Author Archives: jagawana80m

Penguat Linier Push Pull IREK

Setelah beberapa eksperimen membuat penguat linier single ended menggunakan power mosfet alias IREK, sukses dikerjakan maka tiba saatnya untuk mencoba rangkaian Push Pull yang menghasilkan power lebih besar pada tegangan catu yang sama. Saya sudah mencoba beberapa kali sehingga beberapa pengalaman eksperimen bisa saya share untuk rekan2 sekalian.

Rangkaian penguat linier push pull menggunakan IREK yang terakhir saya pergunakan adalah sebagai berikut :

 

Linier Push Pull Irek Skema

.

Gambar pola PCB terbalik sebagai bahan dicetak untuk metode toner transfer sebagai berikut :

Push Pull Jagawana TERBALIK

Silahkan menyesuaikan skalanya dengan ukuran komponen yg digunakan, sebagai tolok ukur antara lain pad untuk gate dan source IREK adalah pas ukuran IRFP 250 N dimana kaki drain diangkat ke atas tidak disolder ke PCB.

Setelah disolder beginilah penampakannya :
DSC00789
Rangkaian di atas sudah saya gunakan berkomunikasi di band 40 m dengan tegangan power supply 24 Volt dan bisa menarik arus sampai 10 Ampere pada modulasi puncak, dengan power input dari driver sebesar 5 watt.

SEKILAS PANDANG :
1.  Pada input ada attenuator 50 ohm dengan redaman yg kecil saja.
2.  Rangkaian bias dimulai dari tegangan input 12 V diturunkan menggunakan IC regulator 7805, selanjutnya bias Irek diatur menggunakan 3 buah trimpot.  Trimpot master diatur sehingga outputnya tegangan di kaki tengah 4 Volt saja.  Dua trimpot di masing2 Irek digunakan mengatur arus idle sehingga kedua Irek tersebut memiliki arus idle yang sama, katakanlah sebesar 300 mA.  Setelah arus idle keduanya sama maka pengaturan bias dilakukan hanya melalui trimpot Master saja.  Sebelum distel maka trimpot master ini dikembalikan ke posisi minimum, tanpa merubah kedua trimpot lainnya.
3.  Rangkaian Irek menggunakan skema generik saja, RC feedback dari drain ke gate silahkan dirubah untuk mendapatkan hasil optimal.
4.  Rangkaian output menggunakan ferit tubing, transfer impedansi dari penguat Irek ke antenna hanya menggunakan faktor pengali 4, selanjutnya menggunakan rangkaian LC Matcher yang berfungsi sekaligus sebagai Low Pass Filter.

HITUNG MENGHITUNG :


1. Impedansi Input

Seperti biasa impedansi input harus diusahakan 50 ohm mendekati impedansi output rangkaian driver di depannya.  Sebagai upaya maka saya pasang attenuator sederhana, sehingga driver akan mendapat impedansi 50 ohm pada outputnya, demikian pula penguat linier mendapat impedansi 50 ohm pada inputnya.  Permasalahannya sekarang bagaimana supaya penguat linier kita inputnya 50 ohm ?  Berapakah impedansi input penguat linier yg kita rancang ?

Baiklah, mari kita sediakan input 50 ohm untuk penguat li ier kita berupa sebuah trafo RF.  Input yamg diinginkan adalah 50 ohm, maka yang harus disediakan berupa suatu koil dengan ketentuan faktor Q minimal 4 maka yg harus disediakan adalah koil 4 x 50 = 200 ohm.
Nilai induktansi suatu koil tergantung frekuensi, maka kita tetapkan frekuensi terendah yg akan dikuatkan, katakanlah kita main di 40 m paling rendah di frekuensi kolong misalnya di 6,990 MHz.  Kita hitung berapa nilai induktansi koilnya :

XL  = 2 x PI x f x L   dimana f dalam hertz dan L dalam Henry.
L     =  XL / (2 x PI x f )

= 200 / ( 2 x 3,14159 x 6990000 )

= 200 / 43.919.428,2

= 4,55379 x 10^-6 Henry

= 4,55 uH

Dengan demikian nilai induktansi lilitan primer trafo input adalah 4,55 uH.  Silahkan dililit bisa menggunakan toroid, ferit batang atau inti udara yang penting diukur dengan LC meter diperoleh nilai sekitar 4,55 uH.  Catat berapa jumlah lilitan yang diperlukan.

Selanjutnya kita perlu menentukan berapa impedansi lilitan sekunder.
Caranya adalah dengan memperkirakan impedansi input penguat Irek sesuai nilai kapasitansi inputnya atau pada datasheet yaitu Ciss.
IRFP 250 N mempunyai nilai Ciss = 2159 pF.  Kita hitung nilai reaktansi kapasitifnya :
XC = 1/ ( 2 x PI x f x C )    dimana f dalam Hertz dan C dalam Farad
= 1 / ( 2 x 3,14159 x 6990000 x 2159 x 10^-12 )
= 1 / 0,09482

= 10,549 atau kita bulatkan saja 10 ohm.

Nilai 10 ohm ini adalah impedansi input untuk 1 batang Irek, bagaimana kalau rangkaiannya push pull ?  Saya belum mempelajari jadi anggap saja seandainya harus diseri maka menjadi 20 ohm, sedangkan seandainya dianggap paralel maka menjadi 5 ohm.  Nah, begitu kan tidak usah repot.

Selanjutnya kita hitung perbandingan lilitan antara primer dengan sekunder dari trafo RF di bagian input sebagai berikut :

N = akar kuadrat ( Z in / Z out )
= akar kuadrat ( 50 / 10 )
= akar kuadrat ( 5 )
= 2,23

Dengan demikian jika impedansi sekundernya adalah 10 ohm maka jumlah lilitan primer adalah 2,23 kali jumlah lilitan sekunder.  Artinya jumlah lilitan sekunder adalah ( 1/2,23 = 0,45 ) kali jumlah lilitan primer.  Jumlah lilitan primer sudah kita ukur dan catat di atas sehingga tinggal mengalikan saja.

Nah hitungan di atas akan benar jika impedansinya adalah 10 ohm.  Bagaimana kalau pada rangkaian push pull menjadi 20 ohm, atau menjadi 5 ohm ?  Silahkan dicoba hitung kembali dan dicoba mana yang tepat.  Kalau saya, daripada hitung menghitung terus mendingan saya tambahkan L1 pada rangkaian input sebelum trafo RF.  Dari beberapa rangkaian yg saya pelajari katanya penempatan L seri tersebut dapat membantu tuning mengurangi efek kapasitas gate yang besar.
Untuk nilai L1 ini saya tidak hitung, asal dipasang saja menurut wangsit kok pantasnya 10 lilit pakai kawat 0,5 mm ya saya pasang saja segitu.  Kalau kurang pas kan bisa digulung ulang hehe . . .

Sesuai hasil eksperimen ternyata penyetelan L1 bisa berpengaruh terhadap modulasi dan kepekaan rangkaian terhadap sinyal input yang mempengaruhi arus yang bisa ditarik.  Jadi pemasangan L1 ini saya anggap PERLU dilaksanakan sekalipun TIDAK HARUS.

 

2.  PENYETELAN TEGANGAN BIAS

Tegangan bias perlu distel untuk masing2 Irek karena banyak yg sifatnya berbeda sekalipun satu merek dan satu tipe.  Cara penyetelan untuk ketiga trimpot sudah dijelaskan di atas, tinggal cara penyetelan trimpot Master yang lebih detail.  Oke katakanlah trimpot Master sudah distel pada tegangan output 4 Volt di kaki tengah, dan trimpot pada masing2 Irek sudah distel untuk arus idle pada drain yg sama sekitar 200 – 300 mA, dan kemudian trimpot Master sudah dikembalikan ke nol Volt, semua penyetelan tersebut dilakukan tanpa ada sinyal RF input.  Sudah tahu kan ?  Mari kita lanjutkan :
-  Hubungkan input dengan sumber sinyal, power supply on dan PTT on posisi transmit.
-  Besarkan sedikit trimpot Master, beri modulasi sambil dimonitor suaranya di receiver.  Awasi jarum ampere, mungkin belum ada gerakan.
-  Kerjakan seperti itu terus, besarkan trimpot Master sedikit demi sedikit sampai ada gerakan pada jarum ampere.
- Stel sampai termonitor modulasi yg linier dan besarnya arus sesuai perkiraan power output.  Sebagai contoh input 5 watt, perkiraan penguatan 20 kali sehingga power RF adalah 100 Watt.  Dengan efisiensi 50 % maka daya yg disedot seharusnya 200 watt, atau pada tegangan 25 Volt arusnya = 8 Ampere.
-  Perhatikan bahwa dengan adanya daya 100 Watt yg hilang berupa panas maka heatsink yg dipakai mestinya juga terasa panas, tolong cepat dipasang kipas yang anginnya cukup kencang supaya Ireknya tidak kepanasan.
-  PENTING : perhatikan arus setelah tidak ada modulasi.  Ketika kita berteriak WOOOOKKEEEE dan arus ditarik sekitar 8 Ampere, selesai teriak mestinya jarum amper turun ke nilai serendah-rendahnya.  Kalaupun agak tinggi maka diusahkan arus tanpa modulasi tersebut tidak melebihi 0,7 Ampere, dan ketika dibiarkan tanpa modulasi maka arus tersebut semakin menurun.  WASPADA, jika setelah modulasi berhenti jarum amper menunjukkan nilai yg tinggi katakanlah lebih dari 1 Ampere, atau tanpa modulasi arusnya semakin menaik.  Kalau hal2 tersebut terjadi silahkan kecilkan tegangan bias jangan ditunda.

 

3.  IMPEDANSI OUTPUT

Penguat linier kita sekarang sudah bisa memperkuat RF pada inputnya, dengan tujuan akhir untuk dipancarkan melalui antenna.  Sebagian besar disain antenna yg beredar mempunyai impedansi 50 ohm, sehingga agar transfer dayanya optimal maka impedansi output penguat linier juga harus 50 ohm.  Pertanyaannya sekarang adalah, berapakah impedansi output penguat linier yang baru saja kita rakit ?
Mari kita hitung seperti contoh berikut, diketahui tegangan power supply 25 Volt dan arus yg ditarik adalah 10 Ampere.
.
- Besarnya daya DC = 25 V x 10 A = 250 watt.
- Diperkirakan efisiensi = 50 %, maka daya RF adalah 125 watt.
- Impedansi output = (Tegangan drain to drain)^2 / ( 2 x power output )
=  ( 25 + 25 )^2 / ( 2 x 125 )
=  2500 / 250
=  10,0 ohm
Impedansi output 10,0 ohm ini berada pada lilitan primer tubing ferit output yang jumlahnya satu lilit saja.
Berpa faktor pengali dari 10,0 ohm untuk mencapai impedansi 50 ohm ?

N = akar kuadrat ( Z in / Z out )

= akar kuadrat ( 50 / 10 )
= akar kuadrat ( 5 )
= 2,25

Dengan demikian jika lilitan primer = 1 lilit maka jumlah lilitan sekunder untuk mencapai impedansi 50 ohm adalah 2,25 lilit.  Ternyata pada trafo model tubing ini kita tidak dapat membuat 2,25 lilit sehingga dicukupi 2 lilit saja yang artinya impedansi output penguat linier kita hanya 40 ohm, tidak tepat 50 ohm.
Pertimbangan lain yaitu bahwa power output yang kita hitung juga hanya perkiraan maka kita perlu membuat rangkaian penyesuai impedansi yang bersifat variabel untuk mendapatkan impedansi output yang benar-benar matched dengan antena 50 ohm.
Untuk itu maka akhirnya saya tambahkan rangkaian LC matcher, yang disamping berfungsi menyesuaikan impedansi sekaligus juga sebagai Low Pass Filter.
.
Begitulah rekan-rekan yang saya muliakan, bagaimana saya membuat kira-kira nilai komponen yang saya pakai dalam eksperimen penguat linier IREK ini.  Betul tidaknya silahkan dibahas yang punya teori, buat saya yang penting ilmu kira-kira tersebut bisa membantu saya sampai penguat tersebut bisa saya pakai untuk berkonmunikasi dengan rekan2 amatir radio.
.
Selamat bereksperimen.

.

z

Mencoba Antena Bazooka

Beberapa waktu yang lalu ketika saya mulai merakit pemancar dan sudah ada indikasi kan berhasil, saya merasakan adanya kebutuhan untuk membuat antenna. Percuma saja eksperimen pemancar sampai berhasil dan ditest pada dummy load tapi tidak bisa dipancarkan. Akhirnya saya membuat antenna EFHW atas dasar kepraktisan menaikkan dan kemudahan tuningnya.
Seiring berjalannya waktu saya juga mencoba membuat beberapa antenna lain tetapi akhirnya kembali ke EFHW. Sambil eksperimen saya juga memonitor perkembangan eksperimen rekan lain, yang akhirnya menimbulkan rasa penasaran saya adalah antena Bazooka dengan beberapa variannya ( Mono, Double dan Triple Bazooka ). Seolah-olah antenna Bazooka ini adalah antenna super dan hasilnya pasti bagus.

Rasa penasaran akhirnya membuat saya membeli kabel coaxial RG58 kemudian dipotong dan ditata sesuai petunjuk dan skema pembuatan antenna Bazooka. Namun demikian upaya tuning tanpa peralatan yg memadai berakhir dengan saya memotong-motong kabel coax untuk mendapatkan SWR terendah, tetapi tetap tidak dapat menemukan yang sesuai. Dua kali saya gagal mencoba membuat antenna Double Bazooka dan Triple Bazooka, sehingga untuk sementara saya menyerah dan tidak percaya akan kehebatan antenna Bazooka tersebut.

Akhirnya saya bisa mempunyai akses kepada instrumen Antenna Analizer sehingga saya bisa melakukan pengukuran terhadap parameter-parameter penting pada suatu antenna sehingga saya merasa tertantang untuk mencoba membuat antenna Bazooka kembali.
TAPI . . . rasa penasaran saya berakhir sama seperti sebelumnya, yaitu kabel coax sepanjang 20 meter terpotong habis pendek-pendek tanpa hasil hehe . . .
Terlanjur gagal, sambil penasaran saya coba berbagai konfigurasi dan ide, walaupun ukuran antenna sudah tidak sesuai dengan yang diinginkan di 40 m Band tetapi akhirnya saya bisa identifikasi beberapa faktor penting yang harus diperhatikan dalam membuat antenna Bazooka, yang akan saya ceritakan sebentar lagi.
.
MARI KITA MULAI :
1.  Siapkan kabel coaxial RG58 A/U (foam) sepanjang 1/2 lambda, atau minimal 80 % dari panjang tersebut.  Bahkan sedikit lebih pendek lagi pun tidak apa-apa.  Siapkan kabel coax yang sama seperlunya untuk sambungan ke transceiver, lebih baik kalau panjangnya dapat diusahakan 1/2 lambda juga.  Siapkan juga kawat email atau kabel serabut untuk sambungan di ujung-ujung sayap antenna, panjangnya menggenapkan panjang kabel coax menjadi 1/2 lambda.  Silahkan disambung sesuai petunjuk/skema pembuatan antenna Bazooka.
2.  Ujung antenna yaitu kawat email atau kabel serabut paling ujung, apabila ditambatkan pada tali atau isolator, harus terhubung secara listrik dengan cara disolder.  Sekalipun antenna masih mengalami pengetesan dan tuning, tapi kawat ujung tidak boleh sekedar dibengkokkan, atau dililit-lilitkan pada isolator atau tali, melainkan harus disolder.  Apabila tuning masih belum pas maka kawat ujung bisa dipotong untuk diperpendek, atau disambung untuk diperpanjang, kemudian disolder kembali.  Kawat atau kabel ujung tersebut tidak boleh dibelokkan untuk mengurangi panjang bentangan antenna.
3.  Siapkan isolator ujung antenna dan tali untuk mengikatkan ujung-ujung antenna ke tiang pohon, atau penyangga lainnya.  Ikatkan satu ujung antenna ke tiang, selanjutnya TARIK ANTENNA SEKUAT-KUATNYA SAMPAI KABEL ANTENNA TEGANG DAN SEDAPAT MUNGKIN  BENTANGAN MEMBENTUK GARIS LURUS, ikatkan tali di ujung satunya ke tiang atau pohon.  Ingat, jangan sampai kabel antenna kendur sekalipun terbebani oleh kabel coax yg berada di tengah.
4.  Kabel coax di bagian tengah harus tegak lurus bentangan antena menuju ke tanah setelah itu baru dibelokkan menuju ke transceiver.  Jangan sampai kabel tengah ini ditarik miring langsung ke pesawat, atau ditarik tegak lurus ke samping, tidak bisa tuh boss . . .

Nah itulah hal-hal terpenting memasang antenna Bazooka.  Apabila anda melanggar salah satu atau lebih maka anda akan kesulitan menentukan titik resonansi antenna demikian pula akan sulit mendapatkan SWR yg rendah.

Setelah antenna terpasang sesuai ketentuan di atas, silahkan melaksanakan tuning, yaitu dengan mengecek SWR terendah dan frekuensi resonansi, ditindaklanjuti dengan memperpanjang atau memperpendek kawat email/kabel serabut di ujung sayap antena sampai diperoleh frekuensi resonansi yang diinginkan.

Untunglah saya memasang antenna Bazooka pada ketinggian 4 meter saja dari tanah, sehingga prosedur tuning tidak terlalu menyulitkan.

Bazooka 1.

Bazooka 2

 

Selamat mencoba.

z

Audio Low Pass Filter untuk DC Receiver

Direct Conversion Receiver (DC Receiver) merupakan salah satu jenis penerima radio yang sederhana pembuatannya tetapi kualitas penerimaannya cukup memadai, termasuk untuk penerimaan sinyal Single Side Band ( SSB ). Permasalahan yang dijumpai dan cukup mengganggu antara lain terdengarnya suara-suara lain dan noise yang cukup tinggi di samping frekuensi yang kita kehendaki. Suara-suara tersebut muncul sebagai akibat frekuensi radio yang di-beat menggunakan frekuensi oscillator, di samping menghasilkan frekuensi audio komunikasi yang kita kehendaki ternyata juga menghasilkan sinyal audio lainnya sampai batas pendengaran manusia yaitu sekitar 20 kHz. Padahal yang kita harapkan untuk dapat diterima receiver kita hanya maksimal sampai dengan 3 kHz saja.

Saya pernah merangkai dari beberapa skema DC Receiver seperti Wee Willy, DC-40 dan terakhir Uirapuru dari PY2OHH, semuanya tidak pernah berakhir dalam boks permanen karena gangguan2 yang sudah saya sebutkan di atas. Beberapa waktu yg lalu radio BITX saya pingsan maka solusi tercepat untuk bisa monitor komunikasi rekan2 amatir radio adalah membuat kembali Uirapuru, kali ini dengan semangat meningkatkan kualitas penerimaannya. Upaya modifikasi koil dan kapasitor pada rangkaian output audio tidak memberikan hasil yg memuaskan sehingga saya mencoba membuat rangkaian Low Pass Filter audio menggunakan operational amplifier ( op-amp ), saya pilih yang menggunakan single supply sehingga tidak perlu belajar dulu membuat split supply. Dasar pemalas hehe . . .

Kali pertama percobaan saya menggunakan Band Pass Filter 300 Hz – 3 kHz dengan IC NE5532 hasilnya kurang memuaskan, dilanjutkan LPF 3 kHz 2 lapis menggunakan LM358 kelihatannya kok ada prospek cerah sehingga saya lanjutkan membuat yang 4 lapis menggunakan LM324. Konfigurasi yang saya pilih adalah Sallen Key Butterworth Low Pass Filter bisa dilihat skema dasar dan kalkulatornya disini :

.

http://www.calculatoredge.com/electronics/sk%20low%20pass.htm

.

Hasil percobaan dengan nilai resistor 10 k ohm dan kapasitor 10 nF ternyata frekuensinya terlalu rendah, akhirnya nilai resistor saya turunkan menjadi 8k2 ohm yah lumayanlah hasilnya silahkan dicoba sendiri.

.

Skema rangkaian terakhir sebagai berikut :

.

Skema Audio LPF

 

Setelah disolder jadinya seperti ini :

IF

Rangkaian ini sudah saya buat dan pakai sekarang, pokoknya bisa dipakai tanpa hitung2an impedansi input output dan tetek bengek lainnya.  Kalau kurang tepat silahkan dikoreksi dan diperbaiki.
Rangkaian LPF ini saya sisipkan di antara pre-amp audio dan amplifier TDA 2003, suaranya masih menggelegar dan rekan2 yang audionya dung-dung masih cukup merepotkan karena speaker bergetar2 bukan main hehe . . .

Barangkali anda akan mencoba sisipkan pada rangkaian penerima yang dimiliki silahkan saja, belum sempat saya coba karena radio BITX saya masih pingsan, kan sudah saya jelaskan tadi di atas.

Selamat mencoba ya boss . . .

HASIL EKSPERIMEN :
1.  Suara QRM jauh berkurang.  Jangan2 waktu saya coba memang tidak banyak QRM atawa suara helikopter ya ?  UPDATE :  Suara QRM dan helikopter ternyata masih ada, terpengaruh propagasi saja.
2.  Suara balapan iwak-iwak yang bisa melebar 5 – 10 kHz juga jauh berkurang.
Sekali lagi ini monitor di DC Receiver Uirapuru, kurang tahu kalau di radio penerima SSB beneran atau BITX atau yang lainnya.

z

MEMBUAT PCB (Printed Circuit Board)

Printed Circuit Board (PCB) dulu pernah diterjemahkan menjadi Papan Rangkaian Tercetak (PRT), mungkin istilah tsb tidak dipakai lagi sekarang karena sudah berbeda makna. Makanya saya pakai istilah PCB saja kan semua orang sudah tahu pokoknya barangnya yang begitu itu.
Banyak cara membuat PCB atau “PCB” antara lain secara manual gambarnya dibuat pada lapisan tembaga menggunakan pisau cutter atau alat potong/gores lainnya, ada yang digambar manual pakai tinta atau cat, ada yang ditempeli cutting sticker, ada yang menggunakan lapisan peka cahaya dsb yang intinya menutupi lapisan tembaga yang terdapat pada lembaran pertinak atau fiber. Lembaran ini untuk selanjutnya masuk proses etsa secara kimiawi sehingga lapisan tembaga yg tidak tertutup akan larut dan yang tersisa adalah jalur2 yang akan digunakan menghubungkan berbagai macam komponen dari suatu rangkaian elektronika.
Kerepotan membuat PCB ini ditempuh supaya hasil karya solderan terlihat rapi, seolah2 profesional, dan tidak perlu repot2 menarik kabel atau kawat dari komponen2 jungkir balik yang kakinya disuruh mengangkang biar enak disolder.

Berikut saya akan cerita bagaimana saya membuat PCB, yang menurut saya hasilnya cukup bagus dan cocok sekali untuk saya. Kalau anda punya metode lain yang lebih baik silahkan dipakai saja tidak usah ikut2an punya saya karena belum tentu cocok untuk anda. Sedangkan bagi anda yang belum ketemu metode yang baik silahkan dicoba barangkali metode ini juga cocok untuk anda. Mari kita mulai . . .

A. PERSIAPAN
1. Siapkan lembaran PCB polos, boleh pertinak, fiber pun boleh. Ditambah alat potong gergaji triplek, pisau cutter, bor kecil ukuran mata o,8 – 1 mm.
2. Untuk proses etsa siapkan Feriklorit secukupnya, silahkan beli di toko kimia berat 1 ons kira2 seukuran batu sekepalan tangan (tangan saya kecil hehe . . .). Tidak perlu ragu2 membelinya karena Feriklorit dijual bebas biasanya untuk kerajinan home industry logam dll, dijamin tidak akan dipelototi penjualnya atau dibentak ketus “TIDAK ADA ! ! !” padahal kita belum selesai ngomong :(
3. Siapkan wadah yang cukup besar kira2 3 kali atau lebih dari ukuran PCB yg akan dibuat, bahannya jangan terbuat dari logam. Siapkan pula pengaduk yang bahannya juga non logam. Selanjutnya wadah diisi air secukupnya, ketinggian air cukup untuk merendam PCB sekitar 3 – 5 cm. Masukkan Feriklorit perlahan-lahan kemudian diaduk. Hati2 karena Feriklorit akan bereaksi dengan air sehingga air akan menjadi panas dan tampak bergejolak. Kalau ingin memastikan suhunya silahkan dipegang wadahnya saja ya, jangan nekat mencelupkan jari ke dalamnya seperti kebiasaan saya hehe . . .
4. Siapkan wadah lain boleh dari logam, ukurannya sekedar PCB bisa masuk saja. Wadah tersebut diisi air secukupnya, untuk merendam PCB sebelum proses etsa.
5. Siapkan sabun cair untuk cuci piring secukupnya, sabut stainless, dan larutan cuka, serta kain lap.
6. Siapkan majalah bekas, printer LASER, spidol OHP/permanen, gunting dan alat tulis.

B. PEMBUATAN
1. Gambarlah layout PCB berdasarkan skema dan ukuran riil komponen menggunakan software rancang PCB, kemudian dicetak pada kertas majalah. Gunting gambar tersebut, kemudian sediakan potongan PCB yang sesuai ukurannya boleh agak besar sedikit. Tandai batas2 tepinya menggunakan pinsil atau pulpen dan Potong menggunakan gergaji triplek terus rapikan tepi2nya menggunakan pisau cutter supaya halus tidak bergerigi.

IF

IF

2. Hidupkan setrika listrik, atur suhunya pada tulisan WOOL dan siapkan alas untuk menyetrika, tinggalkan dulu biar pemanasan supaya tidak kram hehe . . .
3. Bawa potongan PCB polos ke tempat cuci piring, bersihkan pakai sabun cair dan digosok pakai sabut stainless sampai tampak licin mengkilap, gosok2 pakai jari sampai terasa kesat kemudian keringkan pakai lap kain yang sudah disediakan.

IF

IF

4. Celupkan potongan PCB polos tsb ke larutan Feriklorit dan digoyang2 sekitar 5 – 10 detik sampai permukaannya berubah warna agak kecoklatan, segera angkat dan bersihkan dengan air bersih kalau perlu disabuni lagi dan digosok2 sampai terasa kesat kemudian dikeringkan lagi pakai lap kain yang sudah disediakan. Selanjutnya bawa PCB polos tsb ke ruang setrika bersama cetakan layout PCB-nya.

IF

IF

5. Letakkan gambar cetakan layout PCB pada potongan PCB polos, bagian yg ada gambar layoutnya menempel pada lapisan tembaga. Atur letaknya supaya pas dan seimbang kemudian tahan gambar dengan cara tutupkan sebagian alas setrika di atas kertas cetakan kemudian ditekan pakai jari. Ini supaya kertas tidak bergeser ketika disetrika dan jari kita yang menahannya tidak kepanasan. Tekankan setrika di bagian tepi, dipress sekitar 3 detik kemudian digeserkan ke ujung seperti menyetrika biasa. Demikian seterusnya sampai merata, akan tampak goresan2 sesuai jalur PCB di kertas majalah. Setelah dianggap cukup merata boleh didinginkan sekitar 10 menit agar gambar benar2 melekat pada lapisan tembaga. Biasanya jika lembaran PCB cukup besar saya tindih dengan beban yg agak berat untuk mencegah PCB melengkung karena kepanasan setelah disetrika.

IF

IF

IF

IF

IF

6. Setelah dingin silahkan rendam hasil setrika pada wadah yg diisi air biasa, minimal sekitar 10 menit, satu jam boleh juga, semalaman juga tidak apa2.

IF

7. Setelah dirasa cukup perendamannya ambil bahan PCB tsb kemdian gosok2 kertas majalah di bagian sudut perlahan menggunakan ujung jari, mestinya kertas akan mengelupas dengan mudah. Silahkan digosok semakin ke tengah, sekali2 dicelupkan ke air, atau bisa juga dikerjakan di bawah air yg mengalir dari kran. Tahap ini dikerjakan sampai semua kertasnya terkelupas dan gambar cetakan layout PCB tampak menempel pada lapisan tembaga. Lanjutkan menggosok secara lembut untuk melepaskan sisa2 kertas majalah, khususnya di bagian2 yang reliefnya rapat, pada lubang2 komponen dan huruf2 tulisan pada PCB. Setelah selesai keringkan dengan lap yang disediakan.

IF

IF

8. Periksa keutuhan lapisan gambar layout PCB seandainya ada yg terkelupas silahkan diperbaiki menggunakan spidol permanen atau OHP sampai lapisan yg cacat tertutup sempurna. Tunggu sampai koreksi menggunakan spidol mengering, selanjutnya bawa ke wadah untuk proses etsa.

9. Celupkan ke dalam larutan Feriklorit kemudian digoyang2 sampai semua lapisan tembaga yg tidak tertutup gambar layout menjadi larut. Lamanya menggoyang ini tergantung kepekatan larutan Feriklorit, semakin pekat semakin cepat larutnya. Bagi anda yg sudah sehat silahkan menggunakan sarung tangan karet karena larutan ini bisa jadi beracun atau berbahaya bagi kesehatan. Bagi yang belum sehat kan tidak berbahaya, ya silahkan digoyang2 santai saja tidak usah pakai sarung tangan, siapa tahu ada zat besi yang terserap kan lumayan buat tambah darah hehe . . . Okey selesai silahkan diangkat kemudian dicuci pakai air mengalir yg bersih.

IF

IF

10. Untuk menghilangkan lapisan gambar layout dan tinta spidol silahkan gosok kembali menggunakan sabut stainless secara merata sampai lapisan tembaga bersih mengkilap kembali, tentunya sekali2 sambil diguyur air. Terakhir tuangkan sedikit cuka dan ratakan digosok2 ke seluruh permukaan PCB, gunanya menetralkan supaya lapisan tembaga tidak cepat teroksidasi dan berubah menjadi coklat kembali. Sesudah rata silahkan dicuci lagi dengan air dan dikeringkan pakai lap kain yang sudah disediakan.

IF

IF

IF

11. SELESAI, tinggal dilapisi dengan larutan gondorukem, dikeringkan secara sempurna barulah dibor sesuai letak kaki2 komponennya.

IF

IF

IF

Selamat mencoba brow hehe . . .

CATATAN :
1. Sebaiknya wadah untuk etsa disediakan khusus, yang bisa dipasang penutup. Larutan Feriklorit ini bisa digunakan berkali2 sekalipun dalam keadaan dingin, jadi jangan dibuang. Dengan semakin sering digunakan maka endapan tembaga di dasar wadah akan semakin bertambah maka secara berkala perlu dipisahkan antara cairan feriklorit di bagian atas dipindahkan ke wadah lain sedangkan endapan tembaga bisa dibuang. Perhatikan pembuangannya jangan sampai mencemari lingkungan.
2. PERHATIAN bahwa saya tidak bertanggung jawab, sekali lagi, SAYA TIDAK BERTANGGUNG JAWAB atas gugurnya garansi setrika anda jika sering2 digunakan untuk membuat PCB.  Kemarahan ibu, istri anda atau simbok silahkan ambil semua saja saya ndak mau ikut2an hehe . . .

IF

z

RANGKAIAN TEST MONITOR SSB

Selamat Tahun Baru 2014.

Tepat di awal tahun ini kita akan membuat sebuah proyek sederhana tetapi sangat bermanfaat untuk menunjang eksperimen dalam pembuatan pemancar dan penguat linier Single Side Band ( SSB ).

Sepanjang saya membuat eksperimen terkait SSB, saya selalu bertanya-tanya tentang bagaimana hasil eksperimen tersebut ketika dipancarkan untuk berkomunikasi. Upaya memantau melalui radio kempitan dan penerima SDR sederhana hasilnya kurang memuaskan, apalagi jika mengandalkan report dari rekan Radio Amatir ketika berkomunikasi. Wah, dari 10 orang yang ditanya mungkin hasilnya bisa 25 pendapat yang berbeda-beda tergantung mood masing-masing he he he . . .

Berikut ini adalah rangkaian yang bisa digunakan memonitor secara real time signal SSB yang dipancarkan oleh pesawat pemancar atau penguat linier yang sedang kita coba, sehingga kita bisa tahu bagaimana pengaruh perubahan setelan bias, perubahan volume modulasi atau mic gain, perubahan nilai komponen dan sebagainya, terhadap kualitas pancarannya. Silahkan diamati dulu skemanya sebagai berikut :

Skema Tes Monitor SSB

Rangkaian saya solder menumpang dari PCB proyek lain yg tidak jadi, tapi sudah ada penguat audio LM386-nya jadinya begini :

Foto Tes Monitor SSB

KETERANGAN :

1.  Antena cukup menggunakan antena tarik yang pendek, waktu uji coba cuma saya hubungkan dengan kabel yang panjangnya kira-kira 1 meter saja.

2.  Oscillator bisa menggunakan rangkaian apa saja yang anda punya.  Ketika dicoba saya menggunakan oscillator DDS dan frekuensi di set sesuai frekuensi yang dipancarkan oleh transmitter.  Namun demikian sekalipun frekuensi pancaran di 6,990 dan 7,000 MHz ketika frekuensi oscillator saya rubah ke 10.000 MHz ternyata tetap bisa berfungsi juga.  Mungkin karena saya test pada penguat linier yang outputnya cukup besar ?  Hmmm . . . masih perlu investigasi nih.
Jadi silahkan memilih rangkaian oscillator yang anda suka, yang sederhana dan praktis adalah rangkaian yang menggunakan kristal toh frekuensinya tidak banyak berpengaruh.  Silahkan dijadikan eksperimen anda pribadi hehe . . .

3.  Dioda saya gunakan DUG (Dioda Universal Germanium), saya comot asal saja dari laci kerja saya tidak diperhatikan nomornya berapa.  Kalau anda tidak punya dioda germanium dan adanya 1N4148 ya silahkan dipakai saja dulu.

4.  Penguat audio saya pakai LM386 karena saya sudah punya rangkaiannya di PCB proyek yg terhenti, silahkan jika anda mau pakai rangkaian yang lain.  Tadinya saya pakai setting penguatan 20 kali ternyata volumenya kurang besar, sehingga saya rubah sesuai rangkaian di atas yang penguatannya 200 kali.  Saya rasa volumenya sudah cukup besar buat yang telinganya budeg dikit seperti saya hehe . . .

5.  Output audio dari LM386 bisa digunakan untuk menggerakkan loud speaker kecil, tapi nanti akan feedback ke rangkaian pemancar yang kita coba.  Makanya silahkan dihubungkan ke headphone yang biasa saja, karena output LM386 cocoknya untuk yang impedansinya tidak terlalu tinggi.

UPDATE :

Agar monitor lebih mantab silahkan ganti RFC dengan rangkaian LC paralel sesuai band yang dimonitor.  Nilai L dan C silahkan mencontek yang sudah ada pada rangkaian Band Pass Filter (BPF) baik rangkaian BITX, Ararinha, Bingo, Emprit, Prenjak, Micro 40S dan sebagainya.  Yang saya coba koil digulung pada koker 8 mm induktansi sekitar 6,8 uH diparalel dengan kapasitor 47 pF.  Dengan memutar inti ferit bisa dicari resonansi yang tepat dan monitor lebih besar dan nyaman.

Saya belum tahu penyebabnya, tapi suara bisa lebih besar kalau kita monitor sambil menyentuh kenop/body potensio yang digunakan.

Ini gambar Bro . . .

Tes Monitor SSB Skema Update

Selamat mencoba, semoga sukses dengan eksperimennya.

z

REGULATOR “SAK BECAK”

Sangat banyak rangkaian regulator yang bisa kita temukan untuk membantu kita mendapatkan tegangan power supply yang stabil. Salah satu yang rangkaiannya minimal adalah menggunakan regulator tegangan tetap dengan 3 kaki antara lain tipe 78XX untuk tegangan positif dan rekannya tipe 79XX untuk tegangan negatif. Keterbatasan IC regulator jenis ini adalah kemampuan penyediaan arusnya hanya sekitar 1,5 Ampere dan untuk mendapatkan kapasitas arus yang besar dipadukan dengan pass transistor.
Salah satu variasi rangkaian menggunakan IC regulator kaki tiga adalah sebagai berikut :

Regulator Sak Becak Skema

Rangkaian di atas saya gunakan untuk pengaturan tegangan positif, dimana besarnya tegangan ter-regulasi adalah sebesar tegangan IC regulator ditambah tegangan dioda zener, dan kemampuan arus maksimalnya adalah sejumlah IC yang dipergunakan (diparalel) kali 1,5 Ampere.
Eksperimen saya adalah untuk menyediakan tegangan 40 Volt dengan arus 4 – 5 Ampere untuk penguat linier BITX, yang saya peroleh dengan memparalel 4 buah IC 7824 dan dioda zener yang digunakan dengan tegangan 16 Volt.

Ini hasilnya setelah disolder :

Regulator Sak Becak

Saya memberikan input tegangan 52 Volt dari trafo 5 Ampere murni, dan output tegangan tanpa beban adalah tepat 40 Volt, sementara pada saat transmitter dimodulir tegangan turun sampai 36 Volt saja. Cukup lumayan untuk rangkaian yang hanya mengandalkan ketrampilan memparalel IC saja tanpa hitungan yang rumit.

Selamat bereksperimen, semoga bermanfaat.

PERHATIAN :
Siapkan kapasitas arus dengan rancangan lebih besar dari yang dibutuhkan, karena jika rangkaian menyedot arus lebih besar dari yg dirancang maka regulator akan rusak. Tegangan tinggi muncul pada output dan regulator menjadi sangat panas. HARAP BERHATI-HATI.

z

AUDIO LEVEL CONTROL ( AGC Kere )

Aktivitas Short Wave Listening pada band HF mengharuskan kita memonitor berbagai level sinyal dari yang paling lemah sampai yang paling kuat. Pada pesawat transceiver hombro seperti BITX yang fasilitasnya minimal, belum ada pengaturan terhadap level penerimaan sehingga ketika kita memutar volume maksimal untuk monitor sinyal yang lemah . . . akan terlonjak kaget begitu tiba-tiba pemancar yang kuat masuk berkomunikasi. Seiring dengan kita mengecilkan volume maka kita akan kesulitan memonitor pemancar yang sinyalnya lemah. Begitu terjadi setiap saat sehingga akan cukup mengganggu aktivitas kita dalam melakukan SWL atau berkomunikasi.
Pada pesawat transceiver produksi pabrik umumnya terdapat Automatic Gain Control ( AGC ), yang seperti namanya melakukan pengaturan penguatan ( gain ) secara otomatis sesuai level sinyal, dimana sinyal yang lemah diperkuat sementara sinyal yang kuat diredam sehigga penerimaan dapat dilakukan dengan nyaman. Pada pesawat bikinan sendiri dapat ditempuh cara praktis cukup dengan meredam level audio yang besar pada saat kita memutar volume maksimal untuk mendengarkan sinyal yang kecil, sehingga kita tidak terkaget-kaget waktu monitor.
Saya sudah mencoba beberapa macam rangkaian, dan saya sajikan yang saya pakai sekarang di pesawat BITX saya sebagai berikut :

AGC Mosfet - Skema

Setelah disolder saya pasang di box exciter begini :

AGC Mosfet

Rangkaian dipasang tanpa merubah rangkaian asli BITX dengan cara sebagai berikut :
- Input disambungkan ke tap atas potensio volume.
- output dihubungkan ke input pre amp audio sebelum kapasitor kopling.
Saya menambahkan kapasitor 0,1 uF sebelum trimpot input, tidak dipasang pun tidak apa-apa.

bitx SKEMA  mod AGC Mosfet

HASIL EKSPERIMEN :

Basis rangkaian saya ambil dari skema Audio AGC dan ARARINHA 4b dari PY2OHH dengan sedikit modifikasi. Pada rangkaian aslinya resistor antara basis da kolektor TR 1 menggunakan 100 k, saya ganti dengan 220 k.

1. Saya coba pakai MPF102, audio menjadi terlalu kecil, pengaturan dengan trimpot tidak terasa efeknya.
2. Saya ganti pakai Mosfet seadanya, di laci saya ada IRF740 saya pakai saja. Hasilnya cukup baik, peredaman sudah terasa pada putaran sekitar 80 % pada trimpot.

Saya menghubungkan supply + 12V pada jalur RX.

Selamat mencoba ! ! !

z

Membuat Antenna EFHW

Eksperimen di bidang radio telekomunikasi mau tidak mau menyinggung tentang antenna, karena perannya yang sangat penting dalam menangkap dan menyalurkan gelombang elektromagnetik pada frekuensi atau band tertentu.  Saya pernah mencoba membuat antenna untuk lahan sempit antara lain antenna Cobra, namun belum bisa diuji efektivitasnya sebagai antenna pemancar.  Saya juga sudah membuat antenna inverted V untuk band 40 meter namun juga kurang efektif mengingat kondisi lokasi dimana antenna didirikan yang kurang menguntungkan.  Akhirnya saya mencoba bereksperimen dengan antenna EFHW alias End Fed Half  Wave.

Antenna EFHW merupakan antenna yang terbuat dari kawat, dengan panjang 1/2 lambda, yang diumpan pada bagian ujungnya.  Karakteristik antenna ini adalah impedansinya tinggi pada orde kilo ohm dan tidak memerlukan grounding yang rumit, sedangkan bentuk gelombang radiasi yang dipancarkan serta pola distribusinya sepanjang kawat antenna sama dengan dipole biasa.  Dengan karakteristik tersebut maka antenna EFHW sangat cocok sebagai antenna portable yang praktis atau sebagai stealth antenna jika kondisi lingkungan tidak memungkinkan didirikannya antenna yang tampak menyolok atau mengganggu pemandangan. Antenna EFHW bisa dipasang vertikal, horisontal, miring ke satu sisi, bahkan bisa membentuk huruf V terbalik (inverted) no problem.

Kendala yang dihadapi dalam penggunaan antenna EFHW adalah impedansinya yang tidak match dengan impedansi sebagian besar pesawat pemancar yaitu 50 ohm, sehingga untuk pemanfaatan yang efektif diperlukan penyesuaian impedansi.  Rangkaian cukup sederhana dan bahannya mudah didapat bisa dilihat pada skema sebagai berikut :

EFHW Skema

Hasil setelah disolder adalah sebagai berikut :

DSC00124-kecilDSC00125
Dipasang pada antenna betulan lihat nih :

DSC00131-kecil
Bisa terlihat antenna eksperimen saya tumpang tindih antara inverted V terlihat tiang tengahnya itu pipa pralon, dan antenna Cobra terlihat koil balunnya.

HASIL EKSPERIMEN :
1.  Antenna EFHW-nya sendiri tidak ada sesuatu yang aneh dan harus diterangkan secara khusus, hanya berupa kawat tembaga diameter 1 mm sepanjang 1/2 lambda, saya stel sesuai frekuensi 6,995 MHz menurut rumus yang semua orang sudah tahu tidak perlu saya jelaskan lagi.  Seperti terlihat pada foto, separuh antenna saya pasang miring mengikuti genting sampai ke pipa listrik, kemudian separuh lagi arah horisontal.  Bentangan antenna adalah Utara – Selatan dengan pertimbangan utama pada arah Barat – Timur ada tetangga sebelah gedung tingkat tiga, di samping juga dengan arah bentangan antenna tersebut akan diperoleh arah pancaran Barat – Timur sehingga bisa menjangkau semua bagian Pulau Jawa.  Titik tertinggi antenna yang saya buat yaitu di atas pipa listrik sekitar 9 m dari permukaan tanah.
2.  Pembuatan tuner tidak sulit, hanya pada awalnya saya membuat sesuai skema yang menggunakan toroid untuk kopling ke SWR-nya tetapi ternyata tidak bisa berfungsi optimal.  Akhirnya saya pilih rangkaian seperti pada gambar di atas yang menggunakan kopling RC.
Saya menggunakan Varco besi spasi rapat untuk tuning tetapi saya hubungkan secara seri sehingga kapasitasnya berkurang tetapi kemampuan tegangannya meningkat.  Stator saya isolasi dari ground dan hubungan ke koil  adalah pada masing-masing rotor yang ada (tidak ada hubungan ke stator).

Koil dibuat dari kawat email diameter kira-kira 0,8 mm dililit pada batang ferit ex radio 2 band.  Lilitan primer jumlah 9 lilit menyesuaikan impedansi input dari pemancar 50 ohm, dan lilitan sekunder 30 lilit.  Koil berupa autotrafo sehingga dibagi 2 lilitan 9 + 21 lilit. Lilitan primer ( 9 lilit ) mempunyai induktansi sekitar 4,55 uH. Silahkan menyesuaikan jika anda menggunakan jenis inti yang lain untuk trafo RF.
Apabila dilihat pada foto, silahkan anda zoom, bisa dilihat bahwa jumlah lilitan total adalah 90 lilit untuk menyediakan rasio lilitan 1 : 10.  Namun demikian setelah dilakukan pengetesan dengan dummy load resistor 4k7 ohm sesuai karakteristik impedansi antenna EFHW sekitar 5000 ohm ternyata cukup digunakan tap pertama dengan rasio lilitan 1 : 3 saja sehingga tap lainnya tidak perlu dipakai.  Jika anda akan membuat silahkan pakai jumlah lilitan sesuai skema saja.  Dalam hal ini maka anda tidak perlu memasang switch rotary dan boks serta perkabelan bisa lebih ringkas lagi.
Saya menghubungkan kawat counterpoise pada titik ground tuner sepanjang 10 meter saya pasang pada lisplang tegak lurus bentangan antena, sejajar tanah dengan ketinggian sekitar 2 m dari tanah. Counterpoise ini bisa anda pasang atau tidak, bisa juga berupa kawat pendek saja sekitar 2 meter, silahkan dicoba-coba sendiri dan tidak terlalu kritis.

3.  Rangkaian tuner ini sudah dilengkapi indikasi SWR berupa lampu LED.  Cara tuning adalah pemancar diatur pada posisi TX, biarkan carrier terpancar dengan power sekitar 1 Watt.  Untuk pemancar SSB perlu diatur pada balance modulatornya agar terdapat carrier bocor.  Posisikan switch pada SWR, lihat indikasi pada LED.  Jika belum match akan tampak bersinar, silahkan putar varco sampai LED padam berarti antenna sudah match pada 50 ohm.  Kembalikan saklar pada posisi OPR dan antenna sudah siap digunakan untuk berkomunikasi pada frekuensi tersebut.

CATATAN :  Antenna EFHW dan tuner di atas sudah saya gunakan berkomunikasi dengan mode SSB pada band 40 m, dari Semarang  ke Bogor, Bekasi, Malang, Jombang, Gresik.  Ke luar Jawa belum sempat dicoba.

UPDATE :
Saya merubah counterpoise diperpendek menjadi hanya sepanjang 2 meter, tetap bisa dituning secara sempurna menjadi 50 ohm tanpa kesulitan. Percobaan transmit dalam bulan Ramadhan 2013 dengan kondisi QRM tebal dapat diterima dan berkomunikasi dengan baik sampai ke BALI ( ? ).

UPDATE :
Mengevaluasi kembali performance pancaran dari antenna EFHW + Tunernya yang masih belum memuaskan, saya ganti rangkaian tuner menggunakan L-Match yang sekaligus berfungsi sebagai Low Pass Filter. Lumayan hasilnya, antenna tetap bisa di-tune dengan baik dan bisa digunakan komunikasi tembus ke Jambi.

Rangkaian L-Match ini bisa menjembatani impedansi output pemancar 50 ohm ke impedansi antena antara 300 ohm s/d 5000 ohm.

Skema rangkaian seperti di bawah ini, untuk indikator tetap menggunakan seperti di atas.

EFHW L-Match Skema

EFHW L-Match Foto-1

EFHW L-Match Foto-3

Antenna bisa dituning dengan baik pada beberapa posisi tap, dengan putaran varco yang berbeda. Silahkan dipilih yang memberikan hasil paling baik.

UPDATE :
Saya pernah mencoba tuning antena ini berdasarkan indikasi power output.  Antena dituning melalui perubahan L dan C sampai power yg terbaca pada Field Strength Meter maksimum.  Setelah dicoba dipancarkan ternyata hasilnya tidak maksimal.  Akhirnya saya kembali ke setting melalui indikator LED yaitu dituning sampai LED mati, hasilnya kembali seperti semula yaitu MEMUASKAN.

Selamat mencoba ! ! !

z

Linear Amplifier KERE 50 watt

Resah mencoba membuat berbagai linear amplifier sesuai skema yang beredar di jagad hombro dan belum berhasil membuat yang powernya cukup besar, akhirnya saya memutuskan membuat sendiri untuk yang kesekian kalinya. Berhubung waktu pelajran penguat Push Pull saya ketiduran, maka saya bikin yang Single Ended saja. Di samping rangkaiannya sederhana, merakitnya lebih cepat, dan yang paling penting jika terjadi musibah maka korban jiwa hanya 1 orang eh … hanya sebutir irex saja. Dengan demikian frekuensi eksperimen bisa lebih sering sehingga kemungkinan menemui keberhasilan juga lebih besar.
Akhirnya sampailah pada skema yang sudah 75 % berhasil sebagai berikut :

Skema Linier 50 Watt

Hasil solder menyolder adalah sebagai berikut :

Single Ended 50W
Nah rangkaian saya test pada frekuensi 6,995 MHz, arus idle Drain 100 mA, input dari driver impedansi 50 ohm dan power sekitar 5 – 7 Watt, exciter transceiver SSB Ararinha dari PY2OHH OM Miguel.  Dengan power supply 25 Volt bisa menarik arus 3,0 – 3,5 Ampere dan tegangan RF pada dummy load 50 ohm adalah 55 Volt, atau setara dengan power 60 Watt.  Tapi perlu diingat, pengetesan dilakukan pada rangkaian yang belum dipasang Low Pass Filter.
Apakah sudah bisa mancar ?  Saya kurang tahu, tetapi Field Strength Meter yang tergeletak pada jarak 20 cm dari AVOmeter yang saya pakai mengukur output tegangan RF ternyata jarumnya bergerak2 sampai mentok sekalipun kabel inputnya tidak ditempelkan ke sumber sinyal.  Apakah terjadi karena pancaran RF atau bukan saya belum bisa memastikannya untuk saat ini.  Sorry ya, Brow.

Bagaimana proses saya merancang rangkaian tersebut, kita ikuti Episode berikut ini :

A.  INPUT

Saya punya driver dengan impedansi output 50 ohm sehingga harus mendapat beban 50 ohm juga supaya daya bisa tersalur optimal.  Bentuknya berupa autotrafo RF jadi perlu dihitung induktansinya dulu.  Rencananya kita mau gabung geng orong2 maka frekuensi tengah berada di 6,995 MHz.

Rumusnya kalo tidak salah  XL = 2 x Pi x f x L  dimana XL dalam ohm, f dalam Hertz dan L dalam Henry

L  = XL / ( 2 x Pi x f )

= 50 / ( 2 x 3,14 x 6995000 )

=  1,14 uH

Saya coba ambil kawat email sembarang saja yang diameternya tidak terlalu tipis, dicoba gulung pada benda terdekat juga ada spidol kecil langsung gulung disitu 5 lilit terus diukur pakai LC meter.  Ternyata dapat 0,32 uH padahal saya butuh 1,14 uH.

Perbandingan lilitan = akar kuadrat dari perbandingan L

= akar kuadrat ( 1,14/0,32 )

= akar kuadrat 3,5625

= 1,89

Sehingga jumlah lilitan untuk 1,14 uH adalah 1,89 x 5 lilit = 9,45 lilit maka kita bulatkan saja jadi 10 lilit.
Sesudah saya ukur panjangnya koil 10 lilit itu kira2 ada 7 mm maka kira2 kawat emailnya diameter 0,7 mm dan kokernya pakai spidol kecil Snowman warna merah.

Oke Boss, sekarang sinyal RF harus masuk ke Mosfet berapa impedansinya ?  Saya mau pake IRF540 maka dilihat pada data sheet pada input IRF ada kapasitif  Ciss = 1960 pF perlu kita hitung impedansinya.

XC = 1 / ( 2 x Pi x f  x C )  dimana  XC dalam ohm, f dalam Hertz dan C dalam Farad.

= 1 / ( 2 x 3,14 x 6995000 x 1960 x 10 pangkat -12 )

= 1 / 0,0861

= 11,6 ohm

Kita sudah punya koil 50 ohm dengan jumlah 10 lilit, dimana posisinya 11,6 ohm ?  Kita pakai rumus perbandingan impedansi dan lilitan seperti di atas.

Perbandingan lilitan = akar kuadrat dari perbandingan L

= akar kuadrat ( 11,6/50 )

= akar kuadrat 0,232

= 0,48

Sehingga posisi 11,6 ohm adalah pada 0,48 x 10 lilit = 4,8 lilit kita bulatkan saja pada 5 lilit.  Tapi, saya dapat wangsit pakai 4 lilit saja makanya saya pilih perbandingan 4 lilit untuk ke Mosfet dan ditambah 6 lilit untuk input dari Driver.  Anda mau pilih berapa lilit terserah saja kan resikonya ditanggung sendiri hehehe . . .

B.  POWER

Untuk sementara bagian input sudah beres Boss, sekarang timbul pertanyaan penguat irex ini mau ditarget berapa watt outputnya ?  Berdasarkan pengalaman bahwa Power Mosfet yang tidak dirancang untuk penguat linier ini paling2 penguatannya antara 5 sampai 10 kali saja.  Mengingat driver saya power outputnya 8 watt sambil teriak2, paling juga 5 watt kalau ngomong santai, maka saya targetkan output 75 watt saja dulu.

Saya punya power supply 25 Volt 10 Amper, jadi berapa beban yang harus diberikan pada Drain irex ?

XDrain = VCC kuadrat / ( 2 x Power ) dimana XD dalam ohm, VCC dalam Volt dan Power dalam Watt

= 25 kuadrat / ( 2 x 75 )

= 625 / 150

= 4,17 ohm

TAPI Boss, untuk beban koil di kolektor atau Drain ini biasanya dikalikan 4 atau 5 kali minimal.  Saya pilih 5 kali saja ya jadi pada Drain perlu diberi beban 5 x 4,17 = 20,85 ohm.  Berapa induktansi koil yang harus dipasang disitu ?  Pakai rumus lagi Boss . . .

L  = XL / ( 2 x Pi x f )

= 20,85 / ( 2 x 3,14 x 6995000 )

=  0,475 uH

Saya merencanakan untuk transfer daya pada output menggunakan ferit tubing, maka saya kumpulkan stock yang ada dan coba2 dipasangi kabel dan diukur pakai LC meter.  Ternyata ada yang induktansinya sekitar 0,5 – 0,6 uH ya saya pakai tubing yang satu itu.  Pemasangannya pakai kabel serabut biasa yang agak besar kira2 cukup melewatkan arus sekitar 4 sampai 5 Amper saja, dan cukup 1/2 lilit  alias kabel hanya dilewatkan dari satu ujung tubing ke ujung lainnya lewat lubang tengah, sama sekali tidak dililitkan.  Begitu Bosss . . .

C.  OUTPUT

Biasa ya Boss, output kita rancang untuk impedansi 50 ohm.  Sementara pada Drain kita punya impedansi 4,17 ohm ya kita pakai rumus lagi deh.

Perbandingan lilitan = akar kuadrat dari perbandingan L

= akar kuadrat ( 50/4,17 )

= akar kuadrat 12

= 3,46

NAH LO.  Kalau dibulatkan jadi 4 maka untuk lilitan sekunder 4 x 0,5 lilit jadi 2 lilit.  Bisa sih dibuat, tapi konstruksinya jadi aneh.  Akhirnya saya pilih 3 kali 0,5 lilit = 1,5 lilit saja sehingga lilitan tetap bisa mulai pada satu ujung tubing, melingkari tubing dan keluar di ujung tubing yang satu lagi, Lebih praktis dari segi konstruksi toh kalau kurang pas bisa kita koreksi setelah eksperimen.

Jadi begitulah bagaimana saya mendapatkan perincian komponen pada skema di atas.  LANJUTKAN BOSS.

D.  Hasil Eksperimen :

1.  Semula pakai IRF540, semuanya mati gara2 sebagai berikut :
-  Salah membaca skala pada AVOmeter analog waktu menyetel bias, dikira tegangan masih 2 Volt diputar terus ternyata melebihi 4 Volt langsung korslet.
-  Sesudah mengatur tegangan bias ternyata ground untuk supply mosfet belum terhubung ke exciter.  Begitu dihubungkan keluar bunga api mosfet juga korslet.

-  Sesudah mengatur bias dengan betul ground sudah terhubung, pindah kabel supply dari meteran mA ke meteran Ampere keluar bunga api, korslet juga.

-  Semua sudah terhubung dengan betul, dicoba transmit pada dummy load bicara santai bisa menarik arus sampai 5 Ampere.  Dicoba berbicara agak lantang meteran mentok tapi selesai bicara amper tidak mau turun akhirnya korslet lagi.  Belum sempat melihat tegangan RF-nya keburu mati huh . . .

-  Habis sudah stok IRF540 demikian juga stok sikring 10 Amper tinggal 1 biji.  Dipasang ulang, cari sisa mosfet bongkar2 laci dan plastik kresek tempat komponen.

2.  Ketemu stok mosfet IRF830, parameternya berbeda dengan IRF540 tapi dicoba sajalah.  Ada 2 biji masih bisa untuk perbaikan.  Dari eksperimen terakhir jelas rangkaian sudah bisa dipakai sebagai penguat tapi muncul ketidakstabilan saat ada sinyal besar.  Saya coba pasang dioda zener 16 Volt back to back sebagai pengaman di Gate tapi begitu di ON kan rangkaian malah korslet.  Zener saya pindah sebelum kapasitor kopling input tapi rasanya kok tidak meyakinkan akhirnya saya cabut lagi.  langkah terakhir saya pasang resistor 22 ohm/2 Watt paralel 2 buah sesudah koil input.  Langsung dicoba Boss . . .
Ternyata dengan metode standar testing pemancar, teriak AAAAAA dan WOOOO-KEEEEEE, rangkaian bisa menarik arus antara 3 – 3,5 Amper, kadang2 sampai ke 4 Amper dan jarum amper langsung kembali ke tempat semula.
SIIIIPPP  Lah . . .
Tegangan RF terukur 55 Volt pada dummy load 50 ohm, belum dipasangi Low Pass Filter.

Ingat ya Boss, saya mengatur bias pada idle current di Drain hanya 100 mA saja.  Kalau lebih dari itu, di 120 mA atau 150 mA cenderung naik lagi sedikit2 saya belum tahu sampai berapa banyak kenaikannya, jika terlalu besar akan membahayakan dan membunuh mosfetnya.
Saya belum mencoba untuk komunikasi sehingga belum tahu bagaimana kualitas modulasi yang dipancarkan.

3.  Kemungkinan pengembangan :
-  Disesuaikan impedansi ke irex, menyesuaikan nilai Ciss IRF830 atau jenis lain yang dipergunakan.
-  Mencoba merubah jumlah lilitan pada koil output, bisa jadi rumus saya di atas kurang betul hehehe . . .
-  Kasih tegangan untuk Final yang lebih besar, misalnya 50 Volt atau lebih sesuai kemampuan irex-nya.  Siap2 meletus ya Boss hehehe . . .

CATATAN :

Mohon maaf sebelumnya, perhitungan di atas cuma dari campur aduk memori saya dan belum cross check dengan buku primbon alias vademekum.  Silahkan mengikuti dengan resiko ditanggung sendiri, kalau saya salah mohon dikoreksi.

Selamat bereksperimen.

UPDATE :
1.  Pasang LPF frek cut off 9 MHz 5 pole, power turun 50 %.  Waduhh . . .
2.  Dicoba test transmit agak lama, driver panas dan arus idle abnormal.  Indikasi beban output driver kurang cocok, coba lihat primbon.
KOREKSI :  Penghitungan impedansi input, untuk nilai koil seharusnya juga dikalikan 4 atau lebih.  Sehingga untuk input 50 ohm maka koilnya harus impedansi 200 ohm atau lebih.  Untuk skema di atas maka yang semula 10 lilit menjadi 19 lilit.
Tap ke gate mosfet, karena saya ganti IRF830 dengan Ciss sekitar 600 pF impedansi kira2 39 ohm, dikalikan empat, akhirnya jumlah lilitan 17 lilit.
3.  Bongkar driver 8 Watt, dicoba pakai 1,0 Watt saja pakai Linier Amplifier Class A.  Output sesudah LPF bisa 8 Watt.

4.  KOREKSI LAGI :  sesudah dilakukan pengukuran ulang terhadap koil output maka yang dinyatakan 1/2 lilit di atas sebenarnya adalah 1 lilit, karena pakai tubing hanya satu dianggap seperti toroid biasa yaitu dihitung 1 lilit begitu melewati lubang tengahnya.  Pada ferit binokuler kawat email dalam 1 lilit melewati 2 lubang, sehingga apabila melewati hanya 1 lubang dihitung 1/2 lilit.  Kayaknya kok begitu hehe . . .
5.  Mencoba merubah lilitan sekunder pada koil final.  Yang semula dikatakan 1,5 lilit (padahal 2 lilit karena 2 kali melewati lubang tengah), dinaikkan jadi 3 lilit.  Power malah menurun sehingga lilitan sekunder dikembalikan seperti semula.

6.  SELEP ( Self Oscillation)
Sesudah berbagai penyesuaian di atas ternyata terjadi gejala seperti ini :  Pada saat PTT dipijit untuk transmit indikator arus Drain masih menunjukkan arus idle normal sekitar 100 mA.  Ketika saya bicara didepam mic WOOOOKEEEE maka arus naik ke 2 – 3 Ampere.  Begitu berhenti bicara maka jarum amper turun, tetapi tidak kembali ke posisi arus idle melainkan diam pada arus 1 – 1,5 Ampere.  Ini mengindikasikan penguat RF bergetar sendiri alias SELEP.
Yang saya kerjakan adalah mengurangi bias sampai jarum amper turun ke posisi arus idle, PTT di off kan atau dilepas.  Dicoba kembali seperti di atas, sampai jarum amper tidak nangkring lagi, kembali ke posisi idle current begitu kita selesai bicara.
Tentunya setelah penyetelan ini ada kemungkinan arus idle tidak lagi 100 mA tapi nilai itulah yang paling tepat untuk penguat linier kita sesuai beban yang ada.  Silahkan dicoba setelah test dengan dummy load langsung dipasang ke antenna.  Ada kemungkinan kita harus menyetel ulang supaya pas dan tidak selep lagi.  Perlu diketahui arus idle ini bisa sampai serendah 20 mA saja jadi tidak perlu ragu-ragu mulai dari arus yang kecil saja dulu.

Eksperimen selanjutnya : menambah driver pakai irex 10 Watt.  Apakah powernya bisa 10 W x 8 = 80 Watt sesudah LPF ?  Lanjutkan Brow . . .

UPDATE :
Versi lain dari Si KERE, dikecilkan menyesuaikan ukuran heatsink :

Lin 13 - 18 Watt
Mosfet yang digunakan adalah IRF830. Perbedaan dengan Si KERE adalah tidak dipasang rangkaian RC feedback dari Drain ke Source, kemudian pada Gate tidak ada resistor 10 ohm diganti ferrite bead (dari trafo IF jadul, ferit-nya bolong).  Pada output juga sudah dipasang Low Pass Filter 3 pole.
Rangkaian ini dirancang untuk 12,5 Watt dengan power supply 25 Volt.  Ditest menggunakan exciter Ararinha input power 1 Watt, output tegangan RF pada dummy load bisa 25 – 28 Volt atau power sekitar 12 – 15 Watt.

 

UPDATE :
Bagi anda yang benar2 perlu acuan menghitung induktor/koil, saya sudah coba buat dan ukur untuk impedansi 50 ohm = 4,55 uH :
Jumlah 36 lilitan pada koker spidol kecil Snowman atau yang sejenis.  Panjang lilitan = 2,5 cm dengan kawat email 0,7 mm.
Dipersilahkan menyesuaikan simulasi hitungan koil sebelumnya dengan update terakhir ini.

z

LINEAR AMPLIFIER CLASS A – 2,5 WATT

Membuat Linear Amplifier itu mudah, tetapi hasilnya belum tentu sesuai yang diharapkan, begitulah kira-kira kesimpulan kita yang sudah sering membuat tetapi belum pernah berhasil.  Saya juga sudah beberapa kali membuat Linear Amplifier khususnya yang menggunakan Mosfet, bisa dianggap berhasil untuk level QRP, tetapi terus terang saya tidak puas karena hasilnya tidak konsisten.  Banyak sekali faktor yang mempengaruhi sehingga rangkaian tersebut tidak memberikan hasil yang sama ketika dibuat kembali.
Sekitar dua puluh tahun yang lalu saya mempunyi kenangan indah membuat Linear Amplifier kelas A yang hasilnya baik dan sangat stabil bersumber dari majalah Elektron, sayangnya saya sudah tidak bisa menemukan lagi skema rangkaian tersebut.  Untunglah rekan ada  yang share buku Solid State design for the Radio Amateur karangan Wes Hayward dan Doug DeMaw yang antara lain membahas juga tentang Linear Amplifier.
Inilah rangkaian Linear Amplifier kelas A yang dirancang untuk penguat SSB dan saya comot untuk eksperimen kali ini :

Linear Class A 2,5 Watt - Skema-001

Sesudah disolder jadi seperti ini :

Linear Class A 2,5 Watt-001

HASIL  EKSPERIMEN :

Saya membuat rangkaian ini dalam beberapa tahap, maksudnya tidak langsung sekali jadi.

Pertama, saya mencoba membuat tahap terakhir dengan dua transistor 2N3553 paralel, kesimpulannya rangkaian stabil, panas pada transistor cukup tinggi, dan power yang dihasilkan belum sesuai harapan.  Kestabilan rangkaian saya tes dengan dihubungkan pada exciter BITX, pada oscilator DDS dan Vackar, bahkan inputnya saya sentuh pakai jari tetap tidak terjadi osilasi liar.

Kedua, saya mencoba membuat rangkaian tiga tahap, nilai komponen sesuai pada skema di buku acuan, tahap terakhir menggunakan transistor 2SC1162.  Hasilnya ada peningkatan power tapi belum memadai, transistor cukup panas sehingga semua transistor harus diberi heatsink / pendingin.
Selanjutnya saya membandingkan skema-skema sejenis dan dimodifikasi semua resistor yang pada skema nilainya 4,7 k saya ganti dengan 4,7 ohm.  Hasilnya power bisa meningkat sesuai yang diharapkan, tegangan output RF pada dummy load 50 ohm bisa mencapai 10 Volt dengan input dari oscilator.

Ketiga, saya membuat lagi sesuai tahap kedua, kali ini tahap terakhir menggunakan 2 transistor 2SC1162 paralel dengan nilai resistor pada emitor masing-masing adalah 2 x 15 ohm.  Tegangan RF output bisa mencapai 17 Volt, tetapi apabila oscilator dimatikan masih terdapat tegangan RF sekitar 1,5 Volt.  Pada saat osilator dimatikan terjadi lonjakan tegangan RF sampai 20 Volt baru kemudian perlahan-lahan turun sampai 1,5 Volt.
Saya menduga telah terjadi osilasi pada tahap-tahap penguat maka saya coba merubah nilai RE pada masing-masing tingkat.  Upaya ini bisa berhasil tetapi power output menjadi rendah, sehingga semua komponen saya kembalikan seperti semula.

Dugaan saya pada level output lebih dari 1 Watt maka pengaruh RF ke jalur perkabelan cukup besar sehingga harus dipasang kapasitor by pass.  Maka dipasanglah kapasitor 0,1 uF dan 10 uF pada ujung-ujung jalur + 12 V dan 0,1 uF di bagian tengah, ternyata rangkaian bisa normal lagi.

Rangkaian Linear Amplifier kelas A ini mempunyai karakteristik impedansi input dan output 50 ohm sehingga dummy load bisa langsung dipasang pada output rangkaian.  Dengan input dari oscilator Vackar, output tegangan RF pada dummy load 50 ohm mencapai tegangan 16 Volt atau power sekitar 2,6 Watt.  Peningkatan power bisa dengan merubah RE pada transistor tahap akhir tapi hati-hati karena menimbulkan panas yang lebih besar lagi.
Rangkaian ini mengambil arus sekitar 0,8 Ampere pada tegangan 12 Volt sehingga faktor efisiensinya hanya sekitar 25 % saja.

Bagi rekan yang tidak punya induktor 15 uH silahkan digulung seperti L1 pakai kawat yang lebih tipis.  Yang malas membuat gulungan bifilar atau tidak punya toroid bekas lampu hemat energi silahkan T1 diganti dengan koil 15 uH, rangkaiannya lihat seperti tahap kedua.

Jangan takut mencoba, ingat motto kita homebrewewer :  Tidak ada rotan, APAPUN jadi hehehe . . .

Selamat mencoba, dengan level power ini sudah cukup untuk mendorong penguat Push Pull IREX.  LANJUTKAN ! ! !

z

Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.

Bergabunglah dengan 959 pengikut lainnya.