Nama : Supriansyah
NIM : 10207084
Tempat / Tanggal Lahir : Pontianak, 20 Januari 1988
Alamat Rumah : Jl. Khatulistiwa, Gg. Sinar Pelita / Dadap Ayu, No. 156,
RW.02, RT.02, Kec. Siantan, Kel. Batulayang,
Pontianak Utara, Kal-Bar, Kode Pos : 78244
No. HP : 085252718918
E-mail : suprieansyah@yahoo.com
Asal Perguruan Tinggi : Universitas Komputer Indonesia
Fakultas / Jurusan : Teknik dan Ilmu Komputer / Teknik Komputer
Riwayat Pendidikan
1993-1999 : SD Negeri 39 Pontianak Utara
1999-2002 : SMP Negeri 2 Kuala Kapuas
2002-2005 : SMA Negeri 1 Kuala Kapuas
2007-2013 : Universitas Komputer Indonesia (S-1)
Pengalaman Kerja
2006-2007 : Teknisi di Duta Elite Computer (DEC) Kuala Kapuas
PERANCANGAN SISTEM PENGENALAN NADA TUNGGAL
KEYBOARD MENGGUNAKAN MATLAB PADA PC
TUGAS AKHIR
Disusun Untuk Memenuhi Syarat Kelulusan Pada
Program Studi Strata Satu Sistem Komputer di Jurusan Teknik Komputer
Oleh
SUPRIANSYAH
10207084
Pembimbing
Dr. Yeffry Handoko Putra, M.T
JURUSAN TEKNIK KOMPUTER
FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER
UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA
BANDUNG
v
Segala puji bagi Allah SWT., Pencipta dan Pemelihara alam semesta,
shalawat serta salam semoga terlimpah bagi Nabi Muhammad SAW., keluarga
dan para pengikutnya yang setia hingga akhir masa.
Atas rahmat Allah SWT., akhirnya penulis dapat menyelesaikan Tugas
Akhir ini. Tugas Akhir ini sesungguhnya bukanlah sebuah kerja individual dan
akan sulit terlaksana tanpa bantuan banyak pihak yang tak mungkin Penulis
sebutkan satu persatu, namun dengan segala kerendahan hati, Penulis
mengucapkan terima kasih kepada :
1. Kedua orang tua, bapak ibu tercinta yang telah banyak berkorban
membesarkan saya, dan tidak henti-hentinya memberikan perhatian, nasehat,
dukungan dan motivasi selama studi. Semoga Allah SWT memberikan
kemuliaan kepada keduanya baik di dunia maupun akhirat kelak, amin.
2. Bapak Dr. Wendi Zarman, M.Si selaku Ketua Jurusan Teknik Komputer
Universitas Komputer Indonesia, yang selalu memberikan arahan kepada saya.
3. Ibu Sri Nurhayati, S.Si, M.T. selaku Dosen Wali yang selalu memberikan
arahan kepada saya.
4. Bapak Dr. Yeffry Handoko Putra, M.T. selaku Dosen pembimbing yang selalu
memberikan motivasi dan bimbingan selama menyelesaikan Tugas Ahkir ini.
5. Bapak dan ibu dosen, serta seluruh Staf Jurusan Teknik Komputer Universitas
Komputer Indonesia, yang telah banyak membantu selama kuliah.
6. Seluruh teman-teman yang tidak bisa disebutkan satu persatu.
Akhirnya, Penulis berharap semoga penelitian ini menjadi sumbangsih
yang bermanfaat bagi dunia sains dan teknologi di Indonesia, khususnya disiplin
keilmuan yang Penulis dalami.
Bandung, 21 Agustus 2013
vi
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ... i
LEMBAR PERNYATAAN ... ii
ABSTRAK ... iii
ABSTRACT ... iv
KATA PENGANTAR ... v
DAFTAR ISI ... vi
DAFTAR TABEL ... ix
DAFTAR GAMBAR ... x
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Maksud dan Tujuan ... 2
1.3 Batasan masalah ... 2
1.4 Metode Penelitian... 3
1.5 Sistematika Penulisan ... 3
BAB II DASAR TEORI ... 5
2.1 Musik ... 5
2.2 Nada ... 5
2.3 Tangga Nada ... 6
2.3.1 Nada Dasar Natural ... 6
2.3.2 Nada Dasar Kres ... 8
2.4 Ritme, Birama, Melodi, dan Harmoni ... 9
2.5 Sinyal Analog dan Sinyal Digital ... 9
2.6 Dasar Audio ... 13
2.7 Tipe Digital Audio ... 15
vii
2.9 Transformasi Fourier ... 16
2.10 Fast Fourier Transform ... 16
2.11 Autokorelasi ... 18
2.12 MATLAB ... 18
2.12.1 Lingkungan Kerja Matlab ... 20
2.12.2 Variabel Pada Matlab ... 22
2.13 Keyboard ... 24
2.14 Mikrofon ... 25
2.15 Sound Card ... 27
BAB III PERANCANGAN SISTEM ... 28
3.1 Komponen Sistem ... 28
3.1.1 Perangkat Keras ... 28
3.1.2 Perangkat Lunak ... 29
3.2 Diagram Blok ... 29
3.3 Diagram Alir ... 30
3.4 Perekaman Nada Dasar (Sampling) ... 31
3.5 Proses Fast Fourier Transform (FFT) ... 32
3.6 Proses Autokorelasi ... 34
3.7 Perangkat Lunak ... 34
3.7.1 Fungsi Sampel ... 36
3.7.2 Fungsi Pengenalan Nada ... 38
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA ... 41
4.1 Pengujian Bagian-bagian Sistem ... 41
4.1.1 Tombol Sampel ... 42
4.1.2 Tombol Cari dan Mainkan ... 43
4.1.3 Tombol Tabel Nada ... 44
4.1.4 Tombol Pengenalan Nada ... 45
4.2 Pengujian Perekaman Nada Sampel ... 45
4.3 Pengujian Pemanggilan Nada Sampel ... 46
viii
4.5 Pengujian Pengenalan Nada ... 50
4.6 Analisa ... 56
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 57
5.1 Kesimpulan ... 57
5.2 Saran ... 57
DAFTAR PUSTAKA ... 58
LAMPIRAN A ... 59
LAMPIRAN B ... 60
58
[1] Hunt, Brian R. Lipsman, Ronald L. Rosenberg, Jonathan M. A Guide to
Matlab for Beginners and Experienced Users. New York, USA: Cambrige
University Press, 2001
[2] Pujiriyanto, Andry. Cepat Mahir Matlab, 2004
[3] Widiarsono, Teguh. Tutorial Praktis Belajar Matlab, 2005
[4] Firmansyah, A. Dasar-dasar Pemrograman Matlab, 2007
[5] Register, Andy H. A Guide to Matlab Object-Oriented Programming.
Atlanta, Georgia, USA: Scitech Publishing Inc, 2007
[6] Rendra, Yulia. Cepat Bisa Bermain Keyboard. Yogyakarta: Media
Presindo, 2013
[7] Andjani, karina. Jurus Sakti Gampang Main Piano. Jakarta: Pustaka
Makmur, 2013
[8] Deny Permana, Kusniar. Jurus Sakti Gampang Main Organ. Jakarta:
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Semakin berkembangnya seni musik dan bertambahnya jumlah peminat
musik sekarang ini menimbulkan tuntutan seseorang untuk menyalurkan keinginan
bermusik mereka. Dikarenakan adanya tuntutan itu, maka bermunculanlah
sekolah-sekolah musik untuk memfasilitasi dan mengajarkan seseorang agar bisa bermain alat
musik. Seseorang yang ingin mendapatkan pendidikan musik secara formal juga
memiliki banyak kendala, salah satunya adalah kendala biaya. Biaya yang harus
dikeluarkan seseorang untuk mendapatkan pendidikan formal musik rata-rata cukup
mahal, sehingga orang cenderung untuk berlatih secara mandiri. Namun, belajar
secara mandiri juga memiliki kendala yaitu, seseorang harus tahu bunyi nada dasar,
membaca partitur, dan cara memaikan alat musiknya.
Saat ini komputer memegang peranan penting dalam perkembangan produksi
teknologi audio digital. Penerapan hardware dan software yang tepat pada komputer
dapat digunakan untuk pembuatan lagu, perekaman, pengeditan, mixing, dan
mastering. Demikian halnya dengan pengolahan sinyal secara digital yang telah
diterapkan begitu luas. Pengolahan sinyal digital dapat menggunakan Fast Fourier
Transform untuk menghitung Discrete Fourier Transform dengan cepat dan efisien.
Fast Fourier Transform sering dipakai pada banyak aspek, terutama pada bidang AI,
terutama Voice Recongnition.
Seperti halnya seorang komposer, sebuah perangkat lunak dapat mengenali
nada dasar (chord) pada alat musik keyboard. Pengenalan nada-nada dasar tersebut
keyboard yang kemudian diolah dengan perangkat lunak matlab dan ditampilkan
pada Personal Computer (PC) berupa chord, bentuk sinyal nada, dan deret tuts yang
ditekan. Tampilan pada perangkat lunak tersebut dapat digunakan sebagai prasarana
untuk berlatih dan mengenal nada-nada alat musik keyboard.
1.2 Maksud dan Tujuan
Maksud dari pembuatan Tugas Akhir ini adalah :
1. Aplikasi yang dibuat dapat menumbuhkan dan menarik minat bermain musik.
2. Aplikasi yang dibuat dapat digunakan sebagai prasarana untuk berlatih bagi
pemula yang ingin menambah ilmu dalam bidang musik, khususnya alat musik
keyboard.
3. Aplikasi yang dibuat dapat digunakan sebagai prasarana pendidikan, khususnya
untuk mengenal lebih jauh tentang bunyi dan bentuk sinyal nada pada alat musik
keyboard.
Tujuan dari pembuatan Tugas Akhir ini adalah membangun suatu perangkat
lunak yang dapat mendeteksi dan mengenali nada-nada dari alat musik keyboard
secara otomatis dan menampilkannya dalam bentuk chord, bentuk sinyal nada, dan
deret tuts yang ditekan.
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah pada Tugas Akhir ini yaitu :
1. Alat musik sebagai sumber suara hanya dibatasi pada keyboard.
2. Hanya menggunakan nada-nada dasar keyboard saja.
3. Jenis suara keyboard yang digunakan adalah grand piano.
3
5. Tampilan yang digunakan pada sistem ini adalah berupa chord, bentuk sinyal
nada, dan deret tuts yang ditekan.
1.4 Metode Penelitian
Pada pembuatan Tugas Akhir ini dilakukan beberapa studi perencanaan dan
pengerjaan, diantaranya adalah :
1. Studi Literatur
a. Mempelajari tentang konsep dasar yang berhubungan dengan instrumen
musik khususnya keyboard serta peralatan pendukung lainnya yang akan
digunakan dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.
b. Mempelajari perangkat lunak Matlab yang digunakan untuk membangun
sistem pengenalan nada.
2. Perancangan Sistem
Perancangan sistem pada tugas akhir ini adalah menentukan peralatan yang
digunakan dan merancang aplikasi sistem pengenalan nada berdasarkan masukan
sinyal analog nada-nada dari instrument keyboard.
3. Implementasi sistem pengenalan nada dari hasil perancangan dan teori yang
menunjang akan diwujudkan suatu perangkat lunak berdasarkan perencanaan
tersebut.
4. Pengujian dan analisa dengan melakukan pengujian dan analisa terhadap sistem
yang sudah dibangun.
1.5 Sistematika Penulisan
Untuk memudahkan pembahasan dan pemahaman materi serta untuk memberi
gambaran mengenai Laporan Tugas Akhir ini, maka penulisan. sistematikanya adalah
BAB I PENDAHULUAN
Mengelaskan tentang latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, metode
penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB II DASAR TEORI
Menjelaskan tentang teori penunjang yang berhubungan dengan Tugas Akhir. Teori
penunjang tersebut adalah teori musik, nada, audio, fast fourier transform, matlab, ,
alat musik keyboard, mikrofon, dan sound card.
BAB III PERANCANGAN SISTEM
Menjelaskan tentang blok-blok sistem yang dirancang serta diimplementasikan.
Parameter-parameter sistem, blok diagram, diagram alir sistem, diagram alir proses
pengerjaan dan perancangan aplikasi pengenalan nada alat musik keyboard dengan
menggunakan perangkat lunak matlab.
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA
Menjelaskan tentang fungsi-fungsi bagian pada aplikasi, pengujian fungsi-fungsi
bagian tersebut dan keluaran yang didapat serta analisa dari keluaran tersebut.
Analisa nilai parameter yang sudah diukur serta simulasinya.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Memuat kesimpulan tentang hasil dan analisa yang dilakukan pada BAB IV.
Kesimpulan memuat solusi dari tujuan yang ingin dicapai. Saran memuat tentang
hal-hal yang dilakukan untuk membangun penelitian lebih baik ataupun sebagai
5
BAB II
DASAR TEORI
2.1 Musik
Musik adalah suatu karya seni yang tersusun atas kesatuan unsur-unsur
seperti irama, nada, dan melodi. Musik adalah ungkapan perasaan seseorang yang
dituangkan lewat komposisi jalinan nada atau melodi, baik dalam bentuk karya
vokal maupun instrumental.
Musicology merupakan cabang ilmu yang menjelaskan unsur-unsur musik.
Cabang ilmu ini mencakup pengembangan dan penerapan metode untuk
menganalisis maupun mengubah musik dan keterkaitan antara notasi musik dan
pembawaan musik. Musicologist adalah seseorang yang mempelajari musik
secara lebih dalam. Mereka mempelajari mulai dari teori musik dan perbandingan
dari musik yang satu dengan yang lainnya.
2.2 Nada
Nada merupakan bagian terkecil dari sebuah lagu. Nada dalam pengertian
musik adalah suara yang mempunyai getaran tertentu dan mempunyai ketinggian
tertentu menurut frekuensinya. Nada dasar suatu karya musik menentukan
frekuensi tiap nada yang ada di dalam karya tersebut. Ada beberapa sifat suatu
nada, yaitu :
1. Pitch, merupakan ketepatan jangkauan nada.
2. Durasi, merupakan lama suatu nada pada saat dibunyikan.
3. Intensitas nada, merupakan keras atau lembutnya suatu nada.
4. Timbre, merupakan warna yang berbeda dari tiap-tiap nada.
Dalam teori musik, tinggi nada menunjuk pada persepsi atas frekuensi
2.3 Tangga Nada
Tangga nada merupakan susunan berjenjang dari nada-nada pokok suatu
sistem nada. Tangga nada dimulai dari salah satu nada dasar sampai dengan nada
oktafnya. Urutan tersebut dikenal dengan do, re, mi, fa, sol, la, si, do.
Gambar 2.1. Tangga Nada Pada Keyboard
Nada dasar adalah nada pertama yang dijadikan sebagai dasar dalam
menentukan susunan nada dalam sebuah tangga nada. dalam teknik vokal nada
dasar ini penting sekali artinya untuk mengukur kemampuan atau jangkauan
penyanyi dalam membawakan sebuah lagu. Ada beberapa macam tipe dari tangga
nada, yaitu: nada dasar natural, nada dasar kres, dan nada dasar mol.
2.3.1 Nada Dasar Natural.
Nada dasar natural adalah nada dasar yang dalam menentukan susunan
nada dalam sebuah tangga nada tanpa harus menaikkan atau menurunkan jarak
antar-nadanya. Tangga nada natural yang lazim, yaitu: tangga nada mayor, tangga
nada minor, dan tangga nada pentatonik. Setiap nada memiliki bunyi yang tidak
sama antara nada yang satu dengan nada yang lainnya dan dapat memberikan
persepsi kepada tiap individu yang berbeda-beda. Nada dasar natural dalam
tangga nada mayor sering di istilahkan dengan nada dasar C=Do sedangkan untuk
minor adalah A=La.
7
A=La : A-B-C-D-E-F-G-A
Tangga nada mayor adalah salah satu tangga nada diatonik. Skala ini
tersusun oleh delapan not. Biasanya lagu yang menggunakan tangga nada mayor
memiliki sifat lagu yang ceria ataupun semangat.
Gambar 2.2. Tangga Nada Mayor Pada Keyboard
Tangga nada minor termasuk tangga nada diatonik. Sama seperti tangga
nada mayor, tagga nada minor biasanya bersifat sedih dan kurang bersemangat.
Tangga nada minor pada alat musik seperti keyboard (orgen) atau piano
dibunyikan dengan cara menekan tuts pada keyboard (orgen) atau piano secara
kombinasi antara nada satu dengan nada lainnya.
Pentatonik berasal dari gabungan kata penta (lima) dan tonik (nada),
sehingga petatonik dapat diartikan sebagai tangga nada yang terdiri dari lima
nada. Biasanya tangga nada pentatonik digunakan pada musik tradisional di
negara Cina maupun Jepang termasuk di Indonesia pada musik gamelan.
2.3.2 Nada Dasar Kres
Nada dasar kres adalah nada dasar yang dalam menentukan susunan nada
dalam sebuah tangga nada terdapat nada yang dinaikan setengah nada. Hal ini
disebabkan karena adanya penyesuaian jarak antar nada dalam menyusun tangga
nada tersebut. Penyususnan tangga nada mayor dengan menggunakan nada dasar
kres didasarkan pada tingkat lima atau not 5 (sol), yang terdapat dalam tangga
nada sebelumnya, sedangkan untuk tangga nada minor didasarkan pada nada
tingkat tiga atau not 3 (mi) yang terdapat dalam tangga nada sebelumnya. Rumus
untuk menentukan jenis nada-nadanya adalah :
satu-satu-setengah-satu-satu-satu-setengah dan jika diuraikan adalah sebagai berikut:
G ke A = 1
A ke B =1
B ke C = ½
C ke D = 1
D ke E = 1
E ke F# = 1
F# ke G = ½
Jika diurutkan berdasarkan kenaikan nadanya adalah:
1. Tangga nada 1# (naik satu nada) = G-A-B-C-D-E-F#-G
2. Tangga nada 2# (naik dua nada) = D-E-F#-G-A-B-C#-D
3. Tangga nada 3# (naik tiga nada) = A-B-C#-D-E-F#-G#-A
9
5. Tangga nada 5# (naik lima nada) = B-C#-D#-E-F#-G#-A#-B
6. Tangga nada 6# (naik enam nada) = F#-G#-A#-B-C#-D#-E#-F#
7. Tangga nada 7# (naik tujuh nada) = C#-D#-E#-F#-G#-A#-B#-C#
Tangga nada kres dapat dilihat pada Gambar 2.4 dibawah ini
Gambar 2.4. Tangga Nada Kres Pada Keyboard
2.4 Ritme, Birama, Melodi, dan Harmoni
Ritme adalah susunan diantara durasi nada-nada yang pendek dan panjang,
nada-nada yang bertekanan dan yang tak bertekanan menurut pola tertentu yang
berulang-ulang. Ritme berasal dari bahasa Yunani yaitu, rhythmos yang berarti
suatu gerakan yang simetris. Birama adalah bagian atau segmen dari suatu baris
melodi yang menunjukkan berapa ketukan dalam bagian tersebut.suatu birama
pada umumnya dibatasi oleh garis birama. Melodi adalah suksesi linear nada
musik yang dianggap sebagai suatu kesatuan. Dalam arti harfiah, melodi dapat
diartikan urutan nada dan jangka waktu nada. Melodi terdiri dari satu atau lebih
fase musik atau motif, dan biasanya diulang-ulang di sebuah lagu dalam berbagai
bentuk. Harmoni dapat dikatakan sebagai kejadian dua atau lebih tangga nada
dengan tinggi nada yang berbeda dan dibunyikan secara bersamaan, walaupun
harmoni juga dapat terjadi bila nada-nada tersebut berurutan. Harmoni yang terdiri
dari tiga atau lebih nada yang dibunyikan bersamaan biasanya disebut akord.
2.5 Sinyal Analog dan Sinyal Digital
Sinyal didefinisikan sebagai besaran fisik yang berubah-ubah menurut
waktu, ruang, atau variabel bebas atau variabel-variabel lainnya. Sinyal analog
adalah suatu besaran yang berubah dalam waktu dan ruang, dan mempunyai nilai
peralatan non-digital, seperti suara manusia, suara radio, dan lain-lain. Sinyal
analog dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Gambar 2.5 Sinyal Analog
Sinyal dikatakan bersifat periodik jika sinyal tersebut mengalami
pengulangan bentuk yang sama pada selang waktu tertentu. Secara matematis
dapat dikatakan bahwa sinyal akan bersifat periodik jika:
S(t) = S (t + T), - ∞< t < ∞ ………...……… (2.1)
dimana:
T = perioda pengulangan sinyal dengan nilai yang lebih kecil dari batas
waktu sinyal.
Gelombang sinus dapat disusun oleh tiga parameter:
1. Amplitudo, merupakan ukuran kekuatan, atau daya gelombang sinyal, atau
tinggi gelombang yang bisa dilihat sebagai gafik.
2. Frekuensi, merupakan jumlah getaran yang terjadi pada tiap detik.
Frekuensi adalah kebalikan dari perioda (1/T) atau banyaknya
pengulangan periode per detik (Hz), atau ukuran dari jumlah berapa kali
seluruh gelombang berulang. Berdasarkan frekuensi, suara dibagi menjadi:
a. Infrasound 0 Hz – 20 Hz
b. Pendengaran manusia 20 Hz – 20 kHz
c. Ultrasound 20 kHz – 1 GHz
11
3. Phasa, merupakan ukuran dari posisi relatif pada suatu saat dengan tidak
melewati perioda tunggal dari sinyal.
Sinyal digital merupakan hasil teknologi yang dapat mengubah sinyal
menjadi kombinasi urutan bilangan (biner) 0 dan 1, sehingga tidak mudah
terpengaruh oleh derau, proses informasinya pun mudah, cepat, dan akurat. Tetapi
transmisi dengan sinyal digital hanya mencapai jarak jangkauan pengiriman data
yang relatif dekat. Sinyal digital dapat dilihat pada Gambar 2.6 dibawah ini.
Gambar 2.6 Sinyal Digital
Sinyal digital memiliki berbagai keistimewaan unik yang tidak dapat
ditemukan pada teknologi analog, yaitu :
1. Informasi dapat dengan mudah dipindahkan, diproses dan dimodifikasi ke
dalam berbagai bentuk.
2. Mampu mengirimkan informasi dengan kecepatan tinggi.
3. Penggunaan yang berulang-ulang terhadap suatu informasi tidak
mempengaruhi kualitas dan kuantitas informasi tersebut.
4. Dapat memproses informasi dalam jumlah yang sangat besar dan
mengirimkannya secara interaktif.
Tabel 2.1 Perbedaan Sinyal Analog dengan Sinyal Digital
Analog Digital
1. Dirancang untuk suara (voice) dan
tidak efisien untuk data.
2. Informasi berupa gelombang sinyal
analog
3. Kecepatan relatif rendah.
4. Overhead tinggi.
1. Dirancang untuk data dan
suara.
2. Informasi discrete-evel.
3. Kecepatan relatif tinggi
4. Overhead rendah.
Permasalahan umum yang terjadi pada sinyal analog dan digital adalah:
1. Atenuasi (pelemahan sinyal)
Peningkatan atenuasi seiring dengan fungsi frekuensi.
Penurunan kekuatan sinyal seiring fungsi jarak.
2. Pengembalian kualitas sinyal dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu
dengan amplifier untuk sinyal analog dan repeater untuk sinyal digital.
3. Delaydistortion, terjadi ketika komponen frekuensi yang berbeda berjalan
pada kecepatan yang berbeda.
4. Noise, sinyal tambahan yang tidak diinginkan.
Noise adalah tambahan sinyal yang tidak diinginkan yang masuk
dimanapun diantara pengirim dan penerima. Noise dibagi 4 kategori:
a) Thermal Noise, ini terdapat disemua media transmisi dan pada semua
peralatan komunikasi. Thermal noise timbul dari pergeseran elektron
bebas dan karakteristiknya berupa distribusi gaussian. Karena
distribusinya yang merata, maka thermal noise disebut juga dengan white
13
b) Intermodulation Noise, adalah noise yang timbul karena adanya
intermodulasi antara sinyal yang satu dengan sinyal lainnya. Jika ada
sinyal dengan frekuensi F1 dan F2 merambat melalui suatu peralatan atau
media yang bersifat non-linear dapat terbentuk dan harmoniknya suatu
sinyal. Intermodulation noise dapat timbul dari bermacam-macam hal,
antara lain:
Letak komponen yang kurang benar yang menyebabkan peralatan
bekerja pada daerah non-linear
Level seting yang kurang baik. Jika level input suatu peralatan
terlalu tinggi, maka peralatan akan bekerja pada suatu daerah yang
non-linear.
c) Crosstalk adalah ganguan dari kanal sinyal lain yang disebabkan
induktansi dan kapasitansi antara komponen atau jalur. Pada stereo sistem
terjadi karena jarak antara kanal. Ukuran satuan dari crosstalk adalah dB.
Terdapat dua jenis crosstalk, yaitu:
Intelligible crosstalk, meyebabkan paling tidak ada empat kata
yang didengar (dari sumber yang tidak diinginkan) selama
percakapan 7 detik.
Unintelligible crosstalk, setiap bentuk gangguan akibat crosstalk
lainnya.
d) ImpulsNoise, adalah noise tidak kontinu yang terdiri dari pulsa-pulsa tak
beraturan yang berdurasi pendek dengan amplituda yang relatif tinggi.
2.6 Dasar Audio
Audio diartikan sebagai suara atau reproduksi suara. Gelombang suara
adalah gelombang yang dihasilkan dari suatu benda yang bergetar. Gambarannya
adalah suara speaker, speaker akan bergetar dan getaran ini merambat di udara,
atau air, atau material lainnya. Satu-satunya tempat dimana suara tidak akan
merambat adalah ruang hampa udara. Gelombang suara ini memiliki lembah dan
Siklus ini berlangsung berulang-ulang, yang membawa pada konsep frekuensi.
Jelasnya, frekuensi adalah jumlah dari siklus yang terjadi dalam satu detik. Satuan
dari frekuensi adalah Hertz atau disingkat Hz.
Gambar 2.7 Ilustrasi Audio
Suara yang kita dengar sehari-hari merupakan gelombang analog.
Gelombang ini berasal dari tekanan udara yang ada di sekeliling kita yang dapat
kita dengar dengan bantuan gendang telinga. Gendang telinga ini bergetar dan
getaran ini dikirim dan diterjemahkan menjadi informasi suara yang dikirim ke
otak, sehingga kita dapat mendengar dan mengenali suara. Telinga manusia dapat
mendengar bunyi antara 20 Hz hingga 20 kHz (20.000 Hz) sesuai batasan sinyal
audio. Angka 20 Hz sebagai frekuensi suara terendah yang dapat didengar,
sedangkan 20 kHz merupakan frekuensi tertinggi yang dapat didengar.
Gambar 2.8 Getaran Udara Pada Gendang Telinga
Pemanfaatan sinyal audio memberikan lapangan kerja bidang produksi
sinyal audio meliputi, perekaman, manipulasi sinyal dan reproduksi gelombang
15
dasar sumber suara, peralatan suara untuk mendengar, dan ini semua dimulai dari
pembuatan penginderaan. Secara fisik suara merupakan bentuk energi yang
dikenal sebagai energi akustik.
2.7 Tipe Digital Audio
Beberapa berkas audio memiliki tipe yang mampu dibaca oleh perangkat
komputer, berikut adalah beberapa tipe berkas audio di bawah ini yang biasa
sering kita jumpai:
1. Aiff (.aif/.aifc)
AppleAudioInterchange File Format. Tipe audio ini adalah standar berkas
audio untuk perangkat Macintosh atau yang sering disebut dengan Apple.
2. Flac (.fla)
FreeLossless AudioCoder (FLAC), format berkas audio yang hanya bisa
digunakan oleh FLAC decoder atau encoder.
3. Ogg
Berkas audio free (gratis), dan juga open source yang mendukung
berbagai macam codec, yang lebih populer dengan Vorbis Codec. Berkas
Vorbis sering dibandingkan dengan berkas MP3 dalam hal kualitas. Tapi,
faktanya MP3 lebih dikenal secara luas sehingga sulit untuk menarankan
penggunaan ogg files.
4. WAV
WAV atau WAVE singkatan dari Waveform Audio Format merupakan
standar format file audio untuk penyimpanan file audio dalam PC yang
berbasis Microsoft dan IBM.
5. MPEG layer 3 (.mp3)
Berkas file yang sudah memenuhi standar internasional. Sekarang berkas
MP3 sudah mengandung sebuah ID3 tag yang digunakan sebagai tempat
penyimpanan semua informasi dari sebuah file MP3 yang termasuk
2.8 Format Audio WAV
WAV atau WAVE adalah singkatan dari Waveform Audio Format yang
merupakan standar format file audio untuk penyimpanan file audio dalam PC
berbasis Microsoft dan IBM. Format WAV atau WAVE adalah format utama dari
audio dalam sistem Windows yang tidak terkompres, sehingga memiliki kualitas
suara yang maksimal. Format audioWAV dapat diedit dan dimanipulasi dengan
mudah menggunakan bantuan perangkat lunak audio maupun bahasa
pemrograman seperti Matlab.
2.9 Transformasi Fourier
Transformasi Fourier adalah suatu model transformasi yang memindahkan
domain spasial atau domain waktu menjadi domain frekuensi.
Gambar 2.9 Transformasi Fourier
Transformasi fourier merupakan suatu proses yang banyak digunakan
untuk memindahkan domain dari suatu fungsi atau obyek ke dalam domain
frekuensi.
2.10 Fast Fourier Transform
Fast Fourier Trasnform merupakan sebuah algoritma yang digunakan
untuk mesin perhitungan yang melakukan perhitungan fourier yang kompleks.
Transformasi linear, terutama fourier dan lapace, digunakan untuk menyelesaikan
persoalan dalam sistem linear. Walaupun tidak terlalu sering dipakai ataupun
digunakan dalam pembelajaran transformasi linear, fourier banyak dipakai dalam
aplikasi-aplikasi dan terbukti memiliki hasil yang akurat.
Fast Fourier Trasnform ditemukan oleh Baron Jean-Baptiste-Joseph
Fourier (21 Maret 1768 sampai dengan 16 Mei 1830), Joseph Fourier lahir di
F(t) F( )
17
Auxerre, France. Memperkenalkan mengenai arbitraryfunction, seperti staircase
waveform. Ide mengenai arbitraryfunction pada awalnya ditentang banyak pihak,
tetapi arbitrary function ini menjadi inti utama dari perkembangan untuk
matematik, ilmu pengetahuan, dan ilmu mesin. Penemuan ini sekarang menjadi
kunci utama dari mesin elektronik sekarang ini. Fourier mendapatkan ide ini
melalui pembelajaran mengenai permasalahan dari aliran panas dalam solid
bodies, termasuk bumi.
Fast Fourier Transform tidak terbatas untuk menyelesaikan persamaan
dari transformasi linear saja, tetapi juga dapat digunakan dalam berbagai jenis
aplikasi. Berikut contoh-contoh aplikasi yang menggunakan Fast Fourier
Transform:
A. Perkiraan dengan menggunakan trigonometricpolynomials, seperti:
1) Datacompression (contohnya MP3).
2) Analisisspectral dari sinyal.
3) Frequencyresponse dari sebuah sistem.
4) Perhitungan differensialparsial.
B. Konvolusi melalui domain frekuensi, seperti:
1) Perkalian untuk bilangan bulat yang besar.
2) Simbolis perkalian polinomial.
Fast fourier transform dapat juga disebut teknik perhitungan cepat dari
DFT dengan memanfaatkansifat periodikal dari transformasi fourier. Adapun
persamaan dari FFT adalah:
………(2.2)
x(t) = fungsi atau sinyal dalam domain waktu
= fungsi kernel
= fungsi dalam domain frekuensi
f = frekuensi
Persamaan (2.2) digunakan untuk mentransformasikan sinyal dari domain waktu
ke dalam domain frekuensi.
2.11 Autokorelasi
Autokorelasi merupakan formula matematis yang digunakan untuk
menganalisa suatu fungsi waktu suatu sinyal maupun fungsi berbentuk deret.
Formula ini mengkorelasikan nilai suatu sinyal dengan sinyal itu sendiri.
Kegunaan fungsi autokorelasi adalah untuk menentukan suatu bentuk repetisi dari
sinyal, misal menentukan suatu kepadatan spektrum frekuensi dari suatu musik
yang dimainkan, juga bisa menentukan frekuensi pitch suara yang berasal dari
frekuensi harmonik dominan yang terdapat pada spektrum frekuensi sinyal.
Berikut ini merupakan rumus autokorelasi:
……….(2.3)
dimana
p(t) = gelombang suara (N/m2)
t = waktu delay (s)
2T = interval integrasi (s)
2.12 MATLAB
Matlab merupakan bahasa pemrograman yang hadir dengan fungsi dan
karakteristik yang berbeda dengan bahasa pemrograman lain yang sudah ada lebih
dahulu seperti Delphi, Basic, maupun C++. Matlab merupakan bahasa
19
visualisasi dan pemrograman seperti komputasi matematik, analisis data,
pengembangan algoritma, simulasi dan pemodelan dan grafik-grafik perhitungan.
Matlab merupakan suatu sisem interaktif yang memiliki elemen data
dalam suatu array sehingga tidak lagi kita dipusingkan dengan masalah dimensi.
Hal ini memungkinkan kita untuk memecahkan banyak masalah teknis yang
terkait dengan komputasi, khususnya yang berhubungan dengan matrix dan
formulasi vektor, yang mana masalah tersebut akan sulit dilaukan bila
menggunakan bahasa level rendah seperti Pascall, C dan Basic.
Matlab hadir dengan membawa warna yang berbeda. Hal ini karena matlab
membawa keistimewaan dalam fungsi-fungsi matematika, fisika, statistik, dan
visualisasi. Nama Matlab merupakan singkatan dari matrix laboratory. Matlab
pada awalnya dikembangkan oleh MathWorks untuk memberikan kemudahan
mengakses data matrik pada proyek LINPACK dan EISPACK. Saat ini matlab
memiliki ratusan fungsi yang kompleks dari berbagai disiplin ilmu.
Gambar 2.10 Logo Matlab
Ada perbedaan penggunaan Matlab di dalam platform yang berbeda:
A. Macintosh
Terdapat sebuah built-in editor untuk m-files. File harus di save ke dalam
B. Windows
Menggunakan Matlab dalam Windows serupa dengan cara menggunakan
di dalam Macintosh. Akan tetapi, perlu diketahui bahwa m-file akan
disimpan di dalam elipboard. M-file perlu disimpan dalam bentuk format
namafile.m.
C. Unix
Di dalam Unix, editor dijalankan secara terpisah dari matlab. Cara terbaik
adalah dengan membuat sebuah direktori untuk semua m-files, kemudian
cd ke direktori yang dimaksud sebelum menjalankan Matlab maupun
editor. Untuk mulai menggunakan Matlab dari window.Xterm hanya perlu
dengan mengetikkan “matlab”.
2.12.1 Lingkungan Kerja Matlab
Matlab adalah program interaktif untuk komputasi numerik dan visualisasi
data yang umum digunakan oleh ilmuan kendali untuk analisa dan perancangan.
Ada berbagai toolbox yang berbeda yang dapat digunakan untuk berbagai area
aplikasi yang berbeda. Sebagai sebuah sistem, Matlab tersusun dari 5 bagian
utama, yaitu:
1. Development Environment.
Merupakan sekumpulan perangkat dan fasilitas untuk fungsi-fungsi dan
file-file Matlab. Beberapa perangkat ini merupakan sebuah graphical user
interface (GUI). Termasuk didalamnya adalah Matlab desktop dan
Command Window, Command history, sebuah editor dan debugger, dan
browsers untuk melihat help, workspace, files, dan searchpath.
2. Matlab Mathematical Function Library.
Merupakan sekumpulan algoritma komputasi mulai dari fungsi-fungsi
yang lebih komplek seperti: sum, sin, cos, dan complexarithmetic, sampai
dengan fungsi-fungsi yang lebih komplek seperti matrix invers, matrix
eigenvalues, besselfunction, dan fastfouriertransform.
3. Matlab Laguage.
Merupakan suatu high-level matrix atau array laguage dengan control
21
object-oriented programming. Ini memungkinkan bagi kita untuk
melakukan kedua hal baik pemrograman dalam lingkup sederhana untuk
mendapatkan hasil yang cepat dan pemrograman dalam lingkup yang lebih
besar untuk memperoleh hasil-hasil dan aplikasi yang komplek.
4. Graphics.
Matlab memiliki fasilitas untuk menampilkan vector dan matrices sebagai
suatu grafik. Didalamnya melibatkan high-level functions (fungsi-fungsi
level tinggi) untuk visualisasi data dua dimensi dan data tiga dimensi,
image processing, animation, dan presentation graphics. Ini juga
melibatkan fungsi level rendah yang memungkinkan bagi pengguna untuk
membiasakan diri untuk memunculkan grafik mulai dari bentuk yang
sederhana sampai yang tingkat graphical user interface pada aplikasi
Matlab.
5. Matlab Application Program Interface (API).
Merupakan suatu library yang memungkinkan program yang telah ditulis
dalam bahasa C dan fortran mampu berinteraksi dengan Matlab. Ini
melibatkan fasilitas untuk memanggil routines dari Matlab (dynamic
linking), pemanggilan Matlab sebagai sebuah computational engine, dan
untuk membaca dan menuliskan MAT-files.
Beberapa bagian dari Window Matlab adalah:
A. Current Directory
Window ini menampilkan isi dari direktori kerja saat menggunakan matlab.
Kita dapat mengganti direktori ini sesuai dengan tempat direktori kerja yang
diinginkan. Default dari alamat direktori berada dalam folder works tempat
programfiles Matlab berada.
B. Command History
Window ini berfungsi untuk menyimpan perintah-perintah apa saja yang
sebelumnya dilakukan oleh pengguna terhadap matlab.
C. Command Window
Window ini adalah window utama dari matlab. Disini adalah tempat untuk
menjalankan fungsi, mendeklarasikan variable, menjalankan proses-proses,
serta melihat isi variable.
D. Workspace
Workspace berfungsi untuk menampilkan seluruh variable-variable yang
sedang aktif pada saat pemakaian matlab. Apabila variable berupa data
matriks berukuran besar, maka user dapat melihat isi dari seluruh data dengan
melakukan double klik pada variable tersebut. Matlab secara otomatis akan
menampilkan window“array editor” yang berisikan data pada setiap variable
yang dipilih user.
2.12.2 Variabel Pada Matlab
Matlab hanya memiliki dua jenis tipe data yaitu Numerik dan String.
Dalam Matlab, setiap variabel akan disimpan dalam bentuk matrik. User dapat
langsung menuliskan variabel baru tanpa harus mendeklarasikannya terlebih
dahulu pada commandwindow.
Salah satu keunggulan Matlab ialah kemudahannya untuk membuat grafik
dan suara. Misalkan membuat grafik 2-dimensi.
>> x=linspace (-5,5,200);
23
>> plot(x,y)
Gambar 2.12 Grafik 2-Dimensi Diciptakan Dengan Command Plot
Matlab juga dapat Membuat program untuk sinyal suara, baik itu untuk
perekaman ataupun pemanggilan file audio atau suara.
>> clear all;
>> [y,fs,nbits]=wavread (‘file_aiueo.wav’);
>> tt=length(y);
>> t=1:tt;
>> plot (t,y)
>>grid
Setelah program dijalankan, maka akan didapatkan hasil seperti pada Gambar
Gambar 2.13 Hasil memanggil file *.wav
Salah satu aspek yang sangat berguna dari Matlab ialah kemampuannya
untuk menggambarkan berbagai jenis grafik, sehingga kita bisa
memvisualisasikan data dan fungsi yang kompleks.
2.13 Keyboard
Keyboard berasal dari kata key yang berarti kunci, sedangkan board berarti
papan. Keyboard secara keseluruhan berarti alat musik yang terdiri dari
sekumpulan tuts pada sebuah bidang yang mirip dengan papan (board). Ciri-ciri
alat musik keyboard adalah:
1. Umumnya memiliki tuts 4 sampai 5 oktaf, tetapi pada beberapa merek
tertentu ada yang lebih dari 5 oktaf.
2. Pengoperasiannya harus menggunakan listrik.
3. Memiliki berbagai macam suara mulai dari suara piano, flute, gitar, drum
dan lain-lain.
4. Dilengkapi dengan berbagai fasilitas dan fitur-fitur seperti musik irigan,
karaoke, dan lain-lain.
Keyboard dimainkan sama seperti piano, yaitu dengan menggunakan
sepuluh jari yang dimainkan pada tuts sesuai nada-nada di dalam lagu. Melodi
lagu dimainkan dengan jari-jari tangan kanan sementara chord untuk mengiringi
lagu dimainkan dengan jari-jari tangan kiri. Keyboard memiliki 12 (duabelas) tuts
25
putih dan hitam akan diberi nama salah satu dari alphabet ini dan setiap tuts dapat
dimainkan dengan cara penekanan nada tunggal dan nada kombinasi (chord).
Chord adalah kumpulan not yang dimainkan (ditekan) secara bersamaan
tergantung dari tipe chordnya. Chord bisa dimainkan dengan dua, tiga, empat,
lima, atau lebih yang masih memungkinkan tangan untuk memainkannya.
Gambar 2.14. Alat Musik Keyboard
Keyboard pada masa sekarang sudah menjadi alat musik yang banyak
digunakan orang dan sudah memasyarakat. Banyak tempat hiburan atau pada
acara perayaan tertentu yang menggunakan keyboard sebagai alat musik utama
untuk mengiringi penyanyi. Keyboard digemari banyak orang karena memiliki
keistimewaan, salah satunya ialah dapat menghasilkan atau menirukan berbagai
jenis alat musik.
2.14 Mikrofon
Mikrofon adalah salah satu jenis tranduser yang mengubah energi akustik
(gelombang suara) menjadi sinyal listrik. Mikrofon merupakan salah satu alat
untuk membantu komunikasi manusia. Mikrofon digunakan pada banyak alat
seperti alat pengudaraan radio, alat bantu dengar, telpon, alat bantu dengar, dan
televisi. Pada dasarnya Mikrofon berguna untuk membuat suara yang berintensitas
rendah menjadi lebih keras. Agar lebih efektif, Mikrofon yang digunakan haruslah
seimbang antara sumber suara yang diinginkan.
Istilah mikrofon berasal dari bahasa yunani micros yang berarti kecil dan
fon yang berarti suara atau bunyi. Istilah ini pada awalnya mengacu kepada alat
penting pada masa awal perkembangan telepon. Pada awal penemuannya,
mikrofon digunakan pada telepon, kemudian seiring berkembangnya waktu dan
zaman, mikrofon digunakan dalam alat pemancar radio hingga ke berbagai
kegunaan lainnya.
Karakteristik yang harus diperhatikan ketika akan memilih sebuah
mikrofon adalah:
1. Bentuk fisik mikrofon.
2. Daerah respon frekuensi suara yang mampu dicuplik mikrofon.
3. Output sinyal listrik yang dihasilkan mikrofon.
4. Sudut atau arah pencuplikan mikrofon
Gambar 2.15 Mikrofon
Ada tiga jenis mikrofon, yaitu:
1. Omnidirectional Microphone
Sebuah mikrofon omnidirectional atau dapat disebut dengan mikrofon
nondirectional, adalah jenis mikrofon dengan daya tangkap suara dari
berbagai arah.
2. Bidirectional Microphone
Mikrofon jenis ini adalah mikrofon yang memiliki daya tangkap suara
27
3. Undirectional Microphone
Mikrofon jenis ini adalah mikrofon yang memiliki daya tangkap suara
hanya dari satu arah saja.
2.15 Sound Card
Kartu suara (Sound Card) adalah suatu perangkat keras komputer yang
digunakan untuk mengeluarkan suara dan merekam suara. Pada awalnya, Sound
Card hanyalah sebagai pelengkap dari komputer. Namun sekarang, sound card
adalah perangkat wajib di setiap komputer.
Gambar 2.16. Sound Card
Pada saat ini setiap PC Motherboard memiliki sound card on-board yang
telah terintegrasi pada motherboard. Sound card jenis ini termasik dalam kategori
sound card standar yang didesain untuk meng-handle tugas umum multimedia
seperti memainkan CD audio, file MP3, atau game. Sound card jenis ini juga
dapat merekam dan memainkan audio dan MIDI. Secara umum, karakteristik dari
sound card standar adalah sebagai berikut:
1. Memiliki dua input (mic dan line-in) serta satu output. Biasanya input dan
output ini stereo.
2. Memiliki jacks input atau output dengan ukuran 1/8 inch.
3. Memiliki kemampuan ADC atau DAC maksimal 16-bit dengan sampling
rate 44.1 KHz (kualitas CD).
4. ADC atau DAC terintegrasi di dalam card atau chipset di motherboard
57
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang diambil dari pengujian dan analisa sistem ini adalah :
1. Aplikasi pengenalan nada dapat melakukan pengenalan nada dari alat musik
keyboard secara Real Time dan menampilkannya dalam bentuk chord.
2. Tinggi-rendah nada dan jenisnya dientukan oleh nilai power dan frekuensi
dasar sinyal nada tersebut yang dapat diketahui dengan FFT (Fast Fourier
Transform).
3. Jarak mikrofon dengan alat musik keyboard mempengaruhi hasil pengenalan
nada.
4. Jarak terjauh nada yang dapat dikenali adalah 22 cm, yaitu nada A# pada oktaf
keempat.
5. Terdapat beberapa frekuensi suara nada yang sama pada pengujian pengenalan
nada keyboard.
6. Nada dapat dikenali setelah membandingkan nilai autokorelasi tiap-tiap nada
yang memiliki nilai frekuensi yang sama.
5.2 Saran
Saran yang dipertimbangkan untuk pengembangan sistem ini adalah :
1. Perangkat keras yang digunakan seperti Mikrofon dapat dicoba dengan
mikrofon jenis yang lebih bagus, agar suara lebih tajam dan jelas sehingga
jarak daya tangkap suara nada dari alat musik keyboard semakin jauh.
2. Alat musik yang digunakan pada pengujian program lebih bervariasi lagi,
misalnya alat musik petik, tiup, dan gesek.
3. Aplikasi ini tidak hanya untuk mengenali nada (chord), melainkan juga
PERANCANGAN SISTEM PENGENALAN NADA TUNGGAL KEYBOARD (ORGEN) PADA PC BERBASIS MATLAB
Supriansyah1, Dr. Yeffry Handoko Putra, MT2
1
Jurusan Teknik Komputer Unikom, 2Jurusan Magister Sistem Informasi Unikom
1
suprieansyah@yahoo.com, 2Yeffryhp@yahoo.co.id
Abstrak
Alat musik dapat menghasilkan gelombang bunyi dengan berbagai jenis nada. Tinggi-rendahnya nada ditentukan oleh frekuensi dasar gelombang bunyi. Semakin besar frekuensi dasar gelombang bunyi, maka semakin tinggi pula nada yang dihasilkan. Indera pendengaran manusia dapat membedakan tinggi-rendahnya nada, namun tidak dapat mengetahui secara pasti jenis nada apa yang didengar olehnya. Hal ini sangatlah penting bagi seseorang yang ingin mempelajari alat musik untuk mengetahui jenis-jenis nada dari alat musiknya.Fast Fourier Transform (FFT) dan Autokorelasi dapat digunakan dan diterapkan pada perangkat lunak Matlab dalam merancang aplikasi pengenalan nada alat musik keyboard (orgen). Fast Fourier Transform dapat digunakan untuk mencari power dan frekuensi dasar dari nada alat musik keyboard (orgen). Hasil keluaran dari aplikasi pengenalan nada alat musik keyboard (orgen) adalah berupa chord dan gambar tuts keyboard yang ditekan, sehingga dapat membantu dan mempermudah manusia untuk mengetahui jenis nada dari alat musik keyboard yang dimainkannya.
Kata kunci : Alat Musik, Nada, Gelombang Bunyi, Power, Frekuensi, Autokorelasi, Fast Fourier Transform, Matlab.
1. Pendahuluan
Semakin berkembangnya seni musik dan bertambahnya jumlah peminat musik sekarang ini menimbulkan tuntutan seseorang untuk menyalurkan keinginan bermusik mereka. Dikarenakan adanya tuntutan itu, maka bermunculanlah sekolah-sekolah musik untuk memfasilitasi dan mengajarkan seseorang agar bisa bermain alat musik. Seseorang yang ingin mendapatkan pendidikan musik secara formal juga memiliki banyak kendala, salah satunya adalah kendala biaya, Biaya yang harus dikeluarkan seseorang untuk mendapatkan pendidikan formal musik rata-rata cukup mahal, sehingga orang cenderung untuk berlatih secara mandiri. Namun, belajar secara mandiri pun memiliki kendala yaitu, seseorang harus tahu bunyi nada dasar, membaca partitur, dan cara memaikan alat musiknya.
Saat ini komputer memegang peranan penting dalam perkembangan produksi teknologi audio digital. Penerapan hardware dan software yang tepat pada komputer dapat digunakan untuk pembuatan lagu, perekaman, pengeditan,
mixing, dan mastering. Demikian halnya dengan pengolahan sinyal secara digital yang telah diterapkan begitu luas. Pengolahan sinyal digital dapat menggunakan Fast Fourier Transform untuk menghitung Discrete Fourier Transform dengan cepat dan efisien. Fast Fourier Transform sering dipakai pada banyak aspek, terutama pada bidang AI, terutama Voice Recongnition.
Seperti halnya seorang komposer, sebuah perangkat lunak dapat mengenali nada dasar (chord) dan dapat ditampilkan pada personal computer (PC) . Pengenalan nada-nada dasar tersebut dapat dilakukan melalui pengenalan frekuensi suara yang berasal dari instrumen musik yang kemudian diolah dengan perangkat lunak.
2. DasarTeori
2.1 Musik
yang menjelaskan unsur-unsur musik. Cabang ilmu ini mencakup pengembangan dan penerapan metode untuk menganalisis maupun mengubah musik dan keterkaitan antara notasi musik dan pembawaan musik. Musicologist adalah seseorang yang mempelajari musik secara lebih dalam. Mereka mempelajari mulai dari teori musik dan perbandingan dari musik yang satu dengan yang lainnya.
2.2 Nada
Nada merupakan bagian terkecil dari sebuah lagu. Nada dalam pengertian musik adalah suara yang mempunyai getaran tertentu dan mempunyai ketinggian tertentu menurut frekuensinya. Nada dasar suatu karya musik menentukan frekuensi tiap nada yang ada di dalam karya tersebut. Ada beberapa sifat suatu nada, yaitu :
Pitch, merupakan ketepatan jangkauan nada. Durasi, merupakan lama suatu nada pada saat dibunyikan.
Intensitas nada, merupakan keras atau lembutnya suatu nada.
Timbre, merupakan warna yang berbeda dari tiap-tiap nada.
Dalam teori musik, tinggi nada menunjuk pada persepsi atas frekuensi suatu nada.
2.3 Tangga Nada
Tangga nada merupakan susunan berjenjang dari nada-nada pokok suatu sistem nada. Tangga nada dimulai dari salah satu nada dasar sampai dengan nada oktafnya. Urutan tersebut dikenal dengan do, re, mi, fa, sol, la, si, do.
A. Tangga Nada Mayor
Nada dasar natural adalah nada dasar yang dalam menentukan susunan nada dalam sebuah tangga nada tanpa harus menaikkan atau menurunkan jarak antar-nadanya. Tangga nada natural yang lazim, yaitu: tangga nada mayor,
dan dapat memberikan persepsi kepada tiap individu yang berbeda-beda. Nada dasar natural dalam tangga nada mayor sering di istilahkan delapan not. Biasanya lagu yang menggunakan tangga nada mayor memiliki sifat lagu yang ceria ataupun semangat.
Gambar 1.Tangga nada Mayor Pada Keyboard
B. Tangga Nada Minor
Tangga nada minor termasuk tangga nada diatonik. Sama seperti tangga nada mayor, tangga nada minor biasanya bersifat sedih dan kurang bersemangat. Tangga nada minor pada alat musik seperti keyboard (orgen) atau piano dibunyikan dengan cara menekan tuts pada keyboard (orgen) atau piano secara kombinasi antara nada satu dengan nada lainnya.
C. Tangga Nada Kres
Nada dasar kres adalah nada dasar yang dalam menentukan susunan nada dalam sebuah tangga nada terdapat nada yang dinaikan setengah nada. Hal ini disebabkan karena adanya penyesuaian jarak antar nada dalam menyusun tangga nada tersebut. Penyususnan tangga nada mayor dengan menggunakan nada dasar kres didasarkan pada tingkat lima atau not 5 (sol), yang terdapat dalam tangga nada sebelumnya, sedangkan untuk tangga nada minor didasarkan pada nada tingkat tiga atau not 3 (mi) yang terdapat dalam tangga nada sebelumnya.
Gambar 3.Tangga Nada Kress Pada Keyboard
2.4 Fast Fourier Transform
Fast Fourier Trasnform merupakan
sebuah algoritma yang digunakan untuk perhitungan fourier yang kompleks. Fast fourier transform dapat juga disebut teknik perhitungan cepat dari DFT dengan memanfaatkan sifat periodical dari transformasi fourier. Adapun persamaan dari FFT adalah:
Autokorelasi merupakan formula matematis yang digunakan untuk menganalisa suatu fungsi waktu suatu sinyal maupun fungsi berbentuk deret. Formula ini mengkorelasikan nilai suatu sinyal dengan sinyal itu sendiri. Kegunaan fungsi autokorelasi adalah untuk menentukan suatu bentuk repetisi dari sinyal, misal menentukan suatu kepadatan spektrum frekuensi dari suatu musik yang dimainkan, juga bisa menentukan frekuensi pitch suara yang berasal dari frekuensi harmonik dominan yang terdapat pada spektrum frekuensi sinyal. Berikut ini merupakan rumus autokorelasi:
Matlab merupakan bahasa pemrograman yang hadir dengan fungsi dan karakteristik yang berbeda dengan bahasa pemrograman lain yang sudah ada lebih dahulu seperti Delphi, Basic, maupun C++. Matlab merupakan bahasa pemrograman level tinggi yang dikhususkan untuk kebutuhan komputasi teknis, visualisasi dan pemrograman seperti komputasi matematik, analisis data, pengembangan algoritma, simulasi dan pemodelan dan grafik-grafik perhitungan.
3. Perancangan
3.1 Diagram Blok Sistem
Gambar 4. Diagram Blok Sistem
3.2 Diagram Alir
Pembuatan sistem ini terdiri dari proses perekaman suara nada dari alat musik keyboard melalui microphone, sinyal suara kemudian diproses dengan FFT dan kemudian dicari cirri dari sinyal suara tersebut sebagai sinyal acuan untuk dikenali sebagai nada yang nantinya akan divisualisasikan dalam bentuk Chord.
Gambar 5. Diagram Alir Sampel
sebuah aplikasi yang memiliki dua fungsi. Fungsi pertama adalah untuk pengambilan sampel data dan fungsi kedua adalah untuk pemrosesan pengenalan nada dari alat musik keyboard.
Gambar 6.Aplikasi Pengenalan Nada Keyboard
4. Hasil Pengujian
Pengujian dilakukan terhadap sistem berdasarkan hasil perancangan. Pengujian dilakukan berdasarkan masukan suara dari alat musik keyboard yang direkam dengan microphone dan suara alat musik keyboard tersebut kemudian diolah menggunakan aplikasi.
4.1 Pengujian Tombol Sampel
Pengujian perekaman suara nada dilakukan dengan menggunakan alat musik Techno Electronic keyboard T8000 sebagai sumber suara. Suara dari alat musik keyboard akan ditangkap oleh sebuah microphone untuk kemudian direkam. Pengambilan sampel suara nada acuan berdasarkan jumlah dari nada musik pada umumnya yaitu: Do, re, mi, fa, sol, la, si, atau C, D, E, F, G, A, B. Sampel suara yang diambil adalah nada tunggal mayor, kombinasi mayor , nada minor, dan Kres. Nada minor yang diambil sampelnya adalah Cm, Dm, Em, Fm, Gm, Am, dan Bm. Nada kres yang diambil adalah C#, D#, F#, G#, dan A#.
4.2 Pengujian Tombol Cari dan Mainkan
Untuk melihat hasil pengambilan sampel suara adalah dengan menekan tombol
‘Cari dan Mainkan’. Setelah memilih salah satu file nada sampel, maka sistem akan memperdengarkan suara nada tersebut dan juga menampilkannya pada bagian tampilan keluaran sistem.
Gambar 7.Hasil Perekaman Suara atau Nada Keyboard
Gambar 8.Tampilan Keluaran Nada Acuan
4.3 Pengujian Tombol Tabel Nada
Hasil perhitungan dari tiap-tiap nada acuan dapat ditampilkan dengan cara menekan
tombol ‘Tabel Nada’.
Gambar 9. Hasil Perhitungan Nada Tunggal Mayor dan Kres
Gambar 10. Hasil Perhitungan nada Kombinasi Mayor dan Minor.
4.4 Pengujian Tombol Pengenalan Nada
Gambar 11. Diagram Alir Pengenalan Nada
Gambar 12.TampilanHasilPengenalan Nada C Mayor Tunggal
Gambar 13.Tampilan Hasil Pengenalan Nada C Kres
Gambar 14.Tampilan Hasil Pengenalan Nada C Kombinasi Mayor
Gambar 15.Tampilan Hasil Pengenalan Nada C Minor
5. Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang diambil dari pengujian dan analisa sistem ini adalah :
1. Aplikasi pengenalan nada dapat
melakukan pengenalan nada dari alat musik keyboard secara Real Time dan menampilkannya dalam bentuk chord.
2. Tinggi-rendah nada dan jenisnya
dientukan oleh nilai power dan frekuensi dasar sinyal nada tersebut yang dapat diketahui dengan FFT (Fast Fourier
Transform).
3. Jarak mikrofon dengan alat musik
keyboard mempengaruhi hasil
5. Terdapat beberapa frekuensi suara nada yang sama pada pengujian pengenalan nada keyboard.
6. Nada dapat dikenali setelah
membandingkan nilai autokorelasi tiap-tiap nada yang memiliki nilai frekuensi yang sama.
5.2 Saran
Saran yang dipertimbangkan untuk pengembangan sistem ini adalah :
1. Perangkat keras yang digunakan seperti Mikrofon dapat dicoba dengan mikrofon jenis yang lebih bagus, agar suara lebih tajam dan jelas sehingga jarak daya tangkap suara nada dari alat musik keyboard semakin jauh.
2. Alat musik yang digunakan pada
pengujian program lebih bervariasi lagi, misalnya alat musik petik, tiup, dan gesek.
Aplikasi ini tidak hanya untuk
mengenali nada (chord), melainkan juga
digunakan untuk penalaan nada
(tunning).
USA: Cambrige University Press, 2001
[2] Pujiriyanto, Andry. Cepat Mahir
Matlab, 2004
[3] Widiarsono, Teguh. Tutorial Praktis Belajar Matlab, 2005
[4] Firmansyah, A. Dasar-dasar
Pemrograman Matlab, 2007
[5] Register, Andy H. A Guide to Matlab
Object-Oriented Programming.
Atlanta, Georgia, USA: Scitech Publishing Inc, 2007
[6] Rendra, Yulia. Cepat Bisa Bermain
Keyboard. Yogyakarta: Media
Presindo, 2013
[7] Andjani, karina. Jurus Sakti
Gampang Main Piano. Jakarta:
Pustaka Makmur, 2013
[8] Deny Permana, Kusniar. Jurus Sakti
Gampang Main Organ. Jakarta:
