1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang
Di era globalisasi ini, manusia menginginkan kepraktisan, kemudahan dan kefleksibelitasan dalam berbagai hal, salah satunya yaitu dalam bidang telekomunikasi. Telekomunikasi saat ini sangat dibutuhkan oleh masyarakat diseluruh belahan dunia untuk dapat berkomunikasi dan berbagi informasi kapan saja dan dengan siapa saja.
Karena dorongan keinginan masyarakat akan hal ini, dikembangkanlah teknologi komunikasi nirkabel yang akan memenuhi keinginan masyarakat akan kepraktisan, kemudahan dan kefleksibelitasan.
Teknologi Nirkabel merupakan perkembangan teknologi komunikasi yang mengandalkan gelombang radio sebagai media transmisinya. Salah satu contoh penggunaan teknologi wireless ialah pada akses internet yang menuntut ke-fleksibilitasan dan ke-mobilitasan pengguna.
Untuk mengakses internet tersedia dua cara dalam penggunaanya, yaitu wireline dan wireless. Mudah dan murah menjadi alasan utama pengguna internet lebih memilih teknologi wireless dalam berkomunikasi. Untuk mendukung lancarnya proses pengiriman data pada teknologi wireless dibutuhkan antena yang berfungsi memancarkan dan menerima gelombang elektromagnetik di udara.
Ada beberapa macam antena yang dapat digunakan untuk teknologi wireless. Untuk tugas akhir ini akan dilakukan perancangan dan pembuatan antena Amos 5 elemen dan antena Mikrostrip Slot Bowtie yang bekerja pada channel 14 (2473-2495 MHz).
Antena Amos digunakan pada tugas akhir ini karena antena Amos merupakan antena Unidirectional yang dapat menghasilkan penguatan (gain) yang tinggi hingga mencapai 12 dB, dan memiliki directivity yang baik. Sedangkam antena Mikrostrip Slot Bowtie merupakan antena yang memiliki bandwidth yang sangat lebar, yakni 1270 MHz sehingga disebut dengan antena Ultra Wide Band (UWB), memiliki pola radiasi Bidirectional, mempunyai nilai Signal to Noise Ratio (SNR) 39 dB dengan besarnya penguatan terhadap antena pembanding monopol 13 dB.
Sebelum dibuat secara fisik, kedua antena tersebut akan dirancang menggunakan software untuk mendapatkan hasil pengukuran sementara yang nantinya hasil tersebut akan digunakan sebagai acuan dalam pengukuran antena
yang telah dibuat. Dari perancangan dan pembuatan antena tersebut diharapkan dapat diaplikasikan untuk koneksi internet antar gedung yang relatif jauh pada jaringan Wireless Local Area Network (atau yang disingkat sebagai WLAN) 2.4 GHz dengan menggunakan standar protokol IEEE 802.11n.
1.2. Perumusan Masalah
1. Bagaimana cara membuat antena Amos 5 elemen 2,4 Ghz?
2. Bagaimana cara membuat antena Mikrostrip Slot Bowtie 2,4 Ghz?
3. Bagaimana mengoneksikan kedua antena tersebut agar dapat berfungsi sebagai pemancar dan penerima ?
4. Bagaimana mengoneksikan internet dengan kedua antena tersebut ?
Pada proses koneksi internet ini antena Amos berfungsi sebagai pengirim yang nantinya akan terpasang pada gedung D, T. Elektro dan antena Mikrostrip Slot Bowtie berfungsi sebagai penerima yang nantinya akan terpasang pada Laboratorium Teknik Telekomunikasi gedung baru lantai 2.
1.3. Tujuan
1. Merancang dan membuat Antena Amos 5 elemen sebagai transmiter dan Antena Mikrostrip Slot Bowtie sebagai penerima pada koneksi Wi-Fi antar gedung.
2. Mengimplementasikan hasil rancangan untuk koneksi internet antar gedung yang relative jauh.
3. Bisa memahami cara kerja antena Amos 5 elemen dan antenna Mikrostrip Slot Bowtie dengan frekuensi kerja 2,4 Ghz untuk koneksi internet secara Wi-Fi.
1.4. Proyeksi Aplikasi Hasil Di Masyarakat
1. Dapat memanfaatkan jaringan wireless untuk koneksi internet antar gedung yang relatif jauh.
2. Antena Amos 5 elemen dan Antena Mikrostrip Slot Bowtie keduanya dapat digunakan sebagai pemancar dan penerima pada koneksi Wi-Fi antar gedung. 3. Koneksi internet secara Wi-Fi dapat menggunakan antena Amos 5 elemen dan
1.5. Metode Pelaksanaan Tugas Akhir
Untuk pelaksanaan dalam penyusunan tugas akhir ini, diperlukan data-data teknis baik secara teori maupun praktek dilapangan, hal ini diperlukan agar dapat dipertanggungjawabkan kebenarannya. Untuk mengumpulkan data-data lapangan, ada beberapa metode yang digunakan :
1. Studi Pustaka
Yaitu pengumpulan data yang dilakukan dengan cara membaca buku-buku literatur ataupun dari sumber-sumber lain yang berhubungan dengan pembatasan tugas akhir ini.
2. Konsultasi dan Bimbingan
Yaitu dengan cara mengajukan beberapa pertanyaan secara langsung kepada pembimbing yang bersangkutan ataupun pengajar.
3. Survei Komponen
Membeli peralatan yang dibutuhkan dan menyesuaikan dengan karakteristik antenna Amos 5 elemen dan antena Mikrostrip Slot Bowtie.
4. Perancangan
Yaitu dengan cara membuat perancangan terhadap antena yang ingin dibuat berdasarkan perhitungan dan simulasi software.
5. Pembuatan Antena
Yaitu cara membuat antenna berdasarkan dari hasil perencanaan terhadap antena yang telah dibuat.
6. Pengujian alat
Yaitu dengan cara mencoba, menguji dan mengaplikasikan antena yang telah dibuat dengan menggunakan access point.
2. TEORI DASAR
2.1. Pengertian Antena
Antena adalah alat untuk mengubah sinyal listrik menjadi sinyal elektromagnetik, lalu meradiasikannya (pelepasan energi elektromagnetik ke udara / ruang bebas). Dan sebaliknya, antena juga dapat berfungsi untuk menerima sinyal elektromagnetik (penerima energi elektromagnetik dari ruang bebas) dan mengubahnya menjadi sinyal listrik.
Antena dapat bekerja di mana saja karena gelombang elektromagnetik bisa merambat di udara terbuka, hampa udara, di dalam air atau di dalam lorong bawah tanah sekalipun. Antena yang paling baik ialah antena yang dapat meneruskan sinyal dengan spektrum energi frekuensi radio paling besar, apabila dilihat dari segi penerimaan jarak jauh. Antena bisa berwujud berbagai bentuk, mulai dari seutas kabel, dipole, ataupun yagi dan sebagainya.
2.2. Antena Amos 5 Elemen
Ada banyak antena yang dapat digunakan untuk koneksi wireless LAN, seperti antenna vertikal, slot, kolinear dan lain-lain. Namun, pada pembuatan tugas akhir ini, untuk koneksi wireless LAN digunakan antenna Amos 5 elemen yang difungsikan sebagai pemancar.
Gambar 2.1.Antena Amos 5 elemen
Gambar 2.1 diatas ialah desain keseluruhan dari antena Amos 5 elemen. Antena ini tersusun dari dua buah kawat yang mempunyai panjang yang sama dan disusun secara seri dan di sambungkan dengan antena balun ditengah antena sebagai penghubung antara dua kawat dan juga sebagai penyeimbang impedansi antena. Antena ini juga tersusun oleh reflektor yang berada dibagian belakang dan juga ditopang oleh isolator.
Gambar 2.2.Elemen-elemenAntena Amos 5 Elemen
Gambar 2.2 ialah pola yang menggambarkan ukuran perancangan dari antena amos. Untuk mendapatkan ukuran setiap segment didapat dengan mengalikan λ (lambda) dengan koefisien yang ada, seperti formula di bawah ini: Frekuensi
λ (lambda) = 299.8 / f(MHz) (meter)
Panjang Kawat = 2.42 x λ (2 buah dalam mm) Ukuran Dimensi : segment A = 0.320 x λ (mm) ; segment E = 0.180 x λ (mm) segment B = 0.574 x λ (mm) ; segment F = 0.032 x λ (mm) segment C = 0.543 x λ (mm) ; segment G = 0.081 x λ (mm) segment D = 0.158 x λ (mm) Diameter kawat (d) = 0.0162 x λ (mm)
Reflektor : Panjang reflektor (H) = 3.70 x λ (mm) Lebar reflektor (I) = 0.50 x λ (mm) Panjang balun setengah gelombang : P = 0.5 x v (mm) Dimana v = velocity facktor
2.3. Antena Mikrostrip Slot Bowtie
Antena mikrostrip saat ini merupakan salah satu antena yang sangat pesat perkembangannya dalam system telekomunikasi. Sehingga banyak diaplikasikan pada peralatan–peralatan telekomunikasi modern saat ini. Salah satu aplikasinya adalah wireless LAN.
Antena mikrostrip adalah salah satu jenis antenna wireless yang paling popular digunakan saat ini. Ada beberapa alasan kenapa antenna mikrostrip sangat terkenal, yaitu
Sangat mudah difabrikasi,
Selaras dengan permukaan non planar,
Sangat murah karena hanya dengan menggunakan papan cetak sirkuit,
Fleksibel sehingga menghasilkan berbagai macam pola dan polarisasi yang berbeda
Strukturnya sangat kuat.
Pada tugas akhir ini, akan dibuat antenna mikrostrip slot berbentuk kupu-kupu yang disebut juga dengan antenna bowtie. Bentuk dari antenna Mikrostrip Slot Bowtie yang akan dibuat dapat dilihat pada Gambar 2.3.
(a) (b)
Gambar 2.3.Antena Mikrostrip Slot Bowtie (a) Desain I (kupu-kupu tunggal) (b) Desain II (kupu-kupu ganda)
Bentuk antenna berstruktur kupu-kupu atau dikenal juga dengan bowtie merupakan pengembangan desain antenna dari bentuk dasar segitiga (triangle). Antena bowtie adalah pilihan yang baik untuk antena-antena ultra wideband frekuensi (UWB). Yaitu antenna dengan pencapaian radiasi pada pita lebar ataupun multiband.
Lebar saluran mikrostrip (W) tergantung dari impedansi karakteristik (Z0)
yang diinginkan. Adapun rumus untuk menghitung lebar saluran mikrostrip digunakan persamaan:
{
[
]}
Dengan adalah konstanta dielektrik relative. Dan untuk menetukan panjang sisi-sisi segitiga digunakan persamaan:
{ } { }
2.4. Wireless Local Area Network (WLAN)
Teknologi nirkabel atau yang disebut dengan wireless merupakan perkembangan teknologi komunikasi yang mengandalkan gelombang radio sebagai media transmisinya. Salah satu contoh penggunaan teknologi wireless ialah pada akses internet yang menuntut kefleksibilitasan dan kemobilitasan pengguna. Salah satu contoh dari penggunaan internet yang sering ditemui pada komunikasi antar gedung perkantoran atau perkuliahan. Jaringan internet ini disebut dengan Wireless Local Area Network (WLAN) yang bekerja pada frekuensi 2,4 GHz. Wireless LAN mempunyai 4 komponen utama, yaitu:
Access Point, merupakan perangkat yang menjadi pusat koneksi dari pengguna ke Internet Service Provider (ISP). Access point ini berfungsi untuk mengkonversikan sinyal frekuensi radio menjadi sinyal digital yang akan disalurkan melalui kabel atau disalurkan keperangkat WLAN yang lain dengan dikonversi ulang menjadi sinyal frekuensi radio.
Wireless LAN Interface, merupakan peralatan yang dipasang di Mobile/Desktop PC. Peralatan yang dikembangkan secara massal dalam bentuk PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association) card, PCI card maupun melalui port USB (Universal Serial Bus)
Mobile/Desktop PC, merupakan perangkat akses untuk para pengguna. Mobile PC pada umumnya sudah terpasang port PCMCIA, sedangkan desktop PC harus ditambahkan wireless adapter melalui PCI (Peripheral Component Interconnect) card atau USB (Universal Serial Bus).
Antena external (optional), digunakan untuk memperkuat daya pancar. Antenna ini dapat dirancang sendiri oleh pengguna.
Wi-Fi (Wireless Fidelity) merupakan teknologi WLAN yang sedang berkembang pesat yang menggunakan standar 802.11 dari IEEE. Standar dari 802.11 ini ada beberapa macam, yang tervaru ialah 802.11n yang memiliki kecepatan maximum tertinggi 100 Mbps dan jangkauan sinyal terbaik dan lebih tahan terhadap interferensi dari sumber lain.
3. BENTUK TUGAS AKHIR 3.1. Deskripsi Alat
a. Antena Amos 5 Elemen
Fungsi :Antena pemancar gelombang 2.4 GHz
Spesifikasi : Antena yang terbuat dari 2 buah kawat tembaga sama panjang yang di bentuk menjadi 5 elemen, dimana antar kawat tembaga tersebut dihubungkan dengan antena balun dibagian tengah. Selain itu antena tersebut di lengkapi dengan reflektor yang terbuat dari lempengan tembaga.
b. Antena Mikrostrip Slot Bowtie
Fungsi : Antena penerima gelombang 2.4 GHz
Spesifikasi : Antena dengan bahan dasar PCB yang memiliki pola kupu kupu (bowtie) dan dilapisi dengan larutan perak dengan
bahan substrat yang digunakan adalah epoxy. 3.2. Cara Kerja Alat
Pembuatan proyek tugas akhir ini yaitu menghubungkan antena Amos 5 elemen 2.4 GHz dengan antena Mikrostrip Slot Bowtie pada sistem Wi-fi. Antena Amos ini akan dihubungkan dengan server yang berada pada Gedung D Teknik Elektro PNJ menggunakan kabel pig tail. Dengan kata lain antena Amos ini difungsikan sebagai pemancar.
Untuk antena Amos 5 elemen yg akan dipasang di gedung D, Teknik Elektro dan antenna Mikrostrip Slot Bowtie yang akan dipasang di Gedung Laboratorium Telekomunikasi PNJ akan dikonfigurasikan sebagai pengganti antenna access point.
3.3. Diagram Blok
Gambar 3.1 adalah diagram blok system dari penggunaan antenna Amos 5 elemen sebagai pemancar pada gedung D Teknik Elektro dan antenna Mikrostrip Slot Bowtie sebagai penerima pada gedung.
4. JADWAL PELAKSANAAN
Jadwal pelaksanaan dari tugas akhir ini dijelaskan pada Tabel 4.1. Tabel 4.1. Jadwal Pelaksanaan Tugas Akhir
5. PERKIRAAN BIAYA
Perkiraan biaya dari pembuatan tugas akhir ini dijelaskan pada Tabel 5.1. Tabel 5.1.Perkiraan Biaya Tugas Akhir
No Keterangan Uraian Anggaran Uraian Biaya Biaya (Rp)
1. Komponen/Bahan - bahan Antena Amos Kawat Tembaga 2 mm (4m) @ Rp. 15.000 Rp 60.000 Kabel RG 58 (1m) @ Rp. 12.000 Rp 12.000 Kabel RG 8 (1m) @ Rp. 30.000 Rp 30.000 PCB Polos @ Rp. 50.000 Rp 50.000 Timah 1 Roll @ Rp. 15.000 Rp 15.000 Konektor N-type (2 pasang) @ Rp. 40.000 Rp 80.000 Cat Pernis @ Rp. 20.000 Rp 20.000 Glue Gun dan Lem @ Rp. 50.000 Rp 50.000 Penyangga Stainless steel @ Rp. 50.000 Rp 100.000 Access Point @ Rp. 600.000 Rp 600.000 baut @ Rp. 10.000 Rp 10.000 Kabel pig tail (2m) @ Rp. 50.000 Rp 100.000 No. Kegiatan / Bulan
Bulan ke-1 Bulan ke-2 Bulan ke-3 Bulan ke-4 Bulan ke-5 Bulan ke-6 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 Studi Literatur 2 Survei Komponen 3 Perancangan Alat 4 Pembuatan Antena 5 Pengujian Alat 6 Penulisan Laporan 7 Konsultasi Bimbingan
2. Komponen / Bahan–bahan Antena Mikrostrip PCB double layer FR-4 @ Rp 100.000 Rp 100.000 2 buah SMA Conector (
male ) @ Rp 35.000 Rp 60.000 1 buah SMA Conector
(female) @ Rp 35.000 Rp 70.000 SMA Conector ( body ;
female ). @ Rp 30.000 Rp 30.000 1 buah Cable Heat Shrink @ Rp 25.000 Rp 25.000 1 buah N Conector ( Male ) @ Rp 40.000 Rp 40.000 1 buah N Conector ( Male ) @ Rp 40.000 Rp 40.000 1 Lembar Palette Antena di
kertas transparan @ Rp 10.000 Rp 10.000 Larutan FeCL3 ( Ferid
Clorid ) @ Rp 10.000 Rp 10.000 Timah 1 Roll @ Rp. 15.000 Rp 15.000 1 m Coaxial Cable 50 Ω @ Rp 60.000 Rp 60.000 Access point @ Rp. 600.000 Rp 600.000 4 baut @ Rp. 10.000 Rp 40.000 3. Alat-alat yang dibutuhkan
1 buah Tang Pemotong
Kabel @ Rp 74.000 Rp 74.000 1 buah Solder @ Rp 60.000 Rp 60.000 1 buah Tang Pembengkok @ Rp 25.000 Rp 25.000 1 buah Pisau Pengupas
kabel @ Rp 25.000 Rp 25.000 4. Pembuatan Laporan @ Rp 400.000 Rp 400.000
Daftar Pustaka
Rajab, Muis. 2008, September. “Perancangan Wireless Local Area Network Di Pusat Studi Jepang Universitas Indonesia”. UIN Syarif Hidayatullah.
http://www.scribd.com/doc/11462654/26/Komponen-Komponen-Wireless-LA. [4 Januari 2013]
Sutrisno, Ayip. 2009. “LAN Nirkabel (W-LAN)”. Universitas Dian Nuswantoro. http://www.scribd.com/doc/23416220/LAN-Nirkabel. [4 Januari 2013]
Muhtadi, Didi dan Hadi Pramono, Yono. “Antena Mikrostrip Slot Berstruktur Kupu-Kupu Dengan Feeding Co-Planar Waveguide”. Institut Teknik Surabaya.
kaisnet.files.wordpress.com/2010/11/didi-muhtadix.pdf [28 Desember 2012]
Rahmadyanto, Heri. 2009, Desember 5. “Rancang Bangun Antena Mikrostrip Slot Triangular Array 8 Elemen Dengan Pencatuan Microstrip Feed Line Secara Tidak Langsung Untuk Aplikasi CPE Wimax”. Universitas Indonesia.
lontar.ui.ac.id/file?file=digital/20249007-R030984.pdf [31 Desember 2012]
YU1AW, Dragoslav Dobričić,2007, November “AMOS Antenna with Semicircular Radiation Diagram for 2.4 GHz”. Copyright © 1988-2007 All rights reserved - antenneX©
http://qsl.net/yu1aw/ANT_VHF/Amos_Ant/AMOS%20eng.pdf. [14 November 2012] http://www.indohotspot.net/ZoneWifi/frontpage/readtutorial/46. [22 Januari 2013]
