40 BAB IV
PENGUJIAN DAN ANALISIS
Pada bab ini akan dibahas mengenai pengujian alat serta analisis dari hasil pengujian. Tujuan dilakukan pengujian adalah mengetahui sejauh mana kinerja hasil perancangan yang telah dibahas pada Bab III serta mengetahui tingkat keberhasilan dari setiap spesifikasi yang telah diajukan. Pengujian yang dilakukan meliputi pengujian keseluruhan sistem.
4.1 Pengujian Impedansi Masukan dan Impedansi Keluaran 4.1.1 Impedansi Masukan
Pengukuran impedansi masukan alat dilakukan dengan cara memberikan resistor R1=1M yang dipasang di antara keluaran dari function genetator dan
masukan alat. Kemudian dilakukan pengukuran besar amplitudo sinyal pada V1
dan V2 yang dilakukan menggunakan oscilloscope (Gambar 4.1).
Gambar 4.1. Pengukuran Impedansi Masukan Alat
Saat pengukuran besar amplitudo V2 yang ditunjukan oleh Gambar 4.1
perlu diperhitungkan besar hambatan masukan pada oscilloscope yaitu Ros=1M .
Kondisi ini terjadi dikarenakan nilai dari impedansi masukan Zin bernilai relatif
sama besar jika dibandingkan dengan hambatan masukan pada oscilloscope (Ros=1M ). Sesuai dengan hasil perancangan input buffer pada bab 3.2.4 nilai
dari impedansi masukan Zin adalah 1M . Selanjutnya pengukuran impedansi
masukan alat beserta hambatan masukan pada oscilloscope Ros ditunjukan oleh
41
Gambar 4.2.Pengukuran Impedansi Masukan Alat dengan Hambatan Masukan Oscilloscop
Function genetator membangkitkan sampel sinyal berupa sinyal sinus sebesar ±240mVpp pada frekuensi 1kHz. Kemudian dilakukan pengukuran besar amplitudo sinyal pada V1 dan V2 yang dilakukan menggunakan oscilloscope dan
diperoleh hasil pengukuran yang ditunjukan oleh Gambar 4.3.
Gambar 4.3. Hasil Pengukuran Impedansi Masukan Alat
Dari hasil pengukuran impedansi masukan maka besar impedansi masukan Zin dapat dihitung dengan cara sebagai berikut:
V1 = 240 mVpp
V2 = 80 mVpp
Vrms = √
=
,
√ (1)
Dari persamaan (1) diperoleh V1 dan V2 dalam satuan Vrms.
V1 = 84,85 mVrms
42 Iin=
=
, ,
=
56,57 x 10 A.Ros//Zin = V2 / Iin = 28,28 x 10 / 56,57 x 10 = 499 K .
//
=
+
=
+
Zin = 996 K
4.1.2 Impedansi Keluaran
Pengukuran impedansi keluaran alat dilakukan dengan cara mengukur besar amplitudo sinyal keluaran alat. Pengukuran dilakukan sebanyak 2 kali pengukuran yaitu diukur pada saat tanpa beban (V1) dan pada saat diberi beban
R1=330 (V2). Pengukuran impedansi keluaran ditunjukan oleh Gambar 4.4.
Gambar 4.4. Pengukuran Impedansi Keluaran Alat
Karena nilai R1=330 bernilai relatif kecil jika dibandingkan dengan
43
Gambar 4.5. Hasil Pengukuran Impedansi Keluaran Alat
Dari hasil pengukuran impedansi keluaran maka besar impedansi masukan Zout dapat dihitung dengan cara sebagai berikut:
V1 = 400 mVpp
V2 = 140 mVpp
Vrms = √
=
,
√ (1)
Dari persamaan (1) diperoleh V1 dan V2 dalam satuan Vrms.
V1 = 141,42 mVrms
V2 = 49,49 mVrms
Io=
=
,
= 0,15
mA.V2 – V1 = Io Zout
Zout= !
=
, ,
44 4.2 Pengujian Untai Pemenggal (Clipper)
Pengujian untai pemenggal (clipper) dilakukan pada mode soft clipping dan hard clipping. Pengujian dilakukan dengan cara memberikan sinyal masukan pada alat
berupa sinyal sinus dari function generator sebesar ±300mVpp dalam 3 sampel frekuensi yang berbeda yaitu pada 100Hz, 1kHz dan 3,2 kHz. Pada saat pengujian diperlukan pengaturan pada masing-masing potensiometer dengan label potensiometer yang dapat dilihat pada Gambar 3.18. Untuk ketiga potensiometer pada pengaturan ekualiser yaitu potensiometer R18 (low), R19 (mid), dan R20 (high) diatur pada posisi
tengah (mid-scale wiper) sehingga tidak ada fungsi penguatan pada frekuensi tertentu, sedangkan pada potensiometer R8 (drive) dan R23 (amplification) diatur sedemikian agar
hasil sinyal yang diamati pada osiloscope antara sinyal masukan dan sinyal keluaran dapat terlihat dengan jelas menpunyai bentuk gelombang sinyal yang berbeda. Hasil pengujian pemenggalan sinyal secara soft clipping ditunjukan oleh Gambar 4.6 dan pemenggalan sinyal secara hard clipping ditunjukan oleh Gambar 4.7. Pada masing-masing gambar sinyal dengan warna kuning sinyal adalah sinyal masukan V1 dan sinyal
dengan warna biru adalah sinyal keluaran V2.
• Mode Soft Clipping
Gambar 4.6.a. Sinyal Mode Soft Clipping f=80Hz
45
Gambar 4.6.c. Sinyal Mode Soft Clipping f=3.2kHz
• Mode Hard Clipping
Gambar 4.7.a. Sinyal Mode Hard Clipping f=80Hz
46
Gambar 4.7.c. Sinyal Mode Hard Clipping f=3.2kHz
Dari gambar hasil pengujian pemenggalan sinyal (clipping) diatas dapat dilihat perbedaan bentuk sinyal antara pemenggalan soft clipping dan hard clipping. Pada pemenggalan hard clipping sinyal hasil pemenggalan mempunyai bentuk sinyal dengan bentuk pemenggalan yang relatif lebih tegas atau lebih dapat mendekati bentuk sinyal kotak apabila dibandingkan dengan sinyal hasil pemenggalan soft clipping. Dalam segi pengujian suara juga didapatkan jenis karakter suara yang berbeda antara pemenggalan soft clipping dan hard clipping. Jenis karakter suara pada pemenggalan soft clipping disebut dengan overdrive sedangakan pada hard clipping disebut dengan distortion.
4.3 Pengujian Untai Ekualiser (Equalizer)
Pengujian untai ekualiser (equalizer) dilakukan dengan cara melakukan pengujian tanggapan frekuensi terhadap 3 band ekualiser grafik pada masing-masing frekuensi resonansi yaitu 100Hz, 1,2kHz dan 3,2kHz. Pengukuran tanggapan frekuensi pada masing-masing frekuensi resonansi dilakukan dengan cara mengatur masing potensiometer pada Gambar 3.9 yaitu R8 untuk 100Hz, R19 untuk 1,2kHz dan R20 untuk
3,2kHz. Pada saat pengukuran salah satu frekuensi resonansi maka potensiometer pengatur penguatan pada frekuensi resonansi tersebut yang akan diatur pada pengguatan penuh sementara dua potensiometer yang lainya diatur pada posisi tengah (mid-scale wiper). Dan untuk semua pengukuran frekuensi resonansi, potensiometer R8
sebagai fungsi drive dan R23 sebagai fungsi amplification akan diatur sedemikian
47
Selanjutnya penggukuran dilakukan secara manual yaitu dengan cara memberikan masukan (Vin) berupa sinyal sinus dari function generator konstan sebesar ±100mVp
dan kemudian diukur besar amplitudo sinyal keluaran (Vout) menggunakan osiloscope
pada beberapa sampel frekuensi yang berbeda-beda disesuaikan dengan frekuensi resonansi yang diukur. Maka setelah dilakuakan pengukuran Vout pada ketiga frekuensi
resonansi dihasilkan hasil pengukuran yang ditunjukan oleh Tabel 4.1. Tabel 4.1. Tabel Pengukuran Tanggapan Frekuensi
48
Dari hasil pengukuran yang ditunjukan oleh Tabel 4.1 maka selanjutnya data hasil pengukuran tersebut diolah menggunakan Matlab untuk dapat diubah menjadi grafik tanggapan frekuensi. Grafik tanggapan frekuensi tersebut kemudian dibandingan dengan grafik tanggapan frekuensi yang diperoleh dari hasil simulasi Circuit Maker. Perbandingan grafik tanggapan frekuensi hasil penggukuran dengan hasil simulasi Circuit Maker pada masing-masing frekuensi resonansi ditunjukan oleh Gambar 4.8,
Gambar 4.9 dan Gambar 4.10.
Gambar 4.8.a. Grafik Tanggapan Frekuensi Matlab saat f=100Hz
Gambar 4.8.b. Grafik Tanggapan Frekuensi Circuit Maker saat f=100Hz
49
Gambar 4.9.a. Grafik Tanggapan Frekuensi Matlab saat f=1kHz
Gambar 4.9.b. Grafik Tanggapan Circuit Maker Frekuensi saat f=1kHz
Gambar 4.10.a. Grafik Tanggapan Frekuensi Matlab saat f=3.2kHz
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
0
20006 2500 3000 3500 4000 4500 5000
50
Gambar 4.10.b. Grafik Tanggapan Frekuensi Circuit Maker saat f=3.2kHz
Dari gambar grafik tersebut dapat dilihat hasil pengukuran tanggapan frekuensi dari hasil pengukuran (Matlab) maupun hasil simulasi dengan Circuit Maker pada masing-masing frekuensi resonansi yaitu 100Hz, 1kHz dan 3.2kHz. Diperoleh grafik tanggapan frekuensi dengan frekuensi resonansi yang relatif sama, yaitu frekuensi resonansi yang sudah sesusai dengan frekuensi resonansi yang diinginkan dalam perancangan. Frekuensi resonansi yang diinginkan tersebut masing-masing adalah 100Hz, 1kHz dan 3.2kHz.
Sedangkan untuk besar penguatan ekualiser dalam dB pada masing-masing frekuensi resonansi terjadi perbedaan antara hasil pengukuran (Matlab) dengan simulasi Circuit Maker. Dari hasil pengukuran (Matlab) rata-rata besar penguatan frekuensi
51 4.4 Pengujian Potensiometer Digital
Pengujian potensiometer digital dilakukan dengan cara memfungsikan potensiometer digital sebagai resistor pembagi tegangan. Terminal A diberikan tegangan sebesar 5 Volt (Vi) dan terminal B dihubungkan ke ground. Sementara terminal wipper
adalah keluaran (Vo) yaitu hasil dari pembagi tegangan oleh potensiometer digital.
Selanjutnya wipper akan menghasilkan rasio resistansi antara terminal A dan terminal B sesuai dengan step digital yang digunakan. Rasio resistansi sesuai dengan step inilah yang akan menghasilkan hasil tengangan bagi (Vo) yang bervariasi.
Gambar 4.11.Pengujian Potensiometer Digital
Nilai Vo didapat dengan menggunakan perhitungan pembagi tegangan sebagai berikut :
"
#=
%&' %
× "
! (2)Pada potensiometer digital nilai Vodiubah menjadi nilai step maka perhitungannya menjadi :
Pengujian dilakukan dengan cara membandingkan hasil pengukuran Vo
menggunakan multimeter dengan Vo hasil perhitungan menggunakan rumus persamaan
52
Tabel 4.2. Pengujian Potensiometer Digital secara Matematis dan Pengukuran
Step Hitungan
Dari hasil pengujian potensiometer digital pada Tabel 4.2 dapat dilihat bahwa hasil dari perhitungan matematis maupun pengukuran menggunakan multimeter diperoleh hasil tengan Vo yang relatif sama besar. Jadi dari hasil pengujian modul
53 4.5 Pengujian Alat Secara Keseluruhan
Efek gitar yang dirancang mengolah sinyal keluaran dari pickup gitar dan kemudian diteruskan ke penguat gitar. Alat ini bekerja dengan catu daya 9 volt DC. Terdapat 10 buah pre-set yang masing-masing berisi 6 buah parameter yang dapat diatur. Parameter tersebut adalah level, jenis drive, drive, low, mid dan high. Besaran nilai pada parameter level, drive, low, mid dan high diwakili oleh angka 1 sampai 10 sementara untuk jenis drive terdapat 3 pilihan yaitu soft clipping, hard clipping, dan clean (buffer/tidak ada pemenggalan). Dalam pemilihan pre-set digunakan 3 buah limit
footswitch semetara dalam pengaturan parameter-parameter dalam preset digunakan 4
buah limit switch dan sebuah rotary encoder. Terdapat sebuah 3PDT footswitch sebagai true/by pass efek gitar dan sebuah LED indikator yang akan menyala jika efek gitar dalam keadaan true pass.
Gambar 4.12. Interface Alat
54 1 LED indicator true/by pass
Sebagai LED indikator yang mengindikasikan alat dalam kondisi true pass atau by pass. (LED menyala = true pass)
2 Rotary encoder
Sebagai interface pemberi nilai parameter pada saat proses pengaturan pre-set. 3 Limit switch
Sebagai interface saat proses pengaturan pre-set. 4 3PDT footswitch true/by pass effect
Sebagai saklar true/by pass. 5 Limit footswitch
Sebagai interface dalam pemilihan pre-set.
Berikut ini adalah tampilan dari interface LCD character saat pre-set sedang digunakan, proses pemilihan pre-set, dan pengaturan pre-set.
Gambar 4.13. Tampilan LCD saat pre-set sedang digunakan
Gambar 4.14. Tampilan LCD saat Proses Pemilihan Pre-set
55
4.6 Pengujian Alat Secara Subjektif oleh Expert
