BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Sejak
diperkenalkan oleh Kao
dan Hockham bahwa
serat optik dapat digunakan pada
sistem komunikasi, metode
modulasi cahaya pada
serat optik telah
banyak diinvestigasi. Bentuk
metode modulasi ini
merupakan dasar dari sensor serat
optik. Pada tahun
1970- an, eksperimen
pertama dilakukan dengan menggunakan serat optik dengan loss rendah. Divais semacam ini disebut Optical Fiber Sensors (OFSs). Hal ini hanya
berhubungan dengan aplikasi dalam bidang telekomunikasi. Pada penelitian kali ini serat
optik dikembangkan menjadi lebih baik dari
segi aplikasi, bukan
dalam bidang telekomunikasi melainkan
dalam bidang sensor. Dari
kelemahan serat optik sebagai kabel transmisi data di bidang telekomunikasi
yaitu memiliki
loss atau rugi optik
yang mengakibatkan data dapat hilang,
maka muncul aplikasi
dalam serat optik
bahwa kelemahan serat optik tersebut
dapat dimanfaatkan untuk
mendeteksi gaya. Pada
penelitian ini akan
dikembangkan sensor beban
berbasis serat optik
dengan prinsip mikrobending.
Dengan prinsip ini maka serat optik akan dapat mengalami rugirugi daya
optik sehingga serat
optik dapat mendeteksi
berapa besar gaya
yang diterima oleh serat optik
sehingga sinyal cahaya yang mengalami rugi optik atau pelemahan
akan ditransmisikan untuk
dikonversi menjadi parameter
yang dibutuhkan dan
dalam hal ini
yaitu besar beban
terukur. Sehingga diharapkan dengan prinsip dan teknik mikrobending ini
pula serat optik dapat dimanfaatkan sebagai sensor
beban yang nantinya
diharapkan dapat diaplikasikan
pada alat timbang yang masih menggunakan sensor
konvensional (analog).
Latar
belakang mengapa penelitian
ini dilakukan juga
karena terdapatnya beban berlebih pada jalan disebabkan
penyelewengan pengawasan pada jembatan timbang terhadap
beban kendaraan yang
melintasi jalan. Dampak
nyata yang ditimbulkan
oleh muatan berlebih
(overloading) adalah kerusakan
jalan. Untuk dapat mengatasi hal tersebut, diperlukan alat
timbang beban kendaraan. Saat ini alat timbang yang ada masih menggunakan
sensor konvensional (analog) sehingga masih
dapat mengalami gangguan elektromagnetik.
Terdapat
beberapa teknik untuk
mengukur beban yang
sekarang digunakan ini yaitu
piezoelektrik, lempeng kapasitif,
hidrolik dan pelat
beban yang dibengkokkan,
akan tetapi metode
tersebut memiliki beberapa
kelemahan yaitu mudah
korosi, jangkauan kecepatan
kecil, mudah mengalami
gangguan elektromagnetik, akurasi
rendah, pembuatan dan instalasi yang sulit, ukuran besar dan
harga tinggi. Perkembangan
teknologi sensor serat
optik yang memiliki keuntungan
diantaranya sensitivitas tinggi,
tahan terhadap gangguan elektromagnetik, suhu tinggi dan korosi
dibandingkan dengan sensor sebelumnya dapat menjadi alternatif untuk mengukur
beban. Sensor
serat optik merupakan
basis teknologi yang
dapat diterapkan untuk banyak
aplikasi penginderaan. Sensor serat optik mempunyai banyak keuntungan dibandingkan dengan sensor elektronik
konvensional, keuntungan-keuntungan itu antara
lain adalah (1) mudah diintegrasikan dengan jaringan serat optik yang ada, (2) tidak mengalirkan arus listrik, (3) tahan
terhadap interferensi elektromagnetik dan interferensi
frekuensi radio, (4)
ringan, (5) tahan
terhadap lingkungan yang korosif
dan basah, (6) sensitivitas tinggi, (7) mempunyai kemampuan yang tinggi untuk
membentuk jaringan sensing,
(8) kemampuan sensing multifungsi seperti regangan, tekanan, korosi, temperatur dan
sinyal akustik. Perkembangan teknologi komputer saat
ini yang berkembang
pesat juga mempunyai
dampak terhadap perkembangan
teknologi serat optik.
Hal ini karena
kepraktisan dari peralatan tersebut sehingga sangat mudah untuk
dikembangkan lebih lanjut.
Sensor Microbendadalah salah satu sensor serat
optik awal dikembangkan dan telah
digunakan oleh beberapa peneliti
selama lebih dari
tiga puluh tahun.
Sensor
microbend Serat optik
telah digunakan dalam
beberapa aplikasi industri seperti
pengukuran tekanan dalam
sistem peralatan antarmuka
[1], suhu dan pengukuran tekanan
dalam tangki bahan
bakar pesawat [2],
investigasi karakteristik
berbagai bidang [3],
sensor pH [4],
akustik dan sensor perpindahan [5].
Prinsip
kerja dari sensor
serat optik berdasarkan
pada pemanfaatan rugirugi
akibat pembengkokan mikro (microbending) pada
serat optik yang mengakibatkan
perubahan intensitas cahaya yang ditransmisikan oleh serat optik.
Sehingga
serat optik dapat
digunakan dalam pengukuran
parameter-parameter fisis
diantaranya tegangan, tekanan, strain dan temperatur.
Sensor serat optik yang didasarkan pada
prinsip kerugian daya optik yang disebabkan oleh
pembengkokan mikro (mikrobending) juga
memiliki bentuk padat
yang baik, struktur
sederhana, biaya rendah
dan lainya. Dengan
demikian studi sensor serat optik
dengan mikrobending menjadi sangat penting.
Dalam
decade terakhir, sensor berat berbasis serat optik, didasarkan pada perubahan
pada parameter sinyal
optik karena regangan
serat optik akibat
berat kendaraan yang
lewat, telah mendapat
perhatian. Sensor ini
lebih tahan lama, relatif murah
dalam pembuatan dan
operasi. Namun, serat
optik terutama digunakan sebagai detektor untuk kendaraan
karena akurasi rendah pada pengukur berat
(khsnya penimbang beban bergerak) dan ketergantungan tinggi terhadap kondisi cuaca.
Pada 1990-an , muncul sensor gaya berbasis
serat optik untuk penimbang dan kontrol
sistem gerak pada kendaraan atau transportasi. Penggunaan serat optik disetujui
karena biaya rendah,
kemudahan instalasi di
jalan-jalan dengan lalu lintas yang
padat. Kabel serat
optik ditempatkan dalam
alur sempit di
seberang jalan yang dilapisi
dengan karet yang tahan, dan transmisi tekanan ban kendaraan pada kabel serat optik. Arus lalu lintas tidak
boleh terganggu untuk waktu yang lama, sehingga
kemudahan dan kecepatan
instalasi sensor melebihi
kekurangan sensor yaitu akurasi
pengukuran rendah.
1.2. Rumusan Masalah Berdasarkan
latar belakang yang
ada, maka perumusan
masalah dari penelitian
ini adalah bagaimana
merancang sensor beban
berbasis serat optik dengan prinsip
mikrobending sehingga penggunaan
serat optik valid
sebagai sensor beban. Dengan demikian
dapat mengikuti perkembangan sensor dan dapat diaplikasikan pada alat timbang seperti alat
timbang kendaraan atau lainnya yang masih
menggunakan sensor konvensional (analog).
1.3 Batasan Masalah Ruang lingkup penelitaian ini
akan dibatasi pada : 1. Perancangan
sensor beban menggunakan
serat optik mikrobending sehingga terdapat beberapa kombinasi 2. Pengujian kesetabilan laser sebagai sumber
cahaya pada sensor 3. Analisa
pengaruh diameter dan
jarak kawat terhadap
mikrobending pada serat optik
dengan Anova pada signifikansi 0.05 4. Pengujian Validitas dan Reliabilitas Sensor
Beban berbasis Serat Optik 1.4 Tujuan
Penelitian Adapun tujuan dari penelitian
ini adalah : 1. Untuk mengetahui
kestabilan laser yang
digunakan sebagai sumber cahaya pada sensor 2. Untuk mengetahui pengaruh jarak dan diameter
kawat terhadap respon sensor beban
menggunakan serat optik dengan prinsip mikrobending 3. Untuk mengetahui validitas dan reliabilitas
sensor beban berbasis serat optik 1.5.
Manfaat Penelitian Manfaat yang
diharapkan dari penelitian ini, yaitu : 1. Dapat membuat rancangan atau kombinasi sensor
beban berbasis serat optik dengan prinsip
mikrobending dengan tingkat
respon yang berbeda-beda 2. Diharapkan dapat diaplikasikan untuk sensor
alat timbang kendaraan yang masih
menggunakan sensor konvesional (analog).
Skripsi Matematika:Sensor Beban Berbasis Serat Optik Dengan Prinsip Mikrobending
Download lengkap Versi PDF
 | ||
| ||
| ||
| ||
|