Nada Uji Perancangan Tampilan Program GUI MATLAB Rancangan Pengujian

frekuensinya yaitu nilai frekuensi yang paling tinggi yang berada di urutan pertama setelah melalui proses FFT dan spektrum frekuensi. 6. Penentuan Nada Senar Setelah mengetahui nilai frekuensi yang dihasilkan, maka dapat diketahui nada keluarannya pada masing-masing senar, dari senar pertama sampai senar keempat. Pada proses penentuan ini menggunakan look up table. 7. Keluaran teks Keluarannya akan menampilkan teks nada standar dari senar satu hingga senar empat apabila proses tuning sudah sampai nada standar dari masing-masing senar gitar bass elektrik.

3.2. Nada Uji

Fungsi dari nada uji ialah untuk menjalankan program tuner bass secara belum real time. Proses ini bertujuan untuk pencuplikan gelombang suara yang akan menghasilkan gelombang diskret termodulasi pulsa. Nada uji juga digunakan sebagai referensi awal untuk mencari frekuensi keluaran look up table. Berikut adalah diagram blok pada proses pengambilan nada uji yang ditunjukkan pada Gambar 3.3. Masukan Suara Gitar Bass Elektrik Keluaran wav Gambar 3.3. Diagram Blok Proses Pengambilan Nada Uji Perekaman

3.3. Perancangan Tampilan Program GUI MATLAB

Gambar 3.4 menunjukkan tampilan proses program GUI Matlab dan Tabel 3.1 memperlihatkan keterangan tampilan utama sistem. Gambar 3.4. Tampilan Proses Program GUI Matlab Tabel 3.1. Keterangan Tampilan Utama Sistem Nama Keterangan Hasil Frame Blocking Berfungsi untuk menampilkan grafik hasil frame blocking Hasil FFT Berfungsi untuk menampilkan grafik hasil Fast Fourier Transform FFT Hasil HPS Berfungsi untuk menampilkan grafik hasil Harmonic Product Spectrum HPS Pilih Senar Berfungsi untuk memilih senar berapa yang ingin dilakukan tuning Frekuensi Hz Berfungsi untuk menampilkan frekuensi akhir nada dalam satuan Hertz NADA Berfungsi untuk menampilkan nada standar pada senar yang dipilih Hasil Frame Blocking Hasil FFT Hasil HPS Pilih Senar Frekuensi Hz NADA BERHENTI Status MULAI CLEAR STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT SPECTRUM Tabel 3.1. Lanjutan Keterangan Tampilan Utama Sistem

3.4. Perancangan Alur Program

Diagram alir sistem stem gitar bass elektrik ditunjukkan pada Gambar 3.5. Gambar 3.5. Diagram Alir Sistem Stem Gitar Bass Elektrik Nama Keterangan Status Berfungsi untuk menampilkan; Kurang, Pas atau Lebih pada proses tuning untuk mendapatkan nada standar pada senar yang sedang dilakukan tuning MULAI Berfungsi untuk menjalankan proses tuning bass, setelah sudah memilih senar berapa yang ingin dilakukan tuning CLEAR Berfungsi untuk membersihkan semua hasil keluaran, jika senar yang dipilih sudah tuned BERHENTI Berfungsi untuk menghentikan proses tuning START A Masukan Suara Gitar Bass Keluaran Teks A Proses Perekaman Normalisasi Frame Blocking Windowing FFT dan Spektrum Frekuensi Harmonic Product Spectrum Penentuan Frekuensi Penentuan Nada Look Up Table PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Pada sistem tuning gitar bass elektrik ini terdapat pada proses-proses yang perlu dilakukan, yang bermula dari perekaman hingga hasil akhir yang akan memberikan tampilan yaitu teks untuk nada standar serta frekuensi dari nada tersebut, hasil frame blocking, hasil FFT, hasil HPS, dan hasil tuning yang nantinya akan ditampilkan status kurang, pas, atau lebih pada masing-masing senar yang didapatkan saat proses tuning berlangsung.

3.4.1. Rekam

Diagram alir sub rutin rekam ditunjukkan pada Gambar 3.6. Tidak Ya Gambar 3.6. Diagram Alir Sub Rutin Rekam Pada proses perekaman, proses pertama akan melewati sampling yang tujuannya untuk merekam nada gitar bass elektrik dengan nilai frekuensi sampling yang telah ditentukan oleh penulis yaitu 512 Hertz. Penulis memilih nilai frekuensi sampling tersebut START Keluaran: Nada Terekam END Sampling Mulai? Masukan: Pilih “Nomor Senar” di GUI Input: Tekan Tombol “MULAI” di GUI karena frekuensi sampling minimal harus dua kali lebih besar dari frekuensi tertinggi dari sinyal yang dilakukan sampling tersebut, dari Tabel 2.1 terlihat bahwa frekuensi terbesar yang dimiliki pada senar gitar bass dari senar pertama hingga senar keempat yaitu dengan nilai frekuensi sebesar 98 Hz yang terdapat pada nada G. Jadi penulis cukup untuk memilih nilai pada frekuensi sampling yaitu 512 Hertz. Nilai untuk frekuensi sampling didapatkan berdasarkan persamaan 2.1. Jadi semua sampel nada yang diambil dalam proses perekaman, melalui sampling terlebih dahulu sebelum masuk ke tahap selanjutnya. Hasil keluaran untuk proses perekaman dalam bentuk wav.

3.4.2. Normalisasi

Diagram alir normalisasi ditunjukkan pada Gambar 3.7. Gambar 3.7. Diagram Alir Normalisasi Tujuan dari proses normalisasi adalah untuk menaikkan atau menurunkan amplitudo dari sebuah file suara agar semua sampel di dalamnya berada pada rentang tertentu START Masukan: Nada Terekam Mencari Nilai Maksimal Dari Data Nada END Data Nada Rekam dibagikan dengan Nilai Maksimal Nada Rekam Keluaran: Hasil Normalisasi sehingga dapat terbentuk pada skala yang sama, agar kuat atau lemahnya suara nada gitar yang dilakukan tuning tidak terlalu memengaruhi proses penganalan. Berdasarkan persamaan 2.2, proses normalisasi ini dilakukan dengan cara membagi setiap nilai data masukan yaitu nada terekam dengan nilai absolut maksimal dari data masukan tersebut, sehingga didapatkan sinyal yang ternormalisasi untuk nada terekam.

3.4.3. Frame Blocking

Diagram alir frame blocking ditunjukkan pada Gambar 3.8. Tidak Tidak Tidak Ya Ya Ya Tidak Tidak Ya Ya Gambar 3.8. Diagram Alir Frame Blocking Setelah proses normalisasi, maka proses selanjutnya yaitu frame blocking. Panjang frame yang diberikan yaitu 16, 32, 64, 128, 256, dan 512. Panjang frame yang digunakan START Masukan: Hasil Normalisasi END Mengambil Data Sepanjang Nilai Frame Frame = 16 Frame = 32 Frame = 64 Keluaran: Hasil Frame Blocking di GUI Frame = 128 Frame = 256 Frame 512 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI sangat mempengaruhi keberhasilan dalam analisa spektral. Di satu sisi ukuran dalam frame harus sepanjang mungkin untuk dapat menunjukkan resolusi frekuensi yang baik. Tetapi di sisi lain ukuran frame juga harus cukup pendek untuk dapat resolusi waktu yang baik. Dalam proses ini, data yang diambil mulai dari sinyal yang paling kiri dan akan diambil sepanjang nilai frame yang sudah diberikan, sehingga dapat memudahkan dalam perhitungan dan analisa sinyal. Data yang diambil dapat mewakili data terekam. Data yang diambil tersebut merupakan keluaran untuk proses frame blocking.

3.4.4. Windowing

Diagram alir windowing ditunjukkan pada Gambar 3.9. Gambar 3.9. Diagram Alir Windowing Suara yang dipotong-potong menjadi beberapa frame membuat data suara menjadi discontinue, hal ini mengakibatkan kesalahan data proses Fourier transform. Fungsinya windowing untuk mengurangi efek diskontinuitas tersebut saat sinyal ditransformasikan ke domain frekuensi. Proses ini menggunakan fungsi hamming yang ada di program Matlab. Hamming window membuat hasil windowing akan lebih halus dalam menghilangkan efek diskontinuitas, untuk mendapatkan hasil untuk proses windowing, maka hasil frame blocking START Masukan: Hasil Frame Blocking Hasil Frame Blocking dikalikan dengan Hamming Window END Keluaran: Hasil Windowing PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI dikalikan dengan hamming window. Fungsi window yang paling sering digunakan dalam aplikasi voice recognition adalah hamming window. Hamming Window mempunyai side lobe yang paling kecil dan main lobe yang paling besar sehingga hasil windowing akan lebih halus dalam menghilangkan efek diskontinuitas. Berdasarkan persamaan 2.3, hamming window adalah sebuah sebuah vektor dengan jumlah sebanyak n. Nilai n akan disesuaikan dengan banyaknya elemen pada frame sehingga banyaknya elemen pada hamming window akan sama dengan banyaknya elemen pada frame. Hal tersebut akan menghilangkan efek diskontinuitas pada proses Fourier transform ini.

3.4.5. FFT dan Spektrum Frekuensi

Diagram alir FFT dan spektrum frekuensi ditunjukkan pada Gambar 3.10. Gambar 3.10. Diagram Alir FFT dan Spektrum Frekuensi START Masukan: Hasil Windowing Menghitung Nilai FFT END Penentuan Spektrum Keluaran: Spektrum Frekuensi Output di GUI “Hasil FFT” Dalam proses ini, perhitungan dengan FFT digunakan untuk membangkitkan spektrum frekuensi. Dalam proses perhitungan FFT tersebut menggunakan fungsi FFT yang ada di program Matlab. Setelah mendapatkan nilai FFT, proses selanjutnya adalah mencari spektrum frekuensi, tujuannya untuk mendapatkan keluaran spektrum frekuensi. Sebelum mendapatkan keluaran spektrum frekuensi, ada juga proses yang harus dilewati yaitu proses penentuan spektrum. Proses ini akan diproses setelah menghitung nilai FFT, dan untuk menentukan spektrum dalam proses tersebut dengan cara yaitu ambil separuh bagian kiri dari FFT. Proses tersebut adalah salah satu cara untuk mengubah sinyal dari domain waktu ke domain frekuensi. Berdasarkan persamaan 2.4, FFT merupakan pengembangan dari komputasi dengan menggunakan DFT untuk mengubah sinyal dari domain waktu ke domain frekuensi, dan FFT dapat menghitung DFT dengan cepat dan efisien untuk membangkitkan spektrum frekuensi.

3.4.6. Harmonic Product Spectrum HPS

Diagram alir Harmonic Product Spectrum HPS ditunjukkan pada Gambar 3.11. Gambar 3.11. Diagram Alir Harmonic Product Spectrum Proses HPS ini dilakukan setelah mencari spektrum frekuensi, pada tahap ini sinyal keluaran dari hasil perhitungan FFT yang sudah membangkitkan spektrum frekuensi tersebut START Masukan: Spektrum Frekuensi Perkalian Spektrum Frekuensi Menggunakan Harmonic Product Spectrum END Keluaran: Hasil Perkalian Spektrum Frekuensi Menggunakan Harmonic Product Spectrum B B Output di GUI “Hasil HPS” akan diproses berdasarkan algoritma HPS, dan dengan cara dikalikan nilai hasil spektrum yang ada, hasilnya akan membentuk puncak yang jelas pada frekuensi fundamental, artinya untuk mendapatkan hasil sinyal yang bebas dari harmonik. Berdasarkan persamaan 2.5, HPS merupakan suatu metode yang berfungsi untuk melihat frekuensi standar yang terdapat pada sinyal masukan. Puncak dalam spektrum merupakan kelipatan harmonik dari frekuensi fundamental, oleh karena itu, dikompresi dengan bilangan bulat dan menambahkan hasil frekuensi terkompresi dari spektrum akan memberikan puncak tertinggi pada semua harmonik. Hasil akhir dari Harmonic Product Spectrum ini diteruskan ke dalam proses penentuan frekuensi.

3.4.7. Penentuan Frekuensi

Diagram alir penentuan frekuensi ditunjukkan pada Gambar 3.12. Gambar 3.12. Diagram Alir Penentuan Frekuensi Dengan hasil perkalian spektrum frekuensi menggunakan HPS, sudah bisa menentukan hasil keluaran nilai frekuensi pada nada masukan. Hasil dari perkalian frekuensi yang didapatkan dijadikan hasil untuk menentukan range nada yang mana dari hasil frekuensi yang didapatkan dalam proses penentuan frekuensi ini, dari frekuensi tersebut, hasil keluaran dapat diketahui apakah masih kurang, sudah pas, atau sudah lebih dari nada standar pada masing-masing senar gitar bass yang sedang dilakukan tuning. START Masukan: Hasil Perkalian Spektrum Frekuensi Menggunakan Harmonic Product Spectrum Menentukan Nilai Frekuensi END Keluaran: Nilai Frekuensi C C Output di GUI “Frekuensi Hz”

3.4.8. Look Up Table

Dalam perancangan tuner gitar bass elektrik ini, menggunakan look up table pada proses penentuan nadanya, untuk menentukan frekuensi pada look up table, penulis memakai frekuensi yang sudah ditentukan pada nada standar gitar bass elektrik sesuai standar internasional yang terdapat pada Tabel 2.1. Pengambilan nada gitar bass dilakukan melalui tahap perekaman. Setalah proses perekaman maka akan melalui preprocessing yang terdiri dari proses normalisasi, frame blocking, dan windowing. Setelah itu, menghitung dengan FFT dan penentuan spektrum setelah itu dilakukan proses HPS, sehingga didapatkan plot Harmonic Product Spectrum. Prosesnya ditunjukkan pada Gambar 3.13. Gambar 3.13. Diagram Alir Proses Penentuan Frekuensi Akhir untuk Look Up Table START Keluaran Fekuensi Masukan: Suara Gitar Bass Perekaman Preprocessing FFT dan Spektrum Frekuensi Harmonic Product Spectrum Penentuan Frekuensi PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

3.4.9. Penentuan Teks Nada Standar

Diagram alir penentuan teks nada standar ditunjukkan pada Gambar 3.14. Tidak Tidak Tidak Ya Ya Ya Tidak Tidak Ya Ya Ya Tidak Tidak Ya Ya Ya Gambar 3.14. Diagram Alir Proses Penentuan Teks Nada Standar START Masukan: Nilai Frekuensi Senar 1 Senar 2 Senar 3 frek98 END D frek73 D frek73 E F G H Senar 4 Kurang Pas Lebih Kurang Pas Lebih frek=98 frek98 frek=73 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI Tidak Tidak Ya Ya Ya Tidak Tidak Ya Ya Ya Gambar 3.14. Lanjutan Diagram Alir Proses Penentuan Teks Nada Standar Data masukan berupa frekuensi dari masing-masing senar gitar bass yang terdapat setelah melewati beberapa proses yang ada di atas. Setelah mendapatkan frekuensi tersebut, maka akan dibandingkan dengan frekuensi masukan pada look up table yang sudah diatur sesuai frekuensi standar gitar bass yang terdapat pada Tabel 2.1. Jika frekuensi yang didapat sesuai dengan frekuensi standarnya, maka di situlah akan mendapatkan nada standar pada senar yang dilakukan tuning. Singkatnya yaitu setelah mengetahui nilai frekuensinya, maka hasil keluaran teks nada standar dari masing-masing senar gitar bass yang dilakukan tuning tersebut dapat diketahui. Penentuan hasilnya dengan menggunakan look up table terlihat pada Gambar 3.13, dari frekuensi akhir yang didapatkan, maka range frekuensi look up table dapat ditentukan untuk nada standar pada masing-masing senar gitar bass. E frek55 G frek41 H F Lebih Pas Kurang Kurang Pas Lebih frek=55 frek55 frek=41 frek41

3.4.10. Keluaran Teks

Di bagian akhir ini keluaran akan menampilkan teks nada standar gitar bass sesuai dengan senar yang dipilih untuk melakukan tuning dan akan menampilkan juga status Kurang, Pas, atau Lebih pada hasil keluarannya. Setelah proses penentuan teks nada selesai, maka akan mendapatkan keluarannya. Proses ini menggunakan call back yang terdapat pada GUI Matlab dengan inisialisasi sebagai status untuk proses tuning. Berikut ini adalah diagram alir proses untuk menampilkan teks keluaran. Tidak Ya Gambar 3.15. Diagram Alir Proses Menampilkan Teks Keluaran START Masukan: Indeks Nilai Maksimum Proses Tuning END Sudah Tuned? Status sethandles.edit,string,status Output di GUI “NADA” dan “Status” PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

3.5. Rancangan Pengujian

Untuk mengetahui performa sistem yang telah dirancang, maka pengujian dilakukan terhadap sistem dengan memainkan tuning gitar bass secara real time. Proses pengujiannya yaitu menganalisis perbandingan frekuensi yang dihasilkan oleh sistem frekuensi sistem dengan frekuensi standar yang ada di dalam sistem frekuensi standar sistem. Untuk mengetahui tingkat akurasi nada yang dihasilkan pada senar gitar bass, perlu dilakukan perbandingan antara frekuensi yang didapat pada sistem dari semua panjang frame blocking yang sudah disebut di bagian sebelumnya dengan frekuensi standar sistem yang tertera pada Gambar 3.14. Sebelum melakukan pengujian, senar gitar bass harus berada pada posisi tuned. Senar gitar bass dinyatakan sudah tuned kalau keluarannya sudah sesuai dengan diagram alir proses penentuan teks nada standar sistem yang tertera pada Gambar 3.14. Pengujian dilakukan sebanyak sepuluh kali pada masing-masing senar gitar bass, lalu dihitung frekuensi rata-ratanya. Frekuensi rata-rata yang didapatkan menggunakan rumus: 3.1 Setelah melewati proses pengambilan dan perhitungan untuk mendapatkan frekuensi rata-rata, pengujian ini sangat membutuhkan akurasi yang tinggi dalam mendeteksi frekuensi. Hal ini dibutuhkan sebagai catuan dalam memberikan feedback yang efektif. Nilai akurasi yang didapatkan menggunakan rumus [13]: 3.2 Setelah membandingkan frekuensi yang dihasilkan oleh sistem dengan frekuensi standar sistem, maka didapat persentase akurasi antara frekuensi sistem dengan frekuensi standar sistem pada masing-masing senar gitar bass. Selanjutnya akan dihitung juga rata- rata akurasi dari setiap panjang frame blocking, lalu dibuat grafik untuk memperlihatkan lebih jelas pengaruh panjang frame blocking terhadap tingkat pengenalan sistem. Setelah melewati semua proses pengujian yang di atas, performa dari sistem tersebut akan dinyatakan sudah berjalan dengan baik, jika persentase dari tingkat pengenalan sistem mendekati atau mencapai 100. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 38 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini akan membahas mengenai langkah-langkah pada program yang telah dibuat dan program akan diuji terlebih dahulu untuk mengetahui cara kerjanya apakah sudah sesuai dengan perancangan. Pengujian berguna untuk mengetahui kinerja program tersebut dalam melakukan tuning pada gitar bass. Hasil pengujian berupa data-data, dengan data-data hasil pengujian menunjukkan program yang telah dirancang dapat berjalan baik atau tidak, dan dari data tersebut dapat dianalisa cara kerjanya. Setelah dianalisa, kesimpulan dapat ditarik untuk sistem ini.

4.1. Pengujian Program Stem Gitar Bass Menggunakan Harmonic