PROYEK AKHIR PEMBUATAN ANTENA WAJANBOLIC. Molin Adiyanto NRP Dosen Pembimbing : Ir. Budi Aswoyo, MT NIP

PROYEK AKHIR

PEMBUATAN ANTENA WAJANBOLIC

Molin Adiyanto NRP. 7405 030 025

Dosen Pembimbing : Ir. Budi Aswoyo, MT NIP. 131 843 379 Idris Winarno, S.ST

JURUSAN TEKNOLOGI INFORMASI POLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURABAYA INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2008

1

PROYEK AKHIR

PEMBUATAN ANTENA WAJANBOLIC

Molin Adiyanto NRP. 7405.030.025

Dosen Pembimbing : Ir. Budi Aswoyo, MT NIP. 131 843 379 Idris Winarno, S.ST

JURUSAN TEKNOLOGI INFORMASI POLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURABAYA INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2008

PEMBUATAN ANTENA WAJANBOLIC Oleh : MOLIN ADIYANTO 7405 030 025 Proyek Akhir ini Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Ahli Madya (A.Md) di Politeknik Elektronika Negeri Surabaya Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya Disetujui Oleh : Tim Penguji Proyek Akhir Dosen Pembimbing

1. Arna Fariza, S.Kom, M.Kom NIP. 132 233 198

1. Ir. Budi Aswoyo, MT NIP. 131 843 379

2. Setiawardhana, S.T. NIP. 132 310 243

2. Idris Winarno, S.ST.

3. Fernando Ardilla, S. ST

Mengetahui : Ketua Jurusan Teknologi Informasi

Arna Fariza, S.Kom, M.Kom NIP. 132 233 198

ii

ABSTRAK Tugas Akhir ini menitik beratkan pada pembuatan antena wajanbolic untuk Line of Sight (LoS) yang bekerja pada frekuensi 2,4 GHz untuk jaringan wireless LAN. Selain itu, antena wajanbolic juga merupakan solusi murah untuk jaringan wireless LAN. Antena wajanbolic dibuat sebanyak 2 macam dengan diameter yang berbeda yaitu 40 cm dan 60 cm. Kemudian dilakukan analisa terhadap pola radiasi, gain, polarisasi, dan directivity. Mengingat selama ini masyarakat hanya mengenal keunggulan antena wajanbolic tanpa mengetahui bukti riil yang ditinjau dari segi keilmuan. Sesuai dengan nama antena wajanbolic, antena ini menggunakan reflektor dari wajan, dengan waveguide dari pipa paralon yang dilapisi dengan lakban alumunium, dan penerima sinyal menggunakan wireless USB adapter. Dari hasil pengukuran dan analisa diperoleh hasil bahwa antena wajanbolic adalah antena directional yang mempunyai keterarahan sinyal. Mempunyai nilai HPBW (Half Power Beam Width) sebesar 21o untuk wajanbolic kecil polarisasi vertikal, 14o untuk polarisasi horisontal, 13o untuk wajanbolic besar polarisasi vertikal, 3o untuk polarisasi horisontal. Mempunyai nilai gain sebesar 16,15 dBi untuk antena wajanbolic kecil dan 24,15 dBi untuk antena wajanbolic besar. Mempunyai polarisasi yang sejajar dengan antena pemancar. Serta mempunyai nilai directivity sebesar 21,4 dB untuk antena wajanbolic kecil dan 30,2 dB untuk antena wajanbolic besar. Kata kunci – Antena wajanbolic, wireless LAN 2,4 GHz, Line of Sight (LoS)

iii

ABSTRACT This Final Project focused in making of wajanbolic antenna for Line of Sight (LoS) which is work at frequency 2.4 GHz for wireless LAN network. Wajanbolic antenna is also as a cheap solution for wireless LAN network. Wajanbolic antenna is made in 2 different of diameters, these are 40 cm and 60 cm. Next step is analyze its radiation pattern, gain, polarization, and directivity. Considering this time public has just known about wajanbolic antenna’s advantages without knowing real evidence based on science side. Appropriate with name wajanbolic antenna, these antenna using reflektor from frying pan, with waveguide from PVC pipe which is layered by tape alumunium, and signal receiver using wireless USB adapter. From the counting and analyzing provideable result that wajanbolic antenna is directional antenna which has signal directedness. Having HPBW (Half Power Beam Width) value in the amount of 21o for little wajanbolic antenna at vertical polarization, 14o at horizontal polarization, 13o for big wajanbolic antenna at vertical polarization, 3o at horizontal polarization. Having gain value in the amount of 16,15 dBi for little wajanbolic antenna and 24,15 dBi for big wajanbolic antenna. Having parallel polarization with transmitter antenna. And also having value of directivity in the amount of 21,4 dB for little wajanbolic antenna and 30,2 dB for big wajanbolic antenna. Keywords – Wajanbolic antenna, wireless LAN 2.4 GHz, Line of Sight (LoS)

iv

KATA PENGANTAR

Syukur alhamdulillah dipanjatkan kepada Allah SWT karena hanya dengan rahmat dan hidayahNya dapat diselesaikan proyek akhir yang berjudul : PEMBUATAN ANTENA WAJANBOLIC Proyek akhir ini dikerjakan berdasarkan pada teori yang pernah didapatkan serta bimbingan dari dosen pembimbing proyek akhir. Proyek akhir ini digunakan sebagai salah satu syarat akademis untuk memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md) di Politeknik Elektronika Negeri Surabaya, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Tentunya masih banyak kekurangan dalam perancangan dan pembuatan buku proyek akhir ini. Oleh karena itu saran dan kritik yang membangun sangat diharapkan. Dan semoga buku ini dapat memberikan manfaaat bagi para mahasiswa Politeknik Elektronika Negeri Surabaya pada umumnya dan dapat memberikan nilai lebih untuk para pembaca pada khususnya. Surabaya, Agustus 2008

Penyusun

v

UCAPAN TERIMA KASIH Alhamdulillah, syukur kehadirat Allah SWT atas segala limpahan nikmatNya. Kami menyadari bahwa terwujudnya proyek akhir ini tidak lepas dari bantuan, bimbingan, doa serta dukungan dari berbagai pihak. Dengan segala kerendahan hati, keikhlasan dan ketulusan, kami ingin menyampaikan ucapan terima kasih dan penghargaaan yang sebesar-besarnya kepada : 1. Ayah dan Ibu, atas segala kasih sayang dan pengorbanan yang diberikan kepada ananda, serta adikku tercinta, Monika Nuraini. 2. Bapak Dr. Titon Dutono, M.Eng, selaku Direktur Politeknik Elektronika Negeri Surabaya Institut Teknologi Sepuluh Nopember. 3. Seluruh staf dosen dan karyawan di Politeknik Elektronika Negeri Surabaya Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Ibu Arna Fariza selaku ketua jurusan Teknologi Informasi, dan semua dosen yang telah memberikan segala ilmu kepada kami. 4. Bapak Ir. Budi Aswoyo, MT, selaku pembimbing I yang telah dengan sabar menuntun dan membimbing kami sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan. 5. Ibu Fitri Setyorini, ST, M.Sc – terimakasih atas judul antena wajanbolicnya, bimbingan dan semuanya, semoga sukses di Jepang. 6. Bapak Idris Winarno, S.ST selaku pembimbing ke II, terimakasih buat bimbingan, dan pinjaman access pointnya. 7. Keluarga Bapak Dodik yang ada di Kediri, atas bantuannya mengerjakan tugas akhir ini dan uji coba ke Poltek Kediri. 8. Keluarga Pak Poh Di, Budhe Wit, Mas Robi & Pak Lek Dumadi atas semua bantuannya. 9. Teman-teman kost di Kalisari Damen 22, Huda (Abaz) atas semuanya, Mas Reza – makasih udah minjemin & bantuin nyolder, Mas Endar – atas bantuan materi antena, Habibi, Mas Andik yang udah nemenin di lab. Dan semuanya, terimakasih.

vi

10. Semua temen-temen kelas D3 IT A ’05, Budi (dan kembarannya) atas semua bantuan dan materi antena juga dan atas semua wisatanya, kapan ke Pacet lagi, Pramitya atas info buku antena wajanbolic (aku doain semoga cepet lulus). 11. Teman-teman D3 IT A ’05, SEMUANYA!!! 12. Temen-temen lab TA IT D4 lantai 2, kapan beli gule maryam lagi? Wisata kuliner selanjutnya ditunggu. 13. Semua teman-teman lab TA Telkom D4 lantai 3, Mas Wildan – terimakasih udah nganterin beli wajan & pinjaman laptopnya, Mbak Kiki dan mbak Cici – temen seperjuangan antena, Mas Yorr – buat tawa ngakak sepanjang hari, dan semua member lab telkom D4 lantai 3 – terima kasih aku udah dibolehkan jadi penyusup di lab kalian. 14. Taufik atas pinjeman bornya 15. Dan semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu – terimakasih banyak atas bantuannya. Semoga Allah SWT senantiasa memberikan balasan yang lebih baik di kemudian hari. Penulis menyadari bahwa “tak ada gading yang tak retak“, demikian juga dalam penyusunan buku proyek akhir ini, saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan. Namun demikian penulis berharap semoga buku ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua.

Surabaya, Agustus 2008

Penyusun

vii

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL .................................................................... i HALAMAN PENGESAHAN .................................................... ii ABSTRAK ................................................................................ iii ABSTRACT .............................................................................. iv KATA PENGANTAR ................................................................ v UCAPAN TERIMA KASIH ..................................................... vi DAFTAR ISI ........................................................................... viii DAFTAR GAMBAR ................................................................. x DAFTAR TABEL ................................................................... xiii BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ................................................................... 1 1.2. Tujuan ................................................................................ 2 1.3. Batasan Masalah ............................................................... 2 1.4. Metodologi ........................................................................ 3 1.5. Sistematika Pembahasan ................................................... 4 BAB II DASAR TEORI 2.1. Umum ................................................................................ 7 2.2. Pengertian Antena ............................................................. 7 2.3. Pengertian Waveguide ...................................................... 9 2.3.1. Karakteristik Waveguide ..................................... 10 2.4. Waveguide Silinder ......................................................... 11 2.4.1. Distribusi Medan Waveguide Silinder ................ 11 2.5. Dominan Mode Waveguide Silinder ............................... 12 2.6. Coupling Untuk Waveguide ........................................... 13 2.7. Pola Radiasi Antena ........................................................ 14 2.8. Polarisasi Antena ............................................................. 17 2.9. Lebar Band Frekuensi ...................................................... 19 2.10. Gain.................................................................................. 20 2.11. Directivity ....................................................................... 20 2.12. Impedansi Input .............................................................. 21 2.13. VSWR ............................................................................. 22 2.14. Antena Wajanbolic .......................................................... 23 2.14.1. Pengertian Antena Wajanbolic............................. 23 2.14.2. Reflektor ............................................................. 29 viii

2.15. Wireless USB Adapter..................................................... 30 2.16. Wireless LAN .................................................................. 31 BAB III PEMBUATAN ANTENA WAJANBOLIC 3.1. Penghitungan .................................................................. 33 3.2. Alat Dan Bahan................................................................ 38 3.3. Pembuatan Antena Wajanbolic ....................................... 39 3.4. Pembuatan Kabel USB Extender ..................................... 46 BAB IV PENGUKURAN PARAMETER ANTENA DAN ANALISA 4.1. Umum .............................................................................. 51 4.2. Persiapan Pengukuran Dan Pengujian ............................. 51 4.3. Pengukuran Pola Radiasi ................................................ 61 4.4. Pengukuran Gain.............................................................. 69 4.5. Polarisasi.......................................................................... 72 4.6. Directivity ........................................................................ 73 4.7. Aplikasi Antena Wajanbolic ............................................ 75 BAB V PENUTUP 5.1. Kesimpulan ...................................................................... 77 5.2. Saran ................................................................................ 77 DAFTAR PUSTAKA ............................................................... 79 LAMPIRAN .............................................................................. 81 RIWAYAT HIDUP ................................................................ 101

ix

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Jenis waveguide .....................................................9 Gambar 2.2 Karakteristik umum waveguide ...........................10 Gambar 2.3 Sistem koordinat silinder .....................................11 Gambar 2.4 Distribusi medan untuk TE11 mode.......................12 Gambar 2.5 Distribusi medan untuk mode TEmn .....................13 Gambar 2.6 Coupling untuk waveguide ..................................14 Gambar 2.7 Dimensi pola radiasi ............................................14 Gambar 2.8 Ilustrasi pola radiasi dalam koordinat polar ..........15 Gambar 2.9 Gambaran pola radiasi berbagai antena ...............16 Gambar 2.10 Polarisasi pada antena ..........................................18 Gambar 2.11 Bandwidth pada antena ........................................19 Gambar 2.12 Irisan pada kerucut sehingga membentuk parabola.................................................................23 Gambar 2.13 Fokus dan direktris ...............................................24 Gambar 2.14 Penghitungan nilai fokus.......................................25 Gambar 2.15 Fokus yang terletak di dalam parabola..................27 Gambar 2.16 Fokus yang ada di luar parabola............................27 Gambar 2.17 Tipe antena parabola ....................................... 28-29 Gambar 3.1 Bagan penghitungan antena wajanbolic ...............33 Gambar 3.2 Capture file excel untuk mengukur fokus dan gain antena wajanbolic (diameter 40 cm) ............37 Gambar 3.3 Capture file excel untuk mengukur fokus dan gain antena wajanbolic (diameter 60 cm) ............37 Gambar 3.4 Capture file excel untuk menghitung nilai ¼ λG dan ¾ λG ...............................................................38 Gambar 3.5 Penghitungan titik fokus wajan ............................39 Gambar 3.6 Penghitungan nilai ¼ λG dan ¾ λG ........................40 Gambar 3.7 Bagian tengah wajan yang telah di bor ................40 Gambar 3.8 Salah satu tutup pipa 3”yang telah di bor .............41 Gambar 3.9 Wajan dan tutup pipa paralon yang telah dibaut ...41 Gambar 3.10 Tutup pipa paralon yang telah dilapisi dengan lakban alumunium bagian dalamnya ....................42 Gambar 3.11 Waveguide ...........................................................43

x

Gambar 3.12 Wireless USB adapter yang diikat pada plat L (non logam) ..........................................................44 Gambar 3.13 Lubang pada plat L (non logam) untuk tempat membaut dengan pipa paralon .............................44 Gambar 3.14 Plat L (non logam) dengan wireless USB adapter yang telah dibaut ke pipa paralon .........................45 Gambar 3.15 Antena wajanbolic yang telah jadi .......................45 Gambar 3.16 Kabel UTP yang telah dikupas ujungnya .............47 Gambar 3.17 Kabel USB yang dipotong menjadi 2 ...................47 Gambar 3.18 Kabel USB yang telah dikupas bagian luarnya .....48 Gambar 3.19 Memasukkan pipa ke kabel sebelum disolder ......48 Gambar 3.20 Cara menyambungkan kabel UTP dengan kabel USB ......................................................................49 Gambar 3.21 Hasil akhir pembuatan kabel USB extender ........50 Gambar 4.1 Wajanbolic diameter 40 cm .................................52 Gambar 4.2 Wajanbolic diameter 60 cm .................................53 Gambar 4.3 D-Link DWA-110 Wireless USB Adapter ...........53 Gambar 4.4 BAFO USB 2.0 Extension cable ..........................54 Gambar 4.5 Penggunaan laptop dalam pengukuran antena .....54 Gambar 4.6 Access Point D-Link DWL-2100AP ....................55 Gambar 4.7 Konfirmasi user dan password .............................57 Gambar 4.8 Halaman Home pada pengesettan access point ....57 Gambar 4.9 Setting SSID .........................................................58 Gambar 4.10 Setting DHCP server ............................................58 Gambar 4.11 Proses restart untuk mengaplikasikan setting .......59 Gambar 4.12 Penggunaan tripod untuk pengambilan data ........60 Gambar 4.13 Busur derajat untuk perputaran antena .................60 Gambar 4.14 Diagram pengukuran antena ................................61 Gambar 4.15 D-Link Wireless Connection ...............................62 Gambar 4.16 Tampilan program Network Stumbler .................63 Gambar 4.17 Pemutaran antena setiap 10o .................................64 Gambar 4.18 Diagram pengukuran level sinyal wireless USB adapter ..................................................................70 Gambar 4.19 Tampilan program WirelessMon .........................71 Gambar 4.20 Tampilan program Network Stumbler .................71 Gambar 4.21 Pengukuran directivity .........................................74 Gambar 4.22 Uji coba antena wajanbolic di Kediri....................75

xi

Gambar 4.23 Tampilan D-Link Wireless Connection Manager .76 Gambar 4.24 Tampilan sinyal pada program NetStumbler ........76

xii

DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Hasil pengukuran gain ............................................. 72 Tabel 4.2 Hasil Polarisasi ........................................................ 73 Tabel 4.3 Directivity pada antena wajanbolic .......................... 74

xiii

BAB I PENDAHULUAN Pada bab ini akan berisi mengenai materi yang memberikan penggambaran secara umum hal-hal yang berhubungan dengan penulisan tugas akhir. Beberapa hal tersebut antara lain : • Latar belakang • Tujuan • Batasan masalah • Metodologi • Sistematika pembahasan 1.1. Latar Belakang Di zaman seperti saat ini yang tingkat mobilitasnya sangat tinggi, internet tidak bisa dipisahkan dari kehidupan kita seharihari. Kapanpun dan dimanapun, koneksi internet harus tetap ada. Namun sayangnya, internet murah sepertinya hanya menjadi impian setiap orang yang ada di Indonesia ini. Keadaan saat ini, di kota-kota besar sudah banyak sekali tersedia jaringan hotspot yang gratis. Bagi mereka yang tempat tinggalnya dekat dengan free hotspot, maka hal itu adalah sesuatu yang sangat menyenangkan. Tapi lain halnya bagi mereka yang letak rumahnya jauh dari fasilitas tersebut. Mereka akan kesulitan untuk mengaksesnya. Solusinya mereka harus membeli antena grid, pigtail, AP client, outdoor box, POE (Power Over Ethernet), pipa tower, beberapa puluh meter kabel UTP, dan biaya instalasi. Jika dihitung tentu akan sangat mahal sekali. Maka sebagai solusi murahnya adalah dengan membuat antena wajanbolic. Selain itu dengan antena wajanbolic bisa didapat gain yang lebih besar. Dengan gain yang lebih besar maka secara otomatis jangkauan juga akan menjadi lebih jauh. Gunadi, adalah perintis antena wajanbolic dan teknologi RT/RW-net yang menghubungkan antara rumah dengan kantor melalui jaringan radio dengan membuat antena wajanbolic berfrekuensi 2,4 GHz. [1]

1

2

Penggunaan antena wajanbolic sebagai solusi murah untuk membuat koneksi internet didasari Keputusan Menteri No. 2 tahun 2005 tentang frekuensi 2,4 GHz yang ditandatangani oleh Hatta Rajasa. Keputusan Menteri ini pada dasarnya : [2] • Membebaskan izin frekuensi bagi penggunaan frekuensi 2,4 GHz • Membatasi daya pancar maksimum sebesar 100 mW atau 20 dBm • Membatasi EIRP (Effective Isotropic Radiated Power) pada pancaran antena sebesar 36 dBm • Semua peralatan yang digunakan harus mendapat sertifikasi dari POSTEL 1.2. Tujuan Tujuan dari proyek ini adalah membuat antenna wajanbolic yang bekerja pada frekuensi 2,4 GHz dengan menggunakan media wajan sebagai subantena. Juga dengan menggunakan alat-alat dan bahan-bahan yang sederhana sehingga didapatkan harga yang lebih murah jika dibandingkan dengan membeli antena grid. Selain itu, dengan menggunakan antena wajanbolic bisa didapat gain antenna yang lebih besar bila dibandingkan dengan wireless USB adapter standar sehingga jarak jangkau antena juga bisa lebih jauh. 1.3. Batasan Masalah Pada proyek akhir ini akan dibuat antena wajanbolic yang bekerja pada frekuensi 2,4 GHz. Rumusan masalah pada proyek akhir ini antara lain : 1. Bagaimana menekan biaya seminimal mungkin dengan merancang antena yang ekonomis. Antena built up yang ada ternyata membutuhkan biaya yang cukup mahal dibandingkan dengan merancang sendiri. 2. Bagaimana membuat proses pengerjaan antena wajanbolic dengan mudah dan jelas. 3. Bagaimana membuat antena wajanbolic bisa menghasilkan performansi gain antena yang optimal.

3

Batasan masalah pada proyek akhir ini adalah : 1. Analisa parameter antena wajanbolic meliputi pola radiasi, gain, polarisasi, dan directivity. 2. Perbandingan performansi antara gain wireless USB adapter tanpa menggunakan antena wajanbolic dengan wireless USB adapter yang menggunakan antena wajanbolic. 3. Penerima sinyal menggunakan wireless USB adapter. 1.4. Metodologi Perencanaan serta pembuatan antena wajanbolic ini melalui tahap-tahap sebagai berikut : 1. Studi literatur tentang permasalahan yang ada serta mengumpulkan data-data yang dianggap penting dan menunjang 2. Mempersiapkan alat-alat dan bahan-bahan yang dibutuhkan 3. Memulai proses membuat antena wajanbolic 4. Melakukan pengukuran parameter antena 5. Melakukan analisa dan evaluasi. 1. Studi Literatur Dalam mempelajari bagaimana cara membuat antena wajanbolic dilakukan pendalaman bahan-bahan literatur yang berhubungan dengan proyek akhir. Pendalaman literatur dan pengambilan data dilakukan dengan cara bowsing di intrenet, dari buku, atau meminjam buku dari perpustakaan sesuai dengan proyek terkait. 2. Mempersiapkan Alat dan Bahan Tahap selanjutnya adalah mempersiapkan alat-alat dan bahan-bahan yang dibutuhkan untuk membuat antena wajanbolic. Bahan-bahan yang termasuk piranti elektronik dibeli di toko elektronik atau toko komputer. Bahan lainnya dibeli di toko bangunan & toko peralatan rumah tangga. Sedangkan bahan yang sulit untuk diperoleh tapi sekiranya bisa untuk dibuat

4

sendiri maka bahan tersebut dapat dibuat sendiri. Sebagian besar alat bisa diperoleh dengan mudah karena menggunakan alat-alat yang sederhana. 3. Proses Pembuatan Antena Wajanbolic Pada tahap ini, proses yang dikerjakan adalah membuat antena wajanbolic. Diusahakan pembuatan dilakukan dengan cara yang sesederhana mungkin dengan menggunakan peralatan dan bahan yang sederhana namun tetap menghasilkan antena wajanbolic yang baik dan rapi serta memiliki performansi yang handal. 4. Melakukan Pengukuran Parameter Antena Setelah antena jadi dilakukan pengukuran parameter antena wajanbolic. Pengukuran yang dilakukan adalah pengukuran pola radiasi, gain, polarisasi dan directivity. Dari pengukuran inilah akan diketahui apakah parameter-parameter yang didapat merupakan parameter yang baik untuk digunakan sebagai antena penerima. 5. Analisa dan Evaluasi Tahapan terakhir dari proyek ini adalah melakukan analisa dan evaluasi hasil dari pembuatan antena wajanbolic. Setelah itu dibuat kesimpulan sesuai dengan hasil analisanya. 1.5. Sistematika Pembahasan Sistematika pembahasan yang akan diuraikan dalam buku proyek akhir ini terbagi dalam bab-bab yang akan dibahas sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Bab ini membahas tentang latar belakang, tujuan, batasan masalah, metodologi, dan sistematika pembahasan yang digunakan dalam pembuatan proyek akhir ini.

5

BAB II DASAR TEORI Menjelaskan teori yang berkaitan dengan antena secara umum beserta parameter-parameternya. Lebih lanjut dijelaskan teori tentang antena wajanbolic secara khusus. BAB III PEMBUATAN ANTENA WAJANBOLIC Berisi tentang tata cara pembuatan antena wajanbolic, mulai dari pengukuran sampai ke proses pengerjaan antena wajanbolic. BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA Berisi hasil, pengujian dan analisa dari hasil pembuatan antena wajanbolic, disertai data-data yang diperoleh selama uji coba dan kendala yang terjadi. BAB V KESIMPULAN Bab ini berisi kesimpulan dari pembahasan pada perancangan awal serta analisa yang diperoleh. Untuk lebih meningkatkan mutu dari sistem yang telah dibuat maka diberikan saran-saran untuk perbaikan dan penyempurnaan sistem. DAFTAR PUSTAKA Pada bab ini berisi tentang referensi-referensi yang telah dipakai oleh penulis sebagai acuan dan penunjang yang mendukung penyelesaian proyek akhir ini.

6

-- Halaman ini sengaja dikosongkan --

BAB II DASAR TEORI 3.1. Umum Pada bab ini akan dijelaskan tentang teori-teori yang mendasari permasalahan dan penyelesaian tugas akhir ini. Diantaranya adalah pengertian antena yang meliputi penjelasan definisi antena dan parameter-parameter pada antena diantaranya yaitu pola radiasi antena, polarisasi antena, lebar band frekuensi, gain, impedansi input, dan VSWR. Selanjutnya akan dijelaskan pula mengenai antena wajanbolic yang dibangun pada proyek akhir ini, pengenalan wireless LAN dan wireless USB adapter yang digunakan dalam pembuatan antena. 3.2. Pengertian Antena Antena adalah suatu piranti yang digunakan untuk merambatkan dan menerima gelombang radio atau elektromagnetik. Pemancaran merupakan satu proses perpindahan gelombang radio atau elektromagnetik dari saluran transmisi ke ruang bebas melalui antena pemancar. Sedangkan penerimaan adalah satu proses penerimaan gelombang radio atau elektromagnetik dari ruang bebas melalui antena penerima. Karena merupakan perangkat perantara antara saluran transmisi dan udara, maka antena harus mempunyai sifat yang sesuai (match) dengan saluran pencatunya. Secara umum, antena dibedakan menjadi antena isotropis, antena omnidirectional, antena directional, antena phase array, antena optimal dan antena adaptif. Antena isotropis (isotropic) merupakan sumber titik yang memancarkan daya ke segala arah dengan intensitas yang sama, seperti permukaan bola. Antena ini tidak ada dalam kenyataan dan hanya digunakan sebagai dasar untuk merancang dan menganalisa struktur antena yang lebih kompleks. Antena omnidirectional adalah antena yang memancarkan daya ke segala arah, dan bentuk pola radiasinya digambarkan seperti bentuk donat (doughnut) dengan pusat berimpit. Antena ini ada dalam kenyataan, dan dalam pengukuran sering digunakan sebagai pembanding terhadap antena yang lebih

7

8

kompleks. Contoh antena ini adalah antena dipole setengah panjang gelombang. Antena directional merupakan antena yang memancarkan daya ke arah tertentu. Gain antena ini relatif lebih besar dari antena omnidirectional. Contoh, suatu antena dengan gain 10 dBi (kadang-kadang dinyatakan dengan “dBic” atau disingkat “dB” saja). Artinya antena ini pada arah tertentu memancarkan daya 10 dB lebih besar dibanding dengan antena isotropis. Ketiga jenis antena di atas merupakan antena tunggal, dan bentuk pola radiasinya tidak dapat berubah tanpa merubah fisik antena atau memutar secara mekanik dari fisik antena. Selanjutnya adalah antena phase array, yang merupakan gabungan atau konfigurasi array dari beberapa antana sederhana dan menggabungkan sinyal yang menginduksi masing-masing antena tersebut untuk membentuk pola radiasi tertentu pada keluaran array. Setiap antena yang menyusun konfigurasi array disebut dengan elemen array. Arah gain maksimum dari antena phase array dapat ditentukan dengan pengaturan fase antar elemen-elemen array. Antena optimal merupakan suatu antena dimana penguatan (gain) dan fase relatif setiap elemennya diatur sedemikian rupa untuk mendapatkan kinerja (performance) pada keluaran yang seoptimal mungkin. Kinerja yang dimaksud kinerja antara lain Signal to Interference Ratio (SIR) atau Signal to Interference plus Noise Ratio (SINR). Optimasi kinerja dapat dilakukan dengan menghilangkan atau meminimalkan penerimaan sinyal-sinyal tak dikehendaki (interferensi) dan mengoptimalkan penerimaan sinyal yang dikehendaki. Antena adaptif merupakan pengembangan dari antena antena phase array maupun antena optimal, dimana arah gain maksimum dapat diatur sesuai dengan gerakan dinamis (dinamic fashion) obyek yang dituju. Antena dilengkapi dengan Digital Signal Proccessor (DSP), sehingga secara dinamis mampu mendeteksi dan melecak berbagai macam tipe sinyal, meminimalkan interferensi serta memaksimalkan penerimaan sinyal yang diinginkan.

9

3.3. Pengertian Waveguide Waveguide adalah saluran tunggal yang berfungsi untuk menghantarkan gelombang elektromagnetik (microwave) dengan frekuensi 300 MHz – 300 GHz. Dalam kenyataannya, waveguide merupakan media transmisi yang berfungsi memandu gelombang pada arah tertentu. Secara umum waveguide dibagi menjadi tiga yaitu, yang pertama adalah Rectanguler Waveguide (waveguide dengan penampang persegi) dan yang kedua adalah Circular Waveguide (waveguide dengan penampang lingkaran), dan Ellips Waveguide (waveguide dengan penampang ellips) seperti di tunjukkan pada Gambar 2.1.

Gambar 2.1 Jenis Waveguide Dalam waveguide diatas mempunyai dua karakteristik penting, yaitu : 1. Frekuensi cut off, yang ditentukan oleh dimensi waveguide. 2. Mode gelombang yang ditransmisikan, yang memperlihatkan ada tidaknya medan listrik atau medan magnet pada arah rambat. Faktor-faktor dalam pemilihan waveguide sebagai saluran transmisi antara lain : 1. Band frekuensi kerja, tergantung pada dimensi. 2. Transmisi daya, tergantung pada bahan. 3. Rugi-rugi transmisi, tergantung mode yang digunakan.

10

Pemilihan waveguide sebagai pencatu karena pada frekuensi diatas 1 GHz, baik kabel pair, kawat sejajar, maupun kabel koaksial sudah tidak efektif lagi sebagai media transmisi gelombang elektromagnetik. Selain efek radiasinya yang besar, redamannya juga semakin besar. Pada frekuensi tersebut, saluran transmisi yang layak sebagai media transmisi gelombang elektromagnetik (microwave) adalah waveguide. Waveguide merupakan konduktor logam (biasanya terbuat dari brass atau aluminium) yang berongga didalamnya, yang pada umumnya mempunyai penampang berbentuk persegi (rectanguler waveguide) atau lingkaran (circular waveguide). Saluran ini digunakan sebagai pemandu gelombang dari suatu sub sistem ke sub sistem yang lain. Pada umumnya di dalam waveguide berisi udara, yang mempunyai karakteristik mendekati ruang bebas. Sehingga pada waveguide persegi medan listrik E harus ada dalam waveguide pada saat yang bersamaan harus nol di permukaan dinding waveguide dan tegak lurus. Sedangkan medan H juga harus sejajar di setiap permukaan dinding waveguide. 2.3.1. Karakteristik Waveguide Karakterik dari waveguide dapat dilihat pada grafik dibawah ini :

Gambar 2.2 Karakteristik umum waveguide

11

Dari Gambar 2.2 dapat dilihat bahwa frekuensi kerja berada di antara fmin dan fmax, band frekuensi kerja : ω > ωc atau λ < λc. Selain itu waveguide juga memiliki karakteristik yang penting yaitu frekuensi cut off dan mode gelombang yang ditransmisikan. 3.4. Waveguide Silinder Sekarang kita akan mempertimbangkan suatu propagasi gelombang didalam suatu pipa berongga dengan penampang lintang lingkaran atau silinder. Didalam pemecahan tentang bentuk yang silinder ini, dapat kita ikuti cara-cara pemecahan pada bentuk koordinat persegi (rectangular), meskipun dalam hal ini akan kita pilih koordinat yang lain, yaitu koordinat silinder (cylindrical), karena akan memberikan pemecahan yang lebih sederhana, seperti gambar 2.3.

Gambar 2.3 Sistem koordinat silinder 2.4.1. Distribusi Medan Waveguide Lingkaran Distribusi medan untuk mode-mode dari waveguide lingkaran ditunjukkan oleh gambar 2.4, Mode TE11 adalah mode yang paling sederhana yang mungkin dapat terjadi pada mode TE untuk waveguide silinder.

12

Gambar 2.4 Distribusi medan untuk TE11 mode 3.5. Dominan Mode Waveguide Silinder Dapat kita lihat dari gambar 2.4, bahwa dominan mode untuk waveguide silinder adalah mode TE11, yang seringkali digunakan dalam praktek. Distribusi medan dari dominan mode ini dapat dilihat pada gambar 2.5. Perlu dicatat bahwa mode ini pada dasarnya sama dengan mode TE10 dari waveguide persegi. Apabila kita lihat kembali distribusi medan TE10 pada waveguide persegi, maka distribusi medan TE11 pada waveguide silinder ini memepunyai banyak kesamaan. Distribusi medan TE11 pada waveguide silinder dapat dibayangkan sebagai distribusi medan TE10 pada waveguide persegi yang secara berangsur mengalami pembelokkan dalam rangka menyesuaikan bentuk waveguide yang silinder ini. Sehingga, suatu bentuk waveguide persegi yang berubah bentuk dari bentuk aslinya tanpa mengalami suatu perubahan pada salah satu frekuensi cut-off-nya atau konfigurasi medannya. Ini berarti bahwa dalam hal pembuatan bend atau twist tidak memerlukan pemberian toleransi yang besar selama hal ini tidak terjadi secara berangsur-angsur. Hasil-hasil untuk mode TMmn dapat dibuat persamaan sebagai berikut : EZ = E0 Jm (KC r) cos mθ . ej(ωt – βgz) Er =

Ei =

 j g kc j g m 2

kc r

E0 Jm (Kc r) cos mθ . ej(ωt – βgz) E0 Jm (Kc r) cos mθ . ej(ωt – βgz)

(2-1)

13

Hz = 0 Hr =

 jnm 2

E0 Jm (Kc r) cos mθ . ej(ωt – βgz)

kc r Jn Hθ = E0 Jm (Kc r) cos mθ . ej(ωt – βgz) kc

Gambar 2.5 Distribusi medan untuk mode TEmn 3.6. Coupling Untuk Waveguide Untuk membangkitkan suatu mode dari suatu waveguide, diperlukan peralatan untuk menghubungkan kedalam dan keluar dari waveguide. Permasalahannya adalah bagaimana menghubungkan energi dari suatu saluran transmisi ke waveguide atau sebaliknya. Masalah ini dapat diatasi dengan cara memasukkan probe kedalam waveguide sedemikian rupa sehingga probe muncul di dalam waveguide dengan jarak λG/4. Dengan cara seperti ini probe menghubungkan medan listrik di

14

dalam waveguide. Situasi seperti ini ditunjukkan oleh gambar 2.6. probe ke kabel USB active extender

λG/4

Gambar 2.6 Coupling untuk waveguide 3.7. Pola Radiasi Antena Pola radiasi (radiation pattern) suatu antena adalah pernyataan grafis yang menggambarkan sifat radiasi suatu antena pada medan jauh sebagai fungsi arah. Pola radiasi dapat disebut sebagai pola medan (field pattern) apabila yang digambarkan adalah kuat medan dan disebut pola daya (power pattern) apabila yang digambarkan pointing vektor. Dengan adanya gambaran pola radiasi kita bisa melihat bentuk pancaran yang dihasilkan oleh antena tersebut. Gambaran dimensi pola radiasi dapat dilihat pada Gambar 2.7.

Gambar 2.7 Dimensi pola radiasi

15

Sedangkan pada koordinat polar, pola radiasi ditunjukkan pada Gambar 2.8.

Gambar 2.8 Ilustrasi pola radiasi dalam koordinat polar Gambar pola radiasi diatas adalah pola radiasi antena directional Yagi Uda. Dari pola radiasi diatas dapat terlihat bahwa posisi antena mempengaruhi arah pancaran radiasi. Gambaran pola radiasi dari beberapa antena dapat dilihat pada Gambar 2.9.

16

Gambar 2.9 Gambaran pola radiasi berbagai antena (a) Pola radiasi antena parabola (b) Pola radiasi antena Yagi Uda (c) Pola radiasi antena dipole (d) Pola radiasi antena omni Dari gambaran berbagai macam pola radiasi pada Gambar 2.9 dapat dilihat sifat radiasi dari berbagai antena. Antena parabola memiliki pancaran radiasi ke arah tertentu. Begitu juga dengan antena Yagi Uda pola radiasinya juga mengarah ke arah tertentu. Hanya saja antena parabola memiliki penguatan yang lebih besar. Kedua antena tersebut disebut dengan antena directional karena memiliki pola radiasi yang terarah. Beamwidth antena directoinal ini lebih sempit dibanding dengan antena lain. Sehingga sedut pemancarannya lebih kecil dan terarah. Antena ini biasa digunakan oleh client karena pola radiasi yang terarah akan membuat antena dapat menjangkau jarak yang relatif jauh. Pada antena dipole, pola radiasi memiliki pancaran yang kuat pada arah yang tegak lurus sedangkan pancaran ke samping kecil. Untuk antena omnidirectional pola radiasi terlihat

17

mengarah ke segala arah. Antena ini memiliki gain yang lebih rendah dibandingkan dengan antena directional. Antena omnidirectional dapat digunakan sebagai sambungan Point to Multi Point (P2MP) karena pola radiasinya yang mengarah ke segala arah. Dan karena pola radiasinya yang mengarah ke segala arah itulah sangat memungkinkan antena omnidirectional mengumpulkan sinyal lain di sekitarnya yang selanjutnya dapat menyebabkan interferensi. 3.8. Polarisasi Antena Polarisasi adalah sifat dari gelombang elektromagnetik yang menggambarkan magnitudo relatif dari vektor medan listrik (E) sebagai fungsi waktu pada titik tertentu di ruang. Polarisasi antena adalah polarisasi dari gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh antena itu. Ada beberapa jenis polarisasi yang dapat terjadi pada gelombang elektromagnetik. Suatu polarisasi disebut polarisasi vertikal jika medan listrik dari gelombang yang dipancarkan antena berarah vertikal terhadap permukaan bumi. Dan disebut polarisasi horisontal jika medan listriknya arahnya horisontal terhadap permukaan bumi. Namun demikian ada beberapa jenis antena yang polarisasinya bukan polarisasi vertikal atau horisontal, karena gelombangnya memiliki vektor medan listrik dimana ujung dari vektor tersebut seolah-olah berputar membentuk suatu lingkaran ataupun suatu elips dengan pusat sepanjang sumbu propagasi. Selanjutnya jika perputaran ujung vektor medan yang dipancarkan itu membentuk lingkaran maka dinamakan polarisasi lingkaran, dan jika perputaran ujung vektor medan itu membentuk elips maka dinamakan polarisasi elips. Sebenarnya semua jenis polarisasi gelombang ini pada dasarnya berasal dari polarisasi elips dengan kondisi khusus. Polarisasi lingkaran misalnya, polarisasi ini berasal dari bentuk elips dengan panjang kedua sumbu elipsnya sama, sedangkan pada keadaan khusus lainnya dimana salah satu dari sumbu elips sama dengan nol, sehingga perputaran ujung vektor medannya seolah-olah hanya bergerak maju mundur pada satu garis saja, maka pada keadaan ini polarisasi elips menjadi polarisasi linier.

18

Polarisasi linier inilah yang bisa berupa polarisasi linier arah vertikal, horisontal ataupun polarisasi linier antara kedua posisi tersebut (miring). Jika jalur dari vektor medan listrik maju dan kembali pada suatu garis lurus dikatakan berpolarisasi linier. sebagai contoh medan listrik dari dipole ideal. Jika vektor medan listik konstan dalam panjang tetapi berputar disekitar jalur lingkaran, dikatakan berpolarisasi lingkaran. Frekuensi putaran radian adalah ω dan terjadi satu dari dua arah perputaran. Jika vektornya berputar berlawanan arah jarum jam dinamakan polarisasi tangan kanan (right hand polarize) dan yang searah jarum jam dinamakan polarisasi tangan kiri (left hand polarize). Suatu gelombang yang berpolarisasi elips untuk tangan kanan dan tangan kiri.

Gambar 2.10 Polarisasi pada antena Sebuah antena dapat memancarkan energi dengan polarisasi yang tidak diinginkan, yang disebut dengan polarisasi silang (cross polarized). Polarisasi silang ini menimbulkan side lobe yang mengurangi gain. Untuk antena polarisasi linier, polarisasi silang tegak lurus dengan polarisasi yang diinginkan dan untuk antena polarisasi lingkaran, polarisasi silang berlawanan dengan arah perputarannya yang diinginkan.

19

3.9. Lebar Band Frekuensi Penggunaan sebuah antena didalam sistem pemancar ataupun penerima selalu dibatasi oleh daerah frekuensi kerjanya. Pada range frekuensi kerja tersebut, antena diusahakan dapat bekerja dengan efektif agar dapat menerima dan memancarkan gelombang elektromagnetik pada band frekuensi tertentu. Pengertian harus dapat bekerja dengan efektif disini adalah bahwa distribusi arus dan impedansi dari antena pada range frekuensi tersebut benar-benar belum mengalami perubahan yang berarti, sehingga masih sesuai dengan pola radiasi yang direncanakan serta VSWR yang diijinkan. Lebar band frekuensi atau dikenal sebagai bandwidth antena adalah range frekuensi kerja dimana antena masih dapat bekerja dengan efektif.

Gambar 2.11 Bandwidth pada antena Bandwidth dapat dinyatakan dalam bentuk persen. Dapat dituliskan sebagai berikut : (2-2) Selain itu bandwidth dapat pula dinyatakan dalam bentuk : (2-3)

20

dimana: BW : Bandwidth fu : frekuensi diatas frekuensi center (fc) fL : frekuensi dibawah frekuensi center (fc) 3.10. Gain Gain antena berhubungan erat dengan directivity dan faktor efisiensi. Namun dalam prakteknya sangat jarang gain suatu antena dihitung berdasarkan directivity dan efisiensi yang dimilikinya, karena untuk mendapatkan directivity suatu antena bukanlah suatu yang mudah, sehingga pada umumnya gain maksimum suatu antena dihitung dengan cara membandingkannya dengan antena lain yang dianggap sebagai antena standar (dengan metode pengukuran). Gain antena (Gt) dapat dihitung dengan menggunakan antena lain sebagai antena yang standar atau sudah memiliki gain yang standar (Gs). Dimana membandingkan daya yang diterima antara antena standar (Ps) dan antena yang akan diukur (Pt) dari antena pemancar yang sama dan dengan daya yang sama. Metode pengukuran gain diatas dapat dihitung menggunakan rumus : (2-4) Pada satuan decibel dapat dituliskan menjadi : (2-5) 3.11. Directivity Directivity suatu antenna dapat diperkirakan dengan menggunakan pola radiasi yang dihasilkan pada pengukuran pola radiasi bidang E dan bidang H. Secara matematis dapat dituliskan : (2-6)

21

dimana

 H = sudut pada titik setengah daya bidang H (radian)  E = sudut pada titik setengah daya bidang E (radian)

Jika sudut terukur dalam bentuk derajat maka kita juga dapat menggunakan rumus: (2-7)

3.12. Impedansi Input Impedansi input adalah impedansi yang diukur pada titik catu pada terminal antena yang merupakan perbandingan tegangan dan arus pada titik tersebut. Impedansi input selain ditentukan oleh letak titik catu antena, juga dipengaruhi oleh antena lain atau benda-benda yang berada disekitar antena serta frekuensi kerjanya. Impedansi input antena dinyatakan dalam bentuk kompleks yang memiliki bagian real dan bagian imajiner. Bagian real merupakan resistansi (tahanan) masukan yang menyatakan daya yang diradiasikan oleh antena pada medan jauh. Sedangkan bagian imajiner merupakan reaktansi masukan yang menyatakan daya yang tersimpan pada medan dekat antena, atau dapat ditulis dengan : (2-8) Impedansi input dapat juga dihitung dengan rumus : (2-9) Dimana: Zin = Impedansi Input (Ohm) V = Tegangan terminal input (Volt) I = Arus terminal input (A) Impedansi antena penting untuk pemindahan daya dari pemancar ke antena dan dari antena ke penerima. Sebagai contoh

22

untuk memaksimumkan perpindahan daya dari antena ke penerima, impedansi antena harus conjugate match. Jika ini tidak dipenuhi maka akan terjadi pemantulan energi yang dipancarkan atau diterima. 3.13. VSWR Voltage Standing Wave Ratio (VSWR) merupakan kemampuan suatu antena untuk bekerja pada frekuensi yang diinginkan. Pengukuran VSWR berhubungan dengan pengukuran koefisien refleksi dari antena tersebut. VSWR sangat dipengaruhi oleh impedansi input. Impedansi antena penting untuk pemindahan daya dari pemancar ke antena dan dari antena ke penerima. Sebagai contoh untuk memaksimumkan perpindahan daya dari antena ke penerima, impedansi antena harus conjugate match. Jika ini tidak dipenuhi maka akan terjadi pemantulan energi yang dipancarkan atau diterima. Perbandingan level tegangan yang kembali ke pemancar (V-) dan yang datang menuju beban (V+) ke sumbernya lazim disebut koefisien pantul atau koefisien refleksi yang dinyatakan dengan simbol “Γ” atau dapat dituliskan: (2-10)

Hubungan antara koefisien refleksi, impedansi karakteristik saluran (Zo) dan impedansi beban/ antena (Zl) dapat ditulis: (2-11)

Harga koefisien refleksi ini dapat bervariasi antara 0 (tanpa pantulan / match) sampai 1, yang berarti sinyal yang datang ke beban seluruhnya dipantulkan kembali ke sumbernya semula. Maka untuk pengukuran VSWR besar nilai VSWR yang ideal adalah 1, yang berarti semua daya yang diradiasikan antena pemancar diterima oleh antena penerima (match).

23

(2-12)

Semakin besar nilai VSWR menunjukkan daya yang dipantulkan juga semakin besar dan semakin tidak match. 3.14. Antena Wajanbolic 3.14.1.Pengertian Antena Wajanbolic Dalam matematika, parabola adalah irisan kerucut yang berbentuk kurva yang dihasilkan oleh perpotongan menyilang yang sejajar terhadap permukaan kerucut.

Gambar 2.12 Irisan pada kerucut sehingga membentuk parabola

24

Direktris adalah garis sumbu simetri pada parabola terhadap titik fokus. Sedangkan fokus dari parabola adalah letak suatu titik dimana jarak antara titik sembarang pada garis parabola M(x,y) ke fokus adalah sama dengan jarak antara M(x,y) ke direktris D(x,0).

Gambar 2.13 Fokus dan direktris Dari pengertian diatas diketahui bahwa nilai dari jarak titik F (fokus) ke titik M dan jarak dari titik M ke titik D (direktris) adalah sama, sehingga dapat dihasilkan persamaan :

( x  0) 2  ( y  f ) 2  ( x  x) 2  ( y  ( f )) 2

(2.-13)

Karena pada persamaan diatas kedua sisi sama-sama mempunyai akar, maka bisa dieliminasi sehingga menghasilkan persamaan :

x 2  y 2  f 2  2 yf  y 2  f 2  2 yf x 2  y 2  y 2  f 2  f 2  2 yf  2 yf x 2  4 yf

25

y

x2 4f

(2-14)

Sekarang perhatikan gambar 3 dibawah, dimana diketahui diameter dari parabola (D) dan kedalaman parabola (d). Dari dua parameter tersebut maka bisa dihitung nilai / letak dari titik fokus parabola.

Gambar 2.14 Penghitungan nilai fokus Dari gambar 3 diatas, diketahui titik (D/2,d) dan titik (-D/2,d) terletak pada parabola, sehingga :

x2 4f D ( )2 d 2 4f y

d

D2 1 x 4 4f

26

d

D2 16 f

(2-15)

Dari persamaan diatas bisa kita ubah menjadi sebuah persamaan untuk menghitung nilai fokus.

d

D2 16 f

16 f 

D2 d

D2 f  d 16 1 D2 1 f  x d 16 D2 f  16d

(2-16)

Dari persamaan diatas bisa kita perhatikan bahwa semakin besar nilai diameter dari suatu parabola (D) dan semakin kecil nilai kedalaman (d) suatu parabola, maka nilai fokusnya akan menjadi semakin besar.

27

Gambar 2.15 Fokus yang terletak di dalam parabola

Gambar 2.16 Fokus yang ada di luar parabola Pada dasarnya antena wajanbolic hampir sama dengan antena parabola. Letak perbedaannya hanya pada reflektor. Jika pada antena parabola biasa reflektor adalah dish yang didesain khusus agar dapat memantulkan sinyal dengan sebagaimana mestinya, maka jika pada antena wajanbolic, reflektor berupa wajan yang sering kita jumpai. Antena parabola adalah high-gain reflektor antenna yang digunakan untuk radio, televisi dan komunikasi data, dan juga untuk radiolocation (RADAR), pada bagian UHF dan SHF dari spektrum gelombang elektromagnetik. Secara relatif, gelombang pendek dari energi elektromagnetik (radio) pada frekuensi ini

28

mengijinkan pemasangan reflektor dengan berbagai macam ukuran untuk menghasilkan kuat sinyal yang baik pada saat transmitting dan receiving seperti yang diinginkan. Antena parabola secara umum terdiri atas reflektor, dan waveguide. Reflektor adalah sebuah permukaan yang terbuat dari bahan logam yang dibentuk lingkaran paraboloid yang biasannya merupakan diameter dari antena tersebut. Paraboloid ini memiliki titik fokus yang berbeda-beda berdasarkan atas diameter reflektor dan kedalaman reflektor. Waveguide sebagai salah satu komponen dari antena parabola (dan juga antena wajanbolic) terletak pada fokus reflektor. Pada antena wajanbolic feed atau waveguide sebenarnya juga merupakan sebuah antena tipe lowgain seperti half-wave dipole atau small waveguide horn. Pada waveguide ini terdapat sebuah alat yang berfungsi untuk memancarkan dan menerima sinyal radio-frequency (RF).

(a)

(b)

29

(c) Gambar 2.17 Tipe antena parabola (a) Parabolic (b) Off-Center (c) Cassegrain Dianggap bahwa antena parabola sebagai circular aperture, maka persamaan untuk mengetahui nilai pendekatan gain maksimum adalah :

G

( 2 D 2 ) 2

(2-17)

Dimana : G = penguatan (gain) isotropic D = diameter reflektor dengan satuan yang sama dengan panjang gelombang λ = panjang gelombang 3.14.2.Reflektor Antena wajanbolic ini menggunakan reflektor dari wajan yang berbahan alumunium. Dipilih bahan alumunium karena bahan alumunium secara umum merupakan bahan yang ringan bila dibandingan dengan bahan logam lainnya. Hal ini tentu merupakan sebuah keuntungan bila kita akan mengimplementasikan antena wajanbolic karena walaupun

30

mempunyai dimensi besar, bobot dari antena tersebut akan tetap lebih ringan jika dibandingan bila kita menggunkan dari bahan logam lain. Penggunaan reflektor ini dimaksudkan untuk mendapatkan penguatan (gain) yang lebih besar bila dibandingkan hanya menggunakan wireless USB adapter biasa atau hanya menggunakan antena kaleng (waveguide). Karena setiap gelombang yang datang dari fokus akan dipantulkan oleh permukaan reflektor dengan arah yang sejajar dengan sumbu atau sebaliknya. Sifat reflektor yang baik adalah : 1. Setiap gelombang yang datang dari fokus dipantulkan oleh permukaan sejajar dengan sumbu dan sebaliknya. 2. Gelombang dari fokus yang dipantulkan oleh permukaan reflektor akan memotong suatu bidang yang tegak lurus terhadap sumbu dengan fase yang sama Selain reflektor yang baik, kita juga harus memperhatikan pencatuan pada waveguide. Pemasangan wireless USB adapter pada pencatuan waveguide terletak di depan pemantul, supaya energi (gelombang) dapat dipancarkan langsung ke pemantul tanpa ada rintangan. Sistem pencatuan harus memenuhi dua kepentingan : 1. Pencatu harus dapat meradiasikan gelombang ke pemantul dengan baik, artinya tidak banyak gelombang yang keluar dari permukaan pemantul 2. Pencatu harus membatasi supaya VSWR saluran koaksial mendekati satu 3.15. Wireless USB Adapter Antena sebenarnya pada antena wajanbolic adalah sebuah alat yang mentransmisikan energi frekuensi radio ke ruang bebas, yaitu wireless USB adapter. Permukaaan pemantul (wajan) adalah komponen pasif. Wireless USB adapter berada di dalam waveguide yang ada di depan titik fokus dari wajan. Titik fokus adalah titik dimana semua gelombang pantul terkonsentrasi. Titik fokus (jarak titik fokus dari tengah reflektor) dihitung dengan persamaan berikut :

31

f 

D2 16d

(2-18)

Dimana : f = panjang fokus dari reflektor D = diameter reflektor dengan satuan yang sama dengan panjang gelombang d = kedalaman reflektor Radiasi dari wireless USB adapter akan merambat di dalam waveguide, kemudian akan diradiasikan ulang oleh reflektor pada arah yang diinginkan. Wireless USB adapter ini harus menunjukkan directivity yang secara efesien dapat mengiluminasi reflektor dan juga haru mempunyai polarisasi yang sesuai. Polarisasi dari wireless USB adapter ini menentukan polarisasi dari seluruh sistem antena. 3.16. Wireess LAN Wireless Local Area Network (WLAN) adalah jaringan komputer yang menggunakan gelombang radio sebagai media transmisi data. Informasi (data) ditransfer dari satu komputer ke komputer lain menggunakan gelombang radio. WLAN sering disebut sebagai jaringan nirkabel atau jaringan wireless. Proses komunikasi tanpa kabel ini dimulai dengan bermunculannya peralatan berbasis gelombang radio, seperti walkie talkie, remote control, cordless phone, ponsel, dan peralatan radio lainnya. Lalu adanya kebutuhan untuk menjadikan komputer sebagai barang yang mudah dibawa (mobile) dan mudah digabungkan dengan jaringan yang sudah ada. Hal-hal seperti ini akhirnya mendorong pengembangan teknologi wireless untuk jaringan komputer. Biasanya wireless LAN ini dipakai di suatu daerah atau lokasi dimana pemakainya selalu dalam keadaan bergerak, atau di lokasi tersebut tidak terdapat jaringan kabel untuk penyaluran data. Wireless LAN ini biasanya menggunakan frekuensi 2,4 GHz yang disebut juga dengan ISM (Industrial, Scientific, Medical) Band, dimana oleh FCC (Federal Communication Commission)

32

memang dialokasikan untuk berbagai keperluan industri, sains, dan media. Jadi siapa pun dapat menggunakan frekuensi ini dengan bebas asalkan tidak menggunakan pemancar berdaya tinggi. Anatomi dari wireless LAN sendiri biasanya digunakan sebagai hubungan dari satu point to point yang lain, tetapi dengan perkembangan teknologi, wireless LAN ini dapat digunakan untuk hubungan dari point to multipoint begitu pula sebaliknya.

BAB III PEMBUATAN ANTENA WAJANBOLIC 6.1. Penghitungan Perhitungan untuk pembuatan wajanbolic dapat diperoleh dari beberapa handbook/ makalah di situs DIKLAT ORARI pada alamat berikut ini :  http://ybizdx.arc.itb.ac.id/orari-diklat pada folder teknik/2.4ghz/ antena/Handbook.pdf (file PDF)  juga pada folder teknik/2.4ghz/buku-wifi/homebrewantenna.xls (file EXCEL untuk menghitung) Pada dasarnya diperlukan 3 penghitungan utuk membuat antena wajanbolic, yaitu : [3]  Menghitung titik fokus wajan dan menghitung panjang bagian pipa paralon yang tidak diberi lakban alumunium.  Menghitung panjang pipa paralon yang harus diberi lakban alumunium  Menentukan lokasi penempatan wireless USB adapter pada pipa paralon

Gambar 3.1 Bagan penghitungan antena wajanbolic Pada gambar diatas diperlihatkan sebuah bagan antena wajanbolic. Beberapa parameter yang digunakan adalah : [3][4] Dw = diameter wajan dw = kedalaman wajan D = diamater paralon

33

34

fw L S

= fokus wajan = panjang pipa paralon yang diberi lakban alumunium = titik tempat penempatan wireless USB adapter

Beberapa parameter desain yang harus dihitung nilainya adalah fw (fokus wajan), L (panjang pipa paralon yang diberi lakban alumunium), dan S (titik tempat penempatan wireless USB adapter). Yang perlu diperhatikan adalah panjang pipa paralon adalah fw+L. Dimana nilai fw sangat dipengaruhi oleh diameter (Dw) dan kedalaman wajan (dw). Penghitungan nilai titik fokus wajan dilakukan dengan menggunakan persamaan : [3] (3-1) Sementara menghitung panjang pipa paralon yang diberi lakban alumunium (L) dan titik penempatan wireless USB adapter (S) diperlukan langkah yang lebih panjang. Maka penghitungan harus dilakukan secara bertahap. Yang harus dihitung pertama kali adalah panjang gelombang radio 2,4GHz (λ) yang ada di udara dengan menggunakan persamaan : [3] (3-2) Dimana : λ = panjang gelombang radio 2,4 GHz di udara C = kecepatan cahaya di udara (299.792.458 meter/detik) dibulatkan menjadi 300.000.000 meter/detik Freq = frekuensi operasi yang digunakan (2,437 GHz) Sehingga bila nilai-nilai tersebut dimasukkan ke dalam persamaan menjadi : [3] (3-3) (3-4)

35

Jadi nilai panjang gelombang radio 2,4 GHz di udara adalah 12,31 cm. Dari nilai panjang gelombang 2,4 GHz (λ) di udara, dapat ditentukan diameter dari pipa paralon (D) yang bisa digunakan. Adapun diameter pipa paralon yang bisa digunakan harus memenuhi syarat : [3] (3-5) (3-6) Dalam hal ini, pipa paralon 3” yang memiliki diameter 8,9 cm memenuhi syarat agar bisa digunakan sebagai waveguide. Selanjutnya dilakukan penghitungan panjang gelombang (λ) frekuensi 2,4 GHz yang merambat dalam pipa paralon (guiding wavelength) dengan simbol λG. Rumus untuk menghitung panjang guiding wavelength adalah : [3] (3-7)

Dimana : λG = panjang guiding wavelength λ = panjang gelombang radio 2,4 GHz di udara, bernilai 12,31 cm D = lebar diameter pipa paralon yang digunakan, dlam hal ini pipa paralon 3” mempunyai lebar 8,9 cm

G 

12,31 12,31 1 ( ) 1,706 * 8,9 λG = 21,174

(3-8)

(3-9)

36

Setelah nilai guiding wavelength diketahui, kita dapat menghitung panjang minimal dari pipa paralon yang diberi lakban alumunium (L). Karena yang dihitung adalah panjang minimal dari L maka jika seandainya panjang dari pipa paralon yang ditutup lakban alumunium lebih panjang dari nilai minimum yang ditentukan akan lebih baik selama tidak merusak konstruksi dari antena itu sendiri. Adapun nilai panjang L minimal adalah : [3] Lminimal = 0,75 x λG

(3-10)

Lminimal = 15,88

(3-11)

Dalam tugas akhir ini digunakan pipa paralon 3” dengan diameter 8,9 cm. Maka panjang minimum dari pipa paralon yang ditutupi lakban alumunium (Lminimum atau ¾λG) adalah 15,88 cm. Karena merupakan nilai minimum, supaya aman biasanya nilai dibulatkan ke atas. Dalam banyak tutorial nilai ini biasanya dibulatkan menjadi 20 cm. Perlu diperhatikan bahwa panjang total pipa paralon yang digunakan adalah nilai L+fw. Setelah itu barulah ditentukan titik tempat penempatan wireless USB adapter pada pipa paralon (S atau ¼λG ). Untuk menentukan posisi lokasi lubang S dari ujung pipa paralon dapat digunakan persamaan : [3] S = 0.25λG

(3-12)

Untuk pipa paralon 3” yang digunakan dalam dalam tugas akhir ini, nilai S adalah 5,29 cm. Untuk mempermudahkan penghitungan, dapat dipergunakan file excel yang telah tersedia.

37

Gambar 3.2 Capture file excel untuk mengukur fokus dan gain antena wajanbolic (diameter 40 cm)

Gambar 3.3 Capture file excel untuk mengukur fokus dan gain antena wajanbolic (diameter 60 cm)

38

Gambar 3.4 Capture file excel untuk menghitung nilai ¼λG dan ¾λG 6.2. Alat Dan Bahan Alat-alat dan bahan-bahan yang dibutuhkan dalam pembuatan antena wajanbolic adalah sebagai berikut : [1] Alat Alat yang diperlukan : 1. Gergaji besi 2. Mesin bor 3. Penggaris 4. Pulpen atau sepidol untuk menandai yang akan dipotong 5. Cutter 6. Solder 7. Papan kayu untuk alas pengeboran 8. Kabel ekstender listrik 9. Besi lancip/ paku untuk penanda titik yang akan di bor 10. Palu Bahan Sedangkan bahan-bahan yang diperlukan adalah : 1. Wajan 2. Pipa PVC 3 inci 3. Tutup pipa PVC 3 inci sebanyak 2 buah 4. Lakban alumunium

39

5. Plat ”L” dari bahan non logam untuk dudukan WiFi USB 6. Tie wrap/ tali plastik kecil 7. Mur baut kecil 2 buah untuk membaut dudukan Wifi USB ke pipa paralon 8. Mur baut agak besar untuk meng-klem salah astu tutup pipa paralon ke wajan 9. Rubber tape 10. Wireless USB adapter 6.3. Pembuatan Antena Wajanbolic Langkah-langkah cara pembuatan antena wajanbolic adalah sebagai berikut : 1. Persiapkan semua alat dan bahan yang dibutuhkan 2. Lakukan perhitungan nilai fokus wajan (fw), λG/4 dan ¾ λG dengan file excel yang telah tersedia [5]

Gambar 3.5 Penghitungan titik fokus wajan

40

Gambar 3.6 Penghitungan nilai λG/4 dan ¾ λG 3. Tandai bagian tengah wajan dengan paku kecil pada bagian yang akan di bor 4. Buat sedikit cekungan pada bagian tengah wajan yang akan di bor dengan paku kecil sebagai penuntun saat pengeboran agar bor tidak mudah meleset 5. Bor bagian dasar wajan tepat di tengah

Gambar 3.7 Bagian tengah wajan yang telah di bor 6. Tandai salah satu tutup pipa paralon 3” pada bagian tengah kemudian bor

41

Gambar 3.8 Salah satu tutup pipa 3” yang telah di bor 7. Sambungkan antara wajan dan salah satu tutup pipa yang sudah di bor tadi dengan mur baut serta beri ring diantara baut depan dan belakang. Sambungan jangan terlalu kencang karena pada wajan tipe tertentu yang tipis hal ini dapat menyebabkan bagian belakang tengah wajan penyok ke depan. Hal ini akan membuat bentuk wajan tidak simetris lagi.

Gambar 3.9 wajan dan tutup pipa paralon yang telah dibaut

42

8. Lapisi tutup pipa paralon 3” yang satunya dengan lakban alumunium di bagian dalamnya

Gambar 3.10 Tutup pipa paralon yang dilapisi dengan lakban alumunium bagian dalamnya 9. Potong pipa paralon 3” sepanjang nilai fw + ¾λG sebagai waveguide 10. Lubangi pipa paralon pada nilai λG/4 sesuai lebar wireless USB adapter 11. Buat 2 lubang di pipa paralon di dekat nilai λG/4 untuk membaut plat L (non logam) ke pipa paralon 12. Lapisi pipa paralon dengan lakban alumunium di bagian luar sepanjang ¾λG dari salah satu ujungnya. Hal ini dimaksudkan agar sinyal yang telah masuk ke dalam pipa paralon tidak terpancar keluar kembali mengingat fungsi dari pipa paralon adalah sebagai waveguide, yang pada antena kaleng, waveguide, terbuat dari bahan logam.

43

Gambar 3.11 Waveguide 13. Bor plat L (non logam) sebanyak 2 lubang di salah satu sisi untuk membaut plat L non logam ke pipa paralon dan buat beberapa cekungan di tepi salah satu sisi lainnya untuk letak tie wrap agak tidak mudah bergeser 14. Lapisi wireless USB adapter dengan rubber tape, ikat ke plat L (non logam) dengan tali plastik (tie wrap)

44

Gambar 3.12 Wireless USB adapter yang diikat pada plat L (non logam)

Gambar 3.13 Lubang pada plat L (non logam) untuk tempat membaut dengan pipa paralon 15. Baut plat L (non logam) ke pipa paralon dengan mur dan baut kecil

45

Gambar 3.14 Plat L (non logam) dengan wireless USB adapter yang telah dibaut ke pipa paralon 16. Sambungkan pipa paralon ke wajan dan kemudian tutup dengan salah satu tutup pipa yang telah dilapisi dengan lakban alumunium di bagian dalamnya

Gambar 3.15 Antena wajanbolic yang telah jadi 17. Bor plat logam untuk membaut plat logam ke wajanbolic dan untuk tempat clamp 18. Sambungakan clamp dengan plat logam

46

19. Sambungkan wajan dengan plat logam 6.4. Pembuatan Kabel USB Extender Pada kenyatannya, aplikasi antena wajanbolic membutuhkan kabel yang panjang untuk tersambung ke PC atau laptop. Karena antena wajanbolic membutuhkan koneksi line of sight, maka tidak jarang harus memasang antena wajanbolic pada ketinggaian tertentu untuk memperoleh line of sight agar tidak terhalang oleh apapun. Jika menggunakan kabel USB biasa jelas tidak akan mungkin karena pada umumnya kebel USB biasa pendek, dan jika dipaksakan disambung sampai panjang maka data akan loss di tengah jalan. Jika menggunakan kabel USB active extender maka harga akan menjadi mahal. Sehingga digunakan kabel USB extender yang dibuat dari kabel UTP yang ujungnya dikonversi ke USB. Berikut akan diuraikan cara pembuatan kabel USB ekstender. Alat Alat yang diperlukan : 1. Cutter 2. Solder Bahan Bahan yang diperlukan : 1. Kabel UTP + 10 meter 2. Kabel USB extender + 1 meter 3. Timah untuk menyolder 4. Selotip 5. Pipa kecil + 5 cm x 2 buah 6. Lakban Cara Pembuatan 1. Siapkan semua alat dan bahan yang diperlukan 2. Kupas selongsong luar dari kabel UTP di kedua ujung

47

Gambar 3.16 Kabel UTP yang telah dikupas ujungnya 3. Potong kabel USB jadi 2

Gambar 3.17 Kabel USB yang dipotong menjadi 2

48

4. Kupas juga selongsong luar dari kabel USB

Gambar 3.18 Kabel USB yang telah dikupas bagian luarnya 5. Kupas ujung kabel UTP dan USB + 3 mm untuk sambungan 6. Pasang potongan pipa kecil untuk melindungi kabel sebelum disolder

Gambar 3.19 Memasukkan pipa ke kabel sebelum disolder

49

7. Solder kabel UTP ke kabel USB dengan cara sebagai berikut :  Kabel UTP orange – putih orange disatukan untuk menghubungkan pin +5V (kabel USB merah)  Kabel UTP putih hijau dihubungkan dengan pin Data+ (kabel USB putih)  Kabel UTP hijau dihubungkan dengan Data- (kabel USB hijau)  Kabel UTP putih biru, biru, putih coklat, coklat disatukan untuk menghungngkan ke Ground (kabel USB hitam)

Gambar 3.20 Cara penyambungan kabel UTP dengan kabel USB 8. Setelah semua kabel tesambung dengan baik, lapisi sambungan kabel dengan selotip agar tidak terjadi hubungan pendek 9. Rekatkan pipa paralon denga lakban untuk melindungi sambungan

50

Gambar 3.21 Hasil akhir pembuatan kabel USB extender

BAB IV PENGUKURAN PARAMETER ANTENA DAN ANALISA 10.1.

Umum Setelah selesai proses pembuatan antena wajanbolic, maka tahap selanjutnya adalah pengukuran parameter-parameter antena, pengujian pada jaringan wireless LAN 2,4 GHz yang bertujuan untuk mengetahui seberapa jauh ketepatan hasil perancangan dan pembuatan antena perlu dilakukan pengukuran pada beberapa parameter antena. Pada bab 4 ini akan disajikan metode pengukuran, hasil pengukuran serta analisis dari antena untuk gain optimum pada frekuensi 2,4 GHz. Karena alasanalasan praktis maka parameter-parameter yang dapat diukur meliputi : 1. Pengukuran pola radiasi. 2. Pengukuran gain 3. Polarisasi 4. Pengukuran direktivity Beberapa hal yang perlu diperhatikan sebelum pengukuran adalah, menghindari gangguan pantulan (bendabenda disekitar tempat pengukuran), jarak antara pemancar dan penerima. 10.2.

Persiapan Pengukuran Dan Pengujian Pengukuran pola radiasi dilakukan untuk mengetahui bagaimanakah bentuk pola radiasi antena wajanbolic yang telah dibuat. Selain itu yang paling penting adalah mengetahui seberapa jauhkan antena yang telah dibuat telah sesuai dengan harapan. Tentunya diharapkan hasil dari pengukuran ini sesuai dengan teori, yaitu didapatkan pola radiasi antena yang terarah. Untuk mendapatkan hasil yang baik dari pengukuran pola radiasi ada beberapa hal yang harus diperhatikan adalah menghindari gangguan pantulan dari benda disekitar pengukuran, tinggi antena pemancar di sisi access point dengan antena wajanbolic yang diukur sebagai penerima di sisi laptop haruslah sejajar dan lurus. Pola radiasi suatu antena merupakan

51

52

karakteristik yang menggambarkan sifat radiasi antena pada medan jauh sebagai fungsi dari arah. Arah disini adalah memutar antena wajanbolic dari posisi 0o sampai 360o, baik pada bidang H maupun pada bidang E. Untuk mengukur pola radiasi antena yang sudah dibuat, maka antena tersebut dipakai sebagai antena penerima, dengan bantuan laptop dan wireless USB adapter pada frekuensi 2,4 GHz beserta BAFO USB 2.0 Extension Cable yang berguna untuk menghubungkan wireless USB adapter yang diletakkan pada waveguide antena wajanbolic dengan laptop. Setelah wireless USB adapter pada antena terhubung dengan laptop, maka level daya akan nampak di layar laptop dengan bantuan software Network Stumbler berupa sinyal dalam unit dBm. Pada pengukuran ini antena pemancar menggunakan antena yang sudah terpasang pada access point D-link DWL-2100AP standar protokol 802.11g dengan frekuensi 2,4 GHz. Peralatan yang digunakan dalam pengukuran ini adalah : 1. Antena wajanbolic Dalam pengukuran kali ini antena mutlak ada. Karena antena itu sendirilah yang akan diukur nilai-nilai yang telah ditentukan sebelumnya. Antena dalam hal ini adalah dua buah antena wajanbolic dengan diameter lingkaran 40 centimeter dan 60 centimeter.

Gambar 4.1 Wajanbolic diameter 40 cm

53

Gambar 4.2 Wajanbolic diameter 60 cm 2. Wireless USB adapter Wireless USB adapter di sini adalah penerima sinyal wireless yang dipancarkan oleh access point. Pada proyek akhir ini digunakan wireless USB adapter DLink DWA-110 yang beroperasi pada jaringan wireless 2,4 GHz yang kompatibel dengan 802.11b dan 802.11g.

Gambar 4.3 D-Link DWA-110 wireless USB adapter 3. USB extension USB extension berguna sebagai kabel penyambung antara wireless USB adapter dengan laptop. Merek yang digunakan adalah BAFO USB Extension Cable yang kompatibel dengan USB 2.0.

54

Gambar 4.4 BAFO USB 2.0 Extension Cable 4. Laptop Pada pengukuran parameter antena dan pengujian antena pada jaringan wireless ini penggunaan laptop sangat dibutuhkan. Penggunaan laptop adalah untuk memantau aktifitas wireless yang ada dengan menggunakan software Network Stumbler.

Gambar 4.5 Penggunaan laptop dalam pengukuran antena Agar laptop dapat digunakan, hal pertama adalah harus diinstall software Network Stumbler. Network Stumbler adalah sebuah tool untuk Windows yang

55

dapat digunakan untuk mendeteksi Wireless Local Area Networks (WLANs) menggunakan standar 802.11a/b/g. Selain itu laptop juga digunakan untuk mengkonfigurasi access point. Agar laptop dapat digunakan untuk mengkonfigurasi access point maka IP dari ethernet card laptop harus satu jaringan dengan access point. 5. Access Point Alat ini sering digunakan sebagai piranti server pada jaringan WLAN. Dan biasanya diletakkan di langitlangit dalam ruangan WLAN indoor. Alat ini dapat menyalurkan data secara wireless dari PC ke PC secara infrastruktur. Access Point (AP) ini disertai adaptor sebagai pencatu daya dari alat tersebut, juga tersedia kabel UTP agar dapat terhubung secara wired dan antena eksternal dengan gain 2,15 dBi. Ada 3 indikator led di bagian depan alat ini yang terdiri dari : power, LAN dan WLAN. Led pada power menyala memberitahukan AP tercatu oleh listrik melalui adaptor, led pada LAN menyala memberitahukan bahwa AP terhubung secara wired melalui kabel UTP dan led pada WLAN memberitahukan AP terhubung secara wireless dengan piranti lain.

Gambar 4.6 Acces Point D-Link DWL-2100AP

56

Pada tugas akhir ini, digunakan AP produk D-Link tipe DWL-2100AP standar IEEE 802.11g dengan frekuensi 2,4 GHz. Access Point digunakan sebagai pemancar dan terhubung secara wireless dengan wireless USB adapter yang terpasang pada laptop. Sebelumnya yang perlu diperhatikan dalam menggunakan AP untuk koneksi antar jaringan komputer secara wireless adalah penamaan SSID (Service Set IDentifier). Pengaturan ini dilakukan secara GUI melalui web. Langkah langkahnya adalah sebagai berikut : 1) Set IP pada laptop dengan IP 192.168.0.xxx dengan netmask 255.255.255.0, karena secara default access point D-Link DWL-2100AP mempunyai setting IP 192.168.0.50 dengan netmask 255.255.255.0. 2) Hubungkan kabel UTP straight trough antara LAN laptop dan access point. 3) Buka web browser (Mozila Firefox). 4) Matikan konfigurasi proxy. Dengan cara masuk ke menu Tools  Options  Tab Advanced  Tab Network  Setting  Pilih Direct connection to the Internet. 5) Ketikkan pada address http://192.168.0.50. Username default adalah admin dan password tidak perlu diisi (kosong).

57

Gambar 4.7 Konfirmasi user dan password 6) Jika berhasil maka akan tampak halaman utama sebagai berikut :

Gambar 4.8 Halaman Home pada pengesetan access point

58

7) Masuk ke tab wireless yang ada di sebelah kiri. Pada bagian ini set semua parameter yang diperlukan.

Gambar 4.9 Setting SSID 8) Agar client bisa menerima IP secara otomatis maka fitur DHCP server harus kita aktifkan.

Gambar 4.10 Setting DHCP server

59

9) Setiap bagian pada setting diatas, harus kita konfirmasi dengan menekan tombol Apply dan access point akan direstart selama selang waktu 30 detik sebelum kembali ke halaman awal.

Gambar 4.11 Proses restart untuk mengaplikasikan setting 10) Setelah semua pengaturan selesai, maka access point dapat digunakan. 6. Tripod Dalam pengukuran ini, tripod juga sangat berperan sekali. Tripod berfungsi sebagai penyangga agar antena dapat berdiri dengan tenang dan tidak goyang saat melakukan pengukuran. Tripod juga berperan untuk memberikan ketinggian pada antena dengan access point.

60

Gambar 4.12 Penggunaan tripod untuk pengambilan data 7. Penggaris busur derajat (360o) Penggaris busur derajat berbentuk lingkaran atau 360o. Busur derajat berguna karena pada pengukuran pola radiasi antena akan diputar 360o dengan step pergantian setiap 10o.

Gambar 4.13 Busur derajat untuk perputaran antena

61

10.3.

Pengukuran Pola Radiasi [6] Pengukuran pola radiasi dilakukan dua kali untuk masingmasing antena. Yaitu pola radiasi pada bidang E dan pada bidang H. Dalam pengukuran harus memperhatikan jarak pada proses pengukuran. Peralatan yang digunakan pada pengukuran pola radiasi ini diantaranya adalah:  Antena wajanbolic yang telah dibuat  Laptop  Wireless USB adapter D-Link DWA-110  Kabel USB extension BAFO  Tripod  Penggaris busur derajat 360o yang terpasang pada tripod  Access point D-Link DWL-2100AP Langkah-langkah pengukuran pola radiasi yaitu dilakukan dengan: 1. Rangkai semua peralatan seperti pada Gambar 4.14 dan pastikan posisi AP dan antena yang diukur sejajar

3 meter

Gambar 4.14 Diagram pengukuran antena

62

2. Nyalakan laptop dan pasangkan kabel USB exstension pada wireless USB adapter yang ada pada waveguide 3. Nyalakan access point (AP), pastikan indikasi led pada power menyala. AP yang terpasang adalah AP yang telah diset dengan SSID tertentu seperti yang telah dijelaskan di atas 4. Set antena pada access point pada posisi vertikal atau horisontal 5. Klik Windows  All Program  D-Link  D-Link Wireless G DWA-110  Wireless Connection Manager. 6. Pilih SSID “test” dan tekan Activate

Gambar 4.15 D-Link Wireless Connection 7. Pastikan wireless USB adapter telah terkoneksi dengan access point dan telah mendapat IP address secara DHCP 8. Jalankan program Network Stumbler

63

9. Klik tanda + pada menu SSID yang ada di sebelah kiri kemudian klik pada nama SSID dari access point dan kemudian angka MAC

Gambar 4.16 Tampilan program Network Stumbler 10. Setelah terlihat grafik sinyal, putar antena setiap 10o dengan satu satuan waktu tertentu pada program Network Stumbler 11. Putar setiap 10o mulai dari 0o sampai 360o searah jarum jam

64

Gambar 4.17 Pemutaran antena setiap 10o 12. Simpan hasilnya Ulangi langkah percobaan diatas untuk antena access point pada posisi horisontal. Langkah percobaan tersebut diatas digunakan pada antena wajanbolic besar ataupun kecil. Setelah semua percobaan selesai dilakukan dengan menggunakan antena wajanbolic besar dan kecil, lakukan konversi nilai sinyal dari program Network Stumbler ke nilai dB. Hal ini dilakukan karena nilai level sinyal yang didapat dari program nerwork Stumbler masih dalam bentuk grafik. Bila nilai level sinyal dari antena wajanbolic setiap perputaran 10o telah didapat, langkah selanjutnya adalah dengan melakukan normalisasi dengan cara mengurangi nilai level sinyal yang didapat 10o dengan nilai level sinyal tertinggi yang didapat. Dengan cara tersebut dapat dibuat grafik pola radiasinya dalam Microsoft Excel. Data hasil pengukuran serta normalisasi selengkapnya dapat dilihat pada bab lampiran. Berikut ini dapat dilihat gambar pola radiasi yang didapat dari hasil pengukuran.

65

1. Wajanbolic Kecil Pola Radiasi Vertikal

Beamwidth = 21o

66

2. Wajanbolic Kecil Pola Radiasi Horisontal

Beamwidth = 14o

67

3. Wajanbolic Besar Pola Radiasi Vertikal

Beamwidth = 13o

68

4. Wajanbolic Besar Pola Radiasi Horisontal

Beamwidth = 3o Dari gambar pola radiasi diatas dapat dilihat bahwa pola radiasi antena wajanbolic mengarah ke satu arah tertentu. Ini disebabkan karena level sinyal terbesar ada pada saat posisi antena 0o. Pada posisi tersebut antena menerima sinyal secara maksimal. Kemudian ketika antena diputar level sinyal yang ditangkap akan terus berkurang. Ini karena posisi antena tidak tepat mengarah pada pemancar dalam hal ini adalah access point. Pada posisi antena sekitar 180o, level sinyal yang terekam sangatlah minim. Dari percobaan yang telah dilakukan, antena masih menangkap sinyal yang dipancarkan access point hanya saja levelnya rendah.

69

Dari pengukuran pula dapat diketahui pada antena wajanbolic kecil (40 cm) level sinyal tertinggi yang ditangkap adalah senilai -30 dB untuk bidang E dan bidang H. Sedangkan level sinyal terendah yang ditangkap adalah -52 dB untuk bidang H dan -58 dB untuk bidang E. Pada antena wajanbolic besar level sinyal tertinggi adalah -22 dB untuk bidang E dan -23 dB untuk bidang H. Dan level sinyal terendah adalah -62 dB untuk bidang E dan -58 dB untuk bidang H. Kedua antena tersebut sama-sama memiliki pola radiasi yang terarah. Yaitu menerima sinyal dengan baik pada posisi 0o dan menerima sinyal dengan lemah pada posisi sekitar 180o. Hanya saja level sinyal yang ditangkap agak sedikit berbeda. Antena wajanbolic dengan diameter besar menangkap sinyal lebih baik. Sehingga dari gambar pola radiasi yang didapat dari hasil pengukuran dapat dikatakan bahwa antena yang dibuat telah sesuai dengan harapan karena memiliki pancaran daya yang terarah. 10.4.

Pengukuran Gain [6] Untuk pengukuran gain maksimum antena wajanbolic ini dilakukan dengan cara membandingkan dengan wireless USB adapter yang digunakan. Perhitungan yang digunakan adalah dengan membandingkan level sinyal maksimum yang diterima wireless USB adapter dengan level sinyal maksimum yang diperoleh antena wajanbolic. Untuk mengetahui nilai level sinyal maksimum yang diterima oleh wireless USB adapter adalah dengan mengkoneksikan wireless USB adapter ke access point tanpa bantuan wajanbolic ataupun waveguide.

70

3 meter

Gambar 4.18 Diagram pengukuran level sinyal wireless USB adapter Langkah-langkah untuk mengetahui nilai level sinyal yang diperoleh oleh wireless USB adapter adalah sebagai berikut : 1. Nyalakan laptop dan access point 2. Hubungkan wireless USB adapter ke kabel USB extension 3. Hubungkan kabel USB extension ke laptop 4. Jalankan program WirelessMon 5. Jalankan program Network Stumbler 6. Periksa nilai level sinyal yang diterima oleh masingmasing program Dari percobaan yang telah dilakukan, didapat level sinyal yang ditangkap oleh wireless USB adapter yang ditunjukkan oleh program WirelessMon dan Network Stumbler adalah sama, yaitu sebesar -44 dB.

71

Gambar 4.19 Tampilan program WirelessMon

Gambar 4.20 Tampilan program Network Stumbler

72

Apabila pada wireless USB adapter telah diketahui nilai level sinyal yang diterima, yaitu pada frekuensi 2,4 GHz sebesar -44 dBi, maka dari pengukuran diatas gain antena wajanbolic dapat dihitung dengan menggunakan persamaan : Gt(dB) = (Pt(dBm) – Ps(dBm)) + Gs(dB)

(4-1)

Dimana Gt = Gain antena wajanbolic Pt = Nilai level sinyal maksimum yang diperoleh antena wajanbolic Ps = Nilai level sinyal maksimal yang diterima wireless USB adapter Gs = Gain wireless USB adapter Tabel 4.1 HASIL PENGUKURAN GAIN Diameter Pt Ps Gs Gt Wajan

10.5.

40 cm

-30 dBi

-44 dBi

2,15 dBi

16,15 dBi

60 cm

-22 dBi

-44 dBi

2,15 dBi

24,15 dBi

Polarisasi [6] Polarisasi antena ditentukan oleh polarisasi gelombang yang dipancarkan oleh antena atau oleh efektivitas antena dalam menerima gelombang. Penamaan polarisasi antena ditentukan oleh arah medan listrik (E) gelombang yang dipancarkan oleh antena terhadap bidang permukaan bumi / tanah. Untuk pengukuran polarisasi, saat wireless USB adapter yang ada di dalam waveguide antena wajanbolic berada pada posisi vertikal dan antena pada access point juga pada posisi vertikal, ternyata antena wajanbolic lebih efektif menangkap gelombang sehingga polarisasi ini dinamakan polarisasi vertikal. Dan sebaliknya saat wireless USB adapter pada antena wajanbolic tetap pada posisi vertikal dan antena pada access point dirubah pada posisi horisontal, maka sinyal yang ditangkap

73

antena wajanbolic menjadi lebih lemah. Hal ini dikarenakan telah terjadinya polarisasi silang sehingga level sinyal yang ditangkap oleh antena wajanbolic menjadi banyak yang loss. Hal ini dibuktikan pada antena wajanbolic besar, pada saat wireless USB adapter dan antena access point sama-sama pada posisi vertikal, antena wajanbolic dapat menerima sinyal maksimum sebesar -22 dBi. Sedangkan saat wireless USB adapter tetap pada posisi vertikal dan antena pada access point dirubah ke posisi horisontal maka level sinyal yang didapat lebih kecil yaitu -23 dBi. Antena wajanbolic dapat menerima polarisasi baik vertikal ataupun horisontal. Hal ini tergantung bagaimana antena pada sisi pemancar diset. Dan pada antena wajanbolic hanya perlu mengatur posisi wireless USB adapter yang ada pada waveguide. Namun secara umum polarisasi dari antena wajanbolic adalah polarisasi vertikal karena kebanyakan antena omni directional yang menyebarkan sinyal wireless pada hotspot dipasang secara vertikal. Tabel 4.2 HASIL POLARISASI Polarisasi Diameter Wajan Vertikal Horisontal

10.6.

40 cm

-30 dB

-30 dB

60 cm

-22 dBi

-23 dBi

Directivity [6] Directivity suatu antena dapat diperkirakan dengan menggunakan pola radiasi yang dihasilkan pada pengukuran pola radiasi bidang E dan bidang H. Sudut tersebut dapat dicari dengan menggunakan gambar pola radiasi. Dengan menandai titik setengah daya pada pola radiasi kemudian menarik sudut pada titik tersebut. Ini dilakukan untuk bidang E dan H. Sehingga dari sudut yang didapat kita dapat mengukur directivity.

74

Sehingga nilai directivity dicari dengan perhitungan : (4-2)

Atau jika dalam satuan decibel (dB) :

D(dB )  10 log D Tabel 4.3 Directivity pada antena wajanbolic Diameter No Directivity Antena Wajanbolic 1 40 cm 21,4 dB 2 60 cm 30,2 dB

Gambar 4.21 Pengukuran directivity

(4-3)

75

10.7.

Aplikasi Antena Wajanbolic Antena wajanbolic yang telah dibuat diaplikasikan sebagai antena penerima atau antena client dalam jaringan wireless LAN 2,4 GHz. Dalam aplikasinya ketika digunakan sebagai antena penerima, posisi antena harus sejajar dengan antena pemancar selain itu jalurnya harus line of sight agar sinyal dapat ditangkap dengan baik oleh antena wajanbolic. Jika posisi antena pemancar tidak sejajar atau terdapat penghalang dengan antena penerima (antena wajanbolic), maka sinyal yang diterima akan melemah. Dan juga, ketika antena digunakan harus memiliki polarisasi yang sama dengan antena pemancar, jika posisinya mengalami perbedaan, sinyal yang diterima juga akan lemah. Antena wajanbolic ini telah diuji coba di Kediri dengan menangkap sinyal hotspot dari Poltek Kediri. Uji coba dilakukan dalam radius jarak + 500 meter line of sight. Dari hasil uji coba, antena wajanbolic dapat menangkap sinyal dengan baik dan dapat melakukan koneksi ke internet.

Gambar 4.22 Uji coba antena wajanbolic di Kediri

76

Gambar 4.23 Tampilan D-Link Wireless Connection Manager

Gambar 4.24 Tampilan sinyal pada program NetStumbler Selain itu, antena wajanbolic ini telah sesuai dengan hasil yang diharapkan yaitu mempunyai performansi (gain) yang baik yang tidak kalah bila dibandingakan dengan antena grid yang dijual dipasaran. Hal ini dibuktikan oleh komentar Pak Onno W. Purbo mengenai pola radiasi dari antena wajanbolic yang telah dibuat yang dapat dilihat pada alamat website berikut : http://opensource.telkomspeedy.com/wiki/index.php/Hasil_Peng ukuran_Pola_Radiasi_Wajanbolic_e-goen

BAB V PENUTUP 15.1.

KESIMPULAN Berdasarkan hasil pengukuran dan analisa, maka dapat disimpulkan bahwa antena wajanbolic adalah antena directional yang mempunyai keterarahan sinyal. Mempunyai nilai HPBW (Half Power Beam Width) sebesar 21o untuk wajanbolic kecil polarisasi vertikal, 14o untuk polarisasi horisontal, 13o untuk wajanbolic besar polarisasi vertikal, 3o untuk polarisasi horisontal. Mempunyai nilai gain sebesar 16,15 dBi untuk antena wajanbolic kecil dan 24,15 dBi untuk antena wajanbolic besar. Mempunyai polarisasi yang sejajar dengan antena pemancar. Serta mempunyai nilai directivity sebesar 21,4 dB untuk antena wajanbolic kecil dan 30,2 dB untuk antena wajanbolic besar. Pada Tugas Akhir ini, antena wajanbolic yang telah dibuat telah berhasil sesuai performansi yang diharapkan. Hal ini dapat dilihat dari pola radiasi yang dihasilkan, gain, dan directivity yang dimiliki oleh antena wajanbolic yang telah dibuat. 15.2.

SARAN Dari Proyek Akhir yang telah dilakukan kiranya masih diperlukan pembenahan-pembenahan sehingga didapatkan hasil yang lebih memuaskan. Saran-saran yang dapat diberikan diantaranya adalah peningkatan keakuratan perhitungan dan keakuratan serta kerapian dalam proses pembuatan antena wajanbolic. Penggunaan wireless USB adapter dengan merek yang lebih baik ataupun penggantian wireless USB adapter dengan access point untuk mendapatkan performansi yang lebih optimal. Penggunaan software monitor wireless yang lebih presisi dan mudah dalam pembacaan nilai level sinyal yang diperoleh. Pemilihan bahan dan material pembuat antena yang lebih tepat serta penggunaan peralatan yang lebih diperhatikan kepresisiannya agar hasil yang diperoleh sesuai dengan perhitungan secara simulasi atau perhitungan secara teoritis.

77

78

-- Halaman ini sengaja dikosongkan --

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

[5]

[6]

[7] [8] [9]

Gunadi, “Merakit Sendiri Wajanbolic Step-by-Step”, CHIP Edisi Oktober, 2007 Onno W. Purbo, “Internet Wireless dan Hot Spot”, P.T. Elex Media Komputindo, 2006 Onno W. Purbo, “Panduan Praktis RT/RW-net & Antena Wajanbolic”, P.T. Prima Infosarana Media, 2007 Onno W. Purbo, E-Goen, “Membuat Sendiri Antena Wajanbolic & Kenthongan”, P.T. Prima Infosarana Media, 2007 http://yb1zdx.arc.itb.ac.id/oraridiklat/pemula/multimedia/foto-station/2.4ghz/wajanbolicegoen/ Diyah Andari, Roose, ”Rancang Bangun Antena YagiUda Berbasis Algoritma Genetika Dan Implementasinya Pada Wireless LAN 2,4 GHz Sub Judul (Implementasi Pada Wireless LAN 2,4 GHz)”, PENS-ITS, 2007 Budi Aswoyo, “Antena & Propagasi”, PENS-ITS, 2005. Raga Putra, Ery,”Disain Dan Implementasi Antena Kaleng Pada Frekuensi 2,65 GHz”, PENS-ITS, 2005. Salsabil, Syailendra, ”Pembuatan Antena Omni Directional 2,4 GHz Untuk Jaringan Wireless-LAN, PENS-ITS, 2006.

79

80

-- Halaman ini sengaja dikosongkan --

LAMPIRAN LAMPIRAN A PENGUKURAN POLA RADIASI ANTENA WAJANBOLIC KECIL VERTIKAL POSISI (derajat) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240

SINYAL (dB) -30 -32 -43 -48 -40 -38 -40 -40 -40 -42 -44 -45 -48 -48 -52 -54 -54 -58 -54 -54 -50 -52 -48 -50 -48

SINYAL TERNORMALISASI 0 -2 -13 -18 -10 -8 -10 -10 -10 -12 -14 -15 -18 -18 -22 -24 -24 -28 -24 -24 -20 -22 -18 -20 -18

81

82

POSISI (derajat) 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360

SINYAL (dB) -48 -48 -44 -42 -42 -42 -40 -40 -46 -42 -35 -32

SINYAL TERNORMALISASI -18 -18 -14 -12 -12 -12 -10 -10 -16 -12 -5 -2

83

LAMPIRAN B PENGUKURAN POLA RADIASI ANTENA WAJANBOLIC KECIL HORISONTAL POSISI (derajat) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240

SINYAL (dB) -30 -32 -44 -49 -46 -42 -42 -44 -44 -46 -44 -46 -46 -52 -48 -48 -48 -50 -48 -48 -50 -52 -50 -50 -50

SINYAL TERNORMALISASI 0 -2 -14 -19 -16 -12 -12 -14 -14 -16 -14 -16 -16 -22 -18 -18 -18 -20 -18 -18 -20 -22 -20 -20 -20

84

POSISI (derajat) 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360

SINYAL (dB) -50 -46 -46 -50 -46 -44 -44 -38 -40 -40 -38 -30

SINYAL TERNORMALISASI -20 -16 -16 -20 -16 -14 -14 -8 -10 -10 -8 0

85

LAMPIRAN C PENGUKURAN POLA RADIASI ANTENA WAJANBOLIC BESAR VERTIKAL POSISI (derajat) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250

SINYAL (dB) -22 -30 -44 -46 -42 -42 -44 -44 -46 -46 -52 -54 -54 -52 -50 -50 -54 -54 -52 -56 -58 -62 -54 -60 -60 -52

SINYAL TERNORMALISASI 0 -8 -22 -24 -20 -20 -22 -22 -24 -24 -30 -32 -32 -30 -28 -28 -32 -32 -30 -34 -36 -40 -32 -38 -38 -30

86

POSISI (derajat) 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360

SINYAL (dB) -48 -48 -48 -42 -42 -42 -42 -40 -40 -40 -25

SINYAL TERNORMALISASI -26 -26 -26 -20 -20 -20 -20 -18 -18 -18 -3

87

LAMPIRAN D PENGUKURAN POLA RADIASI ANTENA WAJANBOLIC BESAR HORISONTAL POSISI (derajat) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250

SINYAL (dB) -23 -30 -45 -43 -46 -48 -46 -46 -48 -48 -52 -48 -50 -52 -48 -52 -58 -50 -54 -48 -54 -52 -50 -55 -58 -54

SINYAL TERNORMALISASI 0 -7 -22 -20 -23 -25 -23 -23 -25 -25 -29 -25 -27 -29 -25 -29 -35 -27 -31 -25 -31 -29 -27 -32 -35 -31

88

POSISI (derajat) 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360

SINYAL (dB) -50 -50 -48 -48 -44 -42 -38 -40 -40 -42 -23

SINYAL TERNORMALISASI -27 -27 -25 -25 -21 -19 -15 -17 -17 -19 0

89

LAMPIRAN E SPESIFIKASI WIRELESS USB ADAPTER D-LINK DWA-110

90

91

LAMPIRAN F SPESIFIKASI ACCESS POINT D-LINK DWL-2100AP

92

93

LAMPIRAN G TAMPILAN LEVEL SINYAL WAJANBOLIC KECIL POLARISASI VERTIKAL

94

LAMPIRAN H TAMPILAN LEVEL SINYAL WAJANBOLIC KECIL POLARISASI HORISONTAL

95

LAMPIRAN I TAMPILAN LEVEL SINYAL WAJANBOLIC BESAR POLARISASI VERTIKAL

96

LAMPIRAN J TAMPILAN LEVEL SINYAL WAJANBOLIC BESAR POLARISASI HORISONTAL

97

LAMPIRAN K CONTOH SPESIFIKASI ANTENA GRID

98

99

100

-- Halaman ini sengaja dikosongkan --

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

Nama Alamat No. HP Email

: Molin Adiyanto : Jl. K.H. Achmad Dahlan Gg. X / 2B Mojoroto Kediri : 08563508192 : [email protected] : [email protected]

Riwayat Pendidikan :  TK Kartanegara II Kediri (1991 – 1993)  SDN Mojoroto II Kediri (1993 – 1999)  SLTPN IV Kediri (1999 – 2002)  SMAN I Kediri (2002 – 2005)  D3 Teknologi Informasi PENS – ITS (2005 – 2008) Motto : Tuntutlah ilmu dari ayunan sampai liang lahat Penulis telah mengikuti Seminar Tugas Akhir pada tanggal 25 Juli 2008 sebagai persyaratan untuk memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md).

101