Gelombang ( jenis,manfaat,sifat )

A.      Pengertian  Gelombang

Gelombang adalah getaran (atau osilasi yaitu suatu gerakan bolak-balik secara periodek) yang merambat. Bentuk ideal dari suatu gelombang akan mengikuti gerak sinusoide. Contohnya seperti gelombang ombak di pantai.

B.               Macam-macam Gelombang

Pada umumnya gelombang dibagi menjadi dua yaitu:

1. Gelombang mekanis.
Yaitu gelombang yang memerlukan medium atau perantara, contohnya diantaranya adalah gelombang air laut, gelombang pda tali dan gelombang bunyi.

2. Gelombang Electromagnetik.
Adalah gelombang yang tidak memerlukan medium atau perantara dalam perambatannya. Contohnya adalah sinar gamma, sinar x, sinar ultra violet, cahaya infra merah dan gelombang radio.

Manfaat Gelombang Elektromagnetik

• Sinar X memiliki panjang gelombang yang sangat pendek dan frekuensi yang tinggi, dapat dengan mudah menembus banyak bahan yang tak tertembus oleh gelombang cahaya dengan frekuensi lebih rendah yang diserap oleh bahan tersebut. Sinar X dipakai dokter untuk melihat organ dalam tubuh seperti tulang untuk mendiagnosa pasien. Berkat adanya sinar X, dokter tidak dapat melihat organ dalam tubuh pasien tanpa perlu melakukan pembedahan. Selain itu, sinar X juga dipakai di Bandara penerbangan untuk melihat isi tas/koper penumpang tanpa harus membukanya sehingga proses antrian dapat berlangsung dengan cepat.
• Gelombang mikro memiliki panjang gelombang yang berorde beberapa centimeter dan frekuensi yang mendekati frekuensi resonansi alami molekul air dalam zat padat dan cairan. Dengan demikian gelombang mikro dapat dengan mudah diserap oleh molekul air dalam makaman, yang merupakan mekanisme pemanasan dalam pemanggang gelombang mikro, contohnya adalah oven microwave.
• Sinar inframerah tidak dapat dilihat namun dapat dideteksi diatas spektrum cahaya merah yang biasanya dipakai untuk memindahkan satu bentuk enegi yang tidak terlalu besar. Sinar inframerah dipakai pada konsol gim atau berbagai jenis remote sehingga pengguna tidak memerlukan media kabel untuk mentransmisikan data dalam bentuk energi.

Sifat Gelombang Elektromagnetik

Dapat disimpulkan, sifat gelombang elektromagnetik sebagai berikut:

• Tidak memerlukan media rambat
• Termasuk gelombang transversal dan memiliki sifat yang sama seperti gelombang transversal
• Tidak membawa massa, namun membawa energi
• Enegi yang dibawa sebanding dengan besar frekuensi gelombang
• Medan listrik (E) selalu tegak lurus terhadap medan magnet (B) dan sefase
• Memiliki momentum
• Dibagi menjadi beberapa jenis tergantung frekuensinya (atau panjang gelombangnya)

Spektrum Gelombang Elektromaknetik

Untuk mengklasifikasi gelombang maka dibuat spektrum gelombang. Spektrum merupakan ragam dari rentangan panjang dari suatu gelombang radiasi. Spektrum gelombang elektromagnetik adalah ragam gelombang elektromagnetik yang dikategorikan berdasarkan rentang frekuensinya.Jenis-Jenis spektrum gelombang elektromagnetik ada 7 macam. Jenis tersebut dikategorikan berdasarkan besar frekuensi gelombangnya. Jika gelombang elektromagnetik diurutkan berdasarkan frekuensinya mulai dari frekuensi paling besar ke frekuansi yang paling kecil, maka dapat digambarkan dalam spektrum gelombang sebagai berikut:

 Gambar 6. Spektrum gelombang elektromagnetik 

1.   Gelombang Radio

Gelombang ini memiliki panjang sekitar 10^-3 meter dengan frekuensi sekitar 10⁴ Hertz. Sumber gelombang ini berasal dari rangkaian oscillator elektronik yang bergetar.Rangkaian oscillator tersebut terdiri dari komponen resistor (R), induktor (L), dan kapasitor (C). Spektrum gelombang radio dimanfaatkan manusia untuk teknologi radio, televisi, dan telepon.

 2.   Gelombang Mikro

Gelombang ini memiliki panjang sekitar 10^-2 meter dengan frekuensi sekitar 10⁸ hertz. Gelombang ini dihasilkan oleh tabung klystron, kegunaanya sebagai penghantar energy panas. Salah satu contoh penggunaan gelombang micro yaitu pada oven microwave yang berupa efek panas untuk memasak. Gelombang micro dapat mudah diserap oleh suatu benda dan juga menimbulkan efek pemanasan pada benda tersebut. Selain itu, gelombang micro juga dapat digunakan untuk mesin radar.

 3.   Gelombang Infra Merah

Gelombang ini memiliki panjang sekitar 10^-5 meter dengan frekuensi sekitar 10¹² hertz. Gelombang infra merah dihasilkan ketika molekul electron bergetar karena panas, contohnya tubuh manusia dan bara api. Manfaat kegunaan lain yaitu untuk remote TV dan transfer data di ponsel.

 4.   Gelombang Cahaya Tampak

Sesuai namanya, spektrum ini berupa cahaya yang dapat ditangkap langsung oleh mata manusia. Gelombang ini memiliki panjang 0.5x10^-6 meter dengan frekuensi 10¹⁵ hertz. Dan  gelombang cahaya tampak sendiri terdiri dari 7 macam yang disebut warna. Jika diurutkan dari yang paling besar frekuensinya adalah merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu.

 5.   Gelombang Ultra Violet

Gelombang UV memiliki panjang 10^-8 meter dengan frekuensi 10¹⁶ hertz. Gelombang ini berasal dari matahari dan juga dapat dihasilkan oleh transisi elektron dalam orbit atom, busur karbon, dan lampu mercury. Fungsi UV dapat bermanfaat dan dapat berbahaya bagi manusia. Salah satu contoh fungsi sinar UV adalah sebagai detector untuk membedakan uang asli dan uang palsu.

 6.   Gelombang Sinar X

Gelombang ini memiliki panjang 10^-10 meter dan memiliki frekuensi 10¹⁸ hertz. Gelombang sinar X sering disebut juga dengan sinar rontgen, karena gelombang ini banyak dimanfaatkan untuk kegiatan rontgen di rumah sakit.

 7.   Gelombang Sinar Gamma

Gelombang ini memilik panjang 10^-12 meter dengan frekuensi 10²⁰ hertz. Dihasilkan dari peristiwa peluruhan radioaktif atau inti atom yang tidak stabil.Gelombang sinar gamma merupakan gelombang yang memiliki frekuensi paling besar dan serta panjang gelombang terkecil. Sehingga daya tembusnya sangat besar, bahkan bisa menembus plat besi. Salah satu fungsi dari sinar gamma yaitu dapat digunakan dalam kedokteran sebagai pembunuh sel kanker dan sterilisasi alat – alat kedokteran.

Dalam gelombang elektromagnetik ada beberapa parameter yang dapat diukur, yaitu panjang gelombang (wave length), frekuensi dan kecepatan.

§  Panjang gelombang (λ) merupakan jarak yang ditempuh gelombang dalam 1 periode. Atau besarnya jarak satu bukit satu lembah. Gelombang air laut saat mendekati pantai akan berubah panjang gelombangnya.

§  Frekuensi adalah jumlah gelombang yang melalui suatu titik dalam satu satuan waktu. Misalkan untuk mencapai suatu jarak tertentu, semakin panjang gelombang, semakin rendah frekuensinya. Dan sebaliknya, semakin pendek gelombang, semakin tinggi frekuensi yang diperlukan.

§  Kecepatan = Frekuensi * Panjang GelombanG

 Gelombang Radio

Gelombang radio adalah gelombang yang memiliki jangkauan frekuensi yang cukup luas dan biasanya dihasilkan oleh rangkaian isolator dalam alat-alat elektronika.

Dengan menggunakan ketiga parameter utama dari sebuah gelombang, maka akan diperoleh tiga jenis modulasi yaitu:

·           Amplitudo modulation (AM)

Modulasi ini menggunakan amplitude sinyal analog untuk membedakan dua keadaan sinyal digital. Pada AM, frekuensi dan phase sinyal tetap, sedangkan yang berubah-ubah adalah amplitudo-nya. Berikut ini adalah gambar dari bentuk sinyal data dan sinyal pembawa pada Amplitudo Modulation:

Gambar 7. Amplitudo Modulation (AM)

Dengan cara ini, maka keadaan 1 (high) sinyal digital diwakili dengan tegangan yang lebih besar daripada tegangan yang dimiliki keadaan 0 (low) sinyal digital. Penerima cukup membedakan mana sinyal yang lebih besar amplitude-nya dan mana yang lebih kecil, tanpa perlu memperhatikan bentuk sinyal tersebut untuk mendapatkan hasilnya. Kalau penerima harus menerima sinyal analog murni, perbedaan bentuk yang sedikit saja sudah menunjukkan perbedaan hasil. Cara ini adalah cara yang paling mudah dalam melakukan modulasi, akan tetapi juga paling mudah mendapatkan pengaruh atau gangguan dari kondisi media transmisinya.

      Frequency Modulation (FM)

Modulasi ini mempergunakan frekuensi sinyal analog untuk membedakan dua keadaan sinyal digital. Pada FM, amplitude dan phase tetap, tetapi frekuensinya berubah-ubah.  Berikut ini adalah gambar dari bentuk sinyal data dan sinyal pembawa pada Frequency Modulation:

Gambar 8. Frequency Modulation (FM)

   Phase Modulation (PM) 

Modulasi jenis ini menggunakan perbedaan sudut fase dari sinyal analog untuk membedakan dua keadaan dari sinyal digital. Dengan cara ini, amplitude dan frekuensi tidak berubah, tetapi phasenya berubah-ubah.  Berikut ini adalah gambar dari bentuk sinyal data dan sinyal pembawa pada Phase Modulation:

Gambar 9.  Phase Modulation

Modulasi ini merupakan teknik modulasi yang paling baik, tetapi paling sulit. Bentuk PM paling sederhana adalah pergeseran sudut phase 180 derajat setiap penyaluran bit 0 dan tidak ada pergeseran sudut bila bit 1 disalurkan. Dengan cara tersebut maka bit yang disalurkan sama dengan band rate.

 Modulator terdiri dari 2 :

1.Modulator Analog

2.Modulator Digital

A.Modulator Analog

Proses modulasi merupakan respon atas informasi sinyal analog. Teknik yang dipakai   modulasi analog :

         a. Angel Modulation

1.Modulasi Face (Phase modulation-PM)

2.Modulasi Frekuensi (frekuensi modulation-FM)

         b. Modulasi Amplitudo (Amplitude modulation-AM)

1.Double-sideband modulation with unsu ppressed carrier(used on the radio AM band)

2.Double-sideband suppressed-carrier transmission (DSB-SC)

3.Double-sideband reduced carrier transmission(DSB-SC)

4.Single-sideband modulation (SSB OR SSB-AM), verry similar to single sideband suppressed carrier modulation(SSB-SC)

5.Vestigial-sideband modulation (USB or USB-AM)

6.Quadrature amplitude modulation (QAM)

B. Modulasi Digital

Modulasi digital merupakan proses penumpangan sinyal digital (bitstream) dalam sinyal carrier. Sebenarnya, modulasi digital adalah proses mengubah-ubah karateristik dan sifat gelombang pembawa (carrier) sedemikian rupa sehingga bentuk hasilnya (modulated carrier).

Untuk mengirim digunakan media transmisi fisik (logam atau optik) atau non fisik (gelombang radio) dikenal 3 prinsip atau sistem modulasi digital : ASK, FSK,PSK.
 

             Tiga prinsip atau system modulasi digital:

·    1. ASK (Amplitude Shift Keying)

      Pengiriman sinya berdasarkan pergeseran amplitudo merupakan satu metoda modulasi dengan mengubah –ubah amplitudo. Keuntungan yang diperoleh dari metode ini adalah bit per baud (kecepatan digital) lebih besar. Sedangkan kesulitannya adalah dalam menentukan level acuan yang dimilikinya, yakni sepiap sinyal yang diteruskan melalui saluran transmisi jarak jauh selalu dipengaruhi oleh redoman dan distori lainnya.

·     2. FSK (Frequency Shift Keying)

      Merupakan metode modulasi yang paling populer. Pengiriman sinyal melalui pergeseran frekuensi(memungkinkan gelombang modulasi menggeser frekuensi output gelombang pembawa). Secara konsep, modulasi FSK adalah modulasi FM, hanya disini tidak ada bermacam -macam variasi/deviasi ataupun frekuensi yang ada hanya 2 kemungkinan saja, yaitu More atau Less ( High atau Low, Mark atau Space )

·     3.  PSK (Phase Shift Keying)

      pengiriman sinyal melalui pergeseran fase (memungkinkan fungsi permodulasi fase gelombang termodulasi diantara nilai-nilai diskrit yang telah ditetapkan sebelumnya.

referensi : http://iswaroh13.blogspot.com/2016/08/teknologi-jaringan-nirkabel-                  gelombang.html

referensi : http://tkjstemsi.blogspot.com/2017/03/jaringan-wireless.html

referensi : https://www.blogger.com/blogger.g?          blogID=8620314957504245605#editor/target=post;postID=928264311614610880