Laporan Praktikum 6(Bab7)

PENGARUH DOPPLER (DOPPLER EFFECT)

LAPORAN PRAKTIKUM TEKNIK GELOMBANG MIKRO


Oleh :

Hayatun Nufus (1231130003)

TT 2CJURUSAN TEKNIK ELEKTRO

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK TELEKOMUNIKASI

POLITEKNIK NEGERI MALANG

2014


Tujuan

1) Mengenal dan mengerti kejadian efek Doppler.

2) Melakukan pengukuran jarak dengan gelombang mikro.

3) Dapat mendeteksi obyek yang bergerak serta aplikasi praktis, seperti monitor pada ruang keamanan.

Alat yang digunakan1 Osilator Gunn

2 Waveguide, 250 mm

1 Horn antena

1 Reflektor

1 Dual trace oscilloscope

1 Multimeter digital

1 Generator fungsi dengan sumber tegangan

1 Kabel penghubung, 1 m, 4 mm, merah

1 Kabel penghubung, 1 m, 4 mm, biru

1 Kabel test, BNC/4 mm

1 Kabel test, BNC/BNC

Teori Dasar

Selama sumber sinyal dan sinyal yang diterima mempunyai kecepatan yang relatif satu dengan yang lain dalam suatu media, menimbulkan efek Doppler (dari Christian Doppler, 1803-1853). Pengaruh ini sangat sering terjadi pada gelombang suara. Misalnya, mobil dengan mengamati bunyi yang dihasilkan oleh klakson, semakin dekat frekuensi suara menaik dan pada jarak tertentu frekuensi berkurang.

Dalam teknik gelombang mikro, pengaruh ini hampir sama, pada kenyataannya bahwa radiasi yang dipantulkan dari obyek dapat dicampur dengan frekuensi osilator melalui diode pencampur, perbedaan antara sinyal osilator dan sinyal pantulan yang diterima, dapat diukur. Selisih sinyal ini tergantung pada kecepatan relatif dan panjang gelombang yang digunakan.

Gambar 17. Diagram Pantulan dari Efek Doppler

Dalam prakteknya menggunakan modul Doppler, seperti gambar 17, sering digunakan. Biasanya dipergunakan dalam ruang keamanan dan untuk memonitor obyek yang dilindungi, serta untuk pengukuran kecepatan lalu lintas dan kepadatan/berat jenis.

Gambar 18. Aplikasi dari Efek Doppler

Peningkatan sistem ini juga dimanfaatkan dalam fungsi yang mempunyai prinsip sama,yakni kemampuannya dalam mendeteksi gerakan pernafasan pada pasien di rumah sakit, dengan metoda efek pegeseran Doppler dan memberikan alarm bila terjadi gangguan pernafasan.

Gambar 19. Konstruksi Mekanis Horn Antenna

Jarak atau rentangan pengukuran memungkinkan untuk diketahui dengan gelombang mikro bilamana panjang gelombang sinyal yang ditransmisikan diketahui, nilai maksimal dan minimal (N), dapat dihitung dari gerakan obyek dan jarak yang diberikan oleh N. ((/2). Lokasi dari obyek yang bergerak dengan mudah dapat diketahui, menggunakan modul seperti gambar 3, sebagaimana yang akan dilihat pada percobaan ini. Dengan penambahan daya pemancar atau frekuensi Doppler, akan didapat sensitivitas yang lebih bagus serta area pemonitoran lebih besar.

Langkah percobaan

1) Jarak atau rentangan pengukuran

Gambar 20. Konstruksi Percobaan

Susun komponen gelombang mikro, seperti diagram rangkaian. Letakkan reflektor kurang lebih 0,5 m dari antena horn, atur posisi untuk mendapatkan tampilan amplitudo maksimum pada osiloskop.

Gerakkan reflektor secara perlahan, hingga didapat 6 kali maksima. Ukur jarak reflektor yang digerakkan. Amati pembacaan ini dan hitung, menggunakan 9,5 GHz sebagai frekuensi kerja. Dari pengukuran diperoleh pernyataan untuk perhitungan jarak dari hubungan antara panjang gelombang dan banyaknya pulsa yang dihasilkan.

2) Ambilah reflektor dan letakkan antena pemancar sehingga radiasi yang dihasilkan dapat menjalar bebas kedalam ruangan. Amati pada osiloskop, sekarang bagaimana bila ada seseorang yang lewat dekat antena. Naikkan sensitivitas Y-gain pada osiloskop dan tentukan seberapa jauh dapat obyek yang dapat dideteksi.

3) Sekarang letakkan antena pemancar berhadapan, dengan jarak kurang lebih 1 m diatas meja. Tandai panjang 1 m dan coba gerakkan tangan sepanjang jarak ini ke arah antena, dalam 1 detik. Amati osiloskop dan tampilkan tegangan Doppler. Tentukan periode waktu dan frekuensinya. Hitung periode waktu dan frekuensi Doppler untuk gerakan tangan pada lembar kerja 2.

Lembar kerja 1

Untuk langkah 1)

Jarak antara maksimal ke 1 dan 7, = 12 mm, dan

Panjang gelombang = 12 mm.Pada saat frekuensi osilasi 9,5 GHz, panjang gelombang berdasarkan perhitungan = 2,4 mm.

Jumlah pulsa dihitung sepanjang 1 m = 10 pulse.Telitilah perhitungan, dengan cara menurunkan sendiri, diperoleh panjang 30 mm.Untuk langkah 2)

Saat ada seseorang yang bergerak melintas didepan antena, perubahan amplitudo yang dapat diukur pada osiloskop adalah 1 mV.Dengan sensitivitas maksimum pada osiloskop, perubahan yang masih dapat dideteksi pada jarak maksimum 500 mm.Lembar kerja 2

Untuk langkah 3)

Pada perubahan mendekati 1 m/s, periode waktu mendekati 0,2 ms dan frekuensinya 500 Hz

v (m/s)tp (ms)fD (Hz)

10,21,4 x 0,2 = 0,28f =1/0,28 = 3,6 KHz.

20,21,2 x 0,2 = 0,24f =1/0,24 = 4,17 KHz.

30,21,2 x 0,2 = 0,24f =1/0,24 = 4,17 KHz.

50,21 x 0,2 = 0,2f =1/0,2 = 5 KHz.

Analisa Data

Dari hasil pengukuran, jarak adanya perubahan tegangan maksimal antara ke 1 dan 7 adalah 12 mm, dengan panjang gelombang 12 mm.sedangkan saat frekuensi osilasi 9,5 GHz, panjang gelombang berdasarkan perhitungan adalah 2,4 mm, yang dipengaruhi oleh besar jarak saat kondisi maksimal.

ketika ada seseorang yang bergerak melintas di depan antenna, perubahan amplitude yang dapat diukur pada osiloskop adalah 1 mV. adanya perubahan amplitude tersebut dipengaruhi oleh perubahan frekuensi, dimana perubahan frekuensi akibat adanya gerakan merupakan efek Doppler. dengan sensivitas maksimum pada osiloskop, perubahan yang masih dapat didteksi pada jarak maksimum 500 mm.

berdasarkan data pada tabel, dengan periode waktu yang sama yaitu 0,2 ms terdapat perubahan frekuensi pada kecepatan gerakan tangan yang berbeda, saat kecepatan gerakannya semakin besar maka frekuensinya pun semakin besar karena berdasarkan teori antara kecepata dan frekuensi selalu berbanding lurus. Yaitu pada rumus : f = dimana : f = frekuensi ( Hz)

v = kecepatan (m/s)

= panjang gelombang ( m )Kesimpulan 1. Efek Doppler muncul ketika terjadi perubahan frekuensi akibat adanya gerakan relative antara pengamat dan sumber.2. Antara jarak dengan panjang gelombang selalu berbanding lurus dan berbanding terbalik dengan jumlah pulse.

3. ketika terjadi perubahan frekuensi pada suatu sumber pengamatan, maka telah terjadi suatu pergerakan pada obyek tersebut. EMBED Visio.Drawing.5

Gambar 16. Konstruksi Percobaan Efek Doppler

fD =

2.Vr fD = frekuensi Doppler

Vr = Kecepatan relatif

( ( = panjang gelombang

EMBED Visio.Drawing.5

EMBED Word.Picture.8



( =

s s = jarak

n = jumlah pulse

n ( = panjang gelombang

_1061179784.vsd

_1061181106.vsd

_1084944227.doc

_1061180850.vsd

_1061178923.vsd

Laporan Praktikum 6(Bab7)

Documents

Transcript of Laporan Praktikum 6(Bab7)