Pengolahan Data Akustik Hasil Pengukuran Laser Induced Breakdown Detection Menggunakan Bahasa Pemrograman Digital

LAMPIRAN
1. Peralatan

2.

Data Sampel

a.

Air murni 3ml
Energy(mj)

Probability Air
Murni

0.07
0.15
0.22
0.3
0.37
0.39

0.82
0.89
1.28
1.42
1.7
2.7
3.5
3.8
4.7
5

0.001
0.003
0.006
0.028
0.045
0.049
0.053
0.065
0.065

0.106
0.154
0.162
0.195
0.198
0.22
0.22

b. 2ml Air Murni + 1 ml Air Kran
Energy
0.07
0.15
0.22
0.3
0.37
0.39
0.82
0.89
1.28
1.42

1.7
2.7
3.5
3.8
4.7
5

Probability
2ml Air murni + 1 ml air Kran
0.001
0.008
0.015
0.044
0.064
0.089
0.097
0.114
0.123
0.144
0.154

0.194
0.22
0.236
0.294
0.312

c. 1 ml Air Murni + 2 ml Air Kran
Energy
0.07
0.15
0.22
0.3
0.37
0.39
0.82
0.89
1.28
1.42
1.7
2.7

3.5
3.8
4.7
5

BD probability
1ml air Murni + 2ml air kran
0.001
0.008
0.015
0.044
0.064
0.074
0.096
0.152
0.157
0.247
0.248
0.344
0.372

0.389
0.395
0.41

d. 3 ml Air Kran
Energy
0.07
0.15
0.22
0.3
0.37
0.39
0.82
0.89
1.28
1.42
1.7
2.7
3.5
3.8

4.7
5

Probability
3ml Air Kran
0.141
0.159
0.205
0.239
0.27
0.275
0.312
0.349
0.373
0.377
0.384
0.406
0.433
0.545
0.545

0.588

e.

3ml Polysterene 330,7.5ppb
Energy
0.07
0.15
0.22
0.3
0.37
0.39
0.82
0.89
1.28
1.42
1.7
2.7
3.5
3.8

4.7
5

f.

Probability
Polysterene
330,7.5ppb
0.015
0.044
0.064
0.074
0.092
0.195
0.29
0.335
0.337
0.338
0.343
0.36

0.415
0.43
0.475
0.591

3ml Polysterene 330,15 ppb
Energy
0.07
0.15
0.22
0.3
0.37
0.39
0.82
0.89
1.28
1.42
1.7
2.7
3.5

3.8
4.7
5

Probability
Polysterene 330,
15ppb
0.29
0.335
0.337
0.343
0.473
0.487
0.503
0.57
0.582
0.634
0.651
0.67
0.681
0.685
0.697
0.727

3. Program
function varargout = baru05(varargin)
% BARU05 M-file for baru05.fig
%
BARU05, by itself, creates a new BARU05 or
raises the existing
%
singleton*.
%
%
H = BARU05 returns the handle to a new BARU05
or the handle to
%
the existing singleton*.
%
%
BARU05('CALLBACK',hObject,eventData,handles,...)
calls the local
%
function named CALLBACK in BARU05.M with the
given input arguments.
%
%
BARU05('Property','Value',...) creates a new
BARU05 or raises the
%
existing singleton*. Starting from the left,
property value pairs are
%
applied to the GUI before baru05_OpeningFcn
gets called. An
%
unrecognized property name or invalid value
makes property application
%
stop. All inputs are passed to
baru05_OpeningFcn via varargin.
%
%
*See GUI Options on GUIDE's Tools menu.
Choose "GUI allows only one
%
instance to run (singleton)".
%
% See also: GUIDE, GUIDATA, GUIHANDLES
% Edit the above text to modify the response to help
baru05
% Last Modified by GUIDE v2.5 28-Apr-2015 15:23:57
% Begin initialization code - DO NOT EDIT
gui_Singleton = 1;
gui_State = struct('gui_Name',
mfilename, ...
'gui_Singleton', gui_Singleton, ...
'gui_OpeningFcn', @baru05_OpeningFcn, ...
'gui_OutputFcn', @baru05_OutputFcn, ...
'gui_LayoutFcn', [] , ...
'gui_Callback',
[]);
if nargin && ischar(varargin{1})

gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1});
end
if nargout
[varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State,
varargin{:});
else
gui_mainfcn(gui_State, varargin{:});
end
% End initialization code - DO NOT EDIT

% --- Executes just before baru05 is made visible.
function baru05_OpeningFcn(hObject, eventdata,
handles, varargin)
% This function has no output args, see OutputFcn.
% hObject
handle to figure
% eventdata reserved - to be defined in a future
version of MATLAB
% handles
structure with handles and user data
(see GUIDATA)
% varargin
command line arguments to baru05 (see
VARARGIN)
% Choose default command line output for baru05
handles.output = hObject;
% Update handles structure
guidata(hObject, handles);
% UIWAIT makes baru05 wait for user response (see
UIRESUME)
% uiwait(handles.figure1);

% --- Outputs from this function are returned to the
command line.
function varargout = baru05_OutputFcn(hObject,
eventdata, handles)
% varargout cell array for returning output args
(see VARARGOUT);
% hObject
handle to figure
% eventdata reserved - to be defined in a future
version of MATLAB
% handles
structure with handles and user data
(see GUIDATA)
% Get default command line output from handles
structure

varargout{1} = handles.output;

% --- Executes on button press in pushbutton1.
function pushbutton1_Callback(hObject, ~, handles)
% hObject
handle to pushbutton1 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future
version of MATLAB
% handles
structure with handles and user data
(see GUIDATA)
threshold =str2num(get(handles.edit2,'string'));
[filename,pathname] = uigetfile({'*.wav'});
if ~isequal(filename,0)
[x,fs] = wavread([pathname '/' filename]);
else
return
end
set(handles.edit1,'String',filename);
signal1=x;
signal2 = signal1;
handles.x = signal1;
axes(handles.axes2);
plot(signal1);
title('SINYAL SUARA');
xlabel('ENERGY');
ylabel('BD PROBABILITY')
hitung = 0;
hitungmin = 1;
%treshold signal
%threshold = 0.12;
jd = length(signal1);
dx = 4410;
jb=floor(jd/dx);
hb=0;
for m = 1:jd
if signal2(m) threshold;
hb=hb+1;
end

end
if hb > hitungmin
hitung = hitung +1;
end
hb=0;
end
hitungstr=num2str(hitung);
set(handles.edit3,'string',hitungstr);
guidata(hObject, handles);
display(hitung);

%

function edit1_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject
handle to edit1 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future
version of MATLAB
% handles
structure with handles and user data
(see GUIDATA)
% Hints:
edit1 as
%
contents

get(hObject,'String') returns contents of
text
str2double(get(hObject,'String')) returns
of edit1 as a double

% --- Executes during object creation, after setting
all properties.
function edit1_CreateFcn(hObject, eventdata,
handles)
% hObject
handle to edit1 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future
version of MATLAB
% handles
empty - handles not created until after
all CreateFcns called
% Hint: edit controls usually have a white
background on Windows.
%
See ISPC and COMPUTER.
if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'),
get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor'))
set(hObject,'BackgroundColor','white');
end

function edit2_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject
handle to edit2 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future
version of MATLAB

% handles
structure with handles and user data
(see GUIDATA)
% Hints:
edit2 as
%
contents

get(hObject,'String') returns contents of
text
str2double(get(hObject,'String')) returns
of edit2 as a double

% --- Executes during object creation, after setting
all properties.
function edit2_CreateFcn(hObject, eventdata,
handles)
% hObject
handle to edit2 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future
version of MATLAB
% handles
empty - handles not created until after
all CreateFcns called
% Hint: edit controls usually have a white
background on Windows.
%
See ISPC and COMPUTER.
if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'),
get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor'))
set(hObject,'BackgroundColor','white');
end

function edit3_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject
handle to edit3 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future
version of MATLAB
% handles
structure with handles and user data
(see GUIDATA)
% Hints:
edit3 as
%
contents

get(hObject,'String') returns contents of
text
str2double(get(hObject,'String')) returns
of edit3 as a double

% --- Executes during object creation, after setting
all properties.
function edit3_CreateFcn(hObject, eventdata,
handles)
% hObject
handle to edit3 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future
version of MATLAB

% handles
empty - handles not created until after
all CreateFcns called
% Hint: edit controls usually have a white
background on Windows.
%
See ISPC and COMPUTER.
if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'),
get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor'))
set(hObject,'BackgroundColor','white');
end

% --- Executes on button press in pushbutton2.
function pushbutton2_Callback(hObject, eventdata,
handles)
% hObject
handle to pushbutton2 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future
version of MATLAB
% handles
structure with handles and user data
(see GUIDATA)
threshold =str2num(get(handles.edit5,'string'));
[filename,pathname] = uigetfile({'*.wav'});
if ~isequal(filename,0)
[x,fs] = wavread([pathname '/' filename]);
else
return
end
set(handles.edit4,'String',filename);
signal1=x;
signal2 = signal1;
handles.x = signal1;
axes(handles.axes4);
plot(signal1);
title('SINYAL SUARA');
xlabel('ENERGY');
ylabel('BD PROBABILITY')
hitung = 0;
hitungmin = 1;
%treshold signal
%threshold = 0.12;
jd = length(signal1);
dx = 4410;
jb=floor(jd/dx);
hb=0;
for m = 1:jd
if signal2(m) threshold;
hb=hb+1;
end
end
if hb > hitungmin
hitung = hitung +1;
end
hb=0;
end
hitungstr=num2str(hitung);
set(handles.edit6,'string',hitungstr);
guidata(hObject, handles);
display(hitung);

%

function edit4_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject
handle to edit4 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future
version of MATLAB
% handles
structure with handles and user data
(see GUIDATA)
% Hints:
edit4 as
%
contents

get(hObject,'String') returns contents of
text
str2double(get(hObject,'String')) returns
of edit4 as a double

% --- Executes during object creation, after setting
all properties.
function edit4_CreateFcn(hObject, eventdata,
handles)
% hObject
handle to edit4 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future
version of MATLAB
% handles
empty - handles not created until after
all CreateFcns called
% Hint: edit controls usually have a white
background on Windows.
%
See ISPC and COMPUTER.

if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'),
get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor'))
set(hObject,'BackgroundColor','white');
end

function edit5_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject
handle to edit5 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future
version of MATLAB
% handles
structure with handles and user data
(see GUIDATA)
% Hints:
edit5 as
%
contents

get(hObject,'String') returns contents of
text
str2double(get(hObject,'String')) returns
of edit5 as a double

% --- Executes during object creation, after setting
all properties.
function edit5_CreateFcn(hObject, eventdata,
handles)
% hObject
handle to edit5 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future
version of MATLAB
% handles
empty - handles not created until after
all CreateFcns called
% Hint: edit controls usually have a white
background on Windows.
%
See ISPC and COMPUTER.
if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'),
get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor'))
set(hObject,'BackgroundColor','white');
end

function edit6_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject
handle to edit6 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future
version of MATLAB
% handles
structure with handles and user data
(see GUIDATA)
% Hints: get(hObject,'String') returns contents of
edit6 as text

%
str2double(get(hObject,'String')) returns
contents of edit6 as a double

% --- Executes during object creation, after setting
all properties.
function edit6_CreateFcn(hObject, eventdata,
handles)
% hObject
handle to edit6 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future
version of MATLAB
% handles
empty - handles not created until after
all CreateFcns called
% Hint: edit controls usually have a white
background on Windows.
%
See ISPC and COMPUTER.
if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'),
get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor'))
set(hObject,'BackgroundColor','white');
end

% --- Executes on button press in pushbutton3.
function pushbutton3_Callback(hObject, eventdata,
handles)
% hObject
handle to pushbutton3 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future
version of MATLAB
% handles
structure with handles and user data
(see GUIDATA)
threshold =str2num(get(handles.edit8,'string'));
[filename,pathname] = uigetfile({'*.wav'});
if ~isequal(filename,0)
[x,fs] = wavread([pathname '/' filename]);
else
return
end
set(handles.edit7,'String',filename);
signal1=x;
signal2 = signal1;
handles.x = signal1;
axes(handles.axes6);
plot(signal1);
title('SINYAL SUARA');
xlabel('ENERGY');
ylabel('BD PROBABILITY')
hitung = 0;
hitungmin = 1;

%treshold signal
%threshold = 0.12;
jd = length(signal1);
dx = 4410;
jb=floor(jd/dx);
hb=0;
for m = 1:jd
if signal2(m) threshold;
hb=hb+1;
end
end
if hb > hitungmin
hitung = hitung +1;
end
hb=0;
end
hitungstr=num2str(hitung);
set(handles.edit9,'string',hitungstr);
guidata(hObject, handles);
display(hitung);

%

function edit7_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject
handle to edit7 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future
version of MATLAB
% handles
structure with handles and user data
(see GUIDATA)
% Hints:
edit7 as
%
contents

get(hObject,'String') returns contents of
text
str2double(get(hObject,'String')) returns
of edit7 as a double

% --- Executes during object creation, after setting
all properties.

function edit7_CreateFcn(hObject, eventdata,
handles)
% hObject
handle to edit7 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future
version of MATLAB
% handles
empty - handles not created until after
all CreateFcns called
% Hint: edit controls usually have a white
background on Windows.
%
See ISPC and COMPUTER.
if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'),
get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor'))
set(hObject,'BackgroundColor','white');
end

function edit8_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject
handle to edit8 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future
version of MATLAB
% handles
structure with handles and user data
(see GUIDATA)
% Hints:
edit8 as
%
contents

get(hObject,'String') returns contents of
text
str2double(get(hObject,'String')) returns
of edit8 as a double

% --- Executes during object creation, after setting
all properties.
function edit8_CreateFcn(hObject, eventdata,
handles)
% hObject
handle to edit8 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future
version of MATLAB
% handles
empty - handles not created until after
all CreateFcns called
% Hint: edit controls usually have a white
background on Windows.
%
See ISPC and COMPUTER.
if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'),
get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor'))
set(hObject,'BackgroundColor','white');
end

function edit9_Callback(hObject, eventdata, handles)
% hObject
handle to edit9 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future
version of MATLAB
% handles
structure with handles and user data
(see GUIDATA)
% Hints:
edit9 as
%
contents

get(hObject,'String') returns contents of
text
str2double(get(hObject,'String')) returns
of edit9 as a double

% --- Executes during object creation, after setting
all properties.
function edit9_CreateFcn(hObject, eventdata,
handles)
% hObject
handle to edit9 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future
version of MATLAB
% handles
empty - handles not created until after
all CreateFcns called
% Hint: edit controls usually have a white
background on Windows.
%
See ISPC and COMPUTER.
if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'),
get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor'))
set(hObject,'BackgroundColor','white');
end

% --- Executes on button press in pushbutton4.
function pushbutton4_Callback(hObject, eventdata,
handles)
% hObject
handle to pushbutton4 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future
version of MATLAB
% handles
structure with handles and user data
(see GUIDATA)

% --- Executes on button press in pushbutton5.
function pushbutton5_Callback(hObject, eventdata,
handles)
% hObject
handle to pushbutton5 (see GCBO)

% eventdata reserved - to be defined in a future
version of MATLAB
% handles
structure with handles and user data
(see GUIDATA)
cl = questdlg('Do you want to EXIT?','EXIT',...
'Yes','No','No');
switch cl
case'Yes'
close();
clearall;
return;
case'No'
quitcancel;
end

% --- Executes on button press in pushbutton6.
function pushbutton6_Callback(hObject, eventdata,
handles)
% hObject
handle to pushbutton6 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future
version of MATLAB
% handles
structure with handles and user data
(see GUIDATA)
x=str2num(get(handles.edit3,'string'));
y=str2num(get(handles.edit6,'string'));
z=str2num(get(handles.edit9,'string'));
jumlah=((x+y+z)/3)/1000;
set(handles.edit10,'String', jumlah);
guidata(hObject, handles);
function edit10_Callback(hObject, eventdata,
handles)
% hObject
handle to edit10 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future
version of MATLAB
% handles
structure with handles and user data
(see GUIDATA)
% Hints: get(hObject,'String') returns contents of
edit10 as text
%
str2double(get(hObject,'String')) returns
contents of edit10 as a double

% --- Executes during object creation, after setting
all properties.
function edit10_CreateFcn(hObject, eventdata,
handles)

% hObject
handle to edit10 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future
version of MATLAB
% handles
empty - handles not created until after
all CreateFcns called
% Hint: edit controls usually have a white
background on Windows.
%
See ISPC and COMPUTER.
if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'),
get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor'))
set(hObject,'BackgroundColor','white');
end

% --- Executes on button press in pushbutton7.
function pushbutton7_Callback(hObject, eventdata,
handles)
% hObject
handle to pushbutton7 (see GCBO)
% eventdata reserved - to be defined in a future
version of MATLAB
% handles
structure with handles and user data
(see GUIDATA)
threshold=str2num(get(handles.edit2,'string'));
set(handles.edit2,'String', threshold);
guidata(hObject, handles);

DAFTAR PUSTAKA

Bahtiar, A. M.Si. 2008. Rekayasa Optik. Diktat kuliah Universitras Padjajaran.
Bettis, J.R. 1992.Correlation Among the Laser-Induced Breakdown Thresholds in
Solid. Liquids and Gases.Appl. Opt. 31, 3448.
D.J. Shaw.1980. Introduction to Colloid and Surface Chemistry.3rded,
Butterworth London.
D. Myers. 1991. Surfaces Interfaces AND Colloids. VCH Publisher Inc. New
York.
E.C. Jung. H.-R. Cho.K,K. Park. J.-W. Yoen.K.Song. 2009.Nanoparticle Sizing
by a Laser-Induced Breakdown Detection using an Optical Probe Beam
Deflection. 97: 867-875
Foth, Hans – Jochen. 2008. Laser IN Chemistry Vol. I. Wiley-VCH Verlag GmbH
& Co. KgaA, Weinheim.
Kurniawan,A. 2002. Reduksi Noise Pada Sinyal Suara dengan Menggunakan
Transformasi Wavelet.Universitas Diponogoro Semarang.
Lead, J. R.; Wilkinson, K. J. 2006.Environmental Colloids:Behavior, Structure
and Characterization. Currentknowledge and future developments. In
John Wiley and Sons: Chichester.
L. V. Keldysh. 1965. Ionization in the Field of a Strong Electromagnetic wave.
Sov. Phys. JETP.
Muirhead D, Lead JR. 2003. Measurement of the Size and Structure of Natural
Aquatic Colloids in an Urbanised Watershed by Atomic Force
Microscopy.Hydrobiologia.
M, Helen Martina. 2009. Pengukuran Daya Laser CO2 dan Laser DPSS Serta
Pengamatan Beam Profiler Sinar Laser DPSS dan Laser He-Ne
Menggunakan CCD.
N. Bloembergen. 1974. Laser-induced Electric Breakdown in Solids. IEEE J.
Quantum.Electron.
R. M. Wood, 2003. Laser-induced damage of optical materials, IOP Publishing
Ltd., London, UK.
Santschi PH, Balnois E, Wlkinson KJ, Zhang J, Buffle J, Guo L.Fibrillar. 1998.
Polysaccharides in Marine Macromolecular Organic Matter as Imaged
by Atomic Force Microscopy and Transmission Electron
Microscopy.Limnol Oceanogr.
Silfvast, William T. 2004. Laser Fundamental.Second Edition.Cambridge
University Pres. United Kingdom.
T,Bundschuh. W, Hauser. Kim.J-I. Knop,R. F,J, Scherbaum. 2000. Determination
of Colloid Size by 2-D Optical Detection of Laser Induced Plasma.
T,Bundschuh. Knop.R, Kim.J-I. 2001. Laser-Induced Breakdown Detection
(LIBD) ofAquatic Colloid with Different Laser System. Colloid Surf.
T,Bundschuh. T,U.Wagner. R,Koster. 2005. Laser Induced Breakdown Detection
(LIBD) Sensitive Quattification of Aquatic Coloid. Part I: Principle of
LIBD and Mathematical Model. 172-180

T. U.Wanger, T. Bundschuh, R,Koster. 2005. Laser-Induced Breakdown
Detection (LIBD) for The Highly Sensitive Quantification of Aquatic
Colloids.
Tadros, T. F. 2005. Applied Surfactan: Surfactan in Nanoemulsi. Wiley-VHC
Verlag. New York.
T. Kitamori, K. Yokose, M. Sakagami and T.Sawada. 1989. Phys. jpn. J. Appl.
The Math Works inc. 1989.MatlabUser’s Guide.
Wells, M. L. Smith, G. J. Bruland, K. W. 2000. The distribution of colloidal and
Particulate Bioactive Metals in Narragansett.By: RI. Mar.Chemestry.
Webb, Collin E. 2004. Handbook of Laser Technology and Applications. Institute
of Physics Publishing.
Willson,R. 2004. Rancang Bangun Perangkat Lunak Komposer Musik
Menggunakan Matlab. Universitas Indonesia.
http://techtransfer.ima.kit.edu// ResearchToBusiness

BAB 3
METEDOLOGI PENELITIAN

3.1

Diagram Blok Penelitian

Untuk mempermudahkan dalam melakukan proses penelitian maka kita akan
membuat diagram blok penelitian. Adapun diagram blok dalam skripsi ini sebagai
berikut:

Pembuata
Program

Set Up
Ekserimen

Pengukuran
Sampel

Pengambilan
Data

Pengolahan Data
di PC
Gambar 3.1 Diagram Blok

Pada Gambar 3.1 akan dijelaskan masing – masing perlakuan yang dilakukan
pada proses penelitian.

3.1.1 Pembuatan Program
3.1.1.1 Pembuatan Program Perancangan Sistem LIBD
Untuk membuat sebuah user interface matlab dengan fasilitas GUIDE,
kita harus mulai dengan membuat desain sebuah figure. Perancangan sistem
perangkat lunak sinyal hasil suara LIBD adalah sistem perangkat lunak untuk
membuat suatu sinyal sesuai dengan keinginan kita sendiri. Suara di text box yang
tersedia adalah suara yang dihasilkan dari tembakan LIBD dari sampel
diubah menjadi sebuah sinyal–sinyal digital.

dan

Pengaturan sistem dapat dibuat

dengan menggunakan perangkat–perangkat yang diberikan pada jendela GUI
seperti :
a.

static text

f. slider

b.

list box

g. radio button

c.

popup menu

h. axes

d.

push button

i. toggle button

e.

edit text

j. check box

Untuk membuat program kita dapat menentukan perangkat yang
diinginkan.Perangkat yang tertera pada GUI dan fungsi masing–masing
memudahkan kita dalam pemrograman. Dengan membuka jendela GUI pada
MATLAB kita akan memulai untuk membuat program menghitung jumlah cacah
yang dihasilkan pada Laser Induced Breakdown Detektion (LIBD).
Untuk GUI MATLAB proses pengolahan data maka pertama yang kita
lakukan adalah membuka jendela MATLAB. Setelah jendela MATLAB terbuka
maka selanjutnya pilih New> GUI >Blank GUI > Ok maka akan menampilkan
jendela LayOut GUI.

Gambar 3.3Tampilan GUI Matlab

Selanjutnya mendesain GUI dengan baik dan sesuai dengan format yang
diinginkan.

Gambar 3.4 Tampilan Perancangan Sistem Sinyal LIBD

3.1.1.2 Fasilitas Simulasi pada perancangan Sistem Sinyal LIBD
Fasilitas yang ingin dibuat pada programan Grafic User Interface (GUI) adalah
sebagai berikut :
1. Pemanggilan data suara, dimana pemanggilan data suara akan memilih
data yang dipanggil dan akan ditampilkan grafik suara yang dihasilkan.
Pemanggilan dilakukkan sebanyak 3 kali sesuai dengan pengambilan
data pada eksperimen.
2. Threshold dan text box, menu textbox untuk pengisian nilai treshold
dan akan menampilkan grafik setelah di threshold
3. Hitung dimana pada menu hitung akan menampilkan angka untuk
menghitung jumlah Probability Breakdown yang terjadi setelah di
threshold.

4. Probability Breakdown

dimana pada menu ini akan menghitung

jumlah rata–rata breakdown yang dihasilkan dan membagikan
1000pulsa dan menampilkan hasilnya pada textbox.
5. Close pada menu ini digunakan untuk menutup program.

3.1.2 Set Up Laser Induced Breakdown Detection (LIBD)
Eksperimen dilakukan menganalisa datasuarametodeLIBD dengan tujuan
pengambilan data suara dan menyimpannya.Laserinduced breakdowndetecktion
(LIBD) adalah Suatu metode yang sangat sensitive untuk mendeteksi nano
partikel (koloid).Set Up alat dilakukan untuk mempermudah dalam memfokuskan
laser pada sampel agar mendapatkan suara dari proses Plasma.
Laser

Difokuskan

Cermin

Lensa

Sampel

PC
Mikrophone

Gambar 3.2 Setting suara LIBD
Set Up alat dilakukan pada laser Nd-Yag berfungsi untuk memancarkan
pulsa laser ke sampel dengan panjang gelombang 532nm dan frekuensi 10Hz.
Laser tersebut akan memberikan energi yang berbeda dengan mengkalibrasikan
nilai Q-Swicth delay pada control system. Control Systemberfungsi untuk
mengkalibrasi nilai energi yang akan ditembakkan. Energi yang diberikan pada
sample dengan variasi mulai dari 0.07mj sampai dengan 5mj.Pemancaran sinar
laser akan difokuskan pada sampel dengan mennggunakan cermin dan lensa
ukuran 15cm.
Energi yang dipancarkan pada sampel akan menghasilkan bunyi atau
suara.Sinar laser yang

termodulasi dari intensitas energi yang tinggi (proses

radiasi). Atom mengalami ionisasi pada proses multiphoton ionisasi menghasilkan
elektron

bebas

selanjutnya

mengalami

percepatan

akibat

inverse

bremsstrahlungdalam medan listrik pulsa laser. Setelahmendapatkancukupenergi,
atom-atom

lain

pun

mengalamiionisasidanjumlahelektron

terlepasmenjadiberlipatganda.Hal

yang

initerjadiberulang-

ulangdanmengakibatkanpeningkatandensitaspembawamuatanbebas,
sehinggatimbul plasma[Jea II Kim.2008].Pada proses terjadinya plasma dengan
suhu tinggi dan tekanan yang luas terjadi gelombang kejut pada bahan material.
Dengan menggunakan gelombang kejut yang disebabkan oleh ekspansi plasma
thermal dengan menimbulkan suara yang kuat dalam waktu yang cepat dan
bahkan terdengar oleh telinga manusia.
[Sobral, H,dkk. 2000; Wagner. 2003].Oleh karena itu gelombang suara / akustik
(audible) ini memiliki informasi mengenai breakdown.
Penentuan ukuran partikel koloid tergantung pada probability breakdown
yang ditimbulkan akibat energi laser yang diberikan.Energi maximum yang
diberikan untuk menimbulkan breakdown

tergantung pada besarnya partikel.

Dengan meningkatnya energi menyebabkan probability breakdown besar yang
dapat memberikan informasi ukuran partikel setelah membandingkan dengan
koloid standart [bundschuh et al.2005]. Semakin besar ukuran partikel, maka
semakin rendah nilai breakdown threshold energy, dan sebaliknya.

3.1.3 Pengukuran Sampel yang Digunakan
Air murni, air kran dan air polysterene berfungsi sebagai sampel yang akan
digunakan. Sampel tersebut diukur pada Q-Vat yang berfungsi sebagai tempat
sampel.Adapun komposisi pengukuran yang digunakan dalam setiap sampel
dapat dilihat pada tabel berikut ini :

Tabel 3.1 pengukuran Sampel dengan berat
Sampel

Berat (ml)

Air Murni

3 ml

Air Kran

3ml

Air murni +

2ml+

Air Kran

1ml

Air Kran+

2ml+

Air Murni

1ml

Polysterene 330nm 15ppb

3ml

Polysterene 330nm 15ppb

3ml

Dari tabel 3.1 dapat dijelaskan tahapan pengukuran yang dilakukan pada
eksperimen :
a.

Untuk sampel air murni dan air kran masing – masing di ukur 3ml
pada kwpet ,

b.

Untuk variasi penggabungan air murni dan air kran di ukur air murni
sebanyak 2ml dan air kran 1 ml begitu juga sebaliknya.

c.

Untuk menghasilkan polysterene 330nm 15ppb terlebih dahulu
mencampurkan polyterene 0.1ml dan 9.9ml air murni dan diukur
dialam kwvet sebanyak 3ml.

d.

Untuk polysterene 330nm 7.5 ppb polystrene 330nm 15ppb diberikan
1.5 ml dan 1.5 air murni dan diukur sebanyak dan diukur dialam
kwvet sebanyak 3ml.

3.1.4 Pengambilan Data LIBD
Pengambilan data yaitu berupa data suara yang dihasilkan Laser Induced
Breakdown Detection (LIBD). Pada pengambilan data

pertama suara akan

direkam sebanyak 3 kali pengulangan pada 1 kali energi dalam setiap sampel.
Waktu perekaman yang dibutuhkan yaitu 01.40 detik perekaman. Suara direkam
menggunakan Mikrophone Hp yang berfungsi untuk mengubah data besaran suara
menjadi besaran listrik

yang mempunyai resolusi 1080p.Hasil rekaman akan

diolah pada komputer yang berfungsi untuk mengolah data analog menjadi data
digital.

3.1.5 Sistem Pengolahan Data
Suara input yang merupakan suara yang dihasilkan Laser Induced Breakdown
Detection (LIBD). Suara tersebut akan dikonversi menjadi alamat .wav dengan
menggunakan program convert to .wav. Pengolahan data menggunakan komputer
untuk simulasi. Simulasi sistem Laser Induced Breakdown Detection (LIBD)
dilakukan dengan menggunakan software MATLAB R2010a. Pada proses simulasi
dilakukan perhitungan

jumlahbreakdown pada setiap suara yang dihasilkan.

Setelah melakukan perhitungan pada setiap suara maka selanjutnya melakukan
perhitungan jumlah secara keseluruhan breakdown yang dihasilkan.Pemanggilan
data suara sebanyak 3 kali sesuai dengan pengambilan data suara yang dilakukan.

3.2

Diagram Perangkat Lunak Pengolahan Suara LIBD
Adapun diagram proses pengolahan suara LIBD menggunakan software

matlab sebagai berikut :

Mulai

Membaca
Sumber Suara

Threshold

Plot

Nilai dihitung 1 jika sinyal berada
pada nilai atau melewati threshold

Hitung
Breakdown

Hitung
ProbabilityBreakdown

End
Gambar 3.1 Diagram alir Perangkat Lunak Pengolahan Suara LIBD

3.2.1 Membaca Sumber Suara
Sumber suara yang digunakan berasal dari rekaman sendiri.Digunakan sumber
suara asli untuk menghasilkan suara LIBD yang nyata. Tiap tembakan plasma
yang dihasilkan direkam dan disimpan dalam format WAV. Dalam merekam
suara digunakan mikrofon seperti yang telah dijelaskan pada pembahasan
3.1.2.Sumber suara tersebut diolah dengan Matlab karena sumber suara berformat
WAV, maka untuk membaca sumber suara tersebut digunakan perintah wavread.
[x,fs]=wavread(‘nama file suara’)
Keterangan : x = bilangan-bilangan penyusun file suara, yang berbentuk matriks
dua kolom.
Fs = frekuensi sampling.

Frekuensi sampling yang digunakan adalah 44100 Hz dan waktu yang digunakan
sekitar beberapa detik.Matrik yang digunakan adalah matriks pendek yang
bertujuan agar semua matriks dapat terbaca dalam perintah.Tujuan diggunakan
matriks WAV dengan baris terpendek sehingga terbaca signal suara tersebut.

3.2.2 Menghitung Jumlah Breakdown Pada Sampel
Perhitungan jumlah Breakdown pada proses Laser Induced Breakdown Detection
(LIBD) dilakukan pada proses simulasi.

Sinyal suara breakdown yang telah

direkam dimasukkan sebanyak 3 kali dan nilai breakdown akan ditampilkan pada
jendela matlab dimana nilai dari masing – masing sampel dari energi yang
berbeda akan dihitung probabilitybreakdown . Setelah perhitungan dilakukan dan
dirata-rata kemudian di konversi ke BD Probability dengan jumlah pulsa laser
dengan menggunakan rumus
BD Probability =

Jumlah Breakdown
Jumlah Pulsa

Perhitungan jumlah BD Proabability dilakukan pada sampel air murni, air
kran dan air polystren dengan tembakan energi dari yang terkecil hingga yang
terbesar.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada skripsi ini pengolahan data digital yang dilakukan meliputi
pengolahan data jumlah banyaknya Probability breakdown yang terjadi pada
larutan sampel air murni, air kran dan air polystrene (perpaduan air ) seperti yang
telah dijelaskan pada sub bab 3.2. Untuk mengetahui banyaknya kejadian atau
jumlah breakdown pada

koloid dalam berbagi larutan dilakukan dengan

pengolahan data digital GUI MATLAB.

4.1

Pengolahan Data Breakdown Menggunakan GUI Matlab

Untuk menganalisis suara yang dihasilkan pada sampel digunakan pemrograman
Matlab. Bahasa pemrograman MATLAB cukup baik untuk mengolah data berupa
suara dengan pengolahan data digital. Bahasa pemrograman Matlab memiliki GUI
( Guide User Interface ) memudahkan untuk menganalisis data berupa suara yang
diambil. Pertama kali pemrograman dilakukan dengan memanggil suara yang
direkam dan disimpan alamat .wav. Pemanggilan data suara menggunakan
wavread seperti yang dijelaskan pada Bab III.Dengan memanggil suara dari
masing – masing sampel akan mengetahui sinyal digital dari suara yang dihasilkan
dari sampel.

Gambar 4.1 Hasil pengolahan data breakdown menggunakan GUI Matlab
Selanjutnya sinyal digital suara di Threshold digunakan untuk menentukan
nilai ambang sinyal dan dihitung puncak – puncak gelombang yang dihasilkan
dari

suara

Breakdown

yang

dihasilkan.

Berdasarkan

penelitian

(Kurniawan.A,2002) Thresholding berarti melewatkan koefisientersebut ke suatu
ambang batas yang telah ditentukan, sehingga koefisien yang tidak sesuai ambang
tersebut tidak terpakai.Nilai threshold sangat bergantung pada eksperimen karena
untuk membersihkan noise dan mendapatkan rata – rata noise untuk memudahkan
menghitung jumlah gelombang.Noise dapat terjadi akibat terekamnya suara dari
luar akibat perekeman suara yang terlalu lama.

Gambar 4.2 Hasil sinyal yang di treshold
Hasil sinyal suara dipanggil 3 kali disebabkan karena percobaan yang
dilakukan sebanyak 3 kali.Hasil Threshold maka selanjutnya program akan
menghitung nilai probbility breakdown dari masing – masing sampel dengan
energi yang terkecil sampai energi yang terbesar. Hasil nilai dari Probability
Breakdown disimpan dan diolah menjadi grafik .

4.2

Analisa Probability Breakdown Pada Sampel

4.2.1 Hasil Data Akustil Laser Induced Breakdown Detection (LIBD)
Laser-induced breakdown deteksi (LIBD) adalah salah satu teknik yang paling
sensitif dikembangkan sejauh ini untuk mengukur ukuran nanopartikel dalam
kisaran 10-1000 nm dan konsentrasinya di kisaran 1 ng / L (ppt) untuk mg / L
(ppm). Dari hasil perhitungan programan Probability breakdown terhadap data

suara yang dihasilkan oleh Laser Induced Breakdown Detection dapat hubungan
Energi dengan Probability Breakdown terhadap variasi air murni, air kran dan
Polysterene. Berikut gambar hasil data dari beberapa sampel yang digunakan :
1. 3ml Air Murni

Gambar 4.2 Hasil grafik energi VS Probability BD air Murni

2.

2 ml Air Murni + 1 ml Air Kran

Gambar 4.3 Hasil grafik Probability BD2ml Air Murni + 1 ml Air Kran

3.

1 ml Air Murni + 2 ml Air Kran

Gambar 4.4 Hasil grafik Probability BD1 ml Air Murni + 2 ml Air Kran

Untuk hasil grafik diatas peluang terjadinya Probabitity Breakdown 3ml
air murni, 2ml air murni ditambah 1 ml air kran dan sebaliknya terlihat bahwa

Probability breakdown yang terjadi pada air murni relatif lebih sedikit
dibandingkan dengan air lain. Semakin kecil Probability Breakdown yang terjadi
maka kosentrasi partikel dalam air tersebut adalah kecil.Kosentrasi dari partikel
air yang kecil memerlukan energi yang lebih besar untuk menimbulkan terjadinya
breakdown. Hal ini membuktikan bahwa air murni hampir tidak memiliki koloid
menyebabkan air tersebut dapat dikatakan benar murni. Terlihat bahwa untuk
energi yang kecil maka Probability breakdown yang ditimbulkan oleh air murni
hampir tidak ada.

4.

Air Kran

Gambar 4.5 Hasil grafik Probability BD Air Kran

5.

Polysterene 330, 7,5 ppb

Gambar 4.6 Hasil grafik Probability BD Polysterene 330, 7,5 ppb

6.

Polysterene 330, 15 ppb

Gambar 4.6 Hasil grafik Probability BD Polysterene 330, 7,5 ppb

Dari hasil grafik untuk sampel air kran, Polysterene 330, 15ppb dan
polesterene 330, 7,5 ppb menunjukkan untuk energi yang kecil maka probability
breakdown sudah dapat terlihat. Hal ini membuktikan untuk sampel air kran dan
polyterene telah terdapat koloid didalam sampel tersebut. Untuk sampel

Polysterene 330,15ppb peluang terjadinya breakdown lebih besar dibandingkan
dengan poloysterene 330,7,5ppb , air kran,air murni, dan percampuran air murni
dengan air kran. Semakin banyak terjadinya Probability breakdown maka ukuran
dan kosentrasi partikel dalam polysterene tersebut adalah besar. Ini menunjukkan
keberadaan koloid yang lebih banyak ada pada sampel polysterene 330,15ppb.

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1

KESIMPULAN

1. Dari percobaan telah berhasil dilakukan

perhitungan data akustik Laser

Induced Breakdown Detection (LIBD) menggunakan bahasa pemrograman
Matlab dengan sampel 3ml (air murni, air kran, polystarene 330, 15ppb, dan
polystarene 330, 7,5ppb) dan gabungan dari 2ml air murni dengan 1ml air
kran serta sebaliknya.
2. Berdasarkan hasil perhitungan data akustik diperoleh Polystrene 330,15ppb
mempunyai banyak koloid dibandingkan dengan sampel air murni, air kran,
polystarene 330, 7,5ppb dan gabungan air murni dengan air kran. Hal ini
dibuktikan dengan banyaknya probability yang terjadi pada sampel
Polysterene.

5.2

SARAN
1. Untuk penelitian selanjutnya

dapat menggunakan mikrophone dengan

sensitivitas tinggi.
2. Untuk penelitian selanjutnya dapat menghitung Probability BD dengan
memisahkan suara hasil gangguan dan suara Hasil Probability BD .
3. Untuk penelitian selanjutnya dapat menentukan ukuran dan kosentrasi dari
koloid.

BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA

2.1 KOLOID
2.1.1 Definisi Koloid
Secara umum partikel nano atau koloid mempunyai ukuran diameter mulai
dari 10-9 sampai dengan 10-6m [D.J. Shaw.1980]. Karena ukuran yang sangat
kecil, nano partikel atau koloid mempunyai permukaan massa yang lebih besar
dalam penyerapan zat kimia. Bahkan di luar kelarutan termodinamika pada
senyawa masing – masing, koloid dapat menstabilkan zat dalam suatu larutan
[T.Hofmann.2001].Material atau struktur yang mempunyai ukuran nano akan
mempunyai sifat-sifat yang berbeda dari material realnya. Karakteristik spesifik
dari nanopartikel tersebut bergantung pada ukuran, distribusi, morfologi, dan
fasanya(Tadros, T.F. 2005).Koloid yang berada di dalam air dapat didefinisikan
sebagai bahan padat dengan fase satu dimensi yang berukuran 1m sampai dengan
1µm [Lead, J. R.; Wilkinson, K. J.2006]. Koloid mempunyai peranan penting
terhadap lingkungan air yaitu proses tersebut sebagai spesiasi kontaminan,
transportasi, dan bioavailabilitas [Wells, M. L.; Smith, G. J.; Bruland, K. W.2000]

Gambar 2.1 Koloid
Koloid banyak ditemukan pada system perairan alami.Koloid terbagi
menjadi dua bagian yaitu koloid anorganik (sepertibesi, silica dan karbonat),

koloid organik (seperti humat dan asam), dan termasuk mikroorganisme (seperti
bakteri dan virus).Koloid mempunyai kapasitas penyerapan yang tinggi, misalnya
pada ion logam berat [D.Merys.1991]. Koloid yang berada di dalam air sangat
sulit untuk ditemukan karena mempunyai kosentrasi dan ukuran koloid kecil
dimana

partikel

banyak

ditemukan

dengan

ukuran

(d

<

100nm).

[T.Kitamori,K.1983] .Secara umum ukuran partikel koloid dapat diklasifikasikan
menurut bentuk laminar atau linier. Bentuk koloid banyak dijumpain bulat atau
hampir

bulat.Contohprosesyangsangat

bergantung

padapenerapankoloid/fenomenapermukaanyaitu adhesi, kromatografi, detergensi.
Koloid yang berada di alam hayati (seperti di bakteri dan virus ) memiliki
pengaruh penting terhadap kualitas produk obat dan khususnya pada air minum.
Koloid di dalam air sangat sulit untuk ditemukan karena memiliki kosentrasi dan
ukuran yang sangat kecil (d (E2 - E1), dimana h adalah
konstanta Planck 6,626 x 10-34 J.s
b. Emisi spontan adalah proses meluruhnya elektron yang tereksitasi di
tingkatan energi E2 ke tingkatan energi E1. Karena E2> E1, maka proses
peluruhan akan melepaskan energi yang berupa :

 Emisi radiatif (memancarkan foton dengan energi = E2 – E1)
 Emisi non-radiatif ( tidak memancarkan foton)

c. Emisi terstimulasi adalah proses yang melibatkan elektron-elektron yang
sudah berada di E2 distimulasi/dirangsang oleh foton yang datang untuk
meluruh ke E1, sehingga akan memperkuat energi cahaya yang datang
(amplification by simulated emission of radiation)[ayi Bahtiar.M.Si.2008].
Laser memanfaatkan proses yang meningkatkan atau memperkuat sinyal cahaya
setelah sinyal tersebut telah dihasilkan dengan cara lain. Proses-proses ini terdiri
dari emisi terstimulasi dan optik umpan balik yang dihasilkan oleh cermin.
Dengan demikian, dalam bentuk yang paling sederhana, laser terdiri dari media
penguatan (dimana dirangsang oleh emisi terstimulasi) dan cermin sebagai umpan
untuk mengembalikan cahaya ke amplifier untuk proses penguatan sinyal cahaya
selanjutnya [William T. Silfvast, 2004].

2.2.4.1

Interaksi Laser dengan Partikel dalam Larutan

Proses interaksi

laser pada materi yaitu ketika bahan disinari dengan

lasersehingga energi laser akan diubah menjadi energi eksitasi elektronik dan
kemudian energi tersebut akan ditransfer ke kisi dari bahan melalui tabrakan
antara elektron dengan kisi. Pengendapan energi laser akan menghasilkan
kenaikan suhu, gasifikasi dan ionisasi. Proses Interaksi laser dengan materi
dikelompokkan linier dan nonlinier yaitu berupa efek thermal, interaksi nonlinier,
efek laser pada plasma, dan sebagainya [R.M.Wood,2003; N.Bloembergen,1974].
Interaksi laser dengan materi akan menyerap energi laser menyebabkan
peningkatan suhu, ekspansi material dan tegangan thermal. Ketika suhu terus
meningkat maka energi pulsa laser menghasilkan panas, bahan material meleleh

dan terionisasi yang menyebabkan perubahan struktur material.Stres melebihi
nilai tertentu mengakibatkan bahan materi patah atau merusak plastis.
Sinar laser energi rendah dalam bahan material jernih, terjadi penyerapan
laser dengan sendirinya yang disebut dengan ionisasi nonlinier berupa Fotoionisasi dan ionisasi avalence. Multi-photon ionisasi adalah proses elektron
menyerap photon dalam waktu tertentu untuk mendapatkan energi dan terionisasi.
Konduksi elektron dalam material dapat menyerap proton untuk menaikkan
energi. Elektron yang bertabrakkan menghasilkan sepasang pita konduksi dengan
energi kinetik yang lebih rendah .
Dielektrik memiliki lebar band gap, daya serap rendah dan proses
kerusakan ambang batas instrinsik. Kerusakan faktual terjadi pada intensitas laser
yang rendah dari batas instrinsik material. Menurut Keldysh tentang teori ionisasi
mengatakan semakin tinggi foton maka semakin besar kemungkinan bahan akan
terionisasi, panjang gelombang laser pada plasma jauh lebih pendek dari pada
insiden laser sehingga terjadi efek ionisasi laser panjang gelombang pendek.
[L.V.Keldeysh,1965].

2.2.5 Laser Nd-YAG
Laser Nd:YAG dapat beroperasi pada kontinu dan pulsa, yang dipompa oleh
lampu atau laser semikonduktor AlGaAs. Laser ini banyak digunakan untuk
berbagai aplikasi, seperti : pemrosesan material (drilling dan welding), aplikasi
medis (laser Nd:YAG kontinu dengan daya 50 Watt digunakan untuk evaporasi
jaringan dan koagulasi), aplikasi scientific dan militer [ayi Bahtiar.M.Si.2008].

Gambar 2.4 laser Nd-YAG [www.lambdaphoto.co.uk]

2.3 Lasere Induced Breakdown Detection
2.3.1 Definisi Lasere Induced Breakdown Detection
Laser-induced breakdowndeteksi(LIBD) adalah Suatu metode yang sangat
sensitif untuk mendeteksi nano partikel (koloid). Selama proses deteksi pada
proses plasma akan menghasilkan sebuah partikel yang dipancarkan oleh sinar
laser dan emisi sinar plasma pada optik[ Bundshuh,T.2001]. Metode Laserinduced breakdowndeteksi(LIBD) berdasarkan dari nilai ambang breakdown dan
kepadat