## PEMODELAN SISTEM AUDIO SECARA WIRELESS TRANSMITTER MENGGUNAKAN LASER POINTER

## Eko Supriyatno, Siswanto
Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Mercu Buana, Jakarta E-mail: anzo.siswanto@gmail.com
Abstrak --  Perancangan  sistem  pada  audio  wireless  yang  akan  dipancarkan  masuk  ke  voltage controlled  oscilator  untuk  dimodulasi  dengan  frekuensi  carrier.  Sinyal  suara  yang  sudah  dimodulasi dengan frekuensi carrier dikirim ke laser melalui Transistor saklar agar arus yang masuk ke laser besar sehingga laser dapat menyala dengan maksimal. Sinyal suara yang sudah dimodulasi dengan frekuensi carrier dipancarkan ke udara melalui sinar infra merah yang menumpang pada cahaya laser. Setelah itu  sinyal  diterima  oleh  photo  dioda  sebagai  penerima  sinyal  receiver  untuk  di  demodulasikan  atau mengubah  kembali  sinyal  sinyal  yg  diterima  menjadi  bentuk  aslinya.  Sinyal  suara  yang  sudah  di demodulasi  masuk  ke  penguat  suara agar  suara  yang  diterima dapat  didengar  oleh telinga  manusia melalui speaker. Berdasarkan percobaan yang dilakukan, untuk menghasilkan suara yang sempurna sinar laser harus tepat mengenai photo dioda dan tidak terhalang oleh apapun. Jarak peletakan tidak boleh  melebihi batas yang  diuji untuk  menghasilkan suara  yang  sempurna.  Penerima  kiri dan  kanan tidak boleh di letakkan berdekatan karena akan terjadi interverensi suara.
Kata Kunci : audio wireless transmitter, laser, receiver, photodioda

## 1.  PENDAHULUAN
Perkembangan  teknologi  yang  pesat  ini  turut membantu memudahkan manusia dalam menciptakan  suasana  kehidupan  yang  lebih nyaman, diantaranya  berbagai  peralatan  dengan teknologi wireless . Semakin banyak bermunculan berbagai  peralatan  elektronik  yang  dulunya menggunakan kabel, sekarang ini sudah diterapkan  dengan  sistem wireless .  Produk- produk  yang  menggunakan  sistem wireless diantaranya microphone , printer adapter wireless, mouse  +  keyboard  wireless, dan  masih  banyak yang  lainnya.  Sebelum  masuk  pada  materi penelitian ini, ada beberapa penelitian yang lebih dulu  melakukan  penelitian  untuk  mempermudah masyarakat agar lebih praktis dan efisien dengan alat – alat elektronik.

## 2.  DASAR TEORI
Bagian ini  menguraikan  dasar  - dasar teori  yang digunakan untuk mendukung penelitian mengenai desain  dan  implementasi  sistem  secara  garis besar    termasuk    perancangannya.    Adapun pokok-pokok  yang  dibahas  adalah  seperti diuraikan di bawah ini.
Sistem audio digital dapat mencakup kompresi, penyimpanan, pengolahan dan komponen  komponen lain transmisi. Konversi ke format digital memungkinkan kenyamanan dalam hal  manipulasi,  penyimpanan,  transmisi  dan pengambilan  sinyal  audio.  Hal  ini  terlihat  ketika semakin  banyak  diciptakan  teknologi  yang semakin lama semakin canggih serta banyak pula produk  elektronik  baru  yang  ada  di  pasaran. Perkembangan  teknologi  yang  pesat  ini  turut membantu memudahkan manusia dalam menciptakan  suasana  kehidupan  yang  lebih
nyaman, diantaranya  berbagai  peralatan  dengan teknologi wireless
2.1 Audio Wireline
Secara  umum,  kabel  memiliki  fungsi  sebagai media transimisi yang berperan untuk mempercepat  penyampaian  pesan.  Setiap  kabel memiliki  spesialisasi  fungsi  yang  berbeda-beda. Kabel  tembaga  seringkali  digunakan  sebagai penghubung ke jaringan telepon dan Ethernet .
Gambar 2.1 Kabel audio

## 2.2 Audio Wireless
Pada  dasarnya  koneksi  audio  nirkabel  adalah sistim pengiriman data sinyal audio melalui media udara yang menggunakan frekuensi tertentu yang dipancarkan  oleh device berupa  transmitter  dan kemudian  sinyal  ini  diteruskan  ke  bagian penerima  ( Receiver )  yang  kemudian  data  audio tersebut diterjemahkan menjadi Analogic sehingga bisa diterima indera pendengaran kita
Gambar 2.2 Audio wireless
2.3 PLL (Phase Locked Loop) Osilator adalah  sebuah  rangkaian  yang  sangat penting  dalam  sistem  komunikasi  radio.  Sebab gelombang elektromagnetik hanya bisa terpancar bila ada arus listrik yang berubah, sedangkan cara termudah  untuk  mendapatkannya  adalah  dari osilator . Jadi fungsi utama osilator adalah sebagai pembangkit gelombang pembawa.

## 2.4 Laser 635nm
Laser  635nm  module  yang  memancarkan  sinar infra  merah  yang  menumpang  di  sinar  laser sehingga  pancarannya  bisa  lebih  jauh.  Laser diletakkan di tempat dudukan yang bisa di adjust sehingga mudah untuk diarahkan ke photo dioda / penerima yang ada di speaker.
Gambar 2.4 Laser 635nm

## 2.5 IC Regulator 7812
Pada perancangan tugas akhir ini memerlukan supply tegangan  sebesar  12  volt,  untuk mendapatkan tegangan sebesar 12 volt  yang stabil maka dibutuhkan sebuah IC yang dapat meregulasi tegangan sebesar 12 volt. IC yang digunakan untuk meregulasi tegangan sebesar 12 volt adalah IC regulator L7812.
Gambar 2.5 IC Regulator L7812

## 2.6 CD4046 Phase Locked Loop
Pada perancangan tugas akhir ini menggunakan CD4046  yang  digunakan  2  fungsi  yaitu  fungsi VCO  dan  fungsi  PLL.  Fungsi  VCO  digunakan untuk modulator yaitu  merubah  sinyal  audio menjadi  gelombang  frekuensi  yang  dikirimkan lewat  laser  635nm. Fungsi PLL  digunakan untuk demodulator  yaitu  merubah  sinyal  gelombang frekuensi  yang  ditangkap  oleh photo  dioda dari Laser pointer menjadi sinyal audio.

## Gambar 2.6 CD4046

## 2.7 Catu Daya
Catu daya yang digunakan adalah rangkaian yang berfungsi untuk menyediakan daya pada peralatan elektronik. komponen utama rangkaian catu daya  yang akan kita bahas disini  yaitu trafo step down , dioda silicon dan kondensator elektrolit (elco) .

## Gambar 2.7 Trafo step down

## 2.8 Penguat suara
Pada perancangan proyek akhir ini menggunakan penguat  suara  untuk  dapat  menghasilkan  suara yang  dapat  didengar  oleh  telinga  manusia.  Oleh karena  itu  peneliti  menggunakan  LM386  yang dapat  menguatkan  suara  hasil  dari  demodulasi dari  PLL  yang  sinyalnya  masih  sangat  kecil sehingga  dapat  dikeluarkan  ke  speaker  untuk dapat didengar.

## Gambar 2.9 bentuk fisik LM386

## 2.9 Speaker
Speaker  (Pengeras  suara)  adalah  transduser yang mengubah sinyal elektrik ke frekuensi audio (suara) dengan cara
menggetarkan komponennya  yang  berbentuk  membran  untuk menggetarkan udara sehingga terjadilah gelombang  suara sampai  di kendang telinga kita dan dapat kita dengar sebagai suara.
Gambar 2.13 Speaker

## 3.  PERANCANGAN ALAT
3.1 Diagram Audio Wireless
Dibawah  ini  adalah  gambar  blok  diagram  dari sistem audio  wireless transmitter  menggunakan laser yang akan di buat:
Gambar 3.1 Blok diagram sistem audio wireless
Blok  diagram  ini  menggambarkan  proses audio  wireless yang  akan  dirancang,  pada awalnya audio yang akan dipancarkan di modulasi terlebih  dahulu  melalui  rangkaian  transmitter untuk diubah menjadi frekuensi carrier agar dapat dipancarkan. Pemancar kemudian menggabungkan  sinyal  yang  dihasilkan  dalam media  pemancar  yaitu  menggunakan  laser 635nm,  setelah  itu  sinyal  diterima  oleh photo dioda sebagai  penerima  sinyal  receiver  untuk  di demodulasikan  atau  mengubah  kembali  sinyal sinyal  yg diterima menjadi bentuk aslinya. Sinyal suara  yang  sudah  di  demodulasi  masuk  ke penguat  suara  agar  suara  yang  diterima  dapat didengar oleh telinga manusia melalui Speaker.

## 3.2 Transmitter (Tx)
Pada  perancangan  proyek  akhir  ini,  rangkaian pemancar audio dengan blok diagram yang dapat dilihat pada gambar di bawah:
Gambar 3.2 Blok digram pemancar audio
Pada  gambar  blok  diagram  diatas  dapat  dilihat Audio  yang akan  dipancarkan  masuk ke Voltage Controlled  Oscilator  untuk  dimodulasi  dengan frekuensi  carrier.  Sinyal  suara  yang  sudah dimodulasi  dengan  frekuensi  carrier  dikirim  ke laser  melalui  Transistor  saklar  agar  arus  yang masuk  ke  laser  besar  sehingga  laser  dapat menyala  dengan  maksimal.  Sinyal  suara  yang sudah  dimodulasi  dengan  frekuensi  carrier dipancarkan  ke  udara  melalui  sinar  infra  merah yang menumpang pada cahaya laser.

## 3.3 Receiver (Rx)
Rangkaian penerima audio dengan blok diagram yang dapat dilihat pada gambar di bawah:
Photo Dioda Transistor kopling Phase Comparator Voltage Controlled Oscillator Signal In Phase Looked
Loop Penguat suara Speaker
Gambar 3.3 Blok diagram penerima audio
Pada  gambar  blok  diagram  dapat  dilihat  bahwa sinyal  suara  yang  sudah  dimodulasi  dengan frekuensi carrier yang dipancarkan melalui cahaya laser,  ditangkap  oleh  Photo  dioda. Photo  dioda akan  menangkap  sinyal  pemancar  jika  cahaya laser tepat mengenai photo diode Lalu sinyal yang diterima  tersebut  dibandingkan  dengan  sinyal carrier  referensi  di VCO ,  Jika  sinyal  carrier  yang diterima  sama  dengan frekuensi carrire referensi di VCO ,  maka  sinyal  akan  di  demodulasikan sehingga  sinyal  suara  dapat  dipisahkan  dengan sinyal  carrier.  Sinyal  suara  yang  sudah  di demodulasi masuk ke penguat  suara  agar  suara yang  diterima  dapat  didengar  oleh  telinga manusia melalui Speaker.

## 4.  PENGUJIAN ALAT
4.1
Pengukuran rangkaian VCO (Voltage
Control Oscilator) dengan sinyal audio
Pengukuran  ini  bertujuan  untuk  mengetahui output rangkaian VCO dengan oscilloscope
Gambar 4.1 Hasil pengukuran VCO menggunakan osiloscope Pada  percobaan  ini,  input  audio  yang  gunakan ialah  smartphone  dan  yang  menghasilkan  sinyal yang terukur. Artinya input suara dari smartphone amplitudo  yang  ada  cukup  kuat  untuk  merubah input VCO yang  menyebabkan  terjadinya perubahan frekuensi dari VCO output.
4.2 Pengukuran rangkaian PLL (Phase Locked Loop)
Pengukuran  ini  bertujuan  untuk  mengukur  sinyal yang  diterima  oleh  photo  dioda  yang  masuk  ke rangkaian
PLL dengan menggunakan osciloscope. Audio player
Transmitter
Receiver Speaker
Gambar 4.2 Hasil pengukuran sinyal yang di terima oleh photodiode
Pada  saat  ketepatan  laser  yang  diterima photo dioda sinyal carrier dapat di terima dengan baik  dan  sinyal  pembawa  juga  dapat  diterima dengan  baik  sehingga  proses  demodulasi  yang menghilangkan  sinyal  carrier  menyisakan  sinyal pembawa  yang  sempurna,  kemudian  pada  saat diperkuat menggunakan penguat
suara menghasilkan suara yang sempurna

## 4.3 Pengukuran  dan  Pengujian  Frekuensi Kerja serta Jenis Modulasi
Pengukuran  ini  bertujuan  untuk  mengetahui frekuensi  kerja  dan  jenis  modulasi  yang digunakan.
Diketahui:
= = 10  Ω = = 1
=
1 ( + 32 ) = 1 1. 10 (1. 10 + 32. 10 ) = 1 1. 10 (1. 10 + 0,032. 10 )
= 1 1. 10 (1,032. 10 ) = 1
1,032 . 10
= 0,969. 10 = 96,9 . 10
= 96,9
= 1
( + 32 ) + =  96,9 +  96,9 =  193,8

## Sehingga:
= 2  ×
Dari persamaan tersebut dapat kita ketahui bahwa lebar  pita  frekuensi  ( band  width )  dalam  sebuah proses modulasi adalah dua kali frekuensi sinyal informasi.  Dimana  pengaruhnya  terhadap  sinyal yaitu menghasilkan output yang besar di penerima tanpa distorsi. Karen acuan dari data sheet 4046 sesuai  dengan  rumus  maka  menghasilkan 96,9 , dan jenis modulasi yg digunakan adalah FM.

## 5.  KESIMPULAN
Setelah  melakukan  tahap-tahap  perancangan, pembuatan,  pengujian  alat  secara  keseluruhan dan analisa hasil data, maka dapat disimpulkan sebagai berikut:
1.  Untuk  menghasilkan  suara  yang  sempurna sinar laser harus tepat mengenai photo dioda.
2.  Jarak  peletakan  sebaiknya  tidak  melebihi batas yang telah ditentukan yaitu antara satu satu  sampai  sepuluh  meter  agar  sinar  laser tepat mengenai photo diode agar menghasilkan suara yang sempurna.
3.  Penerima  satu  dan  dua  sebaiknya  tidak diletakkan  berdekatan  karena  akan  terjadi interverensi suara.

## DAFTAR PUSTAKA
[1].  Bain,  Bustamsyah.  2015.    “Menghubungkan Peralatan  Audio  ke  Perangkat  Lain  Tanpa Kabel  (Wireless)”.  [Diakses  pada:  30  Juli 2016]: http://www.tekniksoundsystem.com/2015/04/
peralatan-audio-wireless.html. [2].  Pekujawang, Robertus. 2012. “Telekomunikasi: Modulasi dan Demodulasi”. [Diakses pada: 30 Juli 2016]: https://saveourmind.wordpress.com/2012/11/ 19/telekomunikasi-modulasi-dan- demodulasi/.
[3].  Rizqiawan,  Arwindra.  2009.  “ Phase-Locked Loop ”.  [Diakses  pada:  30  Juli  2016]: https://konversi.wordpress.com/2009/08/17/p hase-locked-loop/.