pengukur kecepatan angin

NAMA : IKHWANI
NIM : 0708002010058
JURUSAN : D3 INSKOM
MATA KULIAH : SENSOR DAN TRANSDUSER

SENSOR KECEPATAN ANGIN

1. Latar Belakang
Berkat perkembangan tekhnologi,saat ini manusia telah dapat menetukan cuaca dengan menggunakan satelit. Dalam skala makro satelit dapat digunakan untuk mempelajari pembentukan awan, suhu, dan prakiraan cuaca sedangkan dalam skala mikro berguna untuk mendeteksi kecepatan angin atau suhu daerah tertentu. Namun, pemamfaatan satelit dalam skala mikro, misalnya untuk mendeteksi kecepatan angin belum dapat diandalkan. Salah satu upaya untuk mengatasi kendala tersebut adalah dengan pembuatan alat ukur otomatis berupa sensor angin.
Secara garis besar ada dua macam pendeteksi arah angin yaitu metode makanik dan metode perpindahan panas. Metode mekanik sudah sering digunkan sejak lama, seperti otokopler potensiometer dan magnet ( Manan M.E dan Nasir A.A,1980). Metode perpindahan panas seperti thermopile, transistor, dan termokopel, memilki beberapa kelebihan dibandingkan dengan metode mekanik yaitu dapat mendeteksi pergerakan angin yang sangat lambat dan pergerakan massa udara.
2. Alat pengukur arah dan kecepatan angin
Angin merupakan pergerakan uadara yang disebabkan karena adanya perbedaan tekanan udara suatu tempat dengan tempat lain. Dengan adanya pergerakan udara diatmosfer ini maka terjadilah distribusi partikel-partikel udara kering (debu,asap,dsb) maupun partikel basah seperti uap air. Pengukuran angin permukaan merupkan pengukuran arah dan kecepatan angin yang terjadi dipermukaan bumi dengan ketinggian antara 0.5 sampai 10 meter. Alat yang paling baik untuk mengukur permukaan angin adalah anemometer.



Alat pengukur kecepatan angin dibagi dalam 3 bagian yaitu:
1. Anemometer Cup dan Vane alat ini mengukur banyaknya udara yang melalui alat persatuan waktu.
2. Pressure Tube Anemometer alat ini bekerja disebabkan oleh tekanan dari aliran udara yang melalui pipa-pipanya.
3. Pressure Plate Anemometer lembaran logam tertentu, ditempatkan tegak lurus angin. Lembaran logam ini akan berputar pada salah satu sisinya sebagai sumbu. Besar penyimpangan (sudut) menjadi kecepatan angin.
A. ANEMOMETER







 Pengertian anemometer
Anemometer adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk mengukur kecepatan angin dan merupakan salah satu instrument yang digunakan pada sebuah stasiun cuaca. Istilah ini berasal dari kata dari yunani yaitu anemos, yang berarti angin. Yang pertama menemukan anemometer adalah oleh Leon Battista Alberti. Anemometer ini disebut juga wind speed indicator. Alat ini digunakan untuk mengukur kecepatan angin dalam satuan knots, m/s, km/h dan beaufort.
Didalam anemometer terdapat alat pencacah yang akan menghitung kecepatan angin. Hasil yang diperoleh alat pencacah dicatat, kemudian dicocokkan dengan skala beaufort.
Anemometer dapat dibagi menjadi 2 kelas yaitu : yang mengukur angin dari kecepatan, dan orang-rang yang mengukur dari tekanan angin tetapi karena ada hubungan erat antara tekanan dan kecepatan, yang dirancang untuk satu alat pengukur arah angin akan memberikan informasi tentang keduanya.


 Prinsip kerja anemometer
 Angin mengadakan tekanan yang kuat pada bagian tekanan yang kuat pada aling-baling yang berbentuk cekung (mangkuk).
 Bagian yang cekung akang berputar ke satu arah
 Poros yang berputar dihubungkan dengan dynamo kecil
 Bila baling-baling berputar maka terjadi arus listrik yang besarnya sebanding dengan kecepatan putaran.
 Besarnya arus listrik dihubungkan dengan galvanometer yang telah ditera dengan satuan kecepatan dalam knots m/s km/h dan beaufort.
 Kegunaan anemometer
 Mengukur kecepatan angin
 Memperkirakan cuaca
 Memperkirakan tinggi gelombang laut
 Memperkirakan kecepatan dan arah arus

 Tipe anemometer
Anemometer dengan tiga atau empat mangkok
Sensornya terdiri dari tiga atau empat mangkok yang dipasang pada jari-jari yang berpusat pada suatu sumbu vertical atau semua mangkok tersebut terpasang pada poros vertical. Seluruh mangkok menghadap kesatu arah melingkar sehingga bila angin bertiup maka rotor berputar pada arah tetap. Kecepatan putar dari rotor mengatur system pada kecepatan tiupan angin. Melalui suatu system mekanik roda gigi, perputaran rotor megatur system akumulasi angka penunjuk jarak tiupan angin. Dengan alat ini penambahan nilai yang dapat dibaca dari satu pengamatan kepengamatan berikutnya, menyatakan akumulasi jarak tempuh tiupan angin selama waktu dari kedua pengamatan tersebut, sehingga kecepatan anginnya adalah sama dengan akumulasi jarak tempuh tersebut dibagi lama selang waktu pengamatan.

Anemometer termal
Anemometer ini merupakan satu sensor yang digunakan untuk mengukur kecepatan fluida (angin) sesaat. Cara kerja dari sensor ini berdasarkan pada jumlah panas yang hilang secara konvektif dari sensor ke lingkungan sekeliling sensor. Besarnya panas yang dipindahkan dari sensor secara langsung berhubungan dngan kecepatan fluida yang melewati sensor. Jika hanya kecepatan fluida yang berubah, maka panas yang hilang bisa diinterprestasikan sebagai kecepatan fluida tersebut. Kerja anemometer ini mengikuti prinsip tabung pitot, yaitu dihitung dari tekanan statis dan tekanan kecepatan. (http://indriezone.blogspot.com/2009/06/bab-xiv-anemo-meter.html)

Anemometer Cup dan Vane




Pergerakan udara atau angin umunya diukur dengan alat cup counter anemometer, yang didalamnya terdapat dua sensor, yaitu : cup-propeller sensor untuk kecepatan angin dan vane weather cock sensor untuk arah angin. Untuk pengamatan angin permukaan anemometer dipasang dengan ketinggian 10 meter dan berada ditempat terbuka yang memiliki jarak dari penghalang sejauh 10 kali dari tinggi penghalang (pohon,gedung atau sesuatu yang menjulang tinggi).
Tiang anemometer dipasang menggunakan 3 buah labrang/ kawat penahan tiang, dimana salah satu kawat/labrang berada pada arah utara dari tiang anemometer dan antar labrang membentuk sudut 1200.pemasangan penangkal petir pada tiang anemometer merupakan factor terpenting terutama untuk daerah rawan petir. Hal ini mengingat tiang anemometer memilki ketinggian 10 meter dengan ujung-ujung runcing yang membuatnya rawan terhadap sambaran ptir.

 Proses kalibrasi
Proses kalibrasi anemometer dilakukan secara periodic agar performansi dan hasil pencatatan tetap stabil dan baik. Berikut kalibarasi pada anemometer :
• Kecepatan angin dengan Cup Wheel RPM
 m/s =(0.01250 x rpm) + 0.2
 knots = (0.02427 x rpm) +0.4
 mph = (0.02795 x rpm) + 0.4
 km/h = (0.04499 x rpm) + 0.7
• kecepatan angin dengan output frekuensi – Hz
 m/s = (0.7500 x Hz) + 0.2
 knots = (1.4562 x Hz) + 0.4
 mph = (1.6770 x Hz) + 0.4
 km/h = (2.6994 x Hz) + 0.7