perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user 1 BAB I

perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Masalah
Serat
optik
semakin
banyak
dimanfaatkan
dalam
bidang-bidang
perindustrian. Salah satunya adalah bidang telekomunikasi yang sudah mulai
beralih ke serat optik dari tembaga yang memiliki banyak kekurangan sebagai
media transmisi. Serat optik mentransmisikan data dalam bentuk gelombang
cahaya yang telah dimodulasi dan diterima oleh receiver. Sumber transmisi yang
dibutuhkan oleh serat optik hanya sumber cahaya. Ini berbeda dengan tembaga
yang mentransmisikan listrik dengan kecepatan transmisi yang lebih rendah
dibanding cahaya. Jarak pemberian penguat pada tembaga 10-100 kali dari jarak
penguat yang dibutuhkan oleh serat optik pada transmisi dengan lebar pita yang
sama karena redaman serat optik hanya 0,25 dB/km (Freeman, 1999).
Kemampuan serat optik sebagai media transmisi ini dapat membuat
gelombang cahaya yang sampai pada ujung serat optik mengalami pelemahan
daya, yang dikenal sebagai rugi-rugi. Gangguan dari luar maupun dari dalam serat
optik itu bisa menjadi penyebab dari rugi-rugi serat optik. Hal ini lah yang harus
dihindari dalam sistem komunikasi yaitu rugi-rugi yang besar sehingga tidak
banyak data yang hilang ketika ditransmisikan (Freeman, 1999).
Namun dengan adanya rugi-rugi pada transmisi cahaya serat optik ini,
banyak peneliti yang memanfaatkan rugi-rugi tersebut untuk mengembangkan
sensor sebagai alternatif dari teknologi yang telah ada. Pemanfaatan rugi-rugi
serat optik ini telah dilakukan oleh Malla, dkk. (2008) untuk pengukuran beban
roda kendaraan saat bergerak menggunakan prinsip beban bergerak atau Weight in
Motion (WIM). Prinsip beban bergerak adalah mendeteksi suatu berat kendaraan
yang bergerak pada kecepatan tertentu di atas jalan yaitu dengan mengukur beban
roda kendaraan pada saat berjalan (Lee, 1991).
Penelitian sensor yang dilakukan oleh Malla menggunakan model tiga
lekukan yang terdiri dari tiga pin untuk menekan serat optik dual core hingga
menghasilkan rugi-rugi optik. commit
Cahayato user
yang dihasilkan dari laser diode
1
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
2
ditransmisikan melalui serat optik menuju photodetector dan ditampilkan oleh
oscilloscope berupa sinyal listrik. Hasil dari penelitian ini menunjukkan
penurunan intensitas terhadap meningkatnya penekanan yang diberikan dengan
diameter pin 0,953 cm dan jarak antar pin sekitar 2,07 cm (Malla, dkk., 2008).
Penelitian yang berhubungan dengan pengukuran beban bergerak ini juga
telah dilakukan oleh Sururi menggunakan serat optik multimode diameter 0,25
mm dan sumber cahaya LED. Dengan memanfaatkan rugi-rugi serat optik yang
dilekukkan sebanyak tiga lekukan, diperoleh semakin besar penekanan yang
diberikan pada serat optik maka semakin besar pula rugi-rugi. Dari penelitian ini
diketahui bahwa semakin kecil diameter lekukan (0,5 cm; 0,8 cm; dan 1 cm) dan
jarak antar lekukan (0,5 cm; 1 cm; dan 1,5 cm) maka nilai rugi-rugi serat optik
semakin besar (Sururi, 2012).
Lekukan makro dengan model tiga lekukan juga dilakukan oleh mahasiswa
fisika FMIPA UNS, Pantarlih dan Ghozali. Penelitian Pantarlih berdasarkan jarijari lekukan menggunakan serat optik kaca multimode dan sumber laser 632,8 nm.
Semakin kecil jari-jari lekukan (0,3 cm; 0,25 cm; 0,2 cm; dan 0,15 cm)
menimbulkan rugi-rugi yang lebih besar dan besarnya nilai rugi-rugi meningkat
seiring dengan bertambahnya penekanan yang dikenakan pada serat optik
(Pantarlih, 2009).
Berbeda dengan penelitian yang dilakukan oleh Ghozali, hasil yang
diperoleh berupa rugi-rugi serat optik yang diolah dengan program WiM
Acquisition dan ditampilkan pada komputer. Variasi yang digunakan adalah
diameter serat optik plastik yang menunjukkan semakin kecil diameter serat optik
dan jarak antar lekukan menghasilkan semakin tinggi rugi-rugi makrobendingnya
(Ghozali, 2013).
Keuntungan pengukuran saat kendaraan bergerak dibanding saat diam
adalah efesiensi waktu bagi pemilik kendaraan dan lebih aman bagi operator
ketika jalanan dalam waktu-waktu sibuk (Malla, dkk., 2008). Sistem WIM
meliputi sejumlah komponen dasar, dengan konsep sensor massa yang paling
pokok dan penting. Terdapat banyak faktor yang mempengaruhi kemampuan
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
3
sistem WIM dalam pengukuran massa kendaraan ketika bergerak, salah satunya
dalam pemilihan komponen sensor massa (Slupek, 2000).
Seperti penelitian yang telah dilakukan oleh Ghozali, penelitian ini juga
akan memanfaatkan rugi-rugi lekukan (bending loss) serat optik. Serat optik yang
digunakan adalah serat optik plastik atau Plastic Optical Fiber (POF) karena serat
ini bersifat elastis jika dilekukkan. Namun dalam penelitian kali ini, prototype
sensor pengukur beban bergerak akan mendeteksi massa beban yang diberikan
terhadap rugi-rugi serat optik dengan model lima lekukan makro (macrobending)
untuk variasi goresan dan diameter POF. Model lima lekukan ini sudah pernah
dilakukan hanya untuk variasi pemberian beban untuk menekan serat optik dan
menunjukkan semakin besar beban yang diberikan diperoleh rugi-rugi serat yang
makin besar artinya intensitas cahaya yang diterima oleh detektor semakin kecil
(Yunianto,dkk., 2012).
Sensor model lima lekukan ini akan mengamati rugi-rugi optik dari
pengaruh penekanan pada serat optik yang digores dan tanpa gores. Semakin kecil
diameter serat optik, rugi-rugi optik yang dihasilkan akan semakin besar. Semakin
banyak jumlah goresan, rugi-rugi optik yang dihasilkan juga akan semakin besar.
Digunakan model lima lekukan karena diharapkan rugi-rugi intensitas yang
mendasari sensor ini akan semakin besar dibanding model tiga lekukan sehingga
dengan penambahan massa beban pada sensor akan terlihat lebih besar rugiruginya. Dari hasil ini dapat diketahui potensi desain alat menggunakan variasi
jumlah gores dan diameter serat untuk rugi-rugi yang dihasilkan terhadap massa
beban sehingga dapat diaplikasikan untuk sensor beban bergerak.
1.2. Batasan Masalah
Batasan masalah pada penelitian ini adalah:
1. Lekukan makro (macrobending) dilakukan sebanyak lima lekukan.
2. Jenis serat optik yang digunakan adalah Plastic Optical Fiber (POF) dengan
variasi diameter yaitu 0,4 mm; 0,5mm; dan 3 mm.
3. Variasi jumlah goresan yaitu 2 gores dan 3 gores untuk masing-masing serat
optik dengan kedalaman 10 % commit
dari diameter
to userserat.
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
4
4. Pin untuk melekukan serat optik terbuat dari acrylic berbentuk lingkaran
dengan diameter 0,8 cm dengan jarak antar pin adalah 1 cm.
5. Sumber cahaya LED dan detektor LDR.
6. Rugi-rugi hasil Model lima lekukan dibandingkan dengan model tiga lekukan
1.3. Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan diatas, permasalahan utama yang
akan dibahas antara lain:
1. Bagaimana pengaruh diameter serat optik terhadap rugi-rugi pada model lima
lekukan?
2. Bagaimana pengaruh goresan pada serat optik terhadap rugi-rugi pada model
lima lekukan?
3. Bagaimana pengaruh model lima lekukan pada desain alat dengan sistem
beban bergerak sehingga berpotensi untuk dapat diaplikasikan pada jembatan
timbang kendaraan bermuatan di jalan raya?
1.4. Tujuan Penelitian
Tujuan dilakukan penelitian ini, antara lain:
1. Mengetahui pengaruh diameter serat optik terhadap rugi-rugi pada model lima
lekukan.
2. Mengetahui pengaruh goresan pada serat optik terhadap rugi-rugi pada model
lima lekukan.
3. Mengetahui pengaruh model lima lekukan pada desain alat dengan sistem
beban bergerak sehingga berpotensi untuk dapat diaplikasikan pada jembatan
timbang kendaraan bermuatan di jalan raya.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini dalam jangka pendek yaitu memberikan
informasi mengenai pengaruh diameter serat optik berjenis POF dan pengaruh
perlakuan goresan pada serat optik dengan model lima lekukan terhadap rugi-rugi.
Sedangkan dalam jangka panjang diharapkan bisa diaplikasikan pada jembatan
timbang kendaraan bergerak (Weight In Motion) berbasis serat optik.
commit to user