Hidayati, dkk./ ROTASI, Vol. 23  No. 4  (Oktober) Hal. 44-49

## Rancang Bangun Pendeteksi Kecepatan Angin Berbasis Platform IoT Blynk
Uslah Hidayati a,b *, Ismoyo Haryanto a , Rifky Ismail a a Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro
Jl. Prof. Sudharto, SH., Tembalang-Semarang 50275, Telp.+62247460059
b PT PJB UBJ O&M PLTU Rembang
Jl. Raya Semarang – Surabaya Km. 130, Ds. Leran Kec. Sluke Rembang. Telp. (0295) 4552779 *E-mail: uslah.hidayati@gmail.com

## Abstract
Wind is the horizontal movement of air caused by differences in air pressure in an area. Wind speed and  direction  information  is  used  to  predict  the  weather  and  climate  in  a  place.  Wind  speed  and direction  can  be  determined  using  an  accurate  measuring  instrument.  This  study  aims  to  design  a speed detector wind. The design of this wind speed detector consist  of Node MCU, SD card module, MOC 70T3, battery, RTC and step down wind or air speed sensors are used as speed detectors. With the wind speed detector makes it easier for us to khow the value of wind speed
Kata kunci: design; microcontroler; wind speed sensor; RTC; IoT

## Abstrak
Angin  merupakan  pergerakan  udara  secara  horisontal  yang  diakibatkan  adanya  perbedaan  tekanan udara  di  suatu  Kawasan.  Informasi  dan  arah  angin  digunakan  untuk  memprediksi  cuaca  dan  iklim disuatu tempat. Kecepatan dan arah angin dapat diketahui dengan menggunakan alat ukur yang akurat. Penelitian  ini  bertujuan  merancang  sebuah  pendeteksi  kecepatan  angin.  Rancang  bangun  pendeteksi kecepatan angin ini terdiri dari mikrokontroller NodeMCU, modul SD card, moc 70T3, aki, RTC dan step down, sensor kecepatan angin atau udara digunakan sebagai pendeteksi kecepatan. Dengan adanya pendeteksi kecepatan angin memudahkan kita untuk mengetahui nilai kecepatan angin.
Kata kunci: desain; mikrokontroler; sensor kecepatan angin; RTC; IoT

## 1. Pendahuluan
Sistem Pengukuran mempunyai peranan penting dalam kehidupan manusia, khususnya untuk mengetahui nilai dari besaran fisis. Pengukuran adalah membandingkan besaran fisis yang belum diketahui nilainya dengan besaran fisis yang telah diketahui nilainya. Hasil pengukuran bersifat universal yang dapat dinyatakan dalam angka dan satuan atau nilai dan satuan, misalnya pengukuran kecepatan, berat, suhu dan lain-lain. Kecepatan termasuk dalam pengukuran tunggal, yang hanya mungkin dilakukan satu kali saja karena obyek pengukuran tidak dapat diulang. Alat ukur yang digunakan dapat  memakai  berbagai  macam  alat,  sesuai  dengan  fungsi  penggunaannya,  dalam  bahasan  ini  untuk  mengukur kecepatan angin. Angin merupakan pergerakan udara secara horizontal yang memiliki besaran fisis kecepatan dan arah diakibatkan  oleh  adanya  perbedaan  tekanan  udara  disuatu  daerah.  Untuk  mengetahui  nilai  kecepatan  angin  dibuatlah sebuah rancangan pendeteksi kecepatan angin dimana sensor kecepatan angin yang akan digunakan sebagai pendeteksi kecepatan  angin.  Rancang  bangun  kecepatan  pendeteksi  angin  ini  memanfaatkan  teknologi  berupa  mikrokontroler NodeMCU. Alat ini mendeteksi kecepatan angin yang memudahkan untuk mengetahui besar atau nilai dari kecepatan angin yang akan dihasilkan.

## 2. Material dan metode penelitian
Tahapan  perancangan  alat  ini  meliputi  diagram  blok,  komponen  yang  digunakan  dalam  perancangan  pendeteksi kecepatan angin. Berikut merupakan diagram blok pada pendeteksi kecepatan angin.
Sensor Kecepatan Udara NodeMCU RTC SD Card Tabel Step Down Akumulator
Hidayati, dkk./ ROTASI, Vol. 23  No. 4  (Oktober) Hal. 44-49
Berdasarkan  diagramblok  diatas  dapat  dikatakan  bahwa  sensor  kecepatan  udara  akan  mendeteksi  dalam  arti  data yang terbaca oleh sensor udara akan dikirimkan ke mikrokontroler NodeMCU yang sudah terhubung oleh akumulator dan  step  down,  selanjutnya    NodeMCU  juga  terhubung  dengan  RTC  sebelum  data  masuk  pada  SD  Card,  RTC  ini berfungsi untuk menghitung waktu dengan akurat pada saat sensor mendeteksi kecepatan angin, kemudian data tersebut masuk pada mikrokontroler yang nantinya akan disimpan pada SD Card dan nilai data dari sensor kecepatan udara atau angin akan ditampilkan pada tabel.
Tahapan  perancangan  selanjutnya  yaitu  mengetahui  komponen – koponen  apa  saja  yang  digunakan  pada  rancang bangun pendeteksi kecepatan udara. Berikut merupakan komponen- komponen yang digunakan :
a. NodeMCU
NodeMCU  adalah  sebuah  board  elektronik  yang  berbasis  chip  ESP8266  dengan  kemampuan  menjalankan  fungsi mikrokontroler  dan  juga  koneksi  internet  (WiFi).  Terdapat  beberapa  pin  I/O  sehingga  dapat  dikembangkan  menjadi sebuah  aplikasi  monitoring  maupun  controlling  pada  proyek  IOT.  NodeMCU  pada  rancangan  system  ini  sebagai mikrokontroler  yang  nantinya  akan  menerima  sinyal  input  dari  sensor  pendeteksi  kecepatan  udara,  mengolahnya  dan memberikan sinyal output sesuai dengan program yang diisikan ke dalamnya. Sinyal input mikrokontroler berasal dari sensor sedangkan sinyal output ditujukan kepada aktuator yang dapat memberikan efek ke lingkungan. Dalam arti ouput ysng dihasilkan berupa data kecepatan udara yang dihasilkan oleh sensor pendeteksi kecepatan udara .
Gambar 2.2 NodeMCU

## b. Modul RTC DS3231
RTC DS3231 merupakan merupakan sebuah jenis modul yang dapat menghasilkan waktu digital secara realtime dengan tambahan sebuah baterai tipe kancing 3.3V yang berfungsi menyimpan data waktu ketika supply padam. Jadi Modul RTC  DS3231 adalah  sebuah  rangkaian  elektronik  embedded  sistem  yang  berfungsi  untuk  menyimpan  data waktu dan tanggal dengan tingkat presisi atau akurasi tinggi serta diintegrasikan dengan serial EEPROM AT24C32 untuk keperluan penyimpanan data lainnya. Modul ini akan menghitung waktu yang dimulai dari detik, menit, jam, hari, tanggal, bulan hingga tahun secara akurat ketika sensor telah mendeteksi kecepatan udara.
Gambar 2.3 Modul DS3231
Gambar 2.4 EEPROM AT24C32

## c. Modul SD Card
Modul SD Card sebuah modul yang berfungsi untuk menyimpan data. Modul ini memiliki interfacing menggunakan komunikasi SPI atau Serial Peripheral Interface dalam arti sebagai interface komunikasi anatara mikrokontroler dengan SD Card. Modul ini memiliki interfacing menggunakan komunikasi SPI ( Serial Peripheral Interface ). Tegangan kerja dari  modul ini dapat  menggunakan level  tegangan 3.3 V DC atau 5V DC, yang dapat  digunakan salah satunya. Pada rancangan ini SD Card digunakan untuk menyimpan data dari mikrokontroler.
Gambar 2.5 SD Card
d. Step Down
Trafo step down adalah transformator yang mengurangi tegangan output . Transformator step-down memiliki lilitan sekunder lebih sedikit daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penurun tegangan. Transformator jenis ini sangat mudah ditemui, terutama dalam adaptor AC-DC. Pada rancangan ini step down digunakan untuk menurunkan tegangan dari akumulator.
Gambar 2.6 Trafo Step Down
e. AKI ( Accumulator )
Akumulator merupakan bagian dari common mesin hidrolik, akumulator sendiri berfungsi sebagai penyimpan energi listrik.  Pada  rancangan  ini  aki  atau accumulator berfungsi  sebagai power  supply agar  dapat  menjalankan  beberapa komponen yang digunakan.

## Gambar 2.7 Accumulator

## f. Sensor Kecepatan Udara
Sensor merupakan besaran sinyal fisik atau kimia yang dapat mengubah sinyal elektronik. Sensor kecepatan udara ini berfungsi sebagai pendeteksi kecepatan udara yang dihasilkan oleh udara itu sendiri. Data dari sensor ini nantinya akan dikirim oleh mikrokontroler dan disimpan dengan SD Card yang akan ditampilkan berupa tabel.
Hidayati, dkk./ ROTASI, Vol. 23  No. 4  (Oktober) Hal. 44-49
Gambar 2.8 Sensor Kecepatan Udara
Berikut merupakan wiring dari rancang bangun pendeteksi kecepatan angin:

## Gambar 2.9 Wiring Pendeteksi Kecepatan Angin
Wiring pada  gambar  2.8  dapat  dilihat  bahwa  akimulator  terhubung  dengan input  step  down kemudian ouput stepdown terhubung  dengan  NodeMCU,  dan  pada  Modul  SD  Card  bagian ground akan  mendapat ground dari NodeMCU, Miso modul SD Card terhubung pada NodeMCU Gpio 12, SCK modul SD Card terhubung pada Node MCU Gpio 18, MOSI Modul  SD Card terhubung dengan Node MCU Gpio 9, CS pada  Modul  SD Card terhubung dengan Gpio 27, +5 pada modul SD Card terhubung dengan vs pada NodeMCU, selanjutnya penghubungan pada RTC , ground dan  vcc  pada  RTC  mendapat  ground  dan  vs  pada  Node  MCU,  SDA  pada  RTC  terhubung  dengan  Gpio  5 pada NodeMCU, SCL pada RTC terhubung dengan Gpio 4 NodeMCU, kemudian pada sensor kecepatan angin akan mendapat ground dan vs pada NodeMCU dan pin pada sensor kecepatan angin akan medapat Gpio 2.

## 3. Hasil dan Pembahasan
Dalam rancangan ini output yang dihasilkan berupa tabel, cara Kerja rancang bangun pendeteksi kecepatan udara ini yaitu  ketika  sensor  mendeteksi  kecepatan  angin  data  akan  dikirim  pada  mikrokontroler  NodeMCU  yang  sudah tersambung dengan modul RTC untuk memberikan data waktu secara akurat ketika sensor telah mendeteksi kecepatan, kemudian data tersebut disimpan pada Modul SD Card dan ditampilkan berupa tabel. Tegangan dari akumulator yang diberi step down atau penurun tegangan.
Hidayati, dkk./ ROTASI, Vol. 23  No. 4  (Oktober) Hal. 44-49
Berikut merupakan tampilan IoT adafruit pada rancang bangun pedeteksi kecepatan angin:
Gambar 3.1 Tampilan IoT kecepatan angin
Data  kecepatan  angin  pada  gambar  3.0  diatas  diambil  pada  tanggal  4  juni  2021  dimana  sensor  telah  mendeteksi kecepatan pada waktu tersebut.
Berikut merupakan tampilan data akuisisi sensor :
Gambar 3.2 Tampilan data akuisisi sensor
Tampilan  akusisi  data  diatas  menunjukan  waktu  pada  saat  sensor  telah  mendeteksi  kecepatan,  dan  juga  selain menujukan waktu, akusisi data tersebut menunjukan nilai kecepatan angin dan RPM.
Pada  tanggal  15  September  dilakukan  pengambilan  data  menggunakan  alat  pendeteksi  angin  ini  dibandingkan dengan pengambilan data secara manual menggunakan anemometer. Berikut data yang peroleh :
Hidayati, dkk./ ROTASI, Vol. 23  No. 4  (Oktober) Hal. 44-49
Gambar 3.3 Perbandingan data anemometer manual dan alat pendeteksi kecepatan angin
Pada Gambar 3.3 dan  Gambar 3.4 merupakan foto pada saat  ujicoba lapangan dan instalasi  pada rancang bangun pendeteksi kecepatan angin, uji coba dilakukan di PJB UBJOM Rembang.
Gambar 3.4 Foto uji coba.
Gambar 3.5 Foto uji coba.

## 4. Kesimpulan
Rancangan  ini  dapat  disimpulkan  bahwa  nilai  data  kecepatan  udara  dihasilkan  oleh  sensor  pendeteksi  kecepatan udara yang disambungkan oleh mikrokontroler dan RTC untuk  menampilkan waktu  secara akurat ketika sensor telah terdeteksi  atau  mendeteksi  kecepatan  angin  tersebut,  kemudian  disimpan  oleh  modul  SD  Card  selajutnya  data ditampilkan berupa tabel. Tabel tersebut akan menampilkan nilai kecepatan angin,  dan waktu  secara akurat pada saat sensor medeteksi dan juga temperature pada waktu tersebut.

## Daftar Pustaka
[1] Ari  W.,  2008, “ Rancang  Bangun  Sistem  Monitoring  Kecepatan  dan  Arah  Angin  Berbasis  Mikrokontroler AT89S51 Melalui Layanan SMS ”, Tugas Akhir Diploma Universitas Diponegoro.
[2] Oktavian  D.,  2016, “ Rancang  Bangun  Alat  Monitoring  Kecepatan  Angin  Dengan  Koneksi  Wireless Menggunakan Arduino Uno ”, E -Jurnal Teknik  Elektro dan Komputer Vol. 5 No. 4.
[3] Arba  Tamarina  Ilma2017 ,” Peramalan  Kecepatan  Angin  di  Surabaya  Menggunakan  Metode  Arima  Box- Jenkins , ” ITS Surabaya.
[4] Harsokoesoemo. H. Darmawan, 2004, “ Pengantar Perancangan Teknik ,’ Penerbit ITB.,.
[5] Lee,  J.,  Lee,  Y.  and  Lim,H.,  2016, “ Effect  of  twist  angle  on  the  performance  of  savonius  wind  turbine, ” Renewable Energy, 89, pp. 231-244.