Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Rancang Bangun Efek Gitar Drive Analog dengan Sistem Pengontrol Digital
RANCANG BANGUN EFEK GITAR DRIVE ANALOG
DENGAN SISTEM PENGONTROL DIGITAL
Oleh
Roma Adi Prakosa
NIM: 612010053
Skripsi
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
Mei 2016
INTISARI
Dalam penggunaan gitar elektrik diperlukan efek gitar. Efek gitar adalah alat yang
berfungsi untuk menggolah sinyal keluaran dari pickup gitar elektrik dan selanjutnya
akan diteruskan menuju ke penguat suara gitar. Salah satu jenis suara efek gitar adalah
efek gitar drive yang umumnya digunakan dalam aliran musik: rock and roll, blues,
pop, hard rock, heavy metal, punk, alternative, dan rock 60’s. Terdapat dua jenis efek
gitar yaitu efek gitar analog dan efek gitar digital. Kelebihan dari efek gitar digital
adalah tersedianya beberapa pre-set yang dapat langsung digunakan sehingga lebih
efisien jika dibandingkan dengan efek gitar analog. Sedangkan kelebihan dari efek gitar
analog adalah suara yang dihasilkan dinilai oleh sebagian besar gitaris mempunyai
kualitas suara yang lebih baik terutama untuk jenis efek gitar drive.
Pada skripsi ini direalisasikan efek gitar drive analog dengan sistem pengontrol
digital yang menggabungkan masing-masing kelebihan dari efek gitar analog dan efek
gitar digital. Pengolahan sinyal dilakukan secara analog namun pengendalianya
dilakukan secara digital yaitu dengan cara penggunaan potensio digital sehingga dapat
memungkinkan tersedianya beberapa pre-set. IC potensio digital yang digunakan adalah
tipe MCP42100 dengan penggontrol utama Arduino Mega 2560.
Dari pengujian yang telah dilakukan efek gitar mempunyai 10 buah pre-set. Preset tersebut memiliki beberapa parameter yang dapat diatur nilainya. Parameterparameter tersebut meliputi drive yaitu pemenggalan sinyal secara hard clipping
maupun secara soft clipping sebesar 0-99,5 persen , bati ekualiser ±10dB pada 3 band
untuk low=100Hz, mid=1,2kHz, high=3,2kHz, dan level yaitu penguatan sinyal sebesar
0-2.5 kali penguatan.
i
ABSTRACT
When playing electric guitar, guitar effect is needed. Guitar effect is the
instrument to modify the output signal from guitar pickups and allow it into the guitar
amplifier. One of a kind guitar effect sound is drive effect that generally used to music
genres: rock and roll, blues, pop, hard rock, heavy metal, punk, alternative, and rock
60’s. There are two kind of guitar effect, analog guitar effect (stomp box) and digital
multi effect. The advantage from digital guitar effect is has some presets that can ready
to use so it will be more efficient than analog guitar effect. While almost of guitarist say
that analog guitar effect produce better sound than digital guitar effect especially for
drive guitar effect.
In this final project was realized an analog drive guitar effect guitar with the
digital controller that can combine the advantage from analog and digital guitar effect.
Signal only modified in analog process but it was controlled in digital using digital
potentiometer so there are some presets. Digital potentiometer that used is MCP42100
with the main controlled is Arduino Mega 2560.
Basic from the examination this instrument has 10 presets. Preset has some
parameters that can be set. This parameters are drive which is clipping the signal as hard
clipping although as soft clipping as big as 0-99,5%, gain of equalizer as big as ±10db
for low=100Hz, mid=1,2kHz, high=3,2kHz, and level which is amplify the signal as
big as 0-2.5 times of amplification.
ii
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus, atas segala
berkat, rahmat dan kasih-Nya yang tiada pernah berkesudahan. Penulis dapat
menyelesaikan perancangan dan penulisan skripsi ini dengan baik sebagai syarat untuk
menyelesaikan studi di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen
Satya Wacana.
Pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih kepada
semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini baik itu
secara langsung, maupun secara tidak langsung.
1.
Ayah Widi Isyanto dan Ibu Triyatmini yang selalu memberikan cinta dan kasih
sayang, dukungan doa dan dukungan materi. Trimakasih atas segala yang ayah dan
ibu berikan, yang selalu membuatku bersemangat dalam mengerjakan skripsi ini.
2.
Pembimbing I, bapak F. Dalu Setiaji, dan pembimbing II, bapak Deddy Susilo,
trimakasih atas bimbingan, saran, nasihat, kesabaran, serta waktu yang telah bapak
sempatkan untuk membimbing dalam menyelesaikan skripsi ini.
3.
Mbak Danik, Mas Antok serta seluruh keluarga besar dari penulis adik, kakak,
paklik, bulik, pakde, bude trimakasih atas doa, dukungan dan pertanyaan “wis
semester piro kowe saiki?” yang membuat penulis semakin terpacu dalam
menyelesaikan studi.
4.
Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK, Pak Bambang, Mbak Vera,
Mbak Rista dkk.
5.
Teman-teman FTEK 2010, terkhusus Daniel “Pepep”, Simon “Gondrong”, Adit
“Tolgung”, Sekar “Unyil”, Kana, Bintang “Argun”, Danny “Ganteng”, Adit
“Jambrong”, Ruth, Grace, Januar Nur “Arduino”, Yudha “King”, Adi “Bandot”,
Ais, Supriyadi “Supret”. Kowe Joss!!
6.
Para penghuni Lab. Skripsi “kandang ilmu” yang menjadi teman seperjuangan dan
teman senasip sepenanggungan, Cholik’11, Tiras’11, Shadrak’11 juga para senior
sesepuh sebagai perpustakaan berjalan bagi penulis Mas Wawak, Kak Face
“Muka”, Aksa Toya, Wikan “Emak”, pak Pan, Pakde dan kawan-kawan.
iii
7.
Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan skripsi ini namun tidak
dapat disebutkan satu per satu, terima kasih banyak.
Sekali lagi terima kasih banyak atas semua bantuan yang telah diberikan semua
pihak dalam membantu penulis menyelesaikan skripsi ini, semoga Tuhan dapat
membalas semua kebaikan anda semua.
Penulis sadar bahwa, tidak ada yang sempurna dalam kehidupan ini termasuk
penulisan skripsi ini. Oleh karena ini, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran dari
para pembaca sehingga skripsi ini dapat berguna bagi setiap orang yang membacanya.
Semoga skripsi ini dapat menjadi berkat bagi setiap pembaca, terima kasih. Tuhan
Memberkati.
Salatiga, Mei 2016
Penulis
iv
DAFTAR ISI
INTISARI .................................................................................................................. i
ABSTRACT............................................................................................................... ii
KATA PENGANTAR ............................................................................................... iii
DAFTAR ISI.............................................................................................................. v
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. vii
DAFTAR TABEL...................................................................................................... x
DAFTAR ISTILAH ................................................................................................... xi
BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................ 1
1.1.Tujuan .................................................................................................... 1
1.2.Latar Belakang....................................................................................... 1
1.3.Spesifikasi Sistem .................................................................................. 3
1.4.Sistematika Penulisan ............................................................................ 4
BAB II DASAR TEORI ........................................................................................... 5
2.1 Untai Pemenggal ( Clipper ).................................................................. 5
2.1.1.Hard Clipping………………………………….. ..................... 5
2.1.2.Soft Clipping.............................................................................. 6
2.2 Untai Ekualiser ( Equalizer ) ................................................................. 7
2.3.Untai Penguat ( Amplifier ) ................................................................... 10
2.3.1. Penguat Inverting ………………………………….. .............. 10
2.3.2. Penguat Non-inverting ............................................................. 10
2.4. Mikrokontroler...................................................................................... 10
2.4.1. Arduino Mega ………………………………….. ................... 11
2.5. Potensiometer Digital ........................................................................... 12
2.5.1. IC MCP42100 ………………………………….. ................... 12
2.6. Rotary Encoder ..................................................................................... 13
2.6.1. Keyes KY-040 rotary encoder ………………………………. 13
2.7.LCD (Liquid Crystal Display) ............................................................... 13
2.8. 3PDT (3Pole Double Throw) Footswitch............................................. 14
BAB III PERANCANGAN SISTEM ........................................................................ 15
3.1. Deskripsi Sistem Alat ........................................................................... 15
v
3.2. Untai Analaog ....................................................................................... 19
3.2.1.Pemenggalan (Clipping) ........................................................... 19
3.2.2. Ekualiser (Equalizer) ............................................................... 22
3.2.3. Penguatan (Amplification)........................................................ 24
3.2.4. Input Buffer dan Output Buffer ................................................ 26
3.2.5. Pembagi Tegangan (Voltage Divider) ..................................... 27
3.2.6. Saklar 3PDT (3 Pole Double Throw) Footswitch .................... 30
3.3. Sistem Digital Pengendali Untai Analog .............................................. 31
3.3.1. Potensiometer Digital ............................................................... 32
3.3.2. Limit Switch dan Limit Footswitch .......................................... 33
3.3.3. Rotary Encoder ........................................................................ 34
3.3.4. LCD Character ........................................................................ 35
3.4. Perangkat Lunak .................................................................................. 36
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS .................................................................. 40
4.1.Pengujian Impedansi Masukan dan Impedansi Keluaran ...................... 40
4.1.1. Pengujian Impedansi Masukan ................................................ 40
4.1.2. Pengujian Impedansi Keluaran ................................................ 42
4.2. Pengujian Untai Pemenggal (Clipper).................................................. 44
4.3. Pengujian Untai Ekualiser (Equalizer) ................................................. 46
4.4. Pengujian Potensio Digital ................................................................... 51
4.5. Pengujian Alat Secara Keseluruhan ..................................................... 53
4.6. Pengujian Alat Secara Subjektif oleh Expert ....................................... 55
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................... 56
5.1.Kesimpulan ............................................................................................ 56
5.2.Saran Pengembangan ............................................................................. 57
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 58
LAMPIRAN A PENGUJIAN OLEH EXPERT
LAMPIRAN B DOKUMENTASI ALAT
LAMPIRAN C DATA ACUAN KOMPONEN
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Efek Gitar Drive Digital.......................................................................
2
Gambar 1.2. Efek Gitar Analog ...............................................................................
2
Gambar 2.1. Untai Hard Clipping Aktif ...................................................................
5
Gambar 2.2. Sinyal Hard Clipping ...........................................................................
6
Gambar 2.3. Untai Soft Clipping Aktif .....................................................................
6
Gambar 2.4. Sinyal Soft Clipping .............................................................................
7
Gambar 2.5. Untai 3 Band Ekualiser Grafik.............................................................
7
Gambar 2.6. Untai Gytator .......................................................................................
8
Gambar 2.7. Untai Ekualiser dengan Sebuah Pemodelan Filter Pemenggal
Frekuensi ....................................................................................................................
9
Gambar 2.8. Untai Penguat Inverting .......................................................................
10
Gambar 2.9. Untai Penguat Non-inverting ..............................................................
10
Gambar 2.10. Arduino Mega ....................................................................................
11
Gambar 2.11. Potensiometer Digital MCP42100 .....................................................
12
Gambar 2.12. Keyes KY-040 Rotary Encoder .........................................................
13
Gambar 2.13. LCD 4x20 ..........................................................................................
13
Gambar 2.14. 3PDT (3Pole Double Throw) Footswitch .........................................
14
Gambar 3.1. Penggunaan Alat ..................................................................................
15
Gambar 3.2. Dimensi Ukuran Alat ...........................................................................
17
Gambar 3.3. Interface Alat .......................................................................................
17
Gambar 3.4. Diagram Untai Analog .........................................................................
19
Gambar 3.5. Untai Pemengal Aktif (Active Clipper)................................................
19
Gambar 3.6. Gambar Sinyal Soft Clipping melalui Simulasi Circuit Maker ...........
20
Gambar 3.7. Gambar Sinyal Hard Clipping melalui Simulasi Circuit Maker .........
21
Gambar 3.8. Sinyal yang Dilewatkan dan Sinyal yang Terpotong ...........................
21
Gambar 3.9. Untai Ekualiser (Equalizer) ................................................................
22
Gambar 3.10. Untai Penguatan (Amplification)........................................................
24
Gambar 3.11. Penguatan Sinyal Av(max) Melalui Simulasi Circuit Maker .................
25
Gambar 3.12. Pelemahan Sinyal Av(max) Melalui Simulasi Circuit Maker ................
25
Gambar 3.13. Untai Input Buffer .............................................................................
26
vii
Gambar 3.14. Untai Input Buffer dalam bentuk hybrid-π ........................................
26
Gambar 3.15. Untai Output Buffer ...........................................................................
27
Gambar 3.16. Untai Output Buffer dalam bentuk hybrid-π ......................................
27
Gambar 3.17. Untai Pembagi Tegangan ...................................................................
28
Gambar 3.18. Untai Analog Kekeluruhan ................................................................
29
Gambar 3.19. Untai 3PDT Footswitch .....................................................................
30
Gambar 3.20. Diagram Blok .....................................................................................
31
Gambar 3.21. IC Potensiometer Digital MCP42100 ................................................
32
Gambar 3.22. Untai Potensiometer Digital MCP42100 ...........................................
33
Gambar 3.23. Untai Limit Switch dan Limit Footswitch ..........................................
34
Gambar 3.24. Untai Rotary Encoder Keyes KY-040 ..............................................
34
Gambar 3.25. Untai LCD Character 4x20 ...............................................................
35
Gambar 3.26. Diagram Pengoperasian Alat .............................................................
37
Gambar 3.27. Diagram Alir Perangkat Lunak Microkontroler ................................
38
Gambar 4.1. Pengukuran Impedansi Masukan Alat .................................................
40
Gambar 4.2. Pengukuran Impedansi Masukan Alat dengan Hamabatan
Masukan Oscilloscope .................................................................................
41
Gambar 4.3. Hasil Pengukuran Impedansi Masukan Alat ........................................
41
Gambar 3.4. Pengukuran Impedansi Keluaran Alat .................................................
42
Gambar 4.5. Hasil Pengukuran Impedansi Keluaran Alat ........................................
43
Gambar 4.6.a. Sinyal Mode Soft Clipping f=80Hz ...................................................
44
Gambar 4.6.b. Sinyal Mode Soft Clipping f=1kHz ..................................................
44
Gambar 4.6.c. Sinyal Mode Soft Clipping f=3.2kHz ................................................
45
Gambar 4.7.a. Sinyal Mode Hard Clipping f=80Hz ................................................
45
Gambar 4.7.b. Sinyal Mode Hard Clipping f=1kHz ................................................
45
Gambar 4.7.c. Sinyal Mode Hard Clipping f=3.2kHz .............................................
46
Gambar 4.8.a. Grafik Tanggapan Frekuensi Matlab saat f=100Hz ..........................
48
Gambar 4.8.b. Grafik Tanggapan Frekuensi Circuit Maker saat f=100kHz ............
48
Gambar 4.9.a. Grafik Tanggapan Frekuensi Matlab saat f=1kHz ............................
49
Gambar 4.9.b. Grafik Tanggapan Frekuensi Circuit Maker saat f=1kHz ................
49
Gambar 4.10.a. Grafik Tanggapan Frekuensi Matlab saat f=3.2kHz .......................
49
Gambar 4.10.b. Grafik Tanggapan Frekuensi Circuit Maker saat f=3.2kHz ...........
50
viii
Gambar 4.11. Pengujian Potensio Digital.................................................................
51
Gambar 4.12. Interface Alat .....................................................................................
53
Gambar 4.13. Tampilan LCD saat pre-set sedang digunakan .................................
54
Gambar 4.14. Tampilan LCD saat Proses Pemilihan Pre-set ..................................
54
Gambar 4.15. Tampilan LCD saat Pengaturan Pre-set ............................................
54
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Nilai Step dan Bit pada Potensiometer Digital. .......................................
12
Tabel 3.1. Konfigurasi Kegunaan Pin IC MCP42100 .............................................
32
Tabel 3.2. Konfigurasi Pin LCD Character 4x20 ....................................................
36
Tabel 4.1. Tabel Pengukuran Tanggapan Frekuensi.................................................
47
Tabel 4.2. Pengujian Potensio Digital secara Matematis dan Pengukuran ...............
52
x
DAFTAR ISTILAH
AC
Alternating Current
ADC
Analog to Digital Conversion
CCW
Counter Clock Ways
CW
Clock Ways
DAC
Digital to Analog Conversion
DC
Direct Current
EEPROM
Erasable Programmable Read Only Memory
GND
Ground
IC
Integrated Circuit
PDT
Pole Double Throw
SPI
Serial Peripheral Interface
xi
DENGAN SISTEM PENGONTROL DIGITAL
Oleh
Roma Adi Prakosa
NIM: 612010053
Skripsi
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
Mei 2016
INTISARI
Dalam penggunaan gitar elektrik diperlukan efek gitar. Efek gitar adalah alat yang
berfungsi untuk menggolah sinyal keluaran dari pickup gitar elektrik dan selanjutnya
akan diteruskan menuju ke penguat suara gitar. Salah satu jenis suara efek gitar adalah
efek gitar drive yang umumnya digunakan dalam aliran musik: rock and roll, blues,
pop, hard rock, heavy metal, punk, alternative, dan rock 60’s. Terdapat dua jenis efek
gitar yaitu efek gitar analog dan efek gitar digital. Kelebihan dari efek gitar digital
adalah tersedianya beberapa pre-set yang dapat langsung digunakan sehingga lebih
efisien jika dibandingkan dengan efek gitar analog. Sedangkan kelebihan dari efek gitar
analog adalah suara yang dihasilkan dinilai oleh sebagian besar gitaris mempunyai
kualitas suara yang lebih baik terutama untuk jenis efek gitar drive.
Pada skripsi ini direalisasikan efek gitar drive analog dengan sistem pengontrol
digital yang menggabungkan masing-masing kelebihan dari efek gitar analog dan efek
gitar digital. Pengolahan sinyal dilakukan secara analog namun pengendalianya
dilakukan secara digital yaitu dengan cara penggunaan potensio digital sehingga dapat
memungkinkan tersedianya beberapa pre-set. IC potensio digital yang digunakan adalah
tipe MCP42100 dengan penggontrol utama Arduino Mega 2560.
Dari pengujian yang telah dilakukan efek gitar mempunyai 10 buah pre-set. Preset tersebut memiliki beberapa parameter yang dapat diatur nilainya. Parameterparameter tersebut meliputi drive yaitu pemenggalan sinyal secara hard clipping
maupun secara soft clipping sebesar 0-99,5 persen , bati ekualiser ±10dB pada 3 band
untuk low=100Hz, mid=1,2kHz, high=3,2kHz, dan level yaitu penguatan sinyal sebesar
0-2.5 kali penguatan.
i
ABSTRACT
When playing electric guitar, guitar effect is needed. Guitar effect is the
instrument to modify the output signal from guitar pickups and allow it into the guitar
amplifier. One of a kind guitar effect sound is drive effect that generally used to music
genres: rock and roll, blues, pop, hard rock, heavy metal, punk, alternative, and rock
60’s. There are two kind of guitar effect, analog guitar effect (stomp box) and digital
multi effect. The advantage from digital guitar effect is has some presets that can ready
to use so it will be more efficient than analog guitar effect. While almost of guitarist say
that analog guitar effect produce better sound than digital guitar effect especially for
drive guitar effect.
In this final project was realized an analog drive guitar effect guitar with the
digital controller that can combine the advantage from analog and digital guitar effect.
Signal only modified in analog process but it was controlled in digital using digital
potentiometer so there are some presets. Digital potentiometer that used is MCP42100
with the main controlled is Arduino Mega 2560.
Basic from the examination this instrument has 10 presets. Preset has some
parameters that can be set. This parameters are drive which is clipping the signal as hard
clipping although as soft clipping as big as 0-99,5%, gain of equalizer as big as ±10db
for low=100Hz, mid=1,2kHz, high=3,2kHz, and level which is amplify the signal as
big as 0-2.5 times of amplification.
ii
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus, atas segala
berkat, rahmat dan kasih-Nya yang tiada pernah berkesudahan. Penulis dapat
menyelesaikan perancangan dan penulisan skripsi ini dengan baik sebagai syarat untuk
menyelesaikan studi di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen
Satya Wacana.
Pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih kepada
semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini baik itu
secara langsung, maupun secara tidak langsung.
1.
Ayah Widi Isyanto dan Ibu Triyatmini yang selalu memberikan cinta dan kasih
sayang, dukungan doa dan dukungan materi. Trimakasih atas segala yang ayah dan
ibu berikan, yang selalu membuatku bersemangat dalam mengerjakan skripsi ini.
2.
Pembimbing I, bapak F. Dalu Setiaji, dan pembimbing II, bapak Deddy Susilo,
trimakasih atas bimbingan, saran, nasihat, kesabaran, serta waktu yang telah bapak
sempatkan untuk membimbing dalam menyelesaikan skripsi ini.
3.
Mbak Danik, Mas Antok serta seluruh keluarga besar dari penulis adik, kakak,
paklik, bulik, pakde, bude trimakasih atas doa, dukungan dan pertanyaan “wis
semester piro kowe saiki?” yang membuat penulis semakin terpacu dalam
menyelesaikan studi.
4.
Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK, Pak Bambang, Mbak Vera,
Mbak Rista dkk.
5.
Teman-teman FTEK 2010, terkhusus Daniel “Pepep”, Simon “Gondrong”, Adit
“Tolgung”, Sekar “Unyil”, Kana, Bintang “Argun”, Danny “Ganteng”, Adit
“Jambrong”, Ruth, Grace, Januar Nur “Arduino”, Yudha “King”, Adi “Bandot”,
Ais, Supriyadi “Supret”. Kowe Joss!!
6.
Para penghuni Lab. Skripsi “kandang ilmu” yang menjadi teman seperjuangan dan
teman senasip sepenanggungan, Cholik’11, Tiras’11, Shadrak’11 juga para senior
sesepuh sebagai perpustakaan berjalan bagi penulis Mas Wawak, Kak Face
“Muka”, Aksa Toya, Wikan “Emak”, pak Pan, Pakde dan kawan-kawan.
iii
7.
Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan skripsi ini namun tidak
dapat disebutkan satu per satu, terima kasih banyak.
Sekali lagi terima kasih banyak atas semua bantuan yang telah diberikan semua
pihak dalam membantu penulis menyelesaikan skripsi ini, semoga Tuhan dapat
membalas semua kebaikan anda semua.
Penulis sadar bahwa, tidak ada yang sempurna dalam kehidupan ini termasuk
penulisan skripsi ini. Oleh karena ini, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran dari
para pembaca sehingga skripsi ini dapat berguna bagi setiap orang yang membacanya.
Semoga skripsi ini dapat menjadi berkat bagi setiap pembaca, terima kasih. Tuhan
Memberkati.
Salatiga, Mei 2016
Penulis
iv
DAFTAR ISI
INTISARI .................................................................................................................. i
ABSTRACT............................................................................................................... ii
KATA PENGANTAR ............................................................................................... iii
DAFTAR ISI.............................................................................................................. v
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. vii
DAFTAR TABEL...................................................................................................... x
DAFTAR ISTILAH ................................................................................................... xi
BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................ 1
1.1.Tujuan .................................................................................................... 1
1.2.Latar Belakang....................................................................................... 1
1.3.Spesifikasi Sistem .................................................................................. 3
1.4.Sistematika Penulisan ............................................................................ 4
BAB II DASAR TEORI ........................................................................................... 5
2.1 Untai Pemenggal ( Clipper ).................................................................. 5
2.1.1.Hard Clipping………………………………….. ..................... 5
2.1.2.Soft Clipping.............................................................................. 6
2.2 Untai Ekualiser ( Equalizer ) ................................................................. 7
2.3.Untai Penguat ( Amplifier ) ................................................................... 10
2.3.1. Penguat Inverting ………………………………….. .............. 10
2.3.2. Penguat Non-inverting ............................................................. 10
2.4. Mikrokontroler...................................................................................... 10
2.4.1. Arduino Mega ………………………………….. ................... 11
2.5. Potensiometer Digital ........................................................................... 12
2.5.1. IC MCP42100 ………………………………….. ................... 12
2.6. Rotary Encoder ..................................................................................... 13
2.6.1. Keyes KY-040 rotary encoder ………………………………. 13
2.7.LCD (Liquid Crystal Display) ............................................................... 13
2.8. 3PDT (3Pole Double Throw) Footswitch............................................. 14
BAB III PERANCANGAN SISTEM ........................................................................ 15
3.1. Deskripsi Sistem Alat ........................................................................... 15
v
3.2. Untai Analaog ....................................................................................... 19
3.2.1.Pemenggalan (Clipping) ........................................................... 19
3.2.2. Ekualiser (Equalizer) ............................................................... 22
3.2.3. Penguatan (Amplification)........................................................ 24
3.2.4. Input Buffer dan Output Buffer ................................................ 26
3.2.5. Pembagi Tegangan (Voltage Divider) ..................................... 27
3.2.6. Saklar 3PDT (3 Pole Double Throw) Footswitch .................... 30
3.3. Sistem Digital Pengendali Untai Analog .............................................. 31
3.3.1. Potensiometer Digital ............................................................... 32
3.3.2. Limit Switch dan Limit Footswitch .......................................... 33
3.3.3. Rotary Encoder ........................................................................ 34
3.3.4. LCD Character ........................................................................ 35
3.4. Perangkat Lunak .................................................................................. 36
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS .................................................................. 40
4.1.Pengujian Impedansi Masukan dan Impedansi Keluaran ...................... 40
4.1.1. Pengujian Impedansi Masukan ................................................ 40
4.1.2. Pengujian Impedansi Keluaran ................................................ 42
4.2. Pengujian Untai Pemenggal (Clipper).................................................. 44
4.3. Pengujian Untai Ekualiser (Equalizer) ................................................. 46
4.4. Pengujian Potensio Digital ................................................................... 51
4.5. Pengujian Alat Secara Keseluruhan ..................................................... 53
4.6. Pengujian Alat Secara Subjektif oleh Expert ....................................... 55
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................... 56
5.1.Kesimpulan ............................................................................................ 56
5.2.Saran Pengembangan ............................................................................. 57
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 58
LAMPIRAN A PENGUJIAN OLEH EXPERT
LAMPIRAN B DOKUMENTASI ALAT
LAMPIRAN C DATA ACUAN KOMPONEN
vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Efek Gitar Drive Digital.......................................................................
2
Gambar 1.2. Efek Gitar Analog ...............................................................................
2
Gambar 2.1. Untai Hard Clipping Aktif ...................................................................
5
Gambar 2.2. Sinyal Hard Clipping ...........................................................................
6
Gambar 2.3. Untai Soft Clipping Aktif .....................................................................
6
Gambar 2.4. Sinyal Soft Clipping .............................................................................
7
Gambar 2.5. Untai 3 Band Ekualiser Grafik.............................................................
7
Gambar 2.6. Untai Gytator .......................................................................................
8
Gambar 2.7. Untai Ekualiser dengan Sebuah Pemodelan Filter Pemenggal
Frekuensi ....................................................................................................................
9
Gambar 2.8. Untai Penguat Inverting .......................................................................
10
Gambar 2.9. Untai Penguat Non-inverting ..............................................................
10
Gambar 2.10. Arduino Mega ....................................................................................
11
Gambar 2.11. Potensiometer Digital MCP42100 .....................................................
12
Gambar 2.12. Keyes KY-040 Rotary Encoder .........................................................
13
Gambar 2.13. LCD 4x20 ..........................................................................................
13
Gambar 2.14. 3PDT (3Pole Double Throw) Footswitch .........................................
14
Gambar 3.1. Penggunaan Alat ..................................................................................
15
Gambar 3.2. Dimensi Ukuran Alat ...........................................................................
17
Gambar 3.3. Interface Alat .......................................................................................
17
Gambar 3.4. Diagram Untai Analog .........................................................................
19
Gambar 3.5. Untai Pemengal Aktif (Active Clipper)................................................
19
Gambar 3.6. Gambar Sinyal Soft Clipping melalui Simulasi Circuit Maker ...........
20
Gambar 3.7. Gambar Sinyal Hard Clipping melalui Simulasi Circuit Maker .........
21
Gambar 3.8. Sinyal yang Dilewatkan dan Sinyal yang Terpotong ...........................
21
Gambar 3.9. Untai Ekualiser (Equalizer) ................................................................
22
Gambar 3.10. Untai Penguatan (Amplification)........................................................
24
Gambar 3.11. Penguatan Sinyal Av(max) Melalui Simulasi Circuit Maker .................
25
Gambar 3.12. Pelemahan Sinyal Av(max) Melalui Simulasi Circuit Maker ................
25
Gambar 3.13. Untai Input Buffer .............................................................................
26
vii
Gambar 3.14. Untai Input Buffer dalam bentuk hybrid-π ........................................
26
Gambar 3.15. Untai Output Buffer ...........................................................................
27
Gambar 3.16. Untai Output Buffer dalam bentuk hybrid-π ......................................
27
Gambar 3.17. Untai Pembagi Tegangan ...................................................................
28
Gambar 3.18. Untai Analog Kekeluruhan ................................................................
29
Gambar 3.19. Untai 3PDT Footswitch .....................................................................
30
Gambar 3.20. Diagram Blok .....................................................................................
31
Gambar 3.21. IC Potensiometer Digital MCP42100 ................................................
32
Gambar 3.22. Untai Potensiometer Digital MCP42100 ...........................................
33
Gambar 3.23. Untai Limit Switch dan Limit Footswitch ..........................................
34
Gambar 3.24. Untai Rotary Encoder Keyes KY-040 ..............................................
34
Gambar 3.25. Untai LCD Character 4x20 ...............................................................
35
Gambar 3.26. Diagram Pengoperasian Alat .............................................................
37
Gambar 3.27. Diagram Alir Perangkat Lunak Microkontroler ................................
38
Gambar 4.1. Pengukuran Impedansi Masukan Alat .................................................
40
Gambar 4.2. Pengukuran Impedansi Masukan Alat dengan Hamabatan
Masukan Oscilloscope .................................................................................
41
Gambar 4.3. Hasil Pengukuran Impedansi Masukan Alat ........................................
41
Gambar 3.4. Pengukuran Impedansi Keluaran Alat .................................................
42
Gambar 4.5. Hasil Pengukuran Impedansi Keluaran Alat ........................................
43
Gambar 4.6.a. Sinyal Mode Soft Clipping f=80Hz ...................................................
44
Gambar 4.6.b. Sinyal Mode Soft Clipping f=1kHz ..................................................
44
Gambar 4.6.c. Sinyal Mode Soft Clipping f=3.2kHz ................................................
45
Gambar 4.7.a. Sinyal Mode Hard Clipping f=80Hz ................................................
45
Gambar 4.7.b. Sinyal Mode Hard Clipping f=1kHz ................................................
45
Gambar 4.7.c. Sinyal Mode Hard Clipping f=3.2kHz .............................................
46
Gambar 4.8.a. Grafik Tanggapan Frekuensi Matlab saat f=100Hz ..........................
48
Gambar 4.8.b. Grafik Tanggapan Frekuensi Circuit Maker saat f=100kHz ............
48
Gambar 4.9.a. Grafik Tanggapan Frekuensi Matlab saat f=1kHz ............................
49
Gambar 4.9.b. Grafik Tanggapan Frekuensi Circuit Maker saat f=1kHz ................
49
Gambar 4.10.a. Grafik Tanggapan Frekuensi Matlab saat f=3.2kHz .......................
49
Gambar 4.10.b. Grafik Tanggapan Frekuensi Circuit Maker saat f=3.2kHz ...........
50
viii
Gambar 4.11. Pengujian Potensio Digital.................................................................
51
Gambar 4.12. Interface Alat .....................................................................................
53
Gambar 4.13. Tampilan LCD saat pre-set sedang digunakan .................................
54
Gambar 4.14. Tampilan LCD saat Proses Pemilihan Pre-set ..................................
54
Gambar 4.15. Tampilan LCD saat Pengaturan Pre-set ............................................
54
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Nilai Step dan Bit pada Potensiometer Digital. .......................................
12
Tabel 3.1. Konfigurasi Kegunaan Pin IC MCP42100 .............................................
32
Tabel 3.2. Konfigurasi Pin LCD Character 4x20 ....................................................
36
Tabel 4.1. Tabel Pengukuran Tanggapan Frekuensi.................................................
47
Tabel 4.2. Pengujian Potensio Digital secara Matematis dan Pengukuran ...............
52
x
DAFTAR ISTILAH
AC
Alternating Current
ADC
Analog to Digital Conversion
CCW
Counter Clock Ways
CW
Clock Ways
DAC
Digital to Analog Conversion
DC
Direct Current
EEPROM
Erasable Programmable Read Only Memory
GND
Ground
IC
Integrated Circuit
PDT
Pole Double Throw
SPI
Serial Peripheral Interface
xi