Laporan Fo

TUGAS FIBER OPTIC “

Implementasi Transceiver Fiber Optic

”

DisusununtukMemenuhiTugas MataKuliahFiber Optic Semester 6 PEMBIMBING : Drs.Yoyok Heru

Disusun Oleh :

No.

Nama

No. Absen

NIM

1

Alief Agung G

02

14411600

2

Andreanes Sidiantoro

03

14411600

3

Angga Hendri K

04

1441160092

4

M.Lutfi Faturrohman

14411600

5

Nidya Suroyya

14411600

6

Usita Putri Dwi Arindita

23

1441160040

JARINGAN TELEKOMUNIKASI DIGITAL POLITEKNIK NEGERI MALANG MALANG 2017

BAB I PENDAHULUAN

.1. Tujuan  Build a fiberoptic transmitter which takes as input an electric signal from

amicrophone and generates AM modulated light wave 

Build a fiberoptic receiver which takes as input a light wave and generates electricalsignal strong enough to drive a loud speaker



Get hands-on experience with wiring electronic circuits on breadboards

.2. Alat dan Bahan 

Transmitter Bahan

Jumlah (Buah)

Microphone (Elctrit) N/A

1

Resistor 47Ω

2

Potentiometer (POT) 10KΩ

1

Fiberoptic cable N/A 3 ft.

1

Capacitor 0.1μF

1

Resistor 5.1KΩ

1

Resistor 2.2KΩ

1

Capacitor 1μF

2

Resistor 4.3KΩ

1

Resistor 4.7KΩ

1

Resistor 5.1KΩ

1

Resistor 150Ω

1

Resistor 390 Ω

2

Operational Amplifier LM358

1

LED Super Bright Red 5mm

1

BJT NPN Transistor N2222

1



Receiver Bahan

Jumlah (Buah)

Capacitor 100nF

1

Resistor 100KΩ

1

Trimpot 10 KΩ

1

Operational Amplifier LM358

1

Resistor 1KΩ

1

Operational Amplifier LM386 1

1

Resistor 4.7KΩ

2

Elco 100 μF 25V

1

Elco 220 μF 25V

1

Elco 10 μF 50V

1

Photodioda 5 mm

1

Speaker (8Ω) N/A

1

.3. Rangkaian Alat 

Transmitter



Receiver

1.4.Darar teori 1. LED

Light Emitting Diode atau yang sering disingkat LED merupakan sebuah komponen elektromagnetik yang dapat memancarkan cahaya monokromatik melalui tegangan maju. LED terbuat dari bahan semi konduktor yang merupakan keluarga dioda. LED dapat memancarkan berbagai warna, tergantung dari bahan semikonduktor yang digunakan. Bentuk dari LED sendiri mirip dengan lampu bohlam. Dengan bentuknya yang kecil, sehingga dapay dipasangkan dengan mudah ke berbagai perangkat elektronika. Tak seperti lampu pijar, LED tidak menimbulkan panas dalam mnghasilkan cahaya. Hal tersebut dikarenakan LED tidak memerlukan pembakaran filamen. Oleh karena itu LED saat ini banyak digunakan dalam perangkat elektronik, seperti sebagai lampu penerangan  pada LCD TV. LED terdiri dari sebuah chip semikonduktor yang di doping sehingga menciptakan  junction P dan N. Yang dimaksud dengan proses doping dalam semikonduktor adalah  proses untuk menambahkan ketidakmurnian (impurity) pada semikonduktor yang murni sehingga menghasilkan karakteristik kelistrikan yang diinginkan. Ketika LED dialiri tegangan maju atau bias forward yaitu dari Anoda (P) menuju ke Katoda (K), Kelebihan Elektron pada N-Type material akan berpindah ke wilayah yang kelebihan Hole (lubang) yaitu wilayah yang bermuatan positif (P-Type material). Saat Elektron berjumpa dengan Hole akan melepaskan photon dan memancarkan cahaya monokromatik (satu warna). LED atau Light Emitting Diode yang memancarkan cahaya ketika dialiri tegangan maju ini juga dapat digolongkan sebagai Transduser yang dapat mengubah Energi Listrik menjadi Energi Cahaya.

2. Phototransistor

Photo Transistor adalah Transistor yang dapat mengubah energi cahaya menjadi listrik dan memiliki penguat (gain) Internal. Penguat Internal yang terintegrasi ini menjadikan sensitivitas atau kepekaan Photo Transistor terhadap cahaya jauh lebih baik dari komponen pendeteksi cahaya lainnya seperti Photo Diode ataupun Photo Resistor. Cahaya yang diterima oleh Photo Transistor akan menimbulkan arus pada daerah basisnya dan menghasilkan penguatan arus hingga ratusan kali bahkan beberapa ribu kali. Photo Transistor juga merupakan komponen elektronika yang digolongkan sebagai Transduser. Photo Transistor dirancang khusus untuk aplikasi pendeteksian cahaya sehingga memiliki Wilayah Basis dan Kolektor yang lebih besar dibanding dengan Transistor normal umumnya. Bahan Dasar Photo Transistor pada awalnya terbuat dari bahan semikonduktor seperti Silikon dan Germanium yang membentuk struktur Homo junction.  Namun seiring dengan perkembangannya, Photo Transistor saat ini lebih banyak menggunakan bahan semikonduktor seperti Galium Arsenide yang tergolong dalam kelompok Semikonduktor III-V sehingga membentuk struktur Hetero-junction yang memberikan efisiensi konversi lebih tinggi. Yang dimaksud dengan Hetero-junction atau Heterostructure adalah Struktur yang menggunakan bahan yang berbeda pada kedua sisi  persimpangan PN. Cara kerja Photo Transistor atau Transistor Foto hampir sama dengan Transistor normal pada umumnya, dimana arus pada Basis Transistor dikalikan untuk memberikan arus pada Kolektor. Namun khusus untuk Photo Transistor, ar us Basis dikendalikan oleh  jumlah cahaya atau inframerah yang diterimanya. Oleh karena itu, pada umumnya secara fisik Photo Transistor hanya memiliki dua kaki yaitu Kolektor dan Emitor sedangkan terminal Basisnya berbentuk lensa yang berfungsi sebagai sensor pendeteksi cahaya. Pada prinsipnya, apabila Terminal Basis pada Photo Transistor menerima intensit as cahaya yang tinggi, maka arus yang mengalir dari Kolektor ke Emitor akan semakin  besar. 3. Fiber Optik

Fiber optik adalah sebuah saluran transmisi data, yang terbuat dari helaian serat kaca atau plastik. Serat kaca ini sangat tipis dan halus menyerupai rambut manusia. Transmisi data dapat terjadi karena fiber optik dapat mentramisikan gelombang cahaya, dan data-data yang akan ditransmisikan dititipkan pada gelombang cahaya tersebut. Cahaya ini tidak keluar dari serat kaca karena index bias kaca lebih besar dari

index bias udara, juga mekanisme fiber optik itu sendiri yang tidak membiarkan cahaya keluar. Tentunya akan saya jelaskan lebih dalam nanti, agar pengertian anda tentang fiber optik lebih baik. Kabel fiber optik terdiri dari kumpulan banyak serat-serat kaca yang digabung dalam satu kabel. Setiap serat kaca memiliki diameter sebesar 9 sampai 100 mikrometer, atau kurang dari sepersepuluh diameter rambut manusia. 4. Amplifier

rangkaian komponen elektronika yang dipakai untuk menguatkan daya (atau tenaga secara umum). Dalam bidang audio, amplifier akan menguatkan signal suara berbentuk analog dari sumber suara yaitu memperkuat signal/gain arus (I) dan tegangan (V) listrik  berbentuk sinyal AC dari inputnya menjadi arus listrik AC dan tegangan yang lebih  besar, juga dayanya akan menjadi lebih besar di bagian outputnya. Besarnya penguatan ini sering dikenal dengan istilah  gain. Nilai dari gain yang dinyatakan sebagai fungsi  penguat frekuensi audio, gain power amplifier antara 20 kali sampai 100 kali dari signal input. Jadi gain merupakan hasil bagi dari daya di bagian output (Pout) dengan daya di  bagian inputnya (Pin) dalam bentuk bentuk frekuensilistrik AC. Ukuran dari gain (G) ini satuannya adalah decibel (dB). Dalam bentuk rumus dinyatakan sebagai berikut: G(dB)=10log(Pout/Pin)). Pout adalah Power atau daya pada bagian output, dan Pin adalah daya pada bagian inputnya. 5. Microphone

Microphone atau dalam dalam bahasa Indonesia disebut dengan Mikrofon adalah suatu alat atau komponen Elektronika yang dapat mengubah atau mengkonversikan energi akustik (gelombang suara) ke energi listrik (Sinyal Audio). Microphone (Mikrofon) merupakan keluarga Transduser yang berfungsi sebagai komponen atau alat  pengubah satu bentuk energi ke bentuk energi lainnya. Setiap jenis Mikrofon memiliki cara yang berbeda dalam mengubah (konversi) bentuk energinya, tetapi mereka semua memiliki persamaan yaitu semua jenis Mikrofon memiliki suatu bagian utama yang disebut dengan Diafragma (Diaphragm). Microphone atau Mikrofon merupakan komponen penting dalam perangkat Elektronik seperti alat bantu pendengaran, perekam suara, penyiaran Radio maupun alat komunikasi lainnya seperti Handphone, Telepon, Interkom, Walkie Talkie serta Home Entertainment seperti Karaoke. Pada dasarnya sinyal list rik yang dihasilkan Microphone sangatlah rendah, oleh karena itu diperlukan penguat sinyal yang biasanya disebut dengan Amplifier. Untuk mengenal lebih jauh dengan Micr ophone yang hampir setiap hari kita gunakan ini. Berikut ini adalah penjelasan cara kerja microphone (mikrofon) secara singkat :

1. Saat kita berbicara, suara kita akan membentuk gelombang suara dan menuju ke Microphone. 2. Dalam Microphone, Gelombang suara tersebut akan menabrak diafragma (diaphragm) yang terdiri dari membran plastik yang sangat tipis. Diafragma akan bergetar sesuai dengan gelombang suara yang diterimanya. 3. Sebuah Coil atau kumpuran kawat (Voice Coil) yang terdapat di bagian belakang diafragma akan ikut bergetar sesuai dengan getaran diafragma. 4. Sebuah Magnet kecil yang permanen (tetap) yang dikelilingi oleh Coil atau Kumparan tersebut akan menciptakan medan magnet seiring dengan gerakan Coil. 5. Pergerakan Voice Coil di Medan Magnet ini akan menimbulkan sinyal listrik. 6. Sinyal Listrik yang dihasilkan tersebut kemudian mengalir ke Amplifier (Penguat) atau alat perekam suara. 6. Speaker

Speaker adalah perangkat keras output yang berfungsi mengeluarkan hasil  pemrosesan oleh CPU berupa audio/suara. Speaker juga bisa di sebut alat bantu untuk keluaran suara yang dihasilkan oleh perangkat musik seperti MP3 Player, DVD Player dan lain sebagainya.

Dalam konteks komputerisasi, speaker memiliki fungsi sebagai alat untuk mengubah gelombang listrik yang mulanya dari perangkat penguat audio/suara menjadi gelombang getaran yaitu berupa suara itu sendiri. Proses dari perubahan gelombang elektromagnet menuju ke gelombang bunyi tersebut bermula dari aliran listrik yang ada  pada penguat audio/suara kemudian dialirkan ke dalam kumparan.Dalam kumparan tadi terjadilah pengaruh gaya magnet pada speaker yang sesuai dengan kuat-lemahnya arus listrik yang diperoleh maka getaran yang dihasilkan yaitu pada membran akan mengikuti. Dengan demikian, terjadilah gelombang bunyi yang dalam keseharian dapat kita dengar.

7. Tranceiver

Transceiver atau transmitter/receiver adalah sebuah device yang menggabungkan kemampuan transmisi dan resepsi pada circuit yang telah dishare. Terdapat beberapa tipe  berbeda dari transceiver yang dirancang untuk sejumlah kegunaan, dan transceiver adalah dasar atau landasan dari komunikasi wireless. Sebauh contoh dari sebuah transceiver adalah sebuah cell phone, yang dapat mengirim dan menerima data, tidak seperti sebuah radio yang hanya dapat menerima signal. Transceiver dapat dibagi menjadi dua kategori: full duplex   dan half. Pada sebuah full duplex transceiver, device dapat mentransmit dan menerima pada waktu yang

 bersamaan. Cell phone adalah sebuah contoh yang sangat sempurna dari sebuah full duplex transceiver, sebagai party yang dapat berbicara sesekali waktu. Berbeda dengan full duplex, half duplex transceiver mendiamkan sebuah party. Sejumlah system radio  beroperasi pada sebuah metode half duplex, dimana orang orang memberitahu user tentang fakta bahwa frekuensi terbuka untuk transmisi. Beberapa transceiver dirancang untuk menjadi portable. Avalanche transceiver terdapat pada gear para pemain ski, dan orang lain yang sering melakukan winter sport adalah sebuah contoh dari sebuah portable

BAB II PEMBAHASAN

2.1.Langkah Kerja

1.

Membuat skematik rangkaian a. Skematik rangkaian transmitter

 b. Skematik rangkaian receiver

2.

Membuat layout rangkaian a. Layout Rangkaian Pemancar

 b. Layout Rangkaian Penerima

3. Mencetak layout rangkaian pada PCB 4. Memasang komponen pada PCB dan mensolder sesuai dengan layout rangkaian yang telah didesain 5. Melakukan pengujian pada alat yang telah dibuat

2.2. Analisa Rangkaian 1. Transmitter

Pada transmitter terdiri dari 3 bagian yaitu baian microphone, penguat , dan  pengubah sinyal listrik menjadi cahaya. Seperti ditunjukkan pada gambar dibawah ini

Penguat

Microphone

-

Pengubah Sinyal Listrik Menjadi Cahaya

Microphone Pada bagian microphone berfungsi sebagai tranduser yaitu merubah besaran / sinyal suara menjadi sinyal listrik. Dalam mic ini terdapat kapasitor yang terdiri dari dua keping plat atau piringan yang keduanya mempunyai voltage atau tegangan. Salah satu dari plat tersebut terbuat dari materi yang sangat ringan yang bertindak sebagai diafragma dan sensitif dengan gelombang suara. Diafragma tersebut akan bergetar  jika ada gelombag suara yang datang. Fungsinya adalah dengan merubah jarak antara dua plat tersebut maka akan merubah kapasitinya, jadi disaat plat bergetar maka hal yang terjadi adalah mula-mula plat akan berdekatan yang mengakibatkan kapasitas akan meningkat dan merubah voltasi muatan arus, kemudian sebaliknya plat akan menjauh yang mengakibatkan kapasitasnya menurun yang mengakibatkan voltasi juga  berubah. Mic ini membutuhkan arus minimal 0.5mA agar dapat bekerja. Untuk  perancangan menggunakan arus 1mA. Sehingga didapatkan perhitungan

=

 

=

12 1

= 12000 ℎ

Resistor yang berada di pasaran yang mendekati adalah 10K Ohm. Maka dari itu pada rangkaian menggunakan resistor 10K Ohm -

Penguat

Setelah sinyal listrik dihasilkan oleh rangkaian mic, sinyal listrik tersebut dikuatkan oleh rangkaian penguat yang menggunakan op-amp agar dapat mencatu transistor pada rangkaian selanjutnya. Rangkaian yang digunakan adalah penguat noninverting sehingga perhitungan gain sdidapatkan seperti dibawah ini

 =

 

+1=

220000 10000

+ 1 = 21

Sehingga tegangan yang dihasilkan oleh rangkaian mic dikuatkan oleh op-amp sebanyak 21 kali untuk selanjutnya dikirimkan ke rangkaian pengubah sinyal listrk menjadi cahaya -

Rangkaian Pengubah Sinyal Listrik Menjadi Cahaya Rangkaian ini menggunakan rangkian pembagi tegangan sebelum ke transistor dengan R1 bernilai 5.6K Ohm dan R2 330 Ohm. Sehingga didapatkan tegangan yang masuk ke basis transistor adalah

 =

2 1+2

  ×  =

330 5600 + 330

× 12 = 0.6 

Tegangan tersebut masih belum bisa untuk mengaktifkan transistor 2n2222a.  Namun ketika terdapat sinyal masukan dari microphone yang telah dikuatkan oleh rangkaian penguat maka tegangan output dari pembagi tegangan dijumlahkan dengan tegangan dari rangkaian penguat sehingga dapat mencatu / mengaktifkan transistor sehingga led menyala.

2. Receiver

Bagian 2

Bagian 1

-

Pada bagian 1 terdapat photodioda yang berguna untuk menagkap sinyal cahaya yang  berasal dari LED. Photodioda membutuhkan tengangan 5  –   7.5 untuk dapat bekerja, untuk untuk dibutuhkan rangkaian pembagi tegangan yang disusun dari R1 dan R3 yang bernilai 4.7K sehingga didapatkan tegangan

=

. .  + . 

×  = 

Sehingga tegangan yang masuk ke photodioda bernilai 6V. -

Ketika terdapat cahaya yang masuk ke photodioda maka resistansi pada photodiode  berubah –  ubah yang sehingga tegangan yang dihasilkan oleh photodioda juga ikut  berubah sesuai dengan itensitas cahaya yang masuk pada photodioda. Kemudian tegangan dikuatkan oleh IC LM358 yang nantinya akan dikirim ke bagian 2

-

Pada bagian 2 berguna untuk mengatur volume melalui potensio / variable resistor yang akan dihasilkan oleh speaker yang berfungsi sebagai tranduser yaitu mengubah sinyal listrik menjadi sinyal suara

BAB III PENUTUP

3.1. Kesimpulan 

Terdapat beberapa komponen yang diganti agar tr ansceiver dapat digunakan dengan  baik.



Pada transmitter terjadi penguatan sinyal listrik yaitu sebanyak 23 kali penguatan  pada rangkaian penguat non-inverting.



Pada transmitter terjadi penguatan sinyal listrik yaitu sebanyak 8 kali penguatan  pada rangkaian penguat common emiter untuk menyalakan LED.



Pada Transmitter sinyal listrik diubah menjadi sinyal cahaya agar dapat ditrasnmisikan melalui Fiber Optic

3.2. Saran 

Pada pembuatan transceiver, harus lebih diperhatikan untuk komponen yang digunakan. Seharusnya dilakukan perhitungan terlebih dahulu agar komponen yang akan digunakan lebih terencana.



Dalam pembuatan jalur, harus diperhatikan untuk jarak tata letak komponen, agarkomponen tidak saling berhimpitan.