BAB II LANDASAN TEORI DAN KOMPONEN DASAR 2.1.Landasan Teori 2.1.1 Jenis Radar Dalam dunia penerbangan, radar dibedakan menjadi2 macam yaitu : 1. PSR (Primary Surveilance RADAR). PSR (Primary Surveillance Radar) adalah alat yang memancarkan sinyal pulsa-pulsa radio dan jika pulsa tersebut mengenai badan pesawat, maka sinyal tersebut akan dipantulkan kembali ke radar.
Gambar 2.1 Sistem dasar dari PSR. Cara kerja radar PSR adalah sebagai berikut : Transmitter : berfungsi sebagai pemancar pulsa gelombang RF berdurasi pendek yang akan dipancarkan ke udara. Dari sini sinyal gelombang RF akan di teruskan ke duplexer.
5
Duplexer : berfungsi sebagai Switch yang memungkinkan digunakan satu antenna untuk keperluan kirim dan terima.dari blok sini sinyal akan di teruskan ke antenna. Antenna : alat ini digunakan sebagai media pancar dan terima sinyal. Umumnya antenna ini berputar 360 derajat membentuk arah sapuan agar dapat mengetahui keberadaan objek atau target diseputar jangkauan radar. Sinyal RF di pancarkan ke udara dan akan membentur badan pesawat, benturan ini akan dipantulkan kembali dan akan diterima kembali oleh antenna. Dari sini sinyal akan masuk kembali ke blok duplexer kan kemudian dilanjutkan ke blok receiver. Receiver : Pada blok ini sinyal ditangkap dan diterima untuk kemudian diperkuat sampai beberapa ribu kali untuk kemudian dirubah menjadi data radar berbenduk sinyal Video untuk kemudian ditampilkan dimonitor. Hasil dari radar ini adalah dapat mengetahui jarak pesawat dalam satuan Nautical Miles (NM). Dapat mengetahui Azimuth atau sudut dari titik udara ke arah pesawat berada searah dengan perputaran jarum jam. Kelemahan dari radar jenis ini adalah : Tidak dapat mengetahui identitas dari tiap pesawat, karena tidak adanya komunikasi antara pesawat dengan stasiun radar. Hanya pesawat dengan ukuran besar saja yang dapat ditangkap oleh radar sedangkan pada pesawat-pesawat kecil tidak dapat ditangkap oleh radar. Memakan daya yang cukup besar yaitu berkusar 300 KW.
6
Gambar 2.2 Plot Map data radar PSR. 2. SSR (Secondary Surveilance RADAR). Memperbaiki dari generasi radar sebelumnya, pada radar SSR ini memungkinkan adanya komunikasi 2 arah antara pesawat dan Radar secara bersamaan karena telah ditambahkan Transpoder (transmit responder ) pada pesawat terbang.
Gambar 2.3 Cara kerja SSR yang memungkinkan terjadinya komunikasi dua arah.
7
Cara kerja radar SSR adalah sebagai berikut : SSR didarat memancar dengan frekuensi 1030 MHz yang disebut juga dengan frekuensi Intterogation. Setelah mendapat sinyal Inttegration transpoder akan menjawab/ memberikan umpan balik pada frekuensi 1090MHz. Dekoder yang ada didalam SSR tersebut akan menghitung jarak pesawat dan lamanya sinyal tersebut sampai kembali ke SSR. Arah pesawat tersebut akan ditangkap oleh putaran radar yang berputar 360 derajat Hasil dari radar ini adalah data yang menjelaskan tentang : Ketinggian sebuah pesawat dengan permukan air laut dengan satuan Feet. Identifikasi pesawat untuk membedakan pesawat udara satu dengan pesawat udara lain. Pada keadaan darurat, misalnya pesawat di bajak.akan terlihat kode khusus yang telah di mengerti oleh operator ATC (Air Traffic Controller).
Gambar 2.4 Plot data radar SSR.
8
Transponder (Transmit Responder) Transponder (Transmit Responder) adalah sebuah alat yang terdapat didalam pesawat. Fungsi utama dari alat ini adalah sebagai penjawab sinyal yang telah di pancarkan oleh SSR pada frekuensi 1090 MHz. Integrator SSR mengirimkan pulsa-pulsa ke udara secara periodik yang disebut dengan MODE. Adapun kegunaan dan jenis Mode adalah sebagai berikut: 1. MODE A Dimana pada mode A transpoder hanya mengirimkan jawaban sehingga SSR dapat menghitung jarak pesawat dengan radar. 2. MODE C Dimana pada mode C ini transpoder mengirimkan ketinggian pesawat sehingga pada layar ATC akan di tampilkan nama pesawat/penerbangan, posisi dan ketinggian pesawat.
3. MODE S Dimana pada mode C ini transpoder bersifat lebih canggih lagi. Yang memungkinkan terjadinya komunikasi antara mode s satu dengan mode s yang lainya. Teknologi ini yang di gunakan oleh pesawat untuk menghindari tabrakan dengan pesawat yang lainnya di udara. Fasilitas ini sering disebut juga dengan TCAS (Traffic Collision and Avoidance System).
9
Gambar 2.5 Transponder pada pesawat berukuran kecil seperti cesna dll.
Gambar 2.6 Transponder pada besawat berukuran besar seperti air bus boeing , foker dan lain-lain
10
2.1.2 Sistem Radar Bandara Soekarno-Hatta. Seperti yang telah di ulas diatas mengenai teori dasar radar dan kemampuannya dalam menangkap objek. Berikut penerapan dari teori radar pada system radar sebagai suatu alat yang paling vital, adapun studi kasus dilaksanakan pada system radar dan navigasi Bandara Internasional Soekarno-Hatta Jakarta. Gambar 2.7 adalah diagram blok dari system radar Bandara Internasional SoekarnoHatta.
Gambar 2.7 Gambar diagram blok system radar bandara Soeta. A. Radar Data Head. Radar Head merupakan tempat dimana data radar di hasilkan. Radar Head terdiri dari PSR dan SSR. Kedua radar tersebut bekerja secara bersamaan tanpa saling mengganggu satu sama lain. Pada Gambar 2.8 akan di jelaskan cara kerja dari blok ini.
11
Gambar 2.8 Diagram blok Radar Data Head Cara kerja tiap blok Radar Data Head : Antenna. Pada blok ini baik antenna PSR dan SSR dijadikan terpisah dan beroperasi secara bersamaan untuk memancarkan dan menerima sinyal elektromagnetik yang dipancarkan baik itu melalui system data radar PSR maupun SSR.
12
A
B
Gambar 2.9 Antenna SSR (A )
Antenna PSR ( B ).
Diplexer
Diplexer adalahsebuah alat yang bertugas memisahkan 2 transmitter dan 2 receiver agar dapat berfungsi secara bersamaan tanpa saling mengganggu satu sama lain.transmitter dan receiver ini adalahtransmitter dan receiver yang berasal dari PSR dan SSR.
Gambar 2.10 diplexer. 13
Encoder & distribution Encoder & distribution adalah sebuah blok yang berfungsi untuk mengubah nilai putaran radar yang bersifat linear ke dalam bentuk digital. Dalam prakteknya rangkaian ini sudah terintegrasi dengan system antenna. Duplexer Duplexer adalah sebuah blok yang bertugas meswitcing system radar baik itu SSR maupun PSR agar dapat bekerja transmit dan receive secara bergantian. Sistem PSR. Adalah sebuah blok yang bekerja sebagai Radar Primer yang bertugas memancarkan dan menerima kembali sinyal untuk mengetahui jarak atara pesawat dan stasiun radar. Sistem SSR. Adalah sebuah blok yang bertugas untuk memancarkan sinyal introgation pada frekuensi 1030 MHz dan memproses sinyal yang di terima yaitu pada kanal 1090 yang di pancarkan oleh pesawat. Processing Primer Adalah sebuah blok yang bertugas memproses sinyal radar PSR yang di terima. Processing Sekunder Adalah sebuah blok yang bertugas memproses data radar SSR yang di terima. Processing Radar Adalah sebuah blok yang berfungsi untuk memproses sinyal baik itu sinyal PSR maupun sinyal SSR dengan format data yang berbeda. Distribusi sintetik dan video. Adalah sebuah blok yang berfungsi untuk mendistribusikan sinyal dalam bentuk video untuk kemudian di proses kembali. 14
B. Radar data Processing. Data radar yang berasal dari Radar Head tidak dapat langsung di tampilkan dimonitor melainkan harus melalui pemeroses-pemeroses untuk mendapatkan format data sesuai dengan klasifikasi dan tahun pembuatan Processing. Pada Gambar 2.11 akan menampilkan diagram blok dari Radar Data Processing System.
Gambar 2.11 Diagram blok Radar Processing System. Cara kerja tiap blok Radar Data Processing System : Modem Optik Data radar dari Radar data head ditransmisikan ke tower ATC melalui media fiber optik menggunakan modem fiber optic, dan akan dilanjulkan ke aktif spliter untuk di pecah menjadi beberapa bagian untuk keperluan monitoring di tiap bagian.
15
Gambar 2.12 ModemOptik yang dijadikan media untuk membawa data dari radar head Aktif Spliter Aktif spliter selain untuk keperluan memecah data ia juga berfungsi sebagai penguat karena data yang akan di monitoring sangat lemah dan memerlukan penguatan beberapa kali. Selain itu aktif spliter juga berfungsi sebagai protector proses data.
16
Gambar 2.13 Aktif spliter yang digunakan untuk memperkuat data sekaligus sebagai protector data. Pasif spliter Pasif spliter digunakan untuk keperluan memecah data untuk keperluan monitoring tanpa ada penguatan didalamnya.data radar akan dilanjutkan ke radar data combiner.
17
Gambar 2.14 Pasif spliter digunakan untuk membagi data radar untuk berbagai keperluan monitoring. Radar data combiner Pada bagian ini data radar akan disatukan dengan data radar dari tempat lain dan akan ditampilkan secara utuh dalam monitoring ATC. Sebagai contoh data radar cengkareng akan di satukan dengan data radar Semarang (jangli).
18
Gambar 2.15 Radar Data Combiner digunakan untuk menyatukan data radar dari berbagai tempat untuk ditampilkan menjadi peta jalur penerbangan. Modem Vsat. Data radar dari semarang akan ditransmisikan ke cengkareng melalui media vsat. Untuk itu data radar dari semarang diterima melalui modem vsat. Data radar ini sudah tercampur dengan data voice dll. Dan harus di pisahkan terlebih dahulu di multiplexer yang juga dapat berperan sebagai demultiplexer.
19
Gambar 2.16 Modem Vsat digunakanuntuk mentransmisikan data radar yang berasal dari daerah. Multiplexer. Multiplexer di bagian ini terjadi proses penyatuan (multiplexer) dan pemisahan data (demultiplexer) berdasarkan speed yang di gunakan oleh tiap applikasi. Sebagai contoh data speed untuk semarang (jangli) adalaih sebesar 2400Kbps.
Gambar 2.17 Multiplexer digunakan untuk mencampurkan berbagai macam applikasi.
20
Radar Data Processing System Pada bagian ini semua data radar yang telah dikirimkan dirubah format datanya agar dapat ditampilkan dimonitoring ATC.
Gambar 2.18 Prosesing data Radar main system. Work Station. Work station adalah tempat di mana data radar tersebut sudah dapat di gunakan/ditampilkan oleh ATC.
Gambar 2.19 Monitoring Radar 21
2.2 Komponen Dasar Sebelum melakukan perancangan alat, ada kalanya kita mengenal komponen yang akan digunakan. Komponen yang akan digunakan terdiri dari 2 macam yaitu komponen pasif dan komponen aktif. 2.2.1 Komponen Pasif. Komponen Pasif adalah komponen elektronika yang bekerja tanpa memerlukan arus listrik, sehingga tidak dapat menguatkan dan menyearahkan sinyal listrik serta tidak dapat mengubah suatu energi ke bentuk lainnya. Contoh dari komponen pasif adalah resistor, kapasitor, konektor, dll. Resistor Resistor adalah komponen elektronika yang bersifat pasif. Secara umum resistor di bedakan menjadi 2 macam yaitu variable resistor dan fixed resistor. Variable Resistor Resistor variable adalah resistor yang nilai tahannanya dapat di rubah-rubah secara linear berdasarkan kebutuhan. Sebagai contoh dari resistor variable adalah Potensio, trimpot, rheostat, dll.
Gambar 2.20 Simbol dari Variable Resistor.
22
Gambar 2.21 Contoh dari Variable resistor.
Fix Resistor Adalah resistor yang memiliki nilai tetap dan tidak dapat kita rubah. Pada tipe ini nilai hambatan bisanya tertulis berbentuk kode gelang warna maupun tertulis langsung pada badab resistor.
Gambar 2.22 Simbol dari fixed resistor.
23
Gambar 2.23 Contoh dari fixed resistor.
Gambar 2.24 Cara pembacaan kode cincin pada resistor.
24
KAPASITOR. Kapasitansi atau kapasitas adalah kemampuan untuk menyimpan yang dalam konteks ini adalah menyimpan muatan listrik. Komponen elektronika yang memiliki prinsip kerja meyimpan muatan listrik tersebut adalah kapasitor. Kapasitor sering disebut juga dengan kondensator atau kondensor. Di dalam kapasitor, muatan listrik disimpan dalam suatu medan magnet. Seperti halnya resistor kapastor juga di bagi menjadi 2 macam yaitu : Variable kapasitor (varco). Variable kapasitor (Varco) adalah kapsitor yang nilai kapasitasnya dapat di rubah-rubah. Dalam perakteknya kapasitor jenis ini sering di gunakan dalam rangkaian yang memerlukan tuning frekuensi.
Gambar 2.25 Simbol dari Variable kondensator (Varco).
Gambar 2.26 Variable kondensator
25
Fix Kapasitor. Fix kapasitor adalah kapasitor yang nilai kasitasnya tidak dapat di rubahrubah. Pada jenis ini di bagi menjadi 2 macam yaitu kapasitor polar dan kapasitor non polar. Kapasitor Polar. Pada kapasitor ini memiliki polarisasi postif (+) dan Negatif (-) pemasangan kapasitor tidak boleh terbalik atau tertukar. Umumnya kapasitor
jenis
ini
terbuat
dari
bahat
elektrolit.
Biasanya
KapasitorJenis ini memiliki batas tegangan dan satuan kapasitasnya
Gambar 2.27 Simbol dari Elektrolit Condensator (ELCO).
Gambar 2.28 Contoh dari Elektrolit Kondensator (ELCO)
26
Kapasitor non polar. Kapasitor ini tidak memiliki polarisasi dan satuannya umumnya dalam picofarad dan nanofarad
Gambar 2.29 Simbol dari kapasitor non polar.
Gambar 2.30 Contoh dari Kapasitor non polar.
27
Interface DB 25. Antarmuka (interface) merupakan jembatan yang menghubungkan komputer dengan dunia luar. Port paralel merupakan salah satu antarmuka yang mudah digunakan untuk menghubungkan suatu alat (elektronik digital) pada komputer. Port paralel (DB-25) adalah salah satu jenis soket pada personal komputer untuk berkomunikasi dengan peralatan luar seperti printer model lama. Karena itu paralel port sering juga disebut printer port. Perusahaan yang memperkenalkan port ini adalah Centronic, maka port ini juga disebut dengan Centronics port. Kesederhanaan port ini dari sisi pemrograman dan antarmuka dengan hardware membuat port ini sering digunakan untuk percobaan-percobaan sederhana dalam perancangan peralatan elektronika. Paralel port dapat mengirimkan 8 bit data sekaligus/serentak dalam satu waktu, lebih cepat dibanding serial port. Paralel port ini menggunakan konektor DB25. Panjang kabel maksimum yang diperlukan / diperbolehkan adalah 15 feet.
Gambar 2.31 Konektor DB 25 jantan dan betina.
28
Gambar 2.32 Pin standart DB25. 2.2.2 Komponen Aktif. Komponen Aktif adalah komponen elektronika yang memerlukan arus listrik agar dapat bekerja dalam rangkaian elektronika yang dapat menguatkan dan menyearahkan sinyal listrik, serta adapat mengubah energi ke bentuk energilainnya. Sebagai contoh: Dioda, IC (Integrated circuit) ,transistor dll. Dioda. Dioda adalah komponen elektronika yang hanya memperbolehkan arus listrik mengalir dalam satu arah sehingga dioda seringkali disebut sebagai 'penyearah'. Dioda terbuat dari bahan semikonduktor jenis silicon dan germanium. Dioda silikon bekerja pada tegangan 0.6 VDC dan dioda germanium bekerja pada tegangan 0,2 VDC.
Gambar 2.33 Contoh diode ini biasanya bertipe 1N4001-4007. Pada prakteknya diode ini sering di gunakan sebagai penyearah. Baik penyearah gelombang penuh maupun setengah gelombang.
29
Gambar 2.34 Diiode Zener. Pada keseharian banyak terdapat pada rangkaian power supply. Fungsi utana dari diode ini sebagai penyetabil arus power supply
Gambar 2.35 LED (Light Emiting Diode)adalah diode yang dapat memancarkan cahaya bila mendapat bias maju. Pada prakteknya diode ini sering di gunakan sebagai indikator.
30
IC (Integrated Circuit). IC (integrated Circuit) adalah rangkaian elektronika yang sudah terintegrasi dalam satu chip. Adapun ic yang digunakan dalam rangkaian ini adalah : Max232. Max232 merupakan salah satu jenis IC rangkaian antar muka dual RS-232 transmitter/receiver yang memenuhi semua spefikasi standart EIA-232-E. Disini berfungsi untuk merubah level tegangan pada com 1 menjadi level tegangan TTL/CMOS. IC MAX232 terdiri atas tiga bagian yaitu dual change-pump voltage converter,driver RS232, dan receiver RS232.
Gambar 2.36 Contoh fisik dari IC MAX232
31
Gambar 2.37 Konfigurasi Pin Ic Max232. IC MAX232 memiliki dua charge-pump internal yang berfungsi untuk menkonversi tegangan +5V menjadi ±10V ( tanpa beban ) untuk operasi driver RS232. Konverter pertama menggunakan kapasitor C1 untuk menggandakan tegangan input +5V menjadi +10V saat C3 berada pada output V+. Konverter kedua menggunakan kapasitor C2 untuk merubah +10V menjadi -10V saat C4 berada pada output V.
Output ayunan tegangan ( voltage swing ) driver typical adalah ±8V. Nilai ini terjadi saat driver dibebani dengan beban nominal receiver RS232 sebesar 5k tidak digunakan bisa dibiarkan tidak terhubung kemana – mana. Hal ini dapat terjadi karena dalam kaki input driver IC MAX232 terdapat resistor pull-up sebesar 400k
-
up mengakibatkan output driver yang tidak terpakai menjadi low karena semua output driver diinversikan. EIA mendefinisikan level tegangan lebih dari 3V sebagai logic 0, berdasarkan hal tersebut semua receiver diinversikan. Input receiver dapat menahan tegangan input sampai dengan ±25V dan 32
menyiapkan resistor terminasi input dengan nilai nominal 5k. Nilai input receiver hysteresis typical adalah 0,5V dengan nilai minimum 0,2V, dan nilai delay propogasi typicalnya adalah 600ns.
Gambar 2.38 Typical operasi rangkaian.
Gambar diatas merupakan typical operasi rangkaian IC MAX232. Nilai C1, C2, C3, C4, dan C5 yang
LM339. Ic type ini sering di sebut juga sebagai IC comparator.disebut sebagai komparator karena ic memiliki fungsi membandingkan besar dua potensial yang diberikan. Cara kerja dari piranti komparator adalah membandingkan beda potensial yang diberikan pada input terminal A (+) dan B (-). Jika tegangan A > B maka out akan saturasi, jika tegangan A < B atau A = B maka out = 0. IC
komparator yang digunakan adalah LM339 dengan
konfigurasi pinout tampak seperti pada gambar Didalam kemasan IC
33
LM339 terdapat 4 modul komparator sekaligus. Dengan demikian memudahkan kita untuk melakukan ekspansi.
Gambar 2.39 Konfigurasi pin LM339N.
Gambar 2.40 IC LM339N.
LM7805 Tergolong dalam ic meskipun secara fisik ic ini mirip dengan transistor. Ic ini berfungsi untuk ic regulator dimana ic ini dapat menghasilkan tegangan konstan sebesar + 5 volt yang stabil. Pin 1
34
pada ic di gunakan sebagai input tegangan. Tegangan yang di perbolehkan adalah tegangan di atas + 5 volt dc. Kaki pada Ic digunakan sebagai ground dari ic. Kaki 3 digunakan sebagai output keluaran teganagan di mana didapat tegangan konstan dan stabil sebesar +5 volt dc.
Gambar 2.41 IC LM7805 digunakan sebagai IC regulator 5 volt
35
