Pub Date : 2023-01-04DOI: 10.31436/iiumej.v24i1.2366
Azavitra Zainal, Norhaliza Abdul Wahab, M. I. Yusof
The pH neutralization process is a highly non-linear process and time delay system that is difficult to control and to accurately model mathematically. Therefore, the empirical method, which needs reliable experimental data to represent the process dynamics, is often used. In this paper, the performance of the PLC-based PID controller was studied using a different adjustment of the acid dosing pump stroke rate in the pH neutralization process. The pH neutralization process is a single-input, single-output system where the manipulated variable is the alkali dosing pump stroke rate, the controlled variable is pH, and the acid dosing pump stroke rate is set as a constant. The acid dosing pump stroke rate was adjusted to 10%, 15% and 25%. The results showed that the best performance of the PID controller was based on setpoint tracking when the setting of the acid dosing pump stroke rate was set at 10%, which could be used as experimental data in the empirical method. In addition, the real-time control system was integrated between PLC and MATLAB using National Instruments OPC server to access the experimental data in real-time, conduct simulation, and to develop the advanced control in the future. ABSTRAK: Peneutralan pH adalah proses tidak linear yang sukar dikawal dan sukar mendapat model matematik yang tepat. Oleh itu, kaedah empirikal memerlukan data eksperimen masa nyata bagi mewakili proses dinamik untuk mengatasi masalah ini. Kajian ini adalah berkaitan kajian prestasi pengawal PLC-berdasarkan PID menggunakan pelbagai perubahan kadar strok pam dos asid dalam proses peneutralan pH. Proses peneutralan pH ini adalah sistem satu input/output, di mana pemboleh ubah yang dimanipulasi adalah kadar peratusan strok pam dos alkali menggunakan pam peristaltik, pemboleh ubah kawalan ialah pH dan pemboleh ubah malar ialah peratusan dos asid.Kadar strok pam dos asid dilaraskan pada 10%, 15% dan 25%. Dapatan kajian menunjukkan prestasi terbaik kawalan PID adalah berdasarkan pengesan titik-set apabila kadar strok pam dos asid dilaraskan pada 10%, di mana ianya berkesan apabila digunakan sebagai data eksperimen dalam kaedah empirikal. Tambahan, kajian ini telah berjaya membentuk sistem kawalan masa nyata bagi proses penutralan pH menggunakan PLC dan MATLAB melalui pelayan National Instruments OPC bagi membolehkan pertukaran data eksperimen secara masa nyata yang cekap, menjalankan simulasi dan pembangunan kawalan termaju pada masa hadapan.
pH中和过程是一个高度非线性的过程和时滞系统，难以控制和精确的数学建模。因此，通常采用需要可靠的实验数据来表示过程动态的经验方法。本文通过对pH中和过程中加酸泵冲程的不同调整，研究了基于plc的PID控制器的性能。pH中和过程为单输入、单输出系统，操纵变量为加碱泵冲程，控制变量为pH，加酸泵冲程设为常数。加酸泵冲程调整为10%、15%和25%。结果表明，当加酸泵冲程速率设定为10%时，基于设定值跟踪的PID控制器性能最佳，可作为经验方法的实验数据。此外，利用美国国家仪器公司的OPC服务器将PLC和MATLAB集成在实时控制系统中，实时访问实验数据，进行仿真，为未来的先进控制开发奠定基础。摘要/ abstract摘要:中浅水pH值模拟了线性的阳水水模型和阳水水水模型。Oleh itu, kaedah，经验数据分析，实验数据分析，数据分析，数据分析，数据分析，数据分析等。Kajian ini adalah berkaitan Kajian prestasi pengawal PLC-berdasarkan PID menggunakan pelbagai perubahan kadar stroke pam dos asasam propropenmiddle alan pH. propromiddle alan pH. ini adalah系统状态输入/输出，di mana pemboleh ubah yang dimanipulasi adalah kadar peratusan stroke pam dos碱menggunakan pam peristtik, pemboleh ubah kawalan ialah pH丹pemboleh ubah malar ialah peratusan doasi。卡达尔中风的比例为10%，15%和25%。Dapatan kajian menunjukkan prestasi terbaik kawalan PID adalah berdasarkan pengesan titik-set apabilan kadar卒中panesan dilaraskan pades10 %， di mana iya berkan apabila digunakan sebagai数据，实验dalam kaedah经验。Tambahan, kanjian ini telah berjaya membentuk系统kawalan masa nyata bagi处理penturalan pH . menggunakan PLC与MATLAB melalupelayan National Instruments OPC bagi membolehkan pertukaran数据，实验secara masa nyata yang cekap, menjalankan simulasi dan pembangunan kawalan termaju paada masa hadapan。
{"title":"PLC-based PID controller for real-time pH neutralization process using Palm Oil Mill Effluent","authors":"Azavitra Zainal, Norhaliza Abdul Wahab, M. I. Yusof","doi":"10.31436/iiumej.v24i1.2366","DOIUrl":"https://doi.org/10.31436/iiumej.v24i1.2366","url":null,"abstract":"The pH neutralization process is a highly non-linear process and time delay system that is difficult to control and to accurately model mathematically. Therefore, the empirical method, which needs reliable experimental data to represent the process dynamics, is often used. In this paper, the performance of the PLC-based PID controller was studied using a different adjustment of the acid dosing pump stroke rate in the pH neutralization process. The pH neutralization process is a single-input, single-output system where the manipulated variable is the alkali dosing pump stroke rate, the controlled variable is pH, and the acid dosing pump stroke rate is set as a constant. The acid dosing pump stroke rate was adjusted to 10%, 15% and 25%. The results showed that the best performance of the PID controller was based on setpoint tracking when the setting of the acid dosing pump stroke rate was set at 10%, which could be used as experimental data in the empirical method. In addition, the real-time control system was integrated between PLC and MATLAB using National Instruments OPC server to access the experimental data in real-time, conduct simulation, and to develop the advanced control in the future.\u0000ABSTRAK: Peneutralan pH adalah proses tidak linear yang sukar dikawal dan sukar mendapat model matematik yang tepat. Oleh itu, kaedah empirikal memerlukan data eksperimen masa nyata bagi mewakili proses dinamik untuk mengatasi masalah ini. Kajian ini adalah berkaitan kajian prestasi pengawal PLC-berdasarkan PID menggunakan pelbagai perubahan kadar strok pam dos asid dalam proses peneutralan pH. Proses peneutralan pH ini adalah sistem satu input/output, di mana pemboleh ubah yang dimanipulasi adalah kadar peratusan strok pam dos alkali menggunakan pam peristaltik, pemboleh ubah kawalan ialah pH dan pemboleh ubah malar ialah peratusan dos asid.Kadar strok pam dos asid dilaraskan pada 10%, 15% dan 25%. Dapatan kajian menunjukkan prestasi terbaik kawalan PID adalah berdasarkan pengesan titik-set apabila kadar strok pam dos asid dilaraskan pada 10%, di mana ianya berkesan apabila digunakan sebagai data eksperimen dalam kaedah empirikal. Tambahan, kajian ini telah berjaya membentuk sistem kawalan masa nyata bagi proses penutralan pH menggunakan PLC dan MATLAB melalui pelayan National Instruments OPC bagi membolehkan pertukaran data eksperimen secara masa nyata yang cekap, menjalankan simulasi dan pembangunan kawalan termaju pada masa hadapan.","PeriodicalId":13439,"journal":{"name":"IIUM Engineering Journal","volume":"81 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2023-01-04","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"84195219","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-01-04DOI: 10.31436/iiumej.v24i1.2448
R. Kiter, Mazin Y. Abbood, Omar Hassoon
Liquid impact and ricochet is still attracting researchers interested in the field of hydrodynamics and naval engineering. The ricochet from a water surface experienced by spinning spheres was examined both analytically and numerically. A theoretical analysis was made to quantify the enhancement attained by imparting backspin to the sphere. Numerical simulation of the process was conducted by implementing ABAQUS software. The mathematical analysis and the simulation were built on the assumption that the effects of cavitation, splash, and two phase flow are negligible compared to hydro-dynamical forces of lift and drag. It was proven that both mathematical analysis and simulation were capable of predicting the trajectory of a spinning sphere during its course of entry into the water. Aspects like the critical angle of ricochet and the maximum depth of immersion were extracted from these trajectories and compared with available data. It was found that the analytical and numerical results were generally validated with respect to each other as well as to existing findings. Aluminum () spinning spheres, of radius 10 mm and speed of 10 m/sec, were examined. It was found that a 300 rad/sec backspin improves the critical angle of ricochet from 10.43 to 12.5 deg and increases the maximum depth of immersion from 1.52 to 1.83. "Magnus Effect" usually acting on a fully immersed spinning sphere, was described and relations estimating the hydrodynamic forces were deduced. ABSTRAK: Keadaan pertumbuhan bakteria penghasil enzim protease aktif-sejuk terasing daripada sampel Antartika disaring menggunakan satu-faktor-satu-masa (OFAT). Kemudian, enzim protease ini diekstrak pada lewat fasa logaritma untuk ujian enzimatik. Strain yang menunjukkan aktiviti enzim tertinggi telah dipilih bagi tujuan pengoptimuman melalui Kaedah Permukaan Tindak Balas (RSM). Parameter yang dikaji adalah pada suhu pengeraman (4 - 36 °C), media pH (4 – 10) dan kepekatan NaCl (0 - 8 %). Berdasarkan dapatan OFAT, kesemua lapan bakteria menunjukkan kadar pertumbuhan tertinggi pada 20 °C, pH 7 dan 4% NaCl (w/v). Hasil ujian enzimatik menunjukkan enzim protease mentah yang diekstrak daripada SC8 menunjukkan aktiviti yang jauh lebih tinggi (0.20 U dan 0.37 U) daripada kawalan positif (0.11 U dan 0.31 U) pada -20 °C dan 20 °C. RSM ini menunjukkan kadar optimum bagi pertumbuhan SC8 adalah pada 20.5 °C, pH 6.83 dan 2.05% NaCl (w/v) dengan dapatan kadar pertumbuhan bakteria pada 3.70 ± 0.06 x 106 sel/jam. Keadaan pertumbuhan optimum SC8 melalui kajian ini bermanfaat bagi menghasilkan produk protease aktif-sejuk secara besar-besaran pada masa hadapan.
液体碰撞和跳弹问题一直是流体力学和船舶工程领域的研究热点。对旋转球体在水面上的弹跳进行了分析和数值研究。通过理论分析，量化了向球体施加后旋所获得的增强效果。利用ABAQUS软件对该过程进行了数值模拟。数学分析和仿真建立在假设空化、飞溅和两相流的影响与升力和阻力的水动力相比可以忽略不计的基础上。结果表明，数学分析和模拟均能预测旋转球体入水过程中的运动轨迹。从这些轨迹中提取出弹跳临界角和最大浸入深度等方面，并与现有数据进行比较。结果发现，分析结果和数值结果相互之间以及与现有的研究结果一般都得到了验证。研究了半径为10 mm、速度为10 m/sec的铝旋转球。结果表明，300 rad/s的后旋将弹跳临界角度从10.43°提高到12.5°，最大浸没深度从1.52°提高到1.83°。描述了通常作用于完全浸入式旋转球体上的“马格努斯效应”，并推导了水动力估计关系。摘要/ abstract摘要:Keadaan pertumbuhan细菌penghasil酶蛋白酶aktif-sejuk对南极孟古纳干饱和因子饱和蛋白(OFAT)的纯化。Kemudian，酶蛋白酶是一种可降解酶，可降解酶是一种可降解酶。菌株yang menunjukkan活性酶的研究(英文)参数yang dikaji adalah padsuhu pengeraman(4 - 36℃)，培养基pH (4 - 10) dan kepekatan NaCl(0 - 8%)。Berdasarkan dapatan OFAT, kesemua lapan bakia menunjukkan kadar pertumbuhan tertinggi pad20°C, pH 7和4% NaCl (w/v)。Hasil ujian enzimatik menunjukkan酶蛋白酶mentah yang diekstrak daripada SC8 menunjukkan aktiviti yang jauh lebih tinggi (0.20 U丹0.37 U) daripada kawalan阳性(0.11 U丹0.31 U) pada -20℃丹20℃。RSM ini menunjukkan kadar最佳bagi pertumbuhan SC8 adalah pada 20.5°C, pH 6.83和2.05% NaCl (w/v) dengan dapatan kadar pertumbuhan细菌pada 3.70±0.06 × 106 sel/jam。Keadaan pertumbuhan最优SC8 melalui kajian ini manfaat bagi menghasilkan产品蛋白酶akti -sejuk secara besar-besaran paada masa haapan。
{"title":"Ricochet of Spinning Spheres Off Water","authors":"R. Kiter, Mazin Y. Abbood, Omar Hassoon","doi":"10.31436/iiumej.v24i1.2448","DOIUrl":"https://doi.org/10.31436/iiumej.v24i1.2448","url":null,"abstract":"Liquid impact and ricochet is still attracting researchers interested in the field of hydrodynamics and naval engineering. The ricochet from a water surface experienced by spinning spheres was examined both analytically and numerically. A theoretical analysis was made to quantify the enhancement attained by imparting backspin to the sphere. Numerical simulation of the process was conducted by implementing ABAQUS software. The mathematical analysis and the simulation were built on the assumption that the effects of cavitation, splash, and two phase flow are negligible compared to hydro-dynamical forces of lift and drag. It was proven that both mathematical analysis and simulation were capable of predicting the trajectory of a spinning sphere during its course of entry into the water. Aspects like the critical angle of ricochet and the maximum depth of immersion were extracted from these trajectories and compared with available data. It was found that the analytical and numerical results were generally validated with respect to each other as well as to existing findings. Aluminum () spinning spheres, of radius 10 mm and speed of 10 m/sec, were examined. It was found that a 300 rad/sec backspin improves the critical angle of ricochet from 10.43 to 12.5 deg and increases the maximum depth of immersion from 1.52 to 1.83. \"Magnus Effect\" usually acting on a fully immersed spinning sphere, was described and relations estimating the hydrodynamic forces were deduced. ABSTRAK: Keadaan pertumbuhan bakteria penghasil enzim protease aktif-sejuk terasing daripada sampel Antartika disaring menggunakan satu-faktor-satu-masa (OFAT). Kemudian, enzim protease ini diekstrak pada lewat fasa logaritma untuk ujian enzimatik. Strain yang menunjukkan aktiviti enzim tertinggi telah dipilih bagi tujuan pengoptimuman melalui Kaedah Permukaan Tindak Balas (RSM). Parameter yang dikaji adalah pada suhu pengeraman (4 - 36 °C), media pH (4 – 10) dan kepekatan NaCl (0 - 8 %). Berdasarkan dapatan OFAT, kesemua lapan bakteria menunjukkan kadar pertumbuhan tertinggi pada 20 °C, pH 7 dan 4% NaCl (w/v). Hasil ujian enzimatik menunjukkan enzim protease mentah yang diekstrak daripada SC8 menunjukkan aktiviti yang jauh lebih tinggi (0.20 U dan 0.37 U) daripada kawalan positif (0.11 U dan 0.31 U) pada -20 °C dan 20 °C. RSM ini menunjukkan kadar optimum bagi pertumbuhan SC8 adalah pada 20.5 °C, pH 6.83 dan 2.05% NaCl (w/v) dengan dapatan kadar pertumbuhan bakteria pada 3.70 ± 0.06 x 106 sel/jam. Keadaan pertumbuhan optimum SC8 melalui kajian ini bermanfaat bagi menghasilkan produk protease aktif-sejuk secara besar-besaran pada masa hadapan.","PeriodicalId":13439,"journal":{"name":"IIUM Engineering Journal","volume":"162 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2023-01-04","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"73915711","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-01-04DOI: 10.31436/iiumej.v24i1.2400
Maroua Fellah, M. Alam, A. Al-Mamun, Nasserldeen AHMED KHABBASHI, N. S. Engliman, Sonia HADJ ARAB
In the present research, a fungal strain was used to produce a myco-coagulant via solid-state bioconversion to reduce water turbidity. The production of myco-coagulant was achieved using several low-cost lignocellulolytic substrates, namely coco peat, sawdust, palm kernel cake, and rice bran as sources of carbon and nitrogen. This research involves the study of both the effect of lignocellulolytic substrates and the parameters involved in the fermentation process for myco-coagulant production. Coco peat was chosen as a suitable lignocellulolytic substrate to serve as a carbon source for producing myco-coagulant, potentially reducing the turbidity by 84.6% from the kaolin suspension. Sawdust, palm kernel cake, and rice bran showed 33.06%, 30.18, and 21.18 %, respectively. Furthermore, a statistical approach to the Plackett-Burman design was conducted to evaluate the significant parameters that affect the production of myco-coagulant. Eleven fermentation process parameters were selected: concentration of coco peat (2- 4 %), incubation time (5-9 days), temperature (25-35 °C), pH (5-9), glucose (0-2 %), malt extract (1-2 %), yeast extract (0-2%), wheat flour (0-2 %), ammonium sulfate (0-1 %), inoculum size (1-3 %) and potassium dihydrogen phosphate (0-0.5 %). The selected variables were assessed through statistical analysis (main effects) based on their significance. Based on the main effect of each variable on flocculation activity, three variables, namely glucose, malt extract, and pH influenced high levels. On the other hand, the remaining eight variables did not significantly affect the production of myco-coagulant. Furthermore, a deeper study was conducted to further optimize the three effective variables involved in the fermentation process to evaluate these factors' influence on flocculation activity. ABSTRAK: Penyelidikan ini adalah berkenaan strain fungus yang digunakan bagi menghasilkan miko-koagulan melalui penukaran-bio berkeadaan pepejal bagi mengurangkan kekeruhan air. Miko-koagulan dihasilkan dengan menggunakan beberapa substrat lignoselulolitik berkos rendah, iaitu habuk kelapa, habuk papan, hampas kelapa sawit, dan dedak padi sebagai sumber karbon dan nitrogen. Penyelidikan ini mengkaji kesan substrat lignoselulolitik dan faktor-faktor yang terlibat dalam proses fermentasi bagi menghasilkan miko-koagulan. Habuk kelapa dipilih sebagai substrat lignoselulolitik yang sesuai berfungsi sebagai sumber karbon dalam menghasilkan miko-koagulan, berpotensi mengurangkan kekeruhan sebanyak 84.6% daripada ampaian kaolin. Sebaliknya, habuk papan, hampas kelapa sawit, dan dedak padi menunjukkan 33.06%, 30.18, dan 21.18 %, masing-masing. Tambahan pula, pendekatan statistik ke atas reka bentuk Plackett-Burman telah dijalankan bagi menilai parameter penting yang mempengaruhi penghasilan miko-koagulan. Sebelas parameter proses penapaian telah dipilih: kepekatan habuk kelapa (2- 4 %), masa pengeraman (5-9 hari), suhu (25-35 C), pH (5-9), glukosa (0-2 %)
在本研究中，利用一种真菌菌株通过固态生物转化产生一种真菌混凝剂，以降低水的浊度。利用几种低成本的木质纤维素水解基质，即椰子泥炭、锯末、棕榈仁饼和米糠作为碳和氮的来源，实现了真菌混凝剂的生产。本研究涉及木质纤维素水解底物的影响和发酵过程中涉及的参数，以生产真菌混凝剂。选择可可泥炭作为合适的木质纤维素水解底物，作为生产真菌混凝剂的碳源，可将高岭土悬浊液的浊度降低84.6%。木屑、棕榈仁饼和米糠分别为33.06%、30.18%和21.18%。此外，对Plackett-Burman设计进行了统计方法，以评估影响真菌混凝剂生产的重要参数。选择了11个发酵工艺参数:椰泥浓度(2 ~ 4%)、发酵时间(5 ~ 9天)、温度(25 ~ 35℃)、pH(5 ~ 9)、葡萄糖(0 ~ 2%)、麦芽浸膏(1 ~ 2%)、酵母浸膏(0 ~ 2%)、小麦粉(0 ~ 2%)、硫酸铵(0 ~ 1%)、接种量(1 ~ 3%)、磷酸二氢钾(0 ~ 0.5%)。选取的变量根据其显著性进行统计分析(主效应)。从各变量对絮凝活性的主要影响来看，葡萄糖、麦芽提取物和pH三个变量对絮凝活性影响较大。另一方面，其余8个变量对菌凝剂的产生没有显著影响。在此基础上，对发酵过程中涉及的三个有效变量进行了进一步优化，以评价这些因素对絮凝活性的影响。摘要:Penyelidikan ini adalah berkenaan菌株真菌yang digunakan bagi menghasilkan miko-koagulan melalui penukaran-bio berkeadaan and pepejal bagi mengurangkan kekeruhan air。Miko-koagulan dihasilkan dengan menggunakan beberapa基材lignoselulolitik berkos rendah, iiitu habuk kelapa, habuk papan, hampas kelapa sawwit, dan dedak padi sebagai sumnumber碳和氮。Penyelidikan ini mengkaji kesan底物lignoselulolitik因子-因子-因子yang terlibatdalam过程发酵，menghasilkan miko-koagulan。Habuk kelapa dipilih sebagai底物lignoselulolitik yang sesuai berfungsi sebagai sumbon dalam menghasilkan miko-koagulan, berpotensi mengurangkan kekeruhan sebanyak 84.6% daripada ampaian高岭土。Sebaliknya, habuk papan, hampas kelapa sawwit, dan dedak padi menunjukkan 33.06%， 30.18, dan 21.18%， masing-masing。Tambahan pula, pendekatan统计数据，例如，数据，数据，数据，数据，数据，数据，数据，数据，数据，数据，数据，数据Sebelas参数处理penapaian telah dipilih: kepekatan habuk kelapa (2- 4%)， masa pengeraman (5-9 hari)， suhu (25-35 C)， pH (5-9)， glukosa (0- 2%)， ekstrak麦芽(1-2)，tepung gandum(0- 2%)，硫酸铵(0-1%)，saiz inokulum(1-3 %)和二氢磷钾(0- 0.5%)。Pemboleh ubah yang dipilih dinilai melalue的分析统计数据显示，这是一个持续的趋势。Berdasarkan kesan utama setiap pemboleh ubah terhadap aktiviti penggumpalan, tiga pemboleh ubah ini adalah glukosa, ekstrak malt, dan phyang成员kesan tertinggi。Sebaliknya, lapan pemboleh ubah lain tidak mempengaruhi penghasilan miko-koagulan dengan ketara。Tambahan lagi, kajian yang lebih mendalam telah dijalankan bagi membaiki tiga pemboleh ubah utama yang terlibat dalam propromenmentasi bagi menilai kesan yang mempengaruhi aktiviti pengumpalan。
{"title":"Effect of the lignocellulolytic substrates and fermentation process parameters on myco-coagulant production for water treatment","authors":"Maroua Fellah, M. Alam, A. Al-Mamun, Nasserldeen AHMED KHABBASHI, N. S. Engliman, Sonia HADJ ARAB","doi":"10.31436/iiumej.v24i1.2400","DOIUrl":"https://doi.org/10.31436/iiumej.v24i1.2400","url":null,"abstract":"In the present research, a fungal strain was used to produce a myco-coagulant via solid-state bioconversion to reduce water turbidity. The production of myco-coagulant was achieved using several low-cost lignocellulolytic substrates, namely coco peat, sawdust, palm kernel cake, and rice bran as sources of carbon and nitrogen. This research involves the study of both the effect of lignocellulolytic substrates and the parameters involved in the fermentation process for myco-coagulant production. Coco peat was chosen as a suitable lignocellulolytic substrate to serve as a carbon source for producing myco-coagulant, potentially reducing the turbidity by 84.6% from the kaolin suspension. Sawdust, palm kernel cake, and rice bran showed 33.06%, 30.18, and 21.18 %, respectively. Furthermore, a statistical approach to the Plackett-Burman design was conducted to evaluate the significant parameters that affect the production of myco-coagulant. Eleven fermentation process parameters were selected: concentration of coco peat (2- 4 %), incubation time (5-9 days), temperature (25-35 °C), pH (5-9), glucose (0-2 %), malt extract (1-2 %), yeast extract (0-2%), wheat flour (0-2 %), ammonium sulfate (0-1 %), inoculum size (1-3 %) and potassium dihydrogen phosphate (0-0.5 %). The selected variables were assessed through statistical analysis (main effects) based on their significance. Based on the main effect of each variable on flocculation activity, three variables, namely glucose, malt extract, and pH influenced high levels. On the other hand, the remaining eight variables did not significantly affect the production of myco-coagulant. Furthermore, a deeper study was conducted to further optimize the three effective variables involved in the fermentation process to evaluate these factors' influence on flocculation activity.\u0000ABSTRAK: Penyelidikan ini adalah berkenaan strain fungus yang digunakan bagi menghasilkan miko-koagulan melalui penukaran-bio berkeadaan pepejal bagi mengurangkan kekeruhan air. Miko-koagulan dihasilkan dengan menggunakan beberapa substrat lignoselulolitik berkos rendah, iaitu habuk kelapa, habuk papan, hampas kelapa sawit, dan dedak padi sebagai sumber karbon dan nitrogen. Penyelidikan ini mengkaji kesan substrat lignoselulolitik dan faktor-faktor yang terlibat dalam proses fermentasi bagi menghasilkan miko-koagulan. Habuk kelapa dipilih sebagai substrat lignoselulolitik yang sesuai berfungsi sebagai sumber karbon dalam menghasilkan miko-koagulan, berpotensi mengurangkan kekeruhan sebanyak 84.6% daripada ampaian kaolin. Sebaliknya, habuk papan, hampas kelapa sawit, dan dedak padi menunjukkan 33.06%, 30.18, dan 21.18 %, masing-masing. Tambahan pula, pendekatan statistik ke atas reka bentuk Plackett-Burman telah dijalankan bagi menilai parameter penting yang mempengaruhi penghasilan miko-koagulan. Sebelas parameter proses penapaian telah dipilih: kepekatan habuk kelapa (2- 4 %), masa pengeraman (5-9 hari), suhu (25-35 C), pH (5-9), glukosa (0-2 %)","PeriodicalId":13439,"journal":{"name":"IIUM Engineering Journal","volume":"163 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2023-01-04","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"75985911","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-01-04DOI: 10.31436/iiumej.v24i1.2380
Kashif Hussain, O. Adeyeye, N. Ahmad
Block methods have been adopted in studies for solving first and higher order differential equations due to its impressive accuracy property. Taking a step further to improve this accuracy, researchers have considered the inclusion of higher-derivative terms in the block method, although this has been limited to the presence of one higher-derivative term in previous studies. Hence, this article aims at better accuracy by introducing two higher-derivative terms in the block method. In addition, this article presents a scheme with generalised step length such that there is flexibility on the choice of step length when developing the block method. The generalised step length scheme is adopted to develop a three-step block method for solving first-order fuzzy initial value problems. Its properties to ensure convergence and to show the region of absolute stability is investigated, and problems relating to charging and discharging of capacitor are considered. The absolute error shows the impressive accuracy of the three-step block method including obtaining the same values as the exact solution. Therefore, in addition to the new generalised algorithm presented in this article, a new three-step method for solving linear and nonlinear first order fuzzy initial value problems is presented. ABSTRAK: Kaedah blok digunakan dalam banyak kajian untuk menyelesaikan persamaan pembezaan peringkat pertama dan peringkat tinggi kerana sifat ketepatannya yang baik. Bagi meningkatkan ketepatan ini, penyelidik telah mengambil kira dengan memasukkan terbitan peringkat tinggi dalam kaedah blok, walaupun ini terhad pada satu sebutan terbitan peringkat tinggi dalam kajian sebelum. Oleh itu, kajian ini bertujuan bagi mendapatkan ketepatan yang lebih baik dengan memperkenalkan dua sebutan terbitan peringkat tinggi dalam kaedah blok. Tambahan, kajian ini memperkenalkan skema dengan panjang-langkah kaki biasa supaya terdapat kebolehlenturan pada pilihan langkah semasa membangunkan kaedah blok. Skema ini diadaptasi bagi membangunkan kaedah blok tiga-langkah bagi menyelesai masalah nilai awal peringkat pertama secara rawak. Ciri-ciri terperinci dikaji bagi memastikan penumpuan lingkungan kestabilan mutlak, dan masalah berkaitan pengecasan dan nyahcas kapasitor juga turut diambil kira. Ralat mutlak menunjukkan ketepatan yang mengkagumkan pada kaedah blok tiga-langkah termasuk mendapatkan nilai yang sama seperti penyelesaian. Oleh itu, tambahan pada algoritma ini, kaedah tiga-langkah bagi menyelesaikan linear dan tidak linear pada masalah nilai awal peringat pertama secara rawak diperkenalkan.
块法由于其令人印象深刻的精度特性，在求解一阶和高阶微分方程的研究中被采用。为了进一步提高这种准确性，研究人员已经考虑在块方法中包含高导数项，尽管这在以前的研究中仅限于存在一个高导数项。因此，本文旨在通过在块方法中引入两个高导数项来提高准确性。此外，本文还提出了一种具有广义步长的方案，以便在开发块方法时可以灵活地选择步长。采用广义步长格式，提出了求解一阶模糊初值问题的三步块法。研究了其保证收敛和显示绝对稳定区域的性质，并考虑了电容器充放电的有关问题。绝对误差显示了三步块法令人印象深刻的准确性，包括获得与精确解相同的值。因此，除了本文提出的新的广义算法外，本文还提出了求解线性和非线性一阶模糊初值问题的新的三步法。摘要:Kaedah block digunakan dalam banyak kajian untuk menyelesaikan persamaan penpenzaan pertama dan peringkat tinggi kerana sifat ketepatannya yang baik。Bagi meningkatkan ketepatan ini, penyelidik telah mengbil kira dengan memasukkan terbitan peringkat tinggi dalam kaedah block, walaupun ini terhad padu satu sebutan peringkat tinggi dalam kajian sebelum。Oleh itu, kajian ini bertujuan bagi mendapatkan ketepatan yang lebih baik dengan成员perkenalkan dua sebutan terbitan peringkat tinggi dalam kaedah block。Tambahan, kajian ini memperkenalkan skema dengan panjang-langkah kaki biasa supaya terdapat kebolehlenturan paada pilihan langkah semasa membangunkan kaedah block。Skema ini diadaptasi bagi membangunkan kaedah block tiga-langkah bagi menyelesai masalah nilai awingkat pertama secara rawak。我的意思是，我的意思是，我的意思是，我的意思是，我的意思是，我的意思是，我的意思是，我的意思是，我的意思是，我的意思是，我的意思是，我的意思是。我的意思是，我的意思是，我的意思是，我的意思是，我的意思是，我的意思是，我的意思是，我的意思是，我的意思是，我的意思是。Oleh itu, tambahan算法ini, kaedah tiga-langkah bagi menyelesaikan线性dan tidak线性pada masalah nilai wal peringat perama secara rawak diperkenalkan。
{"title":"Higher Derivative Block Method with Generalised Steplength for Solving First-Order Fuzzy Initial Value Problems","authors":"Kashif Hussain, O. Adeyeye, N. Ahmad","doi":"10.31436/iiumej.v24i1.2380","DOIUrl":"https://doi.org/10.31436/iiumej.v24i1.2380","url":null,"abstract":"Block methods have been adopted in studies for solving first and higher order differential equations due to its impressive accuracy property. Taking a step further to improve this accuracy, researchers have considered the inclusion of higher-derivative terms in the block method, although this has been limited to the presence of one higher-derivative term in previous studies. Hence, this article aims at better accuracy by introducing two higher-derivative terms in the block method. In addition, this article presents a scheme with generalised step length such that there is flexibility on the choice of step length when developing the block method. The generalised step length scheme is adopted to develop a three-step block method for solving first-order fuzzy initial value problems. Its properties to ensure convergence and to show the region of absolute stability is investigated, and problems relating to charging and discharging of capacitor are considered. The absolute error shows the impressive accuracy of the three-step block method including obtaining the same values as the exact solution. Therefore, in addition to the new generalised algorithm presented in this article, a new three-step method for solving linear and nonlinear first order fuzzy initial value problems is presented.\u0000ABSTRAK: Kaedah blok digunakan dalam banyak kajian untuk menyelesaikan persamaan pembezaan peringkat pertama dan peringkat tinggi kerana sifat ketepatannya yang baik. Bagi meningkatkan ketepatan ini, penyelidik telah mengambil kira dengan memasukkan terbitan peringkat tinggi dalam kaedah blok, walaupun ini terhad pada satu sebutan terbitan peringkat tinggi dalam kajian sebelum. Oleh itu, kajian ini bertujuan bagi mendapatkan ketepatan yang lebih baik dengan memperkenalkan dua sebutan terbitan peringkat tinggi dalam kaedah blok. Tambahan, kajian ini memperkenalkan skema dengan panjang-langkah kaki biasa supaya terdapat kebolehlenturan pada pilihan langkah semasa membangunkan kaedah blok. Skema ini diadaptasi bagi membangunkan kaedah blok tiga-langkah bagi menyelesai masalah nilai awal peringkat pertama secara rawak. Ciri-ciri terperinci dikaji bagi memastikan penumpuan lingkungan kestabilan mutlak, dan masalah berkaitan pengecasan dan nyahcas kapasitor juga turut diambil kira. Ralat mutlak menunjukkan ketepatan yang mengkagumkan pada kaedah blok tiga-langkah termasuk mendapatkan nilai yang sama seperti penyelesaian. Oleh itu, tambahan pada algoritma ini, kaedah tiga-langkah bagi menyelesaikan linear dan tidak linear pada masalah nilai awal peringat pertama secara rawak diperkenalkan.","PeriodicalId":13439,"journal":{"name":"IIUM Engineering Journal","volume":"3 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2023-01-04","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"79594606","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-01-04DOI: 10.31436/iiumej.v24i1.2642
Hafiz Iman, Md. Raisuddin Khan
This paper presents the use of a sampling-based planner as a reactive planning scheme to avoid obstacles between a robotic arm and a moving obstacle. Based on a planner benchmark on an obstacle-ridden environment, a rapidly-exploring random tree (RRT) planner has been used to populate the trajectories of the task space and map them into a configuration space using a Newton-Raphson-based inverse kinematic solver. Two robot poses are defined in a cycle of back-and-forth motion; the initial and the goal poses. The robot repeatedly moves from the starting pose to the end pose via the midpoint pose. Each set of trajectories is unique. We define this unique solution within the context of the configuration space as a cycle space. We impose a periodically occurring synthetic obstacle that moves in and out of the robot arm workspace defined in a simulated environment. Within the robot's workspace, the obstacle moves and cuts through the cycle space to emulate a dynamic environment. We also ran a benchmark on the available sampling planner in the OMPL library for static obstacle avoidance. Our benchmark shows that the RRT has the lowest time planning time at 0.031 s compared with other sampling-based planners available in the OMPL library, RRT implicitly avoids singularities within the cycle space, and reactively attempts to avoid synthetic moving objects near the robot hardware. This research intends to further investigate on the use of RGB-D sensor and LiDAR to track moving obstacles while abiding by the task space commands described by the initial and goal poses. ABSTRAK: Kertas kerja ini membentangkan penggunaan perancang berasaskan persampelan sebagai skim perancangan reaktif untuk mengelakkan halangan antara lengan robot dan halangan yang bergerak. Berdasarkan penanda aras perancang pada persekitaran yang dipenuhi halangan, perancang pokok rawak (RRT) penerokaan pantas telah digunakan untuk mengisi trajektori ruang tugas dan memetakannya ke dalam ruang konfigurasi menggunakan penyelesai kinematik songsang berasaskan Newton-Raphson. Dua pose robot ditakrifkan dalam kitaran gerakan bolak-balik; pose awal dan matlamat. Robot berulang kali bergerak dari pose permulaan ke pose akhir melalui pose titik tengah. Setiap set trajektori adalah unik. Kami mentakrifkan penyelesaian unik ini dalam konteks ruang konfigurasi sebagai ruang kitaran. Kami mengenakan halangan sintetik yang berlaku secara berkala yang bergerak masuk dan keluar dari ruang kerja lengan robot yang ditakrifkan dalam persekitaran simulasi. Dalam ruang kerja robot, halangan bergerak dan memotong ruang kitaran untuk meniru persekitaran yang dinamik. Kami juga menjalankan penanda aras pada perancang pensampelan yang tersedia dalam perpustakaan OMPL untuk mengelakkan halangan statik. Penanda aras kami menunjukkan bahawa RRT mempunyai masa perancangan masa terendah pada 0.031 s berbanding dengan perancang berasaskan pensampelan lain yang terdapat dalam perpustakaan OMPL, RRT secara tersirat menge
本文提出了一种基于抽样的规划方法作为反应性规划方案，以避免机械臂与移动障碍物之间的障碍物。在基于障碍物环境的规划基准的基础上，采用快速探索随机树(RRT)规划器填充任务空间的轨迹，并使用基于牛顿-拉夫逊的逆运动学求解器将其映射到组态空间。两个机器人的姿势被定义为一个来回运动的循环;初始和目标姿势。机器人通过中点位姿从起始位姿反复移动到结束位姿。每一组轨迹都是独一无二的。我们将构型空间中的这个唯一解定义为循环空间。我们在模拟环境中定义了一个周期性发生的合成障碍物，该障碍物在机器人手臂工作空间中移动。在机器人的工作空间内，障碍物移动并穿过循环空间来模拟动态环境。我们还在OMPL库中的可用采样规划器上运行了一个基准测试，用于静态避障。我们的基准测试表明，与OMPL库中其他基于采样的规划器相比，RRT具有最低的时间规划时间，为0.031 s, RRT隐式地避免了周期空间内的奇点，并反应性地尝试避免机器人硬件附近的合成移动物体。本研究旨在进一步研究使用RGB-D传感器和激光雷达来跟踪移动障碍物，同时遵守由初始和目标姿态描述的任务空间命令。摘要:Kertas kerja ini成员tantankan penggunaan perancang berasaskan persampelan sebagai skim perancangan reakit untuk mengelakkan halangan antara lengan机器人danhalangan yang bergerak。我的翻译是:我的翻译是:我的翻译是:我的翻译是:我的翻译是:我的翻译是:我的翻译是:我的翻译是:我的翻译是:我的翻译是:我的翻译是:我的翻译是:我的翻译是:双姿态机器人;请注意，丹·马特拉马特。机器人berulang kali bergerak dari pose permulaan ke pose akhir melalui pose titik tengah。set set trajektori adalah unik。Kami mentakrifkan penyelesaian unik ini dalam konteks ruang konfigurasi sebagai ruang kitaran。Kami mengenakan halangan sinintetik yang berlaku secara yang bergerak masuk dankeluar dari ruang kerja lengan机器人yang ditakrifkan dalam persekitaran模拟。Dalam ruang kerja机器人，halangan bergerak dan memortonong ruang kitaran untuk meniru persekitaran yang dinamik。Kami juga menjalankan penanda aras pada perancang pensampelan yang tersedia dalam perpustakaan OMPL untuk mengelakkan halangan statik。Penanda aras kami menunjukkan bahawa RRT mempunyai masa perancangan masa terendah paada 0.031 s berbanding dengan perancang beraskan pensampelan lanan terdapat dalam perusastakan OMPL, RRT secara terserat mengelakkan singulariti dalam ruang kitaran, dan secara reaktif cuba mengelakkan object bergerak sinintetik yang menghampiri perkakasan机器人。新加坡，新加坡，新加坡，新加坡，新加坡，新加坡，新加坡，新加坡，新加坡，新加坡，新加坡，新加坡，新加坡，新加坡，新加坡，新加坡，新加坡，新加坡，新加坡，新加坡，新加坡，新加坡，新加坡，新加坡，新加坡，新加坡，新加坡，新加坡，新加坡，新加坡，新加坡，新加坡，新加坡，新加坡，新加坡。
{"title":"Repurposing A Sampling-Based Planner for A Six-Degree-Of-Freedom Manipulator to Avoid Unpredictable Obstacles","authors":"Hafiz Iman, Md. Raisuddin Khan","doi":"10.31436/iiumej.v24i1.2642","DOIUrl":"https://doi.org/10.31436/iiumej.v24i1.2642","url":null,"abstract":"This paper presents the use of a sampling-based planner as a reactive planning scheme to avoid obstacles between a robotic arm and a moving obstacle. Based on a planner benchmark on an obstacle-ridden environment, a rapidly-exploring random tree (RRT) planner has been used to populate the trajectories of the task space and map them into a configuration space using a Newton-Raphson-based inverse kinematic solver. Two robot poses are defined in a cycle of back-and-forth motion; the initial and the goal poses. The robot repeatedly moves from the starting pose to the end pose via the midpoint pose. Each set of trajectories is unique. We define this unique solution within the context of the configuration space as a cycle space. We impose a periodically occurring synthetic obstacle that moves in and out of the robot arm workspace defined in a simulated environment. Within the robot's workspace, the obstacle moves and cuts through the cycle space to emulate a dynamic environment. We also ran a benchmark on the available sampling planner in the OMPL library for static obstacle avoidance. Our benchmark shows that the RRT has the lowest time planning time at 0.031 s compared with other sampling-based planners available in the OMPL library, RRT implicitly avoids singularities within the cycle space, and reactively attempts to avoid synthetic moving objects near the robot hardware. This research intends to further investigate on the use of RGB-D sensor and LiDAR to track moving obstacles while abiding by the task space commands described by the initial and goal poses.\u0000ABSTRAK: Kertas kerja ini membentangkan penggunaan perancang berasaskan persampelan sebagai skim perancangan reaktif untuk mengelakkan halangan antara lengan robot dan halangan yang bergerak. Berdasarkan penanda aras perancang pada persekitaran yang dipenuhi halangan, perancang pokok rawak (RRT) penerokaan pantas telah digunakan untuk mengisi trajektori ruang tugas dan memetakannya ke dalam ruang konfigurasi menggunakan penyelesai kinematik songsang berasaskan Newton-Raphson. Dua pose robot ditakrifkan dalam kitaran gerakan bolak-balik; pose awal dan matlamat. Robot berulang kali bergerak dari pose permulaan ke pose akhir melalui pose titik tengah. Setiap set trajektori adalah unik. Kami mentakrifkan penyelesaian unik ini dalam konteks ruang konfigurasi sebagai ruang kitaran. Kami mengenakan halangan sintetik yang berlaku secara berkala yang bergerak masuk dan keluar dari ruang kerja lengan robot yang ditakrifkan dalam persekitaran simulasi. Dalam ruang kerja robot, halangan bergerak dan memotong ruang kitaran untuk meniru persekitaran yang dinamik. Kami juga menjalankan penanda aras pada perancang pensampelan yang tersedia dalam perpustakaan OMPL untuk mengelakkan halangan statik. Penanda aras kami menunjukkan bahawa RRT mempunyai masa perancangan masa terendah pada 0.031 s berbanding dengan perancang berasaskan pensampelan lain yang terdapat dalam perpustakaan OMPL, RRT secara tersirat menge","PeriodicalId":13439,"journal":{"name":"IIUM Engineering Journal","volume":"80 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2023-01-04","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"88163642","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-01-04DOI: 10.31436/iiumej.v24i1.2505
A. Jusoh, Nur Fatihah Husain, N. A. Abdul Malek, F. N. Mohd Isa, S. Mohamad
With the accelerated development of wireless technology, miniaturized antennae have become outstandingly favored due to the growing demand of Internet of Things (IoT) devices that are essential to accommodate low power, high data rates, and long-range communication. When an antenna operates at lower frequencies, the size of the antenna becomes bulky, which has raised an issue in the integration of the antennae within IoT devices due to their size constraints. Hence, in this paper, a miniaturized ring-monopole antenna incorporated with Rectangular Complementary Split Ring Resonator (RCSRR) and slotted ground plane, was designed at 2.4 GHz and 5.8 GHz frequency bands. The antenna was miniaturized by 46.8 % with overall size of 30 mm x 24.8 mm x 1.6 mm, and it was printed on FR-4 substrate with dielectric constant of 4.3. Design optimization was carried out by modifying the antenna structure, optimizing the dimensions, and using a low loss Rogers RT5880 substrate with a dielectric constant of 2.2, and thickness of 1.575 mm. The width of the antenna was also reduced to 20 mm which furthered the size reduction to 57.8 %. From the simulation results, the antenna was operated at 2.448 GHz, 2.864 GHz, and 5.8 GHz frequency bands with good return loss at -13.872 dB, -33.491 dB, and -19.3 dB respectively. The antenna fabrication and measurement were also implemented to the best simulated design using different substrates to validate its performance by comparing the simulated results with the measured results. ABSTRAK: Dengan perkembangan pesat teknologi tanpa wayar, antena miniatur telah menjadi sangat digemari kerana permintaan yang semakin meningkat bagi peranti Internet Benda (IoT), iaitu mempunyai kuasa rendah, kadar data yang tinggi dan berkomunikasi jarak jauh. Apabila antena beroperasi pada frekuensi rendah, saiz antena menjadi besar, ini menimbulkan isu kekangan saiz pada antena ketika berada dalam peranti IoT. Oleh itu, kajian ini adalah berkenaan antena ekakutub-gelang kecil yang digabungkan dengan Resonator Gelang Pemisah Pelengkap Segiempat Tepat (RCSRR) dan satah tanah berslot, telah direka bentuk pada jalur frekuensi 2.4 GHz dan 5.8 GHz. Antena telah dikecilkan sebanyak 46.8 % dengan saiz keseluruhan 30 mm x 24.8 mm x 1.6 mm, dan ia dicetak pada substrat FR-4 dengan pemalar dielektrik 4.3. Reka bentuk optimum telah dilakukan dengan mengubah suai struktur antena, berdimensi optimum, menggunakan substrat Rogers RT5880 rendah kuasa dengan pemalar dielektrik 2.2, dan berketebalan 1.575 mm. Lebar antena juga dikurangkan sebanyak 20 mm, ini bermakna pengurangan saiz berjaya ditingkatkan kepada 57.8%. Dapatan simulasi menunjukkan antena telah beroperasi pada jalur frekuensi 2.448 GHz, 2.864 GHz dan 5.8 GHz dengan pengurangan kehilangan pulangan kuasa yang baik iaitu pada -13.872 dB, -33.491 dB dan -19.3 dB masing-masing. Fabrikasi dan pengukuran antena juga telah dilaksanakan pada reka bentuk simulasi terbaik menggunakan substrat yang berbeza bagi
随着无线技术的加速发展，由于物联网(IoT)设备的需求不断增长，小型化天线受到了极大的青睐，这些设备对于适应低功耗、高数据速率和远程通信至关重要。当天线在较低频率下工作时，天线的尺寸变得笨重，由于其尺寸限制，这在物联网设备内的天线集成中提出了一个问题。为此，本文设计了一种基于矩形互补裂环谐振器(RCSRR)和开槽接平面的小型化环形单极天线，其工作频率分别为2.4 GHz和5.8 GHz。该天线小型化46.8%，整体尺寸为30 mm × 24.8 mm × 1.6 mm，印刷在介电常数为4.3的FR-4衬底上。通过修改天线结构、优化尺寸，采用介电常数为2.2、厚度为1.575 mm的低损耗Rogers RT5880衬底进行设计优化。天线宽度也减小到20mm，进一步减小了57.8%的尺寸。仿真结果表明，天线工作在2.448 GHz、2.864 GHz和5.8 GHz频段，回波损耗分别为-13.872 dB、-33.491 dB和-19.3 dB。采用不同的基片，对天线的制作和测量进行了最佳的仿真设计，并将仿真结果与实测结果进行了比较，验证了其性能。摘要/ abstract摘要:Dengan perkembangan pesat technology wayar，天线微型通信技术menjadi sangat digemari kerana permintaan and semakin meningkat bagi peranet Internet bada (IoT)，无线通信技术(mempunyai kuasa rendah)，数据通信技术(data) yang tinggi and berkomunikasi jarak jauh。Apabila天线beroperasi pada frekuensi rendah, saiz天线menjadi besar, ini menimbulkan isu kekangan saiz天线ketika berada dalam peranti IoT。谐振器Gelang Pemisah Pelengkap Segiempat Tepat (RCSRR) dan tanah berslot, telah direka bentuk pa jalur frekuens2.4 GHz和5.8 GHz。天线天线直径为30 mm × 24.8 mm × 1.6 mm，天线天线基材FR-4直径为4.3 mm。Reka bentuk最优telah dilakukan dengan mengubah suai结构天线，berdimensi最优，menggunakan基片Rogers RT5880 renah kuasa dengan pemaldielektrik 2.2, dan berketebalan 1.575 mm。Lebar天线juga dikurangkan sebanyak 20毫米，ini bermakna pengurangan saiz berjaya ditingkatkan kepada 57.8%。datatan模拟menunjukkan天线，在2.448 GHz, 2.864 GHz和5.8 GHz频率下，dengan pengurangan kehilangan pulangan kuasa yang baik iitu天线，-13.872 dB， -33.491 dB和-19.3 dB。Fabrikasi danpengukuran antena juga telah dilaksanakan padreka bentuk模拟terbaik menggunakan基质yang berbeza bagi mengesahkan kemampuannya dengan membandingkan dapatan模拟dengan hasil yang diukur。
{"title":"Design of Miniaturized Antenna for IoT Applications Using Metamaterial","authors":"A. Jusoh, Nur Fatihah Husain, N. A. Abdul Malek, F. N. Mohd Isa, S. Mohamad","doi":"10.31436/iiumej.v24i1.2505","DOIUrl":"https://doi.org/10.31436/iiumej.v24i1.2505","url":null,"abstract":"With the accelerated development of wireless technology, miniaturized antennae have become outstandingly favored due to the growing demand of Internet of Things (IoT) devices that are essential to accommodate low power, high data rates, and long-range communication. When an antenna operates at lower frequencies, the size of the antenna becomes bulky, which has raised an issue in the integration of the antennae within IoT devices due to their size constraints. Hence, in this paper, a miniaturized ring-monopole antenna incorporated with Rectangular Complementary Split Ring Resonator (RCSRR) and slotted ground plane, was designed at 2.4 GHz and 5.8 GHz frequency bands. The antenna was miniaturized by 46.8 % with overall size of 30 mm x 24.8 mm x 1.6 mm, and it was printed on FR-4 substrate with dielectric constant of 4.3. Design optimization was carried out by modifying the antenna structure, optimizing the dimensions, and using a low loss Rogers RT5880 substrate with a dielectric constant of 2.2, and thickness of 1.575 mm. The width of the antenna was also reduced to 20 mm which furthered the size reduction to 57.8 %. From the simulation results, the antenna was operated at 2.448 GHz, 2.864 GHz, and 5.8 GHz frequency bands with good return loss at -13.872 dB, -33.491 dB, and -19.3 dB respectively. The antenna fabrication and measurement were also implemented to the best simulated design using different substrates to validate its performance by comparing the simulated results with the measured results.\u0000ABSTRAK: Dengan perkembangan pesat teknologi tanpa wayar, antena miniatur telah menjadi sangat digemari kerana permintaan yang semakin meningkat bagi peranti Internet Benda (IoT), iaitu mempunyai kuasa rendah, kadar data yang tinggi dan berkomunikasi jarak jauh. Apabila antena beroperasi pada frekuensi rendah, saiz antena menjadi besar, ini menimbulkan isu kekangan saiz pada antena ketika berada dalam peranti IoT. Oleh itu, kajian ini adalah berkenaan antena ekakutub-gelang kecil yang digabungkan dengan Resonator Gelang Pemisah Pelengkap Segiempat Tepat (RCSRR) dan satah tanah berslot, telah direka bentuk pada jalur frekuensi 2.4 GHz dan 5.8 GHz. Antena telah dikecilkan sebanyak 46.8 % dengan saiz keseluruhan 30 mm x 24.8 mm x 1.6 mm, dan ia dicetak pada substrat FR-4 dengan pemalar dielektrik 4.3. Reka bentuk optimum telah dilakukan dengan mengubah suai struktur antena, berdimensi optimum, menggunakan substrat Rogers RT5880 rendah kuasa dengan pemalar dielektrik 2.2, dan berketebalan 1.575 mm. Lebar antena juga dikurangkan sebanyak 20 mm, ini bermakna pengurangan saiz berjaya ditingkatkan kepada 57.8%. Dapatan simulasi menunjukkan antena telah beroperasi pada jalur frekuensi 2.448 GHz, 2.864 GHz dan 5.8 GHz dengan pengurangan kehilangan pulangan kuasa yang baik iaitu pada -13.872 dB, -33.491 dB dan -19.3 dB masing-masing. Fabrikasi dan pengukuran antena juga telah dilaksanakan pada reka bentuk simulasi terbaik menggunakan substrat yang berbeza bagi ","PeriodicalId":13439,"journal":{"name":"IIUM Engineering Journal","volume":"88 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2023-01-04","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"75008627","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-01-04DOI: 10.31436/iiumej.v24i1.2604
Zulikha Ayomikun Adeola-Bello, N. Azlan, Salmah Anim ABU HASSAN
Currently, fully automated rehabilitation robots can assist therapists in providing rehabilitation therapy, hence the patients could get hurt. On the other hand, manual treatment may cause less patient injury but it is tiresome, and there are not enough therapists in most countries. Power assist rehabilitation robots can support the therapists in conducting the treatment and may help to alleviate this problem. The goal of this study is to develop a control strategy for the robot to assist the therapist’s movement in a power assist upper limb rehabilitation treatment. The system combines the advantages of robotic and manual rehabilitation therapy. Torque and position sensors fitted on the power assist upper limb rehabilitation robot arm are used for motion intention estimation. The amount of angular velocity necessary to be delivered to the feedback controller will be determined by predicting the therapist‘s motion intention using the impedance control method. The resulting velocity from the motion intention estimator is incorporated into the Sliding Mode Control - Function Approximation Technique (SMC-FAT) based adaptive controller. The SMC-FAT based adaptive controller in the feedback loop, overcomes the uncertain parameters in the combination of the robot and the human arm. The motion intention estimator forecasts the movement of therapists. The proposed controller is used to regulate elbow flexion and extension motion on a power assist upper limb rehabilitation robot with one degree of freedom (DOF). The proposed control system has been tested using MATLAB simulation and hardware experimental tests. The outcomes demonstrate the effectiveness of the proposed controller in directing the rehabilitation robot to follow the desired trajectory based on the therapist's motion intention, with maximum errors of 0.002rad/sec, 0.005rad/sec and 0.02rad/sec for sinusoidal, constant torque values, and hardware experiment respectively. ABSTRAK: Pada masa ini, robot rehabilitasi automatik sepenuhnya dapat membantu ahli terapi dalam menyediakan terapi pemulihan, tetapi pesakit berkemungkinan tercedera. Sebaliknya, rawatan manual berkemungkinan mengurangkan kecederaan pesakit tetapi ia memenatkan, dan terdapat kurang ahli terapi yang mencukupi di kebanyakan negara. Robot pembantu rehabilitasi dapat membantu ahli terapi dalam menjalankan pemulihan dan mengurangkan masalah ini. Sistem ini menggabungkan kelebihan terapi pemulihan robotik dan manual. Alat pengesan tork dan kedudukan diletakkan pada anggota atas lengan robot rahabilitasi yang digunakan bagi mengesan anggaran jarak pergerakan ahli terapi. Anggaran halaju sudut diperlukan bagi kawalan gerak balas dan dapat diketahui melalui anggaran niat gerakan ahli terapi menggunakan kaedah kawalan impedans. Halaju yang terhasil daripada anggaran niat gerakan diadaptasi ke dalam pengawal adaptif berasaskan Kawalan Mod Gelongsor - Teknik Anggaran Fungsi (SMC-FAT). Pengawal penyesuaian berasaskan SMC-FAT dalam gelung
目前，全自动康复机器人可以辅助治疗师提供康复治疗，因此患者可能会受伤。另一方面，手工治疗可能会减少患者的伤害，但它是令人厌倦的，而且在大多数国家没有足够的治疗师。动力辅助康复机器人可以支持治疗师进行治疗，可能有助于缓解这一问题。本研究的目的是开发一种机器人控制策略，以辅助治疗师在动力辅助上肢康复治疗中的运动。该系统结合了机器人和人工康复治疗的优点。安装在助力上肢康复机器人手臂上的力矩和位置传感器用于运动意图估计。需要传递给反馈控制器的角速度量将通过使用阻抗控制方法预测治疗师的运动意图来确定。由运动意图估计器得到的速度被整合到基于滑模控制函数逼近技术(SMC-FAT)的自适应控制器中。基于SMC-FAT的反馈回路自适应控制器，克服了机器人与人臂结合时参数的不确定性。动作意图估计器预测治疗师的动作。该控制器用于控制单自由度助力上肢康复机器人的肘关节屈伸运动。采用MATLAB仿真和硬件实验对所提出的控制系统进行了测试。实验结果表明，所设计的控制器能够有效地指导康复机器人根据治疗者的运动意图进行运动，正弦值、恒扭矩值和硬件实验的最大误差分别为0.002rad/sec、0.005rad/sec和0.02rad/sec。摘要:机器人康复是指机器人的自动康复，机器人的自动康复是指机器人的自动康复、机器人的自动康复、机器人的自动康复、机器人的自动康复。我想说的是，我想说的是，我想说的是，我想说的是，我想说的是，我想说的是，我想说的是，我想说的是，我想说的是，我想说的是，我想说的是，我想说的是，我想说的是。机器人“pembantu rehabilititasi dapat membantu ahli terapi dalam menjalankan pemulihan dan mengurangkan masalah ini”。系统在孟加邦坎克勒比汉特拉比普里汉机器人丹手册。Alat pengesan tork dan keduukan diletakkan pada anggota数据是一个机器人rahabilitasi yang digunakan bagi mengesan anggaran jarak pergerakan ahli terapi。Anggaran halaju sudut diperlukan bagi kawalan gerak balas danat diketahui melalui Anggaran niat gerakan ahli terapi menggunakan kaedah kawalan impedans。Halaju yang terhasil daripada anggaran niat gerakan diadaptasi ke dalam pengawal adaptif berasaskan Kawalan Mod Gelongsor - Teknik anggaran funsi (SMC-FAT)。彭加瓦尔penyesuaian beraskan SMC-FAT dalam gelung maklum balas, mengatasi参数yang tidak pasti dalam gabungan机器人dan lengan手稿。Penganggar niat gerakan meramalkan gerakan ahli terapi。Pengawal yang dicadangkan digunakan bagi mengawal lenturan siku dangerakan lanjutan pada机器人康复研究(DOF)基于MATLAB的系统分析与仿真研究。Dapatan kajian menunjukkan keberkesanan pengawal yang dicadangkan dalam mengarahkan机器人rehabilititasi mengikut trajektori yang dikehendaki berdasarkan niat gerakan ahli terapi, dengan ralat makmax - masging 0.002rad/s和0.005rad/s bagi正弦，nilai tork malar, dan eksperen perkakasan massing - massing。
{"title":"Control Strategy for Power Assist Upper Limb Rehabilitation Robot with the Therapist’s Motion Intention Prediction","authors":"Zulikha Ayomikun Adeola-Bello, N. Azlan, Salmah Anim ABU HASSAN","doi":"10.31436/iiumej.v24i1.2604","DOIUrl":"https://doi.org/10.31436/iiumej.v24i1.2604","url":null,"abstract":"Currently, fully automated rehabilitation robots can assist therapists in providing rehabilitation therapy, hence the patients could get hurt. On the other hand, manual treatment may cause less patient injury but it is tiresome, and there are not enough therapists in most countries. Power assist rehabilitation robots can support the therapists in conducting the treatment and may help to alleviate this problem. The goal of this study is to develop a control strategy for the robot to assist the therapist’s movement in a power assist upper limb rehabilitation treatment. The system combines the advantages of robotic and manual rehabilitation therapy. Torque and position sensors fitted on the power assist upper limb rehabilitation robot arm are used for motion intention estimation. The amount of angular velocity necessary to be delivered to the feedback controller will be determined by predicting the therapist‘s motion intention using the impedance control method. The resulting velocity from the motion intention estimator is incorporated into the Sliding Mode Control - Function Approximation Technique (SMC-FAT) based adaptive controller. The SMC-FAT based adaptive controller in the feedback loop, overcomes the uncertain parameters in the combination of the robot and the human arm. The motion intention estimator forecasts the movement of therapists. The proposed controller is used to regulate elbow flexion and extension motion on a power assist upper limb rehabilitation robot with one degree of freedom (DOF). The proposed control system has been tested using MATLAB simulation and hardware experimental tests. The outcomes demonstrate the effectiveness of the proposed controller in directing the rehabilitation robot to follow the desired trajectory based on the therapist's motion intention, with maximum errors of 0.002rad/sec, 0.005rad/sec and 0.02rad/sec for sinusoidal, constant torque values, and hardware experiment respectively.\u0000ABSTRAK: Pada masa ini, robot rehabilitasi automatik sepenuhnya dapat membantu ahli terapi dalam menyediakan terapi pemulihan, tetapi pesakit berkemungkinan tercedera. Sebaliknya, rawatan manual berkemungkinan mengurangkan kecederaan pesakit tetapi ia memenatkan, dan terdapat kurang ahli terapi yang mencukupi di kebanyakan negara. Robot pembantu rehabilitasi dapat membantu ahli terapi dalam menjalankan pemulihan dan mengurangkan masalah ini. Sistem ini menggabungkan kelebihan terapi pemulihan robotik dan manual. Alat pengesan tork dan kedudukan diletakkan pada anggota atas lengan robot rahabilitasi yang digunakan bagi mengesan anggaran jarak pergerakan ahli terapi. Anggaran halaju sudut diperlukan bagi kawalan gerak balas dan dapat diketahui melalui anggaran niat gerakan ahli terapi menggunakan kaedah kawalan impedans. Halaju yang terhasil daripada anggaran niat gerakan diadaptasi ke dalam pengawal adaptif berasaskan Kawalan Mod Gelongsor - Teknik Anggaran Fungsi (SMC-FAT). Pengawal penyesuaian berasaskan SMC-FAT dalam gelung ","PeriodicalId":13439,"journal":{"name":"IIUM Engineering Journal","volume":"22 3 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2023-01-04","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"80048861","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-01-04DOI: 10.31436/iiumej.v24i1.2447
Muhammad Asyraf Abd Latip, N. Nordin, S. Alias, J. Smykla, F. Yusof, M. Mohamad
The growth conditions of bacteria producing cold-active protease isolated from an Antarctic sample were screened using one-factor-at-time (OFAT). Then, crude protease of the strain was extracted during the late logarithmic phase for enzymatic assay. A strain that showed the highest enzyme activity was selected for optimization via response surface method (RSM). The parameters studied were incubation temperature (4 – 36 °C), pH media (4 – 10) and NaCl concentration (0 – 8%). Based on the OFAT results, all eight strains showed the highest growth rate at 20 °C, pH 7 and 4% (w/v) NaCl. The assay showed that the crude enzyme extracted from strain SC8 exhibited significantly higher activity (0.20 U and 0.37 U) than the positive control (0.11 U and 0.31 U) at -20 °C and 20 °C. RSM suggested that the optimized setting for growth of SC8 were at 20.5 °C, pH 6.83 and 2.05% (w/v) of NaCl with the results of the bacterial growth rate value was 3.70 ± 0.06 x 106 cells/hr. Optimal growth conditions of SC8 from this study are useful for the large-scale production of cold-active protease in future. ABSTRAK: Keadaan pertumbuhan bakteria yang menghasilkan enzim protease aktif sejuk daripada sampel Antartika disaring menggunakan satu faktor pada masa (OFAT). Kemudian, enzim protease ini diekstrak pada lewat fasa logaritma untuk ujian enzimatik. Strain yang menunjukkan aktiviti enzim tertinggi telah dipilih untuk tujuan pengoptimuman melalui kaedah permukaan tindak balas (RSM). Parameter yang dikaji ialah suhu pengeraman (4 – 36 °C), pH media (4 – 10) dan kepekatan NaCl (0 – 8%). Berdasarkan OFAT, kesemua lapan bakteria menunjukkan kadar pertumbuhan tertinggi pada 20 °C, pH 7 dan 4% NaCl. Hasil ujian enzimatik menunjukkan bahawa enzim protease yang diekstrak daripada SC8 mempamerkan aktiviti yang jauh lebih tinggi (0.20 U dan 0.37 U) daripada kawalan positif (0.11 U dan 0.31 U) pada -20 °C dan 20 °C. RSM mencadangkan tetapan optimum untuk pertumbuhan SC8 adalah pada 20.5 °C, pH 6.83 dan 2.05% NaCl dengan keputusan kadar pertumbuhan bakteria ialah 3.70 ± 0.06 x 106 sel/jam. Keadaan pertumbuhan optimum SC8 daripada kajian ini bermanfaat untuk menghasilkan produk protease aktif sejuk secara besar-besaran pada masa hadapan. The growth conditions of bacteria producing cold-active protease isolated from an Antarctic sample were screened using one-factor-at-time (OFAT). Then, crude protease of the strain was extracted during the late logarithmic phase for enzymatic assay. A strain that showed the highest enzyme activity was selected for optimization via response surface method (RSM). The parameters studied were incubation temperature (4 – 36 °C), pH media (4 – 10) and NaCl concentration (0 – 8%). Based on the OFAT results, all eight strains showed the highest growth rate at 20 °C, pH 7 and 4% (w/v) NaCl. The assay showed that the crude enzyme extracted from strain SC8 exhibited significantly higher activity (0.20 U and 0.37 U) than the positive control (0.11 U and 0.31 U) a
采用单因子一次性(OFAT)筛选从南极样品中分离的产生冷活性蛋白酶的细菌的生长条件。然后，在对数后期提取菌株的粗蛋白酶进行酶学分析。通过响应面法(RSM)筛选出酶活性最高的菌株进行优化。实验参数为孵育温度(4 ~ 36℃)、pH培养基(4 ~ 10)和NaCl浓度(0 ~ 8%)。根据OFAT结果，8株菌株在20°C、pH 7和4% (w/v) NaCl条件下的生长速率最高。结果表明，菌株SC8粗酶在-20°C和20°C条件下的活性(0.20 U和0.37 U)显著高于阳性对照(0.11 U和0.31 U)。结果表明，SC8的最佳生长条件为20.5℃，pH 6.83, NaCl浓度为2.05% (w/v)，细菌生长速率为3.70±0.06 × 106个/hr。本研究获得的SC8的最佳生长条件为今后冷活性蛋白酶的大规模生产奠定了基础。摘要/ abstract摘要:keadan pertumbuhan细菌yang menghasilkan酶蛋白酶aktif sejuk daripada样品与南极洲的menggunakan satu factor for pada masa (OFAT)有关。Kemudian，酶蛋白酶是一种可降解酶，可降解酶是一种可降解酶。菌株yang menunjukkan活性酶的研究(英文):菌株yang menunjukkan活性酶的研究参数为:杨迪卡吉(4 ~ 36℃)，培养基pH(4 ~ 10)和kepekatan NaCl(0 ~ 8%)。Berdasarkan OFAT, kesemua lapan bakia menunjukkan kadar pertumbuhan tertinggi pad 20°C, pH 7和4% NaCl。Hasil ujian enzimatik menunjukkan bahawa酶蛋白酶yang diekstrak daripada SC8成员paramerkan aktiviti yang jauh lebih tinggi (0.20 U丹0.37 U) daripada kawalan阳性(0.11 U丹0.31 U) pada -20°C丹20°C。RSM mencadangkan tetapan最优菌株pertumbuhan SC8 adalah pa5°C, pH 6.83和2.05% NaCl dencadangangkan cadar pertumbuhan细菌浓度为3.70±0.06 × 106个/jam。Keadaan pertumbuhan最优SC8 daripada kajian ini manfafak menghasilkan产品蛋白酶aktif sejuk secara besar-besaran pada masa haapan。采用单因子一次性(OFAT)筛选从南极样品中分离的产生冷活性蛋白酶的细菌的生长条件。然后，在对数后期提取菌株的粗蛋白酶进行酶学分析。通过响应面法(RSM)筛选出酶活性最高的菌株进行优化。实验参数为孵育温度(4 ~ 36℃)、pH培养基(4 ~ 10)和NaCl浓度(0 ~ 8%)。根据OFAT结果，8株菌株在20°C、pH 7和4% (w/v) NaCl条件下的生长速率最高。结果表明，菌株SC8粗酶在-20°C和20°C条件下的活性(0.20 U和0.37 U)显著高于阳性对照(0.11 U和0.31 U)。结果表明，SC8的最佳生长条件为20.5℃，pH 6.83, NaCl浓度为2.05% (w/v)，细菌生长速率为3.70±0.06 × 106个/hr。本研究获得的SC8的最佳生长条件为今后冷活性蛋白酶的大规模生产奠定了基础。摘要/ abstract摘要:keadan pertumbuhan细菌yang menghasilkan酶蛋白酶aktif sejuk daripada样品与南极洲的menggunakan satu factor for pada masa (OFAT)有关。Kemudian，酶蛋白酶是一种可降解酶，可降解酶是一种可降解酶。菌株yang menunjukkan活性酶的研究(英文):菌株yang menunjukkan活性酶的研究参数为:杨迪卡吉(4 ~ 36℃)，培养基pH(4 ~ 10)和kepekatan NaCl(0 ~ 8%)。Berdasarkan OFAT, kesemua lapan bakia menunjukkan kadar pertumbuhan tertinggi pad 20°C, pH 7和4% NaCl。Hasil ujian enzimatik menunjukkan bahawa酶蛋白酶yang diekstrak daripada SC8成员paramerkan aktiviti yang jauh lebih tinggi (0.20 U丹0.37 U) daripada kawalan阳性(0.11 U丹0.31 U) pada -20°C丹20°C。RSM mencadangkan tetapan最优菌株pertumbuhan SC8 adalah pa5°C, pH 6.83和2.05% NaCl dencadangangkan cadar pertumbuhan细菌浓度为3.70±0.06 × 106个/jam。Keadaan pertumbuhan最优SC8 daripada kajian ini manfafak menghasilkan产品蛋白酶aktif sejuk secara besar-besaran pada masa haapan。
{"title":"The Optimization of Growth Condition of the Bacteria Producing Cold-Active Proteolytic Enzyme from the Antarctic Region","authors":"Muhammad Asyraf Abd Latip, N. Nordin, S. Alias, J. Smykla, F. Yusof, M. Mohamad","doi":"10.31436/iiumej.v24i1.2447","DOIUrl":"https://doi.org/10.31436/iiumej.v24i1.2447","url":null,"abstract":"The growth conditions of bacteria producing cold-active protease isolated from an Antarctic sample were screened using one-factor-at-time (OFAT). Then, crude protease of the strain was extracted during the late logarithmic phase for enzymatic assay. A strain that showed the highest enzyme activity was selected for optimization via response surface method (RSM). The parameters studied were incubation temperature (4 – 36 °C), pH media (4 – 10) and NaCl concentration (0 – 8%). Based on the OFAT results, all eight strains showed the highest growth rate at 20 °C, pH 7 and 4% (w/v) NaCl. The assay showed that the crude enzyme extracted from strain SC8 exhibited significantly higher activity (0.20 U and 0.37 U) than the positive control (0.11 U and 0.31 U) at -20 °C and 20 °C. RSM suggested that the optimized setting for growth of SC8 were at 20.5 °C, pH 6.83 and 2.05% (w/v) of NaCl with the results of the bacterial growth rate value was 3.70 ± 0.06 x 106 cells/hr. Optimal growth conditions of SC8 from this study are useful for the large-scale production of cold-active protease in future.\u0000ABSTRAK: Keadaan pertumbuhan bakteria yang menghasilkan enzim protease aktif sejuk daripada sampel Antartika disaring menggunakan satu faktor pada masa (OFAT). Kemudian, enzim protease ini diekstrak pada lewat fasa logaritma untuk ujian enzimatik. Strain yang menunjukkan aktiviti enzim tertinggi telah dipilih untuk tujuan pengoptimuman melalui kaedah permukaan tindak balas (RSM). Parameter yang dikaji ialah suhu pengeraman (4 – 36 °C), pH media (4 – 10) dan kepekatan NaCl (0 – 8%). Berdasarkan OFAT, kesemua lapan bakteria menunjukkan kadar pertumbuhan tertinggi pada 20 °C, pH 7 dan 4% NaCl. Hasil ujian enzimatik menunjukkan bahawa enzim protease yang diekstrak daripada SC8 mempamerkan aktiviti yang jauh lebih tinggi (0.20 U dan 0.37 U) daripada kawalan positif (0.11 U dan 0.31 U) pada -20 °C dan 20 °C. RSM mencadangkan tetapan optimum untuk pertumbuhan SC8 adalah pada 20.5 °C, pH 6.83 dan 2.05% NaCl dengan keputusan kadar pertumbuhan bakteria ialah 3.70 ± 0.06 x 106 sel/jam. Keadaan pertumbuhan optimum SC8 daripada kajian ini bermanfaat untuk menghasilkan produk protease aktif sejuk secara besar-besaran pada masa hadapan.\u0000The growth conditions of bacteria producing cold-active protease isolated from an Antarctic sample were screened using one-factor-at-time (OFAT). Then, crude protease of the strain was extracted during the late logarithmic phase for enzymatic assay. A strain that showed the highest enzyme activity was selected for optimization via response surface method (RSM). The parameters studied were incubation temperature (4 – 36 °C), pH media (4 – 10) and NaCl concentration (0 – 8%). Based on the OFAT results, all eight strains showed the highest growth rate at 20 °C, pH 7 and 4% (w/v) NaCl. The assay showed that the crude enzyme extracted from strain SC8 exhibited significantly higher activity (0.20 U and 0.37 U) than the positive control (0.11 U and 0.31 U) a","PeriodicalId":13439,"journal":{"name":"IIUM Engineering Journal","volume":"14 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2023-01-04","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"82366097","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-01-04DOI: 10.31436/iiumej.v24i1.2625
Abdul Azeez, S. Tarannum
Communication systems have been used tremendously in recent years which results in the need for high data transmission rates. Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) provides robust performance in frequency selective fading due to high bandwidth efficiency and inter-symbol interference. Various optimization techniques were applied in existing research to increase the efficiency of OFDM in a communication system. The existing research has a limitation of considering a single objective to improve the efficiency of OFDM and also has a local optima trap. This research proposes a Multi-Objective Mayfly algorithm (MOMF) to consider multi-objective and provides a proper trade-off between exploration and exploitation. The Partial Transmit Sequence (PTS) is applied in the model to test the performance. The FFT sizes and modulation orders are varied to evaluate the performance of the MOMF technique in phase optimization. The MOMF technique effectively increases the performance of the model than other existing optimization techniques. The MOMF technique provides a non-dominated solution to escape from local optima trap. The MOMF model considers PAPR, BER, and SER in MIMO-OFDM system to increase the efficiency of the system. The exploration-exploitation trade-off helps to improve the convergence and overcome local optima trap. The MOMF in OFDM phase optimization was evaluated using BER, SER, and Peak-to-Average Power Ratio (PAPR) metrics. The MOMF method has PAPR of 3.95 dB and PSO-GWO method has 4.92 dB of PAPR. ABSTRAK: Sistem komunikasi telah digunakan secara meluas sejak beberapa tahun ini dan dapatan kajian menunjukkan keperluan pada kadar transmisi data yang tinggi. Pemultipleksan Bahagian Frekuensi Ortogon (OFDM) menyediakan prestasi berkesan dalam pemilihan pemudaran frekuensi berdasarkan keberkesanan lebar jalur tinggi dan gangguan antara-simbol. Pelbagai teknik optimum digunakan pada kajian sebelum ini bagi meningkatkan keberkesanan OFDM dalam sistem komunikasi. Kajian tersebut mempunyai kekurangan dalam memilih satu objektif bagi membaiki keberkesanan OFDM dan juga mempunyai perangkap optima setempat. Kajian ini mencadangkan algoritma Mayfly Objektif-Pelbagai (MOMF) bagi memilih objektif-pelbagai dan menyediakan keseimbangan yang wajar antara eksplorasi dan eksploitasi. Urutan Pancar Separa (PTS) telah digunakan dalam model ini bagi menguji prestasi. Saiz FFT dan turutan modulasi dipelbagaikan bagi menguji keberkesanan teknik MOMF pada fasa pengoptimuman. Teknik MOMF dengan berkesan menaikkan prestasi model ini berbanding teknik-teknik sedia ada yang lain. Teknik MOMF menyediakan solusi kepada teknik bukan-dominasi bagi mengelak perangkap optima setempat. Model MOMF ini mengambil kira PAPR, BER, dan SER dalam sistem MIMO-OFDM bagi meningkatkan kecekapan sistem. Keseimbangan yang wajar antara eksplorasi-eksploitasi membantu dalam membaiki penumpuan dan mengatasi perangkap optima setempat. MOMF dalam fasa optimanisasi OFDM telah dinilai me
近年来，通信系统得到了广泛的应用，这导致了对高数据传输速率的需求。正交频分复用(OFDM)由于带宽效率高、码间干扰少，在频率选择性衰落中具有较强的抗干扰能力。为了提高OFDM在通信系统中的效率，已有的研究采用了各种优化技术。现有的研究存在只考虑单一目标来提高OFDM效率的局限性，并且存在局部最优陷阱。本研究提出了一种多目标蜉蝣算法(MOMF)，以考虑多目标，并在探索和开发之间提供适当的权衡。采用部分传输序列(PTS)对模型进行性能测试。通过改变FFT大小和调制阶数来评估MOMF技术在相位优化中的性能。与现有的优化技术相比，MOMF技术有效地提高了模型的性能。MOMF技术提供了一种摆脱局部最优陷阱的非支配解决方案。为了提高MIMO-OFDM系统的效率，MOMF模型考虑了MIMO-OFDM系统的PAPR、BER和SER。勘探与开采的权衡有利于提高收敛性，克服局部最优陷阱。利用误码率、SER和峰值平均功率比(PAPR)指标来评估OFDM相位优化中的MOMF。MOMF方法的PAPR为3.95 dB, PSO-GWO方法的PAPR为4.92 dB。摘要:系统komunikasi telah digunakan secara melas sejak beberapa tahuni dandapatan kajian menunjukkan keperluan padkadar传输数据杨廷基。Pemultipleksan Bahagian Frekuensi Ortogon (OFDM) menyediakan prestasti berkesan dalam pemilihan pemudaran Frekuensi berkessan keberkesanan lebar jalur tinggi dan gangguan antara-符号。OFDM数据传输系统的优化设计。Kajian tersebut mempunyai kekurangan dalam memilih, satu object, baki membaiki keberkesanan OFDM, danjuga mempunyai perangkap, optima 9。Mayfly object -pelbagai (MOMF) bagi memilih object -pelbagai dan menyediakan keseimbangan yang wajar antara eksplorasi和ekspploitasi。研究了气候变化与气候变化之间的关系。Saiz FFT dan turutan modulasi dipelbagaikan bagi menguji keberkesanan tecknik MOMF padfasa pengoptimuman。技术、媒体、媒体、媒体、媒体、媒体、媒体、媒体、媒体、媒体、媒体、媒体、媒体、媒体等。这是我最喜欢的，我最喜欢的，我最喜欢的。MIMO-OFDM系统，MIMO-OFDM系统，MIMO-OFDM系统，MIMO-OFDM系统。Keseimbangan yang wajar antara eksplploitasi membantu dalam membaiki penumpuan dan mengatasi perangkap optima 9。MOMF dalam fasa optimanisasi OFDM telah dinilai menggunakan误码率,爵士,丹matrik Nisbah Kuasa Puncak-kepada-Purata(地表铺面)。Kaedah MOMF mempunyai nilai PAPR sebanyak 3.95 dB, Kaedah PSO-GWO mempunyai PAPR 4.92 dB。
{"title":"Multi-Objective Mayfly Optimization in Phase Optimization of OFDM","authors":"Abdul Azeez, S. Tarannum","doi":"10.31436/iiumej.v24i1.2625","DOIUrl":"https://doi.org/10.31436/iiumej.v24i1.2625","url":null,"abstract":"Communication systems have been used tremendously in recent years which results in the need for high data transmission rates. Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) provides robust performance in frequency selective fading due to high bandwidth efficiency and inter-symbol interference. Various optimization techniques were applied in existing research to increase the efficiency of OFDM in a communication system. The existing research has a limitation of considering a single objective to improve the efficiency of OFDM and also has a local optima trap. This research proposes a Multi-Objective Mayfly algorithm (MOMF) to consider multi-objective and provides a proper trade-off between exploration and exploitation. The Partial Transmit Sequence (PTS) is applied in the model to test the performance. The FFT sizes and modulation orders are varied to evaluate the performance of the MOMF technique in phase optimization. The MOMF technique effectively increases the performance of the model than other existing optimization techniques. The MOMF technique provides a non-dominated solution to escape from local optima trap. The MOMF model considers PAPR, BER, and SER in MIMO-OFDM system to increase the efficiency of the system. The exploration-exploitation trade-off helps to improve the convergence and overcome local optima trap. The MOMF in OFDM phase optimization was evaluated using BER, SER, and Peak-to-Average Power Ratio (PAPR) metrics. The MOMF method has PAPR of 3.95 dB and PSO-GWO method has 4.92 dB of PAPR.\u0000ABSTRAK: Sistem komunikasi telah digunakan secara meluas sejak beberapa tahun ini dan dapatan kajian menunjukkan keperluan pada kadar transmisi data yang tinggi. Pemultipleksan Bahagian Frekuensi Ortogon (OFDM) menyediakan prestasi berkesan dalam pemilihan pemudaran frekuensi berdasarkan keberkesanan lebar jalur tinggi dan gangguan antara-simbol. Pelbagai teknik optimum digunakan pada kajian sebelum ini bagi meningkatkan keberkesanan OFDM dalam sistem komunikasi. Kajian tersebut mempunyai kekurangan dalam memilih satu objektif bagi membaiki keberkesanan OFDM dan juga mempunyai perangkap optima setempat. Kajian ini mencadangkan algoritma Mayfly Objektif-Pelbagai (MOMF) bagi memilih objektif-pelbagai dan menyediakan keseimbangan yang wajar antara eksplorasi dan eksploitasi. Urutan Pancar Separa (PTS) telah digunakan dalam model ini bagi menguji prestasi. Saiz FFT dan turutan modulasi dipelbagaikan bagi menguji keberkesanan teknik MOMF pada fasa pengoptimuman. Teknik MOMF dengan berkesan menaikkan prestasi model ini berbanding teknik-teknik sedia ada yang lain. Teknik MOMF menyediakan solusi kepada teknik bukan-dominasi bagi mengelak perangkap optima setempat. Model MOMF ini mengambil kira PAPR, BER, dan SER dalam sistem MIMO-OFDM bagi meningkatkan kecekapan sistem. Keseimbangan yang wajar antara eksplorasi-eksploitasi membantu dalam membaiki penumpuan dan mengatasi perangkap optima setempat. MOMF dalam fasa optimanisasi OFDM telah dinilai me","PeriodicalId":13439,"journal":{"name":"IIUM Engineering Journal","volume":"96 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2023-01-04","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"72816258","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-01-04DOI: 10.31436/iiumej.v24i1.2223
Rully Medianto, Naflah Mutiara Adinda, Y. I. Jenie, H. M. Pasaribu, Hari Muhammad
Traffic density in the terminal control area will increase flight safety risks. One effort to reduce the risk is to minimize the controller’s workload when affected by air traffic complexity. This research uses a simulation model to measure air traffic complexity in terminal control areas. The aircraft performance model has been constructed from ADS-B data and represents the aircraft movement in the terminal control area of Soekarno-Hatta International Airport. The simulation model can detect and resolve conflicts to keep separations between aircraft at a specified minimum separation limit. Air traffic complexity measurement uses several indicators, i.e., aircraft density, number of climbing and descending aircraft, aircraft type mixing, conflict control, aircraft speed difference, and controller communication. The weighting factor for each indicator has been obtained from Jakarta Air Traffic Service Center (JATSC) controller perception using an analytic hierarchy process. The simulation results show that the variation of resolution type affects the complexity level significantly. The results of this study can be used as consideration for improving air traffic control procedures and air space structures. ABSTRAK: Kepadatan trafik di kawasan terminal kawalan bakal menyebabkan peningkatan risiko keselamatan penerbangan. Salah satu cara bagi mengurangkan risiko adalah dengan meminimumkan beban kerja pengawal yang terlibat dengan kesesakan trafik udara. Kajian ini menggunakan model simulasi bagi mengukur kesesakan trafik udara di kawasan terminal kawalan. Model pretasi pesawat telah dibina menggunakan data ADS-B dan ini mewakili pergerakan pesawat di terminal kawalan lapangan terbang antarabangsa Soekarno-Hatta. Model simulasi ini dapat mengesan konflik dan membuat resolusi bagi mengekalkan penjarakan antara pesawat mengikut had penjarakan minimum yang ditetapkan. Beberapa indikator telah digunakan bagi mengukur kerumitan trafik udara, iaitu: ketumpatan pesawat, bilangan pesawat mendaki dan menurun, jenis pesawat, kawalan konflik, perbezaan kelajuan pesawat dan pengawal komunikasi. Faktor pemberat bagi setiap indikator telah diperoleh daripada pengawal persepsi Pusat Servis Trafik Udara Jakarta (JATSC) menggunakan proses analisis hierarki. Keputusan simulasi menunjukkan pelbagai jenis resolusi mempengaruhi tahap kerumitan dengan ketara. Hasil kajian ini boleh digunakan bagi menambah baik prosedur kawalan trafik udara dan struktur ruang udara.
终端管制区的交通密度将增加飞行安全风险。降低风险的一项措施是，在受空中交通复杂性影响时，尽量减少管制员的工作量。本研究使用仿真模型来测量终端管制区域的空中交通复杂性。飞机性能模型以ADS-B数据为基础，代表苏加诺-哈达国际机场终端管制区内的飞机运动情况。该仿真模型能够检测并解决冲突，使飞机之间的距离保持在指定的最小距离范围内。空中交通复杂性测量采用飞机密度、爬降飞机数量、机型混合、冲突控制、飞机速度差、管制员通信等指标。利用层次分析法，从雅加达空中交通服务中心(JATSC)的管制员感知中获得各指标的权重因子。仿真结果表明，分辨率类型的变化对复杂程度有显著影响。本研究结果可作为改进空中交通管制程序及空域结构之参考。摘要:川山终点站(kawalan bakal menyebabkan peningkatan risiko keselamatan penerbangan)的交通流量。Salah satu kali bagi mengurangkan risiko adalah dengan meminimumkan beban kerja pengawal yang terliit dengan kesesakan traffic udara。喀山县孟古纳坎模型模拟巴吉孟古纳坎交通乌达拉县喀山县终点站喀瓦拉。模型pretasi pesawat telah dibina menggunakan数据ADS-B dan ini mewakili pergerakan pesawat di terminal kawalan lapangan terbang antarabangsa sokarno - hatta。模型模拟结果表明，新疆的最小阳值为最小阳值，而新疆的最小阳值为最小阳值。Beberapa指标telah digunakan bagi mengukur kerumitan traffic - udara, iititi: ketumpatan pesawat, bilangan pesawat mendaki dan menurun, jenis pesawat, kawalan konflik, perbezaan kelajuan pesawat dan pengawal komunikasi。雅加达交通运输局(JATSC)的交通运输局(JATSC)的交通运输局(mongunakan)分析层次结构。可普陀山模拟menunjukkan pelbagai jenis resolususi mempengaruhi takha kerumitan dengan ketara。Hasil kajian ini boleh digunakan bagi menambah baik检察官kawalan traffic udara和structuur ruang udara。
{"title":"Terminal Control Area Complexity Measurement Using Simulation Model","authors":"Rully Medianto, Naflah Mutiara Adinda, Y. I. Jenie, H. M. Pasaribu, Hari Muhammad","doi":"10.31436/iiumej.v24i1.2223","DOIUrl":"https://doi.org/10.31436/iiumej.v24i1.2223","url":null,"abstract":"Traffic density in the terminal control area will increase flight safety risks. One effort to reduce the risk is to minimize the controller’s workload when affected by air traffic complexity. This research uses a simulation model to measure air traffic complexity in terminal control areas. The aircraft performance model has been constructed from ADS-B data and represents the aircraft movement in the terminal control area of Soekarno-Hatta International Airport. The simulation model can detect and resolve conflicts to keep separations between aircraft at a specified minimum separation limit. Air traffic complexity measurement uses several indicators, i.e., aircraft density, number of climbing and descending aircraft, aircraft type mixing, conflict control, aircraft speed difference, and controller communication. The weighting factor for each indicator has been obtained from Jakarta Air Traffic Service Center (JATSC) controller perception using an analytic hierarchy process. The simulation results show that the variation of resolution type affects the complexity level significantly. The results of this study can be used as consideration for improving air traffic control procedures and air space structures.\u0000ABSTRAK: Kepadatan trafik di kawasan terminal kawalan bakal menyebabkan peningkatan risiko keselamatan penerbangan. Salah satu cara bagi mengurangkan risiko adalah dengan meminimumkan beban kerja pengawal yang terlibat dengan kesesakan trafik udara. Kajian ini menggunakan model simulasi bagi mengukur kesesakan trafik udara di kawasan terminal kawalan. Model pretasi pesawat telah dibina menggunakan data ADS-B dan ini mewakili pergerakan pesawat di terminal kawalan lapangan terbang antarabangsa Soekarno-Hatta. Model simulasi ini dapat mengesan konflik dan membuat resolusi bagi mengekalkan penjarakan antara pesawat mengikut had penjarakan minimum yang ditetapkan. Beberapa indikator telah digunakan bagi mengukur kerumitan trafik udara, iaitu: ketumpatan pesawat, bilangan pesawat mendaki dan menurun, jenis pesawat, kawalan konflik, perbezaan kelajuan pesawat dan pengawal komunikasi. Faktor pemberat bagi setiap indikator telah diperoleh daripada pengawal persepsi Pusat Servis Trafik Udara Jakarta (JATSC) menggunakan proses analisis hierarki. Keputusan simulasi menunjukkan pelbagai jenis resolusi mempengaruhi tahap kerumitan dengan ketara. Hasil kajian ini boleh digunakan bagi menambah baik prosedur kawalan trafik udara dan struktur ruang udara.","PeriodicalId":13439,"journal":{"name":"IIUM Engineering Journal","volume":"8 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.5,"publicationDate":"2023-01-04","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"79284242","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
京公网安备 11010802042870号
京ICP备2023020795号-1
扫码关注我们
求助内容：
应助结果提醒方式：