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
