22
LAPORAN PROYEK LABORATORIUM FISIKA I A. Nama : Antenna Sederhana UHF B. Tujuan : Membuat antenna sederhana UHF sebagai salah satu penerapan konsep dan prinsip gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari. C. Deskripsi Dekripsi Proyek Proyek ini bernama Antenna TV UHF yang merupakan bagian dari tugas terstruktur mata kuliah Laboratorium Fisika I. Proyek ini dilaksanakan kurang lebih 4 bulan yang di iringi dengan ide-ide pengembangan secara bertahap dan konsultasi kepada dosen pembimbing secara berkala. Proyek yang berhasil di buat berkat kerja tim ini merupakan aplikasi dari konsep dan prinsip gelombang elektromagnetik dimana materi ini dipelajari di Sekolah Menengah Atas (SMA) kelas X. Ide proyek ini muncul ketika kami mengamati orang-orang kebanyakan khususnya masyarakat Pontianak sebagai daerah yang dapat menangkap sinyal UHF langsung tanpa perlu menggunakan resever, menggunakan antenna di pasaran agar dapat memonton TV. Padahal Antenna ini pembuatannya sederhana sekali. Cukup dengan menggunakan barang- barang bekas yang ada disekitar dan jelas tidak perlu merogoh uang lebih. Hasil gambar yang ditampilkan juga tidak kalah jernih dengan Antenna di pasaran. Antena yang dirancang ini merupakan antena penerima sinyal UHF. Sinyal UHF merupakan gelombang elektromagnetik dengan frekuensi ultra tinggi antar 300 MHz sampai dengan 3Ghz. UHF biasa digunakan untuk transmisi sinyal televisi. Berbeda dengan Sinyal VHF dengan band 30Mhz-300MHz dimana sinyal ini hanya menangkap siaran televisi local seperti TVRI, Sinyal UHF dapat menangkap siaran TV nasional Indonesia seperti Indosiar, SCTV, RCTI, Global TV, Trans TV dan lain-lain. Pada proyek ini, kami tidak menggunakan boster sebagai penguat sinyal. Dan seperti yang terlihat, meski tanpa boster antenna ini tetap dapat menghasilkan gambar yang jernih. Deskripsi Teori

Web viewTeori. Salah satu bagian ... (Gelombang Elektro Magnet) terdiri atas medan listrik ... antena dipole inilah yang menjadi dasar antena yagi-uda yang biasa kita pakai

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Web viewTeori. Salah satu bagian ... (Gelombang Elektro Magnet) terdiri atas medan listrik ... antena dipole inilah yang menjadi dasar antena yagi-uda yang biasa kita pakai

LAPORAN PROYEKLABORATORIUM FISIKA I

A. Nama : Antenna Sederhana UHF

B. Tujuan : Membuat antenna sederhana UHF sebagai salah satu penerapan konsep dan prinsip gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari.

C. Deskripsi

Dekripsi ProyekProyek ini bernama Antenna TV UHF yang merupakan bagian dari tugas terstruktur mata

kuliah Laboratorium Fisika I. Proyek ini dilaksanakan kurang lebih 4 bulan yang di iringi dengan ide-ide pengembangan secara bertahap dan konsultasi kepada dosen pembimbing secara berkala.

Proyek yang berhasil di buat berkat kerja tim ini merupakan aplikasi dari konsep dan prinsip gelombang elektromagnetik dimana materi ini dipelajari di Sekolah Menengah Atas (SMA) kelas X. Ide proyek ini muncul ketika kami mengamati orang-orang kebanyakan khususnya masyarakat Pontianak sebagai daerah yang dapat menangkap sinyal UHF langsung tanpa perlu menggunakan resever, menggunakan antenna di pasaran agar dapat memonton TV. Padahal Antenna ini pembuatannya sederhana sekali. Cukup dengan menggunakan barang-barang bekas yang ada disekitar dan jelas tidak perlu merogoh uang lebih. Hasil gambar yang ditampilkan juga tidak kalah jernih dengan Antenna di pasaran.

Antena yang dirancang ini merupakan antena penerima sinyal UHF. Sinyal UHF merupakan gelombang elektromagnetik dengan frekuensi ultra tinggi antar 300 MHz sampai dengan 3Ghz. UHF biasa digunakan untuk transmisi sinyal televisi. Berbeda dengan Sinyal VHF dengan band 30Mhz-300MHz dimana sinyal ini hanya menangkap siaran televisi local seperti TVRI, Sinyal UHF dapat menangkap siaran TV nasional Indonesia seperti Indosiar, SCTV, RCTI, Global TV, Trans TV dan lain-lain. Pada proyek ini, kami tidak menggunakan boster sebagai penguat sinyal. Dan seperti yang terlihat, meski tanpa boster antenna ini tetap dapat menghasilkan gambar yang jernih.

Deskripsi Teori

Salah satu bagian penting dari suatu stasiun radio adalah antena, ia adalah sebatang logam yang berfungsi menerima getaran listrik dari transmitter dan memancarkannya sebagai gelmbang radio.   Ia   berfungsi   pula   sebaliknya   ialah   menampung   gelombang   radio dan   meneruskan gelombang listrik ke receiver. .

Gelombang Elektromagnet

GEM(Gelombang Elektro Magnet) terdiri atas medan listrik(Electro) dan medan magnet(Magnet) yang menjalar(Propagasi). contoh gelombang elektromagnet adalah gelombang sinyal HP, Microwave, dll. Yang namanya gelombang, pasti mempunyai ‘naik’ dan ‘turun’. pertanyaanya mengapa bisa merambat/menjalar(propagasi)?

Page 2: Web viewTeori. Salah satu bagian ... (Gelombang Elektro Magnet) terdiri atas medan listrik ... antena dipole inilah yang menjadi dasar antena yagi-uda yang biasa kita pakai

Persamaan Maxwell

Medan listrik yang berubah-ubah akan menyebabkan medan magnet dan sebaliknya medan magnet yang berubah ubah menyebabkan medan listrik. karena itulah kedua medan ini saling membangkitkan satu sama lain. sehingga bisa menjalar/merambat. Gelombang pasti mempunyai naik dan turun, satu pasang nilai naik dan turun itu lah yang disebut 1 gelombang, semakin kecil ukuran gelombang/panjang gelombang maka semakin besar frekuensiya, artinya dalam satu waktu yang sama gelombang dengan frekuensi tinggi akan lebih sering terjadi naik dan turun dari pada gelombang dengan frekuensi yang lebih rendah. frekuensi ini lah yang menjadi identitas dari sebuah saluran informasi(kanal). frekuensi ini lah yang menjadikan radio satu dengan yang lain berbeda dalam hal pengaksesan.

Antena Dipole(dua kutub) dialiri arus bolak-balik membangkitkan gelombang elektromagnet

Sesuai dengan pernyataan di atas, jika terjadi perubahan nilai pada medan listrik, maka akan timbul medan magnet. jika mendan magnet berubah nilainya, maka terjadi medan listrik, begitu seterusnya. sehingga cara yang mudah adalah kita membuat medan magnet yang berubah-ubah. Kita aliri dua buah logam dengan muatan listrik yang berbeda dan berubah-ubah(biasanya berupa sinyal sinus), sehingga akan muncul gelombang elektromagnet yang merambat ke arah tertentu. Dengan gelombang inilah kita bisa menumpangkan sinyal informasi seperti suara, text sms, data dan sebagainya. ketika gelombang elektromagnet tersebut bertemu dengan logam yang lain, maka gelombang tersebut akan mengakibatkan perubahan muatan pada logam tujuan yang nantinya bisa diterjemahkan menjadi sinyal listrik dan bisa diolah informasi yang dikirimkan.

Page 3: Web viewTeori. Salah satu bagian ... (Gelombang Elektro Magnet) terdiri atas medan listrik ... antena dipole inilah yang menjadi dasar antena yagi-uda yang biasa kita pakai

Antena Dipole menerima gelombang elektromagnet yang datang, antena dipole inilah yang menjadi dasar antena yagi-uda yang biasa kita pakai untuk antena televisi.

Berbagai macam cara untuk memasang antena tergantung dari tersedianya space yang dapat diguakan untuk memasangnya. Antena single wire dipole dapat dipasang horizontal (sayap kiri dan kanan sejajar dengan tanah), dapat pula dipasang dengan konfigurasi inverted V (seperti huruf V terbalik), dengan konfigurasi V (seperti huruf V), konfigurasi lazy V (ialah berbentuk huruf V yang tidur) atau dapat juga konfigurasi sloper (miring).

Antena  dipole dapat dipasang  tanpa menggunakan   balun akan tetapi   bila feeder line menggunakan coaxial cable sebaiknya dipasang balun 1:1 karena coaxial cable itu unbalance,sedangkan antenanya balance, agar diperoleh pola radiasi yang baik

D. Spesifikasi

1. Fisik (gambar teknis, gambar foto). Ukuran : satuan mmKeterangan Gambar

Antenna tampak atas

Gambar Teknis

Page 4: Web viewTeori. Salah satu bagian ... (Gelombang Elektro Magnet) terdiri atas medan listrik ... antena dipole inilah yang menjadi dasar antena yagi-uda yang biasa kita pakai

Gambar Nyata

Antenna tampak samping

Antenna tampak depan

Page 5: Web viewTeori. Salah satu bagian ... (Gelombang Elektro Magnet) terdiri atas medan listrik ... antena dipole inilah yang menjadi dasar antena yagi-uda yang biasa kita pakai

Antenna tampak belakang

Driven elemen yang direkatkan pada kayu

Director dan driven elemen dihubungkan kabel tembaga

Page 6: Web viewTeori. Salah satu bagian ... (Gelombang Elektro Magnet) terdiri atas medan listrik ... antena dipole inilah yang menjadi dasar antena yagi-uda yang biasa kita pakai

2. Teknisa. Alat dan bahanNo Alat / Bahan Gambar1 Piring seng

Fungsi :Sebagai reflector untuk memantulkan sinyal agar jatuh ke driven elemen

2 Batang alumunium

Fungsi :Sebagai director untuk mengarahkan antenna

3 Pipa paralon

4 Gergaji

Page 7: Web viewTeori. Salah satu bagian ... (Gelombang Elektro Magnet) terdiri atas medan listrik ... antena dipole inilah yang menjadi dasar antena yagi-uda yang biasa kita pakai

5 Lembaran seng

Fungsi :Sebagai driven elemen

6 Gunting

7 Kalkulator

8 Penggaris

b. Prosedur pembuatanb.1 persiapan awal

No Persiapan awal Gambar Keterangan1 Konsepan awal Dari berbagai

referensi yang didapat, dibuat basic desain seperti berikut.

Page 8: Web viewTeori. Salah satu bagian ... (Gelombang Elektro Magnet) terdiri atas medan listrik ... antena dipole inilah yang menjadi dasar antena yagi-uda yang biasa kita pakai

2 Mencari frekuensi penyiaran yang ada di Indonesia, kemudian menghitung frekuensi rata-ratanya

Didapat 10 daftar frekuensi penyiaran di Indonesia, yang kemudian dihitung rata-ratanya untuk keperluan menghitung panjang gelombang

3 Menentukan lamda

Panjang gelombang dihitung menggunakan rumus seperti disamping. Penentuan panjang gelombang ditujukan untuk keperluan menentukan panjang director, diameter driven elemen, diameter reflector dan spasai director.

4 Menghitung panjang elemen-elemen yang di desain

Dari buku referensi, diketahui nilai panjang reflector, driven elemen, director

Page 9: Web viewTeori. Salah satu bagian ... (Gelombang Elektro Magnet) terdiri atas medan listrik ... antena dipole inilah yang menjadi dasar antena yagi-uda yang biasa kita pakai

pertama dan director kedua. Masing-masing elemen dihitung panjangnya dengan bantuan lamda (λ) yang nilainya telah didapatkan sebelumnya.

5 Menghitung spasi antar elemen yang digunakan

Dari buku referensi, didapat tabel nilai jarak optimum spasi untuk tiap elemen.Data ini digunakan dan perhitungannya disesuaikan dengan panjang gelombang, untuk kemudian kita mendapatkan spasi/jarak tiap elemen yang tepat untuk digunakan dalam proyek.

6 Rancangan proyek

Desain awal

Page 10: Web viewTeori. Salah satu bagian ... (Gelombang Elektro Magnet) terdiri atas medan listrik ... antena dipole inilah yang menjadi dasar antena yagi-uda yang biasa kita pakai

7 Hasil perhitungan

b.2. pelaksanaanNo Cara kerja Gambar Keterangan1 Menyiapkan

reflector dari bahan logam atau seng atau alumunium dengan ukuran sesuai dengan perhitungan dan kemudian Membuat lubang pada piring

piring digunakan sebagai reflektor, dari perhitungan diketahui bahwa diameter reflector yang diperlukan adalah 23,46 cm. piring tersebut dilubangi tengahnya dengan menggunakan gunting.

2 Menyiapkan bahan untuk

Driven elemen menggunakan seng

Page 11: Web viewTeori. Salah satu bagian ... (Gelombang Elektro Magnet) terdiri atas medan listrik ... antena dipole inilah yang menjadi dasar antena yagi-uda yang biasa kita pakai

driven elemen , memotongnya sesuai pola, melekatkan pada balok kayu dan disambungkan dengan kabel coaxial kemudian dilakukan uji coba pada TV.

dipotong sesuai pola dengan diameter sesuai perhitungan

Driven elemen dipasang/direkatkan pada balok kayu sebagai penyangga kemudian disambungkan dengan kabel coaxial.

Page 12: Web viewTeori. Salah satu bagian ... (Gelombang Elektro Magnet) terdiri atas medan listrik ... antena dipole inilah yang menjadi dasar antena yagi-uda yang biasa kita pakai

Driven elemen di uji coba dengan menyambungkan ke TV.

3 Menyiapkan alumunium untuk director 1,2 dan 3 dan memotong sesuai dengan ukuran di perhitungan

Batang alumunium dipotong menggunakan gergaji menjadi tiga bagian dengan panjang yang berbeda beda sesuai dengan perhitungan, yaitu 20,7 cm, 20,24 cm dan 19,28 cm.

Page 13: Web viewTeori. Salah satu bagian ... (Gelombang Elektro Magnet) terdiri atas medan listrik ... antena dipole inilah yang menjadi dasar antena yagi-uda yang biasa kita pakai

4 Menyiapkan paralon sebagai penghubung 4 elemen sistem antena dan kemudian membuat 3 lubang pada paralon

Paralon dilubangi menggunakan pisau dengan jarak tiap lubang diukur sesuai dengan jarak/spasi diperhitungan sebelumnya, yakni 9,2 cm, 6,9 cm, 7,82 cm dan 9,2 cm.

7 Semua bahan siap rakit

Masing-masing elemen yang sebelumnya telah dipersiapkan, mulai dirakit

Page 14: Web viewTeori. Salah satu bagian ... (Gelombang Elektro Magnet) terdiri atas medan listrik ... antena dipole inilah yang menjadi dasar antena yagi-uda yang biasa kita pakai

8 Memasang director

Director disusun sesusai dengan urutan panjangnya

9 Memasang driven elemen dan reflektor

Pemasangan tetap memperhatikan jarak

c. Prosedur uji cobaNo Uji coba Gambar Keterangan1

2

Uji Coba pertama (menguji driven elemen)

Uji coba kedua (Menguji rangkaian)

1. Driven elemen di uji coba terlebih dahulu dengan menyambungkannya ke TV.

2. Setelah semua elemen terangkai, kabel coaxial dihubungkan dengan saluran TV untuk menguji rangkaian

Page 15: Web viewTeori. Salah satu bagian ... (Gelombang Elektro Magnet) terdiri atas medan listrik ... antena dipole inilah yang menjadi dasar antena yagi-uda yang biasa kita pakai

d. Hasil uji cobaNo Uji coba Gambar Keterangan1

2.

Uji Coba pertama (menguji driven elemen)

Uji coba kedua (menguji rangkaian antenna)

Hasil uji coba pertama tidak menghasilkan gambar kemudian dilakukan perbaikan.

Hasil uji coba rangkaian, TV sudah mendapat gambar yang cukup jernih namun hanya pada posisi-posisi tertentu

e. Perbaikan hasil uji cobaNo Perbaikan Gambar Keterangan1 Perbaikan uji

coba pertama Uji coba driven elemen Mulanya tidak

menghasilkan gambar. Kemudian sambungan kabel coaxial dengan driven elemen dikencangkan kembali.

Hasil perbaikan uji coba :Sudah mendapat gambar namun belum sempurna sebab semua elemen belum terangkai

Page 16: Web viewTeori. Salah satu bagian ... (Gelombang Elektro Magnet) terdiri atas medan listrik ... antena dipole inilah yang menjadi dasar antena yagi-uda yang biasa kita pakai

2 Perbaikan Uji coba kedua ( uji coba rangkaian)

Uji coba rangkaian-Dilakukan ide pengembangan yaitu mengkoneksikan director dan driven elemen dengan menggunakan kawat tembaga.

f. PengembanganNo Pengembangan Gambar Keterangan1 Pengembangan konsultasi untuk

ide pengembangan. yaitu rangkaian ditambahkan statif (penyangga) dan director dihubungkan dengan driven elemen menggunakan kawat tembaga.

Hasil pengembangan:

Dengan adanya statif antenna dapat di dirikan dengan kokoh.

Gambar yang jernih lebih mudah didapatkan (meski berubah2 posisi, gambar tetap jernih) ketika director dikoneksikan dengan driven

Page 17: Web viewTeori. Salah satu bagian ... (Gelombang Elektro Magnet) terdiri atas medan listrik ... antena dipole inilah yang menjadi dasar antena yagi-uda yang biasa kita pakai

elemen menggunakan kawat tembaga

E. Prosedur penggunaan

No Penggunaan Gambar Keterangan1 Penggunaan

antennaAntenna dihubungkan ke tv dengan menyambungkan kabel coaxial ke saluran tv

Page 18: Web viewTeori. Salah satu bagian ... (Gelombang Elektro Magnet) terdiri atas medan listrik ... antena dipole inilah yang menjadi dasar antena yagi-uda yang biasa kita pakai

F. Presentasi Akhir ProyekGambar Keterangan

Sebelum antenna dihubungkan ke tv, tidak ada gambar yang tampil

Antenna ketika dihubungkan ke tv menghasilkan gambar

Melihat perbandingan gambar ketika posisi antenna diubah-ubah

Tindakan refleksi dari dosen pembimbing

Page 19: Web viewTeori. Salah satu bagian ... (Gelombang Elektro Magnet) terdiri atas medan listrik ... antena dipole inilah yang menjadi dasar antena yagi-uda yang biasa kita pakai

G. Keterbatasan

Atenna ini tidak menggunakan baluns. Baluns (balance unbalance) merupakan alat yang dapat digunakan untuk menyesuaikan impedansi anatara kabel coaxial dan antenna. Misalnya antena berimpedansi 50 ohm (misal : antena folded dipole), maka agar terjadi transfer energi yang maksimal kita menggunakan baluns 1:4 untuk menyalurkan energi dari radio (50Ohm) ke antenna (200ohm). Apabila tidak menggunakan baluns, maka akan terjadi mis-match, sehingga banyak energi yang terbuang sia-sia.

Selain itu, dalam perancangan antenna letak driven elemen tidak pas ditengah segingga pantulan sinyal pada reflector kurang pas pada focus.

H. Referensi

Hilalnuha.2011.Cara Kerja Antena Dan Gelombang Elektromagnetik.(online).(http://hilalnuha.wordpress.com/2011/01/19/cara-kerja-antenna-dan-gelombang-elektromagnet/ diakses tanggal 14 Januari 2014).

Soesanto, Skom. 2010. Pelacakan Sinyal Modem Broadband Untuk Memaksimalkan Koneksi dengan Antena Yagi. Pdf

Sunarto .2012.Antena Dipole Dan Monopole.(online).( http://kambing.ui.ac.id/onnopurbo/orari-diklat/pemula/teknik/antenna-dipole-monopole.pdf diakses tanggal 14 Januari 2014)

The ARRL Antenna Book. Published By The American Radio Relay League, INC. Newington, Conneticut.

Widjojo D A.2009.Artikel Prinsip Kerja Pemancar.Televisi.(online).(http://www.2wijaya.com/Pemancar_TV.htm diakses tanggal 14 januari 2014)