Blog tentang segala aktivitas yang berhubungan dengan pendidikan dan pengajaran. Silahkan ambil yang dapat dimanfaatkan. Jangan lupa untuk mencantumkan nara sumber jika dirasa bermanfaat
Ini adalah hasil karya anak usia 12 tahun, yang masih suka membuat sesuatu dengan lego technic di rumah. Karena dia belum mau menulis tentang hasil karyanya, saya minta dia mengungkapkannya lewat video. Ini adalah hasil karyanya.
Secara prinsip, lift hanya menggunakan katrol saja sebagai alat pengangkut. Tapi karena ada pembuatnya ingin membuat kriteria desain lain, kerumitan mesin semakin bertambah. Lift buatannya ini memiliki alat kendali yang bisa digerakkan sesuai posisi lift dalam bangunan. Untuk memenuhi kebutuhan itu dia memerlukan roda gigi dan komponen lain untuk membuat alat kendali. Alat kendali ini dirancang sebagai panel lift yag berfungsi mengetahui ketinggian lift tersebut tanpa harus melihat secara langsng di mana posisi lift. Beberapa roda gigi digunakan untuk mengatur kecepatan lift dan menggerakkan jarum petunjuk bersama sama sama denagn porosyang menggerakkan katrol. KIta juga dapat memasang motor pada poros atau menggerakkannya secara manual.
Ada banyak sekali hal yang dapat dieksplorasi anak anak ketika membuat model lift ini antara lain mempelajari prinsip sederhana katrol dan roda gigi.
Berawal dari mempelajari Fisika Fluida pada bagian Hukum Pascal, saya memberi usulan kepada anak anak (usia 12 dan 15 tahun) untuk membuat sesuatu dari prinsip Hukum Pascal tersebut. Jadi ilmu Fluida secara perhitungan dan teori dikuasai, dari segi eksperimen juga bisa diketahui. Sebelum belajar tentang Fisika Fluida, mereka pernah mencoba membuat mesin hidrolik yang idenya berasal dari WYE Lance di Instructables, yang bernama Judo Bot Machine. Kalau Judo Bot Machine menggunakan bahan baku utama dari kayu yaitu batang es, sekarang mereka akan mencoba membuat dari kardus bekas yang sepertinya lebih mudah.
Survey Sebelum Pembuatan
Setelah beberapa kali survei ke YouTube Videos, anak anak tertarik untuk mempelajari dan membuat mesin hidrolik yang dicontohkan oleh Te Digo Como Se Hace. Instruksinya cukup lengkap dan bahan bahannya cukup mudah untuk didapat. Beberapa ada yang perlu dibeli, ada juga yang bisa dicari dan diambil dari barang barang yang tidak terpakai lagi (barang bekas). Ukuran dan jumlah pada instruksi sudah jelas sehingga anak anak tinggal mengerjakan mesin sesuai dengan instruksi pada video.
Walaupun secara prinsip mereka sudah mengetahui teori dan bagaimana cara menyelesaikan perhitungan soal soal yang berhubungan dengan hukum Pascal, ternyata membuat mesin itu sendiri memberikan banyak pengalaman baru baik dari proses pembuatannya sampai hasilnya.
Sekilas Tentang Proses Pembuatan
Berbeda dengan bahan baku batang es, pembuatan mainan dari kardus bekas ini juga memiliki tingkat kesulitan sendiri. Awalnya kita harus memilih kardus yang tepat dan memotongnya dengan arah yang tepat juga. Kalau salah potong, kardus akan gampang tertekuk dan tidak dapat berfungsi.
Setelah selesai di potong, lalu dirakit. Pada tahap ini kita mulai memasang sambungan dengan lidi atau tusuk gigi dan lem. Setelah itu adalah memasang selang dan 'syringe' yang sudah dibuang jarum suntiknya. (kalau sudah tidak disimpan, buanglah dengan cara membungkus dulu jarum dengan kertas). Setelah itu baru memastikan ukuran yang pas untuk selang, batang serta bagian kontrol yang terdiri dari beberapa 'syringe'. Pekerjaan yang cukup sulit dan melelahkan memang untuk anak sekolah, tapi cukup melatik
Dan yang paling menyenangkan, hasil mesin tersebut bisa dimainkan oleh adik adik yang berusia 7-9 tahun di rumah.
Hasil
Ini hasil mesin yang sudah dimainkan:
Berbeda dengan WYE Lance yang banyak menggunakan kayu dari stik es sebagai bahan baku, Te Digo Como menggunakan banyak sekali kardus bekas. Memotong kertas dan melubangi kertas jauh lebih mudah dibanding memotong kayu, tapi ternyata jumlah kertas yang harus dipotong lebih banyak untuk menghasilkan komponen hidrolik sehingga menghabiskan waktu yang cukup lama.
Cara Kerja Mesin
Mesin bergerak secara vertikal dan horizontal. Bagian tangan terdiri dari 3 sambungan.
Tampak samping mesin
2 bagian tangan bergerak secara vertikal, 1 bergerak untuk membuka tutup bagian claw.
Lengan yang berhubungan dengan bagian bawah penyangga mesin
Claw dan lengan penyambung
Bagian bawah dapat membuat mesin berputar pada sumbu horizontal.
Mesin dilihat dari atas
Bagian penyangga yang dapat bergerak secara horizontal
Mesin ini juga dilengkapi dengan 4 alat kendali yang berbaris di bagian belakang untuk memudahkan pemakaian.
Masalah Yang Ditemukan Ketika Mengerjakan Mesin
Ada beberapa tahap yang agak sulit dilakukan antara lain:
1. Pekerjaan mengebor tongue dispenser (batang kayu yang lebih besar ukurannya dari batang es) dan syringe sebagai alat kontrol,
2. Melubangi bagian pangkal syringe untuk dipasang kawat kendali grabber.
Syringe harus dilubangi agar dapat dipasang kawat yang bergerak mengendalikan claw
3. Melubangi karton untuk memasang pin yang dapat berputar pada penyangga mesin bagian bawah.
4. Masalah lain adalah memasukkan air ke dalam selang hidrolik. Selang air
harus terisi penuh dan tidak terisi gelembung udara agar selang mampu
berfungsi dengan sempurna. Bagian sambunngan antara selang dan syringe
harus dijaga agar tidak bocor karena jika bocor, air dapat membasahi
karton sehingga karton rusak.
Modifikasi Desain
Ada beberapa desain yang sempat dirubah untuk mendapat mesin grabber yang lebih baik antara lain:
1. Bagian lengan grabber:
Titik
sambung bagian grabber diubah beberapa kali untuk mendapatkan lengan
yang jangkauannya cukup jauh dan tinggi sehingga lebih asyik
memainkannya.
2. Bagian hidrolik yang bergerak secara vertikal menahan beban yang sangat
berat dibandingkan hidrolik lain sehingga hidrolik di sini cukup berat
dan hampir hampir mendekati gagal. Mungkin bagian ini perlu menggunakan
syringe yang lebih besar.
Bagian ini juga paling sering mengalami kebocoran. Kemuingkinan juga kaena beban yang terlalu berat dan lintasann selang yang berbelok. Sambungan ini diselesaikan denagn menempel agian sambuangn dengan lakban agar lebih rapat dan membubuhi lem tembak di sekelilingnya.
3. Bentuk mesin yang cenderung berat di bagian tangan (grabber) ternyata membuat mesin secara keseluruhan tidak seimbang. Mesin cenderung miring dan mudah jatuh. Untuk membuat mesin lebih seimbang, mesin perlu diberi pemberat di bagian bawah. Pada kasus ini, bagian bawah mesin ditambahkan baterei bekas.
4. Bagian tangan (claw) ternyata harus disesuaikan agar dapat membuka dan menutup denagn baik. Karena pada bagian ujung sering slip, agar tidak licin, ditambahkan bahan matras berwarna kuning.
Deskripsi mesin dapat juga dilihat di:
Ada banyak variasi mesin hidrolik yang dapat dibuat, tergantung dari kreativitas kita. Banyak bahan yang dapat diperoleh di rumah seperti kardus bekas, batang kayu, dll. Tapi ada juga yang perlu dibeli dan tidak dapat menggunakan barang bekas yaitu: syringe, selang, tongue dispenser, pengikat syringe ke tongue dispenser, dll.
Untuk peralatan, kita dapat menggunakan bor tangan untuk pembolong dan lem tembak untuk menempelkan komponen agar tangan tidak berlumuran lem dan pekerjaan lebih cepat dilakukan. Peralatan ini dapat diperoleh di beberapa toko baik secara langsung ataupun online.
Mesin hidrolik banyak digunakan pada sepeda, mobil dan pesawat, juga pada kursi ,meja, alat pengangkat, dll. Pada buku fisika fluida contoh aplikasi yang sering ditampilkan adalah alat hidrolik pengangkat pada bengkel mobil.
Sistem hidrolik sangat menarik karena dapat memanfaatkan keuntungan mekanik yang berdasarkan hukum Pascal yaitu:
Dengan cara ini benda yang cukup besar dapat diangkat dengan tombol pengangkat yang jauh lebih kecil. Mesin ini juga dapat dikendalikan jarak jauh secara mekanik tanpa menggunakan remote control atau alat elektronik . Cara kerja mesin ini cukup sederhana jika dibanding dengan mesin lain yang menggunakan bahan bakar atau kontrol elektronik.
Salah satu komponen yang berperan pada mesin hidrolik ini adalah selang. Selang yang digunakan harus mampu menahan tekanan fluida yang bekerja. Perlu dipastikan juga sambungan antara selang dan komponen lain tidak bocor agak mesin dapat bekerja dengan baik. Jika selang bocor, otomatis mesin tidak dapat bekerja dengan baik. Jenis fluida yang dipilih juga perlu ditentukan agar tidak merusak komponen mesin yang lain.
Jika selang diisi gas, bukan fluida, maka mesin ini berubah menjadi mesin pneumatik. Ada beberapa perbedaan pada mesin hidrolik dan pneumatik antara lain:
Mesin hidrolik menggunakan fluida cair yang incompresible sehigga volume tidak berubah jika mengalami tekanan, kebalikannya dengan mesin pneumatik yang menggunakan gas sehingga volume bisa berubah sesuai dengan hukum Boyle: PV = nRT. Ini menyebabkan mesin hidrolik bisa bergerak 2 arah sementara mesin peumatik hanya satu arah saja.
Mesin hidrolik berisi cairan yang tetap berada di dalam selang sementara mesin pneumatik harus diisi ulang jika ingin digunakan.
Anak anak dapat mempelajari cara kerja mesin hidrolik dan mesin pneumatik dengan membuat sendiri mesin tersebut, misalnya dengan barang bekas. Contohnya:
