commit to user
ANALISIS LEBAR PUNCAK SIGNAL LOSS KELUARAN DARI SENSOR FIBER OPTIK UNTUK KENDARAAN BERJALAN SEBAGAI FUNGSI
KECEPATAN
Disusun oleh : WILLIAM YOHANES S
M0211075
SKRIPSI
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
Februari, 2016
commit to user
HALAMAN PERSETUJUAN
USULAN PENELITIAN S1
Analisis Lebar Puncak Signal Loss Keluaran dari Sensor Fiber Optik untuk Kendaraan berjalan sebagai Fungsi Kecepatan
Diusulkan Oleh
William Yohanes S
M0211075
Telah Disetujui oleh
Pembimbing 1
Ahmad Marzuki S.Si., Ph.D Tanggal
…………..
NIP 19680508 1997021001
commit to user
HALAMAN PENGESAHAN
USULAN PENELITIAN S1
Analisis Lebar Puncak Signal Loss Keluaran Sensor Fiber Optik untuk
Kendaraan Berjalan sebagai Fungsi Kecepatan
Diusulkan oleh :
William Yohanes S
M0211075
Telah diujikan didepan Dewan Penguji Ujian Proposal Pada tanggal
……….
1.
Ahmad Marzuki S.Si,. Ph.D
Tanggal : ………
NIP. 19680508 1 997021 001
2.
Drs. Hery Purwanto. M.Sc
Tanggal : …………
NIP. 19590518 198703 1002
3.
………..
Tanggal : ………
NIP.
4.
……….
Tanggal : ………
NIP.
commit to user
commit to user
HALAMAN PENGESAHAN
Skripsi dengan judul:
Analisis Lebar Puncak Signal Loss Keluaran dari Sensor Fiber Optik untuk Kendaraan Berjalan sebagai Fungsi Kecepatan.
Yang ditulis oleh: Nama NIM
: William Yohanes S : M0211075
Telah diuji dan dinyatakan lulus oleh dewan penguji pada: Hari NIP. 19810518 200501 2 002
3. Ahmad Marzuki, S.Si., Ph.D. NIP. 19680508 199702 1 001
4. Drs. Hery Purwanto., M.Sc NIP. 19590518 198703 1002
Disahkan pada tanggal 21-03-2016
.
commit to user
commit to user
PERNYATAAN KEASLIAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul “ANALISIS LEBAR PUNCAK SIGNAL LOSS KELUARAN DARI SENSOR FIBER OPTIK UNTUK KENDARAAN BERJALAN SEBAGAI FUNGSI KECEPATAN” adalah hasil kerja saya atas arahan pembimbing dan sepengetahuan saya hingga saat ini, isi skripsi tidak berisi materi yang telah dipublikasikan atau ditulis oleh orang lain atau materi yang telah diajukan untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di Universitas Sebelas Maret atau di Perguruan Tinggi lainnya, jika ada maka telah dituliskan di daftar pustaka skripsi ini dan segala bentuk bantuan dari semua pihak telah ditulis di bagian ucapan terimakasih. Isi skripsi ini boleh dirujuk atau difotokopi secara bebas tanpa harus memberitahu penulis.
Surakarta, Februari 2016
William Yohanes S
NIM M0211075
commit to user
MOTTO
“sepintar-pintar nya anak masih pintar kedua orang tuanya karena tanpa perjuangan dan pemikiran kedua orang tua nya maka kepintaran anak tersebut
akan sia-sia”
(My Mother)
“You’ll never know until you have tried”
(buku sinar dunia)
“Quitter never win and the winner never quit“
(Iwan Sunito)
“diatas langit masih ada langit”
(anonim)
commit to user
PERSEMBAHAN
Karya ini kupersembahkan kepada :
Ibu dan Bapak-Ku Tercinta
Kakak ku ersayang
Teman - Teman Fisika 2011
Almamaterku
commit to user
ANALISIS LEBAR PUNCAK SIGNAL LOSS KELUARAN DARI SENSOR FIBER OPTIK UNTUK KENDARAAN BERJALAN SEBAGAI FUNGSI
KECEPATAN
WILLIAM YOHANES S
Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret
ABSTRAK
Penyebab Fenomena kerusakan jalan diakibatkan salah satunya yaitu kelebihan muatan. Salah satu teknologi untuk mengatasi faktor kelebihan muatan yaitu menggunakan sensor WIM (Weight In Motion). Tujuan dari penelitian ini adalah merancang sensor WIM berbasis fiber optic skala lapangan dan mengetahui pengaruh kecepatan kendaraan terhadap lebar puncak signal keluaran. Prinsip kerja dari penelitian ini adalah kendaraan dengan muatan yang bervariasi melintasi fiber sensor dan sensor kecepatan dimana fiber sensor digunakan untuk memperoleh signal loss keluaran dari kendaraan ketika melintasi fiber sensor sedangkan sensor kecepatan untuk menentukan kecepatan yang bergerak saat melintasi fiber sensor. Metode skripsi ini adalah menentukan lebar puncak signal
loss keluaran yang dihasilkan saat kendaraan menekan sensor sehingga dapat
menentukan nilai impuls dan waktu sentuh pada sensor dari kendaraan. Pada Grafik besaran impuls disebut luasan di bawah kurva (A) sedangkan waktu sentuh pada sensor disebut kurva FWHM. Dari eksperimen, diperoleh semakin besar kecepatan kendaraan melintasi fiber sensor maka kurva FWHM dan impulsnya semakin kecil dan jika semakin kecil kecepatan kendaraan melintasi fiber sensor maka kurva FWHM dan impulsnya semakin besar. Nilai tingkat kepercayaan dari hasil uji tekan sampel fiber sensor adalah 92 %. Dari hasil ini penelitian ini disarankan untuk membuat variasi beban kendaraan yang lebih sistematis dan presisi agar didapatkan nilai ketidakpastiannya serta memperhitungkan faktor tekanan ban agar dihasilkan nilai waktu kontak yang lebih akurat.
Kata Kunci : Serat Optik, Sensor Beban Bergerak, Kurva FWHM, Luasan dibawah kurva.
commit to user
commit to user
THE ANALYSIS OF PEAK WIDTH FROM SIGNAL LOSS
OUTPUT ON OPTICAL SENSOR FOR SPEED VEHICLE AS
VELOCITY FUNCTION
WILLIAM YOHANES S
Department of Physics, Mathematics and Natural Science Faculty, Sebelas Maret University
ABSTRACT
The Phenomenom of damage roads was caused by overloading. One of the technology for contributing overloading problems was Weight In Motion sensor. The purposes of research was designed WIM sensor made fiber optic in the scale field and known factor from vehicle’s velocity for peak width signals output. The work principle of research was the vehicles with variance load ran through fiber sensor and velocity sensor which fiber sensor used to get signal loss output while the velocity sensor to got velocity dynamic when ran through fiber sensor.. These method was found peak width from signal loss which released the vehicles run through fibre sensor so found the impules and the pressing time. From the experiments, it could be obtained that the impulse and the pressing time would decrease if the velocity vehicles increased. Impulse was called (area under curve) although pressing time vehicles called (FWHM Curve) in the Graphic. The Precision Number from fiber sensor sampel from pressure test by MTM tool was 96%. From these result, we can suggest for make load variance more systemic and precision so get small error and determine the pressure factor of tire so the pressing time more accurate.
commit to user KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi. Doa dan kasih senantiasa penulis haturkan kepada-Nya sebagai pembimbing dan seluruh manusia.
Skripsi yang penulis susun sebagai bagian dari syarat untuk mendapatkan gelar sarjana sains ini penulis beri judul ” ANALISIS LEBAR PUNCAK SIGNAL LOSS KELUARAN DARI SENSOR FIBER OPTIK UNTUK KENDARAAN BERJALAN SEBAGAI FUNGSI KECEPATAN”. Terselesaikannya skripsi ini adalah suatu kebahagiaan bagi saya. Setelah sekitar dua semester penulis harus berjuang untuk bisa menyelesaikan skripsi ini tepat waktu. Dengan segala suka dan dukanya, pada akhirnya skripsi ini terselesaikan juga. Kepada berbagai pihak yang telah membantu penulis menyelesaikan skripsi ini penulis ucapkan terima kasih. Atas bantuannya yang sangat besar selama proses pengerjaan skripsi ini, ucapan terima kasih secara khusus penulis sampaikan kepada:
1. Bapak Ahmad Marzuki, S.Si., Ph.D selaku Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan dan saran dalam penyusunan skripsi.
2. Bapak Drs. Hery Purwanto. M.Sc selaku Pembimbing II yang telah memberikan semangat dan bimbingan yang pantang menyerah dalam penyusunan skripsi.
3. Bapak. Dr. Eng. Budi Purnama, M.Si selaku Pembimbing Akademis 4. Bapak, Ibu dosen serta Staff di Jurusan Fisika FMIPA UNS.
5. Ibu dan Bapak, atas semua dukungan doa, kasih sayang, dan kesabaran dalam mendidik.
6. Rekan kerja Lab Optik Dan Fotonik Universitas Sebelas Maret Surakarta 7. Rekan - rekan angkatan Fisika 2011 yang telah memberikan semangat.
Semoga Tuhan Yang Maha Esa membalas jerih payah dan pengorbanan yang telah diberikan dengan balasan yang lebih baik. Amin. Penulis menyadari akan banyaknya kekurangan dalam penulisan skripsi ini. Namun demikian, penulis berharap semoga karya kecil ini dapat bermanfaat.
commit to user PUBLIKASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul “ANALISIS LEBAR PUNCAK SIGNAL LOSS KELUARAN DARI SENSOR FIBER OPTIK UNTUK KENDARAAN BERJALAN SEBAGAI FUNGSI KECEPATAN” telah dipublikasikan pada satu tempat yaitu Sebelas Maret University Institutional
Repository (UNS-IR), pada tanggal 4 Januari 2016, Universitas Sebelas Maret
Surakarta
commit to user
commit to user
BAB III METODOLOGI PENELITIAN... 3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ... 22
3.2. Alat dan Bahan yang Penelitian ... 22
3.2.1. Alat yang Digunakan ... 22
3.2.2. Bahan yang Digunakan ... 22
3.2.3. Software Penunjang yang Digunakan ... 22
3.3. Metode Penelitian ... 23
3.3.1. Penyiapan Alat dan Bahan ... 24
3.3.2. Pembuatan fiber sensor dan sampel karet RTV 588 ... 25
commit to user DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 3.1. Pengambilan data Kurva FWHM ... 30
Tabel 3.2. Pengambilan data luasan dibawah kurva (A) ... 30
Tabel 4.1. Penjelasan Fitur Perangkat Lunak ... 34
commit to user
Gambar 2.4. Mekanisme Jalannya Cahaya pada Peristiwa Pembengkokan Macro ... 10
Gambar 2.5. .Peristiwa rugi-rugi akibat pembengkokan Mikro …………. 10
Gambar 2.6 Grafik rugi-rugi dari Bending terhadap variasi jumlah lilitan pada serat optic ... 12
Gambar 2.12.Skema sensor serat optik ... 20
Gambar 3.1. Diagram Alur Penelitian ... 27
Gambar 3.2. Fiber Sensor ... 28
Gambar 3.3. Cetakan gypsum... 29
Gambar 3.4. Silinder Berulir ... 29
Gambar 3.5. Tabung ... 29
Gambar 3.6. Pompa ... 29
Gambar 3.7. Rangkaian detektor cahaya... 30
Gambar 3.8. Rangkaian sumber cahaya ... 30
Gambar 3.9. Interface Arduino IDE ... 32
Gambar 3.10. Pin out board Arduino ... 32
Gambar 3.11 Display Photogate Velocity Meter ……….. 33
Gambar 3.12. Puncak-puncak transmitansi pada beban kendaraan ... 30
Gambar 3.13.Lebar ban kendaraan menyentuh Fiber sensor ... 34
Gambar 4.1. Display Sistem Weight In Motion Data Acquisition... 37
Gambar 4.2. Cetakan Gypsum ... 39
Gambar 4.3. Silinder Berulir ………. 39
Gambar 4.4. Pelapisan Fiber Sensor ... 34
Gambar 4.5. Fiber sensor sebelum dilakukan tekana……..………. 37
Gambar 4.6. Grafik hubungan gaya dan pertambahan panjangan pada Fiber sensor ... 42
commit to user
Gambar 4.8. Pegas yang terkena gaya penekan oleh massa ... 38 Gambar 4.9. Grafik hasil uji tekan fiber sensor ……… 39 Gambar 4.10. Fiber optic sebelum ditekan ... 43 Gambar 4.11. Prinsip pengukuran bobot kendaraan menggunakan jembatan
timbang ……… 46 Gambar 4.12 Signal loss keluaran hasil tekanan ban kendaraan. ... 47 Gambar 4.13. Grafik hubungan FWHM dengan kecepatan pada massa
bervariasiFiber sensor diberi tekanan ……….. 48 Gambar 4.14. Grafik hubungan luasan di bawah kurva dengan kecepatan
Pada massa bervariasi ... …….. 49 Gambar 4.15. Rugi-rugi transmitansi oleh beban kendaraan berjalan …… 50 Gambar 4.16. Hubungan transmitansi dengan waktu pada kecepatan
commit to user DAFTAR SIMBOL
Satuan �1 = Indeks Bias Medium Pertama
�2 = Indeks Bias Medium Kedua
�1 = Sudut Sinar Datang Dengan Garis Normal Derajat � = Indeks Bias Relatif Core dengan Cladding
�� = Numerical Aparture Derajat
� = Parameter Serat Optik
� = 3,14
� = Panjang Gelombang m
� = Diameter Core m
� = Jarak Penjalaran Gelombang Cahaya m
�� = Medan Gelombang Awal J
���� = Intensitas Modulasi Watt/m2
���� = Intensitas Referensi Watt/m2
�� = Deci-Bell (Satuan Atenuasi) dB
���� = Daya Modulasi Watt
���� = Daya Refernsi Watt
�1 = Konstanta �2 = Konstanta
� = Koefisien Atenuasi km-1
��� = Intensitas Cahaya Masuk Watt/m2
���� = Intensitas Cahaya Keluar Setelah N Lilitan Watt/m2
℃ = suhu Celcius
� = Radius Core m
Δ� = Indeks Bias Relatif Core Dengan Cladding
commit to user
� = Arus Listrik Ampere
��� = Tegangan Ateuator Cahaya Volt
���� = Tegangan Modulasi Cahaya Volt
Δ� = Perubahan Sudut Radian Atau Derajat
Δ� = Perubahan Jarak m
� = Gaya N
� = Kostanta Pegas N/m
�� = Penambahan Panjang Bahan m
� = Luas Bahan m2
� = Nilai Regangan Bahan N/m2
� = Nilai Tegangan Bahan N/m2
� = Modulus Elastisitas Bahan
commit to user DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1. Tabel pengukuran kebocoran pada kotak hitam ... 51
Lampiran 2. Pengukuran luasan dibawah kurva(A) pada V bervariasi .... 52
Lampiran 3. Pengukuran kurva FWHM pada kecepatan bervariasi ... 53 Lampiran 4. Hasil pengukuran transmitansi dengan keceptan bervariasi
Pada massa 3190 kg ... 56 Lampiran 5. Hasil pengukuran manual jembatan timbang ... 62 Lampiran 6. Data uji tekan ... 63 Lampiran 7. Pengukuran puncak transmitansi pada kecepatan bervariasi
massa 4374 kg ... 64 Lampiran 8. Pengukuran puncak transmitansi pada kecepatan bervariasi
pada massa 5625 kg ... 73 Lampiran 9. Pengukuran puncak transmitansi dengan kecepatan bervariasi
pada massa 7649 kg ... 74
