PENGENDALIAN MOTOR STEPPER UNTUK MENDAPATKAN DAYA OPTIMUM PADA

ANTENA SECARA WIRELESS

Pembimbing:

Dr. Melania Suweni Muntini, MT

Dr. Yono Hadi Pramono, M. Eng

Oleh:Iva Mamlu’atul Hidayati

PROGRAM STUDI MAGISTER

BIDANG KEAHLIAN FISIKA INSTRUMENTASI

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

1

Pendahuluan

2

Latar Belakang

• Berbagai jenis instrumentasi sering kali

membutuhkan aktuator sebagai alat penggerak atau

pemutar, salah satu aktuator yang sering digunakan

adalah motor stepper

• Salah satu fungsi motor stepper adalah untuk

menggerakkan atau memutar antena

• Dalam dunia komunikasi pergerakan antena sangat

membantu. Salah satunya sering digunakan untuk

mencari power maksimum.

• Pemutaran antena dilakukan secara otomatis dan

dapat dimonitoring pada jarak jauh

• Salah satu sistem komunikasi yang digunakan

untuk monitoring jarak jauh adalah wireless

3

• Bagaimana membuat rancang bangun sistem instrumen

untuk perubahan posisi sudut antena selama proses

pengambilan data

• Apakah sistem komunikasi wireless dapat

memaksimalkan kualitas perubahan nilai power antena

berdasarkan perubahan posisi sudut antena.

• Apakah perancangan perangkat keras dan perangkat

lunak dapat digunakan sebagai sistem monitoring jarak

jauh.

4

RumusanMasalah

Tujuan

• Membuat rancang bangun sistem instrumen untuk

perubahan posisi sudut antena sebagai alat pengambilan

data

• Merancang sistem komunikasi data secara wireless

• Dapat mengamati perubahan nilai power antena

berdasarkan perubahan posisi sudut antena tanpa harus

berada pada lokasi penempatan antena.

BatasanMasalah

• Pengukuran yang dilakukan menggunakan antena

mikrostrip yang diputar dengan motor stepper.

• Antena mikrostrip yang digunakan dalam penelitian ini

yaitu antena 5 larik dipole telah fabrikasi sebelumnya

(Risfaullah, 2011) dan antena dipole tunggal

• Pengambilan nilai power yang diterima antena dilakukan

diruang bebas.

6

Manfaat• Sistem rancang bangun yang telah dibuat dapat mengamati

perubahan nilai power yang diterima antena berdasarkan

perubahan posisi sudut antena

Tinjauan Pustaka

8

Antena dan Pola Radiasi

Karakterisasi antena mikrostrip 5 larik dipole dan antena dipole tunggal

>> Mempunyai frekuensi kerja 2.4 GHz

Pola radiasi antena adalah pernyataan grafis yang menggambarkan

radiasi antena pada medan jauh

9

Motor Stepper(1)• Bergerak per step

• Setiap step 1.8 derajat

• Mempunyai 4 kutub positif dan 1 kutub negatif

10

Motor Stepper(2)

• Kutub positif pertama akan mengalami sinyal clock secara periodik.

• Sinyal clock yang terjadi pada kutup positif kedua mengalami pergeseran

fase tertinggal sebesar ¼ waktu dari sinyal clock yang pertama

• Kecepatan motor stepper pada dasarnya ditentukan oleh kecepatan

pemberian data

11

Motor Stepper(3)

Suatu titik pada sebuah kutub magnet dirotor akan mendapat kembali tarikan

medan magnet stator pada lilitan yang sama setelah step ke 4.

Prinsip kerja full step

12

No

Full Step

Tegangan yang diberikan pada lilitan

Arah putaran searah jarum jam Arah putaran berlawanan jarum jam

L0 L1 L2 L3 L0 L1 L2 L3

1 1 0 0 0 0 0 0 1

2 0 1 0 0 0 0 1 0

3 0 0 1 0 0 1 0 0

4 0 0 0 1 1 0 0 0

Komunikasi Wireless

Range frekuensi kerja jaringan wireless

Tidak terjadi interferensi dengan pengguna yanglain

ISM band (Industrial Scientific and Medical).

14

Metodologi

15

Diagram blok penelitian

16

Diagram Alir Pengukuran Penelitian

Antena berputar setiap kelipatan 3.60 mulai

dari keadaan 00 sampai 3600

Pengambilan data setiap kelipatan 3.60

melalui accesspoint yang kemudian dikirim

ke PC

Optimasi data di PC untuk mendapatkan nilai daya terbesar dengan

sudut tertentu

Pengiriman data setiap kelipatan 3.60 dari

sistem instrument motor ke PC

Mengirimkan data hasil optimasi ke sistem

instrumen motor

Motor berputar pada sudut tertentu, sesuai

dengan hasil optimasi

Proses monitoring dapat

dilihat di PC

17

Diagram Blok Transmisi Data

18

Diagram alir perangkat lunak

19

Koneksi accesspoint

Koneksi accesspoint

Sistem scanning data accesspoint

Perangkat Receiver Pengendalian Motor Stepper UntukMendapatkan Daya Optimum Pada Antena Secara

Wireless

Antena

5 larik dipole

Motor

stepper

accesspoint

Perangkat

receiver

Antena Pemancar dengan SSID Data Gempa Dan Tsunami

Perangkat Receiver Pengendalian Motor Stepper UntukMendapatkan Daya Optimum Pada Antena Secara

Wireless

Perangkat

receiverMotor

stepper

Antena

dipole tunggal accesspoint

Perangkat Transmitter Pengendalian Motor Stepper Untuk Mendapatkan Daya Optimum Pada Antena

Secara Wireless

Display PerangkatTransmitter

Pemancar

Pembahasan

Sistem pemutar antena

Setiap step 3.60 10 ms

Pemutaran dari keadaan 00 sampai 3600 20 menit

Delay motor 11 sampai 12 detik

Waktu pergerakan motor = waktu scanning data

accesspoint

Motor kembali keposisi power

terbesar dengansudut tertentu

Tampilan visual dan grafik pola radiasi yang belum ternormalisasi

Penngujian 1. mengunakan antena dipole tunggal

Grafik pola radiasi yang sudah ternormalisasidan smoothing grafik pola radiasi

2

4

6

8

10

30

210

60

240

90

270

120

300

150

330

180 0

Pengujian 1. menggunakan antena dipole tunggal

Pengujian sistem pemutar antena

Grafik dari antena 5 larik dipole dan antena dipole tunggalmempunyai grafik main lobe yang tidak smooth. Hal ini karenapengukuran dilakukan diruang bebas bukan didalam chamber(kedap gelombang mikro).

Pengukuran dengan waktu berbeda dan posisi samamenghasilkan power yang diterima antena berbeda pula

daya yang diberikan oleh accesspoint tidak konstan

Sistem komunikasi data

1. 11 detik

2. 12 detik

100. 12 detik

scanning data yang dilakukan oleh accesspoint tidakkonstan dan accesspoint mempunyai nilai minimal

untuk merekam nilai power

SSIDData gempa dan tsunamiLat optikGeofisikaAccesspoint

Scanning data SSID dariaccesspoint melalui WEB

menggunakan java

Pengiriman data ke 100-n Data tidak terekam

Kesimpulan

Telah dibuat rancang bangun untuk mendapatkan daya optimum padaantena secara wireless. Waktu yang dibutuhkan motor untuk melakukangerakan setiap 3,60 sama dengan waktu yang dibutuhkan accesspointuntuk scanning data.

Pada waktu yang berbeda dengan posisi yang sama, jumlah sanning dataSSID yang dihasilkan tidak sama dan tidak semua data power terekam olehPC.hal ini dikarenakan waktu scanning data yang dibutuhkan accesspointtidak konstan dan accesspoint mempunyai nilai minimal untuk merekamnilai power

Didapatkan nlai maksimum power sebesar 42 dB pada beberapa posisisudut dengan menggunaka antena dipole tunggal. Nialai powermaksimum tidak selalu berada pada satu posisi sudut.

Aplikasi

TERIMAKASIH