Ringkasan Tugas Akhir / Skripsi

1 Universitas Indonesia

Ringkasan Tugas Akhir / Skripsi

Nama, NPM : Jonathan Prabowo, 1006806425

Pembimbing : 1. Dr. Prawito

2. Drs. Arief Sudarmaji, M.T

Judul (Indonesia) : Rancang Bangun Alat Ukur Konsentrasi Gula Terlarut

Berbasiskan Mikrokontroller.

Judul (Inggris) : Design of Microcontroller-based Polarimeter for

Measuring Dissolved Sugar Concentration.

Abstrak

Telah dibuat sebuah alat ukur konsentrasi gula telarut berbasiskan mikrokontroler

dengan prinsip polarisasi linier gelombang elektromagnet dan pemutaran bidang

getar gelombang oleh zat optik aktif menjadi dasar pembuatan alat ukur ini.

Sistem instrumentasi ini terdiri dari lampu natrium sebagai sumber cahayanya,

sepasang polarisator dan analisator, tabung untuk larutan gula, motor servo

sebagai pemutar analisator, sebuah sensor fotodioda OPT 101 sebagai pendeteksi

intensitas cahaya yang keluar dari analisator. Mikrokontroler di gunakan sebagai

pengendali proses pengukuran maupun pengolah datanya. Hasil pengukuran

ditampilkan di LCD.

Kata Kunci : Mikrokontroler, Lampu Natrium, OPT 101, Polarisator, Analisator.

Abstract

A microcontroller-based instrumentation system for measuring dissolved sugar

concentration has been built. The Principle of polarization of electromagnetic

wave and the rotation of the vibration plane of electromagnetic wave by optic-

active material is used as the basis of the development of this instrument. This

System consist of a sodium lamp as a light source, a pair of polarizer and

Rancang bangun..., Jonathan Prabowo, FMIPA UI, 2012


analyzer, glass tube for sugar solution, servo motor as a analyzer rotator, an OPT

101 photodiode sensor as light intensity detector for the light passing through the

analyzer. A microcontroller is used as a process controller and as a data processor.

The result of the measurement is displayed on the LCD.

Keywords : Microcontroller, Sodium Lamps, OPT101, Polarisator, the analyzer.

1. PENDAHULUAN

Pemilihan penggunaan polarimeter untuk acuan dasar pembuatan alat ukur

konsentrasi gula terlarut, tak lain untuk membuktikan kebenaran metode fisika

yang berhubungan dengan intensitas gelombang cahaya sebagai parameter

ukurnya. Hubungan empiris dalam metode tersebut yang kemudian akan

diaplikasikan ke dalam suatu instrumentasi sebagai suatu inovasi dalam ilmu

Pengetahuan Fisika.

Cahaya merupakan gelombang elektromagnet yang terdiri dari getaran

medan listrik dan getaran medan magnet yang saling tegak lurus. Bidang getar

kedua medan ini tegak lurus terhadap arah rambatnya. Sinar biasa secara umum

dapat dikatakan gelombang elektromagnet yang vektor-vektor medan listrik dan

medan magnetnya bergetar kesemua arah pada bidang tegak lurus arah rambatnya

dan disebut sinar tak terpolarisasi. Apabila sinar ini melalui suatu polarisator

maka sinar yang diteruskan mempunyai getaran listrik yang terletak pada satu

bidangsaja dan dikatakan sinar terpolarisasi bidang (linear).

Bila arah transmisi polarisator sejajar dengan arah transmisi analisator,

maka sinar yang mempunyai arah getaran yang sama dengan arah polarisator

diteruskan seluruhnya. Tetapi apabila arah transmisi polarisator tegak lurus

terhadap arah analisator maka tak ada sinar yang diteruskan. Dan bila arahnya

membentuk suatu sudut maka sinar yang diteruskan hanya sebagian. Sinar

terpolarisasi linear yang melalui suatu larutan optik aktif akan mengalami

pemutaran bidang polarisasi. [2]



Pembuatan alat ukur ini, yaitu dimulai dari pemahaman terhadap

gelombang cahaya, lalu penerapan aplikasinya, serta pembuatan programnya.

Sensor yang digunakan adalah photodioda dengan tipe OPT 101. Rangkaian

elektronik dan komponen yang digunakan berupa minimum sistem, rangkaian

power supply, motor servo, dan rangkaian sensor cahaya OPT 101 untuk

mengukur intensitas cahaya dari lampu natrium sebagai sumber cahayanya yang

melewati lensa polarisator, tabung kaca, dan analisator dengan mikrokontroler

sebagai sistem pengendalinya. Pada rangkaian minimum sistem, digunakan

mikrokontroler untuk mengontrol kerja alat yang telah di program dan juga

mengolah data ADC serta menampilkan data pada LCD.

2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Polarisasi Cahaya

Polarisasi Cahaya

Polarisasi merupakan peristiwa perubahan arah bidang getar dari

gelombang elektromagnetik atau gelombang cahaya dari suatu gelombang yang

acak menjadi tearah, yaitu saat vektor listrik dan magnetnya tegak lurus pada arah

rambatnya. Terpolarisasi / terkutub artinya memiliki satu arah getar tertentu saja.

Polarisasi cahaya adalah terserapnya sebagian arah bidang getar cahaya yang arah

bidang getarnya satu arah. Polarisasi ini juga disebut polarisasi linear karena

terletak pada statu garis lurus. Gejala polarisasi hanya dapat dialami oleh

gelombang transversal saja, sedangkan gelombang longitudinal tidak mengalami

gejala polarisasi.

Cahaya dinyatakan sebagai gelombang elektromagnetik yang transversal

tegak lurus dengan arah rambatnya, tiap-tiap warna cahaya disebut sebagai cahaya

monokromatik. Cahaya monokromatik ini dapat dihasilkan oleh suatu alat yang

disebut polarimeter dengan menggunakan lampu natrium. Interaksi cahaya

terpolarisasi dengan suatu bahan dapat diamati dengan polarimeter.



Gambar 2.1 Gelombang Cahaya Terpolarisasi.[3]

2.2 Polarisasi Karena Penyerapan Selektif

Penjelasan mengenai polarisasi karena penyerapan selektif menggunakan

suatu cara yang umum untuk menghasilkan cahaya terpolarisasi adalah

menggunakan polaroid yang akan meneruskan gelombang – gelombang yang arah

getarnya sejajar dengan sumbu transmisi dan menyerap semua gelombang pada

arah getar lainnya.

Pada gambar di bawah ini (gambar 2.2) tampak dua buah polaroid,

polaroid pertama disebut polarisator dan polaroid kedua disebut analisator.

Polarisator berfungsi untuk menghasilkan cahaya terpolarisasi dari cahaya tak

terpolarisasi (cahaya alami). Analisator berfungsi untuk mengurangi intensitas

cahaya yang terpolarisasi. [4]

Gambar 2.2 Cahaya Terpolarisari Karena Penyerapan Selektif.[1]

Prinsip kerja sistem adalah sebagai berikut, seberkas cahaya alami menuju

polarisator. Di sini cahaya dipolarisasi secara vertikal, yaitu hanya komponen

vektor medan listrik E yang sejajar dengan sumbu transmisi saja yang diteruskan

sedangkan lainnya diserap. Cahaya terpolarisasi yang masih mempunyai kuat



medan listrik belum berubah menuju analisator, sudut antara sumbu transmisi

analisator dan polarisator adalah (ϕ ).

2.3 Larutan Optik Aktif

Zat yang dapat memutar bidang polarisasi yang disebut zat optik aktif atau

zat Polaroid, diantaranya adalah sodium sulfat, terpentil¸larutan gula, dan natrium

klorat. Dalam percobaan ini menggunakan larutan gula sebagai polaroidnya.

Larutan gula merupakan zat optik aktif yang dapat memutar bidang polarisasi

sehingga terjadi pergeseran sudut putar larutan ( ϕΔ ) pada bidang polarisasi.

Semakin besar nilai konsentrasi larutan gula (C) maka semakin besar juga nilai

sudut putar larutan (ϕ ) pada bidang polarisasi. Larutan gula tersebut mempunyai

komposisi gula dan air. Bahan untuk membuat larutan gula menggunakan gula

pasir dan air aquades. Proses pembuatannya dengan cara mengukur massa gula

dengan menggunakan timbangan digital dan mengukur volume air menggunakan

gelas ukur, kemudian gula tersebut di larutkan dengan air (gambar 2.10). Nilai

konsentrasi larutan gula dapat ditentukan dengan persamaan dibawah ini. [4]

C = (2.4)

Keterangan :

C = Konsentrasi larutan gula (gr/ml)

m = Massa gula (gr)

Vair = Volume air (ml)

Pada percobaan ini menggunakan beberapa larutan gula yang mempunyai

nilai konsentrasi larutan gula yang bervariasi. Untuk mendapatkan variasi nilai

konsentrasi larutan gula yaitu dengan mengubah atau memvariasikan massa gula

(m) tersebut dan masing masing gula yang mempunyai massa gula yang berbeda-



beda dilarutkan dengan air yang volume airnya (Vair) konstan. Dengan demikian

variasi nilai konsentrasi larutan gula digunakan pada percobaan untuk

mendapatkan data sudut putar larutan yang bervariasi sehingga didapatkan data

pergeseran sudut putar larutan yang bervariasi juga.

2.4 Perancangan Sistem Mekanik

Pada proses percobaan yang akan dilakukan dengan menggunakan

alat ukur ini yaitu, ketika sistem akan dijalankan untuk melakukan percobaan,

mula-mula masukkan larutan gula sebagai zat polaroidnya ke dalam tabung

larutan gula, dengan nilai konsentrasi larutan gula yang bervariasi. Komposisi

larutan gula terdiri dari gula yang dilarutkan dengan air. Pada saat tombol start di

tekan, maka sistem akan berjalan, cahaya dari lampu natrium akan memancarkan

cahaya lalu cahaya tersebut akan melewati polarisator, kemudian cahaya akan

terpolarisasi.

Blok diagram (gambar 3.1) ini merupakan simulasi dari cara kerja alat

ukur konsentrasi gula terlarut dengan polarimeter, dimana sistem ini

menggunakan motor servo sebagai penggerak ketika sensor cahaya OPT 101

mendeteksi intensitas cahaya untuk membentuk sudut putaran. Pada polarimeter

terdapat polarisator dan analisator. Polarisator adalah polaroid atau filter polarisasi

yang dapat mempolarisasi cahaya, sedangkan analisator adalah polaroid atau filter

polarisasi yang dapat menganalisa cahaya yang terpolarisasi yang telah melewati

larutan gula sebagai zat polaroidnya. Pada sistem kerja alat ini menggunakan

lampu natrium sebagai sumber cahaya, serta mikrokontroler sebagai pengontrol

sistem kerja alat tersebut.



Gambar 2.3 Blok Diagram Sistem Alat Ukur Konsentrasi Gula.

Cahaya terpolarisasi tersebut akan melewati tabung yang berisi larutan

gula, Larutan gula tersebut sebagai zat optik atau zat polaroid yang dapat memutar

bidang polarisasi, dan larutan gula juga sebagai objek pengukuran. Kemudian

cahaya akan melewati analisator, dan cahaya tersebut akan dideteksi oleh sensor

cahaya OPT 101. Analisator tersebut berputar membentuk sudut putar larutan ( 1ϕ )

yang dibentuk oleh larutan gula pada bidang polarisasi, kemudian proses

berputarnya analisator yaitu menggunakan motor servo yang dihubungkan dengan

belt dan memutarnya secara otomatis diproses oleh mikrokontroler yang telah

diprogram.

Cara kerja motor servo memutar analisator secara otomatis yaitu ketika

sensor cahaya OPT 101 mendeteksi intensitas cahaya maka menghasilkan output

tegangan yang mempunyai nilai besaran tertentu, kemudian mikrokontroler yang

telah di program akan membaca nilai output dari sensor cahaya OPT 101

kemudian akan di konversi menjadi nilai ADC. Nilai ADC tersebut sebagai input

pulsa untuk motor servo, kemudian motor servo akan berputar dan analisator yang

dihubungkan dengan motor servo menggunakan belt akan ikut berputar juga.

Ketika analisator berhenti berputar maka motor servo tersebut akan membaca nilai

sudut putar larutan ( 1ϕ ) yang dibentuk oleh perputaran analisator, lalu nilai

tersebut akan ditampikan oleh LCD dan busur derajat yang dilengkapi dengan

jarum penunjuk nilai derajat. Nilai sudut putar larutan ( 1ϕ ) didapatkan ketika

sensor cahaya OPT 101 mendeteksi intensitas cahaya paling terang kemudian



dibaca oleh mikrokontroler sebagai nilai ADC paling tinggi, dan ketika sensor

cahaya OPT 101 mendeteksi intensitas cahaya paling terang maka mikrokontroler

yang telah diprogram akan memberi instruksi kepada analisator untuk berhenti

berputar secara otomatis.

Gambar 2.4 Disain Ukuran Perancangan Sistem Mekanik Alat.

3. METODE PENELITIAN

Polarimeter merupakan alat ukur yang digunakan untuk mengukur

besarnya putaran optik pada bidang polarisasi yang dihasilkan oleh suatu zat yang

bersifat optik aktif yang terdapat dalam larutan dan dinamakan larutan optik aktif.

Polarimeter ini merupakan alat yang didesain khusus untuk mempolarisasi cahaya

oleh suatu larutan optik aktif. Larutan optik aktif adalah larutan yang dapat

memutar bidang polarisasi sehingga terjadi pergeseran sudut putar larutan pada

bidang polarisasi, larutan optik aktif pada percobaan polarimeter ini menggunakan

larutan gula seperti yang dijelaskan pada teori larutan optik aktif. Dalam alat ukur



polarimeter ini cahaya monokromatik yang dihasilkan dengan menggunakan

lampu natrium dimana warna lampu berwarna kuning dan alat ukur polarimeter

ini menggunakan sensor cahaya OPT 101 untuk mendeteksi intensitas cahaya.

Pada proses percobaan polarimeter, mula-mula sudut yang dibentuk saat

itu adalah 0ϕ , diantara analisator dan polarisator diletakkan tabung larutan yang

berisi larutan gula, sehingga sebelum cahaya akan melewati analisator, cahaya

yang terpolarisasi oleh polarisator tersebut akan melewati tabung berisi larutan

gula terlebih dahulu. Larutan gula tersebut sebagai larutan optik aktif yang akan

memutar bidang polarisasai. Kemudian analisator berputar membentuk sudut

putar larutan ( 1ϕ ) yang dibentuk oleh larutan gula pada bidang polarisasi. Jadi,

pergeseran sudut putar larutan ( ϕΔ ) pada bidang polarisasi, dapat ditentukan

dengan menggunakan persamaan dibawah ini. [4]

01 ϕϕϕ −=Δ (2.5)

Keterangan :

ϕΔ = Pergeseran sudut putar larutan (˚)

0ϕ = Sudut putar larutan mula – mula (˚)

1ϕ = Sudut putar larutan (˚)

Pada gambar dibawah ini (gambar 2.12) dijelaskan cara kerja alat ukur

polarimeter. Nilai pergeseran sudut putar larutan gula bergantung pada panjang

larutan dalam tabung (L), konsentrasi larutan gula (C) dan sudut putar jenis

larutan gula Dt][α pada bidang polarisasi. Persamaan matematis pergeseran sudut

putar larutan gula ( ϕΔ ) dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan

dibawah ini. [4]

=Δϕ LC Dt][α (2.6)

Keterangan :

ϕΔ = Pergeseran sudut putar larutan (˚)



L = Panjang larutan dalam tabung (cm)

C = Konsentrasi larutan gula (gr/ml)

Dt][α = Sudut putar jenis larutan gula (˚cm²/gr)

Gambar 2.12 Cara Kerja Alat Ukur Polarimeter. [9]

Secara teori, nilai sudut putar jenis larutan gula ( Dt][α ) adalah 66,5 ˚cm²/gr

dan nilai sudut putar jenis larutan gula menurut teori akan dibandingkan dengan

nilai sudut putar jenis larutan gula yang didapatkan dari percobaan dengan

menggunakan alat ukur polarimeter. Dengan melakukan analisa pada variasi nilai

pergeseran sudut putar larutan ( ϕΔ ) yang diperoleh, maka nilai sudut putar jenis

larutan gula ( Dt][α ) pada percobaan polarimeter ini dapat ditentukan dengan

menggunakan persamaan dibawah ini ini. [4]

Dt][α (2.7)

Setelah didapatkan data sudut putar jenis larutan gula ( Dt][α ), maka proses

selanjutnya yaitu menentukan nilai konsentrasi gula terlarut. Nilai konsentrasi

gula terlarut tersebut mula-mula belum diketahui, maka untuk menentukan nilai

konsentrasi gula terlarut pada alat ukur polarimeter ini yaitu dengan menggunakan

persamaan dibawah ini. [4]

C (2.8



4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengambilan Data ADC

Pengambilan data tegangan pada fotodioda atau sensor cahaya OPT 101

pada sistem, ketika mendeteksi cahaya dengan menggunakan port ADC pada chip

ATmega 8535. ADC (Analog to Digital Conventer) adalah pengubah input analog

menjadi data digital. ADC pada chip Atmega 8535 memiliki resolusi 10 bit, yang

merupakan nilai ketelitian untuk hasil pengkonversian data ADC Resolusi ADC

menentukan ketelitian nilai hasil konversi ADC. Dengan resolusi sebesar ini maka

output yang dihasilkan merupakan 10 bit data digital. Sinyal input dinyatakan

dalam 1023 (2ⁿ -1) nilai diskrit dengan n merupakan jumlah bit data digital ADC.

Sehingga pembacaan untuk nilai ADC berkisar dari angka decimal 0-1023.

Resolusi sinyal analog pada chip ini adalah sebesar 5mV. Semakin besar resolusi

ADC maka semakin baik tingkat ketelitiannya.

4.1.4 Kontras Rendah (Low Contrast)

Gambar 4.8(b) menunjukan pada bagian Supra-Slice untuk target kontras

1% diameter terendah dapat dilihat sampai 3 mm, target contrast 0.5% diameter

terendah dilihat sampai 5 mm, dan target contrast 0.3% hanya dapat dilihat pada

diameter 15.0 mm. Pada sub-slice target kontras 1% untuk panjang 7 mm

diameter terendah dapat dilihat sampai 5 mm, panjang 5 mm diameter terendah

dapat dilihat sampai 5 mm, dan panjang 3 mm dapat dilihat 5 mm. Perhitungan

kontras dan diameter diperoleh dengan persamaan 3.2 dapat dilihat pada Tabel

4.3. Untuk Gambar 4.6(a) tidak dapat dianalisa karena keterbatasan kualitas hasil

citra.

1023×⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=VrefVinADCData (4.1)

Keterangan :

Data ADC = Nilai register output ADC.



Vin = Tegangan input.

Vref = Tegangan referensi (VCC = 5 Volt DC).

Tabel 4.1 Data ADC.

Tegangan (V) ADC

0.5 109

1.0 214

1.5 309

2.0 411

2.5 521

3.0 622

3.5 727

4.0 823

4.5 930

Grafik 4.1 Data ADC.



4.2 Menentukan Nilai Sudut Putar Jenis Larutan Gula

4.2.1 Pengambilan Data Percobaan Ke-1

Tabel 4.2. Data Sudut Putar Percobaan Ke-1

No. M (gr) V (ml) C (gr/ml) φ ˚ φ ˚ Δφ˚

1 3 100 0.03 0 3 3

2 6 100 0.06 0 4 4

3 9 100 0.09 0 7 7

4 12 100 0.12 0 8 8

5 15 100 0.15 0 16 16

6 18 100 0.18 0 28 28

Dengan didapatkan data variasi nilai pergeseran sudut putar larutan pada

percobaa ke-1 ini (tabel 4.2), maka data tersebut kemudian akan di analisa untuk

mencari nilai sudut putar jenis larutan gula ( Dt][α ) pada percobaan ke-1.

Tabel 4.3. Perhitungan Data Sudut Putar Percobaan Ke-1

No. C (gr/ml) Δφ˚

X² XY X Y

1 0.03 3 0.0009 0.09

2 0.06 4 0.0036 0.24

3 0.09 7 0.0081 0.63

4 0.12 8 0.0144 0.96

5 0.15 16 0.0225 2.40

6 0.18 28 0.0324 5.04

Σ 0.63 66 0.0819 9.36



Data pada tabel 4.3 tersebut dapat digambarkan pada grafik data percobaan

ke-1 dibawah ini (grafik 4.2). Pada pengolahan data percobaan ke-1 seperti pada

tabel 4.3 maka akan didapatkan nilai (Σx)² = 0,3969. Kemudian data tersebut

dapat di gambarkan pada grafik data percobaan ke-1 (gambar 4.2). Analisa data

percobaan ke-1 ini yaitu ketika nilai konsentrasi larutan gula ditambahkan dari

konsentrasi larutan gula sebelumnya, maka sudut putar yang dihasilkan akan lebih

besar nilainya dari sudut putar sebelumnya.

Grafik 4.2 Data Percobaan ke-1.

Setelah perhitungan pada data percobaan ke-1 dilakukan, maka didapatkan

variasi data pergeseran sudut putar larutan gula dan data konsentrasi larutan gula.

Data tersebut digunakan untuk menentukan nilai sudut putar jenis larutan gula

dengan melakukan analisa perhitungan pada data tersebut.

Dengan menggunakan persamaan 4.3 dan persamaan 4.4 pada perhitungan

dengan metode least square, maka didapatkan dari hasil perhitungan tersebut nilai

a sebesar 382, 80 dan nilai b sebesar 1542,85. Kemudian dengan menggunakan

persamaan 4.5, maka didapatkan nilai sudut putar jenis larutan gula Dt][α sebesar

77,1 ˚cm²/gr.




Tabel 4.4. Data Sudut Putar Percobaan Ke-2.


1 5 100 0.05 1 3 2

2 10 100 0.10 1 4 3

3 15 100 0.15 1 8 7

4 20 100 0.20 1 11 10

5 25 100 0.25 1 34 33

6 30 100 0.30 1 36 35

7 35 100 0.35 1 43 42




Tabel 4.5. Perhitungan Data Sudut Putar Percobaan Ke-2.


X² XY X Y

1 0.05 2 0.0025 0.10

2 0.10 3 0.0100 0.30

3 0.15 7 0.0225 1.05

4 0.20 10 0.0400 2.00

5 0.25 33 0.0625 8.25

6 0.30 35 0.0900 10.50

7 0.35 42 0.1225 14.70

Σ 1.40 132 0.3500 36.90



Data pada tabel 4.5 tersebut dapat di gambarkan pada grafik data

percobaan ke-2 seperti di bawah ini (grafik 4.3). Pada pengolahan data percobaan

ke-2 seperti pada tabel 4.5 maka akan didapatkan nilai (Σx)² = 1.96. Analisa data

percobaan ke-2 ini sama seperti percobaan sebelumnya (percobaan ke-1) yaitu

ketika nilai konsentrasi larutan gula ditambahkan dari konsentrasi larutan gula

sebelumnya, maka sudut putar yang dihasilkan akan lebih besar nilainya dari

sudut putar sebelumnya. Jadi, semakin besar nilai konsentrasi larutan gula (C)

maka semakin besar juga nilai sudut putar larutan (ϕ ) pada bidang polarisasi.








a sebesar 282,85 dan nilai b sebesar 1439,78. Kemudian dengan menggunakan


71,9 ˚cm²/gr.






1 3 100 0.03 0 4 4

2 6 100 0.06 0 6 6

3 9 100 0.09 0 8 8

4 12 100 0.12 0 12 12

5 15 100 0.15 0 14 14

6 18 100 0.18 0 21 21

7 21 100 0.21 0 27 27






X² XY X Y

1 0.03 4 0.0009 0.12

2 0.06 6 0.0036 0.36

3 0.09 8 0.0081 0.72

4 0.12 12 0.0144 1.44

5 0.15 14 0.0225 2.10

6 0.18 21 0.0324 3.78

7 0.21 27 0.0441 5.67

Σ 0.84 92 0.1260 14.19



Data pada tabel 4.7 tersebut dapat di gambarkan pada dari grafik data

percobaan ke-3 seperti dibawah ini (grafik 4.4). Pada pengolahan data percobaan

ke-3 seperti pada tabel 4.7 maka akan didapatkan nilai (Σx)² = 0.7056. Analisa

data percobaan ke-3 ini sama seperti percobaan sebelumnya (percobaan ke-1 dan

percobaan ke-2) yaitu ketika nilai konsentrasi larutan gula ditambahkan dari

konsentrasi larutan gula sebelumnya, maka sudut putar yang dihasilkan akan lebih

besar nilainya dari sudut putar sebelumnya. Jadi, semakin besar nilai konsentrasi

larutan gula (C) maka semakin besar juga nilai sudut putar larutan (ϕ ) pada

bidang polarisasi.








a sebesar 106,39 dan nilai b sebesar 1255,83. Kemudian dengan menggunakan


62,79 ˚cm²/gr.






1 5 100 0.05 2 3 1

2 10 100 0.10 2 4 2

3 15 100 0.15 2 6 4

4 20 100 0.20 2 9 7

5 25 100 0.25 2 14 12

6 30 100 0.30 2 16 14

7 35 100 0.35 2 19 17






X² XY X Y

1 0.05 1 0.0025 0.10

2 0.10 2 0.010 0.20

3 0.15 4 0.0225 0.60

4 0.20 7 0.040 1.40

5 0.25 12 0.0625 3.00

6 0.30 14 0.090 4.20

7 0.35 17 0.1225 5.95

Σ 1.40 57 0.3500 15.45



Data pada tabel 4.9 tersebut dapat di gambarkan pada dari grafik data

percobaan ke-4 seperti di bawah ini (grafik 4.5). Pada pengolahan data percobaan

ke-3 seperti pada tabel 4.7 maka akan didapatkan nilai (Σx)² = 1.96. Analisa data

percobaan ke-3 ini sama seperti percobaan sebelumnya (percobaan ke-1,

percobaan ke-2, dan percobaan ke-3) yaitu ketika nilai konsentrasi larutan gula

ditambahkan dari konsentrasi larutan gula sebelumnya, maka sudut putar yang

dihasilkan akan lebih besar nilainya dari sudut putar sebelumnya. Jadi, semakin

besar nilai konsentrasi larutan gula (C) maka semakin besar juga nilai sudut putar

larutan (ϕ ) pada bidang polarisasi.








a sebesar 112.14 dan nilai b sebesar 1182,47. Kemudian dengan menggunakan


59.13 ˚cm²/gr.



4.5 Menentukan Nilai Konsentrasi Gula Terlarut

4.5.1 Pengambilan Data Percobaan ke-1

Proses pengambilan data percobaan ke-1 yaitu mengukur nilai konsentrasi

gula terlarut kemudian membandingkan data konsentrasi hasil percobaan dengan

data konsentrasi riil. Nilai sudut putar jenis larutan gula ( Dt][α ) dari hasil

percobaan sebelumnya yang digunakan untuk percobaan ke-1 ini yaitu sebesar

62,79 ˚cm²/gr. dan menggunakan persamaan 2.8 untuk menentukan perhitungan

nilai konsentrasi gula terlarut. Data perbandingan nilai konsentrasi gula terlarut

(konsentrasi riil) dengan nilai konsentrasi gula terlarut dari hasil percobaan pada

tabel dibawah ini.

Tabel 4.9. Data Perbandingan Nilai Konsentrasi Gula Terlarut.

Konsentrasi Gula Riil Konsentrasi Gula Hasil Percobaan

No M (gr) V (ml) C (gr/ml) φₒ˚ φ₁˚ Δφ˚ C (gr/ml)

1 4 100 0,04 0 3 3 2

2 6 100 0,06 0 7 7 5

3 8 100 0,08 0 4 4 3

4 10 100 0,10 0 9 9 7

5 12 100 0,12 0 8 8 6

6 15 100 0,15 0 9 9 7

7 18 100 0,18 0 7 7 5

8 20 100 0,20 0 8 8 6

Dari tabel data hasil percobaan diatas (tabel 4.9), didapatkan data

konsentrasi gula terlarut hasil percobaan, data tersebut kemudian di bandingkan

dengan konsentrasi gula riil. Dari hasil percobaan berikut, dapat dilakukan

percobaan berikutnya untuk mengukur konsentrasi gula terlarut, dan dari hasilnya

dapat di tentukan nilai kesalahan literatur dari hasil pengukuran dan nilai standar



deviasi. Nilai tersebut untuk mengetahui ketelitian pada percobaan dengan

menggunakan alat ukur polarimeter.

4.5.2 Pengambilan Data Percobaan ke-2

Setelah melakukan percobaan ke-1 untuk mengukur nilai konsentrasi gula

terlarut, maka selanjutnya dilakukan pengukuran ke-2 untuk menentukan nilai

perhitungan kesalahan literatur dan standar deviasi dengan menggunakan nilai

sudut putar jenis larutan gula. Nilai sudut putar jenis larutan gula ( Dt][α )yang

digunakan pada percobaan ke-2 sama dengan percobaan ke-1 yaitu 62,79 ˚cm²/gr.

Proses pengambilan data percobaan ke-2 ini yaitu dengan prosedur yang sama,

mula-mula dengan menggunakan sampel larutan gula (konsentrasi riil) seakan-

akan sampel larutan gula tersebut belum diketahui nilai konsentrasinya. Kemudian

mengukur nilai pergeseran sudut putar larutan gula, setelah diketahui nilai

pergeseran sudut putar larutan gula, kemudian mengukur nilai konsentrasi gula

terlarut. Percobaan ke-2 ini dilakukan 8 kali pengukuran, untuk menentukan nilai

kesalahan literatur dan standar deviasi setelah dibandingkan nilai konsentrasi gula

(konsentrasi riil) dengan nilai konsentrasi gula terlarut hasil pengukuran. Dari

nilai kesalahan litertur dan nilai standar deviasi dapat diketahui ketelitian pada

percobaan dengan alat ukur polarimeter.

Data pengukuran nilai pergeseran sudut putar larutan gula dengan

menggunakan konsentrasi gula riil dapat dilihat pada tabel dibawah ini.



Tabel 4.10 Data Pengukuran Nilai Pergeseran Sudut Putar Larutan Gula.

Setelah didapatkan data pengukuran nilai pergeseran sudut putar larutan

gula, maka dapat di tentukan nilai konsentrasi gula terlarut. Dalam pengukuran

untuk menentukan nilai konsentrasi gula terlarut ini dilakukan 8 kali pengukuran

dan dari data tersebut dilakukan perhitungan untuk menghitung nilai rata-rata

konsentrasi gula terlarut. Nilai rata-rata konsentrasi gula terlarut ini digunakan

untuk perhitungan dalam menentukan kesalahan literatur dan standar deviasi. Data

pengukuran konsentrasi gula terlarut dapa dilihat pada tabel dibawah ini.

Tabel 4.11 Data Pengukuran Konsentrasi Gula Terlarut.

Konsentrasi Gula Riil Data Pengukuran Konsentrasi Gula Terlarut

C (gr/ml) Nilai Rata-rata

No. M (gr) V (ml) C (gr/ml) 1 2 3 4 5 6 7 8 C (gr/ml)

1 4 100 0,04 0 4,8 6,1 8,2 7,2 2,4 0 8,2 5,0

2 6 100 0,06 2,4 0 3,2 9,6 0 6,4 2,4 1,6 5,0

3 8 100 0,08 4,0 1,6 5,7 0 9,6 8.0 3,2 4.0 5,0

4 10 100 0,10 8,2 2,4 5,7 4,8 6,4 0 8,0 4,1 4,0

5 12 100 0,12 6,4 7,6 0 7,6 3,2 2,9 0,1 4,8 5,0

6 15 100 0,15 8,2 5,7 2,9 3,2 1,6 8.0 6,4 1,6 5,0

7 18 100 0,18 5,7 0 4,0 1,6 3,2 4.0 8,2 5,7 4,0

8 20 100 0,20 0 8,2 6,4 8,0 3,2 5,7 8,2 8,2 6,0



Kemudian setelah didapatkan nilai konsentrasi gula terlarut, dilakukan

perhitungan untuk menentukan kesalahan luteratur dan standar deviasi. Data hasil

perhitungan tersebut dapat dilihat pada berikut.

Tabel 4.12 Data Perhitungan kesalahan literatur dan standar deviasi.

Konsentrasi Riil Data Perhitungan

Kesalahan Literatur Standar Deviasi

No M

(gr) V

(ml) C (gr/ml)

1 4 100 0,04 25% 0,37

2 6 100 0,06 16% 0,37

3 8 100 0,08 52% 1,51

4 10 100 0,10 42% 1,89

5 12 100 0,12 50% 2,64

6 15 100 0,15 53% 3,77

7 18 100 0,18 58% 5,29

8 20 100 0,20 62% 6,04

Pada data perhitungan kesalahan literatur dan standar deviasi (tabel 4.12),

maka dapat ditentuakn ketelitian pada pengukuran dengan alat ukur polarimeter

ini. Ketelitian pada pengukuran dengan alat ukur polarimeter ini masih kurang

sempurna, karena terdapat nilai yang tinggi pada kesalahan literatur. Nilai yang

tinggi pada kesalahan literatur mungkin disebabkan beberapa faktor, yaitu

panasnya lampu natrium ketika lampu natrium dinyalakan terlalu lama pada

proses pengukruan dan lampu natrium tersebut menyebabkan terganggunya proses

sumber pencahayaan pada alat ukur polarimeter dan kurang bersihnya tabung

larutan gula ketika penggantian larutan gula pada pengukuran konsentrasi larutan

berikutnya.



5. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari Pengamatan yang dilakukan, maka penulis mempunyai beberapa

kesimpulan diantaranya :

1. Nilai konsentrasi larutan gula berbanding lurus dengan nilai sudut putar larutan

yang terukur.

2. Dari Grafik hubungan nilai konsentrasi larutan gula dan sudut putar larutan

gula, bahwa Semakin besar nilai konsentrasi larutan gula (C) maka semakin

besar juga nilai sudut putar larutan (ϕ ) pada bidang polarisasi.

3. Nilai sudut putar jenis larutan gula ( Dt][α ) yang didapatkan pada percobaan

ke-1 sebesar 77,1 ˚cm²/gr.





6. Nilai sudut putar jenis larutan gula ( Dt][α )yang didapatkan pada percobaan

ke-4 sebesar 59.13 ˚cm²/gr.

7. Secara teori nilai sudut putar jenis larutan gula ( Dt][α ) sebesar 66,5 ˚cm²/gr.

Dan nilai sudut putar yang digunakan untuk menentukan konsentrasi gula

terlarut menggunakan nilai pada percobaan ke-3 sebesar 62,79 ˚cm²/gr, karena

nilai tersebut mendekati dari nilai sudut putar jenis larutan gula ( Dt][α ) secara

teori.



5.2 Saran

Dalam melakukan pengujian ini, ternyata alat ukur polarimeter ini masih belum maksimal atau sempurna. Berikut ini merupakan beberapa saran untuk penyempurnaan dalam pembuatan dan penygujian selanjutnya.

1. Memperhatikan kondisi lampu natrium ketika sedang pengukuran agar tidak

menggangu sumber pencahayaan.

2. Pada alat ukur polarimeter ini agar ditambahkan komponen yaitu kolimator

untuk filter atau penyaring langsung dari lampu natrium.

DAFTAR ACUAN

[1] Jenkins, Francis A dan Harvey E White. 1981. Fundamentals of Optics.

Singapura : Mc Graw–Hill Book Co. (495-507).

[2] Tippler, Paul. 2001. Fisika untuk Sains dan Teknik, jilid 2 (terjemahan).

Jakarta : Erlangga. (422-467).

[3] Sarojo, Ganijanti Abi. 1981. Seri Fisika Dasar ; Gelombang dan Optika, Edisi

ketiga. Jakarta ; Jurusan Fisika FIPIA Universitas Indonesia. (93-187).

[4] Khanafiyah, Siti. 2010. Modul Mata Kuliah Optika. Semarang: Jurusan Fisika

FMIPA Unnes. (3-7).

[5] Sears, Francis wetson. 1949. Optics, Third Edition. Addison-wesley

Publishing Company, Inc. (322-347).

[6] Halliday, D dan Resnick, R.1984. Fisika Jilid 2, Edisi ketiga. Jakarta:

Penerjemah Pantur Silaban Ph.D dan Drs. Erwin Sucipto. Erlangga (446-478).

[7] http://www.parallax.com/sensor/datasheet/standar-servo.pdf, dibuka pada

tanggal 11 Oktober 2012 Pukul 11.27 WIB.

[8] http://www.ccrs.nrcan.gc.ca/glossary/index_e.php?id=3104, dibuka pada

tanggal 11 Oktober 2012 pukul 9.23 WIB.



[9] http://mathworld.wolfram.com/LeastSquaresFitting.html dibuka pada tanggal

12 Oktober 2012 pukul 17.27 WIB.

[10] http://www.physicsclassroom.com/index/class/light/u12l1e.cfm, dibuka pada


[11] http://www.pasco.com/index/download/OpticsExperiments.pdf, dibuka pada


[12] http://alldatasheet.com dibuka pada tanggal 12 Oktober 2012 pukul 17.42

WIB.


Documents

Ringkasan Tugas Akhir / Skripsi