Membuat Booster / RF Amplifier Menggunakan Transistor 2SC1971

   Dengan banyaknya hujan, angin dan juga petir terkadang membuat khawatir rekan-rekan briker akan kondisi antena yang berada di luar, sehingga terkadang kita perlu sedikit menurunkan antena untuk menghindari angin dan petir tentu saja.  Efek sampingnya tentu saja receiver akan sedikit "budeg" (tuli) sehingga komunikasi menggunakan pesawat mini (power < 1 watt) akan terganggu.

Kita ibaratkan saja jika kita berbicara dengan orang yang telinganya agak terganggu pendengarannya, apa yang Anda lakukan ? Tentu saja dengan meningkatkan power (volume) suara agar lawan bicara bisa mendengarkan apa yang kita percakapkan.

   Sedikit basa-basi untuk membuka topik yang akan penulis share kali ini yaitu membuat booster / RF Amplifier menggunakan transistor 2SC1971.  Dengan adanya latar belakang permasalahan diatas, maka Penulis berusaha membuat penguat untuk pesawat transceiver Penulis yang hanya berkekuatan 200 - 400 mwatt.  

Poorman WBFM VHF Transceiver 71 - 84MHz

Tanpa merubah desain dari pesawat transceiver tersebut, maka rangkaian ini bisa juga dinamakan external booster, karena menggunakan sistem pen-saklaran menggunakan relay yang digerakkan oleh RF Sensor untuk menghubungkan output transceiver dengan input penguat dan juga menghubungkan output booster dengan antena.  Sementara apabila kita dalam posisi receive, maka relay akan menghubungkan antena dengan input tuner receiver.

   Terdapat dua rangkaian yaitu RF Sensor sebagai pemicu relay untuk memisahkan TX dan RX, serta rangkaian utamanya yaitu RF Amplifier menggunakan Transistor 2SC1971 lengkap dengan Low Pass Filter.  Skema RF Sensor adalah seperti di bawah ini :

Sedangkan rangkaian Booster / RF Amplifiernya adalah seperti di bawah ini :

Mungkin sedikit berbeda dengan kebanyakan rangkaian yang biasanya menggunakan Kelas C.  Penulis mencoba mempekerjakan 2SC1971 pada Kelas AB dengan maksud agar didapatkan power yang linier pada range frekuensi 71 - 84MHz, sehingga tidak perlu lagi melakukan tuning setiap kali berpindah frekuensi.  Satu hal yang menjadi catatan penting, yaitu setelah rangkaian dirakit, komponen terpasang semua, maka berilah tegangan 12 volt, kemudian tanpa input sinyal, cek menggunakan voltmeter pada Kaki Basis 2SC1971.  Bila rangkaian bekerja normal, maka tegangan yang terukur adalah sebesar 0,65 volt dan transistor tetap dalam keadaan dingin.

Foto di bawah ini pada saat proses perakitan dan pengetesan rangkaian yang sudah Penulis buat.

Toroid bisa kita buat dari bekas lampu hemat energi, dengan cara melilitkan kawat email sekitar 0,8mm sampai penuh.  Pemasangan komponen sengaja Penulis buat bergaya "surface mount" untuk memudahkan pemasangan heatsink untuk transistor.  Tidak perlu kita beri pendingin secara khusus untuk transistor, karena body 2SC1971 adalah Emitor, sehingga cukup kita bor PCB dan kita sekrupkan transistor ke PCB dan box.  Dalam hal ini Box sekaligus berfungsi sebagai pendingin.

Rangkaian di dalam box tampak dari atas

Rangkaian di dalam box tampak dari depan

Bisa juga kita tambahkan saklar dan indikator power serta indikator Transmit.  Pada foto diatas Penulis bermaksud menambahkan aksesoris Power Meter.

Rangkaian di dalam box tampak dari samping

Rangkaian di dalam Box tampak dari belakang

Pada foto diatas Box tampak dari belakang, soket BNC pada sebelah kiri adalah inputnya yang akan di sambungkan dengan output transceiver, sedangkan soket sebelah kanan kita sambungkan dengan antena.

Rangkaian yang sudah jadi di dalam Box

Foto diatas merupakan rangkaian yang sudah jadi, dengan penambahan aksesoris Power Meter sekedar untuk mengecek keluaran dari RF Amplifier.  Dengan demikian apabila kita menginginkan mode low power untuk lokalan, cukup kita switch OFF dan apabila ingin menggunakan mode high power, tinggal kita switch ON.

RF Amplifier ketika dipasangkan dengan Transceiver

Akhirnya, tuninglah capasitor penyesuai impedansi input dan output sehingga didapatkan keluaran yang optimal.

Hasil pengukuran menggunakan SWR dan Power Meter

Apabila para Pembaca berniat untuk merangkainya, maka dibawah ini Penulis sertakan Layout PCB serta desain PCB yang sudah penulis edit.

Tata Letak Komponen (PCB ukuran 7,6 x 7,6 cm)

Desain PCB ukuran 7,6 x 7,6 cm

Desain PCB diatas menggunakan cara "surface mount" untuk peletakan komponennya, sehingga akan terlihat terbalik.
Bila para pembaca kesulitan mendapatkan transistor 2SC1971, silakan mengontak Penulis.
Akhirnya Penulis ucapkan selamat mencoba dan semoga sukses.

Receiver NBFM menggunakan IC MC3357

Sedikit berbeda dengan postingan sebelumnya yang banyak mengulas tentang pembuatan receiver jenis WBFM, maka kali ini Penulis akan coba menshare pembuatan Receiver NBFM (Narrow Band Frequency Modulation) dengan menggunakan IC MC3357.  Modulasi NBFM biasa dipergunakan untuk keperluan komunikasi, sehingga diharapkan dengan band yang narrow (sempit) akan dihasilkan pancaran yang lebih jauh bila dibandingkan modulasi wide band.  Modulasi jenis ini biasa diterapkan pada pesawat HT (handheld transceiver) atau walkie talkie yang oscilatornya menggunakan kristal.  Skema aslinya adalah seperti di bawah ini :

 

NBFM Receiver MC3357 + Squelch + Signal Meter

Sedikit berbeda dari skema aslinya Penulis tambahkan penguat IF menggunakan transistor C9018 sebelum masuk ke kaki nomor 16 untuk lebih meningkatkan kepekaan.  Penulis juga tidak menggunakan induktor 1mH serta IC regulator ganti menggunakan 7806.  Pada skema tersebut terdapat jumper antara kolektor transistor BC547 ke IC LM386 kaki nomor 7 sebagai fungsi squelch.

Hasil jadinya adalah sebagai berikut :

Pada hasil jadi tersebut Penulis menggunakan Front-end Tuner Blok VCO merek Mitsumi yang bekerja pada frekuensi 70-110 MHz karena rencananya akan digunakan sebagai receiver untuk keperluan "brik-brikan" di frekuensi bawah.  Para Pembaca juga bisa menggunakannya sebagai scanner 2 meteran cukup dengan mengganti bagian front-endnya menggunakan Tuner Blok yang sudah dimodifikasi untuk receiver 2 meteran.  Hasilnya sangat memuaskan, selektifitas sangat maksimal, meskipun sensitifitas dari Tuner Blok VCO yang sangat terbatas.

Receiver NBFM ini bekerja "dual conversion", artinya pada tuner blok frekuensi oscilator akan di mixdown oleh frekuensi yang tertala menjadi 10,7MHz, kemudian masuk ke IC MC3357 di mixdown lagi oleh x-tal 10,245MHz, sehingga IF menjadi 455KHz.

PCB + Layout Komponen + Dimensi

Layout Tata Letak Komponen

PCB ukuran 6 x 9 cm

Apabila para Pembaca ingin mencoba membuatnya, Penulis ucapkan selamat mencoba semoga sukses.

Membuat Transmitter untuk Brik-brikan

Pemancar ini merupakan hasil perbaikan dari pemancar sebelumnya yang menggunakan Tuner Blok sebagai oscilatornya.  Pada versi sebelumnya (baca : http://elektronikanalog.blogspot.com/2013/08/200-400-mwatt-vhf-fm-transmitter.html) ukuran resistor bias hanya meniru yang biasa dibuat oleh rekan-rekan briker.  Namun pada kesempatan kali ini ukuran resistor bias benar - benar ditetapkan melalui sebuah perhitungan sehingga ketika tidak ada sinyal yang masuk, maka basis transistor akan mendapatkan tegangan sebesar 0,6 - 0,7 volt sehingga transistor akan tetap dingin dan ketika mendapatkan sinyal input, maka transistor hanya akan terasa hangat.

Semua tingkatan Buffer dan Final bekerja pada kelas A, sehingga akan didapatkan power output dari 200 - 400 mwatt pada rentang frekuensi 72 - 87MHz.  Penulis tambahkan juga Low Pass Filter, sehingga dihasilkan sinyal yang bersih dan diharapkan agar tidak memunculkan spletan yang mengganggu siaran radio maupun televisi.  

Karena pemancar ini dikhususkan untuk berkomunikasi atau brik-brikan, maka Penulis tambahkan juga relay untuk pergantian power dan antena antara Transmitter dan Receiver.  Di dalam skema maupun gambar belum penulis sertakan toogle switch untuk keperluan zerobeat, namun dalam layout maupun skema sudah Penulis sertakan keterangannya.  Pada saat proses zerobeat (menyamakan frekuensi), maka toggle switch akan mengalirkan tegangan ke regulator 7809 yang memberikan tegangan untuk oscilator dan preamp mic saja, sehingga pada receiver akan menerima sinyal dari oscilator yang sudah dimodulasi.

skema rangkaian

Ketika PTT (push to talk) switch ditekan, maka tegangan akan mengalir pada buffer & final sehingga akan terpancar sinyal ke antena, sementara power dan antena ke receiver akan terputus.  Di bawah ini merupakan rangkaian yang sudah jadi.

Pengetesan pada frekuensi 72,7MHz powermeter menunjukkan sekitar 300mwatt

Sedangkan pada frekuensi 83,9MHz power meter menunjuk sekitar 200mwatt

Hasil test cukup memuaskan ketika Penulis koneksikan dengan antena groundplane dengan ketinggian kurang lebih 10 meter dapat Penulis gunakan untuk berkomunikasi dengan salah seorang rekan yang berjarak sekitar 8-10 km dengan sinyal diterima 80% dan modulasi yang jernih.  Dan yang lebih mengejutkan lagi ketika Penulis coba untuk membuka RPU (radio pancar ulang) yang berjarak kurang lebih 100 km dari Penulis, pada frekuensi 72,7MHz ternyata bisa diterima dengan modulasi yang sangat jelas.

Apabila para Pembaca berminat untuk membuatnya dibawah ini Penulis sertakan desain PCB, layout dan tata letak komponennya.

Tata Letak Komponen

PCB ukuran 4,92 x 9,95 cm

Pada desain PCB diatas bagian ground belum penulis blok, sehingga pada saat proses pembuatan PCB, silakan diblok sendiri bagian ground-nya.  Usahakan agar bagian ground atau kutub negatif, terutama pada rangkaian pemancar adalah sebanyak mungkin, untuk meminimalkan munculnya osilasi liar dan harmonisa.

Akhirnya Penulis ucapkan selamat mencoba dan semoga sukses.

FM Receiver menggunakan IC LA1260 & LM386 plus Sinyal Meter

Lama sekali rasanya Penulis tidak mengupdate blog ini.  Tentu saja karena kesibukan pekerjaan serta beberapa eksperimen yang kiranya belum pantas untuk dishare dengan para pembaca.  Rangkaian kali ini sebenarnya rangkaian biasa saja tetapi merupakan pesanan khusus dari teman saya yang akan digunakan sebagai receiver untuk "ngebrik underground".  Tuner blok sudah penulis modifikasi pada frekuensi 75 - 90 MHz dengan cara seperti postingan yang telah lalu.  Dilengkapi dengan VU meter sebagai penunjuk kekuatan sinyal lawan.  Seperti biasa penulis tetap menggunakan ceramic resonator sebagai pengganti trafo IF sehingga nyala LED indikator lebih akurat dan free adjustment, jadi proses tuning cukup dilakukan pada trafo IF yang terdapat pada tuner blok.  Pengaturan trimpot juga perlu dilakukan untuk menyesuaikan skala yang ditunjukkan oleh VU meter.

Bagi para pembaca yang berminat untuk membuatnya, dibawah ini penulis sertakan desain PCB serta layout komponen.

 

PCB & layout komponen

PCB yang digunakan berukuran 5 x 8,7 cm.  Sedikit hal yang membedakan dengan desain sebelumnya adalah penggunaan dioda zener sebagai stabilizer tegangan dimana pada desain sebelumnya Penulis biasa menggunakan IC 78xx sebagai stabilizer.  Untuk ukuran dioda zener bisa digunakan 3 - 6 volt.  Berdasarkan pengalaman penulis, tegangan yang diberikan pada tuner blok tidak perlu terlalu besar, cukup dengan 3 volt rangkaian oscilator pada tuner blok akan bekerja lebih stabil dibandingkan apabila diberikan tegangan besar.

 

Layout Komponen

Pada bagian antena Penulis tambahkan dioda IN4148 dipasang bolak-balik ke ground yang berfungsi sebagai pengaman transistor booster dalam tuner blok.  Diperlukan apabila difungsikan sebagai bagian dari transceiver untuk mencegah sinyal pemancar masuk ke bagian antena penerima.  Sedangkan dioda pada bagian VCC adalah sebagai pengaman apabila terjadi kesalahan polaritas dalam pemasangan kabel positif dan negatifnya.

 

Desain PCB

Dibawah ini adalah foto bentuk jadinya ketika telah selesai dirakit.

Rangkaian receiver pada saat ditune di frekuensi terbawah

Rangkaian receiver pada saat ditune di frekuensi teratas

Apabila para pembaca berminat untuk membuatnya, silakan disedot dan penulis ucapkan semoga sukses selalu.

Wireless Microphone V2 New PCB

Sekedar mengupdate kembali projek wireless microphone V2 dengan desain PCB yang baru.  Dengan maksud agar bentuknya lebih ringkas & kecil serta tidak mudah bergeser frekuensinya ketika dipegang tangan.

Sejak awal maksud penulis memposting adalah hanya sekedar "sharing" pembuatan wireless mic yang murah meriah namun handal.  Namun dalam perkembangan selanjutnya banyak pembaca yang memesan kepada penulis, sehingga beberapa puluh unit sudah melanglang buana ke seluruh Indonesia.

Dibawah ini beberapa foto Wireless Mic V2 dengan PCB baru.  Seperti biasa penulis juga sertakan desain PCB dan layoutnya, untuk skema tidak ada perubahan, beberapa perubahan nilai komponen untuk penyesuaian range frekuensi adalah capasitor 20 pF penulis ganti dengan 12 pF, sedangkan lilitan menggunakan kawat 0,3 mm sebanyak 3 lilit pada primer dan 1 lilit pada sekunder.  Bila dibuat dengan ketentuan tersebut, maka wireless mic akan berada pada range frekuensi 81 - 110MHz.

 

Pada desain yang baru ini, baterai penulis letakkan di bagian bawah, kemudian posisi resistor pada PCB dibuat berdiri, sehingga ukuran PCB cukup 2,41 x 2,41 cm.

 

Komponen pada bagian paling kiri yang ditandai kotak warna abu-abu tanpa keterangan adalah untuk kaki condenser mic.

Dibawah ini foto beberapa wireless mic yang sudah selesai dirakit.

 

antena bisa gunakan kabel atau kawat inti tunggal

 

tampak dari atas

 

baterai pada bagian bawah

 

untuk memindah frekuensi, cukup kita putar ferit pada kokernya

Akhirnya penulis ucapkan selamat mencoba dan semoga sukses selalu.

Membuat Sendiri Charger Aki Kering (Sealed Lead Acid)

Pernahkan para pembaca membayangkan berapa biji baterai yang akan habis dalam waktu singkat dan tidak terpakai lagi hanya untuk mengisi mainan tersebut ?  Berdasarkan fakta tersebut, penulis mencoba ber eksperimen mengganti 3 buah baterai ukuran AA tersebut dengan baterai kering yang bisa di charge.  Biasanya baterai tersebut terdapat dalam senter atau raket nyamuk yang bisa dicharge ulang.

Tetapi kelemahan baterai tersebut adalah bila terdapat kesalahan dalam pemberian tegangan dan arus pada saat proses charging, maka tidak akan berumur panjang juga.  Akhirnya penulis berusaha mencari referensi dari berbagai sumber.  Salah satunya adalah dari web : http://shdesigns.org/lionchg.html.  Memang aslinya rangkaian tersebut adalah dikhususkan untuk baterai Li ION, namun terdapat beberapa kesamaan sifat antara baterai Li ION dengan baterai / aki kering, diantaranya adalah tidak adanya memory effect seperti halnya baterai NiCad atau NiMH, bisa dicharge setiap saat tanpa harus mengosongkannya terlebih dahulu serta bisa dicharge dengan constant current.

Rangkaian asli dari website tersebut adalah sebagai berikut :

Pada skema tersebut penulis tandai R1 dan R2 adalah bagian yang bisa kita ubah-ubah untuk menentukan tegangan keluaran untuk pengisian pada berbagai jumlah sell serta menentukan sistem pengisian secara cepat ataukah lambatnya.  Pada referensi yang lain, penulis ketahui bahwa untuk metode pengisian lambat maka per sell kita beri tegangan sebesar 2,23 volt sedangkan pengisian metode cepat per sell kita beri tegangan sebesar 2,30 volt.  Pada pengisian metode lambat, pemasangan baterai tetap pada charger tidak akan merusak sel - sel baterai tetapi justru akan membuatnya lebih awet dan berumur lama, sedangkan pada metode pengisian cepat, setelah lampu indikator tidak menyala, baterai harus segera dilepas dari charger.  LED indikator akan padam yang mengindikasikan penarikan arus dibawah 10 mA.  Untuk pembatasan arus, penulis tetap menggunakan skema aslinya, yaitu resistor dengan nilai 1 ohm 2 watt (atau boleh juga menggunakan ukuran watt yang lebih besar).  Sehingga arus yang bisa ditarik maksimal mencapai 650 mA.  Bila para pembaca bermaksud untuk membuat rangkaian tersebut  di bawah ini penulis sertakan layout dan pola PCB nya.

 Ukuran PCB untuk desain dibawah ini adalah 3,31 x 3,12 cm

Adapun untuk nilai R1 dan R2, para pembaca bisa mengubah-ubah nilainya sesuai dengan kebutuhan jumlah sel yang akan di charge.  Dengan bantuan software regulator design untuk IC 317 penulis mencoba menyusun tabel dibawah ini sehingga memungkinkan para pembaca merancang sendiri rangkaian sesuai kebutuhan dengan mengganti nilai R1 dan R2.

Ups...ngelantur kemana-mana....kembali kepada topik semula, akhirnya penulis pasangkan baterai/aki kering 4 volt 1000mAH di bagian atas mobil dengan diikat tali dan diberi peredam busa untuk mencegah benturan dengan circuit.

Kemudian pada bagian bawah penulis beri sambungan untuk charger, tanpa merubah body mobil-mobilan.

Dibawah ini adalah foto rangkaian charger yang sudah jadi.  Karena yang digunakan adalah baterai 2 sel tegangan 4 volt, penulis pilih metode pengisian lambat sehingga nilai R1 adalah 220 ohm dan R2 adalah 560 ohm.  Pada tegangan power supply 15 volt, tegangan keluarannya sebesar 4,28 volt, sedangkan pada tegangan power supply 18 volt, keluarannya 4,40 volt, sehingga baterai / aki kering akan aman meskipun tersambung ke charger dalam waktu lama.  Untuk power supply bisa kita gunakan adaptor atau bahkan charger laptop.

Dibawah ini adalah foto proses pengisian baterai.  Apabila baterai sudah penuh maka LED indikator akan padam, yang mengindikasikan bahwa penarikan arus dibawah 10mA.

Demikian sekelumit pengalaman penulis yang bisa dishare kali ini.  Selamat mencoba dan semoga sukses.