bab iii perancangan dan pembuatan alat

22
LaporanTugasAkhir BAB III STT Telematika Telkom Purwokerto 42 D310020 BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT Pada bab III ini akan dibahas mengenai perencanaan dan pembuatan perangkat keras (hardware) yang akan diaplikasikan dalam sistem kerja perangkat walkie talkie dwi fungsi. Pada bagian perangkat keras akan dibahas bagian-bagian utama penyusun walkie talkie dwi fungsi, yang meliputi pemancar FM (transmitter), bagian input (Pre-Amp Mic), penerima FM (receiver), pengeras suara (megaphone) dan bagian catu daya. Pada sistem perangkat banyak menggunakan papan rangkaian stripboard. Pemakaian ukuran papan stripboard ditentukan berdasarkan besar kecilnya ukuran rangkaian yang sudah dirancang sebelumnya. Perancangan skema rangkaian untuk stripboard dilakukan secara sistematis menggunakan Eagle 5.10.0 Professional untuk papan PCB (Printed Circuit Board). 3.1 Blok Diagram Sistem Blok diagram sistem pada perancangan walkie talkie dwi fungsi ini terbagi menjadi empat bagian pokok, yaitu bagian input, pemancar FM (transmitter), penerima FM (receiver), pengeras suara (megaphone) dan sumber tegangan atau catu daya. Setiap bagian nantinya memiliki fungsi sendiri sebagai penunjang dari kinerja walkie talkie dwi fungsi. Bagian input berupa rangkaian Pre-Amp Mic yang terhubung langsung ke rangkaian pemancar FM. Dalam rangkaian Pre-Amp Mic terdapat microphone, berfungsi sebagai penerima suara atau voice dari pemakai dan mengubahnya menjadi sinyal listrik. Keluaran dari rangkaian Pre-Amp Mic merupakan masukan bagi rangkaian pemancar FM. Rangkaian pemancar FM berfungsi memancarkan atau mengirimkan sinyal radio ke penerima FM yang terlebih dahulu telah mengalami proses modulasi sebelumnya. Sedangkan bagian megaphone berfungsi sebagai pengeras suara yang berasal dari microphonedan merupakan fungsi tambahan dari walkie talkie ini. Untuk bagian sumber tegangan/catu daya, rangkaian ini memanfaatkan sumber tegangan 9 Volt DC (Direct Current) dan 3 Volt DC. Gambaran umum mengenai sistem kerja dan pembagian blok sistem dari Tugas Akhir ini ditunjukkan pada gambar 3.1.

Upload: others

Post on 22-Oct-2021

7 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

LaporanTugasAkhir BAB III

STT Telematika Telkom Purwokerto 42 D310020

BAB III

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

Pada bab III ini akan dibahas mengenai perencanaan dan pembuatan perangkat

keras (hardware) yang akan diaplikasikan dalam sistem kerja perangkat walkie talkie dwi

fungsi. Pada bagian perangkat keras akan dibahas bagian-bagian utama penyusun walkie

talkie dwi fungsi, yang meliputi pemancar FM (transmitter), bagian input (Pre-Amp Mic),

penerima FM (receiver), pengeras suara (megaphone) dan bagian catu daya.

Pada sistem perangkat banyak menggunakan papan rangkaian stripboard.

Pemakaian ukuran papan stripboard ditentukan berdasarkan besar kecilnya ukuran

rangkaian yang sudah dirancang sebelumnya. Perancangan skema rangkaian untuk

stripboard dilakukan secara sistematis menggunakan Eagle 5.10.0 Professional untuk

papan PCB (Printed Circuit Board).

3.1 Blok Diagram Sistem

Blok diagram sistem pada perancangan walkie talkie dwi fungsi ini terbagi

menjadi empat bagian pokok, yaitu bagian input, pemancar FM (transmitter), penerima

FM (receiver), pengeras suara (megaphone) dan sumber tegangan atau catu daya.

Setiap bagian nantinya memiliki fungsi sendiri sebagai penunjang dari kinerja walkie

talkie dwi fungsi. Bagian input berupa rangkaian Pre-Amp Mic yang terhubung

langsung ke rangkaian pemancar FM. Dalam rangkaian Pre-Amp Mic terdapat

microphone, berfungsi sebagai penerima suara atau voice dari pemakai dan

mengubahnya menjadi sinyal listrik. Keluaran dari rangkaian Pre-Amp Mic merupakan

masukan bagi rangkaian pemancar FM. Rangkaian pemancar FM berfungsi

memancarkan atau mengirimkan sinyal radio ke penerima FM yang terlebih dahulu

telah mengalami proses modulasi sebelumnya. Sedangkan bagian megaphone berfungsi

sebagai pengeras suara yang berasal dari microphonedan merupakan fungsi tambahan

dari walkie talkie ini. Untuk bagian sumber tegangan/catu daya, rangkaian ini

memanfaatkan sumber tegangan 9 Volt DC (Direct Current) dan 3 Volt DC. Gambaran

umum mengenai sistem kerja dan pembagian blok sistem dari Tugas Akhir ini

ditunjukkan pada gambar 3.1.

Page 2: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

43 LaporanTugasAkhir BAB III

STT Telematika Telkom Purwokerto D310020

Gambar 3.1 Diagram Blok SistemWalkie Talkie Dwi Fungsi

3.1.1 Masukan (Input)

Bagian input atau masukan merupakan bagian yang sangat penting

karena merupakan interface atau bagian yang berhubungan langsung dengan

pemakai. Bagian ini berupa rangkaian Pre-Amp Mic yang terdapat microphone

sebagai penangkap sinyal suara dari pemakai, yang selanjutnya akan diubah

menjadi sinyal listrik. Rangkaian ini dapat pula diartikan sebagai rangkaian

penguat dari sinyal listrisk yang dihasilkan oleh microphone. Selanjutnya

sinyal keluaran dari Pre-Amp Mic yang sudah diperbesar akan menjadi sinyal

masukan bagi pemancar FM (transmitter).

3.1.2 Pemancar FM (Transmitter)

Rangkaian walkie talkie dwi fungsi menggunakan pemancar FM

sebagai arah kirimnya. Pemancar ini akan menerima sinyal informasi atau

masukan dari rangkaian Pre-Amp Mic yang kemudian sinyal itu akan

diperbesar oleh rangkaian penguat yang terdapat pada rangkaian ini sampai

beberapa kali yang nantinya akan dipancarkan pada frekuensi FM, yaitu

rentang frekuensi 88 MHz – 108 MHz. Frekuensi yang digunakan nantinya

Page 3: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

44 LaporanTugasAkhir BAB III

STT Telematika Telkom Purwokerto D310020

dapat ditentukan atau diatur sesuai kebutuhan pemakai dengan mengatur L1

(variable ocilator) yang berupa koil atau lilitan tembaga yang digulung pada

koker dengan cara memutar bagian tengah koker sampai mendapatkan

frekuensi yang diinginkan. Rangkaian ini nantinya akan terhubung langsung ke

antena pemancar, sehingga akan menambah daya pancarnya dengan tujuan

memperlebar radius pancaran gelombang FM yang dihasilkan.

3.1.3 Penerima FM (Receiver)

Rangkaian penerima FM merupakan rangkaian yang dapat menerima

sinyal yang dipancarkan oleh transmitter pada frekuensi FM, yaitu rentang

frekuensi 88 MHz – 108 Mhz. Di kalangan masyarakat rangkaian ini biasa

disebut sebagai radio FM. Rangkaian ini memanfaatkan tuner FM sebagai

pengatur frekuensinya. Dengan memutar tuner FM tersebut dapat ditentukan

frekuensi yang akan diterima oleh rangkaian, selain itu tuner FM pada

rangkaian penerima ini berhubungan langsung dengan antena penerima.

Selanjutnya frekuensi yang diterima akan diolah sedemikian rupa dan

menghasilkan sinyal listrik yang kemudian menjadi masukan bagi speaker

yang akan memancarkan sinyal suara pada frekuensi yang dapat didengar oleh

telinga manusia. Pada rangkaian ini juga terdapat potensiometer, sehingga

suara yang dihasilkan oleh speaker dapat diatur keras lemahnya dengan

memutar ke kanan atau ke kiri pemutar yang terdapat di potensiometer.

3.1.4 Megaphone

Rangkaian megaphone merupakan rangkaian tambahan dari rangkaian

utama, yaitu rangkaian walkie talkie. Rangkaian ini berfungsi sebagai penguat

audio atau amplifier. Secara prinsip kerjanya, rangkaian ini hampir mirip

dengan rangkaian Pre-Amp Mic. Microphone akan menangkap getaran suara

yang berada disekitarnya, dalam hal ini adalah suara si pemakai. Kemudian

sinyal suara tersebut akan diubah menjadi gelombang listrik yang akan

diperbesar pada rangkaian utama sebelum dikeluarkan melalui speaker,

sehingga menghasilkan suara yang jauh lebih besar dari sumber suara aslinya.

Page 4: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

45 LaporanTugasAkhir BAB III

STT Telematika Telkom Purwokerto D310020

Rangkaian ini juga dilengkapi dengan potensiometer yang berfungsi sebagai

pengatur volume suara yang dihasilkan speaker.

3.1.5 Sumber Tegangan/Catu Daya

Rangkaian walkie talkie dwi fungsi ini memanfaatkan sumber tegangan

DC untuk pengoperasionalannya. Rangkaian pemancar FM (transmitter) dan

rangkaian penerima FM (receiver) memerlukan daya 9 Volt DC, sedangkan

untuk rangkaian megaphone memerlukan daya 3 Volt DC. Untuk perancangan

walkie talkie dwi fungsi ini, sumber tegangan berasal dari baterai 9 Volt DC

dan dua buah baterai 1,5 Volt DC yang disusun seri untuk menghasilkan

sumber tegangan 3 Volt DC. Baterai dipilih karena dirasa cukup praktis untuk

diterapkan pada rangkaian ini, sehingga nantinya walkie talkie dapat dipakai

dan dibawa kemana-mana tanpa tergantung pada sumber tegangan PLN

(Perusahaan Listrik Negara).

3.2 Parameter-Parameter

Parameter perancangan perangkat keras pada Tugas akhir ini secara garis besar

dibagi menjadi empat bagian utama, yaitu parameter rangkaian Amp-Pre Mic,

parameter rangkaian pemancar FM (transmitter), parameter rangkaian penerima FM

(receiver) dan parameter megaphone. Gambaran umum mengenai rangkaian

keseluruhan dari walkie talkie dwi fungsi dapat dilihat pada gambar 3.2 yang

menjelaskan mengenai komponen-komponen penyusunnya beserta jenis dan nilainya.

Prameter-parameter ini akan menjadi acuan dasar dalam perancangan alat pada Tugas

Akhir ini. Pada rangkaian keseluruhan ini juga dijelaskan mengenai sistem catu daya

dan penyusunannya, untuk pemancar dan penerima FM menggunakan tegangan yang

sama yaitu tegangan 9 Volt DC, sehingga kedua rangkaian ini dapat bekerja

menggunakan satu buah baterai 9 Volt DC yang digunakan secara bergantian. Untuk

pengaturan sistem operasionalan dari rangkaian pemancar dan penerima FM

digunakan sakelar enam kaki sebagai switch-nya, sehingga nantinya kedua rangkaian

ini dapat bekerja secara bergantian. Sementara untuk rangkaian megaphone

menggunakan sumber tegangan sebesar 3 Volt DC dengan IC TDA2822M sebagai

pusat pengendalinya.

Page 5: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

46 LaporanTugasAkhir BAB III

STT Telematika Telkom Purwokerto D310020

Gambar 3.2 Skematik Rangkaian Alat Keseluruhan

Page 6: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

47 LaporanTugasAkhir BAB III

STT Telematika Telkom Purwokerto D310020

3.2.1 Rangkaian Pre-Amp Mic

Gambar 3.3 Rangkaian Pre-Amp Mic

Rangkaian Pre-Amp Mic merupakan rangkaian awal yang sekaligus

menjadi inputan dari rangkaian pemancar FM. Voice atau suarayang berada

disekitar Pre-Amp Mic ditangkap melalui microphone. Microphone ini

menghasilkan arus elektris melalui suatu bahan yang kecil dan ringan yang

berupa lempengan tipis dinamakan diaphragma. Keluaran dari microphoneyang

berupa sinyal listrik yang bertegangan sangat rendah selanjutnya akan dikirim ke

rangkaian utama Pre-Amp Mic. Pada rangkaian Pre-Amp Mic terdapat satu buah

transistor C945 yang berfungsi sebagai penguat audio. Terdapat juga beberapa

kapasitor yang memiliki fungsi sebagai kapasitor kopling dan bay-pass serta

terdapat beberapa resistor antara lain resistor bernilai 10 K.Ohm, 550 Ohm, 220

K.Ohm dan 5K6 Ohm.

Kepekaan dalam menangkap suara dilakukan dengan pengaturan pada

resistor variabel (Rv). Pengaturannya dengan memutar kepala dari kompoenen

Rv. Rv memiliki nilai resistansi minimal sekitar 20 kΩ (batas putaran kiri) dan

nilai resistansi maksimal sekitar 40 kΩ (batas putaran kanan).Hal ini terjadi

karena semakin kecil nilai resistansi berarti semakin besar arus listrik yang

dihasilkan, sebaliknya semakin besar nilai resistansi maka semakin kecil pula

arus listrik yang dihasilkan yang nantinya akan berpengaruh terhadap kepekaan

dari Pre-Amp Mic menerima sinyal suara dari pemakai. Nantinya terdapat tiga

output yang akan dihungkan ke bagian pemancar FM, yaitu bagian (+) positif,

bagian (-) negatif dan bagian ground. Untuk output (+) positif rangkaian Pre-

Page 7: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

48 LaporanTugasAkhir BAB III

STT Telematika Telkom Purwokerto D310020

Amp Mic dihubungkan ke bagian (+) positif pemancar FM yang bersumber dari

baterai 9 Volt DC, begitu juga juga dengan output (-) negatif rangkaian Pre-

Amp Mic juga dihubungkan kebagian (-) negatif pemancar FM, hal yang sama

juga berlaku untuk bagian ground. Semakin besar ground maka akan semakin

baik untuk rangkaian ini, sebab ground sangat membantu mengurangi gangguan

(noise) yang tidak diharapkan.

Pada rangkaian Pre-Amp Mic terdapat rangkaian bias umpan balik

kolektor yang dapat dihitung nilai arus kolektor ( CI ) dan tegangan kolektor-

emitor ( CEV ) dengan gain arus DC (hfe atau ẞ dc) pada nilai maksimal

menggunakan persamaan (2.20).

= 3

41

41 RRR

RR

= 67056005600

56005600

= 67011200

31360000

= 6702800

= 3470 Ω

Kemudian dilanjutkan dengan persamaan (2.23)

)/( DCBC

BECCCE

BRR

VVII

)374/10.220(3470

7,093

341 )//( RRRRC

Page 8: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

49 LaporanTugasAkhir BAB III

STT Telematika Telkom Purwokerto D310020

23.5883470

3,8

23.5883470

3,8

23.4058

3,8

310.04,2 Ampere

= 2,04 mA

Sedangkan nilai V ce, dihitung menggunakan persamaan (2.24).

CCCCCE RIVV .

)3470.10.04,2(9 3CEV

078,79

92,1 Volt

Menurut hasil perhitungan diatas didapatkan nilai arus kolektor ( CI )

sebesar 2,04 mA dan tegangan kolektor-emitor ( CEV ) sebesar 1,92 Volt.

Sehingga disipasi daya dari transistor C828 yang berfungsi sebagai penguat

audio berdasarkan persamaan (2.29) adalah sebagai berikut:

CCED IVP .

310.04,292,1

= 3,91 x 10 -3

= 0,00391 Watt.

91,3 mW

Page 9: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

50 LaporanTugasAkhir BAB III

STT Telematika Telkom Purwokerto D310020

3.2.2 Rangkaian Pemancar FM (Transmitter)

Pada rangkaian pemancar FM terdiri dari beberapa komponen utama, yaitu

resistor, kapasitor, transistor, VARCO dan koil atau lilitan. Untuk

perancangannya dibutuhkan dua buah resistor 5K6, satu buah resistor 15 K, satu

buah resistor 1K, lima buah resistor 47 K, tiga buah kapasitor 10 pF, satu buah

kapasitor 33 pF, satu buah kapasitor 1 nF, satu buah kapasitor 68 pF, satu buah

kapasitor 100 pF, kemudian dua buah VARCO (variable capacitor) VC 5-60 pF,

kapasitor elko 47 uF/25 V, dua buah transistor FCS 9018 dan satu buah

transistor C930, koker radio, dan beberapa gulungan kawat tembaga (koil) yang

akan digunakan sebagai osilator.

Gambar 3.4 Rangkaian Pemancar FM (Transmitter)

Pada gambar 3.4 merupakan rangkaian pemancar FM, dimana rangkaian ini

terbagi menjadi empat blok rangkaian, yaitu blok rangkaian A, B, C, D dan E.

Dengan keterangan sebagai berikut:

a. Blok Rangkaian A

Blok rangkaian A merupakan bagian pertama pada rangkaian pemancar

FM yang mendapatkan masukan/input dari rangkaian sebelumnya, yaitu Pre-

Page 10: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

51 LaporanTugasAkhir BAB III

STT Telematika Telkom Purwokerto D310020

Amp Mic. Terlihat pada bagian ini terdapar resistor bernilai 5 K sebagai

tahanannya dan kapasitor elko 47 uF/25 V sebagai penyearah tegangan 9 volt.

b. Blok Rangkaian B

Pada blok rangkaian B terdapat transistor FCS 9018 yang merupakan

jenis penguat daya kelas C, dimana kaki emitor langsung terhubung ke

ground. Dengan adanya kapasitor disekitar penguat ini juga berfungsi

menahan perubahan tegangan yang berlebih supaya tetap pada nilai 9 volt.

Sementara arus dari kaki kolektor akan diteruskan ke bagian L1, dimana L1

merupakan koil (kumparan) atau lilitan tembaga yang dililitkan pada inti

koker dengan diameter koker sekitar 0,25 inchi dengan jumlah lilitan 3 lilit

dan diameter kawat sekitar 0,2 mm sehingga kerapatan per-inchinya

mencapai 40 lilitan. Di komponen L1 inilah frekuensi yang akan dipancarkan

oleh rangkaian pemancar FM ditentukan, dengan cara mengubah nilai L1

dengan memutar ke kanan atau ke kiri inti koker sampai didapatkan nilai

yang diinginkan. Jadi dengan merubah kumparannya, maka akan berubah

pula daya pancaran FM. Sedangkan nilai induktansi dari osilator variabel

dapat dicari menggunakan persamaan (2.31) sebagai berikut:

L = (μH) ld

nd

4018

.22

075,0.4025,0.18

3.25,022

5,7

562,0

= 0,07 μH

= 0,07.10-6 H

Perlu diketahui nilai komponen kapasitor dan osilator variabel L1 pada

blok rangkaian A sangat mempengaruhi besar-kecil dan baik-buruknya

Page 11: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

52 LaporanTugasAkhir BAB III

STT Telematika Telkom Purwokerto D310020

keluaran frekuensi. Maka dengan memasukan nilai komponen kapasitor

sebesar 1210.33 F dan L1 sebesar 610.07,0 H ke frekuensi resonansi pada

persamaan (2.32) akan didapatkan nilai frekuensi kerja sebagai berikut :

CLFres

.2

1

C).10.07,0(2

1

6

126 10.33)10.07,0(2

1

= 104716264,6 Hz

= 104,7 MHz

≈ 104 MHz

c. Blok Rangkaian C

Pada blok rangkaian ini terlihat dua buah transistor C930 yang paralel,

blok rangkaian ini merupakan jenis penguat daya kelas B dan rangkaian bias

biasa. Dua transistor digerakkan dengan beda fase 180 derajat, sehingga

masing-masing aktif untuk setengah siklus dan terputus (cut-off) untuk

setengah siklus lain. Pada kedua transistor ini masing-masing kaki basis

bertemu dengan kaki basis lainnya, dan kaki kolektor bertemu dengan kaki

kolektor lainnya, sementara untuk kedua kaki emitornya ke arah ground.

Rangkaian blok C ini merupakan rangkaian penguat lanjutan dari rangkaian

penguat blok B. Nantinya keluaran dari masing-masing kaki kolektor akan

mengarah ke osilatorL2 yang akan membangkitkan frekuensi pemancar

sekaligus untuk melawan fluktuasi arus yang melewatinya. Kumparan ini

juga sangat berpengaruh terhadap frekuensi pancaran yang dihasilkan

nantinya. Untuk memperoleh hasil yang tepat, kumparan ini dibuat dari kawat

tembaga 0,7 mm dengan 5 kali lilitan. Untuk mengurangi daya berlebih pada

Page 12: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

53 LaporanTugasAkhir BAB III

STT Telematika Telkom Purwokerto D310020

blok rangkaian C ini, maka kaki kumparan diberi kapasitor 100 nF yang

mengarah ke ground. Nilai induksi pada kumparan/induktansi dapat dihitung

menggunakan persamaan (2.31) sebagai berikut:

L = (μH) ld

nd

4018

.22

16,0.4025,0.18

5.25,022

9,10

562,1

= 0,143 μH

= 0,14.10-6 H

d. Blok Rangkaian D

Blok rangkaian D merupakan penguat daya kelas B yang merupakan

penguat terakhir pada rangkaian ini, berupa rangkaian bias biasa. Blok

rangkaian D menggunakan empat buah transistor jenis C930 yang tersusun

secara sejajar dengan semua kaki kolektor saling terhubung menuju ke arah

ground, sedangkan kolektor menuju ke osilatorL3 dan ke arah antena.Perlu

diketahui, bahwa nilai dari L3 sama dengan nilai induktansi pada osilator L2

e. Blok Rangkaian E

Blok rangkaian E merupakan blok rangkaian terakhir pada rangkaian

pemancar FM. Pada blok inilah frekuensi atau sinyal yang dihasilkan akan

dipancarkan. Terdapat dua komponen pada blok rangkaian ini, yaitu

rangkaian VARCO (Variable Capacitor) dan antena untuk memancarkan

sinyal yang dihasilkan rangkaian ini. Antena pemancar FM yang digunakan,

dibentangkan sampai batas maksimal untuk mendapatkan jauhnya pancaran

gelombang FM. Panjangnya antena yang ideal dapat diketahui dengan

menghitung panjang gelombanya (λ) terlebih dahulu menggunakan

persamaan (2.33) sebagai berikut:

Page 13: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

54 LaporanTugasAkhir BAB III

STT Telematika Telkom Purwokerto D310020

- Panjang gelombang (λ) :

f

C

6

8

10.104

10.3

= 2,88 meter

Kemudian, setelah panjang gelombang diketahui (2,88 meter) barulah

dimasukkan ke dalam persamaan (2.34).

- Tinggi antena ( anth )

4

anth

4

88,2

= 0,72 0,7 meter

Berdasarkan perhitungan diatas diketahui tinggi antena ideal untuk

mendapatkan pancaran gelombang FM yang cukup baik mencapai tinggi

hampir 0,7 meter.

3.2.3 Rangkaian Penerima FM (Receiver)

Rangkaian penerima FM adalah sebuah rangkaian yang mampu

menerima pancaran gelombang FM. Rangkaian ini menggunakan dua buah IC

sebagai komponen utamanya yaitu IC TOSHIBA TA7303P dan IC LM386N dan

beberapa komponen pendukung seperti variabel osilator (trafo), kristal keramik

10,7 MHz, resistor, kapasitor, kapasitor elko, tuner FM dan speaker.Rangkaian

ini memanfaatkan tuner FM (penala) sebagai pengatur frekuensi yang akan

diterima. Dengan memutar putaran yang terdapat di ujung tuner, maka frekuensi

FM yang akan diterima dapat ditentukan. Daerah kerja penala tergantung dari

Page 14: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

55 LaporanTugasAkhir BAB III

STT Telematika Telkom Purwokerto D310020

frekuensi yang akan diterima dan menurut aturan internasional FM = 88 – 108

MHz.Di bagian tuner FM inilah terdapat antena yang berfungsi menangkap

gelombang elektro magnetic termodulasi yang berasal dari antenna pemancar

FM. Setelah itu akan diteruskan ke rangkaian utama, disinilah terdapat IC

TOSHIBA TA7303P yang berfungsi untuk menguatkan sinyal yang ditangkap

oleh antena. Kemudian terdapat variabel osilator yang berfungsi untuk

mebangkitkan gelombang frekuensi yang lebih tinggi dari frekuensi sinyal

keluaran RF dan membangkitkan gelombang listrik kontinyu dengan frekuensi

tertentu.

Gambar 3.5 Rangkaian Penerima FM (Receiver)

Frekuensi osilator local untuk FM berkisar dari 98,7 MHz – 118,7 MHz

karena bandwidth untuk spectrum frekuensi FM broadcasting (88 MHz – 108

MHz) + frekuensi IF FM 10,7 MHz. Penguat audio (AF Amplifier) yang

berintikan IC LM386 berfungsi menguatkan sinyal audio (informasi) agar

memiliki daya yang cukup kuat untuk menggerakkan beban loudspeaker.

Loudspeaker ini sebagai tranduser yang berfungsi untuk mengubah sinyal-sinyal

listrik audio menjadi sinyal suara akustik yang dapat didengar. Rangkaian

penerima FM ini menggunakan tegangan 9 Volt DC untuk

pengoperasionalannya.

Page 15: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

56 LaporanTugasAkhir BAB III

STT Telematika Telkom Purwokerto D310020

3.2.4 Rangkaian Megaphone

Gambar 3.6 Rangkaian Megaphone

Rangkaian ini berfungsi sebagai pengeras suara yang bersumber dari

gelombang suara disekitar microphone. Komponen utama pada rangkaian ini

adalah IC TDA2822M yang merupakan IC yang berfungsi sebagai audio

amplifier. Nantinya arus listrik yang berasal dari microphone akan diperkuat

arusnya pada transistor C1815 yang berfungsi sebagai penguat. Sumber

tegangan pada rangkaian ini bersumber pada baterai 3 Volt DC yang

dihubungkan langsung dengan potensiometer. Potensiometer inilah yang

berfungsi mengatur besaran arus listrik masuk pada rangkaian dengan

mengubah-ubah nilai tegangan. Output rangkaian ini nantinya akan disalurkan

ke bagian konektor, dari konektor itulah speaker dihubungkan sehingga

menghasilkan suara dengan distorsi yang lebih besar dari suara asalnya (sumber

suara).

3.2.5 Rangkaian Catu Daya

Rangkaian walkie talkie dwi fungsi ini memanfaatkan baterai DC sebagai

sumber tegangannya. Ada dua jenis baterai dengan tegangan berbeda yang

digunakan pada rangkaian ini, yaitu baterai 9 Volt DC dan baterai 1,5 Volt DC.

Page 16: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

57 LaporanTugasAkhir BAB III

STT Telematika Telkom Purwokerto D310020

Gambar 3.7 Rangkaian Catu Daya

Untuk rangkaian pemancar FM dan rangkaian penerima FM, masing-

masing memanfaatkan baterai dengan nilai tegangan 9 Volt, sementara untuk

rangkaian megaphone membutuhkan sumber tegangan 3 Volt DC. Sumber 3

Volt DC untuk pengoperasionalan rangkaian megaphone didapatkan dari

penyusunan dua buah baterai 1,5 volt DC secara seri. Dengan perhitungan

sebagai berikut:

V total = V1 + V2

V total = 1,5 + 1,5

V total = 3 Volt.

Sehingga dengan penyusunan secara seri kedua baterai tersebut didapat

tegangan total 3 Volt.

3.3 Perancangan Alat

Dari penjelasan sebelumnya, dapat diketahui bahwa walkie talkie dwi fungsi ini

memiliki lima blok rangkaian utama. Yaitu blok rangkaian pemancar FM, Penerima

FM, Megaphone, Input (Pre-Amp Mic) dan catu daya. Semua blok rangkaian tersebut

nantinya akan disatukan menjadi satu rangkaian sehingga terciptalah alat yang disebut

sebagai walkie talkie dwi fungsi. Semua rangkaian tersebut akan disatukan pada satu

rangka PCB yang terletak persis ditengah. Selain fungsinya sebagai rangka penopang,

papan PCB tersebut juga dimanfaatkan sebagai ground untuk rangkaian pemancar FM

Page 17: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

58 LaporanTugasAkhir BAB III

STT Telematika Telkom Purwokerto D310020

dan penerima FM. Gambar 3.6 merupakan ilustrasi penyusunan lima blok rangkaian

menjadi sebuah walkie talkie dwi fungsi.

Gambar 3.8 Ilustrasi Penyusunan Lima Blok Rangkaian Utama Walkie Talkie

Dwi Fungsi.

3.3.1 Perancangan Sistem Switch Walkie Talkie

Gambar 3.9 Prinsip Kerja Walkie Talkie

Page 18: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

59 LaporanTugasAkhir BAB III

STT Telematika Telkom Purwokerto D310020

Walkie talkie merupakan alat komunikasi radio yang menggunakan

prinsip komunikasi duplex paruh (half-duplex), sehingga ketika melakukan

komunikasi maka hanya dapat melakukan satu fungsi, yaitu mengirim

(transmitter) atau menerima (receiver).Gambar 3.7 merupakan ilustrasi dari

sistem kerja dari walkie talkie. Ketika walkie talkie ‘A’ mengirimkan sinyal,

maka yang akan bekerja adalah bagian rangkaian pemancar FM, sedangkan

bagian penerima FM akan mati atau tidak bekerja. Sementara itu walkie talkie

‘B’ berfungsi sebagai penerima, sehingga bagian penerima FM yang bekerja,

sementara bagian pemancar FM akan mati.

Untuk membuat walkie talkie bekerja secara bergantian (duplek paruh),

maka dilakukan dengan sistem switch. Komponen yang dimanfaatkan sebagai

switch adalah sakelar dorong enam kaki. Sakelar ini terdiri dari enam buah kaki

yang terbagi menjadi dua bagian terpisah. Untuk bagian sebelah kiri (merah)

nantinya akan dimanfaatkan sebagai switch tegangan positif (+) sementara pada

bagian sebelah kanan (biru) sakelar dimanfaatkan sebagai switch antena.

Sedangkan untuk tegangan negatif (-) disatukan pada ground.

Gambar 3.10 Perancangan Sistem Switch Pada Walkie Talkie

Ketika sakelar ditekan, maka kaki sakelar A akan menyatu pada kaki B,

demikian juga dengan kaki A1 menyatu dengan kaki B1. Dalam keadaan ini,

Page 19: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

60 LaporanTugasAkhir BAB III

STT Telematika Telkom Purwokerto D310020

walkie talkie akan bekerja sebagai pemancar FM (transmitter), dimana

rangkaian ini mendapat hubungan ke antena dan sumber tegangan positif (+) dari

baterai. Sementara untuk rangkaian penerima FM (receiver) tidak mendapatkan

tegangan positif dari baterai sehingga rangkaian penerima FM tidak dapat

bekerja.

Sebaliknya, Ketika sakelar dilepas, maka kaki sakelar B akan menyatu

pada kaki C, demikian juga dengan kaki B1 menyatu dengan kaki C1. Dalam

keadaan ini, walkie talkie akan bekerja sebagai penerimar FM (receiver), dimana

rangkaian ini mendapat jalur ke antena dan sumber tegangan positif (+) dari

baterai. Sementara untuk rangkaian pemancar FM (transmitter) tidak

mendapatkan tegangan positif dari baterai sehingga rangkaian penerima FM

tidak dapat bekerja.

3.4 Diagram Alir (Flow Chart)

Diagram alir atau flow chart merupakan penggambaran dari sistem kerja alat

yang akan dibuat. Untuk perancangan walkie talkie dwi fungsi, diagram alurnya hanya

mencakup diagram alur tentang perancangan alat (hardware) dan pembuatan laporan

Tugas Akhir.

3.4.1 Flow Chart Sistem Kerja Walkie Talkie Dwi Fungsi

Pada gambar 3.11 diperlihatkan flow chart yang menjelaskan mengenai

sistem kerja dari walkie talkie dwi fungsi. Setelah alat dinyalakan, dengan

menekan tombol sakelar (tombol ON/OFF) maka akan dilakukan inisialisasi

oleh komponen-komponen yang terdapat di dalam rangkaian ini. Untuk memulai

pembicaraan dapat dilakukan dengan menekan tombol switch pada alat ini.

Ketika menekan tombol switch, berarti pemakai bertindak sebagai pemancar

FM/transmitter/TX. Getaran pita suara pemakai nantinya akan diubah

sedemikian rupa sehingga dapat dipancarkan oleh antena yang terdapat di walkie

talkie yang kemudian ditransmisikan melalui gelombang radio. Namun ketika

tombol switch tidak ditekan (keadaan normal) maka bertindak sebagai penerima

FM/receiver/RX. Dalam keadaan ini pemakai hanya dapat mendengar lawan

Page 20: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

61 LaporanTugasAkhir BAB III

STT Telematika Telkom Purwokerto D310020

bicaranya, karena komunikasi yang dilakukan lewat alat ini dilakukan secara

bergantian.

Gambar 3.11 Flow Chart Sistem Kerja Walkie talkie Dwi Fungsi

Diagram alur di atas juga memperlihatkan bahwa selain melakukan

komunikasi (mendengar-berbicara) alat ini dapat dialihfungsikan sebagai

megaphone. Fungsi utama megaphone adalah memperbesar distorsi dari suara

asal sampai beberapa kali lipat sebelum dikeluarkan oleh speaker. Megaphone

ini merupakan sebuah rangkaian amplifier yg merupakan fungsi tambahan dari

Page 21: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

62 LaporanTugasAkhir BAB III

STT Telematika Telkom Purwokerto D310020

walkie talkie. Rangkaian ini mempunyai sumber tegangan yang berbeda dengan

rangkaian pemancar dan penerima FM. Sehingga selain digunakan secara

bergantian, rangkaian ini juga dapat digunakan secara bersamaan dengan

rangkaian walkie talkie.

3.4.2 Flow Chart Proses Pengerjaan Tugas Akhir

Gambar 3.12 Flow Chart Proses Pengerjaan

Pada gambar 3.12 dijelaskan mengenai alur pengerjaan tugas akhir.

Pengerjaan dimulai dengan mengumpulkan data yang diperlukan untuk

membuat walkie talkie dwi fungsi. Data tersebut dapat bersumber dari jurnal,

buku, buku elektronik maupun dari situs-situs resmi yang terdapat di internet.

Setelah data-data yang diperlukan terkumpul dan dipelajari, maka dilanjutkan

dengan pembuatan perangkat walkie talkie dwi fungsi. Selanjutnya dilakukan

pengujian terhadap kelayakan perangkat tersebut, apabila terdapat kesalahan

pada perangkat maka dilakukan perbaikan alat yang mencangkup pengecekan

Page 22: BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

63 LaporanTugasAkhir BAB III

STT Telematika Telkom Purwokerto D310020

rangkaian dan memperbaiki komponen yang tidak sesuai atau mengalami

kerusakan. Selanjutnya dilakukan pengujian kembali sampai didapatkan hasil

yang diinginkan. Namun apabila tidak terjadi kesalahan pada saat pengujian

perangkat, maka proses pengerjaan dinyatakan berhasil atau sukses.