PENGEMBANGAN SENSOR LARUTAN GULA Pengembangan Sensor Larutan Gula Berbasis Absorbsi Gelombang Evanescent…

  • Published on
    11-Mar-2019

  • View
    212

  • Download
    0

Embed Size (px)

Transcript

<p>1 </p> <p>PENGEMBANGAN SENSOR LARUTAN GULA BERBASIS </p> <p>ABSORBSI GELOMBANG EVANESCENT PADA SERAT </p> <p>OPTIK </p> <p>WELLY TANJUNG </p> <p>DEPARTEMEN FISIKA </p> <p>FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM </p> <p>INSTITUT PERTANIAN BOGOR </p> <p>BOGOR </p> <p>2013</p> <p>i </p> <p>WELLY TANJUNG. Pengembangan Sensor Larutan Gula Berbasis Absorbsi </p> <p>Gelombang Evanescent pada Serat Optik. Dibimbing oleh: Dr.Ir. IRMANSYAH, </p> <p>M.Si. dan Dr. AKHIRUDDIN MADDU, M.Si. </p> <p>ABSTRAK </p> <p> Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui dan membuktikan hubungan nilai </p> <p>medan evanescent pada antara muka inti serat optik dengan larutan gula. Perubahan </p> <p>indeks bias (n2) pada larutan gula menyebabkan adanya perubahan intensitas medan </p> <p>evanescent, sehingga sebagian energi cahaya terserap oleh larutan gula keluar dari inti </p> <p>secara eksponensial. Penyerapan cahaya yang disebabkan oleh perubahan indeks bias </p> <p>cladding berpengaruh terhadap besarnya intensitas cahaya yang ditransmitansikan. </p> <p>Larutan gula (cladding) yang diuji dengan 10 nilai konsentrasi (molaritas) yang berbeda, </p> <p>dari 0,1 M sampai dengan 1 M. Nilai panjang gelombang yang digunakan adalah 530 nm, </p> <p>sudut bias terbesar sebagai batas untuk menghasilkan pemantulan internal total () adalah </p> <p>900 dan indeks bias (n1) core 1,492. </p> <p>Kata kunci : serat optik,core,cladding, transmitansi, medan evanescent, </p> <p> kedalaman penetrasi </p> <p>ii </p> <p>PENGEMBANGAN SENSOR LARUTAN GULA BERBASIS </p> <p>ABSORBSI GELOMBANG EVANESCENT PADA SERAT </p> <p>OPTIK </p> <p>WELLY TANJUNG </p> <p>Skripsi </p> <p>sebagai salah satu syarat memperoleh gelar </p> <p>Sarjana Sains pada </p> <p>Departemen Fisika </p> <p>DEPARTEMEN FISIKA </p> <p>FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM </p> <p>INSTITUT PERTANIAN BOGOR </p> <p>BOGOR </p> <p>2013</p> <p>iii </p> <p>Judul : Pengembangan Sensor Larutan Gula Berbasis Absorbsi </p> <p> Gelombang Evanescent pada Serat Optik </p> <p>Nama : Welly Tanjung </p> <p>NRP : G74060288 </p> <p>Menyetujui, </p> <p>Tanggal lulus:</p> <p>Pembimbing I </p> <p>Dr. Ir. Irmansyah, M.Si </p> <p>NIP. 196809161994031001 </p> <p>Pembimbing II </p> <p>Dr. Akhiruddin Maddu, M.Si. </p> <p>NIP.196609071988021006 </p> <p>Mengetahui : </p> <p>Kepala Departemen Fisika FMIPA IPB </p> <p>Dr. Akhiruddin Maddu, M.Si. </p> <p> NIP.196609071988021006 </p> <p>iv </p> <p>RIWAYAT HIDUP </p> <p> Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 23April 1988 </p> <p>sebagai anak pertama dari empat bersaudara dari ayahanda Yelvi </p> <p>Nofri dan ibunda Erdayati. Riwayat pendidikan formal penulis </p> <p>dimulai dari TK Asyiyah Pasar Minggu Jakarta Selatan, SDN 20 </p> <p>Batu Taba Kec.Batipuah Selatan, kemudian penulis melanjutkan </p> <p>pendidikan ke Sekolah Menengah Pertama Negeri 3 (SMPN3) </p> <p>Padangpanjang. Penulis lulus dari SMAN 1 Padangpanjang pada </p> <p>tahun 2006 kemudian melanjutkan pendidikan ke Departemen Fisika Institut Pertanian </p> <p>Bogor melalui jalur Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru (SPMB) 2006. </p> <p>Selama mengikuti perkuliahan, penulis pernah menjadi asisten praktikum Fisika </p> <p>Dasar. Selain itu penulis juga aktif dalam organisasi Badan Eksekutif Mahasiswa (BEM </p> <p>KM) IPB sebagai anggota departemen Budaya Olahraga dan Seni (BOS) tahun 2006-</p> <p>2007, Lembaga Dakwah Fakultas (LDF) FMIPA SERUM-G sebagai anggota divisi </p> <p>Relasi 2007-2008, ketua divisiRelasi 2009-2010,anggota Himpunan Mahasiswa Fisika </p> <p>(HIMAFI) IPB, wakil ketua organisasi mahasiswa daerah Ikatan Mahasiswa Serambi </p> <p>Mekah Pagaruyung (IMASERAMPAG). Penulis juga aktif dalam berbagai kegiatan </p> <p>diantaranya CO.Divisi Humas of Sports on MIPA Faculty (COSMIC) 2008, Committee </p> <p>of Kompetisi Fisika (KF)Pesta Sains Nasional 2008, dan Committee of International </p> <p>Zakat Conference (IZC) 2011. Selama menempuh pendidikan di IPB penulis pernah </p> <p>mendapatkan beasiswa pemerintah daerah provinsi Sumatera Barat dan mendapatkan </p> <p>prestasi juara 3 lomba MTQ (bidang fahmul Quran) se IPB. </p> <p>v </p> <p>KATA PENGANTAR </p> <p> Puji serta syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT karena atas segala rahmat </p> <p>dan karunia-Nya, penulis dapat menyelesaikan penulisan usulan penelitian dengan judul </p> <p>Pengembangan Sensor Larutan Gula Berbasis Absorbsi Gelombang Evanescent </p> <p>pada Serat Optik. Karya ilmiah ini merupakan penelitian penulis sebagai salah satu </p> <p>syarat kelulusan program sarjana di Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu </p> <p>Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor. </p> <p>Penulis mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam </p> <p>penyusunan usulan penelitian ini, diantaranya kepada : </p> <p>1. Bapak Dr. Ir. Irmansyah, M.Si dan Bapak Dr. Akhiruddin Maddu, M.Si selaku dosen </p> <p>pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan motivasi kepada penulis. </p> <p>2. Ayahanda Yelvi Nofri, ibunda Erdayati, adik-adik ku Cholil Tanjung, Indah Puspita, </p> <p>dan Rama Jenriko yang telah mendoakan dan memotivasi penulis </p> <p>3. Bapak Hanedi selaku editor dan bapak Firman yang telah membantu dalam hal </p> <p>administrasi. </p> <p>4. Pak ca, pak ye, nenek ku zuraida yang selalu memotivasi penulis </p> <p>5. Teman-teman fisika, khususnya angkatan 43 yang telah banyak membantu dan </p> <p>memotivasi penulis </p> <p>6. Teman-teman kost di Al Inayah yang sering memotivasi penulis </p> <p>7. Dewi Eriyanti Ranami yang telah banyak dan sangat membantu dalam teknis dan </p> <p>penulisan skripsi ini, selalu memotivasi penulis. </p> <p>8. Wahyu PT, teman sekamar yang selalu mengingatkan penulis </p> <p>Semoga usulan penelitian ini dapat bermanfaat.Saran dan kritik yang membangun </p> <p>sangat penulis harapkan untuk hasil yang lebih baik. </p> <p>Bogor, Desember 2012 </p> <p>Welly Tanjung </p> <p>vi </p> <p>DAFTAR ISI </p> <p>Halaman </p> <p>DAFTAR TABEL ............................................................................................................. vii </p> <p>DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................ vii </p> <p>DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................................... vii </p> <p>BAB IPENDAHULUAN .................................................................................................... 1 </p> <p>1.1 Latar Belakang .................................................................................................... 1 </p> <p>1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................... 1 </p> <p>1.3 Tujuan Penelitian ................................................................................................ 1 </p> <p>1.4 Manfaat ............................................................................................................... 1 </p> <p>1.5 Hipotesis ............................................................................................................. 1 </p> <p>BAB IITINJAUAN PUSTAKA ......................................................................................... 1 </p> <p>2.1 Serat Optik ......................................................................................................... 1 </p> <p>2.2 Single Mode ........................................................................................................ 3 </p> <p>2.3 Multi Mode .......................................................................................................... 3 </p> <p>2.4 Propagasi Cahaya pada Serat Optik .................................................................... 4 </p> <p>2.5 Sensor Serat Optik (Optical Fiber Sensors) ..................................................... 4 </p> <p>2.6 Sensor Serat Optik Ekstrinsik ............................................................................. 5 </p> <p>2.7 Sensor Serat Optik Intrinsik ................................................................................ 5 </p> <p>2.8 Gelombang Evanescent ...................................................................................... 5 </p> <p>BAB IIIBAHAN DAN METODE ...................................................................................... 5 </p> <p>3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ............................................................................. 5 </p> <p>3.2 Bahan dan Alat .................................................................................................... 5 </p> <p>3.3 Metode ................................................................................................................ 6 </p> <p>3.3.1 Pembuatan larutan gula .................................................................................. 6 </p> <p>3.3.2 Pengukuran nilai %brix larutan gula .............................................................. 6 </p> <p>3.3.3 Pengukuran kinerja sensor .............................................................................. 6 </p> <p>3.3.4 Hubungan kedalaman penetrasi dan indeks bias larutan ................................ 7 </p> <p>3.3.5 Hubungan medan evanescent(Ez) terhadap panjang penjalaran sinar </p> <p>gelombang (z) ................................................................................................. 7 </p> <p>BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................. 7 </p> <p>4.1 Indeks Bias Larutan Gula .................................................................................... 7 </p> <p>4.2 Kedalaman Penetrasi Gelombang Evanescent (dp) ............................................ 8 </p> <p>4.3 Pengukuran Kinerja Sensor ............................................................................... 10 </p> <p>4.4 Pengukuran Nilai Absorbansi dan Absortivitas (ln I/I0) ................................... 11 </p> <p>BAB VKESIMPULAN DAN SARAN............................................................................. 12 </p> <p>5.1 Kesimpulan ....................................................................................................... 12 </p> <p>5.2 Saran ................................................................................................................. 12 </p> <p>DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................... 12 </p> <p>LAMPIRAN.................................................................................................................... ...14 </p> <p> vi </p> <p>vii </p> <p>DAFTAR TABEL Halaman </p> <p>1. Konsentrasi larutan gula ............................................................................................ 18 2. Nilai %brix larutan gula pada masing-masing konsentrasi larutan gula ................... 18 3. Nilai indeks bias larutan gula untuk masing-masing %brix dan konsentrasi larutan </p> <p>gula ............................................................................................................................ 18 </p> <p>4. Hubungan konsentrasi larutan gula dan intensitas cahaya ........................................ 18 5. Nilai kedalaman penetrasi gelombang evanescent .................................................... 19 6. Selisih nilai intensitas cahaya larutan gula ................................................................ 19 7. Hubungan konsentrasi larutan gula dan absorbansi .................................................. 19 </p> <p>DAFTAR GAMBAR Halaman </p> <p>1. Sudut kritis .................................................................................................................. 2 2. Instrumen kabel serat optik ......................................................................................... 3 3. Komponen kabel serat optik ........................................................................................ 3 4. Single modeserat optik ................................................................................................ 3 5. Proses pembiasan dan pemantulan internal sempurna ................................................ 3 6. Serat multimode graded index ..................................................................................... 4 7. Serat multimode step index .......................................................................................... 4 8. Gelombang evanescent ................................................................................................ 5 9. Larutan gula dalam labu erlenmeyer ........................................................................... 6 10. Refraktrometer ............................................................................................................ 6 11. Science workshop 750 interface .................................................................................. 6 12. Intensitas cahaya ......................................................................................................... 6 13. Kabel serat optik yang dicelupkan ke dalam larutan gula ........................................... 6 14. Hubunganindeks bias larutan gula dankonsentrasilarutan gula................................... 7 15. Hubungan kedalaman penetrasi (dp) gelombang evanescent dan indeks bias </p> <p>larutan gula .................................................................................................................. 8 </p> <p>16. Perbandingan nilai Ez terhadap nilai z untuk 10 indeks bias larutan gula .................. 8 17. Perbandingan nilaiEz terhadap nilai z untuk 10 indeks bias larutan </p> <p>gula(hasilperbesaran Gambar 16) ................................................................................ 9 </p> <p>18. Perbandingan nilai Ezterhadap nilai z untuk n2 terkecil dan n2terbesar. ...................... 9 19. Selisih nilai intensitas cahaya dalam selang waktu tertentu ...................................... 10 20. Hubungan nilai selisih intensitas cahaya dan konsentrasi larutan gula ..................... 10 21. Hubungan nilai absorbansi dan konsentrasi larutan gula .......................................... 11 22. Hubungan nilai intensitas cahaya dalam larutan gula (I) dan konsentrasi larutan gula</p> <p> ................................................................................................................................... 11 </p> <p>DAFTAR LAMPIRAN Halaman </p> <p>1. Diagram alur penelitian ............................................................................................. 15 2. Alat alat yang digunakan pada penelitian................................................................ 16 3. Tabel data penelitian ................................................................................................. 18 </p> <p>vii </p> <p>1 </p> <p>BAB I </p> <p>PENDAHULUAN </p> <p> 1.1 Latar Belakang </p> <p>Serat optik adalah salah satu media </p> <p>transmisi yang dapat menyalurkan informasi </p> <p>dengan kapasitas besar dengan keandalan </p> <p>yang tinggi.Berlainan dengan media transmisi </p> <p>lainnya, pada serat optik sinyal pembawanya </p> <p>bukan sinyal listrik, tetapi berupa gelombang </p> <p>optik (Shelly et al.2011). Serat optik tidak </p> <p>hanya digunakan sebagai kabel biasa tetapi </p> <p>bisa juga dimanfaatkan untuk membuat sensor </p> <p>yang dikenal dengan sensor serat optik. </p> <p>Sensor serat optik mempunyai banyak </p> <p>kelebihan diantaranya, ukurannya kecil, </p> <p>menghantarkan cahaya, tidak berinteferensi </p> <p>dengan gelombang elektromagnetik, </p> <p>mempunyai sensitivitas yang tinggi, tahan </p>...

Recommended

View more >