Teknik modulasi

TeknikSistemKomunikasi  1
BAB II MODULASI AMPLITUDO
Secara umum, modulasi adalah suatu prosesdimana properti atau parameter dari
suatu gelombang divariasikan secara proporsional terhadap gelombang yang lain.
Parameter yang diubah tergantung dari modulasi yang diberikan.
2.1 Double SideBand-Suppressed Carrier (DSB-SC)
Dalammodulasi AM, amplitudo dari suatu sinyal carrier, dengan frekuensi dan
phase tetap, divariasikan oleh suatu sinyal lain (sinyal informasi). Persamaan sinyal
sinusoidal secara umum bisa dituliskan sbb.
φ (t)= a(t)cos θ (t)    (2.1)
dimana a(t) adalah amplitudo sinyal dan θ (t) adalah sudut phase. θ (t) bisaditulisdalam
bentuk θ (t) = ωc t+ γ (t) sehingga :
φ (t)= a(t)cos [ ωc t + γ (t) ]   (2.2)
a(t) adalah selubung (envelope) dari sinyal φ (t)
ωcadalah frekuensi gelombang carrier(rad/detik) = 2πfc (Hz)
γ (t) adalah modulasi phase dari φ (t)
Dalam modulasiAM, γ(t) dalampersamaan di atas adalah nol (konstan) dan
selubung a(t) dibuat proporsional terhadap suatu sinyal f(t).
φ (t)= f(t)cos ωc t    (2.3)
cos ωc tdalampersamaan di atas disebut dengan sinyal carrier; f(t) adalah sinyal
pemodulasi. Sinyal resultan φ (t) disebut dengan sinyal termodulasi AM.
Kerapatan spektrumdari φ (t) diperoleh dengan transformasi Fourier.
Φ (ω)= ½ F(ω+ ωc )+ ½ F(ω- ωc )    (2.4)
Persamaan ini berarti bahwa modulasi amplitudo menggeser spektrumfrekuensi
sinyal sejauh ± ωc  rad/detik tapi bentuk spektrum adalah tetap, seperti yang ditujukkan
pada gambar 2.1 di bawah. Tipe modulasi seperti ini disebut dengan modulasi
suppressed carrier karena dalamspektrum φ (t)tidak ada identitas carrieryang tampak
walaupun spektrumterpusat pada frekuensi carrier ωc.
TeknikSistemKomunikasi  1
Gambar 2.1.(a) menunjukkan suatu rangkaian pembangkit sinyal AM. Gambar
(b) adalah sinyal pemodulasi (sinyal informasi). Gambar (c) adalah sinyal carrier
frekuensi tinggi. Denganproses modulasi, amplitudo sinyal carrierakan berubah sesuai
dengan amplitudo sinyal informasi, dengan frekuensi tetap, seperti pada (d).
TransformasiFourrier digambarkan dalamdomain frekuensi (ω) pada (e) dan (f).
Asumsikan bahwa sinyal informasi mempunyai lebar pita (bandwidth) sebesar W.
Dengan modulasi, sinyal bergeser sejauh ωcdan menempati spektrumdengan lebar 2W
(gambar f ).Ini berarti bahwa dengan metodemodulasi seperti ini bandwidthsinyal
digandakan. Spektrumsinyal di atas frekuensi ωcdisebut upper sideband(USB),
sedangkan spektrumdi bawah ωcdisebut lower sideband(LSB).
Karena itu modulasi ini juga disebut modulasi  double-sideband, suppressed carrier
(DSB-SC).
antena
X
f (t) cos ωc
t
cos ωc
t
f (t)
multiplier
(a)
t
cos ωc
t  f(t) cos ωc
t
t  t
f (t)
Gambar2.1 Pembangkitansinyal DSB-SC
ω
Upper
sideband
Lower
sideband
- ωc  0
2W
(f)
ωc
[ f(t) cos ωc
t]
ω
F(ω)
0  -W  W
(b)  (c)  (d)
(e)
2W
TeknikSistemKomunikasi  1
2.1.1 Penerimaan Sinyal DSB-SC
Penerimaan kembali sinyal DSB-SC φ (t) untuk memperoleh sinyal informasi f(t)
memerlukan translasi frekuensi lain untuk memindahkan spektrumsinyal ke posisi
aslinya. Proses ini disebut demodulasi atau deteksi dan dilakukan dengan mengalikan
sinyal φ (t) dengan sinyal carrier ωc.
φ (t)cos ωc t =f(t) ⋅ cos
2
ωc t     (2.5)
dengan identitas trigonometri :
cos
2
A = ½ ( 1 + cos 2A)              (2.6)
φ (t)cos ωct = ½ f(t)+ ½ f(t) cos 2ωc t    (2.7)
Bagian frekuensi tinggi 2ωc dihilangkan dengan menggunakan Low Pass Filter(LPF),
sehingga yang tersisa hanya sinyal informasi f(t).
X
½f (t)
LPF
f (t) cos ωc
t
f(t) cos
2
ωc
t
cos ωc
t
(a)
½f (t)  f(t) cos
2
ωc
t
f (t) cos ωc
t
t
t  t
(c)  (d)  (b)
2ωc
-2ωc
[ f(t) cos
2
ωc
t]  Low Pass
Filter
- ωc  ωc
0
ω
(e)
Gambar 2.2 Penerimaan sinyal DSB-SC
Prinsip yang dijelaskan diatas berlaku untuk semua sinyal selamafrekuensi
sinyal informasi Wjauh lebih kecil daripada frekuensi carrier ωc. Kesulitan yang terjadi
TeknikSistemKomunikasi  1
pada penerimaadalah perlunya rangkaian yang bisa membangkitkan carrierserta
rangkaian untuk sinkronisasi phase.
2.2 Double Side Band-Large Carrier (AM)
Penggunaan metode modulasi suppressed carriermemerlukan peralatan yang
kompleks pada bagian penerima, berkaitan dengan perlunya pembangkitan carrierdan
sinkronisasi phase. Jikasistemdidisain untuk memperoleh penerimayang relatif
sederhana, maka beberapa kompromi harus dibuat walaupun harus mengurangi efisiensi
pemancar. Untuk itu identitas carrierdimasukkan ke dalam sinyal yang ditransmisikan,
dimana sinyal carrierdibuat lebih besar dari sinyal yang lain. Karena itu sistemseperti
ini disebut Double-SidebandLarge Carrier(DSB-LC) atau umumnyadikenal dengan
istilah AM.
2.2.1 Pembangkitan sinyal AM.
Bentuk gelombang sinyal AM bisa diperoleh dengan menambahkan identitas
carrierA cos ωct pada sinyal DSB-SC.
φAM (t)= f(t)cos ωct + A cos ωc t    (2.8)
Kerapatan spektrumdari sinyal AM adalah :
ΦAM (ω )= ½ F(ω+ωc)+ ½ F(ω-ωc)+ πAδ (ω+ωc )+ πAδ (ω-ωc )  (2.9)
Spektrumfrekuensi dari sinyal AM adalah samadengan sinyal DSB-SC f(t) cos ωct ;
dengan tambahan impuls pada frekuensi ± ωc.Hal ini dijelaskan pada gambar 2.3 di
bawah :
t
f (t)
Acos ωc
t
0 -W  W
ω
-ωc ω 0
[ f (t) cos ωc t
F(ω)
t
f(t) cos
2
ωc t
DSB-SC
-ωc ω
[ Acos ωC
t]
ω
carrier
t  ω
ω
-ωc ω 0
[ f(t) cos ωc t+ Acos
AM
t
TeknikSistemKomunikasi  1
Gambar2.3 Modulasi DSB-LC (AM)
Sinyal termodulasi amplitudo bisa ditulis dalambentuk :
φAM(t)= [ A + f(t)] cos ωc t     (2.10)
Dengan demikian sinyal AM dapat dinyatakan sebagai sinyal dengan frekuensi ωc dan
amplitudo [ A+ f(t) ].Jika amplitudo carriercukup besar, maka selubung dari sinyal
termodulasi akan proporsional dengan f(t). Dalamkasus ini, demodulasi akan sederhana
yaitu dengan mendeteksi selubung dari sinyal sinusoidal, tanpa tergantung dari frekuensi
maupun phase. Tapi jika Atidak cukup besar, selubung dari φAM(t) tidak akan selalu
proporsional dengan sinyal f(t).Amplitudo carrier Aharus cukup besar sehingga
[ A + f(t)] ≥0 ; untuk semua t, atau |A ≥min { f(t)} |  (2.11)
Jika kondisi di atas tidakdipenuhi akan muncul distorsi selubung karena over-modulasi.
Untuk sinyal sinus frekuensi tunggal, tinjau sinyal  f(t) = Ecos ωmtsebagai sinyal
pemodulasi. Sinyal termodulasi amplitudo akan berbentuk :
φAM(t)= [ A + f(t)] cos ωc t    (2.12)
=[A + E cos ωmt ] cos ωc t    (2.13)
Suatu faktor tanpa dimensi mdidefinisikan sebagai indeks modulasi, yang berguna untuk
menentukan ratio dari sidebandterhadap carrier.
A
E
m= =
carrier puncak    amplitudo
SC - DSB puncak    amplitudo
(2.14)
Persamaan sinyal AM ditulis dalamm menjadi :
φAM(t)= A cos ωct + mA cos ωmt . cos ωc t  (2.15a)
φAM(t)= A [ 1+ m cos ωmt ] cos ωct        (2.15b)
Bentuk sinyal AM untuk beberapa nilai mdapat dilihat pada gambar di bawah.
m< 1    m= 1  m> 1(overmodulasi)
Gambar2.4 Bentuk gelombang untuk beberapa nilai m
TeknikSistemKomunikasi  1
Amplitudo maksimum dari sinyal termodulasi AM adalah A [1 + m]; dan
amplitudo minimum A [1 - m]. Indeks modulasi mbisa dinyatakan dalampersen(%)
dan bisa dicari dengan membandingkan antara amplitudo maksimumdengan minimum.
Gambar2.5 Menghitung nilai indeks modulasi
m=
E
E Emaks−
(2.16a)
=
E
E E min −
(2.16b)
=
B A
B A
+
−
(2.16c)
Emaks
t
E  Emin
A B
2.2.2 Daya carrier dan daya sideband
Dalamsinyal termodulasi AM, sinyal carriertidak mempunyai kandungan
informasi. Informasi yang berasal dari sinyal pemodulasi f(t) berada dalamkedua
sideband(USB dan LSB). Secara umumsinyal AM bisa dituliskan sbb:
φAM(t)= A cos ωct + f(t)cos ωc t     (2.17)
Untuk beban 1 Ohm, daya rata-rata sinyal akan diberikan oleh nilai rata-rata
kuadratnya, yaitu :
dt t
T
t
AM
T
T
AM
T
2
2 /
2 /
2
) ( (
1 lim
) (
0
φ φ
∫
− →
=     (2.18)
dt t t f t A
T
t
c c
T
T
AM
T
2
2 /
2 /
2
) cos ) ( cos (
1 lim
) (
0
ω ω φ + =
∫
− →
(2.19)
∫
− →
=
2 /
2 /
2 1 lim
) (
0
T
T
AM
T
t
T
φ (A
2
cos
2
ωct +f
2
(t)cos
2
ωct+2A f (t)cos
2
ωct)dt  (2.20)
Dengan asumsi bahwa nilai rata-rata untuk  f(t)  adalah nol (seperti pada
umumnya) :
∫
− →
=
2 /
2 /
2 1
0
lim
) (
T
T
AM
T T
t φ (2A f (t)cos
2
ωct )dt = 0        (2.21)
maka :
= ) (
2
t AM φ ½ A
2
+ ½  ) (
2
t f       (2.22)
(tanda bar menyatakan nilai rata-rata waktu)
TeknikSistemKomunikasi  1
Daya total Ptadalah penjumlahan dari daya carrier Pcdan daya sideband Ps;
Pt= ½ A
2
+ ½  ) (
2
t f = Pc+ Ps    (2.23)
dimana :
Pc= ½ A
2
(2.24)
Ps= ½  ) (
2
t f  (2.25)
Efisiensi transmisi µdidefinisikan sebagai perbandingan dari daya sideband
terhadap daya carrier:
) (
) (
2 2
2
t f A
t f
P
P
t
s
+
= = µ     (2.26)
Untuk kasus sinyal pemodulasi f(t) adalah sinyal sinusoidal frekuensi tunggal :
φAM(t)= A[ 1 + m cos ωmt] cos ωct  (2.27)
= A cos ωct+ mA cos ωmt cos ωc t    (2.28)
sehingga :
() t
AM φ = ½ A
2
+ ½ ½ m
2
A
2
(2.29)
= ½ A
2
[ 1+ ½ m
2
] (2.30)
=  Pc [ 1+ ½m
2
]  (2.31)
dan :
2
2
2 m
m
+
= µ     (2.32)
Karena m ≤1 , maka efisiensi transmisi terbaik yang bisa diberikan oleh sistem
AM adalah 33 %.
TeknikSistemKomunikasi  1
Contoh soal 2.1
Suatu pemancar AM mempunyai daya carrier rata-rata sebesar 40 Kwatt dengan
indeks modulasi 0,707 modulasi sinus frekuensi tunggal. Hitung (a). Daya output
total ; (b) efisiensi transmisi ; (c) amplitudo puncak jika antena diasumsikan sebagai
beban 50 Ohm.
Jawab :
(a) Dengan pers. (2.31) diperoleh Pt= 50 KW.
(b) Dengan pers. (2.32) diperoleh µ= 20 %
(c) Pc = A
2
/2R
A
2
= 2RPc
(1+m) A= 3414 Volt
2.2.3 Demodulasi sinyal DSB-LC.
Dalamsinyal DSB-LC (AM), sinyal informasi f(t) terdapat dalamselubung sinyal
termodulasi. Untuk mendapatkan kembali sinyal pesan, demodulasi bisa dilakukan
dengan metoda detektor selubung (envelope detector).
Detektor selubung
Bentuk paling sederhana dari detektorselubung adalah rangkaian pengisian
(charging) non-linear dengan waktu pengisian kapasitor (charge) yang cepat dan waktu
pembuangan (discharge) yang lambat (gambar 2.6). Resistor  Rdigunakan untuk
mengontrol konstanta waktu pembuangan. Efek dari berbagai konstanta waktu
pembuangan yang berbeda diperlihatkan pada gambar (c), (d) dan (e).
vit vot  C  R
(a)
(c) RCtepat
(d) RCbesar  (e) RCkecil
(b)
t
Gambar 2.6 Detektor selubung
TeknikSistemKomunikasi  1
Operasi dari detektor selubung adalah sbb :
Pada bagianpositifdari sinyal input, kapasitor Cdiisi sampai dengan nilai
puncak dari sinyal input. Ketika sinyal inputmulai turun dari nilai puncaknya, diode
menjadi terbuka (off). Kapasitor secara perlahan membuang muatannya sampai sinyal
input menjadi positif lagi dengan tegangan melebihi tegangan  kapasitor dan diode
kembali tersambung (on). Kapasitor diisi lagi sampai nilai puncak tegangan input, yang
diikuti dengan proses pembuangan muatanberikutnya. Demikian proses tersebut
berulang.
Proses yang baik diperoleh jika konstanta waktu pembuangan  RCdiatur
sedemikian rupa sehingga kecepatan penurunannilai negatif input tidakmelebihi waktu
pembuangan. Jika konstanta waktu ini terlalu besar, detektor bisa kehilangan beberapa
puncak sinyal. Sebaliknya jika konstanta waktu terlalu kecil, detektor akan menghasilkan
sinyal yang kasar, sehingga efisiensi menjadi berkurang.
Sinyal yang telah dideteksi dilewatkan pada sebuah low pass filteruntuk
menghilangkan kandungan harmonisa yang tidakdiinginkan serta untuk menghaluskan
bentuk sinyal. Suatu kapasitor couplingbisa dipasang untuk menghilangkan kandungan
DC dari sinyal carrier.
2.3 Frequency Division Multiplexing(FDM)
Multiplexingadalahpengiriman secara simultan beberapa sinyal informasi
dengan menggunakan satu kanal. Dengan multiplexingsistemakan menjadi lebih efisien.
DalamFDMbeberapa sinyal ditransmisikan dengan menggunakan carrieryang berbeda.
Frekuensi carrierdiatur sedemikian rupa sehingga masing-masing tidak overlapping.
Berikut akan dijelaskan penggunaan FDM dalamAM, walaupun FDM juga bisa
diterapkan dalammodulasi yang lain.
DalamFDM, bandwidthyang tersedia dibagi menjadi beberapa slot frekuensi,
dan setiap sinyal informasi menangani slot-slot yang berbeda. Masing-masing kanal bisa
dipisahkan pada penerimadengan menggunakan filter. Prinsip dari FDM dijelaskan pada
gambar 2.7.
Tiga buah sinyal F1(ω), F2(ω) dan F3(ω)masing-masing memodulasi 3 buah
frekuensi sub-carrier ωc1, ωc2dan ωc3. Dalam contoh ini modulasi yang dilakukan
TeknikSistemKomunikasi  1
adalah AM. Sinyal termodulasi AM tersebutkemudian dijumlahkan untuk memperoleh
sinyal termultipleks (sinyal gabungan) F(ω).Spektrum dari sinyal gabungan ini
diperlihatkan pada gambar 2.8. Tampak bahwa masing-masing sinyal input bisa
diidentifikasikan denganjelas dalamdomain frekuensi. Jarak antar frekuensi sub-carrier
harus lebih besar dari dua kali frekuensi maksimum sinyal pemodulasi untuk mencegah
terjadinya overlap antar spektrumsinyal gabungan. Sinyal termultipleksbisa langsung
ditransmisikan atau digunakan untuk memodulasi suatu carrierlain dengan frekuensi ωc
F2(ω)
ωm
-ωm
ωm  -ωm
F3(ω)
ωm  -ωm
F1(ω)
ωc3
X
X
ωc2
+
φAM 2 (ω)
+
F (ω)
Carrier
modulator
∑
ωc1
X
φAM 1 (ω)
+
ωc φAM 3 (ω)
Gambar2.7 Multiplexing3sinyal dalam satu carrier
F (ω)
2ωm
ωc3
2ωm
ωc1 ωc2
2ωm
0
ω
Frekuensi subcarrier harus
ditangani dengan hati-hati untuk
mencegah terjadinyaoverlap
antar sinyal.
Gambar2.8 Spektrum sinyal gabungan
Gambar2.9 Proses demultipleksing
F2(ω)
ωm
-ωm
F1(ω)
ωm  -ωm
F3(ω)
ωm  -ωm
X
X
ωc2
X
ωc1
LPF
BPF
(ωc1)
LPF
BPF
(ωc2)
BPF
(ωc3)
LPF
ωc3
Carrier
demodulator
TeknikSistemKomunikasi  1
Perolehan kembali sinyal informasikan ditunjukkan pada gambar 2.9. Langkah
pertama adalah mendemodulasi sinyal dari frekuensi carrier  ωcuntuk memperoleh
sinyal termultipleks  F(ω).BPF menyaring sinyal F(ω) untuk memperoleh sinyal
termodulasi AM : φAM1 (ω), φAM2 (ω)dan φAM3 (ω). Sinyal informasi diperoleh kembali
dengan mendemodulasi masing-masing sinyal AMtersebut.
2.4 Penerima superheterodyne
Setiap stasiun pemancarAM mentransmisikan sinyal DSB-LC dengan frekuensi
carrieryang berbeda dengan frekuensi stasiun lain. Frekuensi carrieruntuk sinyal AM
mempunyai spasi 10 KHz mulai dari 540 KHz s/d 1600 KHz. Bandwidthtransmisi
dibatasi sebesar 10 KHz. Penerimamemilih salah satu frekuensi yang diinginkan,
kemudian mendemodulasikannya dengan detektor selubung atau dengan metode
demodulasi lain.
Penerimayang umum digunakan adalah penerima  superheterodyne. Dalam
penerimaini, penguatan dilakukan pada pita frekuensi sempit yang tetap. Heterodyne
berarti pergeseran frekuensi. Sinyal termodulasi AM yang diterimaditranslasikan
(digeser) ke suatu frekuensi baru yang disebut dengan Intermediate Frekuensi (IF).
Frekuensi ini adalah tetap, tidak tergantung dari sinyal yang diterima. Sinyal dikuatkan
pada IF sebelumdidemodulasi. Jika frekuensi intermediateini lebih rendah dari sinyal
RF yang diterima, tapi lebih tinggi daripada frekuensi akhir pada output, maka penerima
seperti ini disebut penerima superheterodyne. Frekuensi intermediateuntuk penerima
superheterodynesiaran AM (broadcast) umumnya 455 KHz.
MIXER
RF
Amplifier
Local
Oscillator
IF
Amplifier
Demodulator
Audio
Amplifier  X
volume
Pemilih
saluran
Bt
< BRF< 2f IF
speaker
Gambar2.10 Penerima Superheterodyne
TeknikSistemKomunikasi  1
Pemilihan frekuensi carrieryang diinginkan dilakukan dengan menala RF
amplifier. Pergeseran frekuensi menuju frekuensi intermediatedilakukan dengan
mencampur sinyal RF yang datang dengan suatu frekuensi yang dibangkitkan oleh local
oscillatordengan perbedaan frekuensi sebesar frekuensi intermediate(455KHz).
Sinyal yang diterimakini berada pada frekuensi intermediate dimana proses-proses
penguatan, filteringdan demodulasi lebih mudah dilakukan.
Range penalaan (tuning) RF adalah 540 KHz s/d 1600 KHz. Ada dua pilihan
dalampenalaan local oscilator (LO)
•  Local oscillator ditala antara 995 s/d 2055 KHzjika fLO= fc+ fIF
•  Local oscillator ditalaantara 85 s/d 1145 jika fLO= fc– fIF
Range penalaan untuk yang pertama adalahsekitar 2 : 1 sedangkan untuk yang
kedua adalah sekitar 13 : 1, yang berarti lebih sulit untuk diimplementasikan. Karena itu
fLO= fc+ fIFlebih sering dipergunakan sebagai frekuensi local oscillator.
Bandwidthtransmisi  Btpada sistemAM adalahdua kali frekuensi sinyal
pemodulasi ; Bt= 2 fm. Bandwidthdari RF amplifier(BRF) harus samadengan bandwidth
transmisi Bt. Jika BRFjauh lebih besar dari Bt, sinyal dari dua stasiun pemancarbisa
masuk ke penguat IF, yang akan menghasilkan interferensi.
Misalkan ada dua sinyal RF pada frekuensi fc= fLO– fIFdan fc’ = fLO+ fIF. Sinyal yang
ingin diterimaberada pada frekuensi fc dan local oscillator harus ditala pada frekuensi fLO.
Ketika sinyal RF yang datang bercampur dengan sinyal local oscillator, sinyal fc’ juga
akan diterima, yang disebut dengan frekuensi bayangan (image).
Sebagai contoh, ingin diterimasiaran AMpada frekuensi 600 KHz. Ini berarti
lokal osilator harus di-setpada frekuensi 600 KHz + 455 KHz = 1055 KHz. Tapi, jika
ada stasiun pemancar lain bekerja pada frekuensi 1510 KHz, maka frekuensi tersebut
akan jatuh juga pada frekuensi IF karena 1510 – 1055 = 455 KHz sehingga terjadi
interferensi.
TeknikSistemKomunikasi  1
Contoh soal 2.2
Suatu penerimaradar bekerja pada frekuensi 2,8 GHz dengan menggunakan prinsip
superheterodyne dengan frekuensi osilator lokal 2,86 GHz. Penerimalain (radar
kedua) bekerja pada frekuensi bayangan radar pertama, dan terjadi interferensi.
(a) Berapa frekuensi intermediate (IF) penerimaradar pertama ?
(b) Berapa frekuensi carrier penerimakedua ?
(c) Jika anda hendak mendisain penerimaradar, berapa frekuensi intermediate
minimumyang anda gunakan untuk mencegah masalah frekuensi bayangan
dalamsistem radar dengan pita frekuensi 2,80 – 3,00 GHz ?
Jawab :
(a)  fIF= fLO– fc= 2,86 GHz – 2,80 GHz = 60 MHZ.
(b)  fbayangan= fc+2fIF = 2,80 GHz + 0,12 GHz = 2,92 GHz
(c)  2fIF
> fmaks– fmin= 3,00 GHz – 2,80 GHz = 200 MHz.
fIF
> 100 MHz
Perhatikan bahwa jika fIF= 110 MHz maka fLO= 2,80 + 0,11 = 2,91 GHz. Tidak
ada frekuensi lain diantara 2,8 GHz – 3,0 GHz yang bisa jatuh di frekuensi
intermediate.
2.5. Single SideBand (SSB)
Sistemkomunikasi didisain untuk menghasilkan transmisi informasi dengan
bandwidth dan daya pancar minimal. SistemAM boros dalampenggunaan daya dan
bandwidth, dengan keuntungan kemudahan dalampenerimaan. DSB-SC menggunakan
daya yang lebih sedikit, tapi bandwidth yang dipergunakan samadengan dalamAM.
Baik AM maupun DSB-SC mempertahankan upper sideband dan lower sideband
walaupun masing-masing sideband (USB atau LSB) mempunyai kandungan informasi
yang lengkap. Akibatnya bandwidth transmisi menjadi dua kali bandwidth sinyal
informasi.
Dalammodulasi SSB, hanya satudari keduasideband yang dipancarkan.Dilihat
dari penggunaan bandwidth, modulasi ini lebih efisien karena mempunyai bandwidth
transmisi setengah dari AM maupun DSB-SC. Pembangkitan sinyal SSB dilakukan
dengan membangkitkan sinyal DSB terlebihdahulu, kemudian menekan salah satu
sideband dengan filter seperti ditunjukkan gambar 2.11. JikaUSB yang ditekan, maka
akan menghasilkan sinyal SSB-LSB. Sebaliknya menghasilkan SSB-USB.
TeknikSistemKomunikasi  1
F(ω)
-ωm  0  ωm X
φ DSB(t)
Sideband
Filter
f (t)  φ SSB(t)
-ωc ωc
cos ωc
t
SSB-USB
ωc
-ωc
SSB-LSB
ωc
-ωc
rekonstruksi
-ωm  0  ωm
(a)
X
Low Pass
Filter
f
x(t)  φSSB (t)
cos ωc
t
(b)
(c)
Gambar 2.11 Modulasi SSB
(a) Pembangkitan ; (b) penerimaan (c) Spektra
DalamPraktek, operasi tidak semudah yang terlihat. Kesulitan utama terletak
pada persyaratan yang diberikan oleh filter. Filter sidebandmemerlukan karakteristik
cut-off yang sangat tajampada frekuensi ωcuntuk membuang semua komponen
frekuensi pada satu sisi dan melewatkan komponen pada sisi lain. Karena filter ideal
seperti itu tidak bisa direalisasikan, maka beberapa kompromi harus diterima.
Pertama, jika sinyal pemodulasi f(t)tidak mempunyai komponen frekuensi
rendah yang penting (seperti suara : mempunyai “lubang” di frekuensi nol), maka tidak
ada komponen frekuensi di sekitar frekuensi ωcsetelah modulasi. Karena itu,
penggunaanfilter dengan slope yang kurang tajammasih bisa dipergunakan. Kedua,
adalah lebih mudah mendisainfilter pada frekuensi yang ditentukan oleh komponen
filter, bukanoleh frekuensinya. Heterodyning bisadigunakanuntuk menggeser spektrum
menuju frekuensi yang diinginkan. Walaupun dengan kemudahan tersebut, disain dari
filter sideband tidaklah mudah.
TeknikSistemKomunikasi  1
Teknik lain yang bisa digunakan adalah dengan metode pergeseran phase, yang
tidak memerlukan filter sideband. Untuk memberi ilustrasi bagaimana metode ini
bekerja, asumsikan bahwa sinyal pesan mempunyai bentuk :
f(t) = cos ( 2πfmt)   (2.33)
yang digunakan untuk memodulasi carrier cos (2πfct). Upper sideband dan Lower
sideband dari sinyal adalah
φSSB(t) = ½ cos [2π ( fc ± fm ) t ]  (2.34)
Dengan cos(a + b ) = cos a cos b - sin a sin b, maka persamaan untuk sinyal SSB-USB
bisa ditulis :
φSSB-USB(t) = φSSB+(t) = ½ [ cos 2πfmtcos 2πfct- sin 2πfmtsin 2πfct] (2.35)
φSSB-USB(t) = ½ [ cos ωmtcos ωct- sin ωmtsin ωct]  (2.36)
dengan cara serupa diperoleh sinyalSSB-LSB mempunyai persamaan :
φSSB-LSB(t) = φSSB-(t) = ½ [ cos ωmtcos ωct+ sin ωmtsin ωct ]  (2.37)
Persamaan-persamaan di atas menunjukkan bahwa sinyal SSB bisa dibentuk dari
dua sinyal DSB yang mempunyai carrier quadrature ½ cos 2ωc tdan ½ sin 2ωc t. Sinyal
quadrature bisa diperoleh dengan menggeser phase sinyal sebesar 90
o
. Modulator SSB
pergeseran phase terdiri dari dua modulator DSB dan rangkaian penggeser phase seperti
ditunjukkan gambar 2.12.
Kesulitan lain yang timbul adalah perlunya sinkronisasi seperti pada teknik DSB. Untuk
itu, komponen carrier bisa ditambahkan padasinyal SSb dan demodulasi bisa dilakukan
dengan menggunakan envelope detector. Tapi metode ini borosdaya pancar dan bisa
menghasilkan distorsi pada sinyal.
2.6 Vestigial Sideband
Kelemahan sistemSSB terletakpada kompleksitas perangkat dan respon buruk
pada frekuensi rendah. Perbaikan terhadap kendala tersebut bisa diatasi jika hanya
sebagian dari sideband yang ditekan, bukan keseluruhannya. Skema modulasi dimana
satu sideband dan sebagian dari sideband yang lain dilewatkan disebut dengan modulasi
vestigial sideband (VSB). Modulasi VSB digunakan untuk mentransmisikan sinyal pesan
dengan bandwidth sangat lebar dan mempunyai kandungan informasipada frekuensi
TeknikSistemKomunikasi  1
rendah (seperti transmisi datakecepatan tinggi dan televisi). Penekanan sebagian dari
satu sideband mengurangi bandwidth yang diperlukan dibandingkan dengan modulasi
DSB tapi tidak samadengan efisiensi spektrumpada SSB. Jika carrier yang besar juga
dikirim,sinyal pesan bisa didemodulasi dengan envelope detector. Jika tidak ada carrier
yang dikirim, maka penerimaan memerlukan synchronous detector.
Modulasi VSB diperoleh dengan melewatkan satu sideband dari sinyal DSB atau
AM, dan melewatkan sebagian dari sideband lainnya. Dalam sistemtelevisi dengan
bandwidth 4MHz, sistemDSB akan memerlukan bandwidth sebesar 8 MHz. Dengan
modulasi VSB bandwidth bisa dikurangi menjadi sekitar 5 MHz.
frekuensi
carrier  video
Audio(FM)
Colour
burst
Sisa lower
sideband
4,5 MHz
1,25MHz
3,58MHz
Gambar 2.12.VSB dalam spektrum televisibroadcast
2.7 Soal-soal
1.  Suatu pemancar AM menghasilkan daya carrier sebesar 400 W dengan beban resistif
50 Ohm.Carrier dimodulasi gelombang sinus dengan frekuensi 5 KHz, indeks
modulasi 0,8. Frekuensi carrier 1 MHz. Tulisbentuk persamaan sinyal AM tersebut.
2.  Suatu sinyal pemodulasi f(t) = 2 cos 1000πt+ cos 4000 πtdijadikan input pada
suatu modulator DSB-SCyang beoperasi pada frekuensi 10 KHz. Sket kerapatan
spektral f(t) dan sinyal DSB-SC yang terbentuk. Identifikasi bagian upper sideband
dan lower sideband.
3.  Suatu sinyal termodulasi amplitudo :
t t t t
AM π π π 000 . 20 cos ) 4000 cos 5 , 0 2000 cos 5 , 0 1 ( 10 ) ( + + = Φ V
a.  Sket spektrum sinyal AM tersebut
b.  Berapa indeks modulasi ?
c.  Tentukan sinyal USB dan LSB
d.  Hitung daya total, daya sideband dan daya carrier pada beban 1 Ohm
TeknikSistemKomunikasi  1
4.  Suatu gelombang termodulasi AM :
t
10V
-6V
6V
-10 V
a.  Hitung indeks modulasi
b.  Sket spektrum sinyal
c.  Hitung daya carrier dan daya sideband ( asumsi R = 1 Ohm)
d.  Hitung tambahan carrier yang diperlukan supaya indeks modulasi menjadi
setengah dari semula
5.  Sistempada gambar di bawah ini digunakan untuk mengirim dua pesan dengan satu
carrier :
X
LPF
ω=ω
X
HPF
ω=ω
Σ
+
+
φ(t)
cos ωc
t
f1(t)
f2(t)
a.  Jika f1(t) = cos ω1t dan f2(t) = cos ω2t, turunkan persamaan untuk φ(t).
b.  Gambarkan blok diagram yang sesuai untuk mendemodulasi φ(t).
6.  Sinyal pemodulasi di bawah ini digunakan untuk memodulasi DSB_SC suatu
carrier 10 KHz.
a.  Sket spektrum sinyal termodulasi
b.  Jika modulasi yang digunakan adalah AM, sket spektrumsinyal AM.
c.  Bisakah level DC pada input dibedakan dari carrier dalamsinyal termodulasi
AM ?
1mdetik
3
-1
t
7.  Tinjau dua buah sinyal termodulasi amplitudo (ωm<< ωc) sbb :
φ1(t) = ( 2 + E1cos ωmt) cos ωct
φ2(t) = E2cos ωmtcos ωct
a.  Sket spektrum masing-masing sinyal
TeknikSistemKomunikasi  1
b.  Tentukan nilai E1dan E2untuk menghasilkan indeks modulasi 100 % pada
sinyal DSB-LC dengan daya rata-rata yang samapada kedua sinyal.
8.  Suatu pemancar AM menghasilkan output carrier tak termodulasi sebesar 100 W
pada beban 50 Ohm resistif. Jika suatu sinyal sinus dengan amplitudo puncak 5 V
digunakan untuk memodulasi sinyal, daya output rata-rata naik sebesar 50%.
Dalamkondisi ini tentukan:
a.  indeks modulasi
b.  daya rata-rata sidebands
c.  Amplitudo puncak sinyal termodulasi
d.  Amplitudo puncak sinyal USB
e.  Daya output total jika amplitudo puncak sinyal pemodulasi adalah 2 V.
9.  12 sinyal suara, masing-masing dengan bandwidth 3 KHz dimultipleksing dalam
frekuensi dengan guard band 1 KHz diletakkan diantara masing-masing kanal dan
antara carrier dengan kanal pertama. Modulasi pilot carrier adalah DSB-LC.
Hitung bandwidth sinyal termultipleksingjika modulasi subcarrier adalah a)
DSB-SC ; b) SSB-SC.
10. Sinyal f(t) = cos 2000πt digunakan untuk memodulasi carrier 5 KHz. Gambar
bentuk gelombang dan spektrumsinyal jika modulasi yang digunakan adalah : (a)
DSB-SC ; (b) DSB-LC ; (c) SSB-SC-; (d) SSB-SC+
11. Frekuensi televisi untuk kanal 6 menggunakan video carrier 83,25 MHz dan
carrier suara 87,75 MHz. Pesawat penerimaTV menggunakan prinsip
superheterodyne dengan frekuensi IFvideo 45,75 MHz dan IF suara 41,25 MHz.
Berapa frekuensi osilator lokal pesawat penerima TV untuk bisa menerimasiaran
TV kanal 6 ?
12. Tinjau suatu gelombang persegi di bawah ini :
Gambar bentuk gelombang termodulasi jika sinyal tersebutdigunakan untuk
memodulasi suatu carrier sinus denganmodulasi (a) DSB-LC dengan m = 0,5 ;
(b) DSB-SC.
t
1
-1
13.  Tinjau suatu pemancarradio AM  dengan rating daya selubung puncak
maksimum 4 kW. Jika sinyal pemodulasi adalah gelombang sinus dan daya rata-rata total 1 KW, tentukan nilai maksimum indeks modulasi m.
14.  Suatu pemancar AM menghasilkan dayaoutput tak termodulasi sebesar 100 W
pada beban 50 Ohm resistif. Ketika sinyal sinus dengan amplitudo maksimum5
Volt diinputkan pada modulator, dayaoutput meningkat sebesar 50%. Dalam
kondisi ini tentukan :
a.  daya rata-rata pada masing-masing sideband
b.  indeks modulasi
c.  amplitudo puncak sinyal termodulasi
d.  amplitudo puncak sinyal sideband
TeknikSistemKomunikasi  1
e.  daya total jika sinyal amplitudo pemodulasi dikurangi menjadi 3 Volt.
15. Sket spektrumtypikal dari sistem FDM dengan modulasi DSB-LC untuk sub-carrier dan main carrier. Apa keuntungan dan kerugian sistem tersebut ?
16. 12 sinyal suara, masing-masing 3 KHz di-multipleks dalamfrekuensi dengan
menambahkan 1 KHz guard band antar kanal dan antara main carrier dengan
kanal pertama. Modulasi main carrier adalah DSB-LC. Hitung bandwidth sinyal
gabungan jika modulasi sub-carrier adalah : (a) DSB-SC ; (b) SSB.
17. Sinyal f(t) = cos 4000πt digunakan untuk memodulasi carrier 10 KHz. Sket
bentuk gelombang dan spektrumfrekuensi jika modulasi yang digunakan adalah:
(a) DSB-SC ; (b) AM dengan m= 0,5 ; (c) SSB-SC+; (d) SSB-SC-18. Alokasi frekuensi siaran TV VHF untuk kanal 6 menggunakan carrier video 83,25
MHz dan carrier suara 87,75 MHz. PenerimaTV menggunakan prinsip
superheterodyne dengan carrier video IF pada 45,75 MHz dan suara pada 41,25
MHz.
a. Berapa frekuensi lokal osilator penerimaharus di-set untuk memperoleh siaran
TV kanal 6 ?
b. Kenapa ini satu-satunya pilihan ?

Arduino

Arduino Duemilanove dengan ATMega 328

Arduino adalah sebuah kit elektronik open source yang dirancang khusus untuk memudahkan setiap orang dalam belajar membuat robot atau mengembangkan perangkat elektronik yang dapat berinteraksi dengan bermacam-macam sensor dan pengendali.

Arduino is a tool for making computers that can sense and control more of the physical world than your desktop computer. It’s an open-source physical computing platform based on a simple microcontroller board, and a development environment for writing software for the board.

Arduino can be used to develop interactive objects, taking inputs from a variety of switches or sensors, and controlling a variety of lights, motors, and other physical outputs. Arduino projects can be stand-alone, or they can be communicate with software running on your computer (e.g. Flash, Processing, MaxMSP.) The boards can be assembled by hand or purchased preassembled; the open-source IDE can be downloaded for free.

The Arduino programming language is an implementation of Wiring, a similar physical computing platform, which is based on the Processing multimedia programming environment.

(Kutipan dari http://www.arduino.cc)

Saat ini Arduino sangat populer di seluruh dunia. Banyak pemula yang belajar mengenal robotika dan elektronika lewat Arduino karena mudah dipelajari. Tapi tidak hanya pemula, para hobbyist atau profesional pun ikut senang mengembangkan aplikasi elektronik menggunakan Arduino. Bahasa yang dipakai dalam Arduino bukanassembler yang relatif sulit, tetapi bahasa C yang disederhanakan dengan bantuan pustaka-pustaka (libraries) Arduino.

Yang terbaru adalah Arduino Uno, berikut gambarnya

Anda dapat melihat lebih jauh tentang Arduino di website http://www.arduino.cc , di sana tersedia software Arduino yang dapat di download gratis baik untuk platform Windows, Mac, maupun Linux. Juga tersedia panduan, contoh-contoh program dan library-library yang memudahkan kita berinteraksi dengan bermacam-macam komponen elektronik, hardware dan software.

Mengapa Arduino?

Tentu saja ada banyak mikrokontroler maupun platform mikrokontroler tersedia, misalnya saja Basic Stamp-nya Parallax, BX-24-nya Netmedia, Phidget, MIT’s Handyboard dan lain sebagainya. Semua alat-alat tersebut bertujuan untuk menyederhanakan berbagai macam kerumitan maupun detil rumit pada pemrograman mikrokontroler sehingga menjadi paket mudah-digunakan (easy-to-use). Arduino juga menyederhanakan proses bekerja dengan mikrokontroler, sekaligus menawarkan berbagai macam kelebihan antara lain:

• Murah - Papan (perangkat keras) Arduino biasanya dijual relatif murah (antara 125ribu hingga 400ribuan rupiah saja) dibandingkan dengan platform mikrokontroler pro lainnya. Jika ingin lebih murah lagi, tentu bisa dibuat sendiri dan itu sangat mungkin sekali karena semua sumber daya untuk membuat sendiri Arduino tersedia lengkap di website Arduino bahkan di website-website komunitas Arduino lainnya. Tidak hanya cocok untuk Windows, namun juga cocok bekerja di Linux.
• Sederhana dan mudah pemrogramannya - Perlu diketahui bahwa lingkungan pemrograman di Arduino mudah digunakan untuk pemula, dan cukup fleksibel bagi mereka yang sudah tingkat lanjut. Untuk guru/dosen, Arduino berbasis pada lingkungan pemrograman Processing, sehingga jika mahasiswa atau murid-murid terbiasa menggunakan Processing tentu saja akan mudah menggunakan Arduino.
• Perangkat lunaknya Open Source - Perangkat lunak Arduino IDE dipublikasikan sebagai Open Source, tersedia bagi para pemrogram berpengalaman untuk pengembangan lebih lanjut. Bahasanya bisa dikembangkan lebih lanjut melalui pustaka-pustaka C++ yang berbasis pada Bahasa C untuk AVR.
• Perangkat kerasnya Open Source - Perangkat keras Arduino berbasis mikrokontroler ATMEGA8, ATMEGA168, ATMEGA328 dan ATMEGA1280 (yang terbaru ATMEGA2560). Dengan demikian siapa saja bisa membuatnya (dan kemudian bisa menjualnya) perangkat keras Arduino ini, apalagi bootloader tersedia langsung dari perangkat lunak Arduino IDE-nya. Bisa juga menggunakan breadoard untuk membuat perangkat Arduino beserta periferal-periferal lain yang dibutuhkan.

Bereksperimen dan berkreasi dengan Arduino memang mengasyikan. Jangan lupa mengunjungi website http://www.freeduino.org , di sini dimuat link-link contoh-contoh source code dan skema elektronik untuk dikoneksikan dengan Arduino.

Spesifikasi Arduino Duemilanove dengan ATMega 328:

• Microcontroller ATmega328
• Operating Voltage 5V
• Input Voltage (recommended) 7-12V
• Input Voltage (limits) 6-20V
• Digital I/O Pins 14 (of which 6 provide PWM output)
• Analog Input Pins 6
• DC Current per I/O Pin 40 mA
• DC Current for 3.3V Pin 50 mA
• Flash Memory 32 KB of which 2 KB used by bootloader
• SRAM 2 KB
• EEPROM 1 KB
• Clock Speed 16 MHz

Port-port yang biasanya menggunakan nama PORTA, PORTB dan seterusnya diganti dengan pin 1, 2, 3 dan seterusnya, lihat contoh program berikut ini..

/* Contoh program Arduino */

int ledPin = 13;                // LED dipasang pada pin 13

void setup()                    // dijalankan pada saat mulai

{

  pinMode(ledPin, OUTPUT);      // set pin sebagai output

}

void loop()                     // dijalankan terus menerus

{

  digitalWrite(ledPin, HIGH);   // nyalakan LED

  delay(1000);                  // tunggu satu detik

  digitalWrite(ledPin, LOW);    // matikan LED

  delay(1000);                  // tunggu satu detik

}

Sayangnya, ATMega328 dengan kapasitas 32KB tidak bisa penuh dengan program kita dikarenakan yang 2KB sudah dipakai untuk bootloader dari Arduino itu sendiri. Software IDE yang digunakan untuk menuliskan bahasa C-nya sudah disediakan dan bisa langsung konek dengan Arduino maupun varian dari Arduino itu sendiri. Jika Anda tertarik dengan Arduino, serta berminat untuk mencoba software Arduino-nya, maka artikel ini akan membantu Anda, insya Allah judulnya

• Simulator Arduino menggunakan Proteus VSM
• Arduinoku mendukung berbagai macam Atmel AVR
• Tutorial Arduino - KLIK DISINI atau DISINI.
• Tentang arduino terbaru 2010: Arduino Uno (langsung dari website asli)

Semoga bermanfaat. (sumber indorobotika.com)

pengenalan micro kontroler

Pengenalan Mikrokontroler

 Mikrokontroler, sebagai suatu terobosan teknologi mikroprosesor dan mikrokomputer, hadir memenuhi kebutuhan pasar (market need) dan teknologi baru. Sebagai teknologi baru, yaitu teknologi semikonduktor dengan kandungan transistor yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang yang kecil serta dapat diproduksi secara masal (dalam jumlah banyak) membuat harganya menjadi lebih murah (dibandingkan mikroprosesor). Sebagai kebutuhan pasar, mikrokontroler hadir untuk memenuhi selera industri dan para konsumen akan kebutuhan dan keinginan alat-alat bantu bahkan mainan yang lebih baik dan canggih.

 Tidak seperti sistem komputer, yang mampu menanganiberbagai macam program aplikasi (misalnya pengolah kata, pengolah angkadan lain sebagainya), mikrokontroler hanya bisa digunakan untuk suatu aplikasi tertentu saja (hanya satu program saja yang bisa disimpan). Perbedaan lainnya terletak pada perbandingan RAM dan ROM. Pada sistem komputer perbandingan RAM dan ROM-nya besar, artinya program-program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang relatif besar, sedangkan rutin-rutin antarmuka perangkat keras disimpan dalam ruang ROM yang kecil. Sedangkan pada Mikrokontroler, perbandingan ROM dan RAM-nya yang besar, artinya program kontrol disimpan dalam ROM (bisa Masked ROM atau Flash PEROM) yang ukurannya relatif lebih besar, sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpan sementara, termasuk register-register yang digunakan pada mikrokontroler yang bersangkutan.

 Adapun kelebihan dari mikrokontroller adalah sebagai berikut :

1. Penggerak pada mikrokontoler menggunakan bahasa pemograman assembly dengan berpatokan pada kaidah digital dasar sehingga pengoperasian sistem menjadi sangat mudah dikerjakan sesuai dengan logika sistem (bahasa assembly ini mudah dimengerti karena menggunakan bahasa assembly aplikasi dimana parameter input dan output langsung bisa diakses tanpa menggunakan banyak perintah). Desain bahasa assembly ini tidak menggunakan begitu banyak syarat penulisan bahasa pemrograman seperti huruf besar dan huruf kecil untuk bahasa assembly tetap diwajarkan.

2. Mikrokontroler tersusun dalam satu chip dimana prosesor, memori, dan I/O terintegrasi menjadi satu kesatuan kontrol sistem sehingga mikrokontroler dapat dikatakan sebagai komputer mini yang dapat bekerja secara inovatif sesuai dengan kebutuhan sistem.

                                                                                                

3. Sistem running bersifat berdiri sendiri tanpa tergantung dengan komputer sedangkan parameter komputer hanya digunakan untuk download perintah instruksi atau program. Langkah-langkah untuk download komputer dengan mikrokontroler sangat mudah digunakan karena tidak menggunakan banyak perintah.

4. Pada mikrokontroler tersedia fasilitas tambahan untuk pengembangan memori dan I/O yang disesuaikan dengan kebutuhan sistem.

5. Harga untuk memperoleh alat ini lebih murah dan mudah didapat

                        

Mikrokontroller  AT89C51

Mikrokontroler adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian elektronik dan umunya dapat menyimpan program didalamnya. Mikrokontroler umumnya terdiri dari CPU (Central Processing Unit), memori, I/O tertentu dan unit pendukung seperti Analog-to-Digital Converter (ADC) yang sudah terintegrasi di dalamnya.

Kelebihan utama dari mikrokontroler ialah tersedianya RAM dan peralatan I/O pendukung sehingga ukuran board mikrokontroler menjadi sangat ringkas. Mikrokontroler AT89C51 ialah mikrokomputer CMOS 8 bit dengan 4 KB Flash PEROM (Programmable and Erasable Only Memory) yang dapat dihapus dan ditulisi sebanyak 1000 kali. Mikrokontroler ini diproduksi dengan menggunakan teknologi high density

non-volatile memory Atmel. Flash PEROM on-chip tersebut memungkinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem (in-system programming) atau dengan menggunakan programmer non-volatile memory konvensional. Kombinasi CPU 8 bit serba guna dan Flash PEROM, menjadikan mikrokontroler AT89C51 menjadi microcomputer handal yang fleksibel.

Karakteristik lainya dari mikrokontroler AT89C51 sebagai berikut :

- Low-power

- 32 jalur masukan/keluaran yang dapat diprogram*

- Dua timer counter 16 bit

- RAM 128 byte

- Lima interrupt

Arsitektur perangkat keras 89C51 mempunyai 40 kaki, 31 kaki digunakan untuk keperluan 4 buah port pararel. 1 port terdiri dari 8 kaki yang dapat di hubungkan untuk interfacing ke pararel device, seperti ADC, sensor dan sebagainya, atau dapat juga digunakan secara sendiri setiap bitnya untuk interfacing single bit septerti switch, LED, dll.

                     Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89C51

Proseror Atmel ATmega328 Arduino Duemilanove

Berdasarkan prosesor Atmel ATmega328 Arduino Duemilanove "2009" adalah kecil tapi fitur papan kaya yang ideal untuk memulai dalam dunia mikrokontroler.          

Duemilanove dengan mudah menghubungkan ke komputer Anda melalui kabel USB untuk mentransfer program 'sketsa' untuk berjalan pada kartu itu sendiri atau untuk berbagi data antara dewan dan pc. Ini memiliki 14 digital pin IO (6 dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, koneksi USB, 16 MHz osilator kristal, jack power, tombol reset dan sundulan ICSP.

Kekuasaan dapat dipasok langsung dari kabel USB atau melalui colokan listrik dari baterai atau power supply DC dengan Duemilanove otomatis memilih sumber listrik.

Software untuk pemrograman Duemilanove ini tersedia gratis dari situs web Arduino dan berjalan pada Windows, Mac atau Linux.

Untuk perbandingan ukuran, Duemilanove yang ditampilkan di sini di tengah, dengan Mega Arduino di sebelah kiri dan Arduino Nano di sebelah kanan.

materu kuliah

WIRELESS POWER TRANSMISSION

Dalam tulisan ini membahas  konsep daya transmisi tanpa menggunakan kabel yaitu, transmisi listrik sebagai gelombang mikro dari satu tempat yang lain adalah dalam rangka untuk mengurangi transmisi dan distribusi kerugian. Konsep ini dikenal sebagai Microwave Daya transmisi(MPT). Kami juga membahas perkembangan teknologi dalam Transmisi Power Wireless (WPT). Keuntungan, kerugian, dampak biologis dan aplikasi WPT adalah juga disajikan.

Kata Kunci Microwave Daya transmisi (MPT), Nikola Tesla, Rectenna, Satelit Solar Power (SPS), transmisi daya nirkabel (WPT).

1. PENDAHULUAN

Salah satu isu utama dalam sistem tenaga adalah kerugian terjadi selama transmisi dan distribusi tenaga listrik. Sebagai permintaan meningkat dari hari ke hari, meningkat pembangkit listrik dan daya yang hilang juga meningkat. Jumlah utama hilangnya daya terjadi selama transmisi dan distribusi. Persentase kerugian daya selama transmisi dan distribusi diperkirakan sebagai 26%. Alasan utama untuk kerugian daya selama transmisi dan distribusi adalah resistensi dari kabel yang digunakan untuk grid. Efisiensi transmisi daya dapat ditingkatkan untuk tingkat tertentu dengan menggunakan kekuatan tinggi komposit atas kepala konduktor dan bawah tanah kabel yang menggunakan temperatur super tinggi konduktor. Tapi, yang transmisi masih tidak efisien. Menurut Sumber Daya Dunia Institute (WRI), jaringan listrik India memiliki tertinggi kerugian transmisi dan distribusi di dunia – kekalahan 27%. Nomor yang diterbitkan oleh berbagai instansi pemerintah India menempatkan jumlah tersebut sebesar 30%, 40% dan lebih besar dari 40%. Ini dikaitkan dengan kerugian teknis (inefisiensi grid) dan pencurian [1]. Setiap masalah dapat diselesaikan dengan teknologi state-of-the-art. Itu masalah di atas dibahas dapat diselesaikan dengan memilih alternative pilihan untuk transmisi daya yang dapat memberikan jauh lebih tinggi efisiensi, biaya transmisi rendah dan menghindari pencurian listrik. Microwave Transmisi Daya adalah salah satu yang menjanjikan teknologi dan mungkin menjadi alternatif yang benar untuk efisien transmisi listrik.

2. TRANSMISI DAYA WIRELESS

Nikola Tesla dia yang menemukan radio dan menunjukkan kepada kita ia memang "Bapak Wireless". Nikola Tesla adalah salah satu yang pertama kali dikandung ide Power Transmisi Wireless dan menunjukkan " transmisi energi listrik tanpa kabel "yang tergantung pada konduktivitas listrik sedini 1891 [2]. Pada tahun 1893, Tesla menunjukkan pencahayaan lampu vakum tanpa menggunakan kabel untuk transmisi listrik di World Columbian Exposition di Chicago. Menara Wardenclyffe ditunjukkan pada Gambar 1 adalah dirancang dan dibangun oleh Tesla terutama untuk nirkabel transmisi daya listrik daripada telegrafi [3]. Figure1.The 187 kaki Menara Wardenclyffe  (Tesla Tower)

Pada tahun 1904, sebuah kapal pesawat motor 0,1 tenaga kuda didorong oleh transmisi daya melalui ruang dari jarak minimal 100 meter [4]. Pada tahun 1961, Brown diterbitkan pertama kertas mengusulkan microwave energi untuk transmisi listrik, dan pada tahun 1964 ia menunjukkan microwave bertenaga model helikopter yang menerima semua kekuasaan

yang diperlukan untuk terbang dari sinar microwave di 2,45 GHz [5] dari kisaran 2.4GHz - 2,5 GHz frekuensi band yang disediakan © 2010 International Journal of Aplikasi Komputer (0975-8887) Volume 1 - Nomor 13 101 untuk Industri, Ilmiah, dan Medis (ISM). Percobaan di transmisi listrik tanpa kabel di kisaran puluhan kilowatt telah dilakukan di Goldstone di California pada 1975 [6] dan di Grand Bassin di Pulau Reunion pada tahun 1997 [7]. Itu Percobaan MPT pertama di dunia di ionosfer disebut MINIX (Microwave Ionosfer Non-linear Interaksi Percobaan) roket percobaan ditunjukkan pada tahun 1983 di Jepang [8]. Demikian pula, bahan bakar pesawat gratis pertama di dunia didukung oleh energi gelombang mikro dari tanah dilaporkan pada tahun 1987 di Kanada. Sistem ini disebut SHARP (Stationary Tinggi - Altitude Relay Platform) [9]. Pada tahun 2003, Dryden Flight Research Centre NASA menunjukkan Laser didukung pesawat model dalam ruangan. Jepang mengusulkan nirkabel pengisian kendaraan bermotor listrik dengan Microwave Daya Transmisi pada tahun 2004. Powercast, sebuah perusahaan baru yang diperkenalkan Teknologi transfer daya nirkabel menggunakan energi RF pada 2007 Consumer Electronics Show [10]. Sebuah kelompok riset fisika, dipimpin oleh Prof Marin Soljacic, di Massachusetts Institute teknologi (MIT) menunjukkan nirkabel powering bola lampu 60W dengan Efisiensi 40% pada 2m (7ft) jarak menggunakan dua 60cm-diameter kumparan pada tahun 2007 [11]. Baru pada tahun 2008, Intel direproduksi MIT eksperimen kelompok dengan nirkabel menyalakan bola lampu dengan 75% efisiensi pada jarak yang lebih pendek [12].

2.2 Power Wireless Sistem Transmisi

William C. Brown, pelopor dalam transmisi daya nirkabel teknologi, telah merancang, mengembangkan unit dan menunjukkan kepada menunjukkan bagaimana kekuasaan dapat ditransfer melalui ruang bebas oleh microwave. Konsep Power Wireless Sistem Transmisi dijelaskan dengan diagram blok fungsional yang ditunjukkan pada Gambar 2. Di sisi transmisi, sumber daya microwave menghasilkan daya microwave dan output daya dikendalikan oleh elektronik sirkuit kontrol. Gelombang panduan ferit circulator yang melindungi sumber gelombang mikro dari kekuasaan tercermin terhubung dengan sumber daya microwave melalui Coax - Pandu Adaptor. Tuner sesuai dengan impedansi antara antena pemancar dan sumber microwave. Sinyal dilemahkan akan kemudian dipisahkan berdasarkan arah propagasi sinyal dengan Coupler Directional. Antena pemancar memancarkan daya seragam melalui ruang bebas untuk Rectenna. Di sisi penerimaan, Rectenna menerima daya yang ditransmisikan dan mengubah daya microwave menjadi daya DC. Impedansi pencocokan sirkuit dan filter disediakan untuk pengaturan output impedansi dari sumber sinyal sama dengan sirkuit meluruskan. Itu perbaikan sirkuit terdiri dari dioda penghalang Schottky mengkonversi kekuatan microwave diterima menjadi daya DC.

2.3 Komponen Sistem WPT

Komponen utama dari Transmisi Power Wireless Microwave Generator, Antena pemancar dan Menerima antena (Rectenna). Komponen dijelaskan dalam bab ini.

2.3.1Microwave Generator

Microwave perangkat transmisi diklasifikasikan sebagai Microwave Vacuum Tabung (magnetron, klystron, Travelling Gelombang Tabung (TWT), dan Microwave Power Modul (MPM)) dan Semikonduktor pemancar Microwave (GaAs MESFET, GaN pHEMT, SiC MESFET, AlGaN / GaN HFET, dan InGaAs). Magnetron banyak digunakan untuk eksperimentasi WPT. Itu transmisi microwave sering menggunakan 2.45GHz atau 5.8GHz ISM Band. Pilihan lain adalah frekuensi 8,5 GHz [13], 10 GHz [14] dan 35 GHz [15]. Efisiensi tertinggi lebih dari 90% dicapai pada 2.45 GHz antara semua frekuensi [15].

2.3.2 Mengirimkan Antena

The slotted wave guide antena, microstrip patch antena, dan parabola antena parabola adalah jenis yang paling populer transmisi antena. The slotted waveguide antena sangat ideal untuk kekuasaan transmisi karena efisiensi aperture tinggi (> 95%) dan tinggi kemampuan penanganan daya.

2.3.3 Rectenna

Konsepnya, nama 'Rectenna' dan Rectenna dikandung oleh W.C. Brown dari Raytheon Company pada awal 1960-an [16]. The Rectenna adalah elemen pasif terdiri dari antena, meluruskan sirkuit dengan low pass filter antara antena dan meluruskan dioda. Antena yang digunakan dalam Rectenna mungkin dipol, Yagi - Uda, microstrip atau parabola antena parabola. Patch antena dipole mencapai efisiensi tertinggi di antara semua. Kinerja berbagai dicetak Rectenna ditunjukkan pada Tabel I. Schottky barrier dioda (GaAs-W, Si, dan GaAs) biasanya digunakan dalam meluruskan sirkuit karena cepatnya waktu pemulihan reverse dan jauh lebih rendah drop tegangan maju dan karakteristik RF yang baik. The Rectenna efisiensi untuk berbagai dioda pada frekuensi yang berbeda ditunjukkan pada Tabel II.

3. KEUNTUNGAN, KERUGIAN, DAN DAMPAK DARI Biological WPT

3.1 Keuntungan

Sistem transmisi daya nirkabel benar-benar akan menghilangkan kabel yang ada tegangan tinggi listrik saluran transmisi, menara dan sub stasiun antara stasiun pembangkit dan konsumen dan memfasilitasi interkoneksi pembangkit listrik pada skala global. Ia memiliki lebih banyak kebebasan pilihan dari kedua penerima dan pemancar. Pemancar bahkan mobile dan penerima dapat dipilih untuk sistem WPT. Biaya transmisi dan distribusi menjadi kurang dan biaya energi listrik bagi konsumen juga akan berkurang. Kekuatan dapat ditularkan ke tempat-tempat di mana transmisi kabel tidak mungkin. Hilangnya transmisi adalah tingkat diabaikan dalam Transmisi Power Wireless, karena itu, efisiensi metode ini sangat jauh lebih tinggi daripada kabel transmisi. Daya yang tersedia di Rectenna selama WPT yang beroperasi. Kegagalan listrik akibat korsleting dan kesalahan pada kabel tidak akan pernah ada dalam pencurian transmisi dan kekuasaan akan menjadi tidak mungkin sama sekali.

3.2 Kekurangan

Biaya modal untuk implementasi praktis dari WPT tampaknya sangat tinggi dan kelemahan lain dari konsep gangguan microwave dengan sistem komunikasi ini.

3.3 Dampak Biologi

Kepercayaan umum takut efek radiasi gelombang mikro. Tapi penelitian dalam domain ini berulang kali membuktikan bahwa microwave Tingkat radiasi akan pernah lebih tinggi dari dosis yang diterima sementara membuka pintu oven microwave, yang berarti sedikit highe