PENELITIAN SISTEM AUDIO STEREO DENGAN MEDIA TRANSMISI

JALA - JALA LISTRIK

Oleh

Adi Narendra

NIM: 612008019

Skripsi

Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh

Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

Juni 2015

PENELITIAN SISTEM AUDIO STEREO DENGAN MEDIA TRANSMISI JALA -

JALA LISTRIK

Oleh

Adi Narendra

NIM : 612008019

Skripsi ini telah diterima dan disahkan

Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh

Gelar Sarjana Teknik

dalam

Konsentrasi Telekomunikasi

Program Teknik Elektro

Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

Disahkan oleh :

Pembimbing I Pembimbing II

Ir. Budihardja Murtianta, M.Eng Deddy Susilo, S.T., M.Eng.

Tanggal : Tanggal :

PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT

Saya, yang bertanda tangan di bawah ini:

NAMA : Adi Narendra

NIM : 612008019

JUDUL SKRIPSI : Penelitian Sistem Audio Stereo dengan Media

Transmisi Jala - Jala Listrik

Menyatakan bahwa skripsi tersebut di atas bebas plagiat. Apabila ternyata

ditemukan unsur plagiat di dalam skripsi saya, maka saya bersedia mendapatkan sanksi

apapun sesuai aturan yang berlaku.

Salatiga, Juni 2015

Adi Narendra

i

INTISARI

Komunikasi merupakan salah satu kebutuhan penting bagi dalam kehidupan

manusia. Kebutuhan ini memacu pertumbuhan dan perkembangan teknologi dalam bidang

telekomunikasi. Kemajuan teknologi komunikasi akan semakin memudahkan pertukaran

informasi dari satu tempat ke tempat yang lain. Jenis informasi yang dipertukarkan juga

semakin beragam seperti suara, gambar, video, dan data.

Selain kebutuhan informasi manusia juga tidak bisa dilepaskan dari kebutuhan akan

sumber daya listrik. Sumber daya listrik tersebut digunakan untuk menjalankan alat-alat

listrik yang tugasnya untuk mempermudah kehidupan manusia. Dapat dipastikan bahwa

hampir semua rumah mempunyai jaringan listrik.

Oleh karena itu, pada tugas akhir ini akan dibuat sebuah alat yang digunakan untuk

mengirimlan informasi khususnya suara yang dilewatkan pada jaringan listrik. Selain

membuat alat juga akan diteliti nilai THD, SNR, dan daya yang diterima.

Cara kerja alat yang akan dibuat adalah dengan mengirimkan sinyal informasi

berupa suara yang dimodulasikan secara frekuensi modulasi(FM). Setelah dimodulasi,

sinyal informasi suara akan dilewatkan jaringan daya PLN. Terdapat dua set pengirim dan

penerima guna dapat mengakomodasi sinyal informasi suara yang stereo. Pengiriman

sinyal informasi menggunakan dua buah sinyal pembawa yaitu 125kHz dan 350kHz.

Sinyal informasi yang dikirimkan akan diterima dan didemodulasi untuk mendapatkan

kembali sinyal informasi yang dikirim. IC yang digunakan adalah LM1893 dan LM565,

keduanya dapat dikondisikan sebagai pengirim dan penerima. Pengiriman sinyal informasi

melalui jala-jala listrik disebut sebagai Power Line Carrier / Power Line Communication

(PLC).

ii

ABSTRACT

Communication is an important aspect for human life. It triggers technological

development and growth in the telecommunications. Advances in communications

technology will further facilitate the exchange of information from one place to another.

The type of information which is exchanged is also increasingly diverse such as sound,

picture, video, and data.

In a addition to the information needs, people can’t be separated from the power

source. A source of power to run electrical equipment is used to ease the work of human

life. It is certain that almost all homes have electricity network.

Therefore, in this final project will be made a device used to sent a information,

especially sound that is passed to electricity network.. Besides making device will also

review the value of THD, SNR, and received power at the receiver.

The workings of this device is to send a signal in the form of sound information that

is modulated in frequency modulation (FM). After being modulated, the sound

information signal will be passed to PLN (Perusahaan Listrik Negara) power network.

There are two sets of transmitter and receiver that is used to accommodate stereo sound

information signal. The delivery of information signal is using two carrier signal which are

125kHz and 350kHz. Information signals which is sent will be received and demodulated

to recover the information signal. The IC which is used are LM1893 and LM565, both can

be conditioned as a transmitter or a receiver. The delivery of information signal through

the power network is called Power Line Carrier / Power Line Communication (PLC).

iii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yesus Kristus yang selalu

memberikan semangat dan penyertaan kepada penulis selama menempuh pendidikan

sampai sekarang sehingga penulis dapat menyelesaikan perancangan serta penulisan tugas

akhir sebagai syarat kelulusan di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas

Kristen Satya Wacana.

Pada kesempatan ini penulis juga hendak mengucapkan terima kasih kepada berbagai

pihak yang baik secara langsung maupun tidak telah membantu penulis dalam

menyelesaikan skripsi ini :

1. Yesus Kristus atas semua kasih karunia yang selalu penulis rasakan dalam

perancangan skripsi.

2. “Big Boss” Drs. Mintarjo dan “Kanjeng Mami” Dra. Purwanti Budiatmi atas

segala dukungan

3. Bapak Ir. Budihardja Murtianta, M.Eng dan Bapak Deddy Susilo, S.T., M.Eng selaku

pembimbing I dan pembimbing II, terima kasih atas bimbingan, arahan dan ide-

ide yang telah dibagikan kepada penulis.

4. Ardian adik penulis yang selalu menajadi penyemangat penulis untuk segera

menyelesaikan tugas akhir.

5. Nadya Zefanya Sakul sebagai salah satu orang paling berharga bagi penulis yang

selalu memberikan dorongan dan menemani selama mengerjakan tugas akhir ini.

6. Saudara penulis di Gedung C angkatan 2008 terkhusus “The Last Man Standing

2008”, Daniel, Face, Hendika, Caesar, Rheno,dan Eko yang selalu memberikan

keceriaan di lab skripsi.

7. Ivan Vartha Rizza sebagai orang terdekat penulis di kost yang sudi untuk

membantu penulis melengkapi syarat tugas akhir.

8. Mas DK’04 yang telah menyumbangkan ide-ide yang sangat cemerlang untuk

penulis.

9. Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK yang memfasilitasi penulis

selama belajar di FTEK UKSW.

iv

10. Berbagai pihak yang tidak dapat dituliskan satu persatu, penulis mengucapkan

terima kasih.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata “sempurna”, oleh karena

itu penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian sehingga

skripsi ini dapat berguna bagi kemajuan teknik elektronika.

Salatiga, Juni 2015

Penulis

v

DAFTAR ISI

INTISARI ............................................................................................................................... i

ABSTRACT .......................................................................................................................... ii

KATA PENGANTAR ......................................................................................................... iii

DAFTAR ISI ......................................................................................................................... v

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................................... vii

DAFTAR TABEL ................................................................................................................ ix

DAFTAR ISTILAH ...............................................................................................................x

BAB I PENDAHULUAN ..........................................................................................1

1.1 Tujuan ............................................................................................... ....1

1.2 Latar Belakang ......................................................................................1

1.3 Metode Penilitian .................................................................................. 2

1.4 Spesifikasi Sistem .................................................................................3

1.5 Sistematika Penulisan ....................................................................... ....3

BAB II DASAR TEORI ............................................................................................ 5

2.1 Komunikasi Jala-Jala / Power Line Carrier (PLC) .............................. 5

2.1.1 Standard dan Regulasi ............................................................... 6

2.1.2 Penumpangan Sinyal Informasi ke Saluran Daya ..................... 7

2.1.3 Kendala Komunikasi PLC ........................................................ 8

2.2 Modulasi dan Demodulasi Gelombang ................................................ 9

2.2.1 Modulasi Frekuensi (Frequency Modulation) ........................ 10

2.3 Transformator dan Kapasitor Coupling .............................................. 11

2.4 Audio .................................................................................................. 12

2.5 Lingkar Fase Terkunci (Phase-Locked Loop, PLL) ........................... 12

2.5.1 Penjelasan Sederhana dari Operasi PLL ................................. 12

2.6 LM1893 .............................................................................................. 14

2.7 Tapis (Filter) ....................................................................................... 15

2.8 LM567 ................................................................................................ 17

2.9 Audio Amplifier .................................................................................. 18

2.10 LM565 ................................................................................................ 18

2.11 Penguat Diferensial ............................................................................. 19

vi

BAB III PERANCANGAN SISTEM ....................................................................... 21

3.1 Gambaran Sistem ................................................................................21

3.2 Perancangan Modul Pengirim ............................................................ 21

3.2.1 Pengirim PLC LM565 ............................................................. 21

3.2.2 Pengirim PLC LM1893 ........................................................... 25

3.3 Perancangan Modul Penerima ............................................................ 30

3.3.1 Penerima FM LM565 .............................................................. 30

3.3.2 Penerima PLC LM1893 .......................................................... 35

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS .................................................................. 41

4.1 Pengujian Modul Pengirim PLC LM565 ............................................ 41

4.2 Pengujian Modul Pengirim PLC LM1893 .......................................... 45

4.3 Pengujian Modul Penerima PLC LM565 ........................................... 49

4.4 Pengujian Modul Penerima PLC LM 1893 ........................................ 55

4.5 Pengujian Daya Sebagai Fungsi Jarak ................................................ 58

4.6 Pengujian SNR Sebagai Fungsi Jarak ................................................. 60

4.7 Pengujian THD Sebagai Fungsi Jarak ................................................ 61

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................... 64

5.1 Kesimpulan ......................................................................................... 64

5.2 Saran Pengembangan ......................................................................... 65

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................................... 66

LAMPIRAN A DATASHEET .............................................................................................. 68

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Dua buah gelombang yang mempunyai karakteristik yang berbeda [4] ..... 7

Gambar 2.2. Gelombang hasil superposisi [4] ................................................................. 8

Gambar 2.3. Komponen sistem modulasi gelombang kontinyu

(a)Transmitter dan (b) Receiver ............................................................... 10

Gambar 2.4. Modulasi FM .............................................................................................. 10

Gambar 2.5. Komponen dasar PLL (1) ........................................................................... 13

Gambar 2.6. Komponen dasar PLL (2) ........................................................................... 14

Gambar 2.7. Konfigurasi pin IC LM1893 [5, h.6] .......................................................... 15

Gambar 2.8. Rangkaian IC PLC [5,h.1] .......................................................................... 15

Gambar 2.9. Rangkaian dasar dan respon frekuensi tapis lolos bawah .......................... 16

Gambar 2.10. Rangkaian tapis lolos bawah Sallen-Key ................................................... 17

Gambar 2.11. Skema LM567[11] ..................................................................................... 17

Gambar 2.12. LM380 2.5W audio power amplifier [16] .................................................. 18

Gambar 2.13. Konfigurasi kaki IC LM565 [17] ............................................................... 19

Gambar 2.14. Penguat diferensial [15] ............................................................................. 19

Gambar 3.1. Gambaran umum sistem (a). Modulator di pengirim.

(b). demodulator di penerima ..................................................................... 21

Gambar 3.2. IC LM565 [17] ........................................................................................... 22

Gambar 3.3. Modulasi FM dengan LM565 [17] ............................................................. 23

Gambar 3.4. Skematik pengirim LM565 [18] ................................................................. 24

Gambar 3.5. Realisasi pengirim LM565 ......................................................................... 25

Gambar 3.6. Skematik pengirim LM1893 [5] ................................................................. 28

Gambar 3.7. Realisasi pengirim LM1893 ....................................................................... 29

Gambar 3.8. Skema masukan audio ke pin 18 LM1893 ................................................. 30

Gambar 3.9. Penguat diferensial dua tingkat .................................................................. 31

Gambar 3.10. (a) Skematik penerima FM LM565, (b) Realisasi penerima FM LM565 .. 32

Gambar 3.11. Rangkaian tapis lolos bawah Sallen-Key .................................................... 34

Gambar 3.12. Skematik penerima LM1893 [5] ................................................................ 36

Gambar 3.13. Skematik modul Carrier Detector [5] ........................................................ 36

Gambar 3.14. Rangkaian Carrier Detector LM567 [5] .................................................... 37

viii

Gambar 3.15. Rangkaian filter dan power amplifier [5] ................................................... 38

Gambar 3.16. Realisasi rangkaian filter dan power amplifier .......................................... 39

Gambar 3.17. Realisasi rangkaian penerima LM1893 ...................................................... 39

Gambar 4.1. Skematik pengirim LM565 [18] ................................................................. 43

Gambar 4.2. Realisasi pengirim LM565 ......................................................................... 43

Gambar 4.3. Sinyal pembawa 350kHz ............................................................................ 44

Gambar 4.4. Sinyal termodulasi FM ............................................................................... 44

Gambar 4.5. Hasil pengujian pengirim LM1893 mode HIGH ....................................... 46

Gambar 4.6. Hasil pengujian pengirim LM1893 mode LOW ........................................ 46

Gambar 4.7. Hasil Pengujian Modem Sebagai Receiver(a) Kondisi Idle

(b) Input Sinyal ±122.25 Khz (c) Input Sinyal ±127,75 Khz .................... 47

Gambar 4.8. Hasil pengujian masukan FG, tampak spektrum pin 10

pengirim LM1893 ...................................................................................... 48

Gambar 4.9. Bagan dalam IC LM3046 ........................................................................... 50

Gambar 4.10. Penguat diferensial dua tingkat [14] .......................................................... 50

Gambar 4.11. Skematik demodulator FM LM565 [18] .................................................... 51

Gambar 4.12. Keluaran pin 4 tanpa masukan ................................................................... 51

Gambar 4.13. Keluaran pin 5 dengan masukan ................................................................ 52

Gambar 4.14. Sinyal keluaran pin 7 [PLL] LM565 .......................................................... 53

Gambar 4.15. Grafik tapis lolos bawah ............................................................................. 54

Gambar 4.16. Sinyal keluaran dari tapis lolos bawah ....................................................... 54

Gambar 4.17. Perbandingan keluaran pengirim(a) dan masukan penerima(b) LM1893 .. 56

Gambar 4.18. Cara ukur hambatan dalam ......................................................................... 58

Gambar 4.19. Grafik daya yang diterima di penerima LM1893 ....................................... 59

Gambar 4.20. Grafik daya yang diterima di penerima LM565 ......................................... 59

Gambar 4.21. Grafik SNR yang diterima di penerima LM1893 ...................................... 60

Gambar 4.22. Grafik SNR yang diterima di penerima LM565 ........................................ 61

Gambar 4.23. Grafik THD terhadap jarak pada penerima LM1893 ................................. 62

Gambar 4.24. Grafik THD terhadap jarak pada penerima LM565 ................................... 62

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Daftar nilai komponen tambahan pengirim LM1893 .................................... 27

Tabel 4.1 Hasil pengujian tapis lolos bawah ................................................................. 54

Tabel 4.2 Tabel pengujian rangkaian Carrier Detector ................................................ 57

x

DAFTAR ISTILAH

BW Bandwidth

FM Binary Frequency Shift Keying

FSK Frequency Shift Keying

IC Integrated Circuit

PLC Power Line Carrier

PLN Perusahaan Listrik Negara

PLL Phase-Locked Loop

VCO Voltage Controlled Oscillator