Pictures of Autumn

Thursday, June 16, 2011

gelombang radio

Salah satu pemanfaatan gelombang elektromagnetik adalah gelombang radio. Gelombang radio adalah satu bentuk dari radiasi elektromagnetik, dan terbentuk ketika objek bermuatan listrik dimodulasi (dinaikkan frekuensinya) pada frekuensi yang terdapat dalam frekuensi gelombang radio (RF) dalam suatu spektrum elektromagnetik, dan radiasi elektromagnetiknya bergerak dengan cara osilasi elektrik maupun magnetik.

Ketika gelombang radio dipancarkan melalui kabel, osilasi dari medan listrik dan magnetik tersebut dinyatakan dalam bentuk arus bolak-balik dan voltase di dalam kabel. Hal ini kemudian dapat diubah menjadi signal audio atau lainnya yang membawa informasi.
Undang-undang Nomor 32 Tahun 2002 Tentang Penyiaran menyebutkan bahwa frekuensi radio merupakan gelombang elektromagnetik yang dipergunakan untuk penyiaran dan merambat di udara serta ruang angkasa tanpa sarana penghantar buatan, merupakan ranah publik dan sumber daya alam terbatas. Seperti spektrum elektromagnetik yang lain, gelombang radio merambat dengan kecepatan 300.000 kilometer per detik. Perlu diperhatikan bahwa gelombang radio berbeda dengan gelombang audio.
Gelombang radio merambat pada frekuensi 100,000 Hz sampai 100,000,000,000 Hz, sementara gelombang audio merambat pada frekuensi 20 Hz sampai 20,000 Hz. Pada siaran radio, gelombang audio tidak ditransmisikan langsung melainkan ditumpangkan pada gelombang radio yang akan merambat melalui ruang angkasa. Ada dua metode transmisi gelombang audio, yaitu melalui modulasi amplitudo (AM) dan modulasi frekuensi (FM).
Meskipun kata 'radio' digunakan untuk hal-hal yang berkaitan dengan alat penerima gelombang suara, namun transmisi gelombangnya dipakai sebagai dasar gelombang pada televisi, radio, radar, dan telepon genggam pada umumnya.
Penemuan gelombang radio
Dasar teori dari perambatan gelombang elektromagnetik pertama kali dijelaskan pada 1873 oleh James Clerk Maxwell dalam papernya di Royal Society mengenai teori dinamika medan elektromagnetik (bahasa Inggris: A dynamical theory of the electromagnetic field), berdasarkan hasil kerja penelitiannya antara 1861 dan 1865.
Pada 1878 David E. Hughes adalah orang pertama yang mengirimkan dan menerima gelombang radio ketika dia menemukan bahwa keseimbangan induksinya menyebabkan gangguan ke telepon buatannya. Dia mendemonstrasikan penemuannya kepada Royal Society pada 1880 tapi hanya dibilang itu cuma merupakan induksi.
Adalah Heinrich Rudolf Hertz yang, antara 1886 dan 1888, pertama kali membuktikan teori Maxwell melalui eksperimen, memperagakan bahwa radiasi radio memiliki seluruh properti gelombang (sekarang disebut gelombang Hertzian), dan menemukan bahwa persamaan elektromagnetik dapat diformulasikan ke persamaan turunan partial disebut persamaan gelombang.
Frekuensi Radio
Frekuensi radio menunjuk ke spektrum elektromagnetik di mana gelombang elektromagnetik dapat dihasilkan oleh pemberian arus bolak-balik ke sebuah antena. Frekuensi seperti ini termasuk bagian dari spektrum di bawah ini:
Nama band Singkatan band ITU
Frekuensi Panjang gelombang
< 3 Hz > 100,000 km

Extremely low frequency
ELF 1 3–30 Hz 100,000 km – 10,000 km
Super low frequency
SLF 2 30–300 Hz 10,000 km – 1000 km
Ultra low frequency
ULF 3 300–3000 Hz 1000 km – 100 km
Very low frequency
VLF 4 3–30 kHz
100 km – 10 km
Low frequency
LF 5 30–300 kHz 10 km – 1 km
Medium frequency
MF 6 300–3000 kHz 1 km – 100 m

High frequency
HF 7 3–30 MHz
100 m – 10 m
Very high frequency
VHF 8 30–300 MHz 10 m – 1 m
Ultra high frequency
UHF 9 300–3000 MHz 1 m – 100 mm

Super high frequency
SHF 10 3–30 GHz
100 mm – 10 mm
Extremely high frequency
EHF 11 30–300 GHz 10 mm – 1 mm
Di atas 300 GHz < 1 mm Catatan: di atas 300 GHz, penyerapan radiasi elektromagnetik oleh atmosfer Bumi begitu besar sehingga atmosfer secara efektif menjadi "opak" ke frekuensi lebih tinggi dari radiasi elektromagnetik, sampai atmosfer menjadi transparan lagi pada yang disebut jangka frekuensi infrared dan jendela optikal.



Band ELF, SLF, ULF, dan VLF bertumpuk dengan spektrum AF, sekitar 20–20,000 Hz. Namun, suara disalurkan oleh kompresi atmosferik dan pengembangan, dan bukan oleh energi elektromagnetik.
Penghubung listrik didesain untuk bekerja pada frekuensi radio yang dikenal sebagai Penghubung RF. RF juga merupakan nama dari penghubung audio/video standar, yang juga disebut BNC (Bayonet Neill-Concelman).
Edwin Howard Armstrong (1890-1954), Penemu Gelombang Radio FM
KEMAJUAN teknologi berdampak pula terhadap siaran radio. Dulu kita hanya dapat menikmati siaran radio dengan gelombang AM (amplitude modulation). Namun, kini pendengar pun dimanjakan oleh kemunculan gelombang radio FM (frequency modulation) yang bersuara lebih jernih. Orang yang berjasa menemukan gelombang FM adalah Edwin Howard Armstrong yang dikenal sebagai “Bapak penemu radio FM”.
Amstrong dilahirkan pada tanggal 18 Desember 1890 di New York City, Amerika Serikat (AS). Kepintaran dan keuletannya sudah tampak sejak kecil. Bahkan, ketika usianya baru menginjak 14 tahun, ia telah bercita-cita ingin menjadi seorang penemu. Ketika menginjak remaja, dia mulai mencoba menjadi tukang servis alat-alat rumah tangga tanpa kabel (nirkabel), dan ketika duduk di bangku SMA, dia telah mulai mengadakan uji coba dengan membuat tiang antena di depan rumahnya untuk mempelajari teknologi nirkabel yang kala itu sering mengalami gangguan. Dia dengan cepat dapat memahami permasalahan pada alat komunikasi tersebut. Ia juga dapat menemukan kelemahan sinyal pada penerima akhir transmisi komunikasi. Padahal, tidak ada cara lain untuk memperkuat tenaga pada pengiriman akhir.
Untuk mengembangkan pengetahuannya pada masalah gelombang komunikasi, setelah tamat SMA, Amstrong masuk ke Universitas Columbia jurusan teknik. Di universitas itulah ia melanjutkan penelitiannya di bidang nirkabel. Pada tahun ketiga di Universitas Columbia, Armstrong memperkenalkan temuannya, berupa penguat gelombang radio pertama (radio amplifier). Radio sendiri sebenarnya sudah ditemukan terlebih dahulu oleh Lee De Forest yang menggunakan Tabung Audion yang diberi nama tabung Lee De Forest. Namun, gelombang yang dipancarkannya masih terlalu lemah.
Armstrong mempelajari cara kerja tabung Lee DeForest dan kemudian mendesain ulang dengan mengambil gelombang elektromagnetik yang datang dari sebuah transmisi radio dan dengan cepat memberi sinyal balik melalui tabung. Hanya sesaat, kekuatan sinyal akan meningkat sebanyak 20.000 kali per detik. Fenomena ini oleh Armstrong disebut dengan “regenerasi radio”, yang merupakan penemuan penting dan perlu saat radio pertama kali ada. Dengan pengembangan ini, para teknisi radio tidak memerlukan 20 ton generator lagi agar stasiun radio mereka mengudara. Desain sirkuit tunggal temuan Armstrong menjadi kunci kelangsungan gelombang transmiter yang menjadi inti operasional radio. Dan dia lulus sarjana teknik tahun 1913. Atas temuannya tersebut, Armstrong mematenkan ciptaannya dan memberi lisensinya pada Marconi Corporation tahun 1914.
Enam tahun kemudian, Westinghouse membeli hak paten Armstrong atas penerima superheterodyne, dan memulai kiprahnya menjadi stasiun radio pertama bernama KDKA di Pittsburgh. Mulailah radio menjadi sangat populer pada saat itu, mulai dari hiburan sampai berita penting, tidak ada yang tidak memakai jasa radio. Setelah itu, bermunculan terus gelombang radio lainnya. RCA (The Radio Corporation of America) segera membeli seluruh hak paten radio begitu juga radio lain ikut membelinya.
Setelah Perang Dunia I usai, Armstrong kembali ke Universitas Columbia dan bekerja sebagai profesor di universitas tersebut. Tahun 1923 dia menikah dengan Marion MacInnes, sekretaris dari Presiden RCA, David Sarnoff. Pada dekade tersebut dia terlibat dalam perang perusahaan dalam mengendalikan hak paten radio. Hal ini berlanjut sampai awal tahun 1930, dan Armstrong kalah di pengadilan. Meski demikian, dia terus melanjutkan penelitian untuk memecahkan masalah statistik radio. Ia berkesimpulan, hanya ada satu solusi agar karyanya yang telah dicuri orang bisa dihargai, yaitu merancang sistem yang sama sekali baru.
Penelitian demi penelitian pun terus dia lakukan untuk lebih menyempurnakan suara radio tersebut. Pada 1933 Amstrong memperkenalkan sistem radio FM (frequency modulation), yang memberi penerimaan jernih meskipun ada badai dan menawarkan ketepatan suara yang tinggi yang sebelumnya belum ada. Sistem tersebut juga menyediakan sebuah gelombang tunggal membawa dua program radio dengan sekali angkut. Pengembangan ini disebut dengan multiplexing.
Mengenai perbedaan antara gelombang AM dan FM, bisa dijelaskan sebagai berikut. Sinyal suara tidak dapat langsung dipancarkan karena sinyal suara bukan gelombang elektromagnetik. Jika sinyal suara tersebut diubah menjadi gelombang elektromagnetik sekalipun, berapa panjang antena yang dibutuhkan. Untuk dapat mengirimkan sinyal suara dengan lebih mudah, sinyal suara tersebut terlebih dahulu ditumpangkan pada sinyal radio dengan frekuensi yang lebih tinggi dari sinyal suara tersebut. Metode untuk menumpangkan sinyal suara pada sinyal radio disebut modulasi. Modulasi yang sering dipakai radio adalah modulasi amplitudo (AM – amplitude modulation) dan modulasi frekuensi (FM – frequency modulation)
Beda utama antara gelombang AM dengan FM adalah cara memodulasi suaranya. Gelombang FM mempunyai range tambahan sebesar plus 455 KHz. Jadi, jika ada frekeensi radio 88.00 FM, sebenarnya dia menggunakan frekuensi 88.00 MHz + 455 KHz. Mengapa ada tambahan 455 KHz? Nah, gelombang FM itu memodulasi suara secara digital. Jadi, gelombang suara audio itu dicacah secara digital sesuai frekuensi audio (batas ambang telinga antara 6 Hz – 20 KHz). Setelah dicacah secara digital (tambahan 455 KHz tadi, sebagai digital audio buffer), sinyal digital tsb. di-mix dengan gelombang radio (carrier) yang berfrekuensi 88.0 MHz tadi, kemudian dilempar ke udara terbuka. Bagaian yang penting dari sistem pemancar FM adalah antena, saluran transmisi, dan pemancar itu sendiri.
Untuk memperkenalkan temuannya pada dunia, pada tahun 1940 Armstrong mendapat izin untuk mendirikan stasiun radio FM pertama yang didirikan di Alpine, New Jersey. Berkat temuannya tersebut , pada 1941, Institut Franklin memberi penghargaan kepada Armstrong berupa medali Franklin, yang merupakan salah satu penghargaan tertinggi komunitas ilmuwan. Kekalahannya dalam sengketa selama bertahun-tahun dengan perusahaan yang telah memanfaatkan hak ciptanya, tak berpengaruh terhadap pemberian medali Franklin tersebut.
Sayangnya, Armstrong harus mengakhiri hidupnya dengan cara tragis. Sang penemu gelombang radio FM tersebut diketemukan mati bunuh diri di tahun 1954. Istrinya, Marion MacInnes, yang menjadi pewaris hasil temuan Armstrong melanjutkan perjuangan suaminya bertempur di persidangan dan memenangkan jutaan dolar. Atas kejernihan suara yang dihasilkannya di awal ’60-an, saluran FM mendominasi sistem radio, dan bahkan digunakan untuk komunikasi antara bumi dan luar angkasa oleh Badan Antariksa Nasional Amerika, NASA. (Desy Natalia/berbagai sumber
PENGGOLONGAN GELOMBANG RADIO
Gelombang radio merupakan jenis gelombang elektromagnetik yang berfrequensi tinggi berkisar antara 104 Hz sampai 108 Hz. Gelombang Radio terdiri atas osilator (getaran) yang sangat cepat pada medan elektrik dan magnetik.

Menurut Frekuensi

1.Frekuensi Rendah (LF)

Memiliki frekuensi 30 KHz s/d 300 KHz. Panjang gelombang 1500 M. Biasa digunakan untuk radio gelombang panjang dan komunikasi jarak jauh.

2.Frekuensi Sedang (MF)
Memiliki frekuensi 300 KHz s/d 3 MHz. Gelombang Radio berfrekuensi sedang biasa digunakan untuk sistem komunikasi. Gelombang ini memiliki panjang 300 M. Gelombang ini tidak bisa menembus atmosfer, bahkan pada bagian Ionosfer gelombang tersebut justru dipantulkan kembali sehingga informasi yang dibawa gelombang bisa menuju tempat yang jauh dari pemancar.

3.Frekuensi Tinggi (HF)

Memiliki frekuensi 3 MHz s/d 30 MHz. Panjang dari gelombang ini adalah 30 M. Biasa digunakan untuk radio komunikasi jarak pendek, radio amatir, CB.

4.Frekuensi Sangat Tinggi (VHF)

Memiliki frekuensi 30 MHz s/d 300 MHz. Panjang gelombang adalah 3 M. Gelombang tidak dapat dipantulkan oleh Ionosfer. Sehingga memiliki jangkauan yang sempit. Dan cocok digunakan untuk komunikasi antar satelit. Agar gelombang ini bisa berjangkauan jauh maka perlu stasiun penghubung (Relai). Biasa digunakan untuk Radio FM, Komunikasi Polisi, Pelayanan Darurat.

5.Frekuensi Ultra Tinggi (UHF)

Memiliki frekuensi 300 MHz s/d 3 GHz. Panjang gelombang adalah 30 Cm. Gelombang tidak dapat dipantulkan oleh Ionosfer. Sehingga memiliki jangkauan yang sempit. Dan cocok digunakan untuk komunikasi antar satelit. Agar gelombang ini bisa berjangkauan jauh maka perlu stasiun penghubung (Relai). Biasa digunakan untuk Komunikasi Televisi.

6.Frekuensi Super Tinggi (SHF)
Memiliki frekuensi diatas 3 GHz. Panjang gelombang adalah 3 Cm. Biasa digunakan untuk radar, komunikasi satelit, telepon, saluran televisi.
Menurut Panjang Gelombang
1.Gelombang Panjang (1500 M)
2.Gelombang Sedang (300 M)
3.Gelombang Pendek (30 M)
4.Gelombang Sangat Pendek (3 M)
5.Gelombang Ultra Pendek (30 Cm)
6.Gelombang Mikro (3 Cm)
Menurut Sistim Modulasi
1.Amplitudo Modulasi (AM)
Gelombang yang mengalami perubahan amplitudo setiap detiknya. Namun frekuensi pembawa tetap. Gelombang ini dapat dipantulkan oleh Ionosfer sehingga memiliki jangkauan yang luas. Kelebihan AM adalah Jangkauan yang jauh. Sedang kekurangan AM adalah suara yang tidak jelas dan gelombang dipengaruhi keadaan cuaca. Digunakan untuk komunikasi jarak jauh.
2.Frekuensi Modulasi (FM)
Gelombang yang mengalami perubahan frequensi setiap detiknya, namun amplitude tetap. Gelombang ini tidak bisa dipantulkan oleh Ionosfer sehingga memiliki jangkauan yang sempit. Agar gelombang ini bisa berjangkauan jauh maka perlu stasiun penghubung (Relai). Kelebihan FM adalah Suara yang jelas dan tidak dipengaruhi keadaan cuaca. Sedang kekurangn AM adalah jangkauan yang sulit. Digunakan untu komunikasi antar satelit dan Radio FM.
Gelombang Radio sangat bermanfaat bagi kehidupan manusia terutama dalam membantu komunikasi. Terlebih lagi Gelombang radio merupakan gelombang tinggi yang tidak terlihat, tidak terdengar, dan tidak tampak sehingga tidak mengganggu kehidupan manusia. Namun gelombang radio akan lebih bermanfaat bila digunakan sesuai kegunaanya dalam kebaikan.
Pemanfaatan Gelombang Elektromagnetik Pada Oven Microwave
Gelombang mikro (mikrowaves) adalah gelombang radio dengan frekuensi paling tinggi yaitu diatas 3 GHz. Jika gelombang mikro diserap oleh sebuah benda, maka akan muncul efek pemanasan pada benda itu. Jika makanan menyerap radiasi gelombang mikro, maka makanan menjadi panas dalam selang waktu yang sangat singkat. Proses inilah yang dimanfaatkan dalam microwave oven untuk memasak makanan dengan cepat dan ekonomis. Panjang gelombang radiasi microwave berkisar antara 0.3 – 300 cm.
Memasak menggunakan oven microwave memang berbeda dengan menggunakan oven biasa dan juga kompor. Pada oven biasa energi panas yang dihasilkan sumber panas (elemen pemanas jika menggunakan oven listrik atau api jika menggunakan oven gas) akan memanaskan udara di dalam oven dahulu, kemudian udara tersebut bersama pancaran panas dari sumber panas akan memanaskan dinding tempat makanan serta bagian atas dari makanan; Lalu panas akan merambat ke arah bagian dalam makanan sehingga makanan tersebut matang. Kompor (listrik mau pun gas) juga menggunakan cara yang sama (tetapi tanpa efek pancaran panas) yaitu memanaskan tempat makanan baru kemudian memanaskan makanan itu sendiri dari bagian luar ke bagian dalam.
Oven microwave memancarkan energi gelombang elektromagnetik yang langsung menembus tempat makanan (tanpa memanaskannya sehingga tidak ada energi yang terbuang untuk memanaskan tempat makanan) kemudian memanaskan makanan dari dalam (terutama bagian yang berair dan/atau berlemak). Dengan demikian, memasak menjadi lebih cepat dan hemat energi; Selain itu, nilai gizi makanan dapat lebih terjaga karena makanan tidak mengalami pemanasan yang berlebihan. Secara singkat, memasak dengan oven microwave mempunyai keuntungan sebagai berikut:
• Memasak lebih cepat sehingga lebih hemat energi dan menjaga lebih banyak kandungan gizi pada makanan; Dengan demikian tubuh dan kantong anda akan lebih sehat.
• Bisa memasak dengan lebih sedikit minyak atau bahkan tanpa minyak; Jika anda sedang diet, tentunya ini merupakan berita baik.
• Rasa dan aroma makanan lebih terjaga karena makanan dapat dimasak tanpa menambah air (atau cuma dengan sedikit air); Ini juga merupakan berita baik bagi anda yang pecinta aroma natural makanan.
• Serbaguna karena dapat digunakan untuk mencair makanan beku sekaligus memasak atau cuma memanaskannya.
• Lebih praktis karena wadah untuk memasak dapat sekaligus digunakan untuk menghidangkan makanan, contoh: memasak menggunakan piring; Jika anda sama dengan saya yang membenci saat ketika harus banyak mencuci peralatan dapur setelah memasak, maka hal ini tentunya berita yang amat menyenangkan.

No comments:

Post a Comment