A.JUDUL PROPOSAL Perancangan Antena omnidirectional untuk pengiriman data Wireless.B.BIDANG ILMUBidang konsentrasi yang saya ambil adalah Teknik Telekomunikasi.C.LATAR BELAKANG MASALAHDewasa ini, perkembangan teknologi dalam bidang elektronika maju pesat, hal tersebut ditandai dengan ditemukannya alat-alat baru yang lebih bermanfaat, praktis, dan ekonomis. Tidak dipungkiri adanya teknologi tersebut mendatangkan kemudahan-kemudahan dalam menjalankan aktifitas sehari-hari. Salah satu diantaranya adalah dalam bidang pengukuran listrik yang umumnya dilakukan secara langsung pada perangkat listrik yang akan diukur, namun saat ini sudah ditemukan suatu perangkat yang dapat mengukur besaran listrik tanpa harus melakukan pengukuran secara langsung pada perangkat yang akan diukur, dengan demikian kegiatan pengukuran besaran listrik dapat dilakukan dengan mengurangi resiko tersengat arus listrik.Penelitian ini merupakan kelanjutan penelitian pembuatan alat pengukuran besaran listrik secara wireless yang merupakan penelitian berbasis laboratorium tahun sebelumnya. Alat pengukuran besaran listrik secara wireless ini terdiri dari 2 ( dua ) buah perangkat yaitu perangkat pemancar ( transmitter ) dan perangkat penerima ( receiver ) yang menggunakan mikrokontroler ATMEGA 8535 sebagai media pengolahan data .Perangkat pemancar akan mengirimkan data yang berisi data hasil pengukuran besaran lisrik yang akan dikirimkan secara wireless kepada perangkat penerima yang kemudian akan menampilkan hasil pengukuran tersebut pada layar LCD yang terdapat pada perangkat penerima.Namun, untuk menambah daya pancar perangkat ini dapat ditentukan oleh beberapa faktor, salah satu diantaranya adalah memiliki antena pemancar dan penerima yang baik. Pada penelitian tahun sebelumnya perangkat pengukur besaran listrik secara wireless ini direncanakan menggunakan beberapa stasiun pemancar dimana semua stasiun-stasiun pemancar ini tersebut akan mengirimkan data kepada sebuah stasiun penerima, maka dari itu menurut penulis topology jaringan yang tepat untuk digunakan pada sistem komunikasi tersebut adalah topology star dimana semua stasiun pemancar menggunakan antenna directional dan stasiun penerima menggunakan antenna omnidirectional.Pada tugas akhir ini penulis akan mencoba mendesai sebuah antenna omnidirectional pada sisi penerima pada perangkat pengukur besaran listrik secara wireless.

D.PERUMUSAN MASALAHAdapun perumusan masalah yang akan dibuat pada proposal skripsi ini adalah bagaimana merancang antenna omnidirectional dengan frekuensi 433 Mhz dan daya jangkau pengiriman data sejauh 1 Km.

E.BATASAN MASALAH Adapun batasan masalah dari penelitian tugas akhir ini adalah :1. Merancang sebuah antenna omnidirectional dengan frekuensi 433 Mhz sebagai antenna transmitter dengan daya jangkau sekitar 1 Kilometer.2. Mengintegrasikan antena dengan alat yang sudah dibuat sebelumnya yaitu alat ukur besaran listrik secara wireless.3. Menguji perfomasi antenna menggunakan software ansof yang terdiri dari pengujian gain, polarisasi, dan pola radiasi.

F.LUARAN YANG DIHARAPKANLuaran yang diharapkan pada tugas akhir ini adalah dapat menghasilkan sebuah antenna omnidirectional untuk komunikasi wireless dengan daya jangkau pancaran sekitar 1 Km.

G.TINJAUAN PUSTAKA

Pengertian antenaAntena menurut penulis adalah suatu alat yang berfungsi sebagai media transisi antara gelombang terbimbing dengan dengan ruang bebas (udara). Antenna biasanya terbuat dari bahan logam atau kawat dan berfungsi untuk memancarkan dan menerima gelombang elektromagnetik. Antena memiliki beragam bentuk dan ukuran tergantung kepada kebutuhan, frekuensi kerja antena, daya pancar, dan polarisasi yang di inginkanSecara umum antenna dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu:a. Antenna directionalAntena jenis ini merupakan jenis antena dengan narrow beamwidth, yaitu punya sudut pemancaran yang kecil dengan daya lebih terarah, jaraknya jauh dan tidak bisa menjangkau area yang luas, antena directional mengirim dan menerima sinyal radio hanya pada satu arah, umumnya pada fokus yang sangat sempit, dan biasanya digunakan untuk koneksi point to point, atau multiple point, macam antena direktional seperti antena grid, dish "parabolic", yagi, dan antena sectoral

b. Antenna omni directionalAntena ini mempunyai sudut pancaran yang besar (wide beamwidth) yaitu 360, dengan daya lebih meluas, jarak yang lebih pendek tetapi dapat melayani area yang luas Omni antena tidak dianjurkan pemakaian-nya, karena sifatnya yang terlalu luas se-hingga ada kemungkinan mengumpulkan sinyal lain yang akan menyebabkan inter-ferensi. antena omnidirectional mengirim atau menerima sinyal radio dari semua arah secara sama, biasanya digunakan untuk koneksi multiple point atau hotspot.

Panjang GelombangPanjang gelombang adalah jarak yang ditempuh gelombang untuk satu perioda. Rumus untuk perhitungannya adalah sebagai berikut: =

dengan : = gelombang ..(m)c = Kecepatan cahaya.(3.108 m/s)f = Frekuensi .....(Hz)

Antena memiliki frekuensi resonansi, sehingga panjangnya tertentu. Bentuk dasar sebuah antenna adalah antenna 1/2 (half wave antenna). Antena 1/2 merupakan sepotong kawat yang panjangnya (Setiawan,2009):

1/2 (c/f) = 1/2 (3 108)/f = 150/f meter

Panjang bahan antena ini adalah panjang listrik atau panjang ruang bebas bagi antena tersebut (electrical length/freespace lenght). Antena terbentang antara tanah dan udara, antena membutuhkan penyekat terhadap tanah. Udara dan penyekat menyebabkan efek kapasitif, sehingga mempengaruhi kecepatan rambat gelombang elektromagnet. Oleh karena itu, panjang antena dikoreksi dengan faktor K menjadi (Setiawan,2009):

L = (150 K/f) meter

L disini merupakan panjang mekanik atau panjang fisik antena (physical lenght). Besar nilai K dapat dilihat dapat dilihat pada gambar 1, yaitu tergantung pada besar perbandingan 1/2 terhadap diameter batang konduktor (bahan antena). Semakin besar diameter batang konduktor, semakin kecil perbandingan 1/2 terhadap diameter batang konduktor, dan semakin kecil nilai K. Pada gambar 1. juga digambarkan hubungan antara diameter batang konduktor dengan resistansi saat resonansi. Semakin besar diameter batang konduktor, kapasitas bertambah, induktansi berkurang, resistansi berkurang, factor kualitas (Q) berkurang, dan kurva antenna tajam namun lebar jalur (bandwidth) semakin lebar. Gambar tentang nilai K menurut Auerbach adalah sebagai berikut :

Gambar 1. Faktor K Terhadap Diameter (Setiawan, 2009)

VSWRVoltage Standing Wave Ratio( VSWR) merupakan kemampuan suatu antenna untuk bekerja pada frekuensi yang diinginkan. Pengukuran VSWR berhubungan dengan pengukuran koefisien refleksi dari antena tersebut. VSWR sangat dipengaruhi oleh impedansi input.impedansi antenna penting untuk pemindahan daya dari pemancar ke antena dan dari antena ke penerima. Sebagai contoh untuk memaksimumkan perpindahan daya dari antena ke penerima, impedansi antena harus conjugate match. Jika ini tidak terjadi maka akan terjadi pantulan energi yang dipancarkan atau diterima.Perbandingan level tegangan yang kembali ke pemancar (V-) dan yang datang menuju beban (V+) kesumbernya lazim disebut koefisien pantul atau koefisien refleksi yang dinyatakan dengan simbol atau dapat dituliskan (Adianto,2008):

Hubungan antara koefisien refleksi, impedansi karakteristik saluran (Zo) dan impedansi beban/ antena (Zl) dapat ditulis (Adianto,2008):

Harga koefisien refleksi ini dapat bervariasi antara 0 (tanpa pantulan/ match) sampai 1,yang berarti sinyal yang datang ke beban seluruhnya dipantulkan kembali ke sumbernya semula. Maka untuk pengukuran VSWR besar nilai VSWR yang ideal adalah 1yang berarti semua daya yang diradiasikan antena pemancar diterima oleh antena penerima (match). Nilai VSWR dapat dilihat dengan menggunakan rumus (Adianto,2008)

Semakin besar VSWR menunjukkan daya yang dipantulkan juga semakin besar dan semakin tidak match.

Pola Radiasi AntenaPola radiasi (radiation pattern) suatu antena adalah pernyataan grafis yang menggambarkan sifat radiasi suatu antenna pada medan jauh sebagai fungsi arah. Pola radiasi dapat disebut sebagai pola medan (field pattern) apabila yang digambarkan adalah kuat medan dan disebut pola daya (power pattern) apabila yang digambarkan pointing vektor. Dengan adanya gambaran pola radiasi kita bisa melihat bentuk pancaran yang dihasilkan oleh antena tersebut. Gambaran dimensi pola radiasi dapat dilihat pada Gambar dibawah ini

Gambar 2. Dimensi pola radiasi

Dibawah ini terdapat beberapa contoh pola radiasi dari beberapa antena

Gambar 3. Gambaran pola radiasi berbagai antena(a) Pola radiasi antena parabola(b) Pola radiasi antena Yagi Uda(c) Pola radiasi antena dipole(d) Pola radiasi antena omni

Dari gambaran berbagai macam pola radiasi pada Gambar 2 dapat dilihat sifat radiasi dari berbagai antena. Antena parabola memiliki pancaran radiasi ke arah tertentu. Begitu juga dengan antena Yagi Uda pola radiasinya juga mengarah ke arah tertentu. Hanya saja antena parabola memiliki penguatan yang lebih besar. Kedua antena tersebut disebut dengan antenna directional karena memiliki pola radiasi yang terarah. Beamwidth antena directoinal ini lebih sempit dibanding dengan antena lain. Sehingga sedut pemancarannya lebih kecil dan terarah. Antena ini biasa digunakan oleh client karena pola radiasi yang terarah akan membuat antena dapat menjangkau jarak yang relatif jauh.

Pada antena dipole, pola radiasi memiliki pancaran yang kuat pada arah yang tegak lurus sedangkan pancaran ke samping kecil. Untuk antena omnidirectional pola radiasi terlihat mengarah ke segala arah. Antena ini memiliki gain yang lebih rendah dibandingkan dengan antena directional. Antena omnidirectional dapat digunakan sebagai sambungan Point to Multi Point (P2MP) karena pola radiasinya yang mengarah ke segala arah. Dan karena pola radiasinya yang mengarah ke segala arah itulah sangat memungkinkan antena omnidirectional mengumpulkan sinyal lain di sekitarnya yang selanjutnya dapat menyebabkan interferensi.

Polarisasi AntenaPolarisasi adalah sifat dari gelombang elektromagnetik yang menggambarkan magnitudo relatif dari vektor medan listrik (E) sebagai fungsi waktu pada titik tertentu di ruang. Polarisasi antena adalah polarisasi dari gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh antena itu.

Ada beberapa jenis polarisasi yang dapat terjadi pada gelombang elektromagnetik. Suatu polarisasi disebut polarisasi vertikal jika medan listrik dari gelombang yang dipancarkan antena berarah vertikal terhadap permukaan bumi. Dan disebut polarisasi horisontal jika medan listriknya arahnya horizontal terhadap permukaan bumi.Namun demikian ada beberapa jenis antena yang polarisasinya bukan polarisasi vertikal atau horisontal, karena gelombangnya memiliki vektor medan listrik dimana ujung dari vektor tersebut seolah-olah berputar membentuk suatu lingkaran ataupun suatu elips dengan pusat sepanjang sumbu propagasi. Selanjutnya jika perputaran ujung vektor medan yang dipancarkan itu membentuk lingkaran maka dinamakan polarisasi lingkaran, dan jika perputaran ujung vektor medan itu membentuk elips maka dinamakan polarisasi elips.

Sebenarnya semua jenis polarisasi gelombang ini pada dasarnya berasal dari polarisasi elips dengan kondisi khusus. Polarisasi lingkaran misalnya, polarisasi ini berasal dari bentuk elips dengan panjang kedua sumbu elipsnya sama, sedangkan pada keadaan khusus lainnya dimana salah satu dari sumbu elips sama dengan nol, sehingga perputaran ujung vektor medannya seolah-olah hanya bergerak maju mundur pada satu garis saja, maka pada keadaan ini polarisasi elips menjadi polarisasi linier.Polarisasi linier inilah yang bisa berupa polarisasi linier arah vertikal, horisontal ataupun polarisasi linier antara kedua posisitersebut (miring).

Jika jalur dari vektor medan listrik maju dan kembali pada suatu garis lurus dikatakan berpolarisasi linier. sebagai contoh medan listrik dari dipole ideal. Jika vektor medan listik konstan dalam panjang tetapi berputar disekitar jalur lingkaran, dikatakan berpolarisasi lingkaran. Frekuensi putaran radian adalah dan terjadi satu dari dua arah perputaran. Jika vektornya berputar berlawanan arah jarum jam dinamakan polarisasi tangan kanan (right hand polarize) dan yang searah jarum jam dinamakan polarisasi tangan kiri (left hand polarize). Suatu gelombang yang berpolarisasi elips untuk tangan kanan dan tangan kiri.

Gambar 4. Polarisasi pada antenna

Sebuah antena dapat memancarkan energi dengan polarisasi yang tidak diinginkan, yang disebut dengan polarisasi silang (cross polarized). Polarisasi silang ini menimbulkan side lobe yang mengurangi gain. Untuk antena polarisasi linier, polarisasi silang tegak lurus dengan polarisasi yang diinginkan dan untuk antena polarisasi lingkaran, polarisasi silang berlawanan dengan arah perputarannya yang diinginkan.

GainGain antena berhubungan erat dengan directivity dan faktor efisiensi. Namun dalam prakteknya sangat jarang gain suatu antena dihitung berdasarkan directivity dan efisiensi yang dimilikinya, karena untuk mendapatkan directivity suatu antenna bukanlah suatu yang mudah, sehingga pada umumnya gain maksimum suatu antena dihitung dengan cara membandingkannya dengan antena lain yang dianggap sebagai antena standar (dengan metode pengukuran). Gain antena (Gt) dapat dihitung dengan menggunakan antena lain sebagai antenna yang standar atau sudah memiliki gain yang standar (Gs). Dimana membandingkan daya yang diterima antara antenna standar (Ps) dan antena yang akan diukur (Pt) dari antenapemancar yang sama dan dengan daya yang sama. Metode pengukuran gain diatas dapat dihitung menggunakan rumus (Adianto,2008):

Pada satuan decibel dapat dituliskan menjadi :

DirectivityDirectivity suatu antenna dapat diperkirakan dengan menggunakan pola radiasi yang dihasilkan pada pengukuran pola radiasi bidang E dan bidang H. Secara matematis dapat dituliskan (Adianto,2008):

dimana H = sudut pada titik setengah daya bidang H (radian) E = sudut pada titik setengah daya bidang E (radian)

Jika sudut terukur dalam bentuk derajat maka kita juga dapat menggunakan rumus (Adianto,2008):

I. METODE PELAKSANAANMetode pelaksanaan yang digunakan adalah dengan melakukan pengumpulan dan pengambilan data yang dibutuhkan. Yang di laksanakan di Laboratorium Mikroprosesor Teknik Elektro Universitas Riau.Prosedur Pelaksanaan :1. Kajian LiteraturPada kajian literatur yang dibahas adalah teori penunjang yang menjadi penuntun perancangan antenna omnidirectional.2. Perancangan antennaPerancangan alat dirancang dengan menggunakan software ansoft3. Kajian AnalisisPada kajian analisis membahas tentang teori antenna omnidirectional yang sudah dirancang secara detail.4. Laporan AkhirLaporan akhir ini merupakan laporan final dari penyusunan laporan proposal skripsi yang telah penulis susun.5. Flowchart kegiatanUntuk melengkapi penulisan tugas akhir ini, dibuat sebuah diagram aliran (flowchart rancangan) yang diawali dengan melakukan seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini :

Mulai

Kajian Literatur

Perancangan dan Pembuatan Alat

Pengujian Peralatan

Analisis dan PembahasanTidakYa

Laporan Akhir

Selesai

Gambar 5. Flowchart Rancangan Pembuatan Tugas Akhir

J. JADWAL KEGIATAN PROGRAMTabel 1. Jadwal Kegiatan ProgramNoKegiatanMinggu

123456789101112131415

1Kajian Literatur

2Perancangan dan Pembuatan Alat

3Analisis Peralatan

4Kajian Analisis

5Laporan Akhir

K. Anggaran (Tabel Anggaran)Perkiraan Biaya Penelitian1. Biaya Operasional Proposal, Survei Awal

NoKegiatanJumlahHarga (Rp)

SatuanTotal

1Studi Literatur dari buku teks1 Set300.000300.000

2Studi literatur dari internet1 Set200.000200.000

3Pembuatan dan Perbanyak Media Proposal Usul Penelitian (sudah masuk dalam kegiatan 1)---

Sub Total I 500.000

2. Biaya Pembelian dan perakitan komponen tiap blogNoKegiatanJumlahHarga (Rp)

SatuanTotal

1Komponen Blog Antena Omni Directional 1 Set750.000750.000

2Alat dan Komponen untuk perakitan rangkaian antena omni directional1 Set500.000500.000

3Sub Total II 1.250.000

3. Biaya Pengujian AlatNoKegiatanJumlahHarga (Rp)

SatuanTotal

1Pengujian per-Blog rangkaian1 Set250.000250.000

2.Pengujian performansi antena dengan software1 Set500.000500.000

3.Pengujian dan pengambilan data pada rangkaian alat pengukur wireless menggunakan ke dua antena1 Set500.000500.000

4.Biaya administrasi lab (perawatan alat lab yang digunakan untuk pengujian)1 Paket500.000500.000

Sub Total III 1.750.000

4. Biaya ATK dan Bahan Habis PakaiNoKegiatanJumlahHarga (Rp)

SatuanTotal

1ATK dan Bahan Habis Komputer (Kertas, Tinta Printer, dll)1 paket300.000300.000

Sub Total IV300.000

L. DAFTAR PUSTAKA

Malvino, IC Regulator. Surabaya, 1984.Muhsin Muhammad, Elektronika Digital. Yogyakarta, 2004.Putra, Mengenal operasi sistem dari mikrokontroller beserta LCD 2x16. Palembang, 2010.Syamsuardi, Teknologi Informasi Komunikasi. Erlangga, 2004.www.atmel.com,2006 http://www.allegromicro.com/en/Products/Current-Sensor-ICs/Zero-To-Fifty-Amp-Integrated-Conductor-Sensor-ICs/ACS712.aspxhttp://www.allegromicro.com/~/media/Files/Datasheets/ACS712-Datasheet.ashxhttp://www.rf.net.tw/Products/RF_Module/ASK_RF_Transmitter_Module/TWS-DS-3_433.92MHz_Miniaturization_Wireless_Transmitter_Modulehttp://www.rf.net.tw/Products/RF_Module/ASK_RF_Receiver_Module/RWS-434N-3_315MHz_ASK_RF_Receiver_Module/index.htmlhttp://indo-ware.com/produk-141-keypad-rubber-3x4.htmlFahrni, Thomas and Andreas Muller, Yagi-Uda Antenna Theory, Design, and Result.Frenzel, Lois E, Communications Electronics, McGraw-Hill, 1989.Hac, A. Wireless Sensor Network Desain, John Willey and Sons, Chicester, 2003. Kraus, J.D. and Marhefka, R.J., Antennas : for All Applications, 3rd ed., Mc. Graw Hill, New York, 2002.

Stremler, F. G. Introduction to Communication System, Third Edition, Addison Wesley, California, (1990).Smith, J, Modern of Communication System, McGraw-Hill, 1986. ---, Antenna and Propagation, http://www.radioelectronics.com/info/antennas/,.

M.Lampiran1.Biodata MahasiswaNama: IlhamNIM : 0807132757TTL: Pekanbaru, 21 mei 1990Masuk UR: 2008Konsentrasi: Teknik telekomunikasie-mail: numero_boyz@yahoo.co.idM. Biodata Dosen Pendamping 1Nama : Ery Syafrianti, ST., MTNIP: 19740224 200003 2 001Jabatan : Kalab. Mikroprosesor & TelekomunikasiBidang Ilmu: Telekomunikasie-mail: Erysafrianti@yahoo.co.idBiodata Dosen Pendamping 2Nama: Dr.Yusnita Rahayu,ST,Meng.NIP: 19751104 200501 2 001Jabatan : lectureBidang ilmu: Telekomunikasie-mail: Vannebula2001@yahoo.com

Perancangan antenna komunikasi wirelessPage 19