Kini Giliran Pokok Pula Menjana Kuasa Elektrik

Mungkinkah tenaga elektrik suatu hari nanti datangnya dari pokok?

Para pengkaji dan saintis di seluruh dunia terus mengkaji kaedah-kaedah terbaru bagi menghasilkan tenaga elektrik yang lebih bersih. Antara teknik penghasilan yang telah diguna pakai sebelum ini seperti kincir angin, ombak, tenaga solar, geothermal dan hydro-elektrik adakah lagi kaedah lain untuk menghasilkan tenaga elektrik?

Sudah tentu ada sekiranya kita terus memerhati. Sebagaimana kita ketahui setiap benda mempunyai tenaga masing-masing yang berubah dari satu bentuk ke bentuk yang seterusnya. Malah antara perkara yang selama ini kurang diperhatikan adalah pokok. Bolehkah pokok menjana tenaga elektrik? Ia bergantung pula bagaimana pokok itu dilihat dan diaplikasikan untuk penghasilan tenaga elektrik.

Ohio State University

Ryan Harne

Antara teknik penghasilan tenaga elektrik berkonsepkan pokok yang terbaru adalah yang dihasilkan oleh para penyelidik di Ohio State University menggunakan struktur berbentuk pokok tanpa daun yang menghasilkan elektrik melalui pergerakan bumi (seismic), pergerakan pada bangunan tinggi dan juga gegaran yang dihasilkan oleh kenderaan seperti di atas jambatan.

Setakat ini ia masih dalam kajian dan jumlah kuasa yang dihasilkan dengan teknik ini tidaklah dalam jumlah yang besar. Ia bagaimanapun masih boleh digunakan untuk membekalkan tenaga bagi peralatan-peralatan yang memerlukan tenaga yang kecil. Malah, semua kaedah penjanaan tenaga bermula dalam saiz yang kecil.

Projek ini diketuai oleh Ryan Harne yang mengeluarkan kenyataan mengenai perkara tersebut di dalam ‘Journal of Sound and Vibration’ mengenai getaran yang melepasi objek berbentuk pokok yang menyebabkan ianya bergerak.

Ia antara lainnya adalah untuk memanfaatkan sejumlah getaran yang terdapat banyak disekeliling kita yang dihasilkan secara semulajadi oleh pergerakan bumi (seismic) dan juga dari aktiviti manusia seperti bangunan-bangunan tinggi, jambatan, gegaran oleh kenderaan dan juga pejalan kaki.

Rekaan tersebut juga dikatakan amat ringkas di mana mengikut beliau ianya adalah terdiri dari batang pokok dengan beberapa cabang tanpa daun! Namun tiada gambar disertakan untuk memberikan gambaran mengenai struktur tersebut.

Massachusetts Institute of Technology

Mengukur tenaga elektrik pada pokok oleh para penyelidik dari MIT.

Tenaga elektrik dari kentang.

Berbeza pula dengan kaedah penghasilan tenaga elektrik yang dikaji di Massachusetts Institute of Technology (MIT) yang mengkaji penghasilan tenaga elektrik terus dari pokok. Melalui kajian mereka pokok didapati boleh menyimpan sehingga 200 millivolt tenaga elektrik. (Millivolt = 1/1000 volt).

Ianya bukanlah seperti penghasilan elektrik menggunakan kentang dan juga elektrod berbeza untuk menghasilkan elektrik (juga menggunakan lemon, anggur dan beberapa jenis buah lagi). Kajian yang dinyatakan ini adalah mengenai tenaga elektrik yang dihasilkan sendiri oleh pokok-pokok secara terus.

Namun begitu untuk membolehkan tenaga ini digunakan, para pengkaji perlu membina penukar penguat (boost converter) yang mampu mengumpulkan tenaga selemah 20 millivot dan menyimpannya untuk menghasilkan tenaga yang lebih tinggi. Menggunakan elektrod alat ini akan dipasang kepada pokok dan mampu mengeluarkan tenaga sehingga 1.1 volts, jumlah yang cukup untuk memberikan kuasa pada peralatan bervoltan rendah (low-power sensor).

Kaedah ini juga tidak menghasilkan jumlah tenaga yang tinggi, namun ia mungkin berguna untuk membekalkan kuasa bagi kawasan-kawasan terpencil dan juga untuk membekalkan kuasa bagi peralatan dalm memantau kes-kes kebakaran hutan ataupun keadaan hutan itu sendiri.

French Artificial Tree

Pokok elektrik yang dihasilkan oleh Jérôme Michaud-Larivière

Pokok kincir angin yang siap dipasang.

Berbeza pula dengan pokok yang dihasilkan oleh para jurutera dari Perancis sebelum ini. Ianya adalah juga kincir angin yang dibentuk menjadi sebuah pokok. Hanya pokok ini mengandungi sejumlah kincir angin yang mampu menjana tenaga elektrik juga untuk kegunaan-kegunaan kecil.

Jérôme Michaud-Larivière yang merupakan pengasas kepada rekaan ini yang mendapat ilham daripada dedaun pokok yang bergerak. Menurut beliau lagi, “tenaga harus datang daripada sesuatu dan diterjemahkan kepada watts”. Ia merupakan ungkapan biasa yang digunakan bagi mereka yang melibatkan diri dalam bidang kejuruteraan.

Namun begitu rekaan beliau juga menitik beratkan fungsi dan efisyensi, kerana rekaan ini mampu berfungsi pada setiap arah angin selain ianya adalah senyap. Ianya boleh berfungsi dengan hembusan angin selemah 4.5 mph (7.2 km/h).  Menurut Michaud-Larivière lagi pokok eleltriknya ini boleh mengeluarkan tenaga yang menguntungkan apabila angin bertiup pada kelajuan purata 7.8 mph (12.5 km/h) dalam tempoh setahun; namun ia belum dibuktikan melalui ujian makmal bebas.

Bagi rekaan ini pula ianya adalah kincir angin biasa yang direka dengan lebih baik. Namun begitu usaha ini juga adalah satu usaha positif dalam menghasilkan tenaga yang lebih bersih. Cuma pokok kincir angin ini bukanlah murah, rekaan ini berharga £23,500 dan mungkin juga akan memerlukan perbelanjaan baikpulih pula nanti.

Ya, bukan mudah untuk menemukan satu-satu kaedah yang baru dalam apa juga lapangan sekalipun. Namun begitu setiap perkara dapat dilihat daripada sekeliling kita bagaimana alam itu sendiri dipenuhi dengan tenaga yang berubah-ubah. Rekaan yang baik tidak semestinya datang daripada orang-orang yang berpendidikan tinggi sahaja, malah adakalanya ia bermula dari idea yang sangat ringkas. Renung-renungkan. 

Kesan Gerhana Kepada Cuaca Global

Fenomena gerhana matahari penuh. 

Gerhana merupakan fenomena alam yang amat menarik perhatian sejak dahulu lagi. Ia menimbulkan pelbagai reaksi manusia mengikut adat, budaya, masyarakat dan agama. Kesemua manusia mempunyai pandangan berbeza-beza terhadap kesan gerhana dan kesan yang diakibatkannya. Apa pendapat anda sebelum meneruskan bacaan ini?

Kesan gerhana secara global adalah disebabkan penurunan suhu bagi kawasan yang dilindungi oleh bulan, di mana bayang matahari akan melaluinya semasa tempoh gerhana matahari berlaku. I menjadi tanda tanya bagi kita sehingga kesan ini dapat dilihat dengan jelas melalui kesan penurunan suhu yang diukur pada August 1999.

Pada tahun tersebut Dr Suzanne Gray dari University of Reading yang melakukan pengamatan penurunan suhu yang berlaku bagi fenomena gerhana di Selatan England. Fenomena tersebut jelas menunjukkan berubahan kepada tekanan udara yang menyebabkan berlakunya perubahan arah angin.

Keputusan menunjukkan penurunan purata sebanyak 0.7 meter sesaat bagi kawasan-kawasan yang tidak diliputi awan, manakala arah angin berubah melawan arah putaran jam dengan suhu 17°C  pula. Kesan gerhana ini juga menyebabkan arah angin dari arah Timur dan penurunan suhu sebanyak 17°C 

Super computer seperti Cray, Luna dan Surge digunakan untuk kaji cuaca.

Kedudukan bulan dan matahari semasa fenomena gerhana.

Masyarakat dunia mempunyai pelbagai andaian mengenai gerhana matahari.

.

Perubahan ini dapat dilihat dengan ketara dengan model lengkap ‘ramalan cuaca’ sekiranya tiada fenomena gerhana berlaku. Ini kerana dengan adanya ‘high-resolution weather forecast models’ merupakan salah satu teknologi yang dimiliki, kesan yang disebabkan oleh gerhana ini dapat dilihat dengan jelas.

Bagi masyarakat dunia sejak dahulu lagi mengaitkan pelbagai perkara dalam menerangkan mengenai fenomena gerhana matahari mahupun bulan. Ada yang mengatakan ianya dimakan oleh beruang yang besar bagi orang-orang asli di bahagian Amerika Utara. Manakala bagi orang-orang Greek pula ia memberikan petunjuk mengenai kemarahan Tuhan dan petanda bagi kedatangan bencana dan kemusnahan.

Peralatan yang betul diperlukan untuk melihat gerhana.

Penapis cahaya yang cukup untuk menjaga keselamatan pemerhati.

Tidak kurang juga di bahagian Timur seperti di China, India, Asia Tenggara yang mempunyai kepercayaan masing-masing. Ia juga menimbulkan pelbagai reaksi seperti melakukan sembahyang tertentu, pemujaan tertentu dan adakala mengorbankan manusia dan sebagainya.

Kesan gerhana dan cuaca ini amat menarik kerana di dalam kajian di atas gerhana adalah berlaku di kawasan yang bersuhu sejuk. Namun apabila ia berlaku di kawasan bersuhu panas seperti benua Afrika pada waktu tengahari, ia akan membawa impak yang lebih jelas untuk diperhatikan. Sama-sama kita memerhati untuk memahami tentang fenomena di sekeliling kita.

Sejarah Rekaan Peralatan Pembersih Hampagas (Vacuum Cleaner)

Roomba, mesin pembersih hampagas robotik tanpa pengawasan.

Sejarah rekaan sesuatu peralatan merupakan perkara yang penting untuk diketahui. Melalui kisah ini kita dapat melihat bagaimana perubahan sesuatu barang tersebut sehingga ke tahap yang lebih baik seperti yang kita lihat pada hari ini. Di sini kita mengambil pembersih hampagas sebagai contoh sahaja di mana, kesemua barangan dan peralatan lain adalah dihasilkan melalui proses yang seakan-akan sama sahaja.

Pembersih hampagas direka lebih awal iaitu sekitar 1860-an bagi tujuan untuk membersihkan isi rumah (kebiasaannya adalah karpet yang menyimpan habuk). Pada mulanya Daniel Hess mencipta peralatan yang dipanggil sebagai “carpet sweeper”, yang menggunakan berus untuk menarik habuk dari carpet. Ia bagaimanapun tidak dihasilkan secara komersil.

Beberapa rekaan lain turut dihasilkan oleh Ives W. McGaffey, yang mereka “Whirlwind” yang menggunakan kipas yang dipusingkan menggunakan tenaga manusia.  Ia agak janggal digunakan namun – ia mungkin merupakan satu-stunya peralatan yang ada pada masa tersebut, dan mendapat jualan yang lebih baik. Ini diikuti pula dengan “Grand Rapids” yang direka oleh Melville R. Bissell.

Tidak kurang juga John S. Thurman dari St. Louis, Missouri yang mencipta "pneumatic carpet renovator" yang menggunakan tenaga ‘gasoline’, ia merupakan peralatanyang menghembuskan habuk ke udara dan tidak pula mengumpul habuk-habuk tersebut.

Whirlwind yang direka oleh Ives W. McGaffey.

Contoh rekaan yang dipatentkan.

Corinne Dufour memperbaiki rekaan pada “carpet sweeper” dengan menggunakan motor elektrik dan span basah untuk menangkap habuk. Manakala Hubert Cecil Booth dari England pula mencipta peralatan vakum pertama menggunakan enjin bermotor. Ia bersaiz amat besar dan perlu menggunakan kereta kuda untuk memindahkannya.

Walter Griffiths mencipta peralatan vakum mudah alih yang pertama, namun ia masih menggunakan tenaga manusia sebagai sumber kuasanya. Kemudian satu lagi rekaan yang penting dihasilkan adalah “Domestic Cyclone” oleh James B. Kirby, yang menggunkan air untuk mengumpul habuk-habuk yang disedut dari karpet.

Peralatan pembersih hampagas (vacuum cleaner) yang menggunakan motor elektrik pertama adalah dihasilkan oleh James Murray Spangler dari Canton, Ohio. Ia dikira sebagai pembersih hampagas (vacuum) pertama yang menggunakan motor elektrik, mudah alih dan mengumpulkan habuk dalam satu masa.

Contoh peralatan awal dan moden. 

Vacuette, antara mesin tidak menggunakan elektrik.

'Domestic Cyclone' menggunakan air untuk mengumpul habuk.

James Murray Spangler

Bekerja sebagai pembersih (janitor) di sebuah pasaraya, tugasnya adalah membersihkan karpet yang dilakukan menggunakan kaedah biasa – memukul, menyapu dan menggunakan peralatan-peralatan yang ada. Oleh kerana alahan terhadap asthma, beliau mencari kaedah yang dapat mengelakkan dirinya terdedah kepada habuk semasa melakukan kerja-kerja tersebut.

Semasa menggunakan peralatan-peralatan lain, terfikir olehnya sekiranya peralatan tersebut menggunakan kipas yang seperti yang digunakan di syiling tempat beliau bekerja. Dari sinilah beliau memulakan proses rekaannya mencipta peralatan menggunakan kipas elektrik.

Rekaan beliau tidak berjalan dengan mudah, kerana pada mulanya peralatan tersebut hanya mampu menyedut habuk, namun ianya beterbangan di udara. Beliau kemudiannya menggunakan sarung bantal untuk mengumpul habuk-habuk yang disedut dan dikumpulkan.

Rekaan tersebut dipatent dan dijual kepada syarikat William Henry Hoover. Di mana sehingga ke hari ini syariakt tersebut masih lagi menghasilkan pelbagai jenis dan model pembersih hampagas (vacuum cleaner).

Mesin pembersih menggunakan teknik Cyclone dari Dyson.

Pembangunan Berterusan

Dari rekaan inilah saiz dan bentuk peralatan ini terus berubah dari semasa ke semasa. Teknologi yang digunakan pada pembersih hampagas juga adakalanya turut digunakan pada mesin-mesin yang lebih besar seperti pembersih ‘cyclone’, yang biasa digunakan untuk mengumpul partikel yang beterbangan di dalam industri perkilangan/ pembuatan.

Hari ini pembersih hampagas digabungkan dengan teknologi perkomputeran yang membolehkan mesin tersebut melakukan kerja-kerja pembersihan dengan sendiri tanpa pengawasan manusia. Teknologi robotik yang digabungkan bersama dengan mesin pembersih ini telah dimulakan sejak lewat 90-an dan awal tahun 2000 lagi. Antara mesin pembersih robotik yang paling terkenal adalah Roomba, Neato, dan bObsweep.

Kebiasaan mesin pembersih hampagas hari ini.

Ianya sangat menarik melihat bagaimana sesuatu perkara mula dicipta. Ia biasanya bermula dengan pelbagai kekurangan, kecatatan dan sebagainya. Namun kita dapat lihat betapa ia merupakan salah satu rekaan penting digunakan hampir di setiap rumah. Apa yang penting di sini, ia direka oleh seorang yang menginginkan perubahan tanpa menanti ianya dilakukan oleh orang lain. Anda boleh jadi siapa sahaja untuk mencipta sesuatu yang dapat memudahkan diri anda sendiri ataupun orang lain di sekeliling anda.

Angkasawan Scott Kelly Pulang Setelah Setahun di Angkasa

Scott Kelly setelah mendarat di Kazakhastan setelah berada setahun di ISS.

Berada setahun di angkasa bukanlah seperti berada setahun di perantauan kerana untuk berpeluang ke angkasa itu sendiri merupakan peluang yang hanya diberikan kepada individu-individu tertentu untuk tugas-tugas tertentu pula. Mereka lebih dikenali sebagai angkasawan, biasanya terdiri daripada para penyelidik, saintis dan jurutera dalam satu masa.

Bagi memenuhi satu lagi ujian untuk mengkaji kesan jangka panjang berada di angkasa dengan kerjasama bersama Russia di dalam satu misi yang dinamakan ‘One-Year Mission’: dimana angkasawan US yang terpilih adalah Scott Kelly dan angkasawan Russia pula adalah Mikhail Kornienko. Apa yang menarik Scott Kelly juga mempunyai saudara kembar yang juga merupakan seorang lagi angkasawan US iaitu Mark Kelly. Mereka juga merupakan pasangan adik-beradik pertama yang menunjungi angkasa.

Setelah menghabiskan masa selama 340 hari di angkasa, Scott Kelly menyifatkannya bagaikan berada di angkasa selamanya dan ianya jauh daripada yang digambarkan sebelum ini. Bagi tempoh tersebut juga berliau melakukan perjalanan sejauh 144 juta batu selama berada di International Space Station (ISS). Ini kerana ISS bergerak dengan kelajuan yang sangat tinggi dan anda mungkin perlu menyemak semula artikel mengenai ISS.

Scott Kelly mengenakan pakaian Extravehicular Mobility Unit (EMU).

Pasangan kembar Mark Kelly dan Scott Kelly.

Bersama dengan angkasawan dari Russia Mikhail Kornienko.

Misi ini menyasarkan kepada tujuh isu biomedical berhubung kait dengan perjalanan angkasa termasuklah peningkatan risiko osteoporosis and juga penurunan otot-otot, kegagalan sensor, pengekalan nutrisi, dan risiko penyesuaian jangka panjang. Satu lagi lapangan pengkajian yang dilakukan adalah berkenaan dengan kajian penjagaan perubatan; iaitu kebolehan melakukan pemeriksaan kesihatan dan pengurusan kesihatan ketika di dalam penerbangan bagi perjalanan yang jauh di mana perjalanan untuk pulang ke bumi mungkin memakan masa selama berbulan ataupun tahun.

Scott Kelly, 52 keseluruhannya telah menghabiskan masa sehingga 520 hari melalui 4 misi beliau ke angkasa. Sebelum ini angkasawan Russia, Valeri Polyakov pernah menghabiskan masa selama 438 hari dalam satu misi di angkasa dan masih merupakan satu tempoh yang paling lama bagi angkasawan berada di angkasa dalam satu misi.

Cupola module yang mempunyai tingkap untuk melihat ke bumi. 

Semasa berada di ISS, Kelly banyak menghantar gambar ke laman Instagram dari copula module yang menghala ke bumi begitu juga gambar-gambar beliau yang lain. Ia juga banyak menarik minat orang ramai untuk mengetahui lebih banyak mengenai dunia sains, teknologi dan juga kejuruteraan.

Pengalaman ini mungkin pengalaman yang menarik dan mungkin juga sebaliknya. Sekiranya anda diberikan peluang dan tanggungjawab untuk menyempurnakan misi seperti ini, adakah anda sanggup melakukannya?

Mini Komputer Berharga di Bawah USD10

Komputer mini yang sangat kecil dan murah.

Komputer menjadi antara peralatan penting hari ini. Oleh kerana kepesatan teknologi komputer, harganya menjadi semakin murah dan boleh dimiliki oleh siapa sahaja. Namun begitu harga komputer mini ini jauh lebih murah kerana binaan dan fungsinya yang tersendiri.

Dua mini komputer pada harga di bawah USD10 iaitu Rasberry Pi Zero (USD5) dan juga C.H.I.P (USD9) mempunyai kelebihan masing-masing. Seperti juga yang kita ketahui sebelum ini Rasberry Pi telah mengeluarkan beberapa model mini komputer sebelum ini iaitu : Rasberry Pi A, A+: B, B+ - sebelum mengeluarkan model terbaru ini iaitu Rasberry Pi Zero.

Kedua-kedua komputer mini ini boleh digunakan untuk pelbagai projek dan anda perlulah mengetahui sedikit sebanyak mengenai teknik-teknik mengendalikannya. Ini kerana papan (board) komputer ini didatangkan tanpa kabel dan peralatan lain seperti keyboard, monitor, speaker dan lain-lain. Jadi anda perlu mengetahui jenis-jenis kabel, slot-slot yang betul untuk menyambungkan peralatan-peralatan lain kepada board ini untuk membolehkan ianya berfungsi dengan betul.

C.H.I.P. komputer di atas papan keyboard.

Layout pada papan Rasberry Pi Zero.

Layput pada papan C.H.I.P. komputer.

Kedua-dua mini komputer ini mempunyai kuasa CPU yang hampir sama iaitu dengan kelajuan 1GHz dengan RAM 512MB. Namun begitu C.H.I.P menggunakan CPU yang lebih baru iaitu ARMv7 dan Pi Zero pula menggunakan ARMv6 (adakalanya dipanggil sebagai ARM11). Terdapat beberapa perbezaan ketara antara kedua papan komputer mini ini. Jadi anda perlu memeriksanya terlebih dahulu sebelum membuat keputusan untuk menggunakannya.

Komputer-komputer mini ini amat sesuai untuk digunakan pada pelbagai projek elektronik dan programming. Selain daripada ianya jauh lebih murah, ia juga mudah dipadan dan di program.  Bagi yang baru ingin mencuba mungkin Rasberry Pi adalah jauh lebih baik kerana ia mempunyai komuniti pengguna yang ramai – mudah untuk mendapat bantuan tentang penggunaannya. Namun begitu C.H.I.P juga mungkin sesuai bagi mereka yang telahpun biasa menggunakan mini-mini komputer yang lain.