RANCANG BANGUN EFEK GITAR DRIVE ANALOG DENGAN SISTEM PENGONTROL DIGITAL. Oleh Roma Adi Prakosa NIM:

Transkripsi

1 RANCANG BANGUN EFEK GITAR DRIVE ANALOG DENGAN SISTEM PENGONTROL DIGITAL Oleh Roma Adi Prakosa NIM: Skripsi Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga Mei 2016

2

3

4

5

6 INTISARI Dalam penggunaan gitar elektrik diperlukan efek gitar. Efek gitar adalah alat yang berfungsi untuk menggolah sinyal keluaran dari pickup gitar elektrik dan selanjutnya akan diteruskan menuju ke penguat suara gitar. Salah satu jenis suara efek gitar adalah efek gitar drive yang umumnya digunakan dalam aliran musik: rock and roll, blues, pop, hard rock, heavy metal, punk, alternative, dan rock 60 s. Terdapat dua jenis efek gitar yaitu efek gitar analog dan efek gitar digital. Kelebihan dari efek gitar digital adalah tersedianya beberapa pre-set yang dapat langsung digunakan sehingga lebih efisien jika dibandingkan dengan efek gitar analog. Sedangkan kelebihan dari efek gitar analog adalah suara yang dihasilkan dinilai oleh sebagian besar gitaris mempunyai kualitas suara yang lebih baik terutama untuk jenis efek gitar drive. Pada skripsi ini direalisasikan efek gitar drive analog dengan sistem pengontrol digital yang menggabungkan masing-masing kelebihan dari efek gitar analog dan efek gitar digital. Pengolahan sinyal dilakukan secara analog namun pengendalianya dilakukan secara digital yaitu dengan cara penggunaan potensio digital sehingga dapat memungkinkan tersedianya beberapa pre-set. IC potensio digital yang digunakan adalah tipe MCP42100 dengan penggontrol utama Arduino Mega Dari pengujian yang telah dilakukan efek gitar mempunyai 10 buah pre-set. Preset tersebut memiliki beberapa parameter yang dapat diatur nilainya. Parameterparameter tersebut meliputi drive yaitu pemenggalan sinyal secara hard clipping maupun secara soft clipping sebesar 0-99,5 persen, bati ekualiser ±10dB pada 3 band untuk low=100hz, mid=1,2khz, high=3,2khz, dan level yaitu penguatan sinyal sebesar kali penguatan. i

7 ABSTRACT When playing electric guitar, guitar effect is needed. Guitar effect is the instrument to modify the output signal from guitar pickups and allow it into the guitar amplifier. One of a kind guitar effect sound is drive effect that generally used to music genres: rock and roll, blues, pop, hard rock, heavy metal, punk, alternative, and rock 60 s. There are two kind of guitar effect, analog guitar effect (stomp box) and digital multi effect. The advantage from digital guitar effect is has some presets that can ready to use so it will be more efficient than analog guitar effect. While almost of guitarist say that analog guitar effect produce better sound than digital guitar effect especially for drive guitar effect. In this final project was realized an analog drive guitar effect guitar with the digital controller that can combine the advantage from analog and digital guitar effect. Signal only modified in analog process but it was controlled in digital using digital potentiometer so there are some presets. Digital potentiometer that used is MCP42100 with the main controlled is Arduino Mega Basic from the examination this instrument has 10 presets. Preset has some parameters that can be set. This parameters are drive which is clipping the signal as hard clipping although as soft clipping as big as 0-99,5%, gain of equalizer as big as ±10db for low=100hz, mid=1,2khz, high=3,2khz, and level which is amplify the signal as big as times of amplification. ii

8 KATA PENGANTAR Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus, atas segala berkat, rahmat dan kasih-nya yang tiada pernah berkesudahan. Penulis dapat menyelesaikan perancangan dan penulisan skripsi ini dengan baik sebagai syarat untuk menyelesaikan studi di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana. Pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini baik itu secara langsung, maupun secara tidak langsung. 1. Ayah Widi Isyanto dan Ibu Triyatmini yang selalu memberikan cinta dan kasih sayang, dukungan doa dan dukungan materi. Trimakasih atas segala yang ayah dan ibu berikan, yang selalu membuatku bersemangat dalam mengerjakan skripsi ini. 2. Pembimbing I, bapak F. Dalu Setiaji, dan pembimbing II, bapak Deddy Susilo, trimakasih atas bimbingan, saran, nasihat, kesabaran, serta waktu yang telah bapak sempatkan untuk membimbing dalam menyelesaikan skripsi ini. 3. Mbak Danik, Mas Antok serta seluruh keluarga besar dari penulis adik, kakak, paklik, bulik, pakde, bude trimakasih atas doa, dukungan dan pertanyaan wis semester piro kowe saiki? yang membuat penulis semakin terpacu dalam menyelesaikan studi. 4. Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK, Pak Bambang, Mbak Vera, Mbak Rista dkk. 5. Teman-teman FTEK 2010, terkhusus Daniel Pepep, Simon Gondrong, Adit Tolgung, Sekar Unyil, Kana, Bintang Argun, Danny Ganteng, Adit Jambrong, Ruth, Grace, Januar Nur Arduino, Yudha King, Adi Bandot, Ais, Supriyadi Supret. Kowe Joss!! 6. Para penghuni Lab. Skripsi kandang ilmu yang menjadi teman seperjuangan dan teman senasip sepenanggungan, Cholik 11, Tiras 11, Shadrak 11 juga para senior sesepuh sebagai perpustakaan berjalan bagi penulis Mas Wawak, Kak Face Muka, Aksa Toya, Wikan Emak, pak Pan, Pakde dan kawan-kawan. iii

9 7. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan skripsi ini namun tidak dapat disebutkan satu per satu, terima kasih banyak. Sekali lagi terima kasih banyak atas semua bantuan yang telah diberikan semua pihak dalam membantu penulis menyelesaikan skripsi ini, semoga Tuhan dapat membalas semua kebaikan anda semua. Penulis sadar bahwa, tidak ada yang sempurna dalam kehidupan ini termasuk penulisan skripsi ini. Oleh karena ini, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran dari para pembaca sehingga skripsi ini dapat berguna bagi setiap orang yang membacanya. Semoga skripsi ini dapat menjadi berkat bagi setiap pembaca, terima kasih. Tuhan Memberkati. Salatiga, Mei 2016 Penulis iv

10 DAFTAR ISI INTISARI... i ABSTRACT... ii KATA PENGANTAR... iii DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR TABEL... x DAFTAR ISTILAH... xi BAB I PENDAHULUAN Tujuan Latar Belakang Spesifikasi Sistem Sistematika Penulisan... 4 BAB II DASAR TEORI Untai Pemenggal ( Clipper ) Hard Clipping Soft Clipping Untai Ekualiser ( Equalizer ) Untai Penguat ( Amplifier ) Penguat Inverting Penguat Non-inverting Mikrokontroler Arduino Mega Potensiometer Digital IC MCP Rotary Encoder Keyes KY-040 rotary encoder LCD (Liquid Crystal Display) PDT (3Pole Double Throw) Footswitch BAB III PERANCANGAN SISTEM Deskripsi Sistem Alat v

11 3.2. Untai Analaog Pemenggalan (Clipping) Ekualiser (Equalizer) Penguatan (Amplification) Input Buffer dan Output Buffer Pembagi Tegangan (Voltage Divider) Saklar 3PDT (3 Pole Double Throw) Footswitch Sistem Digital Pengendali Untai Analog Potensiometer Digital Limit Switch dan Limit Footswitch Rotary Encoder LCD Character Perangkat Lunak BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS Pengujian Impedansi Masukan dan Impedansi Keluaran Pengujian Impedansi Masukan Pengujian Impedansi Keluaran Pengujian Untai Pemenggal (Clipper) Pengujian Untai Ekualiser (Equalizer) Pengujian Potensio Digital Pengujian Alat Secara Keseluruhan Pengujian Alat Secara Subjektif oleh Expert BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran Pengembangan DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A PENGUJIAN OLEH EXPERT LAMPIRAN B DOKUMENTASI ALAT LAMPIRAN C DATA ACUAN KOMPONEN vi

12 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1. Efek Gitar Drive Digital Gambar 1.2. Efek Gitar Analog... 2 Gambar 2.1. Untai Hard Clipping Aktif... 5 Gambar 2.2. Sinyal Hard Clipping... 6 Gambar 2.3. Untai Soft Clipping Aktif... 6 Gambar 2.4. Sinyal Soft Clipping... 7 Gambar 2.5. Untai 3 Band Ekualiser Grafik... 7 Gambar 2.6. Untai Gytator... 8 Gambar 2.7. Untai Ekualiser dengan Sebuah Pemodelan Filter Pemenggal Frekuensi... 9 Gambar 2.8. Untai Penguat Inverting Gambar 2.9. Untai Penguat Non-inverting Gambar Arduino Mega Gambar Potensiometer Digital MCP Gambar Keyes KY-040 Rotary Encoder Gambar LCD 4x Gambar PDT (3Pole Double Throw) Footswitch Gambar 3.1. Penggunaan Alat Gambar 3.2. Dimensi Ukuran Alat Gambar 3.3. Interface Alat Gambar 3.4. Diagram Untai Analog Gambar 3.5. Untai Pemengal Aktif (Active Clipper) Gambar 3.6. Gambar Sinyal Soft Clipping melalui Simulasi Circuit Maker Gambar 3.7. Gambar Sinyal Hard Clipping melalui Simulasi Circuit Maker Gambar 3.8. Sinyal yang Dilewatkan dan Sinyal yang Terpotong Gambar 3.9. Untai Ekualiser (Equalizer) Gambar Untai Penguatan (Amplification) Gambar Penguatan Sinyal A v(max) Melalui Simulasi Circuit Maker Gambar Pelemahan Sinyal A v(max) Melalui Simulasi Circuit Maker Gambar Untai Input Buffer vii

13 Gambar Untai Input Buffer dalam bentuk hybrid-π Gambar Untai Output Buffer Gambar Untai Output Buffer dalam bentuk hybrid-π Gambar Untai Pembagi Tegangan Gambar Untai Analog Kekeluruhan Gambar Untai 3PDT Footswitch Gambar Diagram Blok Gambar IC Potensiometer Digital MCP Gambar Untai Potensiometer Digital MCP Gambar Untai Limit Switch dan Limit Footswitch Gambar Untai Rotary Encoder Keyes KY Gambar Untai LCD Character 4x Gambar Diagram Pengoperasian Alat Gambar Diagram Alir Perangkat Lunak Microkontroler Gambar 4.1. Pengukuran Impedansi Masukan Alat Gambar 4.2. Pengukuran Impedansi Masukan Alat dengan Hamabatan Masukan Oscilloscope Gambar 4.3. Hasil Pengukuran Impedansi Masukan Alat Gambar 3.4. Pengukuran Impedansi Keluaran Alat Gambar 4.5. Hasil Pengukuran Impedansi Keluaran Alat Gambar 4.6.a. Sinyal Mode Soft Clipping f=80hz Gambar 4.6.b. Sinyal Mode Soft Clipping f=1khz Gambar 4.6.c. Sinyal Mode Soft Clipping f=3.2khz Gambar 4.7.a. Sinyal Mode Hard Clipping f=80hz Gambar 4.7.b. Sinyal Mode Hard Clipping f=1khz Gambar 4.7.c. Sinyal Mode Hard Clipping f=3.2khz Gambar 4.8.a. Grafik Tanggapan Frekuensi Matlab saat f=100hz Gambar 4.8.b. Grafik Tanggapan Frekuensi Circuit Maker saat f=100khz Gambar 4.9.a. Grafik Tanggapan Frekuensi Matlab saat f=1khz Gambar 4.9.b. Grafik Tanggapan Frekuensi Circuit Maker saat f=1khz Gambar 4.10.a. Grafik Tanggapan Frekuensi Matlab saat f=3.2khz Gambar 4.10.b. Grafik Tanggapan Frekuensi Circuit Maker saat f=3.2khz viii

14 Gambar Pengujian Potensio Digital Gambar Interface Alat Gambar Tampilan LCD saat pre-set sedang digunakan Gambar Tampilan LCD saat Proses Pemilihan Pre-set Gambar Tampilan LCD saat Pengaturan Pre-set ix

15 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Nilai Step dan Bit pada Potensiometer Digital Tabel 3.1. Konfigurasi Kegunaan Pin IC MCP Tabel 3.2. Konfigurasi Pin LCD Character 4x Tabel 4.1. Tabel Pengukuran Tanggapan Frekuensi Tabel 4.2. Pengujian Potensio Digital secara Matematis dan Pengukuran x

16 DAFTAR ISTILAH AC ADC CCW CW DAC DC EEPROM GND IC PDT SPI Alternating Current Analog to Digital Conversion Counter Clock Ways Clock Ways Digital to Analog Conversion Direct Current Erasable Programmable Read Only Memory Ground Integrated Circuit Pole Double Throw Serial Peripheral Interface xi