Skripsi hadi (080810459)
Transcript of Skripsi hadi (080810459)
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 1/71
Aplikasi Multimode Fiber Coupler Sebagai Sensor Ketinggian
Permukaan Bensin Dan Oli Berbasis Sensor Pergeseran
SKRIPSI
HADI SUNTAYA
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS AIRLANGGA
2012
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 2/71
APLIKASI MULTIMODE FIBER COUPLER
SEBAGAI SENSOR KETINGGIAN PERMUKAAN BENSIN
DAN OLI BERBASIS SENSOR PERGESERAN
SKRIPSI
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh
Gelar Sarjana Sains Bidang Fisika
Pada Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Airlangga
Disetujui Oleh :
Pembimbing I
Samian, S.Si, M.Si
NIP. 19670621 199802 1 001
Pembimbing II
Supadi, S.Si, M.Si
NIP. 19720918 199802 1 001
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 3/71
LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI
Judul : Aplikasi Multimode Fiber Coupler Sebagai SensorKetinggian Permukaan Bensin Dan Oli Berbasis Sensor
Pergeseran
Penyusun : Hadi Suntaya
NIM : 080810459
Tanggal Ujian : 01 Februari 2012
Disetujui Oleh :
Pembimbing I
Samian, S.Si, M.Si
NIP. 19670621 199802 1 001
Pembimbing II
Supadi, S.Si, M.Si
NIP. 19720918 199802 1 001
Mengetahui :
Ketua Program Studi S-1 Fisika
Departemen Fisika
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Airlangga
Drs. Siswanto, M.Si
NIP. 19640305 198903 1 003
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 4/71
PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI
Skripsi ini tidak dipublikasikan, namun tersedia di perpustakaan dalam
lingkungan Universitas Airlangga, diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi
kepustakaan, tetapi pengutipan harus seizin penyusun dan harus menyebutkan
sumbernya sesuai keabiasaan ilmiah. Dokumen skripsi ini merupakan hak milik
Universitas Airlangga
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 5/71
v
Hadi Suntaya, 2012. Aplikasi Multimode Fiber Coupler Sebagai Sensor
Ketinggian Permukaan Bensin Dan Oli Berbasis Sensor Pergeseran . Skripsi
dibawah bimbingan Samian, S.Si., M.Si. dan Supadi, S.Si, M.Si., Departemen
Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga.
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian aplikasi multimode fiber coupler dan membran
berbahan nitrile polymer sebagai sensor untuk mendeteksi ketinggian permukaan
bensin dan oli. Prinsip kerja sensor berdasarkan tekanan hidrostatik dan sensor
pergeseran menggunakan fiber coupler . Mekanisme deteksi dilakukan dengan
mendeteksi perubahan tekanan bensin dan oli pada membran di dasar tangki
akibat perubahan ketinggian bensin dan oli. Perubahan tekanan pada membran
mengakibatkan perubahan bentuk membran dari datar menjadi cembung.
Perubahan bentuk membran tersebut menyebabkan perubahan daya optis cahaya
pantulan dari membran yang diterima oleh kanal sensing fiber coupler. Perubahan
daya optis terbaca melalui tegangan keluaran detektor optis. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa terdapat hubungan yang linier antara perubahan ketinggian
permukaan bensin dan oli terhadap tegangan keluaran detektor. Artinya
multimode fiber coupler dan membran berbahan nitrile polymer dapat
diaplikasikan sebagai sensor ketinggian permukaan bensin dan oli. Parameter
sensor yang dihasilkan berupa resolusi, jangkauan, dan daerah linier masing –
masing sebesar 0,5 cm, 4 cm – 74 cm , 24 cm – 74 cm untuk bensin dan oli. Nilai
sensitivitas sensor diperoleh sebesar 28.57 () untuk bensin serta 38.51
() untuk oli.
Kata kunci: Multimode fiber coupler, sensor ketinggian permukaan bensin dan
oli
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 6/71
vi
Hadi Suntaya, 2012. Aplication of Multimode Fiber Coupler as a Height Level
Sensor for Gasoline and Oil Based on Displacement Sensor . This thesis is
under guidance of Samian, S.Si., M.Si. and Supadi, S.Si, M.Si., Department of
Physics Faculty of Science and Technology University of Airlangga.
ABSTRACT
A research about application of multimode fiber coupler and a membrane
which made from nitrile polymer as detection sensor of the height level of
gasoline and oil have been done. The working principle of sensor based on the
hydrostatic pressure and displacement sensor using fiber coupler . The mechanism
of detection is done by detecting the pressure changes of gasoline and oil on the
membrane which located at the base of the tank due to the changes of height of
gasoline and oil. The changes of pressure on the membrane cause the membrane’s
shape change from flat to convex. The change of membrane’s shape cause the
changes of optical power of reflected light from membrane that received by the
sensing port of fiber coupler . The changes of optical power are read through the
optical detector’s output voltage. The results show that there is a linear
relationship between height level of gasoline and oil toward to the change of
detector’s output voltage. This means that multimode fiber coupler and a
membrane made from nitrile polymer can be applied as a height level sensor of
gasoline and oil. Sensor parameters that obtained is resolution, dynamic range,
and the linear region respectively are 0,5 cm, 4 cm – 74 cm , 24 cm – 74 cm for
gasoline and oil. The value of sensitivity of sensor for gasoline is 28.57 ()
and for oil is 38.51 ().
Keywords: Multimode fiber coupler, height level sensor of gasoline and oil
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 7/71
vii
KATA PENGANTAR
Ucapan rasa syukur yang tiada terkira kami haturkan kepada Allah SWT
karena atas limpahan karunia hidayah serta rahmatNya sehingga penyusunan
skripsi yang berjudul "Aplikasi Multimode Fiber Coupler Sebagai Sensor
Ketinggian Permukaan Bensin Dan Oli Berbasis Sensor Pergeseran" ini dapat
diselesaikan tepat pada waktunya. Serta sholawat serta salam tercurah atas
Baginda Rasulullah Muhammad SAW yang telah mengajarkan kebenaran,
kekuatan, dan perjuangan kepada seluruh ummat manusia.
Dalam penulisan skripsi ini tentunya tidak terlepas dari bantuan berbagai
pihak, untuk itu secara khusus penulis menyampaikan terima kasih yang sebesar-
besarnya kepada :
1. Ibu dan abah tersayang yang selalu memberikan kasih sayang, doa,
motivasi, dan materi di setiap langkah penulis. Engkau terlalu berarti
bagiku, sehingga tak cukup rasanya seisi bumi dan langit ini untuk
membalasnya.
2. Kakak dan kakak ipar yang selalu memberikan pengarahan dalam
memecahkan permasalahan yang penulis hadapi.
3.
Keponakanku Nea tercinta yang telah memberikan senyumannya yang
terindah serta tingkah laku yang lucu sehingga sangat menghibur di saat
penulis dilanda kegalauan.
4. Bapak Samian, S.Si, M.Si. selaku dosen pembimbing I yang dengan penuh
keikhlasan, kesabaran, dan keteguhan telah mencurahkan tenaga, pikiran,
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 8/71
viii
ilmu serta meluangkan waktunya untuk membimbing penulis dalam
menyelesaikan skripsi ini.
5. Bapak Supadi, S.Si, M.Si. selaku dosen pembimbing II yang telah
memberikan masukan, saran, ilmu dan dengan sabar membimbing penulis
hingga terselesainya skripsi ini.
6. Bapak Drs. Pujiyanto MS, selaku penguji I, yang telah memberi
pengarahan dan kemudahan dalam penyusunan skripsi ini.
7. Bapak Drs. R. Arif Wibowo M.Si selaku penguji II yang membantu
kelancaran selama sidang skripsi dan revisi skripsi ini.
8. Bapak Drs. Djoni Izak R., M.Si dan Bapak Supadi S.Si, M.Si selaku dosen
wali yang telah memberi saran dan dukungan pada penulis selama
menempuh kuliah.
9. Bapak Drs. Siswanto, M.Si selaku Ketua Departemen Fisika yang telah
memberi banyak kemudahan pada penyusunan skripsi ini maupun dalam
persoalan akademik.
10. Teman senasib sepenanggungan, Irul, yang telah menemani pada saat
melakukan pengambilan data skripsi.
11. Arek Koz yang telah menyediakan kamarnya kalau penulis sedang pulang
kemalaman.
12. Sahabat setia BACKPACKERS dan Teman NGOPI PLUS – PLUS,
Rohman, Afif, Zulmy, Irul, Linggar, Erik, Romi, Randis, Imam dan Yopy,
AYO KITA JELAJAHI & TAKLUKKAN DUNIA!!.
13. Teman KARAOKE, Dita, Kiki, Chandra, Yuni, Adam dan Mbah Riki
yang rela ngebossi saat karaokean.
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 9/71
ix
14. Teman SPESIAL, Halimah dan Mirza yang telah memberikan support
semangat dan doanya.
15. Mas Deni, Mas Fajar, Pak Samidi, dan Pak Satpam selaku petugas
Lab.Bengkel Fisika, Lab.Optika & Aplikasi Laser, ruang kuliah dan
kampus yang memberi kepercayaan di dalam penggunaan laboratorium.
16. Teman-teman angkatan 2008 - 2009, yang banyak memberikan inspirasi
dan bantuannya saat kuliah. Serta semua pihak yang tidak dapat penulis
sebutkan satu persatu, terima kasih atas segala macam bentuk bantuan dan
dukungan yang telah diberikan pada penulis.
Semoga Allah SWT selalu melimpahkan rahmat dan karuniaNya kepada kita
semua. Akhir kata penulis menyadari bahwa dalam penulisan ini masih banyak
kekurangan, sehingga penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun
guna kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini membawa hikmah dan manfaat
bagi semua pihak yang memerlukannya.
Surabaya, 01 Februari 2012
Penulis
HADI SUNTAYA
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 10/71
x
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR JUDUL ........................................................................................... i
LEMBAR PERSETUJUAN ............................................................................ ii
LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................ iii
PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI ........................................................ iv
ABSTRAK ....................................................................................................... v
ABSTRACT ...................................................................................................... vi
KATA PENGANTAR ...................................................................................... vii
DAFTAR ISI .................................................................................................... x
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xii
DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................xiii
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................... 1
1.1 Latar Belakang Masalah ......................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah .................................................................................. 5
1.3 Batasan Masalah ..................................................................................... 6
1.4 Tujuan Penelitian .................................................................................... 6
1.5 Manfaat Penelitian .................................................................................. 7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................... 8
2.1 Sensor .................................................................................................... 8
2.2 Sensor Pergeseran ................................................................................. 12
2.3 Laser He-Ne .......................................................................................... 15
2.4 Serat Optik ............................................................................................ 17
2.5 Fiber coupler ......................................................................................... 22
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 11/71
xi
2.6 Tekanan ................................................................................................. 25
2.7 Bensin .................................................................................................... 27
2.8 Oli .......................................................................................................... 28
BAB III METODE PENELITIAN ................................................................ 31
3.1 Waktu Tempat Penelitian ...................................................................... 31 3.2 Peralatan Dan Bahan ............................................................................. 31
3.3 Prosedur Penelitian ................................................................................ 34
3.3.1 Desain Sensor ............................................................................... 34
3.3.2 Pengambilan Data ........................................................................ 35
3.4 Metode Analisis Data ............................................................................ 37
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................ 39
4.1 Hasil Penelitian ..................................................................................... 39
4.2 Pembahasan ........................................................................................... 40
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................... 49
5.1 Kesimpulan ............................................................................................ 49 5.2 Saran ...................................................................................................... 49
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 12/71
xii
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Gambar Halaman
2.1 Keluaran dari alat ukur sensor panas 9 2.2 (a) Definisi waktu bangkit (b) Definisi waktu turun 10 2.3 Desain sensor pergeseran menggunakan multimode fiber coupler 12 2.4 Skema berkas cahaya yang diemisi dan diterima oleh kanal sensing
dengan metode bayangan 13 2.5 Plot grafik tegangan keluaran detektor terhadap pergeseran cermin 14 2.6 Daerah linier dari plot grafik tegangan keluaran detektor terhadap
pergeseran cermin 15 2.7 Skema tingkat energi He-Ne 16 2.8 Penampang Serat Optik 17 2.9 Perambatan Gelombang pada Multimode Step Indeks 18
2.10 Perambatan Gelombang pada Multimode Graded Indeks 19
2.11 Perambatan Gelombang pada Singlemode Step Indeks 19
2.12 Sketsa perambatan sinar pada serat optik step-index 20
2.13 Fiber coupler struktur simetri 2 x 2 berbahan serat optik dengan
metode fused 24
3.1 Rancangan sensor level ketinggian 34
3.2 Setup alat percobaan 35
3.3 Setup alat karakteristik multimode fiber coupler sebagai sensor
ketinggian permukaan 36
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 13/71
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Judul Lampiran
1 Data karakterisasi multimode fiber coupler sebagai sistem
sensor ketinggian permukaan
2 Data Spesifikasi Oli PRIMAXP Hasil Produksi PT.
PERTAMINA PRIMA XP SAE 20W-50
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 14/71
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Fluida adalah zat - zat yang mampu mengalir dan menyesuaikan bentuk
dengan bentuk tempat/wadahnya. Selain itu, fluida memperlihatkan fenomena
sebagai zat yang terus - menerus berubah bentuk apabila mengalami gaya geser
(shearing force) (Iwan, 2008), atau dengan kata lain yang dikategorikan
sebagai fluida adalah suatu zat yang tidak mampu menahan gaya geser tanpa
berubah bentuk. Yang dimaksud dengan gaya geser adalah suatu gaya yang
menyebabkan sesuatu berubah arah momennya. Dari definisi fluida tersebut
yang termasuk dalam kategori fluida adalah zat cair dan gas. Zat padat tidak
termasuk fluida karena zat padat tidak dapat mengalir serta zat padat dianggap
sebagai bahan yang reaksi deformasinya terbatas ketika menerima atau
mengalami suatu gaya geser. Berdasarkan sifatnya, fluida dapat digolongkan
menjadi dua macam yakni fluida statis dan fluida dinamis. Fluida statis adalah
fluida dalam keadaan diam, sedangkan fluida dinamis adalah fluida dalam
keadaan bergerak.
Untuk zat cair yang diam (fluida statis) memiliki beberapa sifat, salah
satunya yakni tekanan. Berdasarkan prinsip hidrostatik, tekanan pada suatu titik
dalam suatu zat cair bergantung pada ketinggian zat cair tersebut. Semakin
tinggi permukaan suatu zat cair terhadap bidang dasar tempatnya, maka
tekanan pada bidang dasar zat cair juga akan semakin meningkat, sebaliknya
semakin dekat permukaan suatu zat cair terhadap bidang dasarnya, maka
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 15/71
2
tekanan pada bidang dasar zat cair akan semakin menurun. Sehingga kita bisa
mengetahui ketinggian suatu zat cair yang diam apabila kita mengetahui
tekanan pada bidang dasar zat cair tersebut.
Beberapa metode untuk mengukur ketinggian zat cair telah banyak
dilakukan selain berdasarkan prinsip hidrostatis, diantaranya yakni dengan
prinsip kapasitif, ultrasonik, gelombang mikro, inframerah, elektro-mekanik,
radiometri dan optik. Prinsip kerja sensor ketinggian zat cair tersebut dapat
bersifat kontak langsung (intrusive) maupun tidak langsung (non-intrusive)
dengan zat cair. Sebagai contoh, dengan prinsip gelombang ultrasonik telah
berhasil dikembangkan untuk mengukur ketinggian air (Negara.dkk, 2009).
Gelombang ultrasonik dipancarkan oleh transmitter Tx dengan frekuensi
40KHz, kemudian gelombang pantulan diterima receiver Rx dan diumpankan
ke sistem up-counter . Selisih waktu tempuh penjalaran gelombang ultrasonik
dari transmitter Tx sampai dengan diterima kembali oleh receiver Rx
berbanding lurus dengan ketinggian air. Kemudian, teknik opto-fluidic dengan
electronically controlled variable fokus lens atau ECVFL juga berhasil
dikembangkan (Reza.dkk, 2010). Deteksi dilakukan dengan merekam profil
spasial intensitas berkas cahaya berdaya rendah yang merupakan pantulan dari
permukaan cairan sebagai fokus lensa (ECVFL). Ketinggian cairan ditentukan
dengan cara membandingkan ukuran spot berkas dengan panjang fokus lensa
pada tabel ECVFL.
Usaha-usaha untuk membuat sensor sebagai alat ukur dalam sebuah
pengukuran telah banyak dilakukan dewasa ini. Salah satunya adalah dengan
menggunakan serat optik ( fiber optic). Serat optik menjadi salah satu pilihan
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 16/71
3
pengembangan sensor yang menjanjikan karena memiliki keunggulan
diantaranya yaitu tidak kontak langsung dengan obyek pengukuran, tidak
menggunakan sinyal listrik, akurasi pengukuran yang tinggi, immun terhadap
induksi listrik maupun magnet, dapat dimonitor dari jarak jauh, dapat
dihubungkan dengan sistem komunikasi data serta dimensinya yang kecil dan
ringan memudahkan penginstalannya (Krohn, 2000).
Prinsip kerja sensor serat optik dapat diklasifikasikan menjadi tiga
kategori yaitu berbasis pada modulasi panjang gelombang, modulasi fase dan
modulasi intensitas (Krohn, 2000). Sensor serat optik telah digunakan untuk
mendeteksi beberapa parameter fisis diantaranya adalah deformasi bahan
(Sklodowski, 2003), strain bahan (Inaudi and Glisic, 2005), suhu (Bongsoo et
al., 2005), vibrasi (Binu et al., 2007), konsentrasi gas (Singh and Karan, 2001),
pergeseran (Samian et al., 2009) serta parameter fisis lainnya.
Penggunaan serat optik sebagai sensor level ketinggian zat cair telah
banyak dilakukan, diantaranya yang berhasil diteliti adalah sensor ketinggian
zat cair menggunakan serat optik dengan probe berupa prisma (Hossein, 2004)
maupun elemen sensitif berbentuk kerucut (Pekka et al., 1997). Prinsip
kerjanya adalah perubahan daya optis cahaya pantulan total di dalam probe
akibat perubahan indeks bias medium di sekitar probe. Teknik yang lebih
sederhana juga berhasil dilakukan dengan mendeteksi rugi daya optis cahaya
dalam serat optik yang dipoles dan dilengkungkan sebagai sensor yang kontak
secara langsung dengan zat cair (Lomer et al., 2007). Teknik ini tidak dapat
mendeteksi ketinggian zat cair secara kontinu, tetapi hanya dapat mendeteksi
pada titik-titik tertentu yang menandakan ketinggian zat cair. Disamping itu,
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 17/71
4
deteksi ketinggian zat cair melalui pergeseran panjang gelombang Bragg yang
dihasilkan dari Fiber Bragg Grating (FBG) telah berhasil dilakukan (Kyung-
Rak et al., 2009). Pergeseran panjang gelombang Bragg terjadi karena
perubahan panjang FBG akibat terdorong atau tertarik oleh pelampung yang
berada pada permukaan zat cair. Teknik lain yang berhasil dikembangkan
adalah menggunakan dua buah serat optik sebagai pemancar dan penerima
berkas cahaya melalui sebuah lensa (head sensor ). Amplitudo berkas cahaya
pantulan dari permukaan zat cair yang diterima serat optik penerima melalui
lensa dapat mengindikasikan ketinggian zat cair (C. Vazquez et al., 2004).
Kemudian, dengan teknik yang sederhana telah dikembangkan juga sensor
level ketinggian air berdasarkan sensor pergeseran berbasis modulasi intensitas
menggunakan fiber coupler serta menggunakan prinsip hidrostatis. Prinsip
kerjanya adalah tekanan hidrostatis yang bergantung pada ketinggian
permukaan air akan dimanfaatkan untuk menekan membran. Pergeseran
membran akibat tekanan tersebut dapat dideteksi menggunakan fiber coupler
(Samian dan Supadi, 2010). Modulasi intensitas yang dipantulkan kembali ke
fiber coupler dapat mendeteksi secara kontinyu ketinggian air. Kelebihan yang
dimiliki sensor ini adalah mampu men-sensing perubahan ketinggian secara
kontinyu, sistem sensor tidak kontak langsung dengan zat cair.
Pada penelitian sebelumnya, sebagaimana dilakukan Samian,dkk (2010),
zat cair yang digunakan adalah air, sehingga dari kesamaan sifat sebagai fluida
serta prinsip tekanan hidrostatik yang dimiliki oleh fluida maka konsep sensor
ini memungkinkan dilakukan terhadap bensin dan oli. Akan tetapi, pada
penelitian sebelumnya, membran yang digunakan sebagai media yang
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 18/71
5
mengalami tekanan hidrostatik terbuat dari bahan latex yang akan mengalami
kerusakan apabila berinteraksi dengan zat cair yang mengandung gugus
hidrokarbon semisal bensin dan oli, sehingga dalam penelitian ini digunakan
membran yang terbuat dari bahan nitrile polymer yang tidak mengalami
kerusakan ketika berinteraksi dengan bensin maupun oli. Penggunaan sampel
berupa bensin dan oli dalam penelitian ini, dikarenakan pentingnya manfaat
yang dimiliki kedua cairan ini dalam kehidupan manusia. Pada beberapa
waktu yang lalu telah terjadi ledakan dan kebakaran pada area penyimpanan
bahan bakar bensin yang terdapat pada perusahaan kilang minyak sehingga
banyak menimbulkan korban jiwa, hal ini diduga dari adanya hubungan singkat
arus listrik pada instalasi pengukur ketinggian bensin dari tempat penyimpanan
tersebut. Dari latar belakang tersebut maka dengan desain sensor yang
dihasilkan dengan serat optik Multimode fiber coupler, membran berbahan
nitrile polymer serta menggunakan prinsip hidrostatis ini dapat dihasilkan
sensor ketinggian pada bensin dan oli, tentunya dengan terjaminnya keamanan
penggunaan yang berkaitan dengan ledakan bahan tersebut khususnya bensin,
karena sensor ini tidak mengalami kontak langsung dengan zat cair yang
digunakan serta tidak menggunakan isyarat listrik sebagai sinyal sensor.
1.2 Rumusan Masalah
Dari latar belakang penelitian ini, maka dapat diambil rumusan masalah
sebagai berikut:
1. Apakah Multimode fiber coupler dan membran berbahan nitrile polymer
dapat digunakan sebagai sensor ketinggian permukaan bensin dan oli?
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 19/71
6
2. Berapakah resolusi, rentang pengukuran, dan sensitivitas sensor ketinggian
permukaan menggunakan Multimode fiber coupler ?
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Laser yang digunakan adalah laser He-Ne (Klasse DIN 58126, 632,8 nm,
Uniphase) dengan daya keluaran 30 mW.
2. Jenis serat optik yang digunakan adalah Multimode Fiber coupler
berstruktur 2x2 dari bahan serat optik plastik berdiameter 1 mm (diameter
core 960 µm, tebal cladding 20 µm) dan panjang 50 cm. Nilai coupling
ratio, directivity dan exces loss dari Multimode Fiber coupler yang
digunakan masing-masing sebesar 0,25, 25 dB, dan 1,37 dB.
Digunakannya serat optik ini karena memiliki performasi yang paling baik
diantara serat optik lain yang dimiliki Laboratorium Optik Dan Laser.
3. Membran yang digunakan adalah membran berbahan nitrile polymer .
Karena membran jenis ini yang mampu diperoleh saat akan melakukan
penelitian.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Merancang bangun Multimode fiber coupler dan membran berbahan nitrile
polymer sebagai sensor ketinggian permukaan pada bensin dan oli.
2. Menentukan nilai resolusi, rentang pengukuran, dan sensitivitas sensor
ketinggian permukaan Multimode fiber coupler.
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 20/71
7
1.5 Manfaat Penelitian
Dari hasil penelitian ini, meskipun rancang bangun sensor ketinggian
bensin dan oli yang dihasilkan masih dalam skala laboratorium, namun prinsip
sensor yang dihasilkan berpotensi untuk dikembangkan sebagai sensor
ketinggian bensin dan oli dalam skala yang sesungguhnya karena dari hasil
penelitian telah terbukti faktor keamanannya dari kebakaran maupun ledakan,
sebab tidak menggunakan isyarat listrik sebagai sinyal. Selain itu, dengan
metode ini didapatkan pengukuran yang akurat, beresolusi tinggi, dan teknik
pengoperasian yang mudah.
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 21/71
8
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Pada bab ini akan dijelaskan teori dan konsep yang mendukung percobaan,
misalnya tentang pengertian sensor, dasar sensor pergeseran, kualifikasi alat – alat
dan bahan yang digunakan pada percobaan, serta teori-teori pendukung lain yang
diperlukan.
2.1 Sensor
Sensor adalah suatu peralatan yang berfungsi untuk mendeteksi gejala-
gejala atau sinyal-sinyal yang berasal dari perubahan suatu energi, seperti:
energi listrik, energi fisika, energi kimia, energi biologi, energi mekanik dan
sebagainya (D Sharon dkk, 1982). Contohnya: Camera sebagai sensor
penglihatan, telinga sebagai sensor pendengaran, kulit sebagai sensor peraba,
LDR (light dependent resistance) sebagai sensor cahaya, dan lainnya.
Dalam memilih peralatan sensor yang tepat dan sesuai dengan sistem
yang akan di sensor, maka persyaratan umum sensor yang perlu diperhatikan
adalah sebagai berikut.
a. Linearitas
Ada banyak sensor yang menghasilkan sinyal keluaran yang berubah
secara kontinyu sebagai tanggapan terhadap masukan yang berubah secara
kontinu. Contohnya, sebuah sensor panas dapat menghasilkan tegangan
sesuai dengan panas yang dirasakannya. Dalam kasus seperti ini, biasanya
dapat diketahui secara tepat bagaimana perubahan keluaran dibandingkan
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 22/71
9
dengan masukannya berupa sebuah grafik. Gambar 2.1 memperlihatkan
hubungan antara dua buah sensor panas yang berbeda. Garis lurus pada
Gambar 2.1 (a) menunjukkan tanggapan linear, sedangkan pada gambar 2.1
(b) menunjukkan hubungan non-linear.
Gambar 2.1. Keluaran dari alat ukur sensor panas (D Sharon dkk, 1982)
b. Sensitivitas
Sensitivitas akan menunjukkan seberapa jauh kepekaan sensor terhadap
kuantitas yang diukur. Sensitivitas sering juga dinyatakan dengan bilangan
yang menunjukan “perubahan keluaran dibandingkan unit perubahan
masukan”. Misalnya, beberepa sensor panas dapat memiliki kepekaan yang
dinyatakan dengan “satu volt per derajat”, yang berarti perubahan satu
derajat pada masukan akan menghasilkan perubahan satu volt pada
keluarannya. Sensor panas lainnya dapat saja memiliki kepekaan “dua volt
per derajat”, yang berarti memiliki kepakaan dua kali dari sensor yang
pertama. Linearitas sensor juga mempengaruhi sensitivitas dari sensor.
Apabila tanggapannya linier, maka sensitivitasnya juga akan sama untuk
jangkauan pengukuran keseluruhan. Sensor dengan tanggapan pada gambar
100 T
e m p e r a t u r ( m a s u k a n ) 1
100 T
e m p e r a t u r ( m a s u k a n ) 1
00
Tegangan (keluaran)
a. Hubungan linear b. Hubungan non-linear
Tegangan (keluaran)
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 23/71
10
2.1 (b) akan lebih peka pada temperatur yang tinggi dari pada temperatur
yang rendah (D Sharon dkk, 1982).
c. Resolusi
Nilai resolusi sistem sensor adalah satuan ukuran terendah yang dapat
dibaca oleh sensor, atau dengan kata lain resolusi merupakan nilai
perubahan terkecil dari input sensor yang dapat mengubah output sensor
(Joseph J. Carr, 2010).
d. Tanggapan waktu
Secara umum sensor tidak mengubah parameter keluaran segera ketika
perubahan parameter masukan terjadi. Sebaliknya, itu akan berubah menjadi
keluaran baru selama periode waktu tertentu yang disebut tanggapan waktu.
Tanggapan waktu dapat didefinisikan sebagai waktu yang dibutuhkan untuk
output sensor untuk berubah dari keadaan sebelumnya ke nilai parameter
keluaran.
Gambar 2.2. (a) Definisi waktu bangkit (b) Definisi waktu turun (Joseph J.
Carr, 2010).
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 24/71
11
Perkembangan sensor sekarang ini sangat pesat sesuai dengan kemajuan
teknologi otomasi, semakin komplek suatu sistem otomasi dibangun maka
semakin banyak pula jenis sensor yang digunakan. Maka secara umum sensor
dapat dikelompokkan menjadi 3 bagian berdasarkan fungsi dan
penggunaannya, yaitu:
a) Sensor Thermal (panas)
Sensor thermal adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi
gejala perubahan panas, temperatur, suhu pada suatu dimensi benda
atau dimensi ruang tertentu. Contohnya bimetal, termistor,
termokopel, RTD, photo transistor, photo dioda, photo multiplier,
photovoltaik, infrared pyrometer, hygrometer, dsb.
b) Sensor Mekanis
Sensor mekanis adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi
perubahan gerak mekanis, seperti perpindahan, pergeseran, posisi,
gerak lurus dan melingkar, tekanan, laju aliran. Contohnya; strain
gage, linear variable deferential transformer ( LVDT ), proximity,
potensiometer, load cell, bourdon tube, dsb.
c) Sensor Optis (cahaya)
Sensor optik adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi
perubahan cahaya dari sumber cahaya dengan memanfaatkan
peristiwa pantulan atau pembiasan cahaya yang mengenai benda
ataupun ruangan. Contohnya photo cell, photo transistor, photo diode,
fiber optik, photo voltaic, photo multiplier, pyrometer optic, dsb.
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 25/71
12
2.2 Sensor Pergeseran
Desain fiber coupler sebagai sensor pergeseran terdiri dari laser, detektor,
fiber coupler dan cermin (target) yang diperlihatkan pada gambar 2.3. Kanal
sensing berfungsi sebagai pemancar sekaligus penerima berkas cahaya
pentulan dari cermin.
Gambar 2.3. Desain sensor pergeseran menggunakan multimode fiber
coupler (Samian, dkk, 2009).
Prinsip kerja fiber coupler sebagai sensor pergeseran berbasis modulasi
intensitas adalah sebagai berikut, kanal sensing fiber coupler berperan sebagai
penyampai berkas laser terhadap cermin sekaligus pengumpul berkas laser
yang dipantulkan balik oleh cermin. Pergeseran cermin akan menyebabkan
perbedaan banyak cahaya yang diterima kanal sensing. Banyaknya cahaya
yang diterima kanal sensing fiber coupler dapat dideteksi pada kanal deteksi.
Berkas laser yang keluar dari kanal deteksi akan ditangkap oleh detektor optik
untuk dikonversi menjadi besaran listrik berupa tegangan. Tegangan keluaran
berkas laser diukur dengan menggunakan mikrovoltmeter. Dengan mengukur
tegangan keluaran berkas laser tiap pergeseran cermin akan diperoleh
hubungan antara daya optik laser akibat pergeseran cermin (Samian, dkk,
2009).
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 26/71
13
Gambar 2.4. Skema berkas cahaya yang diemisi dan diterima oleh kanal
sensing dengan metode bayangan (Samian, dkk, 2009).
Hubungan perubahan daya optik cahaya akibat pergeseran cermin dapat
dianalisis dengan menggunakan pendekatan berkas Gaussian. Gambar di atas
menunjukkan skema perjalanan berkas cahaya yang diemisi dan diterima kanal
sensing dengan menggunakan metode bayangan. Untuk memperoleh hubungan
antara daya optik dan pergeseran cahaya, ada beberapa asumsi yang digunakan,
antara lain penampang serat optik pada kanal sensing dianggap rata dan sejajar
dengan permukaan cermin, dan berkas keluaran dari kanal sensing dianggap
berbentuk kerucut simetri dengan sudut θ. W(z) adalah jari-jari berkas dan a
adalah jari-jari serat optik. Hubungan tersebut dapat dirumuskan dalam
persamaan 2.1 berikut (Samian, dkk, 2009).
)(
2exp1
2 zW
aPPt b
(2.1)
Dari gambar dapat diperoleh,
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 27/71
14
a z zW tan2)( (2.2)
Dengan substitusi persamaan (2.1) ke persamaan (2.2), maka diperoleh
2)1(
2exp1
czPPt b
(2.3)
Dengan Pb, Pt dan z masing-masing menyatakan daya optik cahaya yang
diterima kanal deteksi, daya total cahaya dan pergeseran cermin. Sedangkan
konstanta a NAc 1sintan2
dengan NA dan a masing-masing adalah
numerical aperture dan jari-jari serat optik (Samian, dkk, 2009). Dari desain
sensor pergeseran ini dapat dihasilkan data yang dapat dimuat pada sebuah
pola grafik yang ditampilkan dalam Gambar 2.6 dan daerah liniernya dari
Gambar 2.6 ditampilkan oleh Gambar 2.7
Gambar 2.5. Plot grafik tegangan keluaran detektor terhadap pergeseran
cermin (Samian, dkk, 2009).
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 28/71
15
Gambar 2.6. Daerah linier dari plot grafik tegangan keluaran detektor
terhadap pergeseran cermin (Samian, dkk, 2009).
2.3 Laser He-Ne
Laser He-Ne diciptakan pertama kali pada tahun 1961 oleh Ali Javan.
Berkas laser He-Ne mempunyai keistimewaan dibanding dengan sumber
cahaya konvensional, yaitu berkasnya kecil dan sangat terarah, monokromatik,
koheren, dan kecerahannya tinggi. Komponen utama laser He-Ne adalah zat
aktif, cermin-cermin resonator , dan pemompa energi. Bahan aktif yang
dipergunakan adalah campuran gas Helium (He) dan Neon (Ne) dengan
perbandingan 7 : 1. Zat aktif ini ditempatkan pada sebuah tabung dengan
tekanan 1 torr. Resonator terdiri dari dua buah cermin. Cermin pertama
memiliki koefisien reflektivitas sampai 99,99% dan cermin kedua yang disebut
dengan cermin keluaran adalah cermin penerus sebagian ( partially
transmitting) (Rohman, 2011).
Masalah utama dalam laser gas adalah bagaimana atom dapat dirangsang
secara terpilih ke tingkat tertentu dalam jumlah yang cukup untuk mencapai
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 29/71
16
pembalikan populasi. Pemompaan elektrik ke dalam zat aktif akan
menghasilkan populasi elektron tereksitasi yang cukup memadai. Atom He
ternyata lebih siap terangsang oleh kejutan elektron daripada atom-atom Ne.
Interaksi antara elektron-elektron yang dihasilkan oleh lucutan antara anoda
dan katoda akan menghasilkan atom-atom He yang elektron-elektronnya
tereksitasi. Aras yang dihuni oleh elektron-elektron ini adalah 2s3
dan 2s1
yang
metastabil. Jika suatu atom He dalam keadaan metastabil membentur atom Ne
dalam keadaan dasar, maka akan terjadi pertukaran energi sehingga atom Ne
akan naik ke tingkat 2s atau 3s dan atom He akan kembali ke keadaan dasar.
Hal ini memungkinkan mekanisme populasi terpilih yang secara terus-menerus
memberikan atom-atom Ne ke tingkat-tingkat 2s dan 3s yang akan menaikkan
populasinya. Menurut Sirohi (1985), aras 2s dan 3s dari atom-atom Ne yang
memiliki umur sekitar 10-8
detik merupakan kondisi yang amat sesuai untuk
terjadinya aksi laser (Rohman, 2011). Mekanisme pembalikan populasi pada
zat aktif dapat diamati pada Gambar 2.6,
Gambar 2.7. Skema tingkat energi He-Ne (Laud, 1988)
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 30/71
17
dengan transisi-transisi energi yang mungkin seperti telah dijelaskan di atas,
aksi laser dari campuran atom-atom He dan Ne dapat menghasilkan keluaran
laser dengan panjang gelombang 0,6328 μm ; 1,15 μm ; dan 3,29 μm.
2.4 Serat optik
Serat optik adalah pandu gelombang dielektrik atau media transmisi
gelombang cahaya yang terbuat dari bahan silica atau plastik berbentuk
silinder. Serat optik terdiri dari bagian teras (core) yang dikelilingi oleh bagian
yang disebut selubung (cladding). Bagian core memiliki fungsi untuk
menentukan cahaya yang merambat dari satu ujung ke ujung yang lain.
Sedangkan bagian cladding berfungsi sebagai cermin untuk memantulkan
cahaya agar dapat merambat ke ujung lainnya. Bagian terluar dari serat optik
disebut jaket (coating) yang berfungsi sebagai pelindung. Bagian teras (core)
merupakan jalur utama pemandu gelombang cahaya yang mempunyai indeks
bias terbesar n1. Sedangkan bagian cladding mempunyai indeks bias2
n yang
nilainya sedikit lebih rendah dibandingkan n2 (Keiser,1991)
Gambar 2.8. Skema bagian penyusun serat optik (Keiser, 1991)
Ada beberapa jenis serat optik, yaitu:
Multimode Step Indeks
Pada jenis Multimode step indeks ini, diameter core lebih besar dari
diameter cladding. Dampak dari besarnya diameter core menyebabkan
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 31/71
18
rugi-rugi dispersi pada waktu transmisi. Penambahan prosentase bahan
silika pada waktu pembuatan, tidak terlalu berpengaruh dalam menekan
rugi-rugi dispersi pada waktu transmisi.
Berikut adalah gambar dari perambatan gelombang dalam serat
optik Multimode Step Indeks:
Gambar 2.9. Perambatan Gelombang pada Multimode Step Indeks
(Ismiatun, 2011).
Multimode Graded Indeks
Pada jenis serat optik multimode graded indeks ini, core terdiri dari
sejumlah lapisan gelas yang memiliki indeks bias yang berbeda, indeks bias
tertinggi terdapat pada pusat core dan berangsur-angsur turun sampai ke
batas core-cladding. Akibatnya dispersi waktu berbagai mode cahaya yang
merambat berkurang sehingga cahaya akan tiba pada waktu yang
bersamaaan. Berikut adalah gambar perambatan gelombang dalam
Multimode Graded Indeks :
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 32/71
19
Gambar 2.10. Perambatan Gelombang pada Multimode Graded Indeks
(Ismiatun, 2011).
Singlemode Step Indeks
Pada jenis Singlemode Step Indeks, baik core maupun claddingnya
dibuat dari bahan silica glass dengan ukuran core yang jauh lebih kecil
dari cladding sehingga transmisi data hanya menggunakan satu lintasan
cahaya. Metode semacam ini dapat menghindarkan ketidak akuratan yang
dapat terjadi dalam penyaluran data. Seperti ditunjukkan gambar berikut :
Gambar 2.11. Perambatan Gelombang pada Singlemode Step Indeks
(Ismiatun, 2011).
Mekanisme pemanduan gelombang cahaya dalam serat optik berdasar
pada prinsip pemantulan dalam total pada bidang batas core dan cladding
sesuai Hukum Snellius. Untuk memudahkan pemahaman mekanisme
pemanduan gelombang cahaya dalam serat optik step-indeks, digunakan teori
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 33/71
20
sinar dalam mendeskripsikan perambatan muka gelombang cahaya seperti yang
diperlihatkan pada Gambar 2.11 berikut.
Gambar 2.12. Sketsa perambatan sinar pada serat optik step-index
(Keiser, 1991).
Penerapan hukum Snellius dilakukan pada proses pemantulan dan
pembiasan sinar pada bidang batas antara dua medium yang berbeda. Sinar
yang datang dari medium rapat (n1) ke medium kurang rapat (n2) akan
dibiaskan menjauhi garis normal. Pada bidang batas antara core dan cladding
dalam Gambar 2.13, jika sudut diperbesar secara gradual maka pada sudut θ
tertentu, sinar akan dirambatkan pada bidang batas kedua medium yaitu bidang
batas core dan cladding (sinar tidak dibiaskan pada cladding). Pada saat θ
mencapai kondisi ini dinamakan sudut kritis ()
(
)
(2.4)
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 34/71
21
dengan n1 dan n2 menunjukkan indeks bias core dan indeks bias cladding.
Untuk nilai sudut dalam Gambar 2.5, tidak ada sinar yang dibiaskan ke
dalam cladding, sehingga seluruh sinar akan terpandu dalam core serat optik.
Untuk mengetahui sudut sinar masukan pada bagian core serat optik agar
sinar dapat terpandu, diterapkan hukum Snellius pada bidang batas antara core
dan udara. Agar sinar dapat terpandu, maka sudut = dengan
demikian persamaan Snellius menjadi :
2
–
21
2sin1
C (2.5)
dengan adalah indeks bias udara yang nilainya 1, maka dengan
menggabungkan persamaan (2.4) dan (2.5) dapat dituliskan kembali menjadi
persamaan berikut.
(2.6)
Persamaan (2.6) menunjukkan hubungan antara sudut masukan sinar
dengan indeks bias ketiga medium yang berinteraksi. Hubungan tersebut
dinyatakan sebagai tingkap numeris atau NA (numerical aperture), sehingga
nilai NA serat optik dapat ditulis sebagai berikut
(2.7)
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 35/71
22
didefinisikan beda indeks bias antara core dan selubung ( ) menurut
persamaan:
(2.8)
perbedaan nilai n1 dan n2 sangat kecil sehingga
, oleh sebab
itu:
1n √ (2.9)
Nilai Δ berkisar sampai untuk serat optik multimode dan
sampai untuk serat optik singlemode (Keiser, 1991). Nilai NA untuk serat
optik step-index berkisar antara – . Untuk serat optik step-index
multimode dari bahan plastik berdiameter core besar, nilai NA antara –
(Krohn, 2000).
2.5 Fiber Coupler
Fiber coupler adalah divais optik yang berfungsi sebagai pembagi daya
optik ( power divider ). Fiber coupler dapat dibuat dari serat optik multimode
dengan cara menggabungkan ( fused ) kedua buah serat optik tersebut dengan
panjang lintasan kopling dan lebar gap tertentu (Samian.dkk, 2008).
Proses perpindahan daya gelombang optik antar pandu gelombang dapat
dijelaskan menggunakan teori moda tergandeng (couple mode theory).
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 36/71
23
Berdasarkan teori moda tergandeng (couple mode theory), bila lebar gab antara
dua pandu gelombang sangat kecil akan mengakibatkan gelombang evanescent
dari kedua buah pandu gelombang disepanjang daerah gab saling memberikan
gangguan ( perturbation), kopling antar keduanya akan menyebabkan
amplitudo gelombang optik yang merambat pada masing-masing pandu
gelombang berubah sepanjang jarak rambatnya. Jika ke dalam pandu
gelombang pertama ditransmisikan gelombang optik, maka sebagian berkasnya
ter-evanescant ke pandu gelombang kedua. Berkas pada pandu gelombang
tersebut terpandu dan sebagian berkasnya akan ter-evanescant ke pandu
gelombang pertama lagi. Overlaping antar gelombang evanescent yang saling
berinterferensi mengakibatkan terjadinya proses perpindahan daya antar pandu
gelombang optik . Jika interferensinya saling menguatkan akan terbentuk
gelombang optik simetri dengan tetapan perambatan βb, dan ketika
interferensinya saling melemahkan maka akan terbentuk gelombang optik
asimetri dengan tetapan perambatannya βa.
Serat optik multimode dipilih sebagai bahan utama fiber coupler karena
memiliki gejala evanescent , yaitu penetrasi gelombang pada daerah selubung
cukup besar untuk moda-moda orde tinggi, sehingga transfer daya optik antara
serat optik cukup tinggi (Allard, 1990). Fiber coupler yang tersusun dari dua
buah serat optik mempunyai empat buah port dan disebut fiber coupler struktur
simetri 2 × 2. Skema fiber coupler struktur simetri 2 x 2 dari bahan serat optik
dengan metode fused diperlihatkan pada gambar 2.12 berikut.
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 37/71
24
Gambar 2.13. Fiber coupler struktur simetri 2 x 2 berbahan serat
optik dengan metode fused (Fernando, 2007).
Berdasarkan gambar 2.12 diatas, jika port Al bertindak sebagai port
masukan, dengan mengambil analogi teori moda terkopel untuk pandu
gelombang planar singlemode, maka sebagian berkas cahaya akan terkopel
menuju port keluaran B2 dengan rasio kopling (ratio coupling) tertentu saat
melewati daerah interaksi kopling sepanjang Lc. Berkas cahaya yang tidak
terkopel akan keluar menuju port A2. Rasio kopling ditentukan oleh panjang
daerah interaksi kopling
dan lebar gap antar core serat optik (g) yang
digabungkan. Akibat struktur penggabungan serat optik, sebagian kecil berkas
cahaya dipantulkan menuju port Al dan Bl. Rasio daya optik berkas cahaya
pantulan yang menuju port B I terbadap daya optik masukan disebut Crosstalk.
Proses kopling berkas cahaya diantara kedua serat optik menyebabkan rugi
(losses) akibat struktur fiber coupler. Rugi tersebut adalah rugi keluaran atau
excess loss yaitu fraksi daya optik keluaran terhadap daya optik masukan dan
rugi sisipan atau insertion loss yaitu fraksi daya optik pada port keluaran B2
terhadap daya optik masukan (Samian.dkk, 2008).
Parameter-parameter fiber coupler sebagai divais optik yang perlu
diketahui adalah couplingatio (CR),insertion loss (Lins) , excess loss (Le) dan
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 38/71
25
crosstalk (Ct). Dengan mengacu pada gambar 2.12 parameter-parameter
tersebut dituliskan dalam persamaan-persamaan sebagai berikut.
(2.10)
[
] (2.11)
*
+(2.12)
*
+ (2.13)
jika P1 = P2, maka nilai CR = 0.5, disebut coupler 3 dB (Fernando, 2007)
2.6 Tekanan ( p)
Secara umum tekanan didefinisikan sebagai gaya rata-rata (F) per satuan
luas (A) (Alonso and Finn, 1979). Perumusan tekanan dapat dinyatakan
dengan :
(2.14)
Tekanan harus dinyatakan sebagai satuan gaya dibagi dengan satuan luas.
Dalam satuan SI, tekanan diukur dalam newton per meter kuadrat atau ⁄ ,
untuk menghargai seorang ilmuwan Perancis bernama Blaise Pascal (1623-
1662), satuan tekanan ini dinamakan pascal (Pa) (Alonso and Finn, 1979).
Dalam satuan CGS satuannya adalah ⁄ .
Untuk kasus fluida, tekanan dipancarkan dengan kekuatan sama ke
semua arah dan bekerja tegak lurus pada suatu bidang. Dalam bidang datar
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 39/71
26
yang sama kekuatan tekan dalam suatu fluida akan sama (Ranald V.Giles,
1984). Tekanan yang disebabkan oleh zat cair diam sebanding dengan
kedalaman cairan dan massa jenisnya. Sebuah cairan akan berubah bentuk
sesuai dengan wadahnya, tetapi tidak akan termampatkan. Hal ini disebabkan
oleh cairan tersebut akan menggunakan gaya dari dasar wadah yang diberikan
pada cairan tepat diatas permukaan wadah cairan tersebut. Karena kontinuitas
alami cairan sebanding dengan gaya per satuan luasnya (tekanan). Tekanan
dalam cairan sebenarnya memiliki berat yang sebanding dengan
kedalamannya, karena gaya berat sebanding dengan kedalaman (Carl R Nave,
1985). Hal itu tentu sebanding pula dengan massa jenis cairan. Jika cairan
tersebut berada dalam bentuk ruang (volume) maka berat cairan tersebut
diperoleh :
(2.15)
dimana adalah massa jenis, g adalah percepatan gravitasi, h adalah
kedalaman cairan, dan A luas area dasar wadah cairan. Dari persamaan (2.14)
dan (2.15), diperoleh tekanan cairan dari dasar wadah adalah :
(2.16)
dimana tekanan cairan () adalah tekanan relatif terhadap tekanan udara yang
biasanya disebut sebagai tekanan gauge .
Persamaan (2.16) bukan suatu tekanan mutlak/absolut dari dasar wadah
karena tidak diperhitungkan adanya tekanan udara yang mempengaruhi cairan
tersebut. Tekanan mutlak adalah penjumlahan tekanan udara/atmosfir dengan
tekanan cairan yang memiliki persamaan sebagai berikut,
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 40/71
27
(2.17)
dengan , ρ, , dan h, masing-masing adalah tekanan atmosfir, kerapatan zat
cair, percepatan gravitasi, dan tinggi zat cair.
Dari pemaparan di atas, bila dapat dibuat suatu sensor yang dapat
mengukur tekanan hidrostatis pada dasar suatu tangki, maka dapat ditentukan
level ketinggian zat cair. Suatu membran elastis yang diletakkan pada sisi
samping dekat dasar tangki akan dapat mengalami tekanan hidrostatis.
Sehingga perubahan bentuk membran akibat tekanan hidrostatis di dasar tangki
dapat dimanfaatkan untuk sensor ketinggian zat cair.
2.7 Bensin
Bensin, atau Petrol (biasa disebut gasoline di Amerika Serikat dan
Kanada) adalah cairan bening, agak kekuning-kuningan. Bensin berasal dari
minyak mentah (crude oil) yang diproses melalui destilasi bertingkat, dimana
minyak mentah dipisahkan ke dalam kelompok-kelompok (fraksi) dengan titik
didih tertentu. Destilasi merupakan suatu proses pemisahan dua atau lebih
komponen zat cair berdasarkan pada titik didih. Secara sederhana destilasi
dilakukan dengan memanaskan/menguapkan zat cair lalu uap tersebut
didinginkan kembali agar menjadi cairan dengan bantuan kondensor. Dalam
proses destilasi, suatu metode pemisahan bahan kimia berdasarkan perbedaan
kecepatan atau kemudahan menguap (volatilitas) bahan. Dalam destilasi,
campuran zat dididihkan sehingga menguap dan uap ini kemudian didinginkan
kembali kedalam bentuk cairan, zat yang memiliki titik didih rendah akan
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 41/71
28
menguap lebih dulu. Untuk mendapatkan senyawa bensin ini diperlukan
temperatur sekitar 70 – 140oC dalam proses destilasi (Suyanto, 2001).
Bensin tersusun atas gugus hidrokarbon yang bergantung dari jenis
bensin. Pada umumnya, bensin merupakan suatu campuran (blend ) dari hasil
pengilangan yang mengandung paraffin (CnH2n+2), naphthene (CnH2n-4) dan
aromatic (CnH2n-6) dengan perbandingan yang bervariasi (Suyanto, 2001)..
Karena tersusun atas gugus hidrokarbon ini, bensin dapat digunakan sebagai
pelarut, misal untuk cat, tinta,dll. Sebagai bahan bakar, bensin memiliki
bilangan oktan yang tergolong baik yakni sekitar 87 – 95 bergantung dari jenis
campuran yang ditambahkan di dalam bensin. Bilangan oktan adalah angka
yang menunjukkan seberapa besar tekanan yang bisa diberikan sebelum bahan
bakar terbakar secara spontan. Semakin tinggi bilangan oktan yang dimiliki
suatu bahan bakar maka semakin baik kualitasnya. Di Indonesia, bensin
diperdagangkan dalam dua kelompok besar: campuran standar (premium), dan
bensin super (pertamax dan pertamax plus).
2.8 Oli (Pelumas)
Pelumas konvensional, umumnya terdiri atas 90% minyak dasar (crude
oil), hasil penyulingan minyak bumi, ditambah 10% campuran bahan kimia
aditif guna meningkatkan kinerjanya. Bahan kimia yang dipakai sebagai
campuran biasanya detergen (pembersih), antioksidasi dan Index Viscosity
Improver (campuran peningkat kekentalan). Penggabungan unsur-unsur itu
membentuk oli yang mampu melumasi mesin (Warsowiwoho ,dkk, 1984).
Berikut merupakan jenis oli berdasarkan penyusunnya :
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 42/71
29
- Oli Mineral
Oli mineral terbuat dari oli dasar (base oil) yang diambil dari
minyak bumi (crude oil) yang telah diolah dan disempurnakan serta
ditambah dengan zat - zat aditif untuk meningkatkan kemampuan dan
fungsinya.
- Oli Sintetis
Pada dasarnya, oli sintetis didesain untuk menghasilkan kinerja
yang lebih efektif dibandingkan dengan oli mineral. Pelumas sintetis,
sebagian besar atau seluruhnya terdiri atas bahan-bahan aditif.
Jumlahnya menentukan jenis oli sintetisnya. Oli sintetis penuh ( full
synthetic oil) mengandung 100% bahan aditif, yaitu minyak dasar
bahan kimia yang bukan dihasilkan dari penyulingan minyak bumi.
Sedangkan oli semi sintetis dibuat dengan menggunakan minyak dasar
bahan kimia yang dicampur dengan minyak mineral. Mengingat proses
pengolahannya tidak lagi mengandalkan minyak dasar, bahan kimia
yang banyak diaplikasi sebagai pengganti antara lain ester asam
berbasa dua, ester organo fosfat , ester -silikat, glicol-polialkilena,
silikon, klorida, dan fluor.
Minyak pelumas mesin atau yang lebih dikenal oli mesin memang banyak
ragam dan macamnya. Bergantung jenis penggunaan mesin itu sendiri yang
membutuhkan oli yang tepat untuk menambah atau mengawetkan usia pakai
(life time) mesin. Semua jenis oli pada dasarnya sama yakni sebagai bahan
pelumas agar mesin berjalan mulus dan bebas gangguan serta berfungsi sebagai
pendingin. Oli mengandung lapisan-lapisan halus, berfungsi mencegah
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 43/71
30
terjadinya benturan antar logam dengan logam komponen mesin seminimal
mungkin, mencegah goresan atau keausan mesin. Untuk beberapa keperluan
tertentu, aplikasi khusus pada fungsi tertentu, oli dituntut memiliki sejumlah
fungsi-fungsi tambahan. Mesin diesel misalnya, secara normal beroperasi pada
kecepatan rendah tetapi memiliki temperatur yang lebih tinggi dibandingkan
dengan mesin bensin.
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 44/71
31
BAB III
METODE PENELITIAN
Pada bab ini akan dijelaskan tentang metode penelitian aplikasi multimode
fiber coupler sebagai sensor ketinggian permukaan bensin dan oli berbasis sensor
pergeseran yang meliputi waktu dan tempat dilaksanakannya penelitian, peralatan
dan bahan yang digunakan dalam penelitian, desain sensor, prosedur penelitian
dan pengambilan data, serta analisis data yang diperoleh dari penelitian.
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Kegiatan penelitian dilakukan selama sekitar enam bulan, dimulai bulan
September 2011 sampai dengan bulan Januari 2012 dan dilaksanakan di
Laboratorium Optik Departemen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Airlangga.
3.2. Peralatan dan Bahan
Peralatan yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah:
1. Laser He-Ne.
Sumber cahaya yang digunakan adalah laser He-Ne dengan panjang
gelombang 632,8 nm dan daya keluaran 30 mW.
2. Atenuator
Atenuator ini berfungsi sebagai pereduksi intensitas dari laser He-Ne,
karena laser yang digunakan memiliki daya keluaran yang lebih besar
dibandingkan laser He-Ne biasa yang hanya memiliki tegangan keluaran
sebesar 1 mW.
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 45/71
32
3. Multimode Fiber Coupler .
Multimode Fiber coupler yang digunakan berstruktur 2 x 2 dari bahan
serat optik plastik berdiameter 1 mm (diameter core 960 µm, tebal
cladding 20 µm) dan panjang 50 cm. Nilai coupling ratio, directivity dan
exces loss dari Multimode Fiber coupler yang digunakan masing-masing
sebesar 0,25, 25 dB, dan 1,37 dB.
4. Mikrometer posisi (Uniphase)
Mikrometer posisi ini berfungsi untuk menggeser kanal sensing serat optik
Multimode Fiber coupler .
5. Tangki
Tangki ini dari bahan gelas berdiameter 5,7 cm dan tinggi 76 cm yang
dilengkapi dengan skala (skala terkecil 1 mm). Selain itu, tangki ini juga
dilengkapi dengan pipa sebagai tempat untuk mengikatkan membran yang
memiliki diameter 14,625 mm dan panjang 53,2 mm serta tangki ini juga
memiiki keran yang memudahkan saat proses pengurangan volume zat
cair di dalam tangki.
6. Membran berbahan Nitrile polymer
Membran ini berfungsi sebagai media yang mengalami tekanan hidrostatik
zat cair di dasar tangki. Membran yang dipakai merupakan sarung tangan /
gloves yang terbuat dari nitrile polymer yang diproduksi oleh PT. Harada
Indonesia yang memiliki ketebalan sebesar 80 µm.
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 46/71
33
7. Aluminium Foil
Aluminium Foil ini direkatkan pada permukaan membran yang berfungsi
sebagai reflektor /pemantul kembali sinar yang dipancarkan melalui
Multimode Fiber Coupler
8. Detektor OPT 101 ( Burr Brown).
Detektor OPT 101 merupakan foto detektor yang beroperasi baik pada
daya optik yang rendah dan mempunyai kepekaan yang tinggi pada daerah
dekat panjang gelombang cahaya merah. Detektor ini berfungsi untuk
mendeteksi perubahan daya optik cahaya pada port deteksi akibat
pergeseran cermin yang disebabkan oleh muai panjang logam aluminium.
9. Mikrovoltmeter tipe LH 53213
Mikrovoltmeter berfungsi untuk membaca tegangan keluaran detektor
optis OPT 101 saat terkena cahaya dari sumber cahaya.
10. Perangkat pendukung
Perangkat pendukung yang dibutuhkan berupa bangku optik, holder, serta
kabel-kabel pendukung.
Bahan yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah:
1. Bahan bakar Bensin / Premium
Bahan bakar bensin yang digunakan adalah bensin yang diproduksi oleh
Pertamina sebanyak 1,94 liter (≈ 2 liter). Secara umum bensin ini
memiliki massa jenis 0,68 kg/l.
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 47/71
34
2. Bahan Oli pelumas PRIMAXP
Bahan pelumas Oli yang digunakan adalah oli PRIMAXP untuk kendaraan
bermotor yang diproduksi PT. Pertamina sebanyak 1,94 liter (≈ 2 liter).
Oli PRIMAXP ini memiiki massa jenis 0,889 kg/l.
3.3 Prosedur Penelitian
3.3.1 Desain Sensor
Rancangan multimode fiber coupler sebagai sensor ketinggian zat cair
berdasarkan prinsip hidrostatis serta sensor pergeseran yang berbasis
modulasi intensitas diperlihatkan pada gambar berikut :
Gambar 3.1. Rancangan sensor level ketinggian (Samian dan Supadi, 2010)
Pada gambar tersebut, berkas cahaya masukan dari laser (Pin)
sebagian dipancarkan melalui kanal sensing (Pe) menuju membran yang
dilapisi bahan reflektor pada bagian tengahnya. Berkas cahaya pantulan dari
membran sebagian akan masuk kembali ke kanal sensing sebagai berkas
balik (Pb). Berkas balik tersebut kemudian sebagian akan terkopel menuju
ke kanal deteksi (Pd) dan terbaca oleh detektor optis. Besarnya daya optis
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 48/71
35
berkas balik bergantung pada posisi membran terhadap kanal sensing. Disisi
lain, tekanan zat cair pada bagian bawah tangki akan mendorong membran
menjadi lebih cembung, sehingga terjadi pergeseran permukaan pantul
membran terhadap kanal sensing (z), dalam hal ini jika diameter pipa tempat
membran berada jauh lebih kecil dari ketinggian zat cair, maka dapat
diasumsikan bahwa tekanan zat cair pada seluruh bagian membran
homogen. Kemudian, posisi permukaan membran tersebut akan
menyebabkan perubahan daya optis berkas balik. Seperti diketahui bahwa
tekanan zat cair bagian bawah tangki dipengaruhi oleh ketinggian zat cair.
Dengan demikian ketinggian zat cair dapat dideteksi melalui perubahan
daya optis yang terbaca pada detektor optis.
3.3.2 Pengambilan Data
Karakterisasi multimode fiber coupler sebagai sensor level ketinggian
Sebelum melakukan pengambilan data, terlebih dahulu dilakukan
setup alat seperti gambar berikut
Gambar 3.2. Setup alat percobaan
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 49/71
36
Selanjutnya, mendekatkan mikrometer posisi berhimpit dengan membran,
sehingga diperoleh posisi awal mikrometer adalah 2,84 mm. Kemudian,
menggeser mundur mikrometer posisi hingga beberapa milimeter lalu
mengisi tangki dengan zat cair yang digunakan sampai dengan ketinggian
74 cm, yang pertama dimasukkan adalah oli. Setelah itu, menggeser
kembali mikrometer posisi sampai berhimpit dengan membran, sehingga
diperoleh posisi mikrometer setelah membran bergeser akibat tekanan oli
yakni 4,63 mm. Langkah berikutnya adalah menggeser mundur
mikrometer sejauh sejauh 0,27 mm, sehingga diperoleh posisi akhir
mikrometer sebesar 4,9 mm.
Gambar 3.3. Setup alat karakteristik multimode fiber coupler sebagai
sensor ketinggian permukaan
Setelah itu, proses karakterisasi multimode fiber coupler sebagai
sensor ketinggian permukaan dilakukan dengan memasukkan berkas
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 50/71
37
cahaya laser ke kanal masukan fiber coupler dan mencatat daya optis
berkas balik (akibat terpantul oleh permukaan membran) yang sebagian
terkopling pada kanal deteksi. Daya optis tersebut terbaca melalui
tegangan keluaran detektor optis (Vd) dan tertera pada mikrovoltmeter.
Selanjutnya, tegangan keluaran detektor optis dicatat setiap ketinggian
bahan diturunkan sebesar 5 mm. Ketinggian bahan dikurangi dengan cara
membuka keran tangki secara perlahan. Setelah ketinggian bahan turun 5
mm, keran ditutup dan tegangan keluaran detektor dicatat. Demikian
langkah tersebut dilakukan sampai ketinggian bahan 4 cm, yang mana
pada ketinggian ini merupakan batas bawah yang bisa diamati.
Setelah proses diatas, tangki dikosongkan sehingga tidak ada oli
yang tersisa di dalam tangki, selanjutnya mengisi kembali tangki dengan
bensin. Proses karakterisasi yang dilakukan sama dengan proses yang
dilakukan terhadap oli. Selanjutnya, kembali mengosongkan tangki dan
mengisinya dengan air yang kemudian dilakukan proses karakterisasi
sebagaimana dilakukan terhadap zat cair sebelumnya.
3.4 Metode Analisis Data
Karakterisasi multimode fiber coupler sebagai sensor level ketinggian
Pengukuran ketinggian permukaan zat cair menggunakan multimode
fiber coupler merupakan pengembangan dari aplikasi sensor pergeseran
dengan modulasi intensitas terhadap tekanan hidrostatik oleh zat cair statis,
dimana setiap perubahan ketinggian menyebabkan perubahan tekanan
bagian dasar tangki yang berisi zat cair. Sehingga dari sini akan diperoleh
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 51/71
38
bahwa perubahan ketinggian akan mengakibatkan perubahan intensitas
sinar yang diterima detektor sebagai tegangan keluaran. Dari langkah yang
dilakukan akan didapatkan data perubahan keluaran tegangan detektor
terhadap perubahan ketinggian bensin, oli, dan air yang terbaca oleh
mikrovoltmeter, hasil tersebut ditampilkan pada tabel Lampiran 1.
Untuk mengetahui hubungan tegangan keluaran detektor terhadap
perubahan ketinggian, maka dilakukan plot data tegangan keluaran
detektor terhadap perubahan ketinggian. Dari grafik tersebut dicari daerah
yang diperkirakan merupakan daerah linier yang kemudian diuji dengan
menggunakan persamaan garis linier. Sehingga diperoleh koefisien
korelasi . Jika nilai koefisien korelasi semakin mendekati 1,
maka hubungan antara data ketinggian zat cair terhadap tegangan keluaran
detektor adalah linear. Linieritas tersebut merupakan syarat utama sensor
yang menunjukkan bahwa satuan yang di-sensing sebanding dengan satuan
keluaran dari sensor tersebut, dalam hal ini adalah tegangan keluaran
detektor sesuai dengan tinggi zat cair.
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 52/71
39
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bagian ini akan diperlihatkan hasil penelitian aplikasi multimode fiber
coupler sebagai sensor ketinggian permukaan dengan menggunakan tiga jenis
cairan, yaitu bensin, oli dan air. Penggunaan air dalam penelitian dimaksudkan
sebagai data pembanding selain yang diperoleh dari bensin dan oli. Data hasil
penelitian ini disajikan dalam bentuk plot data penelitian, analisis regresi linier
serta pembahasannya.
4.1 Hasil Penelitian
Hasil dari penelitian aplikasi multimode fiber coupler sebagai sensor
ketinggian permukaan bensin dan oli berbasis sensor pergeseran adalah
berupa data tegangan keluaran detektor sebagai fungsi ketinggian bensin,
oli, dan air. Data tersebut diperlihatkan pada Lampiran 1. Plot grafik data
tegangan keluaran detektor terhadap perubahan tinggi permukaan bensin,
oli, dan air dapat dilihat pada Gambar 4.1.
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 53/71
40
Gambar 4.1. Grafik Tegangan Keluaran Detektor terhadap Perubahan
Ketinggian Permukaan Bensin, Oli, dan Air
4.2 Pembahasan
Dari grafik pada Gambar 4.1 menunjukkan rentang pengukuran
ketinggian yang dilakukan sebesar 4 cm – 74 cm. Batas bawah yang terukur
sebesar 4 cm dikarenakan pada rentang pengukuran 0 cm –
4 cm membran
tidak mengalami perubahan bentuk (cembung) sebab tekanan pada ketinggian
ini terlalu kecil sehingga tegangan keluaran detektor tidak mengalami
perubahan. Sedangkan batas atas sebesar 74 cm dikarenakan tangki yang
tersedia memiliki ketinggian tersebut. Dari grafik terlihat bahwa daerah dengan
ketinggian 4 cm – 74 cm, hubungan antara tegangan keluaran detektor antara
bensin, oli, dan air tidak linier. Hal tersebut tidak dapat dianalisis secara teoritis
karena hubungan antara tingkat kecembungan membran dengan daya optis
berkas cahaya pantulan dari membran yang terkopel ke fiber coupler belum
dapat dirumuskan. Namun, jika dikaitkan dengan sensor pergeseran
menggunakan fiber coupler dengan target cermin datar dalam hal ini
ditunjukkan oleh persamaan 2.1 terlihat bahwa hubungan antara daya optis
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
T e g a n g a n
K e l u a r a n
D e t
e k t o r ( V )
Tinggi (m)
Air
Oli
Bensin
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 54/71
41
berkas cahaya pantulan dari cermin yang terkopel ke fiber coupler tidaklah
linier, akan tetapi dari hasil eksperimen masih dapat ditemukan daerah yang
linier (Gambar 2.7). Dengan demikian, dapat dipahami grafik data hasil
eksperimen yaitu data tegangan keluaran detektor terhadap ketinggian bensin,
oli, dan air memiliki daerah yang linier. Untuk rentang ketinggian antara 4 cm
– 24 cm terdapat hubungan yang linier antara tegangan keluaran detektor
terhadap ketinggian bensin, oli, dan air yang hasilnya ditampilkan pada
Gambar 4.2, Gambar 4.3, dan Gambar 4.4. Untuk daerah linier yang lain yaitu
rentang ketinggian antara 24 cm – 74 cm juga terdapat hubungan yang linier
antara tegangan keluaran detektor dengan ketinggian bensin, oli, dan air yang
hasilnya ditampilkan pada Gambar 4.5, Gambar 4.6, dan Gambar 4.7.
Gambar 4.2. Grafik Tegangan Keluaran Detektor terhadap Perubahan
Ketinggian Permukaan Bensin
y = 0.1309x + 0.0711R² = 0.9914
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.0 0.1 0.2 0.3
T e g a n g a n
k e l u a r a n
d e t e k t o r ( V )
Tinggi Bensin (m)
0.04 - 0.24 (m)
cm
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 55/71
42
Gambar 4.3. Grafik Tegangan Keluaran Detektor terhadap Perubahan
Ketinggian Permukaan Oli
Gambar 4.4. Grafik Tegangan Keluaran Detektor terhadap Perubahan
Ketinggian Permukaan Air
y = 0.1517x + 0.0721
R² = 0.9917
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.0 0.1 0.2 0.3
T e g a n g a n
k e l u a r a n
d e t e k t o r
( V )
Tinggi Oli (m)
0.04 - 0.24 (m)
y = 0.1762x + 0.065
R² = 0.993
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.0 0.1 0.2 0.3
T e g a n g a n
k e l u a r a n
d e t e k t o r
( V )
Tinggi Air (m)
0.04 - 0.21 (m)
cm
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 56/71
43
Gambar 4.5. Grafik Tegangan Keluaran Detektor terhadap Perubahan
Ketinggian Permukaan Bensin
Gambar 4.6. Grafik Tegangan Keluaran Detektor terhadap PerubahanKetinggian Permukaan Oli
y = 0.2857x + 0.027
R² = 0.9943
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
T e g a n g a n
k e l u a r a n
d e t
e k t o r ( V )
Tinggi Bensin (m)
0.24 - 0.74 (m)
cm
y = 0.3851x + 0.0045
R² = 0.9923
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
T e g a n g a n
k e l u a r a n d
e t e k t o r
( V )
Tinggi Oli (m)
0.24 - 0.74 (m)
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 57/71
44
Gambar 4.7. Grafik Tegangan Keluaran Detektor terhadap Perubahan
Ketinggian Permukaan Air
Pada plot grafik daerah linier tegangan keluaran detektor terhadap
ketinggian bensin, oli, dan air diatas, untuk ketinggian antara 4 cm – 24 cm
diperoleh persamaan regresi linier untuk bensin y = 0.1309x + 0.0711 dengan
koefisien korelasinya adalah R² = 0.9914, untuk oli diperoleh persamaan
regresi linier y = 0.1517x + 0.0721 dengan koefisien korelasinya adalah R² =
0.9917, dan untuk air diperoleh persamaan regresi linier y = 0.1762x + 0.065
dengan koefisien korelasinya adalah R² = 0.993. Sedangkan untuk ketinggian
24 cm – 74 cm, diperoleh persamaan regresi linier untuk bensin y = 0.2857x +
0.027 dengan koefisien korelasinya adalah R² = 0.9943, untuk oli diperoleh
persamaan regresi linier y = 0.3851x + 0.0045 dengan koefisien korelasinya
adalah R² = 0.9923, dan untuk air diperoleh persamaan regresi linier y =
0.3948x + 0.0117 dengan koefisien korelasinya adalah R² = 0.9951. Dari data
tersebut dapat diketahui bahwa nilai rata-rata koefisien korelasi mendekati
1 untuk tiga jenis zat cair, yang artinya hubungan antara tegangan keluaran
y = 0.3948x + 0.0117
R² = 0.9951
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
T e g a n g a n
k e l u a r a n
d e t e k t o r
( V )
Tinggi air (m)
0.21 - 0.70 (m)
cm
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 58/71
45
detektor terhadap perubahan tinggi permukaan adalah linier. Adanya linieritas
dari penelitian ini sangat penting, karena linieritas adalah persyaratan umum
sebuah sensor yang menjelaskan bahwa sensor dapat menghasilkan tegangan
keluaran detektor yang berubah secara kontinu sebagai tanggapan terhadap
tinggi permukaan zat cair sebagai masukan yang juga berubah secara kontinu.
Sehingga dapat dikatakan bahwa adanya linieritas dalam penelitian ini adalah
sebagai parameter keberhasilan dari penelitian sistem sensor ketinggian
permukaan zat cair ini. Semakin linier data hubungan antara tegangan keluaran
detektor terhadap perubahan tinggi permukaan zat cair, maka semakin baik
pula sensor tersebut.
Selain itu, dari hasil regresi linier di atas didapatkan bahwa daerah
dengan rentang ketinggian antara 4 cm – 24 cm memiliki sudut kemiringan
grafik (slope) lebih kecil dibandingkan daerah dengan rentang ketinggian
antara 24 cm –
74 cm. Dalam hal ini sudut kemiringan grafik (slope) dapat
diartikan sebagai sensitivitas dari sensor. Sensitivitas sensor adalah
kemampuan sensor untuk mendeteksi perubahan keluaran dibandingkan satuan
perubahan masukan. Sensitivitas akan menunjukkan seberapa jauh kepekaan
sensor terhadap kuantitas yang diukur. Semakin besar nilai sensitivitas sebuah
sensor, maka semakin peka sensor tersebut terhadap masukannya, sehingga
semakin baik pula kualitas sensor tersebut. Dengan demikian, daerah dengan
rentang ketinggian antara 24 cm – 74 cm dipilih karena memiliki sensitivitas
yang besar serta rentang daerah 24 cm – 74 cm merupakan daerah kerja sensor.
Nilai sensitivitas sensor dapat diketahui dari gradien persamaan garis linier
yang sudah diperoleh pada Gambar 4.5, Gambar 4.6 dan Gambar 4.7. Dari
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 59/71
46
persamaan tersebut diperoleh nilai sensitivitas sensor untuk bensin sebesar
0.2857 V/m, untuk oli sebesar 0.3851 V/m, dan untuk air sebesar 0.3948 V/m.
Artinya jika detektor dan mikrovoltmeter yang digunakan mampu membaca
perubahan tegangan sebesar 1 mV, maka sensor memiliki kemampuan
mendeteksi perubahan ketinggian permukaan sebesar 3,50 mm untuk bensin,
untuk oli 2,59 mm, dan untuk air 2,53 mm.
Dari Gambar 4.5, Gambar 4.6 dan Gambar 4.7, selain menunjukkan
karakteristik membran yang dipengaruhi oleh ketinggian zat cair, juga
menunjukkan karakteristik membran yang dipengaruhi oleh 3 jenis zat cair
yang memiliki massa jenis berbeda. Antara tiga jenis zat cair yang dipakai
yakni bensin, oli dan air dengan massa jenis masing – masing 0,68 kg/l, 0,889
kg/l dan 1 kg/l, zat cair dengan massa jenis tinggi akan memiliki pola
kemiringan grafik yang lebih tajam dibandingkan dengan zat cair dengan
massa jenis lebih rendah. Hal ini sesuai dengan perumusan tekanan pada
persamaan 2.16, yakni tekanan selain dipengaruhi oleh ketinggian zat cair juga
dipengaruhi oleh massa jenis zat cair, yang berarti bahwa semakin besar massa
jenis zat cair maka tekanan pada dasar tangki juga akan semakin tinggi. Hal ini
diperlihatkan juga pada grafik Gambar 4.5, Gambar 4.6, dan Gambar 4.7, yang
menunjukkan pada ketinggian 24 cm –
74 cm dari ketiga jenis zat cair yang
dipakai, air memiliki pola grafik dengan sudut kemiringan yang lebih tinggi,
kemudian oli dan bensin.
Dari pembahasan diatas juga dapat diketahui nilai resolusi dari sistem
sensor ketinggian permukaan ini. Nilai resolusi sistem sensor adalah satuan
ukuran terendah yang dapat dibaca oleh sensor, dalam hal ini adalah satuan
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 60/71
47
tinggi permukaan terkecil yang terbaca oleh sensor. Untuk bensin, oli, dan air
memiliki nilai resolusi yang sama yakni 0,5 cm.
Karakterisasi pada penelitian ini dilakukan untuk mencari parameter-
parameter sensor sebagaimana dijelaskan sebelumnya. Nilai-nilai tersebut
dapat dirangkum yang ditampilkan pada tabel 4.2.
Tabel 4.1. Karakteristik Multimode Fiber Coupler sebagai Sistem Sensor
Ketinggian Permukaan.
ZatCair
Resolusi()
Rentang
pengukuran
()
Daerah Linier()
Sensitivitas( )
Bensin 0, 5 4 – 74 24 - 74 28.57
Oli 0, 5 4 – 74 24 - 74 38.51
Air 0, 5 4 – 74 21 – 70 39.48
berdasar pada Tabel 4.1 dapat disimpulkan bahwa sensor ketinggian
permukaan dengan memanfaatkan multimode fiber coupler sangat baik
diaplikasikan sebagai sistem sensor.
Selain itu, dalam perancangan sistem sensor ini juga tidak terlepas dari
peran membran yang digunakan yakni membran yang terbuat dari bahan nitrile
polymer . Membran ini terbukti tahan atau resistif terhadap bensin, dimana
pada kebanyakan polymer biasanya tidak tahan terhadap bensin yang ketika
berinteraksi dengan bensin akan mengalami kerusakan struktur pada bahan
tersebut sehingga terjadi pemelaran atau paling buruk adalah bahan/material
polymer tersebut akan hancur. Disamping itu, sifat elastisitas membran juga
berpengaruh terhadap respon ketinggian zat cair. Membran dengan elastisitas
tinggi hanya akan sangat responsif untuk tekanan yang rendah, sebaliknya
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 61/71
48
membran dengan elastisitas rendah hanya akan sangat responsif terhadap
tekanan yang tinggi. Hal ini tentunya diakibatkan oleh sifat yang dimiliki oleh
bahan/material membran tersebut.
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 62/71
49
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan eksperimen, hasil, dan pembahasan yang telah dilakukan
dalam penelitian “Aplikasi Multimode Fiber Coupler Sebagai Sensor
Ketinggian Permukaan Bensin Dan Oli Berbasis Sensor Pergeseran”,
dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Dengan memanfaatkan prinsip hidrostatik dan sensor pergeseran yang
menggunakan Multimode fiber coupler dan membran berbahan nitrile
polymer dapat dikonstruksi sensor ketinggian permukaan bensin dan oli.
Hal ini ditunjukkan dengan kemampuan sensor yang dapat men-sensing
perubahan ketinggian sebagai input dan merubahnya menjadi tegangan
keluaran detektor sebagai output .
2. Sensor ketinggian permukaan dengan memanfaatkan multimode fiber
coupler dan membran berbahan nitrile polymer memililki nilai resolusi
sebesar 0,5 cm, jangkauan 4 cm – 74 cm, dan daerah linier sebesar 24
cm – 74 cm serta nilai sensitivitas sensor untuk bensin dan oli masing –
masing sebesar 28.57 () dan 38.51 ().
5.2 Saran
Untuk mendapatkan hasil yang lebih baik disarankan bahwa:
1. Membran yang digunakan harus sesuai dengan sampel, sehingga dipilih
material membran yang tidak berinteraksi dengan sampel
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 63/71
50
2. Sebaiknya memilih membran dengan elastisitas sesuai dengan
ketinggian yang diinginkan, untuk ketinggian yang besar sebaiknya
dipilih membran dengan elastisitas rendah dan sebaliknya untuk
ketinggian yang rendah dipilih membran dengan elastisitas tinggi,
dikarenakan elastisitas membran dapat mempengaruhi respon sensor
terhadap perubahan ketinggian sampel
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 64/71
DAFTAR PUSTAKA
Allard, F., 1990, Fiber Optic Handbook , Mc Graw Hill, New York.
Alonso, Marcelo, Edward J.Finn, 1979, Dasar-Dasar Fisika Universitas Edisi
Kedua Jilid 1 Mekanika Dan Termodinamika, hal 322-323,
Erlangga:Jakarta
Binu, S. V.P. Mahadevan Pillai, N. Chandrasekaran, 2007, Fiber Optic
Displacement Sensor for Measurement Amplitude and Frequency of
Vibration, Optic & Laser Technology, 39:1537 – 1543 . University of
Kerala, Kariavattom, Thiruvananthapuram 695 581, Kerala, India
Bongsoo, LEE, Gye Rae, Soon-Cheol CHUNG and Jeong Han Yi., 2005, JournalKorean Physical Society.
C. D. Singh and Karan Singh, 2001, Optical and Quantum Electronic
C. Vázquez, A.B. Gonzalo, S. Vargas, J. Montalvo, 2004, Multi-sensor System
Using Plastic Optical Fibers For Intrinsically Safe Level
Measurements, Sensors and Actuators, A 116: 22 – 32. Universidad
Carlos III Madrid Avenida Universidad 30, Leganés, Madrid
28911,Spain
Carr, Joseph J. and John M. Brown, 2010, Introduction to Biomedical Equipment
Technology, Third Edition, Prentice Hall Inc., A Pearson Education
Company, Upper Saddle River, New Jersey 07458.
D. Inaudi, B. Glisic, 2005, Field Applications of Fiber Optic Strain and
Temperature Monitoring Systems, The 1st International Workshop on
Opto-electronic Sensor-based Monitoring in Geo-engineering (1st
OSMG-2005), Pages 93-102, Nanjing, China.
Fernando, X. 2007, Adroit Group, Lecture Handout : WDM Concept and
Component, Ryerson University.
Giles, Ranald V, 1984. Mekanika Fluida & Hidrolika. Penerbit Erlangga, Jakarta.
Hossein Golnabi, 2004, Design and Operation of A Fiber Optic Sensor For Liquid
Level Detection, Optics and Lasers in Engineering, 41: 801 – 812 .
Sharif University of Technology, Tehran, Iran
Ismiatun, 2011, Aplikasi multimode Fiber Coupler Sebagai Sistem Sensor Suhu
dengan Menggunakan Probe Aluminium, Skripsi S-1, Universitas
Airlangga, Surabaya.
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 65/71
Karyono, Iwan Yudi, 2008, Analisa Aliran Berkembang Penuh Dalam Pipa,
Universitas Indonesia.
Keiser, G, 1991, Optical Fiber Communication, Mc Graw Hill Book Co.
Krohn, D.A, 2000, Fiber Optic Sensor, Fundamental and Application, 3rd
, ISA,
New York.
Kyung-Rak Sohn, Joon-Hwan Shim, 2009, Liquid-Level Monitoring Sensor
Systems Using Fiber Bragg Grating Embedded In Cantilever, Sensors
and Actuators, A 152: 248 – 251, Korea Maritime University,
Dongsan-Dong, Youngdo-Gu, Busan 606-791, South Korea.
Laud, B.B, Penterjemah : Susanto, 1988, Laser dan Optik Non Linier , Penerbit
Universitas Indonesia, Jakarta.
Lomer, M., J. Arrue , C. Jauregui, P. Aiestaran, J. Zubia, J.M. L´opez-Higuera,
2007, Lateral Polishing of Bends In Plastic Optical Fibres Applied to
A Multipoint Liquid-Level measurement sensor, Sensors and
Actuators, A 137: 68 – 73, Spain.
Nave, Carl. R, 1985, Physics for The Health Sciences 3rd
Edition, Saunders
Company : Philadelphia.
Negara, Anugrah P., Ashariyanto, Rudy, 2009, Aplikasi Gelombang Ultrasonik
Untuk Mengukur Level Ketinggian Air , Institut Teknologi Sepuluh
Nopember, Surabaya.
Pekka Raatikainen , Ivan Kassamakov , Roumen Kakanakov , Mauri Luukkala,
1997, Fiber-Optic Liquid-Level Sensor, Sensors and Actuators, A 58:
93 – 97, Bulgarian Academy of Science, Institute of Applied Physics,
Plovdiv, Bulgaria.
Reza, S. A., N. A. Riza, 2010, Agile Lensing-Based Non-Contact Liquid Level
Optical Sensor For Extreme Environments, Optics Communications,
283: 3391 – 3397, The College of Optics & Photonics University of
Central Florida, 4000 Central Florida Boulevard, Orlando, FL 32816-
2700, USA.
Rohman, M. Nurur, 2011, Rekonstruksi Numerik Holografi Digital, Skripsi S-1,
Universitas Airlangga, Surabaya.
Samian dan Supadi, 2010, Sensor Ketinggian Air Menggunakan Multimode Fiber
Coupler, Departemen Fisika,Fakultas Sains dan Teknologi Universitas
Airlangga, Surabaya
Samian, 2008, Direction Coupler Sebagai Sensor Pergeseran Mikro, Prosiding
Seminar Nasional Aplikasi Fotonika, Surabaya.
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 66/71
Samian, 2010, Performansi Multimode Fiber Coupler Dengan Parameter
Coupler Berbeda Sebagai Sensor Pergeseran, Jurnal Ilmu Dasar. 11
(2): 83 – 186.
Samian, Gatut Yudoyono, 2010, Aplikasi Multimode Fiber Coupler sebagaiSensor Temperatur, Jurnal Fisika da Aplikasinya, 6 (100104):1 – 4.
Samian, Yono Hadi Pramono, Ali Yunus Rohedi, Febdian Rusydi, AH Zaidan,
2009, Theoretical and Experimental Study of Fiber-Optic
Displacement Sensor Using Multimode Fiber Coupler. Journal of
Optoelectronics and Biomedical Materials, 1 (3): 303 – 308 .
Sharon,D., William, D. C., 1982, Sensor and Tranducer,
http://journal.mercubuana.ac.id/data/Sensor%20&%Tranduser.pdf.
Diakses pada tanggal 27 Juli 2011.
Sirohi, RS., 1985, A Course of Experiments With He- Ne Laser , Wiley Eastern
Limited, New Delhi.
Sklodowski, M., 2003. Theory and Aplication of Fiber Optics Sensor to
Settlement of Historical Structure, Proceeding AMAS Workshop,
Jadwisun, 291-299.
Suyanto, 2001. Bahan Bakar dan Minyak Lumas, Sekolah Tinggi Perikanan,
Jakarta.
Warsowiwoho dan Gandhi Harahap, 1984. Bahan Bakar, Pelumas, Pelumasan dan
Servis, Pradnya Paramita, Jakarta.
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 67/71
LAMPIRAN 1
Data karakterisasi multimode fiber coupler sebagai sistem sensor ketinggian
permukaan
Tinggi (m)Oli Air Bensin
Tegangan (V) Tegangan (V) Tegangan (V)
0.040 0.080 0.074 0.077
0.045 0.080 0.074 0.078
0.050 0.081 0.075 0.079
0.055 0.081 0.075 0.079
0.060 0.082 0.076 0.079
0.065 0.082 0.077 0.080
0.070 0.083 0.077 0.081
0.075 0.084 0.077 0.081
0.080 0.084 0.079 0.082
0.085 0.085 0.080 0.082
0.090 0.085 0.081 0.083
0.095 0.086 0.081 0.083
0.100 0.087 0.082 0.084
0.105 0.088 0.083 0.084
0.110 0.088 0.084 0.085
0.115 0.089 0.084 0.085
0.120 0.090 0.085 0.086
0.125 0.090 0.086 0.087
0.130 0.091 0.087 0.088
0.135 0.092 0.088 0.088
0.140 0.093 0.089 0.089
0.145 0.093 0.090 0.089
0.150 0.094 0.091 0.090
0.155 0.095 0.092 0.091
0.160 0.095 0.093 0.092
0.165 0.096 0.094 0.092
0.170 0.097 0.095 0.092
0.175 0.098 0.096 0.093
0.180 0.099 0.097 0.094
0.185 0.100 0.098 0.095
0.190 0.100 0.099 0.096
0.195 0.101 0.100 0.096
0.200 0.103 0.101 0.097
0.205 0.104 0.102 0.098
0.210 0.105 0.103 0.099
0.215 0.105 0.105 0.100
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 68/71
Tinggi (m)Oli Air Bensin
Tegangan (V) Tegangan (V) Tegangan (V)
0.220 0.106 0.106 0.101
0.225 0.107 0.107 0.102
0.230 0.108 0.108 0.102
0.235 0.109 0.110 0.103
0.240 0.110 0.111 0.103
0.245 0.111 0.112 0.104
0.250 0.112 0.114 0.105
0.255 0.113 0.115 0.106
0.260 0.115 0.116 0.107
0.265 0.116 0.117 0.108
0.270 0.117 0.119 0.109
0.275 0.118 0.120 0.1100.280 0.119 0.122 0.111
0.285 0.120 0.124 0.112
0.290 0.121 0.125 0.113
0.295 0.122 0.126 0.114
0.300 0.124 0.128 0.115
0.305 0.125 0.130 0.117
0.310 0.126 0.131 0.118
0.315 0.127 0.132 0.119
0.320 0.129 0.135 0.120
0.325 0.130 0.137 0.121
0.330 0.131 0.138 0.122
0.335 0.133 0.140 0.123
0.340 0.134 0.141 0.124
0.345 0.135 0.143 0.125
0.350 0.136 0.145 0.126
0.355 0.138 0.147 0.127
0.360 0.140 0.149 0.129
0.365 0.141 0.150 0.130
0.370 0.143 0.153 0.1310.375 0.144 0.155 0.132
0.380 0.146 0.157 0.133
0.385 0.147 0.158 0.135
0.390 0.149 0.161 0.136
0.395 0.150 0.162 0.138
0.400 0.152 0.165 0.139
0.405 0.154 0.167 0.140
0.410 0.156 0.169 0.141
0.415 0.158 0.172 0.142
0.420 0.160 0.174 0.144
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 69/71
Tinggi (m)Oli Air Bensin
Tegangan (V) Tegangan (V) Tegangan (V)
0.425 0.161 0.176 0.145
0.430 0.163 0.178 0.146
0.435 0.165 0.180 0.147
0.440 0.167 0.183 0.149
0.445 0.170 0.185 0.150
0.450 0.172 0.188 0.151
0.455 0.173 0.190 0.153
0.460 0.176 0.192 0.154
0.465 0.177 0.195 0.156
0.470 0.179 0.197 0.157
0.475 0.181 0.199 0.158
0.480 0.183 0.202 0.1600.485 0.186 0.204 0.162
0.490 0.188 0.206 0.163
0.495 0.189 0.207 0.165
0.500 0.192 0.212 0.166
0.505 0.195 0.214 0.168
0.510 0.197 0.216 0.169
0.515 0.199 0.218 0.171
0.520 0.201 0.221 0.172
0.525 0.204 0.223 0.174
0.530 0.206 0.225 0.175
0.535 0.208 0.227 0.178
0.540 0.211 0.229 0.179
0.545 0.213 0.231 0.181
0.550 0.215 0.233 0.182
0.555 0.217 0.235 0.183
0.560 0.220 0.237 0.185
0.565 0.222 0.239 0.187
0.570 0.225 0.241 0.188
0.575 0.226 0.243 0.1900.580 0.228 0.245 0.192
0.585 0.232 0.248 0.193
0.590 0.233 0.249 0.195
0.595 0.236 0.252 0.196
0.600 0.238 0.253 0.197
0.605 0.240 0.255 0.200
0.610 0.242 0.256 0.201
0.615 0.244 0.258 0.203
0.620 0.247 0.260 0.205
0.625 0.249 0.261 0.206
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 70/71
Tinggi (m)Oli Air Bensin
Tegangan (V) Tegangan (V) Tegangan (V)
0.630 0.251 0.263 0.208
0.635 0.253 0.264 0.211
0.640 0.255 0.266 0.212
0.645 0.257 0.267 0.214
0.650 0.259 0.268 0.216
0.655 0.261 0.269 0.217
0.660 0.263 0.271 0.218
0.665 0.265 0.272 0.220
0.670 0.266 0.273 0.221
0.675 0.268 0.275 0.223
0.680 0.270 0.276 0.224
0.685 0.271 0.277 0.2260.690 0.273 0.278 0.228
0.695 0.275 0.279 0.229
0.700 0.277 0.280 0.230
0.705 0.278 0.281 0.232
0.710 0.281 0.282 0.233
0.715 0.281 0.282 0.234
0.720 0.284 0.283 0.236
0.725 0.285 0.284 0.237
0.730 0.287 0.284 0.239
0.735 0.288 0.285 0.240
0.740 0.291 0.285 0.241
5/14/2018 Skripsi hadi (080810459) - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/skripsi-hadi-080810459 71/71
LAMPIRAN 2
Data Spesifikasi Oli PRIMAXP Hasil Produksi PT. PERTAMINA
PRIMA XP SAE 20W-50