Disusun Oleh: Achmad Yulianto Dosen Pembimbing Agus Muhamad Hatta, ST, M.Si,PhD NIP

Transkripsi

1 Seminar Tugas Akhir Disusun Oleh: Achmad Yulianto Dosen Pembimbing Agus Muhamad Hatta, ST, M.Si,PhD NIP

2 Latar Belakang Perumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Spektroskopi telah banyak diaplikasikan dalam berbagai bidang Spektrometer berbasis prisma memiliki keuntungan menghasilkan satu spektrum cahaya yang jelas (terang) Telah dikembangkan berbagai macam spektrometer baik yang berbiaya mahal, maupun yang murah

3 Latar Belakang Perumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Bagaimana perancangan dan pembuatan spektrometer yang rendah biaya dengan menggunakan prisma dan webcam? Bagaimana penggunaan spektrometer dengan webcam untuk mengukur konsentrasi larutan sukrosa?

4 Latar Belakang Perumusan Masalah Batasan Masalah Perancangan dan pembuatan spektrometer cahaya tampak Sumber cahaya yang digunakan dalam perancangan spektrometer ini adalah lampu halogen shinyoku Menggunakan prisma sebagai elemen dispersifnya. Menggunakan webcam mikomi sebagai detektor Tujuan Menggunakan software MATLAB untuk mengolah data dari webcam yang digunakan sebagai detector.

5 Latar Belakang Perumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Pembuatan spektrometer yang rendah biaya, dengan menggunakan prisma dan webcam. Menerapkan spektrometer yang telah dibuat untuk mengukur konsentrasi larutan sukrosa.

6 Syaifudin, 2007, merancang video spektroskopi dengan menggunakan jaringan saraf tiruan metode pembelajaran propagasi balik untuk identifikasi jenis cairan pada citra yang telah terekam pada kamera. Spektrometer tersebut menggunakan prisma sebagai bagian pendispersi. T. T. Grove et al, 2007, merancang spektrometer rendah biaya dengan menggunakan webcam sebagai detector dan grating sebagai elemen pendispersi cahaya datang.untuk mengolah data yang berupa hubungan antara pixel, intensitas, dan pixel dengan panjang gelombang dan panjang gelombang digunakan software LabVIEW. Lighting Sciences Canada Ltd, 2006, merancang sebuah spectrometer dengan biaya yang rendah dengan menggunakan CCD sebagai detector, sementara untuk elemen yang akan mendispersi cahaya masuk digunakan grating. Data dari detector diteruskan ke dalam komputer yang akan diolah dengan menggunakan software Turbo C++.

7 Definisi Spektroskopi Spektroskopi adalah ilmu yang mempelajari materi dan atributnya berdasarkan cahaya, suara atau partikel yang dipancarkan, diserap atau dipantulkan oleh materi tersebut. Spektroskopi juga dapat didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari interaksi antara cahaya dan materi[1].

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

9 Spektrometer terdiri dari lima bagian utama yaitu,celahmasuk, kolimator, pendispersi, lensa, detektor. Prinsip kerja dari Spektrometer adalah, cahaya di datangkan lewat celah sempit, sehingga cahaya yang diteruskan akan bersifat sejajar. Cahaya yang sejajar, kemudian diteruskan ke kisi atau prisma untuk kemudian ditangkap oleh detektor.

10 Terminologi Citra Digital Citra atau gambar adalah representasi spasial dari suatu objek yang sebenarnya dalam bidang dua dimensi yang biasanya ditulis dalam koordinat kartesian x-y, dan setiap koordinat merepresentasikan satu sinyal terkecil dari objek yang biasnya koordinat terkecil ini disebut sebagai piksel. Karena merupakan sistem koordinat yang memiliki nilai maka biasanya citra dianggap sebagai sebuah matriks x-y yang berisi nilai piksel.

11 Jenis citra 1. Citra grayscale, yaitu citra yang nilai pixel-nya merepresentasikan derajat keabuan atau intensitas warna putih. 2. Citra berwarna, yaitu citra yang nilai pixel-nya merepresentasikan warna tertentu Banyaknya warna yang mungkin digunakan bergantung kepada kedalaman pixel citra yang bersangkutan.

12 Menentukan jenis bahan-bahan yang akan digunakan, meliputi material dan data yang dibutuhkan Menentukan peralatan yang menunjang terlaksananya penelitian dan perancangan tugas akhir ini, meliputi; alatalat uji laboratorium dan lapangan, perangkat keras, perangkat lunak, teori dan persamaan, variabel yang akan digunakan Menentukan proses yang akan digunakan dimulai dari awal penelitian tugas akhir ini digunakan sampai penyimpulan dari akhir proses yang telah dilaksanakan, meliputi; Teknik pengumpulan dan analisis data, rancangan, penelitian, cara penafsiran, pengumpulan hasil penelitian, uji coba dan cara evaluasi, dan cara penyimpulan dari keseluruhan proses.

13 Peralatan dan Bahan Sumber Cahaya - lampu halogen shinyoku Celah (slit) Lensa Prisma Webcam-mikomi Gelas ukur Komputer Monokromator Software Matlab Lux meter

14 Langkah Langkah Pembuatan Spektrometer Diagaram alir

15 Desain spektrometer Spektrometer yang telah dibuat Sumber cahaya celah kuvet layar webcam lensa prisma

16 Pengambilan data dengan monokromator Lux meter monokromator Sumber cahaya kuvet

17 Langkah Langkah Pengujian Konsentrasi Sukrosa Diagaram alir

18 Citra yang dihasilkan oleh spektrometer

19 Pengambilan data awal dengan menggunakan monokromator intensitas(lux) panjang gelombang Pengambilan data awal dengan menggunakan spektrometer.

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

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

22 Data yang diperoleh dari spektrometer dan monokromator diolah menjadi data absorbansi fungsi panjang gelombang. Pada tahap ini data diolah dengan menggunakan rumus intesitas relatif untuk mendapatkan nilai absorbansi dari spektrometer, Untuk mencari nilai absorbansi dari nilai intensitas yang didapat disubtitusikan ke dalam persamaan berikut :

23 Data absorbansi fungsi panjang gelombang dari spektrometer dan monokromator.

24 Validasi nilai absorbansi yang dihasilkan dari spektrometer Dari hasil perhitungan yang didapat nilai absorbansi yang dihasilkan spektrometer terjadi penurunan hampir untuk semua panjang gelombang untuk konsentrasi yang semakin tinggi. Namun untuk konsentrasi 0.32 dan 0.4 gr/ml tidak dapat dilihat dengan jelas perubahan yang dihasilkan. Hal ini dapat diakibatkan konsentrasi yang terlalu besar pada larutan sehingga citra yang dihasilkan kurang baik. Secara keselurahan data yang diperoleh dari spektrometer yang telah dibuat cukup baik. Jika divalidasi atau dibandingkan dari nilai keluaran monokromator, dan spektrofotometer UV-VIS.

25 Berdasarkan hasil yang telah didapatkan serta meninjau kembali permasalahan, batasan dan tujuan penelitian, dapat dirumuskan kesimpulan yang diperoleh dalam pelaksanaan tugas akhir ini, yaitu: 1. Telah dibuat spektrometer sederhana berjenis single beam dengan menggunakan prisma dan webcam. 2. Spektrometer telah dapat digunakan untuk mengukur konsentrasi larutan sukrosa. Dengan mengkorelasikan nilai graylevel dengan panjang gelombang. 3. Didapatkan hubungan antara nilai graylevel yang sebanding dengan intensitas, dan berbanding terbalik dengan nilai absorbansi dimana konsentrasi 0.04 gr/ml memiliki absorbansi paling besar.

26 Jadwal Pelaksanaan Kegiatan Saran Dalam penelitian tugas akhir ini, terdapat beberapa hal yang perlu diperbaiki baik dari tinjauan teoritis maupun aplikatif. Oleh sebab itu, validasi penelitian lebih lanjut sangat diperlukan. Saran yang dapat diberikan penulis terkait dengan pengembangan penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. perlu dilakukan pengujian terhadap larutan lain dengan memperhatikan indeks bias yang dihasilkan larutan. 2. Menggunakan prisma dengan bahan lain untuk memperoleh hasil spectrum yang lebih baik 3. Membuat spektrometer double beam dengan metode sederhana

27 [1].Syaifudin Perancagan Video Spektroskopi-Neural Network untuk Identifikaasi Jenis Cairan. Disertasi S2 Jurusan Teknik Elektro ITS. [2].Bass, M Handbook of Optics, Volume 1. McGraw-Hill, Inc: New York. [3].Harrison, M. K Astronomical Spectroscopy for Amateurs. Springer science: New York [4].Lighting Sciences Canada Ltd A Low Cost Compact CCD Grating Spectrometer. 160 Frobisher Drive: Canada [5].T. T. Grove and M. F. Masters A Student Assembled Spectrograph with CCD Detector to Assist with Student Understanding of Spectrometry. Purdue University: Fort Wayne [6].Anonim [7].Kristanta,A [8].Anonim [9].Wikipedia [10].Fahmi Perancangan Algoritma Pengolahan Citra Mata Menjadi Citra Polar Iris Sebagai Bentuk Antara Sistem Biometrik. Universitas Sumatra Utara: Medan. [11].Universitas Kristen Petra Petra Library for Image Processing. Universitas Kristen Petra: Surabaya. [12].Smith, F. G., King, T. A., Wilkins, D Optics and Photonics: An Introduction. John Willey & Sons, Ltd: England. [13].Workman, J Optical Spectrometers. Academic Press: San Diego. [14].James, J Spectrograph Design Fundamentals. Cambridge University Press: New York. [15].Anonim spektrofotometer-uv-vis.html [16].Wagner, K Advance Optics Lab. University of Colorado: Colorado.

28