Demung elektronik berbasis raspberry PI

TUGAS AKHIR

DEMUNG ELEKTRONIK BERBASIS

RASPBERRY PI

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat

memperoleh gelar Sarjana Teknik pada

Program Studi Teknik Elektro

Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma

Disusun oleh:

LAWRENCE HERIANTO

NIM : 135114048

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

ii

FINAL PROJECT

ELECTRONIC DEMUNG BASED ON

RASPBERRY PI

In a partial fulfilment of the requirements

for the degree of

Sarjana Teknik

Departement of Electrical Engineering

Faculty of Science and Technology, Sanata Dharma University

LAWRENCE HERIANTO

NIM : 135114048

DEPARTEMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

v

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka sebagaimana layaknya karya ilmiah.

Yogyakarta, 6 Juni 2017

vi

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

MOTTO:

Menemukan Tuhan Dalam Segala

(Spiritualitas Ignasian)

Skripsi ini kupersembahkan kepada..…

Allah Tri Tunggal Maha Kudus

Papa, Mama dan Adik-Adik ku

Sahabatku dan Teman-Teman Seperjuangan

Seluruh Penikmat dan Pecinta

vii

LEMBARAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan dibawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma: Nama : LAWRENCE HERIANTO

Nim : 135114048

Dari pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan keapada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul:

DEMUNG ELEKTRONIK BERBASIS RASPBERRY PI

beserta perangakat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengolahnya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas dan memplubikasikannya di internet atau media lain untuk kepitingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya mampun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Yogyakarta, 6 Juni 2017

viii INTISARI

Perkembangan zaman dan teknologi merupakan hal yang tidak bisa dihindarkan. Gamelan sebagai salah satu alat musik tradisional asli Indonesia khususnya pulau Jawa mulai kurang mendapat perhatian terlebih di kalangan anak muda. Harganya yang mahal dan terkesan kuno membuat gamelan menjadi tidak menarik bagi sebagian orang. Namun tidak selamanya perkembangan teknologi membawa dampak buruk bagi suatu kebudayaan. Kombinasi yang tepat antara teknologi dan kebudayaan justru akan memperkaya kebudayaan itu sendiri.

Pada penelitian ini dilakukan perancangan perangkat keras demung elektronik berbasis Raspberry Pi yang merupakan replika demung dalam instrumen gamelan. Nada yang dihasilkan berasal dari rekaman suara demung konvensional yang kemudian disimpan dalam SD Card. Sample nada ini akan diolah secara digital sehingga ketika bilah demung dipukul maka sensor FSR yang diletakkan dibawah setiap bilah akan mendeteksi pukulan tersebut sebagai impuls yang memicu Raspberry Pi memainkan nada yang tersimpan dalam SD Card melalui speaker. Selain itu pada setiap bilah juga di tempatkan limit switch

yang jika ditekan akan berfungsi sebagai pathet untuk menghilangkan suara demung yang masih bergema sebelum memukul bilah selanjutnya. Satu perangkat demung elektronik dirancang untuk dapat memainkan dua laras yaitu slendro dan pelog yang dapat dipilih menggunakan selector switch yang kemudian akan ditampilkan dalam penampil LCD.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa demung elektronik berhasil mengeluarkan nada demung sesuai dengan bilah yang ditabuh. Hanya saja ada sedikit delay antara penabuhan dengan proses keluarnya suara dari speaker. Kehadiran perangkat ini diharapkan dapat menjadi solusi untuk mengatasi harga gamelan yang mahal sehingga proses sosialisasi tidak terhambat.

ix ABSTRACT

Modernization and globalization are two things that cannot be separated from human life nowadays. Gamelan as one of Indonesian traditional instrument, especially in Java, gets less appreciation from the young generation. Some people assume that gamelan is expensive and out-of-date, so it does not catch their attention. However, modernization, specifically technology, does not always bring negative effect for a civilization. The right assimilation between technology and culture will enrich its own culture.

This study made an examination of the design of electronic demung as a hardware with Raspberry Pi basis which is a demung replica in gamelan instrument. The tone that is produced derives from a demung recording sound that later is saved in SD Card. The sample sound of demung is processed on digital system, so when the lath of demung is hit; the FSR censor located in below of each lath detects stroke as an impulse that activates Raspberry Pi to play the sound saved in SD Card through the speaker. Besides, the limit

switch can be found in every lath. The limit switch is functioned as “pathet”; the way of gamelan player stops the demung sound when he wants to hit another lath. One set of electronic demung is designed to have a capability to play two different tuning systems,

slendro and pelog. Two different tuning systems can be chosen by using selector switch that is shown in LCD performance.

The results of this study show that electronic demung succeeds to bring the tone of

demung out corresponding the lath that is hit. Meanwhile, there is an interval between the lath that is being played and the corresponding process from the speaker. Hopefully, the manifestation of this hardware can be a solution to solve the high price of gamelan so the process of socialization is not obstructed.

x

KATA PENGANTAR

Syukur kepada Allah atas segala rahmat dan kasih-Nya yang senantiasa memberikan kekuatan dan penghiburan kepada penulis melalui perjumpaan-perjumpaan dengan setiap orang dalam kehidupan sehari-hari sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.

Dalam penulisan tugas akhir ini penulis menyadari bahwa banyak bantuan dan bimbingan serta dukungan yang didapatkan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan banyak terima kasih kepada:

1. Bapak Sudi Mungkasi, Ph.D., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

2. Bapak Petrus Setyo Prabowo, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma.

3. Bapak Dr. Linggo Sumarno, selaku Dosen Pembimbing tugas akhir yang telah meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan serta memberikan saran dan masukan dalam pengerjaan tugas akhir ini..

4. Ibu Wiwien Widyastuti, S.T., M.T. dan Bapak Dr. Iswanjono selaku dosen penguji yang telah banyak memberikan saran dan masukan dalam pengerjaan tugas akhir ini.

5. Bapak Pius Yozy Merucahyo, ST., MT., selaku dosen pembimbing akademik Program Studi Teknik Elektro angkatan 2013

6. Rm. Dr. Gregorius Budi Subanar, SJ., atas tantangan-tantangan yang memberikan pengalaman dan pembelajaran hidup yang bermakna.

7. Br. Pius Kirja Utama, SJ., beserta karyawan Seksi Pengabdian Masyarakat Realino yang telah memberikan fasilitas dan ilmu dalam proses pembuatan demung elektronik dari kayu.

8. Seluruh Dosen Teknik Elektro yang telah memberikan ilmu yang bermanfaat kepada penulis selama proses perkuliahan.

9. Papa, mama, dan adik-adik ku serta keluarga yang telah memberikan perhatian dan dukungan.

10.Seluruh teman-teman prodi Teknik Elektro, teristimewa angkatan 2013 atas kerja sama dan kebersamaannya selama menjalani studi.

xi

11.Teman-teman kontrakan yang menjadi teman hidup serumah dalam menjalani masa studi.

12.Teman-teman “Dolan Mangan Wae” yang senatiasa hadir memberi warna dalam menapaki jalan menuju masa depan.

13.Keluarga besar UKM Seni Karawitan Universitas Sanata Dharma yang banyak memberikan pengalaman hidup yang luar biasa dan boleh mengalami banyak perjumpaan.

14.Humas Universitas Sanata Dharma beserta teman-teman Staff Humas Universitas Sanata Dharma yang telah memberikan kesempatan untuk membagikan kegembiraan sebagai bagian dari Universitas Sanata Dharma kepada para calon mahasiswa baru.

15.Lembaga Kesejahteraan Mahasiswa Universitas Sanata Dharma yang telah memberikan bantuan dana dalam penelitian ini.

16.Serta semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu per satu atas bantuan, bimbingan, kritik dan saran.

Dalam penyusunan tugas akhir ini, penulis menyadari masih banyak kekurangan, karena itu penulis akan menerima segala kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan tugas akhir ini. Harapannya penelitian ini dapat bermanfaat dan dikembangkan lagi oleh peneliti-peneliti selanjutnya.

Yogyakarta, 6 Juni 2017

xii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL (Bahasa Indonesia) ... i

HALAMAN JUDUL (Bahasa Inggris) ... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ... iii

HALAMAN PENGESAHAN ... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP ... vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ... vii

INTISARI ... viii

ABSTRACT ... ix

KATA PENGANTAR ... x

DAFTAR ISI ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xv

DAFTAR TABEL ... xvii

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Tujuan dan Manfaat ... 3

1.3. Batasan Masalah ... 3

1.4. Metodologi Penelitian ... 3

BAB II DASAR TEORI 2.1. Gamelan Jawa ... 6

2.1.1. Fungsi Gamelan Jawa ... 7

2.1.2. Titilaras Gamelan Jawa ... 8

2.1.3. Demung ... 9

2.2. Raspberry Pi ... 10

2.2.1. Raspberry Pi 2 Model B ... 11

2.2.2. Raspberry Pi 2 Pinout ... 12

xiii

2.4. Bahasa Pemrograman Python ... 13

2.5. Force Sensitive Resistor ( FSR ) ... 14

2.6. ATmega 8535 ... 17

2.6.1. Konstruksi ATmega 8535 ... 18

2.6.2. Konfigurasi Pin ATmega 8535 ... 19

2.6.3. Analog to Digital Converter ( ADC ) ... 21

2.7. Waveform Audio File Format ( WAV ) ... 22

2.8.Moving Average Filter ... 23

2.9. Penguatan dan Pelemahan Sinyal Suara ... 23

2.10. Bi-Directional Logic Level Converter ... 24

BAB III PERANCANGAN 3.1. Perancangan Sistem Secara Umum ... 26

3.2. Sumber Nada ... 27

3.2.1. Pengaturan Volume Nada ... 29

3.3. Perancangan Perangkat Keras ... 30

3.3.1.Rangkaian Catu Daya Sistem ... 31

3.3.2. Rangkaian Sensor FSR ... 31

3.3.3. Rangkaian Selector Switch ... 35

3.3.4. Rangkaian Penampil LCD ... 35

3.3.5. Rangkaian Limit Switch ... 37

3.3.6. Rancangan Bentuk Fisik Demung Elektronik ... 38

3.3.7. Rancangan Tabuh Pengujian ... 39

3.4. Perancangan Perangkat Lunak ... 39

3.4.1. Program Pembacaan dan Pengolahan Sensor FSR ... 41

3.4.2. Program Pengiriman Data Dari ATmega 8535 ke Raspberry Pi ... 43

3.4.3. Program Memainkan Nada ... 44

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Bentuk Fisik Demung Elektronik dan Hardware Elektronik ... 47

4.2. Cara Pengoperasiaan Alat ... 49

4.3. Pengujian Force Sensitive Resistor ... 49

xiv

4.5. Pengujian Sample Nada dan Suara Demung Elektronik ... 58

4.6. Pengujian Nada Keluaran ... 64

4.7. Pengujian Tombol Pathet ... 70

4.8. Pengujian Penampil LCD ... 72

4.9. Pengamatan Delay Audio ... 73

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan ... 76

5.2. Saran ... 76

DAFTAR PUSTAKA ... 77

LAMPIRAN

Lampiran 1. Program ATmega 8535 dengan CodeVision AVR ... L2 Lampiran 2. Program Raspberry Pi dengan Bahasa Pemrograman Python ... L6 Lampiran 3. Tabel Data Pengujian Level Pukulan Tiap Bilah ... L-16 Lampiran 4. Tabel Pengukuran Frekuensi Laras Slendro ... L-21 Lampiran 5. Tabel Pengukuran Frekuensi Laras Pelog ... L-21 Lampiran 6. Tabel Pengujian Nada Keluaran Berdasarkan Level Pukulan

dan Nilai ADC Laras slendro ... L-22 Lampiran 7. Tabel Pengujian Nada Keluaran Berdasarkan Level Pukulan

dan Nilai ADC Laras pelog ... L-29 Lampiran 8. Rangkaian Elektronik Keseluruhan ... L-36

xv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1.1 Blok diagram perancangan ... 4

Gambar 2.1. Seperangkat Gamelan Jawa ... 6

Gambar 2.2. Gamelan Jawa sebagai pengiring pagelaran wayang kulit. ... 7

Gambar 2.3. Demung ... 10

Gambar 2.4. Bentuk fisik Raspberry Pi 2. ... 11

Gambar 2.5. Skema pinout Raspberry Pi 2. ... 12

Gambar 2.6. Pemrograman Python pada Raspberry Pi ... 14

Gambar 2.7. Interlink Electronics Model FSR- 402 ... 14

Gambar 2.8. Perbandingan antara gaya dan hambatan FSR- 402. ... 15

Gambar 2.9. Rangkaian pembagi tegangan FSR ... 15

Gambar 2.10. Pengaruh nilai resistor RM terhadap tegangan keluaran ... 16

Gambar 2.11. Konfigurasi pin ATmega 8535 ... 19

Gambar 2.12. Rangkaian Bi-Directional Logic Level Converter ... 25

Gambar 3.1. Perancangan sistem ... 26

Gambar 3.2. Diagram alir proses pengambilan sumber nada ... 28

Gambar 3.3. Posisi peletakan sensor FSR ... 32

Gambar 3.4. Rangkaian sensor FSR, Atmega 8535 dan logic level converter... 32

Gambar 3.5. Rangkaian selector switch ... 35

Gambar 3.6. Rangkaian penampil LCD 16x2 ... 36

Gambar 3.7. Rangkaian Limit switch ... 37

Gambar 3.8. Dimensi demung elektronik tampak samping ... 38

Gambar 3.9. Bilah demung elektronik tampak atas... 39

Gambar 3.10. Diagram alir program utama ... 40

Gambar 3.11. Diagram alir pembacaan dan pengolahan sensor FSR ... 42

Gambar 3.12. Diagram alir pengiriman data sensor data sensor ... 43

Gambar 3.13. Diagram alir memainkan nada ... 45

Gambar 4.1. Demung elektronik tampak depan ... 47

Gambar 4.2. Demung elektronik tampak atas ... 47

Gambar.4.3. Demung elektronik tampak samping ... 47

xvi

Gambar 4.5. Rangkaian elektronik ... 48

Gambar 4.6. Grafik nilai ADC dengan rata-rata dari 10 data percobaan 1 ... 51

Gambar 4.7. Grafik nilai ADC dengan rata-rata dari 5 data percobaan 1 ... 52

Gambar 4.8. Program pembacaan sensor FSR dengan jumlah rata-rata 10 data... 53

Gambar. 4.9. Perbandingan nilai ADC terhadap pukulan dengan bilah yang berbeda 57 Gambar 4.10. Program rekam nada dengan software Matlab ... 58

Gambar 4.11. Nilai amplitudo = 1 untuk nada siji pelog Level 3 (keras) ... 59

Gambar 4.12. Program pelemahan sinyal Level 2 (sedang) ... 59

Gambar 4.13. Program pelemahan sinyal Level 1 (lirih) ... 59

Gambar 4.14. Nilai amplitudo = 0,49 untuk nada siji pelog Level 2 ... 60

Gambar 4.15. Nilai amplitudo = 0,24 untuk nada siji pelog Level 1 ... 60

Gambar 4.16. Frekuensi dan itensitas suara nada siji pelog Level 3 ... 62

Gambar 4.17. Frekuensi dan itensitas suara nada siji pelog Level 2 ... 63

Gambar 4.18. Frekuensi dan itensitas suara nada siji pelog Level 1 ... 63

Gambar 4.19. Gelombang audio laras siji pelog ... 64

Gambar. 4.20. Program memainkan nada pada bilah satu ... 68

Gambar 4.21. Gelombang audio sebelum dan setelah tombol pathet di tekan ... 71

Gambar 4.22. program tombol pathet bilah 1 ... 71

Gambar 4.23. Penampil LCD laras slendro ... 72

Gambar 4.24. Penampil LCD laras pelog ... 72

Gambar 4.25. Program penampil LCD dengan CodeVision AVR ... 73

Gambar 4.26. Program pemicu logika high dan low dari Raspberry dengan Python... 73

Gambar 4.27. Perbandingan gelombang Ch 1 dan Ch 2 ... 74

xvii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Titilaras demung slendro gamelan Kyahi Kanyutmesem

Pura Mangkunegaran dalam ranah frekuensi ... 9

Tabel 2.2. Titilaras demung pelog gamelan Kyahi Kanyutmesem Pura Mangkunegaran dalam ranah frekuensi ... 9

Tabel 2.3. Karakteristik FSR – 402 ... 16

Tabel 3.1. Nada rekaman demung laras slendro ... 29

Tabel 3.2. Nada rekaman laras demung pelog... 29

Tabel 3.3. Pelemahan sinyal suara... 30

Tabel 3.4. Spesifikasi catu daya Raspberry Pi... 31

Tabel 3.5. Spesifikasi catu daya ATmega 8535, sensor FSR, dan LCD ... 31

Tabel 3.6. Urutan bilah demung dan sensor FSR ... 32

Tabel 3.7. Konfigurasi pin ATmega 8535 ... 33

Tabel 3.8. Konfigurasi pin logic level converter ... 34

Tabel 3.9. Konfigurasi pin LCD 16x2 ... 36

Tabel 3.10. Koneksi limit switch ... 38

Tabel 3.11. Perbandingan nilai ADC dalam menentukan tingkatan volume ... 41

Tabel 3.12. Perbandingan bit data “kirim” dalam menentukan tingkatan volume ... 45

Tabel 3.13. Tiga nilai bit data “kirim” dalam menentukan bilah ... 46

Tabel 4.1. Data nilai ADC dengan jumlah rata-rata dari 10 data ... 50

Tabel 4.2. Data nilai ADC dengan jumlah rata-rata dari 5 data ... 51

Tabel 4.3. Data nilai ADC dengan jumlah rata-rata 3 data ... 52

Tabel 4.4. Data nilai ADC dengan jumlah rata-rata 2 data dari 3 data ... 54

Tabel 4.5. Data nilai ADC bilah satu ... 54

Tabel 4.6. Data nilai ADC bilah dua ... 55

Tabel 4.7. Data nilai ADC bilah tiga ... 55

Tabel 4.8. Data nilai ADC bilah empat ... 55

Tabel 4.9. Data nilai ADC bilah lima ... 55

Tabel 4.10. Data nilai ADC bilah enam ... 56

Tabel 4.11. Data nilai ADC bilah tujuh ... 56

xviii

Tabel 4.13. Data ADC terkecil untuk setiap level pukulan ... 57

Tabel 4.14. Perbandingan nilai ADC dalam menentukan range volume ... 57

Tabel 4.15. Sample nada laras slendro ... 61

Tabel 4.16. Sample nada laras pelog ... 61

Tabel 4.17. Pengukuran nilai rata-rata frekuensi nada keluaran slendro ... 65

Tabel 4.18 . Pengukuran nilai rata-rata frekuensi nada keluaran pelog ... 65

Tabel 4.19. Tingkat keberhasilan pukulan berdasarkan nilai ADC dengan level suara yang dihasilkan Demung Elektronik laras slendro ... 66

Tabel 4.20. Tingkat keberhasilan pukulan berdasarkan nilai ADC dengan level suara yang dihasilkan Demung Elektronik laras pelog ... 66

Tabel 4.21. Tingkat keberhasilan berdasarkan perasaan kekuatan pukulan dengan level suara yang dihasilkan Demung Elektronik laras slendro... 67

Tabel 4.22. Tingkat keberhasilan berdasarkan perasaan kekuatan pukulan dengan level suara yang dihasilkan Demung Elektronik laras pelog ... 67

Tabel 4.23. Penjelasan isi data “Ch” ... 70

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.

Latar Belakang

Era globalisasi dapat memungkinkan terjadinya perubahan besar pada pola hidup manusia dewasa ini. Masuknya budaya dari negara maju ke negara berkembang berdampak pada ketergantungan budaya negara berkembang terhadap negara maju. Negara berkembang seolah-olah mengalami krisis identitas budaya karena masyarakatnya lebih cendrung tertarik dengan budaya yang berasal dari negara maju dari pada mengapresiasi kebudayaannya sendiri.

Salah satu dampak dari era globalisasi adalah perkembangan musik dunia. Akhir-akhir ini perkembangan musik dunia semakin pesat, khususnya di Indonesia berupa peningkatan dalam ragam dan mutunya. Saat ini lebih banyak penikmat musik di Indonesia lebih memilih musik modern dari pada musik daerah. Situasi seperti ini bukan menjadi hal yang asing lagi karena merupakan konsekuensi dari keterbukaan yang lebih luas secara global dengan adanya sarana yang didukung oleh teknologi informasi.

Salah satu dari sekian banyak alat musik tradisional yang ada di Indonesia adalah gamelan. Gamelan merupakan produk budaya tradisional yang telah berusia ratusan tahun yang lahir dan berkembang di daerah Jawa. Gamelan sebagai alat musik memiliki keunikan terutama dalam laras(sistem nada) dan proses pembuatannya. Gamelan termasuk alat musik pentatonik, yakni tidak memiliki standar nada dasar sebagaimana pada alat musik diatonik yang memiliki standar frekuensi atau acuan tinggi-rendahnya nada. Proses untuk mendapatkan tinggi-rendahnya nada pada satu bilah dikenal sebagai pelarasan. Pelarasan bilah-bilah pada instrumen gamelan merupakan proses yang sulit dan sangat unik, karena tidak ada acuan baku tinggi-rendahnya nada dan warna bunyi yang berlaku pada semua gamelan. Karena proses pembuatannya yang sangat rumit dan bahan baku yang mahal terutama untuk gamelan perunggu maka harga satu set gamelan perunggu sangat mahal bahkan hingga mencapai ratusan juta rupiah.

Satu pangkon atau satu perangkat gamelan jawa terdiri dari beberapa macam instrumen. Untuk dapat memainkan satu perangkat gamelan jawa diperlukan banyak orang dan tempat yang cukup luas. Keterbatasan seperti sulitnya membuat perangkat instrumen

gamelan hingga harganya yang mahal menjadi beberapa faktor yang menyebabkan kurangnya sosialisasi dan pengenalan mengenai musik daerah ini. Kurangnya sosialisasi dan pengenalan gamelan menyebabkan alat musik gamelan kurang diminati dan diapresiasi oleh khalayak muda saat ini yang lebih cenderung tertarik dengan alat musik modern yang memiliki keunggulan lebih praktis dan menghilangkan kesan kuno saat bermain musik dibanding alat musik daerah seperti gamelan yang menjadi salah satu icon daerah Jawa khususnya Daerah Istimewa Yogyakarta.

Pada penelitian sebelumnya oleh Prasetya [1] mengenai “Perancangan Bonang Elektronik Berbasis Arduino Uno” dan Santoso [2] mengenai “Perancangan Saron

Elektronik Berbasis Arduino Uno” mikrokontroler yang digunakan adalah Arduino Uno dengan tambahan modul Wave Shield yang berfungsi sebagai modul pengolahan audio digital dan SD Card. Disamping itu, pada penelitian sebelumnya satu instrumen gamelan hanya dirancang untuk memainkan satu jenis nada saja yaitu pelog atau slendro.

Pada penelitian kali ini dilakukan perancangan sebuah perangkat keras berbasis mikrokontroler menggunakan Raspberry Pi yang merupakan prototype dari instrumen gamelan khususnya instrumen demung. Sample nada adalah rekaman dari instrumen demung asli yang tersimpan dalam SD Card dan diolah lebih lanjut dengan mikrokontroler. Jika demung elektronik yang dibuat ditabuh, maka sensor FSR akan mendeteksi adanya impuls yang memicu dikeluarkannya suara yang telah tersimpan dalam SD Card. Pada Raspberry Pi tidak diperlukan tambahan modul Wave Shield karena pengolahan audio digital dan SD Cardinclude pada board Raspberry Pi. Disamping itu pada penelitian kali ini, satu instrumen gamelan khususnya demung dirancang untuk dapat memainkan dua jenis nada yaitu pelog dan slendro sehingga lebih praktis dan dapat mengurangi biaya produksi gamelan elektronik.

Dengan hadirnya perangkat keras ini maka dapat menjadi solusi dari permasalahan keterbatasan sosialisai dan pengenalan seni musik daerah pada kalangan anak-anak dan khalayak muda. Harapannya perangkat keras ini dapat didistribusikan ke sekolah-sekolah sehingga dapat mengenalkan seni musik gamelan sejak dini kepada anak-anak sekolah dan juga masyarakat yang memiliki ketertarikan terhadap seni musik gamelan.

1.2.

Tujuan dan Manfaat

Tujuan dari penelitian ini adalah menghasilkan perangkat keras berupa prototype

demung elektronik berbasis Raspberry Pi dan mengaplikasikan ilmu teknologi dalam melestarikan seni budaya tradisional.

Manfaat dari penelitian ini adalah :

1. Sebagai media pembelajaran alat musik gamelan, secara khusus instrumen demung. 2. Sebagai media pendukung dalam proses sosialisasi dan pengenalan alat musik gamelan kepada anak-anak sekolah dan kepada masyarakat umum yang memiliki ketertarikan terhadap seni musik gamelan.

1.3.

Batasan Masalah

Beberapa batasan masalah yang dianggap perlu oleh penulis pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Mikroprosesor yang digunakan adalah ARM Cortex-A7 yang telah menjadi satu dalam modul Raspberry Pi 2.

2. Sumber nada berupa audio digital rekaman disimpan di dalam SD Card.

3. Menggunakan sensor Force Sensing Resistor (FSR).

4. Menggunakan ATmega 8535 sebagai pengolah ADC yang dihubungkan dengan Raspberry Pi 2.

5. Satu buah prototype instrumen demung dirancang untuk dapat memainkan dua jenis nada yaitu pelog dan slendro.

6. Output sistem berupa suara rekaman demung yang berasal dari speaker aktif. 7. Keras lembutnya tabuhan akan mempengaruhi volume output demung elektronik. 8. Menggunakan push limit switch pada setiap bilahan yang berfungsi sebagai pathet

untuk menghilangkan bunyi dengung pada bilahan sebelumnya.

1.4.

Metodologi Penelitian

Berdasarkan pada tujuan yang ingin dicapai metode-metode penelitian yang digunakan dalam penyusunan tugas akhir ini adalah:

1. Studi Pustaka

Studi pustaka dilakukan dengan pengumpulan informasi dari berbagai literatur. Literatur tersebut antara lain berupa buku, skripsi, dan datasheet. Selain itu,

informasi dikumpulkan dari berbagai artikel di internet. Informasi yang dikumpulkan terkait dengan topik permasalahan yang akan dikerjakan

2. Perancangan dan Pembuatan Alat

Perancangan dan pembuatan alat diawali dengan pembuatan perangkat keras dan perangat lunak berupa program yang terdiri dari beberapa bagian seperti yang dapat dilihat pada Gambar 1.1. Berdasarkan blok diagram perancangan, masukan berupa kuat lemahnya pukulan akan mempengaruhi nilai resistansi dari sensor FSR. Nilai resistansi FSR akan mempengaruhi tegangan input pada ADC. ATmega 8535 bertugas untuk mengkonversi tegangan berupa data analog menjadi data digital agar bisa diolah oleh Raspberry Pi. Selanjutnya data masukan dari ATmega 8535 akan diolah lebih lanjut dalam Raspberry Pi dengan melewati Logic Level Converter

terlebih dahulu karena ada perbedaan logika high dan low antara ATmega 8535 dan Raspberry Pi. Raspberry Pi bertugas untuk memproses data kiriman dari ATmega 8535 untuk selanjutnya menghasilkan suara demung yang sudah direkam dan disimpan dalam SD Card melalui speaker aktif yang dihubungkan dengan port jack

audio 3.5 mm yang ada di Raspberry Pi. Selector switch digunakan untuk memilih memainkan laras slendro atau pelog kemudian ditampilkan dalam layar LCD. Push button switch digunakan untuk menghilangkan suara dengung pada pemukulan bilah sebelumnya. Push button switch berfungsi sebagai pathet dengan cara menekan tombol push button switch sehingga tidak terjadi penumpukan suara demung sebelumnya dengan suara demung yang baru dipukul.

3. Pengambilan Data dan Pengujian

Pengambilan data perlu dilakukan untuk menguji apakah alat telah bekerja dengan baik sesuai dengan perancangan. Pengujian yang dilakukan meliputi: pengujian FSR, pengujian algoritma peak detection, pengujian nada masukan, pengujian keluaran sistem, pengujian volume, pengujian repeatability sistem, dan pengujian sudut tabuhan.

4. Pembuatan Analisia dan Kesimpulan

Analisis dan pengambilan kesimpulan dirumuskan berdasarkan data yang diperoleh dari hasil pengujian. Analisa sisetem mengacu pada kesesuain sistem yang dibuat dengan perancangan sistem yang diharapkan. Dengan menganalisa data pengujian dapat disimpulkan apakah alat yang dibuat bekerja dengan baik sesuai dengan perancangan atau ada bagian tertentu dari sistem yang tidak sesuai dengan perancangan. Jika terdapat perbedaan atau ketidaksesuaian maka akan di jelaskan penyebab dari ketidak sesuaian atau perbedaan tersebut berdasarkan teori dan data pengujian.

6

BAB II

DASAR TEORI

2.1. Gamelan Jawa

Gamelan Jawa merupakan seperangkat instrumen sebagai pernyataan musikal yang sering disebut dengan istilah karawitan [3]. Gambar Gamelan Jawa dapat dilihat pada Gambar 2.1. Karawitan berasal dari bahasa Jawa yaitu dari kata dasar rawit yang berarti rumit, berbelit-belit. Disamping itu, rawit juga berarti halus, cantik, berliku-liku dan enak. Sedangkan arti kata gamelan sendiri sampai sekarang masih dalam dugaan-dugaan. Bisa jadi kata gamelan terjadi dari pergeseran atau perkembangan dari kata gembel. Gembel adalah alat untuk memukul. Karena cara membunyikan instrumen itu dengan dipukul-pukul. Barang yang sering dipukul namanya pukulan, barang yang sering diketok namanya ketokan atau kentongan, barang yang sering digembel namanya gembelan. Kata gembelan ini bergeser atau berkembang menjadi gamelan. Mungkin juga karena cara membuat gamelan itu adalah perunggu yang dipukul-pukul atau dipalu atau digembel, maka benda yang sering dibuat dengan cara digembel namanya gembelan dan seterusnya gembelan berkembang menjadi gamelan. Dengan kata lain gamelan adalah suatu benda hasil dari benda itu digembel-gembel atau dipukul-pukul.

2.1.1. Fungsi Gamelan Jawa

Bagi masyarakat Jawa selain mempunyai fungsi estetika, gamelan juga berkaitan dengan nilai-nilai sosial, moral, dan spiritual [3]. Keagungan gamelan sudah jelas tidak terbantahkan lagi.Gamelan merupakan orkestra asli Indonesia. Duniapun mengakui bahwa gamelan adalah alat musik tradisional timur yang dapat mengimbangi alat musik Barat yang serba besar. Gamelan dapat digunakan untuk mendidik rasa keindahan seseorang. Dengan kata lain gamelan dapat membentuk karakter pribadi seseorang. Orang yang biasa berkecimpung dalam dunia karawitan, rasa setiakawan tumbuh, tegur sapa halus, tingkah laku sopan dan sabar. Semua itu karena jiwa seseorang menjadi sehalus gendhing-gendhing. Oleh sebab itu selain mendapatkan keterampilan dalam bermain gamelan, seseorang yang belajar memainkan gamelan secara tidak langsung juga akan melatih kesabaran dan mengasa kepekaan seseorang.

Gamelan adalah alat kesenian yang serba luwes. Gamelan dipergunakan (dibunyikan) pada upacara-upacara tertentu (pagelaran-pagelaran) yang dapat dibagi menjadi 5 bagian yaitu : (1) Gamelan dibunyikan untuk mengiringi pagelaran wayang, (2) mengiringi tari-tarian, (3) mengiringi upacara sekaten, (4) mengiringi klenengan pada upacara nikah, dan (5) mengiringi upacara kenegaraan atau keagamaan [3].Gambar 2.2. menunjukkan fungsi Gamelan Jawa yang digunakan sebagai iringan musik pagelaran wayang kulit.

2.1.2. Titilaras Gamelan Jawa

Titilaras artinya tulisan atau tanda sebagai penyimpulan nada-nada yang sudah tertentu tinggi-rendahnya [5]. Fungsi titilaras untuk mencatat notasi gendhing atau tembang yang diperlukan dalam belajar karawitan atau tembang. Titilaras yang akan menentukan sebuah permainan gamelan. Titilaras dalam gamelan ada dua macam, yaitu:

1. TitilarasSlendro (Sl), terdiri dari:

Penunggal : 1 : siji (ji) Gulu : 2 : loro (ro) Dhadha : 3 : telu (lu) Lima : 5 : lima (ma)

Nem : 6 : enem (nem)

2. Titilaras Pelog (Pl), terdiri dari:

Penunggal : 1 : siji (ji) Gulu : 2 : loro (ro) Dhadha : 3 : telu (lu) Pelog : 4 : papat (pat) Lima : 5 : lima (ma)

Nem : 6 : enem (nem)

Barang : 7 : pitu (pi)

Dalam pemakaian sehari-hari, titilaras hanya disebut laras. Laras atau titilaras ini mengacu pada suara atau sesuatu yang enak didengar dan dirasakan [5]. Ada pula titilaras

yang berarti nada, yang berasal dari bunyi gamelan. Laras (nada) mempunyai 3 sifat nada dasar, yaitu: (1) tinggi rendah, yang disebabkan oleh banyak sedikitnya getaran dalam waktu tertentu (frekuensi), (2) panjang pendek, disebabkan oleh irama terjadinya getaran pada sumber bunyi (periode), dan (3) laras lirih, yang disebabkan oleh besar atau jauhnya getaran (amplitudo). Titilaras demung slendro dalam ranah frekuensi dapat dilihat pada Tabel 2.1., sedangkan titlaras demung pelog dapat dilihat dalam Tabel 2.2. Komposisi nada-nada yang tinggi dan rendah menghasilkan melodi. Komposisi nada-nada yang pendek dan panjang menghasilakan ritme. Komposisi nada-nada yang keras dan lirih menghasilkan dinamika.

Tabel 2.1. Titilaras demung slendro gamelan Kyahi Kanyutmesem Pura Mangkunegaran dalam ranah frekuensi [6].

Nem 6 Penunggal 1 Gulu 2 Dhada 3 Lima 5 Enem 6 Penunggal 1 248 Hz 287 Hz 331 Hz 378 Hz 435 Hz 500 Hz 580 Hz

Tabel 2.2. Titilaras demung pelog gamelan Kyahi Kanyutmesem Pura Mangkunegaran dalam ranah frekuensi [6].

Penunggal 1 Gulu 2 Dhada 3 Pelog 4 Lima 5 Enem 6 Barang 7 295 Hz 320 Hz 347 Hz 406 Hz 440 Hz 470 Hz 519 Hz

2.1.3. Demung

Saron demung atau yang biasa di sebut demung merupakan salah satu instrumen gamelan yang termasuk dalam keluarga balungan. Demung berbentuk bilah persegi panjang yang disusun berderet berdasarkan urutan titilaras dalam gamelan Jawa. Ukuran bilah demung berbeda-beda untuk setiap nadanya dan hal ini mempengaruhi suara yang dihasilkan ketika demung ditabuh. Secara fisik bentuk demung dapat dilihat pada Gambar 2.3. Dalam satu set gamelan biasanya terdapat 2 buah demung dengan laras yang berbeda yakni pelog

dan slendro. Demung menghasilkan nada dengan oktaf paling rendah dalam keluarga balungan, dengan ukuran fisik yang lebih besar. Demung memiliki wilahan yang relatif lebih tipis namun lebih lebar daripada wilahan saron lainnya, sehingga nada yang dihasikan lebih rendah. Tabuh demung biasanya terbuat dari kayu dan berbentuk seperti palu.

Teknik permainan demung atau cara menabuhnya ada yang sesuai dengan nada yang ada pada notasi gendhing seperti pada pianika dan ada juga dengan teknik nada imbal. Teknik imbal demung adalah menabuh secara bergantian antara demung 1 dan demung 2 sehingga menghasilkan jalinan nada yang bervariasi namun mengikuti pola tertentu. Cepat lambatnya dan keras lemahnya penabuhan tergantung pada komando dari kendang dan jenis

gendhingnya. Pada gendhing Gangsaran yang menggambarkan kondisi peperangan mislanya, demung ditabuh dengan keras dan cepat. Pada gendhing Gati yang bernuansa militer, demung ditabuh lambat namun keras. Ketika mengiringi lagu yang ada vokalnya

demung ditabuh pelan atau lirih dengan tujuan agar suara vokal tidak tertutup oleh suara demung yang lebih keras.

Gambar 2.3. Demung

Dalam memainkan demung, pada umunya tangan kanan memukul wilahan atau lembaran logam dengan tabuh, lalu tangan kiri memencet wilahan yang dipukul sebelumnya bersamaan dengan memukul wilahan demung lainnya. Hal ini bertujuan untuk menghilangkan dengung yang tersisa dari pemukulan nada sebelumnya. Teknik ini disebut memathet (kata dasr: pathet = pencet).

2.2. Raspberry Pi

Raspberry Pi biasanya disingkat Raspi atau RPi adalah komputer berukuran sebesar kartu kredit yang dihubungkan ke monitor dan keyboard, merupakan salah satu Single Board Computer (SBC) yang cukup populer [7]. Raspberry Pi merupakan komputer kecil yang dapat digunakan dalam proyek-proyek elektronik dan masih banyak hal lain yang dapat dilakukan oleh Raspberry Pi seperti yang dapat dilakukan oleh PC desktop diantaranya adalah pengolah kata, pengolah angka, browsing internet, pemutar musik, pemutar film, dan bermain game. Raspberry Pi juga dapat memainkan video definisi tinggi. Selain itu Raspberry Pi juga bisa digunakan sebagai web server. Raspberry Pi pertama kali rilis pada Februari 2012 yang dikembangkan oleh yayasan nirlaba Raspberry Pi Foundation yang di prakasai oleh beberapa developer dan ahli komputer dari Universitas Cambridge, Inggris.

2.2.1.

Raspberry Pi 2 Model B

Raspberry Pi 2 disebut juga Raspi 2 atau dapat disingkat RPi2 adalah generasi kedua Raspberry Pi. Ia menggantikan Raspberry Pi 1 Model B + pada bulan Februari 2015 [8]. Bentuk fisik dari Raspberry Pi 2 dapat dilihat pada Gambar 2.4. Raspberry Pi 2 dapat ditenagai oleh tegangan 5 Volt DC dengan rata-rata arus sekitar 1200mA atau lebih tergantung dari berapa banyak perangkat tambahan yang digunakan. Power supply

menggunakan connector micro USB. Pada Raspberry Pi 2 terdapat 2 buah led sebagai indikator dengan warna merah dan hijau. Led merah sebagai indikator power sedangkan led hijau sebagai indikator aktivitas. Proses booting dan penyimpanan data menggunakan

microSD dan direkomendasikan berkapasitas 8GB dengan class 4 atau diatasnya.

Gambar 2.4. Bentuk fisik Raspberry Pi 2 [8]

Raspberry Pi model 2 B memiliki spesifikasi sebagai berikut [9]: 1. SoC : Broadcom 2836 (CPU, GPU, DSP, SDRAM) 2. CPU : 900MHz quad-core ARM Cortex-A7

3. GPU : Broadcom VideoCore IV @ 250 MHz 4. Memori : 1 GB (shared with GPU)

5. USB ports : 4

6. Video input : 15-pin MIPI camera interface (CSI) connector

7. Video Outputs : HDMI, composite video (PAL dan NTSC) via 3.5 mm jack

8. Audio input : I2S (Inter-IC Sound)

9. Audio outputs : Analog via 3.5 mm jack; digital via HDMI and I2S 10.Storage : MicroSD

12.Peripheral : 17 GPIO plus specific function, dan HAT ID bus 13.Power rating : 800mA (4.0 W)

14.Power source : 5 Volt via MicroUSB atau GPIO header

15.Size : 85.60mm x 56.5mm 16.Weight : 45g

2.2.2.

Raspberry Pi 2 Pinout

Raspberry Pi 2 memiliki 40 pinout yang dapat digunakan sebagai input atau output

maupun fungsi spesial seperti I2C, SPI, dan serial/UART [9]. Ke-40 pinout dari Raspberry Pi 2 dapat dilihat pada Gambar 2.5. Ke-40 pin header Raspberry Pi 2 dapat dikelompokkan sebagai berikut :

1. 17x – GPIO pins only

2. 1x – Serial/UART (TX,RX)

3. 1x – SPI bus (MISO,MOSI,SCLK,CS0,CS1) 4. 1x – I2C bus (SDA,SCL)

5. 2x – 5 Volt power pin yang terhubung langsung dengan power supply

6. 2x – 3,3 Volt power pin dengan arus maksimal 50mA 7. 8x –ground pins

2.3. Sistem Operasi Raspbian

Raspbian merupakan sistem operasi gratis yang berbasis pada Debian dan dioptimisasi untuk perangkat keras Raspberry Pi [11]. Sistem operasi adalah satu set program dasar yang membuat Raspberry Pi dapat bekerja. Raspbian memiliki fasilitas lebih dari sekedar sistem operasi murni. Raspbian datang dengan lebih dari 35.000 paket program perangkat lunak yang telah di pra-compile dalam format yang baik agar mudah dipasang pada Raspberry pi. Awalnya Raspbian membuat lebih dari 35.000 paket Raspbian kemudian dioptimisasi untuk performa terbaik pada Raspberry Pi dan telah diselesaikan pada bulan Juni 2012. Sekarang Raspbian masih dalam pengembangan aktif dengan perhatian pada peningkatan dan stabilitas performa.

Sebagai catatan, Raspbian tidaklah berafiliasi dengan Raspberry Pi Foundation. Raspbian diciptakan oleh tim kecil yang memiliki dedikasi dan merupakan penggemar dari perangkat keras Raspberry Pi untuk tujuan pendidikan. Raspbian merupakan sistem operasi umum yang paling banyak digunakan orang pada Raspberry Pi. Sebagian besar proyek dan tutorial tentang Raspberry Pi yang sering ditemui menggunakan sistem operasi ini.

2.4. Bahasa Pemrograman Python

Nama Python berasal dari salah satu acara komedi tahun 70-an yang disiarkan oleh BBC [12]. Menurut Guido van Rossum pembuat bahasa Python, nama Python dipakai untuk memeberikan suatu nama yang unik, pendek, dan sedikit misterius. Oleh karena itu Python sama sekali tidak berhubungan dengan salah satu reptil buas.

Python merupakan salah satu dari sekian banyak bahasa pemrograman yang umum digunakan pada saat ini dan hampir dapat beroperasi pada semua platform , seperti pada keluarga Unix/Linux, Windows, Mac OS, ataupun yang lainnya. Tampilan pemrograman Python pada Raspberry Pi dapat dilihat pada Gambar 2.6. Python termsuk bahasa pemrograman yang cukup mudah untuk dipelajari karena sudah menggunakan bahasa tingkat tinggi. Sintaks yang jelas dan elegan, serta dikombinasikan dengan modul-modul siap pakai dan struktur data tingkat tinggi yang efisien merupakan keunggulan dari Python.

Gambar 2.6. Pemrograman Python pada Raspberry Pi

Python dapat digunakan untuk berbagai macam aplikasi, mulai dari aplikasi perkantoran, administrasi sistem operasi, aplikasi web, hingga simulasi yang membutuhkan perhitungan tingkat tinggi. Python dapat digunakan untuk pemrograman yang memerlukan dinamisme yang tinggi, aplikasi dalam skala besar yang membutuhkan orientasi objek, fleksibelitas yang cukup tinggi, dan pengembangan waktu yang cepat.

2.5.

Force Sensitive Resistor

( FSR )

FSR merupakan sebuah lapisan tipis berbahan polimer (polymer thick film) yang nilai resistansinya akan berubah jika diberikan gaya yang diterapkan pada permukaan sensor. Sensitivitas gayanya dioptimalkan untuk digunakan dalam perangkat elektronis [13]. FSR yang digunakan adalah keluaran Interlink Electronics Model FSR- 402, gambar FSR dapat dilihat pada Gambar 2.7.

FSR pada dasarnya adalah sebuah resistor yang nilai resistansinya akan berubah berdasarkan seberapa besar tekanan yang diterimanya. Karakteristik perbandingan antara gaya dan hambatan dapat dilihat pada Gambar 2.8. Semakin besar gaya yang diberikan maka resistansi yang dihasilkan akan semakin mengecil dan berlaku sebaliknya . Karakteristik FSR dapat dilihat dalam Tabel 2.3.

Gambar 2.8. Perbandingan antara gaya dan hambatan FSR- 402 [13]

Untuk mengkonversi besarnya gaya yang diberikan memjadi tegangan (volt) pada FSR dapat dilakukan dengan prinsip pembagi tegangan dengan menghubungkan seri FSR dengan sebuah resistor kemudian masuk ke Op-Amp yang berfungsi sebagai buffer seperti pada Gambar 2.9. Pemilihan nilai resitor RM untuk memaksimalkan jangkauan sensitivitas kekuatan yang diinginkan dan untuk membatasi arus. Pengaruh nilai resistor RM dapat dilihat pada Gambar 2.10. Arus melalui FSR harus dibatasi kurang dari 1 mA / cm persegi dari kekuatan diterapkan. Arus bias rendah dari op-amp mengurangi kesalahan karena impedansi sumber pembagi tegangan.

Tabel 2.3. Karakteristik FSR – 402 [13]

Parameter Nilai

Force Sensitivity Range < 100 g to > 10 kg

Pressure Sensitivity Range

< 1,5 psi to > 150 psi (< 0,1 kg/cm2 to > 10 kg/cm2)

Stand-Off Resistansi >1M ohm

Device Rise Time 1-2 msec

Range Temperatur -30oC to +70oC

Dari rangkaian pembagi tegangan FSR pada Gambar 2.9. untuk menghitung besarnya nilai tegangan keluar (VOUT) dapat digunakan Persamaan 2.1.

V OUT = V+ (RM / (FSR + RM)) (2.1)

Keterangan :

V OUT : Tegangan keluaran (Volt)

V+ : Tegangan VCC (Volt)

RM : Nilai resistor seri (Ohm)

FSR : Nilai hambatan FSR (Ohm)

2.6. ATmega 8535

ATmega8535 adalah mikrokontroler CMOS 8 bit daya rendah berbasis arsitektur RISC. Instruksi dikerjakan pada satu siklus clock. ATMega8535 mempunyai throughput

mendekati 1 MIPS per MHz, hal ini membuat ATMega8535 dapat bekerja dengan kecepatan tinggi walaupun dengan penggunaan daya rendah. ATmega8535 memiliki beberapa fitur atau spesifikasi yang menjadikannya sebuah solusi pengendali yang efektif untuk berbagai keperluan yang telah dilengkapi dengan ADC internal, EEPROM internal, Timer/Counter, PWM dan analog comparator. Dengan fasilitas yang lengkap tersebut memungkinkan penggunaannya yang lebih mudah dan efisien, serta dapat mengembangkan kreativitas penggunaan mikrokontroler Atmega 8535 . Konfigurasi yang dimiliki oleh ATmega 8535 adalah:

1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A, port B, port C, dan port D. 2. ADC internal sebanyak 8 saluran.

3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembanding 4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.

5. SRAM sebesar 512 byte.

6. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write

7. Port antarmuka SPI

8. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi. 9. Antarmuka komparator analog

10.Port USART untuk komunikasi serial

11.Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengn kecepatan maksimal 16 Mhz.

ATmega 8535 merupakan tipe AVR yang telah dilengkapi dengan 8 saluran ADC internal dengan fidelitas 10 bit. Dalam pengoperasiannya ATmega 8535 dapat dikonfigurasi, baik secara single ended input maupun differential input. ADC ATmega 8535 memiliki konfigurasi pewaktuan, tegangan referensi, mode operasi, dan kemampuan filter derau. Selain itu ATmega 8535 juga memiliki 3 modul timer yang terdiri dari 2 buah timer/counter

8 bit dan 1 buah timer/counter 16 bit. Ketiga timer/counter ini dapat diatur dalam mode yang berbeda. Selain itu, semua timer/counter juga dapat difungsikan sebagai sumber interupsi. Masing-masing timer/counter ini memiliki register tertentu yang digunakan untuk mengatur mode dan cara kerjanya.

Universal Synchronous and Asynchronous Serial Receiver and Transmitter

(USART) merupakan salah satu mode komunikasi serial yang dimiliki ATmega 8535 . USART merupakan komunikasi yang memiliki fleksibilitas tinggi, yang dapat digunakan untuk melakukan transfer data baik antar mikrokontroler maupun dengan modul-modul eksternal termasuk PC yang memiliki fitur UART. USART memungkinkan transmisi data baik secara sinkron maupun asinkron , sehingga dengan memiliki USART pasti kompatibel dengan UART. Pada ATmega 8535 secara umum pengaturan mode sinkron dan asinkron adalah sama. Perbedaannya hanya terletak pada sumber clock saja. Jika pada mode sinkron hanya ada satu sumber clock yang digunakan secara bersama-sama. Sedangkan pada mode asinkron masing-masing peripheral memiliki sumber clock sendiri. Dengan demikian secara

hardware untuk mode sinkron menggunakan 3 buah pin yaitu TXD, RXD, dan XCK. Sedangkan pada mode asinkron hanya membutuhkan 2 buah pin yaitu TXD dan RXD.

2.6.1. Konstruksi ATmega 8535

Atmega 8535 memiliki 3 jenis memori, yaitu memori program, memori data dan memori EEPROM. Ketiganya memiliki ruang sendiri dan terpisah.

a. Memori Program

ATmega 8535 memiliki kapasitas memori program sebesar 8 Kbyte yang terpetakan dari alamat 0000h-0FFFh dimana masing-masing alamat memiliki lebar data 16 bit. Memori program ini terbagi menjadi 2 bagian yaitu bagian program boot dan bagian program aplikasi.

b. Memori Data

ATmega 8535 memiliki kapasitas memori data sebesar 608 byte yang terbagi menjadi tiga bagian, yaitu register serba guna, register input output dan SRAM. ATmega 8535 memiliki 32 byte register serba guna, 64 byte register input output

yang dapat diakses sebagai bagian dari memori RAM atau dapat juga diakases sebagai input output, dan 512 byte digunakan untuk memori data SRAM.

c. Memori EEPROM

ATmega 8535 memiliki memori EEPROM sebesar 512 byte yang terpisah dari memori program maupun memori data. Memori EEPROM ini hanya dapat diakses dengan menggunakan register-register input output yaitu register EEPROM Addres, register EEPROM Data, dan register EEPROM Control.

2.6.2. Konfigurasi Pin ATmega 8535

ATMega memiliki 40 pin dengan 32 pin diantaranya digunakan sebagai port paralel. Satu port paralel terdiri dari 8 pin, sehingga jumlah port pada mikrokontroler adalah 4 port, yaitu port A, port B, port C dan port D. Sebagai contoh adalah port A memiliki pin antara

port A.0 sampai dengan port A.7, demikian selanjutnya untuk port B, port C, port D. Diagram pin mikrokontroler dapat dilihat pada Gambar 2.11.

Gambar 2.11. Konfigurasi pin ATmega 8535

Berikut adalah penjelasan mengenai pin yang terdapat pada mikrokontroler ATmega 8535: 1. Vcc, Tegangan suplai (5 volt)

2. GND, Ground

3. RESET, Input reset level rendah, pada pin ini selama lebih dari panjang pulsa minimum akan menghasilkan reset walaupun clock sedang berjalan. RST pada pin 9 merupakan reset dari AVR. Jika pada pin ini diberi masukan low selama minimal 2

machine cycle maka sistem akan di-reset

4. XTAL 1, Input penguat osilator inverting dan input pada rangkaian operasi clock

internal

5. XTAL 2 ,Output dari penguat osilator inverting

6. Avcc, Pin tegangan suplai untuk port A dan ADC. Pin ini harus dihubungkan ke Vcc walaupun ADC tidak digunakan, maka pin ini harus dihubungkan ke Vcc melalui

7. Aref, pin referensi tegangan analog untuk ADC

8. AGND, pin untuk analog ground. Hubungkan kaki ini ke GND, kecuali jika board

memiliki analog ground yang terpisah

9. 4 buah port yaitu, Port A mulai dari pin 33 sampai dengan pin 40. Port B mulai dari pin 1 sampai dengan pin 8. Port C mulai dari pin 22 sampai dengan pin 29. Port D mulai dari pin 14 sampai dengan pin 20. Merupakan 8 bit directionalport I/O. Setiap pin-nya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output

buffer setiap port dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register masing-masing port harus di-setting

terlebih dahulu sebelum masing-masing port digunakan. Bit-bit DDR diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, pin-pin pada setiap port juga memiliki fungsi-fungsi alternatif khusus seperti berikut:

a. Port A

PA.7 : ADC7 (ADC Input Channel 7) PA.6 : ADC6 (ADC Input Channel 6) PA.5 : ADC7 (ADC Input Channel 5) PA.5 : ADC4 (ADC Input Channel 4) PA.3 : ADC3 (ADC Input Channel 3) PA.2 : ADC2 (ADC Input Channel 2) PA.1 : ADC1 (ADC Input Channel 1) PA.0 : ADC0 (ADC Input Channel 0)

b. Port B

PB.7 : SCK (SPI Bus Serial Clock)

PB.6 : VISO (SPI Bus Master Input/Slave Output) PB.5 : VOSI (SPI Bus Master Output/Slave Input) PB.4 : SS (SPI Slave Select Input)

PB.3 : AIN1 (Analog Comparator Negative Input)OCC (Timer/Counter0 Output Compare Match Output)

PB.2 : AIN0 (Analog Comparator Positive Input)INT2 (External Interrupt2 Input) PB.1 : T1 (Timer/Counter1 External Counter Input)

PB.0 : T0 (Timer/Counter0 External Counter Input)XCK (JSART External Clock Input/Output)

c. Port C

PC.7 : TOSC2 (Timer Oscillator Pin 2) PC.6 : TOSC1 (Timer Oscillator Pin 1)

PC.1 : SDA (Two-Wire Serial Bus Data Input/Output Line) PC.0 : SCL (Two-Wire Serial Bus Clock Line)

d. Port D

PD.0 : RDX (UART input line) PD.1 : TDX (UART output line)

PD.2 : INT0 (external interrupt 0 input) PD.3 : INT1 (external interrupt 1 input)

PD.4 : OC1B (Timer/Counter1 output compareB match output) PD.5 : OC1A (Timer/Counter1 output compareA match output) PD.6 : ICP (Timer/Counter1 input capture pin)

PD.7 : OC2 (Timer/Counter2 output compare match output)

2.6.3.

Analog to Digital Converter

( ADC )

Analog to Digital Converter atau yang biasa disebut ADC adalah pengubah data masukan analog menjadi data digital [14]. Pada umunya ADC digunakan sebagai perantara yang menghubungkan antara sensor yang kebanyakan analog dengan sistem komputer untuk proses komputasi. Sistem komputer membutuhkan ADC untuk dapat mengolah data sensor analog. Oleh sebab itu data dari sensor analog seperti sensor suhu, cahaya, tekanan atau berat, aliran dan sebagainya harus diubah terlebih dahulu menjadi data digital dan kemudian diukur dengan menggunakan sistem digital atau komputer.

ADC memiliki dua prinsip karakteristik, yaitu kecepatan sampling dan resolusi. Kecepatan sampling suatu ADC menyatakan seberapa sering sinyal analog dikonversikan ke dalam bentuk sinyal digital pada selang waktu tertentu. Kecepatan sampling biasanya dinyatakan dalam sample per second (SPS). Semakin besar kecepatan sampling dari sebuah ADC maka semakin banyak data yang dikonversi dalam selang waktu tertentu.

Resolusi ADC menentukan ketelitian nilai hasil konversi ADC. Sebagai contoh ADC 8 bit akan memiliki output 8 bit data digital, ini berarti sinyal input dapat dinyatakan dalam 255 nilai diskrit. ADC 10 bit memiliki 10 bit output data digital, ini berarti sinyal input dapat dinyatakan dalam 1024 nilai diskrit. ADC 10 bit akan memberikan ketelitian nilai hasil konversi yang jauh lebih baik daripada ADC 8 bit. Prinsip kerja ADC adalah mengkonversi sinyal analog ke dalam bentuk besaran yang merupakan rasio perbandingan sinyal input dan tegangan referensi seperti pada Persamaan 2.2.

Data ADC = (Vin/Vref) x Maksimal Data (2.2)

Keterangan:

Data ADC : Besarnya nilai ADC

Vin : Tegangan masukan (Volt)

Vref : Tegangan referensi (Volt)

Maksimal Data : Nilai ADC maksimal

Sebagai contoh, bila tegangan referensi (Vref) sebesar 5 volt, tegangan input sebesar 4 volt, maka rasio input terhadap referensi adalah 80%. Jika menggunakan ADC 8 bit dengan skala maksimum 255, akan didapatkan sinyal digital sebesar 80% x 255 = 204 (bentuk desimal) atau 11001100 (bentuk biner).

2.7.

Waveform Audio File Format

( WAV )

File WAV merupakan standar format file audio digital yang digunakan untuk menyimpan data gelombang [16]. Dengan menggunakan file ini dimungkinkan rekaman audio yang akan disimpan dengan tingkat sampling dan bit rate yang berbeda. File WAV sering disimpan dalam 44.1 KHz, 16-bit, format stereo, yang merupakan format standar yang digunakan untuk CD audio. WAV merupakan singkatan dari Waveform Audio File Format

dan cara pengucapannya menjadi “wave”.

WAVE atau WAV seperti nama file ekstensinya adalah standar format file audio yang digunakan oleh Microsoft dan IBM untuk menyimpan aliran bit audio pada komputer. WAVE juga merupakan aplikasi dari metode bentuk aliran data Resource Interchange Format (RIFF) untuk menyimpan data dalam chunks. Sistem Windows menggunakan WAVE sebagai format utama untuk data audio mentah dan tak terkompresi.

2.8.

Moving Average Filter

Moving average merupakan salah satu filter yang paling sering digunakan dalam pengolahan sinyal digital karena moving average adalah filter yang paling mudah dipahami dan sederhana [17]. Meskipun tidak begitu kompleks, moving average dapat mengurangi

noise acak secara optimal dan memperhalus respon yang sangat tajam. Sesuai dengan namanya, moving average bekerja dengan cara merata-rata beberapa titik dari sinyal masukan untuk menghasilkan suatu nilai rata-rata pada setiap tititk sinyal keluaran. Bentuk persamannya moving average dapat dilihat pada persamaan 2.3.

y [i] =

� ∑�−�= �[ + ]

(2.3)

Keterangan :

y [i] : Sinyal output

M : Jumlah data yang dirata-rata

x [i+j] : Sinyal input

2.9. Penguatan dan Pelemahan Sinyal Suara

Penguatan dan pelemahan sinyal berkaitan dengan desibel. Desibel merupakan satuan yang cukup banyak digunakan sebagai skala penguatan ataupun pelemahan dalam sebuah rangkaian elektronika seperti pada peralatan audio maupun komunikasi [18]. Pada dasarnya desibel adalah satuan yang menggambarkan suatu perbandingan atau rasio antara masukan dan keluaran. Selanjutnya desibel sering disingkat menjadi “dB” yang dapat diartikan sebagai perbandingan antara dua besaran dalam skala logaritma. Rangkaian audio penguatan sinyal suara bersifat tidak linear (non linear) sehingga tidak dapat menggunakan perkalian kelipatan langsung.

Dalam perhitungan desibel, penguatan atau Gain suatu sinyal akan ditandai dengan

tanda “+” (positif) sedangkan pelemahan atau Loss akan ditandai dengan tanda “-“ (negatif). Dengan demikian jika sinyal keluaran +3dB dari sinyal masukan maka hal ini menandakan terjadinya penguatan keluaran sebanyak 3dB dari sinyal masukan. Sebaliknya jika sinyal keluaran -3dB dari sinyal masukan yang artinya adalah telah terjadi pelemahan sinyal keluaran sebanyak 3dB terhadap sinyal masukan. Pelemahan sinyal sebesar -3dB berarti

telah terjadi pelemahan sebesar setengah dari daya sinyal awal. Perbandingan penguatan dan pelemahan dapat dilihat pada Persamaan (2.4).

+/- dB = 20 log10 (O / I) (2.4)

Keterangan:

+/- dB : Penguatan / pelemahan sinyal

O : Sinyal keluaran

I : Sinyal masukan

2.10.

Bi-Directional

Logic

Level Converter

Bi-Directional Logic Level Converter merupakan suatu perangkat yang berfungsi untuk mengkonversi tegangan dari 5V menjadi 3,3V atau sebaliknya dari 3,3V menjadi 5V. Biasanya perangkat ini digunakan untuk mengkonversi logika tegangan high atau low yang diwakili oleh angka bilangan biner 1 atau 0. Elektronik digital mengandalkan logika biner untuk menyimpan, memproses, dan mengirimkan data atau informasi. Logika Biner mengacu pada salah satu dari dua status ON atau OFF.

Saat ini perangkat elektronik memiliki standar TTL atau Transistor-Transistor Logic

yang berbeda. Ada yang menggunakan standar 5V ada yang menggunakan standar 3,3V untuk logika high. Contohnya seperti pada ATmega 8535 yang menggunakan standar 5V dan Raspberry Pi yang menggunakan standar 3,3V untuk logika high. Oleh sebab itu untuk menghubungkan kedua perangkat tersebut dibutuhkan Bi-Directional Logic Level Converter

agar level tegangan yang terbaca sesuai dengan spec perangkat masing-masing.

Bi-Directional Logic Level Converter menggunakan MOSFET BSS138 dengan

resistor pull-up seperti pada rangkaian Gambar 2.12. LV dan HV merupakan tegangan referensi sedangkan LV1 dan HV1 merupakan input dan output tegangan. LV diberi tegangan referensi 3,3V sedangkan HV diberikan tegangan referensi 5V [22].

26

BAB III

RANCANGAN PENELITIAN

3.1. Perancangan Sistem Secara Umum

Secara umum perancangan diawali dengan studi literatur, yaitu mencari bahan dan sumber pustaka yang meliputi teori-teori yang berkaitan dengan penelitan. Teori yang didapat akan menjadi dasar dari penelitian ini, baik dalam perancangan alat maupun analisa data. Setelah itu dilanjutkan dengan pengambilan sumber data nada yang berasal dari instrumen demung laras slendro dan pelog kemudian file rekaman disimpan dalam SD Card.

Diagram blok perancangan sistem dapat dilihat pada Gambar 3.1.Selanjutnya perancangan dilanjutkan dengan membagi sistem menjadi dua bagian besar yaitu perancangan perangkat keras dan perancangan perangkat lunak sistem.

Gambar 3.1. Perancangan sistem

Perancangan perangkat keras dapat dibagi menjadi perancangan sistem mainboard, catu daya sistem, rangkaian sensor FSR, selectorswitch, micro switch, penampil LCD 16x2, perancangan bentuk fisik demung dan perancangan tabuh pengujian demung. Sistem

mainboard berisi Raspberry Pi 2 sebagai otak dari sistem yang dapat diprogram dan disana juga terdapat slot SD Card untuk menyimpan sample nada demung yang telah direkam. Catu daya sistem sebagai sumber tegangan untuk mengoperasikan mainboard dan sensor FSR. Rangkaian sensor digunakan untuk membaca besaran fisik berupa penabuhan terhadap bilah kayu demung elektronik. Selector switch digunakan untuk memilih meminkan nada laras

slendro atau pelog. Push button switch digunakan untuk menghilangkan suara dengung pada pemukulan bilah sebelumnya. Push button switch berfungsi sebagai pathet dengan cara

menekan tombol push button switch sehingga tidak terjadi penumpukan suara demung sebelumnya dengan suara demung yang baru dipukul. Penampil LCD berfungsi untuk menampilkan laras yang sedang dipilih. Perancangan bentuk fisik demung meliputi dimensi dan bentuk demung elektronik dan tabuh pengujian yang terbuat dari bahan dasar kayu.

Perancangan perangkat lunak dapat dibagi menjadi program pembacaan sensor FSR, pengolahan data sensor FSR, program memainkan nada, dan program penampil LCD . Program pembacaan sensor FSR dilakukan dengan cara mengkonversi data analog menjadi data digital oleh ADC dan kemudian dilakukan pengolahan data dengan menggunakan filter

moving average. Selanjutnya data sensor yang telah di filter dijadikan acuan untuk memainkan nada demung elektronik berdasarkan bersarnya nilai tegangan yang terbaca oleh sensor FSR. Setelah alat yang dibuat sudah selesai, maka dilakukan pengambilan data dan pengujian alat untuk memastikan bahwa alat yang dibuat sudah sesuai dengan yang diinginkan. Kemudian data yang telah diambil akan diolah dan dianalisis.

3.2. Sumber Nada

Sumber nada pada penelitian ini berasal dari rekaman gamelan perunggu milik Universitas Sanata Dharma yang dikelola oleh Unit Kegiatan Mahasiswa Seni Karawitan yang berada di kampus I Mrican. Gamelan yang direkam secara khusus instrumen demung dengan laras pelog dan slendro. Rekaman intrumen demung tersebut kemudian disimpan dalam format audio WAVE menggunakan software Matlab dengan bantuan laptop.

Berikut adalah spesifikasi file audio WAV secara lengkap:

1. Sample Rate : 44,1 KHz

2. Channel : Mono

3. Bits per Sample : 16 bit

4. Teknik Kompresi : PCM (Pulse Code Modulation) 5. Durasi Rekaman : 6 detik

Masukan berupa suara demung yang digunakan sebagai sumber nada rekaman. Setelah nada direkam maka perlu dilakukan proses normalisasi dengan tujuan amplitudo saat nada dimainkan bisa maksimal. Proses normalisasi diperlukan karena besarnya amplitudo pada setiap sample nada demung berbeda saat melakukan proses rekaman. Setelah proses normalisai dilanjutkan dengan pemotongan sinyal. Pemotongan sinyal ini dilakukan untuk menghilangkan bagian silence atau bagian awal sinyal yang ikut terekam sehingga sinyal

yang terekam benar-benar hanya suara demung yang akan digunakan sebagai sample nada suara demung. Proses pengambilan sumber nada demung dapat dilihat pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2. Diagram alir proses pengambilan sumber nada

Pada penelitian ini digunakan 7 buah nada rekaman demung laras pelog dan 7 buah nada rekaman demung laras slendro yang disimpan pada SD Card. Nada rekaman tersebut

disimpan di dalam SD Card dengan nama seperti pada Tabel 3.1. untuk laras slendro, . sedangkan untuk laras pelog disimpan dengan nama seperti pada Tabel 3.2.

Tabel 3.1. Nada rekaman demung laras slendro

NO Nada Nama File

1 Enem Rendah Sl s6ren.wav

2 Siji Sl s1.wav

3 Loro Sl s2.wav

4 Telu Sl s3.wav

5 Lima Sl s5.wav

6 Enem Sl s6.wav

7 Siji Tinggi Sl s1ting.wav

Tabel 3.2. Nada rekaman laras demung pelog

NO Nada Nama File

1 Siji Pl p1.wav

2 Loro Pl p2.wav

3 Telu Pl p3.wav

4 Papat Pl p4.wav

5 Lima Pl p5.wav

6 Enem Pl p6.wav

7 Pitu Pl p7.wav

Setelah mendapatkan sample nada dari tiap-tiap bilahan demung baik laras slendro maupun pelog, selanjutnya sample nada disimpan dalam satu file direktori untuk nantinya diolah dalam proses menentukan kuat lemahnya volume yang dihasilkan.

3.2.1. Pengaturan Volume Nada

Pada penelitian ini demung elektronik dirancang untuk dapat merespon kuat lemahnya tabuhan dengan volume suara yang dihasilkan sehingga kuat lemahnya tabuhan akan sebanding dengan volume suara yang dihasilkan. Demung elektronik dirancang untuk dapat memainkan 3 tingkatan volume yang berbeda mulai dari lirih, sedang, hingga keras yang bergantung pada kuat lemahnya penabuhan. Oleh sebab itu diperlukan 3 sample nada untuk

setiap bilahan demung agar dapat memainkan 3 tingkatan volume yang berbeda dengan nada yang sama.

Pengolahan sample nada dilakukan dengan software Matlab dengan cara mengalikan amplitudo dari sample suara rekaman tiap nada sehingga timbul pelemahan sinyal suara yang diinginkan. Untuk menentukan faktor pengali (amplitudo) pelemahan sinyal digunakan Persamaan (2.4) sehingga didapat data seperti pada Tabel 3.3.

Tabel 3.3. Pelemahan sinyal suara

No Tingkatan Volume Pelemahan Sinyal (dB) Amplitudo Sinyal

1 Level 3 (keras) 0 1

2 Level 2 (sedang) -6 0,49

3 Level 1 (lirih) -12 0,24

Pelemahan sinyal suara menggunakan kelipatan -3dB. Pelemahan sinyal sebesar 0dB untuk level 1, -6dB untuk level 2, dan -12dB untuk level 3 didasarkan pada pendengaran subjektif peneliti dimana telah terjadi perbedaan yang cukup signifikan dari tiap tingkatan volume tersebut berdasarkan suara yang mampu ditangkap oleh indra pendengaran manusia. Setelah mendapatkan nilai amplitudo untuk masing-masing tingkatan volume maka selanjutnya dilakukan perkalian dengan sample suara sehingga didapat 3 sample suara untuk 1 nada. Untuk laras slendro ada 7 bilah atau 7 nada sehingga total sample nada untuk laras

slendro = 21 sample nada. Begitu juga untuk laras pelog ada 7 bilah atau 7 nada sehingga total sample nada untuk laras pelog = 21 sample nada. Keseluruhan sample nada ini disimpan dalam SD Card untuk kemudian akan dipanggil dalam program memainkan nada sehingga dihasilkan suara demung sebagai keluaran sistem.

3.3. Perancangan Perangkat Keras

Perancangan perangkat keras demung elektronik secara umum dapat dibagi menjadi 6 bagian. Bagian catu daya berfungsi sebagai supply daya untuk Raspberry dan sensor. Rangkaian sensor berfungsi untuk menghubungkan sensor FSR ke ATmega 8535 untuk kemudian dihubungkan ke Raspberry dengan komunikasi paralel. Rangkaian selector switch

berfungsi untuk memilih laras yang dimainkan, slendro atau pelog. Penampil LCD digunakan untuk menampilkan laras yang sedang dipilih slendro atau pelog. Bentuk fisik

demung elektronik merupakan rancangan visual demung elektronik. Tabuh pengujian berfungsi untuk menabuh bilah demung untuk proses pengujian.

3.3.1. Rangkaian Catu Daya Sistem

Catu daya sistem di supply dari dua buah sumber yaitu adaptor dengan output 5V-2A dengan port micro USB sebagai catu daya Raspberry Pi dan adaptor 5V-2A sebagai catu daya ATmega 8535 dan juga digunakan sebagai catu daya rangkaian sensor FSR beserta penampil LCD. Untuk catu daya Raspberry Pi bisa menggunakan cahrger smartphone

dengan memperhatikan nilai tegangan dan arus yang keluar dari cahrger tersebut. Raspberry Pi dapat bekerja jika mendapat supply tegangan 5V dengan arus minimal 800mA. Namun di rekomendasikan untuk menggunakan supply dengan tegangan output 5V dengan arus 2A jika Raspberry banyak terhubung ke perangkat lain untuk menjaga kinerja Raspberry Pi tetap stabil. Pada penelitian kali ini menggunakan catu daya dengan spesifikasi seperti pada Tabel 3.4. sebagai catu daya Raspberry Pi. Sedangkan ATmega 8535, rangkaian sensor FSR beserta penampil LCD menggunakan catu daya dengan spesifikasi seperti pada Tabel 3.5.

Tabel 3.4. Spesifikasi catu daya Raspberry Pi

Merek Bolt

Nomor Model 6400

Input 100-240V, 50-60Hz, 0,35A

Output 5V-2,1A

Tabel 3.5. Spesifikasi catu daya ATmega 8535, sensor FSR, dan LCD

Merek Bolt

Nomor Model 6400

Input 100-240V, 50-60Hz, 0,35A

Output 5V-2,1A

3.3.2. Rangkaian Sensor FSR

Dalam rangkaian ini terdapat 7 buah sensor FSR yang dihubungkan seri dengan 7 buah resistor. Setiap sensor FSR mewakili bilah demung elektronik, dimana setiap FSR-nya dijepit diantara meja dan bilahan kayu pada demung elektronik seperti pada Gambar 3.3.

Berdasarkan urutan bilah demung maka urutan penempatan sensor FSR dapat dilihat dalam Tabel 3.6.

Tabel 3.6. Urutan bilah demung dan sensor FSR No Urutan Bilah FSR(dipukul)

1 Bilah 1 FSR_1

2 Bilah 2 FSR_2

3 Bilah 3 FSR_3

4 Bilah 4 FSR_4

5 Bilah 5 FSR_5

6 Bilah 6 FSR_6

7 Bilah 7 FSR_7

Gambar 3.3. Posisi peletakan sensor FSR

Tabel 3.7. Konfigurasi pin ATmega 8535

No Pin Port Koneksi

1 40 PA.0 DATA1

2 39 PA.1 DATA2

3 38 PA.2 DATA3

4 37 PA.3 DATA4

5 36 PA.4 DATA5

6 35 PA.5 DATA6

7 34 PA.6 DATA 7

8 1 PB.0 HV1

9 14 PD.0 HV2

10 15 PD.1 HV3

11 16 PD.2 HV4

12 17 PD.3 HV5

13 18 PD.4 HV6

14 32 AREF +5V

15 30 AVCC +5V

16 31 GND GND

17 10 VCC +5V

18 11 GND GND

Rangkaian sensor FSR menggunakan prinsip pembagi tegangan seperti pada Gambar 2.9. Rangkaian sensor FSR tidak perlu diberi rangkaian buffer karena rangkaian sensor FSR akan langsung masuk ke Port A pin PA.0 sampai pin PA.6 pada ATmega 8535 yang sudah mempunyai impedansi yang besar sehingga tidak diperlukan lagi rangkaian buffer untuk mengisolasi keluaran dari sensor FSR yang mempunyai impedansi tinggi. Konfigurasi pin pada ATmega 8535 dapat dilihat pada Tabel 3.7. Karena terjadi perbedaan nilai logika high

antara ATmega 8535 dan Raspberry Pi maka diperlukan logic level converter untuk mengubah logika high 5V menjadi 3,3V agar bisa di kenali oleh Raspberry Pi. Konfigurasi pin logic level converter dapat dilihat pada Tabel 3.8. Pada logic level converter terdapat dua bagian dengan dua input tegangan yang berbeda sebagai referensi tegangan logika high

yaitu 5V dan 3,3V. Rangkaian sensor FSR Atmega 8535 dan logic level converter dapat dilihat pada Gambar 3.4.

Nilai tegangan yang akan masuk ke port ATmega 8535 berasal dari pembagi tegangan pada resistor yang dihubungkan seri dengan sensor FSR, sehingga tegangan keluaran dari modul FSR ini akan berbanding lurus dengan besarnya gaya penabuhan yang diterima. Berdasarkan Gambar 2.10. besarnya nilai resistor seri (R1 sampai R7) yang digunakan adalah 10k ohm karena memiliki range yang lebih besar dibandingkan nilai resistor yang lainnya. Dengan demikian maka perbedaan tegangan antar tiap level keluaran suara demung menjadi lebih kontras. Nilai ADC dapat dihitung dengan Persamaan (2.1).

Proses pengolahan ADC dilakukan pada ATmega 8535. Selanjutnya data hasil pengolahan dikirimkan ke Raspberry Pi melalui komunikasi paralel 5 bit data (5 jalur). 2 bit sebagai kondisi level volume, dan 3 bit data sebagai chanel sensor (FSR1 sampai FSR7) serta satu jalur sebagai pemicu pengiriman data.

Tabel 3.8. Konfigurasi pin ogic level converter

No Simbol Koneksi

1 HV1 PB.0

2 HV2 PD.0

3 HV3 PD.1

4 HV4 PD.2

5 HV5 PD.3

6 HV6 PD.4

7 HV +5V

8 GND 2 GND

9 LV1 GPIO 14

10 LV2 GPIO 15

11 LV3 GPIO 18

12 LV4 GPIO 23

13 LV5 GPIO 24

14 LV6 GPIO 25

15 LV +3,3V

3.3.3. Rangkaian

Selector

Switch

Rangkaian selector switch terdiri dari rangkaian resistor pull-up seperti pada Gambar 3.5. Rangkaian ini tersusun dari dua buah resistor yaitu R1 sebesar 10 Ohm dan R2 sebesar 1k Ohm. R2 berfungsi sebagai pengaman jika salah mengkonfigurasi pin mode [18]. Selain dua buah resistor rangkaian ini juga menggunakan satu buah toggle switch yang berfungsi sebagai saklar pemutus dan penyambung antara VCC dan Ground.

Rangkaian ini menggunakan VCC 3,3V dan R2 terhubung ke pin GPIO4. GPIO4 akan berlogika high jika saklar tidak terhubung dan akan berlogika low jika saklar terhubung. Perbedaan logika high dan low digunakan untuk memilih laras slendro atau pelog pada demung elektronik yang akan menjadi acuan program untuk memainkan nada. Jika yang dipilih laras slendro, program akan memanggil sample nada slendro. Begitu juga sebaliknya jika yang dipilih laras pelog, program akan memanggil sample nada pelog.

Gambar 3.5. Rangkaian selector switch [20]

3.3.4. Rangkaian Penampil LCD

Penampil LCD berfungsi sebagai penampil mode yang dipilih oleh pengguna. Mode dapat dipilih melalui selector switch. Jika pengguna memilih laras slendro maka pada

penampil LCD akan menampilkan tulisan “SLENDRO”. Begitu juga sebaliknya jika yang

dipilih laras pelog maka LCD akan menampilkan tulisan “PELOG”. Rangkaian penampil

LCD terdiri dari satu buah LCD 16x2 dan satu buah potensiometer yang digunakan sebagai pengatur kontars penampil LCD seperti pada Gambar 3.6. LCD 16x2 dapat menampilkan maksimal 16 karakter dalam setiap barisnya. LCD 16x2 memiliki 16 pin. 7 pin diantaranya

merupakan input dari ATmega 8535 yang berfungsi sebagai kontrol LCD. Untuk konfigurasi pin pada LCD 16x2 dapat dilihat pada Tabel 3.9.

Gambar 3.6. Rangkaian penampil LCD 16x2

Tabel 3.9. Konfigurasi pin LCD 16x2

No. Pin Nama Pin Koneksi

1 GND GND

2 VCC 5V

3 CONTRAST Potensiometer

4 RS PC.0

5 RW PC.1

6 E PC.2

7 D0 -

8 D1 -

9 D2 -

10 D3 -

11 D4 PC.4

12 D5 PC.5

13 D6 PC.6

14 D7 PC.7

15 A 5V

3.3.5. Rangkaian

Limit Switch

Push Limit switch berfungsi sebagai pathet seperti pada demung konvensional. Pathet

perlu dilakukan untuk menghilangkan suara dengung pada pukulan sebelumnya sehingga suara yang dihasilkan pada pukulan selanjutnya bisa terdengar dengan baik. Begitu juga dengan demung elektronik yang dirancang pada penelitian ini menggunakan limit switch

yang ditempatkan pada bagian ujung disetiap bilahan demung sebagai sarana untuk menghilangkan suara rekaman demung yang masih berbunyi ketika ingin memukul bilah yang lainnya.

Rangkaian limit switch terdiri dari resistor pull-up seperti pada Gambar 3.7. Rangkaian ini tersusun dari 7 buah limit switch dengan 7 buah resistor 10k Ohm (R1- R7) dan 7 buah resistor 1k Ohm (R8-R14). Rangkaian ini menggunakan VCC 3,3 V dan akan berlogika high

jika switch tidak terhubung ke ground. Sedangkan saat switch terhubung ke ground maka rangkaian berlogika low.Output dari tiap limit switch akan terhubung dengan GPIO sebagai

input pada Raspberry Pi seperti pada Tabel 3.10.

Tabel 3.10. Koneksi limit switch

No Simbol Koneksi

1 SW1 GPIO8

2 SW2 GPIO7

3 SW3 GPIO12

4 SW4 GPIO16

5 SW5 GPIO20

6 SW6 GPIO21

7 SW7 GPIO26

3.3.6. Rancangan Bentuk Fisik Demung Elektronik

Demung elektronik terbuat dari bahan dasar kayu. Secara visual hampir sama dengan demung konvensional hanya saja ukurannya lebih kecil dan semua bahannya terbuat dari kayu termasuk bilahannya. Pada demung elektronik tidak perlu rancak yang berongga seperti pada demung konvensional karena bilah kayu langsung di susun diatas rancak kayu. Berdasarkan Gambar 3.8. demung elektronik yang dirancang memiliki dimensi panjang bagian bawah 50 cm, bagian atas 65 cm, dan tinggi dari alas bawah sampai ujung bagian atas 30 cm.Sedangkan rancangan bilah demung elektronik dapat dilihat pada Gambar 3.9. dengan ukuran bilah terpanjang 23 cm dan bilah terpendek 18 cm dengan jarak antar bilah 2,5 cm dan tebal bilah 0,8 cm. Secara umum bentuk visual demung elektronik dirancang sedemikian rupa agar menyerupai bentuk visual demung konvensional.

Gambar 3.9. Bilah demung elektronik tampak atas

3.3.7. Rancangan Tabuh Pengujian

Tabuh yang digunakan untuk memukul bilah demung elektronik sama seperti demung konvensional yang terbuat dari kayu dan berbentuk seperti palu.Untuk mengurangi suara ketika terjadi tumbukan antara tabuh dengan bilahan kayu maka kepala tabuh akan dilapisi dengan busa kemudian dibalut dengan kain agar suara tumbukan dapat diredam.

3.4. Perancangan Perangkat Lunak

Perangkat lunak yang dirancang berupa program ATmega 8535 dengan CodeVision AVR dan Raspberry Pi dengan yang dibuat menggunakan bahasa pemograman Python. Program utama yang dibuat dapat dibagi menjadi beberapa bagian, yaitu program pembacaan sensor FSR dan program pengolahan data sensor, program pengiriman data sensor dari ATmega 8535 ke Raspberry Pi dan program memainkan nada di Raspberry Pi.

Pada program utama seperti pada Gambar 3.10, hal pertama yang dilakukan adalah melakukan inisialisasi port yang digunakan untuk keseluruhan proses. Kemudian dilanjutkan dengan membaca sensor FSR untuk bilah demung elektronik dan mengubahnya menjadi data digital. Data digital tersebut tidak bisa langsung digunakan sebagai parameter untuk menentukan kuatnya volume yang dihasilkan atau sebagai pemicu dimainkannya suatu nada. Hal ini disebabkan oleh banyak faktor, salah satunya adalah karena data yang dikirim sangat cepat dengan waktu sampling yang cepat, hal ini menyebabkan banyak sekali data yang terbaca ketika mendeteksi pukulan. Dari sekian banayak data tersebut, harus

diolah terlebih dahulu untuk menentukan suatu nilai yang benar-benar mewakili kuatnya penabuhan yang diterima pada bilah kayu.

Gambar 3.10. Diagram alir program utama

Pengolahan data yang dilakukan adalah pendeteksian puncak impuls yang berasal dari sensor FSR. Keluaran dari proses pengolahan data adalah nilai digital yang mewakili kuatnya penabuhan yang diberikan pada bilah demung elektronik. Seluruh proses pembacaan dan pengolahan data sensor FSR dilakukan pada ATmega 8535. Setelah

No Nada Level Pukulan Percobaan 1 Percobaan 2 Percobaan 3 Percobaan 4 Percobaan 5 1

2 Kuat 754 776 654 503 824

2 962 921 701 767 932

Rata- rata nilai ADC 858 849 678 635 878

Suara yang dihasilkan kuat kuat kuat sedang kuat

Keberhasilan (pukulan) 1 1 1 0 1

Persentase keberhasilan 80%

Keberhasilan (ADC) 1 1 1 1 1

Persentase keberhasilan 100%

No Nada Level Pukulan Percobaan 1 Percobaan 2 Percobaan 3 Percobaan 4 Percobaan 5 1

3 Kuat 564 724 742 783 773

2 745 947 978 851 997

Rata- rata nilai ADC 655 836 860 817 885

Suara yang dihasilkan sedang kuat kuat kuat kuat

Keberhasilan (pukulan) 0 1 1 1 1

Persentase keberhasilan 80%

Keberhasilan (ADC) 1 1 1 1 1

Persentase keberhasilan 100%

No Nada Level Pukulan Percobaan 1 Percobaan 2 Percobaan 3 Percobaan 4 Percobaan 5 1

4 Kuat 744 849 788 691 637

2 826 938 871 851 836

Rata- rata nilai ADC 785 894 830 771 737

Suara yang dihasilkan kuat kuat kuat kuat kuat

Keberhasilan (pukulan) 1 1 1 1 1

Persentase keberhasilan 100%

Keberhasilan (ADC) 1 1 1 1 1

No Nada Level Pukulan Percobaan 1 Percobaan 2 Percobaan 3 Percobaan 4 Percobaan 5 1

5 Kuat 648 886 844 854 856

2 860 948 931 920 947

Rata- rata nilai ADC 754 917 888 887 902

Suara yang dihasilkan kuat kuat kuat kuat kuat

Keberhasilan (pukulan) 1 1 1 1 1

Persentase keberhasilan 100%

Keberhasilan (ADC) 1 1 1 1 1

Persentase keberhasilan 100%

No Nada Level Pukulan Percobaan 1 Percobaan 2 Percobaan 3 Percobaan 4 Percobaan 5 1

6 Kuat 728 778 714 699 782

2 943 943 981 985 948

Rata- rata nilai ADC 836 861 848 842 865

Suara yang dihasilkan kuat kuat kuat kuat kuat

Keberhasilan (pukulan) 1 1 1 1 1

Persentase keberhasilan 100%

Keberhasilan (ADC) 1 1 1 1 1

Persentase keberhasilan 100%

No Nada Level Pukulan Percobaan 1 Percobaan 2 Percobaan 3 Percobaan 4 Percobaan 5 1

7 Kuat 885 926 920 913 921

2 987 963 971 955 962

Rata- rata nilai ADC 936 945 946 934 942

Suara yang dihasilkan kuat kuat kuat kuat kuat

Keberhasilan (pukulan) 1 1 1 1 1

Persentase keberhasilan 100%

Keberhasilan (ADC) 1 1 1 1 1

Lampiran 8. Rangkaian Elektronik Keseluruhan

ATmega 8535

Sensor FSR Logic Level

Rangkaian Limit Switch

GPIO Raspberry Pi

LCD

GPIO Raspberry Pi

Rangkaian Limit Switch

ATmega 8535 Logic Level Converter Sensor FSR Data 1 Data 5 Data 4 Data 2 Data 7 Data 6 Data 3 34 36 37 39 40 38 35 24 26 29 27 28 22 23 4 6 5 12 13 14 11 17 18 15 14 16 1 2 HV.3 HV.4 HV.2 HV.6 HV.5 HV.1 HV.7 LV.1 LV.2 LV.3 LV.4 LV.5 LV.6 LV.7 LS.3 GPIO17 GPIO14 GPIO15 GPIO18 GPIO23 GPIO24 GPIO25 LS.6 LS.8

LS.1 LS.2 LS.4 LS.5 LS.7

GPIO4 GPIO26 GPIO21 GPIO20 GPIO16 GPIO12 GPIO7 GPIO8