Laporan Praktikum Elkom 1 (Pengenalan Osiloskop)

hanya sekedar berbagi contoh laporan semoga bermanfaat, KLIK!!

Blok diagram radio penerima FM

Di dalam radio penerima, pesan asli yang dipindahkan ke bagian frekuensi pembawa diproses dan dideteksi sehingga diperoleh kembali sinyal pesan asli yang dikirimkan oleh pemancar FM. Proses pengembalian pesan asli dari bagian frekuensi pembawa ini dapat dinikmati setelah melalui beberapa tahapan proses pada tiap bagian blok diagram radio penerima FM.

Berikut ini gambar Blok diagram radio penerima FM :

1. Antena Penerima. Antena dapat bersifat omnidirectional (ke segala arah) untuk pemakaian umum atau sangat terarah untuk komunikasi titik ke titik. Gelombang yang merambat dari pemancar menginduksi tegangan lemah dalam antena penerima. Besarnya amplitudo tegangan antena yang terinduksi antara beberapa puluh milivolt sampai kurang dari 1 mikrovolt, tergantung pada berbagai kondisi. Pada penerima FM komersial banyak digunakan antena omnidirectional 1/4 lamda (panjang gelombang) untuk pemakaian umum dengan menggunakan chasis pesawat sebagai pentanahan.
2. Penguat Tala RF. Tingkat ini menaikkan daya sinyal ke tingkat yang cocok untuk masukan ke pencampur (mixer) dan membantu mengisolasi osilator lokal dari antena. Tingkat ini tidak memiliki tingkat pemilahan frekuensi yang tinggi, tetapi berperan untuk menolak sinyal-sinyal yang sangat jauh dari saluran yang diinginkan. Tingkat daya sinyal ini perlu dinaikkan sebelum dicampurkan, karena adanya derau yang tidak diinginkan masuk ke tingkat pencampur.
3. Osilator Lokal. Osilator lokal dalam penerima ditala untuk menghasilkan frekuensi fLOyang berbeda dengan frekuensi sinyal datang fRF sebesar frekuensi intermediate (antara) fIF.Dengan demikian fLO adalah sama dengan fRF + fIF atau fRF – fIF. Pada banyak penerapan, seringkali digunakan frekuensi osilator lokal fLO lebih tinggi dibandingkan dengan frekuensi sinyal datang fRF, sehingga berlaku persamaan fLO = fRF + fIF atau fIF = fLO – fRF.
4. Mixer. Merupakan pencampur, alat tidak linear yang menggeserkan sinyal yang diterima pada fRF ke frekuensi intermediate fIF. Modulasi pada pembawa yang diterima juga diubah ke frekuensi intermediate.
5. Penguat Tala IF. Berfungsi menaikkan sinyal ke tingkat yang cocok untuk dideteksi dan menyediakan sebagian besar pemilahan frekuensi yang diperlukan untuk “melewatkan” sinyal yang diperlukan dan menyaring keluar (filter) sinyal-sinyal yang tidak diinginkan yang terdapat dalam keluaran pencampur. Karena rangkaian penguat tala IF selalu bekerja pada frekuensi tetap (fIF), maka sering digunakan filter-filter keramik atau kristal untuk dapat melakukan pemilahan yang baik.
6. Pembatas Penguat Tala IF. Berfungsi membatasi sinyal keluaran dari penguat tala IF. Pada blok diagram radio  penerima FM di atas, pembatasan ini berfungsi untuk mendapatkan nilai linear dari sinyal IF sebelum masuk ke Detektor yang sering berupa rangkaian Diskriminator fasa. Penguat tala IF dan Pembatas Penguat Tala IF membentuk  sebuah rangkaian BPF dengan Band Width 150 kHz pada nilai tengah 10,7 MHz.
7. Detektor AGC. Automatic Gain Control. Merupakan umpan balik negatif dengan mencuplik amplitudo sinyal dari penguat IF untuk menggerakkan rangkaian AGC yang selanjutnya mengendalikan gain dari Penguat Tala RF dan Penguat Tala IF. Bagin ini hampir sama dengan yang ada pada blok diagram radio penerima AM.
8. Diskriminator. Pada dasarnya merupakan detektor FM yang berfungsi memulihkan sinyal pesan asli dari masukan IF termodulasi. Detektor jenis ini mendeteksi simpangan frekuensi (deviasi frekuensi) pada sinyal pembawa termodulasi FM dan mengubahnya menjadi beda tegangan pada keluarannya.
9. AFC. Automatic Frequency Control bekerja berdasarkan feedback negatif yaitu dengan diturunkan sebuah sinyal yang besarnya sebanding dengan deviasi rata-rata dari frekuensi tengah yang diterima pada titik tengah Band Pass IF penerima. Sinyal ini digunakan untuk mengubah reaktansi sebuah varaktor pada rangkaian osilator untuk menggeser frekuensinya, sehingga cukup untuk mengimbangi deviasi dan membawa sinyal tersebut kembali ke tengah Band Pass IF.
10. De-Emphasis. Pada Blok Diagram radio FM, rangkaian ini berfungsi menekan kebisingan penerimaan akibat penerapan pre-emphasis pada pemancar dengan 6 dB/Oktaf, dengan demikian jaringan kebisingan dapat diratakan pada sisi keluarannya.
11. Volume dan Penguat Audio. Bertugas menaikkan tingkat daya sinyal audio keluaran detektor setelah melalui de-emphasis ke harga yang cocok untuk menggerakkan pengeras suara.
12. Pengeras Suara (Loudspeaker). Mengubah informasi sinyal listrik audio kembali ke bentuk aslinya yaitu gelombang suara.

Dalam praktek, banyak sekali variasi dari sistem penerima radio FM yang dapat dijumpai, sehingga tidak satupun diagram blok radio fm yang dapat dianggap khas.

Daftar Pustaka

Admin. 2013. Blok Diagram Radio FM Penerima. 5 April. Diakses Februari 11, 2015. http://oprekzone.com/blok-diagram-radio-fm-penerima/.

Blok diagram Pemancar FM Stereo

Blok diagram Pemancar FM Stereo. Dalam sebuah pemancar FM (Frequency Modulation), proses modulasi mengakibatkan perubahan frekuensi sinyal pembawa berupa deviasi frekuensi yang besarnya sebanding dengan amplitudo sinyal pemodulasi (pesan). Berbeda dengan pemancar AM pada umumnya, pemodulasian dilakukan pada tingkat modulator yang merupakan awal dari tingkat osilator.

Blok Diagram Pemancar FM Stereo:

1. Encoder

Bagian ini merupakan tahap awal masukan yang berasal dari audio-prosessor dan hanya ada pada sistem pemancar FM stereo. Pada sistem pemancar mono bagian ini tidak ada.Encoder mengubah sinyal perbedaan L dan R menjadi sinyal komposit 38 kHz termodulasi DSBSC. Lebih jelasnya silahkan baca artikel saya mengenai Sistem Pemancar FM Stereo.

2. Modulator FM/PM

Modulator FM (Frequency Modulation) atau dapat juga berupa modulator PM (Phase Modulation). Prinsip dasarnya adalah sebuah modulator reaktansi. Pada FM, sinyal audio level daya rendah mengguncang reaktansi kapasitif dari varaktor deoda untuk menghasilkan deviasi frekuensi osilator. Amplitudo tertinggi sinyal audio berakibat pada turunnya nilai kapasitansi (naiknya reaktansi kapasitif) varaktor sehingga frekuensi osilator berada pada nilai tertinggi. Sebaliknya, pada level terendah sinyal pemodulasi, berakibat pada naiknya kapasitansi (turunnya reaktansi kapasitif) varaktor sehingga frekuensi osilator berada pada nilai terendah. Lebar deviasi tidak lebih dari 75 kHz untuk setiap sisi atau 150 kHz secara keseluruhan.

3. Osilator

Membangkitkan getaran frekuensi tinggi sesuai dengan frekuensi lingkar tala dari generator tala yang pada umumnya menggunakan resonator paralel berupa LC jajar. Nilai C dibangun sebagian atau keseluruhan menggunakan varaktor deoda yang ada pada bagian modulator (untuk tipe modulator dengan varaktor). Pada FM komersial, frekuensi kerja osilator mulai 87,50 MHz s/d 108,50 MHz untuk FM II dan 75,50 MHz s/d 96,50 MHz untuk FM I.

4. Buffer (Penyangga)

Penyangga (buffer) berfungsi menguatkan arus sinyal keluaran dari osilator. Sebuah penyangga identik dengan rangkaian dengan impedansi masukan tinggi dan impedansi keluaran rendah sehingga sering digunakan emitor follower pada tahap ini.

5. Driver (Kemudi)

Rangkaian driver berfungsi mengatur penguatan daya (tegangan dan arus) sinyal FM dari penyangga sebelum menuju ke bagian penguat akhir. Pada sistem pemancar FM sering digunakan penguat kelas A untuk menjamin linieritas sinyal keluaran. Mengingat efisiensi penguat kelas A yang rendah (hanya sekitar 30%), maka perlu beberapa tingkatan driver sebelum penguat akhir (final amplifier). Pada tahap driver, penggunaan tapis -lolos-bawah sangat dianjurkan untuk menekan frekuensi harmonisa.

6. Penguat Akhir (Final Amplifier)

Bagian penguat akhir merupakan unit rangkaian penguat daya RF efisiensi tinggi, untuk itu sering dan hampir selalu digunakan penguat daya RF tertala kelas C karena menawarkan efisiensi daya hingga “100%”. Bagian akhir dari penguat akhir mutlak dipasang filter untuk menekan harmonisa frekuensi.

7. Antena

Mengubah getaran listrik frekuensi tinggi menjadi gelombang elektromagnetik dan meradiasikannya ke ruang bebas. Jenis antena sangat berpengaruh pada pola radiasi pancaran gelombang elektromagnetik.

8. Catu Daya (Power Supply)

Catu daya harus mempu mensuplay kebutuhan daya listrik mulai dari tingkat modulator – osilator sampai tingkat penguat akhir daya RF. Pemasangan shelding pada blok pen-catu daya merupakan hal penting untuk sistem pemancar FM, selain itu pemakaian filter galvanis sangat dianjurkan untuk menekan sinyal gangguan pada rangkaian jala-jala dan sebaliknya.

Dalam sebuah blok diagram pemancar FM stereo seperti gambar di atas, untuk dapat bekerja dengan baik, diperlukan penalaan rangkaian. Dalam sistem pemancar FM modern, tingkat encoder sampai dengan driver telah tersedia dalam bentuk modul yang dikenal dengan istilah Excitter FM Stereo. Pada modul semacam itu tidak diperlukan penalaan rangkaian secara manual karena rangkaian tala sudah dirancang sedemikian rupa untuk dapat bekerja pada bidang yang lebar, sehingga penalaan hanya dilakukan pada bagian input dan output penguat akhir daya RF.

referensi:

Admin. 2013. Blok Diagram Pemancar FM Stereo. 21 April. Diakses Februari 10, 2015. http://oprekzone.com/blok-diagram-pemancar-fm-stereo/.

Makalah Sinyal dan Sistem pada Radio FM

Makalah sinyal dan sistem

KONSEP SISTEM KENDALI, SISTEM KENDALI TERBUKA & TERTUTUP DAN CONTOH APLIKASINYA

1. Definisi Sistem Kendali

Dalam kehidupan sehari-hari, sadar atau tanpa kita sadari kita terus bertemu dengan suatu perangkat atau peralatan yang kerjanya terkendali secara otomatis baik terkendali sebagian maupun seluruhnya, seperti saat mengendarai mobil, saat menggunakan mesin cuci, menggunakan handphone, dan banyak lagi yang lainnya, singkatnya sistem yang digunakan untuk membuat suatu perangkat menjadi terkendali sesuai dengan keinginan manusia ini biasanya disebut sebagai sistem kendali(control system). Sistem kendali tidak hanya sistem kendali buatan manusia, tetapi juga banyak sekali sistem kendali yang terjadi secara natural mulai dari elemen terkecil tubuh manusia hingga kompleksitas alam semesta.

Seberapa penting manusia memerlukan sistem kendali?, tanpa sistem kendali, apakah mungkin ditemukan mobil dan pesawat terbang, penerbangan ke luar angkasa? Satelit komunikasi? Smartphone? Dan masih banyak hal yang masih bisa dipertanyakan. Sehingga dapat dimengerti seberapa penting dan seberapa signifikan kehadiran bidang ilmu sistem kendali dalam perkembangan kehidupan manusia.

Control system: What they are? Apa sintem kendali itu? definisi 1. Sistem adalah suatu susunan, set, atau sekumpulan sesuatu yang terhubung atau terkait sedemikian rupa sehingga membentuk sesuatu secara keseluruhan, definisi 2. Sistem adalah susunan komponen fisik yang terhubung atau terkait sedemikian rupa sehingga membentuk atau bertindak sebagai seluruh unit dalam satu kesatuan. Sedangkan kata kontrol atau kendali biasanya diartikan mengatur, mengarahkan, atau perintah. Dari kedua kedua makna kata sistem dan kontrol/kendali, sistem kendali adalah suatu susunan komponen fisik yang terhubung atau terkait sedemikian rupa sehinga dapat memerintah, mengarahkan, atau mengatur diri sendiri atau sistem lain[[1]. Di dalam dunia engineering danscience sistem kendali cenderung dimaksudkan untuk sistem kendali dinamis.

Sistem kendali terdiri dari sub-sistem dan proses (atau plants) yang disusun untuk mendapatkan keluaran(output) dan kinerja yang diinginkan dari input yang diberikan[2]. Gambar 1 di bawah ini menununjukkan blok diagram untuk sistem kendali paling sederhana, sistem kendali membuat sistem dengan input yang diberikan menghasilkan output yang diharapkan.

Gambar 1. Deskripsi sederhana sistem kendali[2]

Sebagai contoh, misalnya penggunaan elevator(lift), pada saat tombol yang menunjukkan nomor lantai tujuan ditekan, maka elevator akan bergerak naik/turun menuju lantai tujuan tersebut. Tombol bernomor lantai tujuan yang ditekan tersebut merupakan input yang menunjukkan output yang kita inginkan. Sistem ini merupakan fungsi step yang ditunjukkan pada gambar 2, kinerjaelevator dapat dilihat dari kurva elevator response.

Gambar 2. Elevator response[2]

Dua kinerja utama terukur yang dapat dilihat adalah, pertama, respons transient, kedua, steady-state error. Pada contoh elevator ini, kenyamanan dan waktu yang dibutuhkan untuk sampai pada tujuan pengguna bergantung pada respons transient. Jika respon ini terlalu cepat, kenyamanan penumpang yang dikorbankan, jika terlalu lambat, waktu yang diperlukan juga semakin besar. Steady-state error juga merupakan indikator kinerja yang sangat penting karena keselamatan penumpang dan kenyamanan akan dikorbankan jika output tidak sesuai yang diinginkan.

1. Klasifikasi Sistem Kontrol/Kendali

Secara umum, sistem kontrol dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

1. Sistem Kontrol Manual dan Otomatik
2. Sistem Lingkar Terbuka (Open Loop) dan Lingkar Tertutup (Closed Loop)
3. Sistem Kontrol Kontiniu dan Diskrit
4. Menurut sumber penggerak: Elektrik, Mekanik, Pneumatik, dan Hidraulik

Penjelasan singkat dari jenis-jenis sistem kontrol diatas akan dibahas berikut ini.

Sistem Kontrol Manual adalah pengontrolan yang dilakukan oleh manusia yang bertindak sebagai operator, sedangkan Sistem Kontrol Otomatik adalah pengontrolan yang dilakukan oleh peralatan yang bekerja secara otomatis dan operasinya dibawah pengawasan manusia. Sistem Kontrol Manual banyak ditemukan dalam kehidupan sehari-hari seperti pada pengaturan suara radio, televisi, cahaya layer televisi, pengaturan aliran air melalui keran, pengendalian kecepatan kendaraan, dan lain-lain. Sedangkan Sistem Kontrol Otomatik banyak ditemui dalam proses industri (baik industri proses kimia dan proses otomotif), pengendalian pesawat, pembangkit tenaga listrik dan lain-lain.

Sistem Kontrol Lingkar Terbuka (Open Loop) adalah sistem pengontrolan di mana besaran keluaran tidak memberikan efek terhadap besaran masukan, sehingga variable yang dikontrol tidak dapat dibandingkan terhadap harga yang diinginkan. Sedangkan Sistem Kontrol Lingkar Tertutup (Closed Loop) adalah sistem pengontrolan dimana besaran keluaran memberikan efek terhadap besaran masukan, sehingga besaran yang dikontrol dapat dibandingkan terhadap harga yang diinginkan. Selanjutnya, perbedaan harga yang terjadi antara besaran yang dikontrol dengan harga yang diinginkan digunakan sebagai koreksi yang merupakan sasaran pengontrolan.

1. Sistem Kendali Terbuka (Open Loop) Dan Sistem Kendali Tertutup (Close Loop)
2. Sistem Kendali terbuka (Open Loop)

Seperti yang telah disebutkan diatas bahwa sistem kontrol loop terbuka adalah suatu sistem yang keluarannya tidak mempunyai pengaruh terhadap aksi kontrol. Artinya, sistem kontrol terbuka keluarannya tidak dapat digunakan sebagai umpan balik dalam masukkan.

Gambar 3. Sistem Kontrol Loop Terbuka

Dalam suatu sistem kontrol terbuka, keluaran tidak dapat dibandingkan dengan masukan acuan. Jadi, untuk setiap masukan acuan berhubungan dengan operasi tertentu, sebagai akibat ketetapan dari sistem tergantung kalibrasi. Dengan adanya gangguan, sistem control terbuka tidak dapat melaksanakan tugas yang sesuai diharapkan. Sistem kontrol terbuka dapat digunakan hanya jika hubungan antara masukan dan keluaran diketahui dan tidak terdapat gangguan internal maupun eksternal.

Ciri – Ciri Sistem Kontrol Loop Terbuka :

1. Sederhana
2. Harganya murah
3. Dapat dipercaya
4. Kurang akurat karena tidak terdapat koreksi terhadap kesalahan
5. Berbasis waktu

Contoh Aplikasi Sistem Loop Terbuka :

1. Pengontrol lalu lintas berbasis waktu
2. Mesin cuci
3. Oven listrik
4. Tangga berjalan
5. Rolling detector pada bandara

2. Sistem Kontrol Tertutup (Close Loop)

Sistem Kontrol loop tertutup adalah sistem kontrol yang sinyal keluarannya mempunyai pengaruh langsung pada aksi pengontrolan. Sistem kontrol loop tetrtutup juga merupakan sistem control berumpan balik. Sinyal kesalahan penggerak, yang merupakan selisih antara sinyal masukan dan sinyal umpan balik (yang dapat berupa sinyal keluaran atau suatu fungsi sinyal keluaran atau turunannya). Diumpankan ke kontroler untuk memperkecil kesalahan dan membuat agar keluaran sistem mendekati harga yang diinginkan. Dengan kata lain, istilah “loop tertutup” berarti menggunakan aksi umpan balik untuk memperkecil kesalahan sistem.

Gambar 4. Sistem Loop Tertutup

Gambar diatas menunjukan hubungan masukan dan keluaran dari sistem kontrol loop tertutup. Jika dalam hal ini manusia bekerja sebagai operator, maka manusia ini akan menjaga sistem agar tetap pada keadaan yang diinginkan, ketika terjadi perubahan pada sistem maka manusia akan melakukan langkah-langkah awal pengaturan sehingga sistem kembali bekerja pada keadaan yang diinginkan.

Berikut ini adalah komponen pada sistem kendali tertutup:

1. Input (masukan), merupakan rangsangan yang diberikan pada sistem kontrol, merupakan harga yang diinginkan bagi variabel yang dikontrol selama pengontrolan. Harga ini tidak tergantung pada keluaran sistem
2. Output (keluaran,respons), merupakan tanggapan pada sistem kontrol, merupakan harga yang akan dipertahankan bagi variabel yang dikontrol, dan merupakan harga yang ditunjukan oleh alat pencatat
3. Beban/Plant, merupakan sistem fisis yang akan dikontrol (misalnya mekanis, elektris, hidraulik ataupun pneumatic) .
4. Alat kontrol/controller, merupakan peralatan/ rangkaian untuk mengontrol beban (sistem). Alat ini bisa digabung dengan penguat
5. Elemen Umpan Balik, menunjukan/mengembalikan hasil pencatan ke detector sehingga bisa dibandingkan terhadap harga yang diinginkan (di stel)
6. Error Detector (alat deteksi kesalahan), merupakan alat pendeteksi kesalahan yang menunjukan selisih antara input (masukan) dan respons melalui umpan balik (feedback path)
7. Gangguan merupakan sinyal-sinyal tambahan yang tidak diinginkan. Gangguan ini cenderung mengakibatkan harga keluaran berbeda dengan harga masukanya, gangguan ini biasanya disebabkan oleh perubahan beban sistem, misalnya adanya perubahan kondisi lingkungan, getaran ataupun yang lain.

Contoh aplikasi sistem kendali tertutup:

1. Servomekanisme
2. Sistem pengontrol proses
3. Lemari Es
4. Pemanas Air Otomatik
5. Kendali Termostatik
6. AC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Contoh Aplikasi Sistem Kendali Terbuka (Open Loop) dan (Close Loop)
2. Aplikasi Sistem Kendali Terbuka (Open Loop) Pada Mesin Cuci

Penggilingan pakaian, pemberian sabun, dan pengeringan yang bekerja sebagai operasi mesin cuci tidak akan berubah (hanya sesuai dengan yang diinginkan seperti semula) walaupun tingkat kebersihan pakaian (sebagai keluaran sistem) kurang baik akibat adanya factor-faktor yang kemungkinan tidak di prediksi sebelumnya.

Gambar 5. Operasi Mesin Cuci

2. Aplikasi Sistem Kendali Tertutup (Close Loop) pada Pendingin Udara (Ac)

Masukan dari sistem AC adalah derajat suhu yang diinginkan oleh pemakai. Keluaranya berupa udara dingin yang akan mempengaruhi suhu ruangan sehingga suhu ruangan diharpakan akan sama dengan suhu yang diinginkan. Dengan memberikan umpan balik berupa derajat suhu ruangan setelah diberikan aksi udara dingin, maka akan didapatkan kesalahan (error)dari derajat suhu actual dengan derajat suhu yang diinginkan. Adanya keslahan ini membuat kontroler berusaha memperbaikinya, sehingga didapatkankesalahan yang semakin mengecil.

Gambar 6. Proses Umpan Balik Pendingin Udara

 

 

 

 

 

 

Referensi:

 

Agustian, Indra. 2013. Definisi Sistem Kendali. 04 juni. Diakses Februari 10, 2015. http://te.unib.ac.id/lecturer/indraagustian/2013/06/definisi-sistem-kendali/.

Thalib, Muhamad Fadhlan. 2014. Sistem Kontrol Loop Terbuka dan Tertutup. 10 Juni. Diakses Februari 10, 2015. http://fexel.blogspot.com/2014/06/sistem-kontrol-loop-terbuka-dan-tertutup.html.