Perancangan Sistem Transmisi Sinyal DVB-S dan Terestrial UHF

Jurnal Ilmiah GIGA Volume 16 (1) Juni 2013

Halaman 67-78

ISSN 1410-8682

Perancangan Sistem Transmisi Sinyal DVB-S dan Terestrial UHF Sindi, Rianto Nugroho Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik dan Sains, Universitas Nasional Korespondensi : [email protected] ABSTRAK. DVB (Digital Video Broadcasting) adalah salah satu sistem yang digunakan untuk mentransmisikan siaran TV/video digital hingga sampai kepengguna akhir/penerima. DVB dikembangkan berdasarkan latar belakang pentingnya sistem broadcasting yang bersifat terbuka, yang ditunjang oleh kemampuan interoperabilitas, fleksibilitas dan aspek komersial. Sebagai suatu sistem terbuka, maka standard DVB dapat dimanfaatkan oleh para vendor untuk mengembangkan berbagai layanan inovatif dan jasa nilai tambah yang saling kompatibel dengan perangkat DVB dari vendor lain. Selain itu program digital yang dikirimkan berdasarkan spesifikasi DVB dapat ditransfer dari satu medium transmisi ke medium transmisi lain dengan murah dan mudah. Pendekatan yang dilakukan oleh DVB adalah dengan mengoptimalkan perangkat eksisting dan sistem umum yang tersedia dipasar komersial. Pada penelitian ini melakukan perancangan sistem DVB-S dengan menggunakan satelit C-Band serta megunakan Band UHF pada transmisi terestrial-nya. Kata kunci : Sistem transmisi, DVB–S, modulasi 8 PSK, band UHF ABSTRACT. DVB (Digital Video Broadcasting) is one system used to transmit digital TV / video broadcasts up to end users / recipients. DVB is developed on the basis of the importance of an open broadcasting system, supported by interoperability, flexibility and commercial aspects. As an open system, the DVB standard can be utilized by vendors to develop innovative services and value added services that are compatible with DVB devices from other vendors. In addition digital programs that are transmitted based on DVB specifications can be transferred from one transmission medium to another transmission medium cheaply and easily. The DVB approach is to optimize existing and public systems available in the commercial market. In this research, the design of DVB-S system using CBand satellite and UHF Band in terrestrial transmission. Keywords : Transmission system, DVB–S, modulasi 8 PSK, band UHF

PENDAHULUAN Pada saat ini perkembangan perangkat teknologi berbasis digital sudah mengalami perkembangan dengan pesat. Salah satunya adalah teknologi televisi digital dengan menggunakan media transmisi satelit dimana setiap orang dunia dapat menikmati siaran televisi tanpa ada macroblock atau noise-noise dan gangguan gambar lainnya. Namun demikian seiring dengan perkembangan zaman masyarakat Indonesia belum secara keseluruhan mengenal atau menikmati televisi berbasis digital ini, hal ini disebabkan beberapa aspek diantara adalah mahalnya perangkat receicever dan antenna sebagai media penerima demikian juga mahalnya berlangganan televisi digital pra-bayar sehingga masyarakat masih cenderung menggunakan televisi berbasis Analog. Seiring dengan perkembangan teknologi digitalisasi sesuai keputusan Depkominfo bahwa akhir tahun 2014 masyarakat Indonesia akan mengalami peralihan dari televisi berbasis Analog ke televisi digital. Untuk itu, pada penelitian kali ini akan membahas tentang system transmisi digital pada pemancar televisi.

LANDASAN TEORI Konfigurasi Sistem Komunikasi Satelit Satelit merupakan komponen telekomunikasi yang berada di angkasa, satelit ini bergerak mengelilingi bumi menurut orbit tertentu. Sehingga sistem satelit dapat dikatakan sebagai sistem komunikasi dengan menggunakan satelit sebagai repeater yang didalamnya terdapat fungsi 67


Halaman 67-78

ISSN 1410-8682

penguatan sinyal komunikasi. Secara umum sistem komunikasi satelit tersusun atas dua bagian penting yaitu : segmen angkasa (space segment) dan segmen bumi (ground segment) segmen angkasa merupakan satelit yang terletak di orbit bumi sedangkan segmen bumi adalah seluruh perangkat-perangkat yang berada pada sebuah stasiun bumi. Orbital satelit Di tinjaudari daerah orbital dan wilayah cakupannya satelit dapat di golongkan menjadi tiga jenis yaitu dari sebagai berikut: − LEO (Low Earth Orbit). Satelit ini mengorbit pada ketinggian 500-1500 km. Satelit LEO digunakan untuk komunikasi suara tanpa menimbulkan delay propagasi dan daya yang digunakan relatif kecil. − MEO (Medium Earth Orbit). Satelit saat ini mengorbit pada ketinggian antara 9000–20.000 km. Satelit ini memiliki coverage yang lebih sempit dan memiliki delay yang lebih kecil dibandingkan GEO. − GEO (Geosynchronous Earth Orbit). Satelit ini mengorbit pada ketinggian ±36.000. Memerlukan waktu 0.25 detik untuk mentransmisikan sinyal. Keuntungan : − Waktu yang dibutuhkan satelit GEO untuk mengitari bumi sama dengan waktu bumi berotasi pada porosnya. − Coverege satelit ini dapat mencapai 1/3 permukaan bumi. − Sistem pelacakan dan kontrol satelit yang mudah. Kerugian : − −

Jarak yang jauh menyebabkan redaman free space loss yang cukup besar. Terjadi delay transmisi dan membutuhkan power yang lebih besar dalam proses pentransmisinya.

Orbit satelit yang digunakan dalam sistem VSAT metode akses Point to Multi point.Merupakan orbit GEO, dimana pada orbital ini satelit bergerak searah dengan rotasi bumi sehingga akan menyelesaikan putaran pada sumbu bumi dalam waktu yang bersamaan. Sehingga kondisi posisi satelit relatif tetap berada di suatu tempat tertentu diatas permukaan bumi. Orbit geostationer Orbit Geostationer merupakan orbit dimana suatu satelit kelihatan relatif stasioner (tetap) bila dilihat suatu titik dipermukaan. Satelit yang berada di orbit ini sering disebut sebagai satelit Geostationer. Pada orbit Geostationer, satelit akan mempunyai inklinasi orbit 0 derajat. Selain itu, satelit harus mengorbit bumi dalam arah yang sama dengan putaran bumi dan juga dengan kecepatan yang sama. Untuk mencapai kecepatan yang konstan tersebut maka harus dibuat hukum kepler II yang memenuhi orbit sirkular. Orbit geostationer tersebut dapat digambarkan berikut:

GAMBAR 1. Orbit geostationer bumi

Gambar diatas menujukan ruang lingkup orbit geostationer dengan Re adalah jari-jari equator bumi (Re =6.380 Km) dan H merupakan ketinggian orbit diatas Equator Bumi (H =35.780 Km). r (Jari-jari geostasioner Satelit) = Re + H = 6.380 +35780 = 42160 Km 68


Halaman 67-78

ISSN 1410-8682

Sistem Komunikasi VSAT VSAT (Very Small Aperture Terminal) adalah Jaringan komunikasi satelit yang mengunakan diameter antena antara 1.8 meter sampai 4.5 meter pada stasiun remote, Sedangkan pada stsiun hub di gunakan diameter yang lebih besar 4.5 meter. VSAT pada stasiun hub ini juga dilengkapi dengan master control center sebagai pengatur jaringan ini diperlukan agar kominikasi antar stasiun remote dapat dilakukan. Teknologi VSAT saat ini mampu mentransmisikan sinyal sampai kecepatan 6 Mbps. Pemasangan perangkat selain dapat jaringan komunikasi VSAT ini lebih mudah dan cepat, selain dapat memberikan transmisi data yang berkualitas tinggi, VSAT juga lebih flexible dalam pengembangan jaringan. Penggunakan orbit satelit GEO menyebabkan jaringan komunikasi VSAT mempuyai daerah jangkauan yang luas, sehingga biaya opersional menjadi rendah. Dengan berbagai kelebihan jaringan komunikasi VSAT dapat menjadi solusi pada kebutuhan komunikasi data yang semakin meningkat saat ini. Transponder Satelit Palapa D Transponder adalah suatu rangkaian yang terdiri atas rangkaian penerima sinyal, pengubah frekuensi (translator) dan rangkaian pemancar ulang dari sinyal tersebut. Frekuensi yang digunakan pada komunikasi satelit disusun dalam bentuk kanal-kanal yang disebut transponder. Satu satelit bisa memiliki banyak transponder, tergantung dari design dan tujuan penggunaannya. Satelit Palapa-D memiliki yang terdiri 24 transponder C-Band, 11 transponder Ku-band dan 5 transponder Extended C-band. Jumlah transponder sebanyak ini dimaksudkan untuk mengatisipasi kebutuhan pelanggan yang semakin meningkat. Pada umumnya satelit komunikasi memiliki 24 transponder yang dibagi menjadi dua polarisasi yaitu horizontal dan vertikal. Besarnya bandwidth dari setiap transponder adalah 36 MHz dan guard band sebesar 2 x 2 MHz (kiri dan kanan). Pita frekuensi satelit yang paling populer adalah C-band(4 – 6 GHz) karena sinyal pada frekuensi ini tidak terpengaruh oleh hujan dan bebas dari interferensi sinyal-sinyal microwave teresterial. Alokasi frekuensi pada C-banddirinci dalam gambar di bawah ini, dimana bandwidth satu transponder dibatasi sebesar 36 MHz dan antar transponder diberi jarak (guard band) sebesar 4 MHz. Transponder inilah yang dijadikan jalur oleh stasiun bumi untuk transmit dan receive sinyal. Jadi dengan pembagian transponder itu setiap stasiun bumi tidak akan bertabrakan dalam memancarkan dan menerima sinyal dari satelit. Perangkat Radio Frekuensi C-Band Dalam system komunikasi satelit terhadap koneksi jaringan VSAT (Very Small Aperture Terminal)terdapat perangkat RF (Radio Frequency) sebagai penunjang terjadinya komunikasi antar perangkat yaitu berupa: Antenna, LNB, HPA( BUC), dan Codec (Encoder Decoder). Pada sisi Tx modulator dan sisi Rx demodulator sebagai menerima sinyal dari stasiun Broadcast utama. Dalam hal ini seluruh perangkat yang berkenaan dengan DVB-S sebagai media transmisi akan menggunakan frekuensi C-Band pada transponder di satelit-nya dengan range frekuensi adalah 5.850–6725 GHZ, sedangkan perangkat IF (Intermediate Frequency) akan menggunakan frekuensi L-band range frekuensinya adalah 0.950 – 2.015 GHz. Radio frekuensi unit (BUC) BUC/HPA yaitu perangkat outdoor yang berfungsi untuk memperkuat daya sehingga sinyal dapat dipancarkan pada jarak yang jauh. BUC/HPA ini merupakan penguat akhir dalam rangkaian sisi pancar (transmit side) yang merupakan penguat daya frekuensi sangat tinggi dalam orde Giga Hertz. Tujuan penggunaan SSPA (Solid State Power Amplifier) adalah untuk memperkuat sinyal RF pancar pada band frekuensi 5,850 GHz sampai dengan 6,725 GHz dari Ground Communication Equipment (GCE) pada suatu level tertentu yang jika digabungkan dengan gain antena akan menghasilkan daya pancar (EIRP) yang dikehendaki ke satelit. Gain antenna VSAT uplink Gain atau penguat adalah Pembanding antara daya pancar suatu antena terhadap antena referensinya hal ini berlaku untuk baik antena yang di stasiun utama maupun antena di stasiun relay. Persamaan untuk antena parabolic adalah sebagai berikut; G = 10 log

4

69


Halaman 67-78

ISSN 1410-8682

dimana : η = Efesiensi Antenna = 0.65 d = Diameter Antenna (m) c = Kecepatan cahaya f = frekuensi (GHz) λ = Panjang Gelombang EIRP (Effective Isotropic Radiated Power) EIRP digunakan untuk menyatakan daya penerima dari stasiun bumi atau satelit. Stasiun bumi dilambangkan dengan EIRPSB yang mempunyai persamaan sebagai berikut : EIRP

.

Atau secara logaritmis dapat ditulis sebagai berikut : EIRP

!"

#

dimana : PT = Daya pancar sinyal carrier pada feeder antena pemancar (dBW). GT = Gain antena pemancar (dBi). Sedangkan pada perhitungan ERPagar mengetahui kebutuhan daya pancar frekuensi UHF dengan menggunakan persamaan sebagai berikut : P$ = P%& − G()* + 32.5 + 20 log D + 20 logF dimana : Pfs Po Gant Tx F D

= Level Field Strength dalam satuan dB. = Power Output pemancar dalam satuan dBm. = Gain antena pemancar dalam satuan dB. = Frekuensi UHF(MHz). =Jarak pemancar dengan penerima (Km).

Sehingga dapat dihitung daya pancar di antena terrestrial dengan persamaan ; ERP = PT + GT − Lc dimana : PT =Power Transmit (Watt). GT = (Gain Antena Pemancar EIRP (dBi)) 16 + 2.15 dB = 18.5 dB. Lc = (redaman sinyal dikabel penghubungantara pemancar dan antena, dalam dB) = 0.9 dB. Low Noise Block (LNB) LNB adalah perangkat outdoor yang berfungsi memberikan penguatan terhadap sinyal yang datang dari satelit melalui antena dengan noise yang cukup rendah dan bandwidth yang lebar (500 MHz). Untuk dapat memberikan sensitivitas penerimaan yang baik, maka LNB harus noise temperatur yang rendah dan mempunyai penguatan/gain yang cukup tinggi (Gain LNB = 60 dB). LNB harus sanggup bekerja pada band frekuensi antara 3,4 GHz sampai dengan 4,2 GHz (bandwidth-nya 1000 MHz). Media transmisi (cabling) Media transmisi adalah kabel IFL dan RF dimana kabel tersebut harus mempunyai nilai redaman yang rendah (Loss Cable) adapun kabel yang akan digunakan adalah sebagai berikut : − Kabel IFL menggunakan Belden Tipe 9292/75 ohm diperuntukkan untuk kabel penerima sinyal (Rx) dengan range frekuensi 1 MHz–2 GHZ dan nilai redamaan di frekuensi 1 GHz 4.3 db/100 ft. − Kabel RF menggunakan kabel wave guide dengan tipe EW63 50 ohm dipergunakan untuktransmit (Tx) dengan range frekuensi 5.925 GHz – 7.125 GHz dan nilai redaman di

70


Halaman 67-78

ISSN 1410-8682

frekuensi 6.3 GHz 4.6/100 ft. Hal ini bertujuan untuk mengoptimalkan kinerja dari perangkat yang digunakan. FEC (Forward Error Correction), EbNo dan BER FEC atau Forward Error Correctionadalah metode pengontrolan kesalahan yang menggunakan penambahan bit pada transmisi sinyal, Sehingga bila mana terjadi kesalahan pada saat pengiriman nantinya diakhir pengiriman kesalahan tersebut akan dapat diperbaiki. Metode ini menambahkan bit parity ke dalam bit data, penambahan ini bertujuan untuk perlindungan terhadap kesalahan transmisi, FEC ini berhubungan dengan BER, diamana BER besar kemungkinan error yang menentukan kinerja suatu modulator digital. Nilai BER merupakan fungsi dari energi tiap bit informasi to Noise Ratio (Eb/No), dimana Eb/No adalah hasil perkalian dari carrier to Noise (C/N) dan Bandwidth to bit ratio atau dapat ditulis sebagai berikut : BER = f Eb⁄No Eb/No = C/N . BW/R Beberapa nilai FEC yang digunakan dalam link budget VSAT adalah 5/6 pada modulasi 8PSK. Modulasi 8PSK Eight-PSK (8-PSK) merupakan teknik Mary encoding dimana M = 8. Dengan modulator 8PSK akan menghasilkan delapan perbedaan phase output. Untuk menghasilkan delapan phase output yang berbeda, maka diperlukan pengelompokan 3 bit input yang dinamakan tribits (23 = 8). Tiap simbol dari modulasi 8PSK berisi 3 bit binary.

GAMBAR 2. Konselarsi modulasi 8PSK untuk databinari.

Sebagai catatan, bahwa 3 bit kode pada phase yang berdekatan mempunyai perbedaan hanya satu bit yang berbeda. Gambar berikut menunjukkan konstelasi 8-PSK. Maka kondisi input yang mungkin adalah tribit 001, 010, 011, 100, 101, 110, dan 111 Setiap tribit (tiga) bit code menghasilkan satu dari delapan output phase yang dihasilkan. Alokasi spektrum frekuensi radio dan perencanaan pita untuk penyiaran (broadcasting services) di Indonesia dilakukan pada tingkat internasional (ITU), regional(Asia-Pacific Broadcasting Union, ABU) dan bilateral.Penyiaran biasanya memiliki pemancar berdaya pancar tinggi dan cakupan yang relatif luas.Oleh karena itu penggunaan spektrum memerlukan perencanaan pemetaan distribusi kanal frekuensi radio (master plan) serta koordinasi erat dengan negara tetangga di daerah perbatasan. Pita frekuensi radio televisi yang digunakan untuk keperluan penyiaran terestrial. Di Indonesia, sampai saat ini masih digunakan TV analog. Standar TV analog yang digunakan untuk VHF adalah PAL-B.Sedangkan standar untuk UHF adalah PALG.Bandwidth VHF (PAL-B) adalah 7 MHz, sedangkan Bandwidth UHF (PAL-G) adalah 8 MHz.

PERANCANGAN DVB-S SYSTEM Infrastruktur Keseluruhan Sistem Perancangan Dalam stasiun utama broadcast televisi harus memperhatikan beberapa spesifikasi perangkatperangkat yang ada di Hub untuk menunjang kelancaran suatu penyiaran, diantaranya adalah

71


Halaman 67-78

ISSN 1410-8682

spesifikasi perangkat Indoor dan perangkat outdoor. Hal sangat menentukan hasil dan mutu sebuah penyiaran televisi yang semakin kompetitif.

GAMBAR 3. Diagram blok sistem DVB-S dan terrestrial.

Infrastruktur sistem DVB-S Dalam sistem DVB-S menggunakan perangkat yang mendukung dalam proses uplink dan downlink sesuai dengan infrastruktur yang terdapat pada sistem DVB-S tersebut.

GAMBAR 4. Diagram blok DVB-S.

Transmitter satelit (BUC) Fungsi BUC adalah Menghantarkan sinyal frekuensi ke satelit dengan integrated Power Amplifier atau sering disebut sebagai transmitter yang memeliki daya kemampuan bervariasi yaitu 2–watt.

72


Halaman 67-78

ISSN 1410-8682

Range frekuensi-nya adalah 5.850 GHz–6.425 GHz (StandardC-band), untuk perncanaan ini akan menggunakan BUC dengn kemampuan 50 watt. Spesifikasi BUC: Parameter Merk Type BUC L.O Gain Gain Control Range Range Frequency Spurious Power Supply

Spesifikasi : AMPLUS : 9334 series : 7675MHz : 77 dB : 20 dB : 5850-6425 GHz : PAL, NTSC, SECAM : 220 VAC

Antenna stasiun utama VSAT 4.5 meter VSAT adalah sering di sebut SBK (Stasiun Bumi Kecil), Ini merupakan terminal transmit dan receive informasi sinyal data dari satelit. Adapun diamater antenna dari 0.6 meter sampai > 9 meter tentunya dengan gain antenna yang berbeda. Dalam perecanaan ini akan di gambarkan diameter antenna 4.5 meter dengan gain antenna Tx 47.3 dB dan range frekuensi uplink (TX) 5– 6 GHz. Dan downlink (RX) 3-4 GHz. LNB (Low Noise Block) LNB ada 2 jenis yaitu LNB PLL dan LNB DRO Perbedaanya adalah hanya frekuensi stability atau pergeseran frekuensi dimana LNB bekerja untuk LNB PLL +/- 10 KHz, LNB DRO +/- 500 KHz Fungsi LNB adalah menerima sinyal informasi satelite yang di terima sebuah antenna dengan system gain yang dimiliki LNB (60–65dB) yang nantinya di teruskan modem satellite (perubahaan sinyal analog ke digital) range frekuensi 3.4 GHz –4.2 GHz (Standart C-band) selain LO, BUC, LNB juga ada nilai LO-nya yaitu 5.150 GHz, dengan frekuensi output 950 – 1750 MHz. Antenna relay VSAT 3.7 meter Antena stasiun relay yang digunakan mempunyai diamter 3.7 meter sehingga mudah dipasang dan dipindahkan sesuai dengan keinginan TV daerah. Pada antena terdapatprimary feed horn yang terbuat dari bean synthesizedhorn dan OMT. Peralatan ini ada pada fokus pemantul dihubungkan dengan LNB yang berfungsi sebagai untuk transmisi simultan dan penerima sinyal.

GAMBAR 5. Coverage area layanan siaran TV UHF kota Jabodetabek

Perancangan Sistem untuk DVB–S Dalam suatu pengiriman video untuk penyiaran televisi satelit tidak terlepas dari suatu perhitungan diantara adalah Perhitungan link budget.Dengan DVB-S link VSAT dikatakan 73


Halaman 67-78

ISSN 1410-8682

bekerja secara optimal jika parameter kinerjanya sesuai standard. Untuk kerja TV Uplink melalui media VSAT metode ini di tentukan oleh parameter Energy IsotropicRadiated Power (EIRP), Carrier to Noise(C/N), Penggunaan Daya dan Badwidth, Gain antenna, dan penggunaan Modulasi. Hal ini di maksudkan untuk menilai dan menganalisa kelayakan kualitas link transmisi satelit tersebut. Hasil akhir perhitungan akan memperlihatkan presentase daya dan bandwidth yang digunakan oleh sistem tersebut, serta pengaruh parameter yang dipakai agar didapat kualitas link yang paling maksimum dalam suatu pengiriman data pengiriman sinyal. Adapun beberapa karakteristik spesifikasi perangkat dalam proses penyiaran untuk TV analog sebagai berikut : Antena omni directional Antena Omni Directional adalah merupakan bagian dari perangkat pemancar.Berfungsi mengkonversi daya listrik dari pemancar menjadi daya medan elektromagnetis di udara bebas. Antena dihubungkan dengan kabel ke pemancarnya. Parameter Merk Type Frequency Range PowerRating/ panel

Spesifikasi : JUMRO : JUHD, JUVH : 470-860 MHz : 2.5 kW

Impedance

: 50 ohm

Pemancar UHF Sistem pemancar yang dimiliki stasiun penyiaran, harus mampu melayani wilayah layanan yang telah ditetapkan oleh Ditjen.Postel dan tidak me-lampauinya, serta spesifikasi lainnya yang sudah ditetapkan.Radio frekuensi penyelenggara telekomunikasi khusus untuk keperluan televisi siaran analog pada pita Ultra High Frequency (UHF).Spesifikasi umum sebagai berikut: Parameter

Spesifikasi

Merk

: Electrosys

Type

:-

Frequency Range

: 470-870 MHz

Capacity Op Pwr

: 70 kW max

Power Supply

: 220 VAC

ANALISA DAN PEMBAHASAN Perhitungan Link Budget Satelit Untuk mengetahui kualitas perangkat pada perancangan sistem DVB-S maka dapat dianalisa dengan cara perhitungan hasil dari link budget di stasiun bumi utama dan stasiun penerima. Perhitungan link budget stasiun bumi utama (Tx/Rx) Dari karakteristik spesifikasi perangkat dapat dihitung hasil link budget untuk mengetahui kinerja dan kualitas dari link VSAT proses analisis dari perhitungan link budget adalah sebagai berikut : diketahui : IR (Informasi Bit Rate )= 6.000 kbps FEC (Forward Error Correction) 6 = 5⁄6 µ=3 α Roll Of Factor = 0.2 ditanyakan :Bandwith Maka dicari terlebih dahulu Transmit Rate (TR) dengan persamaan : 74


Halaman 67-78

ISSN 1410-8682

DE

TR = . FGH 6.000 = 7.228.9 kbps = 5/6 Jadi nilai Bandwith adalah : IR µ 7.22 = 1 + 0.2 3 = 1.2 2.409.6 = 2.891.52 KHz = 3 MHz

B = 1 + α

Perhitungan Gain Antenna Perhitungan antena di stasiun Bumi (VSAT ) dengan menggunakan persamaan : G = 10 log

PπQη λR

dimana : D (diameter antena)= 4.5 m; r = 2.25 m A (Luas antena) = . U = 15.89625 C 3. 10W λ = , f = 6.265 GHz = = 0.074 f 6.265. 10X (Efesiensi antena) = 65% = 0.65 4 3.14 15.89625 0.65 GTx = 10 log [ ] 0.047 0.047 129.776985 = 10 log [ ] 0.002209 = 10 log 58749.2 = 47.69 dB Jadi GRx: D(diameter antena = 4.5 m ; r = 2.25 m A(Luas antena)= . U = 15.89625 3. 10W C = 0.074 λ = , f = 4.040 GHz = f 4.040. 10X (Efesiensi antenna) = 65% = 0.65 4 3.14 15.89625 0.65 GTx = 10 log [ ] 0.074 0.074 129.776985 = 10 log [ ] 0.005476 = 10 log 23699.23 = 43.74 dB Perhitungan EIRP (Effective Isotropic Radiated Power) Setelah gain antena dicari maka dapat dihitung EIRP stasiun bumi di link VSAT dengan menggunakan persamaan : EIRP SB = 10 log PT + GTx EIRP SB = 10 log 50 Watt + 47.69 EIRP SB = 16.98 + 47.69 EIRP SB = 64.67 dBW Dari Hasil Analisa Perhitungan di bagian satelit maka dapat dicari nilai RSL dan Fade Margin threshold input level minimum adalah -65d Bm pada perangkat, maka RSL yang didapatkan yaitu : EIRP = PTx + GTx − LTx dimana : PTx = _`abU cUdefghi ∶ 50 Watt = 16.98 dBW 75


Halaman 67-78

ISSN 1410-8682

GTx = kdhe cUdefghi ∶ 47.69 dB LTx = l`ff Kabel Transmit ∶ 8 dB LRx = l`ff Kabel pbqbhrb ∶ 10 dB PerhitunganCarrier to Noise (C/N) Perhitungan Redaman Ruang bebas (Path Loss Lfs) arah uplink dapat dihitung dengan menggunakan persamaan : LFS dB = 95.45 + 20 log Fu + 20 log du LFS dB = 95.45 + 20 log 6.265 + 20 log 36.000 LFS dB = 95.45 + 91.21 + 15.93 LFS dB = 199.5 dB Perhitungan Figure of merit G/T (dB/ºK) Stasiun Bumi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan, G/T yang akan dihitung dibawah adalah G/T perangkat sisi Jakarta , yaitu sebagai berikut : G/T dB/°K = 10 log GRx − 10 log T G/T dB/°K = 10 log 43.74 − 10 log 25.9 G/T dB/°K = 16.40 − 14.13 G/T dB/°K = 2.27 dB Perhitungan C⁄NUp dB adalah ∶ C⁄N Up dB = EIRP SB − Lfs + Lrain + Lsat − Lant + G⁄T − K − 10 log B C⁄N Up dB = 60.67 − 199.5 + 2.63 + 0.5 − 1.5 + 1 − −2.28.6 − 10 log 3. 10w Hz C⁄N Up dB = 60.67 − 204.13 + 228.6 − 64.7 C⁄N Up dB = 60.67 − 204.13 + 164.9 C⁄N Up dB = 60.67 − 39.23 C⁄N Up dB = 25.44 dB EIRPpbqbhrbx = 10 log PT + GRx = 10 log 50 Watt + 43.74 = 16.98 + 43.74 = 60.72 dBW Jadi (C/N) Down (dB) adalah : C⁄Nye dB = EIRP Rx − Lfs + Lrain + Lsat − Lant + G⁄T − K − 10 log B C⁄Nye C⁄Nye C⁄Nye C⁄Nye C⁄Nye

dB dB dB dB dB

= 60.67 − 199.5 + 2.44 + 0.5 − 1.5 + 2.27 + 2.28.6 − 10 log 3. 10w Hz = 60.67 − 203.94 + 230.87 − 64.7 = 60.67 − 204.13 + 166.17 = 60.67 − 37.96 = 22.76 dB

Sehingga dapat dilakukan perhitungan (C/N)Total dengan menggunakan persamaan yaitu sebagai berikut : C⁄N Total = C⁄N

z

C⁄N Total = 10 log

Up + C⁄N

z

Down

1 C ⁄N

z

Up + C⁄N

z

Down

1

= 10 log

+

|PP⁄

}w⁄

1

= 10 log |P.P

+

}.w

1 = 10 log 0.039 + 0.0043 = 10 log 122 = 20.86 dB

76


Halaman 67-78

ISSN 1410-8682

Perhitungan Link Budget Stasiun Penerima Perhitungan Gain antena di kota Surabaya pada stasiun relay dengan menggunakan persamaan : G = 10 log

4πAη

dimana : D(diameter antena)= 3.7 m; r= 1.85 m A(Luas antena) = . U = 10.74665

C 3. 10W λ = , f = 4.040 GHz = = 0.074 f 4.040. 10X η(Efesiensi antena)= 65% = 0.65 4 3.14 10.74665 0.65 GTx = 10 log [ ] 0.074 0.074 87.7356506 = 10 log [ ] 0.005476 = 10 log 16021.85 = 43.91 dB Perhitungan EIRP (Effective Isotropic Radiated Power) Receive. Setelah Gain antena dicari maka dapat dihitung EIRP receive dengan menggunakan persamaan : EIRP SB = 10 log PT + GRx EIRP SB = 10 log 50 Watt + 43.91 EIRP SB = 16.98 + 43.91 EIRP SB = 60.89 dBW Perhitungan Redaman Ruang bebas (Path Loss Lfs) arah uplink dapat dihitung dengan menggunakan persamaan : LFS LFS LFS LFS

dB dB dB dB

= 92.45 + 20 log Fd + 20 log dd = 92.45 + 20 log 4.040 + 20 log 36.573 = 92.45 + 12.12 + 91.26 = 195.83 dB

Perhitungan Figure of merit G/T (dB/ºK) Stasiun Relay dapat dihitung dengan menggunakan persamaan, G/T yang akan dihitung dibawah adalah G/T perangkat sisi Surabaya, yaitu sebagai berikut : G/T G/T G/T G/T

dB/°K dB/°K dB/°K dB/°K

= 10 log GRx − 10 log T = 10 log 43.91 − 10 log 24 = 16.42 − 13.80 = 2.62 dB

Perhitungan (C/N)Down (dB) C⁄Nye C⁄Nye C⁄Nye C⁄Nye C⁄Nye

dB dB dB dB dB

= EIRP Sby − Lfs + Lrain + Lsat − Lant + G⁄T − K − 10 log B = 60.89 − 199.83 + 2 + 0.5 + 1 + 2.62 − −2.28.6 − 10 log 3. 10w Hz = 60.89 − 199.33 + 230.86 − 64.7 = 60.89 − 33.17 = 27.72 dB TABEL 1. Kanal frekuensi band TV

Pita Frekuensi

Batas Frekuensi (MHz)

VHF Band I VHF Band III UHF Band IV & V

I 54 – 68 174 – 230 478 – 806 8

Bandwidth Saluran (MHz) 7 7 8

Nomor Saluran 2 dan 3 4 s/d 11 22 s/d 62

Perhitungan Daya Pancar Antena Terestrial (Area Jabodetabek) 77

Jumlah Saluran 2 8 41


Halaman 67-78

ISSN 1410-8682

Pada area Jakarta perlu diketahui perhitungan ERP agar mengetahui daya pancar Kebutuhan daya pancar frekuensi UHF dengan menggunakan persamaan sebagai berikut : Po = P%&z G()* + 32.5 + 20 log D + 20 log F Dimana : Pfs = Level Field Strength dalam satuan dBm. Po = Power Output pemancar dalam satuan dBm. Gant Tx = Gain antenna pemancar dalam satuan dB. F = Frekuensi UHF (MHz). D = Jarak pemancar dengan penerima (Km). Diketahui : Jarak pemancar dengan antenna penerima= 50 dalam satuan Km antara pemancar dan penerima tidak ada halanga /obstacle. Ketinggian pemancar = 200 m. Frekuensi UHF = 500Mhz. Pfs = Field strength untuk UHF = 65dBuV/m = -42 dBm/Z = 50 Ohm. Gant = Gain antena = 16 dB, dan Po = power output pemancar. Po = P%& z G()* + 32.5 + 20 log D + 20 log F Po = −42 − 16 + 32.5 + 20 log 50 + 20 log 500 Po = 62.44 dBm = 1.75 KW Jadi dari hasil Power Transmit maka dapat dihitung ERP yaitu dengan persamaan : ERP = PT + GT − LC dimana : PT (Power Transmit) = 1753.9 (Watt). GT (Gain Antena Pemancar EIRP (dBi)) = 16 + 2.15 dB = 18.5 dB. Lc (redaman sinyaldikabel penghubungantara pemancar danantena,dalam dB)= 0.9 dB. Jadi ERP = PT + GT − LC ERP = 1753.9 + 18.5 − 0.9 = 1.77 Watt

KESIMPULAN Sistem transmisi sinyal DVB-S merupakan pilihan terbaik di Indonesia mengingat negara kepulauan dengan area yang cukup luas. Dengan menggunakan transmisi sinyal DVB-S, bandwith yang dialihkan menjadi lebih kecil dibandingkan dengan transmisi sinyal analog, sehingga menghemat dalam sewa bandwith satelit.

DAFTAR PUSTAKA [1]. Ha.Tri T., "Digital Sateliite Communication", McGraw Hill., Canada, 1990. [2]. Pamungkas, Wahyu, “Diktat Kuliah Komunikasi Satelit”, [3]. ABE Elettronica S.p.A, “Broadcast Engineer’s Hanbooks , Digital TV Broadcasting Hanbooks” http://www.rtibroadcast.com/pdf/Handbook.pdf, 23.07.2013. [4]. Federal Communications Commission Office of Engineering a Technology Laboratory Division Public Draft Review,”Guidelines for Determining the Effective Radiated Power (ERP) and Equivalent Isotropically Radiate Power (EIRP)of a RF Transmitting System Short”, https://apps.fcc.gov/eas/comments/getpublishedDocument.html, 20.08.2013. [5]. Journal UI, Parlindungan “ Analisis Tahapan Optimalisasi Link VSAT Metode Akses SCPC Studi Kasus Telkomsel MSC Jayapura–BSC Maurake ”,Depok, 2008. [6]. Nugroho, Dudi,“Jaringan Telekomunikasi”, http://mercubuana.ac.id/MODUL1-SISKOM II.pdf, 4.09.2013. [7]. Watkinson, John, “The Engineer’s Guide to Decoding & Encoding, Snell & Wilcox Ltd”, Hampshire England,1994 78


Halaman 79-86

ISSN 1410-8682

Rancang Bangun Kompor Tenaga Surya Berdiameter 191 Cm Masyhudi, Basori, Asmawi Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik dan Sains, Universitas Nasional, Jakarta [email protected] ABSTRAK. Semakin berkurangnya cadangan sumber energi yang dgunkan sebgai sumber kegiatan indrusti maupun rumah tangga, seperti gas bumi, minyak bumi, batubara dan lainnya menjadikan harga energi terus maningkat, sehingga cost yang dikeluarkan untuk biaya produksi menjadi tinggi. Hal ini menuntut kita untuk segera mencari sumber energi alternativ sebagai ganti sumber energi yang terus berkurang dan menipis. Energi yang paling besar dialam raya ini adalah energi matahari, secara nyata energi inimempunyai peranan yang sangat besar bagi kehidupan dibumi. Untuk mengatasi masalah tersebut maka dikembangkan kompor tenaga surya yang bertujuan mangubah sinar matahari menjadi sumber energi panas yang berguna bagi kehidupan dan sebagai pengganti sumber energi yang semakain berkuran. Hasil rancang bangun ini memilki spesifikasi untuk rangka panjangnya 193 cd, lebar 150 cm, tinggi 150 cm dan untuk reflektor bediameter sebesar 191 cm, kecil 28.6 cm, kelengkungan jari-jari 27.7 cm, titik fokus 55.5 cm. pada lengan beban terjadi gaya sebesar 23.25 kg dan σ t= 10,475 KN/mm2, bahan plat baja St 37, beban pada pen 23.25 kg dan σ tg = 9.25 N/mm2 , bahan baut M12 dan beban pada tempat benda uji diasumsikan 10kg, τ = 941 N/mm2 bahan besi cor kelabu Fc 20. Dengan dimensi seperti diatas alat ni mampu memanaskan air 4lt dan mendidih dalam waktu 1 jam pada cuaca cerah. Sehingga alat ini layak digunakan untuk keperluan memasak. Kata Kunci : rancang bangun, kompor tenaga surya, titik fokus, besi cor.

PENDAHULUAN Semakin berkurangnya cadangan sumber energi yang dgunkan sebgai sumber kegiatan indrusti maupun rumah tangga, seperti gas bumi, minyak bumi, batubara dan lainnya menjadikan harga energi terus maningkat, sehingga cost yang dikeluarkan untuk biaya produksi menjadi tinggi. Hal ini menuntut kita untuk segera mencari sumber energi alternative sebagai ganti sumber energi yang terus berkurang Menurut salah satu perkiraan, inti surya yang merupakan suatu tungku termonuklir bersuhu 100.000.000oC, tiap detik menkonversi 5 ton materi manjadi energi yang dipancarkan keangkasa luas sebanyak 6,41 x 107 W/m2. Dengan jari-jari matahari 6,96x105 km dan jarak rata-rata kebumi sekitar1,496 x 108. Arus energi yang memasuki atmosfer bumi dengan kepadatan yang diperkirakan sebesar antara 1 sampai 1,4 kW/M2 dengan arah tegak lurus terhadap poros sinar. Dari jumlah tersebut, 34% dipantulkan kembali keruang angkasa, 19% diserap atmosfir yaitu oleh komponen-komponen yang terdapat diudaraseperti karbon dioksida(CO2), debu dan awan. Dalam pembuatan kompor tenaga surya ini, hanya memitik beratkan pada perhitungan kontruksi dilakukan dengan metode perhitungan sederhana dengan mengasumsikan gaya yang tejadi konstan tanpa ada pengaruh gaya dari luar, sinar matahari yang diterima material konstruksi diabaikan dan Perancangan konstruksi ini hanya menitik beratkan fabrikasi dengan mempertimbangkan kesederhanaan bentuk, kekuatan dan kemudahan memperoleh bahan dipsaran, pada konstruksi ini menggunakan baja St 37. Tujuan rancang bangunan ini adalah untuk merencanakan dan membuat suatu alat yang mempunyai prinsip kerja menerima atau memantulkan sinar matahari pada satu bidang atau titik fokus yaitu kompor tenaga surya yang meliputi penentuan titik focus dan menghitung kebutuhan bahan konstruksi.

PERENCANAAN PEMBUATAN KOMPOR TENAGA SURYA Identifikasi masalah merupakn tahapanawal dari suatu pemecahan masalah untuk memecahkan masalah itu kita diharuskan berfikir logis dan mampu membuat serta menjalankan rencana . 79


Halaman 79-86

ISSN 1410-8682

Gambar 1. adalah konsep yang dijalankan dalam mencapai titk puncak dari sebuah permasalahan terutama pembuatan kompor tenaga surya ini:

GAMBAR 1. Diagram alir pemecahan masalah

Bahan Dan Dimensi Kompor Tenaga Surya Dalam sebuah perancangan suatu konstruksi mesin, pemilihan bahan merupakan suatu hal yag mutlak dilakkan karena berpengaruh terjadap kualitas alat. Pemilihan bahan yag sesuai dengan kebutuhan juga akanmemaksimalkan kineja alat serta menekan biaya produksi. Kompor tenaga surya yang akan dibuat adalah kompor denagn skala rumah tangga untuk mendidihkan air dengan kapasitas 1 liter per 15 menit. Perencanaan dimensi yang akan dibuat adalah sebgai berikt: • Diameter lingkaran besar = 191 cm • Diameter kecil lingkaran = 28,6 cm • Jumlah jari-jari lengkung = 60 Batang • Tinggi focus = 55,5 cm • Jarak pusat lingkaran atas dan bawah = 27,7 cm

Perhitungan Bahan Lingkaran Besar (Atas) Untuk memperoleh panjang besi beton dengan diameter lingkaran besar yang sesuai dengan perencanaan, yaitu diameter 191 cm dengan cara menghitung keliling lingkaran. K = π .D. K = 3,14.191 ι = 599,74 ≈ 600 cm D = Diameter lingkaran (cm) ι = panjang besi (cm)

GAMBAR 2. Bahan besi cor lingkaran besar.

Setelah didapat panjang dari bahan ini, langkah selanjutnya mencari jarak untuk membuat lubang dudukan pengikat jari-jari alumunium denagn bau, denagn mata bor berdiameter 4 mm

80


Jdb =

Halaman 79-86

ISSN 1410-8682

Kdb 600 ≈ Jdb = = 10 cm Nr 600

Dimana Jdb =jarak lubang untuk dimeter besar Kdb = Kleiling diameter besar ( cm) Nr = Jumlah jari-jari (batang)

GAMBAR 3. Skema bahan yang akan dibor.

Perhitungan Bahan Lingkaran Besar (Bawah) Untuk diperoleh panjang besi beton dengan diameter kecil yang sesuai direncanakan, yaitu diameter 28,6 cm cara menghitung keliling lingkaran K = π .D. K = 3,14.28,6 ι = 89,804 ≈ 90 cm Dimana : K = Keliling lingkran (cm) D = diameter lingkkaran (cm) ι = Panjang besi (cm)

GAMBAR 4. Besi cor bahan lingkaran kecil.

Setelah diddapat panjang dari bahan ini, langkah selanjutnya mencari jarak untuk membuat lubang dudukan pengikat jari-jari alumunium dengan baut, denagn mata bor berdiamater 4 mm Jdb =

Kdb 90 ≈ Jdb = = 15 cm Nr 600

Dimana : Jdb = Jarak lubang untuk dimeter besar Kdb = Kleiling diameter besar ( cm) Nr = Jumlah jari-jari (batang)

GAMBAR 5. Skema bahan yang akan dibor.

Perhitungan Bahan Kaca Media yang dipakai untuk menangkap dan memantulkan cahaya matahari pada reflector kompor tenaga surya ini adalah berupa potongan-potongan lembaran kaca cermin. Kaca cermin ini direncanakan mempunyai tebal 0,3 cm yang mempunyai kekuatan cukup untuk menangkap dan memantulkan cahaya. Jika jarak pusat antara lingkaran atas dan bawah ® 27,7 cm. Maka panjang (lk)kaca dicari:

ικ = π .R ι k = 3,14 . 27,7 ιk = 89,978 ≈ 87 cm 81


Halaman 79-86

ISSN 1410-8682

Ukuran Pemotongan kaca bahan reflektor kompor tenaga surya, yaitu sebagai berikut: Tebal ( t ) = 0,3 cm Jarak lingkranan atas dan bawah = 27,7 cm Panjang (ιk ) = 87 cm = 9,9 cm Lebar atas ( ba) Lebar bawah ( bb) = 1,5 cm Jumlah potongan (Nk) = 17 kepingan Jadi total Keping kaca = Nr x Nk = 60 cm x 17 = 1020 Keping

GAMBAR 6. Skema Pemotongan Kaca.

Menentukan Ketinggian Titik Fokus Untuk mendapatkan titik fokus, agar sinar yang dating terpantul dan terfokus menjadi satu, maka digunakan persamaan

i i 2 1 + = = p q R f Karena jari-jari reflektor membentuk tempereng atau 1/4 lingkaran, maka F=2xR 2 x 27,7 55,4 ≈ 55,5 cm

GAMBAR 7. Tegangan tarik pada lengan beban.

Perhitungan Pada Sistem Pembebanan Komponen-komponen pembebanan pada kmpor tenaga surya yang akan dicari adalah sebagai berikut: − Lengan Beban reflektor − Pen lengan beban reflektor − Tempat benda uji − BEsi penguat lingkaran atas dan bawah

82


Halaman 79-86

ISSN 1410-8682

GAMBAR 8. Skema gaya pada lengan beban.

Perhitungan Lengan Beban F1 = 23,25 Kg ≈ 232,5 N ≈ 232500 KN A= 555 x 40 = 22200mm2 Tegangan tarik pada penampang A-A ( σ 1 ) = (σ1 ) =

F1 A

232500 = 10472 kN/ mm2 ≈ 10,742 N/ mm2 22200

Dalam Pembuatan konstruksi kompor tenaga surya, pen berfungsi sebagai poros penghubung lengan beban reflektor dengan tiang kompor tenaga surya Untuk menentukkan besar beban F1 atau F2.

σt max

8 = 1kg / mm 2 sf 8 Dengan = τ = (0,5 ÷ 0,75). σ

Maka σ 1 =

=

Diambil τ = 0,5.σt = 0,5.1 = 0,5kg / mm2

wtotal 46,5 = = 23,25kg 2 2 4w 4 χ 23,25 d= Maka diameter pen adalah d= πχτ 3,14 χ 0,5 Beban masing-masing pen : W =

d= 7,696 ≈ 8mm

Maka tegangan gesernya yang terjadi pada pen adalah : Tegangan geser τtg =

p = A

P Np

π 2

dan A=1 x

.b2

π 2

b2

Dimana τ tg = tegangan geser (N/ mm2) Ptotal = beban reflektor total (kg) A = luas penapang (mm2) Np = jumlah pen (buah) b = lebar lahan (mm) Tegangan geser : A = 1 x

τ tg =

3,14 2 χ 4 = 25,12mm2 2

232,5 232,5 = = 9,25 N / mm 2 3,14 2 25,12 1. .4 2

BAut yang direncanakan adalah baut standar M12 ( IS 4288 / Pert III 1976 ) dengan angka kekuatan 8,8 dari table, bilangan kekuatan σ t max = 8 kg/mm2 dengan nagka ( Sf)keamana 8, untuk keamann yang cukup.

83


Halaman 79-86

ISSN 1410-8682

GAMBAR 9. Skema tegangan geser pen.

Tempat Benda Uji Pada konstruksi kompor tenaga surya ini, penyangga benda uji berfungsi sebagai tempat untuk meletekkan benda uji yang posisinya tengah dan berada diatas titik focus.karena pada tenaga kompor tenaga surya ini bahan ujinya berupa zat cair (air) dengan berat asumsi berat maksimum (wa) 10 lt = 10 kg. Jika masa air diasumsikan maksimal 10 liter ( Wa)=10 kg

1 1 ΣΜ B = W . − RB . 2 2 ΣΜ B = 10 χ 96,5 − RBχ193 = 0 10 χ 96,5 RB = = 5kg 193 ΣΜ A = W − R A − RB = 0 ΣΜ A = 10 − RB − R A = 0 R A = 10 − 5 R A = 5kg

GAMBAR 10. Skema beban pada tempat benda uji.

Besi Cor Kelabu Penguat Antara Lingkungan Atas dan Bawah Untuk memperkuat pemasangan jari-jari anatar lingkaran atas dan bawah pada rangka reflektor maka dipasang 2 batang besi cor celabu.

GAMBAR 11. Skema rangka reflektor.

84


Halaman 79-86

ISSN 1410-8682

Proses Pembuatan Reflektor. Proses pembuatan kompor tenaga surya dapat dilakukan dengan efektif setelah material dan peralatan tersedia. Lingkaran besar terbuat dari besi beton dengan diameter 1,4 cm dan untuk memperoleh lingkaran diameter sesuai rencana yaitu 191 cm.Untuk menjaga agara tidak terjadi perubahan pada lingkara maka harus dipermanenkan debgan cara dilas busur listrik pada kedua ujungnya. Bahannya sama dengan bahan untuk lingkaran besar hanya saja ukuran diameter yang berbeda yaitu 28,6 cm. Cara pembuatannya sama seperti lingkaran besar. Dan dibagi 60 sehinggga jarak untuk membuat lubang baut antar titik adalah 1,5 cm. Setelah kedua lingkaran terbentuk maka pasang keduannya sehingga membentuk kerangka reflektor dan siap dipasangi jari-jari lingkaran. Dalam pembuatan jari-jari reflektor harus dilakukan dengan ketelitian tinggi, dimana lengkung yang terbuat pada jari-jari reflektor merupkan kondisi yang fatal karena hal ini menyangkut pada keefektifan kompor dalam mentrasnfer energi matahari. Pembuatan jari-jari reflektor dilakukan dengan cara manual hanya menggunakan perlatan kerja bangku, sesuai dengan ukuran yang direncanakan bahan alumunium profil (hollow ), yang mempunyai p = 90, kelengkungan jari-jari dibuat sesuai dengan cetakan dari triflek yamng mana telah disesuaikan memperoleh titik apa pada 55,5 cm dari titik pusat diameter lingkaran.

HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil perencanaan kompor tenaga surya Dengan asumsi dimensi seperti dibawah ini,maka kompor tenaga surya mampu mendidihkan air dengan kapasistas 4 lt/jam Dimensi Kompor tenaga surya: − Diameter lingkaran besar (atas ) = 191 cm − Diameter Lingkatan kecil (bawah ) =28,6 cm − Tinggi titik focus = 55,5 cm − Jarak tengah lingkaran atas dan bawah = 27,7 cm − Jumlah jari-jari = 60 Batang

Hasil perhitungan bahan Diameter lingkaran besar Pada perhitungan ini, untuk mendapatkan panjang bahan pada diameter besar maka diperlukkan besi cor kelabu Fc 20, dengan panjang 600 cm dan diameter 1,4 cm, dengan penentuan jarak lubang untuk baut yaitu 10 cm. Untuk mendapatkan panjang bahan pada diameter kecil maka diperlukkan besi cor kelabu Fc 20, dengan panjang 90 cm dan diameter 1,4 cm, dengan penentuan jarak lubang untuk baut yaitu 1,5 cm. Ukuran dan jumlah pemotongan kaca cermin untuk reflaktor yang befungsi sebagai penangkap dan pemantul cahaya matahari menuju titik fokus. Karena bentuk reflektor tempereng atau ¼ lingkaran maka F=2 x 27,7 = 55,5 cm.

Pada Sistem Pembebanan Besar beban reflactor 46,5 kg, jadi masing-masing lengan,menanggung beban sebesar 23,25 kg dan tengnggan tarik σ 1 = 10,742 N/mm2.Maka dipilih baja St 37 yang mempunyai tegangan tarik sebesar 37 kg/mm2 Besar pen reflektor 46,5kg jadi masing-masing pen, menanggung beban sebesar 23,25 kg dan tegnggan geser τ tg = 9,25 N/mm2. Hasil perhitungan pen didapat baut dengan diameter 8 mm, maka dipilih baut M12 ( IS 4288 / PART III 1976). Jadi pemilihan baut cukup aman. Jika diasunsikan beban tempat benda uji untuk menopang beban uji (air )seberat 10 lt ≈ 10 kg, maka beban yang ditanggung pada masing-masing penyangga adalah sebesar 5 kg dan besar

85


Halaman 79-86

ISSN 1410-8682

tegangan lengkung σ b =491 N/mm2. Pemilihan bahan memakai besi cor kelabu Fc 20. jadi pemilihan bahan aman Untuk memperkuat rangka reflektor antara lingkungan besar dan lingkungan kecil, maka dipasang 2 batang besi cor kelabu yang mengalami teganggan tarik 5 kg /mm2. Rangka ini berguna untuk menopang beban reflektor dan benda uji. Diasumsikan benda uji tidak melebihi 5 kg, karena terdapat dua tiang penopang, maka pemilihan bahan rangka memakai besi baja St 37 yang mempunyai kekuatan tarik 37 kg/mm2, dan kekuatan las diabaikan, jadi untuk menopang konstruksi kompor tenaga surya cukup aman.

KESIMPULAN Berdasarkan pengolahan dan pengkajian data rancang bangun kompor tenaga surya, maka dapat disimpulkan: − Rangka kompor tenaga surya mempunyai spesifikasi panjang : 193 cm, lebar : 150 cm, tinggi 150 cm dan rangka terbuat dari baja St 37. − Reflektor kompor tenaga surya mempunyai spesifikasi diameter besar 191 cm, diameter kecil 28,6 cm, kecekungan reflektor 27,7 cm, tinggi titik focus 55,5 cm − Bahan ragka reflektor untuk diameter besar panjangnya 600 cm, diameter kecil 90 cm dengan diameter 1,4 cm menggunkan besi cor kelabu Fc 20. − Kaca reflektor dengan panjang 87 cm, lebar atas 9,9 cm, lebar bawah 1,5 cm, tebal 0,3 cm dan jumlahnya 1020 keping kaca.

1 " χ " (1.2 x 2.5cm ) Panjang 90 cm x 60 2

−

Jari-jari reflektor menggunakan alumunium hallow

−

Batang = 5400 cm. Lengan beban dipilih bahan baja St 37 untuk mengangkat beban 23,25 kg dan

σt t = 10,475KN/mm2 −

Pen dipilih baut M12 untuk mengangkat beban reflektor 23,25 kg dan τ tg = 9,25 N/mm2

− Untuk tempat benda uji dipakai bahan besi cor Fc 20, yang mampu mengangkat beban 5 kg dan σ b =491 N/mm2, pemilihan bahan aman.

DAFTAR PUSTAKA [1] [2] [3] [4] [5] [6]

[7]

Minto, kompor tenaga Surya, Cv.Aneka, Solo, 2003 Khurmi, RS Dan J.K Gupta, A Text Book Of Machine Design, Eurasia Plublishing House, New Dehli, 1982. T, Gunawan Dan Margaret S, Mekanika Teknik 2, Delta Teknik Group, Jakarta, 2002. Surdia, T dan S. Saito, Pengetahuan Bahan Teknik, Pradnya Paramita, Jakarta, 1992. Khurni, RS, Applied Mechanics And Strenght Of Materials, Nirja Constructions And Development Co, New Delhi, 1983. Zainun Achmad, IR, MSC, Elemen Mesin Satu, Reflika Aditama, Bandung,1999. Abdul Kadir, Prof. Ir,Energi Sumber Daya Inovasi Potensi Ekonomi,Universitas Indonesia, UI Press, 1987.

86

Petunjuk Penulisan Artikel

Judul huruf besar disetiap kata awal/The Title Goes Here With Each Initial Letter Capitalized 1,2

First Author, 1Next Author & 2Last Author

1

Author Affiliation(use complete postal addresses) Add e-mail address of corresponding author 2 Co Autor Affiliations(use complete postal addresses) Add e-mail address of corresponding author Abstract. Do not replace the word “abstract,” but do replace the reset of this text. If you must insert a hard line break, please use Shift+Enter rather than just tapping your "Enter" key. You may want to print this page and refer to it as a style sample before you begin working on your paper. Use 10 pt Times font for body of the text with one spacing between lines, and 12 pt spacing for the next heading. Left and right indent 0.5cm. Maximum length 200 words. Keywords: Enter Keywords here. PACS: Replace this text with PACS numbers; choose from this list: http://www.aip.org/pacs/index.html

INTRODUCTION The first Heading of your manuscript must use the style “INTRODUCTION.” Otherwise, your paragraph spacing will be off [1].

First Level Heading (Heading 1) This is the standard font and layout for the individual paragraphs. The style is called "Paragraph." Replace this text with your text. The "Enter" key will take you to a new paragraph [2]. If you need to insert a hard line break within the paragraph, please use Shift+Enter, rather than just tapping the "Enter" key.

Second Level Heading (Heading 2) With Each Initial Letter Figure 1 REPLACE THIS TEXT WITH FIGURE GRAPHIC FIGURE 1. This is the Style for Figure Captions. Center this if it doesn’t run for more than one line.

Mathematical Formulation

d F1   SAm 2 cos  . d 2

(1)

Figures and Tables TABLE 1. Type Table Name Here. To remove this placeholder, choose the “AIP” menu and select “Delete Current Single Column Section.” Column Header Goes Column Header Goes Column Header Goes Column Header Goes Here Here Here Here Row Name Goes Here x x x Row Name Goes Here x x x Row Name Goes Here x x x

Acknowledgments If necessary you can type your acknowledgement here.

References [1]

M. P. Brown and K. Austin, The New Physique, Publisher City: Publisher Name, 2005, pp. 25-30.

Perancangan Sistem Transmisi Sinyal DVB-S dan Terestrial UHF

Recommend Documents