Karakterisasi Dinamis Sensor Beban Berbasis Macrobending Loss Serat Optik

Abstract

Berat kendaraan yang melewati jalan sangat berpengaruh pada kerusakan jalan sehingga perlu adanya sistem penimbangan tanpa berhenti atau Weight In Motion (WIM). Dalam penelitian ini dilakukan karakterisasi dinamis sensor WIM berbasis prinsip macrobending serat optik. Dalam penelitian ini digunakan serat optik single- mode step index sebagai bahan sensor dan laser dioda dengan daya 5 mW dan panjang gelombang 1550 nm sebagai sumber cahaya. Karakterisasi dilakukan dengan melindas sensor menggunakan motor dengan tiga variasi kecepatan yaitu 10 Km/jam, 15 Km/Jam dan 20 Km/jam. Dilakukan juga dua kondisi yang berbeda yaitu sensor dilindas langsung dan sensor diberi penguat berupa balok kayu berprofil setengah selinder. Pengujian dilakukan dengan tiga jenis sensor yang berbeda. Dari hasil pengamatan diperoleh data bahwa penambahan balok dapat meningkatkan keakurasian pembacaan yang dilihat dari semakin kecilnya beda pembacaan tegangan keluaran untuk jenis sensor dan kecepatan kendaraan yang sama. Disamping itu terjadi penguatan daya tahan sensor sampai 10 kali yang diketahui dari tegangan keluaran sensor dimana tegangan saat penambahan balok 1/10 dari pembacaan tanpa balok. Hal ini disebabkan adanya peningkatan luas permukaan sensor yang terkena beban.

The weight of vehicles passing through the road greatly affects road damage, so it is necessary to have a non-stop weighing system or Weight In Motion (WIM). In this study, the dynamic characterization of the WIM sensor was carried out based on the principle of optical fiber macrobending. In this study, a single-mode step-index optical fiber was used as the sensor material and a laser diode with a power of 5 mW and a wavelength of 1550 nm as a light source. Characterization was carried out by running over the sensor using a motor with three variations of speed, namely 10 km/hour, 15 km/hour, and 20 km/hour. Two different conditions were also carried out, namely, the sensor was directly crushed and the sensor was reinforced in the form of a half-cylinder wooden beam. The test was carried out with three different types of sensors. From the observations, data shows that the addition of a beam can increase the accuracy of the reading as seen from the smaller the difference in the output voltage reading for the same type of sensor and vehicle speed. Besides that, there is a strengthening of the sensor resistance up to 10 times which is known from the sensor output voltage where the voltage at the addition of the beam is 1/10 of the reading without the beam. This is due to an increase in the sensor area exposed to the load.