Perbaikan Linearitas dan Sensitivitas Sensor Beban Berbasis Macrobending Fiber Optic Menggunakan Variasi Bending Radius

Abstract

Apart from being a means of data transmission in communication, optical fiber is also very potential as a sensor, one of which is a load sensor that can be used in the WIM system to weigh vehicle loads without stopping so that it can help reduce road infrastructure damage and can help reduce the risk of accidents to road users due to overloading. . The working principle of optical fiber as a load sensor is that when the sensor is pressurized by a load, the radius of the optical fiber is bent, resulting in power attenuation which is called optical fiber losses which are used as sensor development. This research is based on fiber optic macrobending where the macro bending radius is greater than the fiber core radius. This study uses a single-mode optical fiberas a sensor material that is resistant to electromagnetic waves and a laser diode with a wavelength of 1550 nm as a light source. To become a sensor, it requires high linearity and sensitivity, which in macrobending based sensors is strongly influenced by the radius of the sensor curve. For this reason, in this study, the ideal diameter and winding distance were searched to improve the response of the sensor using 3 diameter variations, specifically 3.5 cm, 3.85 cm, and 4.85 cm and each with 3 variations of the winding distance, specifically 0.5. cm, 1 cm, and 1.5 cm. The results of the observations obtained data that the sensor with a diameter of 4.85 cm and winding distance of 1 cm has the best response characterized by a linearity value of 0.993 and a sensitivity of 0.501. It is also known that the smaller winding distance, the higher sensitivity.

Selain sebagai sarana transmisi data dalam komunikasi, serat optik juga sangat potensial sebagai sensor salah satunya sensor beban yang dapat digunakan dalam sistem WIM untuk menimbang beban kendaraan tanpa berhenti sehingga dapat membantu mengurangi kerusakan infrastruktur jalan serta dapat membantu mengurangi resiko kecelakaan pada pengguna jalan akibat kelebihan muatan. Prinsip kerja serat optik sebagai sensor beban adalah saat sensor diberi tekanan oleh beban maka terjadi pembengkokan jari-jari serat optik sehingga mengakibatkan pelemahan daya yang disebut rugi-rugi serat optik yang digunakan sebagai pengembangan sensor. Penelitian ini berbasis macrobending fiber optic dimana radius lekukan makro lebih besar dari radius inti serat. Penelitian ini menggunakan serat optik single-mode sebagai bahan sensor yang tahan akan gelombang elektromagnetik dan laser diode dengan panjang gelombang 1550 nm sebagai sumber cahaya. Untuk menjadi sebuah sensor diperlukan linearitas dan sensitivitas yang tinggi, dimana dalam sensor berbasis macrobending sangat dipengaruhi oleh jari jari lengkungan sensor. Untuk itu dalam penelitian ini dilakukan pencarian diameter dan jarak lilitan yang ideal untuk memperbaiki respon dari sensor menggunakan 3 variasi diameter yaitu 3,5 cm, 3,85 cm, dan 4,85 cm dan masing masing dengan 3 variasi jarak lilitan yaitu 0,5 cm, 1 cm, dan 1,5 cm. Hasil pengamatan diperoleh data bahwa sensor dengan diameter 4,85 cm dan jarak lilitan 1 cm mempunyai respon yang paling baik ditandai dengan nilai linieritas 0,993 dan sensitivitas 0,501. Diketahui pula bahwa semakin kecil jarak lilitan sensitivitasnya semakin tinggi.