PENGEMBANGAN SENSOR FIBER OPTIK PLASTIK TAPERING UNTUK MENDETEKSI LARUTAN KADMIUM (CD) DALAM AIR
DEVELOPMENT OF TAPERING PLASTIC FIBER OPTIC SENSORS FOR DETECTING CADMIUM (CD) SOLUTIONS IN WATER
Kadmium (Cd) merupakan logam berat beracun yang banyak ditemukan dalam limbah industri dan berpotensi mencemari air minum dalam kemasan (AMDK). Kontaminasi logam berat seperti Cd dapat menimbulkan gangguan kesehatan serius, sehingga diperlukan metode deteksi yang sensitif dan efisien. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan sensor fiber optik plastik dengan metode tapering untuk mendeteksi Kadmium dalam air, serta menganalisis pengaruh variasi panjang tapering terhadap karakteristik sensor. Desain penelitian berupa eksperimen kuantitatif dengan variabel manipulasi berupa panjang tapering (0,2 cm; 0,3 cm; dan 0,5 cm) dan konsentrasi larutan Cd (0; 0,05; 0,10; dan 0,15 ppm). Subjek penelitian adalah sistem sensor berbasis fiber optik dan larutan Cd. Teknik pengumpulan data dilakukan melalui pengukuran intensitas cahaya menggunakan laser BF4R dan BF5R, dengan instrumen pendukung berupa sistem pemanas kawat nikrom, sensor termokopel tipe K dengan modul MAX6675, motor stepper, dan Arduino UNO. Analisis data dilakukan dengan menghitung nilai loss, sensitivitas, resolusi, dan limit of detection (LoD). Hasil penelitian menunjukkan bahwa sensor dengan panjang tapering 0,3 cm memiliki performa terbaik dengan sensitivitas 33,739 dB/ppm dan LoD terendah sebesar 0,006 ppm diperoleh pada tapering 0,2 cm. Simpulan dari penelitian ini adalah bahwa sistem tapering otomatis yang dikembangkan efektif untuk meningkatkan sensitivitas deteksi Kadmium. Disarankan untuk penelitian lebih lanjut pada bentuk tapering yang berbeda dan menggunakan deteksi dengan logam berat lainnya.
Cadmium (Cd) is a toxic heavy metal commonly found in industrial waste and has the potential to contaminate bottled drinking water (BDW). Heavy metal contamination such as Cd can cause serious health problems, so a sensitive and efficient detection method is needed. This study aims to develop a plastic fibre optic sensor using the tapering method to detect cadmium in water, as well as to analyse the effect of tapering length variations on sensor characteristics. The research design is a quantitative experiment with manipulated variables of tapering length (0.2 cm, 0.3 cm, and 0.5 cm) and Cd solution concentration (0, 0.05, 0.10, and 0.15 ppm). The research subjects were the fibre optic-based sensor system and Cd solution. Data collection techniques were performed by measuring light intensity using BF4R and BF5R lasers, with supporting instruments including a nichrome wire heating system, type K thermocouple sensor with MAX6675 module, a stepper motor, and an Arduino UNO. Data analysis was performed by calculating the loss, sensitivity, resolution, and limit of detection (LoD) values. The results showed that the sensor with a tapering length of 0.3 cm had the best performance with a sensitivity of 33.739 dB/ppm, and the lowest LoD of 0.006 ppm was obtained at a tapering length of 0.2 cm. The conclusion of this study is that the developed automatic tapering system is effective in enhancing the sensitivity of cadmium detection. Further research is recommended on different tapering shapes and the use of detection with other heavy metals.