determines the current through transistor and the LED to adjust the brightness of the LED when lit.

LED has a 5 mm diameter with transparent casing and yellow light.

Transistor (T) is BD139 serves as a switch and will connect if it's base energized. Base of the transistor will get current if the voltage beyond a certain voltage. That certain voltage is zener diode 1 (Dz1) plus diode 1 (D1) voltage (0.6 volts) plus the base emitter voltage of the transistor (0.6 volts). If Dz1 valued at 11 volts, the voltage that makes the transistor connects and allows the LED to light up is:

11 + 0.6 + 0.6 = 12.2 volts

The schematic may have some circuits to monitor the battery voltage. As the above schematic, there are three circuits as an indicator for three voltage levels. Circuit in the center is using a zener diode (Dz2) with value of 12 volts 0.5 watts. The LED in the center circuit will be lit if the battery voltage is reached:

12 + 0.6 + 0.6 = 13.2 volts

Rightmost circuit is using a zener diode (DZ3) with value of 12 volts and it has diode 1N4007 added to increase zener voltage as high as 0.6 volts. LED will light up if the battery voltage is reached:

12 + 0.6 + 0.6 + 0.6 = 13.8 volts

If using a crystal diode OA90, then the zener voltage can be increased by 0.2 volts.

This circuit can be modified so that the LED is turned on at a certain voltage, by replacing zener diode, or add 1N4007 or OA90 diode on the transistor base as shown by the rightmost circuit.

Number of LED lights also can be added as needed. To monitor battery voltage, circuit should consist of 4 pieces LED lights representing 12, 13, 14, and 15 volts. LED light representing 14 volts should be orange colored, to warn that the battery voltage is maximal for wet cell battery, and too high for dry cell battery. LED light representing 15 volts should be red colored, to warn that the battery voltage exceeds the maximum voltage allowed for wet cell battery.

For voltage indicator circuit of  12, 13, 14 and 15 volts, it is using zener diodes 11, 12, 13, and 14 volts. Zener diodes voltage are a little smaller, because of the loss of voltage on the input diode (D1) and the base emitter transistor respectively of 0.6 volts, so the total loss of voltage is 1.2 volts.

For 24-volt battery, circuit is using zener 22, 24, 26, and 28 volts. If you can not find the appropriate zener voltage, it can use a 1N4007 diode (0.6 volts) or OA90 crystal diode (0.2 volts) to adjust or increase the zener voltage.

Here are the results of my tests done to determine the current consumption at each voltage level with 680 kilohm resistors for all LEDs:
12 volts 0.43 mA
13 volts 0.80 mA
14 volts 1.03 mA
15 volts 1.57 mA

Below photo shows voltage indicators unit  which has different LED lights, which are: white for 12 and 13 volts, orange for 14 volts, and red is indicating 15 volts. Those white LEDs are very bright while red LED is the faintest.


So I modify base resistors, for very bright white LEDs that represent voltage of 12 volts is using 2.2 megohm resistor, while white LED that represent the voltage of 13 volts is using a 1.6 megohm resistor. Orange LED as indicator for 14 volts is using 82 kilohm resistor. Red LED that indicates the voltage of 15 volts is using 33 kiloohm resistor. Total current consumed for each voltage level is:

12 volts 0.3 mA
13 volts 0.6 mA
14 volts 0.8 mA
15 volts 2.2 mA

It won't be a problem for high current consumption at 15 volts, as it means that charging system is over voltage. Therefore it needs load to consume that excess voltage.

As a guidance to set the LED brightness, forward voltage at LED pins (anode and cathode) should be about 2 volts to produce bright LED light, and LED will last longer. If the forward voltage exceeds 3 volts, the LED can be broken.

Photo above looks out of focus because the camera lens is dazzled by the light of white LEDs. That's why white LEDs are using very big resistors. If the circuit is using only white LEDs, current consumption will be very very small.

Download datasheet dioda zener,  dioda 1N4007,  transistor BD139