ANEMOMETER

Kata anemometer berasal dari Yunani anemos yang berarti angin, Angin merupakan udara yang bergerak ke segala arah, angin bergerak dari suatu tempat menuju ke tempat yang lain. Anemometer ini pertama kali diperkenalkan oleh Leon Battista Alberti dari Italia pada tahun 1450.

Fungsi  Anemometer yaitu sebagai perangkat atau alat yang digunakan untuk mengukur kecepatan angin. Dengan anemometer kita dapat memperkirakan cuaca pada hari itu. Selain itu anemometer juga dapat difungsikan sebagai alat pendeteksi cuaca buruk seperti angin topan ataupun badai. Pada dasarnya anemometer adalah alat untuk mengukur kecepatan udara atau kecepatan gas dalam fenomena terjadinya hembusan angin. Contohnya untuk mengukur aliran udara didalam saluran, ataupun juga pengukuran arus terbatasi, seperti angin atmosfer. Untuk menentukan kecepatan, anemometer mendeteksi perubahan di beberapa sifat fisik dari fluida atau efek fluida pada alat mekanis dimasukkan ke dalam aliran.

Anemometer harus ditempatkan di daerah terbuka. Pada saat tertiup angin, baling-baling atau mangkok yang terdapat pada anemometer akan bergerak sesuai arah angin. Makin besar kecepatan angin meniup mangkok-mangkok tersebut, makin cepat pula kecepatan berputarnya piringan mangkok-mangkok. Dari jumlah putaran dalam satu detik maka dapat diketahui kecepatan anginnya. Di dalam anemometer terdapat alat pencacah yang akan menghitung kecepatan angin.

Secara umum ada dua jenis anemometer, yaitu anemometer yang mengukur kecepatan angin (velocity anemometer) dananemometer yang mengukur tekanan angin (anemometer tekanan). Dari kedua tipe anemometer ini velocity anemometer lebih banyak digunakan. Salah satu jenis dari velocity anemometer adalah thermal anemometer lebih dikenal dengan hot wire anemometer yaitu anemometer yang mengkonversi perubahan suhu menjadi kecepatan angin.

Anemometer Berdasarkan cara pembacaannya : Pengamatan unsur-unsur cuaca dan iklim memerlukan alat-alat meteorologi yang bersifat peka, kuat, sederhana dan teliti. Ditinjau dari cara pembacaannya, alat meteorologi terdiri atas dua jenis, yaitu:

a.       Recording yaitu alat yang dapat mencatat data secara terus-menerus, sejak pemasangan hingga pergantian alat berikutnya. Contoh : barograf dan anemograf.

b.      Non recording yaitu alat yang digunakan bila datanya harus dibaca pada saat-saat tertentu untuk memperoleh data. Contoh: barometer, ermometer dan anemometer.

    Tipe Anemometer

a.       Anemometer dengan tiga atau empat mangkok

Sensornya terdiri dari tiga atau empat buah mangkok yang dipasang pada jari-jari yang berpusat pada suatu sumbu vertikal atau semua mangkok tersebut terpasang pada poros vertikal. Seluruh mangkok menghadap ke satu arah melingkar sehingga bila angin bertiup maka rotor berputar pada arah tetap. Kecepatan putar dari rotor tergantung kepada kecepatan tiupan angin. Melalui suatu sistem mekanik roda gigi, perputaran rotor mengatur sistem akumulasi angka penunjuk jarak tiupan angin.

b.      Anemometer tipe “cup counter” hanya dapat mengukur rata-rata kecepatan angin selama suatu periode pengamatan. Dengan alat ini penambahan nilai yang dapat dibaca dari satu pengamatan ke pengamatan berikutnya, menyatakan akumulasi jarak tempuh angin selama waktu dari kedua pengamatan tersebut, sehingga kecepatan anginnya adalah sama dengan akumulasi jarak tempuh tersebut dibagi lama selang waktu pengamatannya.

Jenis anemometer menurut besarnya kecepatan angin

a.       Anemometer piala

b.      Anemometer sonik

c.       Anemometer kincir angin

d.      Anemometer laser Doppler

e.       Anemometer bola pingpong

f.       Anemometer hot-wire

Jenis anemometer menurut tekanan angin

a.       Anemometer piring

Ini adalah awal anemometer dan piring yang datar hanya tergantung dari atas sehingga angin membelokkan piring. Pada 1450, arsitek seni Italia Leon Battista Alberti mekanis pertama menemukan alat pengukur jurusan angin; di 1664 itu kembali diciptakan oleh Robert Hooke (yang sering keliru dianggap sebagai penemu pertama alat pengukur jurusan angin). Versi formulir ini terdiri dari piring yang datar, baik persegi atau bundar, yang tetap normal terhadap angin dengan baling-baling angin. Tekanan angin pada wajah diimbangi oleh pegas. Kompresi pegas yang sebenarnya menentukan gaya yang mengerahkan angin di piring, dan ini juga membacakan pada ukuran yang sesuai, atau di recorder. Instrumen semacam ini tidak merespon cahaya angin, tidak akurat untuk bacaan angin tinggi, dan lambat dalam menanggapi variabel angin. Piring anemometer telah digunakan untuk memicu alarm angin tinggi di jembatan.

b.      Anemometer tabung

Keuntungan besar dari tabung alat pengukur jurusan angin terletak pada kenyataan bahwa bagian yang terbuka dapat dipasang pada tiang yang tinggi, dan tidak memerlukan meminyaki atau perhatian selama bertahun-tahun, dan bagian pendaftaran dapat ditempatkan dalam posisi yang nyaman. Menghubungkan dua tabung diperlukan. Mungkin muncul pada pandangan pertama seolah-olah satu sambungan akan melayani, tetapi perbedaan tekanan yang instrumen ini tergantung begitu menit, bahwa tekanan udara di ruangan tempat bagian perekaman ditempatkan harus dipertimbangkan.

c.       Anemometer propeller

Anemometer ini hampir sana dengan anemometer di atas, bedanya hanya    mangkoknya terpasang pada poros horozontal.

d.      Anemometer tabung bertekanan.

Kerja Anemometer ini mengikuti prinsip tabung pitot, yaitu dihitung dari tekanan statis dan tekanan kecepatan Sehubungan dengan adanya perbedaan kecepatan angin dari berbagai ketinggian yang berbeda, maka tinggi pemasangan anemometer ini biasanya disesuaikan dengan tujuan atau kegunaannya. Untuk bidang agroklimatologi dipasang dengan ketinggian sensor (mangkok) 2 meter di atas permukaan tanah. Untuk mengumpulkan data penunjang bagi pengukuran penguapan Panci Kelas A, dipasang anemometer setinggi 0,5 m. Dilapangan terbang pemasangan umumnya setinggi 10 m. Dipasang didaerah terbuka pada pancang yang cukup kuat. Untuk keperluan navigasi alat harus dipasang pada jarak 10 x tinggi faktor penghalang seperti adanya bangunan atau pohon. Sebagian besar Anemometer ini umumnya tidak dapat merekam kecepatan angin dibawah 1 atau 2 mi/j karena ada faktor gesekan pada awal putaran.

 Kelebihan Anemometer Analog

a.     Dapat menerima arah angin dari manapun.

b.     Alat ini dapat dipasang pada ketinggian 0,5 ; 2 ; 10 meter pada tempat yang terbuka

c.      Dapat diketahui kecepatan angin harian.

 Kelemahan Anemometer Analog

   a.      Anemometer ini dipasang dengan ketinggian 10 meter dan memiliki ujung-ujung yang runcing sehingga membutuhkan alat penangkal petir bila alat inidipasang di daerah rawan petir.

b.      Agar alat bekerja efektif, antara alat dengan benda-benda sekitar (penghalang)diberi jarak yang cukup jauh.

c.       Memperoleh data matang harus dilakukan perhitungan terlebih dahulu.

Kelebihan Anemometer Digital

a.       Pengukurannya mudah diamati 

b.      Mudah dibawa.

c.       Untuk memperoleh data matang mudah sebab perhitungannya sederhana.

d.      Mempunyai ketelitian yang tinggi, yaitu 0,5 m/s. 

e.       Dapat mengukur kecepatan sesaat.

f.       Dilengkapi oleh skala beaufort.

Kekurangan Anemometer Digital

a.      Alat ini tidak otomatis karena arah angin diusahakan datang dari belakang alatsehingga menggerakan baling-baling tersebut. Jadi angin dapat diukur darigerakan baling-baling tersebut.

b.      Terbatas mengukur kecepatan sesaat saja.

c.       Hanya dapat mengukur kecepatan angin

Prinsip Kerja Anemometer

a.      Angin mengadakan tekanan yang kuat pada bagian tekanan yang kuat pada baling-baling yang berbentuk cekung (mangkuk).

b.      Bagian yang cekung akan berputar ke satu arah.

c.       Poros yang berputar dihubungkan dengan dynamo kecil.

d.      Bila baling-baling berputar maka terjadi arus listrik yang besarnya sebanding dengan kecepatan putaran.

e.      Besarnya arus listrik dihubungkan dengan galvanometer yang telah ditera dengan satuan kecepatan dalam knots, m/s, km/jam dan beaufort.

http://komponenelektronika.biz/fungsi-anemometer.html

http://13candys.blogspot.com/2012/12/anemometer_23.html

SENSOR

 Sensor adalah alat yang digunakan untuk mengubah besaran fisik ke besaran listrik. Sensor dalam teknik pengukuran dan pengaturan secara elektronik berfungsi mengubah tegangan fisika (misalnya: temperatur, cahaya, gaya, kecepatan putaran) menjadi besaran listrik yang proposional.

Sensor dalam teknik pengukuran dan pengaturan ini harus memenuhi persyaratan-persyaratan kualitas yakni :

1.  Linieritas

Konversi harus benar-benar  proposional, jadi karakteristik konversi harus linier.

2.  Tidak tergantung temperatur

Keluaran inverter tidak boleh tergantung pada temperatur disekelilingnya, kecuali sensor suhu.

3.  Kepekaan

Kepekaan sensor harus dipilih sedemikian, sehingga pada nilai-nilai masukan yang ada dapat diperoleh tegangan listrik keluaran yang cukup besar.

4.  Waktu tanggapan

Waktu tanggapan adalah waktu yang diperlukan keluaran sensor untuk mencapai  nilai akhirnya pada nilai masukan yang berubah secara mendadak. Sensor harus dapat berubah cepat bila nilai masukan pada sistem tempat sensor tersebut berubah.

Ada 6 tipe syarat sensor, yaitu:

1.    Mechanical, contoh: panjang, luas, mass flow, gaya, torque, tekanan, kecepatan, percepatan, panjang gel acoustic, dll

2.    Thermal, contoh: temperature, panas, entropy, heat flow

3.    Electrical, contoh: tegangan, arus, muatan, resistance, frekuensi, dll

4.    Magnetic, contoh: intensitas medan, flux density, dll

5.    Radiant, contoh: intensitas, panjang gelombang, polarisasi, dll

6.    Chemical, contoh: komposisi, konsentrasi, pH, kecepatan reaksi, dll

C.            Jenis Sensor

Beberapa jenis sensor adalah:

   1.    Sensor Cahaya

Sensor cahaya adalah alat yang digunakan untuk merubah besaran cahaya menjadi besaran  listrik. Prinsip kerja dari alat ini adalah mengubah energi dari foton menjadi Elektron. Idealnya satu foton dapat membangkitkan satu elektron. Sensor cahaya sangat luas penggunaannya, salah satu yang paling terkenal adalah LDR (Light dependent resistor). Sensor cahaya terdiri dari 3 kategori, yaitu:

a.    Fotovoltaic atau sel solar adalah alat sensor sinar yang mengubah energi sinar langsung menjadi energi listrik, dengan adanya penyinaran cahaya akan menyebabkan pergerakan elektron dan menghasilkan tegangan. Semakin kuat sinar matahari tegangan dan arus listrik Dc yang dihasilkan semakin besar. Bahan pembuat solar cell adalah silicon, cadmium sullphide, gallium arsenide dan selenium.

b.    Fotokonduktif (fotoresistif) adalah sensor yang emberikan perubahan tahanan (resistansi) pada sel-selnya, semakin tinggi intensitas cahaya yang terima, maka akan semakin kecil pula nilai tahanannya.

Berfungsi untuk mengubah intensitas cahaya menjadi perubahan konduktivitas. Kebanyakan komponen ini erbuat dari bahan cadmium selenoide atau cadmium sulfide. Beberapa tipe fotokonduktif adalah:

1)  LDR (Light Dependent Resistor)

Berfungsi untuk mengubah itensitas cahaya menjadi hambatan listrik. Semakin banyak cahaya yang mengenai permukaan LDR hambatan listrik semakin besar.Aplikasi dari sensor ini adalah umumnya LDR digabungkan dengan beberapa transistor untuk membentuk rangkaian lampu otomatis atau rangkaian lainnya. Kelebihan dari LDR ini adalah tidak menggunakan kode khusus untuk membaca nilai resistansi.

2)  Fotodiode

Berfungsi untuk mengubah intensitas cahaya menjadi konduktivitas dioda. Fotodiode sejenis dengan dioda pada umummya, perbedaannya pada fotodiode ini adalah dipasangnya sebuah lensa pemfokus sinar untuk memfokuskan sinar jatuh pada pertemuan ”pn”. Prinsip kerja : Energi pancaran cahaya yang jatuh pada pertemuan “pn” menyebabkan sebuah elektron berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi. Elektron berpindah ke luar dari valensi band meninggalkan hole sehingga membangkitkan pasangan elektron bebas dan hole.Aplikasi dari sensor ini adalah digunakan sebagai penghitung otomatis jumlah kendaraan yang lewat jalur tol, pengukur intensitas cahaya pada kamera digital, dan digunakan sebagai komponen sensor cahaya pada peralatan medis.

3)  Fototransistor

Berfungsi untuk mengubah intensitas cahaya menjadi konduktivitas transistor. Fototransistor sejenis dengan transistor pada umummya. Bedaannya, pada fototransistor dipasang sebuah lensa pemfokus sinar pada kaki basis untuk memfokuskan sinar jatuh pada pertemuan ”pn”.Fototransistor mempunyai kemampuan kepekaan yang lebih baik dibanding dengan fotodiode, ini disebabkan oleh elektron yang dihasilkan oleh foton cahaya pada kaki junction diinjeksikan dibagian base transistor tersebut, kemudian diperkuat di kaki kolektornya.

     2.    Sensor Suara

Sensor suara adalah sensor yang cara kerjanya yaitu merubah besaran suara menjadi besaran listrik. Sensor suara banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari.

Contoh aplikasi sensor ini adalah yang bekerja pada system robot. Suara yang diterima oleh microfon akan di transfer ke pre amp mic, fungsi pre amp mic ini adalah untuk memperkuat sinyal suara yang masuk kedalam komponen.Setelah sinyal suara diterima oleh preamp mic, kemudian di kirim lagi ke rangkaian pengkonfersi yang mana rangkaian ini berfungsi untuk merubah sinyal suara yang berbentuk sinyal digital menjadi sinya analog agar bisa dibaca oleh mikrokontroler. Kesensitifan  sensor suara dapat diatur, semakin banyak kondensator yang digunakan pada pre amp maka akan semakin baik daya sensitive dari sensor suara tersebut. Begitu juga pada saat penggunaan suara harus dalam kondisi tertentu, karena jika terdapat suara lain yang masuk maka akan tidak dikenali oleh sensor, begitu pula frekuensi yang digunakan harus sesuai pada saat kita menginput suara awal dan input suara pada saat menjalankan program.

       3.    Sensor Tekanan

Sensor tekanan adalah sensor untuk mengukur tekanan suatu zat. Prinsip kerja dari sensor tekanan ini adalah mengubah tegangan mekanis menjadi sinyal listrik. Kurang ketegangan didasarkan pada prinsip bahwa tahanan pengantar berubah dengan panjang dan luas penampang. Perubahan tekanan pada kantung menyebabkan perubahan posisi inti kumparan sehingga mengakibatkan perubahan induksi magnetik pada kumparan. Kumparan yang digunakan adalah kumparan CT (center tap), dengan demikian apabila inti mengalami pergeseran maka induktansi pada salah satu kumparan bertambah sementara induktansi pada kumparan yang lain berkurang. Kemudian pengubah sinyal berfungsi untuk mengubah induktansi magnetik yang timbul pada kumparan menjadi tegangan yang sebanding.

4.    Sensor Proximity

Sensor proximity adalah sensor untuk mendeteksi ada atau tidaknya suatu obyek. Dalam dunia robotika, sensor proximity seringkali digunakan untuk mendeteksi ada atau tidaknya suatu garis pembimbing gerak robot atau lebih dikenal dengan istilah “Line Follower Robot “ atau “ Line Tracer Robot”, juga biasa digunakan untuk mendeteksi penghalang berupa dinding atau penghalang lain pada Robot Avoider. 

Prinsip kerja Sensor proximity adalah memanfaatkan sifat cahaya yang akan dipantulkan jika mengenai benda berwarna terang dan akan diserap jika mengenai benda berwarna gelap. Sebagai sumber cahaya kita gunakan LED (Light Emiting Diode) yang akan memancarkan cahaya merah. Dan untuk menangkap pantulan cahaya LED, kita gunakan photodiode. Jika sensor berada diatas garis hitam maka photodioda akan menerima sedikit sekali cahaya pantulan. Tetapi jika sensor berada diatas garis putih maka photodioda akan menerima banyak cahaya pantulan.

5.    Sensor Penyandi

Sensor Penyandi (Encoder) digunakan untuk mengubah gerakan linear atau putaran menjadi sinyal digital, dimana sensor putaran memonitor gerakan putar dari suatu alat.

6.    Sensor Ultrasonik

 Sensor ultrasonik bekerja berdasarkan prinsip pantulan gelombang suara, dimana sensor ini menghasilkan gelombang suara yang kemudian menangkapnya kembali dengan perbedaan waktu sebagai dasar penginderaannya. Perbedaan waktu antara gelombang suara dipancarkan dengan ditangkapnya kembali gelombang suara tersebut adalah berbanding lurus dengan jarak atau tinggi objek yang memantulkannya. Jenis objek yang dapat diindera diantaranya adalah: objek padat, cair, butiran maupun tekstil.Aplikasi dari sensor ini adalah dapat digunakan untuk mengukur kedalaman laut dan kedalaman keretakan pada suatu material

     7.    Sensor Kecepatan (RPM)

Proses penginderaan sensor kecepatan merupakan proses kebalikan dari suatu motor, dimana suatu poros/object yang berputar pada suatui generator akan menghasilkan suatu tegangan yang sebanding dengan kecepatan putaran object. Kecepatan putar sering pula diukur dengan menggunakan sensor yang mengindera pulsa magnetis (induksi) yang timbul saat medan magnetis terjadi. Kecepatan adalah jarak yang ditempuh oleh suatu benda dalam suatu waktu.

     8.    Sensor Magnet

 Sensor Magnet adalah alat yang akan terpengaruh medan magnet dan akan memberikan perubahan kondisi pada keluaran. Seperti layaknya saklar dua kondisi (on/off) yang digerakkan oleh adanya medan magnet di sekitarnya. Biasanya sensor ini dikemas dalam bentuk kemasan yang hampa dan bebas dari debu, kelembapan, asap ataupun uap.

     9.    Sensor Suhu

Sensor suhu adalah alat yang digunakan untuk merubah besaran panas menjadi besaran listrik yang dapat dengan mudah dianalisis besarnya. Kemampuan mendeteksi perubahan suhu meliputi: Sensitifitas ,Waktu respon dan waktu recovery, Stabilitas dan daya tahan.

Ada 4 jenis utama sensor suhu yang biasa digunakan :

1)  Thermokopel

2)  Detektor Suhu Tahanan

3)  Thermistor

4)   Sensor Suhu Rangkaian Terpadu (IC)

http://nadiaratih.blogspot.com/2014/03/sensor.html