PENGARUH ASAP TERHADAP SISTEM KOMUNIKASI PADA FREKUENSI 900 MHZ
Oleh : ARIF GUNAWAN 2209204810
PEMBIMBING Dr.Muhammad Rivai, ST,MT Eko Setijadi, ST, MT,Ph.D
PENDAHULUAN
Kebutuhan akan jasa layanan komunikasi yang semakin meningkat, menuntut sebuah kualitas layanan yang handal. Dalam perjalanan sistem propagasi gelombang radio mengalami banyak hambatan yang menyebabkan terjadinya penurunan atau redaman energi yang didistribusikannya.
Hambatan tersebut dapat berupa redaman free space atau redaman pada gelombang di udara terbuka. Keberadaan kabut asap dengan tingkat intensitas yang tinggi tentunya berdampak terhadap proses ini. Salah satunya adalah redaman yang di akibatkan kabut asap.
METODOLOGI Metodologi penelitian ini dilakukan dengan beberapa tahapan: A. Tinjauan Pustaka B. Perancangan 1. Pembuataan Module Sensor Gas 2. Pembuatan Ruang Simulator 3. Pembuatan Pemancar 900 MHz
C. Pengukuran D. Analisa E. Kesimpulan dan Saran
TINJAUAN PUSTAKA
Pembakaran biomass merupakan pembakaran vegitasi, termasuk hutan, perkebunan , padang rumput, dan lahan pertanian . Pembakaran sempurna tidak pernah tercapai pada kondisi pembakaran biomas, hasil dari pembakaran biomas yang tidak sempurna berupa karbon monoksida (CO), Methan (CH4), non Methan hydrocarbon (NMHCs), dan partikel karbon. Hasil analisis pembakaran gambut di propinsi Riau seperti tabel berikut . (Elias, Inyoman jaya Wistara, IPB, 2009).
Sensor
1.
Sensor adalah piranti yang mentransform (mengubah) suatu nilai (isyarat/energi) fisik ke nilai fisik yang lain. sering disebut juga sebagai Trasduser. sensor yang di gunakan adalah berupa sensor gas yaitu : TGS2612 sebagai sensor gas Methan TGS2442 sebagai sensor gas CO TGS2201 sebagai sensor gasoline TGS4161 Sebagai sensor CO2 LM35 Sebagai sensor suhu
2. 3. 4. 5.
SENSOR Sensor TGS2612 adalah sensor yang di gunakan untuk mendeteksi gas Methan
Sensor ini membutuhkan dua tegangan input yaitu tegangan pemanas (VH) sebesar 5 Volt DC dan tegangan rangkaian (VC) yang juga sebesar 5 Volt DC. Tegangan pemanas (VH) digunakan untuk mengintegrasi agar mempertahankan elemen sensor pada suhu tertentu
Sensor TGS2442 adalah sensor yang di gunakan untuk mendeteksi gas CO
Dimana dalam siklus 1 detik pada kondisi VH memberikan tegangan 4.8V yang pada (RH) untuk 14ms pertama, diikuti oleh 0V untuk pulsa pulsa berikutnya adalah 986 ms tersisa. Untuk tegangan VC 5 Volt proses yang terjadi saat 0 Volt di mulai dalam 995 ms, dan pada posisi 5.0V untuk 5 ms berikut Proses ini berlangsung terus menerus. Kedua transistor untuk mengatur kerja dari sensor .
Sensor TGS2201 adalah sensor yang di gunakan untuk mendeteksi gasoline
Tegangan pemanas (VH) yang di hubungkan ke tahanan pemanas terintegrasi dengan dua buah tahanan RS1 dan RS2 untuk mempertahankan suhu yang optimal. Tegangan VC diberikan untuk mengukur tegangan keluaran VRL1 dan VRL2 pada tahanan RL1 dan RL2 , dan nilai RL yang di gunakan adalah bernilai 10 Kohm
Sensor CDM 4161 adalah sensor yang di gunakan untuk mendeteksi gas CO2
Elemen sensitif sensor ini terdiri dari elektrolit padat yang dibentuk diantara dua elektroda, bersama tahanan pemanas (RH). Dengan memantau perubahan pada electromotive force (EMF) yang dibangkitkan diantara dua elaktroda, memungkinkan untuk mengukur konsentrasi gas CO2.
PERANCANGAN MODULE SENSOR Blok diagram perancangan sensor LCD Sensor Lm 35
Amp
TGS2442 RS232 Mikro
PC
TGS2201
TGS2612
TGS4161
Dalam pembuatan module sensor menggunakan suhu (LM35), sensor TGS2201 (gasoline), TGS4161(gas Co2), TGS2442 (gas CO), dan sensor TGS2612 (gas Metan). Hasil pembacaan sensor diproses oleh mikrokontroler dan kemudian hasilnya di tampilkan dalam LCD , untuk terkoneksi dengan Port serial pada PC hasil pembacaan di teruskan ke komunikasi serial yaitu MAX 232 dan hasil pembacaanya di tampilkan di PC
PEMBUATAN RUANG SIMULATOR Dalam pembuatan ruang simulator ditentukan oleh panjang gelombang dan jarak medan frekuensi. Dimana panjang rungan harus lebih besar dari jarak medan (fard field), dengan frekuensi 900 Mhz , panjang 120 cm ,lebar 50 cm, tinggi 40 cm, terbuat dari plat besi
PEMBUATAN PEMANCAR 900 MHZ
Rangkaian transciever modul KYL-200U
RUANG PENGUKURAN Pada Pengukuran pertama di dalam ruang simulator adalah pengukuran tanpa asap ,dengan asap serta asap dan penurunan suhu pada frekuensi 900 MHz Ruang Pengukuran
Antena
Antena
Atenuator 50 dBM Sensor Gas
TX KYL 200U
Spectrum Analyzer 900 Mhz(RX)
Computer
2.Pengukuran kedua di dalam ruangan jarak antara transmitter dan receiver : 6 meter dengan variasi frekuensi disekitar 900MHz Ruang Pengukuran
Antena
Antena
Sensor Gas
Signal Generator 900 Mhz (TX)
Spectrum Analyzer 900 Mhz (RX)
Computer
PENGUKURAN Pengukuran tanpa asap (kondisi normal) Pengukuran dengan pemberian asap Pengukuran dengan asap dan penurunan suhu Pengukuran dengan asap dan perbedaan frekuensi
HASIL PENGUKURAN DAN ANALISA I Pada pengukurana pertama di lakukan di dalam ruang simulator, mengunakan pemancar dengan daya -1 dBm yang telah di attenuasi menjadi -54,31 dBm atau 3706.80 pW. Metode pengukuran yang dilakukan dengan 3 kondisi yaitu : 1. Tanpa Asap 2. Dengan Asap 3. Dengan Asap dan penurunan suhu
Adapun hasil pengukuran sebagai berikut : Kondisi
suhu Methane Gasoline
CO
CO2
Tanpa asap 31.36 oC 1 ppm 41 ppm 14.75 ppm 96 ppm Dengan asap 32,35oC 5 ppm 91.5 ppm 15 ppm 96.5 ppm Denga asap dan 26.54 oC 5.14 ppm 91.26 ppm 15.65 ppm 95.95 ppm penurunan suhu
Daya Terima 0.128 pW 0.018 pW 0.055 pW
Pengaruh Kenaikan Konsentrat Metan Terhadap Redaman 107,4
107,4 107,2 107 106,8 106,6 106,4 106,2 Redaman 106 105,8 Linear (Redaman) 105,6
y = 0,219x + 106,1
107,2
Redaman (dBm)
107 Redaman (dBm)
Pengaruh Kenaikan Konsentrat Gasoline Terhadap Redaman
106,8 106,6 106,4 106,2 106
y = 0,051x + 106,3 Redaman Linear (Redaman)
105,8 105,6 4
5
5,25
5,75
Perubahan jumlah gasoline (ppm)
6
Perubahan jumlah metan (ppm)
107,4 107,2 107 106,8 106,6 106,4 106,2 106 105,8 105,6
2,4
2,091463415
1,4
0,9
0,4
0,65
0,375
0,35
0,325
0,3
0,275
Redaman
Redaman (dBm)
y = 0,088x + 106,1
0,25
Redaman (dBm)
Pengaruh Kenaikan Konsentrat CO Terhadap Redaman
Linear (Redaman)
107,4 107,2 107 106,8 106,6 106,4 106,2 106 105,8 105,6
Pengaruh Kenaikan Konsentrat CO2 Terhadap Redaman y = 0,107x + 106,1
Redaman Linear (Redaman)
Perubahan CO (ppm) Perubahan CO2 (ppm)
pengaruh suhu terhadap redaman
Pengaruh Konsentrat Metan terhadap Redaman
104
104 103,5
y = 1,381x + 65,27
103 102,5 Suhu 102
Redama (dBm)
Redaman (dBm)
103,5
y = 2,949x + 86,84
103 102,5 Series1
Linear (Suhu)
102
Linear (Series1)
101,5
101,5
101
101 26
26,5
27
27,5
4,8
28
5
pengaruh konsentrat gasoline terhadap redaman y = 2,079x - 88,09
102,5 102 101,5 101
Series1
100,5
Redaman (dBm)
Redaman (dBm)
103
Linear (Series1)
100 99,5 99 98,5 90,5
91
91,5
92
Jumlah konsentrat gasoline (ppm)
5,6
5,8
pengaruh konsentrat CO terhadap redaman
104
90
5,4
Jumlah konsentrat methan (ppm)
Jumlah Konsentrat Suhu
103,5
5,2
92,5
104 103,5 103 102,5 102 101,5 101 100,5 100 99,5 99 98,5
y = 3,485x + 47,11
Series1 Linear (Series1)
15
15,2 15,4 15,6 15,8
16
jumlah konsentrat CO (ppm)
16,2
Berdasarkan ke dua kondisi diatas redaman terbesar terjadi pada mendapatkan efek asap dalam keadaan suhu ruang, seperti yang di tunjukan pada tabel diatas Kondisi
Redaman (dB)
Dengan asap
8.52
Dengan asap penurunan suhu
3.67
PENGUKURAN DAN ANALISA II a. Pengukuran Tanpa Asap Pada pengukuran dengan metode perbedaan frekuensi, di sekitar frekuensi 900MHz, dengan daya yang sama -1 dBm dengan jarak pengukuran antara antena TX dan RX berjarak 6 Meter dalam kondisi normal Kondisi Normal suhu Normal 32 oC
Methane Gasoline CO 1 ppm 49 ppm 14 ppm
dengan daya terima sebesar 484.89 pW
CO2 95 ppm
b. Pengukuran dengan asap Pengukuran ini dilakukan dengan pemberian efek asap pada tiap-tiap pengkuran perbedaan frekuensi. adapun besar konsentrat pada masing-masing pengkuran Frekuensi
suhu
Methane
Gasoline
850 MHz 900 MHz 915 MHz 950 MHz 1000 MHz
32 oC 33 oC 33 oC 33 oC 33 oC
1.021 ppm 1.085 ppm 1.045 ppm 1.458 ppm 1.873 ppm
49 ppm 49.15 ppm 68.94 ppm 70.04 ppm 70.22 ppm
CO
CO2
15 ppm 97 ppm 15 ppm 97 ppm 15 ppm 97 ppm 15 ppm 96.60 ppm 15 ppm 96.56 ppm
Berdasarkan pengukuran terlihat gas CO (15 ppm),CO2 (97 ppm) yang berarti kandungan gas keduanya tidak mempengaruhi redaman. Dan daya terima : NO Frekuensi Daya Terima 1 2 3 4 5
850 MHz 900 MHz 915 MHz 950 MHz 1000 MHz
372.480 pW 354.318 pW 204.504 pW 149.561 pW 117.191 pW
Besarnya redaman pada masing-masing frekuensi NO 1 2 3 4 5
Frekuensi 850 MHz 900 MHz 915 MHz 950 MHz 1000 MHz
Redaman (dB) 1.145 1.102 1.874 2.478 2.884
Redaman (dB) 3 2,5 2 1,5
Redaman (dB)
1 0,5 0 850 MHz
900 MHz
915 MHz
950 MHz
1000 MHz
Untuk nilai konsentrat yang sama pada gas Methan 1,11 ppm , proses redaman terbesar pada frekuensi 915 MHz , dan 1 Ghz, seperti pada grafik dibawah ini Redaman (dB)
3,5 3 2,5 2 methan 1.11 ppm 1,5 1 0,5 0 850 MHz
900 MHz
915 MHz
950 MHz
1000 MHz
Untuk nilai suhu yang sama yaitu 32 oC dan maka redaman terbesar pada frekuensi 1 Ghz, seperti tabel di bawah Redaman (dB)
3
2,5
2 suhu 32 celcius
1,5
1
0,5
0 850 MHz
900 MHz
915 MHz
950 MHz
1000 MHz
KESIMPULAN
Berdasarkan pengujian dari pengukuran kandungan asap dari pembakaran gambut mengandung unsur methan, gasoline (hidro carbon), CO, dan CO2, dan ini sesuai dengan penelitian sebelumnya.(Elias, I nyoman, IPB 2009). Pada pengujian yang pertama dapat disimpulkan bahwa unsur Methan (5.14 ppm) dan Gasoline (91,5 ppm) memberikan pengaruh redaman terhadap daya terima, sedangkan gas Co dan CO2 relatif konstan. Kondisi suhu memberi pengaruh yang kecil terhadap redaman. Pengujian kedua adalah dengan metode perbedaan frekuensi di saat terjadinya asap. Dalam pengujian ini terlihat perubahan pada kandungan Methan (1,8 ppm) dan Gasoline (70,2 ppm) memberikan pengaruh redaman yang besar terhadap daya terima. Sebagai rekomendasi dari hasil penelitian ini bagi penyedia jasa layanan komunikasi yang menggunakan frekuensi 900 MHz, agar lebih selektif dalam menentukan titik pemasangan BTS 900 Mhz karena lahan gambut yang terbakar akan menghasilkan methan, gasoline, CO, dan CO2 yang cukup besar dan memberikan pengaruh redaman terhadap daya terima. Dengan kondisi suhu yang cukup tinggi di rasakan pemilihan frekuensi 900 MHz sebagai jalur komunikasi GSM di rasakan sudah tepat. Karena frekuensi ini memiliki redaman yang kecil akibat perubahan suhu di bandingkan dengan frekuensi lain diatasnya seperti 915 MHz, 950 MHz, 1 GHz.
SEKIAN TERIMA KASIH
