How it Works CD / DVD

Cara Kerja CD / DVD 

   

Kepingan CD

Mungkin ada beberapa teman-teman yang ingin mengetahui cara bekerjanya CD player. Nah, mungkin ini bisa menjadi gambaran.Suara yang ditangkap oleh alat pemroses suara memiliki tipe data digital yangmana datanya dinyatakan dalam bilangan biner, yaitu 0 dan 1.

Serangkaian 0 dan 1 ini merepresentasikan suatu nilai sendiri yangmana dengan decoder tertentu akan menghasilkan nilai yang diinginkan (data yang diperoleh tidak rusak/sesuai).Pada kepingan CD, data 0 diperoleh dari ‘lubang’ yang dibuat oleh CD writer, sedangkan data 1 tidak memiliki ‘lubang’. Jadi, deretan data seperti 1011, dalam bentuk fisik akan menjadi: rata-lubang-rata-rata. 

Lubang ini dimensinya sangat kecil sekali.Konstruksi CD dengan lubang ini bukanlah apa yang terjadi pada jaman sekarang. Namun, dasarnya sama. Sekarang, lobang atau ratanya diganti dengan transparan atau buramnya salah satu lapisan pada CD yang namanya Photosensitive Dye. Nah, lapisan ini yang menentukan pola deretan data 1 dan 0. Mengapa disebut CD burner? Karena itulah yang dikerjakannya, mem’bakar’ lapisan Photosensitive Dye ini sehingga menjadi lebih buram alias tidak transparan.

Apa yang terjadi apabila dia transparan? Bila transparan, maka dengan CD reader, akan terbaca sebagai 1, sedangkan bila buram akan terbaca 0.  Kok jadi transparan dan buram sih istilahnya? Memang demikian, karena cara kerja CD reader adalah dengan melihat apakah cahaya laser yang ditembakkannya ke keping CD dipantulkan kembali ke sensor (pada CD reader) atau tidak. Apabila dipantulkan (berarti lapisan Photosensitive Dye-nya transparan alias tidak terbakar) berarti data ini adalah 1, apabila tidak ada pantulannya atau lemah pantulannya maka data ini adalah 0.

CARA KERJA DVD VCD PLAYER

Cara Kerja DVD Player tak ada bedanya dengan cara kerja CD Player , karena keduanya memiliki komponen optik yang mampu menyorotkan sinar laser berwarna merah ke arah permukaan piringan, atau tepatnya ke permukaan layer dari suatu piringan CD maupun DVD.

DVD player mampu menguraikan (decode) data video MPEG-2 yang diubah menjadi video komposit standar, agar dapat dinikmati pada pesawat televisi, begitu juga dengan proses decoding audionya diterjemahkan oleh prosesor Dolby untuk dikirim menjadi sinyal audio yang berujung di perangkat speaker.
Ada tiga komponen yang sangat mendasar dan paling diperlukan untuk sebuah DVD Player, seperti:

1.Motor penggerak putaran piringan yang berfungsi untuk mengontrol setiap gerakan putar dengan tingkat akurasi yang sangat presisi. Motor ini sangat membantu proses pembacaan trak yang memiliki putaran antara 200 sampai dengan 500 RPM.

2.Sebuah laser dan lensa yang menjadi perangkat utama dalam memfokuskan pembacaan data dari piringan menggunakan penembakan sistem laser , biasanya laser ini sangat kompatibel dengan jenis piringan CD. Kalau CD bekerja pada laser dengan panjang gelombang 780 nanometer, sedangkan untuk DVD pada 635 atau 650 nanometer.

3.Trak mekanik (tracking mechanism) yang merupakan perangkat bantu yang bertugas menggerakkan laser beam mengikuti gerak trak beralur spiral dari setiap piringan. Sistem tracking ini mampu bergerak dengan resolusi tingkat mikron.
             Didalam DVD Player terdapat komponen berbasis teknologi komputer yang dikemas dalam blok data berbentuk IC (Integrtated Circuit), dimana salah satunya mengarah ke modul DAC (Digital Analog Converter) yang memang berfungsi untuk menangani data audio dan video, atau bahkan langsung menuju ke komponen dengan format digital, seperti data video digital .

              Prinsip kerja DVD Player yang paling fundamental terletak pada pemfokusan dari laser ketika melakukan pembacaan pit-pit dijalur trak, karena titik kerjanya harus dapat terfokus pada setiap permukaan bidang pantul. Ini sangat menentukan terutama waktu menjalankan jenis piringan DVD yang memiliki double-layer , karena dalam satu muka terdapat dua lapis reflektor yang masing-masing memiliki jarak yang berbeda, sehingga titik fokusnya juga tidak sama. Untuk lapis pertama dibuat sebagai bidang reflektif semi-transparan, dimana laser juga harus mampu menembusnya ketika membaca data pada layer inti yang berada di lapis kedua.

             Setiap sorotan laser akan langsung mengenai lapisan pemantul bahan polycarbonate dari piringan DVD , kemudian dipantulkan kembali ke komponen opto-electronic yang bertugas mendeteksi setiap perubahan cahaya yang dipantulkan. Jadi dari opto-electronic tersebut kemudian diterjemahkan menjadi kode-kode binary yang biasa disebut bit.

             Pekerjaan paling berat dalam sistem pembacaan dari piringan DVD adalah pada saat menjaga posisi sorotan laser yang harus tetap fokus ditengah-tengah jalur trak data.Tugas ini dibebankan pada tracking system yang selalu bergerak kontinu dari tengah ke pinggir piringan, sehingga akan terjadi pergeseran laser dari arah dalam bergerak keluar secara linier. Kecepatan dari pembacaan datanya juga berlangsung konstan, ini dapat kita buktikan melalui gerakan motor spindle yang berputar semakin lambat ketika mata laser mulai menuju ke pinggir piringan DVD (yus)

PRINSIP KERJA DAN GAMBAR BLOK VCD PLAYER

a. Pengertian VCD Player

VCD Player adalah sebuah perangkat elektronika yang mampu mengubah atau mengkonversikan data yang disimpan dalam alat penyimpanan (CD,DVD,Flashdisk) menjadi output yang berupa sinyal Audio dan Video.

b. Alur Sistem Kerja secara Keseluruhan

Blok diagramnya terdiri dari blok pembacaan data dan blok pemrosesan data dan tentunya dikendalikan oleh blok mikrokontroler dan semuanya baru bisa bekerja kalau ada blok power supply.

Juga, agar mudah dilihat, akan ada display baik di panel maupun di layar TV, mengenai kondisi, fungsi dan informasi lainnya, serta dilengkapi dengan remote control agar mudah dikendalikan dari jarak jauh.

Blok pembacaan data ini, sama, baik untuk CD Audio Player, VCD Player, MP3 Disk Player, CD-ROM komputer, maupun Play Station, terdiri dari suatu sistim mekanisme, terdiri dari laci disk yang bisa keluar masuk, mekanisme yang menurunkan optic block dan spindle motor / pemutar disk, saat laci akan keluar dan menaikkan optic block dan spindle motor, saat laci di dalam.

Setelah laci masuk, optic block dan spindle motor naik, mikrokontroler akan mendeteksinya melalui sakelar di laci, kemudian akan memberikan tegangan ke laser diode pada optic block, sehingga akan muncul sinar merah, yang menembus prisma, lensa, piringan. Kalau ada disk, sinarnya dipantulkan, menembus kembali lensa, prisma dibelokkan dan mengenai sensor.

Kalau tidak ada disk, maka sensor tidak menerima sinar dan kalu hal ini terjadi, maka setelah beberapa detik, maka mikrokontrol akan menampilkan NO DISK pada display dan semua proses akan berhenti.

              Kalau sensor menerima sinar, maka mikrokontroler akan memberikan tegangan sedemikian ke kumparan focus lensa, beberapa kali, sehingga lensa akan naik turun dan berarti, sensor akan menerima sinar, gelap terang. Kemudian mikrokontroler akan mendeteksi pada tegangan berapa, sinar yang diterima sensor paling terang dan kemudian diberikanlah tegangan tersebut sehingga sinar yang diperoleh, yang paling terang. Kalau kondisi ini tidak diperoleh, maka mikrokontroler akan menampilkan NO DISK pada display dan semua proses akan berhenti. Kalau kondisi ini tercapai, maka mikrokontroler akan memberikan tegangan ke motor spindel untuk memutar disk. Dengan diputarnya disk, maka dimulailah pengambilan data oleh sensor-sensor, sehingga jalur data pada disk yang berbentuk helical, dari bagian dalam disk berputar, mulai keluar sedikit-sedikit, diamati dan diproses, kalau menyimpang, maka mikrokontroler akan memberikan tegangan ke kumparan tracking lensa untuk bergeser keluar masuk as, sedemikian sehingga sekarang sinar akan mengikuti jalur data.Begitu pergeseran lensa mencapai akhir, maka mikrokontroler akan memberikan tegangan ke motor tracking, untuk menggeser keseluruhan optic block 1 langkah dan proses penelusuran dijalankan kembali.

Setelah mendapatkan data-data tersebut, maka data-data diproses oleh blok pemroses data untuk ditentukan apakah datanya berupa AUDIO CD, VCD, MP3 CD atau apa dan kemudian akan di salurkan ke masing blok diagram untuk diproses menjadi gambar dan suara seperti aslinya. Mikrokontroler juga akan menerima perintah dari tombol-tombol di panel atau melalui remote control untuk mengendalikan sistim untuk Play, Stop, REW, FF dan sebagainya.

 

Prinsip Kerja dan Gambar masing-masing Blok

1. Bagian Power Supply REGULATOR

               Bagian Catu Daya atau yang lebih dikenal Power Supply REGULATOR adalah sebuah bagian pada VCD Player yang berfungsi sebagai penyedia atau pemasok tegangan listrik DC yang digunakan oleh semua perangkat kerja pada VCD Player. Pada bagian ini terdapat beberapa komponen seperti Transformator yang berfungsi sebagai penurun tegangan listrik DC sebelum disearahkan. Dan terdapat komponen-komponen yang lainnya.

Jadi secara umum prinsip kerja bagian ini adalah mengubah atau menyearahkan tegangan listrik AC menjadi DC sesuai yang dibutuhkan oleh masing-masing perangkat pada VCD Player.

                  2. Bagian MEKANIK

         Bagian Mekanik pada VCD Player adalah satu buah sistem perangkat kerja yang berfungsi sebagai penggerak atau pengatur keluar masuknya dan berputarnya CD Player .Pada bagian Mekanik ini komponen utamanya adalah sebuah motor. Motor penggerak putaran piringan yang berfungsi untuk mengontrol setiap gerakan putar dengan tingkat akurasi yang sangat presisi. Motor ini sangat membantu proses pembacaan trak yang memiliki putaran antara 200 sampai dengan 500 RPM.

Sistem Kerja dari perangkat ini adalah sebagai:

a) Terdapat sebuah laci yang berfungsi sebagai Pengatur keluar masuknya CD Player yang akan diputar.

b) Terdapat gigi atau poros yang berfungsi sebagai tumpuan atau as penggerak laci CD.

c) Dan yang paling utama pada bagian ini adalah tentunya motor penggerak dari semua proses kerja yang dilakukan oleh Mekanik VCD Player.

                3. Bagian OPTIK

     Bagian OPTIK dalam VCD Player ini berfungsi sebagai pembaca data dari keeping CD yang dimasukkan ke dalam VCD Player. Pada bagian ini terdiri dari sebuah komponen pembuat sinar laser warna merah yang diarahkan pada keeping CD yang dibaca. Sebuah laser dan lensa ini yang menjadi perangkat utama dalam memfokuskan pembacaan data dari piringan menggunakan penembakan sistem laser , biasanya laser ini sangat kompatibel dengan jenis piringan CD. Kalau CD bekerja pada laser dengan panjang gelombang 780 nanometer, sedangkan untuk DVD pada 635 atau 650 nanometer.

Optik VCD,DVD Player maupun Play Station sama bentuknya, namun optic dari DVD Player adalah yang paling mengalami kemajuan dari waktu ke waktu, sebagai contoh optik Blu-Ray pada DVD Player yang saat ini banyak menjadi bahan perbincangan oleh masyarakat elektronika.

 

  4. Bagian  MPEG

MPEG adalah bagian dari VCD Player yang di dalamnya terdapat banyak IC (integrated circuit) yang masing-masing mempunyai prinsip kerja yang berbeda. Seperti IC penguat Video, IC penguat Audio dan beberapa macam IC lainnya.

Didalam MPEG juga terdapat komponen berbasis teknologi komputer yang dikemas dalam blok data berbentuk IC (Integrtated Circuit), dimana salah satunya mengarah ke modul DAC (Digital Analog Converter) yang memang berfungsi untuk menangani data audio dan video, atau bahkan langsung menuju ke komponen dengan format digital, seperti data video digital .

CD

Cakram Digital (bahasa Inggris: Compact Disc, disingkat CD), cakram padat, atau piringan cakram adalah sebuah piringan optikal yang digunakan untuk menyimpan data secara digital. Sejak diperkenalkan secara resmi pada tahun 1982, CD memperoleh puncak penjualan pada tahun 2000 yaitu mencapai 2.445 juta keping Keuntungan yang diperoleh dari CD adalah kualitas suara yang dihasilkan tidak mungkin sebagus yang ada di kaset, selain itu CD sangat ringan dan mudah dibawa serta merupakan barang yang sangat tahan lama. CD menawarkan kapasitas penyimpanan data yang besar serta kapabilitas produksi.

DVD

Jenis media Optical disk

Kapasitas 4.7 GB (satu sisi, single-layer)
8,5-8,7 GB (single-sided, double-layer)
9.4 GB (double-sided, single-layer)
17,08 GB (double-sided, double layer - jarang)
Baca mekanisme 650 nm laser, 10,5 Mbit / s (1 ×)
Write mekanisme 10,5 Mbit / s (1 ×)
DVD standar DVD Forum Buku [1] [2] [3] dan DVD RW spesifikasi Aliansi
DVD, juga dikenal sebagai Digital Video Disc atau Digital Versatile Disc, merupakan media penyimpan format cakram optik, dan telah ditemukan dan dikembangkan oleh Philips, Sony, Toshiba, dan Time Warner pada tahun 1995. menggunakan utamanya adalah video dan penyimpanan data. DVD adalah dari dimensi yang sama seperti Compact Disc (CD), tetapi mampu menyimpan hampir tujuh kali sebagai data banyak.

Variasi dari DVD istilah yang sering menunjukkan cara bagaimana data disimpan pada disk: DVD-ROM (read only memori) memiliki data yang hanya bisa dibaca dan tidak tertulis; DVD-R dan DVD R (recordable) dapat merekam data hanya sekali, dan kemudian berfungsi sebagai DVD-ROM, DVD-RW (re-writable), DVD RW, dan DVD-RAM (random access memory) semua dapat merekam dan menghapus data beberapa kali. Panjang gelombang yang digunakan oleh laser DVD standar adalah 650 nm;  dengan demikian, cahaya memiliki warna merah. DVD-Video dan DVD-Audio lihat diformat dengan benar dan terstruktur konten video dan audio, masing-masing. DVD jenis lain, termasuk mereka dengan konten video, dapat disebut sebagai DVD Data.

Kepingan CD atau DVD

Kepingan CD/DVD adalah sebuah media tempat penyimpanan data atau program, dimana data pada CD/DVD hanya bisa dibaca oleh Optik Disk yang ada pada CD/DVD Room.
—
CD memiliki beberapa lapisan antara lain : 1. Plastik
Plastik terbuat dari Biji Plastik haruslah lentur dan kuat, sehingga pada saat CD/DVD di baca akan berputar sangat cepat, oleh karena kecepatan putar CD/DVD pada saat di baca maka akan menimbulkan panas, jadi bila plastik CD/DVD tidak lentur dan kuat maka CD/DVD bisa pecah di dalam CD/DVD Room,
Plastik CD/DVD ini berfungsi untuk tempat selembar lapisan plastik yang telah disinari oleh sinar laser
2. Lapisan Plastik Data
Lapisan berupa plastik tipis yang telah disinari oleh sinar Lasser, dimana pada lapisan inilah data atau dokumen kita telah disimpan. untuk melindungi lapisan ini diberikan lagi lapisan cair untuk melindungi lapisan plastik tempat penyimpan data juga sebagai alat pemantul (Cover).
Jadi susunannya adalah Plastik kemudian lapisan plastik tipis tempat penyimpanan Data selanjutnya lapisan cair pelindung atau cover
3. Lapisan Pelindung
Dimana lapisan pelindung ini untuk melindungi CD/DVD pada saat tembakan sinar laser dari Optik Disk pada saat membaca CD/DVD tidak tembus, karena Tembakan sinar Laser Optik harus memantul kembali ke optik Disk, karena pantulan sinar Laser inilah data dari disk yang dibaca, jadi bila pelindung CD/DVD rusak maka sinar laser tidak memantul dan CD tersebut tidak dapat lagi di baca

Lapisan pelindung CD/DVD ini bisa juga di sebut Cover, atau lapisan Cair Perak pelindung.
Ada beberapa jenis Type CD yang kita kenal antara lain :
1. CD/DVD
Biasanya CD/DVD ini sudah diisi, dimana dokumen yang telah terisi tersebut tidak dapat di hapus dan juga CD/DVD tersebut tidak dapat di isi untuk membackup dokumen kita (Hanya bisa di Baca). Jenis CD/DVD ini bisa dibaca di CD/CD-RW/DVD/DVD-RW Room.
Piringan CD-ROM ini berwarna perak. Proses pembuatannya adalah dengan cara menaruh selembar lapisan plastik yang telah disinari oleh sinar laser. Sinar laser itu akan membentuk semacam pit (lubang) berukuran mikro – yang sangat kecil sekali. Lubang-lubang itu akan membentuk deretan kode yang isinya berupa data. Sekali tercipta lubang, maka tidak bisa ditutup lagi. Lalu lapisan plastik itu akan dibungkus lagi oleh plastik cair yang berguna sebagai pelindung dan pemantul. Semua itu prosesnya dilakukan secara bertahap dalam suatu mesin cetakan
2. CD/DVD-R
CD/DVD-R biasanya dikenal dengan nama CD Blank, CD/DVD ini hanya dapat ditulis hanya satu kali saja. setelah kita membakar CD untuk membackup Dokumen kita maka CD ini tidak dapat di bakar lagi. Piringan CD-R ini umumnya berwarna hijau, tapi ada beberapa yang berwarna biru, merah dan hitam. Proses pembuatannya mirip dengan CD-ROM, yaitu dengan cara menaruh selembar lapisan plastik. Perbedaannya lembaran plastik itu belum disinari oleh laser. Lalu lapisan plastik itu akan dibungkus lagi oleh plastik cair yang berguna sebagai pelindung dan pemantul. Dan pada saat anda melakukan pembakaran maka lembaran plastik tersebut sudah di sinari Laser, maka akan terbentuk lubang deretan kode tempat data atau dokumen kita, setelah terbentuk lubang tersebut maka CD/DVD ini tidak dapat di tulis kembali.
Jenis CD/DVD-R ini bisa di baca di CD/DVD room dan pembakarannya atau penulisnya harus menggunakan CD/DVD RW
3. CD/DVD RW
Piringan CD-RW ini umumnya berwarna ungu. Proses pembuatannya mirip dengan CD-ROM atau CD-R dengan cara menaruh selembar lapisan plastik. Perbedaannya lembaran plastik itu memiliki kemampuan untuk membuka dan menutup. Seperti yang telah dijelaskan bahwa lapisan data jika disinari oleh laser akan membuat lubang-lubang sebagai kode. Pada CD-RW lapisan data itu dapat lubang-lubang itu dapat menutup lagi jika dibutuhkan. Itulah sebabnya kita dapat merekam dan menghapus media CD-RW ini sesuka hati kita.
CD-RW tidak sembarangan dapat dibaca pada CD Player atau VCD player. Untuk bisa membaca CD-RW butuh tenaga sinar laser yang lebih kuat dari biasanya. Oleh sebab itu pastikan bahwa CD player atau VCD player Anda mendukung CD-RW.

 KERUSAKAN PADA VCD DAN CARA MEMPERBAIKINYA

 Alur Sistem Kerja secara Keseluruhan

Blok diagramnya terdiri dari blok pembacaan data dan blok pemrosesan data dan tentunya dikendalikan oleh blok mikrokontroler dan semuanya baru bisa bekerja kalau ada blok power supply. Juga, agar mudah dilihat, akan ada display baik di panel maupun di layar TV, mengenai kondisi, fungsi dan informasi lainnya, serta dilengkapi dengan remote control agar mudah dikendalikan dari jarak jauh.
Blok pembacaan data ini, sama, baik untuk CD Audio Player, VCD Player, MP3 Disk Player, CD-ROM komputer, maupun Play Station, terdiri dari suatu sistim mekanisme, terdiri dari laci disk yang bisa keluar masuk, mekanisme yang menurunkan optic block dan spindle motor / pemutar disk, saat laci akan keluar dan menaikkan optic block dan spindle motor, saat laci di dalam. Setelah laci masuk, optic block dan spindle motor naik, mikrokontroler akan mendeteksinya melalui sakelar di laci, kemudian akan memberikan tegangan ke laser diode pada optic block, sehingga akan muncul sinar merah, yang menembus prisma, lensa, piringan.Kalau ada disk, sinarnya dipantulkan, menembus kembali lensa, prisma dibelokkan dan mengenai sensor.
Kalau tidak ada disk, maka sensor tidak menerima sinar dan kalu hal ini terjadi, maka setelah beberapa detik, maka mikrokontrol akan menampilkan NO DISK pada display dan semua proses akan berhenti. Kalau sensor menerima sinar, maka mikrokontroler akan memberikan tegangan sedemikian ke kumparan focus lensa, beberapa kali, sehingga lensa akan naik turun dan berarti, sensor akan menerima sinar, gelap terang. Kemudian mikrokontroler akan mendeteksi pada tegangan berapa, sinar yang diterima sensor paling terang dan kemudian diberikanlah tegangan tersebut sehingga sinar yang diperoleh, yang paling terang.

Kalau kondisi ini tidak diperoleh, maka mikrokontroler akan menampilkan NO DISK pada display dan semua proses akan berhenti. Kalau kondisi ini tercapai, maka mikrokontroler akan memberikan tegangan ke motor spindel untuk memutar disk. Dengan diputarnya disk, maka dimulailah pengambilan data oleh sensor-sensor, sehingga jalur data pada disk yang berbentuk helical, dari bagian dalam disk berputar, mulai keluar sedikit-sedikit, diamati dan diproses, kalau menyimpang, maka mikrokontroler akan memberikan tegangan ke kumparan tracking lensa untuk bergeser keluar masuk as, sedemikian sehingga sekarang sinar akan mengikuti jalur data.Begitu pergeseran lensa mencapai akhir, maka mikrokontroler akan memberikan tegangan ke motor tracking, untuk menggeser keseluruhan optic block 1 langkah dan proses penelusuran dijalankan kembali. Setelah mendapatkan data-data tersebut, maka data-data diproses oleh blok pemroses data untuk ditentukan apakah datanya berupa AUDIO CD, VCD, MP3 CD atau apa dan kemudian akan di salurkan ke masing blok diagram untuk diproses menjadi gambar dan suara seperti aslinya.
Mikrokontroler juga akan menerima perintah dari tombol-tombol di panel atau melalui remote control untuk mengendalikan sistim untuk Play, Stop, REW, FF dan sebagainya.

1. 

Gambar. Blok VCD Player

Aircraft Space Exceed Speed of Light Can Be Built Without Collide with Einstein's Relativity

Pesawat Antariksa Melebihi Kecepatan Cahaya Bisa Dirancang Tanpa Berbenturan dengan Relativitas Einstein

 

USS Enterprise saat berada pada warp. Kredit: Star Trek Community

Lembaga Antariksa AS (NASA) secara resmi menggagas perancangan kecepatan untuk pesawat antariksa yang lebih cepat dari cahaya. Tunggu, lebih cepat dari cahaya? Apakah bisa?

Tentu saja tidak bisa. Tidak ada yang dapat melakukan perjalanan lebih cepat dari cahaya, kan? Untuk melakukannya, akan melanggar teori relativitas khusus Albert Einstein, yang mengatakan bahwa Anda perlu energi dalam jumlah yang tak terbatas untuk mempercepat partikel dengan massa dalam kecepatan cahaya.

Kita semua telah mendengar teori relativitas khusus ini cukup lama ketika masih di bangku sekolah. Namun, belakangan ini, seorang fisikawan telah membuktikan kalau relativitas khusus berhubungan dengan perjalanan antarbintang.

 

 

Teori pendukung Nebula Matahari untuk prjalanan antar bintang

 

Telah menjadi bukti di tahun 1960-an kalau banyak tanda di meteorit sedah dapat dipahami sebagai akibat dari kondensasi uap air panas. Sejumlah studi teoretik dilakukan terkait dengan tahapan kondensasi dari materi yang membentuk Tata Surya. Hasilnya pendinginan terjadi pada temperatur dan tekanan yang beragam. Hal ini semakin memperkuat ide materi di awal terbentuknya Tata Surya berada dalam bentuk gas panas. Tahun 1972, Safronov mempublikasikan teorinya tentang pembentukan planet dari materi-materi hamburan. Nah, meskipun hasil dari Safronov ini mengindikasikan jangka waktu yang sangat panjang dalam pembentukan planet-planet, namun model yang ia berikan menjadi sebuah struktur yang baik dalam memecahkan permasalahan skala waktu pembentukan.

Dengan latar belakang model dari Safronov, terjadi kebankitan kembali teori dualistik Laplace, yang menyebutkan pembentukan Matahari dan planet-planet terjadi secara spontan dari bola gas dan debu yang berputar lambat. Perbedaan teori ini dengan teori sebelumnya adalah, teori baru ini bisa mengatasi masalah yang ada dalam teori sebelumnya. Semenjak itu berbagai studi dilakukan untuk menelaah Teori Nebula Matahari. Teori ini juga menjadi paradigma paling dominan dalam cosmogony sepanjang dekade terakhir abad 20. Mdel ini masih dalam pengembangan dan belum benar-benar mencapai tahap kesepakatan terhadap peristiwa yang membentuk Tata Surya sampai keadaan sekarang. Namun ada beberapa ide besar yang dominan digambarkan dalam teori nebula matahari ini.

Ide awal muncul dari Cameron yang pada tahun 1978 menyatakan salah satu kesimpulan awal bahwa Disuatu tempat di nebula matahari, dimanapun keluar dari orbit Merkurius, temperatur dalam nebula matahari yang tidak diganggu cukup tinggi untuk dapat melelehkan materi padat dalam butiran antar bintang.

Problem terbesar dari teori Laplace adalah distribusi momentum sudut. Pada saat nebula terbentuk, momentum sudut akan ditransfer dari bagian dalam materi yang terkondensasi ke bagian piringan yang terbentuk di bidang ekuatorial. Sejumlah kemungkinan mekanisme juga diberikan untuk memecahkan bagaimana transfer momentum sudut itu terjadi :

1. Turbulensi (perputaran) viskositas didalam piringan
2. Efek gravitasional yang mengacu pada pembentukan lengan spiral di piringan
3. Interaksi antara materi terionisasi yang meninggalkan area pusat dan bidang magnetik yang terbentuk didalamnya.
4. Transport momentum sudut oleh gelombang yang terjadi di dalam piringan.

Dalam teori Nebula Matahari, titik awal pembentukan planet terjadi saat sebagian besar piringan terdiri dari komposisi gas dengan 1 – 2% materi padat dan temperatur yang semakin dingin dengan pertambahan jarak.

Pada beberapa versi awal teori ini, piringannya cukup masif sekitar 1 massa Matahari dengan kerapatan dan temperatur didalamnya seperti yang ada di daerah Jupiter dan memenuhi kriteria Jeans. Piringannya sendiri tidak stabil secara gravitasi sehingga planet gas raksasa akan terbentuk secara spontan. Masalahnya planet yang akan dibentuk sangat banyak, sehingga para peneliti meninggalkan teori ini. Pemecahan yang diberikan kemudian adalah massa piringan hanya berkisar antara 0.01 – 0.1 massa Matahari. Kondisi ini konsisten dengan hasil pengamatan dan planet yang terbentuk juga harus melalui proses akresi.

Akresi planet terrestrial (kebumian) dan inti padat plant gas raksasa diasumsikan terjadi dalam 2 tahap. Tahap pertama melibatkan pembentukan planetesimal. Planetesimal (ukuran ratusan meter sampai puluhan kilo meter) merupakan kumpulan debu yang membentuk lapisan tipis di bidang piringan. Pada kondisi ini keadaan sangat tidak stabil dan kondensasi materi padat di dalamnya akan membentuk planetesimal. Pada setiap area cincin nebula, akan ada satu objek yang dominan dan kemudian menangkap dan mengakresi planetesimal disekelilingnya membentuk sbeuah objek baru. Jika inti planet gas sudah terbentuk, ia akan mulai menarik gas di nebula untuk membentuk planet gas. Proses ini terjadi dalam waktu yang cukup singkat sekitar 10⁵ tahun.

Untuk pembentukan satelit, tidak ada teori yang spesifik selain satelit merupakan objek yang terbentuk dengan mekanisme sama dalam skala ukuran yang lebih kecil. Karena itu, keruntuhan proto-planet harusnya membentuk piringan pada bidang ekuatorial dan kondensasi proto-satelit akan juga terbentuk didalamnya.

Hal-hal penting dan permasalahan yang dihadapi Teori Nebula Matahari, antara lain :

1. Teori ini merupakan teori monistik yang secara simultan berurusan dengan pembagian massa dan momentum sudut.
2. Beberapa mekanisme atau kombinasi mekanisme harus ditunjukkan untuk dapat mentransfer momentum sudut yang cukup dari Matahari yang berkondensasi ke piringan.
3. Harus juga ditunjukkan kalau planet akan terbentuk pada skala waktu yang sesuai dengan masa hidup piringan yang sudah diamati ( <>7 tahun)
4. Kelebihan materi piringan yang tersisa setelah pembentukan planet harus dibuang.
5. Model ini hanya memprediksikan sistem planar, maka kemiringan sumbu putaran Tata Surya harus dapat dijelaskan

 

Teori perjalanan antar bintang

Dalam makalah berjudul "The Warp drive: Hyper-fast travel within general relativity" yang diterbitkan di Science Journal dan Quantum Gravity, fisikawan Miguel Alcubierre merancang mekanisme untuk menjelajah dari satu titik di semesta ke titik lainnya pada kecepatan yang lebih cepat dari kecepatan cahaya tanpa berbenturan relativitas Einstein.

Ide Alcubierre: membengkokkan ruang-waktu di depan dan di belakang pesawat antariksa, daripada mencoba untuk mendorong pesawat antariksa itu sendiri pada kecepatan hyper-cepat.

Alcubierre menjelaskan bagaimana, dalam kerangka relativitas dan tanpa pengenalan lubang cacing, adalah mungkin untuk memodifikasi ruang-waktu yang memungkinkan pesawat antariksa untuk melakukan perjalanan dengan kecepatan lebih cepat dari cahaya.

Dengan ekspansi murni ruang-waktu di belakang dan kontraksi berlawanan di depan pesawat antariksa, pesawat ini dapat bergerak cepat, lebih dari kecepatan cahaya. Distorsi yang dihasilkan kemungkinan akan sama persis pada 'warp' dalam fiksi ilmiah.

Dengan menempatkan benda bulat di antara dua wilayah ruang-waktu --satu mengekspansi, dan satu lainnya mengkontraksi-- Alcubierre berteori Anda bisa membuat "warp bubble" yang menggerakan ruang-waktu di sekitar pesawat antariksa, dan dapat kembali ke posisi semula.

Pada intinya, Anda akan memiliki pesawat antariksa yang mampu 'bergerak' lebih cepat dari cahaya tanpa pesawat antariksa itu sendiri harus bergerak pada kecepatan cahaya atau lebih cepat dari cahaya. Menarik?

Ilustrasi. Kredit: Miguel Alcubierre

Alcubierre juga mengatakan bahwa, "Sama seperti yang terjadi dengan lubang cacing," Anda perlu "materi eksotis" (materi dengan "sifat aneh") untuk mendistorsi ruang-waktu dengan jumlah energi yang diperlukan untuk hal itu setara dengan energi massa planet Jupiter.

Menurut fisikawan NASA, Harold White, masalah energi di atas sebenarnya bisa diatasi dengan hanya mengutak-atik geometri warp drive. White, yang berbagi ide terbarunya di 100 Year Starship 2012 Public Symposium, mengatakan bahwa jika Anda menyesuaikan bentuk cincin yang mengelilingi pesawat antariksa, Anda bisa menyalakan warp ala Alcubierre ini.

Percobaan laboratorium, dimana White mengatakan ia berencana untuk mensimulasikan warp ala Alcubierre dalam sebuah miniatur, menggunakan laser untuk mengganggu ruang-waktu. Dan jika berhasil? Kita bisa pergi ke bintang Alpha Centauri dalam waktu singkat.

Alih-alih butuh 4 tahun untuk ke Alpha Centauri dengan kecepatan cahaya, menurut White, warp ala Alcubierre ini akan memungkinkan kita untuk mengunjungi Alpha Centauri dalam hitungan minggu atau bulan.

 

NASA Akan Kirim Kapal Selam Di Danau Hidrokarbon Bulan Saturnus,Titan

 

Ilustrasi kapal selam NASA di danau hidrokarbon Titan

NASA berencana akan kirim kapal selam menuju danau hidrokarbon sekitar tahun 2040. Titan merupakan satelit alam besar kepunyaan Saturnus yang diyakini menjadi satu-satunya objek di Tata Surya, selain Bumi, yang mempunyai cairan di permukaannya.  

NASA telah mengurai rencana besar tersebut untuk menyelami danau terbesar yang dimiliki Titan, yakni Kraken Mare. 

Nantinya para astronom akan mencari tahu kandungan danau yang ukurannya sebanding dengan Great Lakes di Amerika Utara. Diketahui, Kraken Mare mempunyai luas lebih dari 154 ribu mil (400 ribu kilometer persegi) dengan kedalaman mencapai 1.000 kaki (300 meter).  

Saat ini para ilmuwan meyakini atmosfer yang menyelimuti Titan sebagian besar terdiri dari nitrogen dan metana, di mana suhunya -290 derajat Fahrenheit (-179 derajat celcius).  

Danau di luar angkasa itu akan diselami oleh kapal selam milik NASA yang bobotnya sekitar satu ton. Selama melakukan misinya, kapal selam itu akan digerakkan oleh listrik konvensional selama 90 hari. Diperkirakan, kapal selam luar angkasa ini akan melaju satu meter per detiknya.  

Kapal selam tersebut akan dibawa ke luar angkasa menggunakan pesawat ulak alik seperti US Air Force X-37.  "Kendaraan itu akan mengamati, dan mungkin akhirnya mengeksploitasi, arus pasang surut di air yang mengikuti siklus sekali per harinya di Titan atau setara 16 hari Bumi," ungkap NASA.  

Selain itu, misi utama badan antariksa milik negeri Paman Sam ini dilatarbelakangi ingin mengetahui informasi lebih jauh mengenai jejak senyawa bagaimana kehidupan dimulai di Bumi, apakah ada kaitannya dengan yang lainnya.

 

 

Teleskop Luar Angkasa James Webb Siap Diluncurkan Tahun 2018

Ilustrasi teleskop James Webb ketika mulai beroperasi di luar angkasa. Kredit: NASA

Sempat mundur dari jadwal dan telah menghabiskan anggaran miliaran dolar, akhirnya NASA kini bisa bernafas lega. Cermin utama James Webb Space Telescope (JWST) yang berjumlah 18 sekarang telah lengkap tepasang, sebuah langkah yang signifikan menuju peluncurannya pada tahun 2018.

Pada hari Rabu, 3 Februari 2016 segmen cermin berbentuk heksagonal ke-18 berhasil dipasang oleh para ilmuwan di NASA Goddard Space Flight Center di Greenbelt, Maryland. Masing-masing segmen cermin ini beratnya 40 kilogram dan berukuran 1,3 meter. Setelah dipasang seluruhnya, diameter cermin JWST ini mencapai 6,5 meter, sekitar tiga kali lebih besar dari cermin Teleskop Antariksa Hubble, dan membuat JWST menjadi teleskop antariksa yang paling kuat yang pernah dibuat manusia.

"Menyelesaikan perakitan cermin primer JWST merupakan tonggak yang sangat signifikan dan puncak perancangan yang dilakukan lebih dari satu dekade terakhir," kata Lee Feinberg, menejer elemen optik JWST di Goddard, dalam sebuah pernyataan seperti dilansir dari IFLScience. "Kami memiliki tim ilmuwan yang besar di AS yang berkontribusi untuk perakitan ini."

Cermin JWST yang telah berhasil dipasang seluruhnya. Kredit: NASA

Cermin primer JWST butuh berbulan-bulan lamanya untuk dipasang seluruhnya, ini karena cermin-cermin primer sangat sensitif. Cermin juga dilapisi emas, yang nantinya akan mampu memfokuskan cahaya dari alam semesta yang jauh ke cermin sekunder dan kemudian diolah pada instrumen khusus yang akan disematkan di badan JSWT. Dengan cermin yang sudah lengkap, perakitan instrumen-instumen JWST lainnya sudah dapat dimulai.

JWST sering disebut sebagai penerus Teleskop Antariksa Hubble, meskipun keduanya sangat berbeda. Teleskop Hubble terletak di orbit Bumi dan mengamati alam semesta pada cahaya tampak, sementara JWST akan ditempatkan pada jarak 1,5 juta kilometer dari Bumi, di luar orbit Bulan, dan akan mengamati alam semesta dalam gelombang inframerah.

Dalam misi-misinya yang telah dirancang NASA, JWST nantinya akan mempelajari planet-planet di sistem bintang lain, dan bahkan mungkin dapat mencirikan atmosfer beberapa planet ekstrasurya yang terletak pada jarak 100 tahun cahaya. JWST juga akan mencoba untuk mencari galaksi dan bintang yang pertama yang muncul setelah Big Bang.

Pada saat ini, teleskop bernilai US$ 9 miliar ini dijadwalkan untuk diluncurkan pada tahun 2018 dari Guyana Prancis menggunakan roket Ariane 5.

  

 

Miscellaneous Wind and wind turbines

Turbin angin 

   

Turbin angin adalah kincir angin yang digunakan untuk membangkitkan tenaga listrik. Turbin angin ini pada awalnya dibuat untuk mengakomodasi kebutuhan para petani dalam melakukan penggilingan padi, keperluan irigasi, dll. Turbin angin terdahulu banyak dibangun di Denmark, Belanda, dan negara-negara Eropa lainnya dan lebih dikenal dengan Windmill.

Wind turbine components : 1-Foundation, 2-Connection to the electric grid, 3-Tower, 4-Access ladder, 5-Wind orientation control (Yaw control), 6-Nacelle, 7-Generator, 8-Anemometer, 9-Electric or Mechanical Brake, 10-Gearbox, 11-Rotor blade, 12-Blade pitch control, 13-Rotor hub.

 

 

Components of a horizontal-axis wind turbine

 

 

Inside view of a wind turbine tower, showing the tendon cables.

 

 

2kW Dynamic braking resistor for small wind turbine.

 

 

Wind turbine foundations

 

 

Kini turbin angin lebih banyak digunakan untuk mengakomodasi kebutuhan listrik masyarakat, dengan menggunakan prinsip konversi energi dan menggunakan sumber daya alam yang dapat diperbaharui yaitu angin. Walaupun sampai saat ini pembangunan turbin angin masih belum dapat menyaingi pembangkit listrik konvensional (Contoh: PLTD,PLTU,dll), turbin angin masih lebih dikembangkan oleh para ilmuwan karena dalam waktu dekat manusia akan dihadapkan dengan masalah kekurangan sumber daya alam tak terbaharui (Contoh : batubara, minyak bumi) sebagai bahan dasar untuk membangkitkan listrik.
Perhitungan daya yang dapat dihasilkan oleh sebuah turbin angin dengan diameter kipas r adalah :
dimana adalah kerapatan angin pada waktu tertentu dan adalah kecepatan angin pada waktu tertentu.
Umumnya daya efektif yang dapat dipanen oleh sebuah turbin angin hanya sebesar 20%-30%. Jadi rumus di atas dapat dikalikan dengan 0,2 atau 0,3 untuk mendapatkan hasil yang cukup eksak.
Prinsip dasar kerja dari turbin angin adalah mengubah energi mekanis dari angin menjadi energi putar pada kincir, lalu putaran kincir digunakan untuk memutar generator, yang akhirnya akan menghasilkan listrik.
Sebenarnya prosesnya tidak semudah itu, karena terdapat berbagai macam sub-sistem yang dapat meningkatkan safety dan efisiensi dari turbin angin, yaitu :
1. Gearbox
Alat ini berfungsi untuk mengubah putaran rendah pada kincir menjadi putaran tinggi. Biasanya Gearbox yang digunakan sekitar 1:60.
2. Brake System
Digunakan untuk menjaga putaran pada poros setelah gearbox agar bekerja pada titik aman saat terdapat angin yang besar. Alat ini perlu dipasang karena generator memiliki titik kerja aman dalam pengoperasiannya. Generator ini akan menghasilkan energi listrik maksimal pada saat bekerja pada titik kerja yang telah ditentukan. Kehadiran angin di luar diguaan akan menyebabkan putaran yang cukup cepat pada poros generator, sehingga jika tidak di atasi maka putaran ini dapat merusak generator. Dampak dari kerusakan akibat putaran berlebih diantaranya : overheat, rotor breakdown, kawat pada generator putus karena tidak dapat menahan arus yang cukup besar.
3. Generator
Ini adalah salah satu komponen terpenting dalam pembuatan sistem turbin angin. Generator ini dapat mengubah energi gerak menjadi energi listrik. Prinsip kerjanya dapat dipelajari dengan menggunakan teori medan elektromagnetik. Singkatnya, (mengacu pada salah satu cara kerja generator) poros pada generator dipasang dengan material ferromagnetik permanen. Setelah itu disekeliling poros terdapat stator yang bentuk fisisnya adalah kumparan-kumparan kawat yang membentuk loop. Ketika poros generator mulai berputar maka akan terjadi perubahan fluks pada stator yang akhirnya karena terjadi perubahan fluks ini akan dihasilkan tegangan dan arus listrik tertentu. Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan ini disalurkan melalui kabel jaringan listrik untuk akhirnya digunakan oleh masyarakat. Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan oleh generator ini berupa AC(alternating current) yang memiliki bentuk gelombang kurang lebih sinusoidal.
4. Penyimpan energi
Karena keterbatasan ketersediaan akan energi angin (tidak sepanjang hari angin akan selalu tersedia) maka ketersediaan listrik pun tidak menentu. Oleh karena itu digunakan alat penyimpan energi yang berfungsi sebagai back-up energi listrik. Ketika beban penggunaan daya listrik masyarakat meningkat atau ketika kecepatan angin suatu daerah sedang menurun, maka kebutuhan permintaan akan daya listrik tidak dapat terpenuhi. Oleh karena itu kita perlu menyimpan sebagian energi yang dihasilkan ketika terjadi kelebihan daya pada saat turbin angin berputar kencang atau saat penggunaan daya pada masyarakat menurun. Penyimpanan energi ini diakomodasi dengan menggunakan alat penyimpan energi. Contoh sederhana yang dapat dijadikan referensi sebagai alat penyimpan energi listrik adalah aki mobil. Aki mobil memiliki kapasitas penyimpanan energi yang cukup besar. Aki 12 volt, 65 Ah dapat dipakai untuk mencatu rumah tangga (kurang lebih) selama 0.5 jam pada daya 780 watt.
Kendala dalam menggunakan alat ini adalah alat ini memerlukan catu daya DC (Direct Current) untuk meng-charge/mengisi energi, sedangkan dari generator dihasilkan catu daya AC (Alternating Current). Oleh karena itu diperlukan rectifier-inverter untuk mengakomodasi keperluan ini. Rectifier-inverter akan dijelaskan berikut.
5. Rectifier-inverter
Rectifier berarti penyearah. Rectifier dapat menyearahkan gelombang sinusodal(AC) yang dihasilkan oleh generator menjadi gelombang DC. Inverter berarti pembalik. Ketika dibutuhkan daya dari penyimpan energi(aki/lainnya) maka catu yang dihasilkan oleh aki akan berbentuk gelombang DC. Karena kebanyakan kebutuhan rumah tangga menggunakan catu daya AC , maka diperlukan inverter untuk mengubah gelombang DC yang dikeluarkan oleh aki menjadi gelombang AC, agar dapat digunakan oleh rumah tangga.



   

  

Jenis turbin angin

Jenis turbin angin ada 2, yaitu :

1. Turbin angin sumbu horizontal
2. Turbin angin sumbu tegak (misalnya turbin angin Darrieus)

Turbin angin sumbu horizontal

Turbin angin megawatt pertama di dunia berada di Castleton, Vermont

Turbin angin sumbu horizontal (TASH) memiliki poros rotor utama dan generator listrik di puncak menara. Turbin berukuran kecil diarahkan oleh sebuah baling-baling angin (baling-baling cuaca) yang sederhana, sedangkan turbin berukuran besar pada umumnya menggunakan sebuah sensor angin yang digandengkan ke sebuah servo motor. Sebagian besar memiliki sebuah gearbox yang mengubah perputaran kincir yang pelan menjadi lebih cepat berputar.
Karena sebuah menara menghasilkan turbulensi di belakangnya, turbin biasanya diarahkan melawan arah anginnya menara. Bilah-bilah turbin dibuat kaku agar mereka tidak terdorong menuju menara oleh angin berkecepatan tinggi. Sebagai tambahan, bilah-bilah itu diletakkan di depan menara pada jarak tertentu dan sedikit dimiringkan.
Karena turbulensi menyebabkan kerusakan struktur menara, dan realibilitas begitu penting, sebagian besar TASH merupakan mesin upwind (melawan arah angin). Meski memiliki permasalahan turbulensi, mesin downwind (menurut jurusan angin) dibuat karena tidak memerlukan mekanisme tambahan agar mereka tetap sejalan dengan angin, dan karena di saat angin berhembus sangat kencang, bilah-bilahnya bisa ditekuk sehingga mengurangi wilayah tiupan mereka dan dengan demikian juga mengurangi resintensi angin dari bilah-bilah itu.

Kelebihan TASH

• Dasar menara yang tinggi membolehkan akses ke angin yang lebih kuat di tempat-tempat yang memiliki geseran angin (perbedaan antara laju dan arah angin antara dua titik yang jaraknya relatif dekat di dalam atmosfer bumi. Di sejumlah lokasi geseran angin, setiap sepuluh meter ke atas, kecepatan angin meningkat sebesar 20%.

Kelemahan TASH

• Menara yang tinggi serta bilah yang panjangnya bisa mencapai 90 meter sulit diangkut. Diperkirakan besar biaya transportasi bisa mencapai 20% dari seluruh biaya peralatan turbin angin.
• TASH yang tinggi sulit dipasang, membutuhkan derek yang yang sangat tinggi dan mahal serta para operator yang tampil.
• Konstruksi menara yang besar dibutuhkan untuk menyangga bilah-bilah yang berat, gearbox, dan generator.
• TASH yang tinggi bisa memengaruhi radar airport.
• Ukurannya yang tinggi merintangi jangkauan pandangan dan mengganggu penampilan lansekap.
• Berbagai varian downwind menderita kerusakan struktur yang disebabkan oleh turbulensi.
• TASH membutuhkan mekanisme kontrol yaw tambahan untuk membelokkan kincir ke arah angin.

Turbin Angin Sumbu Vertikal

Turbin angin Darrieus30 m di Kepulauan Magdalen

Turbin angin sumbu vertikal/tegak (atau TASV) memiliki poros/sumbu rotor utama yang disusun tegak lurus. Kelebihan utama susunan ini adalah turbin tidak harus diarahkan ke angin agar menjadi efektif. Kelebihan ini sangat berguna di tempat-tempat yang arah anginnya sangat bervariasi. VAWT mampu mendayagunakan angin dari berbagai arah.
Dengan sumbu yang vertikal, generator serta gearbox bisa ditempatkan di dekat tanah, jadi menara tidak perlu menyokongnya dan lebih mudah diakses untuk keperluan perawatan. Tapi ini menyebabkan sejumlah desain menghasilkan tenaga putaran yang berdenyut. Drag (gaya yang menahan pergerakan sebuah benda padat melalui fluida (zat cair atau gas) bisa saja tercipta saat kincir berputar.
Karena sulit dipasang di atas menara, turbin sumbu tegak sering dipasang lebih dekat ke dasar tempat ia diletakkan, seperti tanah atau puncak atap sebuah bangunan. Kecepatan angin lebih pelan pada ketinggian yang rendah, sehingga yang tersedia adalah energi angin yang sedikit. Aliran udara di dekat tanah dan obyek yang lain mampu menciptakan aliran yang bergolak, yang bisa menyebabkan berbagai permasalahan yang berkaitan dengan getaran, diantaranya kebisingan dan bearing wear yang akan meningkatkan biaya pemeliharaan atau mempersingkat umur turbin angin. Jika tinggi puncak atap yang dipasangi menara turbin kira-kira 50% dari tinggi bangunan, ini merupakan titik optimal bagi energi angin yang maksimal dan turbulensi angin yang minimal.

Kelebihan TASV

• Tidak membutuhkan struktur menara yang besar.
• Karena bilah-bilah rotornya vertikal, tidak dibutuhkan mekanisme yaw.
• Sebuah TASV bisa diletakkan lebih dekat ke tanah, membuat pemeliharaan bagian-bagiannya yang bergerak jadi lebih mudah.
• TASV memiliki sudut airfoil (bentuk bilah sebuah baling-baling yang terlihat secara melintang) yang lebih tinggi, memberikan keaerodinamisan yang tinggi sembari mengurangi drag pada tekanan yang rendah dan tinggi.
• Desain TASV berbilah lurus dengan potongan melintang berbentuk kotak atau empat persegi panjang memiliki wilayah tiupan yang lebih besar untuk diameter tertentu daripada wilayah tiupan berbentuk lingkarannya TASH.
• TASV memiliki kecepatan awal angin yang lebih rendah daripada TASH. Biasanya TASV mulai menghasilkan listrik pada 10 km/jam (6 m.p.h.)
• TASV biasanya memiliki tip speed ratio (perbandingan antara kecepatan putaran dari ujung sebuah bilah dengan laju sebenarnya angin) yang lebih rendah sehingga lebih kecil kemungkinannya rusak di saat angin berhembus sangat kencang.
• TASV bisa didirikan pada lokasi-lokasi dimana struktur yang lebih tinggi dilarang dibangun.
• TASV yang ditempatkan di dekat tanah bisa mengambil keuntungan dari berbagai lokasi yang menyalurkan angin serta meningkatkan laju angin (seperti gunung atau bukit yang puncaknya datar dan puncak bukit),
• TASV tidak harus diubah posisinya jika arah angin berubah.
• Kincir pada TASV mudah dilihat dan dihindari burung.

Kekurangan TASV

• Kebanyakan TASV memproduksi energi hanya 50% dari efisiensi TASH karena drag tambahan yang dimilikinya saat kincir berputar.
• TASV tidak mengambil keuntungan dari angin yang melaju lebih kencang di elevasi yang lebih tinggi.
• Kebanyakan TASV mempunyai torsi awal yang rendah, dan membutuhkan energi untuk mulai berputar.
• Sebuah TASV yang menggunakan kabel untuk menyanggahnya memberi tekanan pada bantalan dasar karena semua berat rotor dibebankan pada bantalan. Kabel yang dikaitkan ke puncak bantalan meningkatkan daya dorong ke bawah saat angin bertiup.

   Macam macam Angin 


Apakah angin itu?

Angin adalah gerak udara. Dalam meteorologi, bila tidak ada penjelasan lain, angin adalah gerak udara dalam arah horizontal. .Gerak tersebut timbul karena perbedaan suhu dan tekanan udara di suatu tempat dan di tempat lain yang berdekatan.
“Mata angin”, bukan matanya angin.
Angin dicirikan dengan arah datangnya, misalnya angin utara adalah angin yang bertiup dari arah utara, angin timur adalah angin yang bertiup dari timur. Untuk menatakan arah angin digunakan ukuran “derajat”. Angin dari utara arahnya dinyatakan 360 derajat; dari timur 90 derajat; dari selatan 180 derajat; dari barat 270 derajat. 0 derajat tidak digunakan untuk menyatakan arah tetapi digunakan untuk menyatakan angin yang sangat lemah atau tidak ada angin. Susunan arah angin tersebut dinamakan “mata angin”.

Angin – angin itu punya nama.
Adanya angin memberi kesan yang bermacam-macam. Oleh karena itu orang membedakan angin dengan memberi nama. Berbagai cara dan dasar digunakan untuk memberi nama angin antara lain : berdasarkan arah bertiupnya, kecepatan atau kekuatannya, waktu bertiupnya, sifat dan dampaknya, dan masih banyak lagi..
Berasarkan kebiasaan arah datangnya dikenalangin baratan, angin timuran :
Angin baratan adalah angin yang arahnya selalu dari barat, tetapi berbeda dengan angin barat..
Angin timuran adalah angin yang arahnya selalu dari timur tetapi berbeda dengan angin timur.
Dari arahnya dan sekaligus dari tempatnya dikenal angin baratan khatulistiwa, angin baratan subtropik, angin timuran kutub.
Angin baratan khatulistiwa adalah angin baratan yang terdapat di sekitar khatulistiwa yang memisahkan angin pasat belahan bumi utara dan pasat belahan bumi selatan..
Angin baratan subtropik, adalah angin baratan yang terdapat di pinggiran menghadap kutub dari kawasan subtropik. ,
Angin timuran kutub adalah angin timuran yang terdapat di kawasan kutub.
Angin pasat, adalah nama angin di kawasan tropik yang berasal dari daerah tekanan tinggi subtropik yang berpusat di sekitar 30^o – 40^o lintang utara dan di sekitar 30^o – 40^o lintang selatan. Angin tersebut bertiup dari suatu arah hampir sepanjang tahun. Di bagian belahan bumi utara arah umumnya dari timur laut, dan di bagian belahan bumi selatan dari arah tenggara. Angin pasat timbul karena adanya daerah dengan tekanan tinggi luar tropik di belahan bumi utara dan selatan dan yang lebih tinggi dari pada tekanan udara di kawasan tropik. Angin pasat terlihat jelas di atas lautan Pasifik dan di atas lautan Atlantik.

Dari perubahan arahnya dikenal angin menganan dan angin mengiri.
Angin menganan adalah angin yang arahnya berubah ke arah kanan atau searah dengan arah putaran jarum jam. Angin tersebut terdapat di kawasan tropik belahan bumi utara ketika angin dari daerah tekanan tinggi subtropik menuju ke arah kawasan tropik Selain itu juga terdapat di sekitar daerah siklon atau siklontropis di belahan bumi selatan.
Angin mengiri adalah angin yang arahnya berubah ke arah kiri atau berlawanan dengan arah putaran jarum jam. Angin tersebut terdapat di kawasan tropik belahan bumi selatan ketika angin dari daerah tekanan tinggi subtropik menuju ke arah kawasan tropik Selain itu juga terdapat di sekitar daerah siklon atau siklontropis di belahan bumi utara.
Dari tempatnya, dikenal banyak nama angin :
Angin lokal.. Nama angin yang biasa bertiup di suatu tempat disebut “angin lokal atau angin setempat”.
Angin lorong, angin lokal kencang diujung terowongan atau celah diantara dua bukit, Angin laut, angin lokal di kawasan pantai yang terjadi pada siang hari; arahnya dari laut menuju daratan karena perbedaan suhu ketika permukaan darat lebih tinggi dari pada suhu di atas laut yang bersebelahan. Umumnya angin laut lebih kuat dibandingkan angin darat. Angin laut dapat memasuki daratan sampai sekitar 30 km dari pantai, sedangkan angin darat hanya mencapai sekitar 10 km dari pantai ke arah laut.
Angin darat, angin lokal di kawasan pantai yang terjadi pada malam hari; arahnya dari daratan menuju lautan karena perbedaan suhu ketika permukaan laut suhunya lebih tinggi dari pada suhu di atas daratan yang bersebelahan.
Angin gunung, angin lokal di pegunungan yang terjadi pada malam hari dari puncak gunung menuju lembah ketika udara di puncak gunung menjadi dingin dan rapat massanya lebih besar dibandingkan dengan yang ada di lembah. Angin gunung juga disebut angin katabatik.
Angin lembah, angin lokal yang di pegunungan yang terjadi pada siang hari dari lembah ke arah puncak gunung ketika lereng gunung mendapat banyak penyinaran matahari, sehingga udara naik sepanjang lereng gunung. Angin lembah disebut pula angin anabatik.
Angin permukaan, adalah angin yang bertiup di dekat permukaan bumi. Pengukuran angin tersebut dilakukan pada ketinggian 10 meter dari permukaan bumi di kawasan terbuka.

Berdasarkan waktu terjadinya, dikenal angin musim,
Angin musim adalah nama angin yang bertiup secara musiman. Dalam sebagian tahun bertiup dari satu arah, dan sebagian tahun lainnya bertiup dari arah yang berlawanan. Angin musim tersebut terdapat di banyak daerah, misalnya di Afrika, Arab, India, Indonesia. Di Indonesia bagian tengah dan timur pada umumnya dikenal angin musim barat dan angin musim timur. Angin musim barat berlangsung mulai sekitar bulan Oktober dan berakhir sekitar bulan Maret; angin musim timur berlangsung sekitar bulan April sampai sekitar bulan September. Di sebagian Indonesia bagian barat, di India, dikenal angin musim barat daya dan angin musim timur laut. Angin musim barat daya berlangsung dari sekitar bulan Mei sampai sekitar bulan September, dan angin musim timur laut berlangsung sekitar bulan Oktober sampai sekitar bulan April. Pergantian arah angin tersebut berkaitan dengan musim panas dan musim dingin di benua Asia. Musim angin timur laut berkaitan dengan musim dingin di Asia, dan musim angin barat daya berkaitan dengan musim panas di Asia.

Dari sifat udara yang dibawa dikenal nama-nama angin :
Angin jatuh (fohn), angin lokal yang terdapat di tempat-tempat tertentu di balik gunung. Angin tersebut sering sangat kencang, panas dan kering yang timbulnya pada musim tertentu. Angin tersebut timbul ketika udara yang dibawah dingin dan di atas panas melewati gunung. Setelah melewati gunung udara turun dengan kencang seperti angin jatuh. Angin jatuh tersebut bertiup kencang dan berlangsung terus-menerus sampai berhari-hari sehingga menimbulkan dampak yang sangat terasa di daerah yang dilewati. Biasanya terjadi pada musim kemarau yang sangat kering. Karena dampak yang sangat terasa tersebut penduduk setempat memberi nama menurut kesan yang dirasakan. Di Indonesia angin jatuh yang terkenal adalah
angin bohorok di Tapanuli Sumatra Utara;
angin kumbang di daerah Cirebon Jawa Barat,
angin gending di daerah Pasuruhan Jawa Timur,
angin barubu di Sulawesi Selatan,
angin wambraw di daerah Manokwari.
angin taku yakni angin timur-timur laut kuat di Juneau Alaska yang biasanya bertiup dalam waktu antara bulan Oktober dan Maret
Angin anabat, adalah angin lokal yang bertiup naik sepanjang lereng gunung yang panas karena sinar matahari.
Angin gravitas, adalah gerak udara dingin dari tempat yang tinggi ke arah pantai laut di dekatnya yang panas. Angin gravitas juga sering diserupakan dengan “angin jatuh” atau angin katabat.
Angin hitam, adalah angin yang kuat, sangat bergolak-galik, kering yang bertiup ke bawah di lereng gunung; angin tersebut terkenal di Kurdistan selatan, Persia, dan dinamai juga dengan angin reshabar.
Angin katabat adalah angin turun sepanjang lereng gunung yang timbul karena dalam arah horizontal kerapatan udara di sepanjang lereng lebih besar daripada kerapatan udara di sekitarnya. Perbedaan kerapatan tersebut karena pendinginan permukaan lereng mendinginkan udara di sekatnya.
Angin krakatao adalah lapisan angin timuran di atas wilayah tropik pada ketinggian 18 – 24 km. Lapisan tersebut menempati puncak dari angin baratan troposfer tengah yang tebalnya sampai 6 km dan kira-kira 2 km di atas tropopauze. Nama angin tersebut dikenali ketika adanya debu letusan gunung Krakatao pada tahun 1883.

Di kalangan pelayaran dan penerbangan dikenal nama-nama angin yang diberikan menurut kesan pada pelayaran atau penerbangan, misalnya:
Angin buritan adalah nama angin yang bertiup dari arah belakang searah dengan arah gerak kapal atau pesawat terbang; disebut pula angin turutan.
Angin haluan atau angin sakal adalah angin yang bertiup dari depan arah kapal atau pesawat terbang. Baik angin buritan maupun angin sakal keduanya disebut angin membujur.
Angin lambung adalah angin yang bertiup dari arah samping kapal atau pesawat terbang; disebut pula angin silang yalah angin yang mempunyai komponen berarah tegaklurus terhadap arah gerakan kapal atau pesawat terbang.

Mengapa angin dapat menumbangkan pohon?
Angin mempunyai kecepatan dan energi yang dapat mendorong benda-benda yang dilewatinya. Kecepatan angin dinyatakan dalam km/jam, m/detik, atau dalam knot ( 1 knot = 1 mil/jam = 1,8 km/jam ). Dalam pelayaran lazimnya menggunakan ukuran kecepatan knot dan dalam penerbangan selain knot juga digunakan ukuran km/jam atau m/detik.
Angin mempunyai energi yang besarnya setara dengan kecepatannya; makin kencang makin besar energi yang dibawanya. Berkaitan dengan energi tersebut oleh Admiral Beaufort dari angkan laut Inggris pada awal abad-19 angin dibedakan tingkatnya menurut dampak yang ditimbulkan, dan menyusunnya dalam skala yang selanjutnya dikenal dengan “skala Beaufort”. Kenudian pada tahun 1906 G.C. Simpson dalam Meteorological Office Publication no. 180, London, mengemukakan hubungan antara skala Beaufort dan kecepatan angin dalam rumus : V = 0,836 B³ /2, dengan V = kecepatan angin dinyatakan dalam m/dt, dan B besarnya skala. Dengan skala Beaufort dikenali tanda-tanda seperti berikut :
Skala Beaufort 0 : Keadaan tenang; asap dari cerobong industri kelihatan
Skala Beaufort 12: Angin sangat kencang yang kecepatannya lebih dari 60 knot. Di darat banyak menimbulkan pohon tumbang dan di laut menimbulkan gelombang sangat tinggi.
Berdasarkan kecepatannya angin diberi tingkatan yang diberi nama:
Angin teduh, adalah angin yang kecepatannya kurang dari 1 knot.
Angin ribut, adalah angin yang luar biasa kekuatannya lebih dari 28 knot.
Angin ribut kuat, adalah angin ribut yang kecepatannya 41 sampai 47 knot.
Angin ribut hebat, adalah angin ribut yang kecepatannya lebih dari 48 knot.
Angin ribut lemah, adalah angin ribut yang kecepatannya 25 sampai 33 knot.
Angin ribut sedang, adalah angin ribut yang kecepatannya 25 sampai 33 knot.
Bebagai nama angin juga diberikan berdasarkan sifat fisis dan berdasarkan teori atau disebut angin teoritik, antara lain :.
Angin geostrofik adalah angin mendatar yang secara teori dihasilkan dari adanya keseimbangan antara gaya Corioli dan landaian mendatar tekanan. Dalam fisika keseimbangan tersebut dinyatakan dengan rumus : V_g = – g/f Әp/Әn; dengan g = percepatan gravitas bumi, f = faktor Corioli, p = tekanan atmosfer, dan Әp/Әn = landaian tekanan sepanjang arah garis n tegaklurus isobar. Angin geostrofikk arahnya hampir sejajar dengan arah isobar.
Angin alobar adalah (1). Komponen angin yang secara teori dihasilkan oleh ketidak seragaman perubahan lokal dari tekanan mengikut waktu. (2). Kecepatan angin yang timbul dari adanya keseimbangan antara gaya Corioli dan percepatan angin geostrofik.
Angin isalobar, adalah angin yang secara teori ditimbulkan oleh perubahan lokal tekanan mengikut waktu.
Angin landaian adalah komponen kecepatan angin yang tegaklurus garis kontur tekanan tetap di suatu titik pada peta ketinggian. Secara teori angin landaian (V_gr) dihasilkan dari adanya keseimbangan antara gaya Corioli dan gaya sentripetal dengan landaian mendatar tekanan, dan dinyatakan dengan rumus : V_gr²/R + f V_gr = – g Әp/Әn; dengan R = jejari lengkungan lintasan, f = faktor Corioli, g = percepatan gravitas bumi, Әp/Әn = landaian tekanan tegaklurus isobar.
Angin langkisau adalah angin kuat yang mendadak terjadi dalam waktu singkat yang kemudian diikuti keadaan tenang (ta ada angin); umumnya hanya disebutkan langkisau saja.
Angin membujur setara adalah angin khayalan, dalam penerbangan, yang diwujudkan seperti angin sebenarnya dengan kecepatan seragam sebesar kecepatan rata-rata pesawat terbang terhadap bumi dan selalu sejajar dengan lintasannya.
Angin pilin adalah badai angin kecil dengan udara di dalamnya berputar mengelilingi pusat yang bertekanan rendah; kadang-kadang putaran udara menjulur ke atas sampai beberapa ratus meter dan menimbulkan pilin debu bila terjadi di padang pasir.
Angin puyuh, adalah putaran kuat turus udara berbentuk juntaian yang terdapat pada bagian bawah awan Kumulonimbus dan hampir selalu tampak sebagai awan corong. Pusarnya bergaris tengah beberapa ratus meter. Biasanya berputar siklonal (mengiri bila dilihat dari atas) dengan kecepatan sekitar 150 – 500 km/jam. Angin puyuh termasuk fenomena atmosfer skala lokal yang mempunyai potensi kekuatan sangat merusak. Di Indonesia angin puyuh disebut juga “puting beliung”.
Angin semu, adalah angin yang arah dan kecepatannya diukur dari benda yang bergerak. Besar arah dan kecepatannya sama dengan beda vektor antara angin sebenarnya dan kecepatan benda yang bergerak.
Angin sakal setara, sama dengan angin membujur setara.
Angin termal adalah angin yang secara teori diturunkan dari perbedaan suhu dan tekanan dalam lapisan atmosfer yang rumusnya :
\
.
Dalam praktik angin termal dinyatakan sebagai beda vektor angin di suatu paras dan vektor angin paada paras dibawahnya. Misalkan pada paras 500 mb vektor angin V₅ dan pada paras 700 mb V₇ maka angin termal dalam lapisan antara paras 700 mb dan 500 mb ditulis :

V_T = V₅ – V₇
Di lintang tengah dan tinggi belahan bumi utara, di sekitar daerah dingin, arah angin termal adalah siklonik (mengiri), dan di sekitar daerah panas antisiklonik (menganan). Sebaliknya di belahan bumi selatan, di sekitar daerah dingin arah angin termal adalah antisiklonik (mengiri), dan di sekitar daerah panas siklonik (menganan). Meskipun penaksiran tersebut hanya untuk lintang tengah dan tinggi, tetapi dapat digunakan untuk menaksir imbasnya di kawasan tropik atau Indonesia.
Dengan angin termal dapat ditaksir adanya lataan suhu atau energi dan arah penjalarannya. Dalam lapisan batas (dari permukaan sampai sekitar 3 km atau paras 700 mb) , proyeksi ujung vektor angin termal membentuk garis spiral yang disebut spiral Ekman. Bila bentuk spiral sangat lengkung dalam lapisan tersebut udara bergolak-galik besar.


Angin sebagai petunjuk cuaca.
Dari angin dapat dikenali bebagai fenomena cuaca. Misalnya, di daerah mengumpulnya angina di dekat permukaan bumi udara cenderung bergerak ke atas sehingga menimbulkan banyak awan dan hujan. Sebaliknya di daerah angina menyebar udara cenderung bergerak ke bawah sehingga di atas daerah tersebut awan sulit tumbuh. Bila ngin kencang terus-menerus bertiup di atas lautan dapat menimbulkan gelombang besar. Bila di suatu daerah arah angina sejajar tetapi kearah samping kecepatannya banyak berbeda menimbulkan gesekan sehingga udara berputar; demikian pula dapat menimbulkan putaran bila arah angina di suatu sisi berlawanan arah dengan angina di sisi sebelahan.

Pola Aliran Angin Global di Bumi

Seperti yang kita ketahui bersama terdapat dua jenis angin di dunia, yaitu angin global dan angin lokal. Nah, untuk menjawab pertanyaan,"Mengapa di daerah sub tropis banyak terdapat gurun, padahal rata-rata suhu tahunan tertinggi berada di daerah tropis ?" kita perlu membahas pola aliran Angin Global. Mau tahu ?

Gambaran Pola Aliran Angin Global adalah sebagai berikut :

Nah, dari gambar tersebut kita ketahui terdapat tiga sel peredaran angin di muka bumi, yaitu sel Hadley (di ekuator), sel Ferrel (di Lintang Sedang), dan sel Polar (di daerah kutub). Lihat dan amati arah dan pergerakan panah yang menunjukan kemana angin bergerak. Sekarang akan saya jelaskan sedikit mengenai pergerakan udara dari gambar di atas.

1.  Karena adanya Gradien Tekanan maka angin akan selalu bertiup dari tempat yang memiliki tekanan udara tinggi ke tempat dengan tekanan udara rendah. Sehingga menyebabkan angin bertiup dari Lintang sedang ke daerah Ekuator.
2. Adanya Efek Coriolis yang menyebabkan angin di belahan bumi utara akan dibelokkan ke kanan dan angin di belahan bumi selatan akan dibelokkan ke arah kiri.
3. Nah, karena Ekuator adalah tempat bertemunya antara dua buah angin dari LIntang Utara dan Selatan maka kedua angin tersebut akan saling bertumbukan dan akhirnya akan bergerak keatas membentuk hujan yang sering dikenal dengan sebutan hujan Zenital.
4. Jika kita amati pula pertemuan antara sel Polar dan sel Ferrel juga menyebabkan angin akan bergerak ke arah atas. Nah, di bagian ini selain kita kenal akan menyebabkan Jetstream polar selain itu fenomena lain yang dapat terbentuk akibat pertemuan ini adalah terjadinya hujan yang sering disebut Hujan Frontal.
5. Dari gambar di atas akan saya jelaskan macam-macam angin global yang dapat kita amati, di antaranya :
• Angin Pasat : Angin yang bergerak dari daerah LIntang sedang ke daerah Ekuator
• Angin Anti Pasat : Angin yang bergerak dari daerah Ekuator ke Lintang Sedang
• Angin pasat dan anti pasat dapat kita amati pada sel Hadley
• Angin Timur : Angin yang bergerak dari Timur Laut ke Barat Daya
• Angin Barat : Angin yang bergerak dari Barat Laut ke Tenggara

Sekarang mari kita jawab pertanyaan minggu lalu. Mengapa di daerah sub tropis banyak terdapat gurun, padahal rata-rata suhu tahunan tertinggi berada di daerah tropis ? Hal ini berhubungan dengan ada atau tidaknya hujan, karena tanpa adanya air tentu vegetasi takkan dapat tumbuh dengan baik di suatu tempat, dan ketersediaan air sangat berhubungan dengan hujan. Seperti pembahasan sebelumnya (di atas), kita ketahui bersama bahwa intensitas hujan terbesar adalah di daerah Ekuator dan daerah Lintang Tinggi, maka tak heran jika di kedua tempat tersebut banyak terdapat hutan. Di Ekuator bernama Hutan Hujan Tropis dan di Lintang Tinggi bernama Hutan Tundra. Sedangkan di daerah Lintang Sedang walaupun tidak terlalu panas namun suplai air di daerah ini sangat sedikit (tidak ada hujan) sehingga di daerah ini banyak ditemukan gurun-gurun besar, diantaranya Gurun Gobi, Gurun Sahara, Gurun di Australia. Semuanya terletak di Lintang Sedang.

Faktor Mempengaruhi Laju Angin

Untuk dapat menjawab pertanyaan mengapa layang-layang lebih stabil terbang tinggi daripada terbang rendah ? terlebih dahulu marilah kita kaji bersama mengenai faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi laju angin.

Faktor-faktor yang mempengaruhi angin adalah sebagai berikut :

• Keadaan topografi
• Daratan atau lautan
• Adanya pepohonan

Ketiga  hal di atas sangat berpengaruh terhadap kerja laju angin. Keadaan topografi sangat berpengaruh, karena jika angin menerpa pada topografi berupa gunung ia akan cenderung naik, berbeda jika ia menerpa pada topografi berupa dataran, ia akan cenderung lurus-lurus saja. Kedua, saat angin bergerak di atas daratan dan lautan juga sangat berbeda. Walau bagaimanapun angin yang bergerak di daratan akan cenderung mengikuti keadaan permukaan daratan, berbeda jika angin yang berhembus di atas lautan maka ia akan ikut mempengaruhi bentuk muka air laut, bahkan pergerakan arus di atas laut. Sehingga ia lebih bebas bergerak di atas lautan daripada di daratan. Ketiga, adanya pepohonan sangat berpengaruh jika pohon tersebut cukup tinggi dan menggangu laju angin.

Nah, dari ketiga pembahasan di atas kita dapat menyimpulkan mengapa layang-layang lebih stabil jika ia terbang tinggi adalah karena ketiga faktor di atas akan di anggap 0 (nol) / tidak ada. Iya kan ?  sehingga laju angin di atas sana lebih stabil yang membuat layang-layang terbang stabil pula.