Oleh : Akbar Sujiwa Pembimbing : Endarko, M.Si., Ph.D

Oleh : Akbar Sujiwa Pembimbing : Endarko, M.Si., Ph.D

Serat optik FTP 320-10 banyak digunakan Bagaimana karakter makrobending losses FTP 320-10 terhadap pembebanan Bagaimana kecepatan respon FTP 320-10

1. Bagaimana karakter makrobending losses serat optik terhadap variasi diameter dan jumlah lilitan? 2. Bagaimana respon perubahan serat optik terhadap perubahan beban?

1. Menganalisa karakteristik makrobending losses serat optik dengan variasi diameter dan jumlah lilitan. 2. Menganalisa respon perubahan serat optik terhadap perubahan beban.

1. Sistem yang di analisa hanya sifat makrobending 2. Batas beban maksimal 2000 g/2 kg 3. Serat optik yang diuji tipe FTP 320-10

Mengetahui karakter bending losses pada serat optik FTP 320-10 yang diharap dapat digunakan sebagai dasar aplikasi teknologi tepat guna dalam kehidupan sehari-hari.

Salah satu media transmisi komunikasi optik (widodo, 1995) Terdiri dari 2 jenis yaitu single mode dan multimode (widodo, 1995) Struktur penyusun serat optik : Core, Cladding, Buffer, Jacket. wikipedia

Core/inti kaca tipis yang berada di tengah serat yang digunakan sebagai jalan cahaya Cladding/pembungkus bagian optik yang mengelilingi inti sebagai pemantul cahaya (Nugraha, 2006)

Buffer/Penguat Pelindung bagian dalam serat optik Jacket/Jaket Jaket plastik untuk melindungi (pelindung luar) serat dari temperatur dan kerusakan (Nugraha, 2006)

Diameter inti lebih besar dari singlemode (63,5 mikron). Mentransmisikan cahaya tampak (panjang gelombang 850-1300 nm) Sumber cahaya dari lampu light-emitting diodes (LED). (Nugraha, 2006) (Nugraha, 2006)

Sinyal yang ditransmisikan dalam serat optik berupa cahaya (Nugraha, 2006). Transmiter yang cocok digunakan berupa LED dan ILD (Injection Laser Diode) (Hoss and Lacy, 1993). Umumnya menggunakan LED dikarenakan bernilai ekonomis dan daya yang rendah (Hoss and Lacy, 1993). http://reefbuilders.com ( http://sfm-design.blogspot.com)

Detektor atau receiver yang sering digunakan dalam sitem fiber optik berupa photodioda (Killen, 1991) Bentuknya mirip LED Photodioda hanya menggunakan tegangan rendah agar bisa bekerja (Killen, 1991) http://ikhwanpcr.blogspot.com

1. Hukum Pembiasan Snellius 2. Sudut Kritis 3. Pemantulan Internal Sempurna (Crisp, 2008)

Cahaya yang merambat dari bahan ber ideks bias lebih besar (n 1 ) menuju bahan berindeks bias lebih kecil (n 2 ), akan dibiaskan menjauhi garis normal.

garis normal (n 2 ) θ 2 Sinar bias (n 1 ) θ 1 (n 1 > n 2 ) Sinar datang n 1 sin θ 1 = n 2 sin θ 2

Sudut datang yang menyebabkan sudut bias bernilai 90 o.

garis normal (n 2 ) θ 2 = 90 o Sinar bias (n 1 ) θ 1 (n 1 > n 2 ) Sinar datang

Terjadi akibat sudut sinar datang yang besar, sehingga sudut sinar bias melebihi sudut kritis.

Sudut kritis (n 2 ) garis normal (n 1 > n 2 ) (n 1 ) θ 1 θ 2 Sinar bias Sinar datang θ 3 θ 4 (n 2 ) θ 1 =θ 2 =θ 3 =θ 4

1. Makrobending dalam serat optik merupakan sebuah redaman dikarenakan lekukan dari serat optik (Jay, 2010). 2. Semakin besar lekukan maka lebih banyak pula cahaya yang keluar (Jay, 2010). (Jay, 2010)

cladding core Sudut kritis Garis normal Sudut sinar datang lebih dari sudut kritis sebelum lekukan

cladding core Sudut kritis Garis normal Sudut sinar datang kurang dari sudut kritis akibat lekukan

Metode Percoban

Alat dan Bahan

Jumlah 1 lilitan Jumlah 3 lilitan Variasi yang digunakan : 1. Diameter 3, 4 dan 5 cm 2. Jumlah lilitan 1, 3, dan 5 lilitan Jumlah 5 lilitan

Gambar Sistem analisa makrobending

Gambar beban analisa 1. Tiap beban memiliki berat 100 gram. 2. Terdiri dari 20 buah beban.

LED Photodioda Sistem analisa keseluruhan 1. Tegangan yang digunakan 5 volt DC 2. Rangkaian resistor 10 k ohm untuk Photodioda 3. Rangkaian resistor 220 ohm untuk LED

1. Metode I (Kontinu) 2. Metode II (Diskontinu)

Wadah beban dalam keadaan kosong Menentukan diameter lilitan 100 mv Mencatat tegangan awal

100 g 100 g 100 g 100 g Menyiapkan beban analisa 100 mv

100 g 100 g 100 g 100 g Mulai memberikan beban Lilitan serat optik mulai melengkung 110 mv Dicatat perubahan tegangannya

100 g 100 g 100 g 100 g 120 mv Dicatat perubahan tegangannya

100 g 100 g 100 g 100 g Jika sudah mencapai keadaan maksimal maka jumlah beban keadaan ini dianggap seagai beban maksimal Memperhatikan keadaan lengkungan lilitan dan posisi wadah beban 130 mv Dicatat perubahan tegangannya

100 g 100 g 100 g 100 g Kemudian beban diambil lagi satupersatu agar didapat data beban turun 120 mv Dicatat perubahan tegangannya

100 g 100 g 100 g 100 g Beban diambil kembali hingga wadah beban dalam keadaan kosong Ini untuk menunjukkan apakah keadaan awal dan akhir pembebanan itu sama 100 mv Dicatat perubahan tegangannya

Diulang metode tersebut sebanyak 3 kali, baik beban naik atau turun. Jeda untuk 1 kali pengulangan sekitar 20 menit. Tiap diameter diberi variasi jumlah lilitan 1, 3, dan 5 lilitan. Untuk variasi diameter selanjutnya juga diberi variasi jumlah lilitan.

Wadah beban dalam keadaan kosong Menentukan diameter lilitan 100 mv Mencatat tegangan awal

100 g 100 g 100 g 100 g Menyiapkan beban analisa 100 mv

100 g 100 g 100 g 100 g Mulai memberikan beban Lilitan serat optik mulai melengkung 110 mv Dicatat perubahan tegangannya

100 g 100 g 100 g 100 g Beban diambil lagi, sehingga sistem kembali pada keadaan tanpa beban 100 mv Dicatat perubahan tegangannya

100 g 100 g 100 g 100 g Beban dimasukkan lagi dengan berat ditambah 100 gram 120 mv Dicatat perubahan tegangannya

100 g 100 g 100 g 100 g Sekali lagi beban diambil, sehingga sistem kembali pada keadaan tanpa beban 100 mv Dicatat perubahan tegangannya

100 g 100 g 100 g 100 g Jika sudah mencapai keadaan maksimal maka jumlah beban keadaan ini dianggap seagai beban maksimal Memperhatikan keadaan lengkungan lilitan dan posisi wadah beban 130 mv Dicatat perubahan tegangannya

100 g 100 g 100 g 100 g Sekali lagi beban diambil, sehingga sistem kembali pada keadaan tanpa beban 100 mv Dicatat perubahan tegangannya

Dilakukan perulangan 3 kali. Hanya untuk keadaan pembebanan naik. Variasi yang digunakan berupa besar diameter dan jumlah lilitan. Beban maksimal hanya 1000 gram Tujuan metode ini untuk menentukan bagaimana respon pembebanan dari serat optik

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

Pembebanan Naik Gambar Grafik makrobending 1 lilitan dan 3 lilitan pembebanan naik Gambar Grafik makrobending 5 lilitan pembebanan naik

Pembebanan Naik 1. Dari trend grafik, menunjukkan semakin kecil diameter maka semakin besar losses, dilihat dari besar tegangannya. 2. Losses terbesar terjadi pada diameter 3 cm dengan 3 lilitan sebesar 204 mv 3. Pembebanan maksimal dicapai oleh diameter 4 dan 3 dengan masing-masing 5 lilitan sebesar 1900 gram.

Pembebanan Turun Gambar Grafik makrobending 1 lilitan dan 3 lilitan beban turun Gambar Grafik makrobending 5 lilitan beban turun

Pembebanan Turun 1. Terdapat kurva datar saat beban-beban tertinggi, ini disebabkan elastisitas serat optik yang belum kembali. 2. Nilai tegangan pada tiap beban turun selalu lebih besar dari nilai pembebanan naik akibat sifat elastisitas histeresis. 3. Gap terbesar antara grafik beban naik dan turun terjadi pada diameter 3 cm jumlah lilitan 3 sebesar 48.5 mv

Pembebanan Naik Gambar Grafik makrobending diameter 5 cm dan diameter 4 cm bebanan na Gambar Grafik makrobending diameter 3 cm beban naik

Pembebanan Naik 1. Untuk diameter 3 dan 4 cm losses tertinggi dicapai pada 3 lilitan 204 dan174 mv. 2. Dari grafik dengan diameter 5 cm tidak stabil dalam analisa losses 3. Sistem dengan kestabilan losses dicapai pada diameter 4 dan 3 cm, terlihat dari trend grafik yang identik.

Pembebanan Turun Gambar Grafik makrobending diameter 5 cm dan diameter 4 cm bebanan turun Gambar Grafik makrobending diameter 3 cm beban turun

Pembebanan Turun 1. Serat optik dengan jumlah lilitan 3 selalu memiliki trend kurva tegangan lebih tinggi dari lilitan 1 dan 5, dengan nilai maksimal pada diameter 3 cm lilitan 3 sebesar 204 beban maksimal 1500 g. 2. Jangkauan pembebanan terbesar pada jumlah lilitan 5, khususnya diameter 3 cm sebesar 1900 g.

Analisa Respon Sistem Kembali Ke Titik Nol tegangan (mv) 122.9 122.85 122.8 122.75 122.7 122.65 122.6 122.55 0 200 400 600 800 beban (gram) 124.05 124 123.95 123.9 123.85 0 500 1000 1500 124.65 124.6 124.55 124.5 124.45 Sistem 5 cm 1 lilitan, 3 lilitan, dan 5 lilitan 0 500 1000 tegangan (mv) 124 123.5 123 122.5 0 500 1000 beban (gram) 124.9 124.7 124.5 0 500 1000 1500 126.4 126.2 126 0 500 1000 1500 Sistem 4 cm 1 lilitan, 3 lilitan, dan 5 lilitan

Analisa Respon Sistem Kembali Ke Titik Nol tegangan (mv) 122.3 122.2 122.1 122 121.9 0 500 1000 beban (gram) 123.8 123.6 123.4 0 500 1000 132.6 132.4 132.2 132 0 500 1000 1500 Sistem 3 cm 1 lilitan, 3 lilitan, dan 5 lilitan 1. Dari grafik menunjukkan bahwa tidak ada sistem yang mampu kembali ketitik semula setelah diberi pembebanan 2. Sistem yang lebih baik dalam respon ada pada sistem diameter 4 cm 3lilitan dan 3cm dengan 1 lilitan serta diameter 3 cm dengan 3 lilitan, terlihat dari terdapat grafik yang konstan

Analisa Perbandingan Metode Pertama dan Kedua Metode Pertama diameter 5 cm variasi lilitan Metode kedua diameter 5 cm variasi lilitan 1. Terlihat perbedaan set point awal, dikarenakan kesensitifisan serat optik terhadap perubahan keadaan lilitan. 2. Menunjukkan bahwa pada diameter 5 cm keadaan sistem masih belum stabil dalam proses makrobending.

Analisa Perbandingan Metode Pertama dan Kedua Metode Pertama diameter 4 cm variasi lilitan Metode kedua diameter 4 cm variasi lilitan 1. Pada interval 0-1000 g jumlah lilitan 3 mendominasi besar losses yang terjadi. 2. Pada metode kedua di lilitan 5 cenderung lebih datar trend grafiknya dibanding metode pertama yang cenderung naik.

Analisa Perbandingan Metode Pertama dan Kedua Metode Pertama diameter 3 cm variasi lilitan Metode kedua diameter 3 cm variasi lilitan 1. Pada metode kedua di lilitan 5 kembali menunjukkan trend yang datar. 2. Menunjukkan respon sistem sangat lambat dalam perubahan pembebanan secara langsung.

PENUTUP

Kesimpulan 1. Nilai maksimal pembebanan 1900 g didapat pada sistem dengan diameter 3 dan 4 cm dengan jumlah lilitan 5. 2. Rugi tegangan terbesar 204 mv terjadi pada diameter 3 cm dengan jumlah lilitan 3. 3. Selisih histerisis terbesar antara grafik beban naik dan turun terjadi pada diameter 3 cm dan jumlah lilitan 3 yaitu sebesar 48,53 mv.

Saran Untuk penelitian selanjutnya disarankan menggunakan serat optik dengan tipe yang berbeda, khususnya dengan elastisitas yang tinggi agar didapat respon naik dan turun tidak jauh berbeda. Selain itu sistem yang digunakan agar menggunakan konstanta pegas yang lebih tinggi agar jangkauan pengukuran dapat lebih lebar.

Terimakasih Wassalamualaikum