i
COMMUNICATIONS AUTHORIZATION)
TUGAS
AKHIR
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik pada
Program Studi Teknik Elektro
Disusun oleh SUGIARTO NIM : 045114069
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
ii
COMMUNICATIONS AUTHORIZATION)
FINAL PROJECT
Presented as Partial Fulfillment of the Requirements to obstain the Sarjana Teknik Degree
in Electrical Engineering
By : SUGIARTO
Student Number : 045114069
ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
v
“Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah”
Yogyakarta, Juli 2010 Penulis,
viii
mengirimkan data tambahan berupa data digital, seperti informasi teks lagu yang
sedang di putar saat itu, iklan, informasi cuaca, dan pengumuman. Penelitian ini
bertujuan untuk menghasilkan pemancar FM dengan SCA.
Pemancar FM dengan SCA ini disusun menggunakan komponen utama
berupa SCA
Generator
, dan komponen penunjang. SCA
Generator
terdiri dari
osilator 67 kHz,
Balance Modulator
(BM), dan
Band Pass Filter
(BPF) yang
berfungsi sebagai pembangkit sinyal SCA
.
Komponen penunjang terdiri dari
rangkaian serial RS 232,
Modulator Frequency Shift Keying
(FSK), dan
Low Pass
Filter
(LPF) berfungsi mengirimkan data dari komputer ke pemancar FM.
SCA
Generator
dan komponen penunjang yang digunakan pada penelitian ini
untuk menghasilkan pemancar FM dengan SCA. Pemancar bekerja secara sinkron
dengan frekuensi
carrier
87,5 MHz untuk pengiriman data digital.
Kata kunci :
Subsidiary Communications Authorization
,
frequency modulation, Band
ix
can send additional data in digital form, for the example the information about the
song lirycs which playing, advertisement, weather forecast, and enouncement. This
research has purpose to produce FM transmitter with SCA.
FM transmitter with SCA has arrange using SCA generator as primary
component, and supporting components. The SCA generator consist of oscillator 67
kHz, balance modulator (BM), and band pass filter (BPF) which the function is as
SCA signal generator. The supporting component consist of RS232 series circuit,
modulator frequency shift keying, and low pass filter (LPF) which has function to
send data from the computer to FM transmitter.
SCA generator and the support component that using about this research to
result the FM transmitter with SCA. The transmitter can operates with synchronous in
carrier frequency 87,5 MHz for sending digital data.
x
berkat rahmat dan karunia-Nya, penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul. “Pemancaran Data Digital pada Pemancar FM Melalui Saluran SCA (Subsidiary Communications Authorization)”. Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik. Dalam penyusunannya, banyak pihak yang telah membantu dan memberikan dukungan kepada penulis, oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Damar Widjaja, S.T., M.T., selaku Pembimbing I dan Bapak Alexius Rukmono, S.T. selaku Pembimbing II yang telah bersedia meluangkan waktu dan pikiran untuk membimbing penulis. Terima kasih pula untuk seluruh dosen Teknik Elektro atas ilmu yang telah diberikan.
2. Bapak Sutarto dan ibu Sugiyem tercinta yang aku kasihi yang selalu sabar dan penuh kasih sayang untuk memberikan nasihat, semangat dan motivasi kepada penulis.
3. Adik - adikku Irawan Susanto, Tri Santosa dan Ari Gunawan terima kasih atas canda tawa, dan semangat yang diberikan selama ini. Terus berjuang dan berusaha adikku, suatu saat kalian akan mendapatkan hasil jerih payah perjuangan dan usaha selama ini.
4. Bibi Dalmini yang selalu memberikan saran, motivasi dan kritik serta menjadi wali penulis selama menjalani studi.
5. Aml. Kakek dan nenek yang selalu mengasihi dan memberi dorongan moral serta materi.
6. Para laboran teknik elektro, atas ide, saran, dan kesabaran yang telah diberikan kepada penulis dalam menyelesaikan tugas akhir.
xi
kebersamaan yang telah diberikan selama ini. Semoga persahabatan kita tetap terjaga sampai kapan pun.
9. Teman – teman kost yang selalu berbagi kebersamaan, canda tawa serta kebahagiaan.
10.Teman – teman TE’04 seperjuangan yang telah menemani dalam menempuh ilmu. Tetap semangat dan pantang menyerah.
11.Semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu per satu atas bantuannya, bimbingan, kritik dan saran hingga terselesaikannya tugas akhir ini.
Penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari Pembaca. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat secara luas, baik bagi penulis maupun bagi semua pihak yang membacanya.
Yogyakarta, Juli 2010
xii
HALAMAN JUDUL...
LEMBAR PENGESAHAN PEMBIMBING...
LEMBAR PENGESAHAN PENGUJI...
INTISARI...
ABSTRACT...
DAFTAR ISI...
DAFTAR GAMBAR...
DAFTAR TABEL...
DAFTAR LAMPIRAN...
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang………... 1.2. Batasan Masalah………...……….. 1.3. Tujuan Penelitian………... 1.4. Manfaat Penelitian………. 1.5. Sistematika Penulisan………..………
i iii iv vii viii xi xiv xvii xviii
1 2 2 2 3
BAB II DASAR TEORI
2.1. Modualasi Frekuensi ……..……….. 2.2. Pemancar Frekuensi Modulasi…..………..
xiii
2.4 Low Pass Filter...………...…….. 2.5. Band Pass Filter ………...………. 2.6.Balance Modulator...…………..………... 2.7 Frekuensi Shift Keying …...………..………... 2.6.1 Binary Frequency Shift Keying...…..…….. 2.8 Modulator FSK... 2.9. Konfigurasi Pin TCM 3105... 2.10. Antarmuka Komputer...
2.10.1. Komunikasi Serial………
2.10.2. Serial Port……… 2.10.3. RS232……… 2.10.4. Komunikasi Serial dalam Visual Basic………...
9 11 14 15 15 17 18 20 20 20 22 23
BAB III PERANCANGAN ALAT
3.1 Frekuensi Referensi 67 Khz... 3.2 Balance Modulator...…..……….. 3.3 Band Pass Filter...………. 3.4 Perancangan HPF pada BPF...……….………...…... 3.5 Perancangan LPFpadaBPF...…… 3.6. LPF……….………
xiv
3.9.1. Diagram Alir (Flow Chart)………...………..
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
36
4.1 Perangkat Keras Hasil Perancangan... 4.4 Pengujian Setiap Blok... IV.4.1 Frekuensi Referensi 67 kHz... IV.4.2 Balance Modulator... IV.4.3 Band Pass Filter... IV.4.4 Low Pass Filter... IV.4.5 Modulator FSK... 4.4 Pengujian Alat Keseluruhan...
4.4.1 Pengujian keluaran dari modulator FSK... 4.4.2 Pengujian keluaran dari LPF... 4.4.3 Pengujian keluaran dari Balance Modulator... 4.4.4 Pengujian keluaran dari BPF... 4.4.5 Pengujian keluaran dari pemancar FM…....……… 4.4.1 Program Visual Basic...
39 41 41 42 43 46 48 49 49 50 50 51 52 54
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
xvi
Gambar 2.2 Diagram blok sistem pemancar radio FM dengan SCA…... 5
Gambar 2.3 Spektrum frekuensi Broadcast FM stereo dan pita teledata... 6
Gambar 2.4 Jenis – jenis sinyal pemodulasi……… ……….. 7
Gambar 2.5 Blok diagram Generator SCA...……….... 8
Gambar 2.6 Jenis – jenis Osilator ………..……….... 8
Gambar 2.7 Rangkaian LPF Orde 2 jenis Butterworth.……….………... 10
Gambar 2.8 Tanggapan frekuensi dari LPF jenis Butterworth...……… 10
Gambar 2.9 Karakteristik Tanggapan Band Pass Filter…..…….………... 12
Gambar 2.10 Rangkaian Band Pass Filter...……… 13
Gambar 2.11 Band Pass Filter Pita Lebar ………...………… 14
Gambar 2.12 Rangkaian kemasan IC MC1496... 14
Gambar 2.13 Sinyal FSK transmitter serta keluarannya... 16
Gambar 2.14 Pin TCM 3105... 18
Gambar 2.15 Blok diagramfungsionalTCM 3105... 19
Gambar 2.16 Sebuah Frame pada Komunikasi Serial... 20
Gambar 2.17 Konfigurasi Port Serial DB9………... Gambar 2.18 Level tegangan RS232 dalam ASCII tanpa bit paritas.……... 21 23 Gambar 3.1 Blok Diagram Rancangan Sistem... 26
Gambar 3.2 Rangkaian Osilator 67 kHz……….… 27
Gambar 3.3 Rangkaian Balance Modulator...……….. 29
Gambar 3.4 Rangkaian Band Pass Filter...……...………. 29
xvii
Gambar 3.9 DB-9 Female dan DB-9 Male... Gambar 3.10 Rangkaian IC MAX 232... Gambar 3.11 Diagram Alir program... Gambar 3.12 Tampilan program Visual Basic...
35 36 37 38
Gambar 4.1 Perangkat pemancar FM dengan SCA... 39
Gambar 4.2 Sinyal keluaran Osilator... 42
Gambar 4.3 Sinyal keluaran dari Balance Modulator... 43
Gambar 4.4 Tanggapan frekuensi respon BPF dengan fr = 67 kHz... 45
Gambar 4.5 Tanggapan frekuensi respon LPF dengan 2,5 kHz... 47
Gambar 4.6 Sinyal keluaran modulator FSK... 48
Gambar 4.7 Sinyal keluaran modulator FSK... 49
Gambar 4.8 Sinyal keluaran dari LPF... 50
Gambar 4.9 Sinyal keluaran dari BM... 51
Gambar 4.10 Sinyal keluaran dari BPF... 52
Gambar 4.11 Sinyal keluaran dari pemancar FM dengan SCA... 53
Gambar 4.12 Sinyal output pemancar FM dengan input modulator FSK.... 53
Gambar 4.13 Tampilan awal program... 54
Gambar 4.14 Tampilan pengiriman data dengan pengetikan langsung... 60
xviii
Tabel 4.1 Keterangan dan fungsi umum blok – blok rangkaian pemancar Tabel 4.2 Hasil pengamatan dan pengukuran BPF... Tabel 4.3 Hasil pengamatan dan pengukuran LPF... Tabel 4.4 Keterangan dan fungsi umum tampilan awal program…... Tabel 4.5 Keterangan pengiriman data dengan pengetikan……… Tabel 4.6 Keterangan dan fungsi umum pengiriman data tersimpan... Tabel 4.7 Keterangan pengaturan jumlah karakter dan delay... Tabel 4.8 Keterangan dan fungsi umum pengaturan port dan baunrate...
xix
Rangkaian pembangkit frekuensi referensi, phase detector, LPF, VCO……. L1 Rangkaian pengendali data masukan, pembagi terprogram, prescaler, driver
dan booster………... L2
Data spektrum frekuensi sinyal informasi dan DTMF pada penerima FM…. L3
Datasheet 74HC/HCT4046A………... L9
Datasheet LB3500………... L10
Datasheet TC9122P………. L11
Datasheet 2SC2026……….. L12
Datasheet 2SC2053……….. L13
Datasheet 74HC4060………... L14
Datasheet MV2109……….. L15
Datasheet BF494………..
1
I.1. Latar Belakang
Komunikasi adalah pertukaran informasi antara dua tempat yang berjauhan dengan media atau perangkat elektronika. Informasi berupa sinyal suara dan data. Pengiriman data maupun sinyal suara adalah dengan sistem modulasi, salah satunya adalah modulasi frekuensi (FM) [1].
Siaran FM stereo telah diselenggarakan cukup luas di Indonesia, hingga ke kota-kota kecil di seluruh pelosok tanah air. Akan tetapi, siaran ini belum dimanfaatkan secara maksimal, karena masih terdapat fasilitas yang tidak dimanfaatkan, yaitu fasilitas pengiriman teledata.
Di negara-negara maju, fasilitas ini sudah sejak lama dimanfaatkan untuk mengirimkan data-data teks secara digital. Data/informasi yang dikirimkan bisa dari berbagai jenis, mulai dari informasi teks lagu yang sedang diputar saat itu, pengumuman, cuaca, iklan, hingga ke pasar uang dan informasi-informasi yang berubah dengan cepat lainnya.
Fasilitas penyiaran teledata disediakan oleh setiap perangkat pemancar FM stereo yang standar. Ada dua jenis sistem pengiriman teledata, yaitu sistem RDS (Radio Data System) dan sistem SCA (Subsidiary Communications Authorization). RDS menggunakan sub-frekuensi carrier 57 kHz. RDS menggunakan sistem modulasi amplitudo jenis DSBSC (Double Sideband Suppressed Carrier) dengan bandwidth +2 kHz. SCA menggunakan sub-frekuensi
carrier 67 kHz dengan sistem modulasi frekuensi (FM) setelah terlebih dulu dimodulasikan secara FSK (Frequency Shift Keying) dengan deviasi maksimum sebesar 7,5 kHz.
penerima yang lebih sederhana. Karena keunggulan-keunggulan itulah, sehingga sistem SCA dipilih sebagai obyek studi untuk meneliti kemungkinan penerapannya di Indonesia. Penelitian sebelumnya pernah dilakukan, SCA dimanfaatkan untuk pengiriman data analog. Pada penelitian ini, penulis akan meniliti pemanfaatan SCA untuk pengiriman data.
I.2. Pembatasan Masalah
Batasan masalah pada tugas akhir ini adalah :
1. Frekuensi carrier pemancar FM pada frekuensi 90 MHz.
2. Pemancar FM menggunakan kit rangkaian pemancar yang banyak tersedia di pasaran dan tidak masuk dalam pengujian.
3. SCA menggunakan frekuensi carrier sebesar 67 kHz. 4. Modulator FSK menggunakan IC TCM3105.
5. Interface pengiriman data menggunakan komunikasi serial RS 232. 6. Kecepatan transfer data sebesar 1200 bps.
I.3. Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah menghasilkan pemancar FM yang mampu mengirimkan sinyal informasi dalam bentuk data digital dan sinyal suara secara bersamaan dengan modulasi data digital menggunakan SCA (Subsidiary Communication Authorization).
I.4 Manfaat Penelitian
1. Pengiriman data digital dengan sistem SCA yang diaplikasikan pada perangkat pemancar FM broadcast komersial dapat digunakan untuk pengiriman data text selain sinyal audio.
I.5 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan tugas akhir yang digunakan di dalam penyusunan tugas akhir adalah sebagai berikut :
BAB I . Pendahuluan
Pendahuluan berisi latar belakang penulisan, batasan masalah, tujuan penulisan, manfaat penelitian, sistematika penulisan.
BAB II. Dasar teori
Dasar teori berisi pemaparan teori-teori yang mendasari sistem kerja pada perangkat pengiriman data digital dengan sistem SCA pada pemancar FM.
BAB III. Perancangan Perangkat Keras
Perancangan perangkat keras berisi hal-hal yang berkaitan dengan perancangan perangkat sistem kerja pengiriman data digital dengan sistem SCA pada pemancar FM.
BAB IV. Analisis Hasil dan Pembahasan
Analisis Hasil dan Pembahasan berisi analisis dari hasil pengukuran dan pembahasan yang diperoleh selama pengujian.
BAB V. Penutup
4
BAB II
Dasar Teori
2.1. Modulasi Frekuensi
Modulasi adalah proses penumpangan sinyal yang berisi informasi ke sinyal carrier yang berupa gelombang sinusoida berfrekuensi tinggi [2]. Sinyal
carrier merupakan sinyal radio yang mempunyai frekuensi jauh lebih tinggi dari frekuensi sinyal informasi. Modulasi Frekuensi (Frequency Modulation, FM) adalah proses penumpangan sinyal yang berisi informasi ke sinyal carrier dengan frekuensi sinyal carrier yang akan berubah seiring dengan perubahan amplitudo sinyal informasi, tetapi amplitudo gelombang carrier relatif tetap.
Gambar 2.1. (a) Sinyal informasi. (b) Sinyal carrier [2].
Gambar 2.1 menunjukkan bahwa saat amplitudo dari sinyal informasi bernilai positif, frekuensi carrier disimpangkan sebesar + f [3]. Frekuensi carrier
bernilai f1 pada saat amplitudo sinyal informasi positif, dan akan bernilai –f1 saat
amplitudo sinyal informasi negatif. Deviasi frekuensi ( f) adalah simpangan yang dialami oleh frekuensi carrier (fc) karena amplitudo informasi (Am).
2.2. Pemancar Frekuensi Modulasi
Pemancar FM merupakan suatu perangkat yang digunakan untuk memancarkan frekuensi sinyal termodulasi dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Sistem pemancar radio FM terdiri dari beberapa bagian - bagian blok dasar yang mempunyai fungsi masing - masing seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2. Diagram blok sistem pemancar radio FM [2]. Keterangan masing – masing diagram blok yaitu sebagai berikut [2] :
1. Audio input merupakan sumber sinyal informasi yang akan ditumpangkan pada sinyal carrier.
2. Penguat audio berfungsi untuk menguatkan audio input yang berisi sinyal informasi sebelum diteruskan ke modulator FM.
4. Modulator FM berfungsi sebagai alat untuk memodulasi sinyal carrier dari osilator RF dengan sinyal informasi dari penguat audio
5. Pengali frekuensi berfungsi sebagai pengali frekuensi sinyal termodulasi untuk mendapatkan output frekuensi sinyal termodulasi yang lebih tinggi.
6. Buffer berfungsi untuk mengisolasi osilator dari tingkat-tingkat selanjutnya sehingga perubahan dalam penggandengan dan pembebanan antena tidak mempengaruhi frekuensi osilator RF.
7. Driver berfungsi mengatur kestabilan frekuensi osilator RF dari penguat penyangga sebelum diumpankan ke penguat akhir.
8. Penguat akhir berfungsi menguatkan sinyal termodulasi ke antena agar dapat dipancarkan oleh antena dengan jangkauan yang cukup jauh.
9. Antena pemancar berfungsi untuk memancarkan sinyal termodulasi dari penguat akhir yang berupa sinyal elektromagnetik.
2.3. SCA
Subsidyary Communication Authorization (SCA) adalah fasilitas tambahan yang diberikan pada pemancar FM stereo [1]. Pemanfaatan spektrum saluran SCA untuk teledata ditunjukkan pada Gambar 2.3. Stereo Generator memodulasikan sinyal stereo pada pemancar FM. Stereo Generator digunakan untuk proses
multiplexing. Multiplexing adalah proses penggabungan dua sinyal untuk dapat menggunakan sumber daya komunikasi secara bersama-sama. Stereo Generator
pada pemancar FM standar buatan pabrik biasanya dilengkapi dengan fasilitas masukan untuk SCA.
SCA digunakan untuk pengiriman data analog, data seperti audio untuk musik latar, backsound di toko-toko, sebagai repeater radio panggil, dan pada perkembangannya bisa untuk pengiriman data secara digital.
Gambar 2.4. a) Sinyal Pemodulasi. b) Sinyal AM Standar. c) Sinyal AM Suppressed Carrier. d) Sinyal SSB Suppressed Carrier [2].
Output dari pembangkit SCA adalah gelombang DSBSC (Double Side Band Suppresed carrier). Gelombang DSBSC dihasilkan dari rangkaian penggali pada Balanced modulator. Gambar 2.4 memperlihatkan modulasi AM DSBSC.
2.3.1. SCA Generator
Pembangkit sinyal SCA merupakan perangkat pembangkit isyarat yang disertakan pada Stereo Generator dengan frekuensi carrier 67 kHz [1]. Simpangan frekuensi puncak yang digunakan 7,5 kHz dengan bandwidth antara 59,5 – 74,5 kHz.
Loop) yang ditunjukan pada Gambar 2.5. Rangkaian PLL telah menjadi satu dengan rangkaian pemancar FM kit. Gambar 2.3. merupakan pembagian spektrum pada kanal FM. Bandwidth sebuah kanal FM terbagi dalam beberapa frekuensi yang diantaranya juga terdapat bandwidth untuk carrier SCA.
Gambar 2.5. Blok diagram Generator SCA [1].
2.3.2. Frekuensi Referensi 67 kHz
Rangkaian osilator merupakan rangkaian yang dapat membangkitkan gelombang sendiri pada bandwidth tertentu. Osilasi dapat dibangkitkan dengan adanya umpan balik untuk berosilasi dan adanya pembangkit sendiri (self exitation).
Gambar 2.6 menunjukkan beberapa macam osilator. Osilator Kristal dengan frekuensi orde MHz dapat dipilih untuk memperoleh kestabilan yang baik. Untuk mendapatkan frekuensi 67 kHz osilator Kristal dapat dibagi dengan digital counter. Deviasi frekuensi masih dapat terjadi pada keluaran osilator kristal, karena masih melewati pembagi (digital counter) [4].
2.4. Low Pass Filter
Filter adalah rangkaian yang dirancang untuk melewatkan suatu
bandwidth tertentu dan melemahkan bandwidth lainnya. Filter aktif terdiri dari kombinasi resistor, kapasitor, dan satu atau lebih komponen aktif (seperti Op-Amp) dengan umpan balik [5].
Kelebihan dari filter aktif [5] :
1. Tidak memerlukan lilitan (induktor), sehingga tidak ada masalah pada frekuensi rendah dan mudah diimplementasikan pada frekuensi sangat rendah.
2. Karakteristik tanggapan frekuensi mendekati ideal. 3. Ukuran yang kecil dan biaya yang murah.
Kekurangan dari filter aktif :
1. Kurang handal dibanding komponen pasif. 2. Membutuhkan catu daya.
Gambar 2.7
Gambar 2.7 mer
Butterworth. LPF terdir
Amp. Tanggapan frekuen
Gambar 2.8 Ta
Nilai fc dapat dirumuska
7. Rangkaian LPF Orde 2 jenis Butterworth [5].
erupakan rangkaian Low Pass Filter (LPF) Or iri dari resistor dan kapasitor yang dirangkai de ensi pada LPF diperlihatkan pada Gambar 2.7.
anggapan frekuensi dari LPF jenis Butterworth [
kan dengan persamaan [4]:
rde 2 jenis dengan
Op-[5].
dengan adalah nilai c1=c2=c. Filter Butterwo
tidak membalik ditentuk
dengan K adalah pengu resistor beban kedua. Ni
Tabe
Orde Poles
2 2
3 2
1
4 2
2
5 2
2 1
0
6 2
2 2
2.5. Band Pass Filte
Band Pass Filtemelewatkan sinyal isyar isyarat diluar bandwidth
lai frekuensi carrier, nilai dari resistor R1=R2=R
orth mempunyai penguatan yang diperoleh dari ukan dengan persamaan [4]:
guatan, Rf adalah resistor beban pertama, dan ilai K dapat diketahui dari Tabel 2.1.
bel 2.1 Penguatan Filter Butterworth [5].
K1 K2 K3 Penguata
1,586 - - 1,586(4.0
1 - - 2
(6,02d
1,152 2,235 - 2,574
(8,22d
0,3819 1,3820 - 3,291
(10,35
1,086 1,586 2,483 4,025
(12,48
ter
er (BPF) adalah sebuah rangkaian yang diranc arat dalam bandwidth tertentu dan menolak sem
th yang telah ditentukan [5]. Jenis filter ini m
R, dan nilai ri penguatan
n Ri adalah
atan DC 4.00dB) 2dB) 749 2dB) 917 35dB) 258 48dB)
ncang untuk emua sinyal mempunyai
tegangan keluaran maksimum Ar pada suatu frekuensi yang disebut frekuensi resonan fr(Gambar 2.9.). Jika frekuensi berubah-ubah dari resonansinya, tegangan keluran turun. Ada satu frekuensi diatas fr dan satu dibawah fr dengan penguatan tegangan 0,707 Ar. Frekuensi ini diberi tanda fH, untuk frekuensi cutoff atas, dan
fL untuk frekuensi cutoff bawah.
B = fH - fL (2.3)
Gambar 2.9. Karakteristik Tanggapan Band Pass Filter [5].
BPF digolongkan menjadi pita sempit dan pita lebar. Filter pita sempit adalah sebuah filter yang mempunyai lebar pita lebih kecil dari sepersepuluh frekuensi resonannya <
r
f B
10 1
, dan faktor kualtas Q lebih kecil dari 10 disebut filter pita lebar. Falktor kualitas Q merupakan perbandingan frekuensi resonan terhadap lebar pita. Q menunjukkan selektifitas rangkaian, makin tinggi Q makin selektif rangkaiannya.
B f
Q= r atau rad s
Q f
B r
/
Rangkaian BPF pad dengan nilai Q yang ting
Gam
Pada aplikasi au meloloskan frekuensi-f penguatan yang rata-rata rendah sulit untuk mer buah filter yaitu sebuah sebuah penapis lolos ting Nilai fc dapat dirumuska
dengan adala nilai c1=c2=c. Filter B
penguatan tidak membal
dengan K adalah pengu resistor beban kedua. Ni
ada Gambar 2.10 banyak digunakan untuk ranca nggi atau merupakan filter pita sempit
mbar 2.10. Rangkaian Band Pass Filter [5].
audio, biasanya membutuhkan suatu penapis yan frekuensi dalam jangkauan yang cukup leba ata konstan. Penapis pita lebar dengan nilai Q y erealisaikan rangkaiannya. Oleh sebab itu digu ah penapis lolos rendah, dengan frekuensi cut
inggi, dengan frekuensi cut offfL. kan dengan persamaan [5]:
alah nilai frekuensi carrier, nilai dari resistor R1=
Butterworth mempunyai penguatan yang dipe alik ditentukan dengan persamaan [5]:
guatan, Rf adalah resistor beban pertama, dan ilai K dapat diketahui dari Tabel 2.1.
cangan BPF
ang mampu bar dengan yang sangat unakan dua
off fH dan
=R2=R, dan
peroleh dari
n Ri adalah
(2.5)
Gamb
2.6. Balance Modula
Gam
bar 2.11. Band Pass Filter Pita Lebar [5].
ulator
Balance modulator pada generator SCA digunakan untuk mengalikan
inputcarrier dengan input modulasi [6]. Sinyal informasi dan sinyal carrier akan dicampur oleh sebuah komponen aktif IC MC1496. Rangkaian ini merupakan satu dari sekelompok rangkaian-rangkaian yang menggunakan switching untuk memperoleh pembalikan polaritas sinyal secara periodik, sehingga memberikan efek perkalian sinyal dengan satu gelombang persegi.
Gambar 2.12 merupakan rangkaian IC balance modulator. Sinyal carrier
sebagai suatu tegangan switching yang bergantian menbuat transistor-transistor Q1, Q4, dan Q2, Q3 hidup dan mati (ON dan OFF). Carrier menyaklar Q2, Q3 hingga hidup (Q1 dan Q4 mati). Bila masukan pembawa berubah polaritasnya, transistor-transistor Q1,Q4 dalam kondisi ON dan Q2,Q3 kondisi OFF. Jadi kerja dari carrier adalah menbuat pada frekuensi pembawa sinusoidal tingkat rendah sehingga jalur sisi di sekitar harmonisa carrier tidak muncul pada output. Ragam kerja ini mempunyai kelebihan dalam hal diperlukannya filter yang lebih sedikit pada output, tetapi kekurangannya adalah tingkat output tergantung pada amplitudo carrier [6].
2.7. Frekuensi Shift Keying
2.7.1. Binary Frequency Shift Keying
Frequency shift keying (FSK), merupakan sistem modulasi yang menggunakan frekuensi sebagai media pengirimannya [7]. Dalam pengiriman data digital dapat juga menggunakan Binary Frequency Shiht Keying (BFSK). BFSK memiliki bentuk modulasi sudut dengan envelope konstan yang mirip dengan FM konvensional. Dalam modulasi FSK, sinyal pemodulasi berupa aliran pulsa biner. Modulasi FSK bervariasi di antara dua level tegangan diskrit. Persamaan yang umum untuk sebuah sinyal BFSK adalah [7]
dengan v(t) adalah gelombang FSK biner, Vc adalah puncak amplitudo carrier tidak termodulasi, c adalah frekuensi carrier (dalam radian), fm(t) adalah frekuensi sinyal digital biner pemodulasi, dan adalah beda sinyal pemodulasi (dalam radian).
Dalam modulasi digital, laju perubahan input pada modulator disebut bit rate dan memiliki satuan bit per second (bps). Laju perubahan pada output
modulator disebut baud atau baud rate dan sebanding dengan keterkaitan waktu pada satu elemen sinyal output. Esensinya, baud adalah kecepatan simbol per detik. Dalam BFSK, laju input dan laju output adalah sama, sehingga bit rate dan
baud rate adalah sama.
Sesuai perubahan sinyal input biner dari suatu logika 0 ke logika 1, dan sebaliknya, output FSK bergeser di antara dua frekuensi yaitu mark frequency
atau logika 1 dan space frequency atau logika 0. Sehingga, laju perubahan output
sebanding dengan laju perubahan input.
(a)
(b)
Gambar 2.13. (a) Input digital dan analog pada FSK transmitter serta keluarannya.(b) Input fungsi step tegangan dengan keluaran fungsi step frekuensi.
(c)
Gambar 2.13. (lanjutan) (a) Input digital dan analog pada FSK transmitter serta keluarannya.(b) Input fungsi step tegangan dengan keluaran fungsi step frekuensi.
(c) Perbandingan input biner dengan output analog [7].
2.8. Modulator FSK
Modulator FSK digunakan untuk mensinkronisasi laju data dari Personal Computer (PC). Data digital yang berupa informasi ”1” dan ”0” dari teks informasi diubah dalam bentuk sinyal analog. Sinyal analog kemudian diumpankan atau ditransmisikan ke pemancar FM. Sinkronosasi laju data antara modulator FSK dengan PC ditentukan sebesar 1200 bps [1]. Modulator FSK ini menggunakan rangkaian modulator terintegrasi jenis TCM 3105.
Karakteristik dari TCM 3105 adalah [8] : 1. Modem FSK terintegrasi.
2. Memiliki dua standar spesifikasi Bell 202 dan CCITT V23. 3. Memiliki pengiriman data modulasi hingga 1200 baud.
4. Pengiriman dan penerimaan data Half-Duplex hingga 1200 baud.
5. Operasi Full-Duplex dengan kecepatan pengiriman 1500 baud dan penerima 150 baud.
2.9. Konfigurasi Pin TCM 3105
TCM 3105 merupakan rangkaian FSK terintegrasi. TCM 3105 dapat digunakan sebagai Modulator dan Demodulator FSK. Konfigurasi pin TCM 3105 dapat dilihat pada Gambar 2.14.
Gambar 2.14. Pin TCM 3105 [8].
Dari Gambar 2.14 dapat dijelaskan secara fungsional konfigurasi pin TCM 3105 sebagai berikut [6]:
1. CDL adalah tingkat pendeteksi sinyal carrier untuk mengatur output dari ambang batas deteksi sinyal carrier.
2. CDT adalah pendeteksi output sinyal carrier. Output pada tingkat logika rendah menunjukkan kesalahan pada sinyal carrier.
3. CLK adalah output untuk clock sinyal kontinyu sebesar 16 kali untuk memilih
bit rate tertinggi.
4. NC adalah pin tidak dihubungkan.
5. OSC1 dan OSC2 adalah input osilator. Kristal dihubungkan pada pin OSC1 dan OSC2 (umumnya 4,4336 MHz). Jika clock sinyal output berasal dari luar, maka OSC2 akan terputus dan clock akan terhubung dengan OSC1.
7. RXB adalah pengaturan bias pada input untuk mengatur ambang batas yang telah ditentukan dari komparator untuk mengecilkan distorsi bias.
8. RXD adalah penerima output digital untuk penerima demodulasi data pda logika positif. Tingkat logika tinggi disebut”mark” dan tingkat logika rendah disebut ”space”.
9. RXT adalah output pembatas.
10.TRS adalah standar pemilihan input pada pengirim/penerima, TXR1 dan TXR2 diatur pada bit rate standar dan frekuensi mark/space.
11.TXA adalah pengirim output sinyal analog untuk sinyal modulasi, sinyal berupa kopling AC.
12.TXD adalah input digital untuk data logika positif pada pemancar. Data dapat diterima saat mempunyai kecepatan dari 0 (nol) sampai kecepatan yang akan dipilih.
13. TXR1 adalah pilihan bit rate untuk input pertama, TXR2 dan TRS telah diatur bit rate dan frekuensi mark/space.
14.TXR2 adalah pilihan bit rate untuk input kedua, TXR1 dan TRS telah diatur
bit rate dan frekuensi mark/space. 15.VDD adalah supply tegangan positif. 16.VSS adalah ground.
Gambar 2.15 menunjukkan blok diagram fungsional pengiriman data dari IC TCM 3105. Input digital yang diterima akan dimodulasi terlebih dahulu menjadi sinyal FSK digital. Sinyal FSK digital tersebut kemudian diubah menjadi sinyal analog dengan menggunakan DAC. Setelah diubah dalam sinyal analog, sinyal kemudian masuk dalam filter yang berfungsi menekan frekuensi rendah pada LPF. Sinyal yang telah melewati filter kemudian dikirimkan dalam bentuk sinyal anolog.
2.10. Antarmuka Komputer
2.10.1. Komunikasi Serial
Komunikasi serial ialah komunikasi pengiriman data yang dilakukan per bit secara serial, sehingga akan lebih lambat dibandingkan komunikasi paralel. Komunikasi data secara serial terdapat dua cara, yaitu komunikasi data serial sinkron dan komunikasi data serial asinkron. Pada komunikasi data serial sinkron,
clock dikirimkan bersama-sama dengan data serial. Sedangkan pada komunikasi data serial asinkron, clock tidak dikirimkan bersama data serial, tetapi dibangkitkan secara sendiri-sendiri baik pada sisi pengirim (transmitter) maupun pada sisi penerima (receiver). Serialport pada IBM PC kompatibel termasuk jenis asinkron.
Pada komunikasi asinkron setiap karakter yang dikirim akan disinkronkan dengan menyisipkan bit-bit framing (pembingkaian) pada permulaan karakter yaitu bit start dan akhir karakter yaitu bit stop. Bit start selalu berlogika rendah (0) dan berfungsi untuk mengidentifikasikan permulaan karakter. Setelah bit data terakhir (MSB), 1 bit paritas disisipkan, yang berfungsi untuk mengecek keabsahan dari data yang dikirim. Logika 1 untuk paritas genap dan logika 0 untuk paritas ganjil. Bit stop selalu berlogika tinggi (1) dan berfungsi mengidentifikasikan akhir dari karakter. Biasanya komunikasi serial digunakan untuk mengirimkan data antara dua tempat yang berjauhan sehingga data dapat dikirimkan melalui satu jalur transmisi.
Gambar 2.16. Sebuah Frame pada Komunikasi Serial [9].
2.10.2. Serial Port
port DB-9 yang diberi nama COM1 dan COM2. Standar RS232 menyangkut komunikasi data antar komputer (Data Terminal Equipment/DTE) dengan alat-alat pelengkap komputer (Data Circuit-Terminating Equipment/DCE). Berikut konfigurasi serial port DB9 ditunjukkan pada Gambar 2.17.
Gambar 2.17. Konfigurasi Port Serial DB9 [9].
Keterangan mengenai fungsi saluran RS232 pada konektor DB-9 adalah sebagai berikut [9]:
1. Received Line Signal Detect sebagai saluran dari DCE untuk memberitahukan ke DTE bahwa pada terminal input ada data masuk.
2. Receive Data digunakan DTE menerima data dari DCE. 3. Transmit Data digunakan DTE mengirimkan data dari DCE.
4. Data Terminal Ready sebagai saluran dari DTE untuk memberitahukan kesiapan terminalnya.
5. Signal Ground sebagai saluran ground.
6. Ring Indicator sebagai saluran dari DCE yang memberitahukan ke DTE bahwa sebuah stasiun menghendaki hubungan dengannya.
7. Clear To Send adalah DCE memberitahukan bahwa DTE boleh mengirimkan data.
8. Request To Send adalah DCE diminta mengirim data oleh DTE.
9. DCE Ready adalah sinyal aktif yang menunjukkan bahwa DCE sudah siap.
kenyataannya akan tergantung dari komputer. Hal ini ditunjukkan pada peta memori tempat menyimpan alamat tersebut, yaitu memori 0000.0400h untuk base address COM1 dan memori 0000.0402h untuk base address COM2 [9].
2.10.3. RS232
Komunikasi serial memiliki interface data biner dengan beberapa macam cara. RS-232 merupakan salah satu dari standar yang dipilih dan sekarang telah dipakai secara luas. Komunikasi data digunakan untuk menghubungkan DTE (Data Terminal Equipment) ke DCE (Data Communication Equipment) yang berupa peralatan sistem komunikasi analog.
RS232 merupakan singkatan dari Recommended Standard number 232. Standar ini dibuat oleh Electronic Industry Association (EIA), untuk interface
antara peralatan terminal data dan komunikasi data. Standarisasi oleh EIA meliputi konektor, fungsi, dan level tegangan atau arus. Standar ini juga berisikan karakteristik sinyal listrik, karakteristik mekanik, dan cara operasional rangkaian fungsional. Beberapa karakteristik rangkaian fungsionalnya adalah sebagai berikut:
1. Logika ‘1’ disebut ‘mark’ terletak antara -3V hingga -25V. 2. Logika ‘0’ disebut ‘space’ terletak antara +3V hingga +25V.
3. Daerah tegangan antara -3V hingga +3V, -25V dan +25V adalah invalid level, yaitu daerah tegangan yang tidak memiliki logika pasti dan harus dihindari.
Rangkaian pengubah level tegangan TTL menjadi level tegangan RS232 menggunakan rangkaian voltage doubler atau rangkaian pengganda tegangan dan rangkaian voltage inverter atau rangkaian pembalik tegangan. Voltage doubler
Gambar 2.18 adalah contoh pengiriman huruf ‘A’ pada level tegangan RS232 dalam format ASCII tanpa bit paritas. Koneksi serial tidak perlu di tandai positif atau negatif karena transfer datanya satu per satu. Koneksi serial juga memiliki start bit dan stop bit, sehingga tidak memerlukan bit paritas.
Gambar 2.18. Pengiriman huruf ‘A’ pada level tegangan RS232 dalam format ASCII tanpa bit paritas [9].
2.10.4.Komunikasi Serial dalam Visual Basic
Komunikasi serial pada Visual Basic menggunakan custom control yaitu
communication control [8]. Sintaks yang digunakan pada Visual Basic antara lain yaitu[10]:
1. [Variabel] = Comm1.Input
Membaca karakter-karakter dari buffer penerima dan dimasukkan variabel. 2. Comm1.Output = [Variabel]
Mengirimkan karakter-karakter yang terdapat pada variabel melalui port Comm1.
Prosedur penerimaan data secara serial menggunakan kode program sebagai berikut:
1. Comm1.CommPort = 1
Perintah ini digunakan untuk menginisialisasi penggunaan port com1 dengan nama “Comm1”
2. Comm1.Settings = ‘9600,N,8,1”
Perintah ini digunakan untuk mengeset port com1 dengan parameter sebagai berikut:
c. Angka ketiga menunjukkan jumlah bit yang dikirim dalam 1 karakter yaitu 8 bit.
d. Angka terakhir menunjukkan bit akhir (stop bit) dalam satu karakter. 3. Comm1.InputLen = 0
Perintah ini digunakan untuk menyatakan banyaknya karakter yang akan dibaca jika input digunakan.
4. Comm1.PortOpen = True
Perintah ini digunakan untuk membuka (true) atau menutup (false) port
Comm1.
Prosedur pengiriman data menggunakan kode program sebagai berikut [9]: 1. Comm1.CommPort = 1
Perintah ini digunakan untuk menginisialisasi penggunaan port com1 dengan nama “Comm1”
2. Comm1.Settings = ‘9600,N,8,1”
Perintah ini digunakanuntuk mengatur port Comm1 dengan parameter sebagai berikut:
a. Angka pertama menunjukkan kecepatan transmisi data 9600 baud. b. N (none) menunjukkan tidak ada paritas yang digunakan.
c. Angka ketiga menunjukkan jumlah bit yang dikirim dalam 1 karakter yaitu 8 bit.
d. Angka terakhir menunjukkan bit akhir (stop bit) dalam satu karakter. 3. Comm1.InputLen = 0
Perintah ini digunakan untuk menyatakan banyaknya karakter yang akan dibaca jika input digunakan
4. Comm1.PortOpen = True
Perintah ini digunakan untuk membuka (true) atau menutup (false) port
Comm1.
5. Comm1.OutputLen = “Data yang akan dikirim”
6. Comm1.PortOpen = False
26
Bab ini akan menjelaskan perancangan pembangkit SCA. Blok perancangan sistem pemancar SCA dapat dilihat pada Gambar 3.1. Komunikasi serial antara komputer dengan rangkaian FSK dengan IC TCM 3105 menggunakan rangkaian RS 232.
Gambar 3.1. Blok Diagram Rancangan Sistem.
TCM 3105 sebagai pengubah data digital menjadi sinyal analog agar sinyal dapat dikirimkan melalui pemancar FM. Output dari modulator FSK dan TCM 3105 diumpankan ke rangkaian Low Pass Filter (LPF) untuk meloloskan frekuensi maksimal 2,5 kHz.
Sinyal kemudian diumpankan dalam rangkaian Balance Modulator dan dicampur dengan sinyal dari osilator 67 kHz. Sinyal yang telah dimodulasi
ENCODER
STEREO PEMANCAR FM
RS 232
BPF 59.5 – 74.5 kHz
OSILATOR 67 kHz
Modulator FSK TCM 3105 KOMPUTER
BALANCE MODULATOR R
L
LPF 2.5 kHz SCA GENERATOR
diumpankan lagi dalam sinyal dengan bandwidth
kemudian dijumlahkan d
3.1. Frekuensi Refer
Rangkaian freku kristal agar lebih stabil diumpankan ke tiga bua pada daerah aktif deng disangga dengan N3 yan Kristal beresona maka output N1 tinggi d rendah. Resistor akan m kondisi tinggi sehingga Tegangan dikosongkan menerus dan disebut kapasitor variabel 60 pF
Gamb
m rangkaian Band Pass Filter (BPF) untuk m
th 15 kHz dari frekuensi puncak 67 kHz. Sinya dengan Encoder Strereo pada pemancar FM.
ferensi 67 Khz
uensi referensi 67 Khz dibangkitkan menggunak [7]. Kristal yang digunakan adalah kristal 4 uah gerbang NAND dalam IC 74LS00. N1 dan N ngan resistor 470 dalam rangkaian serial dan ang merupakan buffer inverter.
ansi seperti rangkaian RLC seri. Jika input N i dan sinyal masuk ke input N2, sehingga output N mengalirkan tegangan pada kristal dan mengisi N a output N1 menjadi rendah dan output N2 menj n lewat resistor 470 . Siklus ini akan berulan t osilasi. Penepatan frekuensi keluaran dilaku F. Rangkaian osilator ini dapat dilihat pada Gam
mbar 3.2. Rangkaian Osilator 67 kHz [7].
meloloskan yal dari BPF
akan osilator MHz yang N2 bekerja an keluaran
Output dari osilator 4 Mhz dibagi dengan 30 untuk mendapat frekuensi 67 kHz. Pembagi 60 dihasilkan dari tiga buah IC TTL 7490 yang masing-masing membagi dua, tiga dan sepuluh. Dalam tiap IC TTL 7490 mengandung dua pecacah tersendiri (dengan reset bersama), sebuah pembagi dua dan sebuah pembagi lima. Pencacah - pencacah ini dapat digunakan tersendiri tanpa saling mempengaruhi, tetapi dapat juga digabung menjadi pembagi sepuluh.
Pada pembagi tiga, pencacah harus dalam kondisi reset menuju 0 (nol) kalau keluaran BCD adalah 3 (0011). R0 ( pin 2 dan 3) sebagai input, dihubungkan dengan output QA (pin 12), dihubungkan dengan output QB (pin 9), dan terhubung ground. Pin 9 merupakan output sinyal dari pembagi tiga.
Pada pembagi sepuluh, pembagi dua dihubungkan di belakang pembagi lima. Sinyal input dihubungkan pada B (pin 1) dan output dari QD (pin 11) dihubungkan dengan input A (pin 14). Pembagi akan berfungsi bila input reset 0 ( ) dan reset 9 ( terhubung dengan ground. Output terbagi sepuluh pada
output A (pin 12).
Pembagi dua, membagi keluaran dari pembagi tiga. Input pembagi dua pada input A (pin 14), output dari pembagi dua pada QA (pin 12). Output dari pembagi dua ini menghasilkan frekuensi osilasi sebesar 67 kHz dengan duty cycle
sebesar 50%.
3.2. Balance Modulator
Balance modulator pada generator SCA digunakan untuk mengalikan sinyal pembawa dengan sinyal modulasi [5]. Input dari balance modulator adalah
output dari rangkaian Low Pass Filter (LPF) dan osilator 67 kHz. Output yang dihasilkan adalah pembalikan polaritas sinyal secara periodik, sehingga memberikan efek perkalian sinyal input dan sinyal carrier. Balance demodulator
Gamba
3.3.
Band Pass Filte
BPF sebagai filte yang bisa meloloskan f digunakan adalah tipe Bu
dengan bandwidth 15 kH perancangan, perancang LPF.
Gam
bar 3.3. Rangkaian Balance Modulator [6].
er
ilter pita lebar pada Gambar 3.4 merupakan rang frekuensi-frekuensi dengan jangkauan tertentu.
Butterworth. BPF ini dirancang untuk meloloskan kHz, yaitu dari frekuensi 59.5 kHz sampai 74.5 ngan filter akan dihitung secara terpisah antara
ambar 3.4. Rangkaian Band Pass Filter.
Besarnya pengu Persamaan 2.5. Pengua dikalikan dengan pengua
Perhitungan band bandwidth adalah
Faktor kualitas (Q) dari
Bandwidth BPF lebih b ) dan faktor kualitas lebar.
3.4. Perancangan H
HPF pada Gamb Nilai R dan C dapat dite
guatan total dari BPF Butterworth dirumus uatan dari rangkaian BPF adalah penguatan uatan LPF yaitu
A=1.5858*1.5858 =2.51 (+8dB)
ndwidth dapat diketahui dari Persamaan 2.4. Besa
B = 74.5 – 59.5 = 15 kHz
ri BPF dapat diketahui dengan Persamaan 2.3.
besar dari sepersepuluh dari frekuensi resonans tas Q lebih kecil dari 10, sehingga disebut BPF
HPF pada BPF
mbar 3.5 diinginkan memiliki frekuensi cutoff
entukan dengan Persamaan 2.8.
uskan pada n dari HPF
sarnya
nsinya (B > F filter pita
Filter Butterwort
tidak membalik yang di untuk filter orde 2 adala ditentukan dengan Persa
nilai resistor Ri dipilih se
Ga
3.5. Perancangan L
Rangkaian LPF 3.6. Frekuensi Cutoff ya dapat ditentukan dengan
rth mempunyai penguatan yang diperoleh dari ditentukan dengan Persamaan 2.9. Dari Tabel 2. lah 1,586. Jika Rf ditentukan sebesar 2,7k , mak
samaan 2.8.
K
sebesar 1.5 K dengan nilai toleransi 5%.
ambar 3.5. Rangkaian HPF pada BPF.
LPF
pada
BPF
F yang merupakan bagian dari BPF ditunjukka yang diinginkan pada LPF adalah 74,5 kHz. Nila an Persamaan 2.5.
ri penguatan 2.1, nilai K1
aka Ri dapat
Ga
Filter jenis But
penguatan tidak memba untuk orde 2 adalah 1,58
nilai resistor dipilih sebe
ambar 3.6. Rangkaian LPF pada BPF.
utterworth mempunyai penguatan yang dipe balik yang dapat dilihat pada Tabel 2.1. Nilai 586, sehingga nilai Rf dapat diketahui dengan Per
Ri=(1,586-1)*2,2*103
Ri=1,289 K
besar Rf=1,2 k dengan nilai toleransi 5%.
3.6. LPF
LPF dirancang ditunjukkan pada Gamb membatasi lebar bidang FSK adalah 1300 Hz unt
Ga
Rangkaian LPF dengan
Cutoff yang diinginkan p dengan Persamaan 2.4.
memiliki frekuensi cutoff sebesar 2,5 k bar 3,7. Frekuensi Cutoff sebesar 2,5 kHz diguna g dari keluaran frekuensi shift keying (FSK). Kel ntuk kode 1 (mark) dan 2100 Hz untuk kode 0 (sp
Gambar 3.7. Rangkaian LPF 2.5 kHz.
an frekuensi cutoff diperlihatkan Gambar 3.7. n pada LPF adalah 2,5 kHz. Nilai R dan C dapat
kHz. LPF nakan untuk eluaran dari
space).
Filter jenis But
penguatan tidak memba untuk orde 2 adalah 1,58
Dari nilai Rf = 1,289 k
dengan resistansi1,2 k
3.7. Modulator FSK
Modulator FSK menjadi frekuensi 1300 data digital menjadi frek dengan frekuensi pemba
Input data digi komunikasi serialnya ak yang digunakan dihubun 16). Osilator juga terhub c2 yang masing – masin digital diberikan kapas terhubung VCC denga masuk. Tegangan mas
utterworth mempunyai penguatan yang dipe balik yang dapat dilihat pada Tabel 2.1. Nilai 586, sehingga nilai Rf dapat diketahui dengan
dengan toleransi resistor 5%, nilai resistor dipi .
K
K pada sistem ini digunakan untuk menguba 0 Hz dan biner 0 menjadi frekuensi 2100 Hz. P rekuensi tertentu ini dilakukan supaya dapat dim bawa pada pemancar FM [8].
igital dari PC yang menggunakan IC RS 2 akan langsung masuk TXD (pin 14). Osilator 4,4 ungkan secara parallel pada OSC1 (pin 15) dan O ubung parallel ke ground dengan kapasitor copli
ing sebesar 30 pF. Output dari TXA (pin 11) ber asitor copling c4 sebesar 100 pF. Input CDL gan potensiometer sebagai pengatur besarnya
asuk diatur dengan potensiometer untuk me
eroleh dari i penguatan
ipilih
bah biner 1 Pengubahan modulasikan
232 untuk 4,4361 MHz n OSC2 (pin
tegangan yang sesuai d pada Gambar 3.8.
Gamba
3.8. Komunikasi Ser
Sebuah port seb secara serial. Port yang jenis, yaitu DB-9 Male
konfigurasi kakinya dapa
Gamba
dengan ambang batas sinyal carrier. Hal ini d
ar 3.8. Rangkaian FSK dengan TCM 3105.
erial RS 232
ebagai saluran data digunakan untuk penyamp ng digunakan adalah DB-9 [9]. Port DB-9 terdir
le (DB-9M) dan DB-9 Female (DB-9F). DB pat dilihat pada Gambar 3.9.
ar 3.9. a) DB-9 Female; b)DB-9 Male [9].
ditunjukkan
DB-9 Male ini umumnya adalah DTE (Data Terminal Equipment) dan DB-9 Female adalah DCE (Data Circuit-Terminating Equipment) [8]. Pada komunikasi serial RS232, TXD dan RXD harus dihubungkan secara bersilangan. TXD pada DTE harus terhubung dengan RXD pada DCE dan RXD pada DTE harus terhubung dengan TXD pada DCE. Hal ini telah dirancang pada konfigurasi kaki pada DB-9F dan DB-9M, yaitu pada masing-masing kaki 2 dan kaki 3 DB-9 yang diperlihatkan pada Gambar 3.9 (a) dan (b).
Komunikasi serial menggunakan suatu IC Max 232 untuk mengubah level tegangan TTL menjadi level tegangan RS 232. Karakter maksimum yang dapat dikirimkan langsung yaitu 32 karakter. Hal ini menyesuaikan dengan jumlah karakter maksimal yang dapat di terima oleh layar LCD. Rangkaian implementasi IC Max 232dapat dilihat pada Gambar 3.10.
Gambar 3.10. Rangkaian IC MAX 232 [10].
3.9. Perancangan Perangkat Lunak
3.9.1. Diagram Alir (
Flow Chart
)
Secara umum diagram alir program utama dari program pengiriman data teks ini ditunjukkan pada Gambar 3.11. Prinsip kerja dari flowchart adalah inisialisasi
input data. Pengiriman data akan dikirimkan per karakter. Hapus data (clear) akan menghapus data yang telah diketik pada send text. Program akan berhenti ketika tombol stop ditekan.
Gambar 3.11. Diagram Alir program.
START
INISIALISASI PORT INISIALISASI BOUDRATE
TULIS PESAN
HAPUS PESAN
KIRIM
STOP
TIDAK
4.1. Perangkat Ker
Perangkat keras
pengiriman data digital
broadcast
. Gambar 4.1
Keterangan pada blok ra
berdasarkan nomor – no
4.1.
39
eras Hasil Perancangan
as yang dirancang terdiri dari satu bagian pe
tal dari komputer untuk dikirimkan melalui p
1 merupakan perangkat pemancar FM dengan ra
rangkaian dari perangkat pemancar FM dengan ra
nomor yang tertera pada Gambar 4.1 ditunjukka
(a)
perangkat keras
pemancar FM
rangkaian SCA.
rangkaian SCA
Gambar 4.1
(b) Pem
Keterangan pada blok ra
nomor yang tertera pada
Tabel 4.1.
Keterangan
No.
Nama Bagia
1
7 segmen
2
Switch
3
Encoder Ster
4
osilator
5
LPF dan BP
(b)
4.1.
(a) Pemancar FM dengan SCA tampak sisi ata
emancar FM dengan SCA tampak sisi depan.
rangkaian dari perangkat pemancar FM berdasa
da Gambar 4.1 ditunjukkan pada Tabel 4.1
n dan fungsi umum blok – blok rangkaian perangk
FM.
gian
Fungsi umum
n
Penampil frekuensi pancaran.
Pengatur besarnya frekuensi pemanca
ereo
Rangkaian penjumlah sinyal strereo.
Pembangkit frekuensi
carrier
67 kHz
PF
Sebagai tapis sinyal.
atas.
sarkan nomor –
gkat pemancar
car.
6
Balance Modu
7
Catu Daya
8
Modulator FS
9
RS232
4.2. Pengujian Setia
4.2.1. Frekuensi Re
Pengujian pada
mendapatkan data me
dilakukan dengan meng
menunjukkan sinyal
out
digital
berupa gelomban
dirangkai dengan kompo
Gambar 4.2 sinyal kelua
Sinyal
output
mempunya
dulator
Rangkaian penjumlah sinyal infor
sinyal
carrier
serta membangkitk
DSBSC.
ya
Sebagai sumber tegangan.
FSK
Mengubah sinyal digital menja
frekuensi.
Pengubah tegangan TTL menjadi
RS232.
tiap Blok
eferensi 67 kHz
a blok osilator frekuensi referensi 67 KHz be
engenai tingkat kestabilan frekuensi referen
ngamati
output
yang dihasilkan pada osiloskop
utput
rangkaian osilator frekuensi referensi 67 k
ang kotak yang berasal dari IC pembagi 74ls00 da
ponen kristal 4 MHz.
uaran yang dihasilkan dari rangkaian berupa gelo
yai frekuensi 66,6600 kHz.
=
formasi dan
itkan sinyal
jadi sinyal
di tegangan
bertujuan untuk
ensi. Pengujian
op. Gambar 4.2
kHz berbentuk
dan74ls90 yang
G
Dari hasil pengukuran, n
osilator frekuensi refe
perancangan.
4.2.2. Balance Mod
Sinyal DSBSC (
mengalikan
carrier
tanp
gelombang termodulasi
bawah), dengan pembaw
pada BM adalah 36
penekanan pada
carrier
= 5,07.
= 0,507%
Gambar 4.2.
Sinyal keluaran Osilator.
, nilai frekuensi yang terukur memperlihatkan bah
eferensi yang telah dibuat telah bekerja se
odulator
(
Double Side Band Suppresed Carrier
) dibangk
npa modulasi dengan gelombang pemodulasi.
O
si yang terdiri dari dua komponen
bandwidth
( sis
awa ditekan atau DSBSC. Nilai dari potensiomete
6 K berdasarkan hasil pengukuran untuk
yang paling baik seperti ditunjukkan pada gamb
ahwa rangkaian
sesuai dengan
gkitkan dengan
Output
berupa
sisi atas dan sisi
eter
carrier null
menghasilkan
Gambar
4.2.3.
Band Pass Fi
Pengujian BPF m
Sinyal
input
amplitudo
frekuensi (30 kHz sampa
Tanggapan frekuensi pa
perbandingan amplitudo
kemudian dikalikan deng
A menyatakan besar tan
positif bila amplitudo o
input
sama dengan
outpu
ar 4.3.
Sinyal keluaran dari
Balance Modulator.
ilter
membandingkan besaran sinyal
input
dengan
donya dibuat tetap kemudian frekuensi diubah
pai 120 kHz). Perubahan amplitudo
output
yang d
pada sebuah filter dinyatakan dalam desibel (dB
do
input
dan
output
tersebut perlu di cari nilai l
ngan nilai 20. Bila di nyatakan dalam persamaan
, dengan A = Penguatan dalam dB
tanggapan sebagai fungsi frekuensi. Tanggapan
output lebih besar dari amplitudo
input
, bernila
put
, dan bernilai negatif bila
output
lebih kecil da
n sinyal
output
.
ah – ubah dari
g di amati.
dB). Maka nilai
i logaritmisnya,
n menjadi :
n akan bernilai
ilai nol (0) bila
Untuk dapat mengetahui
telah di buat dengan m
dengan frekuensi 30 – 12
Tabel
Frekuensi (kHz) 30 40 50 59.5 67 74.5 80 90 100 110 120Dari Tabel 4.2 peguatan
59,5 kHz adalah :
ui tanggapan filter, dapat dilakukan dengan meng
melakukan percobaan memberikan masukan gel
120 kHz dan dengan tegangan 1 Volt Vpp.
l 4.2.
Hasil pengamatan dan pengukuran BPF.
Vin Vout
1 0.65
1 1
1 1.45
1 1.7
1 2.2
1 1.6
1 1.4
1 1.25
1 1.1
1 0.9
1 0.82
n (gain) untuk rangkaian BPF pada frekuensi
cuto
nguji filter yang
elombang sinus
Gain (dB) -3.74 0 3.22 4.61 6.84 4.08 2.92 1.93 0.82 -0.92 -5.20
Penguatan untuk rangkai
Dari Tabel 4.2. Hasil pen
frekuensinya. Hal ini dit
Gambar 4.4.
T
A = 4,6 dB
aian BPF pada frekuensi
cutoff
atas
74.5 kH
A = 4,1 dB
engukuran Band Pass Filter (BPF) dapat di buat t
itunjukkan pada gambar 4.4.
Tanggapan frekuensi respon BPF dengan fr = 67
kHz adalah :
t tanggapan
Dari hasil pengukuran d
rancangan, hal ini diseb
dengan perancangan.
4.2.4. Low Pass Filt
Pengujian LPF d
Sinyal
input
amplitudon
kHz sampai 3,5 kHz. Per
Tanggapan freku
nilai perbandingan am
logaritmisnya, kemudia
persamaan menjadi :
A menyatakan besar tan
positif bila amplitudo o
input
sama dengan
outpu
Untuk dapat mengetahui
telah di buat dengan m
dengan frekuensi 1 – 3,5
Tabel
frek
dan perhitungan terjadi pergeseran dibandingkan
ebabkan karena sulitnya mencari nilai kompon
ilter
dilakukan dengan membandingkan sinyal
input
d
onya di buat tetap kemudian frekuensi di ubah
erubahan amplitudo
output
yang di amati.
kuensi pada sebuah filter dinyatakan dalam desib
amplitudo
input
dan
output
tersebut perlu
ian dikalikan dengan nilai 20. Bila di nya
, dengan A = Penguatan dalam dB
tanggapan sebagai fungsi frekuensi. Tanggapan
output lebih besar dari amplitudo
input
, bernila
put
, dan bernilai negatif bila
output
lebih kecil da
ui tanggapan filter, dapat dilakukan dengan meng
melakukan percobaan memberikan masukan gel
,5 kHz dan dengan tegangan 2 Volt Vpp.
el 4.3.
Hasil pengamatan dan pengukuran LPF.
frekuensi Vin (Vpp) Vout (Vpp) Av (dB)
1k 2 3,04 3.6
2k 2 2,64 2.4
2,5k 2 2,24 0.98
3k 2 1,84 -0.7
3,5k 2 1,6 -0.18
an dengan hasil
nen yang tepat
dengan
output
.
h – ubah dari 1
ibel (dB). Maka
di cari nilai
yatakan dalam
n akan bernilai
ilai nol (0) bila
dari
input
.
nguji filter yang
Gambar 4.5 menunjukka
pengukuran dengan osi
adalah:
Gambar 4.5.
Dari hasil pengukuran da
rancangan, hal ini diseba
dengan perancangan.
Dari hasil pengukuran, n
LPF yang telah dibuat tid
-1-0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
0
A
V
(
d
B
)
kan hasil pengukuran pada LPF frekuensi Fc =
osiloskop digital, besar tegangan keluaran (V
o
.
Tanggapan frekuensi respon LPF dengan 2,5 kH
dan perhitungan terjadi pergeseran dibandingkan
babkan karena sulitnya mencari nilai komponen y
=
= 20%
, nilai frekuensi yang terukur memperlihatkan bah
idak bekerja sesuai dengan perancangan.
1 2 3 4 5
frekuensi
= 2,5 kHz hasil
out
) dari LPF
kHz.
n dengan hasil
yang tepat
4.2.5. Modulator FSK
Pengujian
Modulator FSK dilakukan dengan mengamati sinyal
output
pada
osiloskop
.
Input
berupa tegangan DC dan sinyal
output
menghasilkan gelombang
sinus. Hal ini ditunjukkan pada gambar 4.6.
(a)
(b)
Gambar 4.6.
(a) Sinyal keluaran
modulator
FSK saat kondisi
Space
. (b) Sinyal
keluaran
modulator
FSK saat kondisi
Mark
.
Sinyal keluaran modulator FSK yang ditunjukkan gambar 4.6 (a) memiliki
frekuensi
output
sebesar 2,110 kHz dan gambar 4.6 (b) memiliki frekuensi
output
sebesar 1,310 kHz. Pengujian dilakukan dengan mengamati
output
yang dihasilkan
pada osiloskop. Gambar 4.6, menunjukkan sinyal
output
rangkaian
modulator
FSK.
Sinyal
input
diberikan suatu kondisi tegangan DC 0V dan 5V. Sinyal
output
menghasilkan frekuensi
mark
sebesar 1,310 kHz saat diberikan tegangan
input
5V
dan menghasilkan frekuensi space sebesar 2,110 kHz saat diberikan tegangan
input
0V.
Outpu
t dari
modulator
FSK berupa gelombang sinus.
Dari hasil pengukuran, nilai frekuensi yang terukur memperlihatkan bahwa rangkaian
4.3. Pengujian Alat
4.3.1. Pengujian kel
Pengujian pada
o
rangkaian serial RS232
output
dari tingkat awa
output
yang dihasilkan
modulator FSK yang t
RS232.
G
Dari hasil pengamatan
memperlihatkan bahwa
sesuai dengan perancang
lat Keseluruhan
eluaran dari modulator FSK
output
modulator FSK yang terdiri dari penyatu
32 dan modulator FSK bertujuan untuk menda
al pengiriman data. Pengujian dilakukan denga
an pada osiloskop. Gambar 4.7 menunjukkan
telah dihubungkan dengan komputer dan ran
Gambar 4.7.
Sinyal keluaran modulator FSK.
an, nilai frekuensi yang terukur adalah fre
a penyatuan rangkaian dari
output
modulator FSK
ngan. Data dapat di terima oleh penerima dengan
atuan komputer,
dapatkan sinyal
gan mengamati
n sinyal
output
angkaian serial
rekuensi
space
K telah bekerja
4.3.2. Pengujian kel
Pengujian pada
o
serial RS232, modulato
dari tingkat kedua peng
yang dihasilkan pada os
telah dirangkaikan denga
Dari hasil pengamatan,
sempurna. Hal ini meny
pengiriman.
4.3.3. Pengujian kel
Pengujian pada
komputer, rangkaian ser
modulator
bertujuan unt
data. Pengujian dilakuka
Gambar 4.9 menunjukk
dengan komputer, rangk
eluaran dari LPF
output
LPF yang terdiri dari penyatuan kompu
tor FSK dan LPF bertujuan untuk mendapatkan
ngiriman data. Pengujian dilakukan dengan men
osiloskop. Gambar 4.8 menunjukkan sinyal
outp
gan komputer, rangkaian serial RS232 dan modul
Gambar 4.8.
Sinyal keluaran dari LPF.
, sinyal
output
yang dihasilkan berupa sinyal sin
nyebabkan data yang dikirimkan menjadi hilang
eluaran dari Balance Modulator
a
output
balance modulator yang terdiri da
erial RS232, modulator FSK, LPF, osilator 67 kH
ntuk mendapatkan sinyal
output
dari tingkat ketig
kan dengan mengamati
output
yang dihasilkan pa
kan sinyal
output
balance modulator yang telah
gkaian serial RS232, modulator FSK, LPF dan osi
puter, rangkaian
n sinyal
output
engamati
output
tput
LPF yang
ulator FSK.
inus yang tidak
g sebagian saat
dari penyatuan
Hz dan
balance
tiga pengiriman
pada osiloskop.
ah dirangkaikan
Dari hasil pengamatan,
sempurna. Hal ini men
terkirim tidak sempurna.
4.3.4. Pengujian kel
Pengujian pada
komputer, rangkaian ser
modulator
dan BPF bert
pengiriman data. Pengu
pada osiloskop. Gambar
dengan komputer, rangk
balance modulator
.
Gambar 4.9.
Sinyal keluaran dari BM.
, sinyal
output
yang dihasilkan berupa sinyal si
![Gambar 2.1. (a) Sinyal informasi. (b) Sinyal carrier [2].](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/1695346.2078797/23.612.207.426.415.639/gambar-a-sinyal-informasi-b-sinyal-carrier.webp)
![Gambar 2.5. Blok diagram Generator SCA [1].](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/1695346.2078797/27.612.174.449.460.665/gambar-blok-diagram-generator-sca.webp)
![Gambar 2.14. Pin TCM 3105 [8].](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/1695346.2078797/37.612.264.380.215.374/gambar-pin-tcm.webp)
