Simulasi Perancangan dan Analisa Antena Mikrostrip Patch Circular pada Frekuensi 2,4GHz untuk Aplikasi WLAN

(1)

ISSN: 2088-9984 Seminar Nasional dan Expo Teknik Elektro 2015

Simulasi Perancangan dan Analisa Antena

Mikrostrip Patch Circular pada Frekuensi 2,4GHz untuk Aplikasi WLAN

Syahrial, Teuku Yuliar Arif, dan Jarnawi Ariga

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala Jl. Tgk. Syech Abdul Rauf No. 7, Banda Aceh 23111

e-mail: syahrial@gmail.com

Abstrak—Antena merupakan bagian terpenting dalam sistem komunikasi wireless. Mikrostrip adalah salah satu jenis antena yang peraktis mempunyai ukuran dan dimensi yang sederhana dan mudah di fabrikasi. Pada penelitian ini dibahas bagaimana mendesain dan menganalisa antena mikrostrip dengan bentuk patch sirkular dengan spesifikasi jari-jari a= 16.94 mm. Saluran pencatu W = 4,9 mm. L = 32,9 mm. Dan spesifikasi substrat FR4 h = 1,6. εr = 4,4. Losstan = 0,02. Teknik pencatuan yang digunakan adalah dengan teknik Microstrip line feed.

Perancangan dan simulasi antena mikrostrip dilakukan menggunakan software Advanced Design System (ADS).

Setelah melakukan beberapa simulasi didapatkan hasil yang terbaik pada frekuensi 2,447 GHz didapat return loss sebesar -18,10 dB. Rentang bandwidth pada return loss -10 dB sebesar 5,72 % = 140 MHz. Gain sebesar 8,0 dB.

VSWR sebesar 1,28. Kesimpulan dengan merubah jari-jari patch dan panjang saluran pencatu akan mempengaruhi nilai-nilai parameter output antena yang di desain.

Kata kunci: Antena, mikrostrip, patch sirkular, ADS, WLAN

Abstract—Antenna is the most important part in a wireless communication system. Microstrip antenna is one kind of practical size and dimensions have a simple and easy in fabrication. In this study discussed how to design and analyze microstrip antenna with circular patch form with specification of radius a = 16,94 mm. feed line W = 4.9 mm. L = 32.9 mm. And FR4 substrate specifications h = 1.6. εr = 4.4. Loss tangent = 0.02. Rationing technique used is the technique of Microstrip line feed. design and simulation was performed using the software Advanced Design System (ADS).

After doing some simulations obtained the best results obtained at a frequency 2.447 GHz return loss of -18,10 dB.

Range bandwidth 5,72 % = 140 MHz. The gain 8,0 dB. VSWR 1.28. Conclusions by changing the radius of the patch and the feed line will affect the values of the output parameters in antenna design.

Keywords: antennas, microstrip, circular patch, ADS, WLAN

I. Pendahuluan

Perkembangan teknologi telekomunikasi pada saat ini telah menunjukan kemajuan yang sangat pesat karena saat ini telekomunikasi memiliki peranan yang sangat penting terhadap kebutuhan manusia. Dengan Adanya telekomunikasi bisa saling bertukar informasi walaupun dengn jarak yang sangat jauh. Telekomunikasi radio adalah salah satu jenis telekomunikasi yang melakukan transfer data melalui udara atau disebut wirelees (tanpa kabel).

WLAN merupakan singkatan dari Wireless Local Area Network atau jaringan tanpa kabel pada suatu daerah, yaitu suatu jaringan komunikasi yang menghubungkan antar perangkat tanpa menggunakan kabel untuk saling bertukar informasi. Dibandingkan LAN yang teknologi WLAN sangat menguntungkan karena dapat menjangkau user bergerak (mobile), sedangkan jaringan LAN untuk

user tetap (fixed). Antena merupakan salah satu perangkat utama dalam sistem komunikasi radio karena antena berfungsi sebagai pengirim dan penerima gelombang elektromagnetik yang berisi informasi-informasi. Berbagai jenis antena telah dikembangkan untuk beragam aplikasi, salah satunya adalah antena mikrostrip.

Antena mikrostrip merupakan salah satu bahan antena yang terdiri atas 3 komponen utama yaitu: ground plane, substrat, dan elemen peradiasi (patch). dimana konduktor

metal (patch) menempel di atas substrat dan ground plane pada bagian bawah substrat. [1].

karena bentuk dan ukuran antena mikrostrip yang kecil dan beratnya yang ringan membuat jenis antena ini sederhana dan mudah untuk di integrasikan serta banyak diaplikasikan pada perangkat seluler, WiFi, RFID dan sejenisnya . Adapun parameter-parameter utama yang akan dianalisis yaitu VSWR (Voltage Standing Wave

(2)

Seminar Nasional dan Expo Teknik Elektro 2015

135

ISSN: 2088-9984

Ratio), return loss, impedansi masukan, bandwidth, pola radiasi, dan gain. [2]

II. StudI PuStaka

A. Spektrum Frekuensi Radio

Spektrum frekuensi radio adalah gelombang yang merambat pada ruang bebas. Ditahun 1887 fisikawan Heinrich Hertz menunjukkan bahwa frekuensi radio adalah gelombang elektromagnetik, seperti cahaya dan medan induksi.

Gelombang elektromagnetik terjadi karena adanya arus listrik yang mengalir dalam sebuah konduktor (misalnya, kawat). Berbeda dengan bidang induksi yaitu gelombang elektromagnetik yang merambat melalui ruang bebas. Propagasi gelombang elektromagnetik dapat di istilahkan seperti analogi air. Ketika benda dijatuhkan dalam air maka air akan bergelombang ke segala arah serta menjauh dari benda yang dijatuhkan hingga gelombang itu melemah dan menghilang dengan sendirinya. [3].

B. Wireless Local Area Network (WLAN)

Wireless merupakan sistem komunikasi tanpa kabel yang lebih flexible dibanding dengan komunikasi menggunakan kabel, awal sitem komunikasi wireless dimulai pada tahun 1897 saat Marconi menunjukan transmisi radio pertama di Isle Of Wight pada kapal yang berjarak 18 mil jauhnya.

Sejak ditemukanya penggunaan komunikasi Wireless sekarang berkembang dengan pesat untuk transmisi jarak jauh dengan kualitas yang lebih baik dan daya yang lebih rendah dibandingkan kamunikasi kawat, awalnya radio ditransmisikan secara analog dan sekarang sebagian besar sudah menggunakan transmisi digital yang terdiri dari bit biner.[4]

Pada juni 1997 IEEE merilis standar 802.11 untuk WLAN pada frekuensi unlicensed 2,4 GHz. Pada akhir

tahun 1999 IEEE menerbitkan dua tambahan pada standar 802.11, yaitu 802.11a dan 802.11b sedangkan untuk standar 802.11g dikeluarkan pada tahun 2002. (Cisco Wireless LAN Controller Configuration Guide, January 2007). Untuk WLAN frekuensi unlicensed 2,4 GHz mempunyai rentang dari 2,4 sampai 2,4835 GHz (Andrea, 2005). Standar WLAN ditunnjukkan pada Tabel 1.

C. Antena

Antena didefinisikan sebagai perangkat yang biasanya terbuat dari logam (sebagai tongkat atau kawat) untuk memancarkan dan menerima gelombang radio. Antena adalah komponen utama dalam sistem WLAN [1]. Antena bekerja dengan memancarkan gelombang elektromagnetik dalam arah radial yang terkoordinasi [6]. Tipe antena menurut pancaran radiasinya dibagi menjadi dua tipe yaitu directional dan omnidirectional/non-directional. [3]

a. Directional antena adalah tipe antena yang memancarakan dan menerima sinyal dari satu atau dua arah saja, keuntungan tipe directional penguatanya lebih besar.

b. Omnidirectional antena adalah tipe antena yang memancarkan dan menerima sinyal dari segala arah.

D. Parameter Antena

Kinerja dan daya guna suatu antena dapat dilihat dari nilai parameter-parameter antena tersebut. Beberapa dari parameter tersebut saling berhubungan satu sama lain.

Parameter-parameter antena yang biasanya digunakan untuk menganalisis suatu antena adalah impedansi masukan, Voltage Wave Standing Ratio (VSWR), return loss, bandwidth, keterarahan (directivity), dan penguatan (gain).

1. Voltage Standing Wave Ratio (VSWR)

Rasio antara tegangan amplitudo maksimum dan minimum dalam saluran transmisi disebut sebagai VSWR.

Secara matematis dapat dinyatakan sebagai berikut: [6]

VSWR V V

��

max min

= = +

�1−�� ( )

1 1

keterangan

Vmax = Tegangan maksimum Vmin = Tegangan minimum Г = Koefisien refleksi

Dimana koefisien refleksi dinyataan sebagai berikut [6]:

Γ = − +

Z Z

Z_L^L Z

�� ( )⁰

0

2 keterangan:

Z_Ladalah impedansi beban (load) Z₀adalah impedansi saluran lossless Г adalah Koefisien refleksi

Tabel 1 Standar WLAN 802.11 a, b dan g. [5]

Protocol Tahun Rilis

802.11a 802.11b 802.11g 802.11n

1999 1999 2003 2009

Frekuensi Range

(GHz) 5 2,4 2,4 2,4 dan 5

Throughput Umum

(Mbps) 23 4,3 19 74

Data Rate (Mbps)

54. 48.

36. 24.

18. 12. 9 dan 6.

11. 5,5.

2 dan 1

54. 48.

36. 24.

18. 12. 8 dan 6.

248

Modulasi OFDM CCK

QPSK

DSSS, CCK,

OFDM OFDM

jarak (m) Indoor 35 38 70 38

Outdoor 120 140 250 140

dukungan a b b,g b,g,n

(3)

Koefisien refleksi tegangan (Γ) memiliki nilai kompleks, yang merepresentasikan besarnya magnitudo dan fasa dari refleksi. Berikut contoh dari beberapa nilai (Γ),Г= -1 refleksi negatif maksimum

Г = 0 tidak ada refleksi

Г= +1 refleksi positif maksimum

untuk range nilai VSWR yang bagus adalah 1 dan ≤2. [3].

2. Return Loss

Return loss adalah hilangnya daya karena karena tidak sepadan-nya beban. Hilangnya daya dikenal sebagai return loss dan dapat dinyatakan pada rumus dibawah ini .[7]

Return loss = −20log ( )3 dimana,

Γ = = −

+ V

V

Z Z

in L L

0 0

0

4 ( ) Keterangan:

Г : Besaran koefisien refleksi V₀ : Tegangan yang dipantulkan V_in: Tegangan yang masuk Z_L: Impedansi beban

Z₀: Impedansi karakteristik.

Untuk matching (sempurna) antara transmitter dan antena, maka nilai Γ = 0 dan Return loss = ∞ dB tidak ada daya yang direfleksikan jika Γ = 1 Return loss-nya 0 dB berarti semua daya dipantulkan [7] Untuk nilai return loss yang dianjurkan di bawah -9,54 dB. [8]

3. Bandwidth

Bandwidth adalah rentang frekuensi yang menunjukkan seberapa banyak data yang dapat dilewatkan dalam koneksi melalui sebuah jaringan. bandwidth merupakan lebar pita atau kapasitas saluran informasi.

Bandwidth pada antena didefenisikan sebagai lebar frekuensi di mana kinerja antena yang berhubungan dengan beberapa karakteristik (seperti impedansi masukan, beamwidth, polarisasi, gain, efisiensi, VSWR, return loss) memenuhi spesifikasi standar. Untuk mengukur Bandwidth dapat dicari dengan rumus berikut: [9].

BW f f

f x

h l

c

= −� �� 100% ( )5

keterangan:

f_h= frekuensi tertinggi f_l= frekuensi terendah f_c= frekuensi tengah 4. Keterarahan (Directivity)

Directivity adalah ukuran konsentrasi radiasi ke arah maksimum: [6]

Directivity maximumradiationintensity averageradiation

=� � �

� � iintensity U

U^max

=

0

6 ( )

Directivity antena didefinisikan sebagai rasio intensitas radiasi dalam arah tertentu dari antena untuk intensitas radiasi rata-rata ke segala arah. Intensitas radiasi rata-rata sama dengan daya total yang dipancarkan oleh antena dibagi dengan 4π. Jika arah ini tidak ditentukan maka arah intensitas radiasi maksimum yang terjadi.

Dinyatakan non isotropik sama dengan rasio radiasi intensitas dalam arah tertentu dari sumber isotropic [10].

5. Penguatan (Gain)

Dalam prakteknya total daya input ke antena dapat diperoleh dengan mudah, tapi total radiasi daya pada antena sebenarnya sulit untuk didapatkan. Gain antena didefinisikan sebagai rasio intensitas radiasi dalam arah tertentu dari antena dengan total daya input diterima oleh antena dibagi dengan 4π. Jika arah tidak ditentukan, secara matematis dapat ditulis sebagai berikut. [11]

4 . ( )7

in

G U P

= π

Keterangan:

U = Intensitas radiasi (w)

P_in = Total daya yang diterima antena 6. Pengertian Antena Mikrostrip

Antena mikrostrip dapat didefenisikan sebagai salah satu jenis antena yang mempunyai bentuk seperti strip/

potongan yang mempunyai ukuran sangat tipis dan kecil dapat dilihat pada Gambar 1.

E. Keuntungan Dan Kelemahan Antena Mikrostrip 1. Keuntungan antena mikrostrip. [11]

a. Mempunyai bobot yang ringan dan volume yang kecil.

b. Konfigurasi yang low profile sehingga bentuknya dapat disesuaikan dengan perangkat utamanya.

c. Biaya pabrikasi yang murah sehingga dapat dibuat dalam jumlah yang besar.

d. Mendukung polarisasi linear dan sirkular.

e. Dapat dengan mudah diintegrasikan dengan microwave integrated circuits(MICs)

f. Kemampuan dalam dual frequency dan triple frequency.

g. Tidak memerlukan catuan tambahan.

Gambar 1. Struktur antena mikrostrip

(4)

137

ISSN: 2088-9984

2. Kelemahan antena mikrostrip. [11]

a. Bandwidth yang sempit b. Efisiensi yang rendah c. Penguatan yang rendah

d. Memiliki rugi-rugi hambatan (ohmic loss) pada pencatuan antena array

e. Memiliki daya (power) yang rendah

f. Timbulnya gelombang permukaan (surface wave).

F. Jenis-Jenis Antena Mikrostrip

Berdasarkan bentuk patch-nya antena mikrostrip terbagi menjadi beberapa jenis dapat dilihat pada Gambar 2 di atas [1].

1. Antena mikrostrip patch persegi (square)

2. Antena mikrostrip patch persegi panjang (rectangular) 3. Antena mikrostrip patch dipole

4. Antena mikrostrip patch lingkaran (circular) 5. Antena mikrostrip patch elips (elliptical) 6. Antena mikrostrip patch segitiga (triangular) 7. Antena mikrostrip patch disk sector

8. Antena mikrostrip patch circular ring 9. Antena mikrostrip patch ring sector G. Antena Mikrostrip Pacth Sirkular

Antena mikrostrip sirkular adalah antena dengan bentuk patch lingkaran atau disebut patch sirkular.

Mikrostrip patch sirkular memiliki performa yang sama dengan antena mikrostrip patch segi empat (Thomas, 2005). Pada aplikasi tertentu, seperti array, patch sirkular mempunyai keuntungan dibandingkan dengan patch yang lain. Keunggulan mikrostrip sirkular untuk tinggi substratnya yang kecil h<<λ [10].

III. Metode

Pada penelitian ini dimulai dengan mencari bahan yang berkaitan tentang antena mikrostrip frekuensi radio dan WLAN. Selanjutnya menentukan frekuensi kerja yang akan digunakan bentuk antena jenis substrat dan saluran pencatu. Selanjutnya menghitung dimensi antena menggunakan rumus selanjutnya melakukan simulasi menggunakan software ADS jika hasil simulasi tidak sesuai dengan yang di inginkan dilakukan perhitungan ulang dimensi antena, jika hasil simulasi sesuai dengan yang diharapkan dilanjutkan pada tahap analisa data.

Diagram alir penelitian ditampilkan pada Gambar 4.

A. Peralatan yang Digunakan

Peralatan yang dipakai pada penelitian ini Komouter PC dengan RAM 4 GB, hardisk 30 GB dan processor 1.8 GHz Quad Core dengan Os windows 8, 64bit serta Advanced Design System (ADS).

IV. haSIldan PeMbahaSan

Proses pengambilan data sebagai data awal dari penelitian ini dengan cara melakukan beberapa percobaan.

Percobaan yang dilakukan yaitu dengan mengubah beberapa ukuran seperti besaran patch, dan besaran saluran pencatu.

1. Frekuensi kerja

Perancangan antena mikrostrip patch sirkular ini di desain untuk bekerja pada frekuensi 2,4 GHz alasan menggunakan frekuensi 2,4 GHz untuk diaplikasin pada WLAN.

2. Substrat

Substrat yang digunakan jenis FR4 bentuk dan parameter substrat FR4 dapat dilihat pada Gambar 5.

Gambar 2. Jenis-jenis patch antena mikrostrip

Gambar 3. Antena mikrostrip patch sirkular

Gambar 4. Diagram alir tahapan penelitian

(5)

Dengan parameter substrat sebagai berikut:

h=1,6 mm ε_r=4,4 lossTan=0,02,

untuk mengukur jari-jari patch lingkaran dapat digunakan persamaan berikut.

a F

F

=

+ ×

× ×

×



 

 +



 

 1 2 1 6 

3 14 4 4

3 14 1 746

1 1 6 1 7726 .

. . ln . .

. .









1 2

cm

mencari F dapat menggunakan persamaan di bawah ini,

F = ×

× =

8791 10

1 4 10 4 4₉ ⁹ 1 746

. . .

Maka a =

+ ×

× ×

×



 

 + 1 746

1 2 1 6

3 14 4 4 1 746

3 14 1 746

1 1 6 1 7726 .

.

. . . ln . .

. .



 











= =

1 2

1 694 16 94

cm

cm mm

. .

maka didapatkan lebar jari-jari peradiasi sebesar 16,94 mm seperti digambarkan pada Gambar 6.

Untuk mengukur dimensi saluran pencatu jenis

microstrip line feed dapat menggunakan persamaan berikut.

1

2 1 ln(2 1) ln(B 1) 0.39 0.61

2^r _r _r

W h B B ε

π ε ε

 −  

 

= = − − − +  − + − 

 

 



[ ]

60 2 5.64 50 4.4

2 1.6 5.64 1 ln(10.28) 3.4 ln(4.64) 0.39 0.1386

3.14 8.8

1.0191 (2.6961 1.7861) 4.9mm.

B₌ π ₌

×  

=  − − + + − 

 

= × ×

=

Untuk menentukan panjang saluran pencatu dapat menggunakan persamaan berikut:

1 1 1

2 2

1 12

1 1 1

2 2 1 121.6

4.9 3.53 mm.

r r

reff

r r

h W

ε ε

ε

ε ε

 

 

+ −  

= +

 

 + 

 

 

 

+ −  

= +

 

 + 

 

=

Dari persamaan diatas selanjutnya dihitung menggunakan persamaan berikut.

∅l

reff

= λ ε

0

Gambar 5. bentuk substrat FR4 Gambar 8. Bentuk dan dimensi saluran pencatu

Gambar 6. Lebar jari-jari elemen peradiasi (patch)

Gambar 7. Contoh saluran pencatu jenis mikrostrip feed line. Gambar 9. Antena mikrostrip bentuk 3-D

(6)

139

ISSN: 2088-9984

untuk mencari λ₀ dengan menggunakan persamaan berikut.

8

0 8

3.10 0,125 24.10

sehingga,

125 65,79 3,59

c m

f

l mm

λ = = =

∆ = =

=

maka panjang saluran pencatu dapat dihitung menggunakan persamaan berikut,

L=∅l = = mm

2

65 79 2, 32 9.

Gambar 10 menunjukan nilai return loss atau hilangnya daya karena tidak sepadanya beban, semakin kecil nilai return loss akan semakin bagus antena yang di desain. Dari gambar grafik return loss yang baik berada pada frekuensi 2,447 GHz sebesar -10 dB. Dapat dihitung besaran bandwidth dengan menggunakan persamaan berikut.

Gambar 11 menunjukan besarnya nilai gain yaitu sebesar 8,36 dB pada posisi sudut 0^o. Gain didefinisikan sebagai rasio antara intensitas dalam arah yang diberikan semakin tinggi nilai gain makan desain antena semakin bagus.

Pada gambar 12 nilai directivity sebesar 11,52 dB pada posisi sudut 0^o. Directivity dapat didefinisikan sebagai rasio intensitas radiasi dalam arah tertentu dari

suatu antena untuk intensitas radiasi rata-rata semua arah semakin tinggi nilai Directivity akan semakin bagus.

Pada gambar 13 adalah grafik VSWR yang menunjukan nilai VSWR sebesar 1,8 pada frekuensi 2,83 GHz. Dalam simulasi ini VSWR yang didapatkan masih dalam batas yang masih di sarankan. Nilai VSWR yang disarankan adalah VSWR=1 dan ≤ 2.

Gambar 10. Grafik return loss Gambar 12. directivity antena

Gambar 13. Grafik VSWR

Gambar 11. Gain pada antena Gambar 11. Gain pada antena

(7)

V. keSIMPulan

Dari perhitungan rumus untuk mencari dimensi patch dan saluran pencatu antena mikrostrip sirkular dengan parameter frekuensi kerja f_r=2,4 GHz, substrat ε_r=4,4. h=1,6. mm loss tan=0,02 maka diperoleh besar jari-jari patch a=14,7 mm lebar saluran pencatu W=3,01 mm panjang saluran pencatu L=34,25 mm, didapatkan hasil pada frekuensi terbaik 2,77 GHz gain = 8,36 dB, bandwidth = 81 MHz (2,91), VSWR = 1,863, return loss

= -10,41 dB. VSWR yang didapat pada simulasi ini sudah memenuhi standar yaitu sebesar 1,8 dimana VSWR yang di ijinkan adalah VSWR=1 dan ≤2.

Untuk penelitian selanjutnya diharapkan dapat meningkatkan nilai gain, directivity, bandwidth VSWR dan return loss pada frekuensi.

RefeRenSI

[1] Jia Sheng, Hong, M. J. Lancaster, 2001, Microstrip Filters for RF/Microwave Applications. New York: John Wiley & Sons, Inc.

[2] E. Collin, Robert. 1985. Antenas and Radio Wave Propagation.

New York: McGraw -Hill Book Company, Inc.

[3] Carr, Joseph J. 2001. Practical Antena Handbook 4th edition.

United State of America: The McGraw-Hill Companies, Inc.

[4] Goldsmith, Andrea, 2005. Wireless comunication. Cambridge University Press.

[5] Sendra, Sandra Dkk. 2011. WLAN IEEE 802.11a/b/g/n Indoor Coverage and Interference Performance Study. International Journal on Advances in Networks and Services, vol 4 no 1 & 2.

[6] Milligan, Thomas A. 2005. Modern Antena Design Second Edition. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc.

[7] Pozar, M .David. 1998. Transmission Line Theory Fourth Edition.

United States of America: John Wiley & Sons, Inc.

[8] Ojha, John R, Marc Peters, 2010 . Patch Antennas and Microstrip Lines. Publisher InTech.

[9] Rabinovich, Victor, Nikolai Alexandrov dan Basim Alkhateeb.

2010. Automotive Antena Design and Applications. New York:

Taylor and Francis Group, LLC.

[10] Balanis, Constantine A. 2005. Antena Theory Analysis and Design 3rd Edition. Hoboken, New Jersey: John Wiley and Sons, Inc [11] Huang, Yi, Kevin Boyle. 2008. Antenas From Theory to Practice.

United Kingdom: John Wiley & Sons Ltd,

(8)

(9)

Seminar Nasional dan Expo Teknik Elektro 2015 ISSN: 2088-9984

PROSIDING

(ISSN: 2088-9984)

SNETE 2015

Seminar Nasional dan Expo Teknik Elektro 2015 http://snete.unsyiah.ac.id/2015/

dengan tema:

“Penguatan Pendidikan Tinggi Teknik Elektro untuk Kemandirian Riset dan Teknologi Nasional”

Tanggal 23-24 November 2015 di Politeknik Aceh

Banda Aceh - Provinsi Aceh

Tim Editor:

Mohd. Syaryadhi, ST., M.Sc Zulhelmi, ST., M.Sc Sayed Muchallil, ST., M.Sc

diselenggarakan oleh:

(10)

ISSN: 2088-9984

ii Seminar Nasional dan Expo Teknik Elektro 2015

PANITIA SEMINAR NASIONAL TEKNIK ELEKTRO SNETE 2015

Penanggung Jawab Dr. Ir. Mirza Irwansyah, MBA., MLA.

(Dekan Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala) Wakil Penanggung Jawab Dr. Ir. Rizal Munadi, MM., MT.

(Pembantu Dekan I Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala)

Koordinator Dr. Teuku Yuliar Arif, ST., M.Kom

(Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Syiah Kuala) Dr. Nasaruddin, ST., M.Eng

(Ketua Program Studi Magister Teknik Elektro Unsyiah) Ir. Zainal Hanafi

(Direktur Politeknik Aceh)

Pengarah Prof. Dr. Ir. Yuwaldi Away, M.Sc

Dr. Khairul Munadi, ST., M.Eng Dr. Taufiq A Gani, S.Kom., M.Eng.Sc Dr. Ir. Syahrial, M.Eng

Ir. Agus Adria, M.Sc

Ketua Panitia Sayed Muchallil, S.T., M.Sc

Wakil Ketua Panitia Fardian, ST.,M.Sc

Sekretaris Afdhal, ST., M.Sc

Bendahara Elizar, ST., M.Sc

Koordinator Kesekretariatan Zulfikar, ST., M.Sc

Koordinator Publikasi dan Dokumentasi Hubbul Walidainy, ST., MT Koordinator Program dan Sponsorsip Ahmadiar, ST., M.Sc Koordinator Logistik dan Tempat Alfatirta Mufti, ST., M.Sc Koordinator Workshop dan Expo Didiek Hari Nugroho, ST., MT

(11)

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah Subhana wata’ala yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah kepada hamba-Nya. Shalawat dan salam untuk Rasulullah Nabi Muhammad Shalallahu ‘alaihi wassalam.

Ucapan terima kasih kepada bapak Rektor Universitas Syiah Kuala dan Dekan Fakultas Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala beserta jajarannya serta pimpinan Politeknik Aceh beserta segenap jajarannya yang telah memberikan dukungannya untuk kegiatan ini.

Sebagai negara berkembang, sudah seharusnya Indonesia mampu berkompetisi lebih baik dalam ketatnya persaingan global saat ini. Selain sumberdaya alam yang melimpah, besarnya pasar (market) yang dimiliki oleh Indonesia seharusnya menjadi modal dan kekuatan Indonesia dalam menghadapi persaingan ini. Namun pada kenyataannya, daya saing bangsa yang kita cintai ini masih tertinggal dibandingkan negara-negara tetangga kita lainnya. Salah satu indikator rendahnya daya saing Indonesia dalam bidang pendidikan tinggi dan kesiapan teknologi adalah rendahnya publikasi karya ilmiah. Hal ini tentunya masih dapat ditingkatkan selalu berbagai kegiatan ilmiah. Salah satunya adalah mengadakan sejumlah pertemuan ilmiah melalui kegiatan seminar nasional.

Oleh karena itu, Jurusan Teknik Elektro Universitas Syiah Kuala bekerjasama dengan Politeknik Aceh kembali mengadakan kegiatan “Seminar Nasional dan Expo Teknik Elektro (SNETE) ke-5 Tahun 2015 dengan tema “Penguatan Pendidikan Tinggi Teknik Elektro Untuk Kemandirian Riset dan Teknologi Nasional”. Harapan kami semoga melalui kegiatan ini dapat terciptanya kemandirian riset dan teknologi nasional yang mampu melahirkan sumberdaya manusia Indonesia yang kompetitif dalam menghadapi persaingan global, khususnya dalam bidang keilmuan Teknik Elektro.

Sebagai tambahan, mulai SNETE 2015 ini, kami akan meng-online-kan prosiding dalam rangka memperluas akses terhadap diseminasi hasil penelitian secara luas. Kami mengharapkan agar prosiding SNETE 2015 ini dapat dijadikan sebagai salah satu sumber referensi dalam publikasi penelitian dan memberi informasi terkini tentang perkembangan ilmu Teknik Elektro sekarang ini.

Demikian pengantar ini kami sampaikan, terima kasih atas dukungan dan kerjasamanya, dan mohon maaf atas segala kekurangan dalam penyusunan prosiding ini.

Banda Aceh, 23 November 2015 Panitia Pelaksana SNETE 2015

Sayed Muchallil, S.T., M.Sc.

Ketua

(12)

ISSN: 2088-9984

iv Seminar Nasional dan Expo Teknik Elektro 2015

DAFTAR REVIEWER

Dr. Fitri Arnia, ST, M.Eng.Sc UNIVERSITAS SYIAH KUALA Prof. Dr. Ir. Yuwaldi Away, M.Sc UNIVERSITAS SYIAH KUALA Dr. Ing. Melvi Ulvan, ST., MT UNIVERSITAS LAMPUNG Dr. Khairul Munadi, ST., M.Eng UNIVERSITAS SYIAH KUALA

Dr. Syafii, ST., MT UNIVERSITAS ANDALAS

Dr. Teuku Yuliar Arif, ST., M.Kom. UNIVERSITAS SYIAH KUALA Dr. Ir. Rizal Munadi, MT., MM., UNIVERSITAS SYIAH KUALA Dr. Ir. Syahrial, M. Eng UNIVERSITAS SYIAH KUALA Dr. Nasaruddin., ST., M.Eng UNIVERSITAS SYIAH KUALA Dr. Ing. Ardian Ulvan, ST., M.Sc UNIVERSITAS LAMPUNG Dr. Taufiq A Gani, S.Kom., M.Eng.Sc UNIVERSITAS SYIAH KUALA Dr. Ira Devi Sara, ST., M.Eng.Sc UNIVERSITAS SYIAH KUALA Dr. Muhammad Daud, ST., MT UNIVERSITAS MALIKUSSALEH Dr. Rusdha Muharar, ST., M.Sc UNIVERSITAS SYIAH KUALA Dr. Rakhmad Syafutra Lubis, S.T., MT UNIVERSITAS SYIAH KUALA

KEYNOTE SPEAKERS

Prof. Ocky Karna Radjasa, PhD

Direktur Riset dan Pengabdian Kepada Masyarakat, Direktorat Jenderal Penguatan Riset dan Pengembangan, Kemristekdikti RI

Topik: “Kebijakan Riset dan Pengabdian Masyarakat”

(13)

SNETE 2015

Seminar Nasional dan Expo Teknik Elektro 2015

didukung oleh:

(14)

ISSN: 2088-9984

vi Seminar Nasional dan Expo Teknik Elektro 2015

DAFTAR ISI

Group-I

Antena Mikrostrip Bentuk Slot Cincin Persegi dengan Pencatuan Electromagnetic Coupling

Indra Surjati, Yuli Kurnia Ningsih, dan Fahrul Sidiq

1 Aplikasi Resource Scheduling Berbasis Awan; Studi Kasus Laboratorium Penelitian Terpadu Universitas Syiah Kuala

Mugi Asrianto, Sayed Muchallil, dan Rahmad Dawood

5 Perancangan Antena Mikrostrip Polarisasi Circular Dual-Feed Frekuensi 1575,42 MHz untuk GPS

Teguh Firmansyah, Sabdo Purnomo, dan Tri Hendarto Fajar Nugroho

11 Perancangan Penguat Daya Derau Rendah untuk Stasiun Bumi Satelit Nano pada Frekuensi 2400 – 2450 MHz Berbasis Mikrostrip

Mira Hanafiah Rahmi, Heroe Wijanto, Budi Syihabuddin, dan Agus Dwi Prasetyo

18 Desain High Gain Gilbert Cell Mixer untuk Down Conversion WiMAX Frekuensi 2,3 GHz

Siswo Wardoyo, Herudin, dan Teguh Firmansyah

25 Pemeliharaan On-Load Tap Changer (OLTC) Transformator Daya PT PLN (Persero) Unit Pelayanan Transmisi (UPT) Banda Aceh

Fathurrahman dan Maironal Ismanto

32 Group-II

Metode Keamanan pada Citra JPEG-Ikhtisar

Maulisa Oktiana, Khairul Munadi, dan Fitri Arnia

38 Desain dan Simulasi Filter Aktif Shunt Multilevel Inverter untuk Kompensasi Harmonisa Akibat Penggunaan Beban Non Linear

Suhendar, Teguh Firmansyah, dan Zuldiag Solih Afin

45 Sistem Pelacak Otomatis Energi Surya Berbasis Mikrokontroler ATMega8535

Noer Soedjarwanto dan Osea Zebua

52

(15)

Rancang Bangun Prototipe Pengusir Kelelawar Berbasis Mikrokontroler ATmega328

Taufan Chalis, Zulhelmi, dan Yuwaldi Away

56 Rancang Bangun Sistem Informasi Rekam Medik Posyandu Berbasis Komputasi Awan

Rahmat Effendi, Roslidar, dan Rahmad Dawood

61 Rancang Bangun Prototype PLTPH Menggunakan Turbin Open Flume

Afryantima Siregar, Mahdi Syukri, Ira Devi Sara, Syahrizal, dan Mansur Gapy

66 Rancang Bangun Sistem Data Logger Pergerakan Sepeda Motor Berbasis Mikrokontroler ATmega328P

Yansyah Putra, Afdhal, dan Yuwaldi Away

72 Group-III

Rancang Bangun Prototipe Pengatur Suplai Daya Beban Listrik Rumah Cerdas untuk Meningkatkan Kehandalan Listrik

Nurlaila Amna, Mahdi Syukri, Ramdhan Halid Siregar, Syahrizal, dan Mansur Gapy

78 Internet of Things – Keamanan dan Privasi

Ernita Dewi Meutia

85 Pengaruh Arus Infeed terhadap Kinerja Rele Jarak (Studi Kasus pada Sistem Transmisi Sigli–Banda Aceh)

Syukriyadin, Muntasir, dan Syahrizal

90 Model Hibrid PV-Genset Aplikasi pada Sistem Off-Grid

Agus Adria dan Tarmizi

96 Klasifikasi Penggunaan Lahan Menggunakan Citra Satelit Spot-6 di Kabupaten Aceh Barat Daya dan Aceh Besar

Freddy Sapta Wirandha, Marwan, dan Nizamuddin

102 Rancang Bangun Radar untuk Mendeteksi Saluran Kabel Listrik di Bawah Tanah

Amir D, Indrawati, dan Akhyar

108

(16)

ISSN: 2088-9984

viii Seminar Nasional dan Expo Teknik Elektro 2015

Group-IV

Analisis Perbandingan Kualitas Jaringan Wireless LAN (WLAN) dengan Menggunakan Antena Eksternal Yagi 2,4 GHz dan Grid 2,4 GHz

Syahrial, Rizal Munadi, dan Abdul Malik Nasution

114 Perancangan Sistem Kontrol Hibrid Energi Surya Fotovoltaik (SESF) dengan Sumber Listrik PLN Menggunakan Fuzzy Logic Controller

Azmi Saleh

120 Evaluasi Kinerja VLAN Trunking Protocol Dengan Metode Spanning Trees Protocol Menggunakan GNS-3

Afdhal, Rizal Munadi, dan Imam Fachdil

127 Simulasi Perancangan dan Analisa Antena Mikrostrip Patch Circular pada Frekuensi 2,4 GHz untuk Aplikasi WLAN

Syahrial, Teuku Yuliar Arif, dan Jarnawi Ariga

134 Pengembangan Aplikasi Pengamanan Pesan Teks

Dyah Cita Irawati, Sarifuddin Madenda, dan Lussiana ETP

141 Deteksi Objek pada Arena Kontes Robot Pemadam Api Indonesia Menggunakan Raspberry Pi dan OpenCV

Anggoro Suryo Pramudyo, Rizal Febrian, dan Romi Wiryadinata