ANALISA RUGI DAYA MAKROBENDING SERAT OPTIK MODA TUNGGAL TERHADAP PENGARUH PEMBEBANAN DENGAN VARIASI JUMLAH DAN DIAMETER LILITAN

Henry Prasetyo1109100060

Pembimbing :Endarko, M.Si., Ph.D

Department of PhysicsSepuluh Nopember Institute of

TechnologyKampus ITS Sukolilo - Surabaya

60111Indonesia

Sensor serat optik merupakan basis teknologi yang dapat diterapkanbanyak aplikasi penginderaan

Sensor serat optik tidak mengalirkan arus listrik, tahan terhadapinterferensi gelembang elektromagnetik dan frekuensi radio, ringan, tahan terhadap lingkungan korosif

Serat optik sangat sensitiv terhadap gangguan luar, seperti getaran, pembebanan, dan lilitan yang secaralangsung maupun tak langsung mengurangi dayapada serat optik

Bagaimana pengaruh pembebanan padasistem timbangan dengan sensor serat optikmenggunakan OSA dengan variasi jumlah

lilitan dan diameter

Bagaimana metode yang tepat untukmengetahui pengaruh pembebanan pada

sensor serat optik menggunakan OSA dengan variasi jumlah lilitan dan diameter

Mengetahui pengaruh pembebanan terhadapmakrobending serat optik moda tunggal FC-FC 3 meter menggunakan OSA dengan variasi jumlah

lilitan dan diameter

Mendapatkan metode yang tepat untuk Mengetahuipengaruh pembebanan terhadap makrobending

serat optik moda tunggal FC-FC 3 meter menggunakan OSA dengan variasi jumlah lilitan

dan diameter

Jumlah lilitan yang dianalisa adalah 1, 3 dan 5 lilitan sertadiameter yang dianalisa adalah 3- 5 cm

*Diharapkan dapat digunakan untukpengembangan sensor serat optik*

Serat Optik Multimode Step-Index

Atenuasi (redaman)Semakin besar atenuasi maka semakin sedikit cahaya yang mencapai detektor sehingga semakin pendek jarak transmisiantara pemancar dan penerima

Media transmisi serat optik memiliki karaktik untukmembedakan jenis serat optik yang akan digunakan

AbsorbtionImpurity: besi, cobalt, ion OH

Bahan pembuat fiber optik

Scatering

• Ketidak homogenan struktur fiber• Densitas yang tidak merata• Komposisi yang tidak berfluktuasi

Bending: microbending

macrobending

Gambar Faktor Atenuasi serat optik (a) makrobending (b) mikrobending (Ray.2002)

Dimana : α = Redaman sinyal / pelemahangelombang (atenuasi)Pout = Daya output opticPin = Daya input opticL = Panjang serat opticA = Nilai pelemahan

Terjadi rugi daya , dimana sudut datang < sudut kritis

Dengan, : beda indeks bias core dan cladding

R : radius kelengkungana : radius inti serat optikα : 2 (parabolic profile)

Gambar 2.7 Propagasi cahaya dalam makrobending (Guenther, 1990)

Sumber optikLED( light emitting diode)Memiliki keluaran daya yang lebih sedikit, kecepatan switching yang lebih lambat dan lebarspectrum yang lebih lebar.

Gambar .Polaritas dan simbol pada LED (Sri Waluyati, dkk, 2008)

LASER

• Menghasilkan cahaya dengan panjang gelombangtetap (635 nm)

• Menghasilkan intensitas cahaya yang tinggi• Memungkinkan terjadinya transmisi data yang tinggi

Detektor OptikDetektor optik dapat menghasilkan gelombang sesuai aslinyadengan meminimalisasi losses yang timbul

Fototransistor merupakan sebuah detektor cahaya, dimana kombinasi antara fotodioda dan penguattransistor.

OPTICAL SPECTRUM ANALYZER (OSA)

Alat ukur daya pada optik dengan fungsi panjang gelombang

OSAKISI DIFRAKSI

INTERFERO METER FABRY PEROT

INTERFEROMETER MICHELSON

Gambar .Diagram blok dasar OSA (Agilent Technologies, 1996)

METODOLOGI

BAHAN ALAT

DIAGRAM ALUR

Analisa Hasil

Kesimpulan

Pembuatan Grafik Daya Vs Beban

(variasi diameter)

Set Up OSA

Pembuatan Alat pembebanan 

Studi literature pembuatan proposal

Pengambilan data

Hasil data

Pembuatan Grafik Daya Vs Beban

(variasi lilitan)

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PEMBEBANAN

Tempat beban

Pegas, dengan K= 13,89

Tempat Serat Optik

PENGATURAN OSA

1. Pasang serat optik moda tunggal yang telah diberi fixed socket pada OSA

2. Nyalakan OSA hingga terlihat tampilan garis-gariskoordinat pada OSA

3. Atur range panjang gelombang grafik gaussian OSA padarange 1442,1- 1642,1 nm dengan menekan tombolwavelength

4. Atur posisi kusor pada grafik dengan menekan tombolmarker pada posisi 1549,7nm

5. Simpan grafik pada disket dengan menekan tombol save pada OSA dengan ekstensi.gif

PENGUKURAN DAYAMENGGUNAKAN OSA

• Pengukuran pertamadilakukan pada diameter 3cm dengan variasi lilitan1,3 dan 5 lilitan padabeban 200, 400, 600, 800 dan 1000 g

• Pengukuran selanjutnyapada diameter 4 cm dan5cm dengan variasi lilitan1,3 dan 5 dan beban 200, 400,600,800 dan 1000 g

Gambar . Skema percobaanpembebanan serat optik

PENGAMBILAN DATA

Keadaan awal (0 g)

1. METODE KONTINU

200 g 400 g 600 g

800 g 1000 g 800 gpenurunan

600 g 400 g

200 gTanpa beban

2. METODE DISKONTINU

Keadaan awal (0 g) 200 g Tanpa beban 400 g

Tanpa beban 600 g Tanpa beban 800 g

Tanpa beban 1000 g Tanpa beban

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

Grafik gaussian OSA pada metode kontinu

a b c d

e f

Gambar .Analisa rugi dayauntuk system denganpembebanan (a) 0 g , (b) 200 g, (c) 400 g.(d) 600 g (e) 800 g dan (f) 1000 g untukdiameter 3 cm dan 1 lilitan.

Grafik gaussian OSA pada penurunan beban

Gambar. Analisa rugi dayauntuk system denganpengurangan beban(a)1000 g , (b) 800 g, (c) 600 g.(d) 400 g (e) 200 g dan (f) tanpa beban(0) g untuk diameter 3 cm dan1 lilitan.

a b c d

e f

Analisa pengaruh pembebanan terhadapvariasi lilitan

a b

Gambar .Analisa rugi daya untuk system dengan pembebanan 600g dan diameter 3 cm dengan variasi lilitan (a) 1 lilitan , (b) 3 lilitan

Analisa pengaruh pembebanan terhadapvariasi diameter

a b

Gambar .Analisa rugi daya untuk system dengan pembebanan 600g dan1lilitan dengan variasi diameter (a) 3cm , (b) 4cm

Grafik gaussian OSA pada metode diskontinu

Gambar Analisa rugidaya untuk system dengan pembebanan(a) kondisi awal (0g), (b) 200 g , (c) tanpa beban, (d) 400 g.(e) tanpabeban (f) 600 g ,(g) tanpa beban,

a b c d

e f g

Grafik hubungan daya VS beban

Metode kontinu

Analisa pengaruh pembebanan terhadapvariasi lilitan

Gambar grafik hubungan daya vs massa dengan diameter 3cm

Rugi daya

17,308µW0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

35,000

0 200 400 600 800 1000

daya

(

µW)

massa (g)

3 cm

1 lilitan

3 lilitan

5 lilitan

Analisa pengaruh pembebanan terhadap variasi diameter

Gambar .grafik hubungan daya vs massa dengan 1 lilitan

Rugi daya

17,308µW0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

35,000

40,000

0 200 400 600 800 1000

daya

(

µW)

massa (g)

1 lilitan

3 cm

4 cm

5 cm

METODE DISKONTINU

Analisa pengaruh pembebanan terhadapvariasi lilitan

Gambar grafik hubungan daya vs massa dengan diameter 3cm

Rugi daya2,273 µW

0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

35,000

0 200 400 600 800 1000

daya(

µW)

massa (g)

3 cm (metode 2)

1 lilitan

3 lilitan

5 lilitan

Analisa pengaruh pembebanan terhadap variasi diameter

Rugi daya2,273 µW

Gambar .grafik hubungan daya vs massa dengan 1 lilitan

0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

35,000

0 200 400 600 800 1000

daya

(

µW)

massa (g)

1 lilitan (metode 2)

3 cm

4 cm

5 cm

METODE KONTINU VS METODE DISKONTINU

Gambar .grafik hubungan metode kontinu vs metode diskontinudengan diameter 3 cm dan 1 lilitan

Rugi daya2,273 µW

Rugi daya17,308µW

m

0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

35,000

0 200 400 600 800 1000

daya(

µW)

massa (g)

3cm dan 1 lilitan

metode kontinu

metodediskontinu

KESIMPULAN

• untuk metode kontinu bahwa rugi daya maksimal ketikapembebanan 1000 g dengan diameter 3 cm dan 1 lilitansebesar 17,308µW

• Pada metode diskontinu rugi daya maksimal ketika dilakukanpembebanan 1000g dengan dimater 3 cm dan 1 lilitansebesar 2,273 µW

• Metode yang tepat dalam penelitian ini yaitu metode kontinu.

SARAN

Untuk penelitian selanjutnya disarankan menggunakan sumbercahaya lain (selain sumber cahaya OSA) yang bisa memunculkandua atau lebih gelombang, sehingga dapat digunakan untukpenelitian distribusi tekanan pada serat optik yang bisadigunakan sebagai sensor serat optik