Slide Sidang Sarjana Arsyad Ramadhan Darlis
-
Upload
arsyad-darlis -
Category
Education
-
view
1.571 -
download
7
Transcript of Slide Sidang Sarjana Arsyad Ramadhan Darlis
Disusun Oleh :Arsyad Ramadhan Darlis11 – 2004 082
Pembimbing I : Poernomo Trisapto, Ir.
Pembimbing II :
Lucia Jambola, M.T. 1
Pendahuluan Modulasi Digital dan Interface-nya Perancangan dan Realisasi Modulator Demodulator
( Modem ) Binary Phase Shift Keying ( BPSK ) beserta Interface-nya
Pembuatan Program dan Pengukuran Sistem Pentransmisian Modulator Demodulator Binary Phase Shift Keying ( BPSK )
Kesimpulan dan Saran
2
Audio Generator tidak dapat mengirimkan Short Message. Audio Generator tidak dapat mengirimkan Bit Biner
( Sinyal Digital ). Harga Seperangkat Audio Generator yang sangat mahal.
3
Interface Modulator
BPSK
Computer
Demodulator BPSK
Gambar 1. Blok Diagram Sistem
Tujuan : merealisasikan sebuah sistem pentransmisian sinyal, baik berupa
short message maupun bit biner menggunakan simulasi pada software MATLAB 7.4.
Manfaat : Dari segi ekonomis dan segi fungsional
4
Plant hanya modulator dan demodulator BPSK saja. Tegangan sinyal yang digunakan sebagai input pada
modem BPSK hanyalah sebesar 5 Volt.
Modulasi Digital adalah Proses penumpangan sinyal informasi yang berupa sinyal digital kepada sinyal pembawa yang berupa sinyal analog sehingga beberapa parameter dari sinyal pembawa berubah sesuai dengan sinyal informasinya.
Pada dasarnya, modulasi digital dibagi menjadi 3 jenis, yaitu Amplitude Shift Keying ( ASK ), Phase Shift Keying ( PSK ) dan Frequency Shift Keying ( FSK ).
Modulasi digital yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah Binary Phase Shift Keying ( BPSK ).
5
Gambar 2. Perbandingan Input dan output pada BPSK
6
Binary Input Output Phase
Logic 0
Logic 1
180 derajat
0 derajat
Logic 1Logic 0
)0(2sin octfπ)180(2sin o
ctfπ−
)90(2cos octf +π
)90(2cos octf −− π
Logic 1Logic 0
o0o180±
Gambar 3. Diagram Fasor dan diagram konstelasi BPSK
7
Modulator BPSK direalisasikan dengan menggunakan Balanced Modulator.
Gambar berikut adalah skema dasar rangkaian Balanced Modulator :
IC MC1496 berfungsi sebagai balanced modulator.
Gambar 5. Skema Dasar Balanced Modulator
Secara matematis, output pada modulator BPSK adalah :
Sehingga terlihat bahwa spektrum dari BPSK adalah
f ( Hz )
ac ff − ac ff +
Gambar 6. Spektrum modulasi BPSK
8
Frekuensi (fa) pada sederetan bit 1/0 adalah sebanding dengan setengah bit rate (fb/2)
Gambar 7. Hubungan input dan output pada modulator BPSK
Sebagai konsekuensinya, double - sided minimum Nyquist (Fn) adalah : dan karena maka :
9
Gambar berikut adalah blok diagram demodulator BPSK :
Balanced modulator yang digunakan sama dengan yang digunakan di modulator BPSK.
Pada rangkaian Low Pass Filter ( LPF ) ini digunakan IC LM324.
Balanced ModulatorSinyal Masukan
BPSKSinyal
Informasi
Low Pass Filter
Sinyal Pembawa
Gambar 8. Blok Diagram Demodulator BPSK
10
Secara matematis, proses demodulasi adalah sebagai berikut : Untuk sinyal input pada demodulator BPSK + (logic 1),
Untuk sinyal input pada demodulator BPSK - (logic 0),tfcπ2sin
tfcπ2sin
11
Low Pass Filter ( LPF )Low pass filter akan melewatkan frekuensi dari
nol sampai frekuensi cut off-nya.
fco
H(s)
f ( Hz)fco
H(s)
f ( Hz)
Gambar 9. Respon Frekuensi Low Pass Filter Ideal Gambar 10. Respon Frekuensi Low Pass Filter Aplikasi
12
Sebagai interface antara program yang dibuat di MATLAB 7.4. dengan modem BPSK digunakan rangkaian RS – 232.
Rangkaian RS-232
Modem BPSK
Computer
Kabel USB to Serial
Logic 1 = -25 s/d -3 V
Logic 0 = +25 s/d +3 V
Logic 1 = + 5 V
Logic 0 = 0 V
Gambar 11. Blok Diagram Konversi Tegangan Sistem
13
14
MC1496
1kΩ 1kΩ
1kΩ0,1 µF
0,1 µF
100 Ω
100
Ω
100
Ω
10kΩ 10kΩ
50kΩ
3,9kΩ 3,9kΩ
6,8kΩ
8
10
1
4
2 3
6
12
14 5
Output Sinyal BPSKInput Sinyal Pembawa
Input Sinyal Informasi
+ 12 VDC
- 12 VDC
Gambar 12. Rangkaian BPSK Gambar 13. Realisasi Rangkaian BPSK
15
Realisasi Balanced Modulator
Balanced modulator yang direalisasikan pada demodulator
BPSK sama seperti pada modulator BPSK. Realisasi Low Pass Filter ( LPF )
Low Pass Filter ( LPF ) yang direalisasikan pada demodulator BPSK memiliki fco = 1000 Hz dan Av= 2 x.
+
-
+
-
Vi Vo
+
-
Ωk15 Ωk15Ωk1 Ωk1
Ωk100
Ωk100
nF10
nF10
Gambar 14. Rangkaian BPSK Gambar 15. Realisasi Rangkaian BPSK
16
C1+1 VDD 2
C1-3
C2+4
C2-5
VEE 6
T2OUT 7
R2IN 8R2OUT9
T2IN10T1IN11
R1OUT12 R1IN 13
T1OUT 14
GND15
VCC 16
U1
MAX232ACPE
1
2
3
4
5
6
7
8
9
11
10
DB9
D Connector 9
C1 C3
C2
C4
C5
VCC
VCC
12
VCC
12
Rx/Tx
VCC
Gambar 16. Rangkaian RS-232 Gambar 17. Realisasi Rangkaian RS-232
17
Pembuatan Flowchart Program SimulasiSTART
Pilih input karakter
Pilih input Bit Biner
Tekan tombol “ Masuk “
Tekan tombol “ Masuk “
END
A
A
B
Y
N
Y
YY
N
NN
Masukan Karakter
Tekan tombol “ Tampilkan gambar “ END
Tekan tombol “ Tampilkan gambar “ END
Masukan Bit rate
Tekan tombol “ Tampilkan gambar “
END
Tampilkan Perioda dan
Gambar
Tekan tombol “ Kirim “
Tekan tombol “ Konversi Kode ASCII ke
Bit Biner “
Tampilkan Bit BIner
Masukan Bit rate
Tekan tombol “ Tampilkan gambar “
END
Tampilkan Perioda dan
Gambar
Kirim ke RS-232
END END
Tekan tombol “ Kirim “
Kirim ke RS-232
END END
A
N
N
N
N
N
N
N
Y
Y
Y
Y
Y
Y
Y
B
Masukan Bit Biner
Tekan tombol “ Tampilkan gambar “
END
Masukan Bit rate
Tekan tombol “ Tampilkan gambar “
END
Tampilkan Perioda dan
Gambar
Tekan tombol “ Kirim “
Kirim ke RS-232
END END
Masuk Blok Bit Biner
Generator
Tekan tombol “ Tampilkan gambar “
END
Y
Y
Y
Y
Y
N
N
N
N
18
Pembuatan Program Simulasi
19
Tujuan Pengukuran :1. Untuk mengetahui kinerja dari modulator BPSK.2. Untuk mengetahui range frekuensi yang dapat diterima oleh modulator BPSK.
Hasil :Frekuensi Kerja 25 Hz – 100 kHz.
Gambar 23 Blok Diagram Pengukuran Modulator BPSK
20
Rangkaian Modulator BPSK
Power Supply 12 V
Oscilloscope
Square GeneratorInput
Power Supply -12 V
Audio GeneratorCarrier
Tujuan Pengukuran : Untuk mengetahui kinerja dari Low Pass Filter dengan frekuensi cut off 1000 Hz dan penguatan 2 x.
Hasil :
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 40001
2
3
4
5
6
7
8
9
10Respon Frekuensi Low Pass Filter ( LPF )
Frekuensi( Hz )
Teg
anga
n (
Vol
t )
21
Gambar 23 Blok Diagram Pengukuran Low Pass Filter
Low Pass Filter ( LPF )
OscilloscopeSinyal Masukan
Tujuan Pengukuran :1. Untuk mengetahui kinerja dari modem BPSK.2. Untuk mengetahui range frekuensi yang dapat diterima oleh modem BPSK.
Hasil : Tegangan keluaran adalah 1,76 V dan Frekuensi
Kerja 1000 Hz – 100 kHz.
Gambar 23 Blok Diagram Pengukuran Modulator BPSK
20
Power Supply 12 V
Square GeneratorInput
Power Supply -12 V
Audio GeneratorCarrier
OscilloscopeRangkaian Modulator BPSK
Rangkaian Demodulator BPSK
Simulasi short message generator atau bit biner
generator pada PCRangkaian RS -232
TX
RX
Command Windows in MATLAB 7.4.
Tujuan Pengukuran :1. Untuk mengetahui kinerja dari rangkaian RS232.2. Untuk mengetahui range bitrate yang dapat diterima oleh rangkaian.
Gambar 23 Blok Diagram Pengukuran Rangkaian RS – 232
Hasil :Range bitrate yang dapat diterima oleh rangkaian :
1,4999999999999999 bps s/d 710400,4999999999 bps. 22
Hasil : Short message dan Bit Biner telah dapat dibaca oleh oscilloscope. Perioda per bit pada oscilloscope sama dengan pada simulasi.
Tegangan keluaran rangkaian RS232 adalah 6 Volt. Frekuensi yang ditampilkan pada oscilloscope tidak dapat diprediksi.
RS-232 OscilloscopeSimulasi Short
Message dan Bit Biner Generator
Kabel USB to Serial
Gambar 23 Blok Diagram Pengukuran Keluaran Rangkaian RS – 232
Tujuan Pengukuran :Untuk mengetahui Tegangan, Perioda dan Frekuensi yang
dihasilkan oleh simulasi.
24
Hasil : Pentransmisian short message dan bit biner telah dapat
direalisasikan dengan baik. Apabila modem diberi bitrate di bawah 2000 bps dan
diatas 200 kbps, short message dan bit biner tidak dapat
terbaca oleh personal computer ( PC ).
Gambar 23 Blok Diagram Pengukuran Keluaran Rangkaian RS – 232
Tujuan Pengukuran :Untuk mengetahui kinerja sistem pentransmisian short
message dan bit biner generator
24
Simulasi Short Message dan Bit Biner Generator
Rangkaian RS-232
Modulator BPSK Demodulator BPSK
Command Windows pada MATLAB 7.4.
Personal Computer ( PC )
Tx
Rx
Program simulasi short message generator dan bit biner generator telah menunjukan hasil yang baik dengan range bitrate simulasi dari 1,4999999999999999 bps sampai dengan 710400,4999999999 bps.
Modulator demodulator ( modem ) BPSK dapat berfungsi pada range frekuensi 1000 Hz sampai dengan 100 kHz.
Kedua buah simulasi yang dibuat pada MATLAB 7.4. telah dapat mengirimkan bit biner dari personal computer (PC) melewati rangkaian RS232 dengan amplituda sebesar 6 Volt dan perioda telah sesuai dengan yang diinginkan. Sedangkan frekuensi sinyal digital tidak dapat dipastikan besarnya.
Pentransmisian short message atau karakter dan sinyal digital dari simulasi ke modem BPSK telah berhasil direalisasikan pada range bitrate 2000 bps sampai dengan 200kbps. 25
Pengaturan tegangan keluaran rangkaian RS – 232. Realisasi Simulasi Oscilloscope.
Pengembangan ini dapat disetarakan dengan teknologi Short Message Service ( SMS ) pada teknologi GSM.
Komunikasi kontrol pada robot
26
27