cara membuat frekuensi radio

1.1. Latar Belakang
Seiring dengan pesatnya perkembangan teknologi di era globalisasi ini, menuntut kami untuk membuat segala sesuatu secara sistematis dan efisien, karena waktu sangat berharga bagi kami, maka beberapa kemajuan teknologi telah diterapkan diberbagai bidang, diantaranya dunia pendidikan, sebab dari sinilah semua kemajuan teknologi itu dikembangkan.
Banyak sekali teknologi yang cepat berkembang di negara kita saat ini. Dengan teknologi yang semakin berkembang dengan pesat inilah yang akan mempermudah dalam pekerjaan yang sistematis dan lebih efisien.
Berdasarkan kemajuan teknologi kami dan kawan-kawan membuat sesuatusistem yang berkaitan dengan matakuliah Elektronik, kami mengusulkan sama dosen untuk mengembangkan sebuah alat komonitas. Kita mendapat tugas kedua di semester empat, yaitu membuat Pemancar FM. Berangkat dari hobi merakit benda-benda elektronik, kami mencoba merangkai pemancar mini berdaya pendek yang bisa memancarkan sinyal kurang lebih 100 meter dengan power (daya) 5 watt. Ini sebuah rintisan yang kemudian menjadi 12 watt . Dengan daya 12 watt, siaran radio bisa menjangkau satu desa.
1.2 Perumusan Masalah
Masalah yang ditangani dari tugas praktikum ini adalah membuat dan menganalisa kualitas suatu pemancar fm untuk mendapatkan data pada test point 1, test point 2, test point 3 dan frekuensi yang tepat seperti yang di inginkan.
Pemasalahan dari tugas praktikum ini dibatasi hanya untuk menganalisa kualitas sebuah pemancar dan mengambil data dari test point yang ada.
1.3 Batasan Masalah
Permasalahan yang harus diselesaikan pada tugas praktikum ini dibatasi pada beberapa hal sebagai berikut :
1• Mengambil data dari frekuensi dan menghitung TP 1 sampai TP 3.
2• Menganalisa sebuah pemancar di dalam ruangan, berdasarkan data pengukuran serta membuat kesimpulan.
1.4 Tujuan
Tujuan yang ingin dicapai dalam tugas ini adalah :
1. Mahasiswa dapat merancang dan membuat rangkaian pada pemancar fm.
2. Pemancar FM 12 Watt yang dibuat dapat menjadi alat yang tepat guna dan dapat dipasarkan.
1.5 Metodologi
Dalam menyelesaikan tugas praktikum ini, langkah-langkah yang dilakukan adalah sebagai berikut :
1• Mempelajari konsep tentang elektronika dasar dan mempelajari konsep tentang mekanisme modulasi FM.
2• Menganalisa dan menyimpulkan hasil percobaan, serta memberi saran bila tugas praktikum ini diaplikasikan ke sistem yang nyata.
3• Menyusun laporan tugas praktikum pada semester genap.
1.6 Sistematika Pembahasan
Buku laporan tugas praktikum ini terdiri dari 5 (lima) bab, pada masing-masing bab berkaitan satu sama lain, yaitu :
BAB 1 :
Memberikan latar belakang tentang permasalahan, tujuan, masalah dan batasan masalah yang dibahas dalam tugas praktium ini.
BAB 2 :
Memberikan dasar teori untuk menunjang penyelesaian masalah dalam tugas praktikum ini. Teori dasar yang diberikan meliputi : mekanisme alat yang di
gunakan dalam membuat pemancar FM
BAB 3 :
Perencanaan dan pembuatan alat serta cara kerja setiap blog diagram yang ada dalam pemancar FM
BAB 4:
Berisi tentang hasil perhitungan dan pengolahan data, serta analisa hasil
perhitungan.
BAB 5 :
Memberi kesimpulan tentang hasil yang telah diperoleh dan saran.
BAB II
TEORI DASAR
2.1 Koker
(*_*).Bentuk Fisik[Photo]
Koker berfungsi untuk mengatur atau menentukan frekuensi pada pemancar radio. Didalam koker juga terdapat ferite yang berfungsi sebagai inti induktor selain itu juga terdapat lilitan induktor yang terdiri dari lilitan primer dan skunder. Cara kerja dari koker adalah memudahkan pencarian gelombang yang kosong. Apabila inti koker di putar ke kanan sampai maksimal maka frekuensi yang di hasilkan osilator makin rendah. Jika pemancar FM menyala, putar inti koker ke kiri sampai desis pada radio FM hilang maka akan didapatkan sinyal yang kuat dan stabil.
2.2 Induktor
(*_*).Bentuk Fisik
Lilitan dari kawat yang dililit dengan hitungan tertentu, dalam hal ini untuk menentukan nilai dari induktor biasanya digunakan Q meter. Induktor berfungsi sebagai penyesuai impedansi, sehingga keluaran dari impedansi dapat di rubah dan sesuai dengan yang di inginkan (match).
2.3 Transistor
Transistor mempunyai 2 sambungan, satu diantaranya adalah emitor dan lainnya basis dan kolektor. Karena inilah sebuah transistor sama seperti dua dioda. ransistor type C1970 biasanya digunakan untuk menaikkan tegangan 0.8 sampai 1 watt, kalau tidak salah didalam penelitian C1970 bisa menaikan sekitar 8 kali.
Pada transistor C1971 bisa digabungkan langsung dari rangkaian Exciter dan maka tegangan 6.5 sampai 7 watt atau bias menaikan sekitar 10 kali.
Jika di gabung C1970 dengan C1971 maka keluaran power sekitar 12 watt atau lebih. (semua itu akan dijelaskan di BAB III)
2.4 Exciter
Rangkaian exciter terdiri dari osilator dan penyangga.
•Osilator
Inti dari sebuah pemancar adalah osilator. Untuk dapat membangun sistem komunikasi yang baik harus dimulai dengan osilator yang dapat bekerja dengan sempurna. Pada system komunikasi, osilator menghasilkan gelombang sinus yang dipakai sebagai sinyal pembawa. Sinyal informasi kemudian ditumpangkan pada sinyal pembawa dengan proses modulasi.
•Penyangga (Buffer)
Semua jenis osilator membutuhkan penyangga. Penyangga berfungsi untuk menstabilkan frekuensi dan/atau amplitudo osilator akibat dari pembebanan tingkat selanjutnya. Biasanya penyangga terdiri dari 1 atau 2 tingkat penguat transistor yang dibias sebagai kelas A.
Jantung dari pemancar siaran FM terletak pada exciter-nya. Fungsi dari exciter adalah untuk membangkitkan dan memodulasikan gelombang pembawa dengan satu atau lebih input (mono, stereo, SCA) sesuai dengan standar FCC. Gelombang pembawa yang telah dimodulasi kemudian diperkuat oleh wideband amplifier ke level yang dibutuhkan oleh tingkat berikutnya.
2.5 Booster
Penguat daya lebih populer disebut Booster. Booster adalah alat yang dipasang melekat pada pemancar radio dan dipergunakan untuk memperkuat daya pancar frekuensi radio ke segala arah yang ingin dituju. Misalnya, untuk pemancar berkekuatan 25 watt yang hanya melingkupi satu desa, Booster dipergunakan agar daya pancar menjadi 50 hingga 100 watt sehingga bisa
melingkupi satu kecamatan. Booster umumnya berbentuk kotak kecil yang terkoneksi dengan kabel ke pemancar yang diperkuatnya.
Penguat daya terbagi dua. Pertama, penguat daya yang memperkuat sinyal dalam satu siklus penuh, kualitas sinyal paling baik dan harmonis. Kedua, penguat daya yang hanya memperkuat sinyal input kurang dari setengah siklusnya dan menghasilkan gelombang yang rusak dengan frekuensi sama.
2.6 Antena
Antena berfungsi meradiasi dan sekaligus menangkap sinyal radiasi gelombang radio. Antena dibedakan menjadi dua berdasarkan arah pancaran, yaitu
• Omnidirectional (segala arah). Antena ini meradiasikan gelombang radio yang sama kuat kesegala arah.
• Bidirectional (dua arah). Antena ini meradiasikan gelombang radio yang sama kuat ke hanya dua arah. Dua parameter yang perlu diperhatikan pada antena adalah polarisasi dan penguatannya. Secara sederhana, sebuah antena mempunyai polarisasi vertikal jika antenna tersebut diletakan pada posisi tegak lurus terhadap bumi. Antena dengan polarisasi vertikal akan menghasilkan gelombang radio dengan polarisasi vertikal juga. Selain vertikal, ada pula antenna berpolarisasi horizontal, bila bidang antena berposisi sejajar dengan bumi.
2.7 Saluran Transmisi
Saluran transmisi adalah bagian pengantar daya yang dihasilkan pemancar ke antena. Sebagai pengantar daya, saluran transmisi yang baik tidak akan mengurangi daya yang diantarnya dan juga tidak meradiasi, karena meradiasi adalah tugas antena. Agar transfer daya terjadi secara maksimal, maka saluran transmisi juga harus mempunyai karakteristik impendansi yang sama dangan sumber daya beban. Karakteristik impendansi saluran transmisi yang umum adalah 300 W (kabel pita pada TV hitam putih), 75 W (kabel coaxial pada TV berwarna) dan 50W(kabel coaxial pada peralatan radio amatir).
Alat-alat tambahan yang di perlukan dalam merakit sebuah pemancar FM 12 watt,di antaranya adalah :
•Power Meter
Power Meter adalah alat untuk mengukur daya gelombang. Pada saluran transmisi yang tidak sepadan, selain gelombang datang mengalir pula gelombang pantul. Gelombang dating arahnya dari sumber ke beban (dari pemancar ke antena) sedangkan gelombang pantul dari arah yang sebaliknya (dari antena ke pemancar). Biasanya pada Power Meter terdapat dua skala, satu
untuk daya datang dan satu lagi untuk daya pantul. Skala untuk daya pantul lebih kecil dari skala untuk daya datang.
•SWR Meter
SWR Meter atau pengukur perbandingan gelombang tegak digunakan untuk mengukur perbandingan gelombang datang dan gelombang pantul. Sehingga diketahui seberapa sepadan sebuah sumber dengan beban. Prinsip kerja SWR Meter didasari Power Meter. Jika pada suatu pengukuran hanya terdapat Power Meter, maka SWR dapat dihitung dari daya datang (Pf ) dan
daya pantul (Pr) dengan rumus:
SWR = ( ÖPf + ÖPr ) (ÖPf – ÖPr ).
• Dari rumus tersebut, pada keadaan sepadan ( Pr = O) akan didapat SWR = 1.
• Untuk keadaan yang tidak sepadan akan didapatkan SWR > 1.
• Untuk keadaan yang paling buruk di mana semua daya yang dating dipantulkan kembali ( Pf =Pr ) akan didapatkan SWR = tak terhingga.
•Dummy Load
Agar daya pancar siaran bisa maksimal tetapi efisien, diperlukan suatu beban yang sudah diketahui impendansinya dengan pasti sebagai acuan yang disebut Dummy Load. Dummy Load bebas dari pengaruh frekuensi dan dapat menangani pembuangan daya pancar yang terlalu besar. Impendansi Dummy Load biasanya 50 atau 75 Ohm. DummyLoad dapat dibuat sendiri dengan
memasang secara paralel beberapa resistor sehingga diperoleh resistansi dan daya yang diinginkan. Memparalelkan beberapa resistor memperkecil induktansi liar dari resistor tersebut. Sebagai contoh, dapat dipakai resistor karbon 300 Ohm/2 watt sebanyak 6 biji yang dihubungkan secara paralel untuk mendapatkan Dummy Load dengan daya 12 watt dan impendansi 50 Ohm.
BAB III
PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT
3.1. Pendahuluan
Untuk merencanakan dan membuat alat pemancar FM 12 Watt, perlu diketahui terlebih dahulu mengenai blok diagram sistem, sistem kerja dari rangkaian secara
keseluruhan, perhitungan-perhitunan dan perencanaan.
3.2. Blok Diagram Sistem dan Gambar Rangkaian Keseluruhan
Gambar di atas ini memperlihatkan blok diagram sistem dan gambar
rangkaian keseluruhan yang dibuat secara lengkap.
Gambar Diagram Blok Sistem Pemancar secara keseluruhan
Gambar Diagram Blok Pemancar FM3.2.1 Rangkaian Exciter
Gambar Rangkaian ExciterRangkaian exciter terdiri dari osilator dan penyangga. Pada Rangkaian Exciter ini menggunakan komponen-komponen dengan spesifikasi sebagai berikut:
•Koker
•Induktor : L2 = 0.12 mikro Henry, L3 = 0.12 mikro Henry, L4 = 0.2 mikro Henry
•Transistor: C930
•Resistor : 5,6 K, 47 K , 33 K
•Capasitor : 2.2 nF, 100 nF, 18 pF, 20 pF, 5 pF
•Trimer : 5 – 60 pF
Exciter adalah rangkaian yang menghasilkan osilasi, karena pada exciter terdapat osilator yang berfungsi sebagai pembangkit gelombang sinus yang nantinya akan dimodulasikan. Didalam sistem osilator juga terdapat buffer (penyangga) yang berfungsi untuk menstabilkan frekuensi/ modulasi osilator akibat proses pembebanan oleh penguat tingkat selanjutnya.
3.2.2 Rangkaian Booster (Penguat Daya)
Gambar Rangkaian Booster
Pada Rangkaian Booster ini menggunakan komponen-komponen dengan
spesifikasi sebagai berikut:
•Induktor :L1 = 0.2 mikro Henry. L2 = 0.2 mikro Henry. L3 = 0.085 mikro Henry L4 = 0.04 mikro Henry. L5 = 0.1 mikro Henry. L6 = 0.2 mikro Henry L7 = 0.2 mikro Henry.
•Transistor 1970 : Vce 10 V
Ic 0.1 A
Β 10 – 180
•Trimer : 5 – 30 pF
Rangkaian booster terdiri dari dua tingkat penguat transistor yang masing-masing bekerja pada kelas C, masing-masing input dan output penguat transistor ini diberi rangkaian penyesuai impedansi.
Penguatan tingkat pertama memakai transistor C1970. Rangkaian Penguatan ini mempunyai penguatan daya 9,2dB (8 kali), sehingga dari exciter berdaya 0,25 W seharusnya bisa dihasilkan daya 2 W. Pada kenyataannya dari keluaran penguatan tingkat pertama ini hanya menghasilkan daya 1,75 Watt, hal ini disebabkan adanya kerugian dari rangkaian matching network.
Penguatan tingkat kedua memakai transistor C1971. Rangkaian Penguat ini mempunyai penguatan daya 10dB (10 kali). Sehingga daya dari tingkat pertama yang 1,75 W bisa diperkuat menjadi 17,5 W. Pada kenyataannya daya dari penguatan tingkat kedua hanya mencapai 12,5 Watt. Hal ini disebabkan adanya kerugian dari rangkaian matching network dan keterbatasan dari
transistor C1971. Karena harga dari transistor C1971 relatif mahal maka yang digunakan hanya transistor C1970. Oleh karena itu daya yang dihasilkan oleh pemancar ini tidak mencapai 12 Watt. Karena panas yang dihasilkan kedua transistor cukup besar maka kita memasang pendinginan yang cukup.
BAB IV
PENGUJIAN ALAT
4.1 Umum
Bab ini membahas tentang pengujian dan analisis sistem yang telah dibuat. Secara umum, pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah perangkat yang telah direalisasikan dapat bekerja sesuai dengan spesifikasi perencanaan yang telah ditetapkan. Adapun tujuan pengujian yang dilakukan terhadap sistem adalah sebagai berikut:
•Mengetahui cara kerja rangkaian exciter
•Mengetahui cara kerja rangkaian booster
4.2 Pengujian RangkaianExciter
•Tujuan
Untuk mengetahui apakah osilator dapat bekerja dengan baik dan mencapai frekuensi yang di inginkan. Dan juga untuk mengetahui apakah buffer sudah berjalan dengansemestinya.
•Peralatan yang digunakan
1. Koker
2. Induktor
3. Transistor
4. Resistor
5. Trimer
6. Dummy Load
7. Catu daya 5 volt
8. Multimeter
9. Frekuensi Counter
10. PCB
•Prosedur Pengujian
Diagram Blok Pengujian
1. Merangkai peralatan yang digunakan sesuai Gambar
2. Memberikan catu daya 12 volt pada rangkaian exciter
3. Mengaktifkan rangkaian exciter sampai di dapatkan daya yang paling besar
4. Menghitung tegangan pada TP 1, TP 2 dan, TP 3
5. Mengamati keluaran (pada V output)
•Hasil Pengujian
Hasil pengujian ditunjukkan dalam Tabel. berikut ini :
Hasil Pengujian Rangkaian Exciter
Test Point Hasil
1 0.6V
2 0.6V
3 11,75V
4.3 Pengujian rangkaian booster
•Tujuan
Untuk mendapatkan daya yang lebih besar lagi dan juga meningkatkan jarak jangkauan pancaran yang lebih jauh lagi hingga mencapai 7 kali lipat.
•Peralatan yang digunakan
1. Induktor
2. Transistor
3. Trimer
4. Dummy Load
5. Catu Daya 12 Volt
•Prosedur Pengujian
Gambar Diagram Blok Pengetesan Booster :
1. Merangkai peralatan yang digunakan sesuai Gambar
2. Menguji besar tegangan yang mampu diterima rangkaian
3. Mengamati keluaran
•Hasil Pengujian
Hasil pengujian ditunjukkan dalam Tabel. berikut ini :
Hasil Pengujian Rangkaian Booster
Test Point Hasil
4 11,75
5 11,75
BAB V
PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengujian maka dapat disimpulkan:
•Pada rangkaian pemancar FM yang kami buat, daya yang dikeluarkan hanya 2 Watt karena transistor yang dipakai adalah C1970 yang hanya bisa menaikkan daya 1 Watt
•Pemancar FM yang dibuat hanya bisa mencapai frekuensi 93 MHz
•Jarak yang dicapai tergantung dari daya yang dipancarkan oleh pemancar FM