Pemanfaatan modul transmitter-receiver untuk

2.3
Antena
Antena merupakan sebuah transduser
yang dirancang untuk mengirim atau
menerima gelombang elektromagnetik. Dalam
hal ini antena akan mengkonversi gelombang
elektromagnetik menjadi arus listrik atau
sebaliknya. Antena secara praktis dapat
mentransmisi dan menerima sinyal frekuensi
radio, seperti radio dan televisi. Di udara,
perjalanan sinyal terjadi sangat cepat dengan
gangguan transmisi yang sangat rendah.
Secara fisik, antena merupakan susunan
satu atau lebih konduktor yang dalam konteks
ini disebut elemen. Pada sistem transmisi, arus
dibuat dalam unsur-unsur dengan menerapkan
tegangan pada terminal antena dan
menyebabkan
unsur-unsur
untuk
memancarkan medan elektromagnetik.
Ada dua jenis pola dasar antena pengarah
yang mengacu pada dua dimensi tertentu
(Hanafi 2006):
1. Omni-directional (memancar dengan
kekuatan yang sama ke semua arah),
seperti sebuah batang vertikal pada
bidang horizontal.
2. Directional (memancar dengan kuat
pada satu arah saja).
2.3.1 Random Wire Antenna
Antena dengan model Random Wire
merupakan antena yang dirancang dengan
menggunakan kawat kabel yang sangat
panjang (setidaknya seperempat dari panjang
gelombang) dengan salah satu kabel
terhubung ke sumber radio dan yang lainnya
berada di ruang bebas. Keberadaan kabel pun
dapat diatur dengan bebas disesuaikan dengan
ruang yang tersedia.
Konstruksi dari antena ini idealnya
dibuat sebisa mungkin memanjang lebih
tinggi dari pepohonan dan juga bangunan.
Proses lilitan kabel (untuk menyesuaikan
dengan ruangan) bisa dilakukan, namun dapat
mengurangi efektifitas dan akan membuat
analisis teoritis menjadi sangat sulit.
Menambah panjang kabel akan lebih
membantu dibanding melakukan lilitan pada
kabel.
2.3.2 Perhitungan Panjang Antena
Seorang perancang antena harus
memperhitungkan
rancangannya
sesuai
dengan aplikasi yang akan dilakukan,
biasanya antena dirancang sesuai dengan
bahan dan tempat yang ada, juga dibuat untuk
beroperasi pada rentang frekuensi yang relatif
sempit untuk memperkecil resiko gangguan.
Sebuah antena yang umum adalah sebuah
batang vertikal seperempat dari panjang
gelombang panjang (Hanafi 2006).
Rumus penghitung panjang antena
sederhana untuk model Random wire antenna
(Safi’i 2009):
984
( feet )
f ( MHZ )
atau :
300
f ( MHZ )
( meter )
Rumus di atas diperoleh dari kecepata rambat
gelombang radio di ruang bebas yaitu 983,573
kaki per detik, atau 299,793 meter per detik
dan dibulatkan menjadi 300 meter per detik
yang dihitung dari jarak antar periode.
Sehingga ketika ingin menghitung panjang
antena dengan ukuran setengah panjang
gelombang (biasa dilakukan) dapat langsung
menggunakan rumus :
491,8
f ( MHZ )
atau :
2
2
150
f ( MHZ )
( feet )
(meter )
Adanya perbedaan kecepatan rambat
gelombang radio di udara terhadap suatu
penghantar, maka dalam menghitung panjang
fisik antena pada umumnya masih harus
dikurangi reduction factor sebesar ±5%.
III. METODOLOGI
3.1
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan mulai bulan April
2009 di Workshop Instrumentasi Meteorologi,
Departemen Geofisika dan Meteorologi,
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam, Institut Pertanian Bogor.
3.2
Alat dan Bahan
Alat-alat dan bahan yang digunakan
adalah:
3 Tipe modul transmitter-receiver
sederhana dengan seri produk YCJSCON4PC, TDL-T70, dan CDT-8L.
Kabel tunggal tembaga
Komponen – komponen elektronika
Perlengkapan workshop mekatronik
Alat ukur elektronika (Digital Volt Meter /
DVM)
Perangkat interface 14 kanal input / output
(USB port) workshop instrumentasi
13
Aki / baterai kering 12 volt
3.3
Metode Penelitian
Penelitian ini dilakukan dalam beberapa
tahap sesuai dengan flowchart penelitian
(lampiran 1).
3.3.1 Uji Karakteristik Modul dan
Pengiriman Data
Pengujian dilakukan untuk melihat
apakah sistem telemetri yang terdapat pada
modul transceiver tipe 1 (seri YCJSCON4PC),2 (seri TDL-T70), dan 3 (seri CDT-8L)
dapat dimanfaatkan dengan baik dalam
pengiriman sinyal data sesuai dengan sistem
yang diinginkan sekaligus melihat karakter
yang dimiliki oleh masing-masing tipe modul.
Tipe modul ini dibagi sesuai dengan waktu
perolehan modul ini di pasar elektronik
Pengujian dilakukan baik secara manual
maupun dengan menggunakan rangkaian
elektronik tambahan. Saat menggunakan
rangkaian tambahan, modul di operasikan
dengan menggunakan rangkaian astable free
running.
3.3.2 Aplikasi Alat Dalam Pengukuran
Diagram pada gambar 4 merupakan blok
rangkaian elektronik yang digunakan dalam
aplikasi alat sebagai sistem pengiriman dan
penerimaan data dengan menggunakan sistem
telemetri setelah melakukan tahap-tahap uji
coba pada modul.
3.3.3 Uji Kecepatan Reaksi Tombol
Modul
Pengujian dilakukan untuk melihat
berapa cepat respon tombol pada modul,
sehingga dapat diketahui waktu minimum
tombol dapat merespon data yang masuk.
Pengujian dilakukan dengan menggunakan
rangkaian astable free running pada satu
kanal saja.
Gambar 5. Diagram alir uji kecepatan reaksi
tombol modul
Gambar 4. Diagram blok rangkaian elektronik sistem telemetri
42
3.3.4 Uji Panjang Pulsa Sinyal
Pengujian dilakukan untuk melihat
berapa panjang pulsa sinyal minimal yang
dapat di respon oleh modul. Pengujian ini
dilakukan dengan menggunakan astable free
running, blok delay , dan rangkaian
monostable.
3.3.5.3 Persiapan Rangkaian Monostable
Rangkaian ini berfungsi sebagai pengatur
panjang pulsa yang dikirim dari rangkaian
blok delay. Panjang pulsa yang keluar diatur
menggunakan kombinasi dari resistor dan
kapasitor. Panjang pulsa yang dihasilkan
diatur hingga batas minimal panjang pulsa
dapat di respon oleh modul.
3.3.6
Jarak Jangkau Pengiriman Data
Salah satu cara pengoptimalan jarak
jangkauan adalah dengan memodifikasi
bagian antena baik pada modul transmitter
maupun receiver.
Rumus penghitung panjang antenna
(Safi’i 2009):
2
300
2 f ( MHZ )
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
Gambar 6. Diagram alir uji panjang pulsa
sinyal
3.3.5 Persiapan Pengujian
3.3.5.1 Persiapan Rangkaian Astable Free
Running
Rangkaian free running pada uji ini
berfungsi sebagai penghasil pulsa/ sinyal
secara kontinu dengan periode interpulse yang
divariasikan secara mandiri. Variasi pajang
pulsa didapat dari kombinasi antara resistor
dan kapasitor. Pulsa sinyal yang dihasilkan
diatur dan terus diubah dari frekuensi yang
lambat sampai batas minimal kecepatan pulsa
sinyal dapat di respon oleh modul.
3.3.5.2 Persiapan Rangkaian Blok Delay
Rangkaian ini dipersiapkan untuk
pengujian panjang pulsa sinyal dan berfungsi
sebagai penunda penghitung pulsa dari astable
free running untuk menghasilkan satu pulsa.
Setelah pulsa yang didapat dari rankaian
astable free running masuk sejumlah 2n maka
rangkaian ini akan menghasilkan satu pulsa.
Pada uji kali ini rangkaian delay
menggunakan IC 4020.
Pemanfaatan Modul
Sebelum
memanfaatkan
modul,
dilakukan pengujian seberapa baik sistem
yang dimiliki oleh modul tersebut dapat
mendukung penelitian. Hal ini dilakukan
karena produk modul ini dipasarkan dengan
tidak disertai kelengkapan informasi berupa
karakter dan spesifikasinya. Pengujian ini
dilakukan secara manual (tombol yang ada
pada modul transmitter ditekan secara acak
sesuai dengan pengujian karakter) dan
beberapa ada yang dilakukan dengan
menggunakan rangkaian tambahan.
4.1.1 Karakteristik Modul Tipe 1 (seri
YCJSCON-4PC)
Pengujian modul ini dilakukan untuk
melihat beberapa karakter modul, meliputi
berfungsi atau tidaknya modul dalam usaha
pengiriman data, respon kanal terhadap data
yang masuk, dan jarak tempuh perkiraan
pancaran untuk melihat sejauh apa modul ini
dapat beroperasi secara maksimal. Namun,
percobaan ini masih dilakukan secara manual.
Hasil dari pengujian modul ini adalah
data berupa pulsa sinyal dapat terkirim dan
diterima dengan baik oleh modul receiver.
Namun ada kendala pada sistem penggunaan
kanal yang tersedia, yaitu suatu kanal yang
telah dibuka (saat satu tombol ditekan) maka
tidak dapat tertutup secara otomatis. Kondisi
ini menyebabkan data tidak dapat masuk
secara berurutan pada kanal yang sama (saat
tombol ditekan berkali-kali) tanpa diselingi
5