I nte rna t io na l J o urna l o f   P o w er   E lect ro nics   a nd   Driv Sy s t e m   ( I J P E DS )   Vo l.   8 ,   No .   2 J u n 2 0 1 7 ,   p p .   677 ~ 6 8 5   I SS N:  2 0 8 8 - 8 6 9 4 ,   DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j p ed s . v8 i 2 . pp 6 7 7 - 685          677       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I JP E DS   Desig n of Real  Ti m e  Ane m o m e ter B a sed o n Wind  S peed - Direct io n  and Te m pe ra ture       T riw a hju  H a rdia nto 1 ,   B a m b a ng   Su peno 2 ,   Dedy   K urnia   S et ia wa n 3 ,   G un a w a n 4   De p a rtme n o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   F a c u lt y   o f   En g in e e rin g ,   Un i v e rsit y   o f   J e m b e r,   In d o n e sia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Feb   12 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   A p r   12 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   A p r   28 ,   2 0 1 7       Da ta  a c q u isit io n   o f   w in d   sp e e d ,   w in d   d irec ti o n   a n d   e n v iro n m e n tal  tem p e r a tu re   a re   n e e d e d   to   g e th e   d a ta  p o ten ti a o f   w in d   p o w e r.   T h e   a i m   o th is  re se a rc h   is  to   g e n e ra te  a   d e v ice   o f   w in d   sp e e d ,   w in d   d irec ti o n   a n d   tem p e r a tu re   w it h   th e   re a ti m e   c o n d it i o n .   W i th   th is  d e v ice ,   w e   w il l   o b tain   a n   a n a ly sis  a b o u t h e   p o ten ti a o f   win d   p o w e e lec tri c a g e n e ra ti o n   a ro u n d   t h e   P u g e b e a c h ,   Je m b e r,   In d o n e sia .   In   th is  stu d y ,   p a ra m e ters   in v e stig a ted   we re   m a d e   in to   th re e   t y p e o f   m e a su re m e n v a riab les   th a m e a su re   o win d   sp e e d ,   w in d   d irec ti o n ,   tem p e ra tu re   a n d   a   d a ta    to   sh o w   re a ti m e   d a ta.. T h e   d e v ic e   w h ich   is  u se d   to   m e a su re   w in d   sp e e d   u sin g   h a ll   e f f e c se n so a a   t ra n sd u c e r.   W it h   u sin g   o f   th e   a c ti v e   m a g n e th a sp i n w il b e   c re a ted   p wm   th a w il b e   re a d   b y   se n so to   g e th e   w in d   sp e e d .   A f o th e   sh o w w in d   d irec ti o n ,   w e   u se   a   c o m p a ss   se n so CM P S   0 3   is   a   d ig it a se n so r   th a t   o u tp u ts  i n   t h e   f o r m   o d ig it a b it s o   th a b e   a b le  t o   sh o w   w in d   d irec ti o n   f ro m   0 °   to   3 6 0 ° .   T h e   m a g n it u d e   o f   a n g le   w il b e   u se d   in   a n a ly z in g   th e   d irec ti o n   o f   th e   w in d ,   th e   re a ti m e   c lo c k   (R T C)  w il b e   u se d   to   d irec tl y   to   d e ter m in e   th e   ti m e   a n d   d a te  o f   re c o rd in g   d a ta.  T h e n   th e   te m p e ra tu re   DS1 6 2 1   se n so r   to   sh o e n v iro n m e n tal  tem p e r a tu re .   K ey w o r d :   An e m o m eter   C o m p as s   Hall  ef f ec t   R ea l ti m clo ck     Co p y rig h ©   201 7   In s t it u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   T r iw a h j u   Har d ian to   Dep ar te m en t o f   E lectr ical  E n g in ee r in g ,   Un i v er s it y   o f   J e m b er ,   J l.  Kali m an ta n   Kali m a n ta n ,   S u m b er s ar i,  J e m b er   6 8 1 2 1 ,   E ast J av a,   I n d o n esia.   E m ail: tr i w a h j u . tek n i k @ u n ej . ac . id       1.   I NT RO D UCT I O N     Dev elo p m e n o f   g r ee n   en er g y   is   th b est  k e y   f o r   s o lv in g   en v ir o n m en tal  p r o b lem s .   T h ap p licatio n s   o f   w i n d   f o r ce   ar t h m o s s k ill f u tec h n o lo g ies  to d a y ,   wh ich   h a v b ee n   as  i m p o r tan t   d ir ec tio n   o f   g r ee n   en er g y   i n   h i g h l y   d ev elo p ed   co u n tr y .   U n til   n o w   t h tec h n ica l   d ev elo p m e n o f   w i n d   f o r ce   al r ea d y   ac h ie v es   t h s k il lf u l te c h n iq u o f   ap p licatio n ,   an d   C h i n b ec o m es a n o t h er   lead er   in   th is   f ield   [ 1 ] .   P ak is tan   co u n tr y   i s   b less ed   w i th   en o r m o u s   r en e w ab le  en er g y   p o ten tial  b u h a s   n o b ee n   h a r n ess ed   s o   f ar .   W in d   e n er g y   is   o n o f   t h e   m o s s u itab le   an d   a ttra ctiv e   o p tio n   at  p r ese n d u to   s u s tai n ab ilit y ,   h a v in g   lo w   en v ir o n m e n tal  d a m a g an d   r ea s o n ab le  co s ts .   T h d ata  r e co r d ed   at  Haw k s b a y   s ite  s h o w s   t h at  t h y ea r l y   av er ag w in d   s p ee d   is   n ea r l y   6 m /s   at  8 0 m   an d   6 0 m   h eig h ts .   T h e s ti m ated   e n er g y   g e n er ated   b y   No r d ex   N8 2 /1 5 0 0   w in d   t u r b in is   5 . 4 1 GW h   w it h   at  8 0 m   h ei g h t a n d   4 . 9 2 GW h   at  6 0 m   h ei g h t [ 2 ] .   I n   n e w   e n er g y   d ev elo p m e n t,  w i n d   p o w er   h as  b o o m ed .   I t   i s   d u to   th p r o lif er atio n   o f   w i n d   p ar k s   an d   th eir   o p er atio n   in   s u p p l y i n g   t h n atio n al  elec tr ic  g r id   w ith   lo w   co s an d   clea n   r eso u r c es.  Hen ce ,   th er is   an   in cr ea s ed   n ee d   to   estab lis h   p r o ac tiv m ai n te n an ce   f o r   w i n d   tu r b i n m ac h i n es  b ased   o n   r e m o te  co n tr o l   an d   m o n ito r in g .   T h at  is   n ec es s ar y   w it h   r ea l - ti m w ir eles s   co n n ec tio n   in   o f f s h o r o r   in ac ce s s ib le  lo ca tio n s   w h ile  t h w ir ed   m et h o d   h as  m an y   f la w s   [ 3 ] .   I n   th d ev elo p m e n o f   t h tec h n o lo g y   to   s ea r ch   o f   s o u r ce s   o f   w in d   en er g y ,   it  w o u ld   r eq u ir d ata  obt ain ed   f r o m   a n   an e m o m eter .   An e m o m eter   i s   d ev ice  u s ed   to   m ea s u r th w i n d   s p ee d   t h at  is   w id el y   u s ed   in   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS    Vo l.   8 ,   No .   2 J u n 2 0 1 7   :   677     6 8 5   678   th f ield s   o f   m etr o lo g y   a n d   Geo p h y s ic s   o r   s tatio n   w ea t h e r   f o r ec asts .   T h w i n d   s p ee d   w a s   m ea s u r ed   b y   t h e   cu p   an e m o m eter   h as  t h r ee   w i n d   ca tch er   cu p   an d   r o t ates  in   th d ir ec tio n   o f   th w i n d   ca tch er .   T h ef f ec o f   th e   r o to r s   g eo m etr y   o n   th cu p   an e m o m eter   tr an s f er   f u n c tio n   h as  b ee n   i n v esti g ated   ex p er i m e n tall y   an d   an al y ticall y .   T h an al y s is   o f   t h an e m o m eter s   o u tp u s ig n a as  w a y   o f   m o n ito r in g   t h a n e m o m ete r   s tatu s   i s   r ev ea led   as  a   p r o m is i n g   p r o ce d u r f o r   d etec ti n g   an o m alie s   [ 4 ] .   T h an e m o m e ter   v er y   h elp f u l   i n   t h o r o u g h   r esear ch   ab o u t h m o v e m en o f   w i n d .   T h er ef o r e,   th d ev elo p m e n o f   a n e m o m e ter   is   v er y   i m p o r tan i n   k n o w i n g   w i n d   p o ten tial  w h ic h   is   ex i s t in   c er tai n   ar ea s .   A   s y s te m   f o cu s ed   o n   th r ee   w ea th er   v ar iab les  m ea s u r e m e n t,   ar tem p er atu r e,   w i n d   s p ee d ,   an d   w i n d   d ir ec tio n .   T h in s tr u m e n i s   t y p o f   d ata  ac q u is itio n   s y s te m   w h ic h   i s   d ea w it h   th d e s ig n   a n d   i m p le m en ta tio n   o f   d ata  ac q u i s itio n   s y s te m   b ased   o n   p er s o n al  co m p u ter   ( P en ti u m )   u s i n g   I n d u s tr y   S tan d ar d   A r c h itect u r ( I S A )   b u s   [ 5 ] .   W in d   p o w er   elec tr ic  g en er at io n   is   th e   r en e w ab le  elec tr ic  e n er g y   u tili zi n g   w i n d   as   d r iv in g   f o r ce .   T h er ef o r w n ee d   to   co n d u ct  r esear ch   o n   th w i n d   p o ten tial  an d   w i n d   d ir ec tio n   in   o r d er   to   k n o w   t h ex ac w i n d   f ar m   to   b u ild   w in d   p o w er .     T h er ef o r e,   th r esear ch er s   w a n to   k n o w   m o r f o cu s   o f   th ex is t in g   w i n d   p o ten tial  in   t h co asta l   ar ea s .   I n   th r ef er en ce   [ 6 ]   th e   d ev ice  cr ea ted   j u s b ased   o n   w i n d   s p ee d   an d   d ir ec tio n .   An d   f u r t h er m o r w e   eq u ip   w i th   d e v ice  o f   ti m t o   in d icate   th ti m a n d   d ate  w h e n   th d ata  r ec o r d in g   e x p e r i m en ts .   So   w it h   t h e   h elp   o f   Hall  E f f ec s e n s o r ,   co m p as s   s en s o r   an d   R T C   d ev ice,   w ca n   m ea s u r t h w i n d   s p ee d ,   w in d   d ir ec tio n   an d   ti m e v en tu al l y   ex p ec te d   w il l b h elp f u l i n   th e   r esear ch   p r o ce s s   [ 7 ] .   Fu r t h er m o r i n   th is   p ap er   w e   ad d   te m p er atu r s e n s o r   w h i ch   is   r eq u ir ed   in   d eter m in in g   air   d en s it y   s o   th at  th d ev ice  ca n   b m o r co m p lete  m ad in   an al y zi n g   th w in d   p o w er   p o ten tial.  T h s en s o r   u s ed   is   a   s en s o r   th at  d o es  n o r eq u ir an   en co d er   w it h   m a n y   h o les,  b u t   o n l y   u s e s   ac ti v m ag n et  w h ic h   h a s   s id o f   n o r t h   an d   s o u th .   W it h   th e   ch a n g e s   i n   t h m a g n et ic  m o tio n   th r o u g h   h all  e f f ec s en s o r ,   th e n   t h s en s o r   w ill  s en d   a   p u ls th at  w il b co n v er ted   in to   s p ee d .   W h il th co m p as s   s en s o r   is   u s ed   to   d eter m i n w in d   d ir ec tio n   an d   th R T C   is   u s ed   to   d eter m i n t h r ea ti m e   o f   t h ac tu al   d ata  r e co r d in g .   I n   ad d itio n   w ad d   te m p er atu r s en s o r   to   d eter m i n th te m p er at u r co n d itio n s   d ir ec tl y   i n   ac co r d a n ce   w ith   co n d itio n s   o f   w ea t h e r   w h e n   w in d   s p ee d   d ata  o b tain ed .   A ll  t h d ata  o f   w i n d   s p ee d ,   w i n d   d ir ec tio n ,   te m p er atu r e,   r ea ti m an d   d ate  w ill  b s to r ed   in   m icr o   SD  m e m o r y   co m b i n ed   w ith   d ata  s to r ag m o d u le.   T h d ata  s to r ed   aim s   to   f i n d   o u all  th s p ee d   an d   w in d   d ir ec tio n   w h e n   t h to o i s   n o u s ed   in   a   lo n g   p er io d   o f   ti m e,   t h en   w ill  s to r th e   d ata  a g ain   w h en   th n e x t   ad d itio n .   B y   u s in g   ar d u i n o   u n o   co n tr o s y s te m   s o   th at  m o r co m p ac d esig n   ca n   b cr ea ted   f o r   th ese  to o ls .   Mo r eo v er ,   w u s L C t h at  c an   d is p la y   d ata  o f   w i n d   s p ee d   an d   d ir ec tio n   w h ile  at  t h s i tes .       2.   RE S E ARCH   M E T H O D   2 . 1 .   Arduin o   Uno   A r d u i n o   U n o   is   m icr o co n tr o ller   b o ar d   b ased   o n   th A T m eg a3 2 8   w it h   1 4   p in s   w h ich   h av d i g ita l   in p u t s /o u tp u ts .   Am o n g   th e m   i s   6   PW o u tp u p in s ,   6   an alo g   in p u ts ,   cr y s tal  o s ci llato r   o f   1 6   MH z.   A r d u in o   UNO  co n tai n s   all  n ee d ed   to   s u p p o r t th m icr o co n tr o ller ,   ea s y   to   co n n ec t it  to   co m p u ter   w it h   USB   ca b le  o r   s u p p l y   i b y   an   AC   to   D C   ad ap ter .   A T m e g a3 2 8   h as  3 2   KB   to   0 . 5   KB   u s ed   f o r   th b o o tl o ad er .   A T m eg a3 2 8   also   h as 2   KB   o f   SR AM   an d   1   KB   E E P R OM .   Fig u r 1   s h o ws an   A r d u i n o   UNO  [ 8 ] :           Fig u r 1 .   A r d u i n o   UNO       W ith   th h elp   o f   t h is   ar d u in o   all  th d ata  w ill  b p r o ce s s e d   an d   co n tr o lled   to   o b tain   d a ta  o f   w in d   s p ee d ,   w i n d   d ir ec tio n   a n d   r ea l   ti m e   in   ac co r d an ce   w it h   s ta te  o f   t h r esear c h   t h at  h a s   b ee n   d eter m i n ed .   P in s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       Desig n   o f R ea l Time  A n emo m eter B a s ed   o n   W in d   S p ee d - Dir ec tio n   a n d   ( Tr i w a h ju   Ha r d ia n to )   679   ar u s ed   to   o b tain   p er f o r m a n c s en s o r s   ar p in   A 4   an d   A 5   a r u s ed   f o r   co m p ass   s en s o r .   P i n   2   is   u s ed   f o r   h all   ef f ec t se n s o r .       2 . 2 .   H a ll E f f ec t   Sens o r   Hall   ef f ec t   s e n s o r s   ar u s ed   to   d etec m a g n e tic  f ield s   a n d   p o s itio n   a n d   d is p lace m en o f   o b jects.  T h ef f ec is   b ased   o n   t h in ter ac ti o n   b et w ee n   m o v in g   e lectr ic  c ar r ier s   an d   an   ex ter n al  m a g n e tic  f ie ld .   I n   m etal s ,   th ese   ca r r ier s   ar elec tr o n s .   W h en   a n   elec tr o n   m o v e s   t h r o u g h   a   m a g n etic  f ield ,   s id e wa y s   f o r ce   ac ts   u p o n     it  [ 9 ] .   T h is   s en s o r   is   d esig n e d   to   d etec m a g n et ic   o b j ec ts   w it h   p o s itio n   ch a n g es.   T h c h an g e   o v er   i n   th e   m ag n etic  f ield   th at  co n ti n u o u s l y   ca u s e s   th p u l s f r eq u e n c y   ca n   b d eter m i n ed .   T h is   t y p o f   s en s o r   is   u s ed   to   m ea s u r s p ee d .   Hall  e f f ec s e n s o r   ca n   a ls o   b u s ed   to   d etec th p r o x i m it y ,   t h p r esen ce   of   m a g n etic  o b j ec ts   u s i n g   cr itical  d is ta n ce .   Fig u r 2   s h o w s   h al l e f f ec s e n s o r   wh ich   i s   p lace d   n ea r   m a g n et ic   f ield .           Fig u r 2 .   P o s itio n   o f   Hall  E f f e ct   Sen s o r       Hall  ef f ec s en s o r s   w ill  b u s ed   to   p r o v id p u ls is   co n v er t ed   to   b f r eq u en c y   in   o r d er   to   d etec th s p ee d   co r r esp o n d in g   to   th r ea s tate  o f   t h r o tatin g   o b j ec t.  B y   g i v in g   co u n p u l s th e n   t h er w ill  b ch a n g e   to   th s p ee d   f r eq u en c y .     2 . 3 .   K o m pa s   CM P S 0 3   Sens o r   C MP S0 3   co m p as s   s e n s o r   is   a   s en s o r   th at  ca n   d eter m in e   th e   an g le  p o s itio n .   T h is   s e n s o r   is   d esig n ed   s p ec if icall y   f o r   th f ield   o f   r o b o tics   w ith   t h ai m   as  n av i g ato r   th at  i s   u s ed   f o r   th m o v e m en o f   th e   r o b o [ 1 0 ] .   T h is   s en s o r   is   p r o d u ce d   b y   Dev a n tec h   u s es  t w o   m a g n etic   f ie ld   s en s o r s   ar tific ial  KM Z 5 1   P h ilip s     w h ic h   s en s iti v en o u g h   to   d etec th E ar th ' s   m a g n et ic  f ield ,   w h er th in s tallat io n   o f   t w o   s en s o r   in ter s ec ti n g .   I n   t h co m p a s s   m o d u le  h as   b ee n   i n s talled   s er ies   o f   s tate   o f   t h s ig n al   an d   th e   m icr o co n tr o ller ,   s o   t h at   th e   d ata  ca n   b ac ce s s ed   ea s il y .   C MP S0 3   r e q u ir es  w o r k i n g   v o ltag o f   5   v o lt s   w ith   c u r r en co n s u m p tio n   o f   1 5   m A.   T h er ar t w o   w a y s   to   ac ce s s   g en er ated   d ata  o f   t h ese   s en s o r s   b y   u s i n g   P W s ig n al  o r   u s i n g   th I 2 C   p r o to co l.  T h f o llo w in g   F ig u r 3   is   a   co m p as s   C MP S0 3   u s es  I 2 C   co m m u n icatio n   a n d   F i g u r 4   is   C MP S0 3   s en s o r   m o u n ted   o n   th tai f lip p er   o f   an e m o m e ter .             Fig u r 3 .   C MP S0 3   Sen s o r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS    Vo l.   8 ,   No .   2 J u n 2 0 1 7   :   677     6 8 5   680       Fig u r 4 .   C MP S0 3   s en s o r   m o u n ted   o n   t h tail  f lip p er   o f   an e m o m eter       P W s ig n al  b y   1 6 - b it  ti m er   o f   th p r o ce s s o r   o n   th co m p as s   m o d u le  t h at  p r o d u ce s   r eso lu tio n   o f   1   µs.  So   it   is   r ec o m m en d ed   b y   t h m a n u f ac t u r er   f o r   d etec tin g   t h P W s i g n al  w i th   t h ti m er   w h ic h   t h e   r eso lu tio n   is   lo w er   t h a n   t h at  p r o d u ce d   b y   t h co m p a s s .   T o   p in   I 2 C ,   SD an d   SC L   co n n ec ted   to   th s u p p l y   5   VDC  t h r o u g h   p u ll  u p   r esi s to r ,   b ec au s t h SD an d   SC L   d o es  n o h a v t h p u l u p .   I 2 C   co m m u n icatio n   p r o to co is   th s a m a s   t h at  u s ed   in   S er ial  E E P R OM   p r o d u ctio n   o f   A t m el  2 4 C XX  an d   S er ial  o f   R T C   ( R ea l   T im C lo c k )   p r o d u ctio n   o f   Dallas  Se m ico n d u cto r   R T C 1 3 0 7 ,   s o   th SD A   an d   S C L   lin es  ca n   b u s ed   s i m u lta n eo u s l y .   T h r ea d in g   o f   t h is   co m p as s   s e n s o r   co n n ec t ed   w it h   ar d u in o   m icr o co n tr o ll er .     2 . 4 .   T e m pera t ure  DS 1 6 2 1   Sens o r   T h e   DS1 6 2 1   Dig ital  T h er m o m e ter   an d   T h er m o s tat  p r o v id es  9 - b it  te m p er atu r r ea d in g s ,   w h ic h   in d icate   t h te m p er at u r o f   t h d ev ice.   T h th er m al  alar m   o u tp u t,  T OUT   is   ac tiv w h e n   th te m p er at u r o f   th d ev ice  e x ce ed s   u s er - d ef in ed   te m p er at u r T H.   T h o u tp u r e m a in s   ac ti v u n til   th e   te m p er atu r d r o p s   b elo w   u s er   d ef in ed   te m p er atu r T L ,   allo w i n g   f o r   an y   h y s ter esis   n ec es s ar y .   U s er - d e f i n ed   t e m p er atu r s e tti n g s   ar s to r ed   in   n o n v o latile  m e m o r y   s o   p ar ts   m a y   b p r o g r a m m ed   p r io r   to   in s er tio n   in   s y s te m .   T e m p er atu r e   s etti n g s   an d   te m p er atu r r ea d in g s   ar all  co m m u n icate d   f r o m   t h D S1 6 2 1   o v er   s i m p le  2 - w ir s er ial   in ter f ac e.   F ig u r 5   s h o w s   t h DS1 6 2 1   t h er m o m eter   s e n s o r .           Fig u r 5 .   DS1 6 2 1   T em p er atu r S en s o r       2 . 5 .   L iqu id Cr y s t a l D is pla y   L C ( L iq u id   C r y s tal  Di s p la y )   s cr ee n   is   a n   elec tr o n ic  d is p lay   m o d u le  a n d   f i n d   w id r an g o f   ap p licatio n s .   1 6 x 2   L C D   d is p la y   i s   v er y   b asic  m o d u le   an d   is   v er y   co m m o n l y   u s ed   in   v ar io u s   d ev ice s   a n d   cir cu its .   T h ese  m o d u le s   ar p r ef er r ed   o v er   s ev en   s eg m e n ts   an d   o th er   m u lti  s e g m e n t   LED s .   T h r ea s o n s   b ein g L C Ds  ar ec o n o m ical;  ea s il y   p r o g r a m m ab le;  h a v n o   lim itatio n   o f   d is p la y in g   s p e cial  &   ev e n   cu s to m   ch ar ac ter s   ( u n li k in   s ev e n   s e g m en ts ) ,   an i m atio n s   a n d   s o   o n .   A   1 6 x 2   L C D   m ea n s   it  ca n   d is p lay   1 6   ch ar ac ter s   p er   lin an d   th er ar 2   s u ch   lin e s .   I n   th is   L C ea c h   ch ar ac ter   is   d is p la y ed   in   5 x 7   p ix el  m atr i x .   T h is   L C h as  t w o   r e g is ter s ,   n a m el y ,   C o m m a n d   a n d   Data .     T h co m m a n d   r eg is ter   s to r es t h co m m a n d   in s tr u ctio n s   g i v e n   to   th L C D.   A   co m m a n d   is   an   in s tr u c tio n   g i v en   to   L C to   d o   p r ed ef i n ed   tas k   li k e   in itializi n g   it,   clea r i n g   i ts   s cr ee n ,   s etti n g   t h c u r s o r   p o s itio n ,   co n tr o llin g   d is p la y   etc.   T h d ata  r eg is ter   s to r es  th d ata  to   b d is p lay ed   o n   th L C D.   T h d ata  is   th ASC I I   v al u o f   t h ch ar ac ter   to   b e   d is p lay ed   o n   t h L C D.   C lic k   to   lear n   m o r ab o u in ter n al  s tr u ct u r o f   a   L C D .   Fig u r 6   s h o w s   th L C D.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       Desig n   o f R ea l Time  A n emo m eter B a s ed   o n   W in d   S p ee d - Dir ec tio n   a n d   ( Tr i w a h ju   Ha r d ia n to )   681       Fig u r 6 .   L C D       2 . 6 .   Rea l Ti m Clo c k   A nd   Da t a   L o g g er   R T C   is   u s ed   to   in d icate   th d ata  b ased   o n   th tim a n d   d ate  ac tu all y   a n d   f o llo w   w h en   t h d ata  is   r etr iev ed .   T h d ata  o b tain ed   ar w i n d   s p ee d   an d   d ir ec tio n   w ill  b r ec o r d e d   o n   d ata  lo g g er   an d   s to r ed   o n   th m e m o r y   ca r d .   Fro m   e x p er i m e n ts   i n   f u ll  d a y   o f   d ata  co llectio n   o b tain ed   lar g d ata  s to r ag ca p ac it y   is   u s ed   ab o u 2 5 0   k B .   Fig u r 7   s h o w s   F ig u r o f   s er ies  R T C   an d   R T C   co m p o n e n ts   ar m o u n ted   o n   th a n e m o m eter .   W h ile  Fi g u r 8   is   k o m p o n e n   d ata  lo g g er   t h at  s er v e s   as a   d ata   r e co r d in g .             Fig u r 7 .   Fig u r o f   R T C   s er ies     Fig u r 8 .   Data   L o g g er       T h r esear ch   w as   co n d u c ted   b y   m ak in g   l is ti n g   p r o g r a m   o n   ar d u i n o   s o f t w ar u s i n g   th C   + +   lan g u a g e.   T h p r o g r a m   t h at  cr ea ted   is   s tar ted   b y   t h w i n d   s p ee d   p r o g r a m ,   co m p ass   p r o g r a m   C MP S0 3     an d   R T C   p r o g r a m .   T h p r o g r a m   t h at  w as  cr ea ted   is   lo ad ed   in   t h e   A T m e g a3 2 8   m icr o co n tr o ller .   Sen s o r s   m o u n ted   o n   th m ec h an ical  d esig n   o f   t h an e m o m eter .   Sp ee d   s en s o r s   p lace d   o n   th p r o p eller   s y s te m   o f   th e   cu p   an e m o m eter   t h at  ca n   r ea d   th e   m a g n etic  f ield   p u ls e   t h at  h as  b ee n   attac h ed   to   t h p r o p eller .   W ith   d i f f er en t   m o u n ti n g   p o i n b et w ee n   t h s p ee d   s en s o r   an d   its   co m p a s s ,   s en s o r   w il allo w   f o r   s tab ili t y   w it h o u an y   w i n d   d is tu r b an ce   ca u s ed   b y   cr as h   w it h   w i n d   ca tch er   cu p .   An e m o m e ter   d esig n   th at  is   d esi g n e d   as  in   F ig u r 9   an d   tr ial  an e m o m eter   w it h   r ea ti m d ata  r etr iev al  is   d o n as  in   Fi g u r 10 .   T a b les  an d   Fig u r es  ar p r esen ted   ce n ter ,   as s h o w n   b elo w   a n d   cit ed   in   th m an u s cr ip t.              Fig u r 9 .   Desig n   o f   An e m o m e ter     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS    Vo l.   8 ,   No .   2 J u n 2 0 1 7   :   677     6 8 5   682       Fig u r 10 .   A n e m o m et er   E x p er i m e n t       Fro m   F i g u r 10   ca n   b ex p la in ed   th a th w in d   ca tc h er   cu p   d esig n   w it h   1 0   x   7   c m   f o r   h eig h a n d   w id t h .   A s   f o r   th w i n d   d ir ec tio n   f lip p er   w ith   s ize  o f   1 0   x   1 5   cm   f o r   h ei g h a n d   w id th .   W h ile  th s en s o r   is   p lace d   in   th n u m b er   p o s itio n   o f   6   an d   4 .   Nu m b er   6   is   m o u n ted   h all   e f f ec s e n s o r   to   m ea s u r w i n d   s p ee d .   W h ile  n u m b er   4   f o r   co m p ass   s en s o r   C MP S0 3 .       3.   RE SU L T A ND  AN AL Y SI S   T h d ata  s h o w n   i n   T ab le  1   is   th d ata  ca lib r atio n   is   d o n o n   th b ea ch   P u g er   J e m b er   d is tr i ct  w i th   t h e   h ig h e s p er   ce n er r o r   in   w in d   s p ee d   1 . 2 6   m /s   at  3 . 0 8 %.  E r r o r   lo w e s p er ce n at  0 . 2 3 s p ee d   8 . 7 8   m /s .     T h d ata  d o es  n o h a v t h at   m u ch   d if f er en t   f r o m   t h d is tan ce   m ea s u r in g   in s tr u m e n as  co m p ar is o n   to   co n v e n tio n al  m ea s u r e m en t to o ls   w o r t h   u s i n g .       T ab le  1 .   C alib r atio n   o f   an e m o m eter   A n e mo m e t e r   w i t h   A r d u i n o   U n o   T h e   C o n v e n t i o n a l   A n e mo m e t e r     Er r o r   %   1 . 2 6   1 . 3   3 . 0 8   2 . 5 1   2 . 5   0 . 4 0   3 . 7 7   3 . 8   0 . 7 9   5 . 0 2   5   0 . 4 0   6 . 2 8   6 . 3   0 . 3 2   7 . 5 4   7 . 5   0 . 5 3   8 . 7 8   8 . 8   0 . 2 3   1 0 . 0 5   10   0 . 5 0       T h ex p er im e n ts   w er ca r r ied   o u o n   th b ea ch   P u g er   in   o n d a y   s tar t ed   at  2 1 :2 4 : 1 7   to   2 1 :2 4 :3 1 .   Data   o b tain ed   f r o m   t h test   r e s u lt s   as  s h o w n   in   T ab le  2 :       T ab le  2 .   E x p er im e n t o f   an e m o m eter   b ased   o n   r ea l ti m o f   w i n d   s p ee d   an d   d ir ec tio n s   T i me   D a t e   S p e e d   ( m/ s)   D i r e c t i o n   ( d e g r e e )   2 1 : 2 4 : 1 7   2 7 / 0 6 / 2 0 1 5   1 . 2 6   3 2 0   2 1 : 2 4 : 1 9   2 7 / 0 6 / 2 0 1 5   1 . 2 6   3 2 9   2 1 : 2 4 : 2 1   2 7 / 0 6 / 2 0 1 5   1 . 2 6   3 2 6   2 1 : 2 4 : 2 3   2 7 / 0 6 / 2 0 1 5   1 . 2 6   3 2 6   2 1 : 2 4 : 2 5   2 7 / 0 6 / 2 0 1 5   1 . 2 6   3 2 6   2 1 : 2 4 : 3 1   2 7 / 0 6 / 2 0 1 5   1 . 2 6   3 2 5       E q u atio n   o f   ca lc u latio n   r esu l ts   f r o m   th r o tatio n   s p ee d   o f   th e   r o to r   m ag n et  i n to   u n its   o f   m / s   ar e:                                                  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       Desig n   o f R ea l Time  A n emo m eter B a s ed   o n   W in d   S p ee d - Dir ec tio n   a n d   ( Tr i w a h ju   Ha r d ia n to )   683       Fig u r 1 0 .   Vo ltag o f   Sen s o r   Hall   Ou tp u t       Sp ee d s   E q u atio n   ab o v is   u s ed   to   d eter m in t h r esu lt s   o f   th d ata  s p ee d   ac tu all y .   Fro m   th e   ex p er i m e n tal  r es u lt s   o b tain ed   in   T ab le  2   w i n d   s p ee d s   f o u n d   in   co lu m n   3   o f   1 . 2 6   m / s .   A t h is   s p ee d   in d icate d   o n   s en s o r   Hall  v o ltag v a lu o f   5 . 1 4   V   as  in   Fig u r 1 0 .   De v ice  o f   an e m o m eter   m ad th i s   alr ea d y   f o llo w s   t h e   r ea l - ti m d ata  w i th   th e   d ata  c o n d itio n   w i n d   s p ee d ,   w i n d   d ir ec tio n ,   te m p er at u r e,   ti m a n d   d ate  d ata  r etr iev al.   Fo r   d ata  o b tain ed   f r o m   t h tr ia l o n   Sep te m b er   1 6 ,   2 0 1 5   is   s h o w n   b y   th f o llo w i n g   T ab le  3 .   T h f ir s co lo u m n   i n   T ab le  3   s h o w s   u s   t h d ata  o f   t h r ea ti m e,   t h s ec o n d   co lo u m n   s h o w s   u s   t h e   r ea l d ate - ti m e;  m ea n w h ile,   t h e   th ir d   co lo u m n   r e f er s   to   th s p ee d   o f   th w i n d   an d   t h f o u r th   c o lo u m n   s h o w s   u s   th d ir ec tio n   o f   th w in d .   0 °  in d icate s   th No r th ,   9 0 °  in d icate s   th E a s t,  1 8 0 °  th S o u th   a n d   2 7 0 °  th e   W est.   Fo r   ex a m p le:   o n   Sep tem b er   1 6 t h   at  1 3   ( 1   p m ) ,   t h s p ee d   o f   th w i n d   i s   6 . 2 8   m /s ,   it  h ea d ed   So u th E a s t   an d   th te m p er at u r is   2 5 °C .       T ab le  3 .   T r ial  Data   o f   W in d   S p ee d   an d   Dir ec tio n   A t Sep te m b er   1 6   th ,   2 0 1 5     T i me   D a t e   S p e e d   ( m/ s)   D i r e c t i o n   ( d e g r e e )   T e mp e r a t u r e   ( C)   0 : 0 0   1 6 / 0 9 / 2 0 1 5   1 . 2 6   94   30   1 : 0 0   1 6 / 0 9 / 2 0 1 5   0 . 0 0   84   21   2 : 0 0   1 6 / 0 9 / 2 0 1 5   0 . 0 0   90   20   3 : 0 0   1 6 / 0 9 / 2 0 1 5   0 . 0 0   92   19   4 : 0 0   1 6 / 0 9 / 2 0 1 5   0 . 0 0   89   19   5 : 0 0   1 6 / 0 9 / 2 0 1 5   0 . 0 0   89   19   6 : 0 0   1 6 / 0 9 / 2 0 1 5   0 . 0 0   80   19   7 : 0 0   1 6 / 0 9 / 2 0 1 5   0 . 0 0   76   25   8 : 0 0   1 6 / 0 9 / 2 0 1 5   0 . 0 0   1 1 0   24   9 : 0 0   1 6 / 0 9 / 2 0 1 5   2 . 5 1   1 3 0   24   1 0 : 0 0   1 6 / 0 9 / 2 0 1 5   3 . 7 7   1 2 2   23   1 1 : 0 0   1 6 / 0 9 / 2 0 1 5   5 . 0 2   1 3 9   24   1 2 : 0 0   1 6 / 0 9 / 2 0 1 5   5 . 0 2   1 3 9   25   1 3 : 0 0   1 6 / 0 9 / 2 0 1 5   6 . 2 8   1 4 0   25   1 4 : 0 0   1 6 / 0 9 / 2 0 1 5   6 . 2 8   1 3 8   26   1 5 : 0 0   1 6 / 0 9 / 2 0 1 5   6 . 2 8   1 3 8   27   1 6 : 0 0   1 6 / 0 9 / 2 0 1 5   6 . 2 8   1 4 1   25   1 7 : 0 0   1 6 / 0 9 / 2 0 1 5   5 . 0 2   1 4 4   24   1 8 : 0 0   1 6 / 0 9 / 2 0 1 5   3 . 7 7   1 4 3   24   1 9 : 0 0   1 6 / 0 9 / 2 0 1 5   0 . 0 0   1 2 2   23   2 0 : 0 0   1 6 / 0 9 / 2 0 1 5   0 . 0 0   1 0 4   22   2 1 : 0 0   1 6 / 0 9 / 2 0 1 5   0 . 0 0   1 0 6   22   2 2 : 0 0   1 6 / 0 9 / 2 0 1 5   0 . 0 0   1 0 0   22   2 3 : 0 0   1 6 / 0 9 / 2 0 1 5   0 . 0 0   1 0 0   22       4.   CO NCLU SI O   Fro m   th r es u lt s   o f   tes ts   p er f o r m ed   it  w as  co n c lu d ed   th a th s p ee d   s en s o r   in   t h f o r m   o f   a n   elec tr o n ic  cir cu it  t h at  co n s is ts   o f   h all  e f f ec s e n s o r   g e n er at es  f r eq u e n c y   t h at  i s   p r o p o r ti o n al  to   th s p ee d   o f   th w i n d   ca tc h er   cu p   m ec h an ical  an d   w i n d   s p ee d   m ea s u r e m en ts   a n   a v er ag o f   5 . 0 2 3   m / s   at  0 9 :0 0   to   1 8 :0 0   an d   th av er a g an g le  o f   1 1 2 . 9 2   w ith   t h av er a g en v ir o n m e n tal  te m p er atu r o f   2 3 . 1 w er ca r r ied   o u ar o u n d   th P u g er   b ea ch ,   J em b er ,   I n d o n esia.           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 694   IJ PEDS    Vo l.   8 ,   No .   2 J u n 2 0 1 7   :   677     6 8 5   684   ACK NO WL E D G E M E NT S   Ou r   t h a n k s   to   th e   Dir ec to r at Gen er al   o f   Hi g h er   E d u ca ti o n ,   Mi n is tr y   o f   R esear c h ,   T ec h n o lo g y     an d   Hig h er   E d u ca tio n ,   R ep u b l ic  o f   I n d o n esia.  T h is   g r an t i s   g iv en   o f   f u n d a m e n tal  r esear c h   g r an t i n   2 0 1 5 .       RE F E R E NC E S   [1 ]   REN  X iao - p in g ,   CA Ch a n g - q in g ,   WA N Jia n ,   X UE  Zh i - c h a o ,   A p p li c a ti o n o f   M e tro lo g ica M e a su re m e n in   W in d   P o w e G e n e ra ti o n ,   T E L KOM NIKA  In d o n e sia n   J o u rn a l   o f   El e c trica En g in e e rin g ,   v o l. 1 0 ,   n o . 6 ,   p p .   1 2 4 9 ~ 1 2 5 3 ,   2 0 1 2 .   [2 ]   S h a h n a w a z   F a rh a n   Kh a h r o ,   A m ir   M a h m o o d   S o o m ro ,   Ka v it a   T a b b a ss u m ,   L e Do n g ,   L iao   X iao z h o n g ,   A ss e s s m e n o f   w in d   p o w e p o ten ti a a Ha wk sb a y ,   Ka ra c h S in d h ,   P a k istan ,   T EL KOM NIKA ,   v o l.   1 1 ,   n o .   7 ,   p p .   3 4 7 9   ~   3 4 9 0 ,   2 0 1 3 .   [3 ]   S a a d   Ch a k k o r,   M o sta f a   Ba g h o u ri,   A b d e rra h m a n e   Ha jrao u i,   W in d   T u rb i n e   F a u l De tec ti o n   S y ste m   in   Re a T i m e   Re m o te  M o n it o rin g ,   In ter n a ti o n a J o u r n a o El e c trica a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g   ( IJ ECE ),   v o l.   4 ,   n o .   6 ,   p p .   8 8 2 ~ 8 9 2 ,   2 0 1 4   [4 ]   P i n d a d o ,   Cu b a s,  F e li x ,   T h e   Cu p   A n e m o m e ter,  a   F u n d a m e n tal   M e teo ro l o g ica In stru m e n f o th e   W in d   E n e rg y   In d u stry .   M u lt id isc ip li n a ry   Dig it a P u b li s h in g   I n stit u te ,   S w iss ,   2 0 1 4 .     [5 ]   F o u a d   S h .   T a h ir,   Ay a d   M .   S a l m a n ,   Dr.  Ja b b a K.  M o h a m m e d ,   W a h a b   K.  A h m e d ,   Da t a   A c q u isit io n   S y ste m   f o W in d   S p e e d ,   Dire c ti o n   a n d   T e m p e ra tu re ,   En e rg y   a n d   Ren e w a b le  En e r g ies   T e c h n o l o g y   Ce n t e r,  Un ive rs it y   o f   T e c h n o l o g y ,   Ira q - Ba g h d a d ,   J o u r n a o E n g in e e rin g ,   V o l.   1 8 ,   2 0 1 2 .     [6 ]   Ek k y   W a h y u   A ,   K a ri m a tu n   Nis a ,   W id y a   Ik a   P ,   G u n a w a n ,   T ri wa h ju   Ha rd ian to ,   Ra n c a n g   Ba n g u n   A n e m o m e ter  Be rb a sis  Ke c e p a tan   Da n   A ra h   A n g in   ( De sig n   o f   An e mo me ter   Ba se d   o n   W in d   S p e e d   a n d   Dire c ti o n ) " ,   S in e rg i   Na ti o n a l   Co n fer e n c e   2 0 1 5 P o li te k n ik   Ne g e ri  Je m b e r ,   In d o n e sia , 8 - 9   M ay   2 0 1 5 .   [7 ]   T ri w a h ju   Ha rd ian to ,   Ba m b a n g   S u p e n o ,   De d y   Ku rn ia  S e ti a w a n ,   S y a m su A ri f in ,   G u n a wa n ,   Ek k y   Wah y u   A , ,   " De si g n   o f   Re a T i m e   A n e m o m e ter  Ba se d   o n   W in d   S p e e d   a n d   Di re c ti o n " ,   Co n fer e n c e   o n   El e c tric a En g in e e rin g ,   Co mp u ter   S c ien c e   a n d   I n fo rm a ti c s ( EE CS 2 0 1 5 ),   P a lem b a n g ,   In d o n e sia ,   1 9 - 2 0   A u g u st 2 0 1 5   [8 ]   W .   Du rf e e ,   Un iv e rsit y   o f   M in n e so ta,  A rd u in o   M icro c o n tro l ler G u id e ,   2 0 1 1 .   [9 ]   F ra d e n ,   Ja c o b ,   Ha n d b o o k   o f   m o d e rn   se n s o rs  p h y sic s,  d e sig n s,  a n d   a p p li c a ti o n s ,   ©   2 0 0 4 ,   1 9 9 6   S p rin g e r - V e rlag   Ne w   Yo rk ,   In c   [1 0 ]   He n d W ica k so n o ,   A ri  Be n g n a rly   T a n ju n g ,   P e m ro se s a n   S RF 0 5 ,   CM P S 0 3 ,   T P A 8 1 ,   S istem   M o to S e c a ra   M u lt i   P r o se so p a d a   R o b o KR P A I   (S y ste m   o f   M o to In   M u lt P r o c e ss o o n   R o b o t)” Pro si d i n g   C o n fer e n c e   o n   S ma rt - Gr e e n   T e c h n o l o g y   i n   El e c trica l   a n d   I n fo rm a ti o n   S y ste ms Ba li ,   1 4 - 1 5   N o v e m b e 2 0 1 3 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       Tr i w a h ju   H a r d ia n t o   w a b o rn   i n   Je m b e r,   In d o n e sia ,   o n   A u g u st  2 6 ,   1 9 7 0 .   He   re c e iv e d   th e   B. E.   d e g re e   f ro m   Ud a y a n a   Un iv e rsit y ,   Ba li ,   In d o n e sia ,   in   1 9 9 6 ,   a n d   t h e   M . E.   d e g re e   f ro m   Ba n d u n g   In stit u te  o f   Tec h n o lo g y ,   Ba n d u n g ,   In d o n e sia ,   in   2 0 0 0 .   T h e   P h . D.  d e g re e   in   e n e rg y   a n d   e n v iro n m e n tal  sc ien c e   in   th e   G ra d u a te  S c h o o o f   En g in e e rin g ,   Na g a o k a   Un iv e rsit y   o T e c h n o lo g y ,   Na g a o k a ,   Ja p a n .   In   h is   w o rk ,   h e   is  p a rti c u l a rly   c o n c e rn e d   w it h   th e   re n e w a b le  e n e rg y ,   w in d   p o w e r,   so lar  c e ll ,   m icro h y d ro   a n d   m a g n e to h y d ro d y n a m i c .   He   is  a lso   a   L e c tu re w it h   th e   De p a rt m e n o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   En g in e e rin g   F a c u lt y ,   Je m b e Un iv e r sit y ,   Je m b e r,   In d o n e sia .         B a m b a n g   S u p e n o   w a b o rn   in   L u m a j a n g ,   In d o n e sia .   He   re c e i v e d   Ba c h e lo o En g in e e rin g   (El e c tri c a l)  f ro m   In stit u T e k n o lo g S e p u lu h   No p e m b e r   (IT S ),   S u ra b a y a     In d o n e sia .   L a ter,  h e   jo in e d   w it h   th e   Je m b e Un iv e rsit y   a s   a   lec tu re in   th e   d e p a rt m e n o f   El e c tri c a l   En g in e e rin g .   He   re c e iv e d   M a ste o f   En g in e e rin g   f ro m   In stit u T e k n o lo g S e p u lu h   No p e m b e r,   S u ra b a y a     In d o n e sia   in   2 0 0 9 .   His  re se a rc h   to p ics   a re   p o we e le c tro n ics ,   h y b rid   p o w e s y ste m a n d   re n e wa b le en e rg y   s y ste m s         De d y   K u r n ia   S e tia w a n   w a s b o rn   in   L a m o n g a n ,   In d o n e sia .   He   re c e iv e d   Ba c h e lo o f   En g in e e rin g   (El e c tri c a l)  f ro m   In stit u T e k n o l o g Ba n d u n g   (IT B),   Ba n d u n g     In d o n e sia .   He   wa a   p ro d u c d e sig n   su p e rv iso i n   c a b le m a n u fa c tu re in   2 0 0 4 .   L a ter,  h e   j o in e d   w it h   th e   Je m b e Un iv e rsit y   a lec tu re in   th e   d e p a rtm e n o f   El e c tri c a En g in e e rin g .   He   re c e iv e d   M a ste o f   En g in e e rin g   f ro m   In stit u T e k n o lo g S e p u l u h   No p e m b e r,   S u ra b a y a     In d o n e sia   in   2 0 12 .   His  re se a rc h   to p ics   a re   p o w e e lec tro n ics ,   h y b rid   p o w e s y ste m s an d   re n e wa b le en e rg y   s y st e m s         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J PEDS     I SS N:  2 0 8 8 - 8 694       Desig n   o f R ea l Time  A n emo m eter B a s ed   o n   W in d   S p ee d - Dir ec tio n   a n d   ( Tr i w a h ju   Ha r d ia n to )   685     G u n a w a n   w a b o rn   in   Je m b e r,   I n d o n e sia ,   o n   M a y   2 6 ,   1 9 9 2 .   He   re c e iv e d   th e   B. E.   d e g re e   f ro m   Je m b e Un iv e rsit y ,   Je m b e r,   Eas Ja v a ,   In d o n e sia ,   i n   2 0 1 5 .   In   h is  w o rk ,   h e   is  p a rti c u larly   c o n c e rn e d   w it h   th e   re n e wa b le  e n e rg y ,   w in d   p o w e r,   so lar  c e ll ,   m i c ro h y d ro   a n d   e lec tro n ic  m e a su re m e n ts.   He   is  a   f re sh   g ra d u a te  f ro m   th e   De p a rtme n o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   En g in e e rin g   F a c u lt y ,   Je m b e Un iv e rsit y ,   Je m b e r,   In d o n e sia .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.