Selektor Antena Monitoring Frekuensi Radio Menggunakan Mikrokontroller AT 89S51

Transkripsi

1 Selektor Antena Monitoring Frekuensi Radio Menggunakan Mikrokontroller AT S Syaifurrahman Jurusan Teknik lektro, Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura syaifurrahman@teknik.untan.ac.id Astract Pemilihan antena yang tepat dan cepat dalam tugas monitoring frekuensi radio sangat diperlukan. Hal ini dikarenakan pengguna frekuensi radio tidak selalu kontinyu dalam penggunaan frekuensi radio. Apaila proses pemilihan antena tidak tepat dan cepat maka isa erakiat kehilangan target monitoring terseut. Suatu alternatif untuk melakukan pemilihan antena yang tepat dan cepat adalah dengan antuan perangkat selektor antena elektronik. Selektor antena monitoring ini akan melakukan pemilihan antena untuk receiver sesuai dengan pilihan operator melalui tomol keypad. Dalam perancangan selektor antena monitoring ini menggunakan relay seagai komponen yang erhuungan langsung ke antena dan sistem elektronik selektor. Relay juga erfungsi seagai isolator antara sistem elektronik selektor antena monitoring frekuensi radio dan sistem antena dan receiver. Untuk melakukan pemilihan antena pada selektor antena ini digunakan eerapa tomol seagai masukan data pemilihan. Kemudian alat ini menggunakan penampil segmen seagai display status koneksi tiap receiver dan antena yang digunakan. Bagian-agian elektronik terseut dikendalikan oleh mikrokontroler ATS seagai pemroses data input dan pemeri perintah pada relay dalam melakukan pemilihan antena. Keywords Antena, monitoring, frekuensi. Pendahuluan Dalam melakukan pengawasan penggunaan frekuensi radio pada Balai Monitor Spektrum Frekuensi Radio Kelas Pontianak menggunakan eerapa receiver dan eerapa antena penerima frekuensi radio. Penggunaan atau pemilihan jenis antena penerima ditentukan sesuai keutuhan pada saat melakukan pengawasan (monitoring) penggunaan frekuensi radio. Di Balai Monitor Kelas Pontianak memiliki (tiga) uah receiver frekuensi radio yaitu receiver Taiyo R000, AOR00 dan receiver Rohde&Swhartz dan (empat) uah antena penerima yang terpasang permanen yaitu antena ncline, Dipole, Discone dan Log Periodic. Penggunaan antena ditentukan erdasarkan keutuhan petugas dalam monitoring frekuensi radio, untuk melakukan pengawasan pita High Frekuensi (HF) digunakan antena ncline dan Dipole kemudian untuk melakukan monitoring di pita Veri High Frekuensi (VHF) dan Ultra High Frekuensi (UHF) digunakan antena Discone dan Log Periodic. Petugas Pengendali Frekuensi Radio pada saat ini melakukan pemilihan antena secara konvensional yaitu dengan cara ongkar pasang konektor antena pada receiver secara manual, dan jumlah antena yang ada elum mencukupi keutuhan masing-masing petugas dalam monitoring frekuensi radio, sehingga dalam melaksanakan tugas pengawasan frekuensi radio para petugas pengendali frekuensi radio terseut harus ergantian dalam menggunakan antena yang ada. Pada penelitian ini agaimana merancang seuah alat yang dapat memilih antena secara elektronis terhadap receiver yang ada agar dapat melakukan monitoring frekuensi radio dengan cepat dan tepat.. Teori Dasar.. Gelomang Radio Gelomang radio adalah gelomang-gelomang elektromagnetik dengan frekuensi yang leih rendah dari 000 GHz yang meramat dalam ruang angkasa tanpa sarana penghantar uatan. Dimana frekuensi radio merupakan jumlah getaran gelomang elektromagnetik yang terjadi dalam satu satuan waktu yang diukur dengan satuan siklus / detik atau Hertz (Hz). Menurut TU (nternational Telecommunication Union) spektrum frekuensi radio diagi menjadi eerapa pita frekuensi seagai erikut : Tael. Pemagian Pita Frekuensi menurut TU.. Receiver Receiver erfungsi untuk memisahkan seuah sinyal radio yang dikehendaki dari semua sinyal lain yang mungkin diterima oleh antena, dan menolak semua sinyal lain terseut. Sinyal yang dipisahkan terseut kemudian diperkuat sampai ke suatu tingkat yang dapat digunakan kemudian sinyal suara (informasi) dipisahkan dari pemawa (carrier) radio, dan diteruskan ke speaker... Antena Penerima Antena penerima adalah alat yang erfungsi untuk menerima transmisi gelomang radio dari suatu Jurnal LKHA Vol., No., Novemer 00

2 transmiter. Berdasarkan karakteristiknya antena diedakan dalam (dua ) jenis. - Directional (Satu Arah) Antena jenis ini hanya menerima gelomang radio dari satu arah saja. ontoh antena jenis ini antara lain antena Log-periodic dan antena dipole. - Omni Directional (Segala Arah) Antena jenis ini dapat menerima gelomang radio dari segala arah. ontoh antena jenis ini adalah antena discone dan antena incline... Mikrokontroler ATS Mikrokontroler yang digunakan pada rangkaian kontrol merupakan seuah chip yang dapat digunakan untuk mengendalikan suatu sistem aik yang ersifat sederhana maupun kompleks. mikrokontroler merupakan pengemangan dari mikroprosesor. Peredaan yang signifikan antara mikrokontroler dan mikroprosesor adalah mikrokontroler di dalam kemasannya telah terdiri atas mikroprosesor, /O pendukung, memori, ahkan AD. Sedangkan mikroprosesor hanya merupakan seuah unit pemroses saja sehingga masih memutuhkan komponen luar. Mikrokontroler ATS merupakan mikrokontroler varian MS- yang memiliki spesifikasi seagai erikut: - Memiliki KByte Programmale rasale Read Only Memory (PROM) yang dapat di tulis ulang seanyak 000 kali. - Dapat eroperasi hingga frekuensi MHz. - x it RAM internal. - Programmmale /O - Dua uah data pointer - nterupsi penyelamatan apaila power down - uah Timer/ounter it - Beroperasi pada tegangan, -, Volt - Mode pemrograman SP yang fleksiel - Saluran Full Duplex serial UART - Dilengkapi Watchdog Timer Mikrokontroler ATS merupakan mikrokontroler yang memiliki spesifikasi dan cara kerja yang hampir mirip dengan seri pendahulunya AT. Akan tetapi ATS memiliki keleihan-keleihan antara lain: - Kecepatan operasi kerja hingga MHz - Dua uah Data Pointer (DPTR) - Dilengkapi Watchdog Timer - Kemampuan pemrograman secara SP (n System Programming) Dengan kemampuan SP, ATS mempunyai kemampuan pengisian program yang sangat sederhana yaitu hanya dengan menggunakan Kael SP yang terhuung ke parallel port (port printer) P. Selain itu dapat diprogram langsung walaupun sistem sedang ekerja. Namun seuah mikokrontroler tentu saja tidak lepas dari interface-interface untuk komponen pendukungnya seperti sensor, motor, seven segment display, LD, AD dan lain-lain. Gamar. Mikrokontroler ATS Gamar. Diagram Blok mikrokontroler ATS.. Transistor Seagai Saklar Transistor adalah salah satu komponen semikonduktor yang di gunakan untuk mengalirkan atau mengontrol arus yang leih esar dengan kemudi erupa arus yang lemah. Prinsip kerja dari transistor adalah akan ada arus yang mengalir diantara kolektor dan emitor ila ada arus yang mengalir diantara asis dan emitor. Transistor akan dapat mengalirkan arus diantara kolektor dan emitor ila pada asis transistor terseut dierikan tegangan yang cukup untuk mengemudikan transistor terseut (leih esar dari 0, volt untuk transistor germanium dan 0, volt untuk transistor silicon). Perandingan arus yang mengalir antara arus pada kolektor dan arus pada asis diseut penguatan, yang disingkat h F yang dirumuskan seagai erikut. h F = c Dimana c = Arus kolektor = Arus asis. () Jurnal LKHA Vol., No., Novemer 00

3 Salah satu fungsi transistor adalah seagai saklar yaitu ila erada pada dua daerah kerjanya yaitu daerah jenuh (saturasi) dan daerah mati (cut-off). Transistor akan mengalami peruahan kondisi dari menyumat ke jenuh dan sealiknya. Transistor dalam keadaan menyumat dapat dianalogikan seagai saklar dalam keadaan teruka, sedangkan dalam keadaan jenuh seperti saklar yang menutup. Untuk memuat transistor menghantar, pada masukan asis perlu dieri tegangan. Besarnya tegangan harus leih esar dari Ve (0, untuk germanium dan 0, untuk silicon). Dengan mengatur >c/β kondisi transistor akan menjadi jenuh seakan kolektor dan emitor short circuit. Arus mengalir dari kolektor ke emitor tanpa hamatan dan Vce 0. Besar arus yang mengalir dari kolektor ke emitor sama dengan Vcc/Rc. Keadaan seperti ini menyerupai saklar dalam kondisi tertutup (ON). Seperti terlihat pada gamar erikut : VR RB c R NPN V = 0 R Tertutup Karena kondisi mati c = 0 (transistor ideal) maka: V ce = V cc. R c..... () V ce = V cc... () Besar arus asis adalah VR = 0 = c β () = 0... (0) RB c = 0 a R NPN V = R Teruka Gamar. Transistor pada kondisi mati dan ekuivalen saklar teruka. Perancangan Sistem Selektor Antena Berdasarkan keutuhan sistem, dapat diuat diagram lok perancangan perangkat elektronik dari alat selektor antena monitoring frekuensi radio seagai erikut : a Gamar. Transistor Pada Kondisi Jenuh Dan kuivalen Saklar Tertutup Besarnya tegangan kolektor emitor Vce suatu transistor pada konfigurasi diatas dapat diketahui seagai erikut. V ce = V cc ( c. R c ) () Karena kondisi jenuh Vce = 0V (transistor ideal) maka esarnya arus kolektor (c) adalah : c = V R cc c.. () Besarnya arus yang mengalir agar transistor menjadi jenuh (saturasi) adalah: R = Vi V e.. () Sehingga esar arus asis jenuh adalah : β c.. () Dengan mengatur = 0 atau tidak memeri tegangan pada ias asis atau asis dieri tegangan mundur terhadap emitor maka transistor akan dalam kondisi mati (cut off), sehingga tak ada arus mengalir dari kolektor ke emitor ( c 0) dan V ce V cc. Keadaan ini menyerupai saklar pada kondisi teruka seperti ditunjukan pada gamar. Besarnya tegangan antara kolektor dan emitor transistor pada kondisi mati atau cut off adalah : V ce = V cc ( c. R c ) () Gamar. Diagram Blok Selektor Antena Monitoring Fungsi dari tiap diagram lok selektor antena adalah seagai erikut : Tomol Perintah (Keypad) Keypad erfungsi untuk memilih jalur antena yang akan disamungkan pada receiver yang digunakan. Bagian ini erupa enkoder LS yang mendapat input logika digital 0 dan dari saklar push utton. Output dari enkoder erupa data BD (Binarry oded Decimal) yang akan diaca oleh mikrokontroler seagai data input. S Rec S Rec S Rec S Ant S Ant S Ant S Ant R 0K R 0K R 0K R 0K R 0K R 0K R 0K 0 0 LS A0 A A GS O P.0 P. P. Gamar. Rangkaian Keypad Jurnal LKHA Vol., No., Novemer 00

4 Mikrokontroler ATS Mikrokontroler erfungsi seagai pengolah data BD dari agian keypad dan menggunakan data BD terseut untuk mengendalikan pemilihan antena sesuai data BD dari agian keypad melalui rangkaian akhir selektor. Rangkaian Akhir Selektor Rangkaian akhir selektor erfungsi untuk melakukan pemilihan antena sesuai data yang dierikan mikrokontroler. Bagian akhir selektor ini disusun dari driver ULN 0 seagai sumer daya relay. Driver ULN 0 ini akan ekerja sesuai data digital 0 dan dari mikrokontroler. Antena Monitoring Antena pada diagram lok diatas erupa suatu terminal seperti halnya agian receiver, dimana nanti terminal dimaksud akan dihuungkan ke antena seenarnya. Antena erfungsi untuk menerima gelomang radio yg di pancarkan oleh transmitertransmiter yang ada. Diagram alir program alat selektor antena monitoring frekuensi radio dimaksudkan untuk mempermudah dalam pemuatan program pada mikrokontroler agar sesuai dengan yang diinginkan. Program kendali yang akan digunakan secara garis esar dapat digamarkan dalam suatu diagram alir seagai erikut : +V R 0K D N00 RL V P.0 P. P. P. P. P. P. P. D0 Q D Q D Q D Q D Q D Q D Q D Q 0 GND ULN 0 +V +V D N00 +V D N00 0 RL V RL V Rec O Rec +V O D N00 RL V Rec +V O D N00 RL V Ant +V O D N00 RL V Ant +V O D N00 RL V Ant +V O D0 N00 RL V Ant +V O D N00 RL V P.0 P. P. P. D0 D D D D D D D Q Q Q Q Q Q Q Q +V D N00 RL0 V R 0K 0 GND ULN 0 +V +V D N00 RL V +V D N00 0 RL V Gamar. Rangkaian Driver ndikator Pemilihan ndikator pemilihan erfungsi untuk memerikan informasi jalur receiver dan antena yang terhuung. Bagian ini disunsun menggunakan penampil ruas anoda ersama yang di kendalikan menggunakan dekoder BD ke ruas LS. Bagian ini memerlukan data BD dari mikrokontroler untuk mengendalikan penampil ruas yang terhuung. P 0. P 0. P 0. P 0.0 P 0. P 0. P 0. Receiver R 0K LT RB B/RBO LS G F 0 D B A 0 Q 0 R0 0 SG A 0 Q 0 Gamar. Rangkaian penampil Receiver pada diagram lok diatas erupa suatu terminal, dimana nanti akan di huungkan ke receiver yang seenarnya. Receiver ini erfungsi untuk menerima gelomang radio yang diterima dari antena yang dipilih. R 0 SG A 0 Q 0 R 0 SG A Gamar. Diagram Alir Program Alat Selektor Antena Monitoring Frekuensi Radio. Pengujian dan Analisis Untuk mengetahui kerja dari suatu sistem yang telah diuat apakah sesuai dengan yang diinginkan seelumnya, maka sistem terseut perlu diuji dan dianalisis hasilnya. Pengujian peralatan dilakukan di Laoratorium. Dalam pengujian ini digunakan alat antu erupa multimeter digital dan seuah osiloskop yang dapat menampilkan entuk sinyal pengujian... Pengujian Dan Analisis Rangkaian Tomol Perintah Pengujian rangkaian tomol perintah dimaksudkan untuk mengetahui cara kerja rangkaian ini. Pengujian pada agian ini dilakukan dengan mengukur level logika semua input LS yang terhuung ke tomol dan mengukur level logika output LS yang akan di erikan ke mikrokontroler. Pengujian level logika dilakukan dengan mengukur tegangan pada jalur input dan output LS pada kondisi tomol ditekan (ON) dan pada saat tomol tidak ditekan (OFF). Jurnal LKHA Vol., No., Novemer 00

5 Tael. Hasil Pengukuran Rangkain Tomol Perintah Masukan LS Tegangan Saklar (Volt) Output (Volt) S S S S S S S A A A0 Nilai BD Keluaran LS H H H H H H H ,,, 0 L H H H H H H, ,, 0, H L H H H H H 0, , 0,, H H L H H H H 0 0, , 0, 0, H H H L H H H 0 0 0, ,,, H H H H L H H , 0 0 0,, 0, H H H H H L H , 0 0, 0,, H H H H H H L , 0, 0, 0, H = Saklar Off, L = Saklar On.. Pengujian Dan Analisis Rangkaian Akhir Selektor Pengujian rangkaian akhir selektor ertujuan untuk mengetahui apakah rangkaian ini dapat menerima input dari mikrokontorler dan dapat melakukan eksekusi pemilihan dengan cara mengaktifkan relay yang ditunjuk. Pengujian pada rangkaian ini dilakukan dengan cara memerikan input melalui mikrokontroler dan melakukan pengukuran pada input relay serta mengukur koneksi relay. Tael. Hasil Pengukuran Rangakain Selektor Dari pengujian diatas diperoleh data seperti ditunjukan pada tael. diatas. Yaitu level tegangan yang dierikan mikrokontroler ke rangkaian driver untuk logika adalah,0 Volt dan untuk logika 0 adalah 0,0 Volt. Level tegangan dari mikrokontroler terseut telah sesuai sehingga rangkaian driver relay dapat menerima logika terseut dengan aik dan dapat memerikan suplay ke relay-relay yang terhuung pada driver ULN0 yang ditunjukan dengan adanya tegangan D pada kumparan relay seesar,0 Volt pada saat driver mendapat logika dengan tegangan,0 volt dari mikrokontroler dan pada saat mendapat logika 0 dari mikrokontroler maka relay off. Hasil pengujian yang diperoleh dari agian ini telah menunjukan ahwa rangkaian selektor dapat menerima input dan memerikan output erupa suatu koneksi antara receiver dan antena sesuai data yang diterima agian selektor ini... Pengujian Dan Analisis Rangkaian Penampil Ruas Pengujian rangkaian penampil ruas ertujuan untuk mengetahui apakah agian penampil ruas ini dapat menampilkan data sesuai dengan perintah dari mikrokontroler. Pengujian dilakukan dengan mengukur tegangan input dan output serta mengamati tampilan dari penampil ruas. Tael. Hasil Pengukuran Rangakain Penampil Ruas Gamar 0. Tampilan Display Status Koneksi Receiver dan Antena. Kesimpulan Dari hasil pengujian yang telah dilakukan maka diperoleh eerapa kesimpulan seagai erikut : - Selektor antena monitoring ekerja sesuai dengan rancangan, yaitu pada saat alat pertama kali dioperasikan, semua koneksi ke antena terputus kemudian status koneksi ditampilkan dan alat siap melakukan koneksi antara receiver dan antena sesuai yang diinginkan melalui tomol keypad, aik koneksi secara tunggal atau eragi penggunaan antena untuk eerapa receiver dalam waktu yang sama, dan untuk melakukan pemutusan koneksi antena dan receiver dilakukan dengan menekan tomol receiver kali pada receiver yang ingin di putuskan koneksinya. - Selektor antena ini memerikan kemudahan dan memerikan solusi kepada operator dalam pemilihan antena dan mengatasi keteratasan jumlah antena yang ada - Selektor antena ini mampu melakukan 0 pilihan konfigurasi koneksi receiver dan antena. Ucapan Terima Kasih Ucapan terima kasih kami sampaikan pada Saudara Agus Purnama yang sudah anyak memantu dalam penelitian ini Jurnal LKHA Vol., No., Novemer 00

6 Referensi []. Atmel. (Novemer. 00). AT Series Hard ware Description. USA : Atmel nc ( []. Himpunan Telekomunikasi nternasional, TU (00). Peraturan Radio Pasal stilah dan Definisi. Jakarta : Ditjen Postel. []. National Semiconductor orporation. (Novemer. 00). LMXX Series Voltage Regulators. USA : National Semiconductor nc ( []. ON semiconduktor. (Novemer. 00). SNLS to ncoder. USA : Semiconductor omponent ndustries ( []. Putra, Agfianto ko. (00). Belajar Mikrokontroler AT// Teori dan Aplikasi. disi pertama. Gava Media. Yogyakarta []. Suhana dan Shigeki Shoji, 00, Buku Pegangan Teknik Telekomunikasi, etakan Kedelapan, PT Pradnya Paramita, Jakarta []. Wasito S,, Vademekum lektronika, disi kedua, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta []. Wasito S,, Data Sheet Book, PT lek Media Komputindo, Jakarta. Biography Syaifurrahman, was orn in Pontianak, ndonesia on Septemer 0. He received B. ng from Tanjungpura University, Pontianak, ndonesia and MT from Bandung nstitut of Technology, Bandung, ndonesia 000. since he has een a faculty memer at lectrical ngineering Departement, Tanjungpura University, ndonesia. His current research interest lectronic circuit design. Jurnal LKHA Vol., No., Novemer 00

7 Jurnal LKHA Vol., No., Novemer 00