Pkmkc 12 Its Yahya Rancang Bangun Antena

5/23/2018 Pkmkc 12 Its Yahya Rancang Bangun Antena

1/17

i

USULAN PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA

JUDUL PROGRAM

RANCANG BANGUN ANTENA HELIX PORTABLEYANG TAHAN BANTING,

BERVOLUME KECIL DAN MEMILIKI GAIN TINGGI UNTUK PENERIMAAN

SINYAL UHF PADA TELEVISI ANALOG

BIDANG KEGIATAN :

PKM-KC

Diusulkan oleh :

Yahya Syukr i Amrullah (2208.100.005) Angkatan 2008

Adib Nur Ikhwan (2209.100.112) Angkatan 2009

Nur Dian Wahyu S. (5108.100.170) Angkatan 2008

Fahmi Akbar Saputra (5108.100.198) Angkatan 2008

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2012


2/17

ii

1. Judul Kegiatan : RANCANG BANGUN ANTENA HELIX PORTABLE YANG

TAHAN BANTING, BERVOLUME KECIL DAN MEMILIKI

GAIN TINGGI UNTUK PENERIMAAN SINYAL UHF PADA

TELEVISI ANALOG

2. Bidang Kegiatan : PKMP PKMK PKMKCPKMT PKMM

3. Bidang Ilmu : Kesehatan Pertanian

MIPA Teknologi Rekayasa

Sosial Ekonomi Humaniora

Pendidikan

4. Ketua Pelaksana Kegiatan

a. Nama Lengkap : Yahya Syukri Amrullah

b. NRP : 2208 100 005

c. Jurusan : Teknik Elektrod. Universitas/Institut/Politeknik : Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

e. Alamat Rumah/Telp/HP : Keputih Gang III/E No. 6 Surabaya /08563224115

f. Alamat email : [email protected]

5. Anggota Pelaksana Kegiatan : 3 orang

6. Dosen Pendamping

a. Nama Lengkap dan Gelar : Dr. Ir. Achmad Mauludiyanto, MT.

b. NIP : 1961 09 03 1989 03 1001c. Alamat Rumah dan HP : Perumahan Dosen ITS Blok U-8/081332881367

7. Biaya Kegiatan Total

Dikti : Rp 9.101.500,00

Sumber lain : -

8. Jangka Waktu Pelaksanaan : 5 bulan

Menyetujui,

Surabaya, 17 Oktober 2011

Ketua Jurusan Teknik Elektro ITS Ketua Pelaksana Kegiatan

((Prof. Dr. Ir. Mochamad Ashari, M.Eng)

NIP. 1965 10 12 1990 03 1003

Yahya Syukri Amrullah)

NRP. 2208 100 005

Pembantu Rektor

Bidang Akademik dan Kemahasiswaan

Dosen Pendamping

(Prof. Dr.Ing. Herman Sasongko)NIP. 1960 10 04 1986 01 1001

(Dr. Ir. Achmad Mauludiyanto, MT.)NIP. 1961 09 03 1989 03 1001


3/17

1

A. JUDULRancang Bangun Antena Helix Portableyang Tahan Banting,

Bervolume Kecil dan Memiliki Gain Tinggi untuk Penerimaan

Sinyal UHF pada Televisi Analog

B. LATAR BELAKANG MASALAHDewasa ini, televisi merupakan bagian yang tak terpisahkan dari

kehidupan manusia. Hampir mustahil jika suatu rumah tidak dijumpai

adanya sebuah televisi. Bahkan sering dijumpai televisi yang

ditempatkan di setiap kamar tidur dalam suatu rumah. Tidak hanya itu,

televisi juga banyak dijumpai di ruang-ruang kerja, pos-pos satpam dan

di gardu-gardu ronda.

Penikmat layanan televisi di tempat-tempat yang relative kecil,

seperti kamar tidur, pos-pos satpam dan gardu-gardu ronda, pada

umumnya menggunakan antena yagiportableuntuk meningkatkan daya

terima sinyal. Berdasarkan suara dari pengguna antena yagi portable,

diperoleh beberapa masukan bahwa:

1. antena harus diputar-putar secara horizontal untukmendapatkan kualitas gambar dan suara yang bagus

2. bentuk antena masih terlalu besar untuk ukuran antenaportable

3. antena tidak tahan banting, jika terjatuh perfomansi antenamenurun dan terkadang rontok

Di sisi lain, telah ditemukan antena jenis lain yang mempunyai

polarisasi circulardan mampu bekerja dengan baik pada frekuensi 100-3000MHz. Antena tersebut adalah antena helix. Jika dilihat dari segi

konstruksi, antena helix memiliki konstruksi yang lebih kuat dari pada

antena yagiportablekarena antena helix tersusun dari kawat konduktor

yang terlilit pada sebuah isolator. Maka dari itu, kami bermaksud

membuat antena helix untuk penerimaan sinyal UHF televisi analog

sebagai solusi dari keluhan-keluhan yang berkembang pada pengguna

antena yagiportable.


4/17

2

C. PERUMUSAN MASALAHAdapun masalah yang akan diselesaikan adalah:

1. Bagaimanakah metode rancang bangun antena helix portableuntukpenerimaan sinyal UHF pada televisi analog agar antena yang

dihasilkan volumenya kecil dan gain yang dihasilkan besar?

2. Material apa saja yang digunakan untuk membuat antena helixportableUHF sehingga antena yang dihasilkan tahan banting?

D. TUJUANTujuan dari program rancang bangun ini adalah:

1. Membuat antena helix portableuntuk penerimaan sinyal UHF padatelevisi analog yang menghasilkan gain yang besar, volume kecil

dan tahan banting.

2. Memberikan solusi terhadap keluhan-keluhan para pengguna antenayagiportable.

E. LUARAN YANG DIHARAPKANLuaran yang diharapkan dari pelaksanaan program rancang

bangun ini adalah terciptanya inovasi baru berupa antena helix portable

yang tahan banting, bervolume kecil dan memiliki gain tinggi untuk

penerimaan sinyal UHF pada televisi analog.

F. KEGUNAANProgram ini tidak hanya bermanfaat bagi mahasiswa selaku

pelaksana kegiatan PKM ini, namun juga bermanfaat bagi wargamasyarakat sekitar, khususnya para pengguna antena yagi portable.

Program ini dapat meningkatkan keterampilan dan kreativitas

mahasiswa dalam hal rancang bangun antena. Output dari program ini

kedepannya dapat dikomersialkan kepada masyarakat sekaligus menjadi

pesaing antena-antena penerima sinyal UHF televisi analog lainnya

yang beredar di pasaran.


5/17

3

G. TINJAUAN PUSTAKA1. Pengertian Antena

Antena (Mauludiyanto, 2010) adalah suatu piranti transisi antara

saluran transmisi dengan ruang bebas dan sebaliknya. Antena terbuat

dari bahan logam yang berbentuk batang atau kawat dan berfungsi

untuk memancarkan atau menerima gelombang radio. Antena

memiliki berbagai bentuk rangkaian dan model, bila sebuah antena

dipakai, ia memiliki dua kegunaan yaitu memancarkan sinyal

gelombang elektromagnetik dan menerima sinyal gelombang

elektromagnetik.

2. Parameter-parameter antenna (Balanis, 1997)2.1Panjang Gelombang

Panjang gelombang adalah jarak yang ditempuh gelombang

selama satu perioda. Rumus perhitunganya adalah

(1)

Dengan: =panjang gelombang (m)

=kecepatan cahaya (3.108m/s)

=frekuensi (Hz)

2.2


6/17

4

2.3DirectivityDirectivity adalah perbandingan antara intensitas radiasi suatu

antena pada arah tertentu terhadap intensitas pada sudut yang

lain. Persamaan untuk menghitung directivity adalah

(dBi) (2)

Dengan

= HPBW dalam bidang (derajat)

= HPBW dalam bidang (derajat)

2.4GainGain merupakan besaran nilai yang menunjukkan adanya

penambahan level sinyal dari sinyal masukan menjadi sinyal

keluaran. Penguatan bergantung pada keterarahan dan efisiensi.

Semakin tinggi directivity maka semakin besar pula

penguatannya, ditunjukkan pada persamaan berikut ini

..(3)

dengan : k = faktor efisiensi dari antena

2.5PolarisasiPolarisasi gelombang didefinisikan sebagai arah dari vektor

medan listrik terhadap arah rambatan. Polarisasi antena dibagi

menjadi:

a. Polarisasi horizontal dan polarisasi vertical gelombang radioyang terdiri dari medan listrik dan magnet yang saling tegak

lurus. Saat komponen listrik horizontal maka gelombang

dikatakan terpolarisasi horizontal, maka gelombang akan

teradiasi pada kutub-kutub horizontal.

b. Polarisasi circular (melingkar). Pada saat dua gelombangyang sama diantaranya saling mendahului 90 derajat maka

medan listrik tersebut akan berputar dengan kecepatan

sebesar frekuensi pembawanya dan akan terpolarisasi

melingkar.

Agar dapat menerima sinyal yang maksimum, polarisasi antena

penerima harus sesuai dengan polarisasi antena pemancar. Misal


7/17

5

suatu antena memancarkan gelombang pada polarisasi vertikal,

maka antena penerima harus diarahkan sejajar dengan vektor

medan listrik agar diperoleh penerimaan yang maksimum.

2.6Impedansi terminalImpedansi masukan adalah impedansi yang ditunjukkan oleh

antena pada terminalnya atau nilai antara tegangan dan arus pada

terminal antena atau nilai perbandingan antara komponen medan

listrik dan medan magnet pada suatu titik. Setiap impedansi

antena yang dihubungkan dengan saluran transmisi akan

dan perbandingan tegangan gelombang berdiri (VSWR) sebagai

berikut

.(4)

Koefisien pantul dapat juga dihitung atau ditentukan dari nilai


8/17

6

b. Dimensi antena mempunyai hubungan linier dengan panjanggelombang frekuensi tengah operasi, sehingga dimensinya akan

semakin kecil dengan meningkatnya frekuensi operasi.

c. Pengarahan dan penguatan yang baik pada rentang frekuensiyang lebar.

d. Impendasi masukan adalah resistif dan relative konstan padarentang frekuensi kerja operasi, sehingga memudahkan untuk

perealisasian penyepadan impedansi.

e. VSWR yang relatif konstan.Untuk dimensi dan parameter elemen primer antena helix adalah

seperti gambar di bawah ini.

Gambar 2. Konstruksi Antena Helix

dengan : = diameter helix

= sirkumferensi helix =

= jarak antar putaran helix

= sudut pitch =

= panjang satu putaran

= jumlah putaran

= panjang sumbu helix =

= diameter konduktor helix

Jika satu putaran helix dibentangkan pada bidang datar, hubungan

antara , , dan adalah seperti pada gambar berikut

Gambar 3. Hubungan antara , , dan


9/17

7

Helix dapat diumpankan secara aksial, dengan sisi luar ditempatkan

ground plane. Konduktor dalam dari kabel coaxial terhubung ke

helix dan konduktor luar menuju ground plane. Ground planedapat

berbentuk lingkaran maupun kotak dengan diameter atau dimensi

sisi setidaknya

Nilai Impedansi terminal antena helix dapat diperoleh dari

persamaan sebagai berikut

...(8)

Namun pada umumnya saluran transmisi yang digunakan pada

televisi yaitu kabel coaxial dengan impedansi karakteristik 75 ohm,

sedangkan impedansi antena helix sekitar 150 ohm. Sehingga harus

dilakukan matching (penyepadan) impedansi antara antena dan

saluran transmisinya. Salah satu caranya adalah dengan membuat

kawat dari putaran terakhir helix untuk dipipihkan atau

diruncingkan secara berangsur-angsur sampai dengan sepenuhnya

pada terminal, seperti pada gambar di bawah ini


10/17

8

dengan dan serta

Dengan memasukkan Persamaan 11 ke dalam Persamaan 3, dapat

diperoleh besar penguatan antena yaitu

(12)

karena ; dan maka

..(13)

H. METODE PELAKSANAAN1. Studi Literatur

Mengumpulkan data mengenai atau berhubungan dengan

rancang bangun antena helix ini dari berbagai literatur dan

browsing internet.

2. Pembelian Alat dan BahanAlat dan bahan yang akan dibeli sesuai dengan yang tercantum

di tabel pengeluaran biaya. Pembelian bahan baku di Pasar Genteng

Surabaya.

3. Rancang Bangun AntenaLangkah-langkah perancangan antena helix adalah sebagai berikut

a. Menentukan frekuensi kerja dan panjang gelombangDalam menentukan frekuensi kerja antena helix, dibutuhkan

data-data kanal statsiun televisi yang beroperasi di Indonesia

(id.answer.yahoo.com).

Tabel 1. Stasiun Pemancar Televisi UHF di Indonesia

No. Stasiun TV Kanal Satuan

1 Trans TV 639.00 MHz

2 Trans 7 655.00 MHz

3 Global TV 671.00 MHz

4 tvone 687.00 MHz

5 RCTI 703.00 MHz

6 SCTV 719.00 MHz

7 Indosiar 735.00 MHz

8 Metro TV 751.00 MHz

9 antv 767.00 MHz

10 MNC TV 799.00 MHz


11/17

9

Lebar pita frekuensi yang diinginkan beroperasi dari frekuensi

639MHz 799MHz, maka frekuensi tengahnya adalah

Sehingga panjang gelombangnya berdasarkan persamaan 1

adalah

b. Menentukan diameter helixDipilih karena nilai tersebut telah masuk pada

persyaratan, agar antena dapat bekerja pada frekuensi yang telah

ditentukan dan agar diameternya minimal. Karena

maka nilai cm. Nilai

diameter helix adalah

cm

c. Menentukan jarak antar putaran helixDipilih

bandwidth yang dihasilkan maksimal dan agar ketinggian antena

minimal. Sehingga jarak antar putaran helix adalah

cm

Sedangkan untuk nilai adalah

d. Menentukan panjang satu putaranBerdasarkan Gambar 3, nilai panjang satu putaran dapat

ditentukan, yaitu

cm

e. Menentukan jumlah putaran dan penguatanDipilih , untuk meminimalkan ketinggian antena. Maka gain

yang diperoleh berdasarkan persamaan adalah


12/17

10

f. Menentukan panjang sumbu helix dan panjang kawatPanjang sumbu helix adalah

Total panjang kawat adalah

g. Menentukan dimensi ground planeGround plane berbentuk kerucut yang terbuat dari alumunium.

Diameter dasar kerucut = .

Diameter kerucut bagian atas

cm.

h. Nilai impedansi antena helixBerdasarkan persamaan 8 diperoleh nilai impedansi antena helix

i. Nilai HPBW dan FNBWBerdasarkan persamaan 9 dan persamaan 10 maka nilai HPBW

dan FNBW adalah

j. Nilai VSWRPada umumnya saluran transmisi yang digunakan pada televisi

yaitu kabel coaxial dengan impedansi karakteristik 75 ohm,

sedangkan impedansi antena helix sebesar 173,2 maka nilai

VSWR berdasarkan Persamaan 7 sebagai berikut

Langkah-langkah pembuatan atau pembangunan dari antena helix

adalah sebagai berikut

a. Membuat kerangka helix dari PVC sesuai dengan ukuran yangtelah diperhitungkan.

b. Untuk membuat lilitan helix bisa secara langsung, yaitu kawattembaga langsung dililitkan pada kerangka PVC tersebut.

c. Selanjutnya mengatur pitch angle dan jarak antar lilitan sesuaidengan perhitungan. Agar kawat lilitan tidak bergerak, maka


13/17

11

dipasang mur dan baut untuk menjepit kawat lilitan helix

tersebut.

d. Penyesuaian impedansi dibuat dengan cara kawat dari putaranterakhir helix untuk diruncingkan secara berangsur-angsur

sampai dengan sepenuhnya pada terminal.

e. Ground plane dibuat dari almunium berbentuk kerucut dengandiameter dasar 9,96 cm dan diameter atas 14,94 cm. Selanjutnya

dikaitkan pada kerangka.

f. Konektor dipasang menempel pada ground plane dengankonduktor luar disolder terhubung pada ground plane dan

konduktor dalam disolder terhubung dengan kawat tembaga

sebagai helixnya.

4. Uji Coba AntenaUji coba antena meliputi:

a. Uji coba performansi antenaUji coba ini dilakukan di Laboratorium Antena dan

Propagasi Teknik Elektro ITS. Adapun data-data yang akan

diperoleh dari uji coba ini adalah gain antena, bandwidth antena,

HPBW dan FNBW, VSWR dan pola radiasi antena.

b. Uji coba kekuatan fisik antenaUji coba ini dilakukan di tempat orang yang memakai antena

yagi portable. Sampel tempat yang akan digunakan adalah pos-

pos Satuan Keamanan Kampus ITS. Dalam uji coba ini,

dilampirkan formulir yang berisi kejadian-kejadian yang

berpotensi merusak antena dan keadaan antena setelah kejadian-kejadian tersebut terjadi. Lama uji coba ini selama 2,5 bulan.

5. Evaluasi dan AnalisisHal yang akan dianalisis pada tahap ini adalah bagaimana

performansi dan kekuatan fisik antena yang dibuat. Hasil analisis

digunakan untuk perbaikan pada kegiatan dan pembuatan laporan.

6. Penulisan Laporan Akhir


14/17

12

Pada tahap ini kami membuat pelaporan hasil dari kegiatan yang

telah dilaksanakan.

I. JADWAL KEGIATAN

J. RANCANGAN BIAYATabel 4. Alat dan Bahan

No. Uraian Jumlah Satuan Harga satuan (Rp) Jumlah (Rp)

1Kawat tembaga diameter

3mm 1 Roll 450.000,00 450.000,00

2 PVC 4 inch 2 Batang 90.000,00 180.000,00

3 Plat tembaga 20cmx40cm 4 Buah 10.000,00 40.000,00

4Alumunium20cmx20cmx30cm 4 Buah 900.000,00 3.600.000,00

5 Mur dan baut 60 Buah 500,00 30.000,00

6 Kabel coax 8 Meter 10.000,00 80.000,00

7 Konektor 8 Buah 6.000,00 48.000,00

8 Solder 2 Buah 65.000,00 130.000,00

9 Klem 8 Buah 4.500,00 36.000,00

10 Multitester 1 Buah 500.000,00 500.000,00

11 Mata Solder 2 Buah 45.000,00 90.000,00

12 Pompa solder 2 Buah 31.500,00 63.000,0013 Pasta Solder 2 Buah 6.500,00 13.000,00

14 Dudukan Solder 2 Buah 26.000,00 52.000,00

15 Tang Potong 2 Buah 31.500,00 63.000,00

16 Tang Lancip 2 Buah 28.000,00 56.000,00

17 Obeng 2 Set 54.000,00 108.000,00

18 Pisau/Cutter 2 Buah 4.500,00 9.000,00

19 Meteran 2 Buah 13.000,00 26.000,00

20 Bor tangan 1 Buah 450.000,00 450.000,00

21 Mata bor tangan 2 Set 350.000,00 700.000,00

Tabel 3. Jadwal Kegiatan Program

No. KegiatanBulan 1 Bulan 2 Bulan 3 Bulan 4 Bulan 5

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

1. Studi literature

2. Pembelian alat dan bahan

3. Rancang bangun antena

4. Uji coba antenna

5. Evaluasi dan analisis

6. Penulisan laporan akhir


15/17

13

Sub Total 6.724.000,00

Tabel 5. Transportasi dan Jasa

No. Jenis pengeluaran Volume Satuan Harga satuan (Rp) Jumlah (Rp)1 Transportasi 350.000,00

2

Jasa pembubutan

alumunium 4 Kali 450.000,00 1.800.000,00

Sub Total 2.150.000,00

Tabel 6. Lain-Lain

No. Uraian olume Satuan Harga Satuan (Rp) Jumlah (Rp)

1 Tinta hitam 1 Buah 50.000,00 50.000,00

2 Tinta warna 3 Buah 60.000,00 180.000,003 Kertas 1 Rim 35.000,00 35.000,00

4 Penjilidan proposal 4 Buah 4.500,00 18.000,00

5 Penjilidan laporan akhir 4 Buah 4.500,00 18.000,00

Sub Total 301.000,00

Tabel 7. Rekapitulasi Biaya

Jenis Pengeluaran Jumlah (Rp)

Alat dan Bahan 6.724.000,00

Transportasi dan Jasa 2.150.000,00Lain-lain 301.000,00

Total 9.175.000,00

K. DAFTAR PUSTAKABalanis, Constantine. 1997. Antenna Theory.Kanada: John Wiley and

Sons Inc.

Faisal, Iwan. Paper Rancang Bangun Antena Helix S-Band untuk Satelit

Mikro. Bogor: Pusat Teknologi Satelit LAPAN Rancabungur.

id.answers.yahoo.com/question/index?qid=20090422004235AATuKhj.

Diakses 12 Oktober 2011.

Mauludiyanto, Achmad. 2010. Sistem Komunikasi Gelombang Mikro.

Diktat Kuliah Teknik Elektro ITS. Surabaya.

L. LAMPIRAN


16/17

14

BIODATA MAHASISWA PENGUSUL

A. Ketua Kelompok1. Nama : Febri Fernanda

2. Tempat dan tanggal lahir : Lumajang. 7 Februari 19903. Jenis Kelamin : Pria

4. Alamat Asal : Kutorenon, Sukodono, Lumajang

5. Alamat di Surabaya : Keputih Gang IIIE/6, Surabaya

6. Telp di Surabaya : 085731183774

7. Fakultas/Jurusan/Universitas : FTIf/ Teknik Informatika/ Institut

Teknologi Sepuluh Nopember

8. Waktu untuk kegiatan PKM : 8 jam/minggu


Febri Fernanda

B. Anggota Kelompok1. Nama : Yahya Syukri Amrullah

2. Tempat dan tanggal lahir : Ponorogo, 3 Juli 1989

3. Jenis Kelamin : Pria

4. Alamat Asal : Jabung Mlarak Ponorogo

5. Alamat di Surabaya : Keputih Gang IIIE/6 Surabaya


7. Fakultas/Jurusan/Universitas : FTI/Teknik Elektro/Institut




Yahya Syukri Amrullah

C. Anggota Kelompok1. Nama : Adib Nur Ikhwan

2. Tempat dan tanggal lahir : Ponorogo, 7 Februari 1991

3. Jenis Kelamin : Pria


17/17

15

4. Alamat Asal : Jl. Panji Ulung no.37, Ponorogo

5. Alamat di Surabaya : Jl. Kejawan Gebang no.16 Keputih,

Sukolilo, Surabaya


7. Fakultas/Jurusan/Universitas : FTI/Teknik Elektro/Institut




Adib Nur Ikhwan

BIODATA DOSEN PENDAMPING

1. Nama Lengkap dan Gelar : Dr. Ir. Achmad Mauludiyanto, MT.

2. NIP : 1961 09 03 1989 03 1001

3. Alamat : Perumahan Dosen ITS Blok U-8

4. No Telp : 081332881367

5. Jabatan Funsional : Dosen Teknik Elektro

6. Fakultas/ Jurusan : FTI/Teknik Elektro

7. Perguruan Tinggi : Institut Teknologi Sepuluh Nopember8. Waktu untuk kegiatan PKM : 2 jam/minggu

Dosen Pendamping

Dr. Ir. Achmad Mauludiyanto, MT.

Pkmkc 12 Its Yahya Rancang Bangun Antena

Documents

perumahan dosen its

pkmp pkmk pkmkcpkmt

keputih gang iiie no

yahya syukr i amrullah

pengguna antena yagi

pos satpam dandi gardu

ketua pelaksana kegiatana

jangka waktu pelaksanaan