LAPORAN SENSOR DAN INSTUMENTASI FISIKA PRAKTIKUM SENSOR DAN INSTUMENTASI FISIKA ANALISIS ISYARAT VIBRASI AKUSTIK
Oleh:
OLEH :
NAMA
: MOHAMMAD MOHAMMAD RIFQIE
NIM
: 15306141002
DOSEN
: Drs. Sumarna, M.Si., M.Eng.
.
PROGRAM STUDI FISIKA JURUSAN PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA YOGYAKARTA
2017
A. Tujuan
Setelah melakukan percobaan ini, mahasiswa dapat : 1. Menjelaskan analisis isyarat spektrum frekuensi yang dihasilkan suatu sumber suara dengan fungsi FFT yang ada di dalam matlab B. Data hasil clear all close all clc AI=analoginput ('winsound' ('winsound'); ); Addchannel (AI,1); Set (AI, 'sampleRate' 'sampleRate',8000); ,8000); Set (AI,'samplesPerTrigger' (AI,'samplesPerTrigger',8000); ,8000); start (AI); [data,time]=getdata(AI); Wavwrite(data,'audio.wav' Wavwrite(data,'audio.wav'); ); plot (time,data); title('isyarat title('isyarat bunyi terekaman'); terekaman'); xlabel('waktu xlabel('waktu (detik)'); (detik)'); ylabel('amplitudo' ylabel('amplitudo'); ); N=2^nextpow2(length(data(:,1))); fs=8000; y=fft(data,N); ymag=abs(y(1:length(y)/2+1)); f=fs/2*linspace(0,1,N/2+1); figure, plot(f,ymag,'m' plot(f,ymag,'m'); ); title('spektrume title('spektrume bunyi'); bunyi'); xlabel('frekuensi xlabel('frekuensi (Hz)'); (Hz)'); ylabel('amplitudo' ylabel('amplitudo'); ); delete(AI); clear(AI);
Dengan menggunakan program matlab diatas diambil dia mbil 3 jenis masukan suara yaitu sumber suara berbeda, nada sama, warna sama; sumber sama, nada beda, warna sama; sumber sama, nada sama, warna beda. Berikut adalah hasil grafik rekaman dengan rentang waktu dan tinggi amplitudo getarannya.
1. Sumber beda, nada sama, warna sama Pengucapannya yaitu dengan menyebut warna suara “a” dengan nada yang sama dalam waktu beberapa detik sehingga dihasilkan grafik rekaman. Pengambilan data tiga kali dengan sumber suara yang berbeda. a. Suara 1 isyarat bunyi terekaman 0.4
0.3
0.2
o d u t i l p m a
0.1
0
-0.1
-0.2
-0.3
0
0.1
0.2
0.3
0. 4 0.5 0.6 waktu (detik)
0.7
0. 8
0.9
1
Analisis dengan fungsi FFT pada matlab spektrume bunyi 120
100
80 o d u t i l p m a
60
40
20
0
0
500
1000
1500 2000 2500 frekuensi (Hz)
3000
3500
4000
b. Suara 2 isyarat bunyi terekaman 0.6
0.4
0.2
o d u t i l p m a
0
-0.2
-0.4
-0.6
-0.8
0
0.1
0.2
0.3
0.4 0.5 0.6 waktu (detik)
0.7
0.8
0.9
1
Analisis dengan fungsi FFT pada matlab spektrume bunyi 180 160 140 120 o d u t i l p m a
100 80 60 40 20 0
0
500
1000
1500
2000 2500 frekuensi (Hz)
3000
3500
4000
c. Suara 3 isyarat bunyi terekaman terekaman 0.6
0.4
0.2
o d u t i l p m a
0
-0.2
-0.4
-0.6
-0.8
0
0.1
0.2
0.3
0.4 0.5 0.6 waktu (detik)
0.7
0.8
0.9
1
Analisis dengan fungsi FFT pada matlab spektrume bunyi 350
300
250
o d u t i l p m a
200
150
100
50
0
0
500
1000
1500
2000 2500 frekuensi (Hz)
3000
3500
4000
Penjelasan : Hasil grafik dihasilkan dari spektum suara manusia dengan men ggunakan satu warna suara dengan pengucapan bersambung dalam beberapa detik dengan nada yang mendekati konstan. Dilihat dari grafik puncak-puncak gelombang dari awal hingga akhir mayoritas atau dominan sama dikarenakan nada pengucapan yang selaras dengan warna suara yang sama. Beberapa kekurangan dari hasil grafik adalah adanya tinggi puncak yang menyimpang dikarenakan sumber suara manusia yang tidak seterusnya bisa dibuat konstan dan hanya saja dianggap konstan. Penggunaan fungsi FFT adalah untuk menguraikan fungsi grafik pertama sehingga dihasilkan suatu grafik seperti gambar diatas. Dalam fungsi FFT d alam penguraian algoritma waktu “ biasanya masukannya disimpan dalam orde kebalikan bit dan keluarannya berupa orde natural” natural” (Lia, 2013: 1). Salah 1). Salah satu kelebihan fungsi FFT adalah bisa menentukan amplitudo pada saat frekuensi tertentu. Pada ketiga grafik yang telah diurai pada frekuensi sekitar atau diantara 500 Hz sampai 1000 Hz frekuensinya mengalami titik puncak. Yang tampak bahwa amplitudo sempat naik turun sebelum akhirnya turun (tidak naik lagi) seieing berjalannya waktu ketika frekuensi semakin tinggi. 2. Sumber sama, nada sama, warna beda Pengucapannya dengan menyebutkan kata bis mil lah yaitu dengan 3 warna yaitu warna pertama bis kemudian mil dilanjutkan warna terakhir lah. Pengambilan data hanya dengan menggunakan satu sumber suara manusia dan diucapapkan tentunya sudah pasti dengan nada yang sama karena pengucapan kata “ bismillah” bismillah” meskipun tanpa diatur sudah pasti nadanya sama.
isyarat bunyi terekaman 1 0.8 0.6 0.4 o d u t i l p m a
0.2 0 -0.2 -0.4 -0.6 -0.8 -1
0
0.1
0.2
0.3
0.4 0.5 0.6 waktu (detik)
0.7
0.8
0.9
1
Analisis dengan fungsi FFT pada matlab spektrume bunyi 90 80 70 60 o d u t i l p m a
50 40 30 20 10 0
0
500
1000
1500
2000 2500 frekuensi (Hz)
3000
3500
4000
Penjelasan : Spektrum dalam grafik yang dihasilkan memiliki amplitudo rendah namun puncak-puncaknya dominan sama. Penggunaan kata bismillah yang terdiri dari tiga kata dianggap warna suara per katanya dan jika diucapkaan otomatis sudah bernada sama sehingga dihasilkan grafik dengan amplitudo dengan puncak yang sama. Fungsi FFT juga berfungsi juga berfungsi “untuk “untuk mengetahui besar amplitude tertentu pada frekuensi tertentu pada isyarat diskrit yang rumit” rumit” (Setiawan, 2015: 3). Dari grafik setelah penguraian grafik pertama dapat kita ketahui pada grafik kedua bahwa semakin tinggi frekuensinya maka akan semakin menurun. Menurut beberapa sumber fungsi FFT pada penguraian algoritma frekuensi “data “data masukan x(n) terjadi dalam orde natural tetapi DFT keluaran terjadi dalam orde kebalikan bit” (Lia, 2013: 1). Jika dibayangkan fungsi FFT diibaratkan kaca prisma yang bisa menguraikan cahaya polikromatik (cahaya putih) yang kemudian diuraikan menjadi spektrum warna
mejikuhibiniu (cahaya monokromatik) yang memiliki panjang gelombang yang berbeda satu dengan yang lainnya.
3. Sumber sama, nada beda, warna sama Pengambilan data yaitu dengan memasukkan suara “do do do do” dengan menaikkan nadanya secara perlahan seiring berjalannya waktu. Perekaman data hanya menggunakan satu sumber suara manusia. isyarat bunyi terekaman 0.1
0.05
o d u t i l p m a
0
-0.05
-0.1
-0.15
0
0.1
0.2
0.3
0.4 0.5 0.6 waktu (detik)
0.7
0.8
0.9
1
Analisis dengan fungsi FFT pada matlab spektrume bunyi 35
30
25
o d u t i l p m a
20
15
10
5
0
0
500
1000
1500
2000 2500 frekuensi (Hz)
3000
3500
4000
Penjelasan : Hasil spektum suara yang tampil pada grafik ketiga adalah dengan adanya peningkatan amplitudo suara yang meningkat seiring dengan waktu yang dikarenakan adanya pengucapan suara dengan nada yang dimulai dari nada rendah kemudian ditinggikan secara perlahan. Ketika grafik pertama diuraikan dengan fungsi FFT dapat diketahui bahwa semakin tinggi frekuensinya maka amplitudo getaran suaranya semakin menurun.
C. Kesimpulan
1. Penggunaan fungsi FFT akan menguraikan fungsi getaran suara yang terakam. Fungsi FFT akan memberi tahu perubahan amplitudo getaran pada perubahan frekuensi getaran suara yang terekam. Dari ketiga variasi yang dipra ktikumkan terdapat dua kesimpulan yang mana dengan sumber berbeda, warna sama, nada sama dihasilakan amplitudo yang naik turun lalu kemudian turun dan tidak naik lagi. Kemudian pada sumber sama, warna beda, nada sama atau sumber sama, nada beda, warna sama dihasilkan amplitudo yang semakin menurun seiring berjalannya waktu ketika frekuensinya semakin tinggi. D. Daftar pustaka
Sumarna. 2017. Petunjuk praktikum sensor dan transduser. Yogyakarta: UNY Lia. 2013. Laporan resmi percobaan 1 sintesis dan analisis isyarat (simulasi). Yogyakarta: UNY Setiawan, ade. 2013. Sintesis dan analisis isyarat (simulasi). Yogyakarta: UNY
