ANEMOMETER

Anemometer analog

 Anemometer Digital

1.      Sejarah Anemometer

Anemometer adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk mengukur kecepatan angin dan untuk mengukur arah, anemometer merupakan salah satu instrumen yang sering digunakan oleh balai cuaca seperti Badan Metereologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG). 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. 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.

2.      Proses Terjadinya Angin

 Angin terjadi karena adanya perbedaan tekanan udara atau perbedaan suhu udara pada suatu daerah atau wilayah. Hal ini berkaitan dengan besarnya energi panas matahari yang di terima oleh permukaan bumi. Pada suatu wilayah, daerah yang menerima energi panas matahari lebih besar akan mempunyai  suhu udara yang lebih panas dan tekanan udara yang cenderung lebih rendah. Sehingga akan terjadi perbedaan suhu dan tekanan udara antara daerah yang menerima energi panas lebih besar dengan daerah lain yang lebih sedikit menerima energi panas, akibatnya akan terjadi aliran udara pada wilayah tersebut. Selain dengan menggunakan  alat–alat pengukur angin, arah dan kecepatan angin juga dapat diukur/diperkirakan dengan menggunakan tabel skala Beaufort. Berikut adalah tabel skala Beaufort.

Tabel Skala Beaufort

Skala Beaufort	Kategori	Satuan dalam km/jam	Satuan dalam knots	Keadaan di daratan	Keadaan di lautan
0	Udara Tenang	0	0	Asap bergerak secara vertical	Permukaan laut seperti kaca
1~3	Angin lemah	≤ 19	≤ 10	Angin terasa di wajah; daun-daun berdesir; kincir angin bergerak oleh angin	riuk kecil terbentuk namun tidak pecah; permukaan tetap seperti kaca
4	Angin sedang	20~29	11~16	mengangkat debu dan menerbangkan kertas; cabang pohon kecil bergerak	Ombak kecil mulai memanjang; garis-garis buih sering terbentuk
5	Angin segar	30~39	17~21	pohon kecil berayun; gelombang kecil terbentuk di perairan di darat	Ombak ukuran sedang; buih berarak-arak
6	Angin kuat	40~ 50	22~ 27	cabang besar bergerak; siulan terdengar pada kabel telepon; payung sulit digunakan	Ombak besar mulai terbentuk, buih tipis melebar dari puncaknya, kadang-kadang timbul percikan
7	Angin rebut	51~ 62	28 ~33	pohon-pohon bergerak; terasa sulit berjalan melawan arah angin	Laut mulai bergolak, buih putih mulai terbawa angin dan membentuk alur-alur sesuai arah angin
8	Angin ribut sedang	63~ 75	34~ 40	ranting-ranting patah; semakin sulit bergerak maju	Gelombang agak tinggi dan lebih panjang; puncak gelombang yang pecah mulai bergulung; buih yang terbesar anginnya semakin jelas alur-alurnya
9	Angin ribut kuat	76~ 87	41~ 47	kerusakan bangunan mulai muncul; atap rumah lepas; cabang yang lebih besar patah	Gelombang tinggi terbentuk buih tebal berlajur-lajur; puncak gelombang roboh bergulung-gulung; percik-percik air mulai mengganggu penglihatan
10	Badai	88~ 102	48~ 55	jarang terjadi di daratan; pohon-pohon tercabut; kerusakan bangunan yang cukup parah	Gelombang sangat tinggi dengan puncak memayungi; buih yang ditimbulkan membentuk tampal-tampal buih raksasa yang didorong angin, seluruh permukaan laut memutih; gulungan ombak menjadi dahsyat; penglihatan terganggu
11	Badai kuat	103 ~117	56~ 63	sangat jarang terjadi- kerusakan yang menyebar luas	Gelombang amat sangat tinggi (kapal-kapal kecil dan sedang terganggu pandangan karenanaya), permukaan laut tertutup penuh tampal -tampal putih buih karena seluruh puncak gelombang menghamburkan buih yang terdorong angin; penglihatan terganggu
12+	Topan	³118	³64		Udara tertutup penuh buih dan percik air permukaan laut penuh percik-percik air yang terhanyut angin; penglihatan amat sangat terganggu

3.      Kecepatan Angin

Kecepatan angin adalah jarak tempuh angin atau pergeraakan udara per satuan waktu dan dinyatakan dalam satuan meter per detik (m/d), kilometer per jam (km/j), dan mil per jam (mi/j). Satuan mil (mil laut) per jam disebut juga knot (kn); 1 kn = 1,85 km/j = 1,151mi/j = 0,514 m/d atau 1 m/d = 2,237 mi/j = 1,944 kn. Kecepatan angin bervariasi dengan ketinggian dari permukaan tanah, sehingga dikenal adanya profil angin, dimana makin tinggi gerakan angin makin cepat. Kecepatan angin diukur dengan menggunakan alat yang disebut Anemometer atau Anemograf.

4.      Arah Angin

Arah angin adalah arah dari mana tiupan angin berasal. Bila angin itu datang dari Selatan, maka arah anginnya adalah Utara, datangnya dari laut, dinyatakan angin laut. Arah angin untuk angi di daerah permukaan biasanya dinyatakan dalam 16 arah kompas yang dikenal dengan istilah Wind Rose, sedangkan untuk angin di daerah atas dinyatakan dengan derajat dimulai dari arah Utara bergerak searah jarum jam sampai di arah yang bersangkutan. Bila tidak ada tiupan angin maka arah angin dinyatakan dengan kode 00 dan bila angin berasal dari titik utara dinyatakan dengan 3600. Arah angin tiap saat dapat dilihat dari posisi panah angin (Wind Vane), atau dari posisi kantong angin (Wind Sack).

Pengamatan dengan kantong umumnya dilakukan dilapangan terbang. Untuk dapat memberikan petunjukan arah yang lebih mudah dilihat maka panah angin dihubungkan  dengan sistem aliran listrik sehingga posisi panah angin langsung ditunjukan oleh jarum pada kotak monitornya. Perkembangan lebih lanjut dari sistem ini menghasilkan rekaman pada silinder berpias. Panah angin umumnya dipasang bersama dengan mangkok anemometer dengan ketinggian 10 meter.

5.      Anemometer digital

Anemometer digital merupakan alat yang terdiri dari tombol-tombol dan layar tampilan (display). Anemometer digital memiliki tiga skala pengukuran yaitu meter/sekon, km/jam, dan north. Pada anemometer digital pengukuran dapat dilakukan berulang-ulang dan data akan otomatis tersimpan dalam memori.

Cara penggunaan anemometer digital

a.       Tentukan arah angin, kemudian menghadap kearah yang berlawanan dengan arah angin.

b.      Nyalakan anemometer dengan cara menekan tombol power

c.       Layar tampilan menghadap kearah pemegang anemometer dan angin akan datang dari arah belakang layar tampilan.

d.      Perhatikan angka yang menunjukan kecepatan angin pada layar tampil

e.       Apabila angka kecepatan angin telah konstan, tekan tombol hold, kemudian catat hasilnya.

6.      Fungsi Anemometer

1.      Mengukur kecepatan angin

2.      Memperkirakan cuacah

3.       Memperkirakan tinggi gelombang laut

4.      Memperkirakan kecepatan dan arah arus

7.      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.

8.      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.

9.      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.

10.  Jenis anemometer menurut besarnya kecepatan angin

a.       Anemometer piala

Anemometer piala diciptakan pada tahun 1846 oleh peneliti Irlandia, John Thomas Romney Robinson dan terdiri dari empat cangkir hemispherical. Cangkir diputar horizontal dengan angin dan kombinasi roda mencatat jumlah revolusi pada waktu tertentu. Ingin membangun sendiri anemometer piala.

b.      Anemometer sonic

Sebuah anemometer sonik menentukan kecepatan dan arah angin sesaat (turbulensi) dengan mengukur berapa banyak gelombang suara perjalanan antara sepasang transduser yang dipercepat atau diperlambat oleh pengaruh angin. The anemometer sonik ditemukan oleh ahli geologi Dr Andreas Pflitsch pada tahun 1994.

c.       Anemometer kincir angin

Bentuk-bentuk lain dari alat pengukur jurusan angin kecepatan mekanis dapat digambarkan sebagai milik kincir angin atau baling-baling jenis alat pengukur jurusan angin. Dalam alat pengukur jurusan angin Robinson sumbu rotasi adalah vertikal, tetapi dengan pembagian seperti ini sumbu rotasi harus sejajar dengan arah angin dan karena itu horisontal. Selanjutnya, karena angin bervariasi dalam arah dan sumbu telah untuk mengikuti perubahan, sebuah angin baling-baling atau beberapa penemuan lain untuk memenuhi tujuan yang sama harus digunakan. Sebuah menggabungkan aerovane baling-baling dan ekor pada sumbu yang sama untuk memperoleh akurat dan tepat kecepatan dan arah angin pengukuran dari instrumen yang sama. Dalam kasus-kasus di mana arah gerakan udara selalu sama, seperti dalam berkas-berkas ventilasi tambang dan bangunan misalnya, angin baling-baling, yang dikenal sebagai meter udara bekerja, dan memberikan hasil yang paling memuaskan.

d.      Anemometer laser Doppler

Anemometer Doppler Laser menggunakan berkas cahaya dari laser yang dibagi menjadi dua berkas, dengan satu disebarkan keluar dari alat pengukur jurusan angin. Partikulat (atau sengaja memperkenalkan bahan biji) mengalir bersama dengan molekul udara di dekat tempat keluar balok mencerminkan, atau backscatter, cahaya kembali ke detektor, di mana ia diukur relatif terhadap sinar laser asli. Ketika partikel berada dalam gerakan besar, mereka menghasilkan pergeseran Doppler untuk mengukur kecepatan angin di sinar laser, yang digunakan untuk menghitung kecepatan dari partikel-partikel, dan oleh karena itu udara di sekitar alat pengukur jurusan angin.

e.       Anemometer bola pingpong

Alat pengukur jurusan angin yang umum digunakan adalah dasar dibangun dari bola pingpong terikat pada sebuah string. Ketika angin bertiup secara horizontal, itu menekan dan menggerakkan bola; karena bola ping-pong yang sangat ringan, mereka bergerak dengan mudah dalam terang angin. Mengukur sudut antara tali-bola aparat dan garis normal ke tanah memberikan perkiraan kecepatan angin.

f.       Anemometer hot-wire

Anemometer hot-wire menggunakan kawat yang sangat kecil dialiri panas hingga suhu di atas temperatur Ambient. Bila ada udara atau angin yang mengalir melewati kawat maka akan terjadi efek pendinginan pada kawat, perubahan temperatur dari kawat sebagai indikasi perubahan dari kecepatan angin yang diukur.

11.  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

Alat pengukur jurusan angin James Lind’s 1775 terdiri dari hanya dari gelas tabung U yang berisi cairan, sebuah manometer, dengan salah satu ujungnya tertekuk dalam arah horisontal untuk menghadapi angin dan akhir vertikal lainnya tetap sejajar dengan arus angin. Lind meskipun bukan yang pertama itu yang paling praktis dan paling terkenal alat pengukur jurusan angin jenis ini. Jika angin bertiup ke dalam mulut tabung itu menyebabkan peningkatan tekanan pada satu sisi manometer. Angin di atas ujung terbuka tabung vertikal menyebabkan perubahan kecil dalam tekanan pada sisi lain manometer. Perubahan cairan yang dihasilkan dalam tabung U merupakan indikasi kecepatan angin. Kecil yang benar keberangkatan dari arah angin menyebabkan variasi besar dalam besarnya.

Logam yang sangat sukses tekanan tabung alat pengukur jurusan angin dari William Henry Dines dimanfaatkan pada tahun 1892 yang sama perbedaan tekanan antara mulut tabung lurus menghadap angin dan cincin lubang-lubang kecil dalam sebuah tabung vertikal yang ditutup pada akhir atas. Perbedaan tekanan yang tergantung tindakan sangat kecil, dan sarana khusus yang diperlukan untuk mendaftarkan mereka. Perekam terdiri dari pelampung di ruang tertutup terisi air. Pipa dari tabung langsung dihubungkan ke bagian atas ruang tertutup dan pipa dari tabung kecil diarahkan ke bawah di dalam float. Karena perbedaan tekanan menentukan posisi vertikal mengambang ini adalah ukuran kecepatan angin.

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.

Jadi jika instrumen tergantung pada tekanan atau efek isap sendirian, dan tekanan atau katup ini diukur terhadap tekanan udara di ruangan biasa, di mana pintu-pintu dan jendela tertutup dengan hati-hati dan koran yang kemudian dibakar ke atas cerobong, sebuah efek mungkin dihasilkan sama dengan angin 10 mil / jam (16 km / jam); dan pembukaan jendela dalam cuaca buruk, atau pembukaan pintu, mungkin sepenuhnya mengubah pendaftaran. Sementara alat pengukur jurusan angin Dines memiliki kesalahan hanya 1% pada 10 mph itu tidak menanggapi sangat baik untuk angin rendah karena respon masyarakat miskin dari pelat datar baling-baling yang diperlukan untuk mengubah kepala menjadi angin. Pada tahun 1918 sebuah baling-baling aerodinamis dengan delapan kali torsi dari pelat flat mengatasi masalah ini.

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.

12.  Komponen pada anemometer

a.       Rangkaian microprosesor memastikan akurasi maksimum, menyediakan fungsi-fungsi khusus dan berbagai fitur.

b.      Tampilan display LCD super besar, pembacaan mudah.

c.       Tampilan display dua fungsi.

d.      Desain bola-bearing yang rendah gesekan akan menghasilkan ke-akurasian pada kecepatan tinggi dan rendah.

e.       Sensor kapasitansi thin-film untuk pengukuran kelembaban, presisi tinggi, respon cepat.

f.       Merekam pembacaan maksimum & minimum dengan fungsi recall.

g.      Data hold.

h.      Auto shut off menghemat umur baterai.

i.        Koneksi antar muka PC RS-232.

13.  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.

14.   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.

15.  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.

16.  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

s Sumber :

1.       Yoshihito Shimada, 2003dan Arif Harianto, 2005

2.      http://blog.uad.ac.id/apsyarafina/2011/12/10/alat-ukur-anemometer/

3.      http://devitririaalhikmah.blogspot.com/2011/12/anemometer.html

4.      http://bendajatuhkebumi.blogspot.com/2011/12/alat-untuk-mengukur-kekuatan-angin.html

http://www.scribd.com/doc/62610659/Hyperkes-Anemometer