DESAIN DAN IMPLEMENTASI TESTER FIBER OPTIC AUDIO MENGGUNAKAN BIT ERROR RATE (BER) BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 16 BAGIAN PENGIRIM TUGAS AKHIR

Transkripsi

1 DESAIN DAN IMPLEMENTASI TESTER FIBER OPTIC AUDIO MENGGUNAKAN BIT ERROR RATE (BER) BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 16 BAGIAN PENGIRIM Design and Implementation of Audio Fiber Optic Tester Transmitter End with Bit Error Rate (BER) Using Microcontroller ATMega 16 TUGAS AKHIR untuk memenuhi sebagian persyaratan menyelesaikan pendidikan Diploma IV Program Diploma IV Teknik Telekomunikasi Wireless Jurusan Teknik Elektro diajukan oleh: R. AHMAD KRISNA B NIM POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012

2

3 DAFTAR RIWAYAT HIDUP Nama : R. AHMAD KRISNA B NIM : Tempat/Tanggal lahir : Bandung, 23Desember 1989 SD lulus tahun : 2001/2002 di SD Kartika III-3, Cimahi SLTP lulus tahun : 2004/2005 di SMPN 1 Cimahi SLTA lulus tahun : 2007/2008 di SMAN 5 Bandung iv

4 Maka bertanyalah kepada orang yang mempunyai pengetahuan jika kamu tidak mengetahui (QS. 16:43). Katakanlah: Adakah sama orang-orang yang mengetahui dengan orangorang yang tidak mengetahui? Sebenarnya hanya orang yang berakal sehat yang dapat menerima pelajaran. (QS. 39:9) Karya ini kupersembahkan untuk Allah SWT.Karena-Nya saya melakukan segala sesuatu.karenakasih sayang-nya saya dapat menyelesaikan segala sesuatu. Terima kasih kepada Papah dan Mamahku yang tiada lelah mendidikku, menyayangiku dan mendo akanku. Terima kasih kepada adikku yang selalu memberikan semangat dan juga teman-teman Nirkabel 08 yang selalu memberikan semangat, motivasi dan do anya. v

5 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah s.w.t. atas nikmat dan karunia-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dan Laporan Tugas Akhir ini. Salawat serta salam semoga selalu tercurah kepada Rasulullah, Nabi Muhammad s.a.w., beserta para sahabat dan keluarga beliau, dan semoga sampai kepada kita selaku umatnya. Laporan Tugas Akhir ini penulis susun berdasarkan pelaksanaan Tugas Akhir yang berjudul Desain Dan Implementasi Tester Fiber Optic Audio Menggunakan Bit Error Rate (Ber) Berbasis Mikrokontroler ATMega 16 Bagian Pengirim. Selama proses penyusunan laporan ini, penulis mendapat banyak bantuan, saran, dan motivasi dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1. Allah s.w.t. atas kesehatan dan keselamatan-nya dalam pelaksanaan Tugas Akhir dan pengerjaan Laporan Tugas Akhir ini, 2. Kedua orangtua yang telah mendukung saya dalam lancarnya pelaksanaan Tugas Akhir ini. 3. Teman-teman Nirkabel 2008 yang selalu mendukung saya. 4. Bapak Moh. Farid Susanto,ST.,M.Eng selaku pembimbing saya. 5. Rezza Pramona selaku partner pengerjaan proyek akhir. 6. Pihak-pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu. Semoga laporan ini bermanfaat khususnya bagi penulis dan umumnya bagi kita. Kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan demi penyempurnaan laporan di masa yang akan datang. Bandung, Juli 2011 Penulis R. Ahmad Krisna B vi

6 ABSTRAK Dalam tugas akhir ini, didesain sebuah perangkat transmitter Optic pada BitError Rate (BER) TesterFiber Optic Audio yang mampu menghasilkan random sinyal agar pengujian BER mendekati kondisi sebenarnya. Random sinyal yang dihasilkan dibangkitkan melalui generator Pseudo Random Binary Sequence (PRBS) yang mengadopsi metode 8-bitFibonacci Linear Feedback Shift Register (LFSR). Metode ini menggunakan suatu register yang berisi 8 bit yang kemudian bit-bit ini dimasukkan ke dalam operasi lagika Xor lalu digeser sehingga menghasilkan bit baru yang random. Sinyal random ini dibangkitkan oleh mikrokontroler ATMega 16 yang kemudian disalurkan ke bagian TX Optic. Perangkat transmitter Optic didesain untuk menguji sebuah kabel OpticToslink yang biasa digunakan sebagai interface stream audio digital. Generator PRBS dapat menghasilkan random sinyal dengan kecepatan atau bitrate 250 kbps yang masuk ke dalam kategori bitrateaudio bentuk mp3. Kata kunci : transmitter Optic, pseudo random binary sequence, mikrokontroler, Toslink, bitrate. ABSTRACT In this final task, an Optic transmitter device is designed on Audio Fiber Optic Bit Error Rate (BER) Tester which generates a random signal so the BER testing can be close as the original. The random signal generated from Pseudo Random Binary Sequence (PRBS) generator that adopt 8-bit Fibonacci Linear Feedback Shift Register (LFSR) method. This method use an 8-bit register where the bits will be put in an XOr logical expression and then shifting it to produce a new random bit. This random signal is produced by the ATMega 16 microcontroller which will be transmitted to the TX Optic. The Optic transmitter device is designed to test a Toslink Optic cable where commonly used as digital audio stream interface. The PRBS generator can produce random signal with 250 kbps bitrate speed which is categorized in mp3 audio format. Keywords: transmitter Optic, pseudo random binary sequence, microcontroller, Toslink, bitrate. vii

7 DAFTAR ISI DAFTAR RIWAYAT HIDUP...iv KATA PENGANTAR...v ABSTRAK...vii DAFTAR ISI...viii DAFTAR GAMBAR...x DAFTAR TABEL...xii DAFTAR LAMPIRAN...xiii BAB I...1 PENDAHULUAN Latar Belakang Pemecahan Masalah Perumusan Masalah Tujuan Tugas Akhir Batasan Masalah Manfaat yang diharapkan...5 BAB II...6 TINJAU PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI Tinjauan Pustaka Landasan Teori Bit Error Rate (BER) FiberOptic Pseudo Random Binary Sequence (PRBS) Mikrokontroler BASCOM AVR...18 BAB III...20 DESAIN DAN IMPLEMENTASI Perancangan Spesifikasi teknis...20 viii

8 3.1.2 Diagram Blok Sistem BER Tester bagian Transmitter Perancangan Teknis Implementasi Pembangkit sinyal Pseudo Random Binary Sequence Rangkaian TX Optic pada BER Tester...30 BAB IV...34 HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Pengukuran Generator PRBS Rangkaian TX Optic Analisa dan Pembahasan Generator PRBS Rangkaian TX Optic...44 BAB V...45 PENUTUP Kesimpulan Saran...45 DAFTAR PUSTAKA...46 ix

9 DAFTAR GAMBAR Gambar 2. 1 Skema BER Testerlow data rate [1]... 6 Gambar 2. 2PRBS dengan menggunakan LFSR [1]... 7 Gambar 2. 3Penampang FiberOptic... 8 Gambar 2. 4 Kabel Fiber Optic... 9 Gambar 2. 5Perambatan cahaya pada Kabel Single-mode Gambar 2. 6Perambatan cahaya pada Kabel Multi-mode Gambar 2. 7Perbandingan rambatan fiber optic Gambar 2. 8Kabel Toslink Gambar 2. 9Contoh Shift Register 16-bitFibonacci LFSR Gambar 2. 10Chip Mikrokontroler ATMega Gambar 2. 11Tampilan jendela utama BASCOM AVR Gambar 3. 1Diagram Sistem BER TesterOptic bagian Transmitter Gambar 3. 2Skema Shift Register 8-bitFibonacci Gambar 3. 3Diagram Alir Skema PRBS Gambar 3. 4List Program PRBS Gambar 3. 5GUI AVRdude ke Mikrokontroler Gambar 3. 6Prototipe Generator PRBS Gambar 3. 7 Prototipe Generator PRBS Gambar 3. 8 Prototipe Generator PRBS Gambar 3. 9 List Program PRBS Gambar Prototipe Generator PRBS Gambar Rangkaian Pembangkit Sinyal PRBS Gambar Skema Receiver for Fiber-Optic IR Extender Gambar Skema rangkaian pemancar optic Gambar Gambar rangkaian pemancar Optic Gambar Gambar rangkaian pemancar Optic Gambar Kabel Toslink x

10 Gambar 4. 1 PRBS BASCOM Gambar 4. 2 PRBS BASCOM Gambar 4. 3 PRBS BASCOM Gambar 4. 4 PRBS BASCOM Gambar 4. 5 PRBS BASCOM Gambar 4. 6 PRBS Gabungan delay 1ms Gambar 4. 7 PRBS Gabungan delay 100µs Gambar 4. 8 PRBS Gabungan delay 10µs Gambar 4. 9 PRBS Gabungan delay 1µs Gambar PRBS Gabungan tanpa delay Gambar 4. 11List Program Gabungan Gambar Sinyal PRBS dari mikrokontroler Gambar Sinyal Return to Zero Gambar Sinyal Return to Zero tipe PRBS Gambar Sinyal Non-Return to Zero Gambar Sinyal Non-Return to Zero Gambar Sinyal AMI dari Pattern Generator Gambar Sinyal AMI keluaran dari sisi penerima xi

11 DAFTAR TABEL Tabel 2. 1Polinomial Primitif dari LFSR Tabel 3. 1 Tabel Kebenaran Logika XOR Tabel 3. 2Daftar Komponen Rangkaian Pemancar Optic Tabel 4. 1 Tabel Hasil Pengukuran Sinyal PRBS Tabel 4. 2 Hasil Pengukuran Rangkaian TX Optic Tabel 4. 3Hasil Pengukuran Frekuensi dan Kecepatan Data xii

12 DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN A Layout Rangkaian TX Optic A LAMPIRAN B Layout Sistem Minimun B LAMPIRAN C Datasheet ATMega C LAMPIRAN D DatasheetTOTX D xiii

13 DAFTAR PUSTAKA DAFTAR PUSTAKA [1] Cedric Melange and friends, Low-cost BER Tester measures errors in low-data-rate application, Design Ideas, [2] T. Giesberts, Receiver for Fiber-Optic IR Extender, Summer Circuits Collection, [3] Mengenal Komunikasi Serat Optik, Jay adalah Julian [Online]. Available: [10 April 2012]. [4] ISO/IEC 11801, Wikipedia [Online]. Available: [10 April 2012]. [5] TOSLINK, Wikipedia [Online]. Available: [20 Juni 2012]. [6] Linear Feedback Shift Register, Wikipedia [Online]. Available: [15 Februari 2012]. [7] Apa itu Mikrokontroler?, Elektron Online. Available: [30 April 2012]. [8] ATMEL, 8-bit AVR Microcontroller with 16K Bytes In-System Programmable Flash [Online]. Available: [5 Maret 2012]. R. Ahmad Krisna B Laporan Tugas Akhir 2012