Sistem Monitoring Ruangan Berbasis Wireless Menggunakan Modulator Dan Demodulator 8 PSK

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan telekomunikasi saat ini meningkat pesat dari tahun ke tahun, perkembangan tersebut tidak lepas dari penemuan peralatan digital yang baru. Berkembangnya peralatan digital mempengaruhi perkembangan teknik modulasi digital sebagai teknik pengolahan data dari input menjadi output. Semakin berkembangnya teknik modulasi digital mendorong perkembangan media transmisi dalam dunia pertelekomunikasian. Media transmisi yang biasa digunakan dalam telekomunikasi adalah kabel tembaga, tetapi untuk saat ini telah ditemukan media tansmisi yang baru yaitu udara (wireless). Media ini dapat menjangkau daerah yang luas dan memungkinkan pengirim dan penerima dapat berkomunikasi. Selain itu, tidak perlu dilakukan pemasangan kabel yang begitu banyak (seperti media kabel tembaga) untuk hubungan antara pengirim dan penerima.

Sistem monitoring ruangan menggunakan kamera memiliki keungulan dibandingkan dilakukan oleh manusia. Kamera memiliki kemampuan untuk mengawasi ruangan dan bekerja setiap saat sedangkan manusia tidak demikian karena manusia mempunyai keterbatasan fisik. Sistem monitoring ruangan dengan kamera dapat menggunakan media transmisi yaitu wireless. Dengan media tersebut kamera dapat disimpan secara jarak jauh dari komputer tanpa menggunakan kabel.

Sinyal informasi yang dikirimkan dari kamera berupa format digital, agar proses pengiriman informasi yang berasal dari kamera ke komputer dapat berhasil maka dibutuhkan suatu device yang mampu memproses sinyal digital. Modulator dan demodulator 8 PSK merupakan suatu deviceyang dapat memproses sinyal informasi yang berupa format digital. Faktor inilah yang menjadi acuan digunakannya modulator dan demodulator 8 PSK dalam pengiriman informasi dari kamera ke komputer.

Metode pengiriman data digital secara umum dibagi menjadi dua cara, yaitu pengiriman data secara paralel dan pengiriman data secara serial. Pada pengiriman data secara serial data dikirim satu persatu. Sedangkan pada pengiriman data secara pararel data dikirimkan secara bersama-sama. Proses pengiriman data secara serial mempunyai keunggulan dibandingkan dengan pengiriman data secara paralel karena lebih menghemat jalur data. Pengiriman data secara serial membutuhkan satu jalur data sedangkan pengiriman data secara paralel membutuhkan lebih dari satu jalur data. Jalur data yang digunakan dapat menggunakan berbagai macam media, misalnya media udara.

Pengiriman data secara serial melalui media udara dapat menggunakan gelombang radio frekuensi sebagai pembawa data. Pengiriman data menggunakan gelombang radio frekuensi, yaitu data yang dikirimkan ditumpangkan pada gelombang carrier dan dipancarkan di udara oleh pemancar. Pada bagian penerima, gelombang carrier yang mengandung data ditangkap dan dipisahkan dari data melalui proses demodulasi sinyal. Untuk dapat menghasilkan sinyal yang merambat bebas di udara,

menggunakan alat khusus yang dinamakan antena pemancar. Sedangkan untuk mendapatkan sinyal yang merambat di udara menggunakan antena penerima.

1.2 Tujuan

Berdasarkan latar belakang diatas, tujuan penelitian tugas akhir ini sebagai berikut.

1. Memahami modulator dan demodulator 8 Phase Shift Keying(PSK).

2. Merancang sistem monitoring ruangan berbasis wireless menggunakan modulator dan demodulator 8 PSK.

1.3 Rumusan Masalah

Permasalahan yang paling utama dari tugas akhir ini adalah pembuatan modulator dan demodulator 8 PSK yang kemudian diaplikasikan ke dalam sistem monitoring ruangan dengan media transmisi berupa wireless. Gambar yang dikirimkan dari kamera dapat ditampilkan di komputer menggunakan sebuah software kemudian gambar tersebut dapat disimpan di dalam komputer. Secara teori bahwa pengiriman data secara wirelessbanyak mengalami gangguan (noise).

1.4 Batasan Masalah

Dalam penelitian tugas akhir ini terdapat batasan masalah, diantaranya.

1. Modulator dan demodulator yang dirancang adalah 8 PSK.

3. Data yang dikirimkan dari kamera berupa gambar.

4. Gambar yang ditampilkan di komputer menggunakan software.

5. Software yang digunakan tidak dirancang melainkan menggunakan software yang sudah jadi.

6. Format gambar yang disimpan di komputer berupa foto dan video.

7. Sistem diuji dengan jarak yang tetap atau tidak dirubah-ubah.

8. Radio Frequency tidak dirancang sendiri tetapi menggunakan yang sudah ada dipasaran.

1.5 Metoda Penelitian

Untuk mempermudah pembacaan dari hasil laporan tugas akhir ini, penulis menyertakan gambar-gambar, tabel serta lampiran yang berkaitan dengan bahan penulisan laporan.

Tahapan-tahapan penelitian yang akan ditempuh dalam menyelesaikan tugas akhir ini diantaranya adalah.

a. Tinjauan pustaka

Pencarian dan pengumpulan literatur-literatur dan kajian-kajian yang berkaitan dengan masalah-masalah yang ada pada tugas akhir ini, baik berupa artikel, buku referensi, internet, dan sumber-sumber lain yang berkaitan dengan sistem komunikasi digital.

b. Perancangan sistem

Pada tahap ini akan dilakukan perancangan sistem dan ditampilkan dalam bentuk blok diagram.

c. Pembuatan sistem

Pada tahap ini akan dilakukan pembuatan sistem sesuai dengan model yang telah dirancang dalam blok diagram.

d. Pengujian sistem

 Pengujian sistem dilakukan dengan cara mengukur keluaran sinyal dari setiap blok rangkaian menggunakan osiloskop.

 Mencoba sistem monitoring ruangan dengan cara menampilkan hasilnya di komputer

e. Analisa

Sistem yang sudah dibangun kemudian diuji, sesudah proses pengujian berlangsung maka dilakukan analisa.

1.6 Sistematika Pembahasan

Untuk memudahkan dalam pembahasan tugas akhir ini, maka penyusun membuat sistematika penulisan yang meliputi lima bab pembahasan, yaitu:

BAB I : PENDAHULUAN

Bagian ini berisi Latar Belakang, Tujuan, Rumusan Masalah, Batasan Masalah, dan Sistematika Pembahasan.

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini membahas teori dasar sistem monitoring ruangan, modulasi digital, perkembangan wireless, Radio Frequency FM dan komunikasi serial.

BABIII : PERANCANGAN SISTEM

Berisi tentang perancangan dan pembuatan dari seluruh elemen dari sistem monitoring ruangan berbasis wireless yang berupa blok diagram perangkat keras (hadware) dan tampilan perangkat lunak (software).

BAB IV : PENGUJIAN dan ANALISA SISTEM

Berisi tentang hasil pengujian dan analisa dari sistem yang sudah dirancang.

BAB V : PENUTUP

Berisi kesimpulan dari analisa sistem, sesuai dengan data yang dihasilkan melalui pengujian dan saran-saran untuk penyempurnaan pembuatan sistem monitoring berbasis wirelessini.

BAB II

DASAR TEORI

Dasar teori yang mendukung untuk tugas akhir ini adalah teori tentang device atau komponen yang digunakan, antara lain teori tentang:

1. Sistem Monitoring Ruangan 2. Modulasi Digital

3. Perkembangan wireless 4. Radio Frequency FM 5. Komunikasi Serial

2.1 Sistem Monitoring Ruangan

Teknologi kamera yang banyak digunakan untuk implementasi sistem monitoring ruangan adalah kamera Closed Circuit Television (CCTV). Kamera tersebut dapat memantau berbagai sisi atau sudut ruangan yang diinginkan. Pergerakan kamera tersebut dikontrol oleh sebuah pengontrol yang dihubungkan ke kamera, secara otomatis kamera tersebut akan bergerak sesuai pengaturan dipengontrol.

Sistem televisi terdiri atas pemancar, jalur transmisi dan penerima. Pada pemancar, sumber informasi gambar dan suara diolah menjadi sinyal listrik untuk diumpankan ke jalur transmisi. Pada penerima, sinyal listrik yang diperoleh dari jalur transmisi diubah kembali menjadi informasi gambar dan suara seperti semula.

Bayangan cahaya suatu gambar dapat diubah menjadi sinyal video dengan menggunakan tabung kamera. Tabung kamera ini merupakan tabung sinar katoda (CRT) yang berisi sensor photo-elektrik dan penembak elektron. Kamera akan menghasilkan sinyal video yang berupa sinyal listrik yang berisi informasi gambar sesuai dengan intensitas cahaya yang diterima dari obyek.

Secara prinsip pemancar televisi sama seperti pemancar radio, pada pemancar televisi sinyal informasi yang dipancarkan berupa sinyal gambar (video) dan suara (audio) mengunakan antena. Sedangkan pada pemancar radio sinyal informasi yang dipancarkan berupa sinyal suara (audio).

Bagian antena pada penerima menangkap sinyal yang dikirim pemancar dalam bentuk sinyal Radio Frequency(RF) yang sudah dimodulasi dengan sinyal video dan audio. Sinyal dikuatkan dan kemudian dideteksi untuk mendapatkan kembali sinyal video dan audio. Sinyal video diumpankan ke tabung gambar untuk membentuk gambar dan sinyal audio diumpankan ke penyaring suara (loud-speaker).

Pada sistem CCTV, sinyal video yang berasal dari tabung kamera langsung dihubungkan ke berbagai monitor penerima dengan menggunakan kabel. Pemancar dalam CCTV bisa berupa kamera atau Video Tape Recorder(VTR). Jadi sinyal yang ditransmisikan ke penerima adalah sinyal video dan audio. Dalam hal ini tidak ada sinyal RF sebagai gelombang pembawa seperti halnya dalam broadcasting.

Untuk menerima atau memonitor siaran CCTV bisa digunakan pesawat penerima televisi biasa. Apabila ada lebih dari satu monitor yang digunakan, maka

masing-masing monitor dihubungkan secara paralel ke pemancar (kamera). Karena sinyal video ditransmisikan melalui kabel, maka kerugian daya saluran transmisi akan cukup berarti apabila kabel yang digunakan makin panjang atau jumlah monitor makin banyak.

Perbedaan CCTV dengan Cable Television (CATV) yaitu dalam bentuk pengiriman sinyal yang dikirimkan. Pada sistem CATV pengirimannya berupa sinyal RF termodulasi sedangkan pada CCTV menggunakan kabel. Pada umumnya sistem penyiaran menggunakan kabel dihubungkan langsung dari kamera di tempat suatu kegiatan ke pesawat penerima TV di tempat lain sehingga sistem ini disebut dengan CCTV. Apabila monitor yang digunakan sebagai penerima jumlahnya banyak dan jarak antara penerima dengan sumber gambar cukup jauh, maka biaya yang dikeluarkan untuk pengadaan kabel sangat besar. Sehingga penggunaan sistem CCTV ini lebih efektif apabila digunakan dalam satu gedung yang terdiri atas beberapa ruangan. Sedangkan untuk suatu lingkungan kampus yang terdiri atas beberapa gedung yang terpisah hal ini kurang efektif.

Oleh karena itu kemudian dikembangkan sistem broadcasting yang menggunakan pemancar TV. Antara sumber gambar di pemancar dengan penerima tidak dihubungkan oleh kabel tetapi menggunakan media udara yang dapat menjangkau wilayah yang luas, sehingga tidak ada masalah pembiayaan yang berkaitan dengan jarak dan pengadaan kabel. Agar siaran dapat diterima di tempat yang jauh, maka daya pancar perlu diperbesar.

2.2 Modulasi Digital

Dalam memenuhi kebutuhan transmisi sinyal, maka dibutuhkan suatu proses modulasi atau penumpangan sinyal data yang berbentuk biner pada suatu gelombang pembawa (carrier). Pemilihan jenis modulasi yang digunakan ditentukan oleh penerapan yang diinginkan, termasuk juga karakteristik kanal yang digunakan seperti bandwidth yang tersedia dan kerentanan (susceptibility) kanal terhadap perubahan (fading).

Teknik modulasi yang digunakan dapat menggunakan teknik modulasi digital diantaranya, teknik modulasiAmplitude Shift Keying (ASK), Frequency Shift keying (FSK), Phase Shift Keying(PSK) dan lain sebagainya.

2.2.1 Amplitude Shift Keying (ASK)

Pada teknik modulasi ASK data digital yang ditumpangkan direpresentasikan dengan cara mengubah-ubah amplitudo gelombang pembawa. Secara matematis sinyal termodulasi ASK dapat dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut:

( ) = cos ( + ∅ ) 0 ≤ ≤ = 1,2, … , , (2.1)

Sinyal ASK mentransmisikan data biner ketika data modulasi ONadalah logika high dan OFF ketika modulasi sinyal adalah logika low. Sering juga disebut dengan modulasi On-Off Keying (OOK). Berikut adalah gambar blok diagram modulator ASK.

( ) = cos 2

Gambar 2.1Blok Diagram Modulator ASK

Dalam modulasi ASK, amplitudo carrier tersaklar ON dan OFF sesuai dengan kecepatan sinyal pemodulasi. Sinyal direpresentasikan dalam dua kondisi perubahan amplitudo gelombang pembawa, yaitu logika “1” dan “0”. Logika “1” direpresentasikan dengan status “ON” (ada gelombang pembawa) sedangkan logika “0” direpresentasikan dengan status “OFF” (tidak ada gelombang pembawa).

Dari dua kondisi tersebut, maka didapatkan sebuah sinyal yang termodulasi ASK. Berikut adalah gambar hubungan sinyal digital dengan sinyal termodulasi ASK.

Gambar 2.2Hubungan Sinyal Digital dan Sinyal Modulasi ASK

2.2.2 Frequency Shift Keying(FSK)

Teknik modulasi FSK yaitu menggunakan frekuensi yang berbeda untuk bit 1 dan 0. Hasil modulasi sinyal FSK didapatkan dengan cara menjumlahkan 2 frekuensi yang

cos 2

berbeda yang berasal dari frekuensi carrier dan data, secara matematis hal tersebut dapat ditunjukkan pada persamaan berikut:

( ) = cos[2 + 2 ∫ ( ) ] (2.2)

Dari persamaan 2.2 maka modulator FSK dapat direalisasikan ke dalam blok diagram sebagai sebagai berikut.

Gambar 2.3Blok Diagram Modulator FSK

Gambar 2.3di atas menunjukan blok diagram modulator FSK. Pada modulasi FSK frekuensi carrierdigeser oleh input data yang berupa data biner. Ketika sinyal input biner berubah dari logika 0 ke 1 atau sebaliknya, maka output FSK bergeser antara dua frekuensi (frekuensi mark dan space). Output modulasi FSK akan mengalami perubahan frekuensi untuk setiap terjadinya perubahan kondisi logika dari sinyal input data. Sehingga kecepatan perubahan output modulasi FSK akan sama dengan kecepatan perubahan data pada input. Berikut adalah gambar hubungan sinyal digital dengan sinyal termodulasi FSK.

Gambar 2.4Hubungan Sinyal Digital dan Sinyal Modulasi FSK

2.2.3 Phase Shift Keying (PSK)

Secara matematis sinyal PSK dapat dinyatakan pada persamaan sebagai berikut:

( ) = cos 2 + ( ) (2.3)

Pada sistem modulasi PSK, fasa gelombang pembawa berubah-ubah sesuai dengan sinyal data pemodulasinya. Dengan demikian pada teknik modulasi PSK data yang dibawa direpresentasikan dengan perubahan fasa gelombang pembawa sehingga frekuensi gelombang pembawa akan konstan tetapi fasanya akan sebanding dengan sinyal pemodulasinya. Gambar berikut adalah sinyal termodulasi PSK.

Gambar 2.5Sinyal Modulasi PSK

2.2.3.1 Binary Phase Shift Keying (BPSK)

( ) = cos [2 + ∆ ( )] (2.4)

Dalam modulasi BPSK, mempunyai dua outputfasa yang berbeda. Satu fasa output (00 misalnya) mewakili suatu logika 1 dan yang lainnya (misalnya 1800) logika 0. Sesuai dengan perubahan keadaan sinyal input digital, fasa pada output gelombang pembawa bergeser diantara dua sudut yang keduanya terpisah 1800.

Balance Modulator

Band Pass Filter

Osilator

Output BPSK Data

Digital

Gambar 2.6Blok Diagram Modulator BPSK

PadaGambar 2.6 di atas Balanced modulator bekerja seperti switch pembalik fasa dan output dari modulator PSK tergantung dari kondisi logika pada input data sedangkan gelombang pembawa yang dikirim ke output pada kondisi fasa 00 atau bergeser 1800dengan gelombang pembawa sebagai referensi. Outputdari modulator BPSK menghasilkan sinyal yang termodulasi. Berikut adalah gambar hubungan sinyal digital dengan sinyal termodulasi BPSK.

+ sin

-+

-1 0

Modulasi BPSK memiliki dua posisi beda fasa yang masing-masing sebesar 1800 dengan 1 bit setiap simbol, diantaranya 0 dan 1. Berikut adalah tabel kebenaran modulasi BPSK.

Tabel 2.1Tabel Kebenaran Modulasi BPSK Input biner Output fasa

logika 0 1800

logika 1 00

Berdasarkan tabel kebenaran BPSK, modulasi BPSK mempunyai dua masukan data biner, yaitu logika ‘1’ dan ‘0’. Sehingga keluaran dari modulasi BPSK itu sendiri menghasilkan dua fasa yang berbeda, yaitu 1800dan 00. Apabila keluaran dari BPSK digambarkan dalam diagram konstelasi, maka terlihat seperti pada gambar sebagai berikut.

sin 2.2.3.2 Quadrature Phase Shift Keying (QPSK)

Sesuai dengan M-ary codinguntuk modulasi QPSK jumlah n yang digunakan adalah n=2 sehingga menghasilkan beda fasa sebanyak empat atau M=4.

Persamaan yang digunakan dalam modulasi QPSK adalah sebagai berikut:

= ( ) − ( ) (2.5)

dimana, ( ) = ( ) dan ( ) = ( )(− )

Dari persamaan di atas bahwa sinyal QPSK diperoleh dengan menjumlahkan dua buah sinyal bermodulasi double side band suppressed carrier, yaitu dan ( )dan ( ), dengan gelombang pembawa yang berbeda fasa 90 yaitu cos dan sin . Berikut adalah gambar blok diagram modulator QPSK.

Gambar 2.9Blok Diagram Modulator QPSK

Modulasi QPSK memiliki empat posisi beda fasa yang masing-masing sebesar 900 dengan 2 bit setiap simbol, diantaranya 00, 01, 10 dan11. Berikut adalah tabel kebenaran modulasi QPSK.

00 01

10

11

Tabel 2.2 Tabel Kebenaran Modulasi QPSK

Berdasarkan tabel kebenaran QPSK, modulasi QPSK mempunyai empat masukan data biner, yaitu 00, 01, 10 dan 11. Sehingga keluaran dari modulasi QPSK itu sendiri menghasilkan empat fasa yang berbeda, yaitu 00, 900, 1800dan 2700. Keluaran dari QPSK digambarkan dalam diagram kontelasi, maka terlihat seperti pada gambar sebagai berikut.

Gambar 2.10Diagram Konstelasi QPSK

2.2.3.3 8Phase Shift Keying (8 PSK)

Sesuai dengan M-ary coding untuk modulasi 8 PSK jumlah n yang digunakan adalah n=3 sehingga menghasilkan beda fasa sebanyak delapan atau M=8. Berikut adalah gambar blok diagram modulator 8 PSK.

Inputbiner Outputfasa

00 00

01 900

10 1800

Gambar 2.11Blok Diagram Modulator 8 PSK

Modulasi 8 PSK memiliki delapan posisi beda fasa yang masing-masing sebesar 450 dengan 3 bit setiap simbol, diantaranya 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 dan 111. Berikut adalah tabel kebenaran modulasi 8 PSK.

Tabel 2.3 Tabel Kebenaran Modulasi 8 PSK Input biner Output fasa

000 00

001 450

010 900

011 1350

8 Phase Switching

Network

Balance x Modulator x

C B A Osilator Clock Counter ÷ N Sinyal Termodulasi fc f1 f2

Q2 Q1 Q0 L Control  Register

D

Input Digital

000 010

100

110

001 011

101 111

Berdasarkan tabel kebenaran 8 PSK, modulasi 8 PSK mempunyai delapan masukan data biner, yaitu 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 dan 111. Sehingga keluaran dari modulasi 8 PSK itu sendiri menghasilkan delapan fasa yang berbeda, yaitu 00, 450, 900, 1350, 1800, 2250, 2700dan 3150. Keluaran modulasi 8 PSK digambarkan dalam diagram konstelasi, maka terlihat sebagai berikut.

Gambar 2.12Diagram Konstelasi 8 PSK

2.3 Perkembangan Wireless

Sejarah perkembangan wireless meliputi berbagai jenis dan spesifikasi yang berkembang. Generasi pertama yang mucul adalah teknologi yang disebut Advanced Mobile Phone Service (AMPS). Teknologi ini dikenal dengan nama pelayanan selular

100 1800

101 2250

110 2700

karena konfigurasi antenanya. Meskipun AMPS berbentuk mirip seperti sarang lebah, sel ini dapat mengurangi pemakaian energi, meningkatkan akses, menggunakan kembali frekuensi yang dibatasi bandwith. Namun demikian, teknologi ini masih memiliki kelemahan karena tidak mengantisipasi secara dinamis penggunaan teknologi ini di pasar, sehingga konsumen sering kali mendapatkan sinyal yang sibuk.

Sebagai perbaikan dari AMPS, maka munculah teknologi baru yaitu Multiple Access Technology yang dikenal dengan Frequency Division Multiple Access (FDMA). FDMA merupakan teknik multi akses dimana terdapat alokasi frekuensi yang spesifik. Pada FDMA frekuensi yang digunakan dapat dengan mudah didefinisikan, tetapi penggunaan frekuensi tersebut belum cukup optimal. Akibatnya muncul kembali teknologi baru yang berusaha untuk menutupi kekurangan tersebut yaitu Time Division Multiple Access (TDMA) untuk penggunaan frekuensi yang lebih besar.

TDMA memanfaatkan frekuensi tertentu yang dibagi ke beberapa pengguna sekaligus. Dengan demikian terjadi efisiensi penggunaan frekuensi yang ada. Proses pembagian kanal diantara para pengguna dilakukan dengan cara pembagian slot waktu kepada masing-masing pengguna. Metode ini sama dengan metode yang terdapat pada Time Diivision Multiplexingyang digunakan dalam jaringan kabel.

Teknologi generasi selanjutnya adalah Mobile Switching Center (MSC). MSC digunakan dalam jaringan telepon seluler, dimana MSC memberikan kontrol sistem bagi Mobile Base Station(MBS) dan hubungan kembali dengan PSTN. MBS sendiri

merupakan penghubung antara mobile unit kepada MSC. Jadi MBS dapat dikatakan sebagai sebuah transmitter yang mencari letak MSC terdekat untuk meneruskan frekuensi yang diterima dari mobile unit. Teknologi MSC memiliki landline yang sama dengan Central Office(CO), kecuali antar pengguna dengan komponen wireless jaringan. Karena fungsinya yang rumit, maka MSC dilengkapi dengan HLR (Home Location Register) sebagai penyimpan data dan informasi mengenai pelanggan yang tersimpan secara permanen tanpa tergantung pada posisi pelanggan.

Pada era sekarang terdapat 3G dan 3.5G, maka di masa mendatang diperkirakan akan terdapat suatu teknologi jaringan baru yang disebut 4G. 4G merupakan teknologi yang menawarkan streaming video dengan kualitas yang tinggi dan daya tampung data yang lebih besar dibandingkan dengan 3G. Selain itu, 4G juga memberikan fasilitas penerimaan Software Defined Radio (SDR), Orthogonal Freqiency Division Multiplexing(OFDM), dan Multiple Input Multiple Output(MIMO) yang semuanya menggunakan transmisi data berkecepatan tinggi. Namun, terdapat kekurangan pada 4G, dimana belum semua orang bisa memanfaatkan teknologi tersebut karena sifatnya yang masih terbatas dan tarifnya yang mahal.

2.4 Radio FrequencyFM

Untuk dapat mengirimkan data melalui udara diperlukan suatu device yang dapat melakukan proses penumpangan data digital kepada gelombang pembawa (carrier). Radio Frequency FM data transceiver adalah sebuah deviceyang dapat mengirimkan data melalui media udara (wireless). Device tersebut dapat melakukan proses

penumpangan data digital terhadap gelombang pembawa dengan frekuensi yang lebih tinggi untuk kemudian dipancarkan ke udara oleh pemancar. Pada bagian penerima, gelombang pembawa yang mengandung data digital diterima oleh Radio Frequency FM dibagian penerima.

Pada pengiriman informasi, sistem FM banyak digunakan dibandingkan dengan sistem AM. Jika dibandingkan dengan sistem AM, maka FM memiliki beberapa keunggulan diantaranya.

1. Lebih tahan noise

Frekuensi yang dialokasikan untuk siaran FM berada pada range frekuensi 88 MHz – 108 MHz, dimana pada wilayah frekuensi ini secara relatif bebas dari gangguan baik dari atmosfirmaupun interferensiyang tidak diharapkan. Jangkauan dari sistem modulasi ini tidak jauh jika dibandingkan pada sistem modulasi AM dimana panjang gelombangnya lebih panjang. Sehingga noise yang diakibatkan oleh penurunan level daya hampir tidak berpengaruh karena dipancarkan secara Line Of Sight(LOS).

2. Bandwidth yang lebar

Lebar (band) FM terletak pada bagian VHF (Very High Frequency) dari spektrum frekuensi dimana tersedia bandwidth yang lebih lebar dari pada band siaran AM dengan panjang gelombang medium (MW = Medium

Wave). Bandwidth yang lebar pada saluran FM juga memungkinkan untuk memuat dua saluran yaitu data atau audio.

2.5 Komunikasi Serial

Komunikasi data serial sangat berbeda dengan format pemindahan data pararel. Disini, pengiriman bit-bit tidak dilakukan sekaligus melalui saluran pararel, tetapi setiap bit dikirimkan satu persatu melalui saluran tunggal (perhatikan Gambar 2.13). Dalam pengiriman data secara serial harus ada sinkronisasi atau penyesuaian antara pengirim dan penerima agar data yang dikirimkan dapat diterima dengan tepat dan benar oleh penerima. Salah satu mode transmisi dalam komunikasi serial adalah mode asynchronous. Transmisi serial mode ini digunakan apabila pengiriman data satu karakter tiap pengiriman. Antara satu karakter dengan yang lainnya tidak ada waktu antara yang tetap. Karakter dapat dikirimkan sekaligus ataupun beberapa karakter kemudian berhenti untuk waktu yang tidak tentu, kemudian dikirimkan sisanya. Dengan demikian bit-bit data ini dikirimkan dengan periode yang acak sehingga pada sisi penerima data akan diterima kapan saja. Adapun sinkronisasi yang terjadi pada mode transmisi ini adalah dengan memberikan bit-bit penanda awal dari data dan penanda akhir dari data pada sisi pengirim maupun penerima. Berikut adalah format pengiriman secara serial.

Format data komunikasi serial terdiri dari parameter-parameter yang dipakai untuk menentukan bentuk data serial yang dikomunikasikan, dimana elemen-elemennya terdiri dari.

1. Kecepatan data per bit (baud rate).

2. Jumlah bit data pekarakter (data length).

BAB III

PERANCANGAN SISTEM

Sistem monitoring ini terdiri dari perangkat keras (hadware) dan perangkat lunak (software). Perangkat keras terdiri dari bagian blok pengirim (transmitter) dan blok penerima (receiver). Sedangkan perangkat lunak adalah suatu program sudah jadi yang di install di komputer yang bertugas untuk menampilkan dan menyimpan informasi yang dikirimkan dari kamera.

3.1 Perangkat Keras (Hadware)

Dalam perancangan perangkat keras ini terdiri dari beberapa bagian, berikut ini adalah diagram alur pengiriman informasi dari sistem alat yang dirancang.

RF Pengirim

RF Penerima Wireless

Modulator 8 PSK

Demodulator 8 PSK USB TV

Transmitter Receiver

Komputer Kamera

Gambar 3.1Blok Diagram Alur Pengiriman Data dari Kamera ke Komputer

Blok perancangan sistem ini terdiri dari blok diagram Transmitter (TX) dan blok diagramReceiver(RX). Tx berada pada bagian sistem pengirim sedangkan Rx berada pada bagian sistem penerima. Sistem pengirim dan penerima ini dapat melakukan

pengiriman dan penerimaan data yang berupa gambar yang berasal dari sebuah kamera dan hasil gambar tersebut dapat disimpan dan ditampilkan di komputer.

3.1.1 Transmitter(TX)

Blok diagram transmitter ini terdiri dari beberapa blok yang terdiri dari kamera, modulator 8 PSK dan Radio Frequency (RF) FM, sebagaimana ditunjukkan pada

Gambar 3.2.

Gambar 3.2Blok Diagram Transmitter

1. Kamera

Kamera digunakan sebagai interface yang dapat menangkap objek gambar. Output

dari kamera dihubungkan dengan input modulator sehingga terjadi koneksi antara kamera dengan modulator. Sesudah terjadi koneksi, maka gambar yang ditangkap oleh kamera dikirimkan ke rangkaian modulator 8 PSK sebelum dipancarkan menggunakan RF FM.

2. Modulator 8 PSK

Pada perancangan sistem monitoring ini modulator digunakan sebagai device yang dapat melakukan proses modulasi sinyal. Gambar yang dikirimkan dari kamera ke

rangkaian modulator mengalami proses modulasi sinyal, dimana parameter gelombang pembawa (carrier) berubah sesuai dengan sinyal informasi atau gambar.

Teknik modulasi yang digunakan dalam perancangan sistem ini, yaitu menggunakan modulasi 8 Phase Shift Keying (PSK). Masukannya berupa data Not Return Zero

(NRZ) yang berasal dari keluaran kamera dengan frekuensi 17 kHz dalam keadaan cahaya normal dan 85 kHz dalam kedaan cahaya terang dengan gelombang pembawa sebesar 500 KHz. Berikut adalah blok diagram modulator 8 PSK yang dirancang.

Gambar 3.3Blok Diagram Modulator 8 PSK

Osilator Clock Penggeser Fasa X0 X1 X2

X3 Balance X4 Modulator F X5

X6 X7

K3 K2 K1

Counter ÷ N Kamera Sinyal Termodulasi fc f1 f2

Q3 Q2 Q1

 Control L Register

D

Pengubah Level

Blok diagram modulator 8 PSK ini terdiri dari beberapa blok rangkaian, diantaranya rangkaian pengubah level, pengacak data, osilator 500 KHz, pembangkit sinyal kotak 200 kHz, pencacah (counter), penggeser fasa, control shift register, dan balance modulator.

a. Pengubah Level

Rangkaian pengubah level ini berfungsi mengubah data dari kamera yang berlevel

Return to Zero (RZ) ke level Not Return to Zero (NRZ) menggunakan prinsip

transistor transistor logic (TTL). Jenis rangkaian yang digunakan untuk mengubah level sinyal RZ ke level NRZ menggunakan transistor NPN yang bekerja sebagai penguatan commoncollector.Berikut adalah gambar rangkaian TTL yang dirancang.

Gambar 3.4Rangkaian Pengubah Level

Rangkaian pengubah level di atas mengisolasi masukan ke basis dan sebuah resistor yang dipasang secara pull-up ke collector. Sumber tegangan DC yang menjadi masukkan bagi kaki collector pada transistor berfungsi sebagai penentu nilai tegangan yang keluar pada output rangkaian pengubah level. Karena TTL bekerja

pada tegangan 5 volt, maka rangkaian pengubah level yang dirancang diberi sumber tegangan DC 5 volt.

b. Osilator 500 KHz

Rangkaian osilator ini digunakan untuk membangkitkan sinyal pembawa (carrier) yang berbentuk sinusoidal dengan frekuensi 500 KHz, yang dibangkitkan oleh IC pembangkit sinyal sinusoidal dengan tipe EXAR 2206. Berikut adalah gambar rangkaian osilator yang dirancang.

Gambar 3.5Rangkaian Osilator

Adapun spesifikasi osilator yang akan dirancang adalah sebagai berikut.

1. Frekuensi keluaran 500 KHz. 2. Adanya pengaturan amplitudo.

Pada rangkaian osilator, umumnya frekuensi keluaran ditentukan oleh elemen penentu frekuensi yang biasanya terdiri dari elemen R dan C. Akan tetapi frekuensi operasi maksimum dari rangkaian osilator yang menggunakan IC mempunyai batas maksimum yang sudah ditentukan dalam data sheet sehingga penentuan elemen R dan C tidak sembarang nilainya. Besarnya frekuensi yang dihasilkan dari rangkaian osilator ditentukan menggunakan persamaan sebagai berikut.

= (3.1)

c. Penggeser fasa (Phase Switching Network)

Untuk mencari sudut fasa dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut.

= 2 2 (derajat) (3.2)

Pada perancangan modulator 8 PSK menggunakan delapan nilai sudut fasa yang berbeda. Sudut fasa yang dirancang adalah sebagai berikut.

Tabel 3.1Sudut Fasa yang Dirancang

Sudut Fasa

0o 45o 90o 135o

180o 225o 270o 315o

Untuk merancang sudut 0o, 45o, 90o dan 135o menggunakan rangkaian sebagai berikut.

Gambar 3.6Rangkaian Penggeser Fasa

Pada rangkaian penggeser fasa di atas terdapat beberapa komponen yang menentukan besarnya nilai sudut yang diinginkan, yaitu kapasitor (Ca) dan resistor (Ra). Untuk

mempermudah perancangan rangkaian penggeser fasa ini, maka diantara komponen Ra dan Ca harus ditentukan salah satu. Agar mudah dalam melakukan pengaturan nilai sudut, maka komponen Ca ditentukan nilainya sedangkan nilai Ra dicari. Untuk mencari nilai Ra menggunakan persamaan sebagai berikut:

=

(⁄ ) (3.3)

Dari persamaan (3.6), maka diperoleh harga-harga komponen Ra untuk setiap nilai sudut fasa yang berbeda, seperti terlihat pada Tabel 3.2.

Tabel 3.2Nilai Komponen Ra untuk setiap Sudut Fasa

Frekuensi Carrier (kHz) Kapasitor (Ca) (nF) Sudut Fasa (derajat) Resistor (Ra) (ohm) 500 1

0o 0

45o 131,8 90o 318,5 125o 768,5

Untuk merancang sudut 180o, 225o, 270odan 315o menggunakan rangkaian sebagai berikut.

Gambar 3.7Rangkaian Penggeser Fasa 1800

Gambar 3.7 merupakan rangkaian inverting atau disebut rangkaian pembalik fasa. Rangkaian tersebut dapat mengeser fasa sebesar 1800 sehingga keluaran dari rangkaian inverting akan berlawanan fasa 1800 dengan masukannya. Sudut 180o, 225o, 270o dan 315o didapat dari masing-masing sudut fasa 0o, 45o, 90o dan 135o yang dijadikan masukan untuk rangkaian inverting. Penguatan tegangan dari rangkaian invertingterletak pada komponen Rf, dimana nilai Rf harus lebih besar dari

R. Penguatan tegangan pada rangkaian inverting dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut.

= − . (3.4)

d. Gelombang Kotak (Clock) 100 kHz

Gelombang kotak 100 kHz ini dirancang menggunakan rangkaian IC XAR 2209. IC tersebut dapat membangkitkan sinyal kotak sampai frekuensi 1 MHz. Berikut adalah gambar rangkaian gelombang kotak yang dirancang.

Gambar 3.8Rangkaian Gelombang Kotak

Output dari rangkaian gelombang kotak berasal dari pin 7 yang menghasilkan gelombang persegi (squarewave), sehingga keluarannya adalah bersifat open collector artinya harus dipasang resistor eksternal terhadap Vcc. Frekuensi yang dihasilkan dari rangkaian gelombang kotak dapat dicari dari timingkapasitor (C) dan

timingresistor (R) menggunakan persamaan sebagai berikut:

=

(3.5)

e. Pencacah (Counter)

Pada perancangan rangkaian pencacah ini menggunakan IC 7473 dengan komponen utamanya adalah flip-flop JK. IC 7473 mempunyai dua buah flip-flop JK didalamnya. Pada perancangan rangkaian pencacah ini menggunakan satu buah flip-flop JK,

karena gelombang kotak yang digunakan untuk mengontrol rangkaian shift register

membutuhkan dua nilai frekuensi, yaitu f1dan f2. Frekuensi f2 diambil dari keluaran

rangkaian pencacah, sedangkan frekuensi f1 diambil dari keluaran rangkaian

gelombang kotak. Berikut adalah blok skematik rangkaian pencacah.

Gambar 3.9Blok Skematik Rangkaian Pencacah

Berdasarkan perancangan pada Gambar 3.9 gelombang kotak menjadi masukan untuk rangkaian pencacah. Kemudian gelombang kotak tersebut dibagi menjadi setengah nilai frekeunsi dari frekuensi gelombang kotak. Pada saat J dan K bernilai ‘1’ (high), maka flip-flop berada dalam “toggle”, artinya keluaran Q akan berlawanan dengan keluaran sebelumnya. Ketika J dan K bernilai ‘0’ (low), maka flip-flop tidak memberikan tanggapan apapun sehingga keluaran Q tetap bertahan pada keadaan terakhirnya.

f. Control Shift Register

Rangkaian control shift register berfungsi untuk menyimpan data atau informasi. Pada perancangan ini menggunakan metode pengeluaran data secara paralel sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 3.10.

f1

Gambar 3.10Rangkaian Control Shift Register

Rangkaian control shift registerdi atas dibangun dari kombinasi dua buah IC, yaitu IC 7474 dan IC 7408. IC 7474 berfungsi sebagai penyimpan data sedangkan IC 7408 berfungsi sebagai kendali keluaran data. Gerbang AND memiliki masukan dari keluaran FF dan sinyal kendali keluaran. Keluaran dari gerbang AND ini merupakan data yang akan dikeluarkan dari register.

Ketika kendali keluaran bernilai “0”, maka gerbang AND akan memiliki keluaran “0”. Tetapi pada saat kendali keluaran bernilai “1”, maka isi register akan dikeluarkan secara bersamaan dan dapat di baca mulai dari K3, K2 dan K1. Dengan demikian

penambahan gerbang AND pada rangkaian control shift register berfungsi untuk mengatur kapan saatnya data yang tersimpan dalam register tersebut akan dikeluarkan. Data yang dikeluarkan dari rangkaian control shift register terjadi, jika kendali keluaran bernilai “1”.

g. Balance Modulator

Pada perancangan balance modulator ini menggunakan IC multiplekser. IC Multiplekser ini mempunyai sifat, yaitu mempunyai banyak masukan dan satu

keluaran sehingga IC multiplekser ini dapat digunakan sebagai pencampur sinyal atau

balance modulator. Berikut adalah blok skematik rangkaian balance modulator yang dirancang.

Gambar 3.11Blok Skematik Rangkaian Balance Modulator

Pada perancangan ini terdapat dua bagian masukan untuk rangkaian balance modulator, masukannya berasal dari rangkaian penggeser fasa dan pengendali keluaran (data yang mengalami pergeseran). Jumlah masukan untuk setiap bagian dapat ditentukan melalui 2n, dimana n menunjukkan jumlah saluran kendali (pengendali) sedangkan 2n menunjukkan jumlah saluran masukan (berasal dari penggeser fasa). Berikut adalah tabel kebenaran multiplekser.

Tabel 3.3Tabel Kebenaran Multiplekser

K3 K2 K1 F

1 X X X 0

0 0 0 0 X0

0 0 0 1 X1

0 0 1 1 X3

0 1 0 0 X4

0 1 0 1 X5

0 1 1 0 X6

0 1 1 1 X7

Berdasarkan tabel kebenaran multiplekser di atas, memegang peranan penting dalam mengeluarkan data. Jika E mewakili saluran , maka berdasarkan tabel kebenaran multiplekser keluaran F dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut.

= . . . . + . . . . + . . . . + . . . . +

. . . . + . . . . + . . . . + . . . . (3.6)

Ketika saluran = 1, maka keluaran bernilai ‘0’ sehingga keluaran dari rangkaian balance modulator tidak akan terjadi modulasi 8 PSK. Tetapi ketika saluran = 0, keluaran F diatur melalui pengontrol keluaran, yaitu K1, K2, dan

K3. Sehingga keluaran dari rangkaian balance modulator akan membentuk sinyal

modulasi 8 PSK.

3. Radio FrequencyFM di Pengirim

Radio Frequency digunakan sebagai device yang dapat memancarkan sebuah sinyal modulasi dibagian pengirim menggunakan jenis FM. Sinyal gambar yang sudah mengalami proses modulasi dibagian output modulator ditransmisikan melalui udara

menggunakan Radio Frequency FMsehingga sinyal modulasi tersebut dapat diterima oleh Radio Frequency FM dibagian penerima.

3.1.2 Receiver(RX)

Blok diagram receiver ini terdiri dari beberapa blok yang terdiri dari Radio Frequency FM, demodulator 8 PSK dan komputer sebagaimana ditunjukkan pada

Gambar 3.12.

Gambar 3.12Blok Diagram Receiver

1. Radio FrequencyFM di Penerima

Radio Frequency FMdigunakan sebagai deviceyang dapat menerima sebuah sinyal modulasi yang ditransmisikan melalui udara. Sinyal modulasi yang dipancarkan

Radio Frequency FM dibagian transmitter ke udara kemudian diterima oleh Radio Frequency FM dibagian receiver. Kemudian sinyal modulasi yang sudah diterima

Radio Frequency FM dibagian penerima disalurkan ke input demodulator untuk melalui proses selanjutnya sampai sinyal termodulasi tersebut menjadi sinyal informasi kembali.

2. Demodulator 8 PSK

Demodulator 8 PSK digunakan sebagai device yang dapat melakukan proses demodulasi sinyal yang termodulasi. Sinyal informasi yang menyatu dengan sinyal pembawa dipisahkan melalui proses demodulasi, sehingga outputdari demodulator 8 PSK berupa sinyal informasi. Berikut adalah blok diagram demodulator 8 PSK.

Gambar 3.13Blok Diagram Demodulator 8 PSK

Blok diagram demodulator 8 PSK di atas terdiri dari beberapa blok, diantaranya

serial to parallel, Osilator 500 kHz, balance demodulator, penggeser fasa 900, Low Pass Filter(LPF), parallel to serialdan komparator.

a. Serial to Parallel

Rangkaian serial to parallel ini dirancang menggunakan metode penyimpanan data secara seri atau berderet. Penyimpanan data secara seri dilakukan dengan cara

memasukan data per-bit. Flip-flop data yang mulai terisi data pertama kali, yaitu flip-flop data yang berada di kiri, kemudian data tersebut digeser per-bit ke kanan sampai flip-flop data yang berada di sebelah kanan terisi. Penggeseran data ini dikendalikan melalui sinyal clock. Dalam perancangan ini IC yang digunakan untuk rangkaian

serial to parallel adalah IC 7474. Berikut adalah rangkaian penyimpan data secara seri.

Gambar 3.14Rangkaian Penyimpan Data Secara Seri

Pada Gambar 3.14 keluaran flip-flop akan berubah sesuai dengan data yang dimasukkan. Ketika clock-nya mulai turun dan clock bernilai low proses ini dinamakan proses merekam data atau mengambil data. Sedangkan, ketika clock-nya mulai naik dan clock bernilai high proses ini dinamakan proses menahan data atau menyimpan data.

b. Osilator 500 KHz

Rangkaian osilator ini digunakan untuk membangkitkan sinyal carrier yang berbentuk sinusoidal dengan frekuensi 500 KHz. Perancangan rangkaian osilator ini

sama dengan perancangan rangkaian osilator yang ada di modulator 8 PSK (perhatikan Gambar 3.5).

Rangkaian osilator yang berada di demodulator 8 PSK ini berfungsi untuk mengurangi sinyal carrieryang berada pada sinyal termodulasi 8 PSK.

c. Balance Demodulator

Balance demodulatoryang dirancang ini menggunakan IC MC1496. Penguatan dari seluruh rangkaian balance demodulator ditentukan dari nilai R8 sedangkan R9

menentukan besar arus bias. Rangkaianbalance demodulatoryang dirancang adalah sebagai berikut.

Gambar 3.15Rangkaian Balance Demodulator

Rangkaian Balance Demodulator memiliki dua masukan sinyal, yaitu sinyal carrier

dan sinyal modulasi. Sinyal carrier menjadi masukan bagi balance demodulatordan memiliki nilai frekuensi yang sama besar dengan sinyal carrier yang berada pada

sinyal modulasi. Ketika kedua sinyal tersebut dimasukkan ke dalam rangkaian

balance demodulator, maka sinyal carrier tersebut hilang sehingga sinyal yang keluar dari rangkaian balance demodulator adalah sinyal informasi yang dikirimkan dari kamera.

d. Penggeser Fasa 900

Rangkaian pengeser fasa yang dirancang ini besarnya 900. Perancangan rangkaian penggeser fasa ini sama dengan perancangan rangkaian pengeser fasa yang ada di modulator 8 PSK (perhatikan Gambar 3.6)

Rangkaian penggeser fasa yang berada di demodulator 8 PSK ini berfungsi untuk menggeser sinyal carrier sebesar 900dengan osilator 500 kHz sebagai referensinya. Sinyal carrier yang digeser sebesar 900 menjadi masukan untuk salah satu balance demodulator.

e. Low Pass Filter(LPF)

Perancangan rangkaian LPF digunakan sesudah RF penerima dan balance demodulator. Rangkaian LPF ini bertujuan agar frekuensi rendah saja yang masuk sedangkan frekuensi tinggi tidak dapat masuk. Pada rangkaian LPF terjadi pembatasan frekuensi yang diteruskan dan ada juga yang ditahan serta terjadi perubahan fasa antara inputdan output. Frekuensi yang berada di bawah frekuensi cut off akan diteruskan masuk sedangkan frekuensi yang berada di atas frekuensi cut off

jumlah orde filter yang digunakan. Rangkaian LPF yang dirancang inyyi menggunakan filter jenis Butterworth dengan jumlah orde filter, yaitu dua atau disebut dengan filter gabungan (cascada).

Rangkaian LPF orde pertama ini menggunakan sebuah op-amp yang mempunyai konfigurasi non-inverting (tidak membalik sinyal input yang masuk) dengan masukannya yang berupa dua buah resistor dipasang secara seri dan satu buah kapasitor dipasang secara paralel dengan groundserta satu buah kapasitor berfungsi sebagai umpan balik. Sedangkan untuk penguatan gainditentukan dari besarnya nilai Rf1 dan Rf2. Berikut ini adalah gambar rangkaian LPF untuk orde pertama yang

dirancang.

Gambar 3.16Rangkaian LPF -40 dB

Pada perancangan rangkaian LPF -40 dB ini, nilai hambatan dicari menggunakan persamaan sebagai berikut.

Dengan cara, menentukan terlebih dahulu frekuensi cut-off yang besarnya 500 kHz dan kapasitor C3sebesar 1 nF yang berada pada rangkaian LPF orde dua. Untuk Rf1

besarnya adalah dua kali lipat dari R sedangkan untuk R1 dan R2 sama dengan R.

Kapasitor C1 besarnya, yaitu setengah dari kapasitor C3 sedangkan kapasitor C2

besarnya dua kali lipat dari kapasitor C3.

Perancangan rangkaian LPF orde dua ini, sama seperti rangkaian LPF orde pertama yang menggunakan sebuah op-ampyang mempunyai konfigurasi non-inverting (tidak membalik sinyal input yang masuk) dengan masukannya berupa satu buah resistor dan satu buah kapasitor dipasang secara paralel dengan ground. Sedangkan penguatan gainditentukan oleh Rf2. Berikut adalah gambar rangkaian LPF untuk orde

ke dua.

Gambar 3.17Rangkaian LPF -20 dB

Pada perancangan rangkaian LPF -20 dB ini, nilai hambatan dicari menggunakan persamaan (3.7) yang sama pada rangkaian LPF orde pertama. Rf2dan R3mempunyai

Dengan demikian dari hasil perancangan di atas diperoleh rangkaian lengkap LPF -60 dB yang merupakan penggabungan dari rangkaian LPF orde pertama dan kedua. Berikut ini adalah rangkaian keseluruhan LPF -60 dB.

+ -+ R1=R C2

Rf1=2R

R3=R C1 C3 +V -V +V -V R2=R

R_f2 = R

input Output

Gambar 3.18Rangkaian Kesuluruhan LPF -60 dB

f. Parallel to Serial

Rangkaian parallel to serial ini dirancang menggunakan rangkaian penjumlah, dan berfungsi sebagai rangkaian penjumlah ketiga sinyal, yaitu sinyal Q(t), I(t) dan C(t) yang masing-masing berasal dari balance demodulator 1 dan 2. Berikut adalah rangkaian serial to parallelyang dirancang.

Pada Gambar 3.19 sinyal C(t) merupakan penjumlahan antara sinyal Q(t) dan I(t). Kemudian sinyal C(t) dijumlahkan dengan sinyal Q(t) dan I(t) sehingga menghasilkan satu buah output sinyal yang dinamakan dengan data yang masih berbentuk sinyal sinusodial. Penjumlahan ketiga sinyal tersebut dirumuskan menggunakan persamaan sebagai berikut.

= − + + (3.8)

g. Komparator

Komparator merupakan rangkaian pengubah sinyal sinusoidal menjadi sinyal kotak, tegangan yang masuk ke rangkaian komparator dibandingkan dengan tegangan referensi yang ada di rangkaian komparator sehingga output sinyal pada rangkaian komparator berbentuk kotak. Berikut adalah rangkaian komparator yang dirancang.

Gambar 3.20Rangkaian Komparator

Pada rangkaian komparator, kapasitor dipasang pada input inverting pada IC op-amp yang berfungsi sebagai coupling (penghilang sinyal DC). Bercampurnya sinyal DC pada sinyal informasi dapat mengakibatkan timbulnya noise sehingga kualitas sinyal

informasi yang berasal dari kamera dapat berubah atau tidak sesuai dengan informasi yang dikirim.

Data yang diterima pada output demodulator 8 PSK ini kemudian dikirimkan ke komputer dengan cara menghubungkan outputdemodulator 8 PSK dengan komputer menggunakan sebuah converter yang dapat merubah bentuk output kabel RCA menjadi USB. Converter yang digunakan, yaitu TV USB karena TV USB mempunyai input video in untuk kamera dengan bentuk kabel jack RCA dan output

USB sehingga TV USB ini dapat dihubungkan ke komputer. Berikut adalah TV USB yang digunakan untuk menghubungkan demodulator 8 PSK dengan komputer.

Gambar 3.21TV USB

Untuk dapat terhubung secara hadware antara rangkaian demodulator 8 PSK dengan komputer yaitu menggunakan software TV USB. Software ini berfungsi terjadinya sinkronisasi antara komputer dengan TV USB sehingga komputer dapat mengenali dan membaca TV USB ketika dimasukkan ke dalam komputer.

3. Komputer

Komputer merupakan interface yang berfungsi sebagai penyimpan driver software

kamera. Driver kamera ini digunakan agar komunikasi antara komputer dengan rangkaian demodulator terjadi synchronisasi. Sesudah terjadinyasynchronisasi, maka gambar yang ditangkap menggunakan kamera dapat ditampilkan dan disimpan di komputer.

3.2 Perangkat Lunak (Software)

Perangkat lunak yang digunakan dalam merancang sistem monitoring ruangan ini menggunakan dua buah perangkat lunak. Pertama software untuk menampilkan gambar di komputer menggunakan “CAM WIZARD”. Kedua software untuk menampilkan bentuk sinyal selama proses pengiriman gambar mulai dari kamera sampai ke komputer menggunakan “Capture Oscilloscope”.

3.2.1 CAM WIZARD

Software ini mempunyai banyak aplikasi diantaranya dapat menampilkan dan menyimpan gambar di komputer secara manual maupun otomatis.

Gambar yang disimpan secara manual di komputer yaitu video. Sebelum merekam video ada pengaturan terlebih dahulu pada software CAM WIZARD. Sesudah dilakukan pengaturan di software, maka proses perekaman gambar dapat dimulai dengan cara menghidupkan simbol Record Video. Gambar yang ditangkap menggunakan kamera ditampilkan dan disimpan di komputer dengan format video.

Gambar yang disimpan secara otomatis di komputer yaitu foto. Foto tersebut merupakan hasil dari pengambilan gambar yang dilakukan oleh software CAM WIZARD secara otomatis dengan cara memberikan batas area terlebih dahulu untuk daerah kerja kamera pada software CAM WIZARD. Ketika ada gerakan yang melewati batas area tersebut, maka software CAM WIZARDakan mengambil gambar secara otomatis dan menyimpannya di komputer. Berikut adalah tampilan software CAM WIZARD yang diinstal di komputer dan digunakan sebagai sistem monitoring ruangan.

3.2.2 Capture Osilloscope

Capture Osilloscope merupakan software bawaan dari osiloskop digital tipe GDS-810.Software ini digunakan untuk melihat proses pengiriman sinyal gambar, mulai dari outputkamera sampai gambar tersebut dapat tampil di komputer. Berikut adalah tampilan softwareosiloskop tipe GDS-10.

Gambar 3.23Tampilan Software Osiloskop

Software “Capture Oscilloscope” diinstal di komputer. Kemudian komputer dengan osiloskop dihubungkan menggunakan kabel serial atau DB9. Berikut adalah kabel DB9 yang dirancang.

Sesudah terjadi koneksi dan sinkronisasi, maka gambar sinyal, volt serta time yang tampil di osiloskop dapat diambil langsung menggunakan software “Capture Oscilloscope” di komputer. Hasil pengambilan gambar tersebut dapat diprint

BAB IV

PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM

Bab ini membahas pengujian alat yang dibuat, kemudian hasil pengujian tersebut dianalisa.

4.1 Pengujian

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui keberhasilan dan kekurangan dari alat yang dibuat. Pengujian yang akan dilakukan pada penelitian ini adalah sebagai berikut.

1. Pengujian blok rangkaian.

2. Pengujian keseluruhan sistem.

4.1.1 Pengujian Blok Rangkaian

Pengujian blok rangkaian ini dilakukan pada masing-masing blok rangkaian dari

transmitter dan receiver. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui perubahan

frekuensi, amplitudo dan bentuk sinyal setiap blok rangkaian sesuai perubahan input

data dari function generator.

 Pengujian pada BagianTransmitter

Pengujian pada bagian transmitter, meliputi semua blok rangkaian yang ada dibagian

sinyal data termodulasi dan dipancarkan ke udara menggunakan Radio Frequency

FM. Berikut adalah pengujian blok rangkaian pada bagian transmitter.

a. Osilator

Berdasarkan pengujian rangkaian osilator yang dirancang, sinyal yang dihasilkan adalah sebagai berikut.

Gambar 4.1 Sinyal Osilator

Sinyal osilator pada Gambar 4.1memiliki nilai frekuensi 500 kHz dan amplitudo 3

Vpp. Berdasarkan hasil pengujian dengan perancangan, frekuensi yang didapatkan adalah sama. Berikut adalah perancangan osilator menggunakan persamaan 3.1.

=_{2. 10 . 10}1 = 500

Sinyal osilator ini mempunyai kualitas yang baik (tidak cacat). Berdasarkan tingkat standarisasi perancangan sebuah osilator, osilator ini mempunyai kualitas yang baik

dimana nilai frekuensi dan amplitudonya besar. Untuk mengetahui kestabilan

frekuensi dan amplitudo osialator ini, maka dilakukan pengujian berdasarkan waktu. Berikut adalah data pengujian frekuensi dan amplitudo berdasarkan waktu pengujian.

Tabel 4.1Pengujian Frekuensi dan Amplitudo Osilator yang Dirancang

No Frekuensi Awal (kHz) Waktu Pengujian (Menit) Frekuensi Akhir (kHz) Amplitudo (Vpp) 1 500

1 499,9 3

2 2 499,7 3

3 3 499,4 3

4 4 498,9 3

5 5 498,3 3

6 6 497,7 3

7 7 497,1 3

8 8 496,5 3

9 9 495,8 3

10 10 495,1 3

% 10 497,84 3

% = ∑ ℎ

Berdasarkan pengujian frekuensi osilator yang dirancang pada Tabel 4.1, frekuensi

osilator mengalami penurunan sedangkan amplitudo stabil. Penurunan frekuensi tersebut disebabkan IC yang digunakan mengalami panas, tetapi penurunan frekuensi osilator masih dalam batas toleransi karena hasil perhitungan rata-rata frekuensi akhir dibawah satu persen.

b. Penggeser Fasa

Sinyal penggeser fasa ini berasal dari sinyal osilator yang keluarannya mendapat pergeseran fasa (sinyal osilator sebagai referensinya). Ketika sinyal osilator dibandingkan dengan sinyal penggeser fasa, maka terdapat beda fasa diantara keduanya.

Pengujian rangkaian penggeser fasa ini dilakukan sebanyak delapan kali dengan

sudut fasa yang berbeda, yaitu 00, 450, 900, 1350, 1800, 2250, 2700dan 3150. Berikut

adalah hasil pengujian rangkaian penggeser fasa untuk delapan nilai sudut fasa.

1. Penggeser Fasa 00

Berdasarkan hasil pengujian rangkaian penggeser fasa 00, sinyal yang dihasilkan

Gambar 4.2Sinyal Penggeser Fasa 00

Sinyal penggeser fasa nol derajat adalah sinyal osilator yang belum mengalami pergeseran fasa karena sinyal osilator ini belum dihubungkan ke rangkaian penggeser fasa.

2. Penggeser fasa 450

Berdasarkan hasil pengujian rangkaian penggeser fasa 450, sinyal yang dihasilkan

adalah sebagai berikut.

PadaGambar 4.3sinyal yang berwarna hijau adalah sinyal osilator sedangkan sinyal

yang berwarna merah adalah sinyal penggeser fasa 450. Sinyal osilator digeser

fasanya sebesar 450 oleh rangkaian penggeser fasa. Pergeseran fasa ini dipengaruhi

elemen R dan C, sebagaimana dirumuskan dalam persamaan = 2 tan 2 . .

Diketahui :

= 500 , = 131.8 Ωdan = 1

= 2 tan 2 (3,14.5. 10. 131,8. 10 )

= 45

Berdasarkan hasil pengujian dengan perhitungan, hasil yang didapatkan sama yaitu 45 derajat. Perbedaan ini terjadi pada amplitudo sinyal osilator yang turun nilainya ketika dimasukkan kedalam rangkaian penggeser fasa. Amplitudo osilator ini turun dari 3 Vpp menjadi 1,8 Vpp, penurunan amplitudo osilator pada rangkaian penggeser

fasa disebabkan pengaturan resistor variable yang diturunkan harganya untuk

mendapatkan sudut fasa 450. Untuk mencari sudut fasa 900, 1350, 1800, 2250, 2700

dan 3150melalui perhitungan, caranya sama seperti mencari sudut fasa 450.

3. Pengeser Fasa 900

Berdasarkan hasil pengujian rangkaian penggeser fasa 900, terdapat beda fasa 900

antara sinyal osilator dengan sinyal penggeser fasa. Sebagaimana terlihat seperti pada

Gambar 4.4Sinyal Penggeser Fasa 900

Pada Gambar 4.4, sinyal yang berwarna hijau adalah sinyal osilator sedangkan

sinyal yang berwarna merah adalah sinyal penggeser fasa 900. Sinyal osilator digeser

fasanya sebesar 900oleh rangkaian penggeser fasa.

3. Pengeser Fasa 1350

Berdasarkan hasil pengujian rangkaian penggeser fasa 1350, sinyal yang dihasilkan

adalah sebagai berikut.

Pada Gambar 4.5, sinyal yang berwarna hijau adalah sinyal osilator sedangkan

sinyal yang berwarna merah adalah sinyal penggeser fasa 1350. Sinyal osilator

digeser fasanya sebesar 1350oleh rangkaian penggeser fasa.

5. Pengeser Fasa 1800

Berdasarkan hasil pengujian rangkaian penggeser fasa 1800, terdapat beda fasa 1800

antara sinyal osilator dengan sinyal penggeser fasa. Berikut adalah sinyal penggeser fasa 1800.

Gambar 4.6Sinyal Penggeser Fasa 1800

Pada Gambar 4.6, sinyal yang berwarna hijau adalah sinyal osilator sedangkan

sinyal yang berwarna merah adalah sinyal penggeser fasa 1800. Ketika mencari sudut

fasa 1800 amplitudo sinyal osilator naik dari 1,8 Vpp menjadi 2,4 Vpp. Kenaikan

amplitudo terjadi, karena pengaruh perputaran resistor variableyang mencapai nilai

6. Penggeser Fasa 2250

Berdasarkan hasil pengujian rangkaian penggeser fasa 2250, terdapat beda fasa 2250

antara sinyal osilator dengan sinyal penggeser fasa. Berikut adalah sinyal penggeser fasa 2250.

Gambar 4.7Sinyal Penggeser Fasa 2250

Pada Gambar 4.7, sinyal yang berwarna hijau adalah sinyal osilator sedangkan

sinyal yang berwarna merah adalah sinyal penggeser fasa 2250. Sinyal osilator

digeser fasanya sebesar 2250 oleh rangkaian penggeser fasa. Amplitudo sinyal

osilator dan penggeser fasa untuk sudut 2250turun dibandingkan dengan amplitudo

pada saat sudut fasa 1800. Penggeser fasa 2250 ini dihasilkan dari output sinyal

penggeser fasa 450 yang dijadikan input untuk rangkaian inverting. Menggunakan

rangkaian inverting tersebut, sudut 450 dibalik fasanya sebesar 1800 sehingga

menghasilkan sudut 2250, walaupun secara pengujian sudutnya tidak tepat sebesar

rangkaian inverting. Untuk sinyal penggeser fasa 2700 dan 3150 yaitu sama seperti

penggeser fasa 2250.

7. Penggeser Fasa 2700

Berdasarkan hasil pengujian rangkaian penggeser fasa 2700, terdapat beda fasa 2700

antara sinyal osilator dengan sinyal penggeser fasa. Berikut adalah sinyal penggeser fasa 2700.

Gambar 4.8 Sinyal Penggeser Fasa 2700

PadaGambar 4.8 sinyal yang berwarna hijau adalah sinyal osilator sedangkan sinyal

yang berwarna merah adalah sinyal penggeser fasa 2700. Sinyal osilator digeser

fasanya sebesar 2700 oleh rangkaian penggeser fasa. Penggeser fasa 2700 ini

dihasilkan dari outputsinyal penggeser fasa 900yang dijadikan inputuntuk rangkaian

inverting. Menggunakan rangkaian inverting tersebut, sudut 900 dibalik fasanya

8. Penggeser Fasa 3150

Berdasarkan hasil pengujian rangkaian penggeser fasa 3150, terdapat beda fasa 3150

antara sinyal osilator dengan sinyal penggeser fasa. Berikut adalah sinyal penggeser fasa 3150.

Gambar 4.9Sinyal Penggeser Fasa 3150

Pada Gambar 4.9, sinyal yang berwarna hijau adalah sinyal osilator sedangkan

sinyal yang berwarna merah adalah sinyal penggeser fasa 3150. Sinyal osilator

digeser fasanya sebesar 3150oleh rangkaian penggeser fasa. Penggeser fasa 3150 ini

dihasilkan dari output sinyal penggeser fasa 1350 yang dijadikan input untuk

rangkaian inverting. Menggunakan rangkaian inverting tersebut, sudut 1350 dibalik

fasanya sebesar 1800sehingga menghasilkan sudut 3150.

Delapan penggeser fasa diatas dimasukkan ke dalam rangkaian balance modulator

c. Data

Data untuk masukkan modulator dan demodulator 8 PSK berasal dari function

generatordengan bentuk sinyal kotak dan level sinyal TTL. Sinyal data dengan level TTL mempunyai kualitas yang baik apabila dibandingkan dengan sinyal data yang tidak mempunyai level TTL. Sinyal data dengan level TTL dapat meminimalisir

terjadinya noise, karena sinyal data dengan level TTL bentuknya simetris. Berikut

adalah hasil pengujian data pada function generator.

Tabel 4.2Hasil Pengujian Data dari Function Generator

Frekuensi (kHz)

Volt/Div (Volt)

Time/Div (us)

1 5 250

5 5 100

9 5 100

13 5 100

17 5 100

Berdasarkan hasil pengujian pada Tabel 4.2, pengujian dilakukan dengan cara

mengubah-ubah nilai frekuensi. Setelah dilakukan pengujian, perubahan terjadi pada kerapatan sinyal data sedangkan nilai amplitudo tetap, sebagaimana terlihat seperti

Gambar 4.10Data untuk Frekuensi 1 kHz

Gambar 4.11Data untuk Frekuensi 17 kHz

Perubahan kerapatan sinyal data terjadi dari perubahan nilai frekuensi karena frekuensi berhubungan dengan fungsi waktu. Semakin kecil nilai frekuensi data maka kerapatan sinyal lebar, berarti sinyal data untuk melakukan satu kali periode membutuhkan waktu yang lama. Sedangkan semakin besar nilai frekuensi data maka kerapatan sinyal sempit, berarti sinyal data untuk melakukan satu kali periode membutuhkan waktu yang sebentar.

d. Gelombang Kotak (Clock) 100 kHz

Frekuensi clock yang digunakan untuk modulator 8 PSK, yaitu 100 kHz. Komponen

yang mempengaruhi nilai frekuensi adalah resistor dan kapasitor yang dirumuskan

pada persamaan 3.5. Berikut adalah perhitungan untuk mencari nilai frekuensi clock.

= 1_. =_{10 . 10}1 = 100

Clockini berfungsi sebagai pewaktu (timing) untuk menggerakkan data yang masuk

pada rangkaian control shift register. Berikut adalah hasil pengujian clock pada

rangkaian pembangkit gelombang kotak.

Berdasarkan hasil perbandingan, antara nilai frekuensi berdasarkan perhitungan dan pengujian adalah sama. Berdasarkan hasil pengujian bentuk gelombang kotak yang dihasilkan mempunyai sedikit cacat karena frekuensi dan amplitudo yang digunakan

terlalu besar sehingga bentuk sinyal clocktidak menyerupai bentuk kotak semestinya.

Penggunaan frekuensi yang besar pada clock bertujuan untuk mengefektipkan laju

data yang masuk dengan frekuensi yang besar. Laju data terus berlangsung jika

frekuensi clock lebih besar dari frekuensi data. Sebaliknya, jika frekuensi clock

nilainya sama atau lebih kecil dari frekuensi data maka laju data akan terhenti.

Penggunaan amplitudo yang besar bertujuan untuk membangkitkan rangkaian

pencacah (counter). Ketika sinyal clockmenjadi masukkan untuk rangkaian pencacah

dengan nilai amplitudo dibawah 5 Vpp, maka rangkaian pencacah tidak aktif

sehingga nilai amplitudo pada clock perlu dinaikkan. Pada saat amplitudo clock

dinaikkan menjadi 10 Vpp, maka rangkaian pencacah aktif sehingga dapat membagi

frekuensi clockwalaupun kualitas sinyal yang dihasilkan masih terjadi cacat.

e. Pencacah (Counter)

Sinyal pencacah berasal dari sinyal clock, frekuensi sinyal pencacah adalah setengah

dari frekuensi clock. Berdasarkan hasil pengujian pada rangkaian pencacah, bentuk

Gambar 4.13Sinyal Pencacah

Pada Gambar 4.13, kualitas sinyal yang dihasilkan adalah baik karena sinyal tersebut

tidak ada cacat. Amplitudo dari sinyal clock mengalami penurunan setelah menjadi

masukkan untuk rangkaian pencacah. Amplitudo sinyal clock adalah 10 Vpp

sedangkan amplitudo sinyal pencacah adalah 4 Vpp. Penurunan amplitudo ini

disebabkan arus yang berasal dari clock kecil, maka sinyal clock ketika masuk ke

rangkaian pencacah mengalami penurunan tegangan.

f. Control Shift Register

Control shift register ini berfungsi sebagai pengatur keluaran data yang dikontrol oleh tiga buah pengontrol, yaitu K1, K2 dan K3. Pengatur waktu kontrol data berasal dari sinyal pencacah. Berikut adalah bentuk sinyal pengontrol K1, K2, dan K3 yang

Gambar 4.14Sinyal Pengontrol K1 untuk Frekuensi 1 kHz

Gambar 4.16Sinyal Pengontrol K3 untuk Frekuensi 1 kHz

Berdasarkan hasil pengujian pada rangkaian control shift register terlihat bentuk

output sinyal control shift register yang berwarna hijau dan sinyal data berwarna

merah dengan nilai frekuensi 1 kHz pada Gambar 4.14. Bentuk sinyal control shift

register ada dua, yaitu garis lurus dan rapat. Sinyal garis lurus menunjukkan kendali keluaran ketika bernilai ‘0’, maka data disimpan di dalam register atau ditahan. Ketika kendali keluaran bernilai ‘1’, maka data yang disimpan di dalam register akan dikeluarkan dan terlihat sebagai sinyal yang rapat.

Pada output masing-masing pengontrol (K1, K2 dan K3) terjadi pergeseran data

dengan sinyal data sebagai referensinya. Pergeseran data untuk pengontrol K1 lebih lebar karena mengalami pergeseran data sebanyak tiga kali. Pergeseran data untuk pengontrol K2 lebih rapat dibandingkan pengontrol K1 karena mengalami pergeseran dua kali. Sedangkan Pergeseran data untuk pengontrol K3 lebih rapat apabila

dibandingkan pada pengontrol K1 dan K2 karena pengontrol K3 mengalami pergeseran satu kali. Pengontrol yang mengalami pergeseran lebih banyak, maka pergeserannya semakin lebar.

Untuk input data dengan frekuensi 17 kHz, bentuk sinyal yang dihasilkan rangkaian

control shift register, yaitu lebih rapat apabila dibandingkan dengan data pada

frekuensi 1 kHz. Kerapatan sinyal untuk rangkaian control shift register sesuai

dengan kerapatan data dari function generator, tetapi mengalami pergeseran waktu.

Kerapatan sinyal ini dipengaruhi oleh frekuensi input data, semakin besar frekuensi

data yang diinputkan maka output sinyal yang dihasilkan semakin rapat.

Sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 4.17.

Gambar 4.18Sinyal Pengontrol K2 untuk Frekuensi Data 17 kHz

Gambar 4.19Sinyal Pengontrol K3 untuk Frekuensi Data 17 kHz

Seperti halnya frekuensi data 1 kHz, frekuensi 17 kHz juga memiliki pergeseran

rapat dibandingkan pengontrol K1 dan K2 karena pengontrol K3 mengalami pergeseran data paling sedikit, yaitu satu kali.

g. Balance Modulator

Berdasarkan pengujian balance modulator, penggabungan sinyal pembawa (carrier)

dengan sinyal data berhasil sampai membentuk sinyal termodualsi 8 PSK. Ada kelemahan pada sinyal modulasi 8 PSK ini, yaitu amplitudo yang tidak stabil.

Ketidakstabilan amplitudo ini disebabkan dari dua sinyal penggeser fasa, yaitu 00dan

1800yang mempunyai amplitudo lebih besar dari amplitudo penggeser fasa yang lain.

Perbedaan amplitudo menyebabkan sinyal termodulasi memiliki dua nilai amplitudo, yaitu tinggi dan rendah. Berikut adalah sinyal termodulasi 8 PSK untuk frekuensi data 1 kHz dan 17 kHz.

Gambar 4.21Sinyal Termodulasi 8 PSK untuk Frekuensi Data 17 kHz

h. Radio Frequencydi Pengirim

Pengujian pengiriman sinyal termodulasi 8 PSK dari pengirim ke penerima menggunakan RF FM berhasil dilakukan Berikut adalah sinyal termodulasi 8 PSK yang dipancarkan oleh RF FM dipengirim.

Pada Gambar 4.22, sinyal yang dipancarkan oleh RF FM memiliki bentuk sinyal yang tidak beraturan karena sinyal termodulasi 8 PSK bergabung dengan sinyal

Intermediate Frequency (IF) yang dihasilkan oleh rangkaian RF itu sendiri. Sinyal tersebut melakukan gerakan merapat dan merenggang ketika tampil pada osiloskop, gerakan merapat dan merenggang sama seperti karakteristik dari sinyal FM.

 Pengujian pada Bagian Receiver

Pengujian pada bagian receiver, meliputi semua blok rangkaian yang ada dibagian

receiver. Mulai dari sinyal termodulasi masuk sampai sinyal termodulasi berubah menjadi sinyal informasi kembali. Berikut adalah pengujian setiap blok rangkaian

pada bagian receiver.

a. Radio Frequencydi Penerima

Berdasarkan pengujian pada RF FM dipenerima, sinyal yang didapatkan adalah sebagai berikut.

Pada Gambar 4.23, sinyal termodulasi 8 PSK dapat diterima oleh RF FM dipenerima pada frekuensi 107,9 MHz. Sinyal termodulasi 8 PSK yang diterima mengalami

banyak noise, karena pengiriman sinyal yang dilakukan menggunakan media udara.

b. Low Pass Filter(LPF)

Pada pengujian rangkaian LPF, hasil yang didapatkan adalah sebagai berikut.

Gambar 4.24 Sinyal LPF untuk Frekuensi 1 kHz

Berdasarkan hasil pengujian pada rangkaian LPF, sinyal termodulasi 8 PSK frekuensinya dibatasi menggunakan LPF sehingga frekuensi sinyal rendah saja yang

diloloskan. Sebagaimana terlihat pada Gambar 4.24untuk frekuensi data 1 kHz dan

Gambar 4.25untuk frekuensi data 17 kHz.

Output sinyal LPF untuk frekuensi data 1 kHZ dan 17 kHz mempunyai amplitudo yang tidak stabil, ketidakstabilan sinyal LPF berasal dari amplitudo sinyal penggeser fasa yang tidak sama sehingga berpengaruh terhadap sinyal termodulasi 8 PSK yang mengalami pembatasan frekuensi oleh rangkaian LPF.

c. Serial to Parallel Converter

Serial to parallel converter ini membagi satu input menjadi dua output. Sinyal input yang berasal dari rangkaian LPF dibagi menjadi dua sinyal, yaitu sinyal Q1 dan Q2 dengan nilai frekuensi dan amplitudo yang sama. Berikut adalah gambar sinyal Q1

dan Q2 pada rangkaian serial to parallel converteruntuk frekuensi data 1 kHz.

Pada Gambar 4.26 sinyal yang berwarna hijau adalah sinyal Q1 sedangkan sinyal yang berwarna merah adalah sinyal Q2. Sinyal Q1 waktunya lebih cepat dari pada

sinyal Q2, karena sinyal Q2 mendapatkan input data dari sinyal Q1 pada rangkaian

serial to parallel converter.

Sinyal Q1 dan Q2 pada frekuensi data 17 kHz sama seperti sinyal Q1 dan Q2 pada frekuensi data 1 kHz. Sinyal Q1 waktunya lebih cepat dari pada sinyal Q2, karena

sinyal Q2 mendapatkan input data dari sinyal Q1 pada rangkaian serial to parallel

convertersebagaimana terlihat pada Gambar 4.27.

Gambar 4.27Sinyal Q1 dan Q2 untuk Frekuensi Data 17 kHz

d. Osilator

Berdasarkan hasil pengujian osilator yang dirancang pada bagian demodulator,output

Gambar 4.28Sinyal Osilator

Sinyal osilator pada Gambar 4.28 yaitu sama seperti sinyal osilator pada bagian

modulator. Menghasilkan frekuensi 500 kHz dan amplitudo 3 Vpp, selain itu osilator

ini mempunyai outputsinyal yang baik (tidak cacat).

e. Penggeser fasa 900

Berdasarkan hasil pengujian rangkaian penggeser fasa 900, sinyal yang dihasilkan

adalah sebagai berikut.

Pada Gambar 4.29, sinyal yang berwarna hijau adalah sinyal osilator sedangkan

sinyal yang berwarna merah adalah sinyal penggeser fasa 900. Sinyal osilator digeser

fasanya sebesar 900oleh rangkaian penggeser fasa. Sinyal pengeser fasa 900dibagian

demodulator ini sama seperti sinyal penggeser fasa 900 dibagian modulator. Sinyal

penggeser fasa ini berfungsi menggeser fasa output sinyal data pada rangkaian

balance demodulatoruntuk sinyal Q2.

f. Balance Demodulator1

Berdasarkan hasil pengujian rangkaian balance demodulator1 untuk frekuensi data 1

kHz, sinyal yang dihasilkan adalah sebagai berikut.

Gambar 4.30Sinyal Balance Demodulator 1 untuk Frekuensi Data 1 kHz

Sinyal balance demodulator 1 untuk frekuensi data 1 kHz tidak mengalami

pergeseran fasa 900. Balance demodulator1 ini mempunyai dua input sinyal, pertama

sinyal termodulasi 8 PSK yang sudah mengalami pembatasan frekuensi dan

Ketika kedua sinyal tersebut digabungkan ke dalam rangkaian balance demodulator

1, maka sinyal yang keluar dari balance demodulator 1 adalah sinyal informasi.

Sebab sinyal osilator dari function generator berfungsi menghilangkan sinyal

pembawa yang bercampur dengan sinyal informasi atau termodulasi.

Output sinyal balance demodulator 1 untuk frekuensi data 17 kHz adalah sama

seperti frekuensi data 1 kHz. Berikut adalah hasil pengujian rangkaian balance

demodulator1 untuk frekuensi data 17 kHz.

Gambar 4.31Sinyal Balance Demodulator 1 untuk Frekuensi Data 17 kHz

g. Balance Demodulator2

Output sinyal rangkaian balance demodulator 2 ini tidak berhasil keluar, karena

rangkaian balance demodulator 2 tidak bekerja dengan baik. Rangkaian balance

demodulator 2 ini tidak dapat melakukan proses demodulasi sinyal terhadap sinyal

h. Low Pass Filter(LPF)

Berdasarkan hasil pengujian rangkaian LPF untuk frekuensi data 1 kHz, sinyal yang dihasilkan adalah sebagai berikut.

Gambar 4.32Sinyal LPF untuk Frekuensi Data 1 kHz

Sinyal LPF ini merupakan perbaikan dari sinyal data yang keluar dari rangkaian

balance demoudulator 1. Pada sinyal LPF ini masih terdapat noise, karena LPF yang digunakan untuk membatasi frekuensi tinggi menggunakan sistem orde dua sehingga

masih terdapat frekuensi tinggi yang masuk dan menyebabkan timbulnya noise.

Untuk frekuensi data 17 kHz, sinyal LPF yang dihasilkan adalah sama seperti

frekuensi data 1 kHz yaitu masih terdapat noise. Sebagaimana terlihat pada Gambar

Gambar 4.33Sinyal LPF untuk Frekuensi 17 kHz

Untuk pengujian rangkaian demodulator 8 PSK tidak dapat dilanjutkan ke rangkaian

parallel to serial converter dan komparator. Karena blok rangkaian balance demodulator 2 tidak bekerja sehingga sinyal yang berasal dari balance demodulator1 dan 2 tidak dapat digabungkan dengan tujuan akhirnya, yaitu membentuk sinyal informasi kembali.

4.1.2 Pengujian Keseluruhan Sistem

Pengujian ini bertujuan untuk melihat gambar yang dikirim dari kamera di komputer.

Output dari kamera ditampilkan di monitor TV pada sisi pengirim sedangkan pada sisi penerima ditampilkan di komputer. Jadi pada pengujian ini, membandingkan antara tampilan gambar yang ada di montor TV dengan gambar yang ada di komputer. Pengujian sistem monitoring ini tidak dapat dilakukan karena sistem demodulator yang dirancang tidak berjalan secara maksimal. Maka sinyal dari kamera tidak dapat dikirimkan secara keseluruhan ke bagian penerima.

Untuk mencoba gambar yang diambil kamera, maka dilakukan koneksi secara langsung antara kamera dengan komputer menggunakan USB TV. USB TV ini

berfungsi meng-converter kabel RCA menjadi USB dengan tujuan agar dapat

dihubungkan ke komputer. Untuk melihat tampilan gambar dari kamera yang dihubungkan langsung ke komputer menggunakan TV USB adalah sebagai berikut.

Gambar 4.34Kondisi Kamera Sedang Memonitor Komputer

Percobaan ini dilakukan ketika tengah malam, ketika kondisi kamera sedang memonitor ruangan menghadap ke komputer. Setelah beberapa menit kemudian ada gerakan tangan yang menghampiri komputer, maka kamera tersebut langsung mengambil gambar dan memberi isyarat bunyi alarm yang muncul di komputer ketika ada gerakan tangan. Gerakan tangan yang tertangkap kamera ketika tangan tersebut

Gambar 4.35Kamera Sedang Memonitor Gerakan Tangan

4.2 Analisa

Pengujian pada rangkaian control shift register, sinyal yang didapatkan masih

terdapat noise. Noisetersebut timbul akibat dari sinyal clockyang mengalami sedikit

cacat sehingga mempengaruhi kualitas data yang dikirimkan. Untuk frekuensi data 1 kHz noise yang terjadi tidak begitu besar karena kerapatan sinyal pada sinyal data

tidak begitu rapat sedangkan untuk frekuensi data 17 kHz noise yang terjadi besar

karena kerapatan sinyal pada sinyal data begitu rapat.

Sinyal termodulasi 8 PSK yang diterima menggunakan Radio Frequency FM

mengalami noise. Pengujian transmisi data menggunakan media udara rentan

terhadap timbulnya noise. Noise terjadi akibat interferensi sinyal yang terjadi di

udara, ketika sinyal yang dikirimkan diterima pada bagian penerima terjadi noise.

Untuk meminimalisir noise tersebut, maka harus menggunakan rangkaian penyaring

DAFTAR PUSTAKA

 Modul Praktikum Telekomunikasi 2 dan 3 Jurusan Teknik Elektro Universitas Komputer Indonesia.

 Data sheet IC XR 2209 dan 2206.

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 _{Tabel Kebenaran Modulasi BPSK}... 15

Tabel 2.2 _{Tabel Kebenaran Modulasi QPSK}...17

Tabel 2.3 _{Tabel Kebenaran Modulasi 8 PSK}...18

Tabel 3.1_{Sudut Fasa yang Dirancang}...34

Tabel 3.2_{Nilai Komponen Ra untuk setiap Sudut Fasa}...35

Tabel 3.3_{Tabel Kebenaran Multiplekser}...41

Tabel 4.1_{Pengujian Frekuensi dan Amplitudo Osilator yang Dirancang}... 54

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, Puji Syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat, hidayah dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “Sistem Monitoring Ruangan Berbasis Wireless Menggunakan Modulator dan Demodulator 8 PSK”. Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan sarjana Teknik Elektro Universitas Komputer Indonesia (UNIKOM).

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa penulisan Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan, dalam hal ini semata-mata karena keterbatasan baik dalam hal kemampuan dan pengetahuan. Untuk itulah penulis menerima jika ada masukan serta kritikan dari para pembaca untuk dijadikan referensi sebagai bahan penulisan karya ilmiah yang lebih baik lagi. Dengan bantuan dan dukungan dari berbagai pihak maka penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini sesuai dengan waktu yang ditentukan.

Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang sudah membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, secara khusus penulis tujukan kepada:

1. Bapak Dr. Ir. Edy Soeryanto Soebroto, M.Sc selaku Rektor Unikom.

2. Bapak Prof. Dr. Ir. Ukun Sastraprawira, M.Sc selaku Dekan Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer Universitas Komputer Indonesia.

3. Bapak Muhammad Aria, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas Komputer Indonesia.

4. Ibu Levy Olivia Nur, MT selaku dosen pembimbing I yang dalam kesibukannya beliau senantiasa meluangkan waktu untuk membimbing, memberikan motivasi, dan saran-saran yang berharga kepada penulis.

5. Bapak Joko Prayitno, ST selaku pembimbing II yang selalu meluangkan waktu untuk memberikan bimbingannya dalam menyusun laporan Tugas Akhir ini baik dalam segi penulisan maupun dalam segi perancangan sistem.

6. Seluruh dosen Universitas Komputer Indonesia khususnya Jurusan Teknik Elektro yang sudah memberikan ilmu yang bermanfaat.

7. Bapak, ibu dan adik terncita yang selalu memberikan kasih sayang, dorongan, semangat, materil dan doa kepada penulis sampai menyelesaikan kuliah.

8. Saudara-saudaraku di Bandung dan kampung halaman (CIPATIK) yang selalu memberikan semangat dan dorongan selama kuliah sampai lulus kuliah.

9. Seluruh mahasiswa Jurusan Teknik Elektro UNIKOM

10. Teman-temanku seperjuangan, oyon (Suryono), Zakir Ali, Samsa, Eci, Ismail dan Dewo (Dede Yuswanto) yang sudah banyak memberikan motivasi, solusi dan bantuan. Untuk Ridho Thank you very much atas tumpangan print gratisnya selama mengerjakan Tugas Akhir. Untuk teman-temanku yang lainnya, mohon maaf tidak dapat disebutkan namanya satu persatu.

11. Saudari Wian yang selalu menyemangati selama kuliah dan sampai menyelesaikan Tugas Akhir ini.

12. Saudari Rara yang selalu membuat percaya diri untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Semoga Allah SWT memberikan ganjaran yang setimpal kepada semua pihak atas segala jasa, bantuan dan dorongan yang diberikan kepada penulis.

Akhirnya penulis berharap semoga apa yang dibuat dalam Tugas Akhir ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan pembaca pada umumnya.

Bandung, Febuari 2010

LEMBAR PENGESAHAN

SISTEM MONITORING RUANGAN BERBASIS WIRELESS MENGGUNAKAN MODULATOR DAN DEMODULATOR 8 PSK

Oleh :

Budiman

13105021

Laporan ini diajukan untuk memenuhi salah satu syarat dalam menempuh pendidikan program Sarjana S1 di Jurusan Teknik Elektro

Disetujui dan disahkan di Bandung pada tanggal :

Mengetahui,

Penguji I Penguji II

Muhammad Aria, MT. Tri Rahajoeningroem, MT. NIP. 4127 70 04 008 NIP. 4127 70 04 015