PPET LIPI - File Lap Tek 2012

                                                           

 

LAPORAN

 

TEKNIS

 

TEMATIK

 

TAHUN

 

2012

 

       

 

   

Tim Penyusun: 

Rr. Widhya Yusi Samirahayu, SE., MT  Dr. Purwoko Adhi 

Yadi Radiansah, ST  Lisdiani 

           

         

PUSAT PENELITIAN ELEKTRONIKA DAN TELEKOMUNIKASI 

LEMBAGA ILMU PENGETAHUAN INDONESIA 

KATA

 

PENGANTAR

 

 

 

Program Tematik tahun 2012 di Pusat Penelitian Elektronika dan Telekomunikasi  (PPET) terdiri dari 5 kegiatan, yang terbagi dalam tiga bidang yaitu Telekomunikasi,  Elektronika, dan Bahan dan Komponen Mikroelektronika. 

 

Laporan  Teknis  ini  disusun  oleh  masing‐masing  tim  peneliti  kegiatan  yang  bersangkutan, dan hanya menampilkan hasil‐hasil yang dicapai selama tahun 2012. Oleh  karena  itu, laporan  ini tidak bersifat akumulatif walaupun beberapa kegiatan telah  memasuki tahap akhir. Akan tetapi, laporan ini tetap diharapkan bisa memberikan  manfaat bagi berbagai pihak yang berkepentingan, termasuk masyarakat pada umumnya. 

 

Kami menyadari bahwa laporan ini masih banyak kekurangannya, baik secara  substansi maupun format penulisannya. Oleh karena itu, kritik dan saran senantiasa kami  harapkan guna perbaikan kualitas laporan teknis PPET dimasa yang akan datang. 

   

Bandung, Januari 2013 

Pusat Penelitian Elektronika dan Telekomunikasi  Kepala, 

       

Dr. Hiskia 

NIP.  19650615 199103 1 006   

         

DAFTAR

 

ISI

 

   

TIM PENYUSUN 

 

KATA PENGANTAR 

 

DAFTAR ISI 

   

1.   Pemanfaatan dan Pemasangan Radar Pengawas Pantai (Surveillance 

Radar) – Peneliti Utama : Dr. Mashury   

2.   Pembuatan Magnet Barium Ferit Nano Partikel Bonded Hybrid untuk 

Aplikasi Generator – Peneliti Utama : Nanang Sudrajat, ST   

3.   Pembuatan Sel Surya – Peneliti Utama : Dra. Erlyta Septa Rosa, MT   

4.   Perancangan Battery Control Unit (BCU) pada Modul Panel Surya 50 

Watt Peak (WP) – Peneliti Utama : Iqbal Syamsu, MT   

5.   Pengembangan  Through‐Wall  Radar  untuk  Life  Detector  –  Peneliti 

Utama : Dr. Purwoko Adhi   

   

     

 

   

   

 

           

                   

Pemanfaatan dan Pemasangan  

RADAR Pengawas Pantai 

Dr.

 

Mashury

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LEMBAR PENGESAHAN 

 

1.  Judul Kegiatan Penelitian   :  Pemanfaatan dan Pemasangan Radar  Pengawas Pantai (Surveillance Radar)  2.  Kegiatan Prioritas  :  Informatika dan Telekomunikasi 

3.  Peneliti Utama  :    

  Nama    :  Dr. Mashury 

  Jenis Kelamin    :  Pria 

4.  Sifat Penelitian  :  Baru (Tahun ke 3)  5.  Lama Penelitian  :  4 (empat) Tahun  6.  Biaya Total 2011  :  Rp. 1.318.250.000,‐ 

       

       

 

Bandung, 31 Desember 2012  Disetujui, 

Ka. Pusat Peneltian Elektronika  dan Telekomunikasi ‐ LIPI 

         

Dr. H i s k i a         

NIP. 19650615 199103 1 006 

   

   

Peneliti Utama 

       

Dr. Mashury       . 

NIP. 19680408 199303 1 007 

 

 

 

 

 

 

ABSTRAK 

 

Rancang bangun sebuah prototip Radar Pengawas Pantai (Coastal Surveillance Radar)  yang dinamakan ISRA (Indonesian Surveillance  Radar) akan dilakukan dalam penelitian ini.  Setelah dilakukan rancang bangun, maka akan dilakukan pengetesan Radar ISRA didalam  laboratorium dan di lapangan yang berdekatan dengan wilayah pantai. Setelah dilakukan  perbaikan kinerja berdasarkan hasil pengetesan, akan dilakukan pengujian bersama/oleh  pihak‐pihak pengguna (user) Radar didalam negeri. Setelah itu, dilakukan instalasi Radar  ISRA di salah satu pelabuhan yang disetujui oleh Ditjen Hubla Kemenhub. Semua Radar  Pengawas Pantai ISRA ini yang telah dibuat diharapkan dapat terkoneksi dalam suatu  jaringan  sehingga  bisa  dimonitor  secara  jarak  jauh  dari  Jakarta  atau  Bandung.  Pemanfaatan  dan  pemasangan  Radar  ISRA  ini  akan  membantu  pemerintah  dalam  pengawasan  wilayah  perairan  Negara  Kesatuan  Republik  Indonesia  (NKRI)  karena  Indonesia  memiliki  panjang  pantai lebih  dari  80.000  km.  Tindakan  ilegal  diwilayah  perairan NKRI dapat dikurangi melalui pengawasan menggunakan Radar ISRA ini. 

   

I. PENDAHULUAN 

1.1. Latar Belakang 

Pengamanan dan pengawasan wilayah negara kesatuan Republik Indonesia (NKRI)  yang  terdiri  dari  lebih  17.000  pulau  dengan  2/3  wilayah  terdiri  dari  lautan  akan  memerlukan  aparat  dan  peralatan  yang  berjumlah  sangat  besar.  Indonesia  juga  merupakan salah satu negara dengan panjang pantai terbesar didunia yaitu lebih dari  80.000 Km. Pada kenyataannya, kemampuan TNI‐AL dan POLRI untuk mengawasi wilayah  RI sangat terbatas sehingga wilayah perairan Indonesia rawan akan pencurian ikan,  pelanggaran wilayah oleh kapal‐kapal asing, pembajakan kapal laut dan penyelundupan.  Salah satu cara untuk meningkatkan kemampuan aparat pemerintah dalam mengawasi  dan mengamankan wilayah adalah dengan menggunakan Radar Pengawas Pantai untuk  mengawasi pergerakan kapal laut sehingga dapat dicegah tindakan‐tindakan yang dapat  merugikan  NKRI  dan  juga  tabrakan  kapal  apabila  hendak  merapat  ke  pelabuhan.  Pemasangan Radar Pengawas Pantai daya besar (high power) di kapal atau dipinggir  daratan (sekitar pantai) dapat digunakan untuk mengawasi wilayah laut yang luas sampai  beberapa puluh mil laut. Gambar 1 memperlihatkan contoh Radar Pengawas Pantai dan  aplikasinya dalam pengawasan pelabuhan. 

Berdasarkan  uraian  diatas  maka  penggunaan  Radar  sangat  penting  untuk  pengawasan  dan  pengamanan  wilayah  perairan  NKRI.  Kemandirian  bangsa  dalam  pembuatan Radar akan sangat membantu dalam penyediaan Radar didalam negeri. Hal  ini didukung oleh kenyataan bahwa kondisi perekonomian bangsa yang sedang terpuruk  ini tidak memungkinkan pemerintah untuk membeli peralatan Radar dari luar negeri yang  umumnya bernilai sangat mahal (dari U$100.000 sampai dengan jutaan U$ dollar). Hal ini  ditambah dengan sulitnya mekanisme pembelian Radar yang sifatnya strategis dibidang  pertahanan dan keamanan. 

Puslit Elektronika dan Telekomunikasi LIPI telah membuat satu prototip Radar  Pengawas Pantai pada tahun 2009. Diharapkan pada tahun 2010, akan selesai prototip ke  2 yang merupakan prototip versi komersial/produksi. Gambar 2 memperlihatkan desain  grafis dari bentuk system antena Radar (tampak depan dan belakang). Hasil perakitan  perangkat keras dan enam belas (16) antena modul ditunjukkan pada Gambar 3. Radome  atau bungkus luar dari system antena untuk melindungi terhadap cuaca dan pengaruh  lingkungan diperlihatkan pada Gambar 4.  

 Ilustrasi pemakaian Radar pengawas pantai untuk pengawasan wilayah perairan  sekitar Selat Sunda ditunjukkan pada Gambar 5. Diasumsikan ada tiga buah Radar yang  terhubung melalui satu jaringan. Dalam gambar ini, daerah jangkauan Radar ditentukan  oleh kemampuan daya pancar, ketinggian menara dan polarisasi dari antena [1, 2, 3, 4].  Penggunaan jaringan Radar Pengawas Pantai memungkinkan lalu lintas kapal disekitar  Selat Sunda dan yang menuju atau dari Pelabuhan Tanjung Priok dapat diamati.  

 Blok  diagram  Radar  frequency  modulated‐continuous  wave  (FM‐CW)  yang  digunakan pada prototip Radar PPET‐LIPI diperlihatkan pada Gambar 6 [1, 4]. Sistem  Radar FM‐CW ini terbagi atas dua bagian utama yaitu transmitter (pemancar) dan receiver 

(penerima). Hasil  deteksi  Radar akan ditampilkan oleh Display unit  yang  mengolah  sinyal/data  yang  diterima  dari  bagian  Receiver  menjadi  suatu  gambar  yang  dapat  diinterpretasikan dengan mudah oleh pengguna [5, 6, 7‐18]. Pengolahan sinyal Radar ini  dilakukan oleh sebuah komputer yang berkemampuan tinggi sehingga semua proses  dilakukan secara real time untuk menghindari adanya penundaan (delay). Seiring dengan 

kemajuan teknologi Radar, peranan perangkat lunak untuk pengolahan sinyal menjadi  semakin  penting  (vital)  [5,  6,  7‐18].  Tampilan  dari Radar  akan disesuaikan  dengan  kelaziman yang berlaku pada Radar Pengawas Pantai yang telah dijual dipasaran, yaitu  antara  lain  mengikuti  regulasi  International  Maritime  Organization  (IMO)  dan  menampilkan  parameter‐parameter  penting  dari  Radar  sebagai  informasi  untuk  pengguna. Terdapat dua antena yang masing‐masing digunakan untuk memancarkan  sinyal  Radar  ke  obyek  yang  ingin diamati  dan  untuk menerima  sinyal  Radar  yang  dipantulkan oleh obyek. Antenna control yang berfungsi untuk mengatur agar gerakan  antenna  sesuai  dengan  tampilan  dilayar  dari  Display  unit.  Pembangkit  frekuensi  (frequency generator) berfungsi untuk membangkitkan sinyal sweep, memberikan input  sinyal osilator (local oscillator) frekuensi rendah dan tinggi ke bagian pemancar dan  penerima, serta menghasilkan sinyal dengan frekuensi referensi.  

 

Gambar 1. Radar maritim di tepi pantai. 

   

 

   

Gambar 3. Bagian depan (kiri) dan belakang (kanan) sistem antena yang telah dirakit. 

 

 

 

Gambar 5. Illustrasi jangkauan Radar untuk Selat Sunda. 

 

Gambar 6. Blok Diagram Sistem Radar FM‐CW.   

Standar‐standar yang ada saat ini untuk Radar Maritim (termasuk Radar Pengawas  Pantai) adalah: 

•

Standard Performance Radar Kapal: sesuai Resolution IMO A.477(XII). 

•

Standards Performance for Automatic Radar Plotting AIDs (ARPAs): sesuai Resolution  IMO A.823 (19). 

Selat Sunda

Pembangkit Frekuensi (Frequency Generator)

Pemancar (TX)

Penerima (RX)

Antena TX

Antena RX

Personal Computer +

•

Standard Performance untuk VTS: Recommendations IALA V‐128 on Operational and  Technical Performance Requirements for VTS  Requirements.  

Berdasarkan standar diatas, maka prototip Radar ISRA terutama prototip II yang  merupakan versi komersial harus dapat memenuhi semua standar‐standar yang ada.  Maka pengetesan Radar ISRA dilakukan mengikuti ketentuan didalam standar tersebut  dan ketentuan yang di‐inginkan oleh user. Apabila semua standar sudah dipenuhi, maka  Radar  ISRA  layak  mendapatkan  sertifikasi.  Akan  ada  serangkaian  pengetesan  yang  dilakukan secara intensif dengan Dislitbang TNI‐AL dan Direktorat Kenavigasian Ditjen  Hubla, Dephub. 

Dikarenakan Radar ISRA menggunakan frekuensi Radio, maka dalam aplikasinya  harus  mendapatkan  sertifikasi  POSTEL  yang  menyatakan  bahwa  Radar  ISRA  layak  digunakan dan tidak mengganggu peralatan Radio lainnya. Selain itu, karena Radar ISRA  merupakan  produk  Nasional  maka  perlu  mendapatkan  persetujuan  dari  Badan  Standarisasi Nasional dalam bentuk SNI (standar nasional Indonesia). 

  Pada penelitian Radar tahun 2012 ini dan pada tahun‐tahun selanjutnya, akan  dilakukan rancang bangun Radar  sesuai  dengan prototip II Radar  ISRA. Setelah  itu  dilakukan pengetesan, sertifikasi, pemanfaatan dan pemasangan pada tempat‐tempat  tertentu digaris pantai yang berdekatan dengan wilayah perairan strategis. Kemudian,  Radar‐Radar yang sudah terpasang ini akan dihubungkan melalui suatu jaringan sehingga  dapat dimonitor dan dikendalikan dari jarak jauh.  

  Spesifikasi Radar yang akan dibuat pada tahun 2012 adalah: 

• Principle: FMCW (Frequency‐Modulated Continuous Wave).  • Software: IMO Standards  + ECDIS* (* optional) 

• Transmitter: 

ƒ Frequency sweep: 4 MHz, 8 MHz, 16 MHz, 32 MHz, 64 MHz (or 48  MHz). 

ƒ Selected range: 24 NM, 12 NM, 6 NM, 3 NM, 1,5 NM. The 

maximum  radar range is set to be 24 NM,  larger than 27 km (the  predetermined distance from  the radar to the horizon) to give a  possibility for detecting tall ships located several kilometers beyond  the horizon. 

ƒ Sweep repetition frequency: 1,5 kHz. 

ƒ Output power: 2 Watt.  • Receiver / processor: 

ƒ IF bandwidth: 60 MHz. 

ƒ Number of range cells: 512. 

ƒ Range cells: 48 meter, 24 meter, 12 meter, 6 meter, 3 meter 

ƒ PC‐based processor. 

ƒ Standard PC display.  • Antenna: 

ƒ Microstrip patch arrays antenna with rectangular patch elements. 

ƒ Antenna with flares for reducing vertical beamwidth. 

ƒ Modular system 

ƒ Dual antenna configuration for transmit and receive. 

ƒ Horizontal beamwidth: ~ 2 Degree. 

ƒ Vertical beamwidth: ~ 10 Degree. 

ƒ Rotational speed: 10  rpm max. 

 

a. Perumusan Masalah 

• Melakukan  rancang  bangun  Radar  Pengawas  Pantai  (coastal  surveillance  Radar). 

• Pemanfaatan dan pemasangan Radar Pengawas Pantai. 

     

c. Tujuan dan Sasaran  

  Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan perancangan dan implementasi dari  Radar Pengawas pantai ISRA yang akan dipasang dan dimanfaatkan untuk memonitor  wilayah perairan strategis di wilayah NKRI. Prototip Radar Pengawas Pantai ini juga akan  dites secara keseluruhan dalam rangka mendapatkan sertifikasi dari lembaga‐lembaga  yang berwenang. Serangkaian tes akan dilakukan yang melibatkan pihak pengguna seperti  TNI‐AL, dan Direktorat Kenavigasian Ditjen Hubla Dephub. 

  Sasaran  kegiatan  penelitian  ini  pada  tahun  2012  adalah  perangkat  lunak  (software) untuk pengolahan sinyal dan jaringan Radar, modul‐modul perangkat keras,  sistem antena Radar, sistem mekanik Radar,  pengetesan modul‐modul yang sudah dibuat  dan mendapatkan sertifikasi dari lembaga‐lembaga yang berwenang di Indonesia yang  menyatakan bahwa Radar pantai layak digunakan oleh pemakai dan memenuhi standar‐ standar  yang  ada.  Satu  standar  operational  procedure  (SOP)  dari  pengetesan  dan  pengujian Radar dapat dihasilkan melalui kegiatan ini.  

 

d. Kerangka Analitik 

Kerangka  analitik  yang  digunakan  adalah  Radar  Pengawas  Pantai  memiliki  penggunaan yang strategis terutama untuk Negara Kepulauan seperti Indonesia. Rancang  bangun  Radar  Pengawas  Pantai  dengan  harga  terjangkau,  kandungan  lokal  tinggi,  memiliki kerahasiaan  dan keamanan  data  yang tinggi, memenuhi standarisasi  yang 

ditentukan  oleh  IMO  dan  disertifikasi  oleh  lembaga  berwenang  merupakan  satu  tantangan untuk para peneliti Tim Radar ISRA di PPET‐LIPI. Tim Radar di PPET‐LIPI telah  memiliki pengalaman sebelumnya  melalui pembuatan prototip I  dan  II Radar ISRA.  Selanjutnya Radar Pengawas Pantai ini akan dipasang dan dimanfaatkan untuk memantau  wilayah perairan strategis di Indonesia. Satu standar operational procedure (SOP) yang  baku dari pengetesan dan pengujian Radar harus dibuat. 

     

e. Hipotesis 

Penelitian ini  bersifat  terapan sehingga  hipotesa  yang  bisa  dibangun adalah  apakah hasil desain Radar pantai dapat direalisasikan dan menunjukkan kinerja sesuai  dengan spesifikasi yang telah ditentukan. Serta dapat memenuhi semua persyaratan yang  tercantum dalam standar‐standar didunia maritim. 

 

I. Metodologi 

Dalam kegiatan penelitian ini, metodologi yang digunakan adalah: 

• Rancang bangun perangkat lunak pengolah sinyal Radar dan jaringan Radar  • Pembuatan perangkat keras Radar pantai 

• Pengujian dan pengetesan Radar pantai  • Evaluasi dan Perbaikan 

• Seminar dan Publikasi 

 

II. Jadwal Kegiatan 2012 

 

Bulan 

No.  Tahapan Kegiatan 

1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  1.   Rancang  Bangun  Perangkat 

Lunak  Radar  

       

2.   Pembuatan Perangkat Keras  Radar 

3.   Pengujian  Perangkat  Keras 

dan Lunak Radar  

       

4.   Sertifikasi Radar ISRA         5.   Evaluasi dan Perbaikan       

6.   Publikasi Ilmiah       

   

 

 

Gambar 8. Dudukan motor dan antena Radar. 

 

Gambar 9. Sistem mekanik keseluruhan Radar. 

   

 

• Berikut Gambar Kemajuan Mekanikal Antena X band   

                      

Gambar 10. Sistem antena tampak depan 

     

                         

 

Gambar 12. Sistem antena tampak Samping 

                   

Gambar 13. Sistem antena untuk pengarah 

     

               

 

Gambar 14. Dudukan Antena 

                     

Gambar 15. Sistem motor antena tampak bawah 

                 

Gambar 16. Sistem motor antena tampak samping 

   

           

     

Gambar 17. Antena Array X‐Band  

 

   

Berikut Tabel Hasil Pengukuran Antena Array X‐Band untuk Gambar 17 

 

Tabel 1. Hasil Pengukuran Antena Array X‐Band  

 

  Variabel  Hasil Pengukuran 

VSWR (9,4 GHz)  1,205  S11 (9,4 GHz)  ‐18,485 dB  Impedansi (9,4 GHz)  41,485 Ω 

Rang. Frekuensi (VSWR 1,5)  9,27975 GHz s/d 9,4495 GHz 

Antena 1 

BW  169,75 MHz 

VSWR (9,4 GHz)  1,206  S11 (9,4 GHz)  ‐20,559 dB  Impedansi (9,4 GHz)  41,989 Ω 

Rang. Frekuensi (VSWR 1,5)  9,31725 GHz s/d 9,4815 GHz 

Antena 2 

BW  164,25 MHz 

VSWR (9,4 GHz)  1,165  S11 (9,4 GHz)  ‐22,337 dB  Impedansi (9,4 GHz)  43,462 Ω 

Rang. Frekuensi (VSWR 1,5)  9,3125 GHz s/d 9,48275 GHz 

Antena 3 

BW  170,25 MHz 

VSWR (9,4 GHz)  1,171  S11 (9,4 GHz)  ‐22,057 dB  Impedansi (9,4 GHz)  42,631 Ω 

Rang. Frekuensi (VSWR 1,5)  9,30125 GHz s/d 9,471 GHz 

Antena 4 

BW  169,75 MHz 

VSWR (9,4 GHz)  1,168  S11 (9,4 GHz)  ‐22,201 dB  Impedansi (9,4 GHz)  43,242 Ω 

Rang. Frekuensi (VSWR 1,5)  9,3 GHz s/d 9,478 GHz 

Antena 5 

BW  178 MHz 

VSWR (9,4 GHz)  1,197  S11 (9,4 GHz)  ‐20,911 dB  Impedansi (9,4 GHz)  43,112 Ω 

Rang. Frekuensi (VSWR 1,5)  9,31575 GHz s/d 9,48425 GHz 

Antena 6 

VSWR (9,4 GHz)  1,270 

S11 (9,4 GHz)  ‐18,485 dB  Impedansi (9,4 GHz)  40,788 Ω 

Rang. Frekuensi (VSWR 1,5)  9,3235 GHz s/d 9,47625 GHz 

Antena 7 

BW  152,75 MHz 

VSWR (9,4 GHz)  1,178  S11 (9,4 GHz)  ‐21,709 dB  Impedansi (9,4 GHz)  44,428 Ω 

Rang. Frekuensi (VSWR 1,5)  9,31175 GHz s/d 9,4905 GHz 

Antena 8 

BW  178,75 MHz 

 

Dari hasil pengukuran didapat, spesifikasi sesuai dengan yang diharapan, dengan VSWR 

dibawah 1,5 dan lebar bandwidth di atas 60 MHz serta impedansi yang mendekati 50 Ω. 

 

A. Antena 1  

   

   Dari gambar di atas, didapatkan nilai VSWR pada Frekuensi 9,4 GHz, sebesar 1,205 

 

   

Dari gambar di atas, didapatkan nilai S11 pada Frekuensi 9,4 GHz, sebesar ‐20,603 dB 

   

Dari gambar di atas, didapatkan Impedansi pada Frekuensi 9,4 GHz, sebesar 41,485 Ω 

 

B. Antena 2  

 

   

Dari gambar di atas, didapatkan nilai VSWR pada Frekuensi 9,4 GHz, sebesar 1,206 

 

 

Dari gambar di atas, didapatkan nilai S11 pada Frekuensi 9,4 GHz, sebesar ‐20,559 dB 

 

   

Dari gambar di atas, didapatkan Impedansi pada Frekuensi 9,4 GHz, sebesar 41,989 Ω 

 

C. Antena 3 

 

   

Dari gambar di atas, didapatkan nilai VSWR pada Frekuensi 9,4 GHz, sebesar 1,165 

   

Dari gambar di atas, didapatkan nilai S11 pada Frekuensi 9,4 GHz, sebesar ‐22,337 dB 

 

   

Dari gambar di atas, didapatkan Impedansi pada Frekuensi 9,4 GHz, sebesar 43,462 Ω 

 

D. Antena 4 

   

Dari gambar di atas, didapatkan nilai VSWR pada Frekuensi 9,4 GHz, sebesar 1,171 

 

   

Dari gambar di atas, didapatkan nilai S11 pada Frekuensi 9,4 GHz, sebesar ‐22,057 dB 

 

   

Dari gambar di atas, didapatkan Impedansi pada Frekuensi 9,4 GHz, sebesar 42,631 Ω 

E. Antena 5 

 

   

Dari gambar di atas, didapatkan nilai VSWR pada Frekuensi 9,4 GHz, sebesar 1,168 

 

   

Dari gambar di atas, didapatkan nilai S11 pada Frekuensi 9,4 GHz, sebesar ‐22,201 dB 

   

Dari gambar di atas, didapatkan Impedansi pada Frekuensi 9,4 GHz, sebesar 43,242 Ω 

F. Antena 6 

 

   

Dari gambar di atas, didapatkan nilai VSWR pada Frekuensi 9,4 GHz, sebesar 1,197 

   

Dari gambar di atas, didapatkan nilai S11 pada Frekuensi 9,4 GHz, sebesar ‐20,911 dB   

   

Dari gambar di atas, didapatkan Impedansi pada Frekuensi 9,4 GHz, sebesar 43,112  

G. Antena 7 

   

Dari gambar di atas, didapatkan nilai VSWR pada Frekuensi 9,4 GHz, sebesar 1,270   

   

Dari gambar di atas, didapatkan nilai S11 pada Frekuensi 9,4 GHz, sebesar ‐18,485 dB   

   

H. Antena 8 

 

   

Dari gambar di atas, didapatkan nilai VSWR pada Frekuensi 9,4 GHz, sebesar 1,178   

   

Dari gambar di atas, didapatkan nilai S11 pada Frekuensi 9,4 GHz, sebesar ‐21,709 dB   

   

Dari gambar di atas, didapatkan Impedansi pada Frekuensi 9,4 GHz, sebesar 44,428 Ω 

   

III. Rencana Selanjutnya (tahap IV) 

Rencana kegiatan selanjutnya sampai dengan akhir tahun 2012 adalah: 

• Penyelesaian sertifikasi TKDN (tingkat komponen dalam negeri) dan kelaikan dari  Dislitbang TNI‐AL 

• Pembuatan/realisasi sistem mekanik antena.  • Perakitan dan pengetesan perangkat keras.  • Pemasangan modul2 antena. 

• Pemasangan motor penggerak Radar.  • Pembuatan perangkat lunak (software). 

• Pemasangan aksesoris termasuk power supply.  • Pengetesan dan setting antena. 

• Integrasi software dan hardware. 

• Pengetesan keseluruhan baik di laboratorium dan di lapangan. 

 

IV.  Kendala dan permasalahan 

• Pemesanan komponen memakan waktu lama terutama yang dari USA (hampir 4  bulan). 

• Keharusan lelang sehingga menghambat delivery dari komponen‐komponen impor.  Prosedur pengadaan ini mengakibatkan sebagian anggota tim Radar ‘menganggur’  karena menunggu datang‐nya komponen impor. 

• Perlu  tambahan  SDM  terutama  untuk  bidang  software  karena  mengingat  banyaknya pekerjaan terkait Radar. 

• Peralatan ukur untuk tes dilapangan masih terbatas seperti handheld spectrum  analyser dan signal generator. 

• Perlu kerjasama kemitraan dimasa  depan utk  pemasangan  Radar di daerah2  supaya bisa dimanfaatkan oleh pemerintahan daerah (PEMDA) tingkat I dan II.  

 

Telah disampaikan laporan kemajuan pelaksanaan kegiatan litbang DIPA Tematik  dengan judul pemanfaatan dan pemasangan Radar pengawas pantai yang merupakan  kegiatan dengan satuan biaya khusus pada tahun 2012. Output utama dari kegiatan  ini adalah  satu prototip Radar  yang  seharusnya dapat dipasang  disuatu tempat  tertentu yang berdekatan dengan garis pantai dengan bekerjasama dengan mitra  Industri (PT. INTI) dan PEMDA. Kegiatan perakitan, integrasi dan pengetesan akan  dilakukan pada pertengahan tahun sampai akhir tahun 2012.  

 

VI. Referensi 

1. M.I. Skolnik, ’Radar Handbook’, McGraw‐Hill, 1990. 

2. M.I. Skolnik, ’Introduction to Radar Systems’, McGraw‐Hill, 2002.  3. S. Kingsley and S. Quegan, ’Understanding Radar Systems’, CHIPS. 

4. Leo  P.  Ligthart,  ’Short  Course  on  Radar  Technologies’,  International  Research Centre for Telecommunications‐transmission and Radar, TU Delft,  September 2005. 

5. Mark Richards, ’Radar Signal Processing’, McGraw‐Hill, 2005. 

6. Bassem R. Mahafza, ‘Radar Systems Analysis and Design Using MATLAB’,  Chapman & Hall, 2005. 

7. Mashury Wahab dan Pamungkas Daud, ‘Image Processing Algorithm for  FM‐CW Radar’, TSSA/WSSA Conference 2006, ITB Bandung, 2006. 

8. Mashury, ‘Development of Radar Image Processing Algorithm’, Information  and Communication Technology Seminar 2006, ITS Surabaya, 2006. 

9. Mashury Wahab, Pamungkas Daud, Yuyu Wahyu, Yusuf Nur Wijayanto.  “Radar  Trainer  System  for  LIPI  FM‐CW  Radar  Network”,  ICICI  2007,  Bandung. 

10. Mashury Wahab, ‘Penggunaan UAIS dan Radar pengawasan pantai untuk  monitoring wilayah perairan indonesia’,  Seminar  Radar nasional  2007,  Jakarta. 

11. Yusuf  Nur  Wijayanto,  Dadin  Mahmuddin,  and  Mashury  Wahab  “Perancangan  Sistem  LFM‐Chirp  Radar  menggunakan  Matlab  untuk  Menentukan Posisi Target”, IES‐EEPIS‐ITS 2007, Surabaya. 

12. Mashury, Yuyu Wahyu, A. Adya Pramudita, and Pamungkas Daud, “Coupled  Patch Array Antenna For Surveillance Radar”, International Conference  TSSA 2007, Bandung, 2007. 

13. Mashury Wahab and Yuyu Wahyu, “Patch  Array Antenna For  FM‐CW  Radar”, International Conference r‐ICT 2007, Bandung, 2007. 

14. Mashury Wahab, Pamungkas Daud, Yuyu Wahyu, Yusuf Nur Wijayanto, 

“Radar  Trainer  System for  LIPI  FM‐CW Radar  Network”,  International  Conference ICICI 2007, Bandung, 2007. 

15. Mashury, Yusuf N. W., Pamungkas D., Dadin M., Djohar S., “ A Data  Processing  Scheme  For  LIPI  Coastal  Surveillance  Radar”,  International  Conference on Telecommunications (ICTEL) 2008, Bandung. 

16. Mashury Wahab, Sulistyaningsih and Yusuf Nur Wijayanto, “Radar Cross  Section  For  Object  Detection  Of  FM‐CW  Coastal  Surveillance  Radar”,  Electrical Power, Electronics, Communications, Control and Information  Seminar (EECCIS) 2008, Malang. 

17. Mashury, Dadin Mahmudin dan Yusuf Nur Wijayanto, “ Rancang Bangun  Perangkat Lunak Citra Radar”, Seminar Radar Nasional 2008, Jakarta.  18. Mashury Wahab, Pamungkas Daud, Yuyu Wahyu, dan Rustini S. Kayatmo, 

“Rancang Bangun Radar Pengawasan Pantai INDRA II Di Pusat Penelitian  Elektronika dan Telekomunikasi (PPET) LIPI”, Seminar Radar Nasional 2008,  Jakarta. 

   

     

 

Daftar

 

Publikasi

 

Ilmiah

 

 

1. Judul    : Radar Target Image Analysis Using Fuzzy C Means and Coordinat    

Calculation 

Penulis: Octa Heriana dan Sulistyaningsih 

Afiliasi : PPET‐LIPI 

 

Abstract 

 

The image analyisis on a moving object target of the RADAR detection image was  done by the method of coordinates calculation of image pixels to determine  distance, direction and speed of the object movement. Fuzzy C Means was used to  determine the coordinates center of the detected object. Image data that used  was the data of RADAR recording software. Image processing was done by the  programming software, the first step was the process of image thresholding to  separate the mainland with a radar target object, and then the number of objects  known through calculation of pixel box which is then used to determine the  number of clusters on the Fuzzy C Means and show the number of coordinates of  the detected objects. Object coordinates were measured from the center of  RADAR unit to calculate the distance and direction of object movement speed. 

Results of analysis showed that the coordinates position, distance, direction, and  speed of the object can be determined by this method with a fast computation. 

 

Keywords: Image; Coordinate; Moving Object; Fuzzy C Means.   

2. Judul    : Design and Realization of a Low Cost Two‐Way Wilkinson Power  

Divide at Intermediate Frequency for a RADAR System 

Penulis: Taufiqqurrachman and Hana Arisesa 

Afiliasi : PPET‐LIPI   

Abstract 

 

This  paper  presents  analysis  and  design  narrowband  two‐way  Conventional  Wilkinson power. The design employyed common lumped element that much  easier to realize. This Wilkinson power divider is designed at 456 MHz for using in  IF RADAR System. The Practical fabbrication implemented on FR4 substrate. The  VSWR for all port for both dividers is better than 1.3:1,  insertion loss is less than  0.6 dB and 25 dB of isolation is achived. The proposed divider has the narrow  bandwidth, 200 MHz. It was found that the Wilkinson power dividers cannot  perform well with simulation values. However, this problem could be solved by  fine tuning capasitor components. 

 

Keywords : Wilkinson, Power divider, IF, Radar 

 

 

3. Judul    : Design and Simulation of 456 MHz Bandpass Filter for Radar 

System 

Penulis: Fajri Darwis dan Deni Permana 

Afiliasi : PPET‐LIPI   

Abstract 

 

This paper presents the design and simulation of bandpass filter for frequency‐ modulated continuous wave radar system. A bandpass filter was designed at the  operating center frequency of 456 MHz, bandwidth of 60 MHz, 3 dB insertion loss,  1.1 VSWR, 50 ohm impedance and dB/octave less than  ‐70 dB. The design filter  was simulated using Elsie Tonne version 2.4. The outcome of this research was a  prototype of a 456 MHz bandpass filter and the results of the simulation were  approximately similar to the required specifications. 

 

Keywords: bpf, bandwidth, intersion loss, vswr, dB/octave. 

   

4. Judul    :  Size  Enhancement  of  50‐5000  MHz  Octahedral  Monopole 

Penulis: Folin Oktafiani dan Achmad Munir 

Afiliasi      : PPET‐LIPI dan STEI‐ ITB   

Abstract 

 

In this research, the Ground Penetrating Radar (GPR) antenna is designed by  improving the reference antenna’s dimensional performance, in order to ease the  detection process in the field. The Octahedral  antenna is used as the reference  antenna.      The  method used  was  by  optimizing each  part  of  the antenna  dimension using 3D software which operates at frequency domain. The studies  done includes: minimizing the antenna diameter, determining the transition angle  on antenna’s arms, placing the resistors, determining the length of antenna’s arm  before the abrupt transition, searching the width of T strip antenna which gives  the optimum result, determining the resistor values, and the last is, determining  the distance between antenna’s arm and the ground plane. The simulation results  show that the 50 mm x50 mm dimension of antenna has the same characteristics  with the reference antenna, i.e   return loss  ≤  ‐10dB for frequency range 50 –  5000MHz.  

 

Keyword : antenna; ground penetrating radar; dimension of antenna; return loss   

5. Judul    : Radar Cross Section Calibration Using a Trihedral Reflector For LIPI  Coastal Surveillance Radar 

Penulis: Sulistyaningsih dan Mashury Wahab 

Afiliasi : PPET‐LIPI  

 

Abstract 

 

A RCS calibrator is an object used to calibrate Radar Cross Section (RCS) reading of  a radar. For LIPI coastal surveillance radar, the object used for this purpose is a  trihedral. During filed experiments LIPI coastal surveillance radar using trihedral  reflector. The reflector can be used on a very wide frequency range. Front view of  the RCS calibrator using a trihedral with dimensions. The long and short sides are  91.5 cm and 64.5 cm long, respectively. Determination of the relevant dimension  for the RCS specifications.RCS calibration for the radar is a very important aspect  for the accurate estimation of target information.  

 

Keywords: Radar Cross Section, RCS, trihedral reflector, calibration, radar.   

 

6. Judul    : Design and Simulation of 160 MHz Bandpass Filter with 60 MHz 

Bandwidth 

Penulis: Novita Dwi Susanti dan Deni Permana 

Afiliasi : PPET‐LIPI  

 

 

This  paper  describes  the  design  and  simulate  band  pass  filter  which  use  operational frekuency from 130 MHz until 190 MHz and have frequency of cut off  at 160 MHz. To design this filter we calculate the value of inductor and capasitor  first, and then simulate with software simulation.  The filter design with seventh  order involves many parameter such as  pass band, stop bandwidths, center  frequency, stop band attenuation, pass band return loss adn impedances of the  input and output resonator. The design filter was simulated using Elsie Tonne  version 2.4. And the result of simulated we can see the VSWR is 1.3, insertion loss 

‐4dB with dB/octave is less than ‐50 dB.    

Keywords : bpf, bandwidth, insertion loss, vswr, dB/octave 

 

7. Judul    : Perancangan Antena Array Microstrip Planar Untuk Radar S‐Band 

Penulis:  Yuyu Wahyu,  Folin Oktafiani, Yussi Perdana Saputera, dan  Mashury 

Wahab 

Afiliasi : UI  

 

Abstrak 

 

Pada penelitian ini dilakukan desain dan realisasi antenna untk portable radar S‐ band. Antena yang dirancang adalah antenna mikrostrip yang disusun secara array  8x4  dengan  jumlah  keseluruhan  64  modul  antenna  yang  bertujuan  untuk  mempersempit  beamwidth  dan  memperbesar  gain  antenna.  Bahan  yang  digunakan adalah FR 4 dengan ketebalan substrat 3,2 mm dan tebal patch 0,035  mm, serta memiliki nilai r=4,4. Dari hasil satu modul antenna diperoleh lebar BW  sebesar 60 MHz untuk S11 sebesar ‐15, sedangkan gain antena yang disimulasikan  sebesar 12,79 dBi. Untuk hasil simulasi antenna array 8x4 didapat gain sebesar  27,58 dBi. 

 

Kata kunci : Radar, S‐band, Antena 

           

             

                   

Pembuatan Magnet Barium Ferit Bonded Hybrid  

untuk Aplikasi Generator 

Nanang

 

Sudrajat,

 

ST

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LEMBAR  PENGESAHAN 

 

1.  Judul Kegiatan Penelitian   :  Pembuatan Magnet Barium Ferit Nano  Partikel Bonded Hybrid untuk Aplikasi  Generator 

2.  Kegiatan Prioritas  :  Material Maju dan Nanoteknologi 

3.  Peneliti Utama  :    

  Nama    :  Nanang Sudrajat, ST 

  Jenis Kelamin    :  Pria 

4.  Sifat Penelitian  :  Lanjutan (Tahun ke 2)  5.  Lama Penelitian  :  2 (dua) Tahun 

6.  Biaya Total 2011  :  Rp. 269.855.000,‐ 

       

       

 

Bandung, 31 Desember 2012  Disetujui, 

Ka. Pusat Peneltian Elektronika  dan Telekomunikasi ‐ LIPI 

         

Dr. H i s k i a         

NIP. 19650615 199103 1 006 

   

   

Peneliti Utama 

       

Nanang Sudrajat, ST. 

NIP. 19730604 199403 1 003 

 

 

 

 

 

 

ABSTRAK 

   

Magnet Barium Ferit nanopartikel bonded hybrid yang akan dibuat pada penelitian tahun  kedua,  merupakan  pengembangan  pembuatan  magnet  barium  ferit  sinter.  Fokus  penelitian pada tahun ini adalah fabrikasi pembuatan prototipe magnet Barium Ferit nano  partikel bonded hybrid dan percobaan coating dalam tahap finishing dan diaplikasikan  sebagai  komponen  elektronika  terutama  pada  sebuah  generator  dengan  tetap  memperbaiki karakteristik magnet yang akan dihasilkan. 

Magnet bonded hybrid merupakan penggabungan dua bahan magnet permanen yaitu  serbuk barium ferit dan serbuk NdFeB pada komposisi tertentu yang dibonded dengan  bahan termoplastic (bakelit atau plastik).  Tujuan dari penggabungan kedua  magnet  permanen tersebut adalah untuk meningkatkan temperatur operasi, temperatur curie,  ketahanan korosi dan meningkatkan sifat magnet dengan harga yang tidak terlalu tinggi.  Metoda proses yang akan digunakan adalah solgel  untuk mendapatkan serbuk magnet  barium ferit dan teknologi metalurgi serbuk untuk pencampuran dengan NdFeB dengan  tahapan mixing, milling, cetak panas dan magnetisasi sehingga menghasilkan magnet  permanen bonded hybrid. Magnet ini akan dikarakterisasi dan dianalisa sifat magnetnya  dengan Permagraph dan Gaussmeter dan ukuran/struktur partikel dengan SEM. 

 

Kata kunci : barium ferit nanopartikel, metoda sol gel, magnet bonded hybrid, NdFeB,   permanen magnet generator, energi alternatif. 

 

I. PENDAHULUAN 

 

1.1. Latar Belakang  

Kebutuhan komponen magnet permanen di Indonesia cukup tinggi, hal ini disebabkan  karena mulai tumbuhnya industri kecil dan UKM yang mulai merakit sendiri peralatan  elektronika. Sampai saat ini kebutuhan magnet tersebut  selalu  diimpor dari manca  negara. Untuk itu maka dilakukan penelitian pembuatan magnet permanen Barium Ferit  Nanopartikel. Dan untuk memenuhi kebutuhan magnet dengan kekuatan yang besar  maka  dilakukan  penggabungan  (Hybrid)  dengan  NdFeB,  sedangkan  untuk  penyederhanaan proses maka dilakukan proses bonded.  

Pemilihan  penelitian  terhadap  magnet  Barium  Ferit  disebabkan  karena  magnet  ini   memiliki kestabilan kimia yang baik, tahan korosi, memiliki suhu curie yang tinggi dan  murah. Pembuatan ukuran partikel nano diharapkan dapat meningkatkan karakteristik  magnet  yang  dihasilkan,  karena  dengan  ukuran  nano  partikel  diharapkan  dapat 

mengurangi cacat kristal dan memiliki domain tunggal yang akan mempermudah proses  magnetisasi.  

Perkembangan material magnet permanen sangat cepat dan bervariasi, yang diikuti  dengan peningkatan energi produk (BH)max yang dihasilkan, material magnet saat ini yang 

memiliki energi produk paling tinggi adalah Neodymium Iron Boron (NdFeB). Namun  demikian setiap material magnet tersebut memiliki keunggulan dan kekurangan masing‐ masing. 

Saat  ini,  kebutuhan  akan  material  magnet  untuk  generator  magnet  permanen  di  Indonesia maupun di dunia mulai diperlukan seiring dengan mulai banyaknya lembaga  penelitian dan personal yang mulai meneliti dan membuat generator. Data dari penjualan  magnet dari tahun ke tahun semakin meningkat khususnya untuk aplikasi energi, salah  satunya  untuk  generator  listrik  wind  energy  seperti  yang  dilaporkan  oleh  asosiasi  penjualan magnet terbesar dunia arnoldmagnetics yang secara grafik diperlihatkan pada  gambar 1. 

         

Gambar 1. Data kebutuhan magnet untuk aplikasi [1] 

Untuk Indonesia kebutuhan magnet tersebut selalu diimpor dari luar negeri dengan harga  yang cukup tinggi dan harus dalam jumlah yang besar, maka kegiatan penelitian magnet 

ini dapat menjadi solusi bagi penelitian khususnya penelitian yang berhubungan dengan  aplikasi‐aplikasi magnet.  

Dalam satu rangkaian generator dapat memerlukan magnet permanen 12 buah atau  bahkan  lebih  yang  akan  dipasang  pada  rotor  yang  merupakan  bagian  utama  dari  generator (lihat gambar 2). 

               

(a) Stator          (b) Magnet pada rotor  Gambar 2. Komponen Generator [2] 

 

Dahulu, generator magnet permanen komersial yang ada di pasaran sering menggunakan  magnet ferit sebagai penghasil medan magnet. Namun, kini mulai menggunakan magnet  NdFeB  yang  memiliki kekuatan magnet sepuluh kali lebih  besar  dari  magnet  ferit,  sehingga generator dapat menghasilkan daya yang lebih besar [3]. Hal ini juga mulai  diikuti oleh beberapa peneliti  di LIPI dan instansi lain yang menggunakan magnet NdFeB  untuk merangkai generator. Penelitian di Puslit Telimek LIPI [4] juga pernah mencoba 

N

N

N N N

N N N N

N N N N N

N

N N

menggunakan magnet Barium Ferit buatan PPET‐LIPI, akan tetapi masih ada kendala yang  dihadapi, yaitu karena kuat medan yang dimiliki magnet ferit masih rendah (700 Gauss),  maka efisiensi yang dihasilkan generator juga rendah dan belum maksimal. Meskipun saat  ini magnet ferit buatan PPET‐LIPI sudah mempunyai kekuatan magnet 1000 Gauss, tetapi  masih dianggap kecil untuk sebuah generator. Namun magnet ini memiliki keunggulan  seperti; tahan korosi, temperatur curie tinggi, stabil dan murah [5]. 

Kemudian penelitian di Telimek dilanjutkan dengan menggunakan magnet NdFeB, dimana  magnet ini memiliki energi produk yang sangat tinggi. Akan tetapi muncul kendala lain  yang dihadapi yaitu karena memiliki energi yang sangat tinggi 10.000 sampai dengan  12.000 Gauss, maka membutuhkan torsi awal yang lebih besar. Selain itu magnet NdFeB  memiliki  kekurangan  mempunyai  temperatur  operasi  rendah  yaitu  80  –  200oC,  temperatur curie rendah, mudah korosi, harus import dan mahal [6].  

Untuk mengatasi kendala ini dan untuk membantu penelitian pembuatan generator di  Indonesia akan ketersediaan magnet permanen, maka pada penelitian ini akan dicoba  menggabungkan serbuk magnet permanen Barium Ferit dan serbuk magnet permanen  NdFeB  komersial  dengan  teknologi  serbuk,  untuk  menghasilkan  Permanent  Hybrid  Bonded  Magnet [7] dengan karakteristik yang baru yaitu diatas 1500 Gauss. 

 

1.2. Perumusan Masalah  

Untuk menghasilkan prototipe magnet hybrid yang dapat diaplikasikan pada generator  low speed untuk pembangkit listrik, maka penelitian dirumuskan pada beberapa langkah  sebagai berikut;  

- Untuk  menghasilkan  magnet bonded hybrid  dengan karakteristik magnet sekitar  

1500 Gauss, maka proses pencampuran serbuk Barium Ferit nano partikel hasil  metode  sol  gel  dan  serbuk  NdFeB  dengan  teknologi  metalurgi  serbuk  sangat  menentukan dan tahap ini adalah merupakan inti dari penelitian. Untuk itu maka akan  divariasikan  komposisi  campuran,  polimer  material  untuk  proses  bonded  yang  digunakan dan variasi waktu dan temperatur hot  press.  

- Untuk mengetahui hasil kinerja magnet yang dihasilkan, maka akan diuji cobakan  pada  prototipe  generator  dengan  menggunakan  sebuah  stator  komersil  untuk  generator. 

 

1.3. Tujuan dan Sasaran  

Tujuan : 

o Menunjang program pemerintah dalam penyediaan energi alternatif  o Penguasaan teknologi pembuatan magnet permanen bonded hybrid  o Mengembangkan penelitian material magnet permanen di PPET‐LIPI. 

Sasaran : 

o Dapat membuat magnet permanen dengan kuat medan di atas 1500 Gauss yang 

dapat diaplikasikan pada generator low rpm untuk menghasilkan energi listrik  skala kecil. 

 

1.4. Kerangka Analitik  

  Sampel magnet yang dihasilkan pada penelitian ini, akan diukur dimensi dan  densitas dengan menghitung dimensi dan volume sample, dianalisa dengan Permagraph  untuk mengetahui sifat magnet seperti ; Induksi Remanen, Br (kG),  Koersifitas, Hc (kOe),  Kuat Medan Maksimum, BHmax (MGOe), dan yang terakhir diujicobakan pada prototype  generator 

     

1.5. Hipotesis 

Dari penelitian pembuatan magnet barium ferit bonded hybrid ini akan dihasilkan suatu  magnet permanen yang memiliki karakteristik magnet dengan nilai Br > 2,00 – 4,00 kG, Hc  = 0,1 – 2 kOe, BHmax = 0,1 – 2 MGOe dan densitas 4 ‐5 g cm‐3.  

 

II. METODOLOGI 

Metodologi  yang  akan  dilakukan  untuk  mencapai  tujuan  penelitian  adalah  sebagai  berikut : 

‐ Studi literatur 

‐ Pengadaaan bahan 

‐ Penyiapan peralatan 

‐ Percobaan pembuatan magnet Barium ferit  

‐ Karakterisasi magnet hasil percobaan 

‐ Pembuatan Sampel magnet.  

 

2.1.  Studi Literatur 

Kegiatan pada tahap ini adalah mencari dan mengumpulkan informasi baik itu yang  bersifat teoritis maupun praktis melalui buku‐buku, handbook dan internet, yang dapat  digunakan sebagai bahan acuan dan referensi dalam penelitian. 

2.2. Pengadaan Bahan 

Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah :  − Besi Nitrat, Fe(NO3)3.9H2O 

− Barium Nitrat, Ba(NO3)2 

− Amonium Hidroksida,   NH4OH 25 % 

− Polivinyl Alkohol, PVA  − Citric Acid, C6H8O7.H2O 

− Pasir Besi 

− Barium Carbonat  − Calcium Oxide  − Silicon Oxide 

− Serbuk NdFeB MQP dan MQEP  − Alkohol Teknis 

 

2.3. Penyiapan Peralatan 

Sebagian  besar  peralatan  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  tersedia  di  Laboratorium magnet PPET‐LIPI, hanya SEM dan   XRD masih ketergantungan terhadap  instansi lain. Peralatan yang digunakan adalah : 

1. Permagraph : Alat untuk mengkarakterisasi sifat magnet, seperti ; Induksi Remanen,  Br (kG), Kuat Medan maksimum, BHmax (MGOe) dan Koersifitas, Hc (kOe). 

     

     

           

Gambar 3. Permagraph 

2. Mesin Kompaksi dan Solenoida : Untuk proses kompaksi serbuk magnet barium 

sudah ditempatkan di dalam dies dicetak dengan mesin kompaksi dengan tekanan  tertentu. 

           

       

Gambar 4. Mesin Kompaksi 

3. Pengering : Untuk melakukan proses pengeringan pada temperatur 100 dan 200oC. 

        

 

Gambar 5.  Alat pengering 

 

4. Furnace : Digunakan untuk proses kalsinasi dan  sintering 

             

Gambar 6. Furnace Thermoline (Temp. ± 1700oC) 

 

 

5. Cetakan / Dies : Cetakan untuk membentuk produk magnet yang dihasilkan. 

     

     

Gambar 7. Cetakan / Dies 

 

6. Power Supply / hotplate magnetic stirrer : untuk proses pelapisan nikel pada 

           

 

Gambar 8. Alat Elektroplating 

 

7. Impuls Magnetiser : Alat untuk menyearahkan momen magnet. 

               

Gambar 9. Impuls Magnetiser Magnet Physik 

7.   Gauss Meter :  digunakan untuk mengukur densitas medan magnet 

           

 

Gambar 10. Gauss Meter 

   

 

2.4. Percobaan  

                     

         

                       

   

a.  Proses metalurgi serbuk pembuatan magnet barium ferit 

Komposisi kimia yang dipakai sesuai dengan magnet acuan dengan rumus kimia , BaO.  6Fe2O3 Bahan‐bahan yang digunakan seperti Fe2O3 (dari pasir besi), CaO, SiO2, BaCO3, PVA 

dan alkohol sama seperti percobaan terdahulu. 

Serbuk pasir besi disiapkan dengan waktu milling yaitu 25 jam. Serbuk pasir besi yang  telah halus, dicampurkan dengan   BaCO3, kemudian ditimbang sesuai komposisinya. 

Kemudian dicampur dalam Jar Mill dan digiling selama 6 jam dalam kondisi 40 % padatan 

Gambar 11 Diagram Alir Percobaan

Penentuan Komposisi

Metalurgi Serbuk

Drying/autocombustion

Karakterisasi - Sifat

magnet,densitas

Serbuk Barium Ferit Milling

Pengeringan & Kalsinasi

Finishing + Coating

NdFeB Plastik, Bakelit atau

Mixing/Milling

Kompaksi

dan 60 % Alkohol. Hasilnya dikeringkan didalam oven pengering pada temperatur ±100 oC  maksudnya untuk menghilangkan alkohol, kemudian hasil pengeringan yang menggumpal  dihaluskan  kembali dengan mortar agate. 

Serbuk campuran  dikalsinasi  dalam tungku  muffle  furnace  dengan  laju pemanasan  10oC/menit sampai temperatur 500oC ditahan selama 30 menit. Pemanasan dilakukan  pada temperatur 1200oC dengan laju pemanasan 10oC/menit dan ditahan selama 3 jam,  kemudian  pemanasan turun sampai 475oC dengan laju 40oC/menit. 

Hasil kalsinasi berbentuk gumpalan sehingga perlu digiling kembali dengan menambahkan  zat aditif yaitu CaO 0,75% dan SiO2 0,60% dari berat kalsin. Kemudian digiling selama 16 

jam  dengan  kondisi  40%  padatan  dan  60%  alkohol.  Pada  waktu  8  jam  sebelum  berakhirnya penggilingan ditambahkan lagi PVA sebanyak 1,5% dari berat kalsin. Setelah  kering dihaluskan kembali dengan mortar agate atau digiling secara kering dan disaring  hingga lolos 400 mesh. 

 

b. Pembuatan Magnet Bonded 

Proses bonded dilakukan terhadap serbuk NdFeb type MQP 16‐7 dengan menggunakan  polimer PVC Epoxy atau type MQEP 16‐7. Proses pencampuran dilakukan tanpa milling  dan proses kompaksi dilakukan dengan menggunakan mesin press dingin pada tekanan  100 kg/cm 2  dan hasilnya dipanaskan pada temperatur 200 oC selama 1 jam. 

Untuk  memperkuat sifat  fisik  magnet,  maka  dilakukan proses  pelapisan nikel pada  magnet bonded dengan variasi arus 0,3; 0,5; dan 0,7 A dan variasi waktu 15 menit, 30  menit dan 60 menit, pelapisan dilakukan dengan cara elektroplating. 

Proses elektroplating magnet bonded diperlihatkan pada gambar 12. 

               

 

c. Pembuatan Magnet Bonded Hybrid 

  Proses hybrid dilakukan dengan cara mencampurkan serbuk magnet barium ferit  dengan serbuk magnet NdFeB dan dibonded dengan polimer agar mendapatkan magnet  permanen dengan sifat fisik dan karakteristik yang lebih baik. Proses hybrid dilakukan  terhadap serbuk barium ferit dengan NdFeb Epoxy MQEP 16‐7. Proses pencampuran  dilakukan tanpa milling dengan komposisi 50 % : 50 % dan proses kompaksi dilakukan  dengan menggunakan mesin press dingin pada tekanan 50 kg/cm2 kemudian disinter pada  temperatur 200 ºC selama 2 x 30 menit.  

 

2.5. Pembuatan Sampel 

Sampel magnet bonded lapis nikel yang dibuat salah satu bentuknya untuk prototipe  generator adalah dengan dimensi diameter 50mm, tebal  8mm. 

           

Gambar 13. Sampel magnet bonded lapis nikel   

III. HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN 

3.1. Karakterisasi sifat magnet  

Karakteristik sifat magnet dari sampel hasil kompaksi bahan pasir besi KS setelah proses  sintering pada temperatur 1100 ºC selama satu jam yang diukur dengan alat ukur  Permagraph Magnet Physik dapat dilihat pada tabel 1. 

   

Tabel 1. karakteristik magnet Barium Ferit  

Sifat Magnet  _{Barium Ferrite} 

Br (kG)  1.79 

HcJ (kOe)  1.092 

BH max (MGOe)  0.32 

Density (gr/cm³)  4.8 

 

Karakteristik sifat magnet hasil percobaan pembuatan magnet NdFeB bonded sebelum  dan sesudah dilapis nikel dengan  variasi arus dan waktu dapat dilihat pada tabel 2,3 ,4  dan 5. 

Tabel 2. Karakteristik Magnet NdFeB Sebelum Pelapisan Nikel 

 

Sifat Magnet  _{NdFeB Bonded} 

Br (kG)  5,28 

HcJ (kOe)  6,618 

BH max (MGOe)  4,56 

Density (gr/cm³)  4,74 

 

Tabel  3. Karakteristik Magnet NdFeB Bonded Lapis Nikel dengan Variasi Arus,   Waktu  15 menit 

 Waktu 15 Menit 

               Variasi Arus  

 

Sifat Magnet  I

 = 0,3 A  I = 0,5 A  I = 0,7 A 

Br (kG)  5,28  5,16  5 

Hc(kOe)  4,813  5,138  5,484 

Bhmax (MGOe)  4,22  4,19  3,88 

Density(g/cm3  )  5,23  5,23  5,20 

           

Tabel  4. Karakteristik Magnet NdFeB Bonded Lapis Nikel dengan Variasi Arus,  

Waktu  30 menit 

 

30 Menit 

 

Variasi Arus 

Sifat Magnet  I = 0,3 A  I = 0,5 A  I = 0,7 A 

Br (kG)  5,65  5,23  5,05 

Hc(kOe)  4,264  4,798  4,843 

Bhmax (MGOe)  4,42  3,98  3,99 

Density(g/cm3  )  5,35  5,27  5,24 

Tabel  5. Karakteristik Magnet NdFeB Bonded Lapis Nikel dengan Variasi Arus,   Waktu  60 menit 

60 Menit 

       Variasi Arus 

Sifat Magnet  I = 0,3 A  I = 0,5 A  I = 0,7 A 

Br (kG)  5,61  5,21  5,22 

Hc(kOe)  4,247  4,344  4,580 

Bhmax (MGOe)  4,35  3,69  4 

Density(g/cm3  )  5,46  5,39  5,25 

 

Sifat magnet NdFeB bonded   yang dilapis nikel dengan arus 0,3 A selama 60 menit   mempunyai nilai yang lebih baik.  

Karakteristik sifat magnet barium ferit sebelum dan sesudah hybrid antara barium ferit  dengan NdFeB bonded diperlihatkan pada tabel 6.  

Tabel 6. Karakteristik magnet barium ferrite bonded hybrid 

   

   

Karakteristik Bahan  Barium Ferrite  BaFe12O19  NdFeB Epoxy 

Br (kG)  1.79  3,00 

HcJ (kOe)  1.092  5,412 

BH max (MGOe)  0.32  2,72 

Nilai Br magnet barium ferit bonded hybrid naik sekitar 68% dari nilai magnet barium ferit  murni. 

 

3.2 Aplikasi Magnet pada Prototipe Generator 

Prototipe generator dibuat dengan model disk axial fluks torsi ringan untuk keperluan  turbin  angin  atau  mikrohidro.  Rancangan  komponen  generator  diperlihatkan  pada  gambar 14 yang terdiri dari magnet dalam rotor (a), prototipe generator (b). Generator  terdiri dari satu buah stator dan dua buah rotor, masing‐masing rotor akan terdiri dari  duabelas buah magnet dan stator terdri dari sembilan belitan masing‐masing 100 lilit. 

       

   

 

       

     

 

          (a) penempatan magnet pada rotor        b) generator   Gambar 14. prototipe generator 

 

Tegangan keluaran generator yang dihasilkan mengacu pada persamaan : 

 

    E = 4 f fv fw B AW 10‐8 Volt. 

Dimana ; 

  E    = Tegangan yang dihasilkan (volt) 

  f     =  frekuensi tegangan keluaran 

  fv    =  konstanta gelombang sinus = 1,1111 

  fw   =  konstanta belitan 3 phase = 0,96 

  B   =  Magnet remanen ( gauss) 

  A   =  Luas penampang magnet (cm2) 

  W  =  Banyaknya lilitan 

 

Sedangkan frekuensi generator yang dihasilkan mengacu pada persamaan : 

 

    F = 

60 . 2

.P

n  

Dimana ; 

  f    = frekuensi keluaran (herz) 

  n   = putaran (rpm) 

  P   = jumlah kutub magnet 

 

Karakteristik generator yang dihasilkan dapat dilihat pada tabel 5. 

 

Tabel 5. karakteristik prototipe generator 

         

         

IV. KESIMPULAN  

1. Magnet  permanen barium ferrite telah dapat dihybrid dengan magnet  NdFeB  Bonded dengan komposisi 50% : 50% dengan kenaikan 68% Nilai Br. 

2. Proses pelapisan logam nikel dapat dilakukan pada magnet bonded NdFeB Epoxy 

3. Magnet sudah dapat diaplikasikan pada sebuah prototipe generator dengan daya  keluaran 14,4 Watt pada 500 rpm. 

 

V. DAFTAR PUSTAKA  

1. www.arnoldmagnetics.com 

2. www.forcefieldmagnet.com 

3. Pujowidodo  H.,  Pengembangan Generator  Mini  dengan  menggunakan  Magnet  Permanen, Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik UI. 

4. Novrita  Idayanti, (2009),  Pembuatan  Magnet  Permanen  Bonded  Hybrid  untuk  Aplikaasi Generator Magnet Permanen, Jurnal Sains Materi. 

5. Babu V.,Padaikathan P., (2002), Structure and hard magnetic properties of barium  hexaferrite with and without La2O3 prepared by ball milling, Elsevier,   journal of 

magnetism and magnetic materials,  85‐88. 

6. http://www.mqitechnology.com/motor‐designs.jsp 

7. Gomez P.H., dkk., Effect of sintering conditions on the magnetic disaccomodation in  barium M‐type hexaferrites, Elsevier, journal of magnetism and magnetic materials. 

Magnet    Br = 1800 gauss  Jumlah Kutub  12  

Jumlah Rotor  2 

Belitan   3 phase x 3 x 100 lilit 

Rpm  500 

frekuensi  50 Hz  Tegangan Tanpa Beban  12,2 Volt 

                 

 

Pembuatan Sel Surya Berbasis Polimer 

Dra.

 

Erlyta

 

Septa

 

Rosa,

 

MT

 

 

                                     

LEMBAR PENGESAHAN

1.  Judul Kegiatan Penelitian   :  Pembuatan Sel Surya Berbasis Polimer  2.  Kegiatan Prioritas  :  Energi Baru dan Terbarukan 

3.  Peneliti Utama  :    

  Nama    :  Dra. Erlyta Septa Rosa, MT 

  Jenis Kelamin    :  Wanita 

4.  Sifat Penelitian  :  Baru (Tahun ke 1)  5.  Lama Penelitian  :  2 (dua) Tahun  6.  Biaya Total 2011  :  Rp. 246.675.000,‐ 

       

       

Bandung, 31 Desember 2012 Disetujui,

Ka. Pusat Peneltian Elektronika dan Telekomunikasi - LIPI

Dr. H i s k i a

NIP. 19650615 199103 1 006

Peneliti Utama

Dra. Erlyta Septa Rosa,MT NIP. 19630915 199203 2 003  

         

ABSTRAK 

 

Sel surya polimer merupakan sel surya dengan struktur bulk heterojunction dimana  molekul‐molekul dari dua jenis material polimer yang berfungsi sebagai donor elektron  (tipe‐p) dan akseptor elektron (tipe‐n) dicampur menjadi film bulk sehingga membentuk 

heterojunction diantara keduanya. Film bulk tersebut berfungsi sebagai active layer 

yang berkerja menyerap cahaya matahari dan membangkitkan elektron pada saat  cahaya matahari mengenai permukaan substrat/kaca.  

Ada 4 (empat) jenis sel surya yang akan dibuat pada penelitian ini dengan menggunakan  4 (empat) jenis campuran polimer yang berbeda sebagai active layer. Campuran polimer  yang pertama adalah [poly(2‐methoxy‐5‐(3,7‐dimethyloctyloxy)‐1,4‐phenylene vinylene)]  (MDMO‐PPV) dan [6,6 phenyl C61‐butyric acid methyl ester] atau PCBM; campuran  polimer kedua adalah poly (3‐hexylthiophene) P3HT dan PCBM; campuran polimer  ketiga  adalah  hybrid  MDMO‐PPV  dengan  partikel  nano  seng  oksida  (ZnO);  serta  campuran  polimer  yang  keempat  adalah hybrid P3HT dengan partikel nano ZnO.  Metoda yang akan digunakan dalam pembuatan sel surya berbasis polimer ini adalah  lapis tipis (thin film). Pertama‐tama polimer dilapiskan dengan teknik screen printing di  atas permukaan substrat kaca yang sudah dilapisi dengan elektroda transparan Indium  Tin Oxide (ITO). Selanjutnya di bagian bawah polimer dilapiskan elektroda alumunium  (Al) menggunakan teknik sputtering/evaporasi. Fasilitas peralatan untuk proses tersebut  semua tersedia di Laboratorium BKME PPET – LIPI.  

 

Kata kunci : sel surya, polimer, bulk heterojunction, active layer, ZnO, thin film. 

 

I.  Pendahuluan 

i. Latar belakang, ruang lingkup dan batasan kegiatan  

Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS) merupakan salah satu sumber energi baru  dan terbarukan yang prospektif untuk dikembangkan di Indonesia. Adapun inti dari PLTS  adalah sel surya, yaitu divais yang mampu mengubah cahaya matahari menjadi listrik  secara  langsung.  Sel  surya  generasi  pertama, yaitu sel  surya  yang  menggunakan  substrat silikon kristal, saat ini dianggap terlalu mahal dan tidak dapat bersaing dengan  pembangkit listrik lainnya seperti pembangkit listrik tenaga air maupun pembangkit  listrik tenaga uap. Oleh karena itu banyak peneliti mulai mengembangkan sel surya yang  lebih murah dengan menggunakan material non‐silikon, yang disebut sebagai sel surya  generasi kedua dan ketiga1. 

Pengembangan  sel  surya  generasi  ketiga  banyak  dilakukan  menggunakan  teknologi nano, salah satunya adalah sel surya yang menggunakan polimer sebagai 

material aktifnya. Sel surya berbasis polimer ini, atau juga disebut sebagai sel surya  plastik, selain dapat diproduksi dengan biaya proses yang lebih murah, juga mempunyai  keunggulan lain, yaitu lebih fleksibel dan ringan. Meskipun demikian efisiensi yang  dihasilkan sekitar 6%, masih lebih rendah dibandingkan dengan sel surya silikon,  sehingga masih banyak peluang yang dapat dilakukan untuk mengembangkan sel surya  berbasis polimer ini secara lebih intensif2,3. 

Dalam penelitian ini akan dikembangkan proses pembuatan sel surya berbasis  polimer dengan metoda lapis tipis (thin film) menggunakan teknik screen printing. 

Screen  printing  merupakan  teknik  yang  umum  digunakan  dalam  industri  devais  elektronika karena merupakan teknik yang mudah, murah dan dapat diaplikasikan pada  area yang luas4. Dalam penelitian ini akan digunakan 2 (dua) jenis campuran polimer  yang berbeda yaitu [poly(2‐methoxy‐5‐(3,7‐dimethyloctyloxy)‐1,4‐phenylene vinylene)]  (MDMO‐PPV) dan [6,6 phenyl C61‐butyric acid methyl ester] atau PCBM dan poly (3‐ hexylthiophene) P3HT dan PCBM. Selain itu juga akan dikembangkan pula 2 (dua) jenis  hybrid polimer dengan partikel ZnO, masing‐masing adalah MDMO‐PPV dengan partikel  nano seng oksida (ZnO); dan P3HT dengan partikel ZnO. 

Penelitian ini merupakan salah satu bentuk pelaksanaan dari tupoksi dan renstra  Puslit Elektronika dan Telekomunikasi LIPI dalam bidang pengembangan bahan dan  komponen mikroelektronika. Selain itu penelitian ini juga disesuaikan dengan Program  Tematik  LIPI  dalam  bidang  Sumber  Energi  Baru  dan  Terbarukan  maupun  bidang  Material Maju dan Nanoteknologi, serta Program Prioritas Bappenas untuk LIPI dalam  bidang Material Maju (Advanched Material) dan Nanoteknologi. 

   

ii. Perumusan Masalah 

Dalam proses pembuatan sel surya berbasis polimer hybrid itu permasalahan yang  akan diteliti dirumuskan sebagai berikut : 

•  Bagaimana pengaruh jenis polimer terhadap unjuk kerja sel.  •  Bagaimana pengaruh konsentrasi polimer terhadap unjuk kerja sel. 

•  Bagaimana pengaruh penambahan partikel nano ZnO ke dalam polimer terhadap unjuk 

kerja sel. 

•  Bagaimana pengaruh tebal lapisan polimer hybrid terhadap unjuk kerja sel.  •  Bagaimana pengaruh proses deposisi alumunium terhadap unjuk kerja sel. 

 

iii. Tujuan dan Sasaran Penelitian. 

ƒ Tujuan. 

Penelitian  ini  bertujuan  untuk  dapat  berperan  aktif  dalam  pengembangan  material maju (advanched  material) dan  pengembangan sumber  energi  baru dan  terbarukan yang merupakan program prioritas di lingkungan LIPI. 

ƒ Sasaran. 

Pengembangan proses pembuatan sel surya berbasis polimer di dunia saat ini  statusnya masih dalam tahapan riset dasar. Oleh karena itu sasaran yang diharapkan  dapat dicapai adalah mempunyai kemampuan dalam menguasai teknologi pembuatan  sel  surya  berbasis  polimer  sehingga  dapat  berkontribusi  dalam  pengembangan  teknologi pembuatan sel surya di dunia. 

 

iv. Kerangka Analitik 

Sel  surya  polimer merupakan sel  surya  dengan struktur bulk  heterojunction 

dimana molekul‐molekul dari dua jenis material polimer yang berfungsi sebagai donor  elektron (tipe‐p) dan akseptor elektron (tipe‐n) dicampur menjadi film bulk sehingga  membentuk heterojunction diantara keduanya5. Film bulk tersebut berfungsi sebagai 

active layer yang berfungsi menyerap cahaya matahari dan membangkitkan elektron  pada saat cahaya matahari mengenai permukaan sel surya. Elektron tersebut kemudian  akan mengalir melewati elektroda alumunium (Al) yang ada dibawahnya dan menuju ke  elektroda transparan di atasnya menghasilkan arus listrik1. Struktur sel surya polimer  secara umum dapat dilihat pada Gambar‐1 berikut. 

Top electrode

Bottom electrode on transparent substrate

Active layer (100-200 nm)

   

Gambar‐1. Struktur sel surya polimer6. 

 

Polimer yang dapat digunakan sebagai lapisan aktif (active layer) adalah material  yang kaya dengan donor maupun akseptor elektron, yaitu polimer terkonyugasi, antara  lain material turunan fulleren dan thiofen5,7,8 (Gambar 2). Efisiensi sel surya yang  dihasilkan bergantung pada  material  yang  digunakan dan  proses penumbuhannya  (deposisi)9. 

 

 

v. Hipotesis 

Polimer  terkonyugasi  seperti  turunan  poly(p‐phenylene  vinylene)  dan  polythiophene merupakan material yang mempunyai bandgap yang rendah (2,0 – 2,2  eV), penyerapan tinggi di daerah sinar tampak dan bersifat stabil8,12. Turunan poly(p‐ phenylene vinylene) seperti [6,6]‐phenyl‐C61‐butyric acid methyl ester (PCMB) banyak  digunakan sebagai akseptor elektron, sedangkan sebagai donor elektron umumnya  poly(3‐hexylthiophene) atau disingkat dengan P3HT13. 

S.E. Shaheen dkk14 memperkenalkan teknik screen printing di dalam fabrikasi sel  surya bulk heterojunction. Material yang digunakan adalah campuran polimer [poly(2‐ methoxy‐5‐(3,7‐dimethyloctyloxy)‐1,4‐phenylene vinylene)] atau MDMO‐PPV dan [6,6  phenyl C61‐butyric acid methyl ester] atau PCBM. Efisiensi sel yang dihasilkan adalah  sekitar 4,3%. B. Zhang dkk15 juga menggunakan teknik screen printing untuk membuat  sel surya polimer dari campuran PCBM dan [poly (3‐hexylthiophene)] atau P3HT dengan  efisiensi sel 4,23%. 

Faktor yang mempengaruhi efisiensi sel surya polimer adalah efisiensi kuantum  internal  atau  penyerapan  foton/cahaya  oleh  material  aktif  menjadi  elektron16.  Penyerapan foton dipengaruhi oleh morfologi permukaan polimer17,18. Oleh karena itu  yang menjadi fokus dalam penelitian ini adalah pengontrolan permukaan polimer, yaitu  dengan  cara  pengaturan  komposisi  campuran  polimer  MDMO‐PPV/  PCBM  dan  P3HT/PCBM, pengaturan tebal polimer serta penambahan partikel ZnO. 

 

II.  Metodologi. 

Kegiatan ini seluruhnya akan dilakukan di laboratorium Bahan dan Komponen  Mikroelektronika PPET‐LIPI. Untuk kegiatan karakterisasi seperti SEM, XRD, UV‐VIS, dan  kurva I‐V dilakukan di laboratorium di luar PPET‐LIPI antara lain PPGL, ITB, BATAN dan  UGM. 

Penelitian ini direncanakan memerlukan waktu selama 3 (tiga) tahun. Tahun  pertama (2011) telah dilaksanakan pembuatan sel surya polimer MDMO‐PPV dan PCBM  sebagai  active  layer.  Pada  tahun  kedua  ini  sebagai  active  layer  akan  digunakan 

campuran  polimer  P3HT  dan  PCBM.  Selanjutnya  pada  tahun  ketiga  untuk  lebih  meningkatkan  efisiensi  sel  surya  dan  menurunkan  biaya  proses  maka  ke  dalam  campuran polimer akan ditambahkan partikel nano ZnO sehingga membentuk sel surya  hybrid polimer/semikonduktor anorganik. Proses pembuatan sel surya berbasis polimer  terdiri dari beberapa tahapan proses, yaitu : 

a. Proses litografi lapisan ITO diatas substrat kaca/plastik. Parameter proses yang  diamati adalah waktu etsa. 

b. Proses pelapisan elektroda interface PEDOT:PSS diatas substrat kaca/plastik yang  telah dilapisi ITO menggunakan teknik screen printing. Parameter proses yang  diamati adalah parameter printing dan temperatur dan waktu pengeringan. 

c. Proses pelapisan polimer di atas lapisan PEDOT:PSS menggunakan teknik spin  coating. Parameter proses yang diamati adalah konsentrasi polimer, kecepatan  spin, serta waktu spin, temperatur dan waktu pengeringan. 

d. Proses  pelapisan  Alumunium  di  atas  lapisan  polimer  menggunakan  teknik  evaporasi. Parameter proses yang diamati adalah masing‐masing adalah waktu dan  arus deposisi untuk proses evaporasi. 

e. Kapsulasi sel. Kapsulasi dilakukan dengan menutup permukaan atas sel dengan  kaca /plastik menggunakan sealant sebagai media perekatnya, dilanjutkan dengan  proses  pemanasan sekalian  proses  annealing.  Parameter  proses  yang  diamati  adalah temperatur dan waktu annealing. 

f.  Karakterisasi I‐V. Karakterisasi dilakukan menggunakan sun simulator pada kondisi  temperatur 25 ºC dan radiasi 60 mW/cm2. 

Diagram alir proses pembuatan sel surya berbasis polimer tersebut di atas dapat  dilihat pada gambar 3. Dalam kegiatan ini dilakukan pembuatan sel surya polimer  masing‐masing di atas substrat kaca dan substrat plastik (PET). Selain itu pada kegiatan  ini juga akan dibuat array dari 3 (tiga) buah sel dalam satu substrat, dimana urutan  prosesnya  sama  seperti  yang  tertera  pada  gambar  3,  akan  tetapi  masker  yang  digunakan berbeda. Gambar 4 memperlihatkan desain array dari 3 (tiga) buah sel dalam  satu substrat tersebut. 

                         

Gambar 3. Diagram alir proses pembuatan sel surya berbasis polimer. 

 

       

Gambar 4. Desain array dari 3 (tiga) buah sel polimer dalam satu substrat. 

   

III.  Faktor risiko/keberhasilan. 

Penelitian ini akan dapat tercapai sesuai dengan target yang diharapkan karena  sumber daya manusia yang tersedia telah memiliki kompetensi dibidang fabrikasi sel  surya silikon kristal, proses screen printing dan proses kimia. Selain itu peralatan  pendukung tersedia  dengan  lengkap  antara lain  lemari asam,  screen  printer  dan 

conveyor furnace. Oleh karena itu penelitian ini mempunyai faktor keberhasilan yang  cukup tinggi.  Faktor  hambatan  yang  mungkin  muncul  adalah  tertundanya  proses  karakterisasi yang dilakukan melalui pihak luar (jasa). 

 

IV.  Roapmap Hasil Penelitian 

Hasil yang diharapkan dari penelitian ini adalah : 

ƒ Tahun I (2011)  :   ‐ 1 buah prototipe sel surya polimer MDMO‐PPV/PCMB  Sealant Substrat kaca Substrat kaca ITO PEDOT:PSS POLIMER Aluminium

Struktur sel surya polimer

Substrat plastik (PET)/glass

ITO PEDOT:PSS POLIMER Aluminium ITO PEDOT:PSS POLIMER Aluminium ITO PEDOT:PSS POLIMER Aluminium

Substrat Gelas/plastik dilapisiITO

Printing PEDOT:PSS Spin coating Polimer

Evaporasi Alumunium

Karakterisasi I-V Litografi ITO

  Gambar 31. Prototype dengan sepasang antena Vivaldi 

Pada pengujian sistem tahap kedua, kedua antena dipasang pada tempatnya.  Kemudian  sebuah  reflektor  dengan  bentuk  seperti  ditunjukkan  oleh  Gambar  32  ditempatkan dan digerakkan di depan sistem radar, tanpa ada dinding di antaranya. 

  Gambar 32. Reflektor 

Gambar  33.  menunjukkan  B‐Scan  yang  dihasilkan  radar  ketika  reflektor  ditempatkan di depan radar tanpa dinding yang memisahkan keduanya. 

  Gambar 33. B‐Scan, reflektor di depan radar. 

     

  Gambar 34. B‐Scan, dengan reflektor bergerak menjauhi radar 

Gambar  34.  menunjukkan  B‐Scan  yang  dihasilkan  radar  ketika  reflektor  ditempatkan di depan radar kemudian digerakkan menjauh. Dapat diamati bahwa B‐ Scan  menunjukkan  perubahan  yang  berkorelasi  denga  gerakan  reflektor.  Namun,  setelah melewati jarak tertentu reflektor tidak bisa lagi di amat dalam B‐Scan. 

  Gambar 35. B‐Scan, dengan reflektor bergerak menjauhi radar 

tembok  berintikan  batu  bata.  Hasilnya  ditunjukkan  oleh  Gambar  36.  Hasil  B‐Scan  menunjukkan  tidak  ada  perubahan  yang  berkorelasi  dengan  adanya/bergeraknya  reflektor di balik tembok. Perubahan yang bisa kita amati adalah pengaruh gerakan  orang di dalam ruangan yang sama di mana radar di tempatkan. Sinyal yang dipancarkan  memiliki daya 30dBm. Dengan asumsi bahwa sinyal tersebut sudah cukup kuat, maka  penerima  masih  belum  cukup sensitif untuk menerima  sinyal  pantulan  yang  telah  melewati tembok dua kali. Untuk mengatasi hal ini gain LNA perlu ditingkatkan.  

   

Gambar 36. B‐Scan, dengan reflektor di balik dinding.   

VII. KESIMPULAN 

Pengembangan hardware dan software Through Wall Radar telah dilakukan. Radar  menggunakan teknologi UWB FM‐CW. Perbaikan telah dilakukan pada pembangkit chirp  wideband meliputi perbaikan bandwidth LPF untuk chirp narrowband dan perbaikan  loop filter. Namun pembangkit chirp wideband tetap tidak mampu menghasilkan sinyal  chirp dengan grafik gigi gergaji pada fungsi frekuensi terhadap waktu. Untuk mengatas 

kendala ini, pembangkit chirp diprogram dengan grafik segitiga dan hanya bagian sinyal  di mana frekuensi naik yang digunakan. 

Hasil pengujian menunjukkan sistem radar, baik hardware maupun software, telah  berfungsi  sebagaimana  mestinya.  Namun,  sistem  masih  memiiki  masalah  dengan  senstivitas. Sistem belum mampu mendeteksi reflektor yang ditempatkan pada jarak  lebih dari jarak tertentu, meskipun radar masih mampu mendeteksi objek besar di  belakang reflektor. Sistem juga belum bisa mendeteksi reflektor di balk dinding tembok.  Hal ini dikarenakan gain LNA yang masih terlalu kecil. Indikasi lain dari terlalu kecilnya  gain LNA adalah sinyal beat yang ditimbulkan oleh kopling antara antena pemancar dan  penerima yang belum terpotong (klipped).  

 

DAFTAR PUSTAKA 

1. Daniels, D.J., Surface Penetrating Radar, IEE, London, 1996 

2. Daniels, David J., Ground Penetrating Radar, 2nd Edision, IEE, London, 2004 

3. Jol, Harry M., Ground Penetrating Radar Theory and Applications, Elsevier Science &  Technology, 2009 

4. Chia, M Y W, Leong S W, Sim C K, Chan K M‐ “Through‐Wall UWB Radar Operating  Within FCC’s Mask for Sensing Heart Beat and Breathing Rate”, 2005 European  Microwave Conference, Oct 4‐6, Paris, France. 

5. Hamran, Svein‐Erik, et all., Gated UWB FMCW/SF Radar for Ground Penetration and  Through the Wall Applications, NATO Publication 

6. Kouemou,  Guy,  Radar  Technology,  ISBN  978‐953‐307‐029‐2,  INTECH,  Croatia,  December 2009. 

7. Aqsa, Patel, Signal Generation for FMCW Ultra‐Wideband Radar, Master of Science  Thesis, Electrical Engineering and Computer Science, University of Kansas, 2009  8. Jang, B.‐J. et al., Wireless Bio‐Radar Sensor For Heartbeat And Respiration Detection, 

9. D'Urso  ,  M. et  al.,  A  Simple  Strategy  For Life Signs  Detection Via An  X‐Band  Experimental Set‐Up, Progress In Electromagnetics Research C, Vol. 9, 119‐129,  2009 

10. Boric‐Lubecke, Olga  et al.,  Doppler Radar Architectures and Signal Processing for  Heart Rate Extraction, Microwave Review, Decembar 2009 

11. Yamaguchi, Yoshio et al., Human Body Detection in Wet Snowpack by an FM‐CW  Radar, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, Vol.30, No.1, January  1992 

12. Purdy, Robert J. et al., Radar Signal Processing,  Lincoln Laboratory Journal,  Volume  12, Number 2, 2000 

13. Yamaguchi, Yoshio et al., Detection of Objects Buried in Wet Snowpack by an FM‐ CW Radar, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, Vol.29, No.2,  March 1991 

14. Millot, P. and Maaref, N., UWB FM‐CW Radar for Through‐The‐Wall Sensing,  

15. Ferrier, Jean Marie, Comparison of Two UWB Techniques: Step Frequency and  FMCW Technique, 

16. Maaref, Nadia, FMCW Ultra‐Wideband Radar For Through‐The‐Wall Detection of  Human Beings, 

17. Harris, T. L. et al.,  Range‐Doppler Radar Signal Processing with Spectral Holography,  18. Hamran, Svein‐Erik et al.,  Gated UWB FMCW/SF Radar for Ground Penetration and 

Through the Wall Applications  

19. Ivashov, S.I. et al., Detection of Human Breathing and Heartbeat by Remote Radar,   Progress in Electromagnetic Research Symposium 2004, Pisa, Italy, March 28 ‐ 31  20. Immoreev,  I.  Y.  et  al.,  Ultra‐Wideband  Radar  For  Remote  Detection  And 

Measurement  Of  Parameters  Of  The  Moving  Objects  On  Small  Range,  Ultra  Wideband and Ultra Short Impulse Signals, 19‐22 September, 2004, Sevastopol,  Ukraine pp. 1‐3 

21. Immoreev, Igor Y., Practical Application Of Ultra‐Wideband Radars, Ultrawideband  and Ultrashort Impulse Signals, 18‐22 September, 2006, Sevastopol, Ukraine