PERANCANGAN ALAT MUSIK THEREMIN
MENGGUNAKAN LASER BERBASIS MIKROKONTROLER
ATMEGA 328
TUGAS AKHIR
Disusun Untuk Memenuhi Syarat Kelulusan Pada Program Studi Diploma Tiga Teknik Komputer
Oleh
R VIRDY ANUGRAH RAMADHAN 10811004
Pembimbing HIDAYAT, M.T
JURUSAN TEKNIK KOMPUTER
FAKULTAS TEKNIK DAN ILMU KOMPUTER
UNIVERSITAS KOMPUTER INDONESIA
v
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmanirrahim.
Assalamu „alaikum Wr. Wb.
Segala puji bagi Allah SWT, karena rahmat dan hidayah-Nya, penelitian Tugas Akhir dapat dikerjakan serta semua kemudahan yang diberikan-Nya sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dalam tenggang waktu yang telah ditetapkan.
Laporan tugas akhir ini disusun untuk memenuhi syarat kelulusan pada Program Studi Teknik Komputer D3 di Jurusan Teknik Komputer. Judul penelitian tugas akhir ini adalah “Perancangan Alat Msuik Theremin Menggunakan Laser Berbasis ATMega 328 ”.
Tugas Akhir ini sesungguhnya bukanlah sebuah kerja individual dan akan sulit terlaksana tanpa bantuan banyak pihak yang tak mungkin saya sebutkan satu persatu, namun dengan segala kerendahan hati, saya mengucapkan terima kasih kepada:
1. Ibu, Ayah, Adik, dan keluarga tercinta yang sudah memberikan do‟a, dukungan, kasih sayang dan motivasi sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
2. Bapak Prof. Dr. H. Denny Kurniadie, Ir. M.Sc, selaku Dekan Fakultas Teknik dan Ilmu Komputer.
3. Bapak Dr. Wendi Zarman, M.Si, selaku ketua jurusan Teknik Komputer Universitas Komputer Indonesia.
vi
5. Ibu Sri Nurhayati, M.T selaku dosen wali. Terima kasih banyak atas bimbingannya selama penulis menjalani masa perkuliahan.
6. Bapak dan Ibu seluruh staf dosen Jurusan Teknik Komputer yang telah memberikan ilmu, motivasi dan bantuan kepada penulis.
7. Dely, Catur, Egy, Zakir dan teman-teman angkatan 2011 dan 2012, asisten Lab Sistem Digital, dan teman-teman seperjuangan lainnya, yang telah memberi semangat dan bantuan kepada penulis.
8. Rida Nur Azizah, terimakasih atas kesabarannya, dukungan, do‟a dan kasih sayangnya terhadap penulis selama melakukan studi dan selama proses pengerjan tugas akhir, sehingga tugas akhir ini bisa cepat selesai.
9. Semua pihak yang telah banyak membantu yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, terima kasih banyak atas bantuan, dukungan dan motivasinya selama melaksanakan studi dan menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Akhirnya penulis berharap semoga penelitian ini menjadi sumbangsih yang bermanfaat bagi dunia sains dan teknologi di Indonesia, khususnya disiplin keilmuan yang Penulis dalami.
Bandung, Maret 2016
vii
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ... i
LEMBAR PERNYATAAN ... ii
ABSTRAK ... iii
ABSTRACK ... iv
KATA PENGANTAR ... v
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR TABEL ... ix
DAFTAR GAMBAR ... x
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Maksud dan Tujuan ... 1
1.3 Batasan Masalah ... 2
1.4 Metode Perancangan ... 2
1.5 Sistematika Penulisan ... 3
BAB II TEORI PENUNJANG ... 4
2.1 Arduino ... 4
Catu Daya ... 5
Memory... 6
Input dan Ouput ... 6
Programming ... 7
Perangkat Lunak (Arduino Sketch) ... 7
2.2 Pembagi Tegangan... 8
viii
2.4 Laser ... 11
2.5 Modul Audio DFR0299 ... 11
2.6 PAM8403 (IC Amplifier) ... 12
2.7 Speaker ... 14
BAB III PERANCANGAN SISTEM ... 15
3.1 Perancangan hardware ... 15
3.2 Realisasi rangkaian ... 15
3.2.1 Laser ... 16
3.2.2 Rangkaian Sensor Cahaya (LDR) ... 16
3.2.3 Rangkaian modul audio DFR0299, speaker dan mini amplifier PAM8403 ... 17
3.2.5 Rangkaian alat keseluruhan ... 19
3.3 Perancangan Perangkat Lunak ... 22
3.3.1 Algoritma Program Utama ... 23
BAB IV HASIL PENGUJIAN ... 26
4.1 Pengujian sensor LDR (Light Dependent Resistor) ... 26
4.2 Pengujian Rangkaian Modul Audio DFR0299 ... 28
BAB V SIMPULAN DAN SARAN ... 31
5.1 Kesimpulan ... 31
5.2 Saran ... 31
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kemajuan teknologi sangat membantu dalam bidang teknologi. Seperti halnya alat musik. Alat Musik adalah instrumen atau alat yang sengaja diciptakan atau diadaptasikan dengan tujuan supaya dapat menghasilkan suara musik.
Alat musik Theremin adalah sebuah alat musik elektronik yang ditemukan pada tahun 1920, kemudian dipatenkan tahun 1928 oleh seorang ahli ilmu fisika bernama Lev Termen (Leon Theremin), dan masih dipakai hingga kini. Alat musik ini cukup unik karena hanya perlu melambaikan tangan maka akan keluar sebuah nada. Cara kerja alat musik theremin yaitu melalui frekuensi radio yang dihasilkan oleh antena pada Theremin dan kapasitor variabel yang menghasilkan frekuensi itu. Pada Theremin terdapat dua frekuensi, yaitu untuk memainkan nada, dan untuk mengatur volume. Untuk mengatur frekuensi pada Theremin dibutuhkan gerakan tangan didekat antena, yang berfungsi mengontrol sinyal suara untuk disalurkan ke speaker[1].
Permasalahan di atas mendorong penulis untuk merancang kembali alat musik Theremin ini menjadi lebih simple lagi dengan menggunakan laser ketika laser mengenai tangan maka akan keluar sebuah nada, dari kesimpulan di atas penulis
membuat sebuah judul “Perancangan Alat Musik Theremin Menggunakan Laser Berbasis Mikrokontroler ATMega328”.
1.2 Maksud dan Tujuan
2
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengenalkan not nada dasar menggunakan alat musik Theremin digital kepada anak-anak.
1.3 Batasan Masalah
Dalam Tugas Akhir ini diterapkan beberapa batasan masalah, yakni: 1. Membuat alat musik Theremin Piano, Angklung, Gitar, dan Suling dengan
8 nada, yaitu Do, Re, Mi, Fa, Sol, La, Si, Do.
2. Penggunaan Mikrokontroler Atmega 328 sebagai pemrosesan inti. 3. Penggunaan Sensor Cahaya LDR dan Laser sebagai pengubah nada. 4. Penggunaan modul audio DFR0299 sebagai pembaca data rekaman suara
dan mengeluarkannya pada speaker dalam bentuk suara. 5. Penggunaan PAM8403 sebagai module digital amplifier audio.
1.4 Metode Perancangan
Pada perancangan alat ini, penulis menggunakan empat metode dalam pelaksananya. Empat metode tersebut adalah sebagai berikut:
1. Studi Literatur
Pada metode ini akan melakukan pengambilan dan pengumpulan data melalui media Internet dan membaca referensi dari buku.
2. Observasi
Pada metode ini akan melakukan pengambilan dan pengumpulan data berdasarkan proses wawancara terhadap narasumber.
3. Perencanaan
Tahap pembuatan Alat dimulai dengan tahap perencanaan. Pada tahap ini bermaksud untuk menentukan tujuan dari perencanaan yang akan dibuat. Pada tahap ini juga dilakukan analisa dan pengumpulan data yang diperlukan oleh alat ini, kemudian menempatkan ke dalam alat yang akan dikembangkan.
4. Pengujian
3
direncanakan atau masih terdapat kekurangan, selanjutnya akan dilakukan pengujian secara teoritis maupun praktis, sehingga pada akhirnya dapat diperoleh suatu kesimpulan dari hasil penelitian.
1.5 Sistematika Penulisan
Tugas Akhir ini disusun berdasarkan sistematika berikut ini: BAB I : Pendahuluan
Menjelaskan tentang latar belakang, maksud dan tujuan, batasan masalah, metode penelitian dan sistematika penulisan.
BAB II : Dasar Teori
Menjelaskan teori penunjang yang berhubungan dengan Tugas Akhir ini.
BAB III : Perancangan
Menjelaskan tentang blok-blok sistem yang dirancang dan diimplementasikan.
BAB IV : Hasil dan Pembahasan
Berisi tentang pengujian-pengujian serta analisa dari hasil yang didapat.
BAB V : Simpulan dan Saran
31
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil perancangan dan pengujian perangkat keras maupun algoritma perangkat lunak, dapat disimpulkan bahwa alat dapat berfungsi dengan baik, hal yang menunjukkannya:
1. Berdasarkan Tabel 4.11 semakin terang cahaya yang diterima oleh LDR, maka tegangan output LDR akan semakin kecil dan nilai resistansinya akan
semakin besar, dan sebaliknya jika cahaya yang diterima oleh LDR semakin
kecil maka tegangan output LDR akan semakin besar dan nilai resistansinya
akan semakin kecil.
2. Berdasarkan Tabel 4.12, 4.13, 4.14, dan 4.15 Modul Audio DFR 0299 dapat memutar nama file suara sesuai dengan nama file suara dalam mengeluarkan nada sebagai ouput suara selama memainkan alat musik Theremin.
5.2 Saran
Saran untuk pengembangan alat supaya lebih baik adalah:
1. Data suara untuk perangkat ini masih minim agar lebih optimal perlu ditambahkan data suara lain seperti saron, bonang, calung dan lain lain sehingga lebih berfariatif dalam memainkannya.
2. Tambkan LCD sebagai monitoring atau indikator data musik yang dimainkan, nada dan data lain yang perlu ditampilkan.
32
DAFTAR PUSTAKA
[1]. Jason. (2005). What-s-a-Theremin. Dipetik Desember 6, 2005.
http://www.thereminworld.com/Article/14232/what-s-a-theremin
[2]. Arduino. (2016). Arduino Board Uno. Dipetik 2016.
https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardUno
[3]. Kadir, A. (2015). Panduan Praktis Mempelajari Aplikasi Mikrokontroler dan
Pemogrmannya Menggunakan Arduino. Yogyakarta: ANDI
[4]. Karim, S. (2013). Sensor dan Aktuator. Malang: Kementerian Pendidikan &
Kebudayaan
[5]. Anonim. (2016). Modul Audio DFR0299. Dipetik Januari 13, 2016.
https://www.dfrobot.com/wiki/index.php/DFPlayer_Mini_SKU:DFR0299
[6]. Anonim. (2016). Datasheet PAM8403. Dipetik July 14, 2015.
http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/246505/PAM/PAM8403.html
[7]. Anonim. (2014). Pengertian speaker. Dipetik September, 2014.
DAFTAR RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama lengkap : R Virdy Anugrah Ramadhan Tempat/Tanggal lahir : Sukabumi, 24 Maret 1993
Alamat : Jln. Sekeloa Selatan No 16B Coblong Bandung
Agama : Islam
Fakultas : Teknik dan Ilmu Komputer
Program Studi : Teknik Komputer (Diploma 3) Perguruan tinggi : Universitas Komputer Indonesia
E-Mail : anugrahvirdy24@gmail.com
Pendidikan Formal :
1999-2005 : SD N Nagasari II 2005-2008 : SMP N 3 Karawang 2008-2011 : SMK Negeri 1 Karawang 2011-2016 : Universitas Komputer Indonesia
Pengalaman Kerja:
Praktek Kerja Lapangan di PT TOYOTA MOTOR MANUFACTUR INDONESIA (2007-2008)
1
PERANCANGAN ALAT MUSIK THEREMIN MENGGUNAKAN LASER BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 328
Hidayat1, R Virdy Anugrah Ramadhan2 1,2
Jurusan Teknik Komputer Unikom, Bandung
1
hiyan_05@yahoo.com, 2anugrahvirdy24@gmail.com
ABSTRAK
Theremin adalah sebuah alat musik elektronik yang cara kerjanya menggunakan sinyal frekuensi radio. Dalam tugas akhir ini akan dilakukan perkembangan dengan mengganti sinyal frekuensi radio tersebut menggunakan laser. Untuk membuat alat musik Theremin diperlukan rangkaian sensor LDR sebagai pengirim data ke arduino dan arduino sebagai pengolah data yang akan merubah nilai high atau low. Untuk outputnya menggunakan modul auido DFR0299 berupa pemutar berkas suara. Dari hasil pengujian menunjukkan bahwa implementasi ini dapat menjalankan modul audio DFR0299 yang dapat memutar berkas suara yang akan ditampilkan sebagai output suara dalam memainkan alat musik Theremin.
Kata Kunci : Arduino, Laser, Sensor LDR, Modul audio DFR0299
1. PENDAHULUAN
Kemajuan teknologi sangat membantu dalam bidang teknologi. Seperti halnya alat musik. Alat Musik adalah instrumen atau alat yang sengaja diciptakan atau diadaptasikan dengan tujuan supaya dapat menghasilkan suara musik. Alat musik Theremin adalah sebuah alat musik elektronik yang ditemukan pada tahun 1920, kemudian dipatenkan tahun 1928 oleh seorang ahli ilmu fisika bernama Lev Termen (Leon Theremin), dan masih dipakai hingga kini. Alat musik ini cukup unik karena hanya perlu melambaikan tangan maka akan keluar sebuah nada. Cara kerja alat musik theremin yaitu melalui frekuensi radio yang dihasilkan oleh antena pada Theremin dan
kapasitor variabel yang menghasilkan
frekuensi itu. Pada Theremin terdapat dua frekuensi, yaitu untuk memainkan nada, dan untuk mengatur volume. Untuk mengatur frekuensi pada Theremin dibutuhkan gerakan
tangan didekat antena, yang berfungsi
mengontrol sinyal suara untuk disalurkan ke speaker.
Dari penguraian di atas akan merancang kembali alat musik Theremin ini menjadi lebih
simple dan lebih sempurna lagi dengan menggunakan laser ketika laser mengenai tangan maka akan keluar sebuah nada.
2. PERANCANGAN
Perancangan yang dilakukan terdiri dari perancangan perangkat keras dan perancangan perangkat lunak.
Perancangan Perangkat Keras
Sistem yang akan dirancang ditunjukkan pada gambar dibawah ini.
Gambar 1. Diagram Blok
Laser berfungsi sebagai pengirim cahaya kepada sensor LDR.
Sensor LDR data dari sensor LDR berupa data digital, yaitu high atau low.
Arduino Uno sebagai pemeroses atau sebagai pengontrol utama dari sistem alat yang digunakan.
Modul Audio DFR0299 Berfungsi sebagai modul audio mp3 yang akan menjalankan file yang tersimpan di memori tf card.
Mini Amplifier PAM8403 berfungsi untuk
2
rendah menjadi ouput dengan amplituda yang
lebih tinggi dengan frekuensi tetap.
Perancangan Perangkat Lunak
Pada bagian perancangan perangkat lunak ini berfungsi untuk menentukan kondisi yang tepat bila sensor LDR terhalangi oleh tangan,
maka akan keluar sebuah nada Piano.
Jika LDR 3 dihalangi oleh tangan
maka akan keluar sebuah nada Suling.
Program ini akan disimpan pada
mikrokontroler, sehingga keseluruhan proses dari mulai pemeriksaan data low dan high berpusat pada mikrokontroler. Untuk membuat program pada mikrokontroler ini penulis
menggunakan software Arduino dengan
Bahasa Pemrograman bahasa C.
Gambar 2. Diagram alir Perangkat Lunak
Tabel 1 merupakan keterangan dari diagram alir
utama
No. Keterangan
1. Memulai awal dari program
2. Mendeklarasi variable beserta pin untuk
input dan ouput
3. Mengatur volume
3
5. Pemeriksaan data, jika ldrON9 tidak
sama dengan ldrsebelumnya1 dan ldrON2 tidak sama dengan ldrsebelumnya maka lanjut ke no 6 jika
tidak kembali ke no 9
6. Pemeriksaan data, jika ldrON2 sama
dengan high dan ldrON9 sama dengan high maka pangil prosedur play angklung
jika tidak kembali ke no 4
7. Pemanggilan prosedur angklung
8. Set ldr sebelumnya1 sama dengan
ldrON9
9. Pemeriksaan data, jika ldrON4 tidak
sama dengan ldrsebelumnya3 dan ldrON3 tidak sama dengan ldrsebelumnya2 maka lanjut ke no 10
jika tidak kembali ke no 13
10. Pemeriksaan data, jika ldrON4 sama
dengan high dan ldrON3 sama dengan high maka pangil prosedur play gitar jika
tidak kembali ke no 17
11. Pemanggilan prosedur gitar
12. Set ldr sebelumnya3 sama dengan
ldrON4
13. Pemeriksaan data, jika ldrON3 tidak
sama dengan ldrsebelumnya3 maka lanjut ke no 14 jika tidak kembali ke no 4
14. Pemeriksaan data, jika ldrON3 sama
dengan high maka pangil prosedur play suling jika tidak kembali ke no 4
15. Pemanggilan prosedur suling
16. Set ldrsebelumnya2 sama dengan ldrON3
17. Pemeriksaan data, jika ldrON2 tidak
sama dengan ldrsebelumnya maka lanjut ke no 18 jika tidak kembali ke no 4
18. Pemeriksaan data, jika ldrON2 sama
dengan high maka pangil prosedur play piano jika tidak kembali ke no 4
19. Pemanggilan prosedur piano
20. Set ldrsebelumnya sama dengan ldrON2
21. Akhir dari program
3. HASIL PENGUJIAN
3.1 Pengujian Sensor LDR
Pengujian sensor LDR ini dilakukan dengan dua kondisi yaitu LDR pada kondisi terang dan LDR pada kondisi gelap. Berikut hasil pengujian sensor LDR:
Tabel 2. Pengujian sensor LDR
Sensor
Karena LDR disusun sebagai rangkaian pembagi tegangan, maka untuk mengetahui nilai resistansinya digunakan persamaan 3.1
Vout = ...(3.1)
RLDR = ...(3.2)
Dengan menggunakan persamaan 3.2 dan data hasil pengukuran (tabel 3) diperoleh nilai Vout pada kondisi terkena cahaya dan tidak terkena cahaya adalah sebagai berikut:
Vout pada saat kondisi terkena laser (terang),
untuk data dari sensor yang pertama adalah :
Vout pada saat kondisi terkena laser (terang),
untuk data dari sensor yang pertama adalah :
4
cahaya (gelap) adalah 2.7 Volt
3.2 Pengujian modul DFR0299
Pengujian rangkaian modul audio
dilakukan untuk menunjukkan keakuratan modul audio dalam memutar semua file suara yang disimpan pada memori. Berikut pengujian modul DFR0299.
Table 3. Pengujian Modul Audio piano
No Nama File Rekaman suara Hasil
Table 4. Pengujian Modul Audio angklung
No Nama File Rekaman suara Hasil
1 011.mp3 Nada Do angklung Berhasil
2 012.mp3 Nada Re angklung Berhasil
3 013.mp3 Nada Mi angklung Berhasil
4 014.mp3 Nada Fa angklung Berhasil
5 015.mp3 Nada Sol angklung Berhasil
6 016.mp3 Nada La angklung Berhasil
7 017.mp3 Nada Si angklung Berhasil
8 018.mp3 Nada Do angklung Berhasil
Table 3. Pengujian Modul Audio suling
5
Table 3. Pengujian Modul Audio piano
No Nama File Rekaman suara Hasil
Kesimpulan dari tabel 2. Modul audio DFR0299 dapat memutar nama file suara sesuai dengan nama file suara dalam mengeluaran nada sebagai ouput suara selama memainkan alat musik Theremin..
4. SIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan dari hasil pengujian pada BAB IV pada alat musik Thremin yang dibuat, maka dapat disimpulkan bahwa: 1. Berdasarkan Tabel 4.1 semakin terang cahaya yang diterima oleh LDR, maka tegangan ouput LDR akan semakin besar dan nilai resintasinnya akan semakin kecil dan sebaliknya jika cahaya yang diterima. oleh LDR semakin gelap maka tegangan output akan semakin kecil dan nilai resintasinya akan semakin besar
2. Berdasarkan Tabel 4.2 Modul Audio DFR 0299 dapat memutar nama file suara sesuai dengan nama file suara dalam mengeluarkan nada sebagai ouput suara selama memainkan alat musik Theremin. Adapun saran untuk pengembangan alat supaya lebih baik adalah Data suara untuk perangkat ini masih minim agar lebih optimal perlu ditambahkan data suara lain seperti saron, bonang, calung dan lain lain
sehingga lebih berfariatif dalam
memainkannya. Tambkan LCD sebagai monitoring atau indikator data musik yang dimainkan, nada dan data lain yang perlu
ditampilkan. Memodifikasi perangkat
lunak agar mikrokontroler dapat
memainkan beberapa nada secara
bersamaan. Mempelajari Aplikasi Mikrokontroler dan
Pemogrmannya Menggunakan Arduino.
Yogyakarta: ANDI.
[4] Karim, Syaiful. (2013). Sensor dan Aktuator. Malang: Kementerian Pendidikan & Kebudayan
Dipetik September, 2014.
