Perancangan Perangkat Pemancar Komunikasi Suara Dalam Air Berbasis Visible Light Communication (VLC)
Daisi Repina1, Rozeff Pramana2, Sapta Nugraha3 123
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Maritim Raja Ali Haji E-mail:
[email protected];
[email protected];
[email protected]
Abstrak Komunikasi dalam air saat ini telah menggunakan fiber optik, gelombang radio, dan gelombang akustik. Namun ketiga komunikasi tersebut memiliki kekurangan. Dalam penelitian ini dikembangkan sebuah perangkat komunikasi dalam air menggunakan cahaya tampak atau Visible Light Communication. Sistem komunikasi Visible Light Communication dapat memungkinkan untuk mengirimkan informasi berupa suara. Media cahaya yang digunakan adalah cahaya laser. Pemanfaatan cahaya tampak sebagai komunikasi dalam air menjadi pilihan yang baik dari segi biaya dan perawatan. Hasil dari penelitian ini adalah sistem pemancar dapat mengirimkan informasi berupa suara dalam air dengan jarak 1000 meter kepada perangkat receiver. Semakin jauh jarak pancar pengirim mengirimkan informasi kepenerima, maka cahaya yang dihasilkan semakin berkurang. Kata kunci : Visible Light Communication, Laser, Komunikasi Dalam Air
1. Latar Belakang Komunikasi
secara
umum
komunikasi
kabel
komunikasi
yang
merupakan transmisinya
merupakan suatu proses penyampaian
menggunakan kabel saat pengiriman
informasi dari satu pihak kepada pihak
informasi,
lain. Transmisi data dalam komunikasi
nirkabel merupakan komunikasi yang
dapat
transmisinya tanpa menggunakan kabel
dibagi
menjadi
dua
media
transmisi yaitu media komunikasi kabel
(wireless).
dan media komunikasi nirkabel. Media
1
dan
media
komunikasi
Komunikasi nirkabel telah berkembang
2.
dengan sangat pesat, dapat dilihat
a. Cahaya
dengan
munculnya
pengembangan
Landasan Teori
Cahaya
adalah
gelombang
media transmisi berupa komunikasi
elektromagnetik, hal ini berdasarkan
menggunakan
perhitungan
yang
gelombang akustik, cahaya atau light
Maxwell,
kecepatan
communication.
cahaya
elektromagnetik di ruang hampa adalah
komunikasi cahaya
sebesar 3 × 108 m/s, yang nilainya sama
tidak tampak dan komunikasi cahaya
dengan laju cahaya terukur. Hal ini
tampak
membuktikan bahwa cahaya merupakan
gelombang
Komunikasi
terbagi dua yaitu
atau
Visible
radio,
Light
telah
Communication. Komunikasi dengan
gelombang elektromagnetik
menggunakan
b. Komunikasi Cahaya
memerlukan
cahaya
gelombang
perancangan
Komunikasi cahaya juga dikenal
perangkat pemancar komunikasi yang
sebagai telekomunikasi optik, adalah
berfungsi mengirim sumber informasi
sebuah komunikasi pada jarak jauh
yang akan dikirim dengan
media
maupun dekat menggunakan cahaya
perantara berupa cahaya. Komunikasi
untuk membawa informasi. Hal ini
nirkabel
dapat dilakukan secara visual atau
berbasis
Communication untuk
suatu
tampak
dilakukan
dapat
ini
Visible
Light
dikembangkan
mengirimkan
dengan
sebuah
c. Blok Transmiter pada VLC
data tetapi memungkinkan untuk sebuah pemancar
perangkat
elektronik
informasi bukan hanya berupa bit - bit
perangkat
menggunakan
Blok transmitter pada VLC berguna
mengirimkan
untuk mengirim informasi dari user satu
informasi berupa suara ke sebuah
ke user lainnya. Proses yang terjadi di
perangkat penerima, yang mana kedua
bagian transmiter ini untuk mengubah
perangkat tersebut berada didalam air.
informasi yang dikirim berasal dari
Penelitian yang sudah dilakukan
suara yang kemudia dirubah menjadi
terkait dengan sistem yang dirancang
tegangan yang akan dikirim melalui
dilakukan oleh Rozeff Pramana dan
laser menggunakan media cahaya
Azis Iskandar (2013) dengan judul
d. LASER
penelitian Atmega and zig bee Pro
Laser adalah
based mini boat control system.
singkatan dari Light
Amplification by Stimulated Emission of
2
Radiation , laser merupakan salah satu
Sumber Informasi
alat yang dapat memancarkan cahaya. Laser
merupakan
cahaya
Amplifier
Rangkaian Pemancar
Amplifier
Pemancar
Gambar 1. Diagram Blok Sistem
yang
b. Cara Kerja Sistem
dikuatkan kemudian di stimulasi untuk
Mulai
menghasilkan radiasi dalam lingkungan industri dan militer. Dengan kata lain,
Informasi
laser adalah alat yang digunakan untuk mengubah
suatu
Amplifier
gelombang
elektromagnetik dalam bentuk cahaya, sehingga
dapat
membantu
Rangkaian VLC
dalam
melakukan tugas tertentu
Amplifier
e. Amplifier Penguat audio (amplifier) secara
Pemancar
harfiah diartikan dengan memperbesar dan menguatkan sinyal input. Tetapi Cahaya laser menyala
yang sebenarnya terjadi adalah, sinyal input di replika (copied) dan kemudian di reka kembali (re-produced) menjadi sinyal yang lebih besar dan lebih kuat. 3. Perancangan
Dan
Cara
Selesa i
Kerja
Gambar 2. Flowchart Cara Kerja
Sistem
Perangkat dan output.
a. Perancangan sistem Perancangan sistem terdiri menjadi
Cara kerja dari perangkat sistem
5 bagian yaitu inputan berupa sumber
pemancar komunikasi dalam air dapat
informasi yang akan dikirim, amplifier
dilihat dari flowchart pada gambar 2,
berupa penguatan informasi sebelum
Informasi dari sumber informasi berupa
masuk kebagian selanjutnya, bagian
mp3 player akan masuk pada rangkaian
proses yang terdiri dari rangkaian VLC,
VLC melalui kabel jack audio female –
amplifier berupa penguatan, dan bagian
famele yang dalam rangkaian VLC ini
output
terdiri dari dua buah amplifier pada
berupa
pemancar
yang
bagian input.
diwujudkan dalam bentuk blok diagram Pada gambar 1.
3
Pada rangkaian VLC informasi
untuk
membandingkan
hasil
yang
yang berupa suara diconverter menjadi
optimal dengan menggunakan amplifier
tegangan. Kemudian informasi yang
pada input output menggunakan laser
telah
merah dan hijau berjarak 10 cm.
diconverter
tadi
siap
untuk
dikirimkan melalui bagian pemancar
Berdasarkan grafik pada gambar 3
yang terdiri dari laser, jika cahaya laser
dapat
tidak menyala
pertama
maka informasi gagal
dilihat
hasil
sampai
dari
pengujian
dengan
pengujian
dikirim.
keempat, hasil pengujian yang optimal
4. Pengujian Sistem Dan Analisis
terdapat pada grafik pengujian keempat
a. Pengujian Sistem Pertahap
yaitu perangkat pemancar menggunakan amplifier pada bagian input output
Pengujian ini dilakukan secara
dengan laser berwarna hijau.
pertahap hingga empat kali pengujian 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5
0
Input Tx (V)
Output Tx (V)
Input Rx (V)
Hasil Pengujian 1 laser merah
0,0243
0,1551
0,133
Hasil Pengujian 1 laser hijau
0,0243
0,1551
0
Hasil Pengujian 2 laser merah
0,1458
0,932
0,71
Hasil Pengujian 2 laser hijau
0,1458
0,932
0
Hasil Pengujian 3 laser merah
0,0243
3,203
2,52
Hasil Pengujian 3 laser hijau
0,0243
3,247
3,1
Hasil Pengujian 4 laser merah
2,82
3,255
3,06
Hasil Pengujian 4 laser hijau
2,82
3,26
3,289
Gambar 3. Pengujian sistem secara pertahap
Pada pengujian pertama sampai
hasil input dari rangkaian receiver
pengujian keempat dapat dilihat bahwa
adalah 0, disebabkan tegangan kerja
apabila pada output perangkat pemancar
laser hijau sebesar 3,7 V sehingga
tidak menggunakan amplifier maka
dibawah dari tegangan kerja tersebut
4
laser tidak dapat memancarkan cahaya
Tx dan sinyal input pada bagian
dan tidak ada cahaya yang diterima oleh
penerima dengan jarak 1 meter dan 5
perangkat
meter.
penerima
menyebabkan
tegangan 0. Cahaya lingkungan yang tinggi dapat
mempengaruhi
cahaya
laser
kinerja
yang
Input Tx
dari
dipancarkan Output Tx
kepenerima, sehingga cahaya laser yang diterima oleh receiver akan rendah dan
Gambar 4. Hasil input output TX
menghasilkan informasi berupa suara
dengan osiloskop
yang kurang baik. Informasi berupa Pengujian ini juga melihat input
suara yang dikirim juga berpengaruh
(CH1) yang diterima oleh perangkat
terhadap tinggi rendahnya tegangan dan kecerahan
laser.semakin
penerima yang berjarak 1 m hingga 5 m
tinggi
dari perangakat pengirim.
informasi suara yang dikirim maka semakin cerah cahaya laser. b. Pengujian
Sinyal
Input Rx
Input
Input Tx
Output x
Perangkat Pemancar Menggunakan Osiloskop Pengujian pemancar
sinyal
pada
dilakukan
input dengan
Gambar 5. Hasil input RX dengan
menghubungkan positif probe CH2
osiloskop jarak 1 m
osiloskop ke kaki positif input Tx dan negatif
probe
CH2
Input Rx
osiloskop
Input Tx
dihubungkan ke kaki negatif Tx .
x
Pengujian sinyal pada output pemancar dilakukan
dengan
menghubungkan
positif probe CH1 osiloskop ke kaki positif output Tx dan negatif probe CH1
Gambar 6. Hasil input RX
osiloskop dihubungkan ke kaki negatif
dengan osiloskop jarak 5 m
Tx. Pengujian ini dilakukan untuk melihat hasil sinyal input output bagian
5
c. Pengujian Sistem Di Darat
pengujian sistem didalam air untuk
Pengujian sistem terlebih dahulu
mengetahui
jarak
optimal
dari
dilakukan di darat untuk mengetahui
perangkat. Waktu pengujian adalah dari
jarak optimal dari perangkat pemancar.
jam 19:00 hingga 00:00, berikut adalah
Waktu pengujian adalah dari jam 19:00
hasil pengujian sistem dilam air dengan
hingga 00:00, berikut adalah hasil
jarak 200 meter hingga 1000 meter.
pengujian sistem didarat dengan jarak
Dapat dilihat hasilnya pada tabel 2
200 hingga 1000 meter. Dapat dilihat
Tabel 2. Pengujian didalam air
hasilnya pada tabel 1 Jarak Input Tx Output Tx Input Rx
Tabel 1. Pengujian di darat
(m)
(V)
(V)
(mV)
200
2,820
3,20
310
Jarak Input Tx Output Tx Input Rx (m)
(V)
(V)
(mV)
200
2,820
3,20
310
400
2,90
3,18
130
400
2,90
3,18
130
600
2,71
3,01
78
600
2,71
3,01
78
800
2,80
3,10
56
800
2,80
3,10
56
1000
3,00
3,00
40
1000
3,00
3,00
40
Cahaya laser didalam air merambat Semakin jauh jarak pancar laser
lurus. Pengujian sistem didalam air
dengan penerima maka cahaya laser
sama dengan hasil pengujian laser
yang dihasilkan semakin berkurang dan
didarat jika cuaca dan gelombang dalam
daya pancar yang diterima oleh receiver
keadaan tenang. Pengujian di dalam air
semakin
banyak
berkurang
yang
bisa
mengalami
hambatan
yang
menyebabkan informasi suara yang
dapat mengganggu perangkat pemancar
dikirimkan akan mengalami pelemahan.
untuk mengirimkan informasi kepada penerima. Faktor – faktor yang menjadi
d. Pengujian Sistem Didalam Air
hambatan adalah cuaca ekstrim, dan
Setelah pengujian di darat untuk mendapatkan
jarak
optimal
pasang surut air laut. Cuaca ekstrim
dari
dapat menghambat jalannya penelitian
perangkat tahap selanjutnya adalah
dikarenakan arus gelombang dan angin 6
menjadi kuat sehingga air laut menjadi
3. Pembuatan kaki pada pemancar dan
keruh, keruhnya air dapat menghambat
penerima agar saat diaplikasikan
cahaya laser untuk dapat memancarkan
dalam air laser tidak bergerak.
cahaya yang jauh. Pasang surut air laut dapat menghambat jalannya penelitian
Daftar Pustaka
dikarenakan apabila air laut surut maka
Aska, F.B., Darlis, D., Hafiddudin.,
tidak dapat menempuh jarak pancar
2015, Implementasi Visible Light
yang jauh.
Communication
5. Penutup
Pengiriman
a. Kesimpulan
Proceeding of Applied Science, 1(1),
dilakukan
kesimpulan
dapat
diantaranya
Data
Untuk
Digital,
e-
896.
Berdasarkan hasil penelitian yang telah
(VLC)
Bangun, J.A., Lidyawati, L., Ramadhan,
ditarik
A.,
perangkat
2013,
Perancangan
dan
pemancar VLC menggunakan amplifier
Implementasi
pada input dan output dengan laser
Komunikasi Laser Berdaya 1 mW,
hijau, dapat beroperasi optimal sampai
Jurnal
jauh
jarak
pancar
Reka
Elektronika,
1(3),
223.
jarak 1 km di darat dan didalam air. Semakin
Sistem
Collage
laser
Loan Consolidation, 2015,
kepenerima maka semakin kecil cahaya
Cahaya
Adalah
Gelombang
yang diterima oleh receiver terutama
Elektromagnetik,
pada jarak 800 hingga 1000 meter.
http:/fisikazone.com/cahaya-adalah-
URL
gelombang-elektromagnetik/, diakses b. Saran Untuk
4 Juli 2017. pengembangan
topik
Hidayah,
penelitian ini lebih lanjut, ada beberapa
Apa
Lain?,
harapan akan menjadi saran yang
yang
URL
http://affinh.blogspot.com/2012/06/a
bermanfaat, yaitu : informasi
2012,
Membedakan Laser dengan Cahaya
saran yang perlu disampaikan dengan
1. Pengiriman
A.N.,
pa-yang-membedakan-laser-dengandilakukan
cahaya.html, diakses 19 Juli 2017.
secara dua arah atau full duplex
Hoir, M., Fatchur, A.R., Afrizal, M.A.,
2. Merancang perangkat komunikasi
Mutiarasti,
dalam air untuk pengiriman teks,
H.,
2012,
Audio(Audio Amplifier).
data, gambar, dan video 7
Penguat
Nugroho, Bawah
L.B.,
2013,
Air
Komunikasi
mengunakan
Wikipedia,
Sinyal
2016,
Refleksi,
URL
https://id.wikipedia.org/wiki/refleksi
Radio.
, diakses pada 19 Juli 2017.
Ramadhan,
A.,
Lidyawati,
L.,
Yulian, D., Darlis, D., Aulia, S., 2015,
Nataliana, D., 2013, Implementasi
Perancangan
Visible Light
Perangkat Visible
Communication
Dan
Implementasi Light
(VLC) Pada Sistem Komunikasi,
Communication Sebagai Transceiver
Jurnal Elkomika, 1(1),
Video,
13.
Rou., 2015, Jokowi Resmikan Kabel
Rp
3,6
Triliun,
Elektro
Telekomunikasi Terapan, 196.
Optik Bawah Laut Sulawesi-MalukuPapua
Jurnal
Yuwono, N.P., Arifianto, D., Widjiati,
URL
E., 2012. Analisa Perambatan Suara
https://inet.detik.com/telecommunica
Di Bawah Air Sebagai Fungsi Kadar
tion/d-2911122/jokowi-resmikan-
Garam dan Suhu Pada Akuarium
kabel-optik-bawah-laut-sulawesi-
Anechoic, Jurnal Teknik Pomits,
maluku-papua-Rp-36-triliun, diakses
1(1), 1.
pada 19 Juli 2017. Rozeff, P., dan Azis, I., 2013, Atmega and zig bee Pro based mini boat control system. Sonhaji, A., 2011, Cahaya dan Optik, Tasikmalaya : CV. Firaz Publishing. Syahrul, D.A., 2014, Laser dan Serat Optik-Sifat Berkas dan Tipe Cahaya Laser. Trihantoro, D.H., Darlis, D., Putri, H., 2014, Implementasi Visible Light Communication (VLC) Untuk Pengiriman Teks, Prosiding Seminar Nasional
Teknologi
Terapan,
Sekolah Vokasi UGM.
8
