Data Penulis: Alumnus STEKOM Agus Widayanto, S.Kom Lingga Hartadi, Amd Luy Usman, Amd Muhammad Toha, S.Kom Rohmad Abidin, S.Kom Wahyu Utomo, S

Data Penulis: Dosen STEKOM Khoirur Rozikin, S.Kom, M.Kom Dani Sasmoko, S.T, M. Eng Unang Achlison, S.T, M.Kom Drs. Bambang Suhartono, M.Kom Purwanto, S.Kom Arsito Ari Kuncoro, S.Kom, M.Kom Budi Hartono, S.Kom, M.Kom

Alumnus STEKOM Agus Widayanto, S.Kom Lingga Hartadi, Amd Luy Usman, Amd Muhammad Toha, S.Kom Rohmad Abidin, S.Kom Wahyu Utomo, S.Kom

Program Studi Sistem Komputer Program Studi Manajemen Informatika Program Studi Teknik Elektronika Program Studi Teknik Elektronika Program Studi Teknik Elektronika Program Studi Sistem Komputer Program Studi Sistem Komputer

Program Studi Sistem Komputer Program Studi Teknik Komputer Program Studi Teknik Elektronika Program Studi Sistem Komputer Program Studi Sistem Komputer Program Studi Sistem Komputer

Sistem Pakar untuk Mendiagnosa Kerusakan pada BLACKBERRY 8520 dengan Metode Forward Chaining Agus Widayanto, Khoirul Rozikin

1–6

Sistem Keamanan Kendaraan SUZUKI SMASH Menggunakan ATMEGA 8 dengan Sensor Bluetooth HC-6 Berbasis Android Lingga Hartadi, Dani Sasmoko 7 – 18 Analisis Kebutuhan Kapasitor pada Panel Capacitor Bank untuk beban 500 kwatt Luy Usman, Unang Achlison

19 – 24

Sistem Pendukung Keputusan Penentuan Lokasi Server Center Menggunakan Metode Simple Additive Weighting Berbasis Geographic Information System Muhammad Toha, Bambang Suhartono 25 – 32 Efektifitas Solar Illumination dan Solar Light Collectors pada Ruang Tertutup Purwanto 33 - 36 Aplikasi Pembayaran SPP di Lingkungan Yayasan Az-Zahra Demak Berbasis Client Server Terintegrasi dengan SMS Gateway Rohmad Abidin, Arsito Ari Kuncoro 36 – 41 Pengaruh Bounching Sakelar pada Kendali Motor Stepper dan Radio Frequency Unang Achlison 42 - 50

Jurnal ELKOM diterbitkan oleh Sekolah Tinggi Elektronika dan Komputer (STEKOM). Jurnal ELKOM sebagai sarana komunikasi dan penyebarluasan hasil penelitian, pemikiran serta pengabdian pada masyarakat

Perancangan Aplikasi Pembayaran SPP dengan Radio Frequency Identification (RFID) dan MCS-51 Studi Kasus pada SMP Negeri 3 Purwodadi Wahyu Utomo, Budi Hartono 51 - 54

JURNAL ELEKTRONIKA DAN KOMPUTER Penanggung Jawab : Ketua Sekolah Tinggi Elektronika dan Komputer Pemimpin Redaksi : Unang Achlison, S.T, M.Kom Mitra Bestari : Prof. YL Sukestiyarno M.S, Ph.D (Universitas Negeri Semarang) Sekretaris Redaksi : Purwanto, S.Kom Dewan Redaksi : Dr. Ir. Agus Wibowo, M.Kom, M.Si, M.M Drs. Bambang Suhartono, M.Kom Muhammad Muthohir, S.Kom, M.Kom Ir. Paulus Hartanto, M.Kom Sulartopo, S.Pd. M.Kom Desain Grafis : Joseph Teguh Santoso, S.Kom, M.Kom Setyo Adi Nugroho, S.E, M.Kom

Alamat Redaksi : Lembaga Penelitian dan Pengabdian Masyarakat Sekolah Tinggi Elektronika dan Komputer Jl. Majapahit No. 605 Semarang Telp. 024-6723456 E-mail : [email protected]

KATA PENGANTAR Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa dengan terbitnya Jurnal ELKOM (Elektronika dan Komputer) Edisi April 2015, Volume 8 Nomor 1 Tahun 2015 dengan artikel-artikel yang selalu mengikuti perkembangan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi dalam bidang Elektronika dan Komputer. Semua artikel yang dimuat pada Jurnal Elektronika dan Komputer (ELKOM) ini telah ditelaah oleh Dewan Redaksi yang mempunyai kompetensi di bidang Elektronika dan Komputer. Pada edisi ini kami menyajikan beberapa topik menarik antara lain makalah yang menggunakan objek Hand Phone yaitu : “Sistem Pakar untuk Mendiagnosa Kerusakan pada BLACKBERRY 8520 dengan Metode Forward Chaining”, dan “Aplikasi Pembayaran SPP di Linkungan Yayasan Az-Zahra Demak Berbasis Client Server Terintegrasi dengan SMS Gateway”. Topik selanjutnya adalah makalah yang menggunakan aplikasi micro controller yaitu : “Sistem Keamanan Kendaraan SUZUKI SMASH Menggunakan ATMEGA 8 dengan Sensor Bluetooth HC-6 Berbasis Android”, serta “Perancangan Aplikasi Pembayaran SPP dengan Radio Frequency Identification (RFID) dan MCS-51 Studi Kasus pada SMP Negeri 3 Purwodadi”. Topik selanjutnya adalah makalah yang menggunakan objek Elektronika yaitu : “Analisis Kebutuhan Kapasitor pada Panel Capacitor Bank untuk Beban 500 Kwatt”, “Efektifitas Solar Illumination dan Solar Light Collectors pada Ruang Tertutup”, dan “Pengaruh Bounching Sakelar pada Kendali Motor Stepper dan Radio Frequency”. Topik selanjutnya adalah makalah yang menggunakan aplikasi jaringan komputer yaitu : “Sistem Pendukung Keputusan Penentuan Lokasi Server Center Menggunakan Metode Simple Additive Weighting (SAW) Berbasis Geographic Information System (GIS)”. Terima kasih yang mendalam disampaikan kepada penulis makalah yang telah berkontribusi pada penerbitan Jurnal ELKOM edisi kali ini. Dengan rendah hati dan segala hormat, mengundang Dosen dan rekan sejawat peneliti dalam bidang Elektronika dan Komputer untuk mengirimkan naskah, review, gagasan dan opini untuk disajikan pada Jurnal Elektronika dan Komputer (ELKOM) ini. Sebagai akhir kata, saran dan kritik terhadap Jurnal Elektronika dan Komputer (ELKOM) yang membangun sangat diharapkan. Selamat membaca.

Semarang, April 2015

Pemimpin Redaksi

i

Vol.8 No.1 April 2015

JURNAL ELEKTRONIKA DAN KOMPUTER

DAFTAR ISI

Kata Pengantar ........................................................................................................................i Daftar Isi ............................................................................................................................... ii 1. Sistem Pakar untuk Mendiagnosa Kerusakan pada BLACKBERRY 8520 dengan Metode Forward Chaining (Agus Widayanto, Khoirul Rozikin) .................................... 1 2. Sistem Keamanan Kendaraan SUZUKI SMASH Menggunakan ATMEGA 8 dengan Sensor Bluetooth HC-6 Berbasis Android (Lingga Hartadi, Dani Sasmoko) ................. 7 3. Analisis Kebutuhan Kapasitor pada Panel Capacitor Bank untuk Beban 500 Kwatt (Luy Usman, Unang Achlison) ...................................................................................... 19 4. Sistem Pendukung Keputusan Penentuan Lokasi Server Center Menggunakan Metode Simple Additive Weighting Berbasis Geographic Information System (Muhammad Toha, Bambang Suhartono) .................................................................... 25 5. Efektifitas Solar Illumination dan Solar Light Collectors pada Ruang Tertutup (Purwanto) .................................................................................................................... 33 6. Aplikasi Pembayaran SPP di Lingkungan Yayasan Az-Zahra Demak Berbasis Client Server Terintegrasi dengan SMS Gateway (Rohmad Abidin, Arsito Ari Kuncoro) ..... 36 7. Pengaruh Bounching Sakelar pada Kendali Motor Stepper dan Radio Frequency (Unang Achlison) .......................................................................................................... 42 8. Perancangan Aplikasi Pembayaran SPP dengan Radio Frequency Identification (RFID) dan MCS-51 Studi Kasus pada SMP Negeri 3 Purwodadi (Wahyu Utomo, Budi Hartono) ..................................................................................... 52

ii

Vol. 8 No.1 – ELKOM, April 2015

PENGARUH BOUNCHING SAKELAR PADA KENDALI MOTOR STEPPER DAN RADIO FREQUENCY (RF) UNANG ACHLISON Sekolah Tinggi Elektronika dan Komputer Jl. Majapahit 605 & 304 Semarang Indonesia E-mail : [email protected]

Abstrak Penelitian tentang efek bouncing terdapat pada proses pemutaran regulator trafo secara manual menjadi otomatis atau juga pada proses semikonduktor dalam pemodelan saklar Radio Frequency (RF). Penjelasan masing-masing proses sebagai berikut: (1) proses pemutaran regulator trafo dengan cara memasang sebuah motor stepper bertipe 5 phase yang dikendalikan oleh PLC; (2) proses modulasi Radio Frequency (RF) melalui variasi resistansi suatu saklar sinyal saat dimodulasi berada di kondisi ON maupun OFF. Efek bouncing yang ditimbulkan antara lain getaran / osilasi tegangan pada motor stepper yang dikendalikan oleh PLC. Berdasarkan hasil percobaan solusi yang dilakukan adalah memasang komponen kapasitor yang menyimpan arus ketika sedang dialiri listrik dan melepaskan arus ketika aliran listrik dihentikan. Redaman efek bouncing yang terjadi yaitu getaran / osilasi tegangan sesaat menjadi lenyap sehingga gerakan motor stepper mampu menempuh jarak putar seperti yang dikehendaki. Efek bouncing lain yang ditimbulkan yaitu linearitas sinyal saat resistansi saklar dimodulasi pada Radio Frequency (RF). Berdasarkan hasil percobaan solusi yang dilakukan adalah memasang komponen transistor saklar RF FET yang mempunyai profil transkonduktansi yang tajam untuk linearitas optimal sehingga mampu mereduksi afek couplinf RF ke gerbang FET. Redaman efek bouncing yang terjadi yaitu saklar RF FET dengan transkonduktansi linearitas yang tinggi maka mampu menghasilkan linearitas sinyal dengan linearitas yang tinggi saat saklar RF FET dimodulasi pada Radio Frequency (RF). Berdasarkan hasil analisis menggunakan pendekatan eksperimental diperoleh simpulan bahwa efek bouncing dapat terjadi pada rangkaian diskrit (digital) maupun linear (analog). Redaman efek bouncing didapatkan dengan menggunakan komponen yang mempunyai karakteristik transkonduktansi linearitas yang tinggi. Kata Kunci : efek bouncing, transkonduktansi linearitas

trafo yaitu getaran / osilasi tegangan pada motor stepper yang dikendalikan oleh PLC. Persyaratan kinerja nirkabel di alat Radio Frequency (RF) memerlukan spesifikasi IP3 yang

A. PENDAHULUAN Proses pemutaran regulator trafo secara manual menjadi otomatis. Pengembangan ini dilakukan dengan cara memasang sebuah motor stepper pada tombol regulator daya. Gerakan motor stepper akan dikendalikan oleh sebuah Programmable Logic Controller (PLC). Pemrograman dibuat sedemikian hingga setiap waktu tertentu motor stepper memutar regulator trafo untuk menaikkan daya secara otomatis. Kondisi ini menimbulkan berbagai permasalahan yang timbul selama proses pemutaran regulator

sangat ketat tergantung pada arsitektur dan opsi yang dipakai (65 dBm untuk GSM dan WCDMA). Berdasarkan dokumen 3GPP (1999,2003,2008) menyatakan bahwa spesifikasi IP3 masih sangat susah untuk dipenuhi maka saklar seperti apa yang diperlukan untuk memenuhi persyaratan tersebut?

42

PENGARUH BOUNCHING SAKELAR PADA KENDALI MOTOR STEPPER DAN RADIO FREQUENCY (Unang Achlison)

proses yang sifatnya bertahap, yakni proses itu berjalan urut untuk mencapai kondisi akhir yang diharapkan. PLC berisi rangkaian elektronika digital yang berfungsi sebagai kontak Normally Open (NO) dan kontak Normally Close (NC) relay. Satu nomor kontak NO dan NC pada PLC dapat digunakan berkali-kali untuk semua jenis instruksi dasar PLC kecuali instruksi output. Permasalahan timbul yaitu efek bouncing yang ternyata berasal dari signal keluaran PLC.

B. TINJAUAN PUSTAKA 1. Efek Bounching Limit switch push off / normally closed (sakelar terputus jika ditekan). Saat saklar tertekan akan membuat saklar terbuka dan keluaran rangkaian mendekati +5V yang berarti dalam logika tinggi. Pada saat penekanan saklar akan timbul getaran mekanis yang disebut efek bouncing sehingga timbul tegangan tak stabil pada keluaran. Untuk menstabilkan tegangan tersebut dipasang kapasitor sebagai peredam (debouncing). Aplikasi mikrokontroler yang memanfaatkan saklar atau tombol-tekan (pushbutton), tentunya akan menghadapi masalah bouncing pada saklar atau tombol tersebut. Artinya, saat terjadi penekanan pada tombol tersebut, mikrokontroler mendeteksi adanya penekanan berkali-kali, padahal, hanya sekali lagi. Hal ini diperjelas melalui gambar 1.

3. Linearitas Sinyal Radio melalui Saklar FET FET (Transistor Efek Medan) memiliki beberapa kelebihan diantaranya adalah: 1. hambatan dalam input sangat besar, yaitu sekitar ~ 106 Ω untuk JFET (Junction FET) dan ~ 108 Ω untuk MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET) 2. Noisenya kecil, karena karena pembawa muatan pada FET tidak melewati hubungan p-n sama sekali. 3. Densitas FET sangat tinggi sehingga dapat dibentuk rangkaian integrasi lebih padat 4. Suhu lebih stabil. Konstruksi secara fisik dan simbul JFET ditunjukkan gambar berikut:

Gambar 1. Diagram pewaktuan perubahan dari 1 ke 0

saat

terjadi

Berdasarkan pada gambar 1 diperjelas bahwa saat terjadi perubahan tombol dari 1 ke 0 (ilustrasi kiri), akan terjadi bouncing berulangulang selama 0.01 hingga 100 milidetik (ilustrasi tengah). Kondisi ini akan menyebabkan Mikrokontroler menganggap terjadi perubahan dari 1 ke 0 berkali-kali (ilustrasi kanan).

Gambar 2. Konstruksi fisik dari JFET dan simbulnya

2. Programmable Logic Controller (PLC) Solar PLC merupakan sistem yang dapat memanipulasi, mengeksekusi, dan atau memonitor keadaan proses pada laju yang amat cepat, dengan dasar data yang bisa diprogram dalam sistem berbasis mikroprosesor integral. PLC menerima masukan dan menghasilkan keluaran sinyal-sinyal listrik untuk mengendalikan suatu sistem. Karakter proses yang dikendalikan oleh PLC sendiri merupakan

Mil’shtein dan Liessner mengenalkan metode untuk meningkatkan linearitas saklar FET [38-40]. Andrew Dearn dan Liam Devlin (2010) dengan IP3 di 1.9 Hz hingga 54 dBm, dengan harmonik kedua yang direkam di 80 dBm. Michael Yore (2010) dari Semikonduktor Triquint melaporkan sebuah saklar SP7T pHEMT dengan IMD2 khususnya lebih baik dari -100 dBm dan IMD3 yang lebih baik dari -

43

Vol. 8 No.1 – ELKOM, April 2015

105dBm. Skyworks (2013) secara komersial menawarkan sebuah saklar SP2T linearitas ultrahigh, SKY13405-409LF, yang mampu untuk sebuah IIP3 dari 68 dBm.

yang berlawanan, maka tinggal membalikkan arah pengaktifan magnet-magnet pada stator. Ilustrasi di atas menunjukkan gerakan motor dengan pengaktifan I phase. Dalam kondisi sebenamya, pada saat bersamaan empat atau lima phase dapat sekaligus dioperasikan sehingga menghasilkan motor dengan kekuatan torsi yang tinggi.

C. METODOLOGI PENELITIAN 1. Kendali Motor Stepper 5 Phase Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Ari Satmoko, Edy Surnamo, Paidjo (2008) dirumuskan bentuk alur metodologi Kendali Motor Stepper 5 Phase. Prinsip kerja motor stepper 5 phase ditunjukkan oleh Gambar 3. Ketika misalnya phase A diaktifkan, kutub-kutub akan terpolarisasi sehingga menimbulkan gaya tarik pada kutub lawannya pada rotor cup I. Pada saat yang bersamaan, kutub stator lainnya menimbulkan daya dorong / tolak terhadap rotor cup 2. Kondisi ini menyebabkan gaya-gaya yang bekerja pada rotor menjadi berimbang dan rotor berada pada keadaan station GlY. Karena phase B, C, D dan E dinonaktitkan, phase B membentuk offset terhadap rotor cup 2 sebesar 0,72°.

Gambar 4. Kumparan stator motor dalam sistem pentagon. 2. Linearitas Sinyal Radio melalui Saklar FET Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Christopher Liessner, Samson Mil’shtein (2014) dirumuskan bentuk alur metodologi Linearitas Sinyal Radio melalui Saklar FET dengan mempertimbangkan karakteristik DC I-V dari sebuah saklar FET, resistansi kanal untuk saklar saat berada di posisi ON secara efektif merupakan kemiringan terbalik (inverse slope) dari Ids melawan Vds untuk Vgs pada nilai rendah Vds.

Dalam region linier dari Ids melawan Vds, rasio ini hakikatnya merupakan sebuah konstanta dengan Vgs konstan. Namun, rasio ini – atau resistansi yang ekuivalen, Ron, berubah menjadi fungsi Vgs. Karena Ron merupakan fungsi Vgs, mengambil derivatif dari (1) yang terkait dengan Vgs akan nampak sebagai berikut:

Gambar 3. Susunan kumparan dalam motor stepper Ketika phase B diaktitkan dan phase lainnya dinonaktitkan, fenomena serupa sebelumnya terjadi dengan magnet stator phase B menarik rotor cup 2. Dengan kata lain, setiap pergantian phase dari A ke B akan menyebabkan rotor berputar sejauh 0,72 0. Begitu seterusnya bila pengaktifan phase beralih dari B ke C, ke D, ke E, dan seterusnya. Apabila diinginkan putaran

44

PENGARUH BOUNCHING SAKELAR PADA KENDALI MOTOR STEPPER DAN RADIO FREQUENCY (Unang Achlison)

Gambar 5. Kondisi Sakelar ON dengan ada Beban. Dengan mengulas definisi transkonduktansi, gm (4), dan mengubahnya menjadi persamaan (3), bersama dengan persamaan untuk Ron (1), kami membangun hubungan antara sensitivitas Ron to Vgs, Vds, dan Ids dalam persamaan (5).

Persamaan (5) membangun sebuah hubungan langsung antara perubahan dalam Ron ke nilai dc-nya, nilai dc current (Ids), dan transkonduktansi (gm), ke variasi dalam tegangan gerbang ( Vgs). Ditunjukkan bahwa semakin kecil Ron, semakin kecil sensitivitas terhadap perubahan di Vgs. Selain itu, saat dc Ids meningkat, variasi dalam Ron juga berkurang. Hal ini karena Ids yang lebih besar menyiratkan Ron yang lebih kecil; dan semakin kecil Ron, semakin kecil dampak dari variasi Ron pada sinyal. Sekarang kita perlu menghubungkan derivasi ini ke linearitas saklar untuk kumpulan saklar dan ke produk intermodulasi ketiga secara khusus. Di Gambar 5 disajikan sirkuit transfer daya sederhana dari sebuah saklar yang berada di kondisi ON. Pin dan Pout dijelaskan dalam persamaan (6) dan (7). Dengan memanipulasi persamaan (6), (7) dan (8), serta mengungkapkan bahwa Ron lebih sedikit dari ZL, kita dapat menemukan hubungan dari Pin ke Pout yang terkait ke Ron. Kehilangan insersi terkait dijelaskan oleh persamaan (10).

Dengan memakai ekspansi Taylor Series [43], sebuah respon nonlinier yang rendah dapat dimodelkan disekitar titik diam, misalnya saklar baik dalam kondisi ON ataupun OFF:

Berasal dari solusi dua-tone, seperti yang dipakai untuk pengukuran IP3, persamaan (13) menjadi seperti berikut:

Sekarang kami dapat melanjutkan dengan deriving kalkulasi IM3. Dari persamaan (9) dan

45

Vol. 8 No.1 – ELKOM, April 2015

(14), kami dapat memisahkan produk-produk IM3:

Karena pengukuran dibuat memakai dBm sebagai standar, amplitude dikalikan oleh faktor 1000 ke skala yang sesuai.

Jika Pin merupakan nilai konstan A, dan kami memakai faktor atenuasi sederhana di (9) kami sekarang dapat menentukan fungsi G dari (15) sebagai:

Dan IIP3 ditunjukkan dibawah:

Namun demikian, perlu dicatat bahwa Ids tidaklah arbitrer – ia berkaitan dengan input daya (atau, tegangan input RMS), resistansi ON, dan impedansi beban seperti berikut:

Untuk menemukan G3, dari persamaan (13) kami akan memakai persamaan (17), dan mengidentifikasi Ron dan Vgs, dan menyebut k RF coupling, kami membuat persamaan (20).

Sehingga:

Dengan δ yang berbentuk sebagai berikut:

Dan seperti yang diperkirakan, daya hilang dalam persamaan ini karena kompresi dan dampak dispersif tidak ada dalam model. Hal ini menciptakan sebuah fungsi Ron IIP3, gm, ZL, dan faktor coupling k. perhatikan bahwa analisis ini hanya menunjukkan dampak dan sensitivitas sebuah saklar karena transkonduktansi di region dan fluktuasi ke Ron; ia tidak menyajikan sebuha model untuk struktur pHEMT tertentu.

Dimana δ didefinisikan sebagai:

Memasukkan (20) ke (15) menghasilkan persamaan final untuk menemukan amplitudo dari produk intermodulasi urutan ketiga dengan Ron yang termodulasi. Versi logaritmik dari IM3 di dB ditemukan dalam persamaan (23).

D. HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Kendali Motor Stepper 5 Phase Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Ari Satmoko, Edy Surnamo, Paidjo (2008) dijelaskan bahwa motor stepper 5 phase yang digunakan bertipe PK-5913-A. Motor ini dilengkapi dengan driver yang dapat memberikan perintah kepada motor untuk melakukan gerakan putar baik dalam arah maupun besar langkah putaran. Motor disusun sesuai dengan petunjuk pengoperasian yang ada.

Untuk menghitung IIP3, pertama Pin harus didefinisikan dengan benar. Karena Ron kurang dari ZL,

46

PENGARUH BOUNCHING SAKELAR PADA KENDALI MOTOR STEPPER DAN RADIO FREQUENCY (Unang Achlison)

PLC bertipe Omron digunakan untuk mengontrol masukan-masukan pada driver. Setelah semua pengkabelan tersusun, sistem tersebut diuji coba. Sesuai dengan perintah PLC, motor dapat berputar. Namun temyata langkah putaran melebihi dari sudut putar yang seharusnya. Serangkaian uji coba dilakukan dengan memberi 10 pulsa signal pada driver dan me$tinya hanya menghasilkan sudut sebesar 7,2° (10 step x O,72°/step). Namun temyata, sudut yang dihasilkan lebih besar dan tidak menentu dengan kisaran 15° hingga 30°. Penelusuran lebih Ianjut mengantarkan temuan bahwa PLC yang digunakan tersebut bertipe relay. Seperti yang telah diketahui, relay ini bekerja dengan sistem magnetik dan kontak mekanik. Kontak mekanik pada relay inilah yang diduga menyebabkan efek bouncing. Proses buka tutup relay PLC mengakibatkan timbulnya osilasi tegangan sesaat. Secara digital oleh driver motor stepper, osilasi tegangan ini dianggap sebagai perubahan pulsa antara niai 0 dan nilai I. Berapa jumlah perubahan pulsa ini tidak menentu dan bersifat acak. Hal inilah yang menyebabkan sudut yang dihasilkan oleh motor stepper setelah diberi "10 perubahan signal" lebih besar dari seharusnya dan besamya sudut bervariasi. Osilasi ini mempunyai frekuensi yang sangat tinggi dan tidak terdeteksi menggunakan peralatan multimeter atau sejenisnya. Sehingga tanpa alat yang memadai (misalnya osiloskop), sulit bagi manusia untuk memerik3a keberadaan efek bouncing. Efek bouncing hanya dapat dipecahkan secara hardware (penambahan komponen elektronik). Pemecahan efek bouncing melalui penambahan hardware dilakukan dengan melokalisir titik yang diduga memberikan efek bouncing dan kemudian menambahkan komponen kapasitor pada titik tersebut. Dari evaluasi diperoleh maka penyebab bouncing kemungkinan berada pada signal dari PLC yang diterima oleh driver motor. Untuk mengatasinya, maka ditambahkanlah komponen kapasitor pada lokasi tersebut. Penambahan kapasitor bertujuan untuk meratakan arus. Sesuai dengan karakternya, kapasitor ini menyimpan arus ketika sedang dialiri listrik dan sebaliknya melepaskan arus

ketika aliran listrik dihentikan. Ketika relay PLC dihidupkan, maka kapasitor tersebut langsung terisi pada kontak pertama. Ketika sumber tegangan putus dalam waktu yang sangat singkat, kapasitor beralih fungsi menjadi sumber tegangan. Dengan demikian ketika terjadi osilasi tegangan, maka kapasitor ini berfungsi sebagai penstabil sumber tegangan. Akibatnya efek bouncing menjadi lenyap. Dan terbukti setelah dilakukan uji coba, gerakan motor stepper menempuh jarak putar seperti yang dikehendaki. Penambahan kapasitor akan menyebabkan delay pada pemberian pulsa. Lama delay tergantung pada besarnya kapasitas kapasitor. Hal ini akan berujung pada kecepatan motor. Penentuan besarnya kapasitor dapat menggunakan osiloskop disertai dengan perhitungan matematika. Namun untuk permasalahan ini belum dianalisis lebih lanjut mengingat kecepatan motor stepper tidak terlalu kritis dan penggunaa kapasitor keramik sebesar 10 pF telah memadai. 2. Linearitas Sinyal Radio melalui Saklar FET Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Christopher Liessner, Samson Mil’shtein (2014) dijelaskan bahwa sejumlah plot dibuat untuk menunjukkan dampak terprediksi pada linearitas saklar. Ron terbentang dalam rentang 0.1Ω ke 2Ω, dan empat nilai transkonduktansi dipilih: 500mS, 250mS, 100mS, dan 10mS. Faktor coupling RF dipilih di 50%, 100%, dan 10% dalam tiga plot yang berbeda. Impedansi beban disetel ke 50Ω. Gambar 6 menunjukkan afek dari sebuah VSWR 2:1 pada beban 100Ω sementara Gambar 7 afek dari sebuah VSWR 2:1 pada beban 25Ω.

Gambar 6 afek dari sebuah VSWR 2:1 pada beban 100Ω

47

Vol. 8 No.1 – ELKOM, April 2015

tegangan sesaat menjadi lenyap sehingga gerakan motor stepper mampu menempuh jarak putar seperti yang dikehendaki. Efek bouncing lain yang ditimbulkan yaitu linearitas sinyal saat resistansi saklar dimodulasi pada Radio Frequency (RF). Berdasarkan hasil percobaan solusi yang dilakukan adalah memasang komponen transistor saklar RF FET yang mempunyai profil impedansi beban yang lebih sedikit dapat meningkatkan linearitas. Dengan demikian semakin tinggi Ids maka semakin besar linearitas sinyal. Redaman efek bouncing yang terjadi yaitu saklar RF FET dengan transkonduktansi linearitas yang tinggi maka mampu menghasilkan linearitas sinyal dengan linearitas yang tinggi saat saklar RF FET dimodulasi pada Radio Frequency (RF). Berdasarkan hasil analisis menggunakan pendekatan eksperimental diperoleh simpulan bahwa efek bouncing dapat terjadi pada rangkaian diskrit (digital) maupun linear (analog). Redaman efek bouncing didapatkan dengan menggunakan komponen yang mempunyai karakteristik transkonduktansi linearitas yang tinggi.

Gambar 7 afek dari sebuah VSWR 2:1 pada beban 25Ω Perhatikan bahwa ZL yang hilang juga merepresentasikan loading potensial akibat sebuah unsur saklar OFF pada saklar. Dengan memperhatikan linearitas untuk kondisi ON dari saklar RF FET, analisis dan perhitungan mengusulkan hipotesis dari sebuah profil transkonduktansi yang tajam untuk linearitas optimal. Ini mereduksi afek coupling RF ke gerbang FET. Faktor coupling, k, mempengaruhi produk intermodulasi seperti yang diharapkan – coupling yang lebih banyak menghasilkan kurangnya linearitas dan nilai IP3 yang buruk. Meskipun hal ini muncul terlepas dari gm, bahwa gm rendah yang dibandingkan dengan gm tinggi meningkatkan kinerja IP3. Di Gambar 6 dan 7 ditemukan bahwa impedansi beban yang lebih sedikit sebenarnya meningkatkan linearitas. Alasan untuk ini adalah semakin tinggi Ids maka semakin besar linearitas sinyal.

F. DAFTAR PUSTAKA Ari Satmoko, Edy Surnamo, Paidjo. 2008. "Fenomena Bouncing pada Programmable Logic Controller (PLC) untuk Mengendalikan Gerakan Motor Stepper 5 Phase". Prosiding Seminar Penelitian dan Pengelolaan Perangkat Nuklir, Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan, Yogyakarta ANANG TJAHJONO, Programmable Logic Controller, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Tahun 1998. A. Raffo, A Santtarelli, P.A. Traverso, M. Pagani, F. Palomba, F. Scappaviva, G. Vannini, F. Filicori, “Improvement of PHEMT Intermodulation Prediction Through the Accurate Modelling of LowFrequency Dispersion Effects,” IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, June 12-17, 2005. B. Luo, Y. X. Guo, S. Y. Wong, L. C. Ong, “Modeling of 0.15μm InGaAs pHEMT up to 60 GHz,” IEEE International Workshop on Radio-Frequency Integration Technology, 2007, December 9-11, 2007, pp. 286-289. Christopher Liessner, Samson Mil’shtein. 2014. "Effect of on Resistance Modulation in RF Switches Linearity". Electrical and Computing Engineering, University of Massachusetts, Lowell, USA

E. SIMPULAN Efek bouncing yang ditimbulkan antara lain getaran / osilasi tegangan pada motor stepper yang dikendalikan oleh PLC. Berdasarkan hasil percobaan solusi yang dilakukan adalah memasang komponen kapasitor. Ketika relay PLC dihidupkan, maka kapasitor tersebut langsung terisi pada kontak pertama. Ketika sumber tegangan putus dalam waktu yang sangat singkat, kapasitor beralih fungsi menjadi sumber tegangan. Dengan demikian ketika terjadi osilasi tegangan, maka kapasitor ini berfungsi sebagai penstabil sumber tegangan. Redaman efek bouncing yang terjadi yaitu getaran / osilasi

48

PENGARUH BOUNCHING SAKELAR PADA KENDALI MOTOR STEPPER DAN RADIO FREQUENCY (Unang Achlison) Jay Yang, Rick Cory, “Ultra-Miniature High Linearity SPDT Switch for WLAN Applications,” Microwave Product Digest, February 2010. J. Gao, X. Li, H. Wang, and G. Boeck, “Empirical All region Current Based PHEMT DC Model,” SBMO/IEEE MTT-S International Microwave and Optoelectronics Conference, 2003. Proceedings of the 2003, vol. 1, no. 9, pp. 99-10 Kai Chang, Inder Bahl, Vishay Nair. 2002. “RF and Microwave Circuit and Component Design for Wireless Systems” Wiley, John & Sons, Incorporated, New York, p. 222. Kevin Walsh, “RF Switches Guide Signals in Smart Phones,” Microwaves & RF, September 2010, vol. 49, issue 9, p. 80. KHAIRUL HANDONO, Eksperimen Refloding pada Untai Uji Beta: Pengaruh Temperatur Masukan pada Kecepatatl Pembasahan, Prosiding Presentasi Ilmiah Teknologi Keselamatan Nuklir VIII, ISSN No.14100533. Tahun 2003 L. Angelov, N. Roreman, J. Stenarson, M. Garcia, and H. Zirath, “An Empirical Table-Based FET Model,” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 47, no. 12, pp. 2350-2357, 1999. Michael Wren, Thomas J. Brazil, “Enhanced Prediction of pHEMT Nonlinear Distortion Using a Novel Charge Conservative Model,” IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, vol. 1, pp. 31-34, June 6-11, 2004. Masaya Iwamoto, Jianjun Xu, Jason Horn, David E. Root, “III-V FET High Frequency Model with Drift and Depletion Charges,” IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, June 5-10, 2011, pp. 1-4. Michael Roberts, Lutfi Albasha, Wolfgang Bosch, Damian Gotch, James Mayock, Pallavi Sandhiya, Ian Bisby, “Highly Linear Low Voltage GaAs pHEMT MMIC Switches for Multimode Wireless Handset Applications,” , IEEE Radio and Wireless Conference, August 19-22, 2001, pp. 61-64. P. J. Rudge, R. E. Miles, M. B. Steer, and C. M. Snowden, “Investigation into Intermodulation Distortion in HEMTs Using a Quasi-2-D Physical Model,” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 49, no. 12, pp. 2315-2321, 2001. P. R. Pantoja, M. J. Howes, J. R. Richardson, and C. M. Snowden, “A Large-Signal Physical MESFET Model for Computer-Aided Design and Its Applications,” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 37, no. 12, pp. 20392045, 1989. Paul M. White, Wolfram C. Stiebler, Philip C. Balas, “Improved Modified Materka Model for Simulation of Pinch-Off Variation in PHEMT Devices,” European Microwave Integrated Circuits Conference, pp. 414-416, September 10-13, 2006.

Ce-Jun Wei, Yu Zhu, Hong Yin, Oleksiy Klimashov, Cindy Zhang, Tzung-Yin Lee, “Capacitance and RFConductance /Transconductance Look-up Table Based pHEMT Model,” Asia-Pacific Microwave Conference Proceedings, December 5-8, 2011, pp. 1246-1249. Christopher W. Liessner. 2005. “A high speed RF switch using shifted-gate pHEMTs,” University of Massachusetts, Lowell. C. –J. Wei, A. Klimashov, Y. Zhu, E. Lawrence, G. Tkachenko, “Large-Signal PHEMT Switch Model, Which Accurately Predicts Harmonics and TwoTone Inter-Modulation Distortion,” IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, June 12-17,2005. Chang-Ho Lee, Bhaskar Banerjee, Joy Laskar, “Novel T/R Switch Architectures for MIMO Applications,” IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, vol. 2, pp. 1137-1140. Ce-Jun Wei, Yu Zhu, Hong Yin, Olesky Klimashov, Dylan Bartle, “A Comprehensive PHEMT Core Model for Switch Applications,” IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, June 510, 2011, pp. 1-4. Ce-Jun Wei, Hong Yin, Olesky Klimashov, Yu Zhu, Dylan Bartle, “Multi-gate pHEMT Modeling for Switch Applications,” IEEE Compound Semiconductor Integrated Circuit Symposium, October 14-17, 2012, pp. 1-4. Ce-Jun Wei, Yu Zhu, Alex Klimashov, Hong Yin, Cindy Zhang, Dylan Bartle, “Distributed Switch FET Model that Predicts Better Insertion Loss and Harmonics,” European Microwave Integrated Circuits Conference, pp.238-241. Dong-Ming Lin, Chien-Chang Huang, Yi-Jen Chan, “A Symmetrical Model for Microwave Power AlGaAs/InGaAs pHEMTs for Switch Circuit Applications,” IEEE Transactions on Electron Devices, vol. 56, no. 11, pp. 2638-2643, 2009. EDY SUMARNO, Pembuatan Program PLC untuk Pengontrolan Gerakan Regulator Tegangan Berdaya 5 KVA pada Instalasi QUEEN-I, makalah diajukan pada Seminar Nasional Penelitian dan Pengelolaan Perangkat Nuklir, Yogyakarta 28 Agustus 2008 G. Qu, A. E. Parker, “Modeling HEMT intermodulation distortion characteristics,” Microelectronics Journal, vol. 31, issue 7, July 2000, pp. 493-496. Faramarz Kharabi, “Modeling of FET Switches,” IEEE Compound Semiconductor Integrated Circuit Symposium, October 14-17, 2012, pp. 1-4. J. A. del Alamo, “The High Electron Mobility Transistor at 30: Impressive Accomplishments and Exciting Prospects,” International Conference on Compound Semiconductor Manufacturing Technology, May 1619, 2011, pp. 17-22.

49

Vol. 8 No.1 – ELKOM, April 2015 R. J. Trew, “MESFET Models for Microwave ComputerAided Design,” Microwave Journal, vol. 33, pp 115130, May 1990. R.B. Hallgren and P. H. Litzenberg, “TOM3 Capacitance Model: Linking Large- and Small-Signal MESFET Models in SPICE,” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 47, no. 5, pp. 556-561, 1999. Samson Mil’shtein, P. Ersland, “Progress of quantum electronics and the future of wireless technologies,” Microelectronics Journal, vol. 39, issues 3-4, March–April 2008, pp. 669-673. S. Mil’shtein, C. Liessner, “High Speed switch using pairs of pHEMTs with shifted gates,” Microelectronics Journal, vol. 36, issues 3-6, March-June 2005, pp. 316-318. Robert H. Caverly, “Distortion in Broad-Band Gallium Arsenide MESFET Control and Switch Circuits,” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 39, no. 4, pp. 713-717, 1991. Ristesh Gupta, Sandeep Kumar Aggarwal, Mridula Gupta, R. S. Gupta, “Analytical non-linear charge control model for InAlAs/InGaAs/InAlAs double heterostructure high electron mobility transistor (DH-HEMT),” Solid-State Electronics, vol. 49, issue 2, February 2005, pp. 167-174. Yu Zhu, Cejun Wei, George Nohra, Cindy Zhang, Oleksiv Klimashov, Hong Yin, Dylan Bartle, “Electromagnetic Only HEMT Model for Switch Design,” Asia Pacific Microwave Conference, December 7-10, 2009 , pp. 273-276. W. R. Curtice, “A MESFET Model for Use in the Design of GaAs Integrated Circuits,” IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 28, no 5, pp. 448-456, 1980. Zeji Gu, Dave Johnson, Steven Belletete, Dave Fryklund, “Low Insertion Loss and High Linearity PHEMT SPDT and SP3T Switch ICs for WLAN 802.11a/b/g Applications,” IEEE Radio Frequency Integrated Circuits (RFIC) Symposium, Digest of Paper, June 6-8, 2004, pp. 505-508. Ritesh Gupta, Sandeep k. Aggarwhal, Mridula Gupta, R. S. Gupta, “An analytical model for discretized doped InAlAs/InGaAs heterojunction HEMT for higher cut-off frequency and reliability,” Microelectronics Journal, vol. 37, issue 9, September 2006, pp. 919929. “European Telecommunications Standards Institute. Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); radio transmission and reception (3GPP TS 45.005 version 5.9.0 Release 5),” ETSI, 2003b, Sophia Antipolis, France, Technical Specification ETSI tS 145 005 v5.9.0 (2003-2008). 3GPP Technical Specification Group, Radio, Radio Access Network, Working Group 1, Spreading and

Modulation (FDD),” April 1999, 3GPP Document TS S1.13 V2.00.

50