Rancang Bangun Sistem Autotracking Antena Yagi Frekuensi 433 Mhz Menggunakan Data Gps

TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN SISTEM AUTOTRACKING ANTENA YAGI

FREKUENSI 433 MHZ MENGGUNAKAN DATA GPS

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan

Pendidikan Sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro

Oleh

ZHUHRI RAMADHANI PURBA NIM : 110402050

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

ABSTRAK

Kualitas suatu sistem komunikasi sangat ditentukan oleh kuat sinyal yang

diterima. Salah satu cara agar sinyal dapat diterima secara maksimal adalah

dengan mengarahkan antena penerima tepat ke antena pengirim. Pengarahan

antena akan mudah dilakukan jika target yang dituju tetap atau tidak bergerak, kita

hanya perlu mengetahui posisi target lalu mengarahkan antena ke posisi tersebut.

Dalam hal ini posisi target yang dituju dapat bergerak, oleh karena itu sistem

tracking yang digunakan untuk mengarahkan antena. Pada tugas akhir ini sistem

yang digunakan adalah sistem autotracking menggunakan data GPS(Global

Positioning System). GPS akan membaca data Posisi muatan, kemudian data

dikirimkan ke antena penerima dengan modul radio 433 MHz V2. Setelah data

diterima maka servo akan diperintah melalui mikrokontroler arduino mengarah ke

posisi muatan.

Hasil yang diperoleh dari pengujian bahwa besar kesalahan pengarahan

antena terhadap muatan sebesar 1.5° untuk koordinat 3.561423°, 98.653732°.

Kemudian pada koordinat 3.561458°, 98.653800° besar kesalahan pengarahan

sudut sebesar 1 ° dan untuk koordinat 3.561232° dan 98.653923° besar kesalahan

pengarahan sudut sebesar 1.3°. Rata-rata besar kesalahan pengarahan antena

terhadap muatan sebesar 1.27°

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis haturkan kehadirat Allah S.W.T yang telah memberikan

kemampuan dan kesehatan dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, serta shalawat

beriring salam penulis sampaikan kepada junjungan umat Nabi Muhammad

S.A.W.

Tugas Akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan

untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di

Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

Adapun judul Tugas Akhir ini adalah :

“RANCANG BANGUN SISTEM AUTOTRACKING ANTENA YAGI

FREKUENSI 433 MHZ MENGGUNAKAN DATA GPS”

Tugas Akhir ini penulis persembahkan kepada yang teristimewa yaitu

ayahanda Sya’ban Purba dan ibunda Susi Merianti Hutagalung yang senantiasa

memberikan perhatian dan kasih sayang sejak penulis lahir hingga sekarang, serta

adik-adik tercinta Muhammad Nur Hakim Purba dan Isra Ardhiani Purba yang

senantiasa mendukung dan memberi semangat.

Selama penulis menjalani pendidikan di kampus hingga diselesaikannya

Tugas Akhir ini, penulis banyak menerima bantuan, bimbingan, dan dukungan

dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan

terima kasih kepada :

1. Bapak Ir. Arman Sani, M.T. selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas

2. Bapak Drs. Hasdari Helmi,M.T., selaku Penasehat Akademis penulis, atas

bimbingan dan arahannya dalam melayani perkuliahan selama ini.

3. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si dan Bapak Rahmad Fauzi ST, MT

selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak Rahmat Fauzi, ST, MT dan Bapak Dr. Ali Hanafiah Rambe, ST, MT

selaku dosen penguji Tugas Akhir, atas masukan dan bantuannya dalam

penyempurnaan Tugas Akhir ini.

5. Seluruh staf pengajar yang telah memberi bekal ilmu kepada penulis dan

seluruh pegawai Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas

Sumatera Utara atas segala bantuannya.

6. Temen - teman Sub-Jurusan Telekomunikasi Teknik Elektro USU,

Wahyudi, Hasan, Rido, Ikhyar, Ferdi, Ari, Surya, Faisal, dan Oktri yang

selama ini membantu dan memfasilitasi penulis untuk menyelesaikan Tugas

Akhir ini.

7. Teman – teman di Teknik Elektro FT-USU, terkhusus angkatan 2011 atas

dukungan, do’a, suka dan duka selama di bangku perkuliahan.

8. Abang-abang senior yang selalu membantu, mendukung dan memberi

masukan selama menjalani perkuliahan.

9. Keluarga Besar MME-GS yang telah memberikan banyak sekali

pembelajaran.

10. Semua pihak yang tidak sempat penulis sebutkan satu per satu.

Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan baik

tujuan menyempurnakan dan mengembangkan kajian dalam bidang ini sangat

penulis harapkan.

Akhir kata penulis berserah diri pada Allah SWT, semoga Tugas Akhir ini

bermanfaat bagi pembaca sekalian terutama bagi penulis sendiri.

Medan, Januari 2016

Penulis

Zhuhri Ramadhani Purba

DAFTAR ISI

2.2 Gelombang Elektromagnetik ... 5

2.3.1.6 Impedansi Antena ... 12 FREKUENSI 433 MHz MENGGUNAKAN DATA GPS 3.1 Umum ... 22

3.4 Langkah Pengerjaan Sistem Autotracking Antena Yagi 433 MHz Menggunakan Data GPS ... 28

3.4.2 Perancangan Perangkat Keras ... 30

3.4.3 Perancangan Perangkat Lunak ... 32

BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS SISTEM 4.1 Umum ... 34

4.2 Hasil Pengujian Sistem ... 35

4.2.1 Posisi Pengamat pada Koordinat 3.561178°, 98.653854° ... 35

4.2.2 Posisi Muatan pada Koordinat 3.561448°, 98.653869° ... 36

4.2.3 Posisi Muatan pada Koordinat 3.561293°, 98.653991° ... 38

4.2.4 Posisi Muatan pada Koordinat 3.561345°, 98.653793° ... 41

4.3 Analisa Data ... 44

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 46

5.2 Saran... 46

DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Antena Sebagai Pengirim dan Penerima ... 7

Gambar 2.2 Sistem Koordinat Untuk Menganalisis Antena ... 10

Gambar 2.3 Beamwidth Antena ... 11

Gambar 2.4 Bandwidth Antena ... 12

Gambar 2.5 Antena Yagi-Uda ... 14

Gambar 2.6 Arduino Nano ... 16

Gambar 2.7 Tampilan Software Arduino IDE ... 16

Gambar 2.8 Motor Servo ... 17

Gambar 2.9 Menggerakkan Motor Servo kekanan atau kekiri ………… ... 17

Gambar 2.10 Sistem Koordinat Lalitude dan Longitude... 18

Gambar 2.11 Azimuth dan Bearing ... 20

Gambar 2.12 Tampilan Kompas dari Smartphone ... 20

Gambar 3.1 Board DCcduino Uno ... 24

Gambar 3.2 Modul Radio 3DR V2 433 MHz... 24

Gambar 3.3 Pin-Out Modul Radio 3DR V2 ... 25

Gambar 3.4 GPS Tiny Parallax ………...………. 26

Gambar 3.5 Diagram Blok Sistem Tracking Antena Yagi……… 27

Gambar 3.6 Diagram Alir Perancangan Sistem Tracking Antena Yagi 433 MHz mengunakan Data GPS ... 28

Gambar 3.7 Tampilan 3DRRadio Config 1.3.1 setelah di Load Setting ... 29

Gambar 3.8 Rangkaian untuk muatan dengan perangkat GPS………. ₃₀

Gambar 3.10 Tampilan Muatan dan Antena pengamat……….. ... 32

Gambar 3.11 Diagram Alir Perangkat Lunak Sistem Tracking……….. 33

Gambar 4.1 Skema Pengujian Sistem Autotracking Untuk Antena

Unidirectional 433 MHz……… ……….. 34

Gambar 4.2 Data Koordinat Posisi Pengamat dari GPS……….. ... 35

Gambar 4.3 Data Koordinat Posisi Pertama Muatan dari GPS………….. .. 36

Gambar 4.4 Posisi Pertama Muatan Tampak di Lapangan……….. .... 36

Gambar 4.5 Tampilan dari Terminal Arduino……….. ... 37

Gambar 4.6 Grafik Hasil pengujian untuk posisi pertama……….. ... 38

Gambar 4.7 Data Koordinat Posisi Kedua Muatan dari GPS………….. .... 38

Gambar 4.8 Posisi Kedua Muatan Tampak di Lapangan……….. ... 39

Gambar 4.9 Tampilan dari Terminal Arduino……….. ... 39

Gambar 4.10 Grafik Hasil pengujian untuk posisi kedua……….. ... 40

Gambar 4.11 Data Koordinat Posisi Ketiga Muatan dari GPS………….. .... 41

Gambar 4.12 Posisi Ketiga Muatan Tampak di Lapangan………... 41

Gambar 4.13 Tampilan dari Terminal Arduino……….. ... 42

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Spektrum Frekuensi Gelombang Radio……….. ... 6

Tabel 3.1 Spesifikasi DCcduino UNO……….. ... 23

Tabel 3.2 Spesifikasi Modul Radio 3DR V2 433 MHz………... 24

Tabel 3.3 Spesifikasi Motor Servo ……….. ... 25

Tabel 3.4 Spesifikasi GPS Tiny Parallax ……….. ... 26

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Pada Posisi Muatan Pertama……….. .... 37

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Pada Posisi Muatan Kedua ……….. ... 40

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Pada Posisi Muatan Ketiga……….. ... 42