1 STUDY AWAL FIBER OPTIK SEBAGAI SENSOR pH

STUDY AWAL FIBER OPTIK SEBAGAI
SENSOR pH
Nama Mahasiswa
NRP
Jurusan
Dosen Pembimbing
:
:
:
:
RAHARDIANTI AYU KHOLILAH
1106 100 042
Fisika FMIPA-ITS
Drs. HASTO SUNARNO, M.Sc.
Abstrak
Telah dilakukan penelitian untuk memberikan tinjauan fiber optik sebagai sensor pH
dengan metode sensor pH khusus yaitu jenis sensor pH serat optik submikron. Pengambilan
data yang dilakukan tanpa menggunakan sampel, menggunakan sampel HCl 1 M, dan
menggunakan sampel NaOH 1 M. Diberi- kan tegangan input LED 1,7 volt, 1,8 volt dan 1,9
volt kemudian setelah mencapai keadaan stabil, tegangan output fotodiode yang terukur pada
multitester dicatat secara rekaman digital.
Nilai pH yang dinyatakan sebagai nilai tegangan output fotodioda berbanding terbalik
dengan nilai tegangan input LED. Hal ini disebabkan karena adanya pengaruh absorbsi. Alat
ini lebih peka pada asam, terlihat bahwa slope untuk asam (sampel HCl) lebih besar dari pada
slope untuk basa (sampel NaOH). Alat ini juga telah bekerja dengan baik, karena perubahan
tegangan input dapat diikuti secara linear oleh tegangan outputnya. Nilai slope pada hasil
percobaan ini bukan angka mutlak (angka yang sebenarnya). Sehingga hasil tegangan output
yang didapat itu tergantung pada tegangan input yang diberikan.
Kata kunci: serat optik, sensor pH serat optik, absorbsi.
1.
an dimensi dan indeks bias jika diberikan
perlakuan seperti pembengkokan, pemberian
tegangan ataupun perubahan temperatur.
Media fiber optik, merupakan media
yang memiliki banyak kelebihan, terutama dari
segi performa dan ketahanannya menghantarkan data. Media ini tampaknya masih menjadi
media yang terbaik saat ini dalam media
komunikasi kabel. Kelebihan yang dimiliki
media ini memang membuat komunikasi data
menjadi lebih mudah dan cepat untuk
dilakukan. media ini menjadi pilihan banyak
orang untuk mendapatkan komunikasi yang
berkualitas. Media ini tidak cuma mampu
menggelar komunikasi antar gedung, antar
blok, antar kota, tetapi media ini juga sudah
sejak lama dipercaya untuk menghubungkan
antar benua dan antar pulau di dunia ini. Serat
optik juga telah lama dipercaya untuk menjadi
media komunikasi inti (backbone) dari Internet
di seluruh dunia. Untuk menghubungkan
jaringan di negara satu dengan negara
seberangnya, atau benua satu dengan benua
lainnya, serat optik telah cukup lama berperan
dalam komunikasi dunia ini. Semua itu karena
kualitas koneksinya, cara kerjanya, dan
Pendahuluan
Selama dua dekade terakhir, pembangunan aplikasi sensor kimia dan biosensor tumbuh
dengan pesat. Di antara semua sensor, sensor pH
telah menerima banyak perhatian karena
pentingnya pengukuran pH di berbagai penelitian
ilmu pengetahuan dan aplikasi praktis.
Dengan menggunakan prinsip kerja fiber
optik maka dapat dirangkai suatu sensor pH
secara optik melalui elektroda kaca untuk
pengukuran pH. Rangkaian ini dapat memberikan
berbagai kelebihan antara lain kekebalan terhadap
gangguan listrik, kelayakan dari miniaturisasi,
dimungkinkannya penga-matan jarak jauh
maupun melakukan pengukuran vivo.
Serat optik banyak digunakan dalam
sistem komunikasi, biasanya serat optik untuk
kabel transmisi cahaya. Seiring dengan perkembangan zaman, selain sebagai transmisi
cahaya, serat optik juga digunakan sebagai
sensor. Prinsip dasar serat optik digunakan
sebagai sensor adalah adanya karakteristik
cahaya serat optik yang mempunyai intensitas,
polarisasi dan fase. karakteristik-karakteristik
serat optik tersebut akan mengalami perubah-
1
Kabel ini berdiameter lebih kurang 120
mikrometer. Cahaya yang ada di dalam serat
optik tidak keluar karena indeks bias dari kaca
lebih besar daripada indeks bias dari udara,
karena laser mempunyai spektrum yang sangat
sempit. Kecepatan transmisi serat optik sangat
tinggi sehingga sangat bagus digunakan sebagai
saluran komunikasi.
Perkembangan teknologi serat optik
saat ini, telah dapat menghasilkan pelemahan
(attenuation) kurang dari 20 (dB)/km. Dengan
lebar jalur (bandwidth) yang besar sehingga
kemampuan dalam mentransmisikan data
menjadi lebih banyak dan cepat dibandingan
dengan penggunaan kabel konvensional.
Dengan demikian serat optik sangat cocok
digunakan terutama dalam aplikasi sistem
telekomunikasi. Pada prinsipnya serat optik
memantulkan dan membiaskan sejumlah
cahaya yang merambat didalamnya. Efisiensi
dari serat optik ditentukan oleh kemurnian dari
bahan penyusun gelas/kaca. Semakin murni
bahan gelas, semakin sedikit cahaya yang
diserap oleh serat optik.
kekebalan informasi yang dibawa dalam media
inilah yang membuatnya begitu dipercaya.
Tujuan penelitian ini adalah untuk
memberikan tinjauan tentang study awal fiber
optik sebagai sensor pH dengan metode sensor
pH khusus jenis sensor pH serat optik
submikron.
Batasan masalah yang akan digunakan pada penelitian ini adalah :
- Sampel yang digunakan sebagai acuan
sensor pH adalah larutan HCl 1 M untuk
pH asam dan larutan NaOH 1 M untuk pH
basa.
- Menggunakan LED warna merah.
- Menggunakan fiber optik multimode tipe
FD-620-10.
- Menggunakan metode sensor pH khu- sus
jenis sensor pH serat optik sub- mikron.
2.
2.1
Dasar Teori
Cahaya
Cahaya
merupakan
gelombang
elektromagnetik yang terdiri dari gelombang
medan listrik E dan gelombang medan magnet
H yang saling tegak lurus dan selalu pada arah
transversal terhadap arah rambatnya.
Gambar 2.2 Serat Optik
Gambar 2.1 Cahaya adalah gelombang elektro
magnetik yang dapat dibagi menjadi
komponen medan listrik dan medan
magnet.
Secara garis besar kabel serat optik
terdiri dari 2 bagian utama, yaitu cladding dan
core. Cladding adalah selubung dari inti (core).
Cladding mempunyai indek bias lebih rendah
dari pada core akan memantulkan kembali
cahaya yang mengarah keluar dari core kembali
kedalam core lagi.
Dalam aplikasinya serat optik biasanya
diselubungi oleh lapisan resin yang disebut
dengan jacket, biasanya berbahan plastik.
Lapisan ini dapat menambah kekuatan untuk
kabel serat optik, walaupun tidak memberikan
peningkatan terhadap sifat gelombang pandu
optik pada kabel tersebut. Namun lapisan resin
ini dapat menyerap cahaya dan mencegah
kemungkinan terjadinya kebocoran cahaya
yang keluar dari selubung inti. Serta hal ini
Kecepatan perambatan gelombang yang
dihitung dengan pengukuran medan listrik dan
medan magnet diperoleh nilai yang sama dengan
cepat rambat cahaya dalam ruang hampa yakni
3x108 m/s.
2.2
Serat Optik
Serat optik adalah merupakan saluran
transmisi atau sejenis kabel yang terbuat dari
kaca atau plastik yang sangat halus da n lebih
kecil dari sehelai rambut, dan dapat digunakan
untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu
tempat ke tempat lain. Sumber cahaya yang
digunakan biasanya adalah laser atau LED.
2
dapat juga mengurangi cakap silang (cross talk)
yang mungkin terjadi.
optic. Nilai NA biasanya sekitar 0,20 sampai
0,29 untuk serat gelas, sedangkan serat plastik
memiliki NA yang lebih tinggi dapat melebihi
0,5.
2.3
Perambatan
n Cahaya Di Dalam Serat
Optik
Propagasi cahaya pada serat optik
terjadi karena pemantulan internal sinar optik
yang terjadi pada perbatasan inti dan
claddingnya
nya akibat adanya perbedaan indeks
bias antara keduanya.
Menurut hokum Snellius, seberkas
sinar datang dari medium dari indeks bias yang
rapat menuju medium dengan indeks bias yang
kurang rapat, maka sinar akan dibiaskan
menjauhi garis normal bidang batas kedua
bahan tersebut.
Sebagian sinar yang datang dipantulkan
dipantul
dengan sudut yang sama besar dengan θ1, dan
sebagian lagi dibiaskan menjauhi normal
dengan sudut θ2, berlaku hubungan
2.4
Sensor
Salah satu contoh sensor kimia yang
cukup poluler dan sering kita gunakan di
laboratorium adalah sensor pH, baik yang
berupa kertas lakmus atau kertas pH maupun
pH meter. Dalam bagian ini sensor pH yang
berupa pH meter akan dijelaskan secara ring
ringkas
untuk lebih memudahkan memahami sensor
kimia dan proses yang terjadi selama
pengukuran pH berlangsung.
pH meter adalah pengukuran pH
secara potensiometri. Sistem pengukuran dalam
pH meter berisi elektroda kerja untuk pH dan
elektroda refrensi. Perbeda
Perbedaan potensial antara
2 elektroda tersebut sebagai fungsi dari pH
dalam larutan yang diukur. Oleh karenanya
larutan yang diukur harus bersifat elektrolit.
Secara garis besar kerja pH meter dapat
digambarkan sebagai berikut : Pada elektroda
pH, potensial yang dihasilkan (biasanya dalam
mV) adalah berbanding lurus dengan
konsentrasi ion hydrogen (H+) dalam larutan.
Sedangkan, elektroda/sel referensi berguna
untuk mempertahankan potensial secara
konstan terlepas dari adanya perubahan pH atau
aktivitas ionik lainnya dalam larutan.
Sedangkan jembatan garam pada sel referensi
berguna untuk mempertahankan kontak listrik
antara 2 elektroda selama proses pengukuran
dalam pH berlangsung.
n1 sin θ1 = n2 sin θ2
Jika sudut dating θ1 diperbesar maka
sinar bias akan semakin menjauh garis normal.
Sudut kritis θc adalah sudut maksimum sinar
yang memasuki serat agar sinar dapat tetap
merambat sepanjang serat. Untuk n1 > n2, sudut
dating θ1 akan mencapai sudut kritis θ1 = θc jika
θ2 = 90o, sehingga
n2
sin θc = n1
Numerical aperture (NA) adalah
ukuran kemampuan sebuah serat untuk
menangkap cahaya. NA adalah parameter yang
harganya tergantung pada indeks bias inti dan
cladding dan serat optik. Dengan menggunakan
hokum Snellius NA dari serat optic adalah :
NA = n sin θco = n1 2 - n2 2
dimana θco adalah sudut masukkan maksimum,
maks
dan n adalah medium cahaya serat optik, dalam
hal ini adalah udara. Dan n = 1, sehingga
NA = sin θco = n1 2 -n
- 22
Cahaya pada serat optik terdistribusi ke
segenap sudut ruang, sehingga semakin besar
sudut θco semakin banyak cahaya yang
tertampung ke dalam serat optik. Dari
persamman diatas terlihat bahwa NA maupun
θco tidak tergantung pada ukuran (dimensi) serat
Gambar 2.3
3
Skema set-up
up eksperiment untuk
FOCS
Sensor kimia serat optik (fiber optic
chemical sensors/FOCS) menawarkan beberapa
kelebihan dibandingkan dengan jenis sensor
lainnya. Diantaranya adalah ukurannya yang
kecil dan ringan serta tahan terhadap gangguan
elektromagnetik. Hal ini karena serat optik
sensor dapat terbuat dari gelas sehingga kuat
dan tahan terhadap temperatur tinggi, vibrasi,
goncangan dan dapat digunakan pada
lingkungan yang berbahaya sekalipun.
Kebanyakan
pH
sensor
optik
dikembangkan didasarkan pada indikator pH
bergerak disubstrat padat, dan fabrikasi dalam
bentuk membran atau lapisan film tipis pada
padat transparan. Sebagian besar sensor pH
fiber optik dibuat
dengan memasangkan
elemen sebagai membran ke ujung distal dari
fiber optik, atau dengan lapisan film tipis
langsung ke ujung distal atau lapisan inti fiber.
Basa adalah zat yang dalam air
menghasilkan ion hidroksida (OH-). dengan
kata lain, pembawa sifat basa adalah (OH-).
M(OH)x(aq)---------»Mx+(aq) + xOH-(aq)
2.6
Fotodetektor
Fotodetektor yang baik memiliki
kepekaan atau respon yang tinggi, waktu
respon yang cepat, noise dari detektor yang
rendah dan karakteristik dari performasi yang
tidak mudah dipengaruhi oleh kondisi
lingkungan.
2.5
pH Asam Basa
Asam dan Basa merupakan dua
golongan zat kimia yang sangat penting dalam
kehidupan sehari-hari. Berkaitan dengan sifat
asam Basa, larutan dikelompokkan dalam tiga
golongan, yaitu bersifat asam, bersifat basa,
dan bersifat netral. Asam dan Basa memiliki
sifat-sifat yang berbeda, sehingga dapat kita
bisa menentukan sifat suatu larutan. Untuk
menentukan suatu larutan bersifat asam atau
basa, ada beberapa cara. Yang pertama
menggunakan indikator warna, yang akan
menunjukkan sifat suatu larutan dengan
perubahan warna yang terjadi. Misalnya
Lakmus, akan berwarna merah dalam larutan
yang bersifat asam dan akan berwarna biru
dalam larutan yang bersifat basa. Sifat asam
basa suatu larutan juga dapat ditentukan dengan
mengukur pH nya. pH merupakan suatu
parameter yang digunakan untuk menyatakan
tingkat keasaman larutan. Larutan asam
memiliki pH kurang dari 7, larutan basa
memiliki pH lebih dari 7, sedangkan larutan
netral memiliki pH = 7. pH suatu larutan dapat
ditentukan dengan indikator pH atau dengan pH
meter.
Asam adalah zat yang dalam air
melepaskan ion H+. dengan kata lain, pembawa
sifat asam adalah ion H+. dan dirumuskan
dengan
Gambar 2.4 Fotodioda
Fotodioda berbeda dengan dioda biasa.
Jika fotodioda persambungan p-n bertegangan
balik disinari, maka arus akan berubah secara
linier dengan kenaikan fluks cahaya yang
dikenakan pada persambungan tersebut.
Berdasarkan hal tersebut dapat dibuat alat
untuk mendeteksi intensitas cahaya dengan
memanfaatkan karakteristik fotodioda sebagai
salah satu alternatif pendeteksi intensitas
cahaya. Alat ini dapat dimanfaatkan bagi siswa
dalam memahami tentang materi fotometri
dalam pelajaran fisika.
Dalam penelitian ini diperoleh hasil
bahwa fotodioda dapat berfungsi sebagai sensor
untuk mengukur intensitas cahaya, dimana
semakin besar intensitas cahaya (ditunjukkan
kenaikan daya lampu) yang mengenainya maka
arus yang dihasilkan fotodioda juga akan
semakin besar. Disamping itu hasil penelitian
ini menunjukkan bahwa hubungan antara arus
yang dihasilkan fotodioda berubah berbanding
terbalik dengan kuadrat jarak dari sumber
cahaya dengan arus lampu tetap.
HxZ(aq)---------»xH+(aq) + Zx-(aq)
4
4.
3.
3.1
Metodologi
Persiapan sampel
Sampel yang digunakan pada percobaan
ini adalah Larutan HCl 1 M dan Larutan NaOH
1 M yang sudah dihitung Molarnya.
Perhitungan Molaritas di dalam Larutan
HCl dan NaOH :

4.1
Serat Optik
Serat Optik yang digunakan sebagai
pemancar dan penerima cahaya pada percobaan
ini merupakan Serat Optik jenis multimode tipe
FD-620-10.. Data yang diperoleh berupa
tegangan output dalam (mV). Karena diameter
serat optik yang digunakan cukup kecil yaitu
1255 µm, maka ada sedikit kesulitan dalam
proses pengambilan data. Sulitnya pengaturan
posisi serat pemancar dan serat penerima agar
cahaya yang datang dari LED masuk kedalam
serat optik pemancar cahaya dan dapat diterima
secara maksimal oleh serat penerima, membuat
proses pengambilan data ini memakan waktu
yang tidak sedikit.
4.2
Perhitungan Konsentrasi Larutan
HCl dalam aquades
Untuk sampel berupa campuran antara
Aquades dan larutan HCl, dengan massa total
sampel 50 ml, didapat larutan HCl 1 M.
V 1 . M1 = V 2 . M2
V1 . 12 = 50 . 1
50 ml
V1 =
Larutan HCl
V1 . M1 = V2 . M2
untuk :
V = Volume
M = Konsentrasi Molaritas

Larutan NaOH
M=
mol
V
mol =
gr
Mr
untuk :
M = Konsentrasi Molaritas
mol = Jumlah Molaritas
V = Volume
gr = massa
Mr = Massa Relatif Atom
12 gr
3.2
Persiapan Alat
Peralatan
yang
digunakan
pada
percobaan ini antara lain :
 Sumber Cahaya (LED)
 Serat Optik (tipe FD-620-10)
FD
 Avometer
 Power Supply
 Kaca tipis
 Mika Tipis
 Fotodetektor (fotodioda)
 pH meter
3.3
Analisa Data
= 4
4,166
Aquades = V2 - V1
= 50 – 4,166
= 45,9 ml
HCl (4,166ml)) + aquades (45,9
(45,9ml) = HCl 1 M
4.3
Perhitungan Konsentrasi Larutan
NaOH dalam aquades
Ar Na
=
Ar O
=
Ar H
=
Mr NaOH =
Set Up Alat
23
16
1
40
Jumlah mol NaOH adalah
gr
mol
Mr
5gr
40
0,125 mol
Konsentrasi (Molaritas) NaOH
M
[
1 Molar
V
=
mol
V
0,125 mol
V
= 0,125 liter
= 125
aquades(125ml) = NaOH 1 M
NaOH(5gr)) + aquades(125
5
Tabel 4.4
4.4
Perhitungan
Dari hasil pengukuran tegangan dengan
menggunakan metode sensor pH khusus, didapat perhitungan slope dengan menggunakan
persamaan regresi linier :
xrata-
i
 y  x 

i
x
Tabel 4.1
X
(V)
1.7
1.8
1,9
2
i

6
n
2
Xy
x
y
19,9036
18,6192
18,0196
2,89
3,24
3,61
137,007
106,998
89,946
Hasil perhitungan tanpa mengguna
kan sampel
xrata-rata
(V)
1,8
yrata-rata
(mV)
10,513
a
b (slope)
30,485
-11,095
0
y = -11,095x + 30,485
10
0
pH 10
15
Grafik Tegangan Output terhadap
Nilai pH
Input
1,7 Volt
y = -0,6364x + 10,688
8
1,6
1,8
2
Tegangan input (V)
Input
1,8 Volt
6
Gambar 4.1 Grafik tegangan output terhadap
tegangan input tanpa menggunakan sampel
Tabel 4.3
Perhitungan slope tegangan
output terhadap nilai pH pada
tegangan input 1,7 Volt
xy
0
48,855
40,568
5
Tegangan Output (mV)
Tegangan Output (mV)
11,708
10,3449,489
y
11,708
8,142
3,688
0
Gambar 4.2 Grafik tegangan output terhadap
nilai pH pada tegangan input 1,7
Volt
4.5
Pembahasan
Sampel asam HCl yang kita uji, terbuat
dari campuran larutan HCl dengan aquades,
untuk mendapatkan HCl 1 M dan demikian
pula untuk mendapatkan sampel basa NaOH 1
M. Sebelum sampel diuji, sampel diukur nilai
pH masing-masing sampel terlebih dahulu
dengan menggunakan pH meter. Sumber
cahaya yang dipakai menggunakan LED merah
dengan variasi tegangan yang diberikan pada
masing-masing sampel adalah 1,7 Volt, 1,8
Volt, dan 1,9 Volt.
15
x
0
4
11
3,688
2
Grafik Tegangan Output terhadap
Tegangan Input tanpa sampel
5
y = -0,6364x + 10,688
4
2
Tabel4.2
10
11,439
8,1425
8
n
 xi 2
Perhitungan slope tegangan output
terhadap tegangan input tanpa
menggunakan sampel
Y
(mV)
11,708
10,344
9,484
7,846
x2
0
16
121
b
(slope)
-0,767
10
i
Tegangan output (mV)
y x
a
Grafik Tegangan Output terhadap Nilai
pH pada Input 1,7 mV
a  y  bx
b
yrata-rata
rata
5,666
Yˆi  a  bX i
i
Hasil perhitungan pada tegangan
input 1,7 Volt
Input
4
1,9 Volt
y = -0,5037x + 7,2109
2
y = -0,5553x + 8,6656
0
0
y2
137,077
66,300
13,601
Gambar 4.3
6
5
pH 10
15
Grafik tegangan output terhadap
nilai pH
adalah udara, padahal udara tidak dapat diukur
nilai pHnya. Walaupun pada saat terdapat
sampel udara nilai yang terukur dengan
menggunakan pH meter, terlihat angka 7,8
yang tertera pada digital.
Gambar 4.7 juga menunjukkan adanya perubahan slope (kemiringan) grafik antara
tegangan output terhadap pH dengan memberkan perubahan tegangan input. Pada tegangan
input LED tertentu, slope bisa berubah disebabkan karena tegangan input LED diubah. Terlihat bahwa slope juga mengikuti perubahan
dari tegangan input. Jika tegangan input LED
kecil, maka alat ini memberikan hasil slope
yang besar.
Sumber
cahaya
yang
dipakai
menggunakan LED merah dengan batas variasi
tegangan yang diberikan pada masing-masing
sampel adalah 1,7 Volt sampai 1,9 Volt. Kami
hanya mengambil batas tersebut karena batas
tegangan LED merah hanya 1,4 Volt sampai
1,9 Volt. Pada saat input LED diberi tegangan
1,4 Volt dan 1,5 Volt, cahaya yang dipancarkan
kurang terang (terlalu redup). Sehingga
tegangan output yang dihasilkan terlalu kecil.
Sedangkan pada saat input LED diberi
tegangan 2 Volt, ternyata terjadi kerusakan
pada LED. Karena memang batas tegangan
pada LED merah kurang dari 2 Volt.
Percobaan ini menyatakan bahwa alat
ini lebih peka terhadap sampel asam, ini terlihat
bahwa beda tegangan output asam lebih tinggi
daripada tegangan output basa. Alat ini juga
telah bekerja dengan baik, karena perubahan
tegangan input dapat diikuti secara linear oleh
tegangan outputnya. Hal ini terlihat dari slope
ketiga variasi tegangan input yang ditunjukkan
pada gambar 4.7.
Dari hasil data yang diperoleh, dengan
menggunakan regresi linier dapat dihitung nilai
slope (kemiringan) tegangan output fotodioda
terhadap tegangan input LED dan tegangan
output fotodioda terhadap nilai pH.
Gambar 4.7 menunjukkan nilai pH
berbanding terbalik dengan nilai tegangan
output. Semakin tinggi nilai pH maka semakin
rendah tegangan output yang dihasilkan. Hal ini
disebabkan karena adanya pengaruh penyerapan (absorbsi cahaya) pada sampel uji.
Atom-atom dengan valensi ion positif (pada
kasus Na) lebih banyak memiliki elektronelektron bebas dan berikatan dengan ion-ion
negatif OH. Elektron bebas ini meskipun telah
berikatan dengan ion negatif OH, namun pada
proses pengikatan pasangan akan berlaku
secara acak. Artinya, perilaku acak elektron
bebas ini seperti benar-benar elektron bebas
yang masih belum memiliki pasangan (apalagi
setelah sampel kita ganggu seperti pengambilan
memakai pipet dan lain sebagainya) tentunya
ikatan ion yang kuat sekalipun bisa lepas. Sifat
elektron bebas tersebut dapat menyerap energi
foton yang dihasilkan oleh cahaya yang
seharusnya energi foton tersebut diserap oleh
fotodioda. Semakin tinggi nilai pH, berarti
larutan semakin bersifat basa. Artinya, semakin
banyak konsentrasi elektron bebasnya akan
berakibat pada semakin banyak cahaya yang
terabsorbsi. Hal ini sesuai dengan hasil
percobaan yaitu nilai pH yang semakin tinggi
menghasilkan tegangan output semakin rendah.
Sehingga pada sampel NaOH (basa), hasil
tegangan output yang didapatkan lebih rendah
dari pada menggunakan sampel HCl (asam).
Pada keadaan ada sampel cairan maka
yang disensor oleh alat ini adalah ikatan-ikatan
atomnya. Ikatan mempunyai struktur dan
masing-masing struktur sampel memiliki
kerapatan yang berbeda. Sedangkan pada
percobaan tanpa menggunakan sampel, hanya
terdapat partikel udara yang diukur (disensor)
sehingga bukan menunjukkan besaran pH.
Untuk percobaan tanpa menggunakan
sampel, tidak dapat ditunjukkan nilai pHnya,
karena nilai pH hanya terukur bagi suatu
sampel yang berupa cairan. Tegangan output
yang dihasilkan merupakan nilai normalisasi
alat, artinya kondisi alat sebelum diberi sampel.
Berbeda dengan percobaan yang menggunakan
sampel (HCl dan NaOH), karena sampel bisa
diukur dengan menggunakan pH meter.
Sedangkan jika tanpa sampel, kemungkinan
yang ada didalam tempat sampel (glass slide)
Tegangan Output (mV)
15
Grafik Tegangan Output terhadap
Tegangan Input
10
y = -11,095x + 30,485
5
y = -14,733x + 33,113
y = -10,09x + 20,801
0
1,6
Gambar 4.4
7
1,7
1,8
1,9
Tegangan input (V)
2
Grafik tegangan output fotodioda
terhadap nilai tegangan
input
LED
4. Nilai slope pada hasil percobaan ini
tidak menggambarkan angka mutlak
(angka yang sebenarnya), sehingga
hasil tegangan output yang didapat
adalah tergantung pada tegangan
input yang diberikan.
Pada Gambar 4.8 dapat kita lihat
bahwa nilai tegangan output berbanding
terbalik dengan nilai tegangan input LED. Hal
ini disebabkan karena adanya pengaruh
absorbsi. Pada saat tegangan input LED
dinaikkan, nilai tegangan output turun. Pada
saat pengujian tanpa menggunakan sampel,
hasil tegangan output juga berbanding terbalik
dengan tegangan input LED.
Gambar 4.8
juga menunjukkan
adanya perubahan slope (kemiringan). Dapat
dilihat perbandingan antara slope tanpa
menggunakan sampel, dan menggunakan
sampel HCl maupun menggunakan sampel
NaOH terdapat perubahan. Khususnya pada
slope grafik untuk sampel HCl lebih besar
dibanding slope grafik sampel NaOH. Hal ini
disebabkan larutan basa memiliki absorbsi
lebih besar dari pada larutan asam.
Seharusnya slope untuk tegangan
output fotodioda terhadap tegangan input LED
mengikuti slope tanpa mengguna- kan sampel.
Tetapi pada gambar grafik 4.8 terlihat bahwa
slope untuk asam (sampel HCl) lebih besar dari
pada slope untuk basa (sampel NaOH). Hal ini
menunjukkan bahwa alat ini lebih peka pada
asam dan perbedaan slope ini memberikan
koreksi terhadap pengaruh asam basa.
Nilai slope pada hasil percobaan ini
bukan angka mutlak (angka yang sebenarnya).
Sehingga hasil tegangan output yang didapat itu
tergantung pada tegangan input yang diberikan.
5.
DAFTAR PUSTAKA
---------- 1994. Operating Instrution and
Technical Manual. Measurement
group inc, USA.
Ahmad, Usman. 2005. Pengolahan Citra
Digital
dan
Teknik
Pemrogramannya. Graha Ilmu,
Yogyakarta.
Dally,
J.W,
and
W.F.Riley.
(1991).
Experimental Stres Analysis, Third
Edition. McGraw-Hill, Inc. New
York.
Endang Susilo, Ali Yunus, dan Gatut
Yudoyono. 2003. OPTIKA (diktat).
Yanasika ITS, Surabaya.
Ika, Ucik. 2008. Evaluasi Distribusi
Tegangan, Transmisi Absorbsi
pada Kualitas Sun Guard dengan
Metode
Fotoelastisitas.
Tugas
Akhir, ITS. Surabaya.
Murni, A., 1992. Pengantar Pengolahan Citra.
PT Elek Media Komputindo
Kelompok Gramedia, Jakarta
Jenkins, F.A, and White, H.E. (1976).
Fundamental of Optics. McGrawHill Kogakusha LTD. Tokyo.
Sunarmi, Evi. 2006. Studi Pendahuluan
Fotoelastisitas
Refleksi
dan
Transmisi pada Model Fotoelastis.
Tugas Akhir, ITS. Surabaya
Young, Freedman. 2003. Fisika Universitas
Jilid 2. Erlangga, Jakarta
www.wikipedia.com
Kesimpulan
Dari hasil percobaan dan analisa
yang dilakukan dapat disimpulkan sebagai
berikut :
1. Nilai pH yang dinyatakan sebagai
nilai tegangan output fotodioda
berbanding terbalik dengan nilai
tegangan input LED. Hal ini
disebabkan karena adanya pengaruh
absorbsi larutan sampel.
2. Alat ini lebih peka terhadap sampel
asam, terlihat dari slope grafik
untuk asam (sampel HCl) lebih
besar dari pada slope untuk basa
(sampel NaOH).
3. Alat ini juga telah bekerja dengan
baik, karena setiap perubahan
tegangan input dapat diikuti secara
linear oleh tegangan outputnya.
8