PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PENGACAK SINYAL PONSEL GSM PADA FREKUENSI 900 MHz LAPORAN TUGAS AKHIR Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Program Pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Telekomunikasi Oleh : IZAZI SHABRINA M. RIZQI BASKORO NIM : 1105061024 NIM : 1105061033 PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MEDAN 2014
ABSTRAK Penggunaan mobile phone sudah merata di seluruh dunia, termasuk di Indonesia. Ponsel sudah menjadi kebutuhan primer. Hampir semua kalangan sudah memiliki teknologi canggih ini. Namun adakalanya penggunaan teknologi mobile phone ini berdampak negatif yaitu dapat menganggu aktifitas manusia di tempat tertentu. Misalnya di dalam kelas, tempat ibadah, perpustakaan, ruang rapat, rumah sakit, perkantoran dan lain sebagainya. Untuk mengatasi hal tersebut maka dibuatlah Mobile Phone Jammer / alat pengacak sinyal untuk menahan sinyal masuk pada ponsel. Alat pengacak sinyal yang akan dibuat ini terdiri dari power supply, IF Section dan RF Section. Pada tugas akhir ini rentang frekuensi yang dibutuhkan adalah 935-960 MHz yang merupakan frekuensi sinyal downlink pada GSM900. Pada akhir perancangan alat pengacak sinyal ini, alat ini harusnya dapat bekerja efektif pada daerah radius sepuluh meter dari alat dan tidak adanya titik buta pada radius jangkauan tersebut serta bekerjanya alat dimana telepon selular tidak dapat berkomunikasi atau mengalami kehilangan sinyal pada ponsel yang berada disekitar jangkauan alat, namun dikarenakan adanya keterbatasan kemampuan vco dan power amplifier, maka alat ini belum mampu mencapai hasil yang diharapkan. Kata Kunci : Alat Pengacak Sinyal, GSM 900 iii
KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan tahmat dan kesehatan serta kemudahan kepada penulis, sehingga penulis mampu menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik sampai batas waktu yang telah ditentukan. Tugas akhir ini disusun sebagai syarat menyelesaikan Diploma III Program Studi Teknik Telekomunikasi, Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan. Adapun judul dari tugas akhir ini adalah PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PENGACAK SINYAL PONSEL GSM PADA FREKUENSI 900 MHz. Dalam menyelesaikan tugas akhir ini, penulis banyak mendapat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, baik berupa material, spiritual, informasi maupun sumbangan pemikiran. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terima kasih sebesar-besarnya kepada : 1. Orangtua dan seluruh keluarga penulis yang terkasih yang telah membantu dan memberikan dukungan moril dan materil; 2. Bapak M. Syahruddin, ST, MT, sebagai Direktur Politeknik Negeri Medan; 3. Bapak Junaidi, ST, MT, Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan; 4. Bapak Ir. Suhaili Alifuddin, M.Eng, Ketua Program Studi Teknik Telekomunikasi Politeknik Negeri Medan; 5. Bapak Wiwinta Sutrisno, ST, MT, sebagai dosen pembimbing dalam proyek tugas akhir ini yang telah membantu penulis dalam pengerjaan tugas akhir ini; 6. Ibu Ir. Elferida Hutajulu, MT, sebagai dosen wali kelas TK 6B; iv
7. Seluruh Staf Pengajar Politeknik Negeri Medan khususnya Staf Pengajar di Jurusan Teknik Elektro Program Studi Teknik Telekomunikasi; 8. Seluruh Staf Teknisi Laboratorium Teknik Telekomunikasi; 9. Kepada teman-teman TK 6B yang telah memberikan dukungan dan semangat untuk mengerjakan Tugas Akhir ini; 10. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, namun tidak mengurangi rasa terima kasih penulis dalam mengerjakan Tugas Akhir ini baik dalam bentuk apapun. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa laporan ini masih memiliki banyak kekurangan, baik dari isi maupun dari pembuatan. Oleh karena itu, dengan kerendahan hati, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi penyempurnaan laporan ini. Akhirnya kepada Tuhan penulis berserah diri, karena tiada satu upaya apa pun tanpa kehendak-nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Besar harapan penulis semoga laporan ini dapat bermanfaat dan menambah wawasan bagi para pembaca serta berguna juga bagi penulis. Medan, 19 Agustus 2014 Hormat Penulis Team Penulis v
DAFTAR ISI LEMBAR PENGESAHAN 1... I LEMBAR PENGESAHAN 2... II ABSTRAK... III KATA PENGANTAR... IV DAFTAR ISI... VI DAFTAR GAMBAR... IX DAFTAR TABEL... XI BAB 1 PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Rumusan Masalah... 2 1.3 Batasan Masalah... 3 1.4 Tujuan Perancangan... 3 1.5 Manfaat Perancangan... 3 1.6 Metode Perancangan... 3 1.7 Sistematika Penulisan... 6 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA... 7 2.1 Power Supply... 7 2.1.1 Transformator... 7 2.1.1.1 Prinsip Kerja Transformator... 8 vi
2.1.1.2 Trafo CT... 8 2.1.2 Rectifier... 9 2.1.2.1 Penyearah Gelombang dengan 2 dioda... 10 2.1.2.2 Penyearah Gelombang Dilengkapi Filter Kapasitor... 11 2.1.3 IC Regulator... 12 2.2 Bagian IF... 13 2.2.1 Pembangkit Sinyal Segitiga ( Triangle Wave Generator)... 13 2.2.2 Pembangkit Noise ( Noise Generator)... 16 2.2.3 Mixer... 17 2.2.4 Clamper... 17 2.3 Bagian RF... 18 2.3.1 VCO (Voltage Controlled Osilator)... 18 2.3.2 IC Power Amplifier... 20 2.3.3 Antenna... 21 2.3.3.1 Antenna Directional... 22 2.3.3.2 Antena Omnidirectional... 22 BAB 3 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PENGACAK FREKUENSI PONSEL PADA GSM 900 MHZ... 24 3.1 Deskripsi Alat... 24 3.2 Prinsip Kerja Alat... 24 3.3 Rancangan Detail... 26 3.4 Layout PCB Power Supply dan IF section... 29 3.5 Realisasi Rancangan (Power Supply + IF +RF + Antenna)... 30 vii
BAB 4 PENGUJIAN DAN ANALISA... 31 4.1 Pengujian Power Supply... 32 4.2 Pengujian Rangakaian IF... 34 4.3 Pengujian Rangkaian Keseluruhan... 36 BAB 5 PENUTUP... 38 5.1 Kesimpulan... 38 5.2 Saran... 39 DAFTAR PUSTAKA... 40 LAMPIRAN viii
DAFTAR GAMBAR Gambar1.1 Blok Diagram Rangkaian... 4 Gambar 2.1 Bagian umum dari power supply... 7 Gambar 2.2 Skema Trafo CT... 8 Gambar 2.3 Penyearah Gelombang Dengan 2 dioda... 10 Gambar 2.4 Keluaran Penyearah Dengan Dua Dioda... 11 Gambar 2.5 Penyearah Gelombang Dilengkapi Filter Kapasitor... 11 Gambar 2.6 IC Timer 555... 14 Gambar 2.7 Rangkaian a-stable IC 555 Timer dan sinyal Outputnya... 14 Gambar 2.8 Rangkaian Pembangkit Noise... 16 Gambar 2.9 OP-AMP summer circuit... 17 Gambar 2.10Rangkaian Mixer... 17 Gambar 2.11 Rangkaian Dioda Clamper... 18 Gambar 2.12 (a) Tampilan depan VCO G701 (b) Tampilan belakang / Pin VCO G701... 20 Gambar 2.13 (a) Tampilan depan PA N801 (b) Tampilan Pin PA N801... 21 Gambar 2.14 Antenna Omni - directional GSM... 23 Gambar 3.1 Blok Diagram Rangkaian... 24 Gambar 3.2 Rangkaian Keseluruhan Power Supply... 26 Gambar 3.3 Rangkaian Keseluruhan IF Section... 27 Gambar 3.4 Rangkaian Keseluruhan RF Section... 28 Gambar 3.5 Layout PCB Power Supply + IF... 29 ix
Gambar 3.6 Realisasi Rancangan (Power Supply + IF + RF + Antenna)... 30 Gambar 4.1Alat dihidupkan... 36 Gambar 4.2 (a) Sinyal HP GSM900 saat jammer off (b) Sinyal HP GSM900 saat jammer on... 37 x
DAFTAR TABEL Tabel 1 Hasil Pengukuran Power Supply... 32 Tabel 2 Hasil Keluaran IF Section... 34 xi
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kemajuan teknologi yang semakin pesat dibidang komunikasi khususnya telepon genggam / telepon pintar (smartphone) menjadikan kehidupan menjadi mudah dan praktis. Namun disisi lain, penggunaan smartphone ditempat yang tidak tepat dapat menjadi gangguan yang tidak diperlukan. Misalkan penggunaan telepon genggam pada tempat-tempat seperti ruang rapat dapat mengganggu ketika telepon berdering dan menimbulkan suara yang berisik. Masalah seperti ini dapat terjadi di beberapa tempat lain seperti ruang persidangan hukum, perpustakaan, ruang dosen, ruangan kelas maupun tempat ibadah. Salah satu cara mencegah gangguan tersebut dengan cara memasang alat yang akan meniadakan fungsi telepon genggam. Alat ini biasanya dikenal juga dengan nama Cellphone / Mobile Phone Jammer / Alat Pengacak Sinyal Ponsel yang dibangun oleh beberapa jenis komponen elektro. Kata lain dari proses pengacakan sinyal ini biasanya disebut juga dengan jamming. Alat komunikasi Jamming pertama sekali dikembangkan dan digunakan oleh militer. ini memiliki tujuan dasar dalam menghilangkan transfer informasi dari pengirim ( komando taktik) ke peneriman ( Personil tentara) dan sebaliknya. 1
2 Teknolgi jamming terbilang cukup sederhana, alat ini akan memancarkan sinyal RF pada range frekuensi yang sesuai pada telepon genggam yang menginterferensi sinyal sehingga akan terlihat seolah tidak ada sinyal pada tampilan layar telepon. Semua telepon yang masih dalam jangkauan jammer akan tidak berfungsi. Indonesia dengan jumlah penduduk sekitar 300 juta populasi, ada sekitar 3 operator telepon seluler yang tersedia seperti Telkomsel, Indosat dan XL. Ketiga operator tersebut ada yang berada pada system GSM 900 MHz. Berdasarkan latar belakang tersebut maka kami merasa tertarik untuk merancang dan membuat mobile phone jammer pada GSM 900 MHZ. 1.2 Rumusan Masalah Sehubungan dengan latar belakang tersebut di atas maka timbul permasalahan sebagai berikut: Berapa besar daya yang dibutuhkan untuk menjalankan alat? Bagaimana membangkitkan sinyal noise? Komponen apa saja yang dibutuhkan dalam membangkitkan sinyal noise? Bagaimana cara membangkitkan sinyal pada range frekuensi 935 MHz 960 MHz? Berapa gain daya yang dibutuhkan agar alat dapat bekerja? Antena apa yang digunakan agar alat dapat bekerja sesuai dengan fungsinya?
3 1.3 Batasan Masalah Adapun batasan masalah yang akan dibahas adalah: Daerah radius cakupan jamming hanya 10 meter Alat pengacak frekuensi atau mobile jammer GSM ini hanya dapat mengacak GSM pada system GSM 900 MHz 1.4 Tujuan Perancangan Mampu merancang dan membuat alat pengacak sinyal untuk telepon seluler pada GSM 900 MHz. 1.5 Manfaat Perancangan Bila alat ini dibuat, kemudian berhasil diuji coba dan akhirnya digunakan oleh masyarakat, maka manfaat yang didapat adalah : Dapat digunakan untuk memblokir atau membatasi penggunaan ponsel pada tempat-tempat tertentu yang layak menggunakan alat ini misalnya di ruang rapat, ruang ujian, ruang kelas, ruang persidangan hukum dan ruang ibadah. Sehingga terciptanya ruangan dengan suasana yang tenang dan fokus yang bebas dari gangguan yang bersumber dari ponsel. 1.6 Metode Perancangan Metode yang dilakukan dalam tugas akhir ini adalah metodologi yakni mengaplikasikan pengetahuan kedalam design untuk dibuat dan diuji. Pelaksanaannya adalah sebagai berikut:
4 Power Supply Noise Generator Mixer RF Amplifier Pembangkit Sinyal Segitiga Gambar1.1 Blok Diagram Rangkaian Power Supply Kami menggunakan power supply yang terdiri dari transformer, rectification, filter dan regulator. Generator Noise Noise dibangkitkan dengan memanfaatkan dioda zener yang bekerja pada bias mundur sehingga menimbulkan apa yang disebut Avalanche effect. Pembangkit sinyal segitiga Menggunakan IC lm555c pada mode A-stable dengan duty cycle 50%. Yang berarti waktu charging dan discharging setara sehingga menghasilkan gelombang segitiga yang baik. Mixer Menjumlahkan sinyal noise dan sinyal gelombang segitiga sebelum memasuki VCO VCO o Membangkitkan sinyal pembawa pada range frekuensi 935 MHz 960 MHz.
5 o Mensweep frekuensi sinyal noise dan sinyal carrier pada frekuensi yang dibutuhkan. Power Amplifier Menguatkan daya sebelum dipancarkan melalui antenna sehingga jarak jangkauan efektif bekerjanya alat dapat tercapai Antenna o Antenna Omni Menggunakan antenna omni agar alat bekerja di segala arah (360 0 ) Pengetesan dan pengujian Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui beberapa poin dalam tugas akhir ini. - Radius jangkauan efektif pengacak frekuensi bekerja - Tidak adanya titik buta pada radius jangkauan alat - Bekerjanya alat sehingga telepon selular tidak dapat berkomunikasi o Pengujian pensinyalan Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan spektrum analyzer yang bekerja hingga frekuensi 1GHz o Pengujian operasional Pengujian ini dillakukan menggunakan beberapa telepon seluler yang bekerja pada operator yang berbeda
6 1.7 Sistematika Penulisan BAB 1. PENDAHULUAN Berisikan tentang latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan perancangan, manfaat perancangan, metode perancangan dan sistematika penulisan laporan. BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA Pada bab ini, dijelaskan teori-teori pendukung yang dijadikan landasan dan rujukan yang berhubungan dengan proyek tugas akhir yang akan dibuat. BAB 3. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PENGACAK FREKUENSI PONSEL PADA GSM 900 MHz Menjelaskan tentang perencanaan dan perancangan alat yang akan dibuat pada tugas akhir. Adapun bab ini berisikan blok diagram rangkaian, prinsip kerja alat yang akan dibuat, sistematika perancangan alat dan gambar rangkaian keseluruhan alat. BAB 4. PENGUJIAN DAN ANALISA Bab ini membahas tentang hasil pengujian dan pembahasan kembali prinsip kerja alat secara keseluruhan. BAB 5. PENUTUP Berisikan kesimpulan dari seluruh rancangan yang telah dibuat beserta saransaran kepada pembaca guna perbaikan dan pengembangan proyek.