My Dream Ground Station: SDR, Custom Dish and Tracking Rotor

Kali ini saya ingin membahas spesifikasi yang saya inginkan pada ground station impian saya. Sebenarnya bahan tulisan ini sudah sejak lama saya peroleh namun belum sempat saya olah menjadi tulisan. Curi-curi waktu luang kerja untuk bisa menulis tulisan ini. Semoga bisa cicil mulai dari tulisan terlebih dahulu baru beli dan oprek perangkatnya :)

Untuk awalan saya coba suguhkan video dari FUNCube sebuah proyek satelit nano CubeSat beserta ground station-nya yang dipelopori oleh Amsat-UK.

Sungguh sangat menginsiprasi saya untuk memiliki Ground Station seperti itu juga nantinya. Amien.

SDR – Software Defined Radio

Terinspirasi dari video tersebut dan juga kocek dana yang belum mencukupi untuk membeli perangkat radio maka saya memutuskan untuk sebisa mungkin meniru cara kerja FUNCube dongle tersebut. Selain software SDR nya dapat diunduh secara gratis dan dapat kita buat sendiri perangkatnya.

OM Daryono at JakFOX 2011

Suatu waktu pada event JakFox 2011 bertepatan pada Ulang Tahun kota Jakarta ke-484 kala itu saya bertemu dengan OM Daryono – ketua HARC Indonesia (Homebrew Amateur Radio Club). Kebetulan pada waktu itu beliau sedang pameran karya-karya SDR buatannya jadilah saya bertanya-tanya lebih jauh mengenai SDR dan cara membuatnya. Beliau berkata bahwa untuk perangkat sangat mudah untuk dapat dibuat dengan tangan sendiri dan komponennya pun cukup mudah didapat. Saya pun sangat tertarik untuk bisa membuat sendiri perangkat SDR dengan tangan saya.

Berlanjut dengan perbincangan di email, alhasil beliau share dokumen OM YU1LM yang tersedia di internet tentang desain rangkaian SDR lengkap dengan gambar board dan jenis-jenis komponen yang akan digunakan. OM Daryono lantas menunjukkan hasil rekaman percakapan beliau di udara melalui SDR yang dia buat sendiri. Hasilnya cukup bagus dan tidak mengecewakan. Saya langsung berencana untuk mengundang beliau suatu waktu untuk bisa share tentang SDR pada rekan Amateur Radio CLub (ARC) IT Telkom nantinya dan syukur beliau pun meng-iya-kan usulan tersebut. Mudah-mudahan bisa ketemu  ngobrol dan share lebih banyak lagi di lain waktu. Terima kasih OM Dar. Berikut adalah gambar salah satu rangkaian SDR OM YU1LM.

UHF/VHF SDR Design YU1LM

Untuk perangkat lunaknya sendiri saya sudah pernah coba unduh Winrad, salah satu software SDR yang cukup populer dikalangan Amatir Radio. Namun tersedia pula pilihan software yang lainnya seperti M0KGK, HDSDR, PowerSDR, Rocky, SDRadio. Saya pun sempat terpikir mangapa tidak untuk buat aplikasi software SDR sendiri dengan bahasa pemrograman tertentu seperti Matlab/Java. Akhirnya setelah bertanya pada Mbah Google, saya berhasil singgah di website nya OM PA0SIM. Di situ OM PA0SIM bereksperimen dengan Matlab untuk bisa membuat aplikasi dan GUI layaknya software SDR lainnya. Nampaknya saya patut mencoba sendiri aplikasi Matlab ini. Luckily, program Matlab masih terinstall baik pada laptop saya, tinggal cari waktu yang pas saja untuk oprek aplikasi tersebut :)

Tampilan Winrad Vs SDR on Matlab/Labview

Di samping itu namun masih dalam event JakFox 2011 yang juga kebetulan satu stand dengan OM Daryono, ada OM Onno W Purbo dan Yayasan Air Putih sedang memeragakan Open BTS yang juga menggunakan SDR (GNU Radio) pada aplikasinya. Jadilah saya sempat nimbrung untuk mendengarkan presentasinya. Nampaknya semakin dekat saja aplikasi SDR ini pada kehidupan sehari-hari kita. Semoga saja semakin banyak pengembang SDR di Indonesia kelak.

Open BTS - Yayasan Air Putih at JakFOX 2011

S-Band Custom Dish

Lagi, terinspirasi dari stasuin bumi S-Band amatir kebanyakan seperti video OM Alex - OZ9AEC berikut memacu saya untuk sebisa mungkin menyerupai konfigurasi tersebut. Adapun antena Dish yang akan dipasang diperuntukan untuk komunikasi S-Band guna menangkap kiriman gambar dari satelit IiNusat kelak.

Pada tahun lalu tepatnya saya pernah riset bareng Bp. Bambang (BMB) dan rekan Workshop Antena ITT lainnya dalam reverse engineering Dish Antenna untuk aplikasi DTH Indovision pada pita S-Band. Dengan tidak merubah konfigurasi Feedhorn dan hanya fokus pada apertur Dish saja kami membuat duplikasi apertur antena pabrikan dengan menggunakan fiberglass yang kemudian dilapisi Alumuinium Foil agar dapat berfungsi sebagai konduktor reflektor. Hasilnya tidak cukup mengecewakan dimana apertur duplikasi yang kami buat bekerja dengan baik untuk menangkap channel-channel Indovision tersebut.

Dish Kiri adalah duplikasi Dish Kanan

Akhirnya kami mencoba untuk merubah bentuk aslinya menjadi lebih kecil dan juga membuatnya sedikit agak persegi untuk melihat pengaruhnya. Alhasil kedua modifikasi tersebut tidak emndapatkan hasil yang sama seperti duplikasi bentuk asli dsih untuk pertama kali nya kami buat. Nampaknya memamgn harus dilakukan perhitungan tentang jenis dan luasan apertur serta center phase point agar FeedHorn tepat menerima fokus sinyal pantul secara maksimal. Tentunya pula karena kami buat duplikat tersebut pada orang (tukang bodykit) yang kurang mengerti ukuran dan simetrisitas apertur.

Saya pernah berkonsultasi dengan rekan ORDA Jabar mengenai apertur dish. Beliau menyarankan agar kita membuat desain sendiri dengan bentuk dish sederhana terlebih dahulu. Beliau menyarankan untuk membuatnya sedikit lebih teliti karena salah-salah nanti akan mengurangi efisiensi apertur antena dalam menangkap sinyal. 

Custom Dish and Feed Horn

Beruntunglah saya masih menyimpan simulasi Cantenna saya pada simulasi CST dan tinggal dicari saja phase center-nya dengan menggunakan simulasi dan juga sekaligus mensimulasikan dengan aperturnya. Perihal apertur yang sesuai dengan perencanaan memang sulit sekali untuk bisa menyesuaikan dengan bentuk (panci) pasaran. Namun pada event pameran di JCC bulan kemarin saya bertemu seorang pengrajin alloy dan juga tembaga yang bisa membuat panci dengan sangat halus dan simetris. Tentunya sang pengrajin tersebut bilang keuntungan membuat panci di workshopnya adalah kita dapat membuat apertur yang kita inginkan tanpa harus membuatnya dalam jumlah banyak. Sang pengrajin tersebut bisa membuat pesanan satuan dengan harga standar karya seni tentunya. Tentunya inilah manufacturer yang saya tunggu sedari dulu untuk bisa merealisasikan hasil simulasi.

Phase Center Calculation in CST

Nampaknya OM Alex - OZ9AEC sejalan dengan pirkiran saya untuk juga create S-Band GS dengan SDR.. yuk intip sedikit di videonya :) Mudah-mudahan bisa terkejar sampai S-Band GS untuk project SDR nya.. Amien

Custom Tracking Antenna Rotor

Tentunya untuk komunikasi via satelit di orbit LEO maka dibutuhkan antena yang dapat mengikuti pergerakan posisis satelit (tracking antena) ataupun menggunakan antena yang bersifat OMNI seperti Linden Blad yang pernah saya biuat pada waktu AMSAT Training lalu. Tidak sia-sia saya berkunjung ke Bojonagara HAMFest beberapa bulan lau dan sempat bertemu rotor yang digunakan untuk ARDF dijual full set. Memeng sebenarnya rotor tersebut digunakan untuk Mobile ARDF di darat namun bentuknya yang cukup simpel membuat saya terterik bertanya akan harga dan tempat pembuatannya. Ternyata sang empu adalah rekan ORLOK di Bojonagara dekat rumah saya tinggal yaitu OM Danny S – YC1MPD.

ARDF Rotor in Bojonagara HAMFest

Langsung saja saya pesan ke beliau tracking antenna rotor untuk kegiatan AMSAT dan beliaupun menyanggupinya dengan harga 'mahasiswa'. Dibandingkan dengan rotor yang dijual di pasaran (setahu saya) custom OM Danny terlihat cukup simpel, ringan dan compact. Beliau juga menawarkan bukan hanya rotor untuk Elevasi dan Azimuth namun juga untuk Polarisasi (jika menggunakan polarisasi linear V/H). Berikut adalah tampilan Rotor yang saya temui di HAMFest yang OM Danny bisa provide.

Tracking Rotor Details

Lebih lanjut agar rotor dapat track secara otomatis maka perlu ada koneksi antara software track seperti NOVA atau Orbitron yang terinstal di PC dengan sebuah micro-controller sederhana untuk menggerakkan antena mengikuti gerakan satelit do orbit LEO. Berikut adalah ilustrasinya prototype DIY via iopIRL.

Yap!! itu tadi angan-angan saya (My Dream) mengenai GS yang akan menjadi tongkrongan saya bermain-main dengan kegiatan AMSAT nantinya. Mudah-mudahan terealisasi meskipun masih banyak kekurangan ilmu dan duit disana-sini :) IAR pun belum sempat diurus euy :(.

Semoga bermanfaat.

Regards,

Kemal