Jurnal Kaputama Vol.5 No.2, Januari 2012 ISSN : 1979-641 Program Studi : Teknik Informatika, STMIK Kaputama Binja 1 ANALISA DAN PERANCANGAN ANTENA KALENG SEBAGAI APLIKASI WIFI 2,4 Ghz Relita Buaton, ST., M.Kom. 1 , Yani Maulita S.Kom., M.Kom. 2 Program Studi Teknik Informatika, STMIK Kaputama Jln.Veteran No.4A-9A, Binjai, Indonesia Abstrak Penulisan ini, bertujuan untuk merancang dan membuat antena kaleng sebagai aplikasi wifi 2,4 GHz. Antena kaleng yang telah dirancang akan diaplikasikan sebagai antena penerima atau antena client. Anten akaleng adalah merupakan alternative lain sebagai pengganti reflektor yang terbuat dari bahan kaleng bekas dan sepotong kawat tembaga yang disolder ke ujung konektor tipe N-fimale, untuk peralian dari kabel Coaxial ke bumbung gelombang elektromagnetik. Antena kaleng tergolong antena jenis circular waveguide, yang mempunyai ruas penampang berbentuk lingkaran. dalam penulisan ini antena dirancang menggunakan perhitungan ¼ λ. Untuk dapat memudahkan perhitungan dalam pembuatan antena kaleng dapat menggunakan software cantennator 1.0. Antena kaleng yang telah dirancang memiliki gain sebesar 8,2817 Db. Berdasarkan hasil pengukuran pola radiasi, antena kaleng yang telah dirancang memiliki pola pancar jenis directional. Kata Kunci : Antena Kaleng, Wireless LAN 2,4 GHz, Line Of Sight. 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Penelitian Seiring dengan perkembangan zaman pada masa sekarang ini, internet sangat dibutuhkan hampir setiap orang. Dimana jaringan internet dibutuhkan untuk saling berkomunikasi dan bertukar data. Apalagi sekarang ini sudah banyak di kantor-kantor, kampus, sekolah-sekolah maupun instansi-instansi lain yang menyediakan Free Hostpot. Free hotspot yaitu jaringan wifi yang dibuka secara bebas atau gratis. Dalam arti kata semua orang dapat menggunakannya dengan secara bebas. Sehingga timbul pemikiran seseorang untuk dapat terkoneksi dengan jaringan internet di rumah tanpa harus ke warnet dengan memanfaatkan jaringan internet di lingkungan hostpot tersebut. Pada umumnya, untuk terkoneksi dengan jaringan internet dilingkungan hotspot membutuhkan sebuah perangkat untuk penerimaan sinyalnya yaitu “Antena”. Dimana antena pada umunya digunakan untuk menerima sinyal dari stasiun pemancar. Mengingat semakin banyaknya instansi-instansi yang menyediakan hotspot secara bebas atau gratis, maka timbul pemikiran seseorang untuk membuat antena dengan sepotong kawat tembaga yang di solder ke ujung konektor dengan menggunakan reflektor dari sebuah kaleng bekas untuk menerima sinyal wifi pada lingkungan hotspot. Atau lebih di kenal dengan istilah “Antena Kaleng”. Antena kaleng, pada masa sekarang ini sangat banyak digunakan dilingkungan hotspot untuk menerima sinyal dari stasiun pemancar dengan jarak berkisar 1 – 2 Km Line Of sight. Dari artikel-artikel yang telah dibaca, antena kaleng banyak digunakan di daerah pulau jawa. Bahkan sudah banyak di blog – blog juga website yang menyertakan “Step By Step” pembuatan antena kaleng. Namun tutorial yang ada di internet memiliki cara dan hasil yang berbeda-beda. Bahkan ada juga yang menyertakan di dalam blog, antena kaleng tidak memilik gain. Dalam arti kata antena kaleng tidak dapat di gunakan dalam penangkapan sinyal wifi 2,4 GHz. Dan ada juga yang menyertakan di dalam blog, besar dan kecilnya gain antena kaleng tergantung dengan diameter dan panjang kalengnya. 1.2 Perumusan Masalah Penelitian Berdasarkan uraian di atas akan diajukan perumusan masalah penelitian ini, sebagai berikut : 1. Bagaimana cara membuat antena kaleng sebagai aplikasi WIFI 2,4 GHz. 2. Kelebihan dan kekurangan dari antena kaleng.
12
Embed
ANALISA DAN PERANCANGAN ANTENA …penelitian.kaputama.ac.id/images/sampledata/File/Jurnal/...Jurnal Kaputama Vol.5 No.2, Januari 2012 ISSN : 1979-641 Program Studi : Teknik Informatika,
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Jurnal Kaputama Vol.5 No.2, Januari 2012 ISSN : 1979-641
Program Studi : Teknik Informatika, STMIK Kaputama Binja 1
ANALISA DAN PERANCANGAN ANTENA KALENG
SEBAGAI APLIKASI WIFI 2,4 Ghz
Relita Buaton, ST., M.Kom.1, Yani Maulita S.Kom., M.Kom.2
Program Studi Teknik Informatika, STMIK Kaputama
Jln.Veteran No.4A-9A, Binjai, Indonesia
Abstrak
Penulisan ini, bertujuan untuk merancang dan membuat antena kaleng sebagai aplikasi wifi 2,4 GHz. Antena
kaleng yang telah dirancang akan diaplikasikan sebagai antena penerima atau antena client. Anten akaleng
adalah merupakan alternative lain sebagai pengganti reflektor yang terbuat dari bahan kaleng bekas dan
sepotong kawat tembaga yang disolder ke ujung konektor tipe N-fimale, untuk peralian dari kabel Coaxial ke
bumbung gelombang elektromagnetik.
Antena kaleng tergolong antena jenis circular waveguide, yang mempunyai ruas penampang berbentuk
lingkaran. dalam penulisan ini antena dirancang menggunakan perhitungan ¼ λ. Untuk dapat memudahkan
perhitungan dalam pembuatan antena kaleng dapat menggunakan software cantennator 1.0. Antena kaleng
yang telah dirancang memiliki gain sebesar 8,2817 Db. Berdasarkan hasil pengukuran pola radiasi, antena
kaleng yang telah dirancang memiliki pola pancar jenis directional.
Kata Kunci : Antena Kaleng, Wireless LAN 2,4 GHz, Line Of Sight.
1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Penelitian
Seiring dengan perkembangan
zaman pada masa sekarang ini, internet
sangat dibutuhkan hampir setiap orang.
Dimana jaringan internet dibutuhkan untuk
saling berkomunikasi dan bertukar data.
Apalagi sekarang ini sudah banyak di
kantor-kantor, kampus, sekolah-sekolah
maupun instansi-instansi lain yang
menyediakan Free Hostpot. Free hotspot
yaitu jaringan wifi yang dibuka secara bebas
atau gratis. Dalam arti kata semua orang
dapat menggunakannya dengan secara
bebas. Sehingga timbul pemikiran seseorang
untuk dapat terkoneksi dengan jaringan
internet di rumah tanpa harus ke warnet
dengan memanfaatkan jaringan internet di
lingkungan hostpot tersebut.
Pada umumnya, untuk terkoneksi
dengan jaringan internet dilingkungan
hotspot membutuhkan sebuah perangkat
untuk penerimaan sinyalnya yaitu “Antena”.
Dimana antena pada umunya digunakan
untuk menerima sinyal dari stasiun
pemancar.
Mengingat semakin banyaknya
instansi-instansi yang menyediakan hotspot
secara bebas atau gratis, maka timbul
pemikiran seseorang untuk membuat antena
dengan sepotong kawat tembaga yang di
solder ke ujung konektor dengan
menggunakan reflektor dari sebuah kaleng
bekas untuk menerima sinyal wifi pada
lingkungan hotspot. Atau lebih di kenal
dengan istilah “Antena Kaleng”.
Antena kaleng, pada masa sekarang
ini sangat banyak digunakan dilingkungan
hotspot untuk menerima sinyal dari stasiun
pemancar dengan jarak berkisar 1 – 2 Km
Line Of sight. Dari artikel-artikel yang telah
dibaca, antena kaleng banyak digunakan di
daerah pulau jawa. Bahkan sudah banyak di
blog – blog juga website yang menyertakan
“Step By Step” pembuatan antena kaleng.
Namun tutorial yang ada di internet
memiliki cara dan hasil yang berbeda-beda.
Bahkan ada juga yang menyertakan di dalam
blog, antena kaleng tidak memilik gain.
Dalam arti kata antena kaleng tidak dapat di
gunakan dalam penangkapan sinyal wifi 2,4
GHz. Dan ada juga yang menyertakan di
dalam blog, besar dan kecilnya gain antena
kaleng tergantung dengan diameter dan
panjang kalengnya.
1.2 Perumusan Masalah Penelitian Berdasarkan uraian di atas akan diajukan
perumusan masalah penelitian ini, sebagai
berikut :
1. Bagaimana cara membuat antena
kaleng sebagai aplikasi WIFI 2,4 GHz.
2. Kelebihan dan kekurangan dari antena
kaleng.
Jurnal Kaputama Vol.5 No.2, Januari 2012 ISSN : 1979-641
Program Studi : Teknik Informatika, STMIK Kaputama Binjai 2
3. Hanya membahas perangkat –
perangkat fisik jaringan Wireless Lan.
4. Kaleng OLI UNION yang berukuran 1
liter dan berdiameter 10 cm.
5. Pengukuran paremeter antena
menggunakan software cantennator.
6. Pengujian dilakukan hanya sebatas
pada terkoneksinya Server
( access point) dengan antena kaleng.
1.2 Tujuan Penelitian
Berdasarkan uraian di atas, maka penelitian
ini bertujuan sebagai berikut :
1. Membuat antena kaleng untuk dijadikan
sebuah aplikasi WIFI 2,4 GHz di
lingkungan hotspot.
2. Memanfaatkan jaringan wifi
dilingkungan hotspot dengan
menggunakan antena kaleng.
3. Untuk mendapatkan antena kaleng yang
dapat beroperasi pada jaringan Wireless
Lan 2,4 Ghz.
1.3 Manfaat Penelitian
1. Memberikan solusi kemudahan kepada
masyarakat yang ingin terkoneksi dengan
jaringan internet dilingkungan hotspot
tanpa harus mengeluarkan biaya yang
terlalu besar.
2. Dapat mengakses internet dirumah tanpa
harus ke warnet.
3. Menambah wawasan dalam bidang
teknologi jaringan internet, khususnya
untuk mengetahui perkembangan-
perkembangan dalam pembuatan antena
wireless-LAN.
2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Antena
Antena secara umum adalah sebuah
perangkat yang di gunakan untuk menerima
sinyal dari stasiun pemancar. Dan juga dapat
disebut perangkat komunikasi yang tidak
memerlukan kabel sebagai alat
penghubungnya, namun memakai
gelombang elektromagnetik yang
dipancarkan ke udara melalui sebuah antena.
Antena (antenna atau areal)
didefinisikan sebagai suatu struktur yang
berfungsi sebagai pelepas energi gelombang
elektromagnetik di udara dan juga bisa
sebagai penerima/penangkap energi
gelombang elektromagnetik diudara.
Antena digunakan untuk pertama kalinya,
tahun 1989 oleh heinrich Rudolph hertz
(1857 – 1894), yang tujuannya untuk
membuktikan keberadaan gelombang
elektromagnetik yang sebelumnya telah
diprediksi oleh James Clerk Maxwell.
Asal kata antena berhubungan
dengan apa yang diciptakan oleh Guglielmo
Marconi. Pada tahun 1895, Marconi
mencoba untuk menguji adanya gelombang
radio dengan menggunakan tiang yang
tingginya 2,5 meter. Dan kawat digunakan
sebagai radiasi dan menerima aliran listrik.
Dalam bahasa italia dikenal sebagai antena
central dan kawat yang melilitnya disebut
“Antenna”.
2.2 Karakteristik Antena
1. Pola Radiasi Antena
Pola radiasi (radiation pattern)
merupakan salah satu parameter penting dari
suatu antena. Parameter ini sering dijumpai
dalam spesifikasi suatu antena, sehingga
pembaca dapat membayangkan bentuk
pancaran yang dihasilkan oleh antena
tersebut. Dalam hal ini, maka pola radiasi
disebut juga pernyataan secara grafis yang
menggambarkan sifat radiasi dari antena
(pada medan jauh) sebagai fungsi dari arah.
Dimensi pola radiasi yang sudah diplot
sesuai dengan hasil pengukuran sinyal
radiasi dari suatu antena.
2. Polarisasi (Polarization)
Polarisasi didefinisikan sebagai
orientasi medan listrik gelombang
elektromagnetik. Polarisasi pada umumnya
digambarkan seperti elips. Dua kasus
istimewa polarisasi elips adalah polarisasi
linear dan polarisasi sirkular. Awal
polarisasi gelombang radio ditentukan oleh
antena.
Dalam polarisasi sirkular, vektor
medan listrik kelihatannya berotasi dengan
gerakan berputar searah arah propagasi,
membuat satu putaran penuh untuk setiap
siklus RF. Rotasi ini mungkin berada di
sebelah kanan atau sebelah kiri. Pilihan
polarisasi adalah salah satu pilihan bentuk
yang tersedia kepada sistem perancang RF.
3. Directivity dan Gain
Directivity adalah kemampuan
antena untuk memusatkan energi di arah
yang tertentu sewaktu memancarkan, atau
untuk menerima energi dari arah yang
tertentu sewaktu menerima. Jika sebuah
sambungan nirkabel menggunakan lokasi
tetap untuk kedua sisi, maka sangat
memungkinkan untuk menggunakan antena
directivity untuk memusatkan sorotan radiasi
di arah yang diinginkan.
Jurnal Kaputama Vol.5 No.2, Januari 2012 ISSN : 1979-641
Program Studi : Teknik Informatika, STMIK Kaputama Binjai 3
Gain (Penguatan) bukanlah
kuantitas yang bisa didefinisikan dalam
bentuk fisik seperti Watt atau Ohm, tetapi
Gain adalah rasio yang tidak berdimensi.
Gain diberikan sesuai dengan rujukan
kepada antena standar. Dua antena yang
biasanya digunakan sebagai rujukan adalah
antena isotropic dan antena dipole setengah
gelombang. Antena Isotropic memancar
sama baiknya ke segala arah. Antena
isotropic yang sesungguhnya tidak pernah
ada, tetapi antena ini menyediakan pola
antena teoretis yang berguna dan sederhana
yang dapat dibandingkan yang dengan
antena sesungguhnya.
Gain sebuah antena pada sebuah
arah adalah banyaknya energi yang
dipancarkan dalam arah itu sebanding
dengan energi yang diradiasikan oleh antena
isotropic dalam arah yang sama ketika
didorong dengan daya masukan yang sama.
Biasanya kita hanya tertarik pada gain
maksimum, yang merupakan gain dalam
arah dimana antena memancarkan sebagian
besar dayanya. Metode mengukur gain
dengan membandingkan antena yang sedang
diuji terhadap antena standar yang ada, yang
mempunyai gain yang terkalibrasi, secara
teknis dikenal sebagai teknik gain transfer.
Metode lain untuk mengukur gain adalah
metode 3 antena, dimana metode 3 antena
ini membandingkan nilai level sinyal yang
tertinggi dari ke tiga antena tersebut.
4. Voltage Standing Wave Ratio (VSWR)
SWR atau lebih lengkapnya VSWR
adalah singkatan dari Voltage Standing
Wave Ratio, biasa di sebut dengan SWR.
Atau kalau diterjemahkan secara bebas
adalah, Perbandingan Tegangan Gelombang
Berdiri. Mungkin kata “berdiri” di sini akan
menimbulkan kesan atau pertanyaan
tersendiri. Sebelum melangkah lebih jauh,
kita akan menconba memberikan gambaran
mengenai VSWR. SWR ini harus diamati
pada waktu kita memasang antena untuk
mendapatkan hasil yang baik dan menjaga
awetnya perangkat transceiver.
Perbandingan antara arus maksimum dengan
arus minimum atau perbandingan antara
voltage maksimum dengan voltage
minimum in disebut Standing Wave Ratio
(SWR).
SWR ini besarnya tergantung dari
besarnya arus balik, makin besar arus balik,
maka SWR menjadi makin besar pula.
Adanya standing wave pada feeder line ini
tidak dikehendaki karena hal ini
memberikan indikasi adanya mismatch. Arus
balik ini akan masuk ke final dan
ditransformasikan menjadi panas, dimana
panas ini bila cukup tinggi akan dapat
merusak final.
5. Beamwidth
Beamwidth antena biasanya
dipahami sebagai lebar beam saat daya
setengah. Puncak intensitas radiasi
ditemukan, dan lalu ujung kedua puncak
yang melambangkan setengah daya
intensitas puncak ditemukan. Jarak bersiku
diantara ke dua ujung daya setengah
didefinisikan sebagai beamwidth. Setengah
daya yang diekspresikan dalam decible
adalah -3dB, sehingga beamwidth setengah
daya beamwidth kadang-kadang dirujuk
sebagai beamwidth 3dB. Beamwidth
Horizontal maupun Vertikal biasanya
dipertimbangkan.
6. Bandwidth
Bandwidth atau lebar pita frekuensi
dari suatu antena adalah daerah frekuensi
kerja suatu antena yang dibatasi oleh VSWR
tertentu. Biasanya bandwidth dibatasi pada
VSWR ≤ 2. Pada antena pita lebar atau
broadband, bandwidth merupakan
perbandingan antara frekuensi atas dengan
frekuensi bawah, contoh : bandwidth 10:1
mengindikasikan bahwa frekuensi atas 10
kali lebih tinggi dari frekuensi bawah.
Sedangkan pada antena pita sempit atau
narrowband, bandwidth dinyatakan dalam
persentase dari perbedaan frekuensi (atas
dikurangi bawah) yang melewati frekuensi
tengah bandwidth, contoh: bandwidth 5%
mengindikasikan bahwa perbedaan frekuensi
adalah 5% dari frekuensi tengah bandwidth.
Adapun persamaan untuk mendapatkan
bandwith yang diinginkan dinyatakan
dengan :
Dimana : BW = bandwidth lebar
pita, MHz untuk VSWR < 2:1
f = frekuensi operasi, GHz
t = tebal bahan, dalam Inchi
(kebanyakan ketebalan board tersedia dalam
satuan 1/32 Inchi = 0,794 mm)
7. Impedansi Saluran
32/14 2 t
fBW
Jurnal Kaputama Vol.5 No.2, Januari 2012 ISSN : 1979-641
Program Studi : Teknik Informatika, STMIK Kaputama Binjai 4
Pada frekuensi tinggi tiap daerah
pada kabel transmisi memiliki nilai
impedansi yang berbeda-beda. Untuk
mencapai kondisi transfer daya maksimal,
maka impedansi beban harus sama dengan
impedansi saluran. Demikian juga pada
bagian sumber, impendansi output sumber
harus sama dengan impedansi input saluran.
2.3 Signal Propagation
1. Jenis Propagation Signal
Propagasi sinyal dapat dibagi menjadi
tiga bagian, yaitu;
a. Graud Wave Propagation.
Perambatan sinyal jenis ini adalah
untuk sinyal dengan frekuensi dibawah 2
MHz. Sinyal dengan frekuensi rendah akan
cendrung merambat mengikuti skuktur
bumi.
b. Sky Wave Propagation
Selain perambatan sinyal dengan
mengikuti struktur bumi, juga dapat
merambatkan sinyal melalui udara dan dapat
dipantulkan dengan bantuan ionosphere.
Namun untuk perambatan sinyal
melalui udara harus memperhatikan
frekuensi yang akan dipancarkan, karena
ionosphere hanya dapat memantulkan
frekuensi antara 2 sampai 30 MHz. Sinyal
dengan frekuensi diatas 30 MHz akan
diteruskan ke luar angkasa dan tidak
kembali ke bumi lagi.
c. LOS Propagation
Untuk sinyal dengan frekuensi
diatas 30 MHz harus memasang antena
pemancar dan penerima secara Line Of Sight
atau dengan kata lain kedua antena harus
dapat terlihat masing-masing sisi sehingga
sinyal yang terpancar dapat langsung
diterima oleh antena yang lain.
Pada dasarnya antena digunakan
untuk memperpanjang jarak pancar. Ada
banyak tipe antena yang dapat digunakan,
tergantung pada aplikasi dan lokasi dimana
akan dipasang :
a. Disisi client, biasanya digunakan
antena pengarah, seperti antena parabola,
antena kaleng dan lain sebagainya.
d. Disisi access point, digunakan
antena omni (atau antena vertikal), antau
antena sektoral.
Karena pengukuran ini menggunakan
frekuensi 2,4 GHz, maka harus
menggunakan line of sight agar sinyal yang
dipancarkan melalui udara tidak hilang
keluar ionosphere.
2.4 Wireless
Teknologi komunikasi wireless
adalah suatau operasi komunikasi tanpa
menggunakan suatu media yang terlindung
atau terbungkus seperti kabel, tetapi
menggunakan media udara sebai jalur
komunikasi untuk mengirimkan sinyal atau
data pada setiap tujuannya. Sistem wireless
menggunakan suatau gelombang radio atau
gelombang elektromagnetik sebagai jalur
komunkasinya.
Pada awalnya teknologi ini berasal
dari penemuan Telegraf yang diciptakan
pada tahun 1895 dan terus berkembang
sehingga akhirnya saat ini telah banyak
terjadi kemajuan dibidang telekomunikasi,
contohnya Radio, Televisi, Telepon Selular,
dan komunikasi Satelit. Selain itu masih
terdapat beberapa model alat yang
menggunakan teknologi wireless yaitu
peralatan komputer tanpa kabel seperti
keyboard dan mouse wireless, remote
control, global positioning system (GPS),
dan wireless-LAN.
2.5 Wireless-LAN
Wireless-LAN adalah salah satu
aplikasi pengembangan dari wireless yang
digunakan untuk komunikasi data. Wireless-
LAN adalah jaringan lokal (dalam satu
gedung, ruang, kantor, wilayah, dan
sebagainya, bukan antar kota) yang
menggunkan kabel.
Dengan adanya wireless-LAN ini,
maka biaya pengeluaran yang digunakan
untuk membuat suatu infrastruktur jaringan
dapat ditekan menjadi lebih rendah dan
mendukung suatu jaringan Mobile (dapat
berpindah) yang menawarkan berbagai
keuntungan dalam hal Efisiensi proses
akulasi, dan biaya pengeluaran.
2.6 Perangkat WIFI (Wireless Fidelity)
Adapun perangkat WIFI digunakan
untuk penerus sinyal dan penerima sinyal,
antara lain :
1. Acces Point
Access Point atau sering disebut
dengan AP, sebenarnya mempunyai
kesamaan fungsi dengan Hub dan Switch.
Access point merupakan tipe spesial dari
wireless station yang menerima transmisi
radio dari station radio lainnya di jaringan
wireless dan meneruskan sinyal-sinyal
tersebut ke jaringan terakhir.
Access Point bisa merupakan
sebuah perangkat yang berdiri sendiri atau
Jurnal Kaputama Vol.5 No.2, Januari 2012 ISSN : 1979-641
Program Studi : Teknik Informatika, STMIK Kaputama Binjai 5