LAPORAN PRAKTIKUM OSILATOR

LAPORAN

ELEKTRONIKA FISIS DASAR 2

PRAKTIKUM OSILATOR

NAMA                      : HARIATI

NIM                         : H211 10 255

KELOMPOK               : V (LIMA)

TGL. PRAKTIKUM        : 16 APRIL 2012

ASISTEN                  : YONATHAN SAPAN

LABORATORIUM ELEKTRONIKA DAN INSTRUMENTASI

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS HASANUDDIN

2012

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Osilator merupakan piranti elektronik yang menghasilkan keluaran berupa isyarat tegangan. Bentuk isyarat tegangan terhadap waktu ada bermacam-macam, yaitu bentuk sinusoidal, persegi, segitiga gigi gergaji, atau denyut. Osilator berbeda dengan penguat, oleh karena penguat memerlukan isyarat masukan untuk menghasilkan isyarat keluaran. Pada osilator, tak ada isyarat masukan, hanya ada isyarat keluaran saja, yang frekuensi dan amplitudonya dapat dikendalikan. Seringkali suatu penguat secara tak disengaja menghasilkan keluaran tanpa masukan dengan frekuensi yang nilainya tak dapat dikendalikan. Dalam hal ini, penguat dikatakan berosilasi.

Osilator bisa dibangun dengan menggunakan komponen yang memperlihatkan karakteristik resistansi-negatif dan lazimnya hal ini adalah dioda terobosan dan transistor satu lapis. Namun demikian, sebagian besar rangkaian osilator didasarkan pada penguat dengan umpan balik positif.

Rangkaian osilator menghasilkan arus bolak-balik (ac) dengan daya kurang dari satu watt sampai dengan ribuan watt. Bila diperlukan tegangan ac, frekuensi daya dan berdaya besar (10 sampai dengan 100 Hz), dapat digunakan berbagai jenis alternator elektromagnetik. Untuk frekuensi-frekuensi yang lebih tinggi di dalam daerah frekuensi-radio, digunakan rangkaian osilator transistor atau tabung.

I.2 Ruang Lingkup

Ruang lingkup pada praktikum ini meliputi pengukuran resistansi pada resistor berdasarkan warna cincin yang tertera pada resistor, membuat rangkaian osilator, mengamati isyarat keluaran dan mengukur frekuensi ( apabila nilai hambatan dan kapasitor pada rangkaian diganti, serta mengukur tegangan masukan dan keluaran.

I.3 Tujuan

Setelah melakukan praktikum ini, diharapkan telah mampu menguasai pengetahuan tentang:

-          Pengaturan penguatan dan umpan balik.

-          Penapisan dan penalaan frekuensi isyarat suatu gelombang.

-          Stabilitas osilasi dan titik kerja serta daerah kerja suatu penguat.

-          Adanya distorsi harmonik yang terdapat pada suatu sistem osilasi.

I.4 Waktu dan Tempat Praktikum

Praktikum Osilator ini dilakukan pada hari Senin, 16 April 2012, pukul 13.30-15.30 WITA, di Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi, Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin, Makassar.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Pendahuluan

Osilator adalah suatu rangkaian yang menghasilkan keluaran yang amplitudonya berubah-ubah secara periodik dengan waktu. Osilator merupakan piranti elektronik yang menghasilkan keluaran berupa isyarat tegangan. Bentuk isyarat tegangan terhadap waktu ada bermacam-macam, yaitu bentuk sinusoidal, persegi, segitiga, gigi gergaji, atau denyut. Osilator berbeda dengan penguat, oleh karena penguat memerlukan isyarat masukan untuk menghasilkan isyarat keluaran. Pada osilator tak ada isyarat masukan, hanya ada isyarat keluaran saja, yang frekuensi dan amplitudonya dapat dikendalikan. Seringkali suatu penguat secara tak disengaja menghasilkan keluaran tanpa masukan dengan frekuensi yang nilainya tak dapat dikendalikan. Dalam hal ini penguat dikatakan berosilasi.

Osilator digunakan secara luas sebagai sumber isyarat untuk menguji suatu rangkaian elektronik. Osilator seperti ini disebut pembangkit isyarat, atau pembangkit fungsi jika isyarat keluarannya dapat mempunyai berbagai bentuk.
Osilator juga digunakan untuk mendeteksi dan menentukan jarak dengan gelombang mikro (radar) ataupun gelombang ultrasonic (sonar). Selain itu, hampir semua alat digital seperti jam tangan, digital kalkulator, komputer, alat-alat pembantu komputer, dan sebagainya menggunakan osilator.

Pesawat penerima radio dan televisi juga menggunakan osilator untuk mengolah isyarat yang datang. Isyarat yang datang ini dicampur dengan isyarat dari osilator lokal sehingga menghasilkan isyarat pembawa informasi dengan frekuensi lebih rendah. Isyarat yang terakhir ini dikenal sebagai isyarat if (intermediate frequency).

            Pada dasarnya, ada tiga macam osilator, yaitu osilator RC, osilator LC, dan osilator relaksasi. Dua yang pertama menghasilkan isyarat berbentuk sinusoidal sedangkan osilator relaksasi menghasilkan isyarat persegi, segitiga, gigi gergaji atau pulsa.

II.2 Prinsip Rangkaian Osilator

Secara umum prinsip rangkaian osilator dibagi dua, yaitu Osilator Harmonisa dan Osilator Relaksasi.

A.    Osilator Harmonisa

Osilator harmonisa menghasilkan bentuk gelombang sinusoida. Osilator harmonisa disebut juga dengan Osilator Linear. Bentuk dasar osilator harmonisa terdiri dari sebuah penguat dan  sebuah filter yang membentuk umpan balik positif yang menentukan frekuensi output.

Prinsip osilator ini dimulai dengan adanya noise/desah saat pertama kali power dinyalakan. Noise/desah ini kemudian dimasukkan kembali ke input penguat dengan melalui filter tertentu. Karena hal ini terjadi berulang-ulang, maka sinyal noise akan menjadi semakin besar dan membentuk periode tertentu sesuai dengan jaringan filter yang dipasang. Periode inilah yang kemudian menjadi nilai frekuensi sebuah osilator.

Macam-macam osilator harmonisa/ sinus :

1. Osilator Amstrong

Osilator Amstrong

Osilator amstrong dinamai sesuai dengan nama penemunya Edwin Amstrong. Osilator amstrong terdiri dari sebuah penguat dan sebuat umpan balik rangkaian LC.

2. Osilator Hartley

Osilator Hartley

Osilator Hartley termasuk jenis osilator LC. Osilator Hartley tersusun dari dua buah induktor yang disusun seri dan sebuah kapasitor tunggal. Kelebihan osilator hartley adalah mudahnya mengatur nilai frekuensi yaitu dengan menempatkan sebuah kapasitor variabel pada komponen kapasitornya. Selain itu, amplitudo output osilator juga relatif tetap pada range frekuensi kerja penguat osilator.

3. Osilator Colpits

Osilator Colpits

Osilator Colpits termasuk jenis osilator LC. Osilator colpits tersusun dari dua buah kapasitor yang disusun seri dan sebuah induktor tunggal. Kelebihan osilator colpits adalah mudahnya mengatur nilai frekuensi yaitu dengan menempatkan sebuah induktor variabel pada komponen induktornya seperti halnya penggunaan kapasitor variabel pada osilator hartley. Amplitudo output osilator juga relatif tetap pada range frekuensi kerja penguat osilator.

4. Osilator Clapp

Osilator Clapp

Osilator Clapp termasuk jenis osilator LC. Osilator Clapp tersusun dari tiga buah kapasitor dan satu buah induktor. Konfigurasi osilator clapp sama dengan osilator colpits namun ada penambahan kapasitor yang disusun seri dengan induktor (L). Osilator Clapp diperkenalkan oleh James K. Clapp pada tahun 1948.

5. Osilator pergeseran Fasa

Osilator Pergeseran Fasa

Osilator pergeseran fasa termasuk jenis osilator RC. Pada osilator pergeseran fasa terdapat sebuah pembalik fasa total 180 derajat. Pembalik fasa ini di menggeser fasa sinyal output sebesar 180 derajat dan memasukkan kembali ke input sehingga terjadi umpan balik positif. Rangkaian pembalik fasa ini biasanya dibentuk oleh tiga buah rangkaian RC.

6. Osilator Kristal

Osilator Kristal

Osilator Kristal adalah osilator yang rangkaian resonansinya tidak menggunakanan LC atau RC melainkan sebuah kristal kwarsa. Rangkaian dalam kristal mewakili rangkaian R, L dan C yang disusun seri. Osilator Pierce ditemukan oleh George W. Pierce. Osilator Pierce banyak dipakai pada rangkaian digital karena bentuknya yang simpel dan frekuensinya yang stabil.

7. Osilator Jembatan Wien

Osilator Jembatan Wien

Osilator ini termasuk jenis osilator RC.  Osilator jembatan Wien disebut juga osilator  “Twin-T” karena menggunakan dua “T” sirkuit RC beroperasi secara paralel. Satu rangkaian adalah sebuah RCR “T” yang bertindak sebagai filter low-pass. Rangkaian kedua adalah CRC “T” yang beroperasi sebagai penyaring bernilai tinggi. Bersama-sama, sirkuit ini membentuk sebuah jembatan yang disetel pada frekuensi osilasi yang diinginkan. Sinyal di cabang CRC dari filter Twin-T yang maju, di RCR itu – tertunda, sehingga mereka dapat melemahkan satu sama lain pada frekuensi tertentu.

B.     Osilator Relaksasi

Osilator Relaksasi adalah osilator yang memanfaatkan prinsip saklar secara terus menerus dengan periode tertentu yang menentukan frekuensi output. Osilator relaksasi menghasilkan beberapa bentuk gelombang non sinus, yaitu : Gelombang kotak, segitiga, pulsa dan gigi gergaji.

Osilator relaksasi sederhana adalah sebuah multivibrator / flip-flop. Prinsipnya adalah mensaklar tagangan suply oleh sebuah komponen transistor atau FET.

Multivibrator

Osilator RC

Osilator ini menggunakan tahanan dan kapasitor sebagai penentu frekuensinya. Osilator ini sangat mudah untuk dibangun namun memiliki ketelitian frekuensi yang rendah. Rangkaian osilator RC yang paling sederhana dapat dibangun dengan menggunakan satu gerbang seperti yang diperlihatkan pada gambar.

Gambar Rangkaian osilator RC dengan inverter

Inverter yang digunakan adalah inverter yang dilengkapi dengan Schmitt Trigger. Fungsi Schmitt Trigger disini adalah untuk mempercepat transisi tegangan keluaran dan memberi efek hysteresis pada tegangan masukan.   Efek hysteresis ini dapat dilihat pada Gambar

Gambar Efek hysteresis pada inverter

Osilator Kristal

Seperti telah dinyatakan sebelumnya, pada beberapa aplikasi dibutuhkan clock dengan frekuensi yang sangat teliti. Clock seperti ini tidak dapat dibangkitkan dengan menggunakan osilator RC karena tingkat ketelitian osilator ini sangat rendah. Sebagai gantinya digunakan osilator kristal.  Disebut osilator kristal karena osilator ini menggunakan kristal kwarsa sebagai komponen penentu frekuensinya.  Kristal kwarsa memiliki frekuensi resonan yang ditentukan oleh ketebalannya. Umumnya frekuensi resonannya berbanding terbalik dengan ketebalannya.

Kelebihan dari kristal ini ialah frekuensi resonannya sangat akurat dan hanya sedikit terpengaruh oleh suhu ataupun komponen eksternal.  Oleh karena itu kristal ini sangat banyak digunakan pada peralatan yang membutuhkan osilator dengan frekuensi yang teliti.  Salah satu alat yang paling sering mengunakan osilator kristal adalah jam.  Ketelitian dari jam ditentukan oleh ketelitian frekuensi clock yang meng-increment-nya.  Jika frekuensi clock keitnggian maka jam akan menjadi terlalu cepat.  Sebaliknya jika frekuensi clock terlalu rendah maka jam akan terlalu lambat.  Oleh karena itu dibutuhkan osilator yang dapat membangkitkan pulsa clock yang sangat teliti agar jam tidak terlalu cepat atau terlalu lambat.

Osilator kristal dapat dibangun dengan menggunakan gerbang TTL ataupun CMOS.  Pada penggunaannya sebagai osilator kristal, gerbang-gerbang yang digunakan dipaksa untuk bekerja didaerah liniernya yang umumnya harus dihindari jika gerbang-gerbang ini digunakan sebagai perangkat logika.   Agar dapat berosilasi gerbang-gerbang ini harus bersifat sebagai penguat linier. Hal ini dapat dicapai dengan memberikan umpanbalik dari keluaran ke masukan suatu gerbang melalui sebuah tahanan, seperti yang diperlihatkan pada Gambar 8.16.

Gambar Contoh penggunaan umpanbalik pada suatu inverter

Jika keluaran inverter rendah maka arus akan mengalir dari masukan ke keluaran melalui R sehingga memaksa masukan untuk turun ke logika-0.  Sebaliknya jika keluaran tinggi maka arus akan mengalir dari keluaran ke masukan melalui R sehingga memaksa masuka untuk naik ke logika-1.  Demikian seterusnya sampai tercapai keadaan steady state dimana masukan tidak rendah dan tidak tinggi, sehingga gerbang bekerja pada daerah liniernya.

Nilai tahanan umpanbalik harus disesuaikan dengan jenis gerbang yang digunakan. Nilai ini harus dipilih agar tegangan keluaran gerbang kira-kira setengah tegangan catu. Dengan demikian maka kisar naik dari tegangan keluaran akan sama dengan kisar turunnya.  Contoh rangkaian osilator kristal dengan gerbang TTL dapat dilihat pada Gambar 8.17.

Gambar Osilator kristal dengan gerbang TTL

Pada contoh ini digunakan dua buah inverter untuk mendapatkan umpanbalik positip. Masing-masing inverter diberi umpanbalik negatip melalui sebuah tahanan. Kristal kwarsa dihubungkan seri dengan sebuah kapasitor variabel antara keluaran dengan masukan osilator. Fungsi kapasitor variabel disini ialah untuk menala frekuensi agar benar-benar sesuai dengan yang diinginkan dan sekaligus membatasi arus eksitasi dari kristal.

BAB III

METODOLOGI PRAKTIKUM

III.1 Alat dan Bahan

III.1.1 Alat

Peralatan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut.

-          Multimeter

Multimeter berfungsi sebagai alat ukur resistansi, kuat arus, dan tegangan.

-          Papan Rangkaian

Papan rangkaian berfungsi sebagai tempat untuk membuat rangkaian.

-          Catu Daya

Catu daya berfungsi sebagai sumber tegangan AC dan DC.

-          Osiloskop

Osiloskop berfungsi untuk mengukur dan menampilkan tegangan sinusoidal, dan berbagai bentuk gelombang yang ditemukan dalam rangkaian yang dibuat.

-          Signal Generator

Signal generator berfungsi sebagai piranti pembangkit isyarat.

-          Kabel Jumper

Kabel jumper berfungsi sebagai penghubung dalam suatu rangkaian.

III.1.2 Bahan

Bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut.

-          Transistor

Transistor adalah komponen elektronika aktif yang berfungsi sebagai penguat tegangan dan penguat arus.

-          Resistor

Resistor adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk menghambat aliran arus listrik.

-          Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik dalam bentuk medan listrik.

-          Induktor

Induktor adalah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan arus listrik dalam bentuk induksi listrik.

III.2 Prosedur Praktikum

Adapun prosedur pada praktikum osilator ini yaitu:

1.      Melakukan kalibrasi terhadap peralatan yng akan digunakan.

2.      Mencatat harga/nilai dari komponen yang digunakan.

3.      Membuat rangkaian osilator seperti pada gambar, dimana kabel (+) dan (-) dari catu daya, masing-masing disambungkan ke  dan ke ground. Sementara itu, kabel (+) dan (-) dari signal generator dan osiloskop, masing-masing disambungkan ke ground dan ke , serta ke ground dan ke  (kolektor sebagai titik pengamatan).

4.      Mengamati isyarat keluaran yang terjadi pada layar osiloskop.

5.      Mengukur dan mencatat nilai dari hasil yang diperlihatkan pada osiloskop.

6.      Mengganti kapasitor    dengan  dan

7.      Mengamati isyarat keluaran yang terjadi pada osiloskop, kemudian mencatat nilai  nya.

8.      Mengembalikan rangkaian ke bentuk semula (sebelum nilai C₂ diganti).

9.      Mengganti resistor  dengan  dan

10.  Mengamati isyarat keluaran yang terjadi pada osiloskop, kemudian mencatat nilai  nya.

11.  Mengubah posisi kabel (+) dan (-) dari signal generator dan osiloskop, yaitu menyambungkan kabel (+) dan kabel (-) dari signal generator dan osiloskop masing-masing ke output dan input, serta ke basis dan ground (basis sebagai pengamatan).

12.  Mengamati isyarat keluaran yang terjadi pada osiloskop, kemudian mencatat nilai  nya.

13.  Mengubah posisi kabel (+) dan (-) dari signal generator dan osiloskop (emitter sebagai titik pengamatan).

14.  Mengamati isyarat keluaran yang terjadi pada osiloskop, kemudian mencatat nilai  nya.

15.  Mengukur dan mencatat nilai  dan .

 BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil

IV.1.1 Tabel Pengamatan

a.       Tabel 1

Komponen praktikum

Resistor ( )			Kapasitor ( )
			100	0,1	0,1

b.      Tabel 2

Basis-kolektor

-          Penggantian nilai kapasitor  

Nilai kapasitor  ( )	( )
330	50
22	20

-          Penggantian nilai hambatan resistor

Nilai hambatan resistor  ( )	( )
	2
	50
	10

c.       Tabel 3

Basis-emiter

(Hz)
	4,5 volt	4,5 volt

IV.1.2 Pengolahan Data

a.       Frekuensi ( ) untuk kolektor sebagai titik pengamatan

Frekuensi untuk kapasitor  

Frekuensi untuk kapasitor 330

Frekuensi untuk kapasitor 22

Frekuensi untuk resistor

Frekuensi untuk resistor

Frekuensi untuk resistor

b.      Frekuensi ( ) untuk basis dan emiter sebagai titik pengamatan

Basis sebagai titik pengamatan

Emiter sebagai titik pengamatan

IV.1.3 Gambar bentuk isyarat keluaran

-          Gambar untuk kapasitor  

-          Gambar untuk kapasitor 22

-          Gambar untuk resistor

-          Gambar untuk resistor

-          Gambar untuk resistor

-          Gambar untuk basis dan emitter sebagai titik pengamatan

IV.2 Pembahasan

Pada praktikum osilator ini digunakan transistor, resistor, kapasitor, dan induktor. Kapasitor yang digunakan adalah kapasitor bernilai ,  dan . Adapun resistor yang digunakan adalah resistor dengan nilai hambatan  dan  

Pada praktikum ini, sebuah rangkaian osilator dirangkai di mana dalam pengamatan, digunakan 3 titik pengamatan, yaitu pada kolektor, basis dan emitter. Selanjutnya, dari masing-masing titik pengamatan dilakukan pengamatan terhadap isyarat keluaran dan menghitung frekuensi osilasinya ( .

Pada saat kolektor sebagai titik pengamatan, yang pertama kali dilakukan adalah dengan mengganti  dengan  dan , kemudian mengamati isyarat keluarannya. Dari isyarat keluaran tersebut, dapat diperoleh frekuensi osilasi. Adapun frekuensi osilasi yang diperoleh dari penggantian kapasitor tersebut adalah masing-masing senilai , 50 , dan 20 . Setelah itu, dilakukan penggantian resistor  dengan  dan , dengan catatan, kapasitor yang dipakai adalah kapasitor . Adapun frekuensi osilasi yang diperoleh dari penggantian resistor tersebut adalah masing-masing senilai 2 , 50 , dan 10 .

Pada saat basis dan emitter sebagai titik pengamatan, diperoleh isyarat keluaran yang sama untuk keduanya, sehingga diperoleh pula frekuensi osilasi yang sama, yaitu 50 . Dengan adanya hasil ini, dapat dilihat perbandingan frekuensi osilasi dari ketiga macam titik pengamatan tersebut, yaitu 2 : 50 : 50 atau 1 : 25 : 25. Dari hasil yang diperoleh, terlihat bahwa frekuensi osilasi saat emitter dan basis menjadi titik pengamatan adalah lebih besar dibandingkan saat kolektor menjadi titik pengamatan.

Di dalam praktikum osilator, dijumpai beberapa kekurangan, salah satunya adalah isyarat keluaran yang tidak dapat terdeteksi dengan baik pada osiloskop. Adanya kekurangan ini bisa saja disebabkan oleh kelalaian praktikan, ataupun oleh peralatan yang kurang baik.

BAB V

PENUTUP

V.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat diperoleh dari praktikum ini yaitu:

-          Pengaturan penguatan dan umpan balik merupakan persyaratan bagi rangkaian osilator agar menghasilkan osilasi secara terus-menerus.

-          Frekuensi isyarat suatu gelombang dapat dihitung dengan persamaan :
, dimana  adalah frekuensi yang digunakan dalam signal generator dan  adalah waktu yang digunakan untuk memperoleh siyarat keluaran yang baik pada osiloskop.

-          Kapasitansi kapasitor yang digunakan pada rangkaian osilator berbanding lurus dengan frekuensi osilasi yang dihasilkannya.

-          Adanya distorsi harmonik adalah salah satu persyaratan utama bagi osilator gelombang sinus.

V.2 Kritik dan Saran

V.2.1 Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi

Kritik dan saran untuk laboratorium elektronika dan instrumentasi, yaitu:

-          Alat dan bahan praktikum sudah cukup banyak, akan tetapi sebaiknya perlu ditambah lagi.

-          Alat yang tidak dapat berfungsi dengan baik sebaiknya diperbaiki atau diganti.

V.2.2. Asisten

Kritik dan saran untuk asisten yaitu :

-          Sikap asisten sudah cukup baik dalam membimbing praktikan selama praktikum berlangsung, akan tetapi perlu ditingkatkan lagi.

-          Banyak pengetahuan yang sudah terlupakan, tapi diingatkan kembali oleh asisten, saya mengucapkan banyak terima kasih.

DAFTAR PUSTAKA

Adibaduts. 2009. Elektronika. http://adibaduts.wordpress.com/elektronika/. Diakses pada 18 April 2012. Makassar.

Chanshue. 2010. Rangkaian Osilator. http://chanshue.wordpress.com/2010/04/15/ rangkaian-osilator/. Diakses pada 17 April 2012. Makassar.

Malang, Telkompoltek. 2010. Osilator Armstrong. http://elkakom.telkompoltek. net / 2010/07/osilator-armstrong.html. Diakses pada 17 April 2012.  Makassar.

Sabrina, Abi. 2010. Osilator. http://abisabrina.wordpress.com/category/ elektronika-dasar/page/3/. Diakses pada 17 April 2012. Makassar.

Sutrisno. 1987. Elektronika Teori dan penerapannya. Jilid 2. Bandung: Penerbit ITB.

CRISTIANO RONALDO

 YES.. YES... YES.....

Ciptakan Hujan dengan Sinar Laser

Laser ternyata berpotensi digunakan untuk menciptakan hujan. Hal ini diungkapkan oleh Jerome Kasparian, fisikawan dari University of Geneva. Dengan hasil penelitian ini, daerah kering bisa berharap hujan lebih dan ilmuwan pun mendapat teknik baru membuat hujan yang lebih efektif dari teknik modifikasi iklim.

Dalam penelitiannya, Kasparian menggunakan laser untuk mengontrol kelembaban. Ilmuwan menemukan bahwa laser bisa memicu tumbuhnya tetesan air hujan pada kelembaban lebih rendah, sekitar 70 persen. “Pada kelembaban tersebut, kondensasi tidak terjadi dalam kodisi natural, di mana dibutuhkan kelembaban 100 persen,” kata Kasparian.

Rahasia kerja laser adalah pada kemampuan sinarnya membentuk senyawa asam nitrat di udara. Asam nitrat bisa menjadi “biji” awan, memilih untuk berasosiasi dengan air, bertindak seperti lem sehingga membentuk kumpulan air dalam kondisi yang relatif kering, di mana air mengalami evaporasi.

Untuk bisa diaplikasikan sebagai pencipta hujan, masih perlu beberapa pengembangan. Kasparian mengakui bahwa laser memang bisa menumbuhkan partikel berair. “Namun, saat ini ukurannya terbatas, hanya beberapa mikron. Butuh 10 sampai 100 kali lebih besar untuk memproduksi hujan yang sebenarnya,” kata Kasparian.

Asalkan syarat tersebut bisa dipenuhi, penciptaan hujan dengan laser tak akan terlampau sulit. Tak perlu juga sistem laser udara. “Tipe laser yang digunakan selama ini bisa mencapai jarak kerja beberapa kilometer, jadi atmosfer bisa diaktifkan dengan ground based laser,” kata Kasparian seperti dikutip Foxnews, Selasa (30/8/2011).

Menurut Kasparian, kombinasi antara teknik laser dan teknik modifikasi cuaca seperti dengan perak iodidan dan dru ice tidak diperlukan. Langkah itu, menurutnya, justru akan kontraproduktif. Partikel akan berkompetisi untuk terkondensasi dan hasilnya tetesan air terlalu kecil, tak cukup untuk menjadi tetesan hujan.

Satu masalah terkait kontrol cuaca seperti dengan laser adalah, akankah penciptaan kelembaban di satu tempatakan mencuri kelembaban di tempat lain. Menanggapi hal ini, Kasparian mengatakan, “Laser hanya memungkinkan kondensasi bagian kecil dari kelembaban di udara.” Jadi, risikonya tak terlampau serius. Penemuan Kasparian ini dipublikasikan di Nature Communication, 30 Agustus 2011

Keunggulan Transmisi Serat Optik

Sistem transmisi serat optik ini dibandingkan dengan teknologi transmisi yang lain mempunyai beberapa kelebihan, antara lain :

1. Redaman transmisi yang kecil.

Sistem telekomunikasi serat optik mempunyai redaman transmisi per km relatif kecil dibandingkan dengan transmisi lainnya, seperti kabel coaxial ataupun kabel PCM. Ini berarti serat optik sangat sesuai untuk dipergunakan pada telekomunikasi jarak jauh, sebab hanya membutuhkan repeater yang jumlahnya lebih sedikit.  

2. Bidang frekuensi yang lebar

Secara teoritis serat optik dapat dipergunakan dengan kecepatan yang tinggi, hingga mencapai beberapa Gigabit/detik. Dengan demikian sistem ini dapat dipergunakan untuk membawa sinyal informasi dalam jumlah yang besar hanya dalam satu buah serat optik yang halus.  

3. Ukurannya kecil dan ringan

Dengan demikian sangat memudahkan pengangkutan pemasangan di lokasi. Misalnya dapat dipasang dengan kabel lama, tanpa harus membuat lubang polongan yang baru.  

4. Tidak ada interferensi

Hal ini disebabkan sistem transmisi serat optik mempergunakan sinar/cahaya laser sebagai gelombang pembawanya. Sebagai akibatnya akan bebas dari cakap silang (cross talk) yang sering terjadi pada kabel biasa. Atau dengan perkataan lain kualitas transmisi atau telekomunikasi yang dihasilkan lebih baik dibandingkan transmisi dengan kabel. Dengan tidak terjadinya interferensi akan memungkinkan kabel serat optik dipasang pada jaringan tenaga listrik tegangan tinggi (high voltage) tanpa khawatir adanya gangguan yang disebabkan oleh tegangan tinggi.  

5. Kelebihan lain, antara lain

Adanya isolasi antara pengirim (transmitter) dan penerimanya (receiver), tidak ada ground loop serta tidak akan terjadi hubungan api pada saat kontak atau terputusnya serat optik. Dengan demikian sangat aman dipasang di tempat-tempat yang mudah terbakar. Seperti pada industri minyak, kimia, dan sebagainya.
 
 

	Kabel Coaxial	Kabel Serat Optik
Delay	0.005 ms/km	0.048 ms/km
Keamanan	- aman dari penyadapan - tidak dapat di jamming	- aman dari penyadapan - tidak dapat di jamming
Penambahan kanal Kapasitas kanal Transmisi TV Broadcast Transmisi data Umur sistem MTBF	memasang kabel baru sedang-besar baik, tidak ekonomis tidak dapat baik, tidak praktis lebih dari 25 tahun ± 10 tahun	memasang kabel baru sedang-besar sekali baik dan ekonomis tidak dapat baiksekali lebih dari 25 tahun ± 10 tahun

Prinsip Kerja Transmisi pada Serat Optik

Berlainan dengan telekomunikasi yang mempergunakan gelombang elektromagnet maka pada serat optik gelombang cahayalah yang bertugas membawa sinyal informasi. Pertama-tama microphone merubah sinyal suara menjadi sinyal listrik. Kemudian sinyal listrik ini dibawa oleh gelombang pembawa cahaya melalui serat optik dari pengirim (transmitter) menuju alat penerima (receiver) yang terletak pada ujung lainnya dari serat. Modulasi gelombang cahaya ini dapat dilakukan dengan merubah sinyal listrik termodulasi menjadi gelombang cahaya pada transmitter dan kemudian merubahnya kembali menjadi sinyal listrik pada receiver. Pada receiver sinyal listrik dapat dirubah kembali menjadi gelombang suara.

Tugas untuk merubah sinyal listrik ke gelombang cahaya atau kebalikannya dapat dilakukan oleh komponen elektronik yang dikenal dengan nama komponen optoelectronic pada setiap ujung serat optik.

Dalam perjalanannya dari transmitter menuju ke receiver akan terjadi redaman cahaya di sepanjang kabel serat optik dan konektor-konektornya (sambungan). Karena itu bila jarak ini terlalu jauh akan diperlukan sebuah atau beberapa repeater yang bertugas untuk memperkuat gelombang cahaya yang telah mengalami redaman.

fiber optik

Teori Perambatan Gelombang
Pemantulan Sempurna (Total Internal Reflection)

Serat Optik bisa juga disebut serat kaca yang memang terbuat dari kaca. Serat kaca ini merupakan serat yang dibuat secara khusus dengan proses yang cukup rumit yang kemudian dapat digunakan untuk melewati data yang akan dikirim atau diterima.
Jadi Serat Optik adalah kabel yang terbuat dari kaca atau plastik yang digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain. Cahaya yang ada di dalam serat optik sulit keluar karena indeks bias dari kaca lebih besar daripada indeks bias dari udara. Sumber cahaya yang digunakan adalah laser karena laser mempunyai spektrum yang sangat sempit. Kecepatan transmisi serat optik sangat tinggi sehingga sangat bagus digunakan sebagai saluran komunikasi.

Jika dibandingkan dengan Kabel Tembaga keunggulan serat optik lebih besar. Serat optik membawa sistem informasi dalam bentuk sinyal cahaya, daya listrik yang dibutuhkan relatif tidak terlalu besar. Sinyal cahaya yang relatif lebih kebal terhadap gangguan dari luar tidak perlu ditransmisikan dengan daya listrik yang tinggi seperti yang terjadi pada media komunikasi kabel tembaga. Hanya butuh daya yang rendah saja, maka sinyal informasi bisa tiba di tujuan dengan cepat. Kemudian media serat optik ini tidak digunakan untuk melewatkan sinyal-sinyal listrik, maka bisa dipastikan didalam jalur komunikasi ini tidak akan tersengat listrik sekecil apapun. Dengan demikian, media ini tidak akan mengalami kepanasan dan penipisan akibat tegangan listrik yang lewat di dalamnya. Ini menandakan media serat optik akan jauh lebih berumur panjang dibandingkan kabel tembaga biasa (No Name, 1999).

Konfigurasi Dasar Sistem Komunikasi Fiber Optik

Sistem Komunikasi Fiber optik terdiri dari 3 komponen utama yaitu:

a. Transmitter berupa Laser Diode ( LD ) dan Light Emmiting Diode (LED)

b. Media transmisi berupa fiber optik

c. Receiver yang merupakan detektor penerima

2.2.1. Transmitter

Transmitter terdiri dari 2 bagian yaitu :

a. Rangkaian elektrik berfungsi untuk mengkonversi sinyal digital menjadi sinyal analog, selanjutnya data tersebut ditumpangkan kedalam sinyal gelombang optik yang telah termodulasi.

b. Sumber gelombang optik berupa sinar Laser Diode (LD) dan LED ( light emmiting diode ) yang pemakaiannya disesuaikan dengan sistem komunikasi yang diperlukan. Laser Diode dapat digunakan untuk sistem komunikasi optik yang sangat jauh seperti Sistem Komunikasi Kabel Laut (SKKL) dan Sistem Komunikasi Serat Optik (SKSO), karena laser LD mempunyai karakteristik yang handal yaitu dapat memancarkan daya dengan intensitas yang tinggi, stabil, hampir monokromatis, terfokus, dan merambat dengan kecepatan sangat tinggi, sehingga dapat menempuh jarak sangat jauh. LED digunakan untuk sistem komunikasi jarak sedang dan dekat agar sistem dapat ekonomis dan efektif karena LED lebih mudah pembuatanya, sehingga harganyapun lebih murah.

2.2.2. Media Transmisi Serat Optik

Fungsinya untuk menyalurkan informasi (suara, gambar, data) antar titik yang terdapat pada jaringan telekomunikasi.

Receiver

Receiver atau bagian penerima terdiri dari 2 bagian yaitu detektor penerima dan rangakaian elektrik

a. Detektor penerima berfungsi untuk mengkap cahaya yang berupa gelombang optik pembawa informasi, dapat berupa PIN diode atau APD (Avalance Photo Diode) pemilihannya tergantung keperluan sistem komunikasinya.

b. Rangkaian elektrik berfungsi untuk mengkonversi cahaya pembawa informasi terhadap data informasi terhadap data informasi yang dibawa dengan melakukan regenerasi timing, regenerasi pulse serta konversi sinyal elektrik ke dalam interface V.28 yang berupa sinyal digital dan sebaliknya.

Atenuasi (Loss)

Atenuasi adalah besaran pelemahan energi sinyal informasi dari fiber optik yang dinyatakan dalam dB dan disebabkan oleh 3 faktor utama yaitu absorpsi, hamburan (scattering) dan mikro-bending. Gelas yang merupakan bahan pembuat fiber optik biasanya terbentuk dari silicon-dioksida (SiO2). Atenuasi menyebabkan pelemahan energi sehingga amplitudo gelombang yang sampai pada penerima menjadi lebih kecil dari pada amplitudo yang dikirimkan oleh pemancar. Cahaya yang sedang merambat dalam sebuah serat optik teratenuasi seperti: kehilangan energi. Kehilangan ini harusnya dijaga seminimal mungkin sehingga untuk jarak yang sangat jauh dapat dicapai tanpa menggunakan instrumen tambahan. Atenuasi dari serat optik merupakan parameter yang penting dalam merancang jaringan komunikasi kabel. Hal ini terutama disebabkan proses fisika seperti absorbsi dan scattering/hamburan.

Besarnya kehilangan cahaya (energi) tergantung kepada hal-hal lain yang merupakan fungsi dari panjang gelombang cahaya tersebut. Oleh karena itu sangat penting untuk mengukur atenuasi dari serat optik secara spektrum seperti fungsi dari panjang gelombang untuk mendapatkan panjang gelombang dengan atenuasi lemah yang cocok untuk aplikasi komunikasi optik.

Sementara itu proses absorbsi hanya terjadi pada panjang gelombang tertentu yang disebut sebagai pita absorbsi (misalkan: absorbsi OH pada panjang gelombang 1390 nm). Kehilangan cahaya karena hamburan terjadi pada semua panjang gelombang karena hamburan pada serat optik merupakan hasil dari fluktuasi (homogen) densitas dengan dimensi lebih kecil dari panjang gelombang cahaya, hukum Scattering Rayleigh dapat digunakan untuk mendiskripsikan proses ini. Dapat dikatakan kenaikan panjang gelombang akan menyebabkan pelemahan hamburan/scattering loss (λ) menurun. Misalkan: pada panjang gelombang 1300 nm scattering loss hanya mencapai 18% nya saja, pada panjang gelombang 850 dan 1550 nm scattering lossnya hanya 9% saja (John et al, 1987).

Pengoperasian kabel serat optik pada panjang gelombang ini oleh karenanya merupakan sebuah keuntungan. Jika perambatan cahayanya itu seperti aliran tunak maka dapat dilihat bahwa daya dari pandu cahaya itu akan turun secara eksponensial dengan perkalian L:

P(L) = P(0) 10^αL/10

αL = 10 log P(0)/P(L);

dimana: α koefisien atenuasi dlm dB/km

L panjang serat optik dlm km

Faktor-faktor yang menyebabkan Atenuasi (Loss) adalah:

a. Absorpsi.

Absorpsi merupakan sifat alami suatu gelas. Pada daerah-daerah tertentu gelas dapat mengabsorpsi sebagian besar cahaya seperti pada daerah ultraviolet contohnya inframerah. Spektrum gelombang Elektromagnetik dimulai dari frekuensi rendah sampai frekuensi tertinggi, dimana letak range frekuensi spektrum infra merah yang dapat ditransminsi (bandwith).

a. Hamburan Rayleigh

Seberkas cahaya yang melalui suatu gelas dengan variasi indeks bias disepanjang gelas tadi, sebagian energinya akan hilang dihamburkan oleh benda benda kecil yang ada di dalam gelas. Hamburan yang disebabkan oleh tumbukan cahaya dengan partikel tersebut dinamakan hamburan Rayleigh.

Gambar  Setting peralatan untuk menentukan besarnya intensitas cahaya.

            Sebuah perangkat monokromator memilih sebuah panjang gelombang partikuler. Sampel yang dipakai dapat diletakkan pada cuvette. Cahaya dari lampu akan melewati cuvette dan mengenai perangkat phototube. Sinyal yang dapat dideteksi oleh phototube akan dicatat oleh piranti pencatat. Dari gambar di atas dapat dilihat adanya intensitas cahaya yang berasal dari sumber cahaya (Tungsten Lamp) sebelum melewati sampel maka akan diperoleh besarnya intensitas sebesar ( I₀ ), sedangkan setelah cahaya melewati sampel diperoleh intensitas sebesar ( I ). Dalam pendekatan secara sederhana transmitansi dapat dinyatakan sebagai perbandingan intensitas radiasi seberkas cahaya sesudah melewati sebuah sampel terhadap intensitas radiasi seberkas cahaya sebelum melewati sebuah sampel. Untuk mempermudahkannya transmitansi diberi simbol T. Transmitansi biasanya disajikan dalam bentuk prosentase, untuk menentukan besar prosentasenya dapat dihitung dengan perumusan sebagai berikut : T% = I/I₀ x 100 %

II.4 Jenis Rugi-Rugi Pada Serat Optik

            Faktor yang mempengaruhi penggunaan serat optik ditentukan sebagai berikut:

II.4.1 Rugi-Rugi Dari karakteristik Fisik Serat

            Inti dari kabel serat optik menyerap sebagian dari cahaya. Hal ini dinyatakan dalam penyusutan kabel. Satuan yang digunakan untuk penyusutan optik adalah dB/Km.

• Hamburan (Scattering)

            Disebabkan oleh interaksi cahaya akibat adanya variasi densitas di dalam inti serat optik dan disebabkan oleh efek Geometris serat optik.

• Penyerapan (absorption)

            Rugi akibat serapan penyebab utamanya berasal dari adanya logam transisi

seperti Fe dan Cu. Rugi karena serapan adalah rugi transisi pokok yang berasal dari bahan untuk membuat serat optik.

II.4.2 Dispersi

            Mekanisme dispersi dalam serat menyebabkan pelebaran pulsa cahaya yang dikirim sepanjang serat. Jika diamati setiap pulsa akan lebar dan menumpuk dengan yang lainnya dan menjadikan tidak dapat dibedakan pada perangkat penerima. Dispersi juga membatasi maksimum lebar pita frekuensi. Untuk menghindari penumpukan pulsa cahaya pada hubungan sistem optik maka diprasyaratkan kecepatan bit (BR) harus lebih kecil atau paling tidak sarna dengan dua kali pelebaran dispersi pulsa, BR ≤ 1/(2π)

II.4.3 Rugi Karena Sejumlah Sambungan dan Konektor

            Dalam transmisi jarak jauh sering kali diperlukan adanya banyak sambungan serat, karena panjang pabrikasi serat 1-5 Km. Akibat sambungan tersebut menghasilkan rugi. Rugi karena sejumlah sambungan disebabkan oleh adanya kesalahan penjajaran, adanya perbedaan sumbu inti dan kulit, perbedaan diameter dan ketidaksamaan bentuk inti dari serat optik penyambung.

II.4.4 Rugi Karena Input Output Coupling (Kopling)

            Rugi karena input kopling terjadi jika daerah inti lebih kecil dari sumber pancaran, yang berkaitan dengan kemampuan serat dalam mengumpulkan cahaya.

II.5 Sumber Cahaya

            Sumber cahaya untuk serat optik bekerja sebagai pemancar cahaya yang membawa informasi. Sumber tersebut harus memenuhi beberapa persyaratan yang diperlukan. Pertama, cahaya yang dihasilkan harus bersifat monokromatis (berfrekuensi tunggal) kedua, sumber tersebut harus mempunyai keluaran cahaya yang beritensitas tinggi, sehingga mampu mengatasi rugi-rugi yang dijumpai pada transmisi sepanjang serat optik. Ketia, sumber cahaya harus mudah dimodulasi oleh isyarat informasi. Yang terakhir, sumber cahaya harus berukuran kecil, ringkas dan mudah dihubungkan dengan serat optik, sehingga tidak mengakibatkan rugi-rugi sambungan yang besar. Sumber cahaya yang biasa digubakan pada sistem komunikasi serat optic sampai saat ini ada dua macam:

1. Dioda Pernancar Cahaya (Light Emitting Diode, LED)

2. Dioda Laser Injeksi (Injection Laser Diode, ILD)

            Insensitas cahaya yang dihasilkan LED adalah rendah, sehingga biasanya hanya digunakan untuk sistem serat optik jarak pendek, misalnya pada pesawat terbang, gedung-gedung dan sebagainya. Laser dapat menghasilkan cahaya dengan intensitas tinggi dan koheren sehingga sesuai untuk digunakan pada sistem komunikasi jarak jauh.

II.6 Detektor Cahaya (Transducer)

            Transducer merupakan suatu alat yang mengubah suatu besaran fisis besaran yang lain. Secara umum besaran-besaran fisis terbagi besaran fisis optis, mekanik, termal dan listrik. Detektor cahaya mengkonversikan besaran fisis optis menjadi besaran listrik. Syarat-syarat yang harus dipenuhi oleh detektor pada sistem transimis dengan serta optik adalah kepekaan yang tinggi, panjang gelombang harus sama tepat dengan yang digunakan oleh sumber cahaya, waktu anggapnya tinggi (responsitivity), efisiensi konversi sinyal listrik tinggi, handal, noise rendah.

Ada dua jenis detektor foto, yaitu:

a) Dioda PIN

            Dioda PIN bekerja atas dasar pemasangan elektron dan hole yang dibentuk oleh cahaya yang timbul. Lapisan i (intrinsik) digunakan karena mempunyai efisiensi kuantum yang lebih besar dan kapasitas sambungan yang kecil. Dioda PIN ini cocok untuk pemakaian dengan kapasitas rendah sampai dengan sedang yang beroperasi dengan kecepatan 10-1 OOMHz.

b) Dioda-Foto Avalanche (APD)

            Mempunyai efek beruntun (Avalanche) yang menerapkan bias mundur yang besar ke dalam sambungan p-n dan mengakibatkan intensitas medan dekat daerah sambungan menjadi tinggi, sehingga ektron-elektron yang sedang dipercepat lewat tersebut akan menghasilkan pasangan elektron lubang sekunder. Jumlah pembawa yang dibangkitkan sebanding dengan eksponensial intensitas medan dan menimbulkan efek beruntun. Kepekaan dan gain dari diode ini tinggi sehingga dipakai untuk sistem komunikasi dengan kapasitas sedang sampai tinggi.

II.7 Penguat Operasional (Op-Amp)

            Op-Amp adalah piranti solid state yang mampu mengindera dan memperkuat sinyal masukan baik AC maupun DC. Op-Amp yang khas terdiri dari tiga rangkaian dasar yaitu penguat differensial impedansi tinggi, penguat tegangan penguatan tinggi dan penguat keluaran impedansi rendah.

Karakteristik Op-Amp yang terpenting adalah :

• Impedansi masukan tinggi, sehingga arus masukan diabaikan.

• Penguat loop terbuka amat tinggi

• Impedansi keluaran rendah, sehingga penguat tidak terpengaruh oleh

   pembebanan.

Gambar (a) Penguat terkontrol inverting (b) penguat terkontrol non inverting

            Penguatan Op-Amp dapat dikontrol baik secara inverting maupun non inverting sebagaimana yang diperlihatkan pada gambar 2.8, dimana penguatannya ditentukan oleh besarnya Rf dan Rin. Untuk penguat terkontrol inverting penguatannya adalah memenuhi persamaan:

=

II.5 Faktor-faktor yang mempengaruhi dalam Transmisi Media Fiber

1.Attenuation (Penurunan)

            Ketika sinar melewati media fiber, akan mengalami penurunan daya akibat redaman, pembiasan dan efek lainnya. Dengan kata lain, besar kecilnya power yang di terima akan dipengaruhi oleh perbedaan besarnya daya yang dikirim dan penurunan kualitas selama proses ‘perjalanan’ sinar tersebut. Singkatnya, Attenuation adalah penurunan kualitas sinar yang dialamin ketika pengiriman sinar sampai ke penerima sinar di media fiber.

2.Dispersion (Penyebaran)

            Ketika sinar melewati media fiber, sinar tersebut akan membawa informasi data dalam jumlah yang besar melalui jarak yang jauh. Singkatnya, Dispersion adalah kemampuan pita lebar untuk membawa data yang disalurkan / dirambatkan dalam media optikal fiber.

3.Bandwidth (Jumlah Data)

            Ketika sinar merambat akan menggunakan frekuensi tertentu. Besar kecilnya frekuensi yang digunakan akan mempengaruhi besar kecilnya kapasitas informasi data yang akan dibawa.

GUGUR

Oleh : W.S. Rendra

Ia merangkak
di atas bumi yang dicintainya
Tiada kuasa lagi menegak
Telah ia lepaskan dengan gemilang
pelor terakhir dari bedilnya
Ke dada musuh yang merebut kotanya
Ia merangkak
di atas bumi yang dicintainya
Ia sudah tua
luka-luka di badannya
Bagai harimau tua
susah payah maut menjeratnya
Matanya bagai saga
menatap musuh pergi dari kotanya
Sesudah pertempuran yang gemilang itu
lima pemuda mengangkatnya
di antaranya anaknya
Ia menolak
dan tetap merangkak
menuju kota kesayangannya
Ia merangkak
di atas bumi yang dicintainya
Belumlagi selusin tindak
mautpun menghadangnya.
Ketika anaknya memegang tangannya
ia berkata :
” Yang berasal dari tanah
kembali rebah pada tanah.
Dan aku pun berasal dari tanah
tanah Ambarawa yang kucinta
Kita bukanlah anak jadah
Kerna kita punya bumi kecintaan.
Bumi yang menyusui kita
dengan mata airnya.
Bumi kita adalah tempat pautan yang sah.
Bumi kita adalah kehormatan.
Bumi kita adalah juwa dari jiwa.
Ia adalah bumi nenek moyang.
Ia adalah bumi waris yang sekarang.
Ia adalah bumi waris yang akan datang.”
Hari pun berangkat malam
Bumi berpeluh dan terbakar
Kerna api menyala di kota Ambarawa
Orang tua itu kembali berkata :
“Lihatlah, hari telah fajar !
Wahai bumi yang indah,
kita akan berpelukan buat selama-lamanya !
Nanti sekali waktu
seorang cucuku
akan menacapkan bajak
di bumi tempatku berkubur
kemudian akan ditanamnya benih
dan tumbuh dengan subur
Maka ia pun berkata :
-Alangkah gemburnya tanah di sini!”
Hari pun lengkap malam
ketika menutup matanya