TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN SENSOR...
-
Upload
nguyendiep -
Category
Documents
-
view
226 -
download
8
Transcript of TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN SENSOR...
TUGAS AKHIR
RANCANG BANGUN SENSOR TEMPERATUR MENGGUNAKAN
SERAT OPTIK PLASTIK SEBAGAI MEDIA TRANSMISI DATA PADA
PLANT BOILER
LaboratoriumRekayasa Fotonika – Jurusan Teknik FisikaSurabaya, Januari 2011
Oleh:Dimas Yoga Mahendra 2407 100 015
Pembimbing:AgusM. Hatta ST. M.Si. PhD.
TUGAS AKHIR (TF 091381)
Latar Belakang
�Monitoring temperatur merupakan hal yang sangat penting pada plant boiler.
�Sebagian besar transmisi data temperatur menuju ke control room masihmenggunakan kabel konvensional.
�kabel tersebut memiliki beberapa kelemahan diantaranya: lebih mudah terkenakorosi, dan dapat terpengaruh gelombang EM.
�Serat optik plastik dapat mengatasi kelemahan yang ditimbulkan oleh kabelkonvensional.
�Merancang dan membangun sistem monitoring temperatur yang transmisi datanyamenggunakan serat optik plastik.
SEMINAR TUGAS AKHIR – DIMAS Y. M.
Permasalahan
• Bagaimana merancang dan membangun
sistem transmisi data monitoring temperatur
berbasis serat optik plastik sebagai pengganti
kabel tembaga untuk plant boiler?
• Bagaimanakah pengaruh bending dan
temperatur lingkungan pada serat optik plastik
terhadap transmisi data temperatur?
TUGAS AKHIR (TF 091381)
Tujuan
• Merancang dan membangun sistem transmisidata monitoring temperatur berbasis seratoptik plastik sebagai pengganti kabel tembagauntuk plant boiler.
• Menganalisa pengaruh bending dantemperatur lingkungan pada serat optik plastikterhadap transmisi data temperatur.
TUGAS AKHIR (TF 091381)
Batasan Masalah
• Dibuat prototype mini plant boiler dengan
range kerja temperatur 27 0C-1000 c.
• Serat optik yang dipilih adalah serat optik
plastik dengan diameter core 980 mikro
meter.
TUGAS AKHIR (TF 091381)
Tinjauan Pustaka
Pengukuran temperatur. Pengukuran temperatur dapat dilakukan dengan berbagai cara,
berdasarkan efek yang ditimbulkan oleh perubahan temperatur pada
suatu zat [1]. Efek/perubahan tersebut adalah :
a) Perubahan volume suatu cairan (air raksa, alkohol, dsb) yang dipakai
pada termometer gelas
b) Perubahan tekanan gas atau tekanan uap atau tekanan cairan, seperti
pada termometer
tekanan relatif (pressure gage thermometer).
c) Perubahan dimensi suatu zat padat (pemuaian), seperti pada
termometer bimetal.
TUGAS AKHIR (TF 091381)
Lanjutan…
d) Pembangkitan tenaga listrik yang disebabkanoleh perbedaan temperatur antara dua buahsambungan pada lup yang dibentuk oleh duabuah metal yang berbeda (prinsip termokopel).
e) Perubahan harga tahanan listrik suatu zat, yangditerapkan pada termometer tahanan listrik(platina atau termistor) [1].
TUGAS AKHIR (TF 091381)
Thermistor
• Thermistor adalah resistor yang nilai
tahanannya dapat berubah-ubah karena
pengaruh temperatur [1].
• Tipe Thermistor:
1. Tipe NTC
2. Tipe PTC
Gambar Thermistor
TUGAS AKHIR (TF 091381)
Sumber Cahaya
Laser dioda
• Dioda laser adalah sejenis dioda di mana
media aktifnya menggunakan sebuah
semikonduktor persimpangan p-n yang mirip
dengan yang terdapat pada LED [4].
Gambar dioda Laser
TUGAS AKHIR (TF 091381)
LED
• Dioda cahaya atau lebih dikenal dengan
sebutan LED (light-emitting diode) adalah
suatu semikonduktor yang memancarkan
cahaya monokromatik yang tidak koheren
ketika diberi tegangan maju. Warna yang
dihasilkan bergantung pada bahan
semikonduktor yang dipakai [2].
Gambar LED TUGAS AKHIR (TF 091381)
Lampu pijar
• Lampu pijar adalah sumber cahaya buatan
yang dihasilkan melalui penyaluran arus
listrik melalui filamen yang kemudian
memanas dan menghasilkan cahaya [3].
Gambar Lampu Pijar TUGAS AKHIR (TF 091381)
Serat Optik Plastik
• Serat Optik Plastik (Plastic Optical Fiber, POF)
merupakan serat optik yang berbahan plastik
polimer, dimana lapisan inti (core) dibuat dari
Poly(methyl methacrylate) (PMMA) sedangkan
lapisan (coating) dibuat daripada
Perfluropolimer. Dalam penggunaannya serat
optik untuk media transmisi cahaya [4].
Gambar Struktur POF
Kelebihan dan Kelemahan Serat Optik
Plastik
Kelebihan
• Ringan
• Tidak sensitive terhadap interferensielektromagnetik
• Tdak mengalami korosi
• Mentransfer informasi dengan laju tinggi
Kelemahan
• Harganya yang masih mahal.
• Untuk instalasinya dibutuhkan tenaga yang benar-benar ahli di bidangnya.
TUGAS AKHIR (TF 091381)
Tahapan Penelitian
• 1. Pembuatan prototype miniplant boiler.
• 2. Pemilihan sumber cahaya (source).
• 3. Uji sumber cahaya terhadap trnsmisi data temperatur.
• 4. Uji bending & pengaruh temperatur lingkunganpada serat optik plastik terhadap transmisi data temperatur.
TUGAS AKHIR (TF 091381)
Multimeter photodetector
RangkaianPembagiTegangan
Serat optikplastik
SumberCahaya
PembagiTegangan
Water heater dan sensor temperatur
4. Uji bending & pengaruh temperatur
lingkungan pada serat optik plastik
terhadap transmisi data temperatur.
TUGAS AKHIR (TF 091381)
Dari grafik pengaruh bending, maka….
• didapat nilai penurunan tegangan rata-rata
setiap lekukan diameter bending 4 dan 3 cm
sebesar 5 % sedangkan untuk 2.5 cm terjadi
penurunan tegangan sebesar 10 %, dan
diameter bending 2 cm terjadi penurunan
tegangan sebesar 12.4 %.
TUGAS AKHIR (TF 091381)
Dari grafik pengaruh temperatur
lingkungan, maka….
• Hanya suhu lingkungan sebesar 550C yang
menimbulkan penurunan tegangan, maka
untuk mengetahui besarnya penurunan
tegangan dapat dilihat data pada lampiran A,
akan didapat nilai penurunan tegangan rata-
rata untuk suhu lingkungan 55 0C adalah
sebesar 8 %.
TUGAS AKHIR (TF 091381)
Karakteristik Sensor
• Range pengukuran pada sensor serat optik sebagai pengukuran pergeseran obyek yaitu 300 C – 1000C, nilai ini merupakan range input yaitu antara Inputmin s/d Inputmax
• Span dapat diketahui dari nilai Imax – I min atauOmax – Omin, span dari sensor atau alat ukur iniyaitu 700C.
• Sensitivitas pada sensor ini yaitu 0,045 volt/0C.
• Resolusi yang diperoleh pada alat ukur ini yaitu0.222 0 C
TUGAS AKHIR (TF 091381)
Kesimpulan
1. Semakin kecil diameter bending serat optik akanmengakibatkan semakin besar error pengukurantemperatur, untuk bending 4 cm dan 3 cm terjadierror pengukuran……
2. Tidak terjadi perubahan yang signifikan padapengukuran …..
2. Diameter bending yang diijinkan pada saatinstalasi/pemasangan serat optik paling kecilsebesar 3 cm. Temperatur kerja dari serat optikyang diijinkan paling tinggi sebesar 500 C
TUGAS AKHIR (TF 091381)
Saran
• Perlu juga dikembangkan serat optik plastik
sebagai sensor temperatur, jadi tidak hanya
sebagai transmisi data saja.
TUGAS AKHIR (TF 091381)
Daftar Pustaka
[1] Pramudijanto, Jos. Sensor dan Transduser. Jurusan Teknikelektro.ITS.Surabaya.
[2] Mulia,Ahmad.2003, Serat Optik Plastik Untuk TransmisiData.
[3] Klipstein, Donald L. (2006). "The Great Internet Light Bulb Book, Part I"
[4] Palais, Joseph,2003, Pengenalan Sistem komunikasi SeratOptik.
[5] Tomi Budi Waluyo, et.al., 2000, Penggunaan Serat OptikPlastik Untuk Saluran Transmisi Data.
[6] Zubia, Joseba, 2001, Plastic Optical Fibers: An Introduction toTheir Technological Processes and Applications, Optical Fiber Technology 7, 101-140
TUGAS AKHIR (TF 091381)