Penerapan Antena Double Biquad Untuk Transmisi Data Monitoring Ketinggian Air Pada Frekuensi 2.4 Ghz

Abstract

Air adalah kebutuhan yang amat penting, sehingga ketersediaan air tetap harus selalu ada. Sehingga peran penampung air menjadi penting dan diperlukan suatu mekanisme pengukuran untuk mengetahui ketersediaan air pada penampungan. Seringkali mekanisme yang digunakan berupa cara manual, yaitu mendatangi, melihat dan melakukan pengukuran secara langsung. Namun pada kondisi tertentu cara ini tidak bisa, jika tempat penampungan yang dimaksud jauh dan sulit untuk dijangkau, seperti di atas gedung atau di bawah tebing. Dalam proses pengiriman data pada jarak yang jauh, sistem monitoring memerlukan komponen tambahan yang dapat mengkonversi dari energi listrik menuju energi elektromagnetik yang dinamakan dengan antena. Antena merupakan perangkat yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi gelombang elektromagnetik lalu memancarkannya keruang bebas. Setiap antena memiliki karakteristik dan kemampuan pancaran yang berbeda-beda. Antena double biquad merupakan antena yang terbuat dari kawat dipole loop tertutup dengan bentuk persegi ganda dan terdapat ground plane yang memiliki bentuk yang berbeda-beda, sesuai kebutuhan. Ground plane terletak tidak jauh dari rangkaian antena, ini bertujuan untuk mengurangi radiasi dari arah luar. Semakin dekat jarak devain antena dengan ground plane maka akan seamakin kuat radiasi antena biquad, karena nilai gain yang diperoleh akan semakin besar namun lebar pita (bandwidth) akan semakin kecil, begitu pula sebaliknya (Fadila, 2010). Pengujian yang dilakukan pada penelitian ini meliputi Pengujian antena double biquad secara simulasi yang dilakukan dengan bantuan software HFFS v13.0 dengan parameter yang diinginkan dan telah memenuhi syarat yaitu frekuensi tengah 2,4 GHz, nilai return loss < -10 dB, dan nilai VSWR < 2. Pengujian selanjutnya yaitu secara pengukuran yang dilakukan di Laboratorium uji antena di POLINEMA Malang, dengan menggunakan spektrum analyzer, osciloscop danfrekuensi generator. Pada percobaan tersebut parameter yang diinginkan telah memenuhi syarat untuk digunakan pada modul transmisi nRF24L01 yaitu dengan frekuensi tengah 2,464 GHz, nilai return loss < -10 dB, dan nilai VSWR < 2. Pengujian selanjutnya yaitu melakukan penerapan antena double biquad pada modul nRF24L01 pada kondisi LOS (tanpa penghalang) dan NLOS (berpenghalang) yang dilakukan di Jembatan Curah Malang, Jalan Rambipuji, Jember. Pengukuran jarak pada kondisi LOS menggunakan antena monopole dengan tinggi antena 1 meter sejauh 420 meter dan pada saat tinggi antena 2 meter sejauh 440 meter. Pengukuran jarak pada kondisi LOS menggunakan antena double biquad dengan tinggi antena 1 meter sejauh 540 meter dan pada saat tinggi antena 2 meter sejauh 580 meter. Sedangkan Pengukuran jarak pada kondisi NLOS menggunakan antena monopole dengan tinggi antena 1 meter sejauh 240 meter dan pada saat tinggi antena 2 meter sejauh 260 meter. Pengukuran jarak pada kondisi NLOS menggunakan antena double biquad dengan tinggi antena 1 meter sejauh 260 meter dan pada saat tinggi antena 2 meter sejauh 230 meter. Sehingga dapat disimpulkan bahwa penelitian antena double biquad pada frekuensi 2,4 GHz telah memenuhi standar kelayakan antena yang nanti akan digunakan pada modul nRF24L01 pada rentang frekuensi 2,4 GHz dengan parameter uji nilai return loss < -10 dB, dan uji nilai VSWR < 2. Hasil pengukuran modul nRF24L01 menggunakan antena monopole sebagai transmitter, pada kondisi LOS mampu mengirimkan data terjauh yaitu 440 meter pada ketinggian 2 meter. Pengukuran antena double biquad sebagai transmitter mampu mengirimkan data terjauh yaitu 580 meter pada ketinggian 2 meter. Pada kondisi NLOS antena monopole sebagai transmitter mampu mengirimkan data terjauh yaitu 260 meter pada ketinggian 2 meter. Sedangkan dengan antena double biquad sebagai transmitter pada kondisi NLOS mampu mengirimkan data terjauh sejauh 260 meter pada ketinggian 1 meter.