Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Perancangan Sistem Penyuara dengan Cacat Minimal

PERANCANGAN SISTEM PENYUARA DENGAN CACAT MINIMAL

Oleh

Vino Rinaldy H.

NIM: 612009030

Skripsi

Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh

Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

i

INTISARI

Perancangan sistem penyuara dengan cacat minimal dengan penggunaan

dua penyuara yaitu

tweeter

Morel Supremo dan

woofer

Dynaudio 17wlq diawali

dengan pengukuran tanggapan frekuensi penyuara pada kotak dan impedansi

penyuara. Pengukuran dilakukan untuk mengetahui selisih kepekaan dan fase

antara

tweeter

dan

woofer.

Serta impedansi penyuara yang bersifat induktansi

pada frekuensi tinggi yang dapat menjadi penyebab cacat.

Untai L-pad dan tapis lolos atas orde 3 untuk

tweeter

sedangkan untai

Zobel dan tapis lolos bawah orde 2 untuk

woofer

direalisasikan. Untai L-pad pada

tweeter

untuk mengurangi kepekaannya sehingga setara dengan

woofer

. Untai

Zobel pada

woofer

untuk menghilangkan sifat induktansi impedansi

woofer

pada

frekuensi tinggi. Penggunaan tapis dengan orde berbeda pada

woofer

dan

tweeter

untuk meminimalkan selisih fase dan magnitudo.

ii

KATA PENGANTAR

Ucapan syukur dan terimakasih kepada Tuhan Yesus Kristus atas berkat

dan penyertaanNya dalam perjalanan menempuh perkuliahan hingga akhirnya

penulis menyelesaikan tugas akhir ini.

Terimakasih Papa Edy Hartanto dan Mama Sri Rahayu, untuk setiap doa,

kasih sayang, kepercayaan, dan semua yang telah kalian beri atau bahkan

korbankan. Terima kasih juga kepada kakak Aldo, adik Claudia, sang kekasih

Indah Permatasari, dan teman-teman Semarang yang selalu memberi dukungan

dalam doa, semangat, dan penghiburan.

Ketika penulis berstatus sebagai mahasiswa baru tanpa kenal siapapun di

FTEK perjalanan kuliah terasa membosankan bahkan penulis berfikir untuk

pindah. Hingga akhirnya bertemu Fefe, Gusbud, Inka(dono), Tepen, Hendry,

Mikelek, Kevin, dan teman-teman X-pengging serta teman-teman angkatan yang

selalu menemani hari-hari dalam perjalanan perkuliahan.

Masa skripsi menjadi masa-masa unik. Kelalaian akan batas surat tugas

membuat “panik” penulis. Dukungan pembimbing Pak Matias dan Pak Guna

wan

dengan ikhlas dan sepenuh hati hingga akhirnya penulis dapat menyesaikan tugas

akhir ini dengan tepat waktu. Ucapan terima kasih penulis ucapkan kepada

pembimbing khususnya dan dosen-dosen yang telah mendidik penulis dalam

menempuh gelar sarjana teknik.

Salatiga, Juni 2015

iii

DAFTAR ISI

INTISARI ...i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI ... iii

DAFTAR GAMBAR ... v

DAFTAR SIMBOL ... vii

BAB I. PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Gambaran Tugas dan Spesifikasi Alat ... 3

1.3. Sistematika Penulisan ... 4

BAB II. LANDASAN TEORI ... 6

2.1. Cacat Amplitudo dan Fase ... 6

2.2. L-pad ... 9

2.3. Zobel ... 10

2.4. Crossover ... 12

2.4.1. Orde 1 ... 13

2.4.2. Orde 2 ... 14

2.4.3. Orde 3 ... 15

BAB III. PERANCANGAN ... 17

3.1. Gambaran Sistem Penyuara dan Kotak yang Digunakan ... 18

3.2. Pengukuran Parameter Penyuara pada Kotak ... 20

3.3. Perancangan L-pad ... 26

3.4. Perancangan Zobel ... 29

3.5. Perancangan

Crossover

... 31

3.5.1. Selisih Fase Minimal antara

Woofer

dan

Tweeter

... 32

iv

BAB IV. PENGUJIAN SISTEM PENYUARA ... 44

4.1. Pengujian Untai L-pad ... 44

4.2. Pengujian Zobel ... 46

4.3. Pengujian

Crossover

/ Sistem Penyuara ... 47

4.4. Pembandingan dengan

Crossover

Focal ... 51

BAB V. PENUTUP ... 53

5.1 Kesimpulan ... 53

5.2 Saran Pengembangan ... 54

v

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Bode plot tanggapan magnitudo penyuara ... 7

Gambar 2.2 Bode plot tanggapan fase penyuara ... 8

Gambar 2.3 Skema selisih jarak kumparan suara antar penyuara terhadap pendengar ... 8

Gambar 2.4 Skema untai L-pad ... 9

Gambar 2.5 Untai pencocokan dan persamaan kumparan suara ... 11

Gambar 2.6 Impendasi penyuara tanpa dan dengan untai Zobel ... 12

Gambar 2.7 Konfigurasi untai crossover orde 1 paralel. ... 13

Gambar 2.8 Konfigurasi untai crossover orde 2 paralel. ... 15

Gambar 2.9 Konfigurasi untai tapis lolos atas orde 3 ... 16

Gambar 2.10 Konfigurasi untai tapis lolos bawah orde 3 ... 16

Gambar 3.1 Blok diagram perancangan sistem penyuara ... 18

Gambar 3.2 Skema kotak penyuara yang digunakan. ... 19

Gambar 3.3 Kotak penyuara yang digunakan ... 19

Gambar 3.4 Skema selisih jarak kumparan suara antar penyuara terhadap pendengar ... 20

Gambar 3.5 Impedansi woofer Dynaudio 17wlq ... 21

Gambar 3.6 Impedansi tweeter Morel Supremo ... 21

Gambar 3.7 T/S parameter woofer Dynaudio 17wlq ... 22

Gambar 3.8 Skema kondisi pengukuran akustik ... 23

Gambar 3.9 Kondisi pengukuran akustik ... 23

Gambar 3.10 Tanggapan magnitudo woofer ... 24

Gambar 3.11 Tanggapan fase woofer ... 25

Gambar 3.12 Tanggapan magnitudo tweeter ... 25

Gambar 3.13 Tanggapan fase tweeter. ... 26

Gambar 3.14 Simulasi perbedaan tanggapan magnitudo woofer dan tweeter ... 27

Gambar 3.15 Skema untai L-pad. ... 27

Gambar 3.16 Simulasi tanggapan magnitudo tweeter dengan untai L-pad. ... 28

Gambar 3.17 Simulasi impedansi tweeter dengan untai L-pad ... 29

Gambar 3.18 Skema untai Zobel pada woofer ... 30

Gambar 3.19 Simulasi untai Zobel pada woofer. ... 31

vi

Gambar 3.21 Tanggapan fase woofer + tweeter ... 33

Gambar 3.22 Tanggapan magnitudo woofer + tweeter polaritas dibalik ... 34

Gambar 3.23 Tanggapan frekuensi woofer + tweeter polaritas dibalik ... 34

Gambar 3.24 Simulasi tanggapan magnitudo woofer + tweeter tanpa selisih jarak. ... 35

Gambar 3.25 Simulasi tanggapan fase woofer+ tweeter tanpa selisih jarak. ... 35

Gambar 3.26 Input koordinat jarak antar penyuara pada kotak ... 36

Gambar 3.27 Gambaran input sumbu x,y,z pada simulasi ... 37

Gambar 3.28 Simulasi tanggapan magnitudo dengan penyesuaian posisi penyuara ... 38

Gambar 3.29 Simulasi tanggapan fase dengan penyesuaian posisi penyuara ... 38

Gambar 3.30 Fase woofer dan tweeter setelah diaplikasikan selisih jarak pada simulasi 38 Gambar 3.31 Gambaran selisih fase antara woofer dan tweeter ... 39

Gambar 3.32 Gambaran selisih fase antara woofer dan tweeter dengan polaritas terbalik.39 Gambar 3.33 Skema untai tapis lolos bawah orde 2 ... 40

Gambar 3.34 Skema untai tapis lolos atas orde 3 ... 41

Gambar 3.35 Simulasi tanggapan frekuensi sistem penyuara ... 42

Gambar 3.36 Simulasi tanggapan frekuensi sistem dengan polaritas tweeter terbalik .... 43

Gambar 4.1 Untai L-pad yang telah dirancang ... 44

Gambar 4.2 Hasil pengukuran tanggapan magnitudo untai L-pad pada tweeter ... 45

Gambar 4.3 Hasil pengukuran impedansi untai L-pad pada tweeter ... 46

Gambar 4.4 Untai zobel pada woofer yang telah dirancang ... 46

Gambar 4.5 Hasil pengukuran impedansi dengan untai Zobel pada woofer ... 47

Gambar 4.6 Untai tapis lolos atas dan L-pad pada tweeter ... 48

Gambar 4.7 Hasil pengukuran tanggapan magnitudo tweeter dengan L-pad dan tapis lolos atas orde 3 ... 48

Gambar 4.8 Untai tapis lolos atas dan Zobel pada woofer ... 49

Gambar 4.9 Hasil pengukuran tanggapan magnitudo dengan perancangan pada woofer 49 Gambar 4.10 Hasil pengukuran tanggapan magnitudo dengan perancangan pada woofer dan tweeter ... 50

Gambar 4.11 Hasil pengukuran tanggapan magnitudo crossover Focal ... 51

Gambar 4.12 Hasil pengukuran tanggapan magnitudo crossover Focal dengan polaritas tweeter terbalik ... 52

vii

Sudut fase penyuara

Faktor kualitas total penyuara

Kecepatan sudut frekuensi resonan penyuara

Frekuensi resonan penyuara

Kecepatan sudut frekuensi

cutoff

penyuara

Frekuensi

cutoff

penyuara

Sudut fase frekuensi resonan penyuara

Sudut fase frekuensi

cutoff

penyuara

Tingkat kekerasan suara dalam desibel

Bati tegangan

Hambatan

woofer

Hambatan

tweeter

Bati tegangan

woofer

Bati tegangan

tweeter

Induktor pada untai tapis untuk

woofer

Kapasitor pada untai tapis untuk

woofer

Induktor pada untai tapis untuk

tweeter