Aplikasi Multimode Fiber Coupler Sebagai Sensor Ketinggian
advertisement
Aplikasi Multimode Fiber Coupler Sebagai Sensor Ketinggian Permukaan Bensin Dan Oli Berbasis Sensor Pergeseran SKRIPSI HADI SUNTAYA DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS AIRLANGGA APLIKASI MULTIMODE FIBER COUPLER SEBAGAI SENSOR KETINGGIAN PERMUKAAN BENSIN DAN OLI BERBASIS SENSOR PERGESERAN SKRIPSI Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains Bidang Fisika Pada Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga Disetujui Oleh Pembimbing I Samian, S.Si, M.Si NIP. Pembimbing II Supadi, S.Si, M.Si NIP. LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI Judul Aplikasi Multimode Fiber Coupler Sebagai Sensor Ketinggian Permukaan Bensin Dan Oli Berbasis Sensor Pergeseran Penyusun Hadi Suntaya NIM Tanggal Ujian Februari Disetujui Oleh Pembimbing I Samian, S.Si, M.Si NIP. Pembimbing II Supadi, S.Si, M.Si NIP. Mengetahui Ketua Program Studi S Fisika Departemen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga Drs. Siswanto, M.Si NIP. PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI Skripsi ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan dalam lingkungan Universitas Airlangga, diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi kepustakaan, tetapi pengutipan harus seizin penyusun dan harus menyebutkan sumbernya sesuai keabiasaan ilmiah. Dokumen skripsi ini merupakan hak milik Universitas Airlangga v Hadi Suntaya, . Aplikasi Multimode Fiber Coupler Sebagai Sensor Ketinggian Permukaan Bensin Dan Oli Berbasis Sensor Pergeseran. Skripsi dibawah bimbingan Samian, S.Si., M.Si. dan Supadi, S.Si, M.Si., Departemen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga. ABSTRAK Telah dilakukan penelitian aplikasi multimode fiber coupler dan membran berbahan nitrile polymer sebagai sensor untuk mendeteksi ketinggian permukaan bensin dan oli. Prinsip kerja sensor berdasarkan tekanan hidrostatik dan sensor pergeseran menggunakan fiber coupler. Mekanisme deteksi dilakukan dengan mendeteksi perubahan tekanan bensin dan oli pada membran di dasar tangki akibat perubahan ketinggian bensin dan oli. Perubahan tekanan pada membran mengakibatkan perubahan bentuk membran dari datar menjadi cembung. Perubahan bentuk membran tersebut menyebabkan perubahan daya optis cahaya pantulan dari membran yang diterima oleh kanal sensing fiber coupler. Perubahan daya optis terbaca melalui tegangan keluaran detektor optis. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat hubungan yang linier antara perubahan ketinggian permukaan bensin dan oli terhadap tegangan keluaran detektor. Artinya multimode fiber coupler dan membran berbahan nitrile polymer dapat diaplikasikan sebagai sensor ketinggian permukaan bensin dan oli. Parameter sensor yang dihasilkan berupa resolusi, jangkauan, dan daerah linier masing masing sebesar , cm, cm cm, cm cm untuk bensin dan oli. Nilai sensitivitas sensor diperoleh sebesar . untuk bensin serta . untuk oli. Kata kunci Multimode fiber coupler, sensor ketinggian permukaan bensin dan oli vi Hadi Suntaya, . Aplication of Multimode Fiber Coupler as a Height Level Sensor for Gasoline and Oil Based on Displacement Sensor. This thesis is under guidance of Samian, S.Si., M.Si. and Supadi, S.Si, M.Si., Department of Physics Faculty of Science and Technology University of Airlangga. ABSTRACT A research about application of multimode fiber coupler and a membrane which made from nitrile polymer as detection sensor of the height level of gasoline and oil have been done. The working principle of sensor based on the hydrostatic pressure and displacement sensor using fiber coupler. The mechanism of detection is done by detecting the pressure changes of gasoline and oil on the membrane which located at the base of the tank due to the changes of height of gasoline and oil. The changes of pressure on the membrane cause the membranes shape change from flat to convex. The change of membranes shape cause the changes of optical power of reflected light from membrane that received by the sensing port of fiber coupler. The changes of optical power are read through the optical detectors output voltage. The results show that there is a linear relationship between height level of gasoline and oil toward to the change of detectors output voltage. This means that multimode fiber coupler and a membrane made from nitrile polymer can be applied as a height level sensor of gasoline and oil. Sensor parameters that obtained is resolution, dynamic range, and the linear region respectively are , cm, cm cm, cm cm for gasoline and oil. The value of sensitivity of sensor for gasoline is . and for oil is . . Keywords Multimode fiber coupler, height level sensor of gasoline and oil vii KATA PENGANTAR Ucapan rasa syukur yang tiada terkira kami haturkan kepada Allah SWT karena atas limpahan karunia hidayah serta rahmatNya sehingga penyusunan skripsi yang berjudul quotAplikasi Multimode Fiber Coupler Sebagai Sensor Ketinggian Permukaan Bensin Dan Oli Berbasis Sensor Pergeseranquot ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Serta sholawat serta salam tercurah atas Baginda Rasulullah Muhammad SAW yang telah mengajarkan kebenaran, kekuatan, dan perjuangan kepada seluruh ummat manusia. Dalam penulisan skripsi ini tentunya tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak, untuk itu secara khusus penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar besarnya kepada . Ibu dan abah tersayang yang selalu memberikan kasih sayang, doa, motivasi, dan materi di setiap langkah penulis. Engkau terlalu berarti bagiku, sehingga tak cukup rasanya seisi bumi dan langit ini untuk membalasnya. . Kakak dan kakak ipar yang selalu memberikan pengarahan dalam memecahkan permasalahan yang penulis hadapi. . Keponakanku Nea tercinta yang telah memberikan senyumannya yang terindah serta tingkah laku yang lucu sehingga sangat menghibur di saat penulis dilanda kegalauan. . Bapak Samian, S.Si, M.Si. selaku dosen pembimbing I yang dengan penuh keikhlasan, kesabaran, dan keteguhan telah mencurahkan tenaga, pikiran, viii ilmu serta meluangkan waktunya untuk membimbing penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. . Bapak Supadi, S.Si, M.Si. selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan masukan, saran, ilmu dan dengan sabar membimbing penulis hingga terselesainya skripsi ini. . Bapak Drs. Pujiyanto MS, selaku penguji I, yang telah memberi pengarahan dan kemudahan dalam penyusunan skripsi ini. . Bapak Drs. R. Arif Wibowo M.Si selaku penguji II yang membantu kelancaran selama sidang skripsi dan revisi skripsi ini. . Bapak Drs. Djoni Izak R., M.Si dan Bapak Supadi S.Si, M.Si selaku dosen wali yang telah memberi saran dan dukungan pada penulis selama menempuh kuliah. . Bapak Drs. Siswanto, M.Si selaku Ketua Departemen Fisika yang telah memberi banyak kemudahan pada penyusunan skripsi ini maupun dalam persoalan akademik. . Teman senasib sepenanggungan, Irul, yang telah menemani pada saat melakukan pengambilan data skripsi. . Arek Koz yang telah menyediakan kamarnya kalau penulis sedang pulang kemalaman. . Sahabat setia BACKPACKERS dan Teman NGOPI PLUS PLUS, Rohman, Afif, Zulmy, Irul, Linggar, Erik, Romi, Randis, Imam dan Yopy, AYO KITA JELAJAHI amp TAKLUKKAN DUNIA. . Teman KARAOKE, Dita, Kiki, Chandra, Yuni, Adam dan Mbah Riki yang rela ngebossi saat karaokean. ix . Teman SPESIAL, Halimah dan Mirza yang telah memberikan support semangat dan doanya. . Mas Deni, Mas Fajar, Pak Samidi, dan Pak Satpam selaku petugas Lab.Bengkel Fisika, Lab.Optika amp Aplikasi Laser, ruang kuliah dan kampus yang memberi kepercayaan di dalam penggunaan laboratorium. . Temanteman angkatan , yang banyak memberikan inspirasi dan bantuannya saat kuliah. Serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, terima kasih atas segala macam bentuk bantuan dan dukungan yang telah diberikan pada penulis. Semoga Allah SWT selalu melimpahkan rahmat dan karuniaNya kepada kita semua. Akhir kata penulis menyadari bahwa dalam penulisan ini masih banyak kekurangan, sehingga penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun guna kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini membawa hikmah dan manfaat bagi semua pihak yang memerlukannya. Surabaya, Februari Penulis HADI SUNTAYA x DAFTAR ISI Halaman LEMBAR JUDUL ........................................................................................... i LEMBAR PERSETUJUAN ............................................................................ ii LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................ iii PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI ........................................................ iv ABSTRAK ....................................................................................................... v ABSTRACT ...................................................................................................... vi KATA PENGANTAR ...................................................................................... vii DAFTAR ISI .................................................................................................... x DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xii DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................xiii BAB I PENDAHULUAN ............................................................................... . Latar Belakang Masalah ......................................................................... . Rumusan Masalah .................................................................................. . Batasan Masalah ..................................................................................... . Tujuan Penelitian .................................................................................... . Manfaat Penelitian .................................................................................. BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................... . Sensor .................................................................................................... . Sensor Pergeseran ................................................................................. . Laser HeNe .......................................................................................... . Serat Optik ............................................................................................ . Fiber coupler ......................................................................................... xi . Tekanan ................................................................................................. . Bensin .................................................................................................... . Oli .......................................................................................................... BAB III METODE PENELITIAN ................................................................ . Waktu Tempat Penelitian ...................................................................... . Peralatan Dan Bahan ............................................................................. . Prosedur Penelitian ................................................................................ .. Desain Sensor ............................................................................... .. Pengambilan Data ........................................................................ . Metode Analisis Data ............................................................................ BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................ . Hasil Penelitian ..................................................................................... . Pembahasan ........................................................................................... BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................... . Kesimpulan ............................................................................................ . Saran ...................................................................................................... DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xii DAFTAR GAMBAR Nomor Judul Gambar Halaman . Keluaran dari alat ukur sensor panas . a Definisi waktu bangkit b Definisi waktu turun . Desain sensor pergeseran menggunakan multimode fiber coupler . Skema berkas cahaya yang diemisi dan diterima oleh kanal sensing dengan metode bayangan . Plot grafik tegangan keluaran detektor terhadap pergeseran cermin . Daerah linier dari plot grafik tegangan keluaran detektor terhadap pergeseran cermin . Skema tingkat energi HeNe . Penampang Serat Optik . Perambatan Gelombang pada Multimode Step Indeks . Perambatan Gelombang pada Multimode Graded Indeks . Perambatan Gelombang pada Singlemode Step Indeks . Sketsa perambatan sinar pada serat optik stepindex . Fiber coupler struktur simetri x berbahan serat optik dengan metode fused . Rancangan sensor level ketinggian . Setup alat percobaan . Setup alat karakteristik multimode fiber coupler sebagai sensor ketinggian permukaan xiii DAFTAR LAMPIRAN Nomor Judul Lampiran Data karakterisasi multimode fiber coupler sebagai sistem sensor ketinggian permukaan Data Spesifikasi Oli PRIMAXP Hasil Produksi PT. PERTAMINA PRIMA XP SAE W BAB I PENDAHULUAN . Latar Belakang Masalah Fluida adalah zat zat yang mampu mengalir dan menyesuaikan bentuk dengan bentuk tempat/wadahnya. Selain itu, fluida memperlihatkan fenomena sebagai zat yang terus menerus berubah bentuk apabila mengalami gaya geser shearing force Iwan, , atau dengan kata lain yang dikategorikan sebagai fluida adalah suatu zat yang tidak mampu menahan gaya geser tanpa berubah bentuk. Yang dimaksud dengan gaya geser adalah suatu gaya yang menyebabkan sesuatu berubah arah momennya. Dari definisi fluida tersebut yang termasuk dalam kategori fluida adalah zat cair dan gas. Zat padat tidak termasuk fluida karena zat padat tidak dapat mengalir serta zat padat dianggap sebagai bahan yang reaksi deformasinya terbatas ketika menerima atau mengalami suatu gaya geser. Berdasarkan sifatnya, fluida dapat digolongkan menjadi dua macam yakni fluida statis dan fluida dinamis. Fluida statis adalah fluida dalam keadaan diam, sedangkan fluida dinamis adalah fluida dalam keadaan bergerak. Untuk zat cair yang diam fluida statis memiliki beberapa sifat, salah satunya yakni tekanan. Berdasarkan prinsip hidrostatik, tekanan pada suatu titik dalam suatu zat cair bergantung pada ketinggian zat cair tersebut. Semakin tinggi permukaan suatu zat cair terhadap bidang dasar tempatnya, maka tekanan pada bidang dasar zat cair juga akan semakin meningkat, sebaliknya semakin dekat permukaan suatu zat cair terhadap bidang dasarnya, maka tekanan pada bidang dasar zat cair akan semakin menurun. Sehingga kita bisa mengetahui ketinggian suatu zat cair yang diam apabila kita mengetahui tekanan pada bidang dasar zat cair tersebut. Beberapa metode untuk mengukur ketinggian zat cair telah banyak dilakukan selain berdasarkan prinsip hidrostatis, diantaranya yakni dengan prinsip kapasitif, ultrasonik, gelombang mikro, inframerah, elektromekanik, radiometri dan optik. Prinsip kerja sensor ketinggian zat cair tersebut dapat bersifat kontak langsung intrusive maupun tidak langsung nonintrusive dengan zat cair. Sebagai contoh, dengan prinsip gelombang ultrasonik telah berhasil dikembangkan untuk mengukur ketinggian air Negara.dkk, . Gelombang ultrasonik dipancarkan oleh transmitter Tx dengan frekuensi KHz, kemudian gelombang pantulan diterima receiver Rx dan diumpankan ke sistem upcounter. Selisih waktu tempuh penjalaran gelombang ultrasonik dari transmitter Tx sampai dengan diterima kembali oleh receiver Rx berbanding lurus dengan ketinggian air. Kemudian, teknik optofluidic dengan electronically controlled variable fokus lens atau ECVFL juga berhasil dikembangkan Reza.dkk, . Deteksi dilakukan dengan merekam profil spasial intensitas berkas cahaya berdaya rendah yang merupakan pantulan dari permukaan cairan sebagai fokus lensa ECVFL. Ketinggian cairan ditentukan dengan cara membandingkan ukuran spot berkas dengan panjang fokus lensa pada tabel ECVFL. Usahausaha untuk membuat sensor sebagai alat ukur dalam sebuah pengukuran telah banyak dilakukan dewasa ini. Salah satunya adalah dengan menggunakan serat optik fiber optic. Serat optik menjadi salah satu pilihan pengembangan sensor yang menjanjikan karena memiliki keunggulan diantaranya yaitu tidak kontak langsung dengan obyek pengukuran, tidak menggunakan sinyal listrik, akurasi pengukuran yang tinggi, immun terhadap induksi listrik maupun magnet, dapat dimonitor dari jarak jauh, dapat dihubungkan dengan sistem komunikasi data serta dimensinya yang kecil dan ringan memudahkan penginstalannya Krohn, . Prinsip kerja sensor serat optik dapat diklasifikasikan menjadi tiga kategori yaitu berbasis pada modulasi panjang gelombang, modulasi fase dan modulasi intensitas Krohn, . Sensor serat optik telah digunakan untuk mendeteksi beberapa parameter fisis diantaranya adalah deformasi bahan Sklodowski, , strain bahan Inaudi and Glisic, , suhu Bongsoo et al., , vibrasi Binu et al., , konsentrasi gas Singh and Karan, , pergeseran Samian et al., serta parameter fisis lainnya. Penggunaan serat optik sebagai sensor level ketinggian zat cair telah banyak dilakukan, diantaranya yang berhasil diteliti adalah sensor ketinggian zat cair menggunakan serat optik dengan probe berupa prisma Hossein, maupun elemen sensitif berbentuk kerucut Pekka et al., . Prinsip kerjanya adalah perubahan daya optis cahaya pantulan total di dalam probe akibat perubahan indeks bias medium di sekitar probe. Teknik yang lebih sederhana juga berhasil dilakukan dengan mendeteksi rugi daya optis cahaya dalam serat optik yang dipoles dan dilengkungkan sebagai sensor yang kontak secara langsung dengan zat cair Lomer et al., . Teknik ini tidak dapat mendeteksi ketinggian zat cair secara kontinu, tetapi hanya dapat mendeteksi pada titiktitik tertentu yang menandakan ketinggian zat cair. Disamping itu, deteksi ketinggian zat cair melalui pergeseran panjang gelombang Bragg yang dihasilkan dari Fiber Bragg Grating FBG telah berhasil dilakukan Kyung Rak et al., . Pergeseran panjang gelombang Bragg terjadi karena perubahan panjang FBG akibat terdorong atau tertarik oleh pelampung yang berada pada permukaan zat cair. Teknik lain yang berhasil dikembangkan adalah menggunakan dua buah serat optik sebagai pemancar dan penerima berkas cahaya melalui sebuah lensa head sensor. Amplitudo berkas cahaya pantulan dari permukaan zat cair yang diterima serat optik penerima melalui lensa dapat mengindikasikan ketinggian zat cair C. Vazquez et al., . Kemudian, dengan teknik yang sederhana telah dikembangkan juga sensor level ketinggian air berdasarkan sensor pergeseran berbasis modulasi intensitas menggunakan fiber coupler serta menggunakan prinsip hidrostatis. Prinsip kerjanya adalah tekanan hidrostatis yang bergantung pada ketinggian permukaan air akan dimanfaatkan untuk menekan membran. Pergeseran membran akibat tekanan tersebut dapat dideteksi menggunakan fiber coupler Samian dan Supadi, . Modulasi intensitas yang dipantulkan kembali ke fiber coupler dapat mendeteksi secara kontinyu ketinggian air. Kelebihan yang dimiliki sensor ini adalah mampu mensensing perubahan ketinggian secara kontinyu, sistem sensor tidak kontak langsung dengan zat cair. Pada penelitian sebelumnya, sebagaimana dilakukan Samian,dkk , zat cair yang digunakan adalah air, sehingga dari kesamaan sifat sebagai fluida serta prinsip tekanan hidrostatik yang dimiliki oleh fluida maka konsep sensor ini memungkinkan dilakukan terhadap bensin dan oli. Akan tetapi, pada penelitian sebelumnya, membran yang digunakan sebagai media yang mengalami tekanan hidrostatik terbuat dari bahan latex yang akan mengalami kerusakan apabila berinteraksi dengan zat cair yang mengandung gugus hidrokarbon semisal bensin dan oli, sehingga dalam penelitian ini digunakan membran yang terbuat dari bahan nitrile polymer yang tidak mengalami kerusakan ketika berinteraksi dengan bensin maupun oli. Penggunaan sampel berupa bensin dan oli dalam penelitian ini, dikarenakan pentingnya manfaat yang dimiliki kedua cairan ini dalam kehidupan manusia. Pada beberapa waktu yang lalu telah terjadi ledakan dan kebakaran pada area penyimpanan bahan bakar bensin yang terdapat pada perusahaan kilang minyak sehingga banyak menimbulkan korban jiwa, hal ini diduga dari adanya hubungan singkat arus listrik pada instalasi pengukur ketinggian bensin dari tempat penyimpanan tersebut. Dari latar belakang tersebut maka dengan desain sensor yang dihasilkan dengan serat optik Multimode fiber coupler, membran berbahan nitrile polymer serta menggunakan prinsip hidrostatis ini dapat dihasilkan sensor ketinggian pada bensin dan oli, tentunya dengan terjaminnya keamanan penggunaan yang berkaitan dengan ledakan bahan tersebut khususnya bensin, karena sensor ini tidak mengalami kontak langsung dengan zat cair yang digunakan serta tidak menggunakan isyarat listrik sebagai sinyal sensor. . Rumusan Masalah Dari latar belakang penelitian ini, maka dapat diambil rumusan masalah sebagai berikut . Apakah Multimode fiber coupler dan membran berbahan nitrile polymer dapat digunakan sebagai sensor ketinggian permukaan bensin dan oli . Berapakah resolusi, rentang pengukuran, dan sensitivitas sensor ketinggian permukaan menggunakan Multimode fiber coupler . Batasan Masalah Batasan masalah dalam penelitian ini adalah . Laser yang digunakan adalah laser HeNe Klasse DIN , , nm, Uniphase dengan daya keluaran mW. . Jenis serat optik yang digunakan adalah Multimode Fiber coupler berstruktur x dari bahan serat optik plastik berdiameter mm diameter core m, tebal cladding m dan panjang cm. Nilai coupling ratio, directivity dan exces loss dari Multimode Fiber coupler yang digunakan masingmasing sebesar ,, dB, dan , dB. Digunakannya serat optik ini karena memiliki performasi yang paling baik diantara serat optik lain yang dimiliki Laboratorium Optik Dan Laser. . Membran yang digunakan adalah membran berbahan nitrile polymer. Karena membran jenis ini yang mampu diperoleh saat akan melakukan penelitian. . Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut . Merancang bangun Multimode fiber coupler dan membran berbahan nitrile polymer sebagai sensor ketinggian permukaan pada bensin dan oli. . Menentukan nilai resolusi, rentang pengukuran, dan sensitivitas sensor ketinggian permukaan Multimode fiber coupler. . Manfaat Penelitian Dari hasil penelitian ini, meskipun rancang bangun sensor ketinggian bensin dan oli yang dihasilkan masih dalam skala laboratorium, namun prinsip sensor yang dihasilkan berpotensi untuk dikembangkan sebagai sensor ketinggian bensin dan oli dalam skala yang sesungguhnya karena dari hasil penelitian telah terbukti faktor keamanannya dari kebakaran maupun ledakan, sebab tidak menggunakan isyarat listrik sebagai sinyal. Selain itu, dengan metode ini didapatkan pengukuran yang akurat, beresolusi tinggi, dan teknik pengoperasian yang mudah. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Pada bab ini akan dijelaskan teori dan konsep yang mendukung percobaan, misalnya tentang pengertian sensor, dasar sensor pergeseran, kualifikasi alat alat dan bahan yang digunakan pada percobaan, serta teoriteori pendukung lain yang diperlukan. . Sensor Sensor adalah suatu peralatan yang berfungsi untuk mendeteksi gejala gejala atau sinyalsinyal yang berasal dari perubahan suatu energi, seperti energi listrik, energi fisika, energi kimia, energi biologi, energi mekanik dan sebagainya D Sharon dkk, . Contohnya Camera sebagai sensor penglihatan, telinga sebagai sensor pendengaran, kulit sebagai sensor peraba, LDR light dependent resistance sebagai sensor cahaya, dan lainnya. Dalam memilih peralatan sensor yang tepat dan sesuai dengan sistem yang akan di sensor, maka persyaratan umum sensor yang perlu diperhatikan adalah sebagai berikut. a. Linearitas Ada banyak sensor yang menghasilkan sinyal keluaran yang berubah secara kontinyu sebagai tanggapan terhadap masukan yang berubah secara kontinu. Contohnya, sebuah sensor panas dapat menghasilkan tegangan sesuai dengan panas yang dirasakannya. Dalam kasus seperti ini, biasanya dapat diketahui secara tepat bagaimana perubahan keluaran dibandingkan dengan masukannya berupa sebuah grafik. Gambar . memperlihatkan hubungan antara dua buah sensor panas yang berbeda. Garis lurus pada Gambar . a menunjukkan tanggapan linear, sedangkan pada gambar . b menunjukkan hubungan nonlinear. Gambar .. Keluaran dari alat ukur sensor panas D Sharon dkk, b. Sensitivitas Sensitivitas akan menunjukkan seberapa jauh kepekaan sensor terhadap kuantitas yang diukur. Sensitivitas sering juga dinyatakan dengan bilangan yang menunjukan perubahan keluaran dibandingkan unit perubahan masukan. Misalnya, beberepa sensor panas dapat memiliki kepekaan yang dinyatakan dengan satu volt per derajat, yang berarti perubahan satu derajat pada masukan akan menghasilkan perubahan satu volt pada keluarannya. Sensor panas lainnya dapat saja memiliki kepekaan dua volt per derajat, yang berarti memiliki kepakaan dua kali dari sensor yang pertama. Linearitas sensor juga mempengaruhi sensitivitas dari sensor. Apabila tanggapannya linier, maka sensitivitasnya juga akan sama untuk jangkauan pengukuran keseluruhan. Sensor dengan tanggapan pada gambar T e m p e r a t u r m a s u k a n T e m p e r a t u r m a s u k a n Tegangan keluaran a. Hubungan linear b. Hubungan nonlinear Tegangan keluaran . b akan lebih peka pada temperatur yang tinggi dari pada temperatur yang rendah D Sharon dkk, . c. Resolusi Nilai resolusi sistem sensor adalah satuan ukuran terendah yang dapat dibaca oleh sensor, atau dengan kata lain resolusi merupakan nilai perubahan terkecil dari input sensor yang dapat mengubah output sensor Joseph J. Carr, . d. Tanggapan waktu Secara umum sensor tidak mengubah parameter keluaran segera ketika perubahan parameter masukan terjadi. Sebaliknya, itu akan berubah menjadi keluaran baru selama periode waktu tertentu yang disebut tanggapan waktu. Tanggapan waktu dapat didefinisikan sebagai waktu yang dibutuhkan untuk output sensor untuk berubah dari keadaan sebelumnya ke nilai parameter keluaran. Gambar .. a Definisi waktu bangkit b Definisi waktu turun Joseph J. Carr, . Perkembangan sensor sekarang ini sangat pesat sesuai dengan kemajuan teknologi otomasi, semakin komplek suatu sistem otomasi dibangun maka semakin banyak pula jenis sensor yang digunakan. Maka secara umum sensor dapat dikelompokkan menjadi bagian berdasarkan fungsi dan penggunaannya, yaitu a Sensor Thermal panas Sensor thermal adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi gejala perubahan panas, temperatur, suhu pada suatu dimensi benda atau dimensi ruang tertentu. Contohnya bimetal, termistor, termokopel, RTD, photo transistor, photo dioda, photo multiplier, photovoltaik, infrared pyrometer, hygrometer, dsb. b Sensor Mekanis Sensor mekanis adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi perubahan gerak mekanis, seperti perpindahan, pergeseran, posisi, gerak lurus dan melingkar, tekanan, laju aliran. Contohnya strain gage, linear variable deferential transformer LVDT, proximity, potensiometer, load cell, bourdon tube, dsb. c Sensor Optis cahaya Sensor optik adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi perubahan cahaya dari sumber cahaya dengan memanfaatkan peristiwa pantulan atau pembiasan cahaya yang mengenai benda ataupun ruangan. Contohnya photo cell, photo transistor, photo diode, fiber optik, photo voltaic, photo multiplier, pyrometer optic, dsb. . Sensor Pergeseran Desain fiber coupler sebagai sensor pergeseran terdiri dari laser, detektor, fiber coupler dan cermin target yang diperlihatkan pada gambar .. Kanal sensing berfungsi sebagai pemancar sekaligus penerima berkas cahaya pentulan dari cermin. Gambar .. Desain sensor pergeseran menggunakan multimode fiber coupler Samian, dkk, . Prinsip kerja fiber coupler sebagai sensor pergeseran berbasis modulasi intensitas adalah sebagai berikut, kanal sensing fiber coupler berperan sebagai penyampai berkas laser terhadap cermin sekaligus pengumpul berkas laser yang dipantulkan balik oleh cermin. Pergeseran cermin akan menyebabkan perbedaan banyak cahaya yang diterima kanal sensing. Banyaknya cahaya yang diterima kanal sensing fiber coupler dapat dideteksi pada kanal deteksi. Berkas laser yang keluar dari kanal deteksi akan ditangkap oleh detektor optik untuk dikonversi menjadi besaran listrik berupa tegangan. Tegangan keluaran berkas laser diukur dengan menggunakan mikrovoltmeter. Dengan mengukur tegangan keluaran berkas laser tiap pergeseran cermin akan diperoleh hubungan antara daya optik laser akibat pergeseran cermin Samian, dkk, . Gambar .. Skema berkas cahaya yang diemisi dan diterima oleh kanal sensing dengan metode bayangan Samian, dkk, . Hubungan perubahan daya optik cahaya akibat pergeseran cermin dapat dianalisis dengan menggunakan pendekatan berkas Gaussian. Gambar di atas menunjukkan skema perjalanan berkas cahaya yang diemisi dan diterima kanal sensing dengan menggunakan metode bayangan. Untuk memperoleh hubungan antara daya optik dan pergeseran cahaya, ada beberapa asumsi yang digunakan, antara lain penampang serat optik pada kanal sensing dianggap rata dan sejajar dengan permukaan cermin, dan berkas keluaran dari kanal sensing dianggap berbentuk kerucut simetri dengan sudut . Wz adalah jarijari berkas dan a adalah jarijari serat optik. Hubungan tersebut dapat dirumuskan dalam persamaan . berikut Samian, dkk, . . exp zW a PP tb . Dari gambar dapat diperoleh, a z z W u tan . Dengan substitusi persamaan . ke persamaan ., maka diperoleh . exp cz PP tb . Dengan Pb, Pt dan z masingmasing menyatakan daya optik cahaya yang diterima kanal deteksi, daya total cahaya dan pergeseran cermin. Sedangkan konstanta a NA c sin tan dengan NA dan a masingmasing adalah numerical aperture dan jarijari serat optik Samian, dkk, . Dari desain sensor pergeseran ini dapat dihasilkan data yang dapat dimuat pada sebuah pola grafik yang ditampilkan dalam Gambar . dan daerah liniernya dari Gambar . ditampilkan oleh Gambar . Gambar .. Plot grafik tegangan keluaran detektor terhadap pergeseran cermin Samian, dkk, . Gambar .. Daerah linier dari plot grafik tegangan keluaran detektor terhadap pergeseran cermin Samian, dkk, . . Laser HeNe Laser HeNe diciptakan pertama kali pada tahun oleh Ali Javan. Berkas laser HeNe mempunyai keistimewaan dibanding dengan sumber cahaya konvensional, yaitu berkasnya kecil dan sangat terarah, monokromatik, koheren, dan kecerahannya tinggi. Komponen utama laser HeNe adalah zat aktif, cermincermin resonator, dan pemompa energi. Bahan aktif yang dipergunakan adalah campuran gas Helium He dan Neon Ne dengan perbandingan . Zat aktif ini ditempatkan pada sebuah tabung dengan tekanan torr. Resonator terdiri dari dua buah cermin. Cermin pertama memiliki koefisien reflektivitas sampai , dan cermin kedua yang disebut dengan cermin keluaran adalah cermin penerus sebagian partially transmitting Rohman, . Masalah utama dalam laser gas adalah bagaimana atom dapat dirangsang secara terpilih ke tingkat tertentu dalam jumlah yang cukup untuk mencapai pembalikan populasi. Pemompaan elektrik ke dalam zat aktif akan menghasilkan populasi elektron tereksitasi yang cukup memadai. Atom He ternyata lebih siap terangsang oleh kejutan elektron daripada atomatom Ne. Interaksi antara elektronelektron yang dihasilkan oleh lucutan antara anoda dan katoda akan menghasilkan atomatom He yang elektronelektronnya tereksitasi. Aras yang dihuni oleh elektronelektron ini adalah s dan s yang metastabil. Jika suatu atom He dalam keadaan metastabil membentur atom Ne dalam keadaan dasar, maka akan terjadi pertukaran energi sehingga atom Ne akan naik ke tingkat s atau s dan atom He akan kembali ke keadaan dasar. Hal ini memungkinkan mekanisme populasi terpilih yang secara terusmenerus memberikan atomatom Ne ke tingkattingkat s dan s yang akan menaikkan populasinya. Menurut Sirohi , aras s dan s dari atomatom Ne yang memiliki umur sekitar detik merupakan kondisi yang amat sesuai untuk terjadinya aksi laser Rohman, . Mekanisme pembalikan populasi pada zat aktif dapat diamati pada Gambar ., Gambar .. Skema tingkat energi HeNe Laud, dengan transisitransisi energi yang mungkin seperti telah dijelaskan di atas, aksi laser dari campuran atomatom He dan Ne dapat menghasilkan keluaran laser dengan panjang gelombang , m , m dan , m. . Serat optik Serat optik adalah pandu gelombang dielektrik atau media transmisi gelombang cahaya yang terbuat dari bahan silica atau plastik berbentuk silinder. Serat optik terdiri dari bagian teras core yang dikelilingi oleh bagian yang disebut selubung cladding. Bagian core memiliki fungsi untuk menentukan cahaya yang merambat dari satu ujung ke ujung yang lain. Sedangkan bagian cladding berfungsi sebagai cermin untuk memantulkan cahaya agar dapat merambat ke ujung lainnya. Bagian terluar dari serat optik disebut jaket coating yang berfungsi sebagai pelindung. Bagian teras core merupakan jalur utama pemandu gelombang cahaya yang mempunyai indeks bias terbesar n . Sedangkan bagian cladding mempunyai indeks bias n yang nilainya sedikit lebih rendah dibandingkan n Keiser, Gambar .. Skema bagian penyusun serat optik Keiser, Ada beberapa jenis serat optik, yaitu Multimode Step Indeks Pada jenis Multimode step indeks ini, diameter core lebih besar dari diameter cladding. Dampak dari besarnya diameter core menyebabkan rugirugi dispersi pada waktu transmisi. Penambahan prosentase bahan silika pada waktu pembuatan, tidak terlalu berpengaruh dalam menekan rugirugi dispersi pada waktu transmisi. Berikut adalah gambar dari perambatan gelombang dalam serat optik Multimode Step Indeks Gambar .. Perambatan Gelombang pada Multimode Step Indeks Ismiatun, . Multimode Graded Indeks Pada jenis serat optik multimode graded indeks ini, core terdiri dari sejumlah lapisan gelas yang memiliki indeks bias yang berbeda, indeks bias tertinggi terdapat pada pusat core dan berangsurangsur turun sampai ke batas corecladding. Akibatnya dispersi waktu berbagai mode cahaya yang merambat berkurang sehingga cahaya akan tiba pada waktu yang bersamaaan. Berikut adalah gambar perambatan gelombang dalam Multimode Graded Indeks Gambar .. Perambatan Gelombang pada Multimode Graded Indeks Ismiatun, . Singlemode Step Indeks Pada jenis Singlemode Step Indeks, baik core maupun claddingnya dibuat dari bahan silica glass dengan ukuran core yang jauh lebih kecil dari cladding sehingga transmisi data hanya menggunakan satu lintasan cahaya. Metode semacam ini dapat menghindarkan ketidak akuratan yang dapat terjadi dalam penyaluran data. Seperti ditunjukkan gambar berikut Gambar .. Perambatan Gelombang pada Singlemode Step Indeks Ismiatun, . Mekanisme pemanduan gelombang cahaya dalam serat optik berdasar pada prinsip pemantulan dalam total pada bidang batas core dan cladding sesuai Hukum Snellius. Untuk memudahkan pemahaman mekanisme pemanduan gelombang cahaya dalam serat optik stepindeks, digunakan teori sinar dalam mendeskripsikan perambatan muka gelombang cahaya seperti yang diperlihatkan pada Gambar . berikut. Gambar .. Sketsa perambatan sinar pada serat optik stepindex Keiser, . Penerapan hukum Snellius dilakukan pada proses pemantulan dan pembiasan sinar pada bidang batas antara dua medium yang berbeda. Sinar yang datang dari medium rapat n ke medium kurang rapat n akan dibiaskan menjauhi garis normal. Pada bidang batas antara core dan cladding dalam Gambar ., jika sudut diperbesar secara gradual maka pada sudut tertentu, sinar akan dirambatkan pada bidang batas kedua medium yaitu bidang batas core dan cladding sinar tidak dibiaskan pada cladding. Pada saat mencapai kondisi ini dinamakan sudut kritis . dengan n dan n menunjukkan indeks bias core dan indeks bias cladding. Untuk nilai sudut dalam Gambar ., tidak ada sinar yang dibiaskan ke dalam cladding, sehingga seluruh sinar akan terpandu dalam core serat optik. Untuk mengetahui sudut sinar masukan pada bagian core serat optik agar sinar dapat terpandu, diterapkan hukum Snellius pada bidang batas antara core dan udara. Agar sinar dapat terpandu, maka sudut dengan demikian persamaan Snellius menjadi t sin C u. dengan adalah indeks bias udara yang nilainya , maka dengan menggabungkan persamaan . dan . dapat dituliskan kembali menjadi persamaan berikut. . Persamaan . menunjukkan hubungan antara sudut masukan sinar dengan indeks bias ketiga medium yang berinteraksi. Hubungan tersebut dinyatakan sebagai tingkap numeris atau NA numerical aperture, sehingga nilai NA serat optik dapat ditulis sebagai berikut . didefinisikan beda indeks bias antara core dan selubung A menurut persamaan . perbedaan nilai n dan n sangat kecil sehingga , oleh sebab itu n. Nilai berkisar sampai untuk serat optik multimode dan sampai untuk serat optik singlemode Keiser, . Nilai NA untuk serat optik stepindex berkisar antara . Untuk serat optik stepindex multimode dari bahan plastik berdiameter core besar, nilai NA antara Krohn, . . Fiber Coupler Fiber coupler adalah divais optik yang berfungsi sebagai pembagi daya optik power divider. Fiber coupler dapat dibuat dari serat optik multimode dengan cara menggabungkan fused kedua buah serat optik tersebut dengan panjang lintasan kopling dan lebar gap tertentu Samian.dkk, . Proses perpindahan daya gelombang optik antar pandu gelombang dapat dijelaskan menggunakan teori moda tergandeng couple mode theory. Berdasarkan teori moda tergandeng couple mode theory, bila lebar gab antara dua pandu gelombang sangat kecil akan mengakibatkan gelombang evanescent dari kedua buah pandu gelombang disepanjang daerah gab saling memberikan gangguan perturbation, kopling antar keduanya akan menyebabkan amplitudo gelombang optik yang merambat pada masingmasing pandu gelombang berubah sepanjang jarak rambatnya. Jika ke dalam pandu gelombang pertama ditransmisikan gelombang optik, maka sebagian berkasnya terevanescant ke pandu gelombang kedua. Berkas pada pandu gelombang tersebut terpandu dan sebagian berkasnya akan terevanescant ke pandu gelombang pertama lagi. Overlaping antar gelombang evanescent yang saling berinterferensi mengakibatkan terjadinya proses perpindahan daya antar pandu gelombang optik. Jika interferensinya saling menguatkan akan terbentuk gelombang optik simetri dengan tetapan perambatan b , dan ketika interferensinya saling melemahkan maka akan terbentuk gelombang optik asimetri dengan tetapan perambatannya a . Serat optik multimode dipilih sebagai bahan utama fiber coupler karena memiliki gejala evanescent, yaitu penetrasi gelombang pada daerah selubung cukup besar untuk modamoda orde tinggi, sehingga transfer daya optik antara serat optik cukup tinggi Allard, . Fiber coupler yang tersusun dari dua buah serat optik mempunyai empat buah port dan disebut fiber coupler struktur simetri . Skema fiber coupler struktur simetri x dari bahan serat optik dengan metode fused diperlihatkan pada gambar . berikut. Gambar .. Fiber coupler struktur simetri x berbahan serat optik dengan metode fused Fernando, . Berdasarkan gambar . diatas, jika port Al bertindak sebagai port masukan, dengan mengambil analogi teori moda terkopel untuk pandu gelombang planar singlemode, maka sebagian berkas cahaya akan terkopel menuju port keluaran B dengan rasio kopling ratio coupling tertentu saat melewati daerah interaksi kopling sepanjang Lc. Berkas cahaya yang tidak terkopel akan keluar menuju port A. Rasio kopling ditentukan oleh panjang daerah interaksi kopling dan lebar gap antar core serat optik g yang digabungkan. Akibat struktur penggabungan serat optik, sebagian kecil berkas cahaya dipantulkan menuju port Al dan Bl. Rasio daya optik berkas cahaya pantulan yang menuju port B I terbadap daya optik masukan disebut Crosstalk. Proses kopling berkas cahaya diantara kedua serat optik menyebabkan rugi losses akibat struktur fiber coupler. Rugi tersebut adalah rugi keluaran atau excess loss yaitu fraksi daya optik keluaran terhadap daya optik masukan dan rugi sisipan atau insertion loss yaitu fraksi daya optik pada port keluaran B terhadap daya optik masukan Samian.dkk, . Parameterparameter fiber coupler sebagai divais optik yang perlu diketahui adalah couplingatio CR,insertion loss Lins , excess loss Le dan crosstalk Ct. Dengan mengacu pada gambar . parameterparameter tersebut dituliskan dalam persamaanpersamaan sebagai berikut. . . . . jika P P, maka nilai CR ., disebut coupler dB Fernando, . Tekanan p Secara umum tekanan didefinisikan sebagai gaya ratarata F per satuan luas A Alonso and Finn, . Perumusan tekanan dapat dinyatakan dengan . Tekanan harus dinyatakan sebagai satuan gaya dibagi dengan satuan luas. Dalam satuan SI, tekanan diukur dalam newton per meter kuadrat atau , untuk menghargai seorang ilmuwan Perancis bernama Blaise Pascal , satuan tekanan ini dinamakan pascal Pa Alonso and Finn, . Dalam satuan CGS satuannya adalah . Untuk kasus fluida, tekanan dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang. Dalam bidang datar yang sama kekuatan tekan dalam suatu fluida akan sama Ranald V.Giles, . Tekanan yang disebabkan oleh zat cair diam sebanding dengan kedalaman cairan dan massa jenisnya. Sebuah cairan akan berubah bentuk sesuai dengan wadahnya, tetapi tidak akan termampatkan. Hal ini disebabkan oleh cairan tersebut akan menggunakan gaya dari dasar wadah yang diberikan pada cairan tepat diatas permukaan wadah cairan tersebut. Karena kontinuitas alami cairan sebanding dengan gaya per satuan luasnya tekanan. Tekanan dalam cairan sebenarnya memiliki berat yang sebanding dengan kedalamannya, karena gaya berat sebanding dengan kedalaman Carl R Nave, . Hal itu tentu sebanding pula dengan massa jenis cairan. Jika cairan tersebut berada dalam bentuk ruang volume maka berat cairan tersebut diperoleh . dimana adalah massa jenis, g adalah percepatan gravitasi, h adalah kedalaman cairan, dan A luas area dasar wadah cairan. Dari persamaan . dan ., diperoleh tekanan cairan dari dasar wadah adalah . dimana tekanan cairan adalah tekanan relatif terhadap tekanan udara yang biasanya disebut sebagai tekanan gauge . Persamaan . bukan suatu tekanan mutlak/absolut dari dasar wadah karena tidak diperhitungkan adanya tekanan udara yang mempengaruhi cairan tersebut. Tekanan mutlak adalah penjumlahan tekanan udara/atmosfir dengan tekanan cairan yang memiliki persamaan sebagai berikut, . dengan , , , dan h, masingmasing adalah tekanan atmosfir, kerapatan zat cair, percepatan gravitasi, dan tinggi zat cair. Dari pemaparan di atas, bila dapat dibuat suatu sensor yang dapat mengukur tekanan hidrostatis pada dasar suatu tangki, maka dapat ditentukan level ketinggian zat cair. Suatu membran elastis yang diletakkan pada sisi samping dekat dasar tangki akan dapat mengalami tekanan hidrostatis. Sehingga perubahan bentuk membran akibat tekanan hidrostatis di dasar tangki dapat dimanfaatkan untuk sensor ketinggian zat cair. . Bensin Bensin, atau Petrol biasa disebut gasoline di Amerika Serikat dan Kanada adalah cairan bening, agak kekuningkuningan. Bensin berasal dari minyak mentah crude oil yang diproses melalui destilasi bertingkat, dimana minyak mentah dipisahkan ke dalam kelompokkelompok fraksi dengan titik didih tertentu. Destilasi merupakan suatu proses pemisahan dua atau lebih komponen zat cair berdasarkan pada titik didih. Secara sederhana destilasi dilakukan dengan memanaskan/menguapkan zat cair lalu uap tersebut didinginkan kembali agar menjadi cairan dengan bantuan kondensor. Dalam proses destilasi, suatu metode pemisahan bahan kimia berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap volatilitas bahan. Dalam destilasi, campuran zat dididihkan sehingga menguap dan uap ini kemudian didinginkan kembali kedalam bentuk cairan, zat yang memiliki titik didih rendah akan menguap lebih dulu. Untuk mendapatkan senyawa bensin ini diperlukan temperatur sekitar o C dalam proses destilasi Suyanto, . Bensin tersusun atas gugus hidrokarbon yang bergantung dari jenis bensin. Pada umumnya, bensin merupakan suatu campuran blend dari hasil pengilangan yang mengandung paraffin C n H n , naphthene C n H n dan aromatic C n H n dengan perbandingan yang bervariasi Suyanto, .. Karena tersusun atas gugus hidrokarbon ini, bensin dapat digunakan sebagai pelarut, misal untuk cat, tinta,dll. Sebagai bahan bakar, bensin memiliki bilangan oktan yang tergolong baik yakni sekitar bergantung dari jenis campuran yang ditambahkan di dalam bensin. Bilangan oktan adalah angka yang menunjukkan seberapa besar tekanan yang bisa diberikan sebelum bahan bakar terbakar secara spontan. Semakin tinggi bilangan oktan yang dimiliki suatu bahan bakar maka semakin baik kualitasnya. Di Indonesia, bensin diperdagangkan dalam dua kelompok besar campuran standar premium, dan bensin super pertamax dan pertamax plus. . Oli Pelumas Pelumas konvensional, umumnya terdiri atas minyak dasar crude oil, hasil penyulingan minyak bumi, ditambah campuran bahan kimia aditif guna meningkatkan kinerjanya. Bahan kimia yang dipakai sebagai campuran biasanya detergen pembersih, antioksidasi dan Index Viscosity Improver campuran peningkat kekentalan. Penggabungan unsurunsur itu membentuk oli yang mampu melumasi mesin Warsowiwoho ,dkk, . Berikut merupakan jenis oli berdasarkan penyusunnya Oli Mineral Oli mineral terbuat dari oli dasar base oil yang diambil dari minyak bumi crude oil yang telah diolah dan disempurnakan serta ditambah dengan zat zat aditif untuk meningkatkan kemampuan dan fungsinya. Oli Sintetis Pada dasarnya, oli sintetis didesain untuk menghasilkan kinerja yang lebih efektif dibandingkan dengan oli mineral. Pelumas sintetis, sebagian besar atau seluruhnya terdiri atas bahanbahan aditif. Jumlahnya menentukan jenis oli sintetisnya. Oli sintetis penuh full synthetic oil mengandung bahan aditif, yaitu minyak dasar bahan kimia yang bukan dihasilkan dari penyulingan minyak bumi. Sedangkan oli semi sintetis dibuat dengan menggunakan minyak dasar bahan kimia yang dicampur dengan minyak mineral. Mengingat proses pengolahannya tidak lagi mengandalkan minyak dasar, bahan kimia yang banyak diaplikasi sebagai pengganti antara lain ester asam berbasa dua, ester organo fosfat, estersilikat, glicolpolialkilena, silikon, klorida, dan fluor. Minyak pelumas mesin atau yang lebih dikenal oli mesin memang banyak ragam dan macamnya. Bergantung jenis penggunaan mesin itu sendiri yang membutuhkan oli yang tepat untuk menambah atau mengawetkan usia pakai life time mesin. Semua jenis oli pada dasarnya sama yakni sebagai bahan pelumas agar mesin berjalan mulus dan bebas gangguan serta berfungsi sebagai pendingin. Oli mengandung lapisanlapisan halus, berfungsi mencegah terjadinya benturan antar logam dengan logam komponen mesin seminimal mungkin, mencegah goresan atau keausan mesin. Untuk beberapa keperluan tertentu, aplikasi khusus pada fungsi tertentu, oli dituntut memiliki sejumlah fungsifungsi tambahan. Mesin diesel misalnya, secara normal beroperasi pada kecepatan rendah tetapi memiliki temperatur yang lebih tinggi dibandingkan dengan mesin bensin. BAB III METODE PENELITIAN Pada bab ini akan dijelaskan tentang metode penelitian aplikasi multimode fiber coupler sebagai sensor ketinggian permukaan bensin dan oli berbasis sensor pergeseran yang meliputi waktu dan tempat dilaksanakannya penelitian, peralatan dan bahan yang digunakan dalam penelitian, desain sensor, prosedur penelitian dan pengambilan data, serta analisis data yang diperoleh dari penelitian. . Waktu dan Tempat Penelitian Kegiatan penelitian dilakukan selama sekitar enam bulan, dimulai bulan September sampai dengan bulan Januari dan dilaksanakan di Laboratorium Optik Departemen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga. .. Peralatan dan Bahan Peralatan yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah . Laser HeNe. Sumber cahaya yang digunakan adalah laser HeNe dengan panjang gelombang , nm dan daya keluaran mW. . Atenuator Atenuator ini berfungsi sebagai pereduksi intensitas dari laser HeNe, karena laser yang digunakan memiliki daya keluaran yang lebih besar dibandingkan laser HeNe biasa yang hanya memiliki tegangan keluaran sebesar mW. . Multimode Fiber Coupler. Multimode Fiber coupler yang digunakan berstruktur x dari bahan serat optik plastik berdiameter mm diameter core m, tebal cladding m dan panjang cm. Nilai coupling ratio, directivity dan exces loss dari Multimode Fiber coupler yang digunakan masingmasing sebesar ,, dB, dan , dB. . Mikrometer posisi Uniphase Mikrometer posisi ini berfungsi untuk menggeser kanal sensing serat optik Multimode Fiber coupler. . Tangki Tangki ini dari bahan gelas berdiameter , cm dan tinggi cm yang dilengkapi dengan skala skala terkecil mm. Selain itu, tangki ini juga dilengkapi dengan pipa sebagai tempat untuk mengikatkan membran yang memiliki diameter , mm dan panjang , mm serta tangki ini juga memiiki keran yang memudahkan saat proses pengurangan volume zat cair di dalam tangki. . Membran berbahan Nitrile polymer Membran ini berfungsi sebagai media yang mengalami tekanan hidrostatik zat cair di dasar tangki. Membran yang dipakai merupakan sarung tangan / gloves yang terbuat dari nitrile polymer yang diproduksi oleh PT. Harada Indonesia yang memiliki ketebalan sebesar m. . Aluminium Foil Aluminium Foil ini direkatkan pada permukaan membran yang berfungsi sebagai reflektor/pemantul kembali sinar yang dipancarkan melalui Multimode Fiber Coupler . Detektor OPT Burr Brown. Detektor OPT merupakan foto detektor yang beroperasi baik pada daya optik yang rendah dan mempunyai kepekaan yang tinggi pada daerah dekat panjang gelombang cahaya merah. Detektor ini berfungsi untuk mendeteksi perubahan daya optik cahaya pada port deteksi akibat pergeseran cermin yang disebabkan oleh muai panjang logam aluminium. . Mikrovoltmeter tipe LH Mikrovoltmeter berfungsi untuk membaca tegangan keluaran detektor optis OPT saat terkena cahaya dari sumber cahaya. . Perangkat pendukung Perangkat pendukung yang dibutuhkan berupa bangku optik, holder, serta kabelkabel pendukung. Bahan yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah . Bahan bakar Bensin / Premium Bahan bakar bensin yang digunakan adalah bensin yang diproduksi oleh Pertamina sebanyak , liter liter. Secara umum bensin ini memiliki massa jenis , kg/l. . Bahan Oli pelumas PRIMAXP Bahan pelumas Oli yang digunakan adalah oli PRIMAXP untuk kendaraan bermotor yang diproduksi PT. Pertamina sebanyak , liter liter. Oli PRIMAXP ini memiiki massa jenis , kg/l. . Prosedur Penelitian .. Desain Sensor Rancangan multimode fiber coupler sebagai sensor ketinggian zat cair berdasarkan prinsip hidrostatis serta sensor pergeseran yang berbasis modulasi intensitas diperlihatkan pada gambar berikut Gambar .. Rancangan sensor level ketinggian Samian dan Supadi, Pada gambar tersebut, berkas cahaya masukan dari laser Pin sebagian dipancarkan melalui kanal sensing Pe menuju membran yang dilapisi bahan reflektor pada bagian tengahnya. Berkas cahaya pantulan dari membran sebagian akan masuk kembali ke kanal sensing sebagai berkas balik Pb. Berkas balik tersebut kemudian sebagian akan terkopel menuju ke kanal deteksi Pd dan terbaca oleh detektor optis. Besarnya daya optis berkas balik bergantung pada posisi membran terhadap kanal sensing. Disisi lain, tekanan zat cair pada bagian bawah tangki akan mendorong membran menjadi lebih cembung, sehingga terjadi pergeseran permukaan pantul membran terhadap kanal sensing z, dalam hal ini jika diameter pipa tempat membran berada jauh lebih kecil dari ketinggian zat cair, maka dapat diasumsikan bahwa tekanan zat cair pada seluruh bagian membran homogen. Kemudian, posisi permukaan membran tersebut akan menyebabkan perubahan daya optis berkas balik. Seperti diketahui bahwa tekanan zat cair bagian bawah tangki dipengaruhi oleh ketinggian zat cair. Dengan demikian ketinggian zat cair dapat dideteksi melalui perubahan daya optis yang terbaca pada detektor optis. .. Pengambilan Data Karakterisasi multimode fiber coupler sebagai sensor level ketinggian Sebelum melakukan pengambilan data, terlebih dahulu dilakukan setup alat seperti gambar berikut Gambar .. Setup alat percobaan Selanjutnya, mendekatkan mikrometer posisi berhimpit dengan membran, sehingga diperoleh posisi awal mikrometer adalah , mm. Kemudian, menggeser mundur mikrometer posisi hingga beberapa milimeter lalu mengisi tangki dengan zat cair yang digunakan sampai dengan ketinggian cm, yang pertama dimasukkan adalah oli. Setelah itu, menggeser kembali mikrometer posisi sampai berhimpit dengan membran, sehingga diperoleh posisi mikrometer setelah membran bergeser akibat tekanan oli yakni , mm. Langkah berikutnya adalah menggeser mundur mikrometer sejauh sejauh , mm, sehingga diperoleh posisi akhir mikrometer sebesar , mm. Gambar .. Setup alat karakteristik multimode fiber coupler sebagai sensor ketinggian permukaan Setelah itu, proses karakterisasi multimode fiber coupler sebagai sensor ketinggian permukaan dilakukan dengan memasukkan berkas cahaya laser ke kanal masukan fiber coupler dan mencatat daya optis berkas balik akibat terpantul oleh permukaan membran yang sebagian terkopling pada kanal deteksi. Daya optis tersebut terbaca melalui tegangan keluaran detektor optis Vd dan tertera pada mikrovoltmeter. Selanjutnya, tegangan keluaran detektor optis dicatat setiap ketinggian bahan diturunkan sebesar mm. Ketinggian bahan dikurangi dengan cara membuka keran tangki secara perlahan. Setelah ketinggian bahan turun mm, keran ditutup dan tegangan keluaran detektor dicatat. Demikian langkah tersebut dilakukan sampai ketinggian bahan cm, yang mana pada ketinggian ini merupakan batas bawah yang bisa diamati. Setelah proses diatas, tangki dikosongkan sehingga tidak ada oli yang tersisa di dalam tangki, selanjutnya mengisi kembali tangki dengan bensin. Proses karakterisasi yang dilakukan sama dengan proses yang dilakukan terhadap oli. Selanjutnya, kembali mengosongkan tangki dan mengisinya dengan air yang kemudian dilakukan proses karakterisasi sebagaimana dilakukan terhadap zat cair sebelumnya. . Metode Analisis Data Karakterisasi multimode fiber coupler sebagai sensor level ketinggian Pengukuran ketinggian permukaan zat cair menggunakan multimode fiber coupler merupakan pengembangan dari aplikasi sensor pergeseran dengan modulasi intensitas terhadap tekanan hidrostatik oleh zat cair statis, dimana setiap perubahan ketinggian menyebabkan perubahan tekanan bagian dasar tangki yang berisi zat cair. Sehingga dari sini akan diperoleh bahwa perubahan ketinggian akan mengakibatkan perubahan intensitas sinar yang diterima detektor sebagai tegangan keluaran. Dari langkah yang dilakukan akan didapatkan data perubahan keluaran tegangan detektor terhadap perubahan ketinggian bensin, oli, dan air yang terbaca oleh mikrovoltmeter, hasil tersebut ditampilkan pada tabel Lampiran . Untuk mengetahui hubungan tegangan keluaran detektor terhadap perubahan ketinggian, maka dilakukan plot data tegangan keluaran detektor terhadap perubahan ketinggian. Dari grafik tersebut dicari daerah yang diperkirakan merupakan daerah linier yang kemudian diuji dengan menggunakan persamaan garis linier. Sehingga diperoleh koefisien korelasi . Jika nilai koefisien korelasi semakin mendekati , maka hubungan antara data ketinggian zat cair terhadap tegangan keluaran detektor adalah linear. Linieritas tersebut merupakan syarat utama sensor yang menunjukkan bahwa satuan yang disensing sebanding dengan satuan keluaran dari sensor tersebut, dalam hal ini adalah tegangan keluaran detektor sesuai dengan tinggi zat cair. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Pada bagian ini akan diperlihatkan hasil penelitian aplikasi multimode fiber coupler sebagai sensor ketinggian permukaan dengan menggunakan tiga jenis cairan, yaitu bensin, oli dan air. Penggunaan air dalam penelitian dimaksudkan sebagai data pembanding selain yang diperoleh dari bensin dan oli. Data hasil penelitian ini disajikan dalam bentuk plot data penelitian, analisis regresi linier serta pembahasannya. . Hasil Penelitian Hasil dari penelitian aplikasi multimode fiber coupler sebagai sensor ketinggian permukaan bensin dan oli berbasis sensor pergeseran adalah berupa data tegangan keluaran detektor sebagai fungsi ketinggian bensin, oli, dan air. Data tersebut diperlihatkan pada Lampiran . Plot grafik data tegangan keluaran detektor terhadap perubahan tinggi permukaan bensin, oli, dan air dapat dilihat pada Gambar .. Gambar .. Grafik Tegangan Keluaran Detektor terhadap Perubahan Ketinggian Permukaan Bensin, Oli, dan Air . Pembahasan Dari grafik pada Gambar . menunjukkan rentang pengukuran ketinggian yang dilakukan sebesar cm cm. Batas bawah yang terukur sebesar cm dikarenakan pada rentang pengukuran cm cm membran tidak mengalami perubahan bentuk cembung sebab tekanan pada ketinggian ini terlalu kecil sehingga tegangan keluaran detektor tidak mengalami perubahan. Sedangkan batas atas sebesar cm dikarenakan tangki yang tersedia memiliki ketinggian tersebut. Dari grafik terlihat bahwa daerah dengan ketinggian cm cm, hubungan antara tegangan keluaran detektor antara bensin, oli, dan air tidak linier. Hal tersebut tidak dapat dianalisis secara teoritis karena hubungan antara tingkat kecembungan membran dengan daya optis berkas cahaya pantulan dari membran yang terkopel ke fiber coupler belum dapat dirumuskan. Namun, jika dikaitkan dengan sensor pergeseran menggunakan fiber coupler dengan target cermin datar dalam hal ini ditunjukkan oleh persamaan . terlihat bahwa hubungan antara daya optis . . . . . . . . ......... T e g a n g a n K e l u a r a n D e t e k t o r V Tinggi m Air Oli Bensin berkas cahaya pantulan dari cermin yang terkopel ke fiber coupler tidaklah linier, akan tetapi dari hasil eksperimen masih dapat ditemukan daerah yang linier Gambar .. Dengan demikian, dapat dipahami grafik data hasil eksperimen yaitu data tegangan keluaran detektor terhadap ketinggian bensin, oli, dan air memiliki daerah yang linier. Untuk rentang ketinggian antara cm cm terdapat hubungan yang linier antara tegangan keluaran detektor terhadap ketinggian bensin, oli, dan air yang hasilnya ditampilkan pada Gambar ., Gambar ., dan Gambar .. Untuk daerah linier yang lain yaitu rentang ketinggian antara cm cm juga terdapat hubungan yang linier antara tegangan keluaran detektor dengan ketinggian bensin, oli, dan air yang hasilnya ditampilkan pada Gambar ., Gambar ., dan Gambar .. Gambar .. Grafik Tegangan Keluaran Detektor terhadap Perubahan Ketinggian Permukaan Bensin y .x . R. . . . . . . . .... T e g a n g a n k e l u a r a n d e t e k t o r V Tinggi Bensin m ..m cm Gambar .. Grafik Tegangan Keluaran Detektor terhadap Perubahan Ketinggian Permukaan Oli Gambar .. Grafik Tegangan Keluaran Detektor terhadap Perubahan Ketinggian Permukaan Air y .x . R. . . . . . . . .... T e g a n g a n k e l u a r a n d e t e k t o r V Tinggi Oli m ..m y .x . R. . . . . . . . .... T e g a n g a n k e l u a r a n d e t e k t o r V Tinggi Air m ..m cm Gambar .. Grafik Tegangan Keluaran Detektor terhadap Perubahan Ketinggian Permukaan Bensin Gambar .. Grafik Tegangan Keluaran Detektor terhadap Perubahan Ketinggian Permukaan Oli y .x . R. . . . . . . . ......... T e g a n g a n k e l u a r a n d e t e k t o r V Tinggi Bensin m ..m cm y .x . R. . . . . . . . . ......... T e g a n g a n k e l u a r a n d e t e k t o r V Tinggi Oli m ..m Gambar .. Grafik Tegangan Keluaran Detektor terhadap Perubahan Ketinggian Permukaan Air Pada plot grafik daerah linier tegangan keluaran detektor terhadap ketinggian bensin, oli, dan air diatas, untuk ketinggian antara cm cm diperoleh persamaan regresi linier untuk bensin y .x . dengan koefisien korelasinya adalah R ., untuk oli diperoleh persamaan regresi linier y .x . dengan koefisien korelasinya adalah R ., dan untuk air diperoleh persamaan regresi linier y .x . dengan koefisien korelasinya adalah R .. Sedangkan untuk ketinggian cm cm, diperoleh persamaan regresi linier untuk bensin y .x . dengan koefisien korelasinya adalah R ., untuk oli diperoleh persamaan regresi linier y .x . dengan koefisien korelasinya adalah R ., dan untuk air diperoleh persamaan regresi linier y .x . dengan koefisien korelasinya adalah R .. Dari data tersebut dapat diketahui bahwa nilai ratarata koefisien korelasi mendekati untuk tiga jenis zat cair, yang artinya hubungan antara tegangan keluaran y .x . R. . . . . . . . . ......... T e g a n g a n k e l u a r a n d e t e k t o r V Tinggi air m ..m cm detektor terhadap perubahan tinggi permukaan adalah linier. Adanya linieritas dari penelitian ini sangat penting, karena linieritas adalah persyaratan umum sebuah sensor yang menjelaskan bahwa sensor dapat menghasilkan tegangan keluaran detektor yang berubah secara kontinu sebagai tanggapan terhadap tinggi permukaan zat cair sebagai masukan yang juga berubah secara kontinu. Sehingga dapat dikatakan bahwa adanya linieritas dalam penelitian ini adalah sebagai parameter keberhasilan dari penelitian sistem sensor ketinggian permukaan zat cair ini. Semakin linier data hubungan antara tegangan keluaran detektor terhadap perubahan tinggi permukaan zat cair, maka semakin baik pula sensor tersebut. Selain itu, dari hasil regresi linier di atas didapatkan bahwa daerah dengan rentang ketinggian antara cm cm memiliki sudut kemiringan grafik slope lebih kecil dibandingkan daerah dengan rentang ketinggian antara cm cm. Dalam hal ini sudut kemiringan grafik slope dapat diartikan sebagai sensitivitas dari sensor. Sensitivitas sensor adalah kemampuan sensor untuk mendeteksi perubahan keluaran dibandingkan satuan perubahan masukan. Sensitivitas akan menunjukkan seberapa jauh kepekaan sensor terhadap kuantitas yang diukur. Semakin besar nilai sensitivitas sebuah sensor, maka semakin peka sensor tersebut terhadap masukannya, sehingga semakin baik pula kualitas sensor tersebut. Dengan demikian, daerah dengan rentang ketinggian antara cm cm dipilih karena memiliki sensitivitas yang besar serta rentang daerah cm cm merupakan daerah kerja sensor. Nilai sensitivitas sensor dapat diketahui dari gradien persamaan garis linier yang sudah diperoleh pada Gambar ., Gambar . dan Gambar .. Dari persamaan tersebut diperoleh nilai sensitivitas sensor untuk bensin sebesar . V/m, untuk oli sebesar . V/m, dan untuk air sebesar . V/m. Artinya jika detektor dan mikrovoltmeter yang digunakan mampu membaca perubahan tegangan sebesar mV, maka sensor memiliki kemampuan mendeteksi perubahan ketinggian permukaan sebesar , mm untuk bensin, untuk oli , mm, dan untuk air , mm. Dari Gambar ., Gambar . dan Gambar ., selain menunjukkan karakteristik membran yang dipengaruhi oleh ketinggian zat cair, juga menunjukkan karakteristik membran yang dipengaruhi oleh jenis zat cair yang memiliki massa jenis berbeda. Antara tiga jenis zat cair yang dipakai yakni bensin, oli dan air dengan massa jenis masing masing , kg/l, , kg/l dan kg/l, zat cair dengan massa jenis tinggi akan memiliki pola kemiringan grafik yang lebih tajam dibandingkan dengan zat cair dengan massa jenis lebih rendah. Hal ini sesuai dengan perumusan tekanan pada persamaan ., yakni tekanan selain dipengaruhi oleh ketinggian zat cair juga dipengaruhi oleh massa jenis zat cair, yang berarti bahwa semakin besar massa jenis zat cair maka tekanan pada dasar tangki juga akan semakin tinggi. Hal ini diperlihatkan juga pada grafik Gambar ., Gambar ., dan Gambar ., yang menunjukkan pada ketinggian cm cm dari ketiga jenis zat cair yang dipakai, air memiliki pola grafik dengan sudut kemiringan yang lebih tinggi, kemudian oli dan bensin. Dari pembahasan diatas juga dapat diketahui nilai resolusi dari sistem sensor ketinggian permukaan ini. Nilai resolusi sistem sensor adalah satuan ukuran terendah yang dapat dibaca oleh sensor, dalam hal ini adalah satuan tinggi permukaan terkecil yang terbaca oleh sensor. Untuk bensin, oli, dan air memiliki nilai resolusi yang sama yakni , cm. Karakterisasi pada penelitian ini dilakukan untuk mencari parameter parameter sensor sebagaimana dijelaskan sebelumnya. Nilainilai tersebut dapat dirangkum yang ditampilkan pada tabel .. Tabel .. Karakteristik Multimode Fiber Coupler sebagai Sistem Sensor Ketinggian Permukaan. Zat Cair Resolusi Rentang pengukuran Daerah Linier Sensitivitas Bensin , . Oli , . Air , . berdasar pada Tabel . dapat disimpulkan bahwa sensor ketinggian permukaan dengan memanfaatkan multimode fiber coupler sangat baik diaplikasikan sebagai sistem sensor. Selain itu, dalam perancangan sistem sensor ini juga tidak terlepas dari peran membran yang digunakan yakni membran yang terbuat dari bahan nitrile polymer. Membran ini terbukti tahan atau resistif terhadap bensin, dimana pada kebanyakan polymer biasanya tidak tahan terhadap bensin yang ketika berinteraksi dengan bensin akan mengalami kerusakan struktur pada bahan tersebut sehingga terjadi pemelaran atau paling buruk adalah bahan/material polymer tersebut akan hancur. Disamping itu, sifat elastisitas membran juga berpengaruh terhadap respon ketinggian zat cair. Membran dengan elastisitas tinggi hanya akan sangat responsif untuk tekanan yang rendah, sebaliknya membran dengan elastisitas rendah hanya akan sangat responsif terhadap tekanan yang tinggi. Hal ini tentunya diakibatkan oleh sifat yang dimiliki oleh bahan/material membran tersebut. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN . Kesimpulan Berdasarkan eksperimen, hasil, dan pembahasan yang telah dilakukan dalam penelitian Aplikasi Multimode Fiber Coupler Sebagai Sensor Ketinggian Permukaan Bensin Dan Oli Berbasis Sensor Pergeseran, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut . Dengan memanfaatkan prinsip hidrostatik dan sensor pergeseran yang menggunakan Multimode fiber coupler dan membran berbahan nitrile polymer dapat dikonstruksi sensor ketinggian permukaan bensin dan oli. Hal ini ditunjukkan dengan kemampuan sensor yang dapat mensensing perubahan ketinggian sebagai input dan merubahnya menjadi tegangan keluaran detektor sebagai output. . Sensor ketinggian permukaan dengan memanfaatkan multimode fiber coupler dan membran berbahan nitrile polymer memililki nilai resolusi sebesar , cm, jangkauan cm cm, dan daerah linier sebesar cm cm serta nilai sensitivitas sensor untuk bensin dan oli masing masing sebesar . dan . . . Saran Untuk mendapatkan hasil yang lebih baik disarankan bahwa . Membran yang digunakan harus sesuai dengan sampel, sehingga dipilih material membran yang tidak berinteraksi dengan sampel . Sebaiknya memilih membran dengan elastisitas sesuai dengan ketinggian yang diinginkan, untuk ketinggian yang besar sebaiknya dipilih membran dengan elastisitas rendah dan sebaliknya untuk ketinggian yang rendah dipilih membran dengan elastisitas tinggi, dikarenakan elastisitas membran dapat mempengaruhi respon sensor terhadap perubahan ketinggian sampel DAFTAR PUSTAKA Allard, F., , Fiber Optic Handbook, Mc Graw Hill, New York. Alonso, Marcelo, Edward J.Finn, , DasarDasar Fisika Universitas Edisi Kedua Jilid Mekanika Dan Termodinamika, hal , ErlanggaJakarta Binu, S. V.P. Mahadevan Pillai, N. Chandrasekaran, , Fiber Optic Displacement Sensor for Measurement Amplitude and Frequency of Vibration, Optic amp Laser Technology, . University of Kerala, Kariavattom, Thiruvananthapuram , Kerala, India Bongsoo, LEE, Gye Rae, SoonCheol CHUNG and Jeong Han Yi., , Journal Korean Physical Society. C. D. Singh and Karan Singh, , Optical and Quantum Electronic C. Vzquez, A.B. Gonzalo, S. Vargas, J. Montalvo, , Multisensor System Using Plastic Optical Fibers For Intrinsically Safe Level Measurements, Sensors and Actuators, A . Universidad Carlos III Madrid Avenida Universidad , Legans, Madrid ,Spain Carr, Joseph J. and John M. Brown, , Introduction to Biomedical Equipment Technology, Third Edition, Prentice Hall Inc., A Pearson Education Company, Upper Saddle River, New Jersey . D. Inaudi, B. Glisic, , Field Applications of Fiber Optic Strain and Temperature Monitoring Systems, The st International Workshop on Optoelectronic Sensorbased Monitoring in Geoengineering st OSMG, Pages , Nanjing, China. Fernando, X. , Adroit Group, Lecture Handout WDM Concept and Component, Ryerson University. Giles, Ranald V, . Mekanika Fluida amp Hidrolika. Penerbit Erlangga, Jakarta. Hossein Golnabi, , Design and Operation of A Fiber Optic Sensor For Liquid Level Detection, Optics and Lasers in Engineering, . Sharif University of Technology, Tehran, Iran Ismiatun, , Aplikasi multimode Fiber Coupler Sebagai Sistem Sensor Suhu dengan Menggunakan Probe Aluminium, Skripsi S, Universitas Airlangga, Surabaya. Karyono, Iwan Yudi, , Analisa Aliran Berkembang Penuh Dalam Pipa, Universitas Indonesia. Keiser, G, , Optical Fiber Communication, Mc Graw Hill Book Co. Krohn, D.A, , Fiber Optic Sensor, Fundamental and Application, rd , ISA, New York. KyungRak Sohn, JoonHwan Shim, , LiquidLevel Monitoring Sensor Systems Using Fiber Bragg Grating Embedded In Cantilever, Sensors and Actuators, A , Korea Maritime University, DongsanDong, YoungdoGu, Busan , South Korea. Laud, B.B, Penterjemah Susanto, , Laser dan Optik Non Linier, Penerbit Universitas Indonesia, Jakarta. Lomer, M., J. Arrue , C. Jauregui, P. Aiestaran, J. Zubia, J.M. LopezHiguera, , Lateral Polishing of Bends In Plastic Optical Fibres Applied to A Multipoint LiquidLevel measurement sensor, Sensors and Actuators, A , Spain. Nave, Carl. R, , Physics for The Health Sciences rd Edition, Saunders Company Philadelphia. Negara, Anugrah P., Ashariyanto, Rudy, , Aplikasi Gelombang Ultrasonik Untuk Mengukur Level Ketinggian Air, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya. Pekka Raatikainen , Ivan Kassamakov , Roumen Kakanakov , Mauri Luukkala, , FiberOptic LiquidLevel Sensor, Sensors and Actuators, A , Bulgarian Academy of Science, Institute of Applied Physics, Plovdiv, Bulgaria. Reza, S. A., N. A. Riza, , Agile LensingBased NonContact Liquid Level Optical Sensor For Extreme Environments, Optics Communications, , The College of Optics amp Photonics University of Central Florida, Central Florida Boulevard, Orlando, FL , USA. Rohman, M. Nurur, , Rekonstruksi Numerik Holografi Digital, Skripsi S, Universitas Airlangga, Surabaya. Samian dan Supadi, , Sensor Ketinggian Air Menggunakan Multimode Fiber Coupler, Departemen Fisika,Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga, Surabaya Samian, , Direction Coupler Sebagai Sensor Pergeseran Mikro, Prosiding Seminar Nasional Aplikasi Fotonika, Surabaya. Samian, , Performansi Multimode Fiber Coupler Dengan Parameter Coupler Berbeda Sebagai Sensor Pergeseran, Jurnal Ilmu Dasar. . Samian, Gatut Yudoyono, , Aplikasi Multimode Fiber Coupler sebagai Sensor Temperatur, Jurnal Fisika da Aplikasinya, . Samian, Yono Hadi Pramono, Ali Yunus Rohedi, Febdian Rusydi, AH Zaidan, , Theoretical and Experimental Study of FiberOptic Displacement Sensor Using Multimode Fiber Coupler. Journal of Optoelectronics and Biomedical Materials, . Sharon,D., William, D. C., , Sensor and Tranducer, http//journal.mercubuana.ac.id/data/SensorampTranduser.pdf. Diakses pada tanggal Juli . Sirohi, RS., , A Course of Experiments With He Ne Laser, Wiley Eastern Limited, New Delhi. Sklodowski, M., . Theory and Aplication of Fiber Optics Sensor to Settlement of Historical Structure, Proceeding AMAS Workshop, Jadwisun, . Suyanto, . Bahan Bakar dan Minyak Lumas, Sekolah Tinggi Perikanan, Jakarta. Warsowiwoho dan Gandhi Harahap, . Bahan Bakar, Pelumas, Pelumasan dan Servis, Pradnya Paramita, Jakarta. LAMPIRAN Data karakterisasi multimode fiber coupler sebagai sistem sensor ketinggian permukaan Tinggi m Oli Air Bensin Tegangan V Tegangan V Tegangan V .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... Tinggi m Oli Air Bensin Tegangan V Tegangan V Tegangan V .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... Tinggi m Oli Air Bensin Tegangan V Tegangan V Tegangan V .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... Tinggi m Oli Air Bensin Tegangan V Tegangan V Tegangan V .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... .... LAMPIRAN Data Spesifikasi Oli PRIMAXP Hasil Produksi PT. PERTAMINA PRIMA XP SAE W APLIKASI MULTIMODE FIBER COUPLER SEBAGAI SENSOR KETINGGIAN PERMUKAAN BENSIN DAN OLI BERBASIS SENSOR PERGESERAN SKRIPSI Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains Bidang Fisika Pada Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga Disetujui Oleh Pembimbing I Pembimbing II Samian, S.Si, M.Si NIP. Supadi, S.Si, M.Si NIP. LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI Judul Aplikasi Multimode Fiber Coupler Sebagai Sensor Ketinggian Permukaan Bensin Dan Oli Berbasis Sensor Pergeseran Hadi Suntaya Februari Penyusun NIM Tanggal Ujian Disetujui Oleh Pembimbing I Pembimbing II Samian, S.Si, M.Si NIP. Supadi, S.Si, M.Si NIP. Mengetahui Ketua Program Studi S Fisika Departemen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga Drs. Siswanto, M.Si NIP. diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi kepustakaan. Dokumen skripsi ini merupakan hak milik Universitas Airlangga . tetapi pengutipan harus seizin penyusun dan harus menyebutkan sumbernya sesuai keabiasaan ilmiah. namun tersedia di perpustakaan dalam lingkungan Universitas Airlangga.PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI Skripsi ini tidak dipublikasikan. Prinsip kerja sensor berdasarkan tekanan hidrostatik dan sensor pergeseran menggunakan fiber coupler. dan Supadi. S. cm cm untuk bensin dan oli. dan daerah linier masing masing sebesar .Si. Perubahan daya optis terbaca melalui tegangan keluaran detektor optis. S. jangkauan. untuk bensin serta . Departemen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga.Si.Hadi Suntaya. untuk oli.Si. cm cm.. Skripsi dibawah bimbingan Samian.Si. Nilai sensitivitas sensor diperoleh sebesar . Perubahan bentuk membran tersebut menyebabkan perubahan daya optis cahaya pantulan dari membran yang diterima oleh kanal sensing fiber coupler. Parameter sensor yang dihasilkan berupa resolusi. Artinya multimode fiber coupler dan membran berbahan nitrile polymer dapat diaplikasikan sebagai sensor ketinggian permukaan bensin dan oli. Aplikasi Multimode Fiber Coupler Sebagai Sensor Ketinggian Permukaan Bensin Dan Oli Berbasis Sensor Pergeseran. M. Perubahan tekanan pada membran mengakibatkan perubahan bentuk membran dari datar menjadi cembung. . cm. ABSTRAK Telah dilakukan penelitian aplikasi multimode fiber coupler dan membran berbahan nitrile polymer sebagai sensor untuk mendeteksi ketinggian permukaan bensin dan oli. sensor ketinggian permukaan bensin dan oli v . M. Mekanisme deteksi dilakukan dengan mendeteksi perubahan tekanan bensin dan oli pada membran di dasar tangki akibat perubahan ketinggian bensin dan oli. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat hubungan yang linier antara perubahan ketinggian permukaan bensin dan oli terhadap tegangan keluaran detektor.. Kata kunci Multimode fiber coupler. The mechanism of detection is done by detecting the pressure changes of gasoline and oil on the membrane which located at the base of the tank due to the changes of height of gasoline and oil. M. . ABSTRACT A research about application of multimode fiber coupler and a membrane which made from nitrile polymer as detection sensor of the height level of gasoline and oil have been done. Aplication of Multimode Fiber Coupler as a Height Level Sensor for Gasoline and Oil Based on Displacement Sensor. and the linear region respectively are . Sensor parameters that obtained is resolution. The changes of optical power are read through the optical detectors output voltage. M..Si. The value of sensitivity of sensor for gasoline is . S. This means that multimode fiber coupler and a membrane made from nitrile polymer can be applied as a height level sensor of gasoline and oil. height level sensor of gasoline and oil vi . cm cm.. The results show that there is a linear relationship between height level of gasoline and oil toward to the change of detectors output voltage. . dynamic range. The changes of pressure on the membrane cause the membranes shape change from flat to convex. Department of Physics Faculty of Science and Technology University of Airlangga.Si. Keywords Multimode fiber coupler. and for oil is .Hadi Suntaya. This thesis is under guidance of Samian. and Supadi.Si. The change of membranes shape cause the changes of optical power of reflected light from membrane that received by the sensing port of fiber coupler. The working principle of sensor based on the hydrostatic pressure and displacement sensor using fiber coupler. S.Si. cm. cm cm for gasoline and oil. Si.Si. . Keponakanku Nea tercinta yang telah memberikan senyumannya yang terindah serta tingkah laku yang lucu sehingga sangat menghibur di saat penulis dilanda kegalauan. Engkau terlalu berarti bagiku. motivasi. untuk itu secara khusus penulis menyampaikan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada . selaku dosen pembimbing I yang dengan penuh keikhlasan. doa. M. pikiran. Ibu dan abah tersayang yang selalu memberikan kasih sayang. . kesabaran. S. dan keteguhan telah mencurahkan tenaga. . kekuatan. sehingga tak cukup rasanya seisi bumi dan langit ini untuk membalasnya. Serta sholawat serta salam tercurah atas Baginda Rasulullah Muhammad SAW yang telah mengajarkan kebenaran. dan materi di setiap langkah penulis. Bapak Samian. vii . Kakak dan kakak ipar yang selalu memberikan pengarahan dalam memecahkan permasalahan yang penulis hadapi.KATA PENGANTAR Ucapan rasa syukur yang tiada terkira kami haturkan kepada Allah SWT karena atas limpahan karunia hidayah serta rahmatNya sehingga penyusunan skripsi yang berjudul quotAplikasi Multimode Fiber Coupler Sebagai Sensor Ketinggian Permukaan Bensin Dan Oli Berbasis Sensor Pergeseranquot ini dapat diselesaikan tepat pada waktunya. Dalam penulisan skripsi ini tentunya tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak. dan perjuangan kepada seluruh ummat manusia. ilmu serta meluangkan waktunya untuk membimbing penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.Si selaku dosen wali yang telah memberi saran dan dukungan pada penulis selama menempuh kuliah. Bapak Drs. ilmu dan dengan sabar membimbing penulis hingga terselesainya skripsi ini. Bapak Drs. Siswanto. M. Randis. Yuni. Bapak Drs. Irul. . . . M. Imam dan Yopy. Dita. yang telah memberi pengarahan dan kemudahan dalam penyusunan skripsi ini. .Si selaku penguji II yang membantu kelancaran selama sidang skripsi dan revisi skripsi ini.Si. Djoni Izak R.Si. S.Si selaku Ketua Departemen Fisika yang telah memberi banyak kemudahan pada penyusunan skripsi ini maupun dalam persoalan akademik. Bapak Supadi. . . Rohman. . Adam dan Mbah Riki yang rela ngebossi saat karaokean. Linggar. viii . Teman senasib sepenanggungan. saran. selaku penguji I. M. Kiki. Arek Koz yang telah menyediakan kamarnya kalau penulis sedang pulang kemalaman. M. Romi. Pujiyanto MS. Sahabat setia BACKPACKERS dan Teman NGOPI PLUS PLUS.Si. Arif Wibowo M. Zulmy. Teman KARAOKE. yang telah menemani pada saat melakukan pengambilan data skripsi. R. Chandra. selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan masukan. .Si dan Bapak Supadi S.. Irul. AYO KITA JELAJAHI amp TAKLUKKAN DUNIA. Afif. Bapak Drs. Erik. . Semoga skripsi ini membawa hikmah dan manfaat bagi semua pihak yang memerlukannya. Mas Deni.. Pak Samidi. Mas Fajar. Temanteman angkatan . yang banyak memberikan inspirasi dan bantuannya saat kuliah. sehingga penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun guna kesempurnaan skripsi ini. ruang kuliah dan kampus yang memberi kepercayaan di dalam penggunaan laboratorium.Bengkel Fisika. . terima kasih atas segala macam bentuk bantuan dan dukungan yang telah diberikan pada penulis..Optika amp Aplikasi Laser. Semoga Allah SWT selalu melimpahkan rahmat dan karuniaNya kepada kita semua. Serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. dan Pak Satpam selaku petugas Lab. Akhir kata penulis menyadari bahwa dalam penulisan ini masih banyak kekurangan. Februari Penulis HADI SUNTAYA ix . Surabaya. Halimah dan Mirza yang telah memberikan support semangat dan doanya. . Lab. Teman SPESIAL. ................................... Batasan Masalah ..... ........................................................................................................................ Tujuan Penelitian ... x .................... Sensor ........ v ABSTRACT ...................................................................................................... .................................................................................................................................................... ............................. ......................................................................... vii DAFTAR ISI ... BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................. Rumusan Masalah ............................................................................................................. ....................................................................................................................................... ............................................................................................................ ................................... Sensor Pergeseran ...................................................... vi KATA PENGANTAR ....................................................................... ....................... ...................... x DAFTAR GAMBAR .......... iii PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI ............................ iv ABSTRAK .................. i LEMBAR PERSETUJUAN ... ................................................................................... Fiber coupler .........................................................................................................DAFTAR ISI Halaman LEMBAR JUDUL ......... Serat Optik ...................................................................................................... Manfaat Penelitian ...xiii BAB I PENDAHULUAN ................................. ii LEMBAR PENGESAHAN ...................................................... Latar Belakang Masalah ........................ xii DAFTAR LAMPIRAN .......................................................... ............................................................................................................................. Laser HeNe ....................................................................................................... ...................................................... BAB III METODE PENELITIAN ... ......................................................... Pembahasan .............. Kesimpulan .................. Tekanan ........................................................ ................................................... Waktu Tempat Penelitian ................ Bensin .................................................................................................................................................... .................................... Desain Sensor .................................................................................................................................................... ............. BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN ...................... BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ...... ....................... .............. Peralatan Dan Bahan ............... Oli ..................................................... .................... Hasil Penelitian ........................................................................... ............................... Prosedur Penelitian ................................................................. Metode Analisis Data ................................ DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xi ............... ... ............. Saran .......................................................................... ... .............................. Pengambilan Data ................................................................... ............................................................................................................. .................................... . Keluaran dari alat ukur sensor panas a Definisi waktu bangkit b Definisi waktu turun Desain sensor pergeseran menggunakan multimode fiber coupler Skema berkas cahaya yang diemisi dan diterima oleh kanal sensing dengan metode bayangan . . Skema tingkat energi HeNe Penampang Serat Optik Perambatan Gelombang pada Multimode Step Indeks Perambatan Gelombang pada Multimode Graded Indeks Perambatan Gelombang pada Singlemode Step Indeks Sketsa perambatan sinar pada serat optik stepindex Fiber coupler struktur simetri x berbahan serat optik dengan metode fused . Rancangan sensor level ketinggian Setup alat percobaan Setup alat karakteristik multimode fiber coupler sebagai sensor ketinggian permukaan xii .DAFTAR GAMBAR Nomor Judul Gambar Halaman . . . . . . . Plot grafik tegangan keluaran detektor terhadap pergeseran cermin Daerah linier dari plot grafik tegangan keluaran detektor terhadap pergeseran cermin . . . . . DAFTAR LAMPIRAN Nomor Judul Lampiran Data karakterisasi multimode fiber coupler sebagai sistem sensor ketinggian permukaan Data Spesifikasi Oli PRIMAXP Hasil Produksi PT. PERTAMINA PRIMA XP SAE W xiii . maka tekanan pada bidang dasar zat cair juga akan semakin meningkat. sebaliknya semakin dekat permukaan suatu zat cair terhadap bidang dasarnya. Untuk zat cair yang diam fluida statis memiliki beberapa sifat. Zat padat tidak termasuk fluida karena zat padat tidak dapat mengalir serta zat padat dianggap sebagai bahan yang reaksi deformasinya terbatas ketika menerima atau mengalami suatu gaya geser. Semakin tinggi permukaan suatu zat cair terhadap bidang dasar tempatnya. fluida dapat digolongkan menjadi dua macam yakni fluida statis dan fluida dinamis. Latar Belakang Masalah Fluida adalah zat . Dari definisi fluida tersebut yang termasuk dalam kategori fluida adalah zat cair dan gas. Yang dimaksud dengan gaya geser adalah suatu gaya yang menyebabkan sesuatu berubah arah momennya. atau dengan kata lain yang dikategorikan sebagai fluida adalah suatu zat yang tidak mampu menahan gaya geser tanpa berubah bentuk. sedangkan fluida dinamis adalah fluida dalam keadaan bergerak.menerus berubah bentuk apabila mengalami gaya geser shearing force Iwan. salah satunya yakni tekanan. fluida memperlihatkan fenomena sebagai zat yang terus . . Berdasarkan prinsip hidrostatik.BAB I PENDAHULUAN . maka . Berdasarkan sifatnya. Fluida statis adalah fluida dalam keadaan diam. Selain itu.zat yang mampu mengalir dan menyesuaikan bentuk dengan bentuk tempat/wadahnya. tekanan pada suatu titik dalam suatu zat cair bergantung pada ketinggian zat cair tersebut. Beberapa metode untuk mengukur ketinggian zat cair telah banyak dilakukan selain berdasarkan prinsip hidrostatis. dengan prinsip gelombang ultrasonik telah berhasil dikembangkan untuk mengukur ketinggian air Negara. radiometri dan optik. Sebagai contoh. inframerah. . kemudian gelombang pantulan diterima receiver Rx dan diumpankan ke sistem upcounter. teknik optofluidic dengan electronically controlled variable fokus lens atau ECVFL juga berhasil dikembangkan Reza. Ketinggian cairan ditentukan dengan cara membandingkan ukuran spot berkas dengan panjang fokus lensa pada tabel ECVFL. Serat optik menjadi salah satu pilihan . elektromekanik. Selisih waktu tempuh penjalaran gelombang ultrasonik dari transmitter Tx sampai dengan diterima kembali oleh receiver Rx berbanding lurus dengan ketinggian air. Sehingga kita bisa mengetahui ketinggian suatu zat cair yang diam apabila kita mengetahui tekanan pada bidang dasar zat cair tersebut. Salah satunya adalah dengan menggunakan serat optik fiber optic. ultrasonik. Deteksi dilakukan dengan merekam profil spasial intensitas berkas cahaya berdaya rendah yang merupakan pantulan dari permukaan cairan sebagai fokus lensa ECVFL. Usahausaha untuk membuat sensor sebagai alat ukur dalam sebuah pengukuran telah banyak dilakukan dewasa ini. Gelombang ultrasonik dipancarkan oleh transmitter Tx dengan frekuensi KHz. gelombang mikro. diantaranya yakni dengan prinsip kapasitif. Prinsip kerja sensor ketinggian zat cair tersebut dapat bersifat kontak langsung intrusive maupun tidak langsung nonintrusive dengan zat cair. tekanan pada bidang dasar zat cair akan semakin menurun. Kemudian.dkk. .dkk. Prinsip kerja sensor serat optik dapat diklasifikasikan menjadi tiga kategori yaitu berbasis pada modulasi panjang gelombang. . Teknik ini tidak dapat mendeteksi ketinggian zat cair secara kontinu. dapat dihubungkan dengan sistem komunikasi data serta dimensinya yang kecil dan ringan memudahkan penginstalannya Krohn. Prinsip kerjanya adalah perubahan daya optis cahaya pantulan total di dalam probe akibat perubahan indeks bias medium di sekitar probe. vibrasi Binu et al. konsentrasi gas Singh and Karan. Teknik yang lebih sederhana juga berhasil dilakukan dengan mendeteksi rugi daya optis cahaya dalam serat optik yang dipoles dan dilengkungkan sebagai sensor yang kontak secara langsung dengan zat cair Lomer et al. . akurasi pengukuran yang tinggi. serta parameter fisis lainnya. . maupun elemen sensitif berbentuk kerucut Pekka et al. Sensor serat optik telah digunakan untuk mendeteksi beberapa parameter fisis diantaranya adalah deformasi bahan Sklodowski. diantaranya yang berhasil diteliti adalah sensor ketinggian zat cair menggunakan serat optik dengan probe berupa prisma Hossein. suhu Bongsoo et al. pengembangan sensor yang menjanjikan karena memiliki keunggulan diantaranya yaitu tidak kontak langsung dengan obyek pengukuran. . . tidak menggunakan sinyal listrik. .. . immun terhadap induksi listrik maupun magnet... . . Disamping itu. Penggunaan serat optik sebagai sensor level ketinggian zat cair telah banyak dilakukan. pergeseran Samian et al. dapat dimonitor dari jarak jauh. strain bahan Inaudi and Glisic. modulasi fase dan modulasi intensitas Krohn. ... tetapi hanya dapat mendeteksi pada titiktitik tertentu yang menandakan ketinggian zat cair. dkk .. dengan teknik yang sederhana telah dikembangkan juga sensor level ketinggian air berdasarkan sensor pergeseran berbasis modulasi intensitas menggunakan fiber coupler serta menggunakan prinsip hidrostatis. Vazquez et al. . Modulasi intensitas yang dipantulkan kembali ke fiber coupler dapat mendeteksi secara kontinyu ketinggian air. sistem sensor tidak kontak langsung dengan zat cair. sebagaimana dilakukan Samian. pada penelitian sebelumnya. . Teknik lain yang berhasil dikembangkan adalah menggunakan dua buah serat optik sebagai pemancar dan penerima berkas cahaya melalui sebuah lensa head sensor.. . Prinsip kerjanya adalah tekanan hidrostatis yang bergantung pada ketinggian permukaan air akan dimanfaatkan untuk menekan membran. Kelebihan yang dimiliki sensor ini adalah mampu mensensing perubahan ketinggian secara kontinyu. Akan tetapi. Pergeseran panjang gelombang Bragg terjadi karena perubahan panjang FBG akibat terdorong atau tertarik oleh pelampung yang berada pada permukaan zat cair. zat cair yang digunakan adalah air. deteksi ketinggian zat cair melalui pergeseran panjang gelombang Bragg yang dihasilkan dari Fiber Bragg Grating FBG telah berhasil dilakukan KyungRak et al. Kemudian. Pada penelitian sebelumnya. Amplitudo berkas cahaya pantulan dari permukaan zat cair yang diterima serat optik penerima melalui lensa dapat mengindikasikan ketinggian zat cair C. Pergeseran membran akibat tekanan tersebut dapat dideteksi menggunakan fiber coupler Samian dan Supadi. sehingga dari kesamaan sifat sebagai fluida serta prinsip tekanan hidrostatik yang dimiliki oleh fluida maka konsep sensor ini memungkinkan dilakukan terhadap bensin dan oli. membran yang digunakan sebagai media yang . Dari latar belakang tersebut maka dengan desain sensor yang dihasilkan dengan serat optik Multimode fiber coupler. hal ini diduga dari adanya hubungan singkat arus listrik pada instalasi pengukur ketinggian bensin dari tempat penyimpanan tersebut. Penggunaan sampel berupa bensin dan oli dalam penelitian ini. tentunya dengan terjaminnya keamanan penggunaan yang berkaitan dengan ledakan bahan tersebut khususnya bensin. Apakah Multimode fiber coupler dan membran berbahan nitrile polymer dapat digunakan sebagai sensor ketinggian permukaan bensin dan oli . sehingga dalam penelitian ini digunakan membran yang terbuat dari bahan nitrile polymer yang tidak mengalami kerusakan ketika berinteraksi dengan bensin maupun oli. maka dapat diambil rumusan masalah sebagai berikut . membran berbahan nitrile polymer serta menggunakan prinsip hidrostatis ini dapat dihasilkan sensor ketinggian pada bensin dan oli. Rumusan Masalah Dari latar belakang penelitian ini. . Pada beberapa waktu yang lalu telah terjadi ledakan dan kebakaran pada area penyimpanan bahan bakar bensin yang terdapat pada perusahaan kilang minyak sehingga banyak menimbulkan korban jiwa. mengalami tekanan hidrostatik terbuat dari bahan latex yang akan mengalami kerusakan apabila berinteraksi dengan zat cair yang mengandung gugus hidrokarbon semisal bensin dan oli. dikarenakan pentingnya manfaat yang dimiliki kedua cairan ini dalam kehidupan manusia. karena sensor ini tidak mengalami kontak langsung dengan zat cair yang digunakan serta tidak menggunakan isyarat listrik sebagai sinyal sensor. Digunakannya serat optik ini karena memiliki performasi yang paling baik diantara serat optik lain yang dimiliki Laboratorium Optik Dan Laser. . directivity dan exces loss dari Multimode Fiber coupler yang digunakan masingmasing sebesar . dan sensitivitas sensor ketinggian permukaan Multimode fiber coupler. Nilai coupling ratio. Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut . Jenis serat optik yang digunakan adalah Multimode Fiber coupler berstruktur x dari bahan serat optik plastik berdiameter mm diameter core m. . . Merancang bangun Multimode fiber coupler dan membran berbahan nitrile polymer sebagai sensor ketinggian permukaan pada bensin dan oli. nm. . rentang pengukuran. dB. Menentukan nilai resolusi. Membran yang digunakan adalah membran berbahan nitrile polymer. Uniphase dengan daya keluaran mW. dan sensitivitas sensor ketinggian permukaan menggunakan Multimode fiber coupler . dB. Karena membran jenis ini yang mampu diperoleh saat akan melakukan penelitian. . dan . Berapakah resolusi. Laser yang digunakan adalah laser HeNe Klasse DIN . . rentang pengukuran.. tebal cladding m dan panjang cm. . Batasan Masalah Batasan masalah dalam penelitian ini adalah . dengan metode ini didapatkan pengukuran yang akurat. . meskipun rancang bangun sensor ketinggian bensin dan oli yang dihasilkan masih dalam skala laboratorium. . namun prinsip sensor yang dihasilkan berpotensi untuk dikembangkan sebagai sensor ketinggian bensin dan oli dalam skala yang sesungguhnya karena dari hasil penelitian telah terbukti faktor keamanannya dari kebakaran maupun ledakan. dan teknik pengoperasian yang mudah. Manfaat Penelitian Dari hasil penelitian ini. Selain itu. beresolusi tinggi. sebab tidak menggunakan isyarat listrik sebagai sinyal. seperti energi listrik. maka persyaratan umum sensor yang perlu diperhatikan adalah sebagai berikut. dasar sensor pergeseran. a. kulit sebagai sensor peraba. misalnya tentang pengertian sensor. serta teoriteori pendukung lain yang diperlukan. telinga sebagai sensor pendengaran. Contohnya. Dalam memilih peralatan sensor yang tepat dan sesuai dengan sistem yang akan di sensor. . Sensor Sensor adalah suatu peralatan yang berfungsi untuk mendeteksi gejalagejala atau sinyalsinyal yang berasal dari perubahan suatu energi.BAB II TINJAUAN PUSTAKA Pada bab ini akan dijelaskan teori dan konsep yang mendukung percobaan. energi biologi. LDR light dependent resistance sebagai sensor cahaya. energi fisika. sebuah sensor panas dapat menghasilkan tegangan sesuai dengan panas yang dirasakannya. Contohnya Camera sebagai sensor penglihatan. kualifikasi alat alat dan bahan yang digunakan pada percobaan. energi kimia. Linearitas Ada banyak sensor yang menghasilkan sinyal keluaran yang berubah secara kontinyu sebagai tanggapan terhadap masukan yang berubah secara kontinu. biasanya dapat diketahui secara tepat bagaimana perubahan keluaran dibandingkan . dan lainnya. Dalam kasus seperti ini. energi mekanik dan sebagainya D Sharon dkk. . Sensitivitas sering juga dinyatakan dengan bilangan yang menunjukan perubahan keluaran dibandingkan unit perubahan masukan. yang berarti perubahan satu derajat pada masukan akan menghasilkan perubahan satu volt pada keluarannya. beberepa sensor panas dapat memiliki kepekaan yang dinyatakan dengan satu volt per derajat. maka sensitivitasnya juga akan sama untuk jangkauan pengukuran keseluruhan. dengan masukannya berupa sebuah grafik. a menunjukkan tanggapan linear. yang berarti memiliki kepakaan dua kali dari sensor yang pertama. b menunjukkan hubungan nonlinear. Temperatur masukan Temperatur masukan Tegangan keluaran Tegangan keluaran a. Linearitas sensor juga mempengaruhi sensitivitas dari sensor. Sensor dengan tanggapan pada gambar . memperlihatkan hubungan antara dua buah sensor panas yang berbeda. Misalnya. Hubungan linear b. sedangkan pada gambar . Garis lurus pada Gambar . Hubungan nonlinear Gambar . Apabila tanggapannya linier. Keluaran dari alat ukur sensor panas D Sharon dkk.. Sensitivitas Sensitivitas akan menunjukkan seberapa jauh kepekaan sensor terhadap kuantitas yang diukur. Gambar . b. Sensor panas lainnya dapat saja memiliki kepekaan dua volt per derajat. Tanggapan waktu dapat didefinisikan sebagai waktu yang dibutuhkan untuk output sensor untuk berubah dari keadaan sebelumnya ke nilai parameter keluaran. Sebaliknya. Carr. . . Resolusi Nilai resolusi sistem sensor adalah satuan ukuran terendah yang dapat dibaca oleh sensor. atau dengan kata lain resolusi merupakan nilai perubahan terkecil dari input sensor yang dapat mengubah output sensor Joseph J. c. . Tanggapan waktu Secara umum sensor tidak mengubah parameter keluaran segera ketika perubahan parameter masukan terjadi. Gambar . d.. a Definisi waktu bangkit b Definisi waktu turun Joseph J. Carr. itu akan berubah menjadi keluaran baru selama periode waktu tertentu yang disebut tanggapan waktu. . . b akan lebih peka pada temperatur yang tinggi dari pada temperatur yang rendah D Sharon dkk. pergeseran. photo transistor. dsb. RTD. temperatur. posisi. Maka secara umum sensor dapat dikelompokkan menjadi bagian berdasarkan fungsi dan penggunaannya. semakin komplek suatu sistem otomasi dibangun maka semakin banyak pula jenis sensor yang digunakan. Contohnya bimetal. photo multiplier. gerak lurus dan melingkar. dsb. load cell. photo multiplier. bourdon tube. photo dioda. Contohnya photo cell. Perkembangan sensor sekarang ini sangat pesat sesuai dengan kemajuan teknologi otomasi. dsb. laju aliran. Contohnya. infrared pyrometer. strain gage. yaitu a Sensor Thermal panas Sensor thermal adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi gejala perubahan panas. tekanan. seperti perpindahan. fiber optik. proximity. linear variable deferential transformer LVDT. photo transistor. . pyrometer optic. photovoltaik. photo voltaic. c Sensor Optis cahaya Sensor optik adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi perubahan cahaya dari sumber cahaya dengan memanfaatkan peristiwa pantulan atau pembiasan cahaya yang mengenai benda ataupun ruangan. termokopel. b Sensor Mekanis Sensor mekanis adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi perubahan gerak mekanis. termistor. hygrometer. photo diode. suhu pada suatu dimensi benda atau dimensi ruang tertentu. potensiometer. dkk. Desain sensor pergeseran menggunakan multimode fiber coupler Samian. . kanal sensing fiber coupler berperan sebagai penyampai berkas laser terhadap cermin sekaligus pengumpul berkas laser yang dipantulkan balik oleh cermin. Dengan mengukur tegangan keluaran berkas laser tiap pergeseran cermin akan diperoleh hubungan antara daya optik laser akibat pergeseran cermin Samian. Kanal sensing berfungsi sebagai pemancar sekaligus penerima berkas cahaya pentulan dari cermin. . dkk. Gambar . . Sensor Pergeseran Desain fiber coupler sebagai sensor pergeseran terdiri dari laser. Pergeseran cermin akan menyebabkan perbedaan banyak cahaya yang diterima kanal sensing. detektor. Berkas laser yang keluar dari kanal deteksi akan ditangkap oleh detektor optik untuk dikonversi menjadi besaran listrik berupa tegangan. Tegangan keluaran berkas laser diukur dengan menggunakan mikrovoltmeter.. . Prinsip kerja fiber coupler sebagai sensor pergeseran berbasis modulasi intensitas adalah sebagai berikut. fiber coupler dan cermin target yang diperlihatkan pada gambar .. Banyaknya cahaya yang diterima kanal sensing fiber coupler dapat dideteksi pada kanal deteksi. Gambar di atas menunjukkan skema perjalanan berkas cahaya yang diemisi dan diterima kanal sensing dengan menggunakan metode bayangan. a Pb Pt exp W z . Hubungan tersebut dapat dirumuskan dalam persamaan . Gambar . Dari gambar dapat diperoleh. Hubungan perubahan daya optik cahaya akibat pergeseran cermin dapat dianalisis dengan menggunakan pendekatan berkas Gaussian. Untuk memperoleh hubungan antara daya optik dan pergeseran cahaya. Skema berkas cahaya yang diemisi dan diterima oleh kanal sensing dengan metode bayangan Samian. dan berkas keluaran dari kanal sensing dianggap berbentuk kerucut simetri dengan sudut . . .. Wz adalah jarijari berkas dan a adalah jarijari serat optik. . dkk. ada beberapa asumsi yang digunakan. dkk. antara lain penampang serat optik pada kanal sensing dianggap rata dan sejajar dengan permukaan cermin. berikut Samian. Dengan substitusi persamaan . Sedangkan konstanta c tan sin NA a dengan NA dan a masingmasing adalah numerical aperture dan jarijari serat optik Samian. . ditampilkan oleh Gambar . Gambar . Dengan Pb. daya total cahaya dan pergeseran cermin.. Dari desain sensor pergeseran ini dapat dihasilkan data yang dapat dimuat pada sebuah pola grafik yang ditampilkan dalam Gambar . Pt dan z masingmasing menyatakan daya optik cahaya yang diterima kanal deteksi. dkk. W z z tan a .. maka diperoleh Pb Pt exp cz . Plot grafik tegangan keluaran detektor terhadap pergeseran cermin Samian. ke persamaan . . . dkk. dan daerah liniernya dari Gambar . dan cermin kedua yang disebut dengan cermin keluaran adalah cermin penerus sebagian partially transmitting Rohman. Gambar . dkk. Komponen utama laser HeNe adalah zat aktif. yaitu berkasnya kecil dan sangat terarah. . cermincermin resonator. . Berkas laser HeNe mempunyai keistimewaan dibanding dengan sumber cahaya konvensional. Bahan aktif yang dipergunakan adalah campuran gas Helium He dan Neon Ne dengan perbandingan . Laser HeNe Laser HeNe diciptakan pertama kali pada tahun oleh Ali Javan. Daerah linier dari plot grafik tegangan keluaran detektor terhadap pergeseran cermin Samian. Masalah utama dalam laser gas adalah bagaimana atom dapat dirangsang secara terpilih ke tingkat tertentu dalam jumlah yang cukup untuk mencapai . dan pemompa energi. monokromatik. Cermin pertama memiliki koefisien reflektivitas sampai . Zat aktif ini ditempatkan pada sebuah tabung dengan tekanan torr. koheren. Resonator terdiri dari dua buah cermin. dan kecerahannya tinggi.. . maka akan terjadi pertukaran energi sehingga atom Ne akan naik ke tingkat s atau s dan atom He akan kembali ke keadaan dasar. Atom He ternyata lebih siap terangsang oleh kejutan elektron daripada atomatom Ne. Mekanisme pembalikan populasi pada zat aktif dapat diamati pada Gambar . .. Pemompaan elektrik ke dalam zat aktif akan menghasilkan populasi elektron tereksitasi yang cukup memadai. Interaksi antara elektronelektron yang dihasilkan oleh lucutan antara anoda dan katoda akan menghasilkan atomatom He yang elektronelektronnya tereksitasi. Jika suatu atom He dalam keadaan metastabil membentur atom Ne dalam keadaan dasar.. Hal ini memungkinkan mekanisme populasi terpilih yang secara terusmenerus memberikan atomatom Ne ke tingkattingkat s dan s yang akan menaikkan populasinya. Gambar . Menurut Sirohi . Skema tingkat energi HeNe Laud. . pembalikan populasi. Aras yang dihuni oleh elektronelektron ini adalah s dan s yang metastabil. aras s dan s dari atomatom Ne yang memiliki umur sekitar detik merupakan kondisi yang amat sesuai untuk terjadinya aksi laser Rohman. Serat optik terdiri dari bagian teras core yang dikelilingi oleh bagian yang disebut selubung cladding. Gambar . m . yaitu Multimode Step Indeks Pada jenis Multimode step indeks ini. dan . Bagian core memiliki fungsi untuk menentukan cahaya yang merambat dari satu ujung ke ujung yang lain. dengan transisitransisi energi yang mungkin seperti telah dijelaskan di atas.. m . . Skema bagian penyusun serat optik Keiser. Bagian teras core merupakan jalur utama pemandu gelombang cahaya yang mempunyai indeks bias terbesar n. Sedangkan bagian cladding berfungsi sebagai cermin untuk memantulkan cahaya agar dapat merambat ke ujung lainnya. m. Dampak dari besarnya diameter core menyebabkan . Ada beberapa jenis serat optik. Serat optik Serat optik adalah pandu gelombang dielektrik atau media transmisi gelombang cahaya yang terbuat dari bahan silica atau plastik berbentuk silinder. . Sedangkan bagian cladding mempunyai indeks bias n yang nilainya sedikit lebih rendah dibandingkan n Keiser. aksi laser dari campuran atomatom He dan Ne dapat menghasilkan keluaran laser dengan panjang gelombang . Bagian terluar dari serat optik disebut jaket coating yang berfungsi sebagai pelindung. diameter core lebih besar dari diameter cladding. core terdiri dari sejumlah lapisan gelas yang memiliki indeks bias yang berbeda. Berikut adalah gambar dari perambatan gelombang dalam serat optik Multimode Step Indeks Gambar . tidak terlalu berpengaruh dalam menekan rugirugi dispersi pada waktu transmisi. . rugirugi dispersi pada waktu transmisi. Penambahan prosentase bahan silika pada waktu pembuatan. indeks bias tertinggi terdapat pada pusat core dan berangsurangsur turun sampai ke batas corecladding. Berikut adalah gambar perambatan gelombang dalam Multimode Graded Indeks . Akibatnya dispersi waktu berbagai mode cahaya yang merambat berkurang sehingga cahaya akan tiba pada waktu yang bersamaaan. Multimode Graded Indeks Pada jenis serat optik multimode graded indeks ini. Perambatan Gelombang pada Multimode Step Indeks Ismiatun.. . . Seperti ditunjukkan gambar berikut Gambar . digunakan teori . Perambatan Gelombang pada Singlemode Step Indeks Ismiatun. baik core maupun claddingnya dibuat dari bahan silica glass dengan ukuran core yang jauh lebih kecil dari cladding sehingga transmisi data hanya menggunakan satu lintasan cahaya. Mekanisme pemanduan gelombang cahaya dalam serat optik berdasar pada prinsip pemantulan dalam total pada bidang batas core dan cladding sesuai Hukum Snellius. Perambatan Gelombang pada Multimode Graded Indeks Ismiatun. Singlemode Step Indeks Pada jenis Singlemode Step Indeks. Gambar . Metode semacam ini dapat menghindarkan ketidak akuratan yang dapat terjadi dalam penyaluran data... Untuk memudahkan pemahaman mekanisme pemanduan gelombang cahaya dalam serat optik stepindeks. Gambar . jika sudut diperbesar secara gradual maka pada sudut tertentu.. berikut.. Pada bidang batas antara core dan cladding dalam Gambar . Sketsa perambatan sinar pada serat optik stepindex Keiser. Pada saat mencapai kondisi ini dinamakan sudut kritis . sinar akan dirambatkan pada bidang batas kedua medium yaitu bidang batas core dan cladding sinar tidak dibiaskan pada cladding. sinar dalam mendeskripsikan perambatan muka gelombang cahaya seperti yang diperlihatkan pada Gambar . Penerapan hukum Snellius dilakukan pada proses pemantulan dan pembiasan sinar pada bidang batas antara dua medium yang berbeda. Sinar yang datang dari medium rapat n ke medium kurang rapat n akan dibiaskan menjauhi garis normal. . . dengan n dan n menunjukkan indeks bias core dan indeks bias cladding. maka dengan menggabungkan persamaan . Untuk mengetahui sudut sinar masukan pada bagian core serat optik agar sinar dapat terpandu. tidak ada sinar yang dibiaskan ke dalam cladding. adalah indeks bias udara yang nilainya . . Agar sinar dapat terpandu. sehingga nilai NA serat optik dapat ditulis sebagai berikut .. . maka sudut demikian persamaan Snellius menjadi dengan sin dengan C . diterapkan hukum Snellius pada bidang batas antara core dan udara. sehingga seluruh sinar akan terpandu dalam core serat optik. Persamaan . menunjukkan hubungan antara sudut masukan sinar dengan indeks bias ketiga medium yang berinteraksi. dapat dituliskan kembali menjadi persamaan berikut. Hubungan tersebut dinyatakan sebagai tingkap numeris atau NA numerical aperture. dan . Untuk nilai sudut dalam Gambar . dkk. didefinisikan beda indeks bias antara core dan selubung menurut persamaan . perbedaan nilai n dan n sangat kecil sehingga itu . Proses perpindahan daya gelombang optik antar pandu gelombang dapat dijelaskan menggunakan teori moda tergandeng couple mode theory. . Nilai NA untuk serat . Untuk serat optik stepindex optik stepindex berkisar antara multimode dari bahan plastik berdiameter core besar. . untuk serat optik singlemode Keiser. Fiber Coupler Fiber coupler adalah divais optik yang berfungsi sebagai pembagi daya optik power divider. Fiber coupler dapat dibuat dari serat optik multimode dengan cara menggabungkan fused kedua buah serat optik tersebut dengan panjang lintasan kopling dan lebar gap tertentu Samian. . . oleh sebab n Nilai berkisar sampai sampai untuk serat optik multimode dan . . nilai NA antara Krohn. Jika interferensinya saling menguatkan akan terbentuk gelombang optik simetri dengan tetapan perambatan b. . Overlaping antar gelombang evanescent yang saling berinterferensi mengakibatkan terjadinya proses perpindahan daya antar pandu gelombang optik. sehingga transfer daya optik antara serat optik cukup tinggi Allard. dan ketika interferensinya saling melemahkan maka akan terbentuk gelombang optik asimetri dengan tetapan perambatannya a. Berdasarkan teori moda tergandeng couple mode theory. maka sebagian berkasnya terevanescant ke pandu gelombang kedua. Skema fiber coupler struktur simetri x dari bahan serat optik dengan metode fused diperlihatkan pada gambar . berikut. Berkas pada pandu gelombang tersebut terpandu dan sebagian berkasnya akan terevanescant ke pandu gelombang pertama lagi. . kopling antar keduanya akan menyebabkan amplitudo gelombang optik yang merambat pada masingmasing pandu gelombang berubah sepanjang jarak rambatnya. Fiber coupler yang tersusun dari dua buah serat optik mempunyai empat buah port dan disebut fiber coupler struktur simetri . Serat optik multimode dipilih sebagai bahan utama fiber coupler karena memiliki gejala evanescent. Jika ke dalam pandu gelombang pertama ditransmisikan gelombang optik. yaitu penetrasi gelombang pada daerah selubung cukup besar untuk modamoda orde tinggi. bila lebar gab antara dua pandu gelombang sangat kecil akan mengakibatkan gelombang evanescent dari kedua buah pandu gelombang disepanjang daerah gab saling memberikan gangguan perturbation. Fiber coupler struktur simetri x berbahan serat optik dengan metode fused Fernando. diatas. Akibat struktur penggabungan serat optik. Berkas cahaya yang tidak terkopel akan keluar menuju port A. Proses kopling berkas cahaya diantara kedua serat optik menyebabkan rugi losses akibat struktur fiber coupler. Rasio daya optik berkas cahaya pantulan yang menuju port B I terbadap daya optik masukan disebut Crosstalk. Parameterparameter fiber coupler sebagai divais optik yang perlu diketahui adalah couplingatio CR. Berdasarkan gambar .insertion loss Lins . dengan mengambil analogi teori moda terkopel untuk pandu gelombang planar singlemode. . Gambar . . maka sebagian berkas cahaya akan terkopel menuju port keluaran B dengan rasio kopling ratio coupling tertentu saat melewati daerah interaksi kopling sepanjang Lc. Rugi tersebut adalah rugi keluaran atau excess loss yaitu fraksi daya optik keluaran terhadap daya optik masukan dan rugi sisipan atau insertion loss yaitu fraksi daya optik pada port keluaran B terhadap daya optik masukan Samian. sebagian kecil berkas cahaya dipantulkan menuju port Al dan Bl. jika port Al bertindak sebagai port masukan.. excess loss Le dan . Rasio kopling ditentukan oleh panjang daerah interaksi kopling dan lebar gap antar core serat optik g yang digabungkan.dkk. tekanan dipancarkan dengan kekuatan sama ke semua arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang. disebut coupler dB Fernando. maka nilai CR . . Dalam bidang datar .. Tekanan harus dinyatakan sebagai satuan gaya dibagi dengan satuan luas. Untuk kasus fluida. Perumusan tekanan dapat dinyatakan untuk menghargai seorang ilmuwan Perancis bernama Blaise Pascal . Dalam satuan SI. tekanan diukur dalam newton per meter kuadrat atau . . dengan . Dengan mengacu pada gambar . crosstalk Ct. . parameterparameter tersebut dituliskan dalam persamaanpersamaan sebagai berikut. . satuan tekanan ini dinamakan pascal Pa Alonso and Finn. . Dalam satuan CGS satuannya adalah . . Tekanan p Secara umum tekanan didefinisikan sebagai gaya ratarata F per satuan luas A Alonso and Finn. . jika P P. . bukan suatu tekanan mutlak/absolut dari dasar wadah karena tidak diperhitungkan adanya tekanan udara yang mempengaruhi cairan tersebut.. dimana tekanan cairan adalah tekanan relatif terhadap tekanan udara yang biasanya disebut sebagai tekanan gauge . Tekanan mutlak adalah penjumlahan tekanan udara/atmosfir dengan tekanan cairan yang memiliki persamaan sebagai berikut. karena gaya berat sebanding dengan kedalaman Carl R Nave. . Jika cairan tersebut berada dalam bentuk ruang volume maka berat cairan tersebut diperoleh . Hal ini disebabkan oleh cairan tersebut akan menggunakan gaya dari dasar wadah yang diberikan pada cairan tepat diatas permukaan wadah cairan tersebut. tetapi tidak akan termampatkan. Hal itu tentu sebanding pula dengan massa jenis cairan. h adalah kedalaman cairan. Sebuah cairan akan berubah bentuk sesuai dengan wadahnya. . dimana adalah massa jenis. Tekanan dalam cairan sebenarnya memiliki berat yang sebanding dengan kedalamannya. Persamaan . Karena kontinuitas alami cairan sebanding dengan gaya per satuan luasnya tekanan. diperoleh tekanan cairan dari dasar wadah adalah . yang sama kekuatan tekan dalam suatu fluida akan sama Ranald V.Giles. Tekanan yang disebabkan oleh zat cair diam sebanding dengan kedalaman cairan dan massa jenisnya. dan . Dari persamaan . g adalah percepatan gravitasi. dan A luas area dasar wadah cairan. Sehingga perubahan bentuk membran akibat tekanan hidrostatis di dasar tangki dapat dimanfaatkan untuk sensor ketinggian zat cair. . zat yang memiliki titik didih rendah akan . maka dapat ditentukan level ketinggian zat cair. Bensin Bensin. . Destilasi merupakan suatu proses pemisahan dua atau lebih komponen zat cair berdasarkan pada titik didih. kerapatan zat cair. agak kekuningkuningan. . atau Petrol biasa disebut gasoline di Amerika Serikat dan Kanada adalah cairan bening. . masingmasing adalah tekanan atmosfir. Secara sederhana destilasi dilakukan dengan memanaskan/menguapkan zat cair lalu uap tersebut didinginkan kembali agar menjadi cairan dengan bantuan kondensor. Suatu membran elastis yang diletakkan pada sisi samping dekat dasar tangki akan dapat mengalami tekanan hidrostatis. dan h. dimana minyak mentah dipisahkan ke dalam kelompokkelompok fraksi dengan titik didih tertentu. Dalam destilasi. Dari pemaparan di atas. Bensin berasal dari minyak mentah crude oil yang diproses melalui destilasi bertingkat. Dalam proses destilasi. dan tinggi zat cair. percepatan gravitasi. suatu metode pemisahan bahan kimia berdasarkan perbedaan kecepatan atau kemudahan menguap volatilitas bahan. bila dapat dibuat suatu sensor yang dapat mengukur tekanan hidrostatis pada dasar suatu tangki. campuran zat dididihkan sehingga menguap dan uap ini kemudian didinginkan kembali kedalam bentuk cairan. dengan . Oli Pelumas Pelumas konvensional. Karena tersusun atas gugus hidrokarbon ini. hasil penyulingan minyak bumi. umumnya terdiri atas minyak dasar crude oil. Penggabungan unsurunsur itu membentuk oli yang mampu melumasi mesin Warsowiwoho . Pada umumnya. Di Indonesia. ditambah campuran bahan kimia aditif guna meningkatkan kinerjanya. .. antioksidasi dan Index Viscosity Improver campuran peningkat kekentalan.dll. Bilangan oktan adalah angka yang menunjukkan seberapa besar tekanan yang bisa diberikan sebelum bahan bakar terbakar secara spontan. Bensin tersusun atas gugus hidrokarbon yang bergantung dari jenis bensin. Semakin tinggi bilangan oktan yang dimiliki suatu bahan bakar maka semakin baik kualitasnya. Untuk mendapatkan senyawa bensin ini diperlukan temperatur sekitar oC dalam proses destilasi Suyanto. .dkk. bensin diperdagangkan dalam dua kelompok besar campuran standar premium. . . naphthene CnHn dan aromatic CnHn dengan perbandingan yang bervariasi Suyanto. misal untuk cat. Berikut merupakan jenis oli berdasarkan penyusunnya . tinta. dan bensin super pertamax dan pertamax plus. bensin merupakan suatu campuran blend dari hasil pengilangan yang mengandung paraffin CnHn. menguap lebih dulu. Sebagai bahan bakar. bensin memiliki bilangan oktan yang tergolong baik yakni sekitar bergantung dari jenis campuran yang ditambahkan di dalam bensin. bensin dapat digunakan sebagai pelarut. Bahan kimia yang dipakai sebagai campuran biasanya detergen pembersih. oli sintetis didesain untuk menghasilkan kinerja yang lebih efektif dibandingkan dengan oli mineral.zat aditif untuk meningkatkan kemampuan dan fungsinya. bahan kimia yang banyak diaplikasi sebagai pengganti antara lain ester asam berbasa dua. dan fluor. silikon. ester organo fosfat. berfungsi mencegah . glicolpolialkilena. estersilikat. Bergantung jenis penggunaan mesin itu sendiri yang membutuhkan oli yang tepat untuk menambah atau mengawetkan usia pakai life time mesin. Oli Sintetis Pada dasarnya. Semua jenis oli pada dasarnya sama yakni sebagai bahan pelumas agar mesin berjalan mulus dan bebas gangguan serta berfungsi sebagai pendingin. Minyak pelumas mesin atau yang lebih dikenal oli mesin memang banyak ragam dan macamnya. Jumlahnya menentukan jenis oli sintetisnya. Oli Mineral Oli mineral terbuat dari oli dasar base oil yang diambil dari minyak bumi crude oil yang telah diolah dan disempurnakan serta ditambah dengan zat . Oli mengandung lapisanlapisan halus. Pelumas sintetis. yaitu minyak dasar bahan kimia yang bukan dihasilkan dari penyulingan minyak bumi. Sedangkan oli semi sintetis dibuat dengan menggunakan minyak dasar bahan kimia yang dicampur dengan minyak mineral. sebagian besar atau seluruhnya terdiri atas bahanbahan aditif. klorida. Mengingat proses pengolahannya tidak lagi mengandalkan minyak dasar. Oli sintetis penuh full synthetic oil mengandung bahan aditif. secara normal beroperasi pada kecepatan rendah tetapi memiliki temperatur yang lebih tinggi dibandingkan dengan mesin bensin. Untuk beberapa keperluan tertentu. terjadinya benturan antar logam dengan logam komponen mesin seminimal mungkin. . oli dituntut memiliki sejumlah fungsifungsi tambahan. mencegah goresan atau keausan mesin. aplikasi khusus pada fungsi tertentu. Mesin diesel misalnya. karena laser yang digunakan memiliki daya keluaran yang lebih besar dibandingkan laser HeNe biasa yang hanya memiliki tegangan keluaran sebesar mW. prosedur penelitian dan pengambilan data. . Laser HeNe. Waktu dan Tempat Penelitian Kegiatan penelitian dilakukan selama sekitar enam bulan. Sumber cahaya yang digunakan adalah laser HeNe dengan panjang gelombang . peralatan dan bahan yang digunakan dalam penelitian. Peralatan dan Bahan Peralatan yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah .BAB III METODE PENELITIAN Pada bab ini akan dijelaskan tentang metode penelitian aplikasi multimode fiber coupler sebagai sensor ketinggian permukaan bensin dan oli berbasis sensor pergeseran yang meliputi waktu dan tempat dilaksanakannya penelitian. serta analisis data yang diperoleh dari penelitian. . . nm dan daya keluaran mW.. dimulai bulan September sampai dengan bulan Januari dan dilaksanakan di Laboratorium Optik Departemen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga. . desain sensor. Atenuator Atenuator ini berfungsi sebagai pereduksi intensitas dari laser HeNe. Multimode Fiber coupler yang digunakan berstruktur x dari bahan serat optik plastik berdiameter mm diameter core m. Harada Indonesia yang memiliki ketebalan sebesar m. Multimode Fiber Coupler. . mm serta tangki ini juga memiiki keran yang memudahkan saat proses pengurangan volume zat cair di dalam tangki. cm dan tinggi cm yang dilengkapi dengan skala skala terkecil mm. mm dan panjang . . . dB. directivity dan exces loss dari Multimode Fiber coupler yang digunakan masingmasing sebesar . Membran berbahan Nitrile polymer Membran ini berfungsi sebagai media yang mengalami tekanan hidrostatik zat cair di dasar tangki. Membran yang dipakai merupakan sarung tangan / gloves yang terbuat dari nitrile polymer yang diproduksi oleh PT. Selain itu.. Tangki Tangki ini dari bahan gelas berdiameter . Mikrometer posisi Uniphase Mikrometer posisi ini berfungsi untuk menggeser kanal sensing serat optik Multimode Fiber coupler. dan . . tebal cladding m dan panjang cm. Nilai coupling ratio. dB. . tangki ini juga dilengkapi dengan pipa sebagai tempat untuk mengikatkan membran yang memiliki diameter . Bahan yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah . Detektor OPT merupakan foto detektor yang beroperasi baik pada daya optik yang rendah dan mempunyai kepekaan yang tinggi pada daerah dekat panjang gelombang cahaya merah. Detektor ini berfungsi untuk mendeteksi perubahan daya optik cahaya pada port deteksi akibat pergeseran cermin yang disebabkan oleh muai panjang logam aluminium. Aluminium Foil Aluminium Foil ini direkatkan pada permukaan membran yang berfungsi sebagai reflektor/pemantul kembali sinar yang dipancarkan melalui Multimode Fiber Coupler . . . liter liter. holder. Detektor OPT Burr Brown. kg/l. Secara umum bensin ini memiliki massa jenis . . Perangkat pendukung Perangkat pendukung yang dibutuhkan berupa bangku optik. Mikrovoltmeter tipe LH Mikrovoltmeter berfungsi untuk membaca tegangan keluaran detektor optis OPT saat terkena cahaya dari sumber cahaya. serta kabelkabel pendukung. . Bahan bakar Bensin / Premium Bahan bakar bensin yang digunakan adalah bensin yang diproduksi oleh Pertamina sebanyak . . Prosedur Penelitian . Bahan Oli pelumas PRIMAXP Bahan pelumas Oli yang digunakan adalah oli PRIMAXP untuk kendaraan bermotor yang diproduksi PT. Pada gambar tersebut. Berkas balik tersebut kemudian sebagian akan terkopel menuju ke kanal deteksi Pd dan terbaca oleh detektor optis. Desain Sensor Rancangan multimode fiber coupler sebagai sensor ketinggian zat cair berdasarkan prinsip hidrostatis serta sensor pergeseran yang berbasis modulasi intensitas diperlihatkan pada gambar berikut Gambar . liter liter. berkas cahaya masukan dari laser Pin sebagian dipancarkan melalui kanal sensing Pe menuju membran yang dilapisi bahan reflektor pada bagian tengahnya. . Besarnya daya optis . Rancangan sensor level ketinggian Samian dan Supadi. Oli PRIMAXP ini memiiki massa jenis . Berkas cahaya pantulan dari membran sebagian akan masuk kembali ke kanal sensing sebagai berkas balik Pb.. Pertamina sebanyak . kg/l. . tekanan zat cair pada bagian bawah tangki akan mendorong membran menjadi lebih cembung. Disisi lain. Seperti diketahui bahwa tekanan zat cair bagian bawah tangki dipengaruhi oleh ketinggian zat cair. Setup alat percobaan . Dengan demikian ketinggian zat cair dapat dideteksi melalui perubahan daya optis yang terbaca pada detektor optis. . Pengambilan Data Karakterisasi multimode fiber coupler sebagai sensor level ketinggian Sebelum melakukan pengambilan data. terlebih dahulu dilakukan setup alat seperti gambar berikut Gambar . maka dapat diasumsikan bahwa tekanan zat cair pada seluruh bagian membran homogen. sehingga terjadi pergeseran permukaan pantul membran terhadap kanal sensing z. posisi permukaan membran tersebut akan menyebabkan perubahan daya optis berkas balik.. dalam hal ini jika diameter pipa tempat membran berada jauh lebih kecil dari ketinggian zat cair. berkas balik bergantung pada posisi membran terhadap kanal sensing. Kemudian.. Selanjutnya, mendekatkan mikrometer posisi berhimpit dengan membran, sehingga diperoleh posisi awal mikrometer adalah , mm. Kemudian, menggeser mundur mikrometer posisi hingga beberapa milimeter lalu mengisi tangki dengan zat cair yang digunakan sampai dengan ketinggian cm, yang pertama dimasukkan adalah oli. Setelah itu, menggeser kembali mikrometer posisi sampai berhimpit dengan membran, sehingga diperoleh posisi mikrometer setelah membran bergeser akibat tekanan oli yakni , mm. Langkah berikutnya adalah menggeser mundur mikrometer sejauh sejauh , mm, sehingga diperoleh posisi akhir mikrometer sebesar , mm. Gambar .. Setup alat karakteristik multimode fiber coupler sebagai sensor ketinggian permukaan Setelah itu, proses karakterisasi multimode fiber coupler sebagai sensor ketinggian permukaan dilakukan dengan memasukkan berkas cahaya laser ke kanal masukan fiber coupler dan mencatat daya optis berkas balik akibat terpantul oleh permukaan membran yang sebagian terkopling pada kanal deteksi. Daya optis tersebut terbaca melalui tegangan keluaran detektor optis Vd dan tertera pada mikrovoltmeter. Selanjutnya, tegangan keluaran detektor optis dicatat setiap ketinggian bahan diturunkan sebesar mm. Ketinggian bahan dikurangi dengan cara membuka keran tangki secara perlahan. Setelah ketinggian bahan turun mm, keran ditutup dan tegangan keluaran detektor dicatat. Demikian langkah tersebut dilakukan sampai ketinggian bahan cm, yang mana pada ketinggian ini merupakan batas bawah yang bisa diamati. Setelah proses diatas, tangki dikosongkan sehingga tidak ada oli yang tersisa di dalam tangki, selanjutnya mengisi kembali tangki dengan bensin. Proses karakterisasi yang dilakukan sama dengan proses yang dilakukan terhadap oli. Selanjutnya, kembali mengosongkan tangki dan mengisinya dengan air yang kemudian dilakukan proses karakterisasi sebagaimana dilakukan terhadap zat cair sebelumnya. . Metode Analisis Data Karakterisasi multimode fiber coupler sebagai sensor level ketinggian Pengukuran ketinggian permukaan zat cair menggunakan multimode fiber coupler merupakan pengembangan dari aplikasi sensor pergeseran dengan modulasi intensitas terhadap tekanan hidrostatik oleh zat cair statis, dimana setiap perubahan ketinggian menyebabkan perubahan tekanan bagian dasar tangki yang berisi zat cair. Sehingga dari sini akan diperoleh bahwa perubahan ketinggian akan mengakibatkan perubahan intensitas sinar yang diterima detektor sebagai tegangan keluaran. Dari langkah yang dilakukan akan didapatkan data perubahan keluaran tegangan detektor terhadap perubahan ketinggian bensin, oli, dan air yang terbaca oleh mikrovoltmeter, hasil tersebut ditampilkan pada tabel Lampiran . Untuk mengetahui hubungan tegangan keluaran detektor terhadap perubahan ketinggian, maka dilakukan plot data tegangan keluaran detektor terhadap perubahan ketinggian. Dari grafik tersebut dicari daerah yang diperkirakan merupakan daerah linier yang kemudian diuji dengan menggunakan persamaan garis linier. Sehingga diperoleh koefisien korelasi . Jika nilai koefisien korelasi semakin mendekati , maka hubungan antara data ketinggian zat cair terhadap tegangan keluaran detektor adalah linear. Linieritas tersebut merupakan syarat utama sensor yang menunjukkan bahwa satuan yang disensing sebanding dengan satuan keluaran dari sensor tersebut, dalam hal ini adalah tegangan keluaran detektor sesuai dengan tinggi zat cair. Data tersebut diperlihatkan pada Lampiran . Penggunaan air dalam penelitian dimaksudkan sebagai data pembanding selain yang diperoleh dari bensin dan oli. Data hasil penelitian ini disajikan dalam bentuk plot data penelitian. oli dan air. oli.BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Pada bagian ini akan diperlihatkan hasil penelitian aplikasi multimode fiber coupler sebagai sensor ketinggian permukaan dengan menggunakan tiga jenis cairan.. dan air dapat dilihat pada Gambar . dan air. Hasil Penelitian Hasil dari penelitian aplikasi multimode fiber coupler sebagai sensor ketinggian permukaan bensin dan oli berbasis sensor pergeseran adalah berupa data tegangan keluaran detektor sebagai fungsi ketinggian bensin. oli. Plot grafik data tegangan keluaran detektor terhadap perubahan tinggi permukaan bensin. analisis regresi linier serta pembahasannya. yaitu bensin. . . . Tinggi m . Pembahasan Dari grafik pada Gambar . Batas bawah yang terukur sebesar cm dikarenakan pada rentang pengukuran cm cm membran tidak mengalami perubahan bentuk cembung sebab tekanan pada ketinggian ini terlalu kecil sehingga tegangan keluaran detektor tidak mengalami perubahan. hubungan antara tegangan keluaran detektor antara bensin. terlihat bahwa hubungan antara daya optis . Dari grafik terlihat bahwa daerah dengan ketinggian cm cm. . . Oli. Tegangan Keluaran Detektor V . . Namun. . . . dan Air . Hal tersebut tidak dapat dianalisis secara teoritis karena hubungan antara tingkat kecembungan membran dengan daya optis berkas cahaya pantulan dari membran yang terkopel ke fiber coupler belum dapat dirumuskan. dan air tidak linier. . Air Oli Bensin Gambar . .. Grafik Tegangan Keluaran Detektor terhadap Perubahan Ketinggian Permukaan Bensin. . oli. menunjukkan rentang pengukuran ketinggian yang dilakukan sebesar cm cm. jika dikaitkan dengan sensor pergeseran menggunakan fiber coupler dengan target cermin datar dalam hal ini ditunjukkan oleh persamaan . . . . . . Sedangkan batas atas sebesar cm dikarenakan tangki yang tersedia memiliki ketinggian tersebut. dan Gambar . .. Untuk rentang ketinggian antara cm cm terdapat hubungan yang linier antara tegangan keluaran detektor terhadap ketinggian bensin. R . dan air yang hasilnya ditampilkan pada Gambar . dan air memiliki daerah yang linier. Gambar . berkas cahaya pantulan dari cermin yang terkopel ke fiber coupler tidaklah linier. . oli. Untuk daerah linier yang lain yaitu rentang ketinggian antara cm cm juga terdapat hubungan yang linier antara tegangan keluaran detektor dengan ketinggian bensin.. . Dengan demikian. Gambar . dapat dipahami grafik data hasil eksperimen yaitu data tegangan keluaran detektor terhadap ketinggian bensin. m cm . dan air yang hasilnya ditampilkan pada Gambar . Tegangan keluaran detektor V . . dan Gambar . . .x . . ... .. Gambar .. Tinggi Bensin m y . .... oli. oli. akan tetapi dari hasil eksperimen masih dapat ditemukan daerah yang linier Gambar . Grafik Tegangan Keluaran Detektor terhadap Perubahan Ketinggian Permukaan Bensin . . . . m Gambar . R . R . . y . . . . m cm .x . . . . . . . . y . Tinggi Air m . . . Tegangan keluaran detektor V . Tinggi Oli m . . Gambar . . .. Tegangan keluaran detektor V . Grafik Tegangan Keluaran Detektor terhadap Perubahan Ketinggian Permukaan Air .x .... Grafik Tegangan Keluaran Detektor terhadap Perubahan Ketinggian Permukaan Oli . . . . Tegangan keluaran detektor V . . . . .. . . . R .. . y . .. .x . . Grafik Tegangan Keluaran Detektor terhadap Perubahan Ketinggian Permukaan Bensin . . . . . . Tinggi Bensin m Gambar . . Grafik Tegangan Keluaran Detektor terhadap Perubahan Ketinggian Permukaan Oli . . . . . . . y . . R . . m Gambar .. . . . Tinggi Oli m . . m cm .x . . . Tegangan keluaran detektor V . . untuk ketinggian antara cm cm diperoleh persamaan regresi linier untuk bensin y . Gambar . .. Grafik Tegangan Keluaran Detektor terhadap Perubahan Ketinggian Permukaan Air Pada plot grafik daerah linier tegangan keluaran detektor terhadap ketinggian bensin... yang artinya hubungan antara tegangan keluaran .. Tegangan keluaran detektor V .x . . Tinggi air m .. dengan koefisien korelasinya adalah R .x . Sedangkan untuk ketinggian cm cm. .x . . . y . dengan koefisien korelasinya adalah R .x . diperoleh persamaan regresi linier untuk bensin y .x . . R . dan untuk air diperoleh persamaan regresi linier y . untuk oli diperoleh persamaan regresi linier y .. dan air diatas. . dengan koefisien korelasinya adalah R .x . . . . . untuk oli diperoleh persamaan regresi linier y . Dari data tersebut dapat diketahui bahwa nilai ratarata koefisien korelasi mendekati untuk tiga jenis zat cair. . m cm . . dengan koefisien korelasinya adalah R . .. . dengan koefisien korelasinya adalah R .x . oli. dan untuk air diperoleh persamaan regresi linier y . . dengan koefisien korelasinya adalah R . Dari . Sensitivitas sensor adalah kemampuan sensor untuk mendeteksi perubahan keluaran dibandingkan satuan perubahan masukan. Semakin linier data hubungan antara tegangan keluaran detektor terhadap perubahan tinggi permukaan zat cair. Nilai sensitivitas sensor dapat diketahui dari gradien persamaan garis linier yang sudah diperoleh pada Gambar . maka semakin peka sensor tersebut terhadap masukannya. detektor terhadap perubahan tinggi permukaan adalah linier... karena linieritas adalah persyaratan umum sebuah sensor yang menjelaskan bahwa sensor dapat menghasilkan tegangan keluaran detektor yang berubah secara kontinu sebagai tanggapan terhadap tinggi permukaan zat cair sebagai masukan yang juga berubah secara kontinu. Adanya linieritas dari penelitian ini sangat penting. Dengan demikian. sehingga semakin baik pula kualitas sensor tersebut. dari hasil regresi linier di atas didapatkan bahwa daerah dengan rentang ketinggian antara cm cm memiliki sudut kemiringan grafik slope lebih kecil dibandingkan daerah dengan rentang ketinggian antara cm cm. Semakin besar nilai sensitivitas sebuah sensor. daerah dengan rentang ketinggian antara cm cm dipilih karena memiliki sensitivitas yang besar serta rentang daerah cm cm merupakan daerah kerja sensor. dan Gambar . Gambar . maka semakin baik pula sensor tersebut. Selain itu. Dalam hal ini sudut kemiringan grafik slope dapat diartikan sebagai sensitivitas dari sensor. Sensitivitas akan menunjukkan seberapa jauh kepekaan sensor terhadap kuantitas yang diukur. Sehingga dapat dikatakan bahwa adanya linieritas dalam penelitian ini adalah sebagai parameter keberhasilan dari penelitian sistem sensor ketinggian permukaan zat cair ini. yang berarti bahwa semakin besar massa jenis zat cair maka tekanan pada dasar tangki juga akan semakin tinggi. juga menunjukkan karakteristik membran yang dipengaruhi oleh jenis zat cair yang memiliki massa jenis berbeda. Dari pembahasan diatas juga dapat diketahui nilai resolusi dari sistem sensor ketinggian permukaan ini. untuk oli . Hal ini diperlihatkan juga pada grafik Gambar . mm.. maka sensor memiliki kemampuan mendeteksi perubahan ketinggian permukaan sebesar .. Gambar . kg/l.. dan Gambar . selain menunjukkan karakteristik membran yang dipengaruhi oleh ketinggian zat cair. yang menunjukkan pada ketinggian cm cm dari ketiga jenis zat cair yang dipakai. dan untuk air sebesar . mm. Dari Gambar . V/m.. untuk oli sebesar . zat cair dengan massa jenis tinggi akan memiliki pola kemiringan grafik yang lebih tajam dibandingkan dengan zat cair dengan massa jenis lebih rendah. V/m. persamaan tersebut diperoleh nilai sensitivitas sensor untuk bensin sebesar . yakni tekanan selain dipengaruhi oleh ketinggian zat cair juga dipengaruhi oleh massa jenis zat cair. V/m. Artinya jika detektor dan mikrovoltmeter yang digunakan mampu membaca perubahan tegangan sebesar mV. Antara tiga jenis zat cair yang dipakai yakni bensin. dalam hal ini adalah satuan .. Nilai resolusi sistem sensor adalah satuan ukuran terendah yang dapat dibaca oleh sensor. Gambar . . dan untuk air . dan Gambar . kg/l dan kg/l. kemudian oli dan bensin. oli dan air dengan massa jenis masing masing . mm untuk bensin. Hal ini sesuai dengan perumusan tekanan pada persamaan .. air memiliki pola grafik dengan sudut kemiringan yang lebih tinggi. Untuk bensin. dalam perancangan sistem sensor ini juga tidak terlepas dari peran membran yang digunakan yakni membran yang terbuat dari bahan nitrile polymer. . dan air memiliki nilai resolusi yang sama yakni . Karakterisasi pada penelitian ini dilakukan untuk mencari parameterparameter sensor sebagaimana dijelaskan sebelumnya. Nilainilai tersebut dapat dirangkum yang ditampilkan pada tabel . . Tabel . oli. Selain itu. Membran ini terbukti tahan atau resistif terhadap bensin. Membran dengan elastisitas tinggi hanya akan sangat responsif untuk tekanan yang rendah. . Rentang pengukuran Zat Cair Bensin Oli Air Resolusi . Disamping itu. berdasar pada Tabel . Daerah Linier . . . sifat elastisitas membran juga berpengaruh terhadap respon ketinggian zat cair. dimana pada kebanyakan polymer biasanya tidak tahan terhadap bensin yang ketika berinteraksi dengan bensin akan mengalami kerusakan struktur pada bahan tersebut sehingga terjadi pemelaran atau paling buruk adalah bahan/material polymer tersebut akan hancur. Sensitivitas . cm. sebaliknya ... Karakteristik Multimode Fiber Coupler sebagai Sistem Sensor Ketinggian Permukaan. dapat disimpulkan bahwa sensor ketinggian permukaan dengan memanfaatkan multimode fiber coupler sangat baik diaplikasikan sebagai sistem sensor. tinggi permukaan terkecil yang terbaca oleh sensor. membran dengan elastisitas rendah hanya akan sangat responsif terhadap tekanan yang tinggi. Hal ini tentunya diakibatkan oleh sifat yang dimiliki oleh bahan/material membran tersebut. . . dan daerah linier sebesar cm cm serta nilai sensitivitas sensor untuk bensin dan oli masing masing sebesar . Sensor ketinggian permukaan dengan memanfaatkan multimode fiber coupler dan membran berbahan nitrile polymer memililki nilai resolusi sebesar . . sehingga dipilih material membran yang tidak berinteraksi dengan sampel . Membran yang digunakan harus sesuai dengan sampel. . dapat diambil kesimpulan sebagai berikut . jangkauan cm cm. Kesimpulan Berdasarkan eksperimen. dan pembahasan yang telah dilakukan dalam penelitian Aplikasi Multimode Fiber Coupler Sebagai Sensor Ketinggian Permukaan Bensin Dan Oli Berbasis Sensor Pergeseran. hasil. cm. Hal ini ditunjukkan dengan kemampuan sensor yang dapat mensensing perubahan ketinggian sebagai input dan merubahnya menjadi tegangan keluaran detektor sebagai output. Saran Untuk mendapatkan hasil yang lebih baik disarankan bahwa .BAB V KESIMPULAN DAN SARAN . dan . Dengan memanfaatkan prinsip hidrostatik dan sensor pergeseran yang menggunakan Multimode fiber coupler dan membran berbahan nitrile polymer dapat dikonstruksi sensor ketinggian permukaan bensin dan oli. dikarenakan elastisitas membran dapat mempengaruhi respon sensor terhadap perubahan ketinggian sampel . . Sebaiknya memilih membran dengan elastisitas sesuai dengan ketinggian yang diinginkan. untuk ketinggian yang besar sebaiknya dipilih membran dengan elastisitas rendah dan sebaliknya untuk ketinggian yang rendah dipilih membran dengan elastisitas tinggi. Edward J. . and John M. Surabaya. A . A. Sensors and Actuators. Montalvo..Finn. . Marcelo. S. Fernando. China. Optics and Lasers in Engineering. . hal . The st International Workshop on Optoelectronic Sensorbased Monitoring in Geoengineering st OSMG. Inaudi. Nanjing. Penerbit Erlangga. Universidad Carlos III Madrid Avenida Universidad . Mahadevan Pillai. Ranald V. . Upper Saddle River.. Legans. Gonzalo. . Vargas. . New Jersey . Field Applications of Fiber Optic Strain and Temperature Monitoring Systems. Singh and Karan Singh. B. Adroit Group. SoonCheol CHUNG and Jeong Han Yi. LEE. Optic amp Laser Technology. Third Edition. . Mekanika Fluida amp Hidrolika. Optical and Quantum Electronic C. . Ryerson University. Lecture Handout WDM Concept and Component. Madrid . S. Giles. Alonso. N. Tehran.. Thiruvananthapuram . . .B. New York. Aplikasi multimode Fiber Coupler Sebagai Sistem Sensor Suhu dengan Menggunakan Probe Aluminium. Skripsi S. Vzquez.P. Pages .Spain Carr. Iran Ismiatun. . Fiber Optic Handbook. A Pearson Education Company. Chandrasekaran. Gye Rae. Mc Graw Hill. Sharif University of Technology. DasarDasar Fisika Universitas Edisi Kedua Jilid Mekanika Dan Termodinamika. Fiber Optic Displacement Sensor for Measurement Amplitude and Frequency of Vibration. X. . Glisic. Universitas Airlangga. ErlanggaJakarta Binu. C. Design and Operation of A Fiber Optic Sensor For Liquid Level Detection. Brown. Prentice Hall Inc. D. . Journal Korean Physical Society. J. India Bongsoo. F. V. University of Kerala. . Joseph J. Kariavattom. Jakarta. Hossein Golnabi.DAFTAR PUSTAKA Allard. . Multisensor System Using Plastic Optical Fibers For Intrinsically Safe Level Measurements. Kerala. Introduction to Biomedical Equipment Technology. D. A. A . . Pekka Raatikainen . Fundamental and Application. . C. Aplikasi Gelombang Ultrasonik Untuk Mengukur Level Ketinggian Air. A . Surabaya. Universitas Airlangga. Riza. A . New York. Zubia. J. Ashariyanto. Laud. LopezHiguera. Direction Coupler Sebagai Sensor Pergeseran Mikro. Keiser. Prosiding Seminar Nasional Aplikasi Fotonika. Saunders Company Philadelphia. LiquidLevel Monitoring Sensor Systems Using Fiber Bragg Grating Embedded In Cantilever. . R. Lateral Polishing of Bends In Plastic Optical Fibres Applied to A Multipoint LiquidLevel measurement sensor. Universitas Indonesia. Aiestaran. USA. YoungdoGu. DongsanDong. A. Roumen Kakanakov . South Korea. FiberOptic LiquidLevel Sensor. Reza. Ivan Kassamakov . rd. Jakarta.Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga. . . M. Lomer. Surabaya. Optical Fiber Communication. Nurur. Jauregui.B. Sensor Ketinggian Air Menggunakan Multimode Fiber Coupler.Karyono. Iwan Yudi. . G. S. Optics Communications. . Surabaya Samian. Negara. Sensors and Actuators. Skripsi S.. Samian dan Supadi. Sensors and Actuators. Analisa Aliran Berkembang Penuh Dalam Pipa. Plovdiv. M. . Surabaya. Penerbit Universitas Indonesia.. . Mauri Luukkala. . Orlando.. Departemen Fisika. Busan . B. Anugrah P. Mc Graw Hill Book Co. Carl. Rohman. Nave. J. P. Penterjemah Susanto. Institut Teknologi Sepuluh Nopember. . Bulgarian Academy of Science.A. D. . Rekonstruksi Numerik Holografi Digital. ISA.M. Institute of Applied Physics. N. FL . The College of Optics amp Photonics University of Central Florida. Krohn. JoonHwan Shim. Agile LensingBased NonContact Liquid Level Optical Sensor For Extreme Environments. KyungRak Sohn. . . Physics for The Health Sciences rd Edition. Bulgaria. Spain. . Korea Maritime University. Rudy. Central Florida Boulevard. Sensors and Actuators. Laser dan Optik Non Linier. Fiber Optic Sensor. Arrue . J. Sirohi. Pelumas. D. Febdian Rusydi. . .. .. Pradnya Paramita. Aplikasi Multimode Fiber Coupler sebagai Sensor Temperatur. Wiley Eastern Limited. Samian.mercubuana. William.. Sekolah Tinggi Perikanan. Theory and Aplication of Fiber Optics Sensor to Settlement of Historical Structure. RS. Jurnal Fisika da Aplikasinya.id/data/SensorampTranduser. Jadwisun. Sensor and Tranducer.Ne Laser. Suyanto. . Journal of Optoelectronics and Biomedical Materials. A Course of Experiments With He. C. Gatut Yudoyono. Diakses pada tanggal Juli . Theoretical and Experimental Study of FiberOptic Displacement Sensor Using Multimode Fiber Coupler. .pdf. .D. . . Pelumasan dan Servis. AH Zaidan. Jurnal Ilmu Dasar. Performansi Multimode Fiber Coupler Dengan Parameter Coupler Berbeda Sebagai Sensor Pergeseran. Jakarta.ac. Warsowiwoho dan Gandhi Harahap. Bahan Bakar.Samian. Ali Yunus Rohedi. . Samian. Sklodowski. . Yono Hadi Pramono.. M. . Bahan Bakar dan Minyak Lumas. New Delhi. . . Proceeding AMAS Workshop. Sharon. Jakarta. http//journal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Air Tegangan V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .LAMPIRAN Data karakterisasi multimode fiber coupler sebagai sistem sensor ketinggian permukaan Tinggi m . . . . . . . . . . . . . . . . Oli Tegangan V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bensin Tegangan V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oli Tegangan V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bensin Tegangan V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Air Tegangan V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Tinggi m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Oli Tegangan V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bensin Tegangan V . . . . . . . . .Tinggi m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Air Tegangan V . . . . . . . . . . . . . . .Tinggi m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Bensin Tegangan V . . . . . . . . . . . . . . Oli Tegangan V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Air Tegangan V . . . . . . . . . . . . . . . . . LAMPIRAN Data Spesifikasi Oli PRIMAXP Hasil Produksi PT. PERTAMINA PRIMA XP SAE W.
