RUANG IDE / SIAP DIKERJAKAN / 2026
DIY Wind Speed Logger
DIY Wind Speed Logger adalah perangkat pencatat kecepatan angin berbasis ESP32 yang dirancang untuk melakukan pengukuran secara otomatis dan mandiri di lokasi tertentu. Anemometer […]
01 / OVERVIEW
DIY Wind Speed Logger adalah perangkat pencatat kecepatan angin berbasis ESP32 yang dirancang untuk melakukan pengukuran secara otomatis dan mandiri di lokasi tertentu. Anemometer sederhana menggunakan magnet neodymium dan Hall effect sensor A3144 untuk membaca putaran rotor, sementara DS3231 memberikan timestamp dan MicroSD Card menyimpan data kecepatan angin setiap satu menit dalam format CSV yang dapat dibuka menggunakan Excel.
Untuk memungkinkan pengukuran di lokasi yang tidak memiliki sumber listrik, perangkat ini dilengkapi PLTS 10 Wp, battery LiFePO4 4S1P, dan sistem DC 5 V sebagai sumber energi mandiri.
Data yang dikumpulkan nantinya digunakan sebagai data awal untuk menganalisis potensi energi angin dan perencanaan PLTB skala kecil, terutama untuk kemungkinan menyediakan energi lokal bagi perangkat IoT yang ditempatkan di lokasi tersebut.
Latar Belakang
Dalam perencanaan Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB), data kecepatan angin di lokasi merupakan salah satu data dasar yang diperlukan untuk mengetahui karakteristik angin dan memperkirakan potensi energi yang tersedia.
Untuk mendapatkan data yang representatif, pengukuran perlu dilakukan secara otomatis dalam periode tertentu tanpa harus terus-menerus diawasi. Karena alat akan ditempatkan di lokasi tertentu, sistem juga perlu memiliki sumber daya mandiri agar dapat bekerja tanpa bergantung pada jaringan listrik.
Ide ini adalah membuat wind speed logger berbasis ESP32 dengan sumber energi mandiri dari PLTS 10 Wp. Alat mencatat kecepatan angin setiap satu menit, menyimpan data ke MicroSD Card, dan menggunakan RTC untuk memberikan timestamp pada setiap data.
Sistem ini ditujukan sebagai alat ukur awal untuk pengumpulan data dalam perencanaan PLTB skala kecil, khususnya ketika energi angin nantinya akan digunakan sebagai sumber listrik lokal untuk perangkat IoT di lokasi tersebut.
Untuk mendapatkan data yang representatif, pengukuran perlu dilakukan secara otomatis dalam periode tertentu tanpa harus terus-menerus diawasi. Karena alat akan ditempatkan di lokasi tertentu, sistem juga perlu memiliki sumber daya mandiri agar dapat bekerja tanpa bergantung pada jaringan listrik.
Ide ini adalah membuat wind speed logger berbasis ESP32 dengan sumber energi mandiri dari PLTS 10 Wp. Alat mencatat kecepatan angin setiap satu menit, menyimpan data ke MicroSD Card, dan menggunakan RTC untuk memberikan timestamp pada setiap data.
Sistem ini ditujukan sebagai alat ukur awal untuk pengumpulan data dalam perencanaan PLTB skala kecil, khususnya ketika energi angin nantinya akan digunakan sebagai sumber listrik lokal untuk perangkat IoT di lokasi tersebut.
Gagasan Utama
Membuat logger kecepatan angin berbasis ESP32 yang dapat beroperasi secara mandiri menggunakan PLTS 10 Wp.
Kecepatan angin diukur menggunakan anemometer sederhana dengan magnet neodymium dan Hall effect sensor A3144. ESP32 menghitung pulsa putaran, mencatat waktu menggunakan DS3231, kemudian menyimpan data ke MicroSD Card setiap satu menit dalam format CSV yang dapat dibuka menggunakan Excel.
Sistem energi menggunakan:
Panel Surya 10 Wp → SCC PWM Lithium 10 A → Baterai LiFePO4 4S1P → Step Down 5 V → ESP32 & sensor
Kecepatan angin diukur menggunakan anemometer sederhana dengan magnet neodymium dan Hall effect sensor A3144. ESP32 menghitung pulsa putaran, mencatat waktu menggunakan DS3231, kemudian menyimpan data ke MicroSD Card setiap satu menit dalam format CSV yang dapat dibuka menggunakan Excel.
Sistem energi menggunakan:
Panel Surya 10 Wp → SCC PWM Lithium 10 A → Baterai LiFePO4 4S1P → Step Down 5 V → ESP32 & sensor
Konsep
Sistem dibagi menjadi dua subsistem utama:
1. Sistem pengukuran dan logging
Angin → Anemometer → A3144 → ESP32 → MicroSD Card
DS3231 digunakan untuk memberikan timestamp pada data.
2. Sistem catu daya mandiri
Panel Surya 10 Wp → SCC → Battery LiFePO4 4S → Step Down 5 V → Logger
Dengan konfigurasi ini, alat dapat ditempatkan di lokasi pengukuran tanpa membutuhkan sumber listrik PLN.
Data yang dikumpulkan dapat digunakan sebagai dataset awal untuk menganalisis pola dan karakteristik kecepatan angin di lokasi.
1. Sistem pengukuran dan logging
Angin → Anemometer → A3144 → ESP32 → MicroSD Card
DS3231 digunakan untuk memberikan timestamp pada data.
2. Sistem catu daya mandiri
Panel Surya 10 Wp → SCC → Battery LiFePO4 4S → Step Down 5 V → Logger
Dengan konfigurasi ini, alat dapat ditempatkan di lokasi pengukuran tanpa membutuhkan sumber listrik PLN.
Data yang dikumpulkan dapat digunakan sebagai dataset awal untuk menganalisis pola dan karakteristik kecepatan angin di lokasi.
02 / ENGINEERING
Komponen
- ESP32 Development Board 38 Pin CP2102 Type-C
- MicroSD Card Module 3,3 V
- DS3231 I2C RTC Module
- A3144 Hall Effect Sensor
- Magnet Neodymium NdFeB N38
- Resistor 10 kΩ
- PCB lubang double layer
- Kabel jumper
- Nickel strip 0,1mm 50cm
- Rod S45C Ø8 mm
- Ball Bearing NTN 608 ZZ
- Bola plastik kapsul transparan akrilik 7 cm — 3 pcs
- Pipa PVC 1/2 inch
- Dop PVC 1/2 inch
- Baut dan mur stainless steel
- Lem epoxy
- Kabel ties
- Panel Surya 10 Wp
- SCC PWM Lithium 10 A
- Battery LiFePO4 32700 6 Ah — 4 pcs
- BMS LiFePO4 4S 30 A
- Step Down Converter 6–24 V → 5 V 3 A
- Project Box X7 21,5 × 14,5 × 8,5 cm
Spesifikasi Awal
- Tipe: Wind Speed Data Logger
- Mikrokontroler: ESP32
- Sensor kecepatan angin: Hall Effect A3144
- Metode pengukuran: Deteksi pulsa putaran anemometer
- RTC: DS3231
- Media penyimpanan: MicroSD Card
- Interval pencatatan: 1 menit
- Format data: CSV
- Kompatibilitas data: Microsoft Excel
- Timestamp: RTC
- Rotor: 3 cup anemometer
- Poros: Rod S45C Ø8 mm
- Bearing: NTN 608 ZZ
- Magnet: Neodymium NdFeB N38 5×3 mm
- Sumber energi: PLTS 10 Wp
- Solar charge controller: SCC PWM Lithium 10 A
- Baterai: LiFePO4 32700 6 Ah
- Konfigurasi baterai: 4S1P
- Kapasitas battery pack: 6 Ah
- Tegangan nominal battery pack: ±12,8 V
- BMS: LiFePO4 4S 30 A
- Output catu daya logger: 5 V DC
- - Step down converter: 6–24 V → 5 V 3 A
- Casing: Project Box X7 21,5 × 14,5 × 8,5 cm
Analisis Awal
Sistem pengukuran menggunakan pendekatan tidak langsung, yaitu mengukur kecepatan rotasi anemometer kemudian mengonversinya menjadi kecepatan angin.
Hall effect sensor menghasilkan pulsa ketika magnet pada rotor melewati sensor. Jumlah pulsa dalam interval tertentu dapat digunakan untuk menghitung RPM. Hubungan RPM terhadap kecepatan angin harus ditentukan melalui kalibrasi.
Penggunaan interval pencatatan satu menit memungkinkan alat menghasilkan dataset yang cukup detail untuk melihat perubahan kecepatan angin sepanjang hari.
Sistem PLTS 10 Wp dirancang sebagai sumber energi mandiri. Panel surya mengisi battery LiFePO4 melalui SCC, kemudian tegangan baterai diturunkan menjadi 5 V untuk sistem logger.
Kapasitas energi nominal battery pack sekitar:
12,8 V × 6 Ah ≈ 76,8 Wh
Kecukupan energi aktual tetap perlu diuji karena bergantung pada konsumsi ESP32, MicroSD, sensor, kondisi matahari, efisiensi charger, step-down converter, dan pola penggunaan alat.
Data hasil logger nantinya dapat dianalisis untuk memperoleh distribusi kecepatan angin, kecepatan rata-rata, minimum, maksimum, serta karakteristik angin berdasarkan waktu. Untuk estimasi produksi listrik PLTB, data tersebut selanjutnya perlu dikombinasikan dengan power curve turbin angin yang akan digunakan.
Hall effect sensor menghasilkan pulsa ketika magnet pada rotor melewati sensor. Jumlah pulsa dalam interval tertentu dapat digunakan untuk menghitung RPM. Hubungan RPM terhadap kecepatan angin harus ditentukan melalui kalibrasi.
Penggunaan interval pencatatan satu menit memungkinkan alat menghasilkan dataset yang cukup detail untuk melihat perubahan kecepatan angin sepanjang hari.
Sistem PLTS 10 Wp dirancang sebagai sumber energi mandiri. Panel surya mengisi battery LiFePO4 melalui SCC, kemudian tegangan baterai diturunkan menjadi 5 V untuk sistem logger.
Kapasitas energi nominal battery pack sekitar:
12,8 V × 6 Ah ≈ 76,8 Wh
Kecukupan energi aktual tetap perlu diuji karena bergantung pada konsumsi ESP32, MicroSD, sensor, kondisi matahari, efisiensi charger, step-down converter, dan pola penggunaan alat.
Data hasil logger nantinya dapat dianalisis untuk memperoleh distribusi kecepatan angin, kecepatan rata-rata, minimum, maksimum, serta karakteristik angin berdasarkan waktu. Untuk estimasi produksi listrik PLTB, data tersebut selanjutnya perlu dikombinasikan dengan power curve turbin angin yang akan digunakan.
03 / DESIGN
Desain & Arsitektur
Bagian mekanik menggunakan tiga buah bola plastik sebagai rotor/cup anemometer. Rotor dipasang pada poros S45C Ø8 mm dengan dukungan ball bearing 608 ZZ.
Sebuah magnet neodymium dipasang pada rotor. Ketika rotor berputar, magnet melewati Hall effect sensor A3144 dan menghasilkan pulsa yang dibaca oleh ESP32.
ESP32 menghitung jumlah/frekuensi pulsa tersebut untuk memperoleh parameter putaran rotor. Hubungan antara putaran rotor dan kecepatan angin akan ditentukan melalui proses kalibrasi.
Unit elektronik logger ditempatkan di dalam Project Box X7 21,5 × 14,5 × 8,5 cm, sedangkan sistem anemometer ditempatkan pada bagian atas melalui konstruksi pipa PVC dan rod.
Sumber energi menggunakan panel surya 10 Wp, SCC PWM Lithium 10 A, dan battery pack LiFePO4 4S1P berkapasitas 6 Ah. Tegangan baterai kemudian diturunkan menjadi 5 V menggunakan DC-DC step-down untuk menyuplai sistem elektronik.
Sebuah magnet neodymium dipasang pada rotor. Ketika rotor berputar, magnet melewati Hall effect sensor A3144 dan menghasilkan pulsa yang dibaca oleh ESP32.
ESP32 menghitung jumlah/frekuensi pulsa tersebut untuk memperoleh parameter putaran rotor. Hubungan antara putaran rotor dan kecepatan angin akan ditentukan melalui proses kalibrasi.
Unit elektronik logger ditempatkan di dalam Project Box X7 21,5 × 14,5 × 8,5 cm, sedangkan sistem anemometer ditempatkan pada bagian atas melalui konstruksi pipa PVC dan rod.
Sumber energi menggunakan panel surya 10 Wp, SCC PWM Lithium 10 A, dan battery pack LiFePO4 4S1P berkapasitas 6 Ah. Tegangan baterai kemudian diturunkan menjadi 5 V menggunakan DC-DC step-down untuk menyuplai sistem elektronik.
Gambar desain
File desain
File yang tersedia untuk dipelajari atau digunakan dalam pengembangan ide ini.
wiring diagram
Download →
04 / DEVELOPMENT
Ekspektasi
Alat diharapkan dapat bekerja secara mandiri selama periode pengukuran dan menghasilkan dataset kecepatan angin yang dapat digunakan untuk:
Mengetahui pola kecepatan angin harian.
Mengetahui variasi kecepatan angin berdasarkan waktu.
Mengidentifikasi periode angin dengan kecepatan tertentu.
Mengetahui distribusi kecepatan angin di lokasi.
Menjadi data awal perencanaan PLTB skala kecil.
Membantu menentukan potensi penggunaan energi angin sebagai sumber energi lokal.
Menjadi dasar perancangan sumber energi untuk perangkat IoT di lokasi.
Menguji kemampuan sistem logger berbasis ESP32 yang ditenagai PLTS secara mandiri.
Mengetahui pola kecepatan angin harian.
Mengetahui variasi kecepatan angin berdasarkan waktu.
Mengidentifikasi periode angin dengan kecepatan tertentu.
Mengetahui distribusi kecepatan angin di lokasi.
Menjadi data awal perencanaan PLTB skala kecil.
Membantu menentukan potensi penggunaan energi angin sebagai sumber energi lokal.
Menjadi dasar perancangan sumber energi untuk perangkat IoT di lokasi.
Menguji kemampuan sistem logger berbasis ESP32 yang ditenagai PLTS secara mandiri.
Tantangan
Kalibrasi anemometer agar hubungan RPM dan kecepatan angin dapat ditentukan.
Memastikan rotor dapat berputar dengan gesekan mekanis yang rendah.
Menentukan posisi magnet dan Hall sensor yang optimal.
Menjaga konsistensi pembacaan pulsa pada berbagai kecepatan angin.
Memastikan MicroSD tidak mengalami kehilangan atau kerusakan data.
Menjaga akurasi RTC selama periode pengukuran.
Melindungi elektronik dari hujan, kelembapan, dan lingkungan outdoor.
Memastikan kapasitas PLTS 10 Wp mencukupi kebutuhan energi logger.
Menentukan durasi operasi ketika radiasi matahari rendah atau beberapa hari mendung.
Menentukan metode pemasangan anemometer agar pengukuran tidak terlalu dipengaruhi bangunan, pohon, atau objek di sekitar lokasi.
Menentukan batas kemampuan mekanik anemometer pada kecepatan angin tinggi.
Memastikan rotor dapat berputar dengan gesekan mekanis yang rendah.
Menentukan posisi magnet dan Hall sensor yang optimal.
Menjaga konsistensi pembacaan pulsa pada berbagai kecepatan angin.
Memastikan MicroSD tidak mengalami kehilangan atau kerusakan data.
Menjaga akurasi RTC selama periode pengukuran.
Melindungi elektronik dari hujan, kelembapan, dan lingkungan outdoor.
Memastikan kapasitas PLTS 10 Wp mencukupi kebutuhan energi logger.
Menentukan durasi operasi ketika radiasi matahari rendah atau beberapa hari mendung.
Menentukan metode pemasangan anemometer agar pengukuran tidak terlalu dipengaruhi bangunan, pohon, atau objek di sekitar lokasi.
Menentukan batas kemampuan mekanik anemometer pada kecepatan angin tinggi.
Estimasi Biaya
| Komponen | Harga | Jumlah | Subtotal |
|---|---|---|---|
| ESP32 Development Board 38 Pin CP2102 Type-C | Rp 76,000 | 1 | Rp 76,000 |
| PCB Lubang Double Layer 3×7 cm | Rp 4,000 | 1 | Rp 4,000 |
| MicroSD Card Module 3,3 V | Rp 13,500 | 1 | Rp 13,500 |
| DS3231 I2C RTC Module | Rp 35,500 | 1 | Rp 35,500 |
| Kabel Jumper Male to Female 40 Pin 10 cm | Rp 11,000 | 1 | Rp 11,000 |
| Rod 8 mm As Chrome Hydraulic S45C 20 cm | Rp 51,600 | 1 | Rp 51,600 |
| Ball Bearing NTN 608 ZZ | Rp 15,000 | 1 | Rp 15,000 |
| Bola plastik kapsul transparan akrilik 7 cm | Rp 9,800 | 3 | Rp 29,400 |
| Magnet Neodymium Coin NdFeB N38 5×3 mm | Rp 1,200 | 1 | Rp 1,200 |
| A3144 Hall Effect Sensor | Rp 1,500 | 1 | Rp 1,500 |
| Resistor 10 kΩ 1/4 W 1% | Rp 100 | 1 | Rp 100 |
| Casing Project Box X2 12×6×4 cm | Rp 15,000 | 1 | Rp 15,000 |
| Baut Mur 304 SS Hex M2 10 cm | Rp 75 | 20 | Rp 1,500 |
| Lem Dextone Besi/Epoxy 5 menit 48 gram | Rp 15,000 | 1 | Rp 15,000 |
| Kabel ties 10 cm | Rp 5,000 | 1 | Rp 5,000 |
| Pipa PVC 1/2 inch 20 cm | Rp 2,000 | 1 | Rp 2,000 |
| Dop PVC 1/2 inch | Rp 3,000 | 1 | Rp 3,000 |
| Panel Surya 10 Wp | Rp 120,000 | 1 | Rp 120,000 |
| SCC PWM Lithium 10 A | Rp 67,000 | 1 | Rp 67,000 |
| Baterai LiFePO4 32700 6 Ah | Rp 45,500 | 4 | Rp 182,000 |
| BMS LiFePO4 4S 30 A | Rp 35,000 | 1 | Rp 35,000 |
| Step Down Converter 6–24 V → 5 V 3 A | Rp 12,500 | 1 | Rp 12,500 |
| Nickel Strip 0,1mm 50cm | Rp 2,000 | 1 | Rp 2,000 |
| Casing Project Box X7 21,5 × 14,5 × 8,5 cm | Rp 50,000 | 1 | Rp 50,000 |
| Total | Rp 748,800 | ||