PENGARUH PERUBAHAN SUHU TERHADAP UNJUK KERJA FIBER BRAGG GRATING (FBG).

Meilindra Indriani, 2013

Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Unjuk Kerja Fiber Bragg Grating (FBG) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

PENGARUH PERUBAHAN SUHU TERHADAP UNJUK KERJA FIBER BRAGG GRATING (FBG)

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Sebagian Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sains Program Studi Fisika FPMIPA UPI

Oleh

Meilindra Indriani 0608518

JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA PROGRAM STUDI FISIKA

FAKULTAS PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA

Meilindra Indriani, 2013

Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Unjuk Kerja Fiber Bragg Grating (FBG) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

PENGARUH PERUBAHAN SUHU TERHADAP UNJUK KERJA FIBER BRAGG GRATING (FBG)

Oleh

Meilindra Indriani

Sebuah skripsi yang diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana pada Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

© Meilindra Indriani 2013 Universitas Pendidikan Indonesia

Agustus 2013

Hak Cipta dilindungi undang-undang,

Skripsi ini tidak boleh diperbanyak seluruhnya atau sebagian, Dengan dicetak ulang, difoto kopi, atau cara lainnya tanpa ijin dari penulis.

Meilindra Indriani, 2013

Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Unjuk Kerja Fiber Bragg Grating (FBG) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

MEILINDRA INDRIANI

PENGARUH PERUBAHAN SUHU TERHADAP UNJUK KERJA FIBER BRAGG GRATING (FBG)

DISETUJUI DAN DISAHKAN OLEH PEMBIMBING:

Pembimbing I

Dr. Bambang Widiyatmoko, M.Eng. NIP.196204301988031000

Pembimbing II

Dr. Andi Suhandi, M.Si. NIP.196908171994031003

Mengetahui,

Ketua Jurusan Pendidikan Fisika

Dr. Ida Kaniawati, M.Si. NIP. 196807031992032001

v

Meilindra Indriani, 2013

Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Unjuk Kerja Fiber Bragg Grating (FBG) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

PENGARUH PERUBAHAN SUHU TERHADAP UNJUK KERJA FIBER BRAGG GRATING (FBG)

Nama : Meilindra Indriani

NIM : 0608518

Pembimbing : 1. Dr. Bambang Widiyatmoko, M.Eng. 2. Dr. Andi Suhandi, M.Si.

Program Studi : S-1 Fisika FPMIPA UPI

ABSTRAK

Fiber Bragg Grating (FBG) adalah serat optik yang memiliki variasi periodik indeks bias yang terdistribusi dalam bentuk kisi. Panjang gelombang FBG akan bergeser bila bagian kisi tersebut mengalami perubahan jarak kisi akibat adanya perubahan suhu yang diterima serat optik tersebut. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui performa pergeseran panjang gelombang Bragg FBG akibat pengaruh perubahan suhu. Suhu FBG dikondisikan pada 30oC sampai 59oC (kondisi suhu pada FBG dinaikan) dan 59oC sampai 30oC (kondisi suhu pada FBG diturunkan). Nilai panjang gelombang dicatat setiap 1oC perubahan suhu. Data yang telah diperoleh dari percobaan kemudian dianalisis untuk mengetahui unjuk kerja FBG. Beberapa parameter yang dianalisis adalah: linieritas, sensitivitas, presisi (presicion), akurasi, dan repeatability. Dari kegitan penelitian ini dapat disimpulkan bahwa perubahan suhu berpengaruh terhadap perubahan panjang gelombang Bragg FBG. Dengan memvariasikan perubahan suhu mengalami kenaikan dan penurunan, menghasilkan presisi yang baik, akurasi yang tinggi, linieritas yang kuat, sensitivitas yang kecil, dan memiliki repeatability. Hasil pengujian terhadap dua jenis FBG yaitu yang memiliki perbedaan spektrum panjang gelombang menunjukkan hasil yang serupa dalam hal pengaruh perbedaan suhu terhadap unjuk kerja keduanya.

.

vi

Meilindra Indriani, 2013

Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Unjuk Kerja Fiber Bragg Grating (FBG) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

EFFECT OF TEMPERATURE ON PERFORMANCE FIBER BRAGG GRATING (FBG)

Name : Meilindra Indriani

NIM : 0608518

Supervisor : 1. Dr. Bambang Widiyatmoko, M.Eng. 2. Dr. Andi Suhandi, M.Si.

Study Program : S-1 Physics FPMIPA UPI

ABSTRACT

Fiber Bragg Grating (FBG) is an optical fiber that has a periodic variation in the refractive index distributed in the form of lattice. FBG wavelength shifts when the portion of the grid lattice spacing changes due to temperature changes in the received fiber optics. This study was conducted to determine the performance of FBG Bragg wavelength shift due to the influence of temperature changes. FBG temperature conditioned at 30ºC to 59ºC (the temperature conditions at elevated FBG) and 59ºC to 30ºC (FBG lowered temperature conditions). Wavelength values are recorded every 1ºC change in temperature. Data have been obtained from the experiment was then analyzed to determine the performance of the FBG. Some of the parameters analyzed were: linearity, sensitivity, precision (presicion), accuracy, and repeatability. Of activity of this study it can be concluded that changes in temperature affect the FBG Bragg wavelength changes. By varying the temperature change has increased and decreased, resulting in good precision, high accuracy, strong linearity, sensitivity, and has the repeatability. The test results of the two types of FBG with different wavelength spectrum shows similar results in terms of the effect of different temperatures on the performance of both..

.

viii

Meilindra Indriani, 2013

Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Unjuk Kerja Fiber Bragg Grating (FBG) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

DAFTAR ISI

Halaman HALAMAN JUDUL

HALAMAN HAK CIPTA HALAMAN PENGESAHAN HALAMAN PERNYATAAN

KATA PENGANTAR --- v

ABSTRAKSI --- vii

DAFTAR ISI --- viii

DAFTAR TABEL --- x

DAFTAR GAMBAR --- xi

DAFTAR LAMPIRAN --- xiii

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang --- 1

1.2. Rumusan Masalah --- 3

1.3. Batasan Masalah --- 3

1.4. Tujuan Penelitian --- 3

1.5. Manfaat Penelitian --- 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Serat Optik (Optical Fiber) --- 5

2.1.1. Struktur Dasar Serat Optik --- 5

2.1.2. _{Pemantulan (Reflection) dan Pembiasan (Refraction)--- 7}

2.1.3. Numerical Aperture (NA) --- 13

2.1.4. Tipe Serat Optik --- 14

2.2. Fiber Bragg Grating --- 18

2.2.1. Difraksi Kisi Bragg (Bragg Grating Diffraction) --- 19

ix

Meilindra Indriani, 2013

Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Unjuk Kerja Fiber Bragg Grating (FBG) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

2.2.3. Kelebihan dan Kekurangan FBG --- 24

2.3. Sumber Cahaya Laser Dioda --- 26

2.4. Amplified Spontaneous Emission (ASE) --- 29

BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Waktu dan Tempat Penelitian --- 32

3.2. Objek Penelitian --- 32

3.3. Alat dan Bahan --- 32

3.4. Uji Performa Panjang Gelombang Bragg FBG --- 35

3.4.1. Rancangan dan Skema Percobaan --- 35

3.4.2. Diagram Alir Percobaan --- 36

3.5. Metode Analisis Data --- 37

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Penelitian --- 40

4.1.1. Pengaruh Suhu Terhadap FBG Tipe K117 – 061 (FBG1) --- 41

4.1.2. Pengaruh Suhu Terhadap FBG Tipe K094 – 030 (FBG2) --- 42

4.2. Pembahasan --- 44

4.2.1. Presisi (presicion) --- 44

4.2.2. Ketelitian (Accuracy) --- 44

4.2.3. Keterulangan (Repeatability) --- 45

4.2.4. Linieritas (Linearity) --- 45

4.2.5. Sensitivitas (Sensitivity) --- 47

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan --- 48

5.1. Saran --- 48

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

1

Meilindra Indriani, 2013

Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Unjuk Kerja Fiber Bragg Grating (FBG) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

BAB I PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

Melakukan pengukuran besaran fisik di dalam penelitian mutlak dibutuhkan. Besaran fisik yang senantiasa mempengaruhi objek penelitian diantaranya adalah suhu. Suhu merupakan suatu besaran fisika yang dimiliki bersama oleh suatu objek penelitian dengan lingkungannya pada saat terjadi keseimbangan termal.

Suhu merupakan salah satu hal yang dapat menjelaskan mengenai kondisi lingkungan. Kebutuhan akan data mengenai kondisi lingkungan sekitar telah mendorong manusia untuk membuat alat yang bisa mengetahui kondisi lingkungan.

Pengukuran dan pengendalian suhu sangat diperlukan di berbagai bidang, diantaranya dalam dunia kesehatan, industri, dan juga dalam sebuah pembangkit daya, dll. Oleh karena itu untuk berbagai keperluan pemantauan, pengendalian dan penelitian yang berkaitan dengan besaran suhu, sering digunakan instrumen yang dapat memantau dan mencatat data suhu secara kontinyu dan otomatis. Instrumen pengukur suhu memerlukan sensor suhu sebagai bagian terdepan untuk memperoleh data suhu. Sensor suhu terdapat dalam berbagai jenis dengan karakteristiknya tersendiri. Salah satunya dengan menggunakan serat optik.

Fiber optik memiliki beberapa kelebihan, termasuk diameter kecil, ringan, tahan terhadap interferensi elektromagnetik, dapat digunakan dalam lingkungan yang kurang ramah (seperti di letakkan di tegangan tinggi dan suhu tinggi), sensitivitas tinggi dan kemampuan untuk merasakan serta mengirimkan informasi (Malla, 2008). Selain itu fiber optik juga tidak mudah korosi, mempunyai bahan isolasi elektrikal (tidak membutuhkan kabel listrik),

2

Meilindra Indriani, 2013

Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Unjuk Kerja Fiber Bragg Grating (FBG) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

tidak memicu terjadinya kebakaran atau ledakan akibat dari loncatan elektron seperti halnya pada sensor elektrik.

Dalam perkembangan ilmu optik atau fotonik mengenai sensor, sensor serat optik seperti Fiber Bragg Grating (FBG) telah banyak dikembangkan. Jika digunakan sebagai sensor suhu, serat optik yang dilewati cahaya dengan panjang gelombang tertentu saat diberi perubahan suhu juga merespon pada perubahan pergeseran panjang gelombang dari cahaya yang dilewatkan. FBG sangat sensitif terhadap perubahan lingkungan seperti suhu maupun tekanan/stress. Pembuatan FBG dengan menggunakan excimer laser dan interferometer telah mampu membuat FBG dengan kisi yang dapat diatur secara presisi dan cepat. FBG dengan panjang kisi yang cukup lebar dan reflektifitas lebih dari 95% telah dibuat dan dijual dengan harga yang terjangkau. Selain itu Serat optik digunakan karena memiliki berbagai keunggulan yaitu karena ukurannya yang kecil, dapat melewatkan cahaya, tahan terhadap interferensi elektromagnetik (EMI), pasif secara kimiawi, bandwidth yang lebar, tidak terkontaminasi lingkungan, dan kemampuannya sebagai sensor terdistribusi maupun multipoint. Dengan demikian penggunaan serat optik sebagai sensor dapat mengatasi kelemahan kelemahan pada sensor konvensional.

Dengan memanfaatkan FBG sebagai sensor maka permasalahan ketergantungan sensor terhadap sumber listrik secara teori juga dapat diatasi, karena dalam FBG gelombang pembawa (carrier) sinyal informasi adalah murni sinar laser yang bersumber dari laser dioda. Di sisi lain pengembangan FBG sebagai sensor suhu tentu harus diteliti dulu keandalannya dalam menjalarkan sinyal informasi.

Berdasarkan hal tersebut maka penulis tertarik untuk melakukan penelitian mengenai keandalan FBG untuk dijadikan sensor ini. FBG akan diberi perlakukan berupa perubahan suhu dan diteliti pengaruhnya terhadap spektrum panjang gelombang Bragg FBG.

3

Meilindra Indriani, 2013

Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Unjuk Kerja Fiber Bragg Grating (FBG) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Dalam penelitian ini penulis mengambil judul “PENGARUH

PERUBAHAN SUHU TERHADAP UNJUK KERJA FIBER BRAGG GRATING (FBG)”

1.2.Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas rumusan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Bagaimana pengaruh perubahan suhu terhadap unjuk kerja FBG?

2. Bagaimana kehandalan FBG yang digunakan dengan membandingkan antara kedua FBG yang memiliki spektrum panjang gelombang yang berbeda?

1.3.Batasan Masalah

Penelitian ini akan difokuskan pada hal-hal berikut:

1. FBG akan diuji dengan memberikan perlakuan berupa perubahan suhu pada rentang 30ºC sampai dengan 59ºC.

2. Evaluator FBG dirancang pada skala laboratorium.

3. Digunakan 2 jenis FBG yang memiliki spektrum panjang gelombang Bragg berbeda. Yakni FBG1 yang memiliki spektrum panjang gelombang Bragg 1550 nm dan FBG2 dengan spektrum panjang gelombang Bragg 1552 nm.

4. Unjuk kerja FBG dibatasi pada panjang gelombang Bragg, linieritas, akurasi, presisi, sensitivitas, dan keterulangan.

1.4.Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Untuk mengetahui pengaruh perubahan suhu terhadap unjuk kerja FBG. 2. Untuk menguji kehandalan FBG yang digunakan dengan

membandingkan antara kedua FBG yang memiliki spektrum panjang gelombang yang berbeda.

4

Meilindra Indriani, 2013

Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Unjuk Kerja Fiber Bragg Grating (FBG) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

1.5.Manfaat Penelitian

Dari penelitian ini dapat diperoleh beberapa manfaat antara lain sebagai berikut:

1. Data yang diperoleh dapat digunakan sebagai bahan penelitian lanjutan untuk mendalami pengaruh perubahan suhu terhadap unjuk kerja FBG . 2. Dengan diketahui karakter dari FBG setelah diberi pengaruh perubahan

32

Meilindra Indriani, 2013

Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Unjuk Kerja Fiber Bragg Grating (FBG) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1.Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan dari tanggal 20 Juli sampai 19 Oktober 2012 di Laboratorium Group THz-photonics bidang Instrumentasi Fisis dan Optoelektronika Pusat Penelitian Fisika (P2F) Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) kompleks puspitek Setu, Serpong, Tangerang Selatan.

3.2.Objek Penelitian

Dalam penelitian ini, fokus perhatian dipusatkan pada analisis data perubahan panjang gelombang Bragg FBG akibat variasi suhu.

3.3.Alat dan Bahan

Berikut adalah alat dan bahan yang diperlukan untuk melakukan penelitian ini, yakni :

1. Fiber Bragg Grating (FBG)

33

Meilindra Indriani, 2013

Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Unjuk Kerja Fiber Bragg Grating (FBG) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

2. Amplified Spontaneose Emission (ASE)

Gambar 3.2 Amplified Spontaneouse Emission

3. Optical Spectrum Analyzer (OSA)

Gambar 3.3 Optical Spectrum Analyzer

4. Element Peltier

34

Meilindra Indriani, 2013

Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Unjuk Kerja Fiber Bragg Grating (FBG) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

5. Digital Thermometer

Gambar 3.5 Digital Thermometer

6. Power supply

Gambar 3.6 Power supply

35

Meilindra Indriani, 2013

Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Unjuk Kerja Fiber Bragg Grating (FBG) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Gambar 3.7 Patch cord

3.4.Uji Performa Panjang Gelombang Bragg FBG

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui performa pergeseran panjang gelombang Bragg FBG akibat pengaruh perubahan suhu. Suhu FBG dikondisikan pada 30oC sampai 59oC (kondisi suhu pada FBG dinaikan) dan 59oC sampai 30oC (kondisi suhu pada FBG diturunkan). Nilai panjang gelombang dicatat setiap 1oC perubahan suhu. Dalam percobaan ini digunakan 2 FBG yang memiliki spektrum panjang gelombang Bragg yang berbeda secara bergantian, dengan tujuan untuk perbandingan konsistensi pengaruh suhu terhadap panjang gelombang Bragg FBG. Dengan λFBG1 = 1550 nm (tipe K117 – 061) dan λFBG2 = 1552 nm (tipe K094 – 030). Sumber pancaran cahaya FBG berasal dari ASE. Sumber tegangan ASE ditetapkan sebesar 200 mV dan performa FBG akan diukur dengan OSA.

3.4.1. Rancangan dan Skema Percobaan

Rancangan dan skema percobaan pada pengujian ini adalah sebagai berikut:

36

Meilindra Indriani, 2013

Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Unjuk Kerja Fiber Bragg Grating (FBG) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Gambar 3.8 Rancangan Percobaan Pengidentifikasian Pergeseran Panjang Gelombang Bragg Akibat Perubahan Suhu Pada FBG

Dengan skema percobaan sebagai berikut:

Gambar 3.9 Skema Rancangan Percobaan Pengidentifikasian Pergeseran Panjang Gelombang Bragg Akibat Perubahan Suhu Pada FBG

37

Meilindra Indriani, 2013

Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Unjuk Kerja Fiber Bragg Grating (FBG) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓

Menghidupkan ASE dan OSA Tegangan ASE disetting 200mV

Memanipulasi suhu FBG 1

Mencatat panjang gelombang bragg yang terukur pada OSA setiap perubahan suhu

Merekatkan FBG pada Element Peltier yang terhubung pada power supply

Mengkondisikan tegangan yang mengalir pada element peltier sebesar 5 V

Menghubungakan ASE - OSA dengan sirculator dan FBG 1

Mengganti FBG 1 dengan FBG 2 Mulai

Selesai

Gambar 3.10 Diagram Alir Percobaan Pengidentifikasian Pergeseran Panjang Gelombang Bragg Akibat Perubahan Suhu FBG

3.5.Metode Analisis Data

Data yang telah diperoleh dari percobaan kemudian dianalisis untuk mengetahui unjuk kerja FBG dengan menggunakan microsoft office excel. Beberapa parameter yang dianalisis adalah presisi, akurasi, keterulangan, linieritas, dan sensitivitas.

1. Presisi (presicion)

Presisi dari suatu metode analisis adalah derajat kesesuaian di antara masing-masing hasil uji, jika prosedur analisis diterapkan berulang kali pada sejumlah cuplikan yang diambil dari satu sampel homogen. Presisi dinyatakan sebagai deviasi standar atau deviasi standar relative (koefisien

38

Meilindra Indriani, 2013

Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Unjuk Kerja Fiber Bragg Grating (FBG) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

variasi) (Satiadarma, dkk., 2004). Nilai presisi dapat ditentukan oleh formulasi standar deviasi sebagai berikut:

1

)

(

2









n

x

x

s

i _atau

1

)

(

2 2











n

n

x

x

s

i i Keterangan:

S = Standar Deviasi xi = Data ke-i

x= Rata-rata data n = Banyaknya data

Suatu data dapat dikatakan memiliki presisi baik jika nilai standar deviasi mendekati nol.

2. Ketelitian (Accuracy)

Ketelitian (Accuracy) adalah suatu ukuran yang menyatakan seberapa jauh data menunjukkan harga yang menyimpang/mendekati harga sebenarnya. Semakin kecil nilai persentase akurasi maka menunjukan tingkat akurasi yang tinggi dan sebaliknya.

Tinggi atau rendahnya akurasi ditentukan oleh standard error dari data hasil penelitian. Formulasi dalam menghitung standard error adalah sebagai berikut:

n

s

SE

2



Keterangan :

SE = Standar Error S = Standar Deviasi n = banyak data

39

Meilindra Indriani, 2013

Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Unjuk Kerja Fiber Bragg Grating (FBG) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Suatu alat dapat dikatakan memiliki tingkat akurasi tinggi jika nilai standar deviasi mendekati nol.

3. Keterulangan (Repeatability)

Keterulangan (Repeatability) adalah sejauh mana alat dapat menunjukkan output yang sama, untuk input yang tetap, jika pengukuran dilakukan berulang-ulang.

4. Linieritas (Linearity)

Linieritas suatu metode merupakan ukuran seberapa baik kurva kalibrasi yang menghubungkan antara respon (y) dengan konsentrasi (x) yang bertujuan untuk mengetahui apakah dua variabel mempunyai hubungan yang linear atau tidak secara signifikan.

Metode yang digunakan dalam menentukan linieritas adalah dengan plot grafik. Suatu grafik dikatakan linier jika memenuhi bentuk persamaan koefisien regresi linier yaitu y=mx+b dan memiliki koefisien korelasi r. korelasi linier yang tinggi memiliki nilai yang mendekati +1 atau -1.

5. Sensitivitas (Sensitivity)

Sensitivitas adalah perbandingan perubahan output dengan nilai perubahan dari pengukuran. Ditulis dalam persamaan sebagai berikut:

T as Sensitivit



 

Keterangan : ∆λ= Perubahan panjang gelombang ∆T = Perubahan suhu

48

Meilindra Indriani, 2013

Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Unjuk Kerja Fiber Bragg Grating (FBG) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari kegitan penelitian ini dapat disimpulkan bahwa perubahan suhu berpengaruh terhadap perubahan panjang gelombang Bragg FBG. Hubungan yang terjadi antara perubahan suhu dan perubahan panjang gelombang Bragg adalah positif yaitu ketika suhu divariasi mengalami kenaikan, maka panjang gelombang Bragg akan semakin besar secara linier terhadap perubahan suhu. Sebaliknya bila suhu divariasi menurun maka panjang gelombang Bragg FBG akan menjadi lebih kecil secara linier. Dengan memvariasikan perubahan suhu mengalami kenaikan dan penurunan, menghasilkan presisi yang baik, akurasi yang tinggi, linieritas yang kuat, sensitivitas yang kecil, dan memiliki repeatability.

Hasil pengujian terhadap dua jenis FBG yaitu yang memiliki perbedaan spektrum panjang gelombang menunjukkan hasil yang serupa dalam hal pengaruh perbedaan suhu terhadap unjuk kerja keduanya. Hal ini menunjukan FBG memiliki kehandalan untuk digunakan sebagai sensor suhu.

5.2. Saran

Untuk mendapatkan hasil yang akurat, ada beberapa hal yang penulis sarankan bagi para peneliti yang akan meneliti permasalah yang berhubungan dengan FBG antara lain :

1. Konektor (patch cord) FBG harus benar-benar dalam keadaan bersih sebelum di-tancapkan pada FBG, ASE dan OSA.

2. Dalam melakukan penelitian sebaiknya menghindari penggunaan AC (Air Conditioner / pengatur suhu ruangan) agar suhu FBG stabil dan hanya mendapat manipulasi suhu dari power supply.

49

Meilindra Indriani, 2013

Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Unjuk Kerja Fiber Bragg Grating (FBG) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

3. Penelitian FBG perlu diuji lebih lanjut dengan mengamati perubahan variable lain selain suhu, yaitu pengaruh tekanan dan tarikan terhadap perubahan panjang gelombang Bragg FBG.

49

Meilindra Indriani, 2013

Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Unjuk Kerja Fiber Bragg Grating (FBG) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

DAFTAR PUSTAKA

Agrawal, Govind P. Fiber – Optic Communication system. 2002. Blumenthal D.J. Lecture 4 ECE228B. Semiconductor Lasers. 2007.

Chan, C.C., Lam, H., Lee, Y.C., and Zhang, X-M., 2004, Analytical Method Validation and Instrument performance Verification, Wiley Interscience, A John Wiley and Sons, New York, USA

Dutton, Harry J.R. Understanding Optical Communication. 1998.

Harmita,2004.Petunjuk Pelaksanaan Validasi Metode dan Cara Perhitungannya. Majalah Ilmu Kefarmasian, Vol. I, No.3, Desember 2004.

John Robert Taylor (1999). An Introduction to Error Analysis: The Study of Uncertainties in Physical Measurements. University Science Books. hlm. 128–129. ISBN 0-935702-75-X.

PT. Telekomunikasi Indonesia. Dasar Sistem Komunikasi Optik. 2004.

Snyder, L. R., Kirkland, S.J., and Glajch, J.L., 1997, Practical HPLC Method Development, John Wiley & Son, New York.

Media Elektronika:

http://en.wikipedia.org/wiki/Spontaneous_emission [Online][27 Oktober 2012] http://suyatno.blog.undip.ac.id/2010/04/30/menghitung-akurasi-dan-presisi-pengukuran/ [Online][27 Oktober 2012]

https://www.ntecusa.com/Test-Equipment/Optical-Spectrum-Analyzers/Ando-AQ6312B/ [Online][27 Oktober 2012]

37

Meilindra Indriani, 2013

Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Unjuk Kerja Fiber Bragg Grating (FBG) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓

Menghidupkan ASE dan OSA

Tegangan ASE disetting 200mV

Memanipulasi suhu FBG 1

Mencatat panjang gelombang bragg yang terukur pada OSA setiap perubahan suhu

Merekatkan FBG pada Element Peltier yang terhubung pada power supply

Mengkondisikan tegangan yang mengalir pada element peltier sebesar 5 V

Menghubungakan ASE - OSA dengan sirculator dan FBG 1

Mengganti FBG 1 dengan FBG 2 Mulai

Selesai

Gambar 3.10 Diagram Alir Percobaan Pengidentifikasian Pergeseran Panjang Gelombang Bragg Akibat Perubahan Suhu FBG

3.5.Metode Analisis Data

Data yang telah diperoleh dari percobaan kemudian dianalisis untuk mengetahui unjuk kerja FBG dengan menggunakan microsoft office excel. Beberapa parameter yang dianalisis adalah presisi, akurasi, keterulangan, linieritas, dan sensitivitas.

1. Presisi (presicion)

Presisi dari suatu metode analisis adalah derajat kesesuaian di antara masing-masing hasil uji, jika prosedur analisis diterapkan berulang kali pada sejumlah cuplikan yang diambil dari satu sampel homogen. Presisi dinyatakan sebagai deviasi standar atau deviasi standar relative (koefisien

Meilindra Indriani, 2013

Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Unjuk Kerja Fiber Bragg Grating (FBG) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

variasi) (Satiadarma, dkk., 2004). Nilai presisi dapat ditentukan oleh formulasi standar deviasi sebagai berikut:

1

)

(

2









n

x

x

s

i _atau

1

)

(

2 2











n

n

x

x

s

i i Keterangan:

S = Standar Deviasi xi = Data ke-i

x= Rata-rata data n = Banyaknya data

Suatu data dapat dikatakan memiliki presisi baik jika nilai standar deviasi mendekati nol.

2. Ketelitian (Accuracy)

Ketelitian (Accuracy) adalah suatu ukuran yang menyatakan seberapa jauh data menunjukkan harga yang menyimpang/mendekati harga sebenarnya. Semakin kecil nilai persentase akurasi maka menunjukan tingkat akurasi yang tinggi dan sebaliknya.

Tinggi atau rendahnya akurasi ditentukan oleh standard error dari data hasil penelitian. Formulasi dalam menghitung standard error adalah sebagai berikut:

n

s

SE

2



Keterangan :

SE = Standar Error S = Standar Deviasi n = banyak data

39

Meilindra Indriani, 2013

Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Unjuk Kerja Fiber Bragg Grating (FBG) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

Suatu alat dapat dikatakan memiliki tingkat akurasi tinggi jika nilai standar deviasi mendekati nol.

3. Keterulangan (Repeatability)

Keterulangan (Repeatability) adalah sejauh mana alat dapat menunjukkan output yang sama, untuk input yang tetap, jika pengukuran dilakukan berulang-ulang.

4. Linieritas (Linearity)

Linieritas suatu metode merupakan ukuran seberapa baik kurva kalibrasi yang menghubungkan antara respon (y) dengan konsentrasi (x) yang bertujuan untuk mengetahui apakah dua variabel mempunyai hubungan yang linear atau tidak secara signifikan.

Metode yang digunakan dalam menentukan linieritas adalah dengan plot grafik. Suatu grafik dikatakan linier jika memenuhi bentuk persamaan koefisien regresi linier yaitu y=mx+b dan memiliki koefisien korelasi r. korelasi linier yang tinggi memiliki nilai yang mendekati +1 atau -1.

5. Sensitivitas (Sensitivity)

Sensitivitas adalah perbandingan perubahan output dengan nilai perubahan dari pengukuran. Ditulis dalam persamaan sebagai berikut:

T as Sensitivit

  

Keterangan : ∆λ= Perubahan panjang gelombang ∆T = Perubahan suhu

48

Meilindra Indriani, 2013

Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Unjuk Kerja Fiber Bragg Grating (FBG) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari kegitan penelitian ini dapat disimpulkan bahwa perubahan suhu berpengaruh terhadap perubahan panjang gelombang Bragg FBG. Hubungan yang terjadi antara perubahan suhu dan perubahan panjang gelombang Bragg adalah positif yaitu ketika suhu divariasi mengalami kenaikan, maka panjang gelombang Bragg akan semakin besar secara linier terhadap perubahan suhu. Sebaliknya bila suhu divariasi menurun maka panjang gelombang Bragg FBG akan menjadi lebih kecil secara linier. Dengan memvariasikan perubahan suhu mengalami kenaikan dan penurunan, menghasilkan presisi yang baik, akurasi yang tinggi, linieritas yang kuat, sensitivitas yang kecil, dan memiliki

repeatability.

Hasil pengujian terhadap dua jenis FBG yaitu yang memiliki perbedaan spektrum panjang gelombang menunjukkan hasil yang serupa dalam hal pengaruh perbedaan suhu terhadap unjuk kerja keduanya. Hal ini menunjukan FBG memiliki kehandalan untuk digunakan sebagai sensor suhu.

5.2. Saran

Untuk mendapatkan hasil yang akurat, ada beberapa hal yang penulis sarankan bagi para peneliti yang akan meneliti permasalah yang berhubungan dengan FBG antara lain :

1. Konektor (patch cord) FBG harus benar-benar dalam keadaan bersih sebelum di-tancapkan pada FBG, ASE dan OSA.

2. Dalam melakukan penelitian sebaiknya menghindari penggunaan AC (Air Conditioner / pengatur suhu ruangan) agar suhu FBG stabil dan hanya mendapat manipulasi suhu dari power supply.

49

Meilindra Indriani, 2013

Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Unjuk Kerja Fiber Bragg Grating (FBG) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

3. Penelitian FBG perlu diuji lebih lanjut dengan mengamati perubahan variable lain selain suhu, yaitu pengaruh tekanan dan tarikan terhadap perubahan panjang gelombang Bragg FBG.

49

Meilindra Indriani, 2013

Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Unjuk Kerja Fiber Bragg Grating (FBG) Universitas Pendidikan Indonesia | repository.upi.edu | perpustakaan.upi.edu

DAFTAR PUSTAKA

Agrawal, Govind P. Fiber – Optic Communication system. 2002.

Blumenthal D.J. Lecture 4 ECE228B. Semiconductor Lasers. 2007.

Chan, C.C., Lam, H., Lee, Y.C., and Zhang, X-M., 2004, Analytical Method

Validation and Instrument performance Verification, Wiley Interscience, A John Wiley and Sons, New York, USA

Dutton, Harry J.R. Understanding Optical Communication. 1998.

Harmita,2004.Petunjuk Pelaksanaan Validasi Metode dan Cara Perhitungannya.

Majalah Ilmu Kefarmasian, Vol. I, No.3, Desember 2004.

John Robert Taylor (1999). An Introduction to Error Analysis: The Study of

Uncertainties in Physical Measurements. University Science Books.

hlm. 128–129. ISBN 0-935702-75-X.

PT. Telekomunikasi Indonesia. Dasar Sistem Komunikasi Optik. 2004.

Snyder, L. R., Kirkland, S.J., and Glajch, J.L., 1997, Practical HPLC Method

Development, John Wiley & Son, New York.

Media Elektronika:

http://en.wikipedia.org/wiki/Spontaneous_emission [Online][27 Oktober 2012] http://suyatno.blog.undip.ac.id/2010/04/30/menghitung-akurasi-dan-presisi-pengukuran/ [Online][27 Oktober 2012]

https://www.ntecusa.com/Test-Equipment/Optical-Spectrum-Analyzers/Ando-AQ6312B/ [Online][27 Oktober 2012]