Perancangan Aplikasi Kalkulator S-Parameter Berbasis Android
Helfy Susilawati 1 , Tri Arif Wiharso 2
1 Universitas Garut Jalan Jati No. 42 B Tarogong Kab. Garut 44151 Jawa Barat, Indonesia. telp. 0262-540007 fax. 0262 540181
Jurnal Algoritma Sekolah Tinggi Teknologi Garut Jl. Mayor Syamsu No. 1 Jayaraga Garut 44151 Indonesia Email : jurnal@sttgarut.ac.id
1 helfy.susilawati@uniga.ac.id
2 triarifw@gmail.com
Abstrak – S-Parameter  merupakan  salah  satu  materi  perkuliahan  yang  dipelajari  dalam  mata kuliah  mata  kuliah  Elektronika  Telekomunikasi.  Materi  S-Paremeter  merupakan  materi  yang cukup sulit dikarenakan mahasiswa menggabungkan cara perhitungan dari polar ke rectangular atau sebaliknya dari rectangular ke polar. Beberapa nilai yang dihitung dalam materi S-Parameter adalah koefisien pantul source (  S), koefisien pantul loud (  L), koefisien pantul input (  IN), koefisien  pantul  output  (  OUT),  tranducer  power  gain  (GT),  available  power  gain  (GA), operating power gain (GP), delta factor, factor kemantapan (K), jari-jari source (RS), titik pusat source (CS), jari-jari loud (RL), dan titik pusat loud (CL). Metode yang dipakai dalam penelitian ini adalah metode prototype, sehingga didapat aplikasi S-Parameter yang berbasis android.
Kata Kunci – S-Parameter, Android.

## I. PENDAHULUAN
S-Parameter  merupakan  salah  satu  materi  perkuliahan  yang  dipelajari  dalam  mata  kuliah  mata  kuliah Elektronika  Telekomunikasi.  Parameter  S  digunakan  pada  frekuensi  tinggi  yang  menggunakan  konsep magnitude dan phase dari  gelombang  berjalan  (gelombang  maju  dan  gelombang  pantul).Pada  proses pembelajarannya,  materi  S-Paremeter  merupakan  materi  yang  cukup  sulit  dikarenakan  tidak  hanya  harus mengaitkan  konsep  dengan  persamaan-persamaan  yang  ada,  melainkan  juga  dalam  proses  perhitungannya memerlukan  tingkat  kecakapan  yang    cukup.  Hal  ini  dikarenakan  pada  materi  S-parameter,  mahasiswa menggabungkan cara perhitungan dari polar ke rectangular atau sebaliknya dari rectangular ke polar. Beberapa nilai yang dihitung dalam materi S-Parameter adalah koefisien pantul source (  S), koefisien pantul loud (  L), koefisien pantul input (  IN), koefisien pantul output (  OUT), tranducer power gain (GT), available power gain (GA), operating power gain (GP), delta factor, factor kemantapan (K), jari-jari source (RS), titik pusat source (CS), jari-jari loud (RL), dan titik pusat loud (CL).
Pada dasarnya, teori S-Parameter ini dapat diterapkan selain di bidang elektronika telekomunikasi saja, akan tetapi di bidang antena, kesehatan juga dapat menggunakan metode S-Parameter ini. Selain itu, S-Parameter juga dapat digunakan dengan menggunakan network yang berbeda, misalnya hanya  menggunakan dua port saja  atau  menggunakan  lebih  dari  dua  port  ( multiport ).  Dalam  proses  koreksi  perhitungannya  materi  S- Parameter  masih  dilakukan  secara  manual,  artinya  masih  menggunakan  perhitungan  dosen  dengan  hasil perhitungan  mahasiswa.  Hal  ini  dilakukan  karena  masih  sedikitnya  aplikasi  untuk  melakukan  koreksi
perhitungan materi S-Parameter. Salah satu universitas yang memiliki aplikasi untuk perhitungan S-Parameter adalah Princess Sumaya University for Technology Communication Engineering Department dengan aplikasi yang berbasis desktop.  Penelitian-penelitian sebelumnya yang berhubungan dengan S-Parameter dan aplikasi berbasis  android  adalah  Pengembangan  Aplikasi  Android  Sebagai  Media  Pembelajaran  Matematika  pada Materi Dimensi Tiga untuk Siswa SMA Kelas X.[1] Hasil uji kelayakan diperoleh 96,43% untuk ahli media, 89,28% untuk ahli materi, 81,52% untuk praktisi lapangan, dan 83,49% untuk sasaran pengguna.Keunggulan dari media yang dikembangkan menggunakan basis android ini menyajikan materi jarak dalam ruang dimensi tiga  dengan  menarik  dan  mudah  dipahami.  Persamaan  penelitian  yang  dilakukan  sebelumnya  dengan perancangan kalkulator S-Parameter ini adalah pada platform yang dipakai yaitu android.  Penelitian lainnya adalah penelitian dengan judul Analisis Pengujian S-Parameter pada Perangkat Duplexer dan Kabel Coaxial dengan  Frekuensi  1.800  Mhz.  [2]  Dari  hasil  pengukuran  dan  analisis  yang  telah  dilakukan  diperoleh kesimpulan  yaitu  1)Koefisien  refleksi  bekerja  pada transmission  line dan Sistem  Transmisi,  2) Pada transmision line, yaitu kabel coaxial didapat nilai: S22/S11: redaman -27 dB sampai -40 dB, S21/S12: redaman -1,185 dB sampai -0,938 dB, Pada Sistem Transmisi, yaitu pada perangkat Duplexer diperoleh nilai: S11/S22: redaman -16,479 dB sampai -49,397 dB, S12: redaman -5,388 dB sampai -5,348 dB, S21: redaman -22,896 dB sampai -22,137 dB. Persamaan penelitian ini dengan perancangan kalkulator S-Parameter adalah mencari nilai  yang  sama  diantaranya  adalah  mencari  koefisien  refleksi,  sedangkan  perbedaannya  adalah  dalam penelitian  sebelumnya  dilakukan  secara  manual  sedangkan  dalam  perancangan  dilakukan  dengan menggunakan aplikasi. Penelitian lainnya mengenai S-Parameter adalah penelitian dengan judul S-parameter Estimation Method for Multiport Modeling of Immunity Testing. [3] Hasil penelitian mendapatkan kesimpulan bahwasanya  dengan  menggunakan  metode  pengukuran  S-Parameter  diketahui  bahwasanya  karakteristik  S- Parameter bagus untuk frekuensi dibawah 600MHz kecuali untuk S33 dan kurang dari 400MHz untuk S33 dengan  masukan  S13.  Persamaan  dengan  penelitian  ini  adalah  menggunakan  S-Parameter,  sedangakan perbedaannya adalah pada perancangan ini tidak menggunakan parameter S31 dan S33.
Aplikasi yang akan dibuat untuk perhitungan materi S-Parameter merupakan aplikasi yang berbasis android. Aplikasi  dengan  basis  android  dipakai  karena  hampir  semua  orang  memakai  smartphone  yang  berbasis android,  ditambah  dengan  android  yang  bersifat opensource yang  dalam  pengembangannya  mudah  untuk dikembangkan. Berdasarkan uraian diatas, maka dalam penelitian ini akan mengambil judul  “Perancangan Aplikasi  Kalkulator  S-Parameter  Berbasis  Android”.  Dengan  adanya  aplikasi  hitung  untuk  S-Parameter diharapkan  dapat  membantu  dosen  dalam  proses  koreksi  error  terutama  pada  mata  kuliah  elektronika telekomunikasi.

## II.   METODE PENELITIAN
Metode Penelitian yang dipakai dalam penelitian ini adalah metode prototyping. Prototype adalah salah satu pendekatan  dalam  rekayasa  perangkat  lunak  yang  secara  langsung  mendemonstrasikan  bagaimana  sebuah perangkat  lunak  atau  komponen-komponen  perangkat  lunak  akan  bekerja  dalam  lingkungannya  sebelum tahapan konstruksi aktual dilakukan.[4]
Gambar 1: Metode Prototype
Vol. 16; No. 02; 2019; Hal 1 20 -12 9
Pada gambar 1 menunjukkan bahwasana salam metode prototype, proses dilakukan secara berulang. Hal ini dilakukan karena dalam prosesnya, metode prototype melihat evaluasi dari customer dalam proses perbaikan, sehingga aplikasi yang dirancang akan terus mengalami perbaikan untuk mengingkatkan kualitas.
Gambar 2: Flowchart Metode Prototype
Pada  gambar  2  diperlihatkan  flowchart  dari  metode  prototype  yang  mana  dimulai  dengan  menentukan kebutuhan. Pada perancangan ini diperlukan kebutuhan kalkulator S-Paremeter yang mana akan digunakan sebagai pembanding dengan perhitungan manual.  Kelebihan Prototyping adalah:
a. Kesalahpahaman antara sistem developer dan sistem user dapat diidentifikasikan dan dibetulkan.
b. Prototipe yang sedang bekerja mungkin sangat berguna dalam suatu pembuktian manajemen dimana suatu proyek adalah fleksibel sehingga menjamin kelangsungan dukungan.
Metode  pengembangan  yang  dipilih  adalah prototyping karena  sistem  ini  harus  dapat  digunakan  secara langsung dan pengembangannya masih dapat dilakukan secara terus menerus sampai diketemukan kondisi ideal.

## 2.1. Pengujian
Pengujian yang dilakukan terhadap software yaitu dengan menggunakan black box testing. Pengujian Black Box berfokus pada pengujian persyaratan fungsional perangkat lunak, untuk mendapatkan serangkaian kondisi input yang sesuai dengan persyaratan fungsional suatu program. [5][6] Pengujian Black Box adalah pengujian aspek  fundamental  sistem  tanpa  memperhatikan  struktur  logika  internal  perangkat  lunak.  Metode  ini digunakan untuk mengetahui apakah perangkat lunak berfungsi dengan benar. Pengujian Black Box merupakan metode perancangan data uji yang didasarkan pada spesifikasi perangkat lunak. Pengujian Black Box berusaha menemukan kesalahan dalam kategori :[7] a. Fungsi-fungsi yang tidak benar atau hilang.
b. Kesalahan interface .
c. Kesalahan dalam struktur data atau akses database eksternal.
d. Kesalahan kinerja.
e. Inisialisasi dan kesalahan terminasi
Untuk pengujian aplikasi akan dibandingkan dengan pengujian dengaperhitungan manual, yang mana nilai yang akan dicari adalah nilai koefisien pantul source (  S ), koefisien pantul loud (  L ), koefisien pantul input (  IN ), koefisien pantul output (  OUT ), tranducer power gain (GT), available power gain (GA), operating power gain (GP), delta factor, factor kemantapan (K), jari-jari source (RS), titik pusat source (CS), jari-jari loud (RL), dan titik pusat loud (CL).
Susilawati dan Wiharso
Koefisien pantul source (  S ) adalah besarnya nilai koefisien pantul yang berada di source atau di sumber, yang mana persamaannya adalah:[8]
(1)
Keterangan:
 S = Koefisien pantul source
Z S = Impedansi di source Z 0 = Impedansi referensi (biasanya 50  ) Koefisien pantul loud (  L ) adalah besarnya nilai koefisien pantul yang berada di loud atau di beban, yang mana persamaannya adalah:
(2)
Keterangan:
 L = Koefisien pantul loud
Z L = Impedansi di loud Z 0 = Impedansi referensi (biasanya 50  )
Koefisien pantul input (  IN ) adalah besarnya nilai koefisien pantul yang berada pada bagian input, yang mana persamaannya adalah:
(3)
Keterangan:
 IN = Koefisien pantul pada bagian input
 L = Koefisien pantul loud
S 11 = Koefisien refleksi pada rangkaian terbuka S 12 = Koefisien refleksi dari terminal 1 ke terminal 2 S 21 = Koefisien refleksi dari terminal 2 ke terminal 1 S 22 = Koefisien refleksi pada rangkaian terbuka Koefisien pantul output (  OUT ) adalah besarnya nilai koefisien pantul yang berada pada bagian output, yang mana persamaannya adalah:
(4)
Keterangan:
 OUT = Koefisien pantul pada bagian output
 S = Koefisien pantul source
S 11 = Koefisien refleksi pada rangkaian terbuka S 12 = Koefisien refleksi dari terminal 1 ke terminal 2 S 21 = Koefisien refleksi dari terminal 2 ke terminal 1 S 22 = Koefisien refleksi pada rangkaian terbuka
Tranducer power gain (GT) yang mana persamaannya adalah:
(5)
Available power gain (GA) yang mana persamaannya adalah:
Operating power gain (GP) yang mana persamaannya adalah:
(7)
Delta factor (  ) yang mana persamaannya adalah:
(8)
Factor kemantapan (K) yang mana persamaannya adalah:
(9)
Apabila K > 1, maka rangkaian mantap, Apabila K < 1, maka rangkaian tidak mantap. Jari-jari source dinyatakan dengan persamaan:
(10)
Titik pusat source dinyatakan dengan persamaan:
(11)
Jari-jari loud dinyatakan dengan persamaan:
(12)
Titik pusat loud dinyatakan dengan persamaan:
(13)
Soal yang dipakai untuk mengetes kalkulator yang dibuat adalah Suatu parameter microwave transistor dengan parameter S sebagai berikut: S 11 = 0,75 ∠ -60 o , S 12 = 0,2 ∠ 70 o , S 21 = 5 ∠ 90 o , S 22 = 0,51 ∠ 60 o. . Tentukan kestabilannya dan hitung stability circlenya! Rancanglah suatu penguat dengan gain maximum pada frekuensi 4 GHz jika impedansi load 30  dan impedansi source 20  !.
Berikut hasil screenshot dari aplikasi yang telah dibuat.
Susilawati dan Wiharso
Gambar 3: Halaman awal program
Gambar 4: Halaman menu program Gambar 5: Halaman mencari Koefisien pantul source dan load Gambar 6: Halaman mencari Koefisien pantul input dan output
Vol. 16; No. 02; 2019; Hal 1 20 -12 9
Gambar 7: Mencari GT, GA, GP
Gambar 8: Mencari K dan Delta
Gambar 9: Mencari CL, RL, RS, dan CS
http://jurnal.sttgarut.ac.id/
Susilawati dan Wiharso

## III.   HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  dilakukan  dengan  menggunakan  perhitungan  manual  dan  dengan menggunakan aplikasi ditarik kesimpulan yang dapat dilihat pada table dibawah:
Tabel 1. Tabel persentase pengerjaan soal
No Variabel yang dihitung Persentase Mengerjakan Jawaban 1  S 99% 2  L 100% 3  IN 75% 4  OUT 33,33% 5 K 16,67% 6  66,67% 7 G P 4,16% 8 G A 16,67% 9 G T 12,5% 10 R L 12,5% 11 C L 20,83% 12 R S 16,67% 13 C S 29,17% Tabel 2. Black Box Testing No  Kasus/Diuji Scenario Uji Hasil yang diharapkan Hasil Pengujian 1 Halaman Awal Button untuk masuk ke halaman menu dapat digunakan Ketika  button  halaman  menu ditekan,  user  akan  dialihkan  ke halaman  yang  berisi  menu  dari aplikasi  Berhasil  Tidak Berhasil 2 Halaman Menu Pada  halaman  menu  terdapat beberapa  pilihan  untuk  mencari koefisien  pantul  source  (  S ), koefisien  pantul  loud  (  L ), koefisien  pantul  input  (  IN ), koefisien  pantul  output  (  OUT ), tranducer  power  gain  (G T ), available  power  gain  (G A ), operating power gain (G P ), delta factor,  factor  kemantapan  (K), jari-jari  source  (R S ),  titik  pusat source  (C S ),  jari-jari  loud  (R L ), dan titik pusat loud (C L )
Ketika  masuk  ke  halaman  menu terdapat  button  yang  bertujuan untuk  mengetahui  nilai  dari koefisien  pantul  source  (  S ), koefisien pantul loud (  L ), koefisien  pantul  input  (  IN ), koefisien  pantul  output  (  OUT ), tranducer  power  gain  (G T ), available  power  gain  (G A ), operating  power  gain  (G P ),  delta factor,  factor  kemantapan  (K), jari-jari  source  (R S ),  titik  pusat source  (C S ),  jari-jari  loud  (R L ), dan  titik  pusat  loud  (C L )  dan semua  button  dapat  berfungsi dengan baik
 Berhasil  Tidak Berhasil 3 Halaman mencari nilai koefisien pantul source
(  S ), koefisien pantul loud (  L ),
Saat  button  mencari    nilai koefisien  pantul  source  (  S ), koefisien pantul loud (  L ), akan dialihkan  ke  halaman  untuk mencari nilai koef tersebut
Dapat  diketahui  nilai  dari  nilai koefisien  pantul  source  (  S ), koefisien pantul loud (  L ) dengan memasukkan nilai parameter tertentu

Berhasil  Tidak Berhasil
4 Halaman mencari nilai koefisien
pantul input (  IN ), Saat  button  mencari    nilai koefisien  pantul  input  (  IN ), koefisien  pantul  output  (  OUT ) Dapat  diketahui  nilai  dari  nilai koefisien  pantul  input  (  IN ), koefisien  pantul  output  (  OUT ) 
Berhasil  Tidak
koefisien  pantul output (  OUT ) akan  dialihkan  ke  halaman untuk mencari nilai koef tersebut dengan memasukkan nilai parameter tertentu Berhasil 5 Halaman mencari nilai tranducer power  gain  (G T ),
available  power gain (G A ),
operating  power gain (G P ),
Saat  button  mencari    nilai tranducer  power  gain  (G T ), available  power  gain  (G A ), operating power gain (G P ), akan dialihkan  ke  halaman  untuk mencari nilai gain tersebut
Dapat  diketahui  nilai  dari  nilai tranducer  power  gain  (G T ), available  power  gain  (G A ), operating  power  gain  (G P ),
dengan memasukkan nilai parameter tertentu  Berhasil  Tidak Berhasil 6 Halaman mencari nilai  delta  factor, factor kemantapan (K) Saat  button  mencari    nilai delta factor,  factor  kemantapan  (K) akan  dialihkan  ke  halaman untuk mencari nilai delta dan K Dapat  diketahui  nilai  dari  nilai delta  factor,  factor  kemantapan (K),  dengan  memasukkan  nilai parameter tertentu  Berhasil  Tidak Berhasil 7 Halaman mencari nilai jari-jari
source  (R S ),  titik pusat source (C S ), jari-jari loud (R L ), dan  titik  pusat loud (C L )
Saat  button  mencari    nilai  jari- jari  source  (R S ),  titik  pusat source  (C S ),  jari-jari  loud  (R L ), dan  titik  pusat  loud  (C L )  akan dialihkan  ke  halaman  untuk mencari nilai kestabilan
Dapat  diketahui  nilai  dari  nilai jari-jari  source  (R S ),  titik  pusat source  (C S ),  jari-jari  loud  (R L ), dan titik pusat loud (C L ), dengan memasukkan nilai parameter tertentu  Berhasil  Tidak
Berhasil
Berdasarkan data yang diperoleh, soal untuk penelitian yang digunakan sebanyak satu soal yang menanyakan mengenai  koefisien  source,  koefisien  load,  koefisien  input,  koefisien  output,  kestabilan,  delta,  transducer power gain, available power gain, dan operating power gain diperlukan waktu kurang lebih 2 jam. Waktu yang diperlukan  tersebut  tidak  semua  mahasiswa  dapat  mengerjakannya  sampai  selesai.  Hal  ini  tidak  menjadi masalah  saat  mahasiswa  yang  menjadi  objek  pengerjanya,  akan  tetapi  akan  menjadi  pekerjaan  rumah  jika seorang  dosen  yang  mengejakannya,  mengingat  masih  banyak  pekerjaan  yang  harus  dilakukan.  Kesalahan yang  dibuat  oleh  mahasiswa  dlaam  mengerjakan  soal  rata-rata  berawal  pada  saat  mahasiswa  merubah rectangular ke polar, dimana ada aturan yang sering diabaikan yaitu aturan berada di radian mana rectangular tersebut. Rata-rata semuan mahasiswa menganggap sama untuk rectangular tanpa ada enempatan radian.
Berikut aturan pengubahan rectangular ke polar yang sering terabaikan oleh mahasiswa
Tabel 3. Perubahan dari rectangular ke polar
Berdasarkan pengujian black box testing yang dilakukan, aplikasi yang dibangun dapat berfungsi dengan baik. Berdasarkan  hasil  kuisioner  yang  telah  disebarkan  pada  responden,  diketahui  bahwa  aplikasi  ini  dapat berfungsi dengan baik, hal ini dapat diketahui dari didapatkannya nilai dari setiap komponen yang akan dicari. Akan tetapi, berdasarkan hasil kuisioner dikathui nahwasanya aplikasi ini dirasa sedikit “merepotkan”, bagi orang-orang yang sudah mengerti atau tahu mengenai materi ini.
http://jurnal.sttgarut.ac.id/
Susilawati dan Wiharso

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  dilakukan,  diketahui  bahwasanya  dalam  mengerjakan  soal  S-Parameter untuk menghitung koefisien source  S berbeda sekitar 0,001, koefisien source  L memiliki nilai yang sama, koefisien source  IN berbeda sekitar 0,014, koefisien source  OUT berbeda sekitar 0,114, komponen K berbeda sekitar 0,089, komponen  berbeda sekitar 0,017, komponen koefisien source G P berbeda sekitar  75,338, komponen koefisien source G A berbeda sekitar  15,092, komponen koefisien source G T berbeda sekitar  0,147, koefisien source R L berbeda sekitar 1,229, komponen koefisien source C L berbeda sekitar  0,008, komponen koefisien  source  R S berbeda  sekitar    1,511,  koefisien  source  C S berbeda  sekitar    1,068.  Sedangkan  untuk keberfungsian  software,  berdasarkan  Black  Box Testing  yang  dilakukan  terhadap  aplikasi,  100%  software aplikasi perhitungan S-Parameter dapat digunakan.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terima kasih kepada seluruh jajaran personal yang terdapat di program studi teknik elektro Universitas Garut juga kepada para mahasiswa semester VI yang bersedia direpotkan dalam proses pengambilan data. Tidak lupa pula kami ucapkan terima kasih kepada Tim Jurnal Algoritma yang telah meluangkan waktu untuk mereview paper yang diajukan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Rohmi Julia Purbasari, 2013. Pengembangan aplikasi android sebagai media pembelajaran matematika pada materi dimensi tiga untuk siswa SMA kelas X . FMIPA UM
[2] Herwin Hutapea, Kukuh Aris Santoso, 2018. Analisis Pengujian S-Parameter pada Perangkat Duplexer dan Kabel Coaxial dengan Frekuensi 1.800 MHz . Universitas 17 Agustus 1945 Jakarta,.
[3] Noboru  Maeda,  dkk.  2009. S-parameter  Estimation  Method  for  Multiport  Modeling  of  Immunity Testing . Japan
[4] Tim Dosen Universitas Mercu Buana. Modul Perkuliahan Rekayasa Perangkat Lunak , 2016
[5] Sergey, Smirnov, Software Testing: Black-Box Techniques, 2002
[6] William, Laurie. Testing Overview and Black-Box Testing Techniques , 2006
[7] Ganang Wahyu Setiawan. Software Testing Using Black Box Method On Sanata Dharma University’s Exelsa , Universitas Sanata Dharma, 2012
[8] David M Pozar, 1998. Microwave Engineering Second Edition , Canada