1

PERANCANGAN ALAT BANTU PENGUKURAN OTOMATIS POLA

RADIASI,POLARISASI, GAIN , DAN DIREKTIVITAS PADA

ANTENA Hendrik Dwi P Amd

1, DR. Heroe Wijanto Ir.,MT

2, Agus Dwi Prasetyo., S.T

3

Jurusan Teknik Telekomunikasi Institut Teknologi Telkom, Bandung 1creative200190@gmail.com,

2heroe.wijanto@gmail.com,

3adp@ittelkom.ac.id

Abstrak

Antena merupakan media telekomunikasi nirkabel yang digunakan sebagai transponder atau mengubah

sinyal listrik menjadi menjadi sinyal elektromagnetika. Jenis-jenis antena terdiri dari beberapa macam,

tergantung dari bentuk dan beberapa karakteristik yang diinginkan. Untuk memenuhi karakteristik yang

diinginkan maka diperlukan adanya pengukuran yang dibagi menjadi dua, yaitu pengukuran luar dan

pengukuran dalam. Pengukuran luar yang dilakukan laboratorium antenna IT Telkom meenggunakan metode

free space ranges. Pada pengukuran tersebut penuis menganggap bahwa tingkat akuisisi yang dilakukan

kurang maksimal karena masih dilakukan secara manual. Pada penelitian kali ini penulis membuat sebuah

pengukuran otomatis menggunakan bantuan mikrokontroller AVR Atmega8535 yang digunakan untuk

melakukan pengukuran diagram arah pola radiasi dan polarisasi sebuah antena penerima. Mikrokontroller

yang dirancang, digunakan untuk mengatur putaran motor stepper untuk memutar antena. Software Visual

Basic 6.0 digunakan untuk mengolah data yang terukur pada mikrokontroller. Hasil pengukuran

direpresentasikan dalam grafik polar dan rectangular. Dari hasil analisa, pembangkitan data pengukuran

random ATMega8535 yang dilakukan menunjukkan bahwa pengukuran yang dilakukan layak digunakan

untuk praktikum pengukuran luar laboratorium Antena IT Telkom.

Kata kunci : antena, pola radiasi, polarisasi, otomatis

Abstract

The antenna is a wireless telecommunications medium that is used as a transponder or convert electrical

signals into a signal electromagnetics. The types of antennas consist of some sort, depending on the shape

and some of the desired characteristics. To meet the desired characteristics, it is necessary that the

measurement is divided into two, namely the outdoor measurements and indoor measurement.

Measurements were carried out laboratory IT Telkom using antenna free space method ranges. In these

measurements the author assume that the acquisitions made less than the maximum because it is still done

manually. At the final time, the author makes an automatic measurement using AVR microcontroller

Atmega8535 that is used to make the measurement chart direction and polarization of the radiation pattern

of an antenna receiver. The designed microcontroller, used to set the rotation stepper motor to rotate the

antenna. Visual Basic 6.0 is used to process the data measured on the microcontroller. The measurement

results are represented in rectangular and polar graphs. From the analysis, the generation of random

measurement data ATMega8535 conducted showed that measurements made unfit for use outside of the

laboratory measurement lab Antenna IT Telkom.

Keywords: antenna, the radiation pattern, polarization, automatic

1. Pendahuluan

Alat ukur merupakan salah satu media yang

sangat penting untuk menentukan dan

memastikan spesifikasi sebuah alat. Antena

merupakan contoh alat yang memiliki banyak

spesifikasi yang harus dipenuhi. Spesifikasi yang

harus dipenuhi antara lain adalah gain,

direktivitas, SWR, impedansi, pola radiasi dan

lain-lain. Pada dasarnya pengukuran spesifikasi

antena dibagi menjadi dua yakni pengukuran luar

dan pengukuran dalam. Laboratorium antenna IT

Telkom melakukan pengukuran luar dengan

menggunakan metode NF/FF, namun dalam

melakukan pencuplikan hasil pengukuran masih

menggunakan cara manual. Dalam hal ini system

akuisisi data yang dilakukan akan sangat buruk

karena factor ketelitian setiap pengukuran

berbeda-beda.

2. Dasar Teori

2.1 Teknik Pengukuran Antena

Teknik pengukuran antena digunakan

berkaitan dengan lingkungan yang berpengaruh

pada spesifikasi antena yang harus dipenuhi saat

pengukuran. Berdasarkan medan ukur, dibagi

menjadi dua yaitu medan refleksi dan medan

ruang bebas[z]

. Medan refleksi terdiri dari medan

2

langsung dan pantul membentuk penurunan yang

kecil simetris ke tepi. Desain medan ukur refleksi

cukup kompleks dan tergantung pada koefisien

refleksi tanah. Parameter desain utamanya adalah

menentukan ketinggian AUT ( Antenna Under

Test ). Medan ruang bebas dibagi menjadi tiga

jenis yaitu Outdoor Free Space Ranges, Indoor

Free Space Ranges, Near Field - Far Field

Method.

2.1.1 Medan Ruang Bebas

Pada metode Near Field - Far Field

(NF/FF) Method, probe ukur bergerak pada

bidang datar, silinder atau bidang bola. Pola

medan jauh akan didapatkan dengan Fast Fourier

Transform. Diluar perbatasan medan reaktif,

medan radiasi pun mulai mendominasi. Perluasan

dari daerah ini mencakup jarak λ/2π < r <

2D2/λ, dimana D merupakan dimensi terbesar

antena. Diluar batas daerah medan dekat r >

2D2/λ atau r > 10λ (kriteria untuk antenna

kecil), vektor poynting hanya bernilai real/nyata

(hanya mengandung medan radiasi) dan hanya

mempunyai 2 komponen dalam koordinat

spheris/bola (θ,φ).

2.1.2 Pengukuran Pola Radiasi

Terdapat dua jenis representasi pola

radiasi,yang pertama adalah representasi secara

rectangular plot dan yang kedua adalah polar plot.

Polar plot merupakan representasi yang paling

populer karena plot ini menyediakan visualisasi

yang lebih baik dari distribusi radiasi di ruang

bebas. Biasanya peralatan rekaman dirancang

untuk grafik pola relatif. Pola dalam berbagai

antena dalam ruangan, peralatan rekaman yang

biasanya ditempatkan di sebuah ruangan yang

berdekatan ruang anechoic. Untuk menyediakan

lingkungan bebas interferensi, ruangan ditutup

selama pengukuran.

Gambar 2.5 instrumentasi pengukuran pola

radiasi[2]

Gambar diatas merupakan instrumentasi yang

dilakukan dalam melakukan pengukuran pola

radiasi. Test positioner merupakan suatu

penyangga yang dapat diputar (azimuth dan

elevasi), dikontrol, dengan indikator posisi. Pola

radiasi ditentukan dalam daerah medan jauh untuk

jarak radial dan frekuensi yang konstan. Sebuah

pola radiasi tipikal dikarakterisasi oleh sebuah

berkas pancaran utama dengan lebar berkas 3 dB

dan sidelobe pada berbagai level yang berbeda.

Gambar 2.6 pola radiasi antenna[2]

2.1.3 Pengukuran Gain, Direktivitas, dan Efisiensi

Pengukuran gain, secara esensial

membutuhkan persyaratan yang sama seperti pada

pengukuran diagram arah, namun tidak terlalu

sensitif terhadap pantulan dan interferensi EM

Untuk frekuensi di atas 1 GHz digunakan medan

ukur ruang bebas ( free space range ), sedangkan

untuk frekuensi antara 0,1 sampai 1 GHz

digunakan medan ukur refleksi ( ground

reflection range ). Pada frekuensi di bawah 0,1

GHz, dimensi antena menjadi sangat besar dan

umumnya gain langsung diukur pada tempat

operasinya. Sedangkan untuk frekuensi di bawah

1 MHz (umumnya untuk groundwave), gain tidak

biasa diukur dan yang diukur adalah medan listrik

yang dihasilkannya. Gain, direktivitas, dan

efisiensi memiliki hubungan rumus sebagai

berikut:

1. Metode Pengukuran Gain

Metode pengukuran gain dikenal

menggunakan dua cara yaitu pengukuran absolut

dan pengukuran banding relatif[X]

. Pengukuran

absolut menggunakan cara pembanding dengan

antena isotropis yaitu dengan dua antena, tiga

antena, ektrapololasi medan dekat, dan

menggunakan medan refleksi tanah. Sedangkan

pengukuran banding relatif menggunakan metode

pembanding dengan antena refrensi yang telah

diketahui gainnya seperti antena dipole /2 (

gain 2,14 dBi ) dan antena horn pyramid (12 dB

G 25 dB ) .

Pengukuran banding relatif memerlukan dua kali

pengukuran. Pertama antena yang diukur

ditempatkan sebagai penerima dengan polarisasi

yang sesuai dan daya yang diterima dicatat.

Kemudian antena referensi diukur juga dengan

cara yang sama (polarisasi, orientasi, dan posisi).

dBreffW

WdBiGdBiG

REF

RXREFAUT

log10

asDirektivitGain eff

3

2. Metode Pengukuran Direktivitas

Direktivitas biasanya diperoleh dari

perhitungan jika fungsi diagram arah diketahui

dan fungsi itu didekati dengan membuat kurva

diagram arah atas dasar pengukuran. Dengan

menghitung lebar berkas, maka pengarahan D

dapat dihitung dari :

Dengan

3. Metode Pengukuran Effisiensi

Efisiensi dapat dihitung setelah gain G dan

direktivitas D didapat dari hasil pengukuran yang

sudah dilakukan. Efisiensi dinyatakan oleh rumus

berikut :

2.1.6 Pengukuran Polarisasi

Polarisasi didefinisikan sebagai kurva yang

dijejaki oleh kuat medan listrik sesaat yang

dipancarkan oleh antena pada frekuensi tertentu

pada bidang tegak lurus arah radial[6]. Polarisasi

terbagi menjadi tiga jenis yaitu polarisasi linier,

sirkular dan ellips. Perbedaaan jenis polarisasi

didasarkan pada komponen medan listrik di arah

dan ( E dan E). Secara umum karakteristik

polarisasi antena ditentukan oleh perbandingan

sumbu (axial ratio : AR), arah putar ( CW atau

CCW ) , Right Hand (RH) atau Left Hand (LH),

dan sudut condong (tilt angle = ).

gambar 2.5 diagram polarisasi antena[6]

2.2 Motor Stepper

Motor stepper adalah perangkat

elektromekanis yang bekerja dengan mengubah

pulsa elektronis menjadi gerakan mekanis

diskrit[5]. Motor stepper bergerak berdasarkan

urutan pulsa yang diberikan kepada motor.

Karena itu, untuk menggerakkan motor stepper

diperlukan pengendali motor stepper yang

membangkitkan pulsa-pulsa periodik.

bagian-bagian dari motor stepper yaitu

tersusun atas rotor, stator, bearing, casing dan

sumbu. Sumbu merupakan pegangan dari rotor

dimana sumbu merupakan bagian tengah dari

rotor, sehingga ketika rotor berputar sumbu ikut

berputar. Stator memiliki dua bagian yaitu pelat

inti dan lilitan. Plat inti dari motor stepper ini

biasanya menyatu dengan casing. Casing motor

stepper terbuat dari aluminium dan ini berfungsi

sebagai dudukan bearing dan stator pemegangnya

adalah baud sebanyak empat buah. Di dalam

motor stepper memiliki dua buah bearing yaitu

bearing bagian atas dan bearing bagian bawah.

.

Gambar 2.7 Konfigurasi Motor Stepper[5]

Pada motor stepper umumnya tertulis

spesifikasi Np (= pulsa / rotasi). Sedangkan

kecepatan pulsadiekspresikan sebagai pps (=

pulsa per second) dan kecepatan putar umumnya

ditulis sebagai ω (= rotasi / menit atau rpm).

Kecepatan putar motor stepper (rpm) dapat

diekspersikan menggunakan kecepatan pulsa

(pps).

ω = 60 𝑝𝑝𝑠

𝑁𝑝 [rotasi/menit]

Oleh karena 1 rotasi = 360º, maka tingkat

ketelitian motor stepper dapat diekspresikan

dalam persamaan (2.6) sebagai berikut.

δ = °

𝑝𝑢𝑙𝑠𝑎

δ = 1

𝑁𝑝 𝑟𝑜𝑡𝑎𝑠𝑖

𝑝𝑢𝑙𝑠𝑎 𝑥360°

δ = 360°

𝑁𝑝 [°/𝑝𝑢𝑙𝑠𝑎]

2.3 Mikrokontroller ATmega 8535

Fitur ATMega8535 Kapabilitas detail dari

ATMega8535 adalah sebagai berikut:

1. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis

RISC dengan kecepatan maksimal 16

Mhz

2. Kapabilitas memory flash 8KB,SRAM

sebesar 512 byte,dan EEPROM

(Electrically Erasable Programmable

Read Only Memory) sebesar 512 byte.

3. ADC internal dengan fidelitas 10 bit

sebanyak 8 channel.

4. Portal komunikasi serial (USART)

dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.

5. Enam pilihan mode sleep menghemat

penggunaan daya listrik.

BD

4

dd

f

fB sin

,

,

max

D

Geff

4

2.4 RF Power Detector LT-5504

LT 5504 adalah IC yang mampu

mendeteksi berbagai sinyal RF lebar dinamis dari -75dBm s.d +5 dBm pada range frekuensi 800

MHz s.d 2700MHz. Logaritma sinyal RF yang

terdetksi diubah menjadi tegangan DC linier.

Input IC LT5504 terdiri dari sinyal RF/IF dan

LO(local oscillator).

Rentang dinamis ultrawide dicapai saat sinyal RF

dan sinyal IF downconverter diperoleh dengan

menggunakan mixer on-chip dan sebuah LO.

Sinyal RF dan IF dijumlahkan untuk

menghasilkan akurasi linier dari tegangan DC.

gambar 2.10 LT5504[4]

2.5 Prinsip Akuisisi Data

Sistim akuisisi data dapat didefinisikan

sebagai suatu sistem yang berfungsi untuk

mengambil, mengumpulkan dan menyiapkan

data, hingga memprosesnya untuk menghasilkan

data yang dikehendaki[9]. Pada mulanya proses

pengolahan data lebih banyak dilakukan secara

manual oleh manusia. Sehingga pada saat itu

perubahan besaran fisis dibuat kebesaran yang

langsung bisa diamati oleh indra manusia.

Selanjutnya dengan kemampuan teknologi pada

bidang elektrikal besaran fisis yang diukur

sebagai data dikonversikan kebentuk sinyal

listrik, data kemudian ditampilkan kedalam

bentuk simpangan jarum, pendaran cahaya pada

layar monitor, recorder xy dan lain-lain.

3. Perancangan dan Realisasi

3.1 Blok Sistem

Dalam perancangan otomasi pengukuran

diagram arah medan dan polarisasi antena maka

pemodelannya sebagai berikut:

Gambar 3.1 blok sistem

3.1.1 Sistem Antena Penerima

Pada bagian sistem penerima antena

merupakan antena AUT penerima yang akan

diukur. Daerah antena AUT pengaruh impedansi

gandeng harus sekecil mungkin agar daya RF

yang diterima tidak terpengaruh. Dengan

menggunakan bahan non konduktor maka

diharapkan sistem penerima antenna dapat bekerja

dengan baik.

3.1.2 Sistem Penerima Daya Antena

Sistempenerima daya antenna merupakan

sebuah alat ukur berupa RF measuring receiver

dengan input dB dan dikonversi menjadi sinyal

analog berupa respon tegangan dalam volt. Jenis

RF measuring receiver yang digunakan adalah

LT5504. Konfigurasi pin yang dirancang adalah

sebagai berikut:

Gambar 3.1 konfigurasi pin LT5504[4]

3.1.3 Sistem Kendali Posisi Antenna

Sistem kendali posisi antenna merupakan

system yang digunakan untuk mengubah posisi

antenna agar dapat diketahui pola radiasi,

polarisasi, gain dan direktivitas. Untuk melakukan

pengendalian posisi antenna maka penulis

melakukan penskalaan pada putaran motor

stepper. Yaitu 1:5 artinya dalam satu kali

pengukuran diperlukan 5 kali putaran motor

stepper dan ini berlaku untuk semua jenis mode

pengukuran. Penskalaan ini bertujuan agar kinerja

motor stepper tidak terlalu berat dan skala

pengukuran menjadi lebih kecil.

Gambar 3.3 rangkaian sistem kendali motor

stepper

Rangkaian mikrokontroller diatas merupakan

system kendali yang akan digunakan dalam

mengatur putaran motor stepper. Putaran-putaran

yang dihasilkan digunakan untuk membantu

dalam pengukuran yang akan dilakukan.

Spesifikasi dari sistemminimum diatas adalah:

Sistem

antenna

penerima

Sistem

penerima daya

Antena

Sistem

pencatat

Sistem proses

data

Sistemkendali

posisi antena

5

1. IC ATmega8535 digunakan untuk

mengubah data perintah dari serial menjadi

logika-logika biner.

2. ULN2064B digunakan untuk mengubah

logika-logika biner dengan arus dan

tegangan yang lebih besar agar dapat

digunakan untuk menggerakkan motor

stepper.

3. Header 8 digunakan untuk port output

respon motor stepper.

3.1.3.1 Motor Stepper

Motor stepper digunakan untuk memutar

antenna berdasarkan logika yang diberikan

mikrokontroller. Jenis motor stepper yang

digunakan adalah HY 200 2220 0100. Dalam

perancangan tugas akhir ini penulis menggunakan

mode bipolar series. Maka konfigurasi kabel yang

digunakan dpat dilihat pada gambar dibawah ini.

3.1.3 Sistem Pencatat Data

System pencatat data merupakan system

yang digunakan untuk mengolah hasil

pencuplikan data yang diambil dari

mikrotontroller melalui komunikasi serial.

3.1.3.1 Visual Basic (VB)

Pengolahan data hasil pengukuran

menggunakan visual basic 6.0 karena tools yang

ada pada VB 6.0 mendukung untuk menerima

data dari system komunikasi serial. Disamping

mendukung system komunikasi serial, VB 6.0

juga dapat merepresentasikan pengukuran dalam

visualisasi animasi grafik pengukuran. Hal yang

perlu dirancang dalam VB 6.0 adalah sebagai

berikut:

1. System komunikasi serial

Untuk memenuhi system akuisisi data

maka diperlukan tipe-tipe transfer data yang

tersedia pada computer yang bersangkutan

juga dengan transfer data mikrokontroller,

secara signifikan dapat mempengaruhi unjuk

kerja dari system akuisisi data secara

keseluruhan.

Gambar 3.6 pengaturan komunikasi

serial VB 6.0

2. Database Microsoft access

Data hasil pencuplikan dari system

komunikasi serial akan disimpan dalam

database Microsoft access yang telah

tersedia dalam VB 6.0 . Untuk tugas akhir

ini type data yang digunakan adalah single

dan double karena type data tersebut

memiliki range yang cukup lebar ( 8bit ) dan

dapat mengakomodasi nilai decimal dan

minus. Database tersebut juga akan

ditampilkan dalam visualisasi VB 6.0 untuk

mengetahui bahwa data telah benar-benar

diterima oleh VB 6.0.

3. Grafik Pro-Essential v7

Grafik pro-essential v7 merupakan plug-

in yang perlu ditambahkan pada VB 6.0

untuk menampilkan table database Microsoft

access dalam VB 6.0. pengaturan-

pengaturan yang perlu dilakukan adalah

sebagai berikut:

a. Menambahkan component pada VB

6.0 dan yang dipilih adalah gigasoft

Pro-Essential graph v7 dan polar-

smith v7

Gambar 3.7 insert plug-in Pro-

Essential

b. Melakukan pengaturan pada window

properties atau dapat juga dilakukan

pengaturan pada design code VB 6.0

Gambar 3.8 pengaturan gigasoft Pro-Essential v7

Pengaturan – pengaturan yang dilakukan

dimaksudkan untuk mendapatkan hasil grafik

yang dapat mewakili hasil pengukuran seperti

gambar dibawah ini.

Gambar 3.9 hasil pengaturan gigasoft Pro-

Essential polar-smith v7

6

Gambar 3.10 hasil pengaturan gigasoft Pro-

Essential graph v7

3.2 Perancangan Pengukuran Pola Radiasi

Gambar 3.11 perancangan design pengukuran

pola radiasi

Gambar diatas merupakan system kerja

pengontrol perangkat keras berupa system

minimum mikrokontroller ATMega 8535 yang

digunakan pada tugas akhir ini. Daya terima pada

antena penerima sebanyak 200 data dalam satu

kali pengukuran. Sedangkan push-button back

pola radiasi digunakan untuk mengembalikan

posisi awal antenna setiap satu kali pengukuran.

Data hasil pengukuran akan diolah oleh VB

6.0 dengan menggunakan tools database acces

yang tersedia pada VB 6.0. Pengolahan data

berupa nilai numeric daya terima, rata-rata daya

terima di tiap sudut pengukuran, dan normalisasi

dari rata – rata. Dari data – data tersebut akan

dibuat grafik yang mewakili pola radiasi secara

azimuth dan elevasi sebuah antenna penerima

yang diukur.

Gambar 3.12 hasil perancangan visualisasi

pengukuran pola radiasi

Gambar 3.13 pengaturan pemilihan langkah

pengukuran

Gambar 3.13 pemilihan mode pengukuran

3.3 Perancangan Pengukuran Polarisasi

Gambar 3.14 design pengukuran polarisasi

Mode pengukuran polarisasi menggunakan

mode axial ratio pattern. Untuk melakukan

pengukuran polarisasi maka digunakan Push

button polarisasi untuk memberikan respon

tegangan ke mikrokontroller. Pengukuran dimulai

dengan menjalankan motor stepper yang khusus

digunakan untuk pengukuran pola radiasi dan

melakukan pencuplikan port ADC (analog to

digital converter) setiap 1.80

putaran motor

stepper polarisasi. Selanjutnya hasil pencuplikan

diolah menjadi data dengan panjang max 5

karakter berupa representasi daya terima pada

antena penerima sebanyak 200 data dalam satu

kali pengukuran. Sedangkan back polarisasi

digunakan untuk mengembalikan posisi awal

antenna setiap satu kali pengukuran.

Data hasil pengukuran akan diolah oleh

VB 6.0 dengan menggunakan tools database acces

yang tersedia pada VB 6.0. Pengolahan data

berupa nilai numerik daya terima, rata-rata daya

terima di tiap sudut pengukuran, dan normalisasi

dari rata – rata. Dari data – data tersebut akan

dibuat grafik yang mewakili pola radiasi sebuah

antenna penerima yang diukur. Diagram alir

pengukuran pola radiasi akan ditampilkan pada

lampiran diagram alir. Gambar dibawah ini

merupakan tampilan pengukuran polarisasi pada

VB 6.0

Putaran

3600

7

Gambar 3.12 hasil perancangan visualisasi

pengukuran polarisasi

3.4 Perancangan Pengukuran Gain Dan

Direktivitas

Untuk melakukan pengukuran gain pada

antenna diperlukan nilai maksimum dari mainlobe

pada pengukuran pola radiasi azimuth antenna

referensi dan antenna AUT. Pengukuran gain

menggunakan metode perbandingan gain.

Prosedur ini memerlukan 2 kali pengukuran.

Pertama antena yang diukur ditempatkan sebagai

penerima dengan polarisasi yang sesuai dan daya

yang diterima dicatat. Kemudian antena referensi

diukur juga dengan cara yang sama (polarisasi,

orientasi, dan posisi)[x]. untuk merealisasikannya

maka pengaturan dan perancangan yang perlu

dilakukan adalah sebagai berikut:

1. Kotak dialog power AUT dan Power Reff

merupakan nilai daya yang harus diisikan

berdasarkan nilai “max value” pada saat

melakukan pengukuran pola radiasi mode

elevasi.

2. Kotak combo “choose Greff” merupakan

pilihan pemilihan antenna referensi yang

yang harus dilakukan untuk menentukan

gain antenna. Pada perancangan ini

diberikan dua pilihan yaitu “dipole” dan

“horn pyramid”. Jika memilih “horn

pyramid” maka perlu memasukkan gain

antenna horn pada kotak “insert gain horn”

mulai dari 12 s.d 25[].

3. Kotak text gain AUT merupakan tampilan

dari hasil perhitungan gain

4. Untuk mengetahui nilai direktivitas antenna

maka perlu memasukkan nilai effisiensi dari

antenna AUT.

5. Tombol command button “calculate”

merupakan proses eksekusi yang dilakukan

pada saat ingin mengetahui gain dan

direktivitas AUT.

4. Pengujian dan Analisis

Pada pengujian kali ini akan dilakukan

pengujian dari prinsip akuisisi data yang

berfungsi untuk mengambil, mengumpulkan dan

menyiapkan data, hingga memprosesnya untuk

menghasilkan data yang dikehendaki. Dalam

melakukan pengujian yang harus dilakukan

adalah memperlakukan antena yang diukur

menjadi antena penerima. Antena penerima

sebagai Elemen Absorbser (penyerap) gelombang

pembawa informasi dari media propagasi. Prinsip

dasarnya adalah:

1. Gelombang datang menembus permukaan

konduktor antena, sehingga perembesan kuat

medannya akan membangkitkan arus di

dalam konduktor

2. Jika gelombang yang menembus konduktor

membawa informasi, maka arus yang

terbangkitkan akan berisi informasi untuk

diproses lanjut agar recovered.

Tetapi dalam pengujian, data dibangkitkan dari

mikrokontroller secara random karena dalam

tugas akhir ini penulis tidak merealisasikan

detector RF(radio frequency) yang dirancang.

4.1 Pengujian Kendali Motor Stepper

Untuk mengendalikan putaran motor stepper

mode bipolar dibutuhkan setidaknya empat

input(4 channel).

Gambar 4.1 sinyal output osiloskop kendali motor

stepper

Pada gambar diatas menunjukkan hasil keluaran

dari mikrokontroller berupa logika biner dengan

level tegangan 0 volt dan +5 volt. Warna tiap

sinyal dibedakan berdasarkan channel yang

digunakan dengan skala ditiap kotak vertikal

mewakili tegangan setiap 5 volt, sedangkan setiap

kotak secara horizontal mewakili waktu selama

8

50 mS. Pada tugas akhir ini untuk mengendalikan

motor stepper dengan ketelitian 1.80/step penulis

melakukan pengendalian putaran setiap

50ms/logika artinya untuk melakukan satu

putaran penuh dibutuhkan instruksi sebanyak

200(3600).

Dari pengujian level tegangan ditiap channel

sudah sesuai dengan yang dirancang. Sedangkan

pada saat melakukan putaran penuh terdapat

kesalahan presisi sebesar 2.70. kesalahan ini

disebabkan karena tingkat ketelitian motor stepper

yang digunakan sebesar 5%. Namun untuk

melakukan satu kali pengukuran dibutuhkan lima

kali putaran. Sedangkan untuk mendapatkan hasil

dibutuhkan lima kali pengukuran sehingga dapat

mengurangi tingkat kesalahan berdasarkan rata-

rata pengukuran total.

4.2 Pengujian Output Tegangan Tx

Mikrokontroller

Pengujian output tegangan TX pada

mikrokontroller dimaksudkan untuk

memastikan bahwa mikrokontroller telah

mengirimkan data – data yang dibutuhkan

pada skema pengukuran antena.

Gambar 4.2 sinyal output osiloskop port TX

ATmega8535

Penskalaan pada saat melakukan pengujian

ini sama dengan pada saat melakukan

pengujian kendali motor stepper. Level

tegangan diatas menunjukkan bahwa terdapat

data yang dikirimkan pada mikrokotroller

yang direpresentasikan dengan lebar

tegangan 0 volt dan 5 volt berbeda-beda

berdasarkan waktu.

4.3 Pengujian Penerimaan Data Pada

Komunikasi Serial Rs232

data yang dikirimkan pada mikrokotroller

masih bersifat TTL sehingga perlu sinkronisasi

agar data tersebut dapat diakuisisi oleh PC.

Komunikasi serial RS232 merupakan salah satu

cara yang digunakan untuk mengakuisisi data dari

mikrokontroller. Pada saat melakukan pengujian

output tegangan di TX mikrokontroller maka

level 5volt sudah cukup untuk serial

RS232(dengan level tegangan 3-15Volt) dalam

mengakuisisi data dari mikrokontroller. Data yang

dikirimkan berupa data-data random dengan

rentang nilai 0 s.d 100. Untuk merealisasikan agar

data – data random tersebut mendekati nilai yang

ada pada saat dilapangan maka perlu dilakukan

pengolahan data sebagai berikut:

1. Data yang dikirimkan berupa data bertype

single dengan tingkat ketelitian dua angka

dibelakang koma.

2. Data yang dikirimkan merupakan

representasi dari nilai daya terima antena

dalam dBm.

3. Digunakan regresi linier agar data yang

dikirimkan dapat mendekati kesesuaian pada

detector RF LT-5504.

Gambar 4.4 data terima hyperterminal

Berdasarkan gambar diatas terlihat bahwa seluruh

data yang diambil memiliki spesifikasi sesuai

dengan yang diinginkan yakni berupa data

random dengan range 0 s.d 100 yang telah

termodifikasi dengan pendekatan regresi linier

sebagai berikut:

X = data random 0 s.d 100

Y = 0.04 * ( X+2200 )

Z = Y - 95.2

4.4 Pengujian Penerimaan Data Pada VB

Untuk melakukan pengujian penerimaan

data pada VB 6.0 maka yang perlu dilakukan

adalah membandingkan data yang telah diakuisisi

menggunakan hyperterminal dengan mode

akuisisi data serial pada VB 6.0 yang terintegrasi

dengan database Microsoft access. Yang perlu

dilakukan dalam melakukan pengukuran ini

adalah:

1. Mengkoneksikan mikrokontroller dengan

PC menggunakan kabel serial DB-9.

2. Menyesuaikan port serial (pada pengujian

ini menggunakan port COM1).

3. Mengkoneksikan via VB 6.0 dengan meng-

click tombol CONNECT dan memilih jenis

pengukuran (ex:pengukuran 1,mode

azimuth).

9

Dibawah ini merupakan tabel data yang telah

terakuisisi di VB 6.0 dan data yang telah

terakuisisi pada hyperterminal.

4.5 Pengujian Pengolahan Data Pada Vb 6.0

Pengujian pengolahan data pada VB 6.0

dilakukan untuk mengetahui hasil dari

pengukuran yang akan direpresentasikan dalam

grafik polar dan rectangular. Pengujian dilakukan

dengan membandingkan hasil dari pengolahan

pada VB 6.0 dengan pengolahan yang dilakukan

pada Microsoft office excel 2007.

Untuk melakukan pengolahan data pada VB

6.0, maka langkah-langkah yang perlu dilakukan

adalah sebagai berikut:

1. Melakukan langkah yang telah dilakukan

pada pengujian penerimaan data.

2. Memilih mode pengukuran.

Gambar 4.5 pilihan mode pengukuran VB 6.0

3. Memilih pengukuran dari 1 s.d 5.

Gambar 4.6 pilihan langkah pengukuran mode

pola radiasi Azimuth

4. Melakukan pengukuran hingga lima kali

pengukuran seperti yang tampil pada ganbar

berikut.

Gambar 4.7 hasil pencuplikan data pengukuran 1

s.d 5

5. Mengaktifkan tombol AVERAGE dan max

value.

Gambar 4.8 hasil pengolahan rata-rata dan nilai

maksimum

6. Nilai dari max value pada pengukuran mode

azimuth dicopy dan digunakan untuk

mengetahui nilai gain pada antena AUT

terhadap antena referensi.

4.5.1 Pengujian Pengukuran Pola Radiasi

Azimuth

Untuk melakukan pengujian pengukuran

pola radiasi, penulis membangkitkan data random

1 s.d 100 dengan pengolahan yang telah dibahas

pada bab perancangan dan realisasi. Dalam

pengujian ini ditampilkan grafik polar dan

rectangular serta tabel-tabel hasil pengukuran.

Gambar 4.9 hasil pengukuran pola radiasi azimuth

Dari gambar dan tabel diatas pada saat melakukan

pengukuran pola radiasi mode elevasi dari

pengukuran 1 s.d tidak terjadi kesalahan dalam

melakukan pengukuran. Hal ini terjadi karena

data random yang dibangkitkan pada saat

pengukuran 1 s.d 5 sama. Data-data tersebut akan

mengalami kesalahan jika pada saat pengkuran,

PC(personal computer) yang digunakan konsumsi

RAM(random access memory) dan CPU usage

terlalu tinggi. Kondisi tersebut mengakibatkan

clock oscillator yang ada pada PC menjadi tidak

stabil.

4.5.2 Pengujian Pengukuran Pola Radiasi

Elevasi

Pada pengujian pengukuran pola radiaasi

elevasi dilakukan sama pada saat pengujian

sebelumnya hanya pada saat melakukan pengujian

pengukuran ini penulis mengaktifkan beberapa

aplikasi agar konsumsi RAM dan CPU usage

menjadi lebih besar.

10

Gambar 4.10 hasil pengukuran pola radiasi

elevasi dengan error

Dari gambar diatas terlihat bahwa pada saat

pengukuran ketiga di sudut 142.2 dan 144 VB 6.0

tidak berhasil mencuplik data. Kondisi seperti ini

disebabkan karena pada saat melakukan

pengukuran, PC(personal computer) yang

digunakan konsumsi RAM(random access

memory) dan CPU usage terlalu tinggi. Kondisi

tersebut mengakibatkan clock oscillator yang ada

pada PC menjadi tidak stabil.

4.5.3 Pengujian Pengukuran Polarisasi

Pada pengujian polarisasi data

dibangkitkan secara random dari 1 s.d 3 dengan

setiap pengukuran tidak dilakukan reset. Artinya

pada saat pengukuran data pada saat pengukuran

1 s.d 5 selalu berbeda pada rentang 1 s.d 3.

Gambar 4.11 gambar hasil pengukuran polarisasi

tanpa melakukan reset

Pada gambar diatas terlihat bahwa terjadi variasi

nilai pengukuran berbeda pada tiap sudut

pengukuran 1 s.d 5(dibedakan berdasarkan

warna). Kondisi ini merupakan representasi yang

dilakukan penulis apabila pengukuran

diimplementasikan secara langsung. Pengaruh

variasi-variasi medan tersebut dapat diakibatkan

karena kesalahan fasa dan amplitude gelombang

serta kesalahan akibat pantulan terhadap

lingkungan sekitar.

Sumber-sumber kesalahan pengukuran yang

mungkin adalah sinyal interferensi pada area IT

Telkom. Frekuensi yang digunakan pada

pengukuran ini adalah 800 MHz-2700 MHz

sesuai dengan spesifikasi yang ada pada LT5504.

Pada frekuensi tersebut akan sangat banyak

interferensi-interferensi yang dapat mengganggu

antena penerima. Karena pada rentang frekuensi

tersebut telah digunakan untuk aplikasi wi-fi

(2400 MHz), GSM(900 MHz, 1800Mhz) dan

3G(2100 MHz). sehingga dalam melakukan

pengukuran luar meliputi pola radiasi, polarisasi,

gain, dan direktivitas antena perlu dilakukan

survey lapangan untuk menentukan daerah di

kawasan IT Telkom yang yang memiliki variasi

medan, interferensi sinyal, dan noise-noise yang

menyebabkan kesalahan dalam pengukuran.

5. Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil pada Tugas Akhir

perancangan pengukuran otomatis pola radiasi,

polarisasi, gain, dan direktivitas adalah:

1. Perancangan pengontrol system penempatan

dan pengarahan antenna AUT menggunakan

mikrokontroller ATMega 8535 layak dan

dapat digunakan untuk tugas akhir ini

dengan konsumsi memori yang dipakai

hanya sampai 38%.

2. Spesifikasi perangkat keras yang dipilih

untuk system akuisisi data dari

mikrokontroller ke PC sudah tepat. Kondisi

ini dibuktikan saat dilakukan pengujian

pengukuran hanya ada error ketika pada saat

pengukuran, RAM dan CPU usage PC

berada pada level lebih dari 50%.

3. Jika dibandingkan dengan system akuisisi

data yang dilakukan laboratorium antenna IT

Telkom maka system akuisisi yang

dirancang pada tugas akhir ini bisa

memperbaikinya.

4. Perbaikan yang dilakukan pada perancangan

pengukuran ini adalah pada saat melakukan

pengukuran tidak perlu memutar antenna

secara manual, tidak perlu mencatat hasil

pengukuran secara manual, tidak perlu

melakukan pengolahan secara manual,

tingkat pencuplikan yang dilakukan adalah

5.55 kali lebih baik dari pengukuran yang

dilakukan laboratorium antenna IT Telkom.

Letak

kesalahan

1

2

1

2