1103121051 (Jurnal PA) CD

Jurnal Elektro PENS

www.jurnalpa.pens.ac.id Teknik Elektronika Vol.2, No.2, 2015 Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

Rancang Bangun Audio Tone Control Menggunakan Menggunakan Android dengan Fitur Kendali Volume Otomatis Citra Sukmana, Moch. Rochmad, Akhmad Hendriawan Program Studi D3 Teknik Elektronika Elektronika Departemen Teknik Elektro Elektro Politeknik Elektronika Elektronika Negeri Surabaya Kampus PENS, Jalan Raya ITS Sukolilo, Surabaya 60111 Tel: (031) 594 7280; Fax: (031) 594 6114 Email:[email protected],, [email protected], [email protected] Email:[email protected] [email protected]

Abstrak

Pada umumnya tone control menggunakan potensiometer yang bersifat konvensional dimana pengguna harus mendekat ke tone control untuk mengendalikannya. Didalam mekanisme rasanya kurang efisien. Pembuatan tone control yang dikendalikan dengan menggunakan smartphone android diperlukan untuk membantu pengguna dalam pengaturan volume, bass, dan treble sehingga pengguna tidak perlu bersusah payah untuk mengatur tone control tanpa harus datang ketempat tone control berada. berada. Penambahan fitur kendali volume otomatis dikarenakan suara yang ditimbulkan audio amplifier dapat menyebabkan munculnya kebisingan yang dapat menimbulkan gangguan pada indera pendengaran. Pengaturan tone control dapat dilakukan dengan memilih nilai dari 0.0 volt hingga 3.75 volt. Untuk memilih nilai tegangan di gunakan analog multiplexer 16 channel . Untuk mendapatkan nilai tegangan yang berbeda beda digunakan teknik pembagi tegangan. Komunikasi datanya menggunakan Bluetooth, karena Bluetooth menjangkau hingga 30 meter tanpa penghalang tapi jika terdapat penghalang jangkauan hanya hingga 7 meter. Jangkauan Bluetooth pada sudut 30o dan 45o ke kanan dan ke kiri serta tegak lurus dapat terjangkau hingga 30 meter tanpa penghalang, dan 7 meter jika terdapat penghalang. Saat fitur diaktifkan, nilai seekbar yang yang konstan adalah 7 atau 8, nilai tersebut bergantung pada lagu atau audio yang diputar. Decibel yang dapat ditangkap oleh aplikasi sebesar 40 dB hingga 90 dB. Kata kunci : tone control, mikrokontroler ATMega16, multiplexer 4067, Android, Bluetooth HC-06.

1. Pendahuluan

merupakan salah satu jenis pengatur suara atau nada aktif pada sistem audio. Pada Tone control merupakan dasarnya tone control atau atau pengatur nada berfungsi untuk mengatur penguatan level volume, level nada bass dan level nada nada treble. Tone control pada umumnya diatur menggunakan potensiometer analog. Sehingga untuk mengaturnya harus mendekati dan memutar potensiometer pada tone control tersebut. Oleh karena itu dibuatlah tone control menggunakan menggunakan android, sehingga pengguna tinggal memencet tombol pada aplikasi android yang telah dibuat.

Jurnal Elektro PENS, Teknik Elektronika, Vol.2, No.2, 2015

Penambahan fitur kendali volume otomatis dikarenakan suara yang ditimbulkan audio amplifier dapat menyebabkan munculnya kebisingan yang dapat menimbulkan gangguan pada indera pendengaran.

2. Metode

a. Rangkaian audio tone control Rangkaian tone control adalah adalah bagian dimana sinyal input akan dikelola sebelum masuk ke power amplifier . Tone control ini mengelola volume suara, nada bass, dan nada treble. IC audio tone control stereo yang digunakan dalam proyek akhir ini adalah TDA1524A. IC ini akan mengendalikan volume, nada bass, nada treble, dan balance. Secara umum untuk mengendalikan volume dan tone control menggunakan potensimeter stereo, tapi jika menggunakan IC ini cukup menggunakan potensiometer mono. Gambar 1 adalah skematik rangkaian IC TDA1524A yang digunakan, pada Gambar satu terlihat ada header VOL, BAL, dan TREB, header tersebut akan dihubungkan ke variable resistor digital yang dibuat.

Gambar 1. Skematik Rangkaian Tone Control TDA1524A

b. Rangkaian variabel resistor digital Pada tone control, variable resistor yang digunakan pada ummnya menggunakan potensiometer Variable resistor digital ini bekerja berdasarkan prinsip pembagi tegangan, sama halnya dengan potensiometer pada umunya. Berikut adalah rumus pembagi tegangan. (1) Rangkaian variable resistor membutuh multiplexer untuk memilih nilai pembagi tegangan. IC multiplexer yang digunakan adalah CD4067BE yang mempunyai 16 channel . Karena itu maka nilai resistor untuk pembagi tegangannya dapat dirumuskan sebagai berikut


(2) Karena nilai resistor 3125 ohm tidak ada dipasaran, maka digunakan resistor dengan nilai 3300 ohm. Karena IC multiplexer sebanyak 16 c hannel sehingga dibutuhkan resistor 3300 ohm sebanyak 16 buah untuk satu multiplexer. Dibutuhkan 4 buah IC multiplexer yang digunkan untuk mengendalikan volume, bass, treble, dan balance. Rangkaian variable resistor digital dapat dilihat pada Gambar 2 dalam proyek akhir ini adalaha sebagai berikut.

Gambar 2. Rangkaian Variable Resistor Digital

Rangkaian Gambar 2 merupakan rangkaian untuk satu IC, tapi untuk tiga IC lainnya rangkaiannya sama hanya menghubungkan vcc dan gnd nya satu sama lain. c. Mikrokontroler ATMega16

Gambar 3. Skematik Minimum Sistem ATMega 16

Mikrokontroler ATMega 16 akan bekerja dengan rangkaian minimum sistem ATMega 16. Pada minimum sistem yang menjadi detaknya adalah frekuensi clock Kristal. Pada proyek akhir ini digunakan frekuensi clock sebesar 12MHz. Pada proyek akhir ini fitur yang digunakan dari mikrokontroler ATMega 16 adalah USART dan I/O. USART digunakan untuk pengiriman data dan. I/O atau input/output, digunakan untuk mengontrol selektor dari IC mux 4067 dan LCD karakter.


d. Power Amplifier Pada proyek akhir ini power amplifier berupa kit power amplifier yang telah jadi. Power amplifier yang digunakan pada proyek akhir ini adalah power amplifier jenis OCL (Output Capacitor Less) dengan transistor power TIP3055 dan TIP2995. Kit power amplifier ini merupakan jenis stereo sehingga terdapat output speaker left dan speaker right . Power amplifier ini memiliki daya atau power yang lebih dari cukup untuk menguatkan sinyal audio dalam sebuah ruangan. Rangkaian kit power amplifier yang digunakan dalam proyek akhir ini dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Skematik Power Amplifier OCL 150

e. Power supply Power supply yang dibuat akan mengeluarkan tegangan DC 24 volt untuk power amplifier, 12 Volt untuk tone control dan rangkaian variable resistor digital (rangkaian multiplexer) dan 9 volt untuk minimum sistem ATMega16. Rangakainnya dapat dilihat pada Gambar 5.

Gambar 5. Skematik Power Supply


3. Hasil 3.1. Gambar Hasil Pengujian

-

Pengujian Tone control

Gambar 6. Sinyal Pengujian Volume Tone Control Saat Tegangan Potensiometer Sebesar 3.6 Volt.

Gambar 6 merupakan sinyal keluaran saat pengujian volume pada tone control dengan tegangan pada potensiometer sebesar 3.6, terlihat pada gambar sinyal output yang dikeluarkan mempunyai tegangan peak to peak sebesar 648mVpp. -

Pengujian audio Gambar 7 adalah gambar sinyal keluaran saat pengujian keseluruhan saat volume max, bass min, dan treble min. input dari pengujian ini adalah audio berupa lagu mp3. Dari gambar terlihat bahwa tegangan peak to peak yang tertera sebesar 4.32 Vpp. Dan frekuensinya sebesar 432 Hz.

Gambar 7. Sinyal pengujian keselurahan secara manual saat vo lume max, bass min, dan treble min.

-

Posisi seekbar saat pengujian keseluruhan secara manual Gamabar 8 merupakan gambar display aplikasi android yang dibuat saat posisi seekabar volume pada keadaan maximum, seekbar treble pada keadaan minimum, dan seekbar bass juga dalam keadaan minimum. Data yang dikirimkan saat kondisi ini adalah saat seekbar volume pada posisi maximum datanya adalah $V15*, dan saat seekbar treble dan seekbar bass pada posisi minimum masing-masing adalah $T0*, $B0*.


Gambar 8. Tampilan android saat pengujian keseluruhan secara manual dengan posisi volume max, bass min, dan treble min.

3.2. Pengujian

-

Pengujian tone control Pengujian ini dilakukan untuk mengecek apakah tone control dapat bekerja dengan baik jika tegangan pada pada potensiometer di ubah-ubah. Dari pengujian Tabel 1 ini ternyata output tegangan sebanding dengan tegngan potensiometer yang diberikan. Tabel 1. Pengujian tone control

No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. -

Tegangan Potensiometer (Volt) 3.9 3.6 3.3 3.0 2.7 2.4 2.1 1.8 1.5 1.2 0.9 0.6 0.3

Tegangan Output (mVolt) 672 640 656 624 488 288 142 56 32 16 16 16 16

Keterangan Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik Baik

Pengujian power amplifier Pengujian ini dilakukan dengan mengukur nilai output yang keluar dan dibandingkan dengan inputnya. Dari hasil pengujian pada Tabel 2 ternyata rata-rata penguatan dari power amplifier sebesar 16 kali. Sehingga dapat diatan ower amplifier dapat bekerja dengan baik.


Tabel 2. Pengujian power amplifier

Tegangan Input Tegangan Output (mVpp) (Vpp) 672 3.40 600 3.40 500 3.40 400 2.80 300 2.16 200 1.44 100 0.76 72 0.48 50 0.32 24 0.20 Rata-rata

No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

-

Penguatan (kali) 14.08 15.07 16.65 16.90 17.15 17.15 17.62 16.48 16.12 18.42 16.56

Pengujian Multiplexer variable resistor digital Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah multiplexer dapat menselect dengan baik dan apakah pembagi tegangan dapat bekerja dengan baik. Dari pengujian pada Tabel 3 ini didapatkan bahwa setiap pergantian selector tegangan output yang keluar juga berbeda beda. Ini berarti multiplexer dan pembagi tegangan dapat bekerja dengan baik. Tabel 3. Pengujian multiplexer variable resistor digital

-

Selektor Multiplexer

Detik ke-

S0

S1

S2

S3

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16.

1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0

1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0

1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0

1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 Rata-rata

Vout Pengujian (Volt) 0.00 0.25 0.50 0.74 0.99 1.25 1.49 1.75 1.99 2.23 2.48 2.73 2.98 3.21 3.43 3.74

Vout Perhitungan (Volt) 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50 2.75 3.00 3.25 3.50 3.75

Error (%) 0.00 0.00 0.00 1.11 0.83 0.00 0.56 0.00 0.42 0.74 0.67 0.91 0.83 1.28 2.14 0.22 0.97

Pengujian desibel Pengujian ini untuk mengetahui apakah nilai decibel yang ada pada android terkirim dengan sempurna di mikrokontroler. Hasil pengujian pada table 4 dibawah ini membuktikan bahwa decibel yang terbaca pada mikrokontroler sudah sesuai dengan decibel pada android dengan range seperti pada Table 4.


Tabel 4. Hasil pengujian desibel

Range nilai dB (dB) 80-90 60-79 50-60

No. 1. 2. 3. -

Tampilan LCD 80 – 90 dB 60 – 79 dB 50 – 60 dB

Pengujian Jarak Bluetooth Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui jarak terjauh pengiriman data melalui Bluetooth. Dan dari hasil pengujian didapatkan jarak terjauh pengiriman data melalui Bluetooth adalah 12 meter, karena saat mengirim data dengan jarak 13 meter data sudah tidak dapat terkirim. Tabel 5 merupakan data hasil pengujian jarak Bluetooth dan jangkauan yang dapat terjangkau oleh Bluetooth. Tabel 5. Hasil Pengujian Jarak Bluetooth

No. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10 -

Jarak (meter) 1 5 10 15 20 23 26 28 30 33

Cek list V V V V V V V V V X

Uji karakteritik

Berdasarkan pada Tabel 6 dapat diketahui bahwa sinyal yang dilewatkan hanyalah sinyal dibawah frekuensi 40Hz yaitu sebesar 1.08volt, jika dibawah dari frekuensi tersebut maka sinyal keluaran diredam hingga 0.8 volt saat frekuensi 100Hz. Grafik pada Gambar 9 merupakan hasil grafik dari Tabel 6 yang menunjukkan bahwa grafik tersebut merupakan grafik low pass filter yang digunakan untuk bass tone control . Tabel 6. Hasil Pengujian Karakteristik Bass

No. 1. 2. 3, 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Frekuensi (Hz) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Vout (Volt) 1.08 1.08 1.08 1.08 1.06 1.06 1.01 0.98 0.90 0.80


Gambar 9. Grafik Pengujian Karakteristik Bass

Berdasarkan pada Tabel 7 dapat diketahui bahwa sinyal yang dilewatkan hanyalah sinyal diatas frekuensi 16KHz yaitu rata-rata sebesar 1.08volt, jika dibawah dari frekuensi tersebut maka sinyal keluaran diredam hingga 0.77 volt saat frekuensi 0.1KHz. Grafik pada Gambar 10 merupakan hasil grafik dari Tabel 7 yang menunjukkan bahwa grafik tersebut merupakan grafik high pass filter yang digunakan untuk treble tone control . Tabel 7. Hasil Pengujian Karakteristik Treble

No. 1. 2. 3, 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Frekuensi (KHz) 0.1 0.5 1 6 16 26 36 46 56 60

Vout (Volt) 0.77 0.84 0.90 0.96 1.07 1.08 1.08 1.08 1.10 1.12

Gambar 10. Grafik Pengujian Karakteristik Treble Analisa

Dari hasil pengujian didaptkan bahwa rangkaian tone control dapat mengeluarkan output dari 16mV hingga 672 mV ini menunjukkan tone control dapat menaikkan tegangan output saat potensiometer menunjukkan kenaikkan tegangan juga. Power amplifier yang digunakan sudah bisa menguatkan dengan rata-rata penguatan 16 kali. Sedangkan pembagi tegangan untuk VR digital yang dibuat akan mengalami selisih sebesar 0.25 untuk tiap satu kenaikkan selector. Dan decibel dari android antara 40-90 dB sudah bisa terkirim dengan baik ke mikrokontroler.


4. Diskusi

Adapun permasalahan yang akan dibahas adalah sebagai berikut : - Perancangan tone control dan sistem audio amplifier. - Perancangan sistem komunikasi data antara aplikasi android dengan mikrokontroler. - Perancangan aplikasi android. Tone control yang dibuat menggunakan IC TDA 1524A dimana tone control ini akan menggunakan variabel resistor digital sebagai pengganti potensiometernya. Variable resistor digital ini akan dikendalikan mikrokontroler, mirokontroler ini digunakan untuk memilih selector pada multiplexer yang merupakan IC untuk variable resistor digitalnya. Komunikasi yang digunakan menghunakan komunikasi serial melalui Bluetooth HC-06. Data dari aplikasi android akan dikirim ke mikrokontroler menggunakan bluetoth tersebut. Pada aplikasi android terdapat beberapa komponen seperti seekbar, button dan toggle button. Seekbar digunakan untuk mengirimkan nilai volume, bass, dan treble. Dan button digunakan untuk menghubungkan Bluetooth android dengan Bluetooth HC-06. Dan toggle button digunakan untuk mengaktifkan fitur otomatis. 5. Kesimpulan

Setelah dilakukan tahap perancangan dan pembuatan sistem dan dilanjutkan hingga pembuatan dan pengujian alat serta dilakukanya analisa maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut. Pengaturan tone control dapat dilakukan dengan memilih nilai dari 0.0 volt hingga 3.75 vot. Untuk memilih nilai tegangan di gunakan analog multiplexer 16 channel . Untuk mendapatkan nilai tegangan yang berbeda beda digunakan teknik pembagi tegangan. Untuk komunikasi atau pengiriman data dari smartphone ke mirokontroler digunakan Bluetooth, karena jangkauan Bluetooth dapat terjangkau hingga 12 meter tanpa penghalang. Untuk menjalankan suatu perintah, mikrokontroler menerima serangkaian data yang tersusun adalah $AB*, $ enanda awal data, A data untuk pemilihan volume, bass, atau treble, Badalah nilai dari seekbar, dan * adalah penanda akhir data Aplikasi android yang dibuat merupakan interface untuk pengaturan tone control jarak jauh dengan maksimal jarak 12 meter. Untuk mengaktifkan fitur kondali volume otomatis, pada aplikasi android sudah dilengkapi dengan toggle button. 







Referensi [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14]

Tone Control . http://sapukamil.blogspot.com/2013_01_01_archive.html. Diakses tanggal 17 Maret 2015. Fredianta, Dedy G.(2013). Analisis Tingkat Kkebisingan Untuk Mereduksi Dosis Paparan Bising di PT. XYZ . e-Jurnal Teknik Industri FT USU , 2(1),1-8. Setiawan, Moch. Fathoni.(2010). Tingkat Kebisingan Pada Perumahan di Perkotaan. Jurnal Teknik Sipil & Perencanaan.12(1).191-200. ,Definisi Dan Prinsip Kerja Pengatur Nada (Tone Control). http://elektronika-dasar.web.id/teorielektronika/definisi-dan-prinsip-kerja-pengatur-nada-tone-control/. Diakses Tanggal 17 Maret 2015. ,High Pass Filter (HPF) RC . http://elektronika-dasar.web.id/teorielektronika/high-pass-filter-hpf-rc/. Diakses tanggal 18 Maret 2015. ,Low Pass Filter (LPF) RC . http://elektronika-dasar.web.id/teorielektronika/low-pass-filter-lpf-rc/. Diakses tanggal 18 Maret 2015. Datasheet ATMega16. ,AT command mode of HC-05 and HC-06 Bluetooth module. http://www.instructables.com/id/AT-command-modeof-HC-05-Bluetooth-module/?ALLSTEPS. Diakses tanggal 18 Maret 2015. ,74HC4051 multiplexer / demultiplexer . http://bildr.org/2011/02/cd74hc4067-arduino/. Diakses tanggal 14 Mei 2015. Datasheet 74HC4067. .2013. Android Programing with Eclipse.Yogyakarta. Penerbit Andi. Istiyanto,Jazi Eko.2014. Pengantar Elektronika & Instrumentasi Pendekatan Project Arduino & Android .Yogyakarta. Penerbit Andi. Supardi Yuniar.2014. Semua Bisa Menjadi Programmer Android Case Study.Jakarta.PT Elex Media Komputindo Sutejo, Rahmat Hadi.2009. Pengendalian Mixer Audio Multi Channel Via PC . Surabaya.Politeknik Elektronika Negeri Surabaya.

1103121051 (Jurnal PA) CD

Recommend Documents