instrumentasi

LAPORAN PRAKTIKUM INTRUMENTASI

ANEMOMETER DAN TACHOMETER

OLEH :

Sartika

05081006006

JURUSAN TEKNOLOGI PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

INDRALAYA

2010

PENDAHULUAN

1.   Latar Belakang

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.

Dijaman modern ini segala sesuatu dirancang secara praktis dan efisien. Sistem konvensional yang sudah berabad-abad dianut manusia lambat laun mulai terganti dengan sesuatu yang lebih praktis. Jam dinding atau jam tangan misalnya, yang dahulunya masih menggunakan jarum kini sudah menjadi digital. Manusia tidak perlu lagi susah-susah membaca jarum jam yang keakuratan penunjukannya tergantung pula oleh penglihatan mata manusia. Hal yang serba digital ini sekarang banyak diterapkan dikehidupan sehari-hari.

Kecepatan atau kecepatan angin diukur dengan anemometer cup, instrumen dengan tiga atau empat logam berlubang kecil belahan ditetapkan, sehingga mereka menangkap angin dan berputar tentang batang vertikal. Sebuah catatan perangkat listrik revolusi dari cangkir dan menghitung kecepatan angin.

Seiring dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi maka manusia menuntut adanya kemudahan-kemudahan dalam aktivitasnya, untuk itu tidak menutup kemungkinan adanya sebuah rpm meter dengan display digital dengan media transmisi tanpa kabel (wireless).  Dalam mengukur kecepatan putaran suatu poros seringkali digunakan tachometer bila pegukurannya bersifat temporary (sesekali saja), namun jika pengukurannya sering, bersifat periodik atau bahkan kontinyu maka seringkali digunakan encoder yang dihubungkan secara permanen pada poros yang bersangkutan. Kesulitan mulai muncul ketika memerlukan pengukuran kecepatan putaran poros dimana tidak terdapat ruang lagi pada poros untuk ditempelkan encoder, sedangkan pada mesin tersebut terdapat banyak gigi gear ferromagnetik.

2.   Tujuan

Tujuan praktikum ini adalah untuk mengetahui dan mempelajari cara penggunaan dari Anemometer dan Tachometer.

TINJAUAN PUSTAKA

1. Anemometer

Anemometer adalah alat pengukur kecepatan angin yang banyak dipakai dalam bidang Meteorologi dan Geofisika atau stasiun prakiraan cuaca. Nama alat ini berasal dari kata Yunani anemos yang berarti angin. Perancang pertama dari alat ini adalah Leon Battista Alberti pada tahun 1450. Selain mengukur kecepatan angin, alat ini juga dapat mengukur besarnya tekanan angin itu.

Pada 1450, seni Italia arsitek Leon Battista Alberti menemukan anemometer mekanis pertama. Alat ini terdiri dari sebuah disk ditempatkan tegak lurus terhadap angin. Ini akan memutar dengan kekuatan angin, dan dengan sudut kemiringan disk kekuatan angin sesaat menunjukkan itu sendiri. Jenis anemometer yang sama kemudian kembali ditemukan oleh Inggris Robert Hooke yang sering keliru dianggap sebagai penemu pertama anemometer. Bangsa Maya juga membangun menara angin (anemometers) pada saat yang sama seperti Hooke. kredit referensi lain Wolfius sebagai re-inventing anemometer di 1709.

Anemometer adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk mengukur kecepatan angin, dan merupakan salah satu instrumen yang digunakan dalam sebuah stasiun cuaca. Istilah ini berasal dari kata Yunani anemos, yang berarti angin. Anemometer pertama adalah alat pengukur jurusan angin yang ditemukan oleh oleh Leon Battista Alberti. Anemometer dapat dibagi menjadi dua kelas: yang mengukur angin dari kecepatan, dan orang-orang yang mengukur dari tekanan angin, tetapi karena ada hubungan erat antara tekanan dan kecepatan, yang dirancang untuk satu alat pengukur jurusan angin akan memberikan informasi tentang keduanya.

Lamanya pengamatan maupun data hasil pencatatan biasanya disesuaikan dengan kepentingannya. Untuk kepentingan agroklimatologi umumnya dicari rata-rata kecepatan dan arah angin selama periode 24 jam (nilai harian). Berdasarkan nilai ini kemudian dapat dihitung nilai mingguan, bulanan dan tahunannya. Bila dipandang perlu dapat dilakukan pengamatan interval waktu lebih pendek agar dapat diketahui rata-rata kecepatan angin periode pagi, siang, dan malam.

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.

Ada beberapa beberapa tipe Anemometer , yaitu :

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.

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 kecepatan terdiri dari :

• Anemometer piala
• Anemometer kincir angin
• Anemometer laser Doppler
• Anemometer sonik
• Anemometer bola pingpong
• Anemometer hot-wire

Jenis anemometer menurut tekanan terdiri dari :

• Anemometer piring
• Anemometer tabung

b. Anemometer propeler

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

c. 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 apa awal putaran.

d. 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 dengan kecepatan fluida yang melewati sensor. Jika hanya kecepatan fluida yang berubah, maka panas yang hilang bisa diinterpretasikan sebagai kecepatan fluida tersebut. Kerja Anemometer ini mengikuti prinsip tabung pitot, yaitu dihitung dari tekanan statis dan tekanan kecepatan.

Proses Pengukuran Anemometer :

Berikut contoh perhitungan sederhana kecepatan angin yang diukur dengan anemometer tiga mangkok. Panjang lingkaran susunan mangkok-mangkok adalah 3 m, dan susunan itu pada suatu waktu berputar 20 kali dalam waktu 10 detik, maka kecepatan angin dapat dihitung : [(20x3)/10 m = 6 m/dt]. Untuk memudahkan menghitung putaran dari pada piringan anemometer maka salah satu mangkok diberi warna lain.

Sehubungan dengan karena 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. Di lapangan 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 1-2 mil/jam karena ada faktor gesekan apa awal putaran.

2.    Tachometer

Manusia sebagai mahkluk hidup bergerak tentu tidak lepas dari segala macam aktivitas. Aktivitas tersebut tentu tidak lepas dari sarana transportasi. Kendaraan bermotor misalnya, merupakan salah satu sarana transportasi favorit yang dipilih sebagian besar orang terutama di kota-kota besar yang sering terjadi kemacetan. Peralatan kendaraan bermotor baru-baru ini juga mulai didigitalkan, salah satunya penggunaan Tachometer atau Odometer.

Tachometer atau Odometer adalah alat pengukur kecepatan putaran mesin pada motor atau mesin lainnya, biasanya menggunakan satuan RPM (Revolutions Per Minute). Pada awalnya tachometer atau odometer disusun analog sedemikian halnya jam dengan jarum sebagai penunjuknya, tapi kini sudah berkembang menjadi digital dan lebih mudah serta akurat pembacaannya.

Dalam suatu pengukuran putaran (rpm), keakurasian dan kepresisian hasil dalam pengukuran sangat dipengaruhi oleh perancangan dan pembuatan alat itu sendiri.

                               

Penggunaan pengatur kecepatan sangat berguna berguna dalam kehidupan sehari-hari, seperti halnya pada perindustrian yang setiap alat yang berputar selalu berhubunga dengan motor. Oleh karena itu setiap hal yang berhubungan dengan karakteristik, efisiensi, dan perilaku motor yang menguntungkan maupun merugikan perlu dipelajari.

Cara mengukur menggunakn tachometer :

Kecepatan putaran motor sama dengan jumlah putaran motor dalam periode tertentu, misalnya putaran per menit (Rpm) atau kecepatan per detik (Rps). Alat ukur yang digunakan adalah indikator kecepatan sering disebut tachometer. Tachometer ditempelkan langsung pada poros sebuah motor dan dibaca putarannya pada skala yang ada. Tachometer yang modern menggunakan prinsip sinar laser, bekerjanya lebih sederhana, yaitu berkas sinar laser ditembakkan pada poros dan display digital akan menunjukkan putaran poros motor.

Pengukuran poros dengan Tachogenerator

PELAKSANAAN PRAKTIKUM

1.        Tempat dan Waktu

Praktikum ini dilaksanakan di laboratorium computer jurusan teknologi pertanian pada hari rabu tanggal 8 Desember 2010.

2.        Alat dan Bahan

-          Anemometer

-          Tachometer

-          kipas

-          Power supply

3.        Cara Kerja

a.       Anemometer :

1.    Hidupkan kipas yang telah disediakan

2.    Atur anemometer sesuai berdasarkan satuan :

-   m/s

-   km/h

-   ft/min

-   knots

3.    Bagian kipas anemometer didekatkan pada kipas yang telah dihidupkan.

4.    Catat hasil pada masing-masing satuan yang ada.

b.      Tachometer

1.   Hidupkan kipas yang telah disediakan.

2.      Hidupkan tachometer dengan cara menekan tombol yang ada pada samping kanan.

3.      Tempelkan tachometer pada kipas.

4.      Catat hasil yang didapat.

HASIL DAN PEMBAHASAN

1.      Hasil

a.       Anemometer :

Satuan	Hasil pengukuran
m/s	0,9
Km/h	4,0
Knots	2,0
Ft/min	200

b.      Tachometer :

Satuan	Hasil pengukuran
Rev/min (RPM)	690,5
Rev/sec (RPS)	11,01
Rev/hours (RPH)	3699

2.    Pembahasan

Pada praktikum kali ini yaitu tentang anemometer dan tachometer, yang merupakan anemometer adalah alat pengukur kecepatan angin. Dimana kita mengukur kecepatan angin pada kipas kecil untuk mengetahui kecepatan nya dalam semua satuan yang ada pada anemometer tersebut. Anemometer yang digunakan dalam praktikum ini adalah anemometer analog yang tidak memerlukan daya untuk menggerakkannya. Anemometer ini mempunyai empat satuan yaitu meter persekon (m/s), kilometer perjam (km/h), feet per menit (ft/min) dan knots. Ketelitian dan ketepatannya lebih rendah disbanding dengan anemometer digital. Tetapi tidak berbeda juh hasilnya. Tachometer adalah alat yang dipakai untuk mengukur jumlah putaran yang terjadi pada suatu poros. Alat ini sangat umum ditemukan di sepeda motor untuk mengukur  berapa kecepatan putar roda sepeda motor tersebut. Alat ini memiliki tiga satuan yaitu RPM (revolusi/minute), RPS (revolusi/second), dan RPH (revolusi/hours). Sama dengan pengukuran kecepatan angin, tachometer disini juga menggunakan tachometer analog yang mempunyai tingkat ketelitian dan keakuratan yang lebih rendah dibanding tachometer digital nya dengan selisih yang tidak terlalu besar. 

Ketelitian menyatakan tingkat kesesuain atau dekatnya suatu hasil pengukuran terhadap harga yang sebenarnya. Sedangkan untuk ketepatan (presisi ) menyatakan tingkat kesamaan didalam sekelompok pengukuran atau sejumlah instrumen. Setiap pengukuran tidak semua menghasilkan hasil yang sempurna. Hal ini dipengaruhi oleh banyak faktor, antara lain:

1. Kesalahan–kesalahan umum ( gross error )

Kebanyakan disebabkan oleh kesalahan manusia, diantaranya adalah kesalahan pembacaan alat ukur, penyetelan yang tidak tepat dan pemakaian intrumen yang tidak sesuai.

2. Kesalahan-kesalahan sistematis ( systematic error )

Disebabkan oleh kekurangan-kekurangan pada instrumen sendiri, seperti kerusakan, adanya bagian–bagian yang aus dan pengaruh lingkungan terhadap peralatan atau pemakai.

3. Kesalahan–kesalahan yang tidak disengaja ( random error )

Diakibatkan oleh penyebab–penyebab yang tidak langsung diketahui sebab perubahan parameter atau sistem pengukuran terjadi secara acak.

KESIMPULAN DAN SARAN

1.    Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang didapat dalam praktikum ini adalah :

1.      Anemometer adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk mengukur kecepatan angin, dan merupakan salah satu instrumen yang digunakan dalam sebuah stasiun cuaca.

2.      Sehubungan dengan karena adanya perbedaan kecepatan angin dari berbagai ketinggian yang berbeda, maka tinggi pemasangan anemometer ini biasanya disesuaikan dengan tujuan atau kegunaannya.

3.      Tachometer atau Odometer adalah alat pengukur kecepatan putaran mesin pada motor atau mesin lainnya, biasanya menggunakan satuan RPM (Revolutions Per Minute).

4.      Dalam suatu pengukuran putaran (rpm), keakurasian dan kepresisian hasil dalam pengukuran sangat dipengaruhi oleh perancangan dan pembuatan alat itu sendiri.

5.      Kesalahan yang terjadi pada saat pengukuran meliputi kesalahan operator, kesalan sistematis dan kesalahan acak.

2.      Saran

Dalam pemasangan alat, pengukuran dan pembacaab hasil sebaiknya dilakukan dengan teliti untuk menghindari kesalahan.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim.2010.Anemometer.(http://www.google.com/anemometer).(online).(diakses

pada 11 Desember 2010).

Anonim.2010.Tachometer.(http://www.google.com/tachometer).(online).(diakses

pada 11 Desember 2010).

Cooper W.D., 1985, Instrumentasi Elektronik dan Teknik Pengukuran, Jakarta :

Erlangga.

Samadikun, S, dkk. 1988. Sistem Instrumentasi Elektronika. Institut Teknologi

Bandung.

Wikipedia.2010.Anemometer. (http://www.wikipedia.com/Anemometer).(online).

            (diakses pada 11 Desember 2010).

Wikipedia.2010.tachometer. (http://www.wikipedia.com/tachometer).(online).

            (diakses pada 11 Desember 2010).