Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Penelitian Jala-Jala Listrik sebagai Media Transmisi

PENELITIAN JALA-JALA LISTRIK
SEBAGAI MEDIA TRANSMISI

oleh
Desiy Budi Santosa
NIM : 612009709

Skripsi
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
2014

INTISARI

Jala-jala kabel listrik memiliki fungsi utama untuk menyalurkan energi listrik
bertegangan 220 V pada frekuensi 50 Hz.Dalam perkembangnya jala-jala listrik dapat
dimanfaatkan sebagai media komunikasi untuk mengirimkan sinyal informasi dengan

metode modulasi frekuensi.
Tujuan tugas akhir ini adalah meneliti jala-jala listrik 220V/50Hz yang dapat
digunakan sebagai media transmisi dengan modulasi frekuensi sinyal sinus.
Pengukuran jala-jala listrik 220 V/50 Hz untuk media transmisi dilakukan
dengan metode modulasi frekuensi dengan sinyal informasi yang dikirimkan berupa
sinyal sinus dari frekuensi 200 Hz, 500 Hz, 1000 Hz, dan 10.000 Hz. Untuk pengukuran
jarak media transmisi di variasi dari 5 meter, 10 meter, 15 meter dan 20 meter.
Frekuensi pembawa tiap jarak berbeda-beda yaitu dari 250 kHz, 350 kHz dan 450 kHz.
Pada pengukuran jala-jala listrik terdapat beban induktif dan beban resistif.
Hasil dari penelitian ini diantaranya jala-jala listrik yang diuji pada jarak yang
dekat dapat mengirimkan sinyal dengan baik. Namun untuk jarak yang semakin jauh,
kualitas sinyal semakin turun. Hal ini pengaruh terdapatnya beban pada jala-jala dan
alat yang digunakan dalam pengujian.

i

ABSTRACT

The media nets power line have the main function to distribute electric energy
with 220 v on 50 Hz frequency. In development grid can be used as communication

medium to transmit information signal with frequency modulation method.
The goal of the final projectis to do research on media nets power electricity
220V/50 Hz which can be used as transmission media with sinus frequency signal
modulation.
Measurement of the media nets power line 220v/50 Hz for transmision media
using frequency modulation method with information signal send as sinus signal from
200 Hz, 500 Hz, 1000 Hz, dan 10.000 Hz. For the measurement ofthe variationin
thetransmissionmediumdistanceof 5meters, 10meters,15 meters and20meters. carrier
frequency that varies from 250 kHz, 350 kHz and 450 kHz. In the measurement there
are inductive load and resistive load.
The result of this research is the media nets power line that have being tested at
closer range deliver better signal. But, when it is getting far,the signal quality is getting
down. It is because there is load on the media nets power line and tools that being used
on research.

ii

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur penulis haturkan kepada Tuhan Yesus Kristus karena

begitu besar Kasih dan Karunia-Nya yang diberikan kepada penulis,sehingga penulis
dapat menyelesaikan tugas akhir ini sebagai syarat memperoleh ijazah Sarjana Teknik
Elektro Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga.
Semua usaha yang penulis lakukan tentu tidak akan berarti tanpa doa, bantuan,
dorongan serta bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu dalam kesempatan ini penulis
ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Papa dan Mama untuk seluruh kasih sayang, perhatian, doa dan dukungan
yang telah diberikan terutama selama kuliah dan skripsi.
2. BapakIr. Budihardja Murtianta, M.Eng

dan ibu Eva Yovita Dwi Utami,

MTyang meluangkan waktu dalam membimbing dan memberikan saran ke
arah yang lebih baik.
3. Seluruh tenaga pengajar FTJE-UKSW yang telah memberikan bekal ilmu dan
bimbingan kepada penulis selama mengikuti perkuliahan.
4. Teman-teman seperjuangan di Elektro yang telah banyak membantu, khusus
nya angota fosil yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
5. Gembala Gereja Semarang Ps. Bernard Samuel danPs. Anita Veronica yang
selalu memberikan dukungan.

6. Seluruh fulltimer GMS Semarang yang telah memberikan mendukung dan
memberi saran selama skripsi.
7. Rekan-rekan CG “AIUEO”, terima kasih yang selalu mendukung dan
mendoakan

iii

8. Teman-teman MULTIMEDIA GMS Tower Of Victory yang telah
memberikan dukungan doa dan semangat. Teman-teman MULTIMEDIA
GMS Tower Of Victory yang telah memberikan dukungan doa dan semangat.
9. Semua pihak yang telah membantu penulis, mungkin tidak disebutkan disini
karena keterbatasan ruang, untuk itu penulis memohon maaf yang sebesar –
besarnya.
Akhir kata, penulis menyadari bahwa masih terdapat banyak kekurangan dalam
skripsi ini, oleh sebab itu kritik dan saran yang membangun dari para pembaca sangat
diharapkan untuk perkembangan skripsi ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi
siapapun yang berkenan membacanya. Terima kasih semoga Tuhan selalu memberkati
kita semua.

Salatiga, April 2014


Desiy Budi Santosa

iv

DAFTAR ISI

INTISARI

i

ABSTRACT

ii

KATA PENGANTAR

iii

DAFTAR ISI


v

DAFTAR GAMBAR

vii

DAFTAR TABEL

ix

DAFTAR SIMBOL

x

DAFTAR SINGKATAN

xi

BAB I. PENDAHULUAN


1

1.1 Latar Belakang

1

1.2 Tujuan

1

1.3 Hipotesis

2

1.4 Spesifikasi Penelitian

2

1.5 Sistematika Penulisan


2

BAB II. DASAR TEORI

4

2.1. Modulasi FM

4

2.2. Media Transmisi

5

2.3. Gangguan Transmisi

6

2.3.1. Atenuasi


6

2.3.2. Distorsi

6

2.3.3. Noise

7

2.4. Total Harmonic Distortion (THD)

7

2.5. Karakteristik Beban Pada Arus Listrik Bolak-Balik (AC)

8

2.5.1. Beban Resistif (R)


8

2.5.2. Beban Induktif (L)

9

BAB III. METODE PENELITIAN

11

3.1. Sinyal Informasi

11

3.2. Bagian Pengirim

11

3.3. Bagian Penerima


14

3.4. Gambaran sistem

17
v

3.5. Teknik Pengujian

18

3.6. Peralatan yang digunakan

19

3.7. Metode Pengumpulan Data

19

3.7.1. Pengujian Tegangan terhadap fungsi jarak

19

3.7.2. Pengujian THD Pada kondisi tanpa beban dan terbeban

20

3.7.3. Indek Harmonik

20

3.7.4. Batas Distorsi Harmonik

21

BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISIS

23

4.1. Pengujian Tegangan terhadap fungsi jarak

23

4.2.Daya sistem modem

24

4.3.Total Harmonic Distortion (THD)

26

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

28

DAFTAR PUSTAKA

29

LAMPIRAN

30

A. Tabel pengukuran Tegangan terhadap Jarak

30

B. Tabel pengukuran Tegangan terhadap Jarak dan daya

38

C. Tabel pengukuran Total Harmonic Distortion (THD)

41

vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Sistem modulasi (a) transmitter dan (b) receiver

5

Gambar 2.2. Kabel NYA

6

Gambar 2.3. Gelombang Fundamental, Harmonik Ketiga& Hasil Penjumlahannya

8

Gambar 2.4.Rangkaian Resistif Gelombang AC

9

Gambar 2.5.Grafik Arus dan Tegangan Pada Beban Resistif

9

Gambar 2.6.Rangkaian Induktif Gelombang AC

10

Gambar 2.7.Grafik Arus dan Tegangan Pada Beban Induktif

10

Gambar 3.1. Sinyal sinus

11

Gambar 3.2. VCO dengan IC LM566

12

Gambar 3.3. Sinyal pembawa

13

Gambar 3.4. Sinyal pembawa termodulasi

13

Gambar 3.5. Rangkaian kopling pengirim

13

Gambar 3.6. Sinyal keluaran dari kopling pengirim

14

Gambar 3.7. Rangkaian kopling penerima

14

Gambar 3.8. Sinyal keluaran dari kopling penerima

15

Gambar 3.9. Diagram Blok PLL

15

Gambar 3.10 Sinyal keluaran VCO demodulasi

16

Gambar 3.11. Rangkaian LPF

16

Gambar 3.12. Sinyal keluaran pada penerima

17

Gambar 3.13. Pengujian tanpa beban

17

Gambar 3.14. Pengujian modem dengan beban

18

Gambar 3.15. Diagram alir pengujian

18

Gambar 3.16. Pengujian pada jarak 5 meter, 10 meter, 15 meter dan 20 meter

20

Gambar 3.17. Contoh screen pengukuran tegangan

22

Gambar 3.18. Contoh screen pengukuran Arus

22

Gambar 4.1. Grafik tegangan terhadap jarak kondisi tanpa beban

24

Gambar A.1.1. Grafik tegangan vs jarak pada sinus 200 Hz kondisi tanpa beban

30

Gambar A.1.2. Grafik tegangan vs jarak pada sinus 200 Hz kondisi beban resistif

31

Gambar A.1.3. Grafik tegangan vs jarak pada sinus 200 Hz kondisi beban induktif

31

Gambar A.2.1. Grafik tegangan vs jarak pada sinus 500 Hz kondisi tanpa beban

32

vii

Gambar A.2.2. Grafik tegangan vs jarak pada sinus 500 Hz kondisi beban resistif

33

Gambar A.2.3. Grafik tegangan vs jarak pada sinus 500 Hz kondisi beban induktif

33

Gambar A.3.1. Grafik tegangan vs jarak pada sinus 1000 Hz kondisi tanpa beban

34

Gambar A.3.2. Grafik tegangan vs jarak pada sinus 1000 Hz kondisi beban resistif

35

Gambar A.3.3. Grafik tegangan vs jarak pada sinus 1000 Hz kondisi beban induktif 35
Gambar A.4.1. Grafik tegangan vs jarak pada sinus 10.000 Hz kondisi tanpa beban 36
Gambar A.4.2. Grafik tegangan vs jarak pada sinus 10.000 Hz kondisi beban resistif 37
Gambar A.4.3. Grafik tegangan vs jarak pada sinus 10.000 Hz kondisi tanpa
bebaninduktif

37

Gambar C.1.1 Fungsi Harmonisa terhadap arus (a) dan tegangan (b)

40

Gambar C.1.2. Sinyal sinus tanpa beban

40

Gambar C.2.1 Fungsi Harmonisa terhadap arus (a) dan tegangan (b)

41

Gambar C.2.2 Sinyal sinus beban resistif

41

Gambar C.3.1. Fungsi Harmonisa terhadap arus (a) dan tegangan (b)

42

Gambar C.3.2. Sinyal sinus beban induktif

42

viii

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1. Standar distorsi harmonisa yang digunakan berdasarkan standar IEEE

21

Tabel 4.1. Data pengukuran tegangan pada frekuensi sinus 200 Hz

23

Tabel 4.2. Data pengukuran daya pada frekuensi pembawa 250 kHz

25

Tabel 4.3. THD kondisi tanpa beban

26

Tabel 4.4. THD kondisi beban resistif

26

Tabel 4.5. THD kondisi beban induktif

26

Tabel A.1.1. Data pengukuran tegangan pada frekuensi sinus 200 Hz

30

Tabel A.1.2. Tegangan vs jarak pada sinus 200 Hz kondisi tanpa beban

30

Tabel A.1.3. Tegangan vs jarak pada sinus 200 Hz kondisi beban resistif

31

Tabel A.1.4. Tegangan vs jarak pada sinus 200 Hz kondisi beban induktif

31

Tabel A.2.1. Data pengukuran tegangan pada frekuensi sinus 500 Hz

32

Tabel A.2.2. Tegangan vs jarak pada sinus 500 Hz kondisi tanpa beban

32

Tabel A.2.3. Tegangan vs jarak pada sinus 500 Hz kondisi beban resistif

32

Tabel A.2.4. Tegangan vs jarak pada sinus 500 Hz kondisi beban induktif

33

Tabel A.3.1. Data pengukuran tegangan pada frekuensi sinus 1000 Hz

34

Tabel A.3.2. Tegangan vs jarak pada sinus 1000 Hz kondisi tanpa beban

34

Tabel A.3.3. Tegangan vs jarak pada sinus 1000 Hz kondisi beban resistif

34

Tabel A.3.4. Tegangan vs jarak pada sinus 1000 Hz kondisi beban induktif

35

Tabel A.4.1. Data pengukuran tegangan pada frekuensi sinus 10.000 Hz

36

Tabel A.4.1. Tegangan vs jarak pada sinus 10.000 Hz kondisi tanpa beban

36

Tabel A.4.2. Tegangan vs jarak pada sinus 10.000 Hz kondisi beban resistif

36

Tabel A.4.3. Tegangan vs jarak pada sinus 10.000 Hz kondisi tanpa beban induktif

37

Tabel B.1. kondisi pada frekuensi pembawa 250 kHz

38

Tabel B.2. kondisi pada frekuensi pembawa 350 kHz

38

Tabel B.3. kondisi pada frekuensi pembawa 450 kHz

39

Tabel C.1. Data pengukuran kondisi tanpa beban

39

Tabel C.2. Data pengukuran kondisi beban resistif

40

Tabel C.3. Data pengukuran kondisi beban induktif

39

ix

DAFTAR SIMBOL

A

amplitudo

BW

bandwidth

fm

frekuensi sinyal informasi

f

simpangan frekuensi

β

index modulasi

P

daya aktif yang diserap beban (Watt)

V

tegangan (Volt)

I

arus yang mengalir pada beban (A)

φ

sudut antara arus dan tegangan

cos φ

faktor daya

fc

frekuensi carrier

x

DAFTAR SINGKATAN

BW

Bandwidth

FM

Frekuensi Modulasi

AC

Arus Listrik Bolak-Balik

FG

Function Generator

VCO

Voltage Controlled Oscilator

LPF

Low Pass Filter

PLL

Phase Locked Loop

PQA

Power Quality Analyser

RMS

Root Mean Square

THD

Total Harmonic Distortion

THDv

Total Harmonic Distortion Tegangan

THDi

Total Harmonic Distortion Arus

xi