Rancang Bangun Spektrometer Menggunakan Prisma Dan Webcam

More documents

Recommendations

Info

2 3. Menggunakan prisma sebagai elemen dispersifnya. 4. Menggunakan webcam mikomi sebagai detektor 5. Menggunakan software MATLAB untuk mengolah data dari webcam yang digunakan sebagai detektor. 1.4. Tujuan Tujuan penelitian tugas akhir ini adalah untuk membuat membuatan spektrometer yang rendah biaya, dengan menggunakan prisma dan webcam. Menerapkan spektrometer yang telah dibuat untuk mengukur konsentrasi suatu larutan (konsentrasi sukrosa dalam larutan). II. DASAR TEORI Pada bagian ini dibahas mengenai teori-teori yang berkaitan dangan pengerjaan tugas akhir ini, yaitu, spektroskopi, jenis spektrometer, komponen spektrometer, pengolahan citra digital. 2.1 Spektroskopi Dari beberapa referensi didapatkan pengertian dari spektroskopi seperti dibawah ini : 1. Spektroskopi adalah ilmu yang mempelajari materi dan atributnya berdasarkan cahaya, suara atau partikel yang dipancarkan, diserap atau dipantulkan oleh materi tersebut. Spektroskopi juga dapat didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari interaksi antara cahaya dan mater. 2. pandangan awal pengukuran spektroskopi adalah penerapan hukum Beer Lambert yang menghubungkan antara perubahan respon spektrometer dan konsentrasi bahan analit dalam sampel spesimen. 3. Konsep dasar dari spektroskopi adalah penguraian suatu berkas sinyal menjadi berkas sinyal-sinyal fundamentalnya. 2.1.1 Jenis Spektroskopi Jenis-jenis spektroskopi Berikut ini adalah jenis-jenis spektrofotometri berdasarkan sumber yang digunakan: • Spektroskopi Visible (Cahaya tampak) Pada spektroskopi ini yang digunakan sebagai sumber sinar/energi adalah cahaya tampak (visible). Cahaya visible termasuk spektrum elektromagnetik yang dapat ditangkap oleh mata manusia. Panjang gelombang sinar tampak adalah 380 - 750 nm. • Spektroskopi UV (Ultraviolet) Pada spektroskopi UV berdasarkan interaksi dengan sinar UV. Sinar UV memiliki panjang gelombang 190-380 nm. Karena sinar UV tidak dapat dideteksi oleh mata kita, maka senyawa yang dapat menyerap sinar ini terkadang merupakan senyawa yang tidak memiliki warna. Bening dan transparan. Sehingga, sampel keruh harus dibuat jernih dengan filtrasi atau sentrifugasi. Prinsip dasar pada spektroskopi adalah sampel harus jernih dan larut sempurna, tidak ada partikel koloid apalagi suspensi. • Spektroskopi UV-VIS (Ultraviolet-Visible) Spektroskopi ini merupakan gabungan antara spektroskopi UV dan Visible. Menggunakan dua buah sumber cahaya berbeda, sumber cahaya UV dan sumber cahaya visible. Meskipun untuk alat yang lebih canggih sudah menggunakan hanya satu sumber sinar sebagai sumber UV dan Vis, yaitu photodiode yang dilengkapi dengan monokromator. • Spektroskopi IR (Infra Red) Dari namanya sudah bisa dimengerti bahwa spektroskopi ini berdasar pada penyerapan panjang gelombang infra merah. Cahaya infra merah terbagi menjadi infra merah dekat, pertengahan, dan jauh. Infra merah pada spektroskopi adalah infra merah jauh dan pertengahan yang mempunyai panjang gelombang 2.5- 1000 µm. 2.2 Spektrometer Spektrometer adalah alat yang dipakai untuk mengukur/menganalisa panjang gelombang cahaya dengan akurat yaitu dengan menggunakan kisi difraksi, atau prisma untuk memisahkan panjang gelombang cahaya yang berbeda. Spektrometer cahaya terdiri dari lima komponen utama yaitu, sumber cahaya, lensa, celah, Prisma atau kisi, dan detektor 2.3. Citra Digital Citra dapat diartikan sebagai fungsi kontinu dari intensitas cahaya dalam bidang dua dimensi. Pemrosesan citra dengan komputer digital membutuhkan citra digital sebagai masukan. Citra digital adalah citra kontinu yang diubah dalam bentuk diskrit baik koordinat ruang maupun intensitas cahayanya. Pengolahan digitalisasi terdiri dari dua proses, yaitu pencuplikan (sampling) posisi, dan kuantisasi intensitas. Citra digital dapat dinyatakan dalam bentuk matriks dua dimensi dimana x dan y merupakan koordinat piksel dalam matriks dan merupakan derajat intensitas piksel tersebut. Konversi sistem koordinat citra diskrit ditunjukkan oleh gambar berikut : Gambar 2.1 Elemen Sistem Pengolah Citra Cita digital berbentuk matriks dengan ukuran M x N akan tersusun sebagai berikut : ` Suatu citra dalam fungsi matematis dapat dituliskan sebagai berikut : Dimana : M = banyaknya baris pada array citra N = banyaknya kolom pada array citra G = banyaknya skala keanuan (greylevel) (1) (2)
3 Interval (0, G) disebut skala keabuan (greylevel). Besar G tergantung pada proses digitalisasinya. Biasanya keabuan 0 (nol) menyatakan intensitas hitam dan G menyatakan intensitas putih. Untuk citra 8 bit, nilai G sama dengan 2 8 = 256 warna (derajat keabuan). Jika memperhatikan citra digital secara seksama, melihat titik-titik kecil berbentuk segiempat yang membentuk citra tersebut. Titk-titik tersebut merupakan satuan terkecil dari suatu citra digital disebut piksel. Jumlah piksel per satuan panjang akan menentukan resolusi cira tersebut. Makin banyak piksel yang mewakili suatu citra, maka makin tinggi nilai resolusinya dan makin halus gambarnya. Citra berwarna dapat dinyatakan dengan banyak cara, salah satunya adalah dengan menggunakan sinyal RGB (Red-Green-Blue). Pada cara ini, sebuah citra berwarna dinyatakan sebagai gabungan sari tiga buah citra monocrome merah, hijau dan biru yang berukuran sama. Warna untuk setiap pikselnya tergantung dari komposisi ketiga komponen pada koordinat tersebut. 2.3.1 Jenis Citra Citra grayscale, yaitu citra yang nilai pixel-nya merepresentasikan derajat keabuan atau intensitas warna putih. Nilai intensitas paling rendah merepresentasikan warna hitam dan nilai intensitas paling tinggi merepresentasikan warna putih. Pada umumnya citra grayscale memiliki kedalaman pixel 8 bit (256 derajat keabuan), tetapi ada juga citra grayscale yang kedalaman pixel-nya bukan 8 bit, misalnya 16 bit untuk penggunaan yang memerlukan ketelitian tinggi. putih, dan nilai antara 0 sampai 255 menyatakan warna keabuan yang terletak antara hitam dan putih. Citra berwarna, yaitu citra yang nilai pixel-nya merepresentasikan warna tertentu Banyaknya warna yang mungkin digunakan bergantung kepada kedalaman pixel citra yang bersangkutan. Citra berwarna direpresentasikan dalam beberapa kanal (channel) yang menyatakan komponen-komponen warna penyusunnya. Banyaknya kanal yang digunakan bergantung pada model warna yang digunakan pada citra tersebut. Gambar 2.3 Citra Berwarna Intensitas suatu pada titik pada citra berwarna merupakan kombinasi dari tiga intensitas : derajat keabuan merah (fmerah(x,y)), hijau (fhijau(x,y)) dan biru (fbiru(x,y)). Persepsi visual citra berwarna umumnya lebih kaya di bandingkan dengan citra hitam putih. Citra berwarna menampilkan objek seperti warna aslinya ( meskipun tidak selalu tepat demikian ). Warna-warna yang diterima oleh mata manusia merupakanm hasil kombinasi cahaya dengan panjang gelombang berbeda. III. METODE Pada bagian ini akan dijelaskan mengenai metodologi yang digunakan dalam penelitian ini. Gambar 2.2 citra grayscale (abu-abu) Citra grayscale merupakan citra satu kanal, dimana citra f(x,y) merupakan fungsi tingkat keabuan dari hitam keputih, x nyatakan variable kolom atau posisi pixel di garis jelajah dan y menyatakan variablekolom atau posisi pixel di garis jelajah. Intensitas f dari gambar hitam putihpada titik (x,y) disebut derajat keabuan (grey level), yang dalam hal iniderajat keabuannya bergerak dari hitam keputih. Derajat keabuan memilikirentang nilai dari Imin sampai Imax, atau Imin < f < Imax, selang (Imin,Imax) disebut skala keabuan. Biasanya selang (Imin, Imax) sering digeser untuk alasan-alasan praktis menjadi selang [0,L], yang dalam hal ini nilai intensitas 0 meyatakan hitam, nilai intensitas L meyatakan putih, sedangkan nilai intensitas antara 0 sampai L bergeser dari hitam ke putih. Sebagai contoh citra grayscale dengan 256 level artinya mempunyai skala abu dari 0 sampai 255 atau [0,255], yang dalam hal ini intensitas 0 menyatakan hitam, intensitas 255 menyataka 3.1 Peralatan dan Bahan Namun sebelumnya, adapun peralatan dan bahan yang digunakan dalam tugas akhir ini diantaranya: 1. Sumber Cahaya - lampu halogen shinyoku 2. Celah tunggal (slit) 3. Lensa 4. Prisma 5. Webcam-mikomi 6. Gelas ukur 7. Komputer 8. Monokromator 9. Lux meter 10. Software Matlab 11. Gula 12. komputer 13. Spektrofotometer UV-VIS Beckman DU-7500, 3.2 Metodologi Penelitian 3.2.1 Langkah – Langkah Pembuatan Spektrometer Pengerjaan tugas akhir ini memerlukan tahapan – tahapan perkerjaan yang urut dan sistematis, serta dilakukan beberapa kali pengambilan data (lima kali untuk setiap data) agar data yang diambil sesuai dengan prosedur penelitian.
Page 1: 1 Rancang Bangun Spektrometer Mengg
Page 5 and 6: 5 3.2.2 Langkah - Langkah Pengujian
Page 7 and 8: 7 dengan konsentrasi berbeda. Semak

Rancang Bangun Spektrometer Menggunakan Prisma Dan Webcam

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?