Perancangan Sistem Antena Tracker Berbasis GPS

BANDUNG 2016
DATA PRIBADI
Nama lengkap

: Aditya Putra Munggaran

Jenis kelamin

: Laki-laki

Tempat, tanggal lahir

: Bandung, 21 Februari 1994

Agama

: Islam

Alamat

: Kp. Pasanggrahan rt 01/03,

Desa. Sirnajaya Kec. Gununghalu,
Kab. Bandung barat 40565

Alamat di Bandung

: Kubangsari VII no 22, Rt:03/16,
Kec. Coblong, Kota Bandung 40133

Handphone

: +62 81 214347744

E – mail

: [email protected]

PENDIDIKAN

A. Formal
1. SD Negeri 1 Gunugnhalu


: 2000 – 2006

2. SMP Negeri 02 Gununghalu

: 2006 – 2009

3. SMK Negeri 1 Cihampelas

: 2009 – 2012

4. Univeritas Komputer Indonesia / Teknik Komputer

: 2012 – 2016

Bandung, 1 Maret 2016

(Aditya Putra Munggaran)

PERANCANGAN SISTEM ANTENA TRACKER

BERBASIS GPS

TUGAS AKHIR

Disusun Untuk Memenuhi Syarat Kelulusan Pada
Program Studi Diploma Tiga Teknik Komputer di Jurusan Teknik
Komputer

Oleh
Aditya Putra Munggaran
10812017

Pembimbing
Agus Mulyana, MT

JURUSAN TEKNIK KOMPUTER
FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER
UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA
BANDUNG
2016


KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmanirrahim.
Assalamu ‘alaikum Wr. Wb.
Segala puji bagi Allah SWT, karena rahmat dan hidayah-Nya, penelitian
Tugas Akhir dapat dikerjakan serta semua kemudahan yang diberikan-Nya
sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dalam tenggang waktu yang telah
ditetapkan.
Laporan tugas akhir ini disusun untuk memenuhi syarat kelulusan pada
Program Studi Teknik Komputer D3 di Jurusan Teknik Komputer. Judul
penelitian tugas akhir ini adalah “Perancangan Antena Tracker Berbasis GPS”.
Tugas Akhir ini sesungguhnya bukanlah sebuah kerja individual dan akan sulit
terlaksana tanpa bantuan banyak pihak yang tak mungkin saya sebutkan satu
persatu, namun dengan segala kerendahan hati, saya mengucapkan terima kasih
kepada:
1. Ibu, Ayah, Adik, dan keluarga tercinta yang tak henti-hentinya mendoakan,
membimbing dan memberi semangat dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
2. Dr. Ir Edy Suryanto Soegoto, M.Sc. selaku Rektor Universitas Komputer
Indonesia.
3. Dr. Wendi Zarman, M.Si selaku ketua jurusan Teknik Komputer.

4. Dosen pembimbing sekaligus dosen wali Bapak Agus Mulyana, M.T yang
selalu memberikan arahan, bantuan dan motivasi dalam penyelesaian
Tugas Akhir ini.
5. Seluruh dosen dan staf pengajar jurusan Teknik Komputer yang telah
memberikan bekal ilmu dan bekal kejujuran.
6. Sekretariat jurusan Teknik Komputer yang telah membantu dalam urusan
administrasi.
7. Seluruh pembimbing dari luar atas segala ilmu, dan arahan yang diberikan.
8. Tim KOMBAT 2015 yang telah bekerja sama dan membantu
menyelesaikan tugas akhir ini.
v

9. Teman-teman seperjuangan kelas 12 TK 6 dan teman-teman kosan.
10. Seluruh pihak yang mungkin terlupakan oleh penulis, namun telah
membantu pernulis. Terima kasih yang sebanyak-banyaknya.
Akhirnya, pernulis berharap semoga penelitian ini menjadi sumbangsih yang
bermanfaat bagi dunia ilmu pengetahuan dan teknologi, khususnya disiplin
keilmuan yang penulis dalami dan bagi yang ingin mengembangkannya.
Wassalamu ‘alaikum Wr. Wb.
Bandung, Februari 2016


Penulis

vi

DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... I
HALAMAN PERNYATAAN...............................................................................II
ABSTRAK ........................................................................................................... III
ABSTRACT .......................................................................................................... IV
KATA PENGANTAR ........................................................................................... V
DAFTAR ISI....................................................................................................... VII
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. X
DAFTAR TABEL .............................................................................................. XII
BAB I ....................................................................................................................... 1
PENDAHULUAN .................................................................................................. 1
1.1

Latar Belakang................................................................................................ 1


1.2

Rumusan Masalah .......................................................................................... 1

1.3

Maksud dan Tujuan ........................................................................................ 2

1.4

Batasan Masalah ............................................................................................. 2

1.5

Metode Penelitian ........................................................................................... 2

1.6

Sistematika Laporan ....................................................................................... 3


BAB II ..................................................................................................................... 5
TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................................... 5
2.1

Antena............................................................................................................. 5

2.2

Antena Cross yagi ........................................................................................... 6

2.3

2.2.1

Elemen driven................................................................................... 7

2.2.2

Elemen Reflektor .............................................................................. 8


2.2.3

Elemen Director ............................................................................... 9

2.2.4

Bahan Antena ................................................................................. 10

Paramater Antena ......................................................................................... 10

vii

2.3.1

Diagram Radiasi ............................................................................. 10

2.3.2

VSWR ............................................................................................ 11


2.3.3

Polarisasi ........................................................................................ 12

2.3.4

Gain ................................................................................................ 12

2.3.5

Impedansi ....................................................................................... 13

2.3.6

Return loss ...................................................................................... 14

2.4

GPS (Global Positioning System) ............................................................... 14


2.5

Arduino Uno ................................................................................................. 17
2.5.1

Catu Daya ....................................................................................... 18

2.5.2

Perangkat I/O .................................................................................. 18

2.5.3

Komunikasi .................................................................................... 19

2.6

Driver Motor ................................................................................................. 20

2.7

Motor stepper ............................................................................................... 21
2.7.1

Konsep Dasar Motor stepper ......................................................... 22

2.7.2

Phase............................................................................................... 24

2.7.3

Mode langkah ................................................................................. 25

2.8

Bluetooth ...................................................................................................... 27

2.9

Perangkat Lunak Arduino............................................................................. 30

2.10 Perangkat Lunak MMANA-GAL Basic ....................................................... 31
BAB III .................................................................................................................. 29
PERANCANGAN SISTEM ................................................................................ 29
3.1

Diagram Blok Secara Umum........................................................................ 29
3.1.1

3.2

Penjelasan Diiagram Blok .............................................................. 29

Perancangan Hardware ................................................................................. 30
3.2.1

Sistem Catu Daya ........................................................................... 31

3.2.2

Sistem Pemroses ............................................................................. 33

viii

3.3

3.2.3

Sistem aktuator ............................................................................... 35

3.2.4

Antena Cross yagi .......................................................................... 37

3.2.5

Perancangan Antena Manggunakan MMANA-GAL Basic ........... 38

3.2.6

Simulasi Antena Menggunakan MMANA-GAL Basic ................. 40

3.2.7

Mekanik .......................................................................................... 43

Perancangan Software .................................................................................. 44
3.3.1

Diagram alir sistem otomatis tracker ............................................. 44

3.3.2

Diagram Alir Sistem Manual Tracker ............................................ 46

BAB IV .................................................................................................................. 48
PENGUJIAN DAN ANALISA............................................................................ 48
4.1

Pengujian antena ........................................................................................... 48
4.1.1

Pengujian Parameter Antena .......................................................... 48

4.1.2

Pengujian Telemetri Antena ........................................................... 57

4.2

Pengujian motor stepper ............................................................................... 60

4.3

Pengujian catudaya ....................................................................................... 61

4.4

Pengujian Tracker ......................................................................................... 61

BAB V ................................................................................................................... 64
KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................ 64
5.1

Kesimpulan ................................................................................................... 64

5.2

Saran ............................................................................................................. 64

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 65

ix

DAFTAR PUSTAKA

[1]

Andri.,

2011.

Perancangan

Sistem

Kendaraan Patroli Terpadu

Menggunakan GPS Dan GSM Sebagai Transmisi Data Untuk Mengurangi
Resiko Kemangkiran Petugas patroli. Skripsi. Jurusan Sistem komputer
Universitas Komputer Indonesia.
[2]

Kadir, Abdul. 2013. Panduan Praktis Mempelajari Aplikasi Mikrokontoler
dan Pemrogramannya Menggunakan Arduino. Jakarta : Andi Publisher.

[3]

Kusyaman., 2010. Rancang Bangun Antena Yagi 2.4 GHz Untuk Jaringan
Wireless LAN. Skripsi. Jurusan Teknik Elektro Universitas Komputer
Indonesia.

[4]

Kraus, John D., 2001. Antennas Second Edition. India :Tata McGraw-hill
Publishing

[5]

Setianto, Agung., 2006. Aplikasi Motor stepper Sebagai Alat Rotasi Kamera
Melalui Port Paralel. Skripsi. Jurusan Teknik Informatika Universitas
Komputer Indonesia.

[6]

The National Association For Amateur Radio., 2011, THE ARRL
HANDBOOK FOR RADIO COMMUNCATIONS. Newington: ARRL.

[7]

Mark., 2006, Antenna Circular Polarization, (online), diakses pada 10 Juli
2015,

dari

world

wide

web:

http://sv1bsx.50webs.com/antenna-

pol/polarization.html.
[8]

Mulyana, Agus., 2013. Modul Praktikum Elektronika Lanjut. Bandung.

65

BAB I
PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang
Pada kompetisi KOMBAT sangat membutuhkan antena yang dapat menjadi

media transmisi jarak jauh, karena pada lomba tersebut payload akan diterbangkan
untuk mengukur parameter-parameter atmosfer dan data parameter tersebut akan
dikirimkan kepada GCS (Groung Control Station) melalui media transmisi
antena. Pada kompetisi KOMBAT 2014 antena yang digunakan masih bersifat
fixed jadi ketika data hilang kita harus memutar antena secara manual
menggunakan tangan sampai datanya ada kembali, karena untuk mendapatkan
kontinuitas penerimaan data dan komunikasi dengan kondisi sinyal terbaik, antena
penerima harus berada pada daerah beamwidth nya antena pengirim dan
sebaliknya jika diluar daerah tersebut sinyal tidak akan dikirim atau diterima
dengan baik. Hal tersebut sangat tidak efektif oleh karena kita juga membutuhkan
supaya antena penerima dapat bergerak otomatis sesuai posisi antena pengirim
yang bergerak dengan arah yang tidak tentu dikarenakan angin horizontal agar
antena penerima tetap berada pada beamwidth antena pengirim dan sebaliknya
dengan jarak pandang yang jauh dengan medan yang LOS (Line Of Sight). Karena
benda yang akan dijajak itu bergerak dengan arah yang tidak tentu dikarenakan
angin horizontal maka digunakanlah GPS (Global Positioning System) yang
merupakan sistem untuk menentukan posisi dari navigasi secara global dan
menggunakan satelit untuk mengetahui dimana posisi benda itu berada.
Karena alasan itu saya penulis terdorong untuk membuat sebuah membuat
sebuah antena yang menjadi media transmisi jarak jauh dan dapat bergerak
berdasarkan posisi benda yang tak tentu berbasis pada GPS.
1.2

Rumusan Masalah
1.

Bagaimana cara membuat antena yang dapat menjadi media tansmisi
dengan jarak yang jauh di medan yang Line Of Sight (LOS).

1

2

2.

Bagaimana cara mengubah data GPS (Altittude, Latitude, Longitude)
menjadi sudut azimut dan elevasi.

3.
1.3

Bagaimana menggerakan motor stepper sesuai sudut.

Maksud dan Tujuan
Maksud dari penelitia ini untuk membuat system antena tracker yang terdiri

dari :


Mekanik



Sistem Kontrol



Antena

Adapun tujuannya adalah membantu sistem telemetri dengan komunikasi
yang handal dengan jarak yang jauh minimal 10Kmdpl, yang nantinya untuk
membantu pada kompetisi KOMBAT dalam komunikasi antara payload dan GCS.
1.4

Batasan Masalah
1.

Antena yang akan dibuat adalah cross yagi dengan frekuensi 433 –
436MHz.

1.5

2.

GPS (Global Positioning System) dengan toleransi ± 10m.

3.

Akurasi pada saat tracking bergantung pada akurasi GPS.

4.

Digunakan untuk KOMBAT 2015.

Metode Penelitian

Metode penulisan yang digunakan dalam pembuatan tugas akhir ini adalah:
1. Studi literatur
Dilakukan dengan cara mencari dan mempelajari referensi yang
berhubugan dengan Perancangan Sistem Antena Tracker Berbasis GPS.
2. Observasi
Melakukan kegiatan perancangan dan pembuatan alat penunjang yang
digunakan pada Perancangan Sistem Antena Tracker Berbasis GPS.

3

3. Konsultasi
ngadakan konsultasi dengan dosen pembimbing maupun praktisi yang
berhubungan dengan permasalahan yang di bahas dalam tugas akhir ini.
4. Evaluasi
Melakukan uji coba alat untuk mencari masalah yang mungkin terjadi,
mengevaluasi jalannya alat tersebut dan melaukan perbaikan jika ada
kesalahan.
5. Menyusun laporan tugas akhir
Penyusunan laporan di lakukan untuk memberikan penjelasan berkaitan
dengan alat yang telah di buat dan juga sebagai dokumentasi dari tugas
akhir.
1.6

Sistematika Laporan

Sistematika penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:
BAB I: PENDAHULUAN
Pada bab ini diuraikan tentang latar belakang masalah, rumusan
masalah, maksud dan tujuan, batasan masalah, metode penelitian,
dan sistematika penulisan.
BAB II: DASAR TEORI
Pada bab ini memaparkan dasar-dasar teori yang dijadikan referensi
penyelesaian tugas akhir ini.
BAB III: PERANCANGAN
Pada bab ini menjelaskan blok diagram keseluruhan sistem yang
dibuat, perancangan perangkat keras, dan perancangan perangkat
lunak yang akan dipakai pada sistem.

4

BAB IV: HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi berbagai hasil pengujian meliputi uji fungsional
masing-masing perangkat, pengujian secara keseluruhan setelah
semua komponen diintegrasikan, serta evaluasi dan analisa hasil.
BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini Berisi kesimpulan dari hasil penelitian tugas akhir ini
serta saran untuk pengembangannya.

BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1

Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan dan pengujian pada bab-bab sebelumnya maka

dapat ditarik beberapa kesimpulan diantaranya:
1.

Pada uji telemetri antena masih dapat menerima data sampai jarak
±10kmdpl.

2.

Antena ini optimal pada frekuensi 456 MHz bukan pada yang direncakan
yaitu frekuensi 433 MHz karena beberpa faktor diantaranya:
 Pemotongan elemen yang tidak pas.
 Panjang elemen tidak sesuai.
 Pengaruh dari solderan.

3.

Antena tracker telah dapat bergerak sesuai data koordinat GPS secara
azimut derajat dan elevasi.

4.

Kesalahan pada saat tracking bisa diakibatkan oleh akurasi GPS dan
kesalahan menentukan setpoin.

5.2

Saran
1.

Menggunakan suatu metode untuk mendapatkan akurasi GPS yang lebih
baik.

2.

Menambahkan kompas digital untuk setpoint otomatis.

3.

Menambahkan GCS khusus untuk tracker supaya bisa memantau
keberadaan benda dan mengontrol keberadaan benda.

64