Tugas Akhir - 2010
SIMULASI DAN EKSPERIMENTASI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK JATUH MIRING PADA BIDANG BATAS Danang Mirawanto¹, Heroe Wijanto², Mamat Rokhmat ³ ¹Teknik Telekomunikasi, Fakultas Teknik Elektro, Universitas Telkom Abstrak Pada tugas akhir ini dibuat sebuah simulasi percobaan peristiwa gelombang jatuh miring dengan perangkat keras dan perangkat lunak. Gelombang yang digunakan difokuskan pada gelombang elektromagnetik. Sehingga pada tugas akhir ini membahas lebih lanjut lagi tentang gelombang elektromagnetik jatuh miring. Pada simulasinya menggunakan medium 1 dan medium 2. Medium 1 menggunakan udara sedangkan medium 2 menggunakan akrilik yang mempunyai parameterparameter di dalamnya. Eksperimen dengan perangkat keras, dilakukan dengan mengeluarkan sinyal dari antena horn yang diletakkan pada medium 1, kemudian sinyal tersebut datang dengan sudut datang tertentu ke medium 2. Setelah sinyal sampai di bidang batas, sinyal terpecah menjadi 2 bagian, sinyal terus dan sinyal pantul. Kemudian diperoleh sudut pantul, sudut terus, dan sudut Brewster. Simulasi dengan perangkat lunak, menggunakan Matrix Laboratory (MATLAB). Dengan menggunakan MATLAB, dapat menggunakan perhitungan secara matematis peristiwa terjadinya gelombang jatuh miring tersebut, yang dapat ditampilkan dalam GUI. Hasil dari percobaan dengan perangkat keras dan perangkat lunak yang didapatkan ini akan dianalisa. Pada akhir tugas akhir ini dihasilkan bahwa eksperimen yang dilakukan berhasil membuktikan Hukum Snellius tentang gelombang yang jatuh pada bidang batas. Kata Kunci : Gelombang Elektromagnetik Jatuh Miring, Sudut Datang, Sudut Pantul, Sudut Terus, Sudut Brewster, MATLAB.
Abstract In this final project made an simulation of wave fall sideways incidents by using the hardware and software. The wave used is focused on electromagnetic wave. So in this final project discussed about electromagnetic wave that fell sideways.In simulations using the medium one and medium 2. Medium one uses air while using an acrylic medium that has two parameters in it. Hardware experiment is done by tranceive the signal from the horn antenna placed on the medium one, then the signal comes with a certain income angle to medium 2. After the signal arrived at the field boundary, the signal will split into two parts, the transmit signal and reflection signal. Then get the reflection angle, the transmit angle, and the Brewster angle. Software simulation, using a program Matrix Laboratory (MATLAB). By using MATLAB, use mathematical calculations about wave that fell sideways incident, which can be displayed in the GUI. The results from experiments with the hardware and software that is obtained will be analyzed. In this final produce that experiment successfully evidence about Snellius’s Law about wave that fell on the field boundary. Keywords : Electromagnetic Wave that Fell Sideways, Income Angle, Reflection Angle, Transmit Angle, Brewster angle, MATLAB.
Fakultas Teknik Elektro Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2010
BAB I PENDAHULUAN
1.3
Batasan Masalah Batasan masalah yang diberikan pada tugas akhir ini: a. Hanya membahas sudut datang, sudut pantul, sudut terus Brewster. b. Hanya menggunakan 2 medium pada percobaannya dengan medium 1 udara. c. Perangkat lunak yang digunakan hanya untuk sebagai alat bantu untuk membuktikan secara matematis.
1.4
Tujuan Tujuan pembuatan tugas akhir ini: a. Melakukan percobaan periristiwa gelombang jatuh miring menggunakan perangkat keras dan perangkat lunak. b. Mampu menganalisis hasil dari tiap-tiap percobaan. c. Mampu menganalisis perbandingan antara percobaan menggunakan perangkat keras dengan percobaan yang menggunakan perangkat lunak. d. Menambah eksperimen dan simulasi percobaan yang baru dalam hal percobaan di Laboratorium Dasar Transmisi.
1.5
Metode Penelitian Tugas akhir ini menggunakan metode penelitian sebagai berikut: a. Studi Literatur Mempelajari teori-teori yang dibutuhkan dalam pelaksanaan tugas akhir melalui berbagai referensi buku-buku, jurnal-jurnal, maupun internet yang terkait. b. Melakukan pemodelan untuk eksperimen dan simulasi Setelah studi literatur, didapatkan teori-teori yang tepat untuk tugas akhir ini yang kemudian dilakukan pemodelan untuk eksperimen dan simulasi. c. Pengukuran dan Simulasi Setelah pemodelan, dilakukan eksperimen dengan menggunakan perangkat keras dan simulasi dengan menggunakan perangkat lunak. d. Perbandingan Dari hasil pengukuran dan simulasi, dilakukan perbandingan antara hasil yang didapat dari keduanya. e. Analisa Di akhir, melakukan analisa dari hasil perbandingan yang telah diperoleh.
Simulasi dan Eksperimentasi Gelombang Elektromagnetika Jatuh Miring pada Bidang Batas Fakultas Teknik Elektro
2
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2010
BAB I PENDAHULUAN
1.6
Sistematika Penulisan Secara umum sistematika penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: 1. BAB I: PENDAHULUAN Bab ini berisi uraian singkat mengenai latar belakang permasalahan, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan, metode penelitian, serta sistematika penulisan. 2. BAB II: LANDASAN TEORI Berisikan uraian dasar-dasar mengenai gelombang elektromagnetik, peristiwa gelombang elektromagnetik jatuh miring, parameter-parameter pada bahan dielektrik, Hukum Snellius, Sudut Brewster, dan MATLAB. 3. BAB III: EKSPERIMEN, PEMODELAN, DAN SIMULASI Berisikan pembahasan tentang eksperimen dan pemodelan sistem perangkat keras dan pemodelan sistem perangkat lunak. 4. BAB IV: PENGUKURAN DAN ANALISIS Berisikan pengukuran sudut datang, sudut pantul, sudut terus, sudut Brewster. Kemudian dilakukan analisis dari hasil yang diperoleh dari eksperimentasi perangkat keras dan simulasi dari perangkat lunak. Terakhir dilakukan perbandingan hasil dari keduanya 5. BAB V: PENUTUP Bab ini membahas kesimpulan-kesimpulan serta saran-saran yang ditarik dari keseluruhan Tugas Akhir ini untuk perbaikan kinerja eksperimen yang telah dibuat dan untuk pengembangan topik yang bersangkutan.
Simulasi dan Eksperimentasi Gelombang Elektromagnetika Jatuh Miring pada Bidang Batas Fakultas Teknik Elektro Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
3
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2010
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan Dari tugas akhir yang dikerjakan ini dapat diambil beberapa kesimpulan, antara lain seperti di bawah ini: 1. Pada kondisi ketika arah medan listrik sejajar atau pun tegak lurus dengan bidang kejadian, sudut pantul akan sama dengan sudut datang. 2. Pada kondisi arah medan listrik sejajar atau pun tegak lurus dengan bidang kejadian, jika impedansi intrinsik medium 2 lebih kecil dari pada impedansi intrinsik medium 1, maka sudut terus akan berbanding lurus dengan impedansi instrinsik medium 2. 3. Pada kondisi ketika arah medan listrik sejajar atau pun tegak lurus dengan bidang kejadian, jika impedansi intrinsik medium 2 lebih kecil dari medium 1, maka sudut terus akan lebih kecil dari sudut datang. 4. Ketika arah medan listrik sejajar dengan bidang kejadian, sudut Brewster terjadi ketika sudut datang memiliki koefisien pantul sama dengan atau mendekati nol. 5. Ketika arah medan listrik tegak lurus dengan bidang kejadian, maka pada kondisi tersebut tidak terdapat sudut brewster, hal itu dikarenakan tidak memenuhi hukum Snellius. 6. Eksperimen gelombang elektromagnetik jatuh miring yang dilakukan berhasil membuktikan Hukum Snellius tentang teori gelombang ketika jatuh pada bidang batas. 7. Eksperimen pada tugas akhir ini dapat digunakan sebagai salah satu bentuk percobaan yang baru pada Lab.Dastran dengan memperhatikan saran-saran atau pun langkah-langkah yang telah dilakukan.
46 Fakultas Teknik Elektro
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2010
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.2
Saran Dari tugas akhir yang dilakukan ini dapat diambil beberapa saran, antara lain seperti di bawah ini: 1. Sebaiknya pengukuran dilakukan dengan kondisi perangkat keras dalam kondisi diam di tempat semua, agar memperoleh data yang lebih stabil. 2. Sebaiknya pengukuran dilakukan di ruang bebas pantulan (Anachoic Chamber), untuk menghindari noise yang banyak. 3. Sebaiknya pengukuran sudut sampel pada jarak yang ditentukan karena jika ada perbedaan jarak yang terlalau besar, maka akan terjadi besar return loss dan insertion loss yang cukup besar. 4. Sebaiknya pengukuran dilakukan dengan sumber daya manusia yang cukup, sehingga eksperimen lebih mudah untuk dilakukan. 5. Tugas akhir ini bisa dikembangkan dengan membahas daya pada setiap kondisi yang terjadi pada saat terjadinya gelombang jatuh miring tersebut.
Simulasi dan Eksperimentasi Gelombang Elektromagnetika Jatuh Miring pada Bidang Batas Fakultas Teknik Elektro Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
47
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
Tugas Akhir - 2010
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR PUSTAKA [1]
Away, G.A. 2006. “The Shortcut of MATLAB Programming”. Bandung : Informatika Bandung.
[2]
Chang, Kai.2000.”RF and Microwave Wireless Systems”. John Wiley & Sons Inc.
[3]
Hasan, Eko. 2010. ”Mengenal &Mengukur Komponen Elektronika Kapasitor”. http://ekohasan.blogspot.com/2010/03/mengenal-mengukur-komponen-elektronika.html. Diakses pada Juli 2010.
[4]
Henri, L.A. 2009. ”Pembuatan Bahan Dielektrika Eksponensial untuk Antena Dwitunggal Unidireksional 300 MHz ke atas dengan VSWR ≤ 1,5 dan Berterminal SMA (50 Ω) Male ”. Bandung : Institut Teknologi Telkom.
[5]
Juarlin, Eko.2007. ”Solusi Numerik Persamaan Helmholtz dan Aplikasi pada Pandu Gelombang”. Bandung : Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam ITB.
[6]
Laboratorium Dasar Transmisi. 2009. ”Modul Praktikum Elektromagnetika”. Institut Teknologi Telkom.
[7]
Iskander, M.F. 1992. ”Electromagnetic Fields and Waves”. University of Utah.
[8]
Riyanto. 2010. ”Tugas Elektrodinamika”. http://riyanto04.files.wordpress.com/2010/04/ tugas-1-elektrodinamika.doc. Diakses pada Juli 2010.
[9]
Tjia, M.O. 1994. ”Gelombang”. Solo : Dabara Publishers.
[10] Wijanto, Heroe. 2002. ”Diktat Elektromagnetika Telekomunikasi”.Sekolah Tinggi Teknologi Telkom. [11] Wulandari, L.C.D. 2008. ”Rancang Bangun Antena Dwitunggal Chebyshev Dua Strip 400 MHz – 1000 MHz 150 Ω Berferit & Berterminal SMA”. Bandung : Institut Teknologi Telkom.
Simulasi dan Eksperimentasi Gelombang Elektromagnetika Jatuh Miring pada Bidang Batas
Fakultas Teknik Elektro Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
