## IMPLEMENTASI PENGIRIMAN SUARA MELALUI SERAT OPTIK DENGAN MENGGUNAKAN LED YANG BERBEDA
Ummi Hafidhotunnisa 1) , Yoyok Heru P.I 2) ,  Waluyo 3)
1) Mahasiswa dan 2,3) Dosen Program Studi Jaringan Telekomunikasi Digital, Teknik Elektro,
Politeknik Negeri Malang e-mail: 1) ummi.hafidnisa@gmail.com 2) -@gmail.com, 3) -@gmail.com

## Abstrak
Fiber  optik  merupakan  media  transmisi  pengiriman  informasi  yang  menggunakan  cahaya  sebagai sumber informasinya. Fiber optik dapat digunakan sebagai media transmisi untuk mengirimkan informasi berupa data, video maupun suara. Dari berbagai macam sumber cahaya yang digunakan yang palingbpouler digunakan yaitu  laser.  Padahal  masih  banyak  sumber  cahaya  yang  digunakan  yaitu  led.  Pada  penelitian  kali  ini  maka diracang pembuatang sistem transmisi pengiriman suara namun dengan menggunakan sumber cahaya led dengan warna berbeda-beda. Dengan  warna  yang berbeda-beda beararti panjang gelombang dari  led juga berbeda. Hal ini mempengaruhi besarnya informasi yang disampaikan pada sisi penerima.
Hasil  penelitian  menunjukkan  hasil  yang  kurang  memuaskan,  dikarenakan  terbatasnya  standard komponen  yang  ada  dan  sudut  penerimaan  cahaya  yang  tidak  memenuhi  standard  dari  sudut  penerimaan  serat optik. Namun terdapat beberapa hasil dari penelitian yaitu nilai penguatan dari sisi pengirim memiliki perbedaan 2,4.  Pada  pengukuran  nilai  SNR  nilai  SNR  led  lebih  besar  dibandingkan  nlai  SNR  laser  pada  saat  tanpa menggunakan  kabel  0,1387  dan  sat  menggunakan  kabel  pengukuran  3,5924  x  10 -5 .  Kemudian  juga  dihasilkan respon  penguatan  terhadap  perubahan  nilai  frekuesni.  Semakin  besar  nilai  frekuensi  maka  penguatan  semakin turun.
Kata kunci: Fiber Optik, Matlab , Pengiriman Suara

## I. PENDAHULUAN

## 1.1 Latar Belakang
Mengirim  sebuah  file  saat  ini  bukan  lagi  hal yang  sulit.  Dengan  kemajuan  teknologi  terutama internet  saat  ini  sangat  mudah  bagi  seseorang  untuk mengirim  berbagai  bentuk  file  dengan  berbagai macam  ukuran.  Berdasarkan  data  yang  dilampirkan oleh  kominfo  pada  website  Indonesia  menduduki peringkat  ke-6  dalam  pertumbuhan  jumlah  pengguna internet  (Kominfo,  2017).  Padahal  kecepatan  internet di  Indonesia  sendiri  belum  secepat  negara-negara maju seperti Jepang, Korean dan negera maju lainnya. Namun  dalam  pertumbuhan  pengguna  internet  dapat mengalahkan negara tersebut.
Media  transmisi  yang  sudah  banyak  digunakan untuk  pengiriman  data  menggunakan  internet  yaitu kabel  serat  optik.  Kabel  serat  optik  merupakan teknologi pengiriman data menggunakan cahaya. Data yang  dikirimkan  dapat  berupa  suara,  video  dll. Sumber  cahaya  yang  banyak  digunakan  yaitu  Laser dan Lighth  Emitting  Diode (LED).  Sumber  cahaya yang  banyak  digunakan  dalam  penerapan  serat  optik ini  yaitu  laser,  karena  cahaya  laser  yang  lurus sehingga  dapat  dengan  mudah  menembus  kabel. Namun, tidak  menutup kemungkinan penggunaan led digunakan sebagai sumber cahaya dalam penstransmisian  data  menggunakan  fiber  optik.  Oleh karena  itu  pada  penelitian  kali  ini  ingin  meneliti penggunaan  led  sebagai  sumber  cahaya  serat  optik. Led  memiliki  warna  yang  berbeda  juga  memiliki
panjang  gelombang  yang  berbeda.  Semakin  besar panajng  gelombang  yang  digunaka    semakin  besar pula  informasi  yang  dapat  disampaikan.  Dengan digunakannya  led  yang  berbeda  diharapkan  pada penelitian  kali  ini  dapat  membandingkan  keluaran suara yang dihasilkan.

## 1.2 Rumusan Masalah
Rumusan  masalah  yang  akan  dibahas  dalam penelitian ini antara lain:
adalah sebagai berikut:
1. Bagaiman  respon  penguatan  terhadap  tanggapan frekuensi?
2. Bagaimana  bandwidth  optimum  dari  masing masing led yang digunakan ?
3. Bagaimana hasil Signal to Noise Ratio (SNR) pada perbandingan  suara  yang  dihasilkan  dari  masing- masing LED?

## 1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan dalam penelitian ini, antara lain:
1. Untuk  merancang  sistem  komunikasi  suara dengan  serat  optik  menggunakan  LED  yang berbeda.
2. Untuk  mengukur  panjang  gelombang  dari setiap LED yang digunakan.
3. Untuk  dapat  membandingkan  output  yang berupa suara berdasarkan panjang gelombang LED yang digunakan.

## II. TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1 Fiber Optik
Fiber  optic merupakan  kabel  dari  inti  terbuat dari  kaca,  sinyal  yang  dikirimkan  berupa  sinyal cahaya  yang  diubah  dari  pemancar  berupa  sinyal elektronik dan akan kembali menjadi sinyal elektronik di  penerima,  kabel  fiber  optic  memiliki  badwith sebesar  2,5  Gbps  yang  mampu  mencapai  jarak tranmisi 200 km.
2.2 LED ( Light Emitting Diode ) LED  ( Light  Emitting  Dioda )  adalah  dioda  yang dapat  memancarkan  cahaya  pada  saat  mendapat  arus bias  maju  (forward  bias).  LED  ( Light  Emitting Dioda ) dapat memancarkan cahaya karena menggunakan dopping galium, arsenic dan phosporus. Jenis  doping  yang  berbeda  diata  dapat  menhasilkan cahaya  dengan  warna  yang  berbeda.  LED  ( Light Emitting  Dioda )  merupakann  salah  satu  jenis  dioda, sehingga  hanya  akan  mengalirkan  arus  listrik  satu arah  saja.  LED  akan  memancarkan  cahaya  apabil diberikan tegangan listrik dengan konfigurasi forward bias.

## 2.3 Phototransistor
Phototransistor 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  basis-nya  dan  menghasilkan  penguatan  arus hingga ratusan kali bahkan beberapa ribu kali.

## 2.4 Kabel Audio 3.5mm
Mikrofon  kondensor  merupakan  komponen elektronik  yang  menyimpan  energy  dalam  medan elektrostatik,  mikrofon  jenis  ini  merupakan  tranducer yang menggunakan bahan dasar kapasitor  yang  berfungsi  mengubah  energi  akustik menjadi energ listrik.
2.5 Matlab
MATLAB ® merupakan bahasa pemrograman tingkat  tinggi  yang  dikembangkan  oleh  MathWorks dan dikhususkan untuk komputasi numerik, visualisasi, dan pemrograman. Dengan memanfaatkan MATLAB,  pengguna  dapat  melakukan  analisis  data, mengembangkan  algoritma,  dan  membuat  model maupun  aplikasi.  Bahasa,  tools,  dan  fungsi-fungsi built-in akan memudahkan pengguna untuk mengeksplorasi berbagai pendekatan dan memperoleh solusi  dengan  lebih  cepat  dibandingkan  apabila menggunakan spreadsheets atau bahasa pemrograman tradisional,  seperti  C/C++  atau  Java™.  MATLAB menggunakan  konsep  array/matrik  sebagai  standar variabel elemennya tanpa memerlukan pendeklarasian array  seperti  pada  bahasa  lainnya.  Selain  itu  juga dapat  diintegrasikan  dengan  aplikasi  dan  bahasa pemrograman  eksternal  seperti  C,  Java,  .NET,  dan Microsoft® Excel®. 2.6 Bandwidth
Bandwidth adalah  rentang  frekuensi  yang  digunakan rangkaian  di  antara  titik  frekuensi  cut-off  atas  dan bawahnya.  Titik-titik  frekuensi  cut-off  atau  sudut  ini menunjukkan  frekuensi  di  mana  daya  yang  terkait dengan  output  turun  sampai  setengah  dari  nilai maksimumnya. Titik daya setengah ini sesuai dengan penurunan gain 3dB (0,7071) relatif terhadap nilai dB maksimumnya.  Untuk  mengetahui bandwidth dapat digunakan rumus BW = f H – f L Dimana : BW = Bandwidth f H = frekuensi high / frekuensi cut-off 1 f H = frekuensi low / frekuensi cut-off 2
2.7 Speaker Speaker merupakan
sebuah transduser elektroacoustical  yang  mengubah  sinyal  listrik  ke suara.  Istilah  loudspeaker  dapat  dijadikan  acuan sebagai  transduser  individual  (diketahui  sebagai pengarah)  atau  sistem  lengkap  yang  terdiri  dari  suatu enclossure  yang  melengkapi  satu  atau  lebih  pengarah dan komponen filter listrik(Waluyati, 2008) 1.2.7 SNR( Signal to Noise Ratio ) SNR  atau  Signal-to-Noise  Ratio  adalah perbandingan  daya  dalam  suatu  sinyal  terhadap  daya yang  dikandung  oleh  noise  yang  muncul.  Semakin besar  SNR  maka  semakin  baik  kualitas  yang dihasilkan.  SNR  dihitung  dengan  menggunakan persamaan:

## 1.2.8 Tanggapan Frekuensi
Pada  gambar  2.7  terlihat  kurva  respon frekuensi  bahwa  pada  daerah  frekuensi  rensdah, semakin  rendah  frekuensi  semakin  kecil  pula penguatannya.  Hal  ini  disebabkan  karena  pengaruh CE  (C by-pass pada  emitor),  CS  (C  kopling  pada masukan)  dan  CC  (C  kopling  pada  keluaran).  Ketiga kapasitor  ini  reaktansi  kapasitifnya  akan  semakin besar  bila  frekuensinya  semakin  rendah,  sehingga faktor  penguatannya  menjadi  berkurang.  Sedangkan pada daerah frekuensi tinggi,  semakin tinggi semakin kecil  penguatan.  Hal  ini  disebabkan  karena  reaktansi dari  kapasitor  liar  menjadi  kecil  dan  ini  akan membebani  penguat  sehingga  penguatannya  menjadi menurun.

## III METODE PENELITIAN
3.1 Rancangan Penelitian
Gambar 3.1 Diagram blok  rancangan penelitian
Berikut  penjelasan  peranan  masing-masing  blok pada rancangan penelitian pada gambar 3.1:
1. Tahap Pertama adalah studi literatur merupakan kegiatan mencari referensi data  –  data  yang  menunjang  teori  dasar  atau metode penelitian ini.
2. Tahap  Kedua  adalah  perencanaan  sistem adalah  kegiatan  yang  merancang  alur  kerja dari  alat,  sistem  yang  akan  dibuat  dan implementasinya.
3. Tahap  Ketiga  adalah  perancangan  rangkaian merupakan  kegiatan  merancang  rangkaian dari setiap bagian alat.
4. Tahap  Keempat  adalah  pebuatan  alat  yang digunakan untuk penelitian.
5. Tahap  Kelima  adalah  hasil  alat  akankah berjalan  sesuai  dengan  harapan  atau  tidak, jika  alat  mengalamai  masalah  maka  akan dilakukan  pengecekan  error  pada  rangkaian dan alat agar alat dapat berjalan seperti yang diinginkan.
6. Tahap Keenam adalah pengujian alat dengan parameter yang telah ditentukan.
7. Tahap  Ketujuh  adalah  melakukan  analisa data dari alat yang telah dibuat.
8. Tahap Kedelapan adalah pengambilan kesimpulan  dari  keseluruhan  sistem  yang telah berjalan 9. Tahap Kesembilan adalah pembuatan
laporan skripsi.

## IV. PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
Pada  bab  ini  akan  dipaparkan  hasil rancangan:
Gambar 4.1 Hasil Implementasi Hardware
1. Pengujian Rangkaian a. Pengujian Rangkaian Pengirim Tabel  5.1 Hasil  Pengukuran  dan  Perhitungan Penguatan Rangkaian Pengirm Perhitungan Pengukuran Transmitter 10 kali 7,6 kali
b. Pengujian Rangkaian Penerima
Gambar 4. 1 Hasil Pengukuran Pada Sisi Penerima
2. Pengujian Respon Penguatan Terhadap Penguatan (Tanpa Kabel) Tabel 4. 1 Hasil Pengujian Respon Frekuensi (Tanpa Kabel) Frekuensi Vi Vo Av 300 Hz 116 3840 33,1 400 Hz 152 3680 24,2 500 Hz 126 3640 28,9 600 Hz 128 3840 30 700 Hz 138 3600 26 800 Hz 132 3120 23 900 Hz 136 2760 20,3 1 kHz 144 2000 13,9 2 kHz 164 1440 8,7 3 kHz 160 960 6 4 kHz 130 820 6,3 5 kHz 132 600 4,5 6 kHz 136 504 3,7 7 kHz 138 528 3,8 8 kHz 140 424 3 9 kHz 128 588 4,6 10 kHz 134 384 2,8 11 kHz 138 552 4 3. Pengujian Nilai SNR
Tabel 4. 2 Hasil Pengujian SNR (Tanpa
Menggunakan Kabel ) Warna Nilai SNR Kuning 0.2607 Laser 0,1220
Darai tabel 4.2 menunjukkan nilai SNR pada led lebih besar dibandingkan dengan nilai SNR laser dengan memiliki rentang pengukuran yaituu  0,1387.
Tabel 4. 3 Hasil Pengujian Nilai SNR  (Menggunakan Kabel) Warna Nilai SNR Kuning 3,6 x 10 -5 Laser 7,6 x 10 -8
Pada  tabel  4.3  menunjukkan  nilai  SNR  dengan menggunakan  kabel  bahwa  nilai  SNR  led  lebih  besar dibandingkan dengan laser dengan rentang
pengukuran 3,5924 x 10 -5

## VI PENUTUP 6.1 Kesimpulan
Dari  penelitian  yang  telah  dilakukan  didapatkan beberapa kesimpulan sebagai berikut
1. Hasil  pengukuran  dan  perhitungan  dari pengujian  rangkaian  memiliki  perbedaan yang tidak terlalu jauh yaitu pada transmitter  memiliki  nilai  1,63V  dan receiver 0,24V
2. Tegangan pada pengukuran osiloskop menunjukkan  nilai  pada  transmitter  115V dan receiver 104V.
3. Hasil  pengujian    SNR  menunjukkan  bahwa bahwa  sinyal  yang  dihasilkan  dari  warna merah  lebih  besar  dibanding  sinyal  yang dihasilkan oleh warna kunig
6.2 Saran Saran yang diperlukan untuk mengembangkan  sistem  yang  ada  adalah  sebagai berikut
1. Menggunakan  komponen  yang  lebih  sesuai standar.
2. Menggunakan  sumber  cahaya  dengan  lumens yang lebih besar
3. Menggunakan  kabel  serat  optik  berjenis multimode .

## REFERENSI
Kominfo  (2017)  Pengguna  Internet  Indonesia  Nomor
Enam di Dunia https://kominfo.go.id/content/detail/4286/penggu na-internet-indonesia-nomor-enam- dunia/0/sorotan_media  diakses  pada  tanggal  20
Januari 2018 Bonaventura,  G.  (2010). Optical,  Cable,  and  System. ITU-T: Ganewa. Curran  ,  M.,  &  Shirk  ,  B.  (2012). Basics  Of  Fiber Optic. United States: AFSI Eko  Supriyatno,  S.  (2017).  Pemodelan  Sistem  Ausio Wireless  TRansmitter  Menggunakan  Laser Pointer. Jurnal Teknik Mesin , 28-30.
Rambe,  A.  M.  (2003).  Penggunaan  Serat  Optik Sebagai Media Transmisi Alat Ukur Temperatur Jarak Jauh. USU Digital Library , 1-14.