PERANCANGAN SISTEM PENYUARA DENGAN CACAT MINIMAL. Oleh Vino Rinaldy H. NIM:

Transkripsi

1 PERANCANGAN SISTEM PENYUARA DENGAN CACAT MINIMAL Oleh Vino Rinaldy H. 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 Juli 2015

2

3

4

5 INTISARI Perancangan sistem penyuara dengan cacat minimal dengan penggunaan dua penyuara yaitu tweeter Morel Supremo dan woofer Dynaudio 17wlq diawali dengan pengukuran tanggapan frekuensi penyuara pada kotak dan impedansi penyuara. Pengukuran dilakukan untuk mengetahui selisih kepekaan dan fase antara tweeter dan woofer. Serta impedansi penyuara yang bersifat induktansi pada frekuensi tinggi yang dapat menjadi penyebab cacat. Untai L-pad dan tapis lolos atas orde 3 untuk tweeter sedangkan untai Zobel dan tapis lolos bawah orde 2 untuk woofer direalisasikan. Untai L-pad pada tweeter untuk mengurangi kepekaannya sehingga setara dengan woofer. Untai Zobel pada woofer untuk menghilangkan sifat induktansi impedansi woofer pada frekuensi tinggi. Penggunaan tapis dengan orde berbeda pada woofer dan tweeter untuk meminimalkan selisih fase dan magnitudo. Dari hasil pengukuran didapatkan kepekaan sistem penyuara 88 db/1w dengan tanggapan magnitudo ±3 db dari 40 Hz sampai 20 khz. Tanggapan fase diperoleh selisih fase <45 pada daerah titik potong crossover. Impedansi sistem penyuara didapatkan nilai 4 Ω. i

6 KATA PENGANTAR Ucapan syukur dan terimakasih kepada Tuhan Yesus Kristus atas berkat dan penyertaannya dalam perjalanan menempuh perkuliahan hingga akhirnya penulis menyelesaikan tugas akhir ini. Terimakasih Papa Edy Hartanto dan Mama Sri Rahayu, untuk setiap doa, kasih sayang, kepercayaan, dan semua yang telah kalian beri atau bahkan korbankan. Terima kasih juga kepada kakak Aldo, adik Claudia, sang kekasih Indah Permatasari, dan teman-teman Semarang yang selalu memberi dukungan dalam doa, semangat, dan penghiburan. Ketika penulis berstatus sebagai mahasiswa baru tanpa kenal siapapun di FTEK perjalanan kuliah terasa membosankan bahkan penulis berfikir untuk pindah. Hingga akhirnya bertemu Fefe, Gusbud, Inka(dono), Tepen, Hendry, Mikelek, Kevin, dan teman-teman X-pengging serta teman-teman angkatan yang selalu menemani hari-hari dalam perjalanan perkuliahan. Masa skripsi menjadi masa-masa unik. Kelalaian akan batas surat tugas membuat panik penulis. Dukungan pembimbing Pak Matias dan Pak Gunawan dengan ikhlas dan sepenuh hati hingga akhirnya penulis dapat menyesaikan tugas akhir ini dengan tepat waktu. Ucapan terima kasih penulis ucapkan kepada pembimbing khususnya dan dosen-dosen yang telah mendidik penulis dalam menempuh gelar sarjana teknik. Salatiga, Juni 2015 Penulis ii

7 DAFTAR ISI INTISARI...i KATA PENGANTAR... ii DAFTAR ISI... iii DAFTAR GAMBAR... v DAFTAR SIMBOL... vii BAB I. PENDAHULUAN Latar Belakang Gambaran Tugas dan Spesifikasi Alat Sistematika Penulisan... 4 BAB II. LANDASAN TEORI Cacat Amplitudo dan Fase L-pad Zobel Crossover Orde Orde Orde BAB III. PERANCANGAN Gambaran Sistem Penyuara dan Kotak yang Digunakan Pengukuran Parameter Penyuara pada Kotak Perancangan L-pad Perancangan Zobel Perancangan Crossover Selisih Fase Minimal antara Woofer dan Tweeter Selisih Fase Akibat Letak Woofer dan Tweeter pada Panel Depan Kotak yang Rata iii

8 BAB IV. PENGUJIAN SISTEM PENYUARA Pengujian Untai L-pad Pengujian Zobel Pengujian Crossover / Sistem Penyuara Pembandingan dengan Crossover Focal BAB V. PENUTUP Kesimpulan Saran Pengembangan DAFTAR PUSTAKA iv

9 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Bode plot tanggapan magnitudo penyuara... 7 Gambar 2.2 Bode plot tanggapan fase penyuara... 8 Gambar 2.3 Skema selisih jarak kumparan suara antar penyuara terhadap pendengar... 8 Gambar 2.4 Skema untai L-pad... 9 Gambar 2.5 Untai pencocokan dan persamaan kumparan suara Gambar 2.6 Impendasi penyuara tanpa dan dengan untai Zobel Gambar 2.7 Konfigurasi untai crossover orde 1 paralel Gambar 2.8 Konfigurasi untai crossover orde 2 paralel Gambar 2.9 Konfigurasi untai tapis lolos atas orde Gambar 2.10 Konfigurasi untai tapis lolos bawah orde Gambar 3.1 Blok diagram perancangan sistem penyuara Gambar 3.2 Skema kotak penyuara yang digunakan Gambar 3.3 Kotak penyuara yang digunakan Gambar 3.4 Skema selisih jarak kumparan suara antar penyuara terhadap pendengar Gambar 3.5 Impedansi woofer Dynaudio 17wlq Gambar 3.6 Impedansi tweeter Morel Supremo Gambar 3.7 T/S parameter woofer Dynaudio 17wlq Gambar 3.8 Skema kondisi pengukuran akustik Gambar 3.9 Kondisi pengukuran akustik Gambar 3.10 Tanggapan magnitudo woofer Gambar 3.11 Tanggapan fase woofer Gambar 3.12 Tanggapan magnitudo tweeter Gambar 3.13 Tanggapan fase tweeter Gambar 3.14 Simulasi perbedaan tanggapan magnitudo woofer dan tweeter Gambar 3.15 Skema untai L-pad Gambar 3.16 Simulasi tanggapan magnitudo tweeter dengan untai L-pad Gambar 3.17 Simulasi impedansi tweeter dengan untai L-pad Gambar 3.18 Skema untai Zobel pada woofer Gambar 3.19 Simulasi untai Zobel pada woofer Gambar 3.20 Tanggapan magnitudo woofer + tweeter v

10 Gambar 3.21 Tanggapan fase woofer + tweeter Gambar 3.22 Tanggapan magnitudo woofer + tweeter polaritas dibalik Gambar 3.23 Tanggapan frekuensi woofer + tweeter polaritas dibalik Gambar 3.24 Simulasi tanggapan magnitudo woofer +tweeter tanpa selisih jarak Gambar 3.25 Simulasi tanggapan fase woofer+tweeter tanpa selisih jarak Gambar 3.26 Input koordinat jarak antar penyuara pada kotak Gambar 3.27 Gambaran input sumbu x,y,z pada simulasi Gambar 3.28 Simulasi tanggapan magnitudo dengan penyesuaian posisi penyuara Gambar 3.29 Simulasi tanggapan fase dengan penyesuaian posisi penyuara Gambar 3.30 Fase woofer dan tweeter setelah diaplikasikan selisih jarak pada simulasi 38 Gambar 3.31 Gambaran selisih fase antara woofer dan tweeter Gambar 3.32 Gambaran selisih fase antara woofer dan tweeter dengan polaritas terbalik.39 Gambar 3.33 Skema untai tapis lolos bawah orde Gambar 3.34 Skema untai tapis lolos atas orde Gambar 3.35 Simulasi tanggapan frekuensi sistem penyuara Gambar 3.36 Simulasi tanggapan frekuensi sistem dengan polaritas tweeter terbalik Gambar 4.1 Untai L-pad yang telah dirancang Gambar 4.2 Hasil pengukuran tanggapan magnitudo untai L-pad pada tweeter Gambar 4.3 Hasil pengukuran impedansi untai L-pad pada tweeter Gambar 4.4 Untai zobel pada woofer yang telah dirancang Gambar 4.5 Hasil pengukuran impedansi dengan untai Zobel pada woofer Gambar 4.6 Untai tapis lolos atas dan L-pad pada tweeter Gambar 4.7 Hasil pengukuran tanggapan magnitudo tweeter dengan L-pad dan tapis lolos atas orde Gambar 4.8 Untai tapis lolos atas dan Zobel pada woofer Gambar 4.9 Hasil pengukuran tanggapan magnitudo dengan perancangan pada woofer 49 Gambar 4.10 Hasil pengukuran tanggapan magnitudo dengan perancangan pada woofer dan tweeter Gambar 4.11 Hasil pengukuran tanggapan magnitudo crossover Focal Gambar 4.12 Hasil pengukuran tanggapan magnitudo crossover Focal dengan polaritas tweeter terbalik DAFTAR SIMBOL vi

11 Sudut fase penyuara Faktor kualitas total penyuara Kecepatan sudut frekuensi resonan penyuara Frekuensi resonan penyuara Kecepatan sudut frekuensi cutoff penyuara Frekuensi cutoff penyuara Sudut fase frekuensi resonan penyuara Sudut fase frekuensi cutoff penyuara Tingkat kekerasan suara dalam desibel Bati tegangan Hambatan woofer Hambatan tweeter Bati tegangan woofer Bati tegangan tweeter Induktor pada untai tapis untuk woofer Kapasitor pada untai tapis untuk woofer Induktor pada untai tapis untuk tweeter Kapasitor pada untai tapis untuk tweeter vii