Rancang Bangun Sistem Instrumen Spektroskopi Impedansi Elektrokimia Dengan Sumber Sinyal Frekuensi Tegangan Pada Mode Sweep
Abstract
Spektroskopi Impedansi Elektrokimia (EIS) adalah teknik pengukuran yang menganalisis reaksi
elektrokimia melalui aliran sinyal pada elektroda. Analisis hubungan antara sinyal perturbasi dan respons menghasilkan
Impedansi. Dalam penelitian ini, dibuat alat EIS dengan sumber
sinyal dari modul Function Generator AD9833 DDS yang menghasilkan sinyal sinusoidal. Sinyal ini disalurkan ke
potensiostat untuk mengondisikan dan menerima respons sistem elektrokimia. Raspberry Pi 4 Model B mengendalikan
osiloskop GDS-1102A-U dan modul AD9833 DDS. Fungsi osiloskop GDS-1102A-U ini sebagai pengambilan akuisi data.
Data bilangan imajiner dari setiap sinyal ditemukan dengan Fast Fourier Transform (FFT). Hukum Ohm digunakan untuk
menghitung Impedansi kompleks dengan membagi sinyal perturbasi tegangan dan respons arus dalam bentuk bilangan
kompleks. Hasilnya direpresentasikan dalam Nyquist Plot. Regresi linear menunjukkan hubungan yang kuat antara
frekuensi input dan output dengan koefisien korelasi 99,99894% dan koefisien determinansi 99,97880112%. Error
pengukuran awal sebesar 1,690281212% turun menjadi
1,43350009107172%. Hubungan yang kuat juga ditemukan antara nilai Impedansi dan komponen real dengan koefisien
korelasi 92,43833129% dan koefisien determinansi 85,44845092%. Error awal 243,9793474% berkurang menjadi
8,837180343%. Sementara pada komponen imajiner, korelasi antara pengukuran dan nilai teoritis mencapai 71,72450153%
dengan koefisien determinansi 51,4440412%. Setelah regresi
linear, error pengukuran turun dari 227,5960622% menjadi 35,96855878%
Kata kunci—Spektroskopi Impedansi Elektrokimia, Tegangan, Frekuensi, Randles Circuit
References
Alavi, S. M. M., Mahdi, A., Payne, S. J., & Howey, D. A.
(2017). Identifiability of Generalized Randles Circuit
Models. IEEE Transactions on Control Systems
Technology, 25(6), 2112-2120.
-doi.org/10.1109/TCST.2016.2635582
Analog Devices. (2019). Low Power, 12.65 mW, 2.3 V to 5.5
V, Programmable Waveform Generator AD9833. 1-
www.analog.com
Arevalo-ramirez, T., Torres, C. C., Rosero, C., & Espinozamontero,
P. (2016). for Its Design and Construction.
Bard, A. J., & Faulkner, L. R. (2001). Double-Layer Structure
and Adsorption. In Electrochemical Methods -
Fundamentals and Applications.
Brigham, E. O., & Morrow, R. E. (1967). The fast Fourier
transform. IEEE Spectrum, 4(12), 63-70.
-doi.org/10.1109/MSPEC.1967.5217220
Busono, P., Febryarto, R., & Mayantasasi, M. (2018).
Rancang Bangun Potentiostat Ekonomis Berbasis
Mikrokontroler untuk Aplikasi Sensor Elektrokimia.
Prosiding Semnastek, 1-7.
Chen, B., & Liang, Z. (2018). The design and implementation
of high frequency signal generator based on DDS.
Proceedings - 8th International Conference on
Instrumentation and Measurement, Computer,
Communication and Control, IMCCC 2018, 1151-
-doi.org/10.1109/IMCCC.2018.00239
Cheng, Q., & Chen, Z. (2013). The Cause Analysis of the
Incomplete Semi-Circle Observed in High Frequency
Region of EIS Obtained from TEL-Covered Pure
Copper. International Journal of Electrochemical
Science, 8(6), 8282-8290.
-doi.org/10.1016/S1452-3981(23)12887-2
Harrar, J. E. (2013). The potentiostat and the voltage clamp.
Electrochemical Society Interface, 22(4), 42-44.
-doi.org/10.1149/2.F01134if
Hendrawan, M., Fathona, I. W., & Saputra, C. (2023).
Rancang Bangun Electrochemical Impedance
Spectroscopy dengan Sumber Sinyal Segitiga. 1-7.
Lazanas, A. C., & Prodromidis, M. I. (2023).
Electrochemical Impedance Spectroscopy - A Tutorial.
-doi.org/10.1021/acsmeasuresciau.2c00070
Macdonald, J. R., & Wiley, a J. (n.d.). Theory , Experiment ,and.
