Data Penulis:
Dosen STEKOM
Khoirur Rozikin, S.Kom, M.Kom Program Studi Sistem Komputer Dani Sasmoko, S.T, M. Eng Program Studi Manajemen Informatika Unang Achlison, S.T, M.Kom Program Studi Teknik Elektronika Drs. Bambang Suhartono, M.Kom Program Studi Teknik Elektronika
Purwanto, S.Kom Program Studi Teknik Elektronika
Arsito Ari Kuncoro, S.Kom, M.Kom Program Studi Sistem Komputer Budi Hartono, S.Kom, M.Kom Program Studi Sistem Komputer
Alumnus STEKOM
Agus Widayanto, S.Kom Program Studi Sistem Komputer
Lingga Hartadi, Amd Program Studi Teknik Komputer
Luy Usman, Amd Program Studi Teknik Elektronika
Muhammad Toha, S.Kom Program Studi Sistem Komputer
Rohmad Abidin, S.Kom Program Studi Sistem Komputer
Wahyu Utomo, S.Kom Program Studi Sistem Komputer
Jurnal ELKOM diterbitkan oleh Sekolah Tinggi Elektronika dan Komputer (STEKOM). Jurnal ELKOM sebagai sarana komunikasi dan penyebarluasan hasil penelitian,
pemikiran serta pengabdian pada masyarakat
Sistem Pakar untuk Mendiagnosa Kerusakan pada BLACKBERRY 8520 dengan Metode Forward Chaining
Agus Widayanto, Khoirul Rozikin 1 – 6
Sistem Keamanan Kendaraan SUZUKI SMASH Menggunakan ATMEGA 8 dengan Sensor Bluetooth HC-6 Berbasis Android
Lingga Hartadi, Dani Sasmoko 7 – 18
Analisis Kebutuhan Kapasitor pada Panel Capacitor Bank untuk beban 500 kwatt
Luy Usman, Unang Achlison 19 – 24
Sistem Pendukung Keputusan Penentuan Lokasi Server Center Menggunakan Metode Simple Additive Weighting Berbasis Geographic Information System
Muhammad Toha, Bambang Suhartono 25 – 32
Efektifitas Solar Illumination dan Solar Light Collectors pada Ruang Tertutup
Purwanto 33 - 36
Aplikasi Pembayaran SPP di Lingkungan Yayasan Az-Zahra Demak Berbasis Client Server Terintegrasi dengan SMS Gateway
Rohmad Abidin, Arsito Ari Kuncoro 36 – 41
Pengaruh Bounching Sakelar pada Kendali Motor Stepper dan Radio Frequency
Unang Achlison 42 - 50
Perancangan Aplikasi Pembayaran SPP dengan Radio Frequency Identification (RFID) dan MCS-51 Studi Kasus pada SMP Negeri 3 Purwodadi
JURNAL ELEKTRONIKA DAN KOMPUTER
Penanggung Jawab :
Ketua Sekolah Tinggi Elektronika dan Komputer
Pemimpin Redaksi :
Unang Achlison, S.T, M.Kom
Mitra Bestari :
Prof. YL Sukestiyarno M.S, Ph.D (Universitas Negeri Semarang)
Sekretaris Redaksi :
Purwanto, S.Kom
Dewan Redaksi :
Dr. Ir. Agus Wibowo, M.Kom, M.Si, M.M
Drs. Bambang Suhartono, M.Kom
Muhammad Muthohir, S.Kom, M.Kom
Ir. Paulus Hartanto, M.Kom
Sulartopo, S.Pd. M.Kom
Desain Grafis :
Joseph Teguh Santoso, S.Kom, M.Kom
Setyo Adi Nugroho, S.E, M.Kom
Alamat Redaksi :
Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat
Sekolah Tinggi Elektronika dan Komputer
Jl. Majapahit No. 605 Semarang Telp. 024-6723456
KATA PENGANTAR
Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa dengan terbitnya Jurnal ELKOM
(Elektronika dan Komputer) Edisi April 2015, Volume 8 Nomor 1 Tahun 2015 dengan
artikel-artikel yang selalu mengikuti perkembangan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi
dalam bidang Elektronika dan Komputer.
Semua artikel yang dimuat pada Jurnal Elektronika dan Komputer (ELKOM) ini
telah ditelaah oleh Dewan Redaksi yang mempunyai kompetensi di bidang Elektronika
dan Komputer.
Pada edisi ini kami menyajikan beberapa topik menarik antara lain makalah yang
menggunakan objek
Hand Phone
yaitu : “Sistem Pakar untuk Mendiagnosa Kerusakan
pada BLACKBERRY 8520 dengan Metode
Forward Chaining
”, dan “Aplikasi
Pembayaran SPP di Linkungan Yayasan Az-Zahra Demak Berbasis
Client Server
Terintegrasi dengan SMS
Gateway
”
.
Topik selanjutnya adalah makalah yang
menggunakan aplikasi micro controller yaitu : “Sistem Keamanan Kendaraan SUZUKI
SMASH Menggunakan ATMEGA 8 dengan Sensor Bluetooth HC-6 Berbasis Android”,
serta “Perancangan Aplikasi Pembayaran SPP dengan
Radio Frequency Identification
(RFID) dan MCS-51 Studi Kasus pada SMP Negeri 3 Purwodadi”. Topik selanjutnya
adalah makalah yang menggunakan objek Elektronika yaitu : “Analisis Kebutuhan
Kapasitor pada Panel
Capacitor Bank
untuk Beban 500 Kwatt”, “Efektifitas
Solar
Illumination
dan
Solar Light Collectors
pada Ruang Tertutup”, dan “Pengaruh
Bounching
Sakelar pada Kendali Motor
Stepper
dan
Radio Frequency
”. Topik selanjutnya adalah
makalah yang menggunakan aplikasi jaringan komputer yaitu : “Sistem Pendukung
Keputusan Penentuan Lokasi
Server Center
Menggunakan Metode
Simple Additive
Weighting
(SAW) Berbasis
Geographic Information System
(GIS)”.
Terima kasih yang mendalam disampaikan kepada penulis makalah yang telah
berkontribusi pada penerbitan Jurnal ELKOM edisi kali ini. Dengan rendah hati dan
segala hormat, mengundang Dosen dan rekan sejawat peneliti dalam bidang Elektronika
dan Komputer untuk mengirimkan naskah,
review
, gagasan dan opini untuk disajikan pada
Jurnal Elektronika dan Komputer (ELKOM) ini.
Sebagai akhir kata, saran dan kritik terhadap Jurnal Elektronika dan Komputer
(ELKOM) yang membangun sangat diharapkan. Selamat membaca.
Semarang, April 2015
Vol.8 No.1 April 2015
JURNAL ELEKTRONIKA DAN KOMPUTER
DAFTAR ISI
Kata Pengantar ...i
Daftar Isi ... ii
1.
Sistem Pakar untuk Mendiagnosa Kerusakan pada BLACKBERRY 8520 dengan
Metode
Forward Chaining
(
Agus Widayanto, Khoirul Rozikin
) ... 1
2.
Sistem Keamanan Kendaraan SUZUKI SMASH Menggunakan ATMEGA 8 dengan
Sensor Bluetooth HC-6 Berbasis Android (
Lingga Hartadi, Dani Sasmoko)
... 7
3.
Analisis Kebutuhan Kapasitor pada Panel
Capacitor Bank
untuk Beban 500 Kwatt
(
Luy Usman, Unang Achlison
) ... 19
4.
Sistem Pendukung Keputusan Penentuan Lokasi
Server Center
Menggunakan Metode
Simple Additive Weighting
Berbasis
Geographic Information System
(
Muhammad Toha, Bambang Suhartono
) ... 25
5.
Efektifitas
Solar Illumination
dan
Solar Light Collectors
pada Ruang Tertutup
(
Purwanto
) ... 33
6.
Aplikasi Pembayaran SPP di Lingkungan Yayasan Az-Zahra Demak Berbasis Client
Server Terintegrasi dengan SMS
Gateway
(
Rohmad Abidin, Arsito Ari Kuncoro
) ... 36
7.
Pengaruh Bounching Sakelar pada Kendali Motor
Stepper
dan
Radio Frequency
(
Unang Achlison
) ... 42
8.
Perancangan Aplikasi Pembayaran SPP dengan
Radio Frequency Identification
(RFID)
dan MCS-51 Studi Kasus pada SMP Negeri 3 Purwodadi
Vol. 8 No.1 – ELKOM, April 2015
PENGARUH
BOUNCHING
SAKELAR
PADA KENDALI MOTOR
STEPPER
DAN
RADIO FREQUENCY
(RF)
UNANG ACHLISON
Sekolah Tinggi Elektronika dan Komputer Jl. Majapahit 605 & 304
Semarang Indonesia E-mail : unang@stekom.ac.id
Abstrak
Penelitian tentang efek bouncing terdapat pada proses pemutaran regulator trafo secara manual menjadi otomatis atau juga pada proses semikonduktor dalam pemodelan saklar Radio Frequency (RF). Penjelasan masing-masing proses sebagai berikut: (1) proses pemutaran regulator trafo dengan cara memasang sebuah motor stepper bertipe 5 phase yang dikendalikan oleh PLC; (2) proses modulasi Radio Frequency (RF) melalui variasi resistansi suatu saklar sinyal saat dimodulasi berada di kondisi ON maupun OFF.
Efek bouncing yang ditimbulkan antara lain getaran / osilasi tegangan pada motor stepper yang dikendalikan oleh PLC. Berdasarkan hasil percobaan solusi yang dilakukan adalah memasang komponen kapasitor yang menyimpan arus ketika sedang dialiri listrik dan melepaskan arus ketika aliran listrik dihentikan. Redaman efek bouncing yang terjadi yaitu getaran / osilasi tegangan sesaat menjadi lenyap sehingga gerakan motor stepper mampu menempuh jarak putar seperti yang dikehendaki.
Efek bouncing lain yang ditimbulkan yaitu linearitas sinyal saat resistansi saklar dimodulasi pada Radio Frequency (RF). Berdasarkan hasil percobaan solusi yang dilakukan adalah memasang komponen transistor saklar RF FET yang mempunyai profil transkonduktansi yang tajam untuk linearitas optimal sehingga mampu mereduksi afek couplinf RF ke gerbang FET. Redaman efek bouncing yang terjadi yaitu saklar RF FET dengan transkonduktansi linearitas yang tinggi maka mampu menghasilkan linearitas sinyal dengan linearitas yang tinggi saat saklar RF FET dimodulasi pada Radio Frequency (RF).
Berdasarkan hasil analisis menggunakan pendekatan eksperimental diperoleh simpulan bahwa efek bouncing dapat terjadi pada rangkaian diskrit (digital) maupun linear (analog). Redaman efekbouncing didapatkan dengan menggunakan komponen yang mempunyai karakteristik transkonduktansi linearitas yang tinggi.
Kata Kunci : efek bouncing, transkonduktansi linearitas
A.
PENDAHULUAN
Proses pemutaran regulator trafo secara manual menjadi otomatis. Pengembangan ini dilakukan dengan cara memasang sebuah motor stepper pada tombol regulator daya. Gerakan motor stepper akan dikendalikan oleh sebuah
Programmable Logic Controller (PLC).
Pemrograman dibuat sedemikian hingga setiap waktu tertentu motor stepper memutar regulator trafo untuk menaikkan daya secara otomatis. Kondisi ini menimbulkan berbagai permasalahan yang timbul selama proses pemutaran regulator
trafo yaitu getaran / osilasi tegangan pada motor stepper yang dikendalikan oleh PLC.
Persyaratan kinerja nirkabel di alat Radio Frequency (RF) memerlukan spesifikasi IP3 yang sangat ketat tergantung pada arsitektur dan opsi yang dipakai (65 dBm untuk GSM dan
WCDMA). Berdasarkan dokumen 3GPP
(1999,2003,2008) menyatakan bahwa spesifikasi IP3 masih sangat susah untuk dipenuhi maka saklar seperti apa yang diperlukan untuk memenuhi persyaratan tersebut?
PENGARUH BOUNCHING SAKELAR
PADA KENDALI MOTOR STEPPER DAN RADIO FREQUENCY (Unang Achlison)
B. TINJAUAN PUSTAKA 1. Efek Bounching
Limit switch push off / normally closed (sakelar terputus jika ditekan). Saat saklar tertekan akan membuat saklar terbuka dan keluaran rangkaian mendekati +5V yang berarti dalam logika tinggi. Pada saat penekanan saklar akan timbul getaran mekanis yang disebut efek bouncing sehingga timbul tegangan tak stabil pada keluaran. Untuk menstabilkan tegangan tersebut dipasang kapasitor sebagai peredam (debouncing).
Aplikasi mikrokontroler yang memanfaatkan saklar atau tombol-tekan (pushbutton), tentunya akan menghadapi masalah bouncing pada saklar atau tombol tersebut. Artinya, saat terjadi penekanan pada tombol tersebut, mikrokontroler mendeteksi adanya penekanan berkali-kali, padahal, hanya sekali lagi. Hal ini diperjelas melalui gambar 1.
Gambar 1. Diagram pewaktuan saat terjadi perubahan dari 1 ke 0
Berdasarkan pada gambar 1 diperjelas bahwa saat terjadi perubahan tombol dari 1 ke 0 (ilustrasi kiri), akan terjadi bouncing berulang-ulang selama 0.01 hingga 100 milidetik (ilustrasi
tengah). Kondisi ini akan menyebabkan
Mikrokontroler menganggap terjadi perubahan dari 1 ke 0 berkali-kali (ilustrasi kanan).
2. Programmable Logic Controller (PLC)
Solar PLC merupakan sistem yang dapat
memanipulasi, mengeksekusi, dan atau
memonitor keadaan proses pada laju yang amat cepat, dengan dasar data yang bisa diprogram dalam sistem berbasis mikroprosesor integral. PLC menerima masukan dan menghasilkan
keluaran sinyal-sinyal listrik untuk
mengendalikan suatu sistem. Karakter proses yang dikendalikan oleh PLC sendiri merupakan
proses yang sifatnya bertahap, yakni proses itu berjalan urut untuk mencapai kondisi akhir yang diharapkan.
PLC berisi rangkaian elektronika digital yang berfungsi sebagai kontak Normally Open (NO) dan kontak Normally Close (NC) relay. Satu nomor kontak NO dan NC pada PLC dapat digunakan berkali-kali untuk semua jenis instruksi dasar PLC kecuali instruksi output. Permasalahan timbul yaitu efek bouncing yang ternyata berasal dari signal keluaran PLC.
3. Linearitas Sinyal Radio melalui Saklar FET
FET (Transistor Efek Medan) memiliki beberapa kelebihan diantaranya adalah:
1. hambatan dalam input sangat besar, yaitu sekitar ~ 106 Ω untuk JFET (Junction FET) dan ~ 108 Ω untuk MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET)
2. Noisenya kecil, karena karena pembawa muatan pada FET tidak melewati hubungan p-n sama sekali.
3. Densitas FET sangat tinggi sehingga dapat dibentuk rangkaian integrasi lebih padat 4. Suhu lebih stabil.
Konstruksi secara fisik dan simbul JFET ditunjukkan gambar berikut:
Gambar 2. Konstruksi fisik dari JFET dan simbulnya
Mil’shtein dan Liessner mengenalkan metode untuk meningkatkan linearitas saklar FET [38-40]. Andrew Dearn dan Liam Devlin (2010) dengan IP3 di 1.9 Hz hingga 54 dBm, dengan harmonik kedua yang direkam di 80 dBm. Michael Yore (2010) dari Semikonduktor Triquint melaporkan sebuah saklar SP7T pHEMT dengan IMD2 khususnya lebih baik dari 100 dBm dan IMD3 yang lebih baik dari
-Vol. 8 No.1 – ELKOM, April 2015
105dBm. Skyworks (2013) secara komersial menawarkan sebuah saklar SP2T linearitas ultra-high, SKY13405-409LF, yang mampu untuk sebuah IIP3 dari 68 dBm.
C. METODOLOGI PENELITIAN 1. Kendali Motor Stepper 5 Phase
Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Ari Satmoko, Edy Surnamo, Paidjo (2008) dirumuskan bentuk alur metodologi Kendali Motor Stepper 5 Phase. Prinsip kerja motor stepper 5 phase ditunjukkan oleh Gambar 3. Ketika misalnya phase A diaktifkan, kutub-kutub akan terpolarisasi sehingga menimbulkan gaya tarik pada kutub lawannya pada rotor cup I. Pada saat
yang bersamaan, kutub stator lainnya
menimbulkan daya dorong / tolak terhadap rotor cup 2. Kondisi ini menyebabkan gaya-gaya yang bekerja pada rotor menjadi berimbang dan rotor berada pada keadaan station GlY. Karena phase B, C, D dan E dinonaktitkan, phase B membentuk offset terhadap rotor cup 2 sebesar 0,72°.
Gambar 3. Susunan kumparan dalam motor stepper
Ketika phase B diaktitkan dan phase lainnya dinonaktitkan, fenomena serupa sebelumnya terjadi dengan magnet stator phase B menarik rotor cup 2. Dengan kata lain, setiap pergantian phase dari A ke B akan menyebabkan rotor berputar sejauh 0,72 0. Begitu seterusnya bila pengaktifan phase beralih dari B ke C, ke D, ke E, dan seterusnya. Apabila diinginkan putaran
yang berlawanan, maka tinggal membalikkan arah pengaktifan magnet-magnet pada stator. Ilustrasi di atas menunjukkan gerakan motor dengan pengaktifan I phase. Dalam kondisi sebenamya, pada saat bersamaan empat atau lima phase dapat sekaligus dioperasikan sehingga menghasilkan motor dengan kekuatan torsi yang tinggi.
Gambar 4. Kumparan stator motor dalam sistem pentagon.
2. Linearitas Sinyal Radio melalui Saklar FET
Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Christopher Liessner, Samson Mil’shtein (2014) dirumuskan bentuk alur metodologi Linearitas Sinyal Radio melalui Saklar FET dengan mempertimbangkan karakteristik DC I-V dari sebuah saklar FET, resistansi kanal untuk saklar saat berada di posisi ON secara efektif merupakan kemiringan terbalik (inverse slope) dari Ids melawan Vds untuk Vgs pada nilai rendah
Vds.
Dalam region linier dari Ids melawan Vds,
rasio ini hakikatnya merupakan sebuah konstanta dengan Vgs konstan. Namun, rasio ini – atau
resistansi yang ekuivalen, Ron, berubah menjadi
fungsi Vgs. Karena Ron merupakan fungsi Vgs,
mengambil derivatif dari (1) yang terkait dengan Vgs akan nampak sebagai berikut:
PENGARUH BOUNCHING SAKELAR
PADA KENDALI MOTOR STEPPER DAN RADIO FREQUENCY (Unang Achlison)
Dengan mengulas definisi transkonduktansi, gm (4), dan mengubahnya menjadi persamaan
(3), bersama dengan persamaan untuk Ron (1),
kami membangun hubungan antara sensitivitas Ron to Vgs, Vds, dan Ids dalam persamaan (5).
Persamaan (5) membangun sebuah
hubungan langsung antara perubahan dalam Ron
ke nilai dc-nya, nilai dc current (Ids), dan
transkonduktansi (gm), ke variasi dalam tegangan
gerbang ( Vgs). Ditunjukkan bahwa semakin
kecil Ron, semakin kecil sensitivitas terhadap
perubahan di Vgs. Selain itu, saat dc Ids
meningkat, variasi dalam Ron juga berkurang.
Hal ini karena Ids yang lebih besar menyiratkan
Ron yang lebih kecil; dan semakin kecil Ron,
semakin kecil dampak dari variasi Ron pada
sinyal.
Sekarang kita perlu menghubungkan derivasi ini ke linearitas saklar untuk kumpulan saklar dan ke produk intermodulasi ketiga secara khusus. Di Gambar 5 disajikan sirkuit transfer daya sederhana dari sebuah saklar yang berada di kondisi ON. Pin dan Pout dijelaskan dalam
persamaan (6) dan (7). Dengan memanipulasi persamaan (6), (7) dan (8), serta mengungkapkan bahwa Ron lebih sedikit dari ZL, kita dapat
menemukan hubungan dari Pin ke Pout yang
terkait ke Ron. Kehilangan insersi terkait
dijelaskan oleh persamaan (10).
Gambar 5. Kondisi Sakelar ON dengan ada Beban.
Dengan memakai ekspansi Taylor Series [43], sebuah respon nonlinier yang rendah dapat dimodelkan disekitar titik diam, misalnya saklar baik dalam kondisi ON ataupun OFF:
Berasal dari solusi dua-tone, seperti yang dipakai untuk pengukuran IP3, persamaan (13) menjadi seperti berikut:
Sekarang kami dapat melanjutkan dengan deriving kalkulasi IM3. Dari persamaan (9) dan
Vol. 8 No.1 – ELKOM, April 2015
(14), kami dapat memisahkan produk-produk IM3:
Jika Pin merupakan nilai konstan A, dan kami memakai faktor atenuasi sederhana di (9) kami sekarang dapat menentukan fungsi G dari (15) sebagai:
Untuk menemukan G3, dari persamaan (13)
kami akan memakai persamaan (17), dan mengidentifikasi Ron dan Vgs, dan menyebut
k RF coupling, kami membuat persamaan (20).
Dimana δ didefinisikan sebagai:
Memasukkan (20) ke (15) menghasilkan persamaan final untuk menemukan amplitudo dari produk intermodulasi urutan ketiga dengan Ron yang termodulasi. Versi logaritmik dari IM3
di dB ditemukan dalam persamaan (23).
Untuk menghitung IIP3, pertama Pin harus
didefinisikan dengan benar. Karena Ron kurang
dari ZL,
Karena pengukuran dibuat memakai dBm sebagai standar, amplitude dikalikan oleh faktor 1000 ke skala yang sesuai.
Dan IIP3 ditunjukkan dibawah:
Namun demikian, perlu dicatat bahwa Ids tidaklah arbitrer – ia berkaitan dengan input daya (atau, tegangan input RMS), resistansi ON, dan impedansi beban seperti berikut:
Sehingga:
Dengan δ yang berbentuk sebagai berikut:
Dan seperti yang diperkirakan, daya hilang dalam persamaan ini karena kompresi dan dampak dispersif tidak ada dalam model. Hal ini menciptakan sebuah fungsi Ron IIP3, gm, ZL, dan
faktor coupling k. perhatikan bahwa analisis ini hanya menunjukkan dampak dan sensitivitas sebuah saklar karena transkonduktansi di region dan fluktuasi ke Ron; ia tidak menyajikan sebuha
model untuk struktur pHEMT tertentu.
D. HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Kendali Motor Stepper 5 Phase
Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Ari Satmoko, Edy Surnamo, Paidjo (2008) dijelaskan bahwa motor stepper 5 phase yang digunakan bertipe PK-5913-A. Motor ini
dilengkapi dengan driver yang dapat
memberikan perintah kepada motor untuk melakukan gerakan putar baik dalam arah maupun besar langkah putaran. Motor disusun sesuai dengan petunjuk pengoperasian yang ada.
PENGARUH BOUNCHING SAKELAR
PADA KENDALI MOTOR STEPPER DAN RADIO FREQUENCY (Unang Achlison)
PLC bertipe Omron digunakan untuk mengontrol masukan-masukan pada driver. Setelah semua pengkabelan tersusun, sistem tersebut diuji coba. Sesuai dengan perintah PLC, motor dapat berputar. Namun temyata langkah putaran melebihi dari sudut putar yang seharusnya. Serangkaian uji coba dilakukan dengan memberi 10 pulsa signal pada driver dan me$tinya hanya menghasilkan sudut sebesar 7,2° (10 step x O,72°/step). Namun temyata, sudut yang dihasilkan lebih besar dan tidak menentu dengan kisaran 15° hingga 30°.
Penelusuran lebih Ianjut mengantarkan temuan bahwa PLC yang digunakan tersebut bertipe relay. Seperti yang telah diketahui, relay ini bekerja dengan sistem magnetik dan kontak mekanik.
Kontak mekanik pada relay inilah yang diduga menyebabkan efek bouncing. Proses buka tutup relay PLC mengakibatkan timbulnya osilasi tegangan sesaat. Secara digital oleh driver motor stepper, osilasi tegangan ini dianggap sebagai perubahan pulsa antara niai 0 dan nilai I. Berapa jumlah perubahan pulsa ini tidak menentu dan bersifat acak. Hal inilah yang menyebabkan sudut yang dihasilkan oleh motor stepper setelah diberi "10 perubahan signal" lebih besar dari seharusnya dan besamya sudut bervariasi.
Osilasi ini mempunyai frekuensi yang sangat tinggi dan tidak terdeteksi menggunakan peralatan multimeter atau sejenisnya. Sehingga tanpa alat yang memadai (misalnya osiloskop), sulit bagi manusia untuk memerik3a keberadaan efek bouncing. Efek bouncing hanya dapat
dipecahkan secara hardware (penambahan
komponen elektronik).
Pemecahan efek bouncing melalui
penambahan hardware dilakukan dengan
melokalisir titik yang diduga memberikan efek
bouncing dan kemudian menambahkan
komponen kapasitor pada titik tersebut. Dari evaluasi diperoleh maka penyebab bouncing kemungkinan berada pada signal dari PLC yang diterima oleh driver motor. Untuk mengatasinya, maka ditambahkanlah komponen kapasitor pada lokasi tersebut.
Penambahan kapasitor bertujuan untuk meratakan arus. Sesuai dengan karakternya, kapasitor ini menyimpan arus ketika sedang dialiri listrik dan sebaliknya melepaskan arus
ketika aliran listrik dihentikan. Ketika relay PLC dihidupkan, maka kapasitor tersebut langsung terisi pada kontak pertama. Ketika sumber tegangan putus dalam waktu yang sangat singkat, kapasitor beralih fungsi menjadi sumber tegangan. Dengan demikian ketika terjadi osilasi tegangan, maka kapasitor ini berfungsi sebagai penstabil sumber tegangan.
Akibatnya efek bouncing menjadi lenyap. Dan terbukti setelah dilakukan uji coba, gerakan motor stepper menempuh jarak putar seperti yang dikehendaki. Penambahan kapasitor akan menyebabkan delay pada pemberian pulsa. Lama delay tergantung pada besarnya kapasitas kapasitor. Hal ini akan berujung pada kecepatan motor. Penentuan besarnya kapasitor dapat
menggunakan osiloskop disertai dengan
perhitungan matematika. Namun untuk
permasalahan ini belum dianalisis lebih lanjut mengingat kecepatan motor stepper tidak terlalu kritis dan penggunaa kapasitor keramik sebesar 10 pF telah memadai.
2. Linearitas Sinyal Radio melalui Saklar FET
Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Christopher Liessner, Samson Mil’shtein (2014) dijelaskan bahwa sejumlah plot dibuat untuk menunjukkan dampak terprediksi pada linearitas saklar. Ron terbentang dalam rentang 0.1Ω ke
2Ω, dan empat nilai transkonduktansi dipilih: 500mS, 250mS, 100mS, dan 10mS. Faktor coupling RF dipilih di 50%, 100%, dan 10% dalam tiga plot yang berbeda. Impedansi beban disetel ke 50Ω. Gambar 6 menunjukkan afek dari sebuah VSWR 2:1 pada beban 100Ω sementara Gambar 7 afek dari sebuah VSWR 2:1 pada beban 25Ω.
Gambar 6 afek dari sebuah VSWR 2:1 pada beban 100Ω
Vol. 8 No.1 – ELKOM, April 2015
Gambar 7 afek dari sebuah VSWR 2:1 pada beban 25Ω
Perhatikan bahwa ZL yang hilang juga
merepresentasikan loading potensial akibat sebuah unsur saklar OFF pada saklar.
Dengan memperhatikan linearitas untuk kondisi ON dari saklar RF FET, analisis dan perhitungan mengusulkan hipotesis dari sebuah profil transkonduktansi yang tajam untuk linearitas optimal. Ini mereduksi afek coupling RF ke gerbang FET. Faktor coupling, k, mempengaruhi produk intermodulasi seperti yang diharapkan – coupling yang lebih banyak menghasilkan kurangnya linearitas dan nilai IP3 yang buruk. Meskipun hal ini muncul terlepas dari gm, bahwa gm rendah yang dibandingkan dengan gm tinggi meningkatkan kinerja IP3. Di Gambar 6 dan 7 ditemukan bahwa impedansi
beban yang lebih sedikit sebenarnya
meningkatkan linearitas. Alasan untuk ini adalah semakin tinggi Ids maka semakin besar linearitas sinyal.
E. SIMPULAN
Efek bouncing yang ditimbulkan antara lain getaran / osilasi tegangan pada motor stepper yang dikendalikan oleh PLC. Berdasarkan hasil percobaan solusi yang dilakukan adalah memasang komponen kapasitor. Ketika relay PLC dihidupkan, maka kapasitor tersebut langsung terisi pada kontak pertama. Ketika sumber tegangan putus dalam waktu yang sangat singkat, kapasitor beralih fungsi menjadi sumber tegangan. Dengan demikian ketika terjadi osilasi tegangan, maka kapasitor ini berfungsi sebagai penstabil sumber tegangan. Redaman efek bouncing yang terjadi yaitu getaran / osilasi
tegangan sesaat menjadi lenyap sehingga gerakan motor stepper mampu menempuh jarak putar seperti yang dikehendaki.
Efek bouncing lain yang ditimbulkan yaitu linearitas sinyal saat resistansi saklar dimodulasi pada Radio Frequency (RF). Berdasarkan hasil percobaan solusi yang dilakukan adalah memasang komponen transistor saklar RF FET yang mempunyai profil impedansi beban yang lebih sedikit dapat meningkatkan linearitas. Dengan demikian semakin tinggi Ids maka semakin besar linearitas sinyal. Redaman efek bouncing yang terjadi yaitu saklar RF FET dengan transkonduktansi linearitas yang tinggi maka mampu menghasilkan linearitas sinyal dengan linearitas yang tinggi saat saklar RF FET dimodulasi pada Radio Frequency (RF).
Berdasarkan hasil analisis menggunakan pendekatan eksperimental diperoleh simpulan bahwa efek bouncing dapat terjadi pada rangkaian diskrit (digital) maupun linear (analog). Redaman efek bouncing didapatkan
dengan menggunakan komponen yang
mempunyai karakteristik transkonduktansi linearitas yang tinggi.
F. DAFTAR PUSTAKA
Ari Satmoko, Edy Surnamo, Paidjo. 2008. "Fenomena Bouncing pada Programmable Logic Controller (PLC) untuk Mengendalikan Gerakan Motor Stepper 5 Phase". Prosiding Seminar Penelitian dan Pengelolaan Perangkat Nuklir, Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan, Yogyakarta
ANANG TJAHJONO, Programmable Logic Controller, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Tahun 1998.
A. Raffo, A Santtarelli, P.A. Traverso, M. Pagani, F. Palomba, F. Scappaviva, G. Vannini, F. Filicori, “Improvement of PHEMT Intermodulation Prediction Through the Accurate Modelling of Low-Frequency Dispersion Effects,” IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, June 12-17, 2005.
B. Luo, Y. X. Guo, S. Y. Wong, L. C. Ong, “Modeling of 0.15μm InGaAs pHEMT up to 60 GHz,” IEEE International Workshop on Radio-Frequency Integration Technology, 2007, December 9-11, 2007, pp. 286-289.
Christopher Liessner, Samson Mil’shtein. 2014. "Effect of on Resistance Modulation in RF Switches Linearity". Electrical and Computing Engineering, University of Massachusetts, Lowell, USA
PENGARUH BOUNCHING SAKELAR
PADA KENDALI MOTOR STEPPER DAN RADIO FREQUENCY (Unang Achlison) Ce-Jun Wei, Yu Zhu, Hong Yin, Oleksiy Klimashov,
Cindy Zhang, Tzung-Yin Lee, “Capacitance and RF-Conductance /Transconductance Look-up Table Based pHEMT Model,” Asia-Pacific Microwave Conference Proceedings, December 5-8, 2011, pp. 1246-1249.
Christopher W. Liessner. 2005. “A high speed RF switch using shifted-gate pHEMTs,” University of Massachusetts, Lowell.
C. –J. Wei, A. Klimashov, Y. Zhu, E. Lawrence, G. Tkachenko, “Large-Signal PHEMT Switch Model, Which Accurately Predicts Harmonics and Two-Tone Inter-Modulation Distortion,” IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, June 12-17,2005.
Chang-Ho Lee, Bhaskar Banerjee, Joy Laskar, “Novel T/R Switch Architectures for MIMO Applications,” IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, vol. 2, pp. 1137-1140.
Ce-Jun Wei, Yu Zhu, Hong Yin, Olesky Klimashov, Dylan Bartle, “A Comprehensive PHEMT Core Model for Switch Applications,” IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, June 5-10, 2011, pp. 1-4.
Ce-Jun Wei, Hong Yin, Olesky Klimashov, Yu Zhu, Dylan Bartle, “Multi-gate pHEMT Modeling for Switch Applications,” IEEE Compound Semiconductor Integrated Circuit Symposium, October 14-17, 2012, pp. 1-4.
Ce-Jun Wei, Yu Zhu, Alex Klimashov, Hong Yin, Cindy Zhang, Dylan Bartle, “Distributed Switch FET Model that Predicts Better Insertion Loss and Harmonics,” European Microwave Integrated Circuits Conference, pp.238-241.
Dong-Ming Lin, Chien-Chang Huang, Yi-Jen Chan, “A Symmetrical Model for Microwave Power AlGaAs/InGaAs pHEMTs for Switch Circuit Applications,” IEEE Transactions on Electron Devices, vol. 56, no. 11, pp. 2638-2643, 2009. EDY SUMARNO, Pembuatan Program PLC untuk
Pengontrolan Gerakan Regulator Tegangan Berdaya 5 KVA pada Instalasi QUEEN-I, makalah diajukan pada Seminar Nasional Penelitian dan Pengelolaan Perangkat Nuklir, Yogyakarta 28 Agustus 2008 G. Qu, A. E. Parker, “Modeling HEMT intermodulation
distortion characteristics,” Microelectronics Journal, vol. 31, issue 7, July 2000, pp. 493-496.
Faramarz Kharabi, “Modeling of FET Switches,” IEEE Compound Semiconductor Integrated Circuit Symposium, October 14-17, 2012, pp. 1-4.
J. A. del Alamo, “The High Electron Mobility Transistor at 30: Impressive Accomplishments and Exciting Prospects,” International Conference on Compound Semiconductor Manufacturing Technology, May 16-19, 2011, pp. 17-22.
Jay Yang, Rick Cory, “Ultra-Miniature High Linearity SPDT Switch for WLAN Applications,” Microwave Product Digest, February 2010.
J. Gao, X. Li, H. Wang, and G. Boeck, “Empirical All region Current Based PHEMT DC Model,” SBMO/IEEE MTT-S International Microwave and Optoelectronics Conference, 2003. Proceedings of the 2003, vol. 1, no. 9, pp. 99-10
Kai Chang, Inder Bahl, Vishay Nair. 2002. “RF and Microwave Circuit and Component Design for Wireless Systems” Wiley, John & Sons, Incorporated, New York, p. 222.
Kevin Walsh, “RF Switches Guide Signals in Smart Phones,” Microwaves & RF, September 2010, vol. 49, issue 9, p. 80.
KHAIRUL HANDONO, Eksperimen Refloding pada Untai Uji Beta: Pengaruh Temperatur Masukan pada Kecepatatl Pembasahan, Prosiding Presentasi Ilmiah Teknologi Keselamatan Nuklir VIII, ISSN No.1410-0533. Tahun 2003
L. Angelov, N. Roreman, J. Stenarson, M. Garcia, and H. Zirath, “An Empirical Table-Based FET Model,” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 47, no. 12, pp. 2350-2357, 1999. Michael Wren, Thomas J. Brazil, “Enhanced Prediction of
pHEMT Nonlinear Distortion Using a Novel Charge Conservative Model,” IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, vol. 1, pp. 31-34, June 6-11, 2004.
Masaya Iwamoto, Jianjun Xu, Jason Horn, David E. Root, “III-V FET High Frequency Model with Drift and Depletion Charges,” IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, June 5-10, 2011, pp. 1-4.
Michael Roberts, Lutfi Albasha, Wolfgang Bosch, Damian Gotch, James Mayock, Pallavi Sandhiya, Ian Bisby, “Highly Linear Low Voltage GaAs pHEMT MMIC Switches for Multimode Wireless Handset Applications,” , IEEE Radio and Wireless Conference, August 19-22, 2001, pp. 61-64.
P. J. Rudge, R. E. Miles, M. B. Steer, and C. M. Snowden, “Investigation into Intermodulation Distortion in HEMTs Using a Quasi-2-D Physical Model,” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 49, no. 12, pp. 2315-2321, 2001.
P. R. Pantoja, M. J. Howes, J. R. Richardson, and C. M. Snowden, “A Large-Signal Physical MESFET Model for Computer-Aided Design and Its Applications,” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 37, no. 12, pp. 2039-2045, 1989.
Paul M. White, Wolfram C. Stiebler, Philip C. Balas, “Improved Modified Materka Model for Simulation of Pinch-Off Variation in PHEMT Devices,” European Microwave Integrated Circuits Conference, pp. 414-416, September 10-13, 2006.
Vol. 8 No.1 – ELKOM, April 2015
R. J. Trew, “MESFET Models for Microwave Computer- Aided Design,” Microwave Journal, vol. 33, pp 115-130, May 1990.
R.B. Hallgren and P. H. Litzenberg, “TOM3 Capacitance Model: Linking Large- and Small-Signal MESFET Models in SPICE,” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 47, no. 5, pp. 556-561, 1999.
Samson Mil’shtein, P. Ersland, “Progress of quantum electronics and the future of wireless technologies,” Microelectronics Journal, vol. 39, issues 3-4, March–April 2008, pp. 669-673.
S. Mil’shtein, C. Liessner, “High Speed switch using pairs of pHEMTs with shifted gates,” Microelectronics Journal, vol. 36, issues 3-6, March-June 2005, pp. 316-318.
Robert H. Caverly, “Distortion in Broad-Band Gallium Arsenide MESFET Control and Switch Circuits,” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 39, no. 4, pp. 713-717, 1991. Ristesh Gupta, Sandeep Kumar Aggarwal, Mridula Gupta,
R. S. Gupta, “Analytical non-linear charge control model for InAlAs/InGaAs/InAlAs double heterostructure high electron mobility transistor (DH-HEMT),” Solid-State Electronics, vol. 49, issue 2, February 2005, pp. 167-174.
Yu Zhu, Cejun Wei, George Nohra, Cindy Zhang, Oleksiv Klimashov, Hong Yin, Dylan Bartle, “Electromagnetic Only HEMT Model for Switch Design,” Asia Pacific Microwave Conference, December 7-10, 2009 , pp. 273-276.
W. R. Curtice, “A MESFET Model for Use in the Design of GaAs Integrated Circuits,” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 28, no 5, pp. 448-456, 1980.
Zeji Gu, Dave Johnson, Steven Belletete, Dave Fryklund, “Low Insertion Loss and High Linearity PHEMT SPDT and SP3T Switch ICs for WLAN 802.11a/b/g Applications,” IEEE Radio Frequency Integrated Circuits (RFIC) Symposium, Digest of Paper, June 6-8, 2004, pp. 505-508.
Ritesh Gupta, Sandeep k. Aggarwhal, Mridula Gupta, R. S. Gupta, “An analytical model for discretized doped InAlAs/InGaAs heterojunction HEMT for higher cut-off frequency and reliability,” Microelectronics Journal, vol. 37, issue 9, September 2006, pp. 919-929.
“European Telecommunications Standards Institute. Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); radio transmission and reception (3GPP TS 45.005 version 5.9.0 Release 5),” ETSI, 2003b, Sophia Antipolis, France, Technical Specification ETSI tS 145 005 v5.9.0 (2003-2008).
3GPP Technical Specification Group, Radio, Radio Access Network, Working Group 1, Spreading and
Modulation (FDD),” April 1999, 3GPP Document TS S1.13 V2.00.
