Laporan Praktikum Kel 3. Anemometer [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM PENYEHATAN UDARA-A TENTANG “PENGUKURAN KECEPATAN ANGIN DAN SUHU MENGGUNAKAN ALAT ANEMOMETER”



OLEH : KELOMPOK 3 FANY AFRILIANY MAKU IMELDA TUMULO JENI SUMURI RIA AZRINA DOKA RISMAN BAU



KEMENTERIAN KESEHATAN REPUBLIK INDONESIA POLITEKNIK KESEHATAN KEMENKES GORONTALO JURUSAN SANITASI LINGKUNGAN PROGRAM STUDI SARJANA TERAPAN SANITASI LINGKUNGAN 2021



LEMBAR PERSETUJUAN Laporan Praktikum Penyehatan Udara-A Tentang “Pengukuran Kecepatan Angin Dan Suhu Menggunakan Alat Anemometer” ini telah diperiksa dan disetujui oleh Dosen Pembimbing.



Mengetahui Dosen Pembimbing



Indra Haryanto Ali, S.KM., M.Epid



ii



KATA PENGANTAR Alhamdulillah, puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat, karunia serta izinnya sehingga penulisan dan penyusunan laporan ini dapat diselesaikan dengan sesuai waktu yang tersedia. Adapun laporan ini adalah “Pengukuran Kecepatan Angin Dan Suhu Menggunakan Alat Anemometer”. Kami menyadari bahwa laporan ini masih banyak kekurangannya, dikarenakan kemampuan kami yang terbatas. Meskipun demikian, kami berharap mudah-mudahan laporan ini ada manfaatnya khususnya bagi kami dan masyarakat umumnya.



Gorontalo, Penyusun



Kelompok 3



iii



Oktober 2021



DAFTAR ISI COVER ...........................................................................................................i LEMBAR PERSETUJUAN ..........................................................................ii KATA PENGANTAR ...................................................................................iii DAFTAR ISI ..................................................................................................iv BAB I PENDAHULUAN...............................................................................1 A. Latar Belakang...............................................................................1 B. Tujuan............................................................................................2 C. Waktu dan Tempat Pelaksanaan....................................................3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA....................................................................4 A. Anemometer ..................................................................................4 B. Jenis – jenis Anemometer .............................................................6 C. Fungsi Anemometer ......................................................................8 D. Prinsip Kerja Anemometer ...........................................................8 E. Kecepatan Angin............................................................................9 BAB III KEGIATAN PRAKTIKUM...........................................................11 A. Alat dan Bahan ..............................................................................11 B. Prosedur Kerja...............................................................................11 C. Hasil Praktikum.............................................................................11 BAB IV PENUTUP.........................................................................................13 A. Keseimpulan..................................................................................13 B. Saran..............................................................................................13 DAFTAR PUSTAKA......................................................................................14



iv



DOKUMENTASI............................................................................................15



v



BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Udara mempunyai arti yang sangat penting di dalam kehidupan makhluk hidup dan keberadaan benda lainnya. Sehingga udara merupakan sumber daya alam yang harus dilindungi untuk kehidupan manusia dan makhluk hidup lainnya. Pemanfaatan harus dilakukan secara bijaksana dengan memperhitungkan kepentingan generasi sekarang dan yang akan datang. Untuk mendapatkan udara sesuai dengan tingkat kualitas yang diinginkan, maka pengendalian udara menjadi sangat penting untuk dilakukan. Pencemaran udara adalah kondisi dimana turunnya kualitas udara dan udara terkontaminasi oleh zat-zat yang tidak baik bagi kesehatan manusia, baik dalam ruangan (indoor) maupun luar ruangan (outdoor) dengan agen kimia, fisik, atau biologi yang telah mengubah karakteristik alami dari atmosfer. Sehingga udara mengalami penurunan mutu dalam penggunaannya dan akhirnya tidak dapat dipergunakan lagi sebagaimana mestinya sesuai dengan fungsinya. Adapun bahan pencemar (polutan) utama yang dapat menimbulkan masalah kesehatan, yaitu partikulat, karbon monoksida (CO), ozon (O₃), nitrogen dioksida (NO₂), dan sulfur dioksida (SO₂). Pencemaran udara sekarang ini terutama di kota-kota besar di Indonesia, sudah sampai pada tingkat yang sangat menghawatirkan. Sumber pencemaran udara yang utama berasal dari berbagai aktivitas manusia antara lain industri, transportasi, perkantoran, dan perumahan. Berbagai aktivitas tersebut merupakan



1



2



kontribusi terbesar dari pencemar udara yang dibuang ke udara bebas. Sumber pencemaran udara juga dapat disebabkan oleh berbagai kegiatan alam, seperti kebakaran hutan, gunung meletus, gas alam beracun, dll. Dampak dari pencemaran udara tersebut dapat menyebabkan penurunan kualitas udara, yang pada akhirnya berdampak negatif terhadap kesehatan manusia. Alat pengukur kecepatan angin yang umum digunakan pada stasiun pengamatan cuaca adalah anemoemeter jenis cup yang menerapkan metode mekanik dalam pengukurannya. Untuk mendapatkan alat ini, stasiun pengamatan cuaca di Indonesia perlu mengimpor dari luar negeri, sehingga diperlukan biaya yang cukup mahal untuk memiliki alat ini. Sebagaimana kita ketahui bahwa prinsip kerja dari alat ini cukup sederhana yaitu Cup yang berjumlah empat buah berputar pada suatu tiang yang dihubungkan dengan counter. Dengan megetahui prinsip yang sederhana tersebut kita dapat mengembangkan alat ini, yaitu dengan cara membuat Cup anemometer dari bahan-bahan yang mudah didapat dan terjangkau harganya akan tetapi dapat bekerja secara optimal. Berdasarkan latar belakang diatas yaitu mengetahui pengukuran kecepatan arah angin dan suhu menggunakan alat anemometer, maka perlu diketahui dari cara pengukuran alat anemometer tersebut.



B. Tujuan Praktikum 1. Untuk menambah wawasan dan kompetensi mahasiswa dalam pengukuran kecepatan arah angin dan suhu menggunakan alat Anemometer.



3



2. Untuk mengetahui



pengukuran kecepatan



menggunakan alat Anemometer.



C. Waktu dan Pelaksanaan Hari/Tanggal



: Senin, 04 Oktober 2021



Waktu



: 09.00 s/d selesai



Tempat



: Poltekkes Kemenkes Gorontalo



arah angin dan suhu



BAB II TINJAUAN PUSTAKA



A.



Anemometer Kata anemometer berasal dari bahasa Yunani yaitu anemos yang berarti angin



dan metritis yang berarti pengukuran. Anemometer ini diperkenalkan pertama kali oleh Leon Battista Alberti dari Italia pada tahun 1450. Saat itu anemometer yang dibuat oleh Alberti berupa piringan yang terdapat tulisan arah mata angin sebagai tanda dari mana angin tersebut berhembus. Sedangkan arah dari piringan menandakan kecepatan angin. Angin dalam kehidupan sehari-hari dapat bermanfaat dan juga dapat merugikan. Angin yang tenang sesuai dengan ambang batas aman dapat bermanfaat, sebaliknya angin yang terlalu cepat dapat merugikan manusia. Batas ambang angin yang aman adalah dibawah 17 m/s. Kecepatan angin ini dapat di ukur dengan menggunakan anemometer. Anemometer adalah alat yang berfungsi untuk mengukur nilai kecepatan angin. Anemometer jenis cup adalah yang paling banyak digunakan, selain karena teknik pembuatan yang mudah, anemometer jenis cup juga mudah untuk digunakan. Sedangkan untuk mengetahui arah angin yang melaju, dapat digunakan alat ukur yang bernama Windvane. Alat pengukur arah dan kecepatan angin yang telah penulis rancang dan buat dicetak dengan menggunakan 3D printer. Penggunaan 3D printer bertujuan untuk mendapatkan hasil dimensi alat yang akurat, karena alat yang dirancang membutuhkan akurasi yang detail. Hasil pengukuran alat ditampilkan pada LCD 2x16 berupa nilai kecepatan angin dan arah angin melaju. Nilai kecepatan angin ditampilkan dalam



4



5



satuan m/s, sedangkan untuk arah angin ditampilkan berupa 8 arah mata angin. Pembuatan alat pengukur kecepatan dan arah angin diharapkan dapat membuat alat pengukur kecepatan dan arah angin dengan biaya yang lebih efisien dan dapat digunakan pada kehidupan Sehari- hari. Pengambilan data dari alat ini masih berupa skala lab dengan sumber angin berupa kipas angin. Pada kecepatan rendah hasil yang tampil sebesar 7,48 m/s, pada kecepatan sedang hasil yang ditampilkan sebesar 9,36 m/s, sedangkan pada kecepatan tinggi didapatkan hasil pengukuran sebesar 10,24 m/s. Jenis anemometer yang biasa digunakan adalah anemometer mangkok dan baling-baling. Anemometer cup paling umum dan sering digunakan dikarenakan cara pembuatan yang mudah dan sederhana. Anemometer merupakan sensor angin untuk mengukur kecepatan angin di sekitarnya dan juga banyak digunakan pada stasiun pengukuran cuaca. Pengukuran kecepatan/RPM angin yang bisa digunakan ada beberapa metode yang digunakan, salah satunya menghitung waktu yang terjadi tiap munculnya sinyal pulsa, namun perhitungan yang diterapkan pada percobaan ini didasarkan atas konsep rotasi per menit, yakni menghitung jumlah rotasi yang dilakukan peralatan salam satu menit, jumlah rotasi tersebut dapat diketahui dengan menghitung jumlah pulsa yang dibangkitkan oleh sensor. Agar di dapatkannya waktu pembacaan yang lebih cepat maka dapat dilakukan pengukuran dalam waktu singkat namun di kompensasi dengan faktor pengali. Angin yang menerpa cup anemometer akan menggerakkan cup (E. Safrianti and H. Surya, 2010).



6



Sekitar tahun 1664, seorang ilmuwan dari Inggris yang bernama Robert Hooke menciptakan alat serupa namun dengan melakukan perubahan sehingga menciptakan anemometer terbaru. Di tahun 1708, seorang filsuf dari Jerman Christian Wolff atau lebih dikenal dengan nama Wolfius melakukan perubahan kembali anomemeter yang sudah ada sehingga dapat mengukur kecepatan angin yang kencang. Anemometer terus mengalami perubahan, hingga pada tahun 1846 seorang penemu dari Irlandia, Dr. John Thomas Romney Robinson dari Armagh Observatory menemukan sebuah cup setengah bola yang dipasang pada anemometer yang kita kenal hingga saat ini. Design yang lebih sederhana serta cukup akurat saat dibaca menjadi kelebihan dari anemometer ini. Abad ke 20 atau pada tahun 1935, anemometer yang dirancang M. J. Brevoort dan U.T. Joyner menjadi lebih akurat saat mencatat kecepatan angin yang berhembus serta mengurangi presentase eror yang terjadi. Pada masa sekarang anemometer juga digunakan pada bidang Geofisika atau stasiun perkiraan cuaca. Oleh karena itu Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) biasa memakai alat ini untuk mengukur kecepatan angin dan mengetahui perkiraan cuaca pada suatu wilayah di Indonesia (Astuti, 2015).



B.



Jenis jenis Anemometer Selain fungsinya untuk mengukur kecepatan angin, ternyata anemometer juga



memiliki berbagai macam jenis jenisnya, diantaranya adalah :



7



1. Anemometer Cup Anemometer cup atau juga disebut anemometer putar adalah jenis anemometer tertua yang pernah ada, cup ditempatkan pada sumbu vertical, pada saat angin meniupnya akan menyebabkan cup tersebut berputar. Semakin cepat cup berputar maka semakin kencang angin yang mengenainya, dan anemometer cup ini biasanya memiliki pembaca digital (Mahar, Al Tahtawi and Sudrajat, 2018).



2. Anemometer Windmill Anemometer ini berbentuk seperti kincir angin atau baling-baling berbentuk panjang vertikal yang berguna untuk mengukur kecepatan angin dan pada bagian ekor memiliki sirip untuk mengukur arah angin. Pada saat waktu tertiup angin maka akan menggerakkan baling-baling dan membuatnya berputar mengikuti arah angin.



3. Anemometer Ultrasonic Anemometer ini menggunakan gelombang suara ultrasonic untuk mengukur kecepatan angin, yang mana gelombang suara ultrasonic melewati sensor disisi berlawanan, pada saat angin bergerak maka sensor akan terganggu dan membaca kecepatan angin tersebut dengan sangat akurat.



4. Anemometer Laser Doppler



8



Anemometer jenis ini memakai sinar cahaya berasal dari laser yang terbagi menjadi dua balok. Anemometer ini dipakai untuk menghitung kecepatan partikel udara yang berada di sekitar anemometer.



5. Anemometer Hot Wire Anemometer ini memakai kawat panas halus yang dipanaskan. Udara akan mengalir melewati kawat yang mempunyai efek pendingin terhadap kawat. Anemometer hot wire ini memiliki frekuensi respon yang amat tinggi serta resolusi spasial yang baik jika dibandingkan dengan metode pengukuran yang lainnya.



C.



Fungsi Anemometer



1. Mengukur kecepatan angin. 2. Memperikirakan cuaca. 3. Memperkirakan kecepatan dan arah angin



D.



Prinsip Kerja Anemometer Cara kerja anemometer dari sudut pandang lain yaitu dengan memanfaatkan



rotasi yang terjadi saat angin menggerakan mangkok pada perangkat ini. Seperti yang sudah diketahui bahwa anemometer mangkok adalah jenis yang paling banyak digunakan. Initer diri dari beberapa mangkok yang menempel pada ujung lengan horizontal terpasang pada poros vertikal. Penangkapan dalam mangkok



9



angin menyebabkan mangkok berputar. poros yang terhubung keperangkat yang memberikan kecepatan angin dalam mil per jam, kilometer per jam, atau knot. Poros dihubungkan ke generator listrik, jumlah arus yang dihasilkan oleh generator bervariasi dengan kecepatan angin. Cara kerja anemometer pada jenis terbaru dapat diketahui melalui anemometer modern yaitu anemometer kincir. Anemometer kincir angin, dalam hal ini harus sejajar dengan arah angin agar berfungsi dengan benar. Sebuah baling-baling angin, melekat pada ekor anemometer, didorong sampai balingbaling menghadap ke angin. Selain itu ada pula anemometer Hot-wire. Sebuah anemometer Hot-wire menggunakan kawat sangat tipis yang dipanaskan sampai suhu yang lebih tinggi dari suhu udara di sekitarnya. Elektronik dalam tubuh instrument menghitung kecepatan angin berdasarkan hambatan listrik dari kawat. Anemometer jenis ini cuku pakurat untuk menentukan kecepatan angin.



E.



Kecepatan Angin Kecepatan Angin Besar kecilnya gradien-gradien barometik Ialah angka yang



menunjukan paerbedaan tekanan udara antara 2 isobar melalui garis lurus, dihitung untuk tiap-tiap 111 km (jarak di daerah equator = 1 derajar) Relief permukaan bumi. Jika relief bertuip di daerah yang reliefnya kecil (rata), berarti rintangannya sedikit dan kecepatannya tidak terganggu maka anginakan berhembus kencang, begitu pula sebaliknya. Ada tidaknya tumbuh-tumbuhan Pohon-pohon yang tinggi ataupun lebra dapat menahan kecepatan angin. Tingginya dari permukaan tanah Angin bertiup dekat permukaan bumi akan



10



mendapatkan hambatan karena begesekan dengan muka bumi, sedangkan angin yang bertiup jauh di atas permukaan bumi bebas dari hambatan-hambatan. Kecepatan angin adalah cepat lambatnya angin bertiup pada suatu tempat. Angin merupakan besaran vektor yang mempunyai arah dan kecepatan angin adalah gerak udara yang sejajar dengan permukaan bumi. Udara bergerak dari daerah bertekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah (Nurhayati, 2016). Kecepatan angin yang rendah bukan berarti potensi energy yang terkandung di dalamnya tidak dapat dimanfaatkan atau dikonveksikan menjadi energi listrik, tetap dapat dimanfaatkan atau dikonveksikan menjadi energy listrik, tetap dapat dimanfaatkan tetapi diperlukan generator yang sesuai dengan karakteristik kecepatan angin tersebut. Angin terjadi disebabkan oleh adanya beda tekanan horizontal. Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan angin, antara lain:



1. Gradien Barometris, yaitu bilangan yang menunjukkan perbedaan tekanan udara dari dua isobar yang jaraknya 111 km. Semakin besar gradient barometrisnya, makin cepat tiupan anginnya.



2. Letak tempat, angin yang bertiup di daerah khatulistiwa bergerak lebih cepat daripada yang bertiup di non daerah khatulistiwa.



3. Tinggi Lokasi, semakin tinggi lokasinya semakin kencang pula angin yang bertiup. Hal ini disebabkan oleh pengaruh gaya gesekan yang menghambat laju udara. Di permukaan bumi, gunung, pohon, dan topografi yang tidak rata lainnya memberikan gaya gesekan yang besar. Semakin tinggi suatu tempat, gaya gesekan ini semakin kecil.



11



4. Waktu, Angin bergerak lebih cepat pada siang hari daripada malam hari.



BAB III KEGIATAN PRAKTIKUM A. Alat 1.



Anemometer



2.



Stopwatch



3.



ATM (Alat Tulis Menulis)



4.



Kamera



B. Prosedur Kerja 1.



Tentukan titik arah angin yang akan di ukur



2.



Sediakan alat Anemometer, kemudian tekan tombol on/off pada alat Anemometer.



3.



Arahkan kawat antena Anemometer pada arah angin, dan atur jarak yang diingikan.



4.



Kemudian diarahkan kawat antena pada arah angin, lalu tunggu selama 2 menit.



5.



Setelah 2 menit, baca Display pada Anemometer pada posisi 0F atau 0C atau dapat juga menekan tombol max ( 0C 0F).



C. Hasil Praktikum Tabel 1. Hasil Pengukuran kecepatan angin dan suhu Kecepatan Angin Titik Pengukuran Titik 1 Gajebo



Suhu Nilai Max 0,29 m/s



11



Nilai Min 0.00



31,7 0C



12



Dari hasil praktikum yang diperoleh setelah dilakukan pengukuran kecepatan angin dan suhu di satu titik dengan menggunakan alat anemometer dapat diketahui nilai max yaitu kecepatan angin 0,29 m/s, nilai min 0,00 dan suhu 31,7 0C. Angin terjadi karena adanya perubahan tekanan udara atau perbedaan suhu udara pada suatu daerah atau wilayah. Hal ini berkaitan dengan besarnya energy panas matahari yang diterima oleh permukaan bumi. Angin yang tenang sesuai dengan ambang batas aman dapat bermanfaat, sebaliknya angin yang terlalu cepat dapat merugikan manusia. Batas ambang angin yang aman adalah dibawah 17 m/s. Kecepatan angin ini dapat di ukur dengan menggunakan anemometer.



BAB IV PENUTUP A. Kesimpulan Pengukuran kecepatan arah angin dan suhu yang dilakukan di satu titik lokasi dengan alat ukur anemometer. Hasil kecepatan arah angin dan suhu didapatkan di satu titik lokasi halaman kampus gajebo dengan nilai Max adalah 0,29 m/s, nilai Min 0,00 m/s dan suhu adalah 31,7 0C.



B. Saran Dalam praktikum ini diharapkan praktikan lebih berhati-hati dalam memahami cara penggunaan alat anemometer tersebut agar tidak salah dalam melakukan pengukuran kecepatan arah angin dan suhu.



13



DAFTAR PUSTAKA Astuti, T. (2015) Buku Pedoman Umum Pelajar GEOGRAFI Rangkuman Inti Sari Geografi Lengkap SMA Kelas 1, 2, 3, Pendoman Umum GEOGRAFI. Available. Safrianti and H. Surya, “Perancangan Alat Ukur Kecepatan dan Arah Angin,” Jurnal Rekayasa Elektrika, vol. 9, no. 1, pp. 30–35, 2010. Mahar, M. L., Al Tahtawi, A. R. and Sudrajat, S. (2018) ‘Perancangan dan Realisasi Anemometer Digital untuk Aplikasi Sistem Peringatan Dini’, Jurnal Teknologi Rekayasa, 2(2), p. 91. doi: 10.31544/jtera.v2.i2.2017.9196. N. Nurhayati dan R. Wijayanti, Biologi untuk SMA/MA Kelas X Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Edisi Pertama, Bandung : Yrama Widya, 2016. Priyambodo, B. (2018) ‘RANCANG BANGUN ALAT UKUR KELAJUAN DAN ARAH (KECEPATAN) ANGIN BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO UNO’, SKRIPSI, pp. 7 – 9. 55220/1/RANCANG BANGUN ALAT UKUR KELAJUAN DAN ARAH ANGIN BERBASIS MIKROKONTROLER ARDUINO UNO.pdf. Available at: http://eprints.uny.ac.id



14



DOKUMENTASI



Gambar 1. Saat menetukan arah angin



Gambar 2. Proses pengukuran kecepatan arah angin dan suhu



Gambar 3. Hasil pengukuran kecepatan arah angin dan suhu



Gambar 4. Dokumentasi kelompok 3 Penyehatan Udara-A



15