perancangan pointing controller antena parabola berbasis

Tugas Akhir - 2011
PERANCANGAN POINTING CONTROLLER ANTENA PARABOLA BERBASIS
MIKROKONTROLLER
A Achyar Nur¹, Basuki Rahmat², Junartho Halomoan³
¹Teknik Telekomunikasi, Fakultas Ilmu Terapan, Universitas Telkom
Abstrak
Antena stasiun bumi adalah salah satu bagian dalam sistem komunikasi satelit, karena bagian ini
berfungsi sebagai interface transceiver antara satelit dengan stasiun bumi. Pada sistem
komunikasi satelit, arah antena stasiun bumi memegang peranan penting, karena penyimpangan
arah antena akan berpengaruh terhadap kinerja komunikasi. Untuk mengarahkan antena
dilakukan suatu proses Pointing. Dengan setting parameter-parameter pengarahan reflector
satelit, berupa posisi satelit dan posisi stasiun bumi secara Latitude dan Longitude,
Data parameter sudut ini akan dikalkulasi secara software komputer untuk mendapatkan sudut
inklinasi dan deklinasi antena yang dikonversikan dalam bentuk nilai counter. Nilai counter ini
diumpankan ke bagian kontrol, yang kemudian mengatur pergerakan motor untuk mengatur arah
reflektor antena parabola ke arah satelit yang diinginkan sesuai dengan parameter yang disetting. Hasil pengarahan antena yang baik akan memberikan kualitas sinyal yang baik pada
penerimaan sinyal.
Dalam implementasi dan pengujian, didapatkan hasil pointing controller dapat mengarahkan
antena ke satelit berdasarkan parameter-parameter posisi yang menjadi masukan dalam software
kalkulasi. Indikator kebenaran pengarahan yaitu adanya keluaran berupa channel yang
ditranslasikan di decode penerima DVB-S.
Kata Kunci : Latitude, Langitude, Mikrokontroler, Inklinasi dan Deklinasi
Abstract
Ground Segment Antenna is the part of Satellite Communication System, since the function as
interface receiver between satellite and ground segment. Ground Segment direction is an
important role for satellite communication system, direction from the antenna affect the
communication performance. To set the antenna direction do process called pointing. By setting
the parameter of the reflector satellite directional, consist of satellite position and ground
segment position’s Latitude and Longitude.
From the angel parameter, will be calculated in a software computer manner to get inclination
and declination angel of antenna that converted to counter value form. The counter value thrown
to controller section, and then the controller arrange the motor movement to set the reflector
antenna direction toward satellite which desirable according with the parameter already set. The
best antenna directional result will give best signal quality in signal receiver.
During the implementation and testing, the results obtained controller can arrange the dish to
the satellite based on the position parameters in the software calculations. Indicator of the truth
direction that is the output of the channel can be translated in the decode DVB-S.
Keywords : Latitude, Longitude, Microcontroller, Inclination and Declination
Fakultas Ilmu Terapan
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2011
BAB I Pendahuluan
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Antena stasiun bumi adalah salah satu bagian penting dalam sistem
komunikasi satelit, karena bagian ini berfungsi sebagai
interface transceiver
antara satelit dengan stasiun bumi. Pada sistem komunikasi satelit, arah antena
stasiun bumi memegang peranan penting, karena penyimpangan arah antena akan
berpengaruh terhadap kinerja komunikasi, meskipun penyimpangan arah antena
terjadi relatif kecil. Untuk mendapatkan arah antena yang baik dilakukan sebuah
proses pointing. Pointing ini merupakan sebuah tindakan mengarahkan antena
stasiun bumi ke satelit agar didapat kinerja level daya sinyal maksimal. Pointing
dapat dilakukan dengan dua cara yaitu pointing manual dan otomatis. Pointing
manual adalah pointing yang dilakukan dengan mengarahkan reflector antena
secara vertikal dan horizontal, sehingga didapatkan sudut elevasi dan azimut yang
sesuai. Untuk mendapatkan pengarahan yang tepat dengan menggunakan proses
pointing manual, dibutuhkan waktu yang relatif lama. Sedangkan pointing
otomatis yaitu pointing menggunakan alat. Dengan pointing otomatis ini akan
memberikan kemudahan dalam pengarahan reflector antena dan ketepatan
pengarahan yang lebih baik.
Seiring berkembangnya teknologi, dibutuhkan sebuah alat yang dapat
mengarahkan reflector antena yang cepat dan bisa mendapatkan pengarahan yang
lebih teliti. Untuk saat ini, pointing otomatis dibuat untuk stasiun bumi berdimensi
besar dan fix (menetap). Dibutuhkan sebuah pointing otomatis yang sederhana
untuk penerima sinyal satelit yang berdimensi kecil.
Pada proyek akhir ini
dirancang sebuah alat pointing antena secara otomatis berbasis microcontroller
ATmega8535 yang dikontrol oleh sebuah software komputer.
Hasil rancangan berupa sebuah alat pointing controller yang dapat
mengarahkan antena parabola ke satelit yang diinginkan sesuai dengan setting
parameter-parameter yang menjadi masukan sistem.
Institut Teknologi Telkom
Fakultas Ilmu Terapan
1
Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2011
BAB I Pendahuluan
1.2
Rumusan Masalah
1.2.1
Masalah Latar Belakang Pembuatan PA:
Berikut adalah masalah yan melatar belakangi pembuatan PA:
1. Ada beberapa channel yang diinginkan akan tetapi tidak terdapat pada
satelit yang sama. Sehingga dibutuhkan untuk menggerakkan arah antena
ke satelit yang berbeda untuk mendapatkan channel yang variatif
2. Untuk mengarahkan antena ke satelit, masih banyak menggunakan pointing
manual tanpa memperhatikan parameter-parameter koordinat satelit dan
posisi antena penerima, sehingga waktu untuk mendapatkan sinyal satelit
yang diinginkan relatif lama dan pengarahan yang didaptkan kurang tepat.
3. Dibutuhkan sebuah alat yang dapat menggerakkan arah antena ke satelit
untuk antena penerima yang berdimensi kecil.
1.2.2
Masalah Pembuatan PA:
Berikut adalah masalah dalam pembuatan PA:
1. Cara membuat sebuah pointing otomatis untuk dimensi stasiun bumi kecil
penerima
2. Mendisain sebuah algoritma dan program alat pointing antena pada
mikrokontroler ATmega8535
3. mensimulasikan alat pointing antena sesuai dengan setting parameterparameter posisi satelit dan antena penerima.
4. Membuat keluaran reed switch stabil sebagai pembacaan jumlah nilai
counter oleh mikrokontroler.
5. Memberikan catuan daya yang tepat pada motor, sehingga dapat
menggerakkan antena yang memiliki beban besar dengan baik.
1.3
Tujuan Perancangan
Tujuan dari proyek akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Realisasi pointing otomatis untuk dimensi stasiun bumi yang sifatnya
penerima, yang memanfaatkan parameter-parameter posisi sateil dan posisi
antena penerima yang dimensnya kecil
Institut Teknologi Telkom
Fakultas Ilmu Terapan
2
Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2011
BAB I Pendahuluan
2. Realisasi alat pointing antena secara otomatis menggunakan mikrokontroler
ATmega8535.
3. Membuat alat pointing antena sesuai dengan yang telah ditentukan, untuk
mempermudah mengarahkan antena ke satelit yang diinginkan.
1.4
Batasan Masalah
Untuk mempermudah dan membatasi cakupan pembahasan masalah pada
Proyek Akhir ini maka diberikan batasan-batasan sebagai berikut:
1. Menggunakan microcontroller ATmega8535
2. Menggunakan sensor reed switch yang mendeteksi nilai counter putaran
motor dalam membentuk sudut.
3. Bahasa pemrograman mikrokontroler menggunakan bahasa C.
4. Menggunakan perhitungan kalkulasi sudut dan kemiringan antena dengan
memanfaatkan parameter koordinat garis bujur.
5. untuk kalkuasi sudut dan kemiringan antena menggunakan pemrograman
visual basic.
6. Tidak membahas masalah transmisi yang mendalam.
7. Tidak membahas konfigurasi ATmega8535 yang mendalam.
1.5
Metode Penyelesaian Masalah
Tahapan yang dilakukan dalam menyelesaikan proyek akhir ini :
1. Studi Literatur
Studi Literatur ini dimaksudkan untuk mencari dan mempelajari dasar
teori yang mendukung desain aplikasi pada proyek akhir ini, yaitu dari
buku, jurnal, dan referensi lain yang relevan dengan hal – hal yang
berkaitan dengan perancangan.
2. Observasi
Melakukan observasi tentang hardware/software pendukung
apa saja
yang dibutuhkan untuk membangun pointing controller yang digunakan
untuk mendesain interface maupun fungsi-fungsi lainnnya pada proyek
akhir ini.
Institut Teknologi Telkom
Fakultas Ilmu Terapan
3
Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2011
BAB I Pendahuluan
3. Desain
Pada tahap ini dilakukan perancangan hardware/software aplikasi sesuai
dengan spesifikasi yang telah ditentukan.
4. Pengujian
Melakukan simulasi terhadap hardware pointing controller.
5. Penyusunan Laporan
Setelah melakukan pengujian dan analisis alat, hasil keluaran yang didapat
ditulis dalam bentuk laporan.
1.6
Sistematika Penulisan
Sistematika yang digunakan dalam pembahasan mengenai proyek akhir ini
yaitu sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisi uraian singkat tentang latar belakang, tujuan perancangan,
perumusan masalah, batasan masalah, metode penyelelesaian masalah, sistematika
penulisan, diagram alir perancangan, dan rencana kerja.
BAB II DASAR TEORI
Bab ini berupa uraian konsep dan teori dasar secara umum yang
mendukung dalam pemecahan masalah, baik yang berhubungan dengan sistem
maupun perangkat.
BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI
Pada bab ini akan dibahas mengenai perancangan dan realisasi alat yang
akan dibuat.
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA
Bab ini menguraikan pengujian dan analisa prinsip kerja sistem yang telah
dibuat. Pengujian dan analisa sistem akan mengacu pada spesifikasi yang telah
disebutkan untuk mengetahui apakah hasil rancangan sesuai dengan spesifikasi.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran terhadap hasil yang diperoleh
dari penelitian yang telah dilakukan.
Institut Teknologi Telkom
Fakultas Ilmu Terapan
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
4
Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2011
BAB V Kesimpulan dan Saran
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil perancangan dan pengujian pada proyek akhir ini maka
dapat disimpulkan bahwa:
1. Membuat pointing otomatis bisa direalisasikan dengan menggunakan IC
Mikrokontroler ATmega8535. IC mikrokontroler ini mengatur pergerakan
motor sesuai dengan informasi data yang diterima dari software kalkulasi
dengan memanfaatkan komunikasi serial.
2. Tegangan keluaran catu daya dapat disimpulkan memenuhi kebutuhan sistem
berdasarkan dari hasil pengukuran. Untuk tegangan catuan sistem minimum
sebesar 4,9 ± 0,03 VDC, relay motor sebesar 11,86 ± 0,13 VDC, dan motor
sebesar 35,77 ± 0,49 VDC.
3.
Keluaran dari reed switch sensor adalah sebuah pulsa 1 dan pulsa 0, ketika
aktif maka bernilai 0 dengan keluaran sebesar 0VDC dan ketika non-aktif
maka bernilai 1 dengan keluarnya 4,65±0,20VDC. Keluaran ini difungsikan
untuk menghitung nilai counter pergerakan yang dilakukan oleh motor.
4. Hasil pengujian rangkaian secara keseluruhan, terdapat beberapa perbedaan
antara hx kalkulasi secara teori dan hx pengukuran praktis. Hal ini
dikarenakan tingkat exact teori lebih teliti dibandingkan dengan hx
pengukuran secara praktis di lapangan.
5.2
SARAN
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dan hasil yang telah dicapai
pada proyek akhir ini, penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan pada
sistem ini, maka dapat diambil beberapa saran yang dapat dikembangkan lebih
lanjut diantaranya :
1. Pada saat pencatuan sensor, apabila memanfaatkan tegangan internal sismin,
sebaiknya sistem keluaran sensor bersifat active low, hal ini untuk menjaga
agar keluaran sensor yang akan menjadi masukan sismin tetap stabil.
Institut Teknologi Telkom
Fakultas Ilmu Terapan
28
Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2011
BAB V Kesimpulan dan Saran
2. Untuk menjaga konsumsi arus tetap merata, disarankan untuk mendesain
transformator sendiri. Karena pada umumnya arus keluaran transformator
dari pabrikan, tidak murni keluarannya sesuai spesifikasi.
3. Untuk pengembangan lebih lanjut, bisa menggunakan modul GPS, untuk
memaksimalkan otmatisasi kinerja sistem dan akurasi dalam penentuan posisi
antena penerima.
Institut Teknologi Telkom
Fakultas Ilmu Terapan
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
29
Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2011
DAFTAR PUSTAKA
Haryono, Nono. Reed Switch.[Online]: <
http://otosensing.blogspot.com/2010/11/reed-switch.html> [24 Mei 2010]
Heryanto, Ary dkk. Pemrograman Bahasa C untuk Mikrokontroller ATMEGA
8535. Bandung: Penerbit Andi
Laboratorium Mikroprosesor dan Antarmuka. 2009. Modul Praktikum
Laboarotirum Mikroprosesor dan Antarmuka D3TT – Mikrokontroler. Bandung.
Mahmud, Rahmat. 2007. Komunikasi Satelit. STM Telkom Makassar
Martian.com, Tracking.[Online]: < http://sattracker.mrtian.com/?Tracking> [18
September 2010]
Pratt, Timothy. dkk. 2003. Satellite Communications. John Willey & Sons
Tri T. Ha. 1990. Digital Satellite Communications. New York : McGraw-Hill
Wikipedia, Visual Basic. [Online]: <http://id.wikipedia.org/wiki/Visual_Basic>
[17 Mei 2010]
Fakultas Ilmu Terapan
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi