Seminar Tugas Akhir

Disusun Oleh: Achmad Yulianto

24067100 063

Dosen Pembimbing Agus Muhamad Hatta, ST, M.Si,PhD NIP. 132 304 941

Latar Belakang

Perumusan Masalah

Batasan Masalah

Tujuan

Spektroskopi telah banyak diaplikasikan dalam berbagai bidang

Spektrometer berbasis prisma memiliki keuntungan menghasilkan satu spektrum cahaya yang jelas (terang)

Telah dikembangkan berbagai macam spektrometer baik yang berbiaya mahal, maupun yang murah

Pendahuluan

Tinjauan Pustaka

Metodologi Penelitian

Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Teori Penunjang

Bagaimana perancangan dan pembuatan spektrometer yang rendah biaya dengan menggunakan prisma dan webcam?

Bagaimana penggunaan spektrometer dengan webcam untuk mengukur konsentrasi larutan sukrosa?

Latar Belakang

Perumusan Masalah

Batasan Masalah

Tujuan

Pendahuluan

Tinjauan Pustaka

Metodologi Penelitian

Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Teori Penunjang

Perancangan dan pembuatan spektrometer cahaya tampak

Sumber cahaya yang digunakan dalam perancangan spektrometer ini adalah lampu halogen shinyoku

Menggunakan prisma sebagai elemen dispersifnya.

Menggunakan webcam mikomi sebagai detektor

Menggunakan software MATLAB untuk mengolah data dari webcam yang digunakan sebagai detector.

Latar Belakang

Perumusan Masalah

Batasan Masalah

Tujuan

Pendahuluan

Tinjauan Pustaka

Metodologi Penelitian

Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Teori Penunjang

Pembuatan spektrometer yang rendah biaya, dengan menggunakan prisma dan webcam.

Menerapkan spektrometer yang telah dibuat untuk mengukur konsentrasi larutan sukrosa.

Latar Belakang

Perumusan Masalah

Batasan Masalah

Tujuan

Pendahuluan

Tinjauan Pustaka

Metodologi Penelitian

Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Teori Penunjang

• Syaifudin, 2007, merancang video spektroskopi dengan

menggunakan jaringan saraf tiruan metode pembelajaran

propagasi balik untuk identifikasi jenis cairan pada citra yang

telah terekam pada kamera. Spektrometer tersebut menggunakan

prisma sebagai bagian pendispersi.

• T. T. Grove et al, 2007, merancang spektrometer rendah biaya

dengan menggunakan webcam sebagai detector dan grating

sebagai elemen pendispersi cahaya datang.Untuk mengolah data

yang berupa hubungan antara pixel, intensitas, dan pixel dengan

panjang gelombang dan panjang gelombang digunakan software

LabVIEW.

• Lighting Sciences Canada Ltd, 2006, merancang sebuah

spectrometer dengan biaya yang rendah dengan menggunakan

CCD sebagai detector, sementara untuk elemen yang akan

mendispersi cahaya masuk digunakan grating. Data dari detector

diteruskan ke dalam komputer yang akan

diolah dengan menggunakan software Turbo C++ .

Pendahuluan

Tinjauan Pustaka

Metodologi Penelitian

Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Teori Penunjang

Definisi Spektroskopi Spektroskopi adalah ilmu yang

mempelajari materi dan atributnya

berdasarkan cahaya, suara atau partikel

yang dipancarkan, diserap atau

dipantulkan oleh materi tersebut.

Spektroskopi juga dapat didefinisikan

sebagai ilmu yang mempelajari

interaksi antara cahaya dan materi[1].

Pendahuluan

Tinjauan Pustaka

Metodologi Penelitian

Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Teori Penunjang

• Definisi spektrometer

Spektrometer adalah alat yang dipakai untuk mengukur/menganalisa panjang gelombang cahaya dengan akurat yaitu dengan menggunakan kisi difraksi, atau prisma untuk memisahkan panjang gelombang cahaya yang berbeda.

Pendahuluan

Tinjauan Pustaka

Metodologi Penelitian

Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Teori Penunjang

• Spektrometer terdiri dari lima bagian utama

yaitu,celahmasuk, kolimator, pendispersi, lensa,

detektor.

• Prinsip kerja dari Spektrometer adalah, cahaya di

datangkan lewat celah sempit, sehingga cahaya

yang diteruskan akan bersifat sejajar. Cahaya

yang sejajar, kemudian diteruskan ke kisi atau

prisma untuk kemudian

ditangkap oleh detektor.

Pendahuluan

Tinjauan Pustaka

Metodologi Penelitian

Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Teori Penunjang

• Terminologi Citra Digital Citra atau gambar adalah representasi spasial

dari suatu objek yang sebenarnya dalam bidang

dua dimensi yang biasanya ditulis dalam

koordinat kartesian x-y, dan setiap koordinat

merepresentasikan satu sinyal terkecil dari objek

yang biasnya koordinat terkecil ini disebut

sebagai piksel. Karena merupakan sistem

koordinat yang memiliki nilai maka biasanya

citra dianggap sebagai sebuah matriks x-y yang

berisi nilai piksel.

Pendahuluan

Tinjauan Pustaka

Metodologi Penelitian

Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Teori Penunjang

Jenis citra 1. Citra grayscale, yaitu citra yang nilai pixel-nya

merepresentasikan derajat keabuan atau

intensitas warna putih.

2. Citra berwarna, yaitu citra yang nilai pixel-nya

merepresentasikan warna tertentu Banyaknya

warna yang mungkin digunakan bergantung

kepada kedalaman pixel citra yang

bersangkutan.

Pendahuluan

Tinjauan Pustaka

Metodologi Penelitian

Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Teori Penunjang

• Menentukan jenis bahan-bahan yang akan digunakan,

meliputi material dan data yang dibutuhkan

• Menentukan peralatan yang menunjang terlaksananya

penelitian dan perancangan tugas akhir ini, meliputi; alat-

alat uji laboratorium dan lapangan, perangkat keras,

perangkat lunak, teori dan persamaan, variabel yang akan

digunakan

• Menentukan proses yang akan digunakan dimulai dari

awal penelitian tugas akhir ini digunakan sampai

penyimpulan dari akhir proses yang telah dilaksanakan,

meliputi; Teknik pengumpulan dan analisis data,

rancangan, penelitian, cara penafsiran, pengumpulan hasil

penelitian, uji coba dan cara evaluasi, dan cara

penyimpulan dari keseluruhan proses.

Pendahuluan

Tinjauan Pustaka

Metodologi Penelitian

Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Teori Penunjang

Peralatan dan Bahan

• Sumber Cahaya - lampu halogen shinyoku

• Celah (slit)

• Lensa

• Prisma

• Webcam-mikomi

• Gelas ukur

• Komputer

• Monokromator

• Software Matlab

• Lux meter

Pendahuluan

Tinjauan Pustaka

Metodologi Penelitian

Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Teori Penunjang

Langkah – Langkah Pembuatan Spektrometer Pendahuluan

Tinjauan Pustaka

Metodologi Penelitian

Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Teori Penunjang

Diagaram alir

• Desain spektrometer

• Spektrometer yang telah dibuat

Pendahuluan

Tinjauan Pustaka

Metodologi Penelitian

Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Teori Penunjang

Sumber cahaya celah

lensa

kuvet

prisma

layar webcam

Pengambilan data dengan monokromator

Pendahuluan

Tinjauan Pustaka

Metodologi Penelitian

Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Teori Penunjang

Sumber cahaya

kuvet

Lux meter

monokromator

Pendahuluan

Tinjauan Pustaka

Metodologi Penelitian

Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Teori Penunjang

Diagaram alir

• Langkah – Langkah Pengujian Konsentrasi Sukrosa

Pendahuluan

Tinjauan Pustaka

Metodologi Penelitian

Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Teori Penunjang

• Citra yang dihasilkan oleh spektrometer

Pendahuluan

Tinjauan Pustaka

Metodologi Penelitian

Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Teori Penunjang

• Pengambilan data awal dengan menggunakan monokromator.

• Pengambilan data awal dengan menggunakan

spektrometer.

0

200

400

600

800

1000

400 450 500 550 600 650 700

inte

nsi

tas(

lux)

panjang gelombang

Pendahuluan

Tinjauan Pustaka

Metodologi Penelitian

Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Teori Penunjang

• Data hasil pengukuran dengan monokromator dan spektrometer untuk lima jenis konsentrasi yang berbeda

Pendahuluan

Tinjauan Pustaka

Metodologi Penelitian

Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Teori Penunjang

• Data hasil pengujian konsetrasi sukrosa dengan spektrofotometer UV-VIS Beckman DU-7500

Pendahuluan

Tinjauan Pustaka

Metodologi Penelitian

Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Teori Penunjang

• Data yang diperoleh dari spektrometer dan monokromator diolah menjadi data absorbansi fungsi panjang gelombang.

Pada tahap ini data diolah dengan menggunakan

rumus intesitas relatif untuk mendapatkan nilai

absorbansi dari spektrometer, Untuk mencari

nilai absorbansi dari nilai intensitas yang didapat

disubtitusikan ke dalam persamaan berikut :

Pendahuluan

Tinjauan Pustaka

Metodologi Penelitian

Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Teori Penunjang

• Data absorbansi fungsi panjang gelombang dari spektrometer dan monokromator.

Pendahuluan

Tinjauan Pustaka

Metodologi Penelitian

Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Teori Penunjang

• Validasi nilai absorbansi yang dihasilkan dari spektrometer

Dari hasil perhitungan yang didapat nilai absorbansi yang

dihasilkan spektrometer terjadi penurunan hampir untuk

semua panjang gelombang untuk konsentrasi yang

semakin tinggi. Namun untuk konsentrasi 0.32 dan 0.4

gr/ml tidak dapat dilihat dengan jelas perubahan yang

dihasilkan. Hal ini dapat diakibatkan konsentrasi yang

terlalu besar pada larutan sehingga citra yang dihasilkan

kurang baik. Secara keselurahan data yang diperoleh dari

spektrometer yang telah dibuat cukup baik. Jika divalidasi

atau dibandingkan dari nilai keluaran monokromator, dan

spektrofotometer UV-VIS.

Kesimpulan Berdasarkan hasil yang telah didapatkan serta meninjau

kembali permasalahan, batasan dan tujuan penelitian, dapat

dirumuskan kesimpulan yang diperoleh dalam pelaksanaan

tugas akhir ini, yaitu:

1. Telah dibuat spektrometer sederhana berjenis single beam

dengan menggunakan prisma dan webcam.

2. Spektrometer telah dapat digunakan untuk mengukur

konsentrasi larutan sukrosa. Dengan mengkorelasikan nilai

graylevel dengan panjang gelombang.

3. Didapatkan hubungan antara nilai graylevel yang sebanding

dengan intensitas, dan berbanding terbalik dengan nilai

absorbansi dimana konsentrasi 0.04 gr/ml memiliki

absorbansi paling besar.

Pendahuluan

Tinjauan Pustaka

Metodologi Penelitian

Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Teori Penunjang

Saran Dalam penelitian tugas akhir ini, terdapat beberapa hal

yang perlu diperbaiki baik dari tinjauan teoritis maupun

aplikatif. Oleh sebab itu, validasi penelitian lebih lanjut

sangat diperlukan. Saran yang dapat diberikan penulis

terkait dengan pengembangan penelitian ini adalah sebagai

berikut :

1. perlu dilakukan pengujian terhadap larutan lain dengan

memperhatikan indeks bias yang dihasilkan larutan.

2. Menggunakan prisma dengan bahan lain untuk

memperoleh hasil spectrum yang lebih baik

3. Membuat spektrometer double beam dengan metode

sederhana

Pendahuluan

Tinjauan Pustaka

Metodologi Penelitian

Jadwal Pelaksanaan

Kegiatan

Kesimpulan dan Saran

Teori Penunjang

[1].Syaifudin. 2001. Perancagan Video Spektroskopi-Neural Network untuk Identifikaasi Jenis Cairan. Disertasi S2 Jurusan Teknik Elektro ITS.

[2].Bass, M. 1995. Handbook of Optics, Volume 1. McGraw-Hill, Inc: New York.

[3].Harrison, M. K. 2011. Astronomical Spectroscopy for Amateurs. Springer science: New York

[4].Lighting Sciences Canada Ltd. 2008. A Low Cost Compact CCD Grating Spectrometer. 160 Frobisher Drive: Canada

[5].T. T. Grove and M. F. Masters. 2007. A Student Assembled Spectrograph with CCD Detector to Assist with Student Understanding of Spectrometry. Purdue University: Fort Wayne

[6].Anonim.2007.http://ftpitp09.blogdetik.com/files/2010/03/24_sifat-gel-cahaya.pdf

[7].Kristanta,A.2008.http://arifkristanta.files.wordpress.com/2008/01/cahaya.pdf

[8].Anonim.2008.http://www.fi.itb.ac.id/~rahmat/Kuliah/tpadf/PF6b_Spektroskopi.pdf

[9].Wikipedia. 2011. http://www.wikipedia.org/peranti-tergandeng-muatan.html

[10].Fahmi. 2007. Perancangan Algoritma Pengolahan Citra Mata Menjadi Citra Polar Iris Sebagai Bentuk Antara Sistem Biometrik. Universitas Sumatra Utara: Medan.

[11].Universitas Kristen Petra. 2005. Petra Library for Image Processing. Universitas Kristen Petra: Surabaya.

[12].Smith, F. G., King, T. A., Wilkins, D. 2007. Optics and Photonics: An Introduction. John Willey & Sons, Ltd: England.

[13].Workman, J. 1998. Optical Spectrometers. Academic Press: San Diego.

[14].James, J. 2007. Spectrograph Design Fundamentals. Cambridge University Press: New York.

[15].Anonim.2011.http://wahyoe-analisiskimia.blogspot.com/2011/03/ spektrofotometer-uv-vis.html

[16].Wagner, K. 2008. Advance Optics Lab. University of Colorado: Colorado.

Pendahuluan

Tinjauan Pustaka

Metodologi Penelitian

Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Teori Penunjang

Pendahuluan

Tinjauan Pustaka

Metodologi Penelitian

Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Teori Penunjang