Rekayasa , 2021; 14(1): 26-31 ISSN: 0216-9495 (Print) ISSN: 2502-5325 (Online)

## Perancangan Trainer Komunikasi Receiver Frequency Modulation sebagai Media Pembelajaran Teknik Elektro
Diana Rahmawati 1* , Achmad Ubaidillah 1 , dan Ardian Wahyuni 1
1 Prodi Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Trunojoyo Madura Jl Raya Telang No 02 Kamal Bangkalan Madura 69162 Jawa Timur
* diana.rahmawati@trunojoyo.ac.id DOI: https://doi.org/10.21107/rekayasa.v14i1.7999

## ABSTRACT
On a Frequency Modulation (FM) receiver there is an interference caused which is usually due to the distance and strong signal from the FM transmitter carried to the FM receiver device. The system used PLL (Phase Loocked Loop) system on the oscillator. An oscillator is an electronic device that produces a voltage signal output. The use of oscillators as the carrier of the signal and the message signal produces waves with a certain frequency value, and has a frequency shift of 56,25KHz. The output of the FM receiver is a signal containing of the FM transmitter in the 88MHz-108MHz range. The signals received from the transmitter are short audio and sine signals, so they can be analyzed based on their waves in oscilloscopes and matlab experiments. In this trainer, there are tuners, IF amplifier, multiplexer demodulator, and digital counter frequency. The IC used is LA1260, LA3361, LB3500, LC7265. The result of making an FM receiver trainer get a satisfaction value of the practical test 80,12% based on aspects of media appearance, technical quality and usefulness. A device designed for UTM Electrical  Engineering  students  as  a  trainer  in  FM  telecommunications  system  learning  medium  practiced  in  the  UTM Department of Electrical Engineering
Keywords : demodulator, receiver, FM, trainer, IC

## PENDAHULUAN
Penyampaian  informasi  dengan  jarak  yang amat jauh membutuhkan suatu alat atau perangkat komunikasi yang berupa pesawat radio (Noersasongko,  1997).  Pesawat  radio  merupakan salah  satu  jenis  media  dari  bermacam-macam media  dalam  menyampaikan  informasi.  Sinyal informasi yang dipancarkan merupakan sinyal yang diubah terlebih dahulu sinyalnya ke dalam bentuk sinyal-sinyal  listrik  (modulasi)  yang  kemudian dikirim ke tempat-tempat yang jauh melalui saluran transmisi. Pemancar ini disebut dengan transmitter, sedangkan  yang  menerima  sinyal  informasi  yang dipancarkan adalah receiver.  Informasi elektrik yang diubah  ke  sinyal  informasi  asli  disebut  dengan isyarat  demodulasi,  yaitu  dikembalikan  ke  sinyal informasi semula (Isyanto & Waloya, 2017).
Modulasi  frekuensi  merupakan  frekuensi gelombang  pembawa  yang  diubah  oleh  sinyal informasi sedangkan amplitudonya tetap (Murtianta,  2017) . Dengan  kinerjanya  yang selektivitas  dan  sensitivitas  perlu  dicoba  untuk
membuat alat yang berhubungan dengan penerima FM  (Frequency  Modulation).  Menurut  (Roeden, 2015),  analog  FM  radio  stereo  system,  memiliki saluran  kiri  (L)  dan  saluran  kanan  (R)  dari  sinyal audio yang disampaikan. Sehingga diperoleh sinyal (L  +  R)  dan  (L-R)  yang  beroperasi  dalam  kisaran saluran  antara  87,5  hingga  108  MHz.  Saluran  L-R dibisukan ketika kondisi penerimaan menjadi terlalu berisik.  Ketika  sinyal  L-R  rendah,  harus  memilih menerima kebisingan dan output stereo nyata, atau penerima menjadi Mono.
Pada  penelitian  selanjutnya  oleh  Ashari  dan Setiawan  (2018)  menerangkan  bahwa  Phase  Lock Loop  (PLL)  sangat  berperan  penting  pada  receiver FM,  sistem  kerjanya  yang  membandingkan  sinyal informasi  dengan  sinyal  referensi  yang  kemudian dikontrol dengan pendeteksi fasa yang membutuhkan  kestabilan  frekuensi  sehingga digunakan  osilator  Kristal.  PLL  juga  dapat mengembalikan  sinyal  frekuensi  yang  termodulasi

## REKAYASA
Journal of Science and Technology https://journal.trunojoyo.ac.id/rekayasa
Article History: Received: July, 7 th 2020;  Accepted: February, 15 th 2021 Rekayasa  ISSN:  2502-5325  has  been  Accredited  by  Ristekdikti (Arjuna) Decree:  No.  23/E/KPT/2019  August  8th,  2019  effective until 2023
Cite this as:
Rahmawati, D., Ubaidillah, A & Wahyuni, A. (2021). Perancangan Trainer Komunikasi Receiver Frequency Modulation sebagai Media Pembelajaran  Teknik  Elektro.  Rekayasa  14  (1).  26-31  doi: https://doi.org/10.21107/rekayasa.v14i1.7999
© 2021 Diana Rahmawati, Achmad Ubaidillah, Ardian Wahyuni
menjadi sinyal frekuensi asli, dalam kata lain adalah demodulasi (Ashari & Setiawan, 2018).
Kinerja  audio  stereo  encoder  berfungsi  dalam hal mengurangi adanya noice sehingga nilai sinyal pembawa atau yang disebut dengan sinyal  carrier memiliki nilai yang akurat (Ashari & Suryani, 2015) . Selanjutnya  Prabowo  (2017)  membuat  trainer receiver FM sederhana yang pengukuran analisanya menggunakan  osiloskop  dengan  percobaan terhadap  beberapa  test  point  sesuai  dengan  blok diagram  receiver  FM.  Oleh  karena  itu,  pada penelitian  ini  dirancang  sebuah  alat  berupa telekomunikasi  FM  sederhana  sebagai  perangkat yang  dapat  membantu  mahasiswa  Teknik  Elektro UTM.  Alat  ini  digunakan  sebagai  Media Pembelajaran  Praktikum  FM  untuk  Jurusan  S1 Teknik Elektro Universitas Trunojoyo Madura.

## METODE PENELITIAN Tempat dan Waktu
Percobaan  trainer  receiver  FM  dilakukan  di kampus Universitas Trunjoyo Madura khususnya di dalam ruangan Lab Elektro lt.4 dan diluar ruangan Lab. Percobaan ini dilakukan dengan jarak 2 meter, 5 meter dan 15 meter pada waktu siang hari dalam kurun waktu bulan Desember 2019 sampai Januari 2020.

## Hardware Trainer
Sistem  yang  dibuat  pada  penelitian  ini merupakan  sistem  yang  dapat  membantu  para praktikan atau pengguna lainnya dalam hal uji coba receiver  FM.  Pada  rangkaian  receiver  FM menggunakan  IC  LA1260  dan  ICLA3361.  Berikut adalah perangkat keras dari rangkaian receiver FM, ditunjukkan pada Gambar 1 di bawah ini. Sehingga untuk  mengetahui  frekuensi  yang  dituning dibutuhkan  counter  frequency  digital.  Perangkat keras  dari  rangkaian  counter  frequency  digital, ditunjukkan pada Gambar 2 berikut ini.
Gambar 1. Hardware Rangkaian Receiver FM

## Gambar 2. Hardware Rangkaian Counter Frequency Digital
Pada trainer ini menggunakan ring ukuran 0,5 inch sebanyak 4 pasang, banana plug female 3 pasang, 2 led  (led  merah  dan  led  kuning),  jack  stereo  dan engsel. Berikut ini adalah foto tampilan dari trainer receiver FM yang dibuat dengan tampak dari atas.

## Gambar 3. Tampak Atas Trainer
Terdapat  3  tes  poin  yang  telah  ditandai  dengan “ TP.1, TP.2, dan TP.3 ” .  Tes poin 0 sebagai inputan sinyal paling awal sebelum melalui peroses-proses selanjutnya. Tes poin terdapat 2 bagian warna, yang merah (+), dan yang hitam (ground). Indikator yang berwarna  kuning  (sinyal  RF  yang  tertangkap). Iindikator  merah  (sinyal  IF  sangat  kuat),  biasanya berirama dengan suaranya.

## Penerima FM
Penerima FM digunakan untuk menerima sinyal, memperkuat  dan  terdiri  dari  ujung  depan  RF/IF yang mengubah sinyal stereo RF FM menjadi sinyal stereo    IF  FM  lalu  dikolaborasikan  dengan demodulator  stereo  untuk  demodulasi  sinyal  FM (Sudjendro, 2016).

## Gambar 4. Bagan Penerima FM
Osiloskop  merupakan  suatu  alat  pengukur elektronika  yang  berfungsi  memproyeksikan bentuk  sinyal  listrik  berupa  gambar  gelombang sinyal/getaran.  Sehingga  tampilan  gelombang sinyal yang diperoleh dapat di analisa berdasarkan sumbu  x  dan  y  (tampilan  2  dimensi)  (Equipment, n.d.).  Pengukurannya  menggunakan  alat  bantu berupa osiloskop, osiloskop ini dengan merk ATTEN tipe ADS1102CAL + .
Gambar 5. Osiloskop ADS1102CAL+
Dalam pengukurannya, tegangan pada osiloskop dapat  dilakukan  dengan  menghitung  jumlah  div pada  sumbu  vertikal  dikali  dengan  volt/div  yang digunakan(Ramadhani, 2019).
Vpp = div vertikal  ×  volt div ⁄ ….........................(1) Vpp          : tegangan peak to peak (volt) div vertical : div pada skala vertikal volt/div      : skala volt/div yang digunakan

## Power Supply
Bagian  yang  memberikan  energi  pada  setiap piranti  inilah  yang  merupakan  sumber  tegangan dengan  menggunakan  power  supply  sebesar  12V DC dengan arus 2A.

## Phase Lock Loop (PLL)
PLL  adalah  sistem  kendali  umpan  balik  loop tertutup dengan sinyal umpan balik suatu tegangan yang dihasulkan dari perbedaan fasa dua frekuensi. Sistem  PLL  merupakan  sistem  umpan  balik  yang mana sinyal output/keluaran dikunci dengan sinyal input/masukan (Anonim, 2015). Pada rangkaian PLL menggunakan  pembagi  frekuensi  dengan  system Biner Code Digital (BCD). IC yang digunakan sama seperti IC Counter Frequency Digital, yaitu IC LB3500 sebagai prescaler(1/8) dan IC LC7265 yang terdapat 4  seven  segmen  sebagai  performance  (tampilan). Dikarenakan Kristal yang digunakan adalah 7,2MHz, maka  untuk  menghitung  frekuensi  referensi dibutuhkan  rumus  berikut  ini  (Ashari  &  Setiawan, 2018):
Fref = Nkristal
Q …….......................................... (5)
F ref : Frekuensi Refrensi (Hz) Nkristal : Nilai Kristal
Q : 2 10 (1024)
Untuk  menghitung  step  frekuensi  dengan  rumus berikut (Ashari & Setiawan, 2018).
Fstep = Fref Prescaler …….................................... (6) F step : Step Frekuensi (nilai frekuensi yang dapat bergeser)
Prescaler: (1/8)
Untuk  menentukan  nilai  kode  biner,  dapat dilakukan dengan rumus berikut.
Xdiv = frekuensi
Fref × Prescaler …….............. (7) Xdiv : Nilai biner Frekuensi  : Frekuensi yang ingin ditampilkan (Hz) F ref : Frekuensi Refrensi (Hz) Prescaler : (1/8)
Nilai  dari  biner  tadi  akan  dikonfigurasi  kembali melalui sistem BCD, yaitu Biner Code Digital. A3 B3= A2B2C2D2= A1B1C1D1= A0B0C0D0 1   2   =  1 2  4  8 =   1  2  4  8   =  1  2  4  8 Untuk mengaktifkan led pada seven segmen, biner tersebut  akan  ada  yang  bernilai  1  (on)  dan  0  (off) (Ashari & Setiawan, 2018).

## Flowchart system
Pada  bagian  ini,  dibuat  suatu  flowchart  dalam memahami perancangan trainer dan cara kerjanya dengan ditunjukkan pada Gambar 6 dibawah ini.
Gambar 6. Flow Chart System Berdasarkan  flowhart  system  di  atas  yang merupakan flowchart system dari receiver FM, dapat dijelaskan  bahwa  trainer  receiver  FM  menerima sinyal  FM  dari  pemancar  FM  yang  kuat  sinyalnya untuk ditangkap. Kemudian menangkap sinyal FM dengan  kisaran  87,5MHz-108MHz  oleh  antena receiver  FM,  serta  berfungsi  untuk  meminimalisir noise.  Kemudian  sinyal  tersebut  dapat  dipilih berdasarkan  tuning,  men-tuning  dari  87,5MHz- 108MHz.
Setelah  terpilih  sinyal  yang  diinginkan  melalui tahap  penguat  RF  (radio  frekuensi),  karena  sinyal yang  dipancarkan  melewati  spectrum  udara sehingga  masih  terdapat  sinyal  pembawa  atau sinyal carrier. Output penguat RF adalah sinyal RF, lalu ke proses mixer, dengan sinyal keluaran osilator 10,7MHz.  Sehingga  menghasilkan  sinyal  keluaran sinyal antara (IF), lalu diproses penguat IF.
Sinyal  IF  akan  melalui  demodulator/detector, mengembalikan ke dalam bentuk sinyal FM semula yang  telah  termodulasi  saat  dipancarkan  dan menghasilkan sinyal informasi sinyal FM. Kemudian ke  proses  decoder  yaitu  memecahkan  sinyal informasi ke dalam bentuk L (left) dan R(right) lalu ke  proses  decoder  stereo,  dan  speaker  untuk mengetahui  suara  yang  dihasilkan,  serta  bentuk gelombang sinyalnya dapat dilihat di osiloskop.

## HASIL DAN PEMBAHASAN Frekuensi yang Ditangkap
Frekuensi yang ditangkap oleh trainer penerima FM  dapat  ditunjukkan  pada  Gambar  7  sebagai berikut.
Gambar 7. Tampilan Nilai Frekuensi Menghitung frekuensi refrensi:
Fref = Nkristal Q = 7200
1024 = 7,031KHz
Untuk  menghitung  step  frekuensi  dengan  rumus berikut.
Fref = Fref (Hz)
Prescaler
= 7.031 1 = 56,25KHz
Jadi,  frekuensi  yang  selalu  bergeser  sebesar 56,25KHz.  Untuk  menentukan  nilai  kode  biner, dapat dilakukan dengan rumus berikut.
Xdiv = frekuensi(Hz) Fref(Hz) × Prescaler
= 88600000 7031 × 1 8 = 1778
Nilai  dari  biner  diatas  akan  dikonfigurasi  kembali melalui sistem BCD, yaitu Biner Code Digital:
1           7 7 8 A3B3 = A2B2C2D2 = A1B1C1D1 = A0B0C0D0 1  2   =  1  2  4  8    =  1  2  4  8   =   1  2  4  8 (1 0)      (1 1  1  0)      (1  1  1  0)        (0  0  0 1)
Jadi code biner yang digunakan untuk menampilkan frekuensi 88,6MHz yaitu (10 1110 1110 0001).

## Pengujian 3 Jarak
Berdasarkan pengujian dengan jarak 2 meter, 5 meter dan 15 meter dapat direkapitulasi ke dalam bentuk  tabel  sesuai  dengan  kategori  pengukuran. Dari  data  3  pengujian  jarak  yang  telah  dilakukan, didapatkan  hepotesa  bahwa  naik  turunnya tegangan  peak  to  peak  dikarenakan  adanya  noise yang  tidak  dapat  dikendalikan  dan  ditebak.  Noise tersebut  bisa  terjadi  karena  panasnya  alat  yang
digunakan,  kondisi  sekitar  ruangan  misalnya  ada berbagai  handphone  atau  komputer  yang  dapat memantulkan noise sehingga noise yang dihasilkan sangat  banyak,  serta  sifat  sinyal  sangat  sensitif terhadap  noise  (Sehlstrom,  2015).  Kemungkinan pula,  perbedaan  amplitude/volume  yang  diset sebelum  dipancarkan  kurang  tajam  sehingga  saat sinyal  diterima  perbedaan  tegangan  peak  to  peak nya kurang tajam.
Tabel 1. Vpp terhadap Hasil Uji Jarak 2 Meter No. Kategori  Volume  TP.0 TP.1
TP.2 TP.3 1 Audio Pendek Rendah 136 mv 168 mv 336 mv 88 mv 2 Sedang 136 mv 164 mv 148 mv 148 mv 3 Tinggi 232 mv 720 mv 812 mv 740 mv 4 Sinyal Sinus Rendah   384 mv 720 mv 740 mv 516 mv 5 Sedang 536 mv 640 mv 246 mv 56 mv 6 Tinggi 360 mv 640 mv 688 mv 194 mv

## Tabel 2. Vpp terhadap Hasil Uji Jarak 5 Meter
No. Kategori  Volume  TP.0  TP.1  TP.2  TP.3 1 Audio Pendek Rendah 360 mv 380 mv 258 mv 34 mv 2 Sedang 360 mv 780 mv 112 mv 192 mv 3 Tinggi 328 mv 224 mv 156 mv 264 mv 4 Sinyal Sinus Rendah   328 mv 1.46 v 520 mv 640 mv 5 Sedang 304 mv 760 mv 184 mv 4800 mv 6 Tinggi 312 mv 1.48 v 184 mv 152 mv

## Tabel 3. Vpp terhadap Hasil Uji Jarak 15 Meter
No. Kategori  Volume  TP.0 TP.1 TP.2 TP.3 1 Audio Pendek Rendah 192 mv 728 mv 680 mv 584 mv 2 Sedang 360 mv 660 mv 1.06 v 180 mv 3 Tinggi 376 mv 272 mv 1.1 v  520 mv 4 Sinyal Sinus Rendah   264 mv 240 mv 1.06 v 532 mv 5 Sedang 220 mv 780 mv 1 v 336 mv 6 Tinggi 184 mv 376 mv 880 mv 248 mv
Berdasarkan data Tabel 2,3 dan 4 yang terlampir hasil  uji  coba  trainer  receiver  FM  berdasarkan berbagai  jarak  dalam  kategori  tegangan  peak  to peak,  terdapat  tes  poin  yang  diamati  dimisalkan pada  kondisi  volume  rendah  sinyal  audio  pendek dihasilkan  data  berikut.  Pertama  kali  sinyal  itu
diterima  (tes  poin  0)  mengalami  kenaikan  setelah melewati penguat RF (radio frekuensi), dikarenakan sinyal yang diterima telah dikuatkan di tes poin 1. Kemudian  saat  melalui  mixer  (tes  poin  2), tegangannya berkurang dan mengalami penurunan tegangan  kembali  setelah  melewati  proses demodulasi  ke  decoding  (tes  poin  3).  Dan seharusnya pula, semakin amplitude dinaikkan, nilai Vpp  juga  naik.  Berdasarkan  data  diatas,  dapat dianalisa  bahwa  hal  ini  dikarenakan  adanya  noise yang  tidak  bisa  dikendalikan  dan  ditebak,  serta perbedaan amplitude/volumenya kurang tajam/ekstrim.
Pada  pengujian  Matlab  berdasarkan  2  macam jenis  sinyal  inputan  yang  digunakan,  dihasilkan bentuk sinyal sebagai berikut
Gambar 8. Percobaan Matlab Pada  gambar  tampilan  sinyal  dengan menggunakan matlab berurutan dari atas ke bawah adalah sinyal informasi, sinyal modulasi dan sinyal demodulasi.

## KESIMPULAN
1. Cara  kerja  sistem  telekomunikasi  pada  trainer receiver  FM  yaitu  bekerja  dengan  menangkap sinyal dari pemancar FM.
2. Perbedaan nilai-nilai Vpp pada gelombang yang dihasilkan karena adanya noise yang tidak dapat ditebak dan perbedaan amplitude yang kurang tajam.
3. Berdasarkan  uji  praktikan  yang  dilakukan menghasilkan  kepuasan  sebesar  80,12%  yaitu masuk  kategori  puas  dan  dapat  digunakan dengan sedikit revisi.

## DAFTAR PUSTAKA
Akbar, S. (2017). Instrumen Perangkat Pembelajaran. PT. Remaja Rosdakarya.
Anonim.  (2015).  FM  Demodulation  Techniques  & PLL.
Ashari, M. I., & Setiawan, R. (2018). Analisa Pembagi Frekuensi Untuk Phase Locked Loop Berbasis Ic Tc9122. 9, 95–108.
Equipment,  D.  K.  (n.d.).  Pengertian  Osiloskop  dan
Spesifikasi penentu kinerjanya. Teknik
Elektronika.  Retrieved  January  3,  2020,  from https://teknikelektronika.com/pengertian- osiloskop-spesifikasi-penentu-kinerjanya/
Fatkhurozi,  S.  (2012).  Trainer  Pesawat  Penerima Radio  AM/FM  Sebagai  Media  Pembelajaran untuk  Kelas  XI  Teknik  Audio  Video  Di  SMK Negeri  3  Yogyakarta.  Universitas  Negeri Yogyakarta.
Ashari, I.M, Irmalia, F & Suryani, A. M. (2015). Analisa Audio Stereo Encoder Untuk Pemancar Radio Siaran  FM.  Seminar  Nasional  Sains  Dan Teknologi  Terapan  III  Institut  Teknologi  Adhi Tama Surabaya, 978-602-98569-1–0, 7–16.
Isyanto, H., & Waloya, J. (2017). Analisa Kemampuan Daya  Pancar  pada  Gelombang  Fm  dengan Antena Dipole. Elektum : Jurnal Teknik Elektro, 14(2), 21–24.
Murtianta,  B.  (2017).  Pemancar  dan  Penerima  FM. Techné :  Jurnal  Ilmiah  Elektroteknika,  16(02),
65–78. https://doi.org/10.31358/techne.v16i02.160 Noersasongko. (1997). Pesawat Radio Telekomunikasi Jilid 2. CV Gunung Mas.
Prabowo,  C.  S.  (2017).  Trainer  Radio  Penerima  FM
Sebagai Sumber Belajar Terapan Laboratorium Pada Kelas  XI Jurusan Teknik Audio Video Di SMK  Negeri  1  Pundong.  Universitas  Negeri Yogyakarta.
Roeden, K.JS. (2015). Audio Signal Of An Fm Stereo Rado Receiver By Using Parametric Stereo. In United States Patent.
Sehlstrom,  L.  (2015).  Prediction-Based  Fm  Stereo Radio  Noise  Reduction  Technical.  In  United States Patent.
Sudjendro,  H.  (2016).  Modul  –  Pengembangan
Keprofesian Berkelanjutan Guru ElektronikaAudio  -  Video  (Rugianto  (ed.);  1st ed.). Kementerian Pendidikandan Kebudayaan.
Suyato. (1978). Pesawat Elektronika 1 (Istiyono (ed.);
1st  ed.).  Departemen  Pendidikan  dan Kebudayaan Direktorat Pendidikan Menengah Kejuruan.