1 PENGUKURAN MEDAN ELEKTROMAGNETIK BEBAS PADA AREA URBAN DAN RURAL MANA HILUL IRFAN Dosen Pembimbing : Eko Setijadi, ST., MT., Ph.D Dr. Ir. Wirawan, D...
PENGUKURAN MEDAN ELEKTROMAGNETIK BEBAS PADA AREA URBAN DAN RURAL MANA HILUL IRFAN 2207100051 Dosen Pembimbing : Eko Setijadi, ST., MT., Ph.D Dr. Ir. Wirawan, DEA
Latar Belakang 2
Green Telecommunication
Radio Frequency Harvesting
Banyaknya pemancar telekomunikasi
Tujuan 3
Mengetahui kuat medan dari gelombang elektromagnetik pada wilayah urban dan rural. Mengetahui kuat medan dari elektromagnetik pada beberapa rentang frekuensi untuk menentukan frekuensi yang potensial untuk dimanfaatkan. Mendapatkan gambaran mengenai perilaku pemancar telekomunikasi.
Batasan Masalah 4
Pengukuran dilakukan di wilayah urban dan rural. Rentang frekuensi yang akan diukur tidak ditentukan secara spesifik. Penentuan rentang frekuensi berdasarkan perkiraan rentang frekuensi mana yang sering dimanfaatkan untuk komunikasi. Pengukuran dilakukan menggunakan berbagai macam antena disesuaikan dengan rentang frekuensi yang akan diukur.
Metodologi 5
Gelombang Elektromagnetik 6
Adalah kombinasi medan listrik dan medan magnet yang saling tegak lurus yang berosilasi dan merambat serta membawa energi dari satu tempat ke tempat lain. Contoh : cahaya, gelombang radio. Spektrum elektromagnetik adalah susunan semua bentuk gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang gelombang dan frekuensinya. Dalam gelombang elektromagnetik berlaku persamaan : c=f.λ
Sifat Gelombang Elektromagnetik 7
Dengan daya yang sama, gelombang elektromagnetik mempunyai sifat sebagai berikut : Semakin besar nilai panjang gelombang , semakin jauh gelombang elektromagnetik menjalar. Semakin besar nilai panjang gelombangnya, semakin mudah gelombang elektromagnetik melewati penghalang
Electromagnetic Harvesting 8
Electromagnetic harvesting atau radio frequency (RF) harvesting adalah pengambilan medan elektromagnetik bebas untuk dimanfaatkan sebagai sumber energi listrik. Sistem electromagnetic harvesting terdiri atas antena, rectifier, dan rangkaian penguat tegangan. Diharapkan output dari sistem ini dapat dimanfaatkan untuk mencatu perangkat berdaya rendah.
Aplikasi Telekomunikasi yang menggunakan gelombang radio 9
Radio FM Televisi analog UHF Telekomunikasi Seluler Wi-Fi
Radio FM 10
Berdasarkan KM Menteri Perhubungan No. 15 Tahun 2003, rentang frekuensi radio FM adalah 87,5-108 MHz dengan pengkanalan kelipatan dari 100 kHz. Sedangkan jarak minimum antar pemancar radio FM adalah 400 KHz
Data Pemancar Radio FM 11
No Nama 1 Colors FM 2 Suzanna FM 3 El Victor 4 5 6 7 8 9 10 11
DJ FM RRI Pro 2 Mercury Bahtera Yudha Elshinta Sonora Suara Giri M Radio
Berdasarkan KM Menteri Perhubungan No. 76 Tahun 2003 rentang frekuensi televisi analog UHF adalah antara 478-806 MHz. Dari rentang tersebut dibagi menjadi 41 kanal dengan lebar masing-masing 8 MHz.
Data Pemancar Televisi Analog UHF 14
Nama Antv Global TV Indosiar Metro TV MNC TV RCTI SCTV Trans TV Trans 7 tvone TVRI
GSM mempunyai dua rentang frekuensi yaitu 890960 MHz yang disebut dengan GSM 900 dan 1710-1880 MHz yang disebut dengan GSM 1800 CDMA juga mempunyai dua rentang frekuensi yaitu 824-890 MHz yang disebut dengan CDMA 800 dan 1903-1990 MHz yang disebut dengan CDMA 1900 Frekuensi yang akan diukur adalah frekuensi GSM 900 dan CDMA 800
Data Operator GSM 900 & CDMA 800 17
No
Nama
Frekuensi Downlink (MHz)
1
PT Telkom (Flexi)
869.265-874.185
2
Bakrie Telecom
875.415-879.105
3
PT Mobile 8
880.905-885.825
4
PT Indosat (CDMA)
887.055-889.515
5
PT Indosat (GSM)
935-945
6
PT Telkomsel
945-952.5
7
PT Excelcomindo
952.5-960
Wi-Fi 18
Wi-Fi (Wireless Fidelity) adalah sekumpulan standar yang digunakan untuk jaringan lokal nirkabel yang didasari pada spesifikasi IEEE 802.11. Wi-Fi menggunakan standar radio 802.11b dan 802.11g. Rentang frekuensi wi-fi adalah 2,4-2,495 GHz
Alat yang digunakan dan Skema Pengukuran 19
Spectrum Analyzer Power Harvester Antena ANTENA
SPECTRUM ANALYZER
Skema Pengukuran dengan Power Harvester 20
ANTENA
POWER HARVESTER
VOLTMETER
Spectrum Analyzer 21
Adalah alat yang digunakan untuk mengukur sebaran spektral dari frekuensi radio, dan daya spektrumnya. Spectrum analyzer yang digunakan yaitu Rohde & Schwarz FSP dengan kemampuan mengukur level daya dari frekuensi 9kHz-30GHz.
Power Harvester 22
Power harvester digunakan untuk mengubah gelombang elektromagnetik dari radio frequency menjadi sumber listrik DC. Rangkaian ini terdiri atas rangkaian penyearah dan rangkaian penguat tegangan. Rangkaian power harvester terdiri atas dioda dan kapasitor
Spectrum Analyzer & Power Harvester 23
Antena 24
Antena adalah transformator atau perangkat yang berfungsi memindahkan energi gelombang elektromagnetik dari media transmisi guided (kabel) ke media transmisi unguided (udara atau ruang hampa) atau sebaliknya dari udara ke kabel.
Antena Yang Digunakan 25
Larsen Kulrod PO 150 : Adalah antena jenis monopole yang bekerja pada frekuensi VHF dengan gain 4,5dBi.
Antena Yang Digunakan 26
Antena Log Periodic Dipole Array: Antena ini mempunyai bandwidth 470-760 MHz dan gain antena 7dBi
Antena Yang Digunakan 27
Antena Whip/ Monopole dengan frekuensi utama sekitar 915 MHz dan gain 2,15dBi
Antena Yang Digunakan 28
Antena D-Link ANT241201yaitu antena yagi dengan frekuensi antara 2,4-2,5 GHz dengan gain 12 dBi
Titik Pengukuran 29
Lab B406 : dilakukan dua kali pengukuran yaitu di dalam ruangan dan di luar ruangan. Lab B301 : dilakukan dua kali pengukuran yaitu pada siang hari dan malam hari. Lab B304
Data Pengukuran 30
Data Pengukuran Radio FM 31
Data Pengukuran Frekuensi TV UHF 32
Data Pengukuran Frekuensi GSM/CDMA 33
Data Pengukuran Frekuensi Wi-Fi 34
Perbandingan Pengukuran di Urban Dan Rural 35
Pengamatan Perilaku Pemancar Radio FM Dan Televisi UHF 36
Pengukuran dengan Power Harvester 37
Maksimum : 1373 mV Rata-rata : 773.583 mV
Pengukuran dengan Power Harvester 38
Maksimum : 698 mV
Rata-rata : 378.587 mV
Pengukuran dengan Power Harvester 39
Maksimum : 1212 mV
Rata-rata : 10840.408 mV
Pengukuran dengan Power Harvester 40
Maksimum : 2482 mV
Rata-rata : 2291.537 mV
Kesimpulan 41
Berdasarkan hasil pengukuran, frekuensi dengan kuat medan paling tinggi di wilayah urban adalah frekuensi GSM/CDMA dengan kuat medan 66 dBµV/m sedangkan frekuensi dengan kuat medan paling tinggi di wilayah rural adalah televisi UHF dengan kuat medan 51 dBµV/m. Berdasarkan hasil pengukuran, frekuensi yang paling potensial untuk dimanfaatkan dalam sistem electromagnetic harvesting di wilayah urban adalah GSM/CDMA. Hal ini dikarenakan di wilayah urban jumlah pemancar GSM/CDMA yang banyak dan jarak antara pemancar yang saling berdekatan. Hal ini diperkuat dengan hasil pengukuran menggunakan power harvester dimana pengukuran frekuensi GSM/CDMA menghasilkan tegangan output yang stabil dan tinggi.
Kesimpulan 42
Gelombang elektromagnetik dengan frekuensi rendah seperti radio FM dan televisi UHF lebih potensial dimanfaatkan dalam sistem electromagnetic harvesting di wilayah rural yang jauh dari pemancar. Hal ini dikarenakan daya pancar radio FM dan televisi UHF yang besar dan frekuensi yang lebih rendah mengalami redaman propagasi yang lebih kecil sehingga kuat medan frekuensi televisi UHF dan radio FM di rural cukup tinggi meskipun jarak pemancar relatif jauh dari titik pengukuran. Perilaku pemancar telekomunikasi selama 24 jam relatif stabil kecuali pada frekuensi radio FM karena sebagian besar pemancar radio FM aktif tidak selama 24 jam penuh.
Saran 43
Melakukan pengukuran di sekitar frekuensi 1800 MHz, 1900 MHz dan 2100 MHz, dan Radio AM. Untuk pengukuran di setiap rentang frekuensi digunakan dua atau lebih macam antena untuk membandingkan antena mana yang dapat menghasilkan daya maksimum yang terukur lebih besar.
