Diajukan Untuk Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Diajukan Oleh :
Erick Bambang Wahyu T
NIM : 025114052
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA
RADIO TUNER USING PERSONAL
COMPUTER (PC)
FINAL PROJECT
Presented as partial fulfillment of theRequirements to obtain the
sarjana teknik degree in electrical engineering
By :
Erick Bambang Wahyu T
Student ID Number : 025114052
ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTEMENT SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA
iv
“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, 22 September 2007
v
“
N
ooneisborntolose,
every
oneisborntowin,Andthebiggestdifference
thatonefromtheotheristhewillingnesstolearn,to
change,andthegrow……..”
vi
T
ugasAkhirinikupersembahkankepada:B
apakuyangdisurgaP
apadanM
amaY
B.MulyonoM
baEndang,M
baYoyo,A
lm.DianE
.EndahMawarniS
emuatemandansahabatkuvii
INTISARI
Dalam tugas akhir ini penulis ingin membuat alat yang berfungsi sebagai pencari siaran radio yang dikendalikan oleh komputer. Secara umum tujuan pembuatan tugas akhir ini adalah pemanfaatan bahasa pemograman Visual Basic 6.0, mengembangkan rangkaian radio penerima FM serta pengoptimalan komputer pribadi untuk membantu kegiatan sehari-hari. Dalam hal ini adalah pemanfaatan port paralel dengan aplikasi hardware-nya. Penala radio menggunakan komputer ini lebih ditujukan kepada pengguna komputer yang senang mendengarkan siaran radio sambil menggunakan komputer.
Pada perancangan ini dijelaskan bagaimana proses kerja perangkat keras penala radio menggunakan komputer. Data digital yang dikeluarkan oleh komputer dengan menggunakan bahasa pemograman mampu menghasilkan frekuensi dengan bantuan DAC dan dioda varktor. Pada bagian software, program menyediakan beberapa fasilitas seperti record, pengaturan volume, serta dapat menyimpan gelombang siaran radio yang kita inginkan. Dengan berbagai kelengkapan yang disediakan, pengguna merasa tidak direpotkan lagi dengan tambahan hardware lainnya.
Pada tugas akhir ini, perangkat keras dan perangkat lunak Penala Radio Menggunakan komputer telah berhasil dibuat sesuai dengan perancangan. Progam dapat mengatur dan mencari siaran radio dengan bantuan hardware.
viii
In this final duty, writer wish to make the functioning appliance as searcher radio broadcast controlled by computer. intention of this final duty making is exploiting software visual basic 6.0, developing circuit of radio receiver FM, and also optimise of personal computer, to assist the everyday activity. In this case is exploiting of parallel port with the application hardware. Tuning Radio using PC more addressed to computer user which like to listen the radio broadcast at the same time use the computer. Tuning Radio using PC more addressed to computer user which like to listen the radio broadcast at the same time use the computer.
At this scheme is explained how hardware job process of tuning radio based on PC. Digital released by computer using Ianguage pemograman able to yield the frequency with aid DAC and dioda varactor. At software, program to provide some facility like record, volume arrangement, as well as can keep the wave radio broadcast which user wish. By various provided feature, user feel not busy with additional other hardware.
At this final duty, hardware and software of Tuning Radio Using PC have succeeded made as according to scheme. Progam can arrange and searching or tuning of radio broadcast with aid hardware.
ix
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah Bapa disurga, yang telah memberikan kasih karunia, anugerah, bimbingan dan berkat-Nya, sehingga
penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas akhir dengan baik.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tugas akhir ini, penilis
mendapatkan banyak bantuan dan dorongan dari berbagai pihak. Oleh karena itu,
pada kesempatan ini perkenankanlah dengan segala kerendahan hati dan penuh
hormat, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Romo Ir. Greg. Heliarko SJ.,SS.,BST.,MA.,MSC Selaku Dekan
Fakultas Teknik Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
2. Bapak A. Bayu Primawan, S.T., M.Eng selaku Ketua Jurusan Teknik
Elektro Universitas Sanata Dharma Yogyakarta
3. Bapak Martanto, S.T, M.T selaku pembimbing I atas segala pemikiran
dalam membimbing dan mengarahkan penulis dari awal hingga akhir.
4. Bapak Ir. Tjendro selaku pembimbing II atas segala pemikiran dalam
membimbing dan mengarahkan penulis dari awal hingga akhir.
5. Seluruh dosen penguji baik saat kolokium maupun ujian pendadaran
yang telah menguji keaslian tugas akhir yang penulis kerjakan. Adapun
saat pengujian beliau-beliaulah yang membantai penulis saat
x
dorongan moril maupun material yang tak terbatas nilainya, kasih dan
kesabaran yang tak pernah putus sehingga penulis dapat
menyelesaikan tugas akhir ini.
8. Mbak Endang, Mbak yolanda yang telah memberikan dorongan lewat
doa, moril maupun materil dan kesabaran selama penyusunan tugas
akhir ini.
9. Solmetku Evivany Endah Mawarni ‘UUN’ yang selalu sabar
menemaniku dalam ke-jenuhan, ke-Bete’an, ke-bimbangan, ke-penuh
tidak pastian, ke-kesalan, ke-bahagiaan, ke-suksessanku dan
membantu dengan segala upaya-nya selama penyusunan tugas akhir
ini.
10. Teman-teman Teknik Elekro yang sudah membantu: Briatma(TE’02),
Hari Wibowo(TE’02), Alex (TE’02), Wiryadi (TE’02), Ratno (TE
’03) yang menyumbangkan aklirik-nya.
11. Teman-teman terdekatku yang hadir dalam senyum, tawa, dan
kesedihanku selama ini : Vany (UUN) yang imoet dan maniz, Tanti
(Si_Monxxx) yang mirip ikan buntal, Putih si anjing lucu sekaligus
xi
Overclocking Team), dengan kata sandi “Jangan Sampai Aktifitas
Kampus Mengganggu Aktifitas Overclocing Kita”. Kutipan kalimat
diatas tidak salah. Because that password I have the skill and spirit of
overclock which is not owned by my campus. Hidup Overclocker
Indonesia!!!!
13. Teman-teman Overclocker yang tersebar diseluruh penjuru dunia.
14. Teman-teman redaksi majalah HyperMedia, dimana HyperMedia
magazine adalah tempat penulis mencari nafkah dan pengalaman
pekerjaan yang sesuai dengan hobby dan skill yang penulis miliki.
15. Marcopolo Team : Bule, Gepenk, Me2t, Plenthong, Koten, yang selalu
menjadi sumber inspirasiku dan sumber senyumku.
16. Kamar kos yang berukuran 4 x 3.5m yang terdampar ditengah-tengah
sawah, dengan warna hijau-mu itu yang selalu menyejukan hati dan
melindungiku saat hujan, teriknya matahari serta ganasnya dunia. Dan
yang terpenting di kamar ini pulalah aku bermimpi dan kutulis semua
angan-angan serta secercah harapan hidupku.
17. Kota Ngayogyakarto yang telah menerimaku apa adanya. Engkau
memang satu-satunya kota yang paling nyaman selama penulis
berkelana. Disinilah penulis menemukan jati diri, dan bagaimanakah
xii
18. Teman-teman mahasiswa jurusan Teknik Elekro dan semua pihak
yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas setiap bantuannya.
Penulis menyadari bahwa masih banyak kelemahan dan kekurangan
dari penulisan tugas akhir ini. Oleh karena itu segala kritik dan saran yang
bersifat membangun sangat penulis harapkan.
Akhir kata penulis berharap agar skripsi ini dapat bermanfaat bagi
penulis maupun pembaca semuanya.
Yogyakarta, 22 September 2007
xiii
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN JUDUL ... ii
LEMBAR PERSETUJUAN ... iii
LEMBAR PERNYATAAN ... iv HALAMAN MOTTO ... v HALAMAN PERSEMBAHAN ... vi INTISARI ... vii ABSTRACT ... viii KATA PENGANTAR ... ix
DAFTAR ISI ... xiii
DAFTAR TABEL ... xvi
DAFTAR GAMBAR ... xvii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1. Judul ... 1
1.2. Latar Belakang Masalah ... 1
1.3. Perumusan Masalah ... 2
1.4. Batasan Masalah ... 3
xiv
BAB II DASAR TEORI ……….. 7
2.1. Pengubah Digital ke Analog (Digital to Analaog Converter) ……….. 8
2.1.1. Keistimewaan DAC0808 ………... 8
2.1.2. Resolusi DAC ……… 10
2.2. Penguat Operasional Sebagai Penguat Tegangan Tak Membalik (Non Inverting) ……… 11
2.3. Dioda Varakor ……...……… 13
2.4. Penerima Radio FM ……… 16
2.5. Port Paralel DB25 ………. 19
BAB III PERANCANGAN PERANGKAT KERAS DAN PERANGKAT LUNAK ………. 22
3.1. Perancangan Perangkat Keras ………. 22
3.2. Pengubah Digital Ke Analog Dengan DAC0808 …. 23 3.3. Penguat Tegangan ………. 24
3.4. Dioda Varakor ...………. 26
3.5. perancangan Perangkat Lunak ………. 29
xv
3.5.2. Tampilan Form Utama Program …………. 32
3.5.3. Tombol Tunning ………. 33
3.5.4. Tombol Volume ………. 33
3.5.5. Tombol Record ………. 34
3.5.6. Minimize ………. 34
3.5.7. Tombol Save dan Load ………. 34
BAB IV HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN .... 35
4.1. Perangkat keras penala radio ... 35
4.2. Hasil pengukuran Tegangan Pada penala Radio ... 36
4.3. Hasil Pengukuran Frekuensi Pada Penerima Radio FM ... 40
4.4. Pengamatan Kerja Program Visual Basic 6.0 ... 44
BAB V PENUTUP ... 49
5.1. Kesimpulan ... 49
5.2. Saran ... 49
DAFTAR PUSTAKA ... 51
xvi
Tabel.2.1. Konfigurasi pin dan nama sinyal konektor
paralel standar DB25 ... 20 Tabel. 3.1 Tabel pemancar FM beserta frekuensi dan
nilai kapasitansi ... 28
Tabel 4.1. Pengukuran Masukan Data Digital Terhadap Tegangan
DAC dan Tegangan dioda varaktor ………...………. 37 Table 4.2 Perbandingan pengukuran kapasitansi pada rangkaian
xvii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar.2.1. Konfigurasi kaki IC DAC0808 ... 9
Gambar.2.2. Rangkaian penguat tegangan tak membalik ... 12
Gambar.2.3. Kapasitansi yang dapat disimpantergantung pada area plat dan jarak ... 14
Gambar.2.4. Reverse bias ... 15
Gambar.2.5. Perubahan kapasitansi dioda varakor akibat pengaruh reverse bias ... 16
Gambar.2.6. Simbol dari dioda varakor ... 16
Gambar.2.7. Dioda varakor dalam sebuah aplikasi ... 16
Gambar.2.8. Diagram kotak penerima FM ... 17
Gambar.2.9. Port paralel DB25 ... 20
Gambar.3.1. Blok rangkaian penala radio berbasis komputer ... 22
Gambar.3.2. Untai DAC0808 beserta komponen ... 24
Gambar.3.3. Rangkaian penguat tegangan ... 24
Gambar.3.4. Rangkaian penguat tegangan dengan nilai hambatan ... 26
Gambar.3.5. Rangkaian dioda varktor ... 26
Gambar.3.6. Rangkaian dioda varktor dengan nilai kapasitansi .... 27
xviii
Gambar.3.9. Diagram alir pembuatan file*.dll dalam notepad ... 32
Gambar.3.10. Tampilan form utama program ... 33
Gambar.4.1. Perangkat keras dengan bagian-bagiannya ... 35
Gambar.4.2. Diagram kotak pengukuran tegangan ... 36
Gambar.4.3. Grafik galat tegangan dioda varktor ... 38
Gambar.4.4. Grafik Galat kapasitansi berdasarkan frekuensi ... 42
Gambar.4.5. Pengukuran frekuensi keluaran radio pada saat diberi tegangan ... 43
Gambar.4.6. Gambar form utama program tuning radio ... 44
Gambar.4.7. Tampilan form tuning program ... 45
Gambar.4.8. Gambar form save pada program tuning radio ... 45
Gambar.4.9. Gambar form load pada program tuning radio ... 46
Gambar.4.10. Gambar tampilan form load yang dapat disembunyikan pada program tuning radio ... 46
Gambar.4.11. Tampilan menu volume ... 47
Gambar.4.12. Tampilan form recorder ... 48
1
PENDAHULUAN
1.1
Judul
Penala radio melalui Komputer
1.2
Latar Belakang Masalah
Informasi merupakan sesuatu yang penting. Untuk saat ini sebuah informasi dapat peroleh dengan berbagai cara, salah satunya yaitu dengan menggunakan radio. Berbagai produk informasi telah dikembangkan dengan menggunakan teknologi elektronika. Oleh karena itu, elektronika merupakan pelajaran wajib dikuasai bagi mahasiswa atau mahasiswi yang bergelut dibidang teknik elektro.
Perkembangan teknologi elektronika saat ini cenderung menggunakan perangkat-perangkat digital dan tidak mengesampingkan fungsi perangkat analognya atau istilah yang lebih sering disebut digitalisasi.
Teknologi sistem digital yang paling populer dan sering dijumpai adalah komputer atau lebih dikenal dengan Personal Computer (PC). Komputer memunyai kemampuan untuk mengolah data digital. Data digital dari komputer kemudian dirubah menjadi tegangan analog oleh suatu rangkaian DAC (Digital Analog Converter). Dari landasan dasar itulah muncul berbagai macam pemikirian. Salah satu dari pemikiran itu adalah bagaimana jika suatu alat telekomunikasi dikontrol
Dalam penala radio melalui komputer ini, yang menjadi pemikiran utamanya adalah membuat suatu alat yang berfungsi sebagai pencari siaran radio yang ada di Indonesia, yang dikendalikan oleh komputer dengan cara mencari siaran radio yang diinginkan. Untuk perancangannya terbagi menjadi dua macam, yakni perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software).
Perangkat keras peralatan ini terdiri atas pengondisi sinyal yang menggunakan LM741 sebagai penguat operasional, pengubah data digital menjadi data analog menggunakan DAC 0808, pengubah tegangan menjadi kapasitansi yang menggunakan dioda varaktor, dan radio sebagai piranti yang berfungsi sebagai pencari siaran.
Kemudian untuk perangkat lunak menggunakan bahasa pemograman Visual Basic 6.0. Perangkat lunak ini nantinya akan membantu dalam memberikan masukan untuk memilih siaran radio yang pengguna inginkan.
1.3 Perumusan
Masalah
Radio merupakan salah satu instrumen elektronik yang dibutuhkan manusia sebagai sumber informasi dan hiburan. Pemanfaatan radio ini sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari, baik itu sebagai alat informasi maupun sebagai hiburan. Untuk mengendalikan atau mencari siaran-siaran radio yang ada dapat digunakan komputer sebagai alat pengendali utama.
Dalam tugas akhir ini komputer digunakan sebagai pengendali terhadap perangkat elektronis luar. Dengan demikian masalah dalam pembuatan alat ini dapat dirumuskan sebagai berikut:
1. Dalam perancangan alat, dibutuhkan pengubah sinyal digital menjadi sinyal analog dan bagaimana mengkolaborasikan alat tersebut dengan bantuan komputer.
2. Supaya komputer dapat menjalankan tugasnya sebagai pengendali alat elektronis, maka perlu inisialisasi I/O port antar muka dengan bantuan bahasa pemograman Visual Basic 6.0
1.4 Batasan
Masalah
Dalam tugas akhir dengan judul Penala Radio melalui komputer ini hanya dibatasi pada masalah-masalah sebagai berikut:
1. Sebuah radio akan dikendalikan oleh komputer melalui rangkaian dioda varaktor.
2. Pengubah sinyal dari sinyal digital menjadi sinyal analog digunakan DAC 0808.
3. Pencarian siaran radio dengan cara menekan tanda panah (kiri atau kanan) pada keyboard atau bisa juga men-scroll tombol tuning yang telah tersedia pada tampilan Visual Basic dengan bantuan bahasa pemograman Visual Basic 6.0
4. Frekuensi yang dapat diterima radio FM antara 88 – 100MHz 5. Mode scanning secara manual
1.5 Tujuan
Secara umum tujuan pembuatan tugas akhir ini seperti terurai sebagai berikut :
1. Pemanfaatan bahasa pemograman Visual Basic 6.0 untuk mengimplementasikan penala radio.
2. Mengembangkan rangkaian radio penerima FM dengan menambahkan rangkaian lainnya, sehingga radio dapat dikendalikan dari komputer dengan bantuan bahasa pemograman.
3. Disamping itu penelitian ini dimaksudkan untuk pengoptimalan komputer pribadi untuk membantu kegiatan sehari-hari. Dalam hal ini adalah pemanfaatan paralel port untuk dapat mengendalikan radio.
1.6 Manfaat
Perancangan piranti tuning radio berbasis komputer ini nantinya akan dapat mempermudah pengguna komputer yang senang menikmati siaran radio, selain itu pengguna juga dapat merekam lagu kesenangannya. Disamping dapat memberikan beberapa kemudahan, juga dapat memperkaya pengetahuan tentang pengunaan DAC0808.
1.7 Sistematika
Penulisan
Penulisan laporan penelitian tugas akhir ini disusun dengan mempunyai sistematika sebagai berikut:
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini berisi antara lain latar belakang yang mendasari dipilihnya topik dalam tugas akhir ini, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, dan manfaat penelitian serta sistematika penulisan hasil penelitian.
BAB II : DASAR TEORI
Bab ini berisi tentang berbagai teori yang berkaitan dengan perangkat-perangkat pendukung penala Radio Berbasis Komputer baik secara khusus maupun secara umum.
BAB III : PERANCANGAN PERANGKAT KERAS DAN PERANGKAT LUNAK
Bab ini berisi beberapa hal mengenai perancangan perangkat keras yang akan digunakan untuk mendukung penala radio berbasis komputer, seperti pada rangkaian DAC0808. Bab ini juga berisi tentang bahasa pemograman Visual Basic 6.0 yang dimanfaatkan untuk Tuning Radio Melalui Komputer secara programatis serta diagram alirnya.
BAB IV : ANALISIS HASIL PENGUKURAN DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi tentang hasil pengukuran yang diperoleh serta pembahasannya.
BAB V : PENUTUP
Bab ini berisi kesimpulan dan saran, pada bab ini juga menjelaskan kemungkinan-kemungkinan pengembangan dari perangkat pendukung penala radio melalui komputer.
7
DASAR TEORI
Penala radio melalui komputer ini dibuat sebagai pencari gelombang radio FM, dengan cara menggantikan fungsi kapasitor variabel pada rangkaian radio FM dengan rangkaian dioda varaktor. Walaupun peranan kapasitor variabel digantikan dengan dioda varaktor, namun fungsi utama dari kedua komponen tersebut adalah sama yaitu sama-sama menghasilkan nilai kapasitansi yang dapat diubah-ubah. kapasitor variabel menghasilkan kapasitansi dengan cara manual sedangkan dioda varaktor menghasikan kapasitansi dengan diberi tegangan pada kedua kutubnya. Dalam proyek penala radio melalui komputer ini, yang menyuplai tegangan ke dioda varaktor berasal dari hasil penguatan tegangan yang bersumber dari tegangan keluaran DAC. DAC adalah sebuah komponen yang mampu mengubah data digital menjadi analog.
Dalam proyek penala radio melalui komputer ini bahasa pemograman yang digunakan adalah Visual Basic 6.0. Cara kerja program tersebut secara umum adalah dengan cara men-scroll tombol tuning pada tampilan program sampai mendapatkan gelombang radio yang diinginkan. Selain itu pengguna juga dapat merekam lagu kesenanganya. Sebagai penunjang, juga diberikan fungsi tombol volume, record serta kelengkapan lainnya. Komponen-komponen penunjang dari penala radio akan lebih dijelaskan lagi pada subbab-subbab berikut.
2.1 Pengubah Digital ke Analog (Digital to Analog Converter)
Pada sistem elektronik banyak sekali alat-alat yang memerlukan tegangan analog, sementara keluaran dari komputer merupakan tegangan digital. Untuk dapat mengendalikan alat lain yang membutuhkan tegangan analog, maka komputer memerlukan suatu penghubung yaitu DAC.
Pengubah digital ke analog merupakan untai yang berfungsi untuk mengubah data digital menjadi tegangan analog [1]. Data digital yang akan diubah dinyatakan dalam kode biner dengan menggunakan dua nilai tegangan 5 volt yang dinyatakan dengan lambang “1” atau tinggi dan 0 volt yang dinyatakan dengan lambang “0” atau rendah. Bilangan biner merupakan kombinasi dari sederetan lambang 1 dan 0.
Vref adalah tegangan acuan (reference) yang tepat, dan semua hambatan
merupakan hambatan yang presisi untuk mendapatkan arus-arus masukan yang teliti. Tegangan keluaran dari DAC ini dapat diperoleh dengan persamaan berikut:
...(2.1)
2.1.1 Keistimewaan DAC0808
DAC series adalah merupakan IC monolitik 8 bit, dengan kelebihan sebagai berikut [2] :
1. Digunakan untuk mengubah data masukan digital 8 bit menjadi sinyal analog.
3. Akurasi relatif ± LSB typ.
4. Tegangan supply ± 4,5V sampai ± 18V.
5. Pemakaian daya rendah 33mW untuk tegangan supply ± 5V.
Gambar 2.1. Konfigurasi kaki IC DAC0808
Fungsi masing-masing pin adalah sebagai berikut : a. Pin 1 (NC)
Pin ini tidak dihubungkan atau digunakan. b. Pin 2 (GND)
Pin ini ditanahkan. c. Pin 3 (VEE)
Pin VEE dihubungkan dengan catu tegangan sebesar -15 volt. d. Pin 4 (IO)
Merupakan pin keluaran yang berupa arus. e. Pin 5 – 12 (A0 – A7)
Merupakan masukan data digital.
DAC
0808
16 Compensation 15 Vreff (‐) 14 V reff (+) 13 VCC 12 A8 11 A7 10 A6 9 A5 NC 1 GND 2 VEE 3 IO 4 A1 5 A2 6 A3 7 A4 8f. Pin 13 (VCC)
Merupakan pin VCC yang dihubungkan dengan catu tegangan. sebesar 5 volt
g. Pin 14 (Vreff (+))
Merupakan tegangan masukan analog maksimum positif. h. Pin 15 (Vreff (-))
Merupakan pin yang dihubungkan dengan hambatan yang ditanahkan. i. Pin 16 (Compensation)
Merupakan pin yang dihubungkan kapasitor dengan catu VEE.
2.1.2
Resolusi DAC
Resolusi adalah satu bagian dibagi dengan banyaknya tingkatan yang tersedia (bit). Semakin besar digit suatu DAC maka resolusi semakin kecil, dan akan membuat DAC semakin baik . Tegangan skala penuh ditentukan oleh nilai arus referensi dan resistor umpan balik op-amp. Tetapi harus diingat bahwa tegangan maksimum yang sebenarnya selalu 1 LSB lebih kecil dari tegangan keluaran skala penuh [2].
Ketelitian adalah seberapa dekat keluaran secara praktek dari nilai-nilai sebenarnya.Ketelitian ini biasanya dinyatakan sebagai kesalahan sebagai penambahan LSB. Kesalahan 1 LSB artinya keluaran yang sebenarnya berada pada keluaran ideal sebesar 1 LSB. Secara ideal kesalahan suatu DAC harus lebih kecil dari ½ LSB.
Monotonisasi adalah keluaran yang terus bertambah bila masukan bertambah besar. Suatu DAC akan monotonisasi bila mempunyai kesalahan lebih kecil atau sama dengan ½ LSB. Waktu pemantapan adalah waktu yang diperlukan untuk menghasilkan keluaran yang benar. Nilai waktu pemantapan akan menetukan kecepatan dalam mengubah masukan digital. Resolusi dari pengubah digital ke analog ini didefinisikan sebagai perubahan terkecil yang terjadi pada keluaran analog sebagai hasil dari perubahan masukan digital. Resolusi ini merupakan ukuran lompatan dengan bentuk tangga yang mempunyai nilai tegangan yang sama setiap langkahnya (step). Untuk DAC 8-bit. Mempunyai perubahan atau pencacahannya adalah 28, dan jumlah langkah (step) adalah 255. Sehingga akan diperoleh resolusi
DAC 8-bit sebagai berikut :
Resolusi = ...(2.1.2.1)
2.2 Penguat Operasional Sebagai Penguat Tegangan Tak
Membalik (Non Inverting)
Penguat tegangan merupakan suatu yang berfungsi menerima isyarat tegangan pada bagian masukan dan mengeluarkan isyarat yang lebih besar pada bagian keluaran [3]. Dalam rangkaian penala radio ini yang digunakan sebagai rangkaian penguat tegangan adalah penguat tak membalik (non inverting) yang tegangan keluarannya (Vout) mempunyai polaritas yang sama dengan tegangan
R1 R2 i IR1 IR2 Vin Vout Vx
Gambar 2.2. Rangkaian penguat tegangan tak membalik
Pada penguat operasional ideal, beda potensial tegangan antara masukan membalik (-) dan masukan tak membalik (+) adalah nol, maka potensial kedua masukan ini akan sama yakni Vx = Vin sehingga kalau ditinjau dari simpul Vx pada
gambar 2.2 diatas, maka arus yang mengalir pada masing-masing hambatan dapat diketahui, mengingat bahwa arus yang masuk ke penguat operasional ideal adalah sama dengan nol, maka :
IR2 = IR1
Sedangkan penguatan tegangan dari rangkaian pada gambar 2.2 diatas dapat diketahui dengan perhitungan sebagai berikut :
Vout = VR1 + Vin
Karena VR1 = Vx = Vin, maka :
Vout = VR2 + Vin
Diketahui bahwa IR2 = IR1, maka :
Jadi penguatannya adalah :
... (2.2.2)
Tegangan keluaran (Vout) diperoleh dengan mengalikan tegangan masukan (Vin) dengan faktor penguatan (Av).
... (2.2.3)
2.3
Dioda Varaktor
Dioda varaktor atau sering juga disebut varikap sering digunakan pada rangkaian utama radio frequency (RF) yang mampu menghasilkan kapasitansi yang bervariasi dengan mengubah tegangan dalam sebuah rangkaian elektronika [4]. Dioda varaktor dapat digunakan dalam rangkaian penala radio termasuk frequency oscillators dan filters. Atas dasar inilah muncul ide-ide untuk memanfaatkan dioda varctor atau varicap sebagai pengendali kapasitansi pada rangkaian radio penerima FM.
Kedua nama tersebut baik varaktor ataupun varikap banyak dipergunakan oleh masyarakat, varaktor dan varikap adalah dua jenis dioda dengan format yang sama dan memiliki kinerja yang sama. Nama varaktor merupakan singkatan dari variable reactor atau reactance sedangkan varicap adalah variable capacitance.
Dioda varaktor atau varicap dapat bekerja seperti kapasitor. Perbedaan antara dioda varaktor dengan kapasitor adalah dioda varaktor memiliki nilai kapasitansi yang dapat dirubah sesuai dengan tegangan masukannya, sedangkan kapasitor bersifat pasif atau nilainya tetap. Dapat dilihat pada gambar 2.3 dibawah ini, sebuah kapasitor terdiri dari dua plat yang dibatasi dengan suatu dielektrikum. Kapasitansi kapasitor bergantung pada luasan area kedua plat. Semakin besar area maka semakin besar pula kapasitansi yang dihasilkannya, dan jarak antara kedua plat, semakin besar jaraknya maka tingkat kapasitansi yang dihasilkan akan semakin kecil.
Dalam pengoperasiannya varaktor memiliki dua kutub yaitu anode dan cathode. varaktor atau varicap adalah operasi reverse-biased yang tidak memiliki aliran arus, hanya zona penyimpanan yang bervariasi berdasarkan masukan tegangan.
‐ + + + ‐ + + ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ Gambar 2.3. Kapasitansi yang dapat disimpantergantung pada area plat dan jarak
Dalam aplikasinya pemberian tegangan pada dioda varaktor terbalik dari penggunaan dioda pada umumnya.
Reverse bias adalah kondisi saat katoda dioda varaktor bersifat negatif dan katoda bersifat positif.
Gambar 2.4. Reverse bias
Pada kondisi reverse bias elektron pada sisi N menjauhi junction. Begitu pula dengan hole pada sisi P. Akibatnya daerah pengosongan menjadi semakin lebar. Semakin lebar daerah pengosongan semakin tinggi beda potesialnya. Akhirnya beda potensial pada lapisan pengosongan sama dengan beda potensial sumber. Pada saat itu elektron dan hole berhenti bergerak serta tidak terjadi arus listrik.
Sama dengan jenis dioda pada umumnya, jika reverse bias dirubah maka lapisan pengosongan (depletion layer) juga akan ikut berubah. Jika reverse voltage pada varaktor ditingkatkan, maka lapisan pengosongan akan meningkat. Jika reverse voltage pada varaktor atau varicap dikurangi, maka lapisan pengosongan akan berkurang hingga batas tertentu. Oleh karena itu dengan merubah reverse voltage suatu dioda varaktor atau varicap akan menghasilkan tingkat kapasitansi yang berubah-ubah [4]. P N + + + + + + + + + + + + + + + + ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ + Lapisan pengosongan
Berikut adalah simbol dari dioda varaktor beserta pengaplikasiannya
2.4 Penerima Radio FM
Penerima FM merupakan suatu perangkat yang digunakan untuk menerima sinyal informasi beserta sinyal pembawa dalam bentuk gelombang elektromagnetik (gelombang radio) [5]. Saat ini penerima radio FM banyak yang menggunakan tunner (lilitan yang dapat berubah nilai induktansinya) sebagai penghasil frekuensi, tetapi tidak menutup kemungkinan masih banyak juga yang menggunakan kapasitor variabel atau bahkan dioda varaktor sebagai salah satu komponen penting dalam
Gambar 2.6. Simbol dari dioda varaktor
Gambar 2.7. Dioda varactor dalam sebuah
Region P
Gambar 2.5.
Perubahan kapasitansi dioda varaktor akibat pengaruh reverse bias
Dengan reverse bias yang besar akan menghasilkan kapasitansi yang kecil Region N Large depletion region Region N Region P Dengan reverse bias yang kecil akan menghasilkan kapasitansi yang besar Depletion region
rangkaian RF. Dalam penala radio melalui komputer ini, yang menjadi pemikiran utamanya adalah membuat suatu alat yang berfungsi sebagai pencari siaran radio dengan menggantikan kapasitor variabel pada radio dengan rangkaian dioda varaktor.
Frekuensi radio FM berada antara 88 hingga 108MHz atau berada antara channel 6 dan 7 untuk frekuensi VHF televisi. Pemancar FM memiliki aturan interval frekuensi minimal sebesar 200KHz antara dua stasiun pemancar radio yang berdekatan. Karena bandwidth pemancar FM berada pada 88 sampai 108 MHz, maka dalam batasan bandwidth sebesar itu radio FM maksimal memiliki 100 stasiun radio.
Stasiun pemancar FM mempunyai penyimpangan frekuensi dari frekuesi pusat sebesar 75KHz, masing-masing meninggalkan 25KHz ke atas dan ke bawah "guard bands". Hal ini berfungsi untuk memperkecil interaksi dengan frekuensi
De‐emphasis AFC Penguat RF Pencampur Limiter Detektor FM Penguat IF Penguat Audio AGC Osilator Lokal Antena Penerima
disebelahnya [6]. Bagan utama sistem penerima radio FM ditunjukkan pada Gambar 2.8 [5]
Dari gambar 2.8 yang merupakan diagram kotak penerima FM dapat dijelaskan sebagai berikut :
1. Antena penerima, digunakan untuk menerima sinyal radio dari antena pemancar yang berupa gelombang elektromagnetik.
2. Penguat RF, Karena frekuensi yang diterima oleh radio sangat kecil maka digunakanlah penguat RF untuk memperkuat frekuensi radio dari antena penerima untuk diumpankan ke pencampur.
3. Pencampur, digunakan untuk mencampur sinyal dari penguat RF dengan sinyal dari osilator lokal agar didapatkan frekuensi antara (intermediate frequency, IF) yang lebih rendah. Frekuensi IF merupakan selisih dari frekuensi osilator lokal dengan frekuensi RF.
4. Osilator lokal, memberikan sinyal yang diperlukan bagi pencampur untuk mengubah frekuensi RF yang tinggi menjadi frekuensi IF yang lebih rendah.
5. Penguat IF, digunakan untuk memperkuat frekuensi radio yang keluar dari pencampur untuk diumpan ke limiter.
6. Limiter, merupakan rangkaian yang digunakan untuk membatasi atau memangkas gelombang termodulasi agar amplitudonya rata (sinyal FM murni).
7. AGC (Automatic Gain Control), digunakan untuk mengatur penguatan penguat IF dan RF secara otomatis agar hasil keluaran dari detektor
hampir konstan. Bila sebuah penerima tidak menggunakan AGC, maka pada saat sebuah stasiun yang kuat ditala, akan terjadi pembebanan lebih pada tingkat-tingkat IF dan RF penerima sehingga menyebabkan cacat serta suara keras yang sangat mengganggu.
8. Detektor FM (Diskriminator), digunakan untuk memisahkan sinyal audio dari gelombang pembawa (mendeteksi perubahan frekuensi menjadi perubahan sinyal suara).
9. De-emphasis, digunakan untuk menekan penguatan frekuensi audio tinggi yang berlebihan dari pemancar.
10. AFC (Automatic Frequency Control), digunakan untuk mengatur frekuensi osilator lokal secara otomatis agar stabil.
11. Penguat Audio, digunakan untuk menguatkan sinyal audio dari De-emphasis.
2.5 Port Paralel DB25
Port paralel adalah terminal yang menghubungkan komputer dengan dunia luar dan pengiriman datanya secara paralel atau bisa secara bersamaan dalam satuan waktu [7]. Port paralel merupakan suatu contra jack dengan dua puluh lima salurannya yang terbagi atas empat fungsi. Fungsi-fungsi tersebut yaitu :
1. Data (8 pin) 2. Control (4 pin) 3. Status (5 pin) 4. Ground (8 pin)
Gambar Port Paralel dapat dilihat pada gambar 2.9 Penjelasan untuk pin-pin port paralel seperti pada tabel 2.9.
Gambar 2.9. Port paralel DB25
Tabel 2.1 Konfigurasi pin dan nama sinyal konektor paralel standar DB25
Nomor Pin Nama Sinyal Direction Register
1 Strobe In / Out Control bit 0
2 Data 0 Out Data bit 0
3 Data 1 Out Data bit 1
4 Data 2 Out Data bit 2
5 Data 3 Out Data bit 3
6 Data 4 Out Data bit 4
7 Data 5 Out Data bit 5
8 Data 6 Out Data bit 6
9 Data 7 Out Data bit 7
10 Ack In Status bit 6
11 Busy In Status bit 7
12
Paper-Out /
Paper-End In Status bit 5
Lanjutan Tabel 2.1 Konfigurasi pin dan nama sinyal konektor paralel standar DB25
Nomor Pin Nama Sinyal Direction Register
13 Select In Status bit 4
14 Auto-Linefeed In / Out Control bit 1
15 Error / Fault In Status bit 3
16 Initialize In / Out Control bit 2
17
Select-Printer /
Select-in In / Out Control bit 3
18 - 25 Ground Gnd
Dengan spesifikasi seperti pada tabel 2.1 maka ada tiga jalur yang dapat digunakan untuk berhubungan dengan perangkat keras yaitu:
1. 8 jalur data (alamat 378h / 888)
D0 sampai dengan D7 (pin 2 sampai dengan pin 9). 2. 5 jalur status (alamat 379h / 889)
S3 (pin 15), S4 (pin13), S5 (pin 12), S6 (pin 10) dan S7 (pin11). 3. 4 jalur control (alamat 37Ah / 890)
22
PERANGKAT LUNAK
3.1
Perancangan Perangkat Keras
Perangkat elektronis pendukung penala radio antara lain adalah penguat tegangan LM741, pengubah data digital ke analog menggunakan DAC0808, dan rangkaian dioda varaktor sebagai pengganti kapasitor variabel pada obyek radio. Pada gambar 3.1 terdapat beberapa blok umum diagram rangkaian penala radio, yang masing-masing block mempunyai cara kerjanya sendiri.
Gambar 3.1 menunjukkan blok rangkaian penala radio berbasis komputer:
Gambar 3.1. Blok rangkaian penala radio berbasis komputer PC
Konverter Digital to analog
Port Paralel tegangan Penguat
Rangkaian Doida varaktor Radio FM Line in Audio
3.2
Pengubah Digital Ke Analog Dengan DAC0808
Pada sistem elektronik banyak sekali alat-alat yang memerlukan tegangan analog, sementara keluaran dari komputer merupakan tegangan digital. Untuk dapat mengendalikan alat lain yang membutuhkan tegangan analog, maka komputer memerlukan suatu penghubung yaitu DAC.
Dasar pemilihan DAC0808 sebagai pengubah data digital ke analog yaitu : 1. Jumlah saluran input dan output yang diberikan
2. Tersedianya DAC tersebut dipasaran 3. Kecepatan pengubahan DAC
Keistimewaan dari DAC0808 diatas adalah dengan tersedianya tegangan keluaran positif. Keluaran DAC0808 yang berupa arus akan diubah menjadi tegangan melalui sumber tegangan pengendali arus yang berupa penguat operasional LM741. Agar mendapatkan tegangan keluaran yang sesuai untuk memenuhi kebutuhan rangkaian dioda varaktor maka, dibutuhkan sebuah IC LM741 serta komponen pendukungnya sebagai rangkaian penguat inverting. Dengan melihat gambar 3.2 tegangan keluaran yang dihasilkan DAC0808 adalah sebagai berikut :
xVref R Rf Vout 14 = x V V K K Vout 5 4 5 4 = =
Gambar 3.2 berikut ini menunjukkan untai DAC0808 beserta komponen pendukungnya.
3.3 Penguat
Tegangan
Agar kapasitas tegangan yang dibutuhkan oleh dioda varaktor dapat bekerja sesuai dengan yang diinginkan, maka perlu merancang sebuah rangkaian penguat
7 5KΩ LM741 Vee = ‐15V Vcc = +15V 5 6 8 9 10 11 12 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 13 3 14 15 2 4 16
DAC
0808
5KΩ 4KΩ 0.1µF Vref = 5V Vout ‐ +Gambar 3.2. Untai DAC0808 beserta komponen
Gambar 3.3. Rangkaian penguat tegangan X1 V1 4V R2 R1 Vout Vin VC VE
tegangan yang dapat menghasilkan tegangan maksimum sebesar 10V, serta 0V untuk tegangan minimum (tegangan minimum dioda varaktor MV2205). Dibawah ini merupakan gambar rangkaian penguat untuk menguatkan tegangan yang berfungsi sebagai pengendali dioda varaktor.
Fungsi penguat operasional non inverting pada gambar 3.3 adalah sebagai pengendali tegangan dioda varaktor. Untuk perancangan penguat operasional, dengan ketentuan tegangan keluaran maksimum sebesar 10V, maka penguatan yang diperlukan sebesar : Vi Vo AV = V V AV 4 10 = AV =2,5 Sehingga : ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + = 1 2 1 R R Vi Vo (2,5 1) 1,5 1 2 = − = R R Jika R1 = 2kΩ, maka : 1,5 2K2 = R R2=2K*1,5 R2 = 3 KΩ
Dengan demikian rangkaian pengendali tegangan dioda varaktor dapat digambarkan sebagai berikut :
3.4 Dioda
varaktor
Setelah penguat tegangan menghasilkan tegangan output sesuai dengan yang dinginkan, maka tegangan output ini akan dimanfaatkan untuk menyuplai tegangan yang dibutuhkan oleh dioda varaktor. Karakteristik dari dioda varaktor adalah besar tegangan berbanding terbalik dengan kapasitansi yang dihasilkannya. Berdasarkan datasheet kapasitansi minimum yang dihasilkan dioda varaktor MV2205 adalah sebesar 6,8 pF, sedangkan kapasitansi minimum yang dibutuhkan oleh sebuah penala radio dibawah 6,8 pF. C1 C2 C3 C4 + ‐ 56pF 100pF OSC circuits RF circuits
Gambar 3.5. Rangkaian dioda varaktor
D1
Gambar 3.4. Rangkaian penguat tegangan dengan nilai hambatan X1 V1 4V R2 3k R1 2k Vout Vin 4 VC 15 VE -15 4.001 10.002
Ket :
D1 = dioda varaktor 1 Ctot = kapasitor total
Agar besar kapasitansi sesuai yang diinginkan maka dalam perancangannya dioda varaktor dirangkai secara seri dengan kapasitor seperti pada gambar 3.5.
Dari gambar 3.5 dapat dicari besaran masing-masing kapasitor agar menghasilkan suatu besaran kapasitansi sesuai dengan yang diinginkan, dengan rumus :
Jika Ctot yang diinginkan sebesar 6 pF, maka :
Dengan demikian rangkaian dioda varaktor dapat digambarkan sebagai berikut :
OSC circuits RF circuits
Gambar 3.6. Rangkaian dioda varaktor dengan nilai kapasitansi 56pF
Setelah rangkaian dioda varaktor bersama komponen pendukungnya telah selesai, maka dalam proses kerjanya rangkaian tersebut akan menghasilkan kapasitansi untuk dilanjutkan ke rangkaian RF dan osilator pada penerima radio FM sebagai pengganti kapasitor variabel.
Tegangan masukan dioda varaktor sebesar 0V sampai 10V ini dapat dikendalikan dari komputer, maka berdasarkan datasheet dan hasil pengukuran dari kapasitor variabel pada radio FM, alat ini mampu menghasilkan kapasitansi sebesar 22,98pF – 8,12pF. Dengan nilai kapasitansi sebesar itu berarti alat ini mampu menangkap gelombang radio pada frekuensi 88 MHz sampai 100MHz.
Untuk rangkaian penerima, radio FM memiliki kapasitor variabel yang dapat menghasilkan kapasitansi yang bervariasi. Tabel 3.1 merupakan tabel pemancar FM dengan jarak frekuensi antara 88 hingga 108 MHz, beserta frekuensi dan nilai kapasitansi yang dihasilkan oleh kapasitor variabel pada radio yang akan dikembangkan.
Tabel 3.1 Tabel pemancar FM beserta frekuensi dan nilai kapasitansi
No. Range Kapasitansi (pF) Frekuensi (MHz) Nama Radio
1 21,3 ‐ 19,5 88,3 Q Radio 2 19,3 ‐ 18,3 89,5 Rasialima 3 18 ‐ 17,6 90,3 Sasando 4 17,1 ‐ 16,6 91,1 RRI yogyakarta Pro1 5 15,4 ‐ 15,2 92,3 MQ Radio 6 14,7 ‐ 14,4 92,7 MBS FM 7 12,5 ‐ 12,3 95,0 Masdha 8 11,9 ‐ 11,8 95,4 Yasika 9 11,7 ‐ 11,6 95,8 Prambors 10 11,5 ‐ 11,4 96,2 Istakalista 11 10,7 ‐ 10,6 97,0 Trijaya FM
Lanjutan Tabel 3.1 Tabel pemancar FM beserta frekuensi dan nilai kapasitansi
No. Range Kapasitansi (pF) Frekuensi (MHz) Nama Radio
12 10,5 ‐ 10,4 97,4 Sonora FM 13 10,3 ‐ 10,2 97,8 EMC FM 14 9,4 ‐ 9,1 98,6 GCD FM 15 8,7 ‐ 8,4 99,4 Retjo Buntung 16 7,6 ‐ 7,2 100,5 RAM FM 17 7,2 ‐ 6,7 101,3 Star FM 18 6,7 ‐ 6,5 101,7 Swaragama 19 6,3 ‐ 6,2 102,1 Eltira FM 20 6,0 ‐ 5,8 102,5 RRI yogyakarta Pro2 21 5,7 ‐ 5,2 103,7 Female Radio 22 5,0 ‐ 4,9 104,5 Unisi 23 4,8 ‐ 4,3 105,3 Rakosa Female Radio 24 3,1 ‐ 2,7 107,6 Global
3.5 Perancangan
Perangkat
Lunak
Perangkat lunak yang digunakan untuk mengendalikan penala radio berbasis komputer ini adalah Visual Basic 6.0. Gambar 3.8 menunjukan diagram alir sistem pengendalian penala radio berbasis komputer dengan bantuan bahasa pemograman Visual Basic 6.0 .
x = Siaran radio yang diinginkan y = Besar volume yang diinginkan
z = Nilai digital yang akan dikeluarkan port paralel
Gambar 3.8 Diagram alir sistem pengendalian penala radio berbasis komputer Ya
Ya Ya
Tidak Tidak Tidak Tidak
END Out Port =z Record Siaran Radio = X ? Volume = y ? Tombol tuning Tekan ? Tombol Volume Tekan ? Tombol Record Tekan ? Tombol Minimize Tekan ? Start A INISIALISASI PORT DB25,PC,DAC Menu : Tombol tuning Tombol volume Tombol record Minimize A A A A Tidak Tidak Ya Ya
3.5.1 Inisialisasi Port Paralel
Hal yang perlu diperhatikan dalam pengunaan antar muka port paralel dengan bantuan bahasa pemograman Visual Basic adalah :
1. Menyatakan alamatI/O port yang dipakai.
2. Menyatakan data yang akan dikirim, dipergunakan jika keluaran dari port paralel untuk mengendalikan atau mengontrol perangkat luar. Dalam tugas akhir ini digunakan untuk mengendalikan penala radio.
Dalam penginisialisasian port diperlukan file penunjang yang dipanggil jika akan menjalankan perintah. File penunjang tersebut adalah file “Dynamically Linked Libraries (DLL)” atau sering disebut *.dll files.
Langkah awal dalam pembuatan perangkat lunak dengan bahasa pemograman Visual Basic adalah membuat file *.dll. Berikut ini merupakan langkah dalam membuat file *.dll :
1. Membuat direktori dengan nama C: \port.
2. Menulis file def dan cpp dalam notepad, kemudian menyimpan dan menamai ulang dengan nama inpout.def dan inpout.cpp.
3. Membuka program C++ dan pilih menu file, kemudian New, pilih Submenu untuk membuat Win32 Dynamically Linked Libraries dan memastikan direktori diset ke C: \port kemudian klik OK.
4. Masukan file inpout.def dan inpout.cpp ke dalam proyek yang akan dibuat melalui submenu Add Files to Project.
6. Bila tidak ada kesalahan ketik maka akan diperoleh file inpout.dll pada subdirektori C: \port \ inpout \Debug.
7. Langkah terakhir adalah memasukan file inpout.dll ke dalam direktori
C:\Windows maka pemograman sudah bisa dilakukan dengan perintah In dan Out melalui Visual Basic.
3.5.2 Tampilan Form Utama Program
Tampilan form utama program terdiri dari tombol tuning, volume, record, minimize, help, save, load, show/hidden, on/off. Seluruh tombol ini berdiri sendiri dalam artian dapat dipilih secara acak. Masing-masing menu memiliki submenu
Ya Pilih “Win32DLL” End Enter ? Pilih menu “File” Pilih “New” Start Tidak
lagi yang merupakan kelanjutan dari proses. Gambar 3.10 adalah tampilan form utama program penala radio.
3.5.3 Tombol Tuning
Cara kerja dari tombol tuning disini yaitu dengan cara menggesernya kekiri atau kekanan yang menggunakan tombol panah kiri dan kanan pada keyboard, atau bisa juga menggunakan mouse. Dengan memanfaatkan tuning ini, pengguna dapat mencari gelombang siaran radio yang dinginkannya.
3.5.4 Tombol Volume
Tombol volume ini pada intinya berfungsi sebagai pengendali volume hasil keluaran audio dari radio FM. Dalam prosesnya tombol volume memanggil file
Gambar 3.10 Tampilan form utama program
Untuk merekam siaran atau lagu
Tuning, mencari siaran yang diinginkan Tombol minimize
Pengatur keras suara Tombol show/hidden
Untuk save /load gelombang radio
volume berupa file.exeyang telah disediakan oleh sistem operasi bawaanya, sehingga tampilan volume yang keluar adalah bawaan dari sistem operasi.
3.5.5 Tombol Record
Tombol record adalah tombol yang berfungsi sebagai perekam siaran bahkan lagu favorite yang berasal dari audio radio dan menyimpannya dalam berbagai format yang tersedia. Tombol record proses kerjanya sama dengan tombol volume, yaitu memanggil file.exe bawaan sistem operasi.
3.5.6 Minimize
Seperti sebuah program pada umumnya, program ini dilengkapi dengan tombol minimize. Fungsinya adalah menyembunyikan tampilan program sehingga hanya tertampil dalam bentuk icon yang terletak pada toolbars. Walaupun dalam keadaan minimize atau tersembunyi program masih dapat bekerja.
3.5.7 Tombol Save dan Load
Untuk melengkapi program penala radio ini, maka penulis menambahkan fasilitas save dan load. Fungsinya adalah untuk merekam lagu-lagu atau siaran-siaran favorite pengguna. Selain rekaman program ini juga dapat memanggil kembali file yang telah disimpan, pengguna cukup menekan tombol save atau load.
35
HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
Bab ini membahas perihal pengamatan atas rancangan penala radio melalui komputer dan program Visual Basic. Pengamatan perangkat keras meliputi pengamatan besar kapasitansi yang dihasilkan sebuah dioda varaktor atas pengaruh dari tegangan, dan pengamatan perangkat lunak berupa pengamatan program Visual basic.
Pengujian, pengamatan dan pengambilan data dengan menggunakan multimeter digital, komputer dengan spesifikasi sistem operasi Micosoft Windows XP Profesional Version 2002 Service Pack 1 (SP1).
4.1
Perangkat Keras Penala Radio
Pengujian perangkat keras dilakukan untuk memastikan bahwa alat yang dirancang bekerja sesuai dengan kondisi-kondisi yang ditetapkan dalam perancangan. Pengujian perangkat keras ini meliputi DAC, Dioda varaktor, catu daya. Pada gambar 4.1 ditunjukkan gambar perangkat keras hasil perancangan dan bagian-bagiannya.
4.2
Hasil pengukuran Tegangan Pada Penala Radio
Gambar 4.2 dibawah ini menunjukkan pengukuran tegangan pada setiap keluaran rangkaian penala radio.
Data digital yang dikirimkan komputer akan diubah menjadi tegangan. Keluaran tegangan ini mampu mengendalikan dioda varaktor.
Karena pada DAC hanya menggunakan keluaran maksimum 4 Volt, maka dengan penguatan sebesar 2,5 kali akan mampu mengoperasikan dioda varaktor hingga tegangan sekitar 10 Volt. Hasil dari pengukuran masukan berupa data digital yang dikirimkan komputer terhadap tegangan keluaran DAC0808 dan tegangan dioda varaktor dapat dilihat pada tabel 4.1
Gambar 4.2 Diagram kotak pengukuran tegangan Penguat Tegangan Konverter D/A Antar muka PC Varaktor Data
digital Tegangan Keluaran DAC
Tegangan pada varaktor
37 Tabel 4.1. Pengukuran Masukan Data Digital Terhadap Tegangan DAC dan Tegangan dioda varaktor No. Masukan Data Digital Tegangan DAC (Volt) Tegangan DAC (Volt) Galat Tegangan Varaktor (Volt) Tegangan Varaktor (Volt) Galat (Desimal) (Praktek) (perancangan) (%) (Praktek) (perancangan) (%)
1 0 0 0 0 0 0 0 2 1 0.013 0.015 13.333 0.038 0.039 2.564 3 2 0.031 0.031 0.000 0.077 0.078 1.282 4 3 0.041 0.046 10.870 0.111 0.117 5.128 5 4 0.06 0.062 3.226 0.163 0.156 4.487 6 5 0.081 0.078 3.846 0.197 0.195 1.026 7 10 0.153 0.156 1.923 0.39 0.39 0.000 8 20 0.322 0.312 3.205 0.779 0.781 0.256 9 30 0.474 0.468 1.282 1.166 1.171 0.427 10 40 0.624 0.625 0.160 1.557 1.562 0.320 11 50 0.777 0.781 0.512 1.948 1.953 0.256 12 60 0.935 0.937 0.213 2.325 2.343 0.768 13 70 1.104 1.093 1.006 2.728 2.734 0.219 14 80 1.25 1.25 0.000 3.112 3.125 0.416 15 90 1.41 1.406 0.284 3.492 3.515 0.654 16 100 1.56 1.562 0.128 3.889 3.906 0.435 17 110 1.723 1.718 0.291 4.277 4.296 0.442 18 120 1.873 1.875 0.107 4.663 4.687 0.512 19 130 2.031 2.031 0.000 5.052 5.078 0.512 20 140 2.201 2.187 0.640 5.437 5.468 0.567 21 150 2.349 2.343 0.256 5.824 5.859 0.597 22 160 2.517 2.5 0.680 6.213 6.25 0.592 23 170 2.66 2.656 0.151 6.681 6.64 0.617 24 180 2.81 2.812 0.071 6.982 7.031 0.697 25 190 2.974 2.968 0.202 7.37 7.421 0.687 26 200 3.131 3.125 0.192 7.775 7.812 0.474 27 210 3.28 3.281 0.030 8.171 8.203 0.390 28 220 3.44 3.437 0.087 8.563 8.593 0.349 29 230 3.601 3.593 0.223 8.926 8.984 0.646 30 240 3.768 3.75 0.480 9.33 9.375 0.480 31 250 3.911 3.906 0.128 9.76 9.765 0.051 32 255 3.982 3.984 0.050 9.899 9.96 0.612
Gambar 4.3 Grafik galat tegangan dioda varaktor
Dari data pada tabel 4.1 dapat dilihat bahwa kenaikan tegangan antara tegangan keluaran DAC dengan tegangan pada dioda varaktor akan mengalami kenaikan sekitar 2,5 kali. Hal ini dapat dilihat saat masukan data digital 230 yakni saat tegangan keluaran DAC adalah 3,6 Volt dan tegangan pada dioda varaktor adalah 8,92 Volt, maka rangkaian ini akan mengalami penguatan sebesar sebagai berikut: Vout = AV x Vin 8,92 = AV x 3,6 3,6v 8,92v = AV kali AV =2,48≈2,5
39
Sesuai dengan dengan persamaan 2.1.2.1, bahwa rangkaian DAC0808 mempunyai resolusi sebagai berikut:
Resolusi tegangan DAC :
= x4V 256 1 ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = 0,0039 x 4 volt = 0,015 Volt
Artinya setiap kenaikan satu bit maka tegangan keluaran DAC akan bertambah sebesar 0,015 Volt.
Resolusi tegangan varaktor :
= x10V 256 1 ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = 0,0039 x 10 volt = 0,039 Volt
Artinya setiap kenaikan satu bit akan memiliki kenaikan tegangan dioda varaktor sebesar 0,039 Volt.
Pengamatan dan pengambilan data pada rangkaian DAC dan penguat tegangan dilakukan dengan menggunakan alat bantuan berupa multitester. Hasil pengukuran tersebut kemudian dibandingkan dengan perancangan untuk melihat apakah rangkaian tersebut sudah dapat bekerja dengan baik atau belum. Hasil pengamatan pada rangkaian DAC dan penguat tegangan seperti pada tabel 4.1 dengan perhitungan galat dirumuskan sebagai berikut :
100% n Perancanga Nilai Percobaan Data -n Perancanga Nilai Galat ⎟⎟× ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ =
Sebagai contoh perhitungan diambil saat masukan data digital 100, dengan Vout praktek dioda varaktor = 3,88 V, dan Vout perancangan dioda varaktor = 3,906 V maka dapat dihitung :
% 100 3,906 3,88 -3,906 G ⎟× ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = alat Galat =0,666
Dari tabel 4.1 maka dapat dicari galat rata-rata dari masing-masing keluaran, yaitu: Galat rata-rata tegangan keluaran DAC = 1,463 %
Galat rata-rata tegangan dioda varaktor = 0,827 %
Maka dapat disimpulkan bahwa rangkaian DAC dan penguat tegangan pada dioda varaktor sudah dapat bekerja dengan baik, walaupun ada beberapa tegangan output yang tidak tepat seperti pada perancangan, namun alat penala radio masih dapat bekerja dengan baik.
4.3 Hasil pengukuran frekuensi pada penerima radio FM
Pengamatan ini dilakukan untuk mengetahui apakah penerima dapat bekerja dengan baik, yaitu dapat menangkap gelombang-gelombang radio yang ada disekitarnya. Penulis menggunakan alat frekuensi counter untuk mengetahui
41
frekuensi yang diterima oleh rangkaian penerima radio FM dan multitester untuk mengukur tegangan yang masuk pada dioda varaktor.
Dioda varaktor akan diberi tegangan input, sehingga dioda dapat menghasilkan suatu nilai kapasitansi. Kemudian nilai kapasitansi ini akan diolah oleh rangkaian penerima radio FM untuk menyaring frekuensi yang diinginkan.
Dari hasil pengamatan dengan tegangan 0 hingga 10 Volt yang di-supply menuju dioda varaktor, ternyata rangkaian penerima radio FM hanya mampu menerima gelombang radio FM pada frekuensi 88 MHz – 100 MHz. Adapun banyaknya siaran radio FM yang dapat diterima oleh radio FM sangat tergantung pada posisi atau daerah dimana radio itu berada. Semakin dekat dengan pemancar radio FM, maka siaran yang diperoleh akan semakin baik, begitu pula dengan sebaliknya.
Hasil pengukuran percobaan kemudian dibandingkan dengan pengukuran dengan menggunakan kapasitor variabel radio untuk melihat apakah rangkaian tersebut sudah dapat bekerja dengan baik. Perbedaan hasil antara percobaan dengan perancangan akan dapat diketahui dengan menggunakan rumus galat. Sebagai contoh perhitungan diambil saat frekuensi 95,0 MHz, dengan nilai kapasitansi penala radio adalah 12,2 uF, dan Kapasitansi kapasitor variabel adalah 12,2 uF maka dapat dihitung : % 100 12,2 12,2 -12,2 G ⎟× ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = alat % 100 0 Galat = x % 0 Galat =
Perbandingan pengukuran kapasitansi menggunakan rangkaian penala radio dengan kapasitor variabel atau varco dapat dilihat pada tabel 4.2
Table 4.2 Perbandingan pengukuran kapasitansi pada rangkaian penala radio dengan varco
No. Frekuensi Tegangan Varaktor Kapasitansi Galat (MHz) (Volt) Penala Radio Varco (rata‐rata) (%)
1 88.3 0.08 22 20.4 7.843 2 90.3 0.69 18.21 18 1.167 3 91.1 1 16.8 16.8 0.000 4 95 3.42 12.2 12.2 0.000 5 95.4 3.77 12.01 11.9 0.924 6 95.8 4.16 11.7 11.7 0.000 7 96.2 4.62 11.32 11.4 0.701 8 97 5.43 10.92 10.8 1.111 9 97.4 5.94 10.55 10.3 2.427 10 99.4 8.93 8.69 8.7 0.115
Kesepuluh data pada tabel 4.2 diambil pada daerah dan tempat yang sama, dan tidak menutup kemungkinan data akan bertambah atau berkurang jika pengguna mencari siaran radio pada daerah dan tempat yang berbeda.
43
Pada gambar 4.5 dapat dilihat frekuensi keluaran pada pesawat penerima radio FM saat diberi tegangan sebesar 4,62 Volt pada rangkaian penala radio.
Frekuensi keluaran dari radio akan selalu berubah sesuai dengan tegangan input pada rangkaian penala radio.
Karena dioda varaktor dirangkai seri dengan sebuah kapasitansi yang berukuran 56 pF (kapasitansi tala) maka, kapasitansi total pada penguat tala dapat dicari dengan menggunakan persamaan:
Kapasitansi Tala = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + c Dioda 1 1
Sebagai contoh perhitungan diambil saat masukan tegangan 3,42 Volt, dengan Kapasitansi percobaan dioda varaktor = 15,6 uF, maka dapat dihitung :
Kapasitansi Tala = 12,2uF 56 1 6 , 15 1 ⎟= ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ +
Gambar 4.5 Pengukuran frekuensi keluaran radio pada saat diberi tegangan
Dari tabel 4.2 dan gambar 4.5 Maka dapat disimpulkan bahwa rangkaian penala radio sudah dapat bekerja dengan baik, meskipun ada beberapa frekuensi yang tidak tepat atau tidak sesuai dengan perancangan. Alat ini dikatakan dapat bekerja dengan baik terbukti dengan tegangan yang diberikan ke dioda varaktor mampu menerima frekuensi dengan baik dan siaran radio yang diterima masih dapat didengar dengan baik.
4.4
Pengamatan Kerja Program Visual Basic 6.0
Pengamatan kerja program Visual Basic berupa pengamatan proses kerja program untuk mengirim data digital serta tambahan fasilitas lainnya seperti pengaturan volume, recorder, save, load, serta bentuk tampilan tiap formnya.
Pertama kali program penala radio dijalankan dan dihidupkan akan ditampilkan sebuah form utama yang berjudulkan tuning radio. Fungsi dari form utama penala radio ini adalah untuk mencari program-program siaran radio, atau memanfaatkan fasilitas-fasilitas lainnya seperti yang terdapat pada ganbar 4.6.
45
Untuk memulai atau mencari siaran radio yang diinginkan maka settinglah tombol tuning radio. Dalam tombol tuning radio ini terdapat 256 langkah, berarti untuk menempuh frekuensi 88 – 100 MHz maksimum dapat dilakukan sebanyak 256 langkah. Gambar 4.7 berikut merupakan gambar tombol tuning yang dapat discroll dengan cara menggunaka tombol panah kanan dan kiri pada keyboard atau menggunakan scroll pada mouse.
Jika pengguna telah mendapatkan siaran radio yang dinginkan, maka pengguna dapat menyimpan file tersebut dengan cara menekan tombol save, selanjutnya program akan membuka form save yang baru.
Gambar 4.7 Tampilan form tuning program
Scroll yang dapat digeser kekiri dan kekanan
Gambar 4.8 Gambar form save pada program tuning radio
Pada form save ini pengguna dapat mengatur dimana file tersebut akan disimpan. Data siaran radio akan disimpan berupa angka desimal dalam format *.txt seperti pada gambar 4.8
Jika program siaran radio telah berhasil pengguna simpan dengan menggunakan tombol save maka, untuk memanggil kembali file telah disimpan pengguna cukup menekan tombol load. Program akan membuka form baru untuk memilih file mana yang akan pengguna eksekusi, seperti pada gambar 4.9
Tekan tombol show, maka akan tampil form berikut
Gambar 4.10 Gambar tampilan form load yang dapat disembunyikan pada program tuning radio
Gambar 4.9 Gambar form load pada program tuning radio
47
Dalam program ini juga terdapat fasilitas yang berfungsi untuk memanggil file yang telah disimpan. Fasilitas ini diberikan dalam form tersendiri yang dapat disembunyikan maupun ditampilkan sesuai dengan keinginan pengguna, Dengan demikian pengguna merasa lebih diberi kemudahan dalam memanggil sebuah program radio. Untuk dapat membuka atau menyembunyikan kembali form tersebut, pengguna dapat menekan tombol show / minimize (▼) pada form utama seperti pada gambar 4.10
Form volume akan tampil jika pengguna menekan tombol volume yang terdapat pada form utama. Form ini telah disediakan oleh sistem operasi Microsoft Windows SP1. Program dapat mengeksekusi form volume dengan menggunakan perintah melalui bahasa pemograman visual basic 6.0
Form recorder juga telah disediakan oleh sistem operasi Microsoft Windows SP1. Jika pengguna hendak merekam lagu favorite yang terdapat pada penerima radio FM, pengguna cukup menekan tombol rec pada form utama maka akan muncul form recorder, lalu tekan tombol (
●
) untuk memulai rekaman. File hasilGambar 4.11 Tampilan menu volume
rekaman kemudian dapat pengguna simpan pada drive tertentu dengan berbagai format yang telah disediakan.
Menu bantuan digunakan sebagai media informasi tentang seluk beluk penggunaan program. Didalamnya form ini terdapat bagaimana cara pemakaian program dengan baik dan benar, seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.13
Secara keseluruhan program penala radio melalui komputer ini telah berhasil dibuat sesuai dengan hasil perancangan, sehingga dapat diaplikasikan penggunaanya dengan hardware yang telah disediakan
Gambar 4.13 Gambar form menu bantuan pada program Gambar 4.12 Tampilan form recorder
Tekan tombol record untuk mulai merekam Tekan tombol Play untuk mulai memutar hasil rekaman
49
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan perancangan dan pengujian yang dilakukan penulis, maka dapat diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Alat yang telah dibuat dapat bekerja dengan baik sesuai dengan perancangan, baik secara hardware maupun software, ini terbukti dengan dapat diterimanya siaran radio FM dengan baik.
2. Dari pengujian yang dilakukan terdapat galat rata-rata tegangan dioda varaktor sebesar 1,041 %, ini masih dikatakan baik karena dengan besar galat rata-rata 1,041% siaran radio yang dipancarkan masih dapat diterima dengan baik oleh radio penerima FM.
5.2 Saran
Dalam sub-bab ini, penulis akan memberikan beberapa saran guna perbaikan perangkat keras dan perangkat lunak untuk mendukung tunning radio berbasis komputer ini maupun pengembangnnya, antara lain:
1. Proses penerimaan sinyal bergantung pada kinerja penerima FM dan posisi dimana pengguna berada. Oleh karena itu sangat dibutuhkan penerima FM dengan kinerja yang baik, sehingga tidak mudah terganggu oleh interferensi dari luar.
2. Jika ingin mendapatkan bandwidth yang lebih luas maka perlu memperhatikan tegangan output maksimum dari IC penguat tegangan, agar dapat menyesuaikan dengan kebutuhan tegangan dioda varactor yang akan digunakan.
3. Untuk perangkat lunak yang mendukung penala radio melalui komputer ini dapat lebih dioptimalkan atau dikembangkan lagi dengan menambahkan beberapa kelengkapan lainnya
DAFTAR PUSTAKA
[1] http://elka.brawijaya.ac.id/praktikum/tak/tak.php?page=1 [2] http://www.boondog.com/tutorials/dlltutor/8255.htm [3] http://www.national.com/ds/DA/DAC0808.pdf#page=1 [4] http://www.eng.wima.ac.id/Elektro/article%20TA/htm%20file/DAC%200808 .html[5] Albert Paul Malvino, Prinsip-prinsip Elektronika, Jakarta:Penerbit Erlangga, 1986.
[6] http://www.electronics-radio.com/articles/electronic_components/diode
/varactor-varicap-diode.php
[7] Dennis Roddy, John Coolen, Komunikasi Elektronik, Jakarta: PT Prenhallindo, 1995.
[8] Retna Prasetia dan Catur Edi Widodo, Interfacing Port Paralel dan Port Serial Komputer dengan Visual Basic 6.0, Yogyakarta: Penerbit Andi, 2004.
DB ‐ 25
Rangkaia
n
tunning
radio
melalui
Personal
Computer
(PC)
DAC 0808 Peng uat Te gan gan MV2205 OSC circuits RF circuits C2 56pF
Integer, ByVal Value As Integer)
Public Declare Sub Tunda Lib "Port_IO.dll" (ByVal lama As Integer) Dim pilih As String
Dim pilih As String Dim isrunning As Integer Dim a As Integer
Dim b As String
Public Function LoadText(dariFile As String) As String If FileExists(dariFile) = False Then
MsgBox "File tidak ditemukan. Cek kembali file yang akan anda pilih.", vbCritical, "Sorry"
End If
Open dariFile For Input As #23 'buka file dari folder file yang telah kita
simpan sebelumnya pilih = Input(LOF(23), 23) Close #23 'tutup LoadText = pilih Exit Function Handle:
MsgBox "Error " & Err.Number & vbCrLf & Err.Description, vbCritical, "Error"
Public Function SaveText(Text As String, namafile As String) As Boolean pilih = Text
Open namafile For Append As #23 'membuka file untuk menambahkan
file yang akan disave
Print #23, pilih 'menampilkan file yang
kita save
Close #23 'tutup
Exit Function End Function
Public Function FileExists(namafile As String) As Boolean 'memeriksa eksistansi
suatu file If FileLen(namafile) >= 0 Then
FileExists = True End If
End Function
Private Sub Command1_Click()
Shell "sndrec32.exe", vbNormalFocus 'mengeksekusi file sndrec32.exe
End Sub
Private Sub Command2_Click() If isrunning Then Command2.Caption = "&ON" Slider1.Enabled = False Command1.Enabled = False Command3.Enabled = False Command4.Enabled = False
