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=1MΩ 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=1MΩ.

Kondisi ini terjadi dikarenakan nilai dari impedansi masukan Zin bernilai relatif

sama besar jika dibandingkan dengan hambatan masukan pada oscilloscope

(Ros=1MΩ). Sesuai dengan hasil perancangan input buffer pada bab 3.2.4 nilai

dari impedansi masukan Zin adalah 1MΩ. Selanjutnya pengukuran impedansi

masukan alat beserta hambatan masukan pada oscilloscope Ros ditunjukan oleh

Gambar 4.2.

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

V2 = 28,28 mVrms

42

I in =

=

, ,

= 56,57 x 10 A.

Ros//Zin = V2 / Iin = 28,28 x 10 / 56,57 x 10 = 499 KΩ.

// =

+

=

+

Zin = 996 KΩ

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 Ω (V2). Pengukuran impedansi keluaran ditunjukan oleh Gambar 4.4.

Gambar 4.4. Pengukuran Impedansi Keluaran Alat

Karena nilai R1=330Ω bernilai relatif kecil jika dibandingkan dengan

hambatan masukan pada oscilloscope (Ros=1MΩ) maka dalam kondisi ini

hambatan masukan pada oscilloscope dapat diabaikan. Hasil pengukuran

impedansi masukan ditunjukkan oleh Gambar 4.5.

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 = I o Zout

Zout =

! =

, ,

, = 613 Ω.

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

Gambar 4.6.b. Sinyal Mode Soft Clipping f=1kHz

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

Gambar 4.7.b. Sinyal Mode Hard Clipping f=1kHz

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

sehingga untai pada kedua fungsi tersebut hanya akan berfungsi sebagai buffer saja.

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

f resonansi = 100 Hz

f resonansi = 1 kHz

f resonansi = 3.2 kHz

f Vout (Vp) f Vout (Vp) f Vout (Vp)

10 40 100 100 2100 200

20 90 200 110 2200 210

30 120 300 140 2300 230

40 150 400 150 2400 240

50 200 500 175 2500 250

60 240 600 210 2600 250

70 250 700 250 2700 260

80 280 800 250 2800 270

90 300 900 280 2900 290

100 300 1000 290 3000 300

120 300 1100 290 3100 300

140 290 1200 300 3200 310

160 270 1300 300 3300 320

180 250 1400 290 3400 320

200 220 1500 280 3500 310

220 200 1600 250 3600 310

240 180 1700 250 3700 300

260 170 1800 250 3800 300

280 160 1900 240 3900 300

300 150 2000 220 4000 300

350 140 2100 220 4100 290

400 130

2200 200 4200 290

450 130

2300 200 4300 280

500 120

2400 190 4400 270

550 110

2500 180 4500 270

600 110

2600 180 4600 260

650 110

2700 170 4700 260

700 110

2800 170 4800 250

750 110

2900 160 4900 240

800 110 3000 160 5000 240

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

0 100 200 300 400 500 600 700 800-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

frek

Av(

db)

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 30000

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

frek

Av(db

)

2000 2500 3000 3500 4000 4500 50006

6.5

7

7.5

8

8.5

9

9.5

10

10.5

frek

Av(db

)

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

resonansi adalah 10dB sementara dari simulasi Circuit Maker rata-rata besar penguatan

frekuensi resonansi adalah 9dB. Hasil yang diperoleh ini berbeda dengan hasil yang

diinginkan dalam perancangan yaitu 12 dB. Hal ini dapat terjadi dengan salah satu

faktor penyebabnya adalah op-amp (TL071) yang tidak ideal.

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 Vo diubah menjadi nilai step maka perhitungannya

menjadi :

"# = )*+,-

./0 )*+, × "! (3)

dengan :

STEPN = Step yang dijalankan

Max Step = 256

Pengujian dilakukan dengan cara membandingkan hasil pengukuran Vo

menggunakan multimeter dengan Vo hasil perhitungan menggunakan rumus persamaan

(2) pada beberapa sampel step. Hasil dari pengujian ini disajikan pada Tabel 4.2.

52

Tabel 4.2. Pengujian Potensiometer Digital secara Matematis dan Pengukuran

Step Hitungan

Matematis

Pengukuran

dengan Multimeter

255 4,98 V 4,95 V

254 4,96 V 4,92 V

253 4,94 V 4,90 V

252 4,92 V 4,88 V

250 4,88 V 4,84 V

245 4,78 V 4,74 V

128 2,5 V 2,43 V

100 1,95 V 1,91 V

80 1,56 V 1,53 V

05 0,097 V 0,10 V

03 0,058 V 0,062 V

02 0,039 V 0,043 V

01 0,019 V 0,020 V

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

potensiometer digital sudah sesuai dengan yang diinginkan.

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

Gambar 4.6 adalah gambar dari efek gitar yang dirancang beserta dengan

keterangan interface. Keterangan dan fungsi dari interface tersebut sudah dijelaskan

secara terperinci pada saat perancangan alat bab 3.1. Setelah dilakukan pengujian

terhadap keseluruh interface tersebut, masing-masing interface dapat bekerja dengan

baik sesuai dengan yang diharapkan penulis. Dengan fungsi dari interface secara umum

sebagai berikut:

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

Gambar 4.15. Tampilan LCD saat Pengaturan Pre-set

55

4.6 Pengujian Alat Secara Subjektif oleh Expert

Pengujian efek gitar drive dengan sistem pengontrol digital secara subjektif

dilakukan oleh beberapa expert yaitu seorang gitaris atau seniman musik. Dalam

pengujian alat oleh expert, expert telah dijelaskan mengenai cara kerja alat secara umum

oleh penulis kemudian expert menggunakan alat sesuai dengan fungsinya didampingi

oleh penulis. Hasil pengujian yang dilakukan akan berupa kuesioner yang disusun oleh

penulis. Kuesioner ini bersifat relatif terhadap narasumber yang mengisi. Dengan ini

maka diharapakan efek gitar drive analog dengan sistem pengontrol digital yang

dirancang dapat benar-benar dapat diujikan dengan baik dari segi pemakaian alat di

lapangan untuk dapat menyelesaikan permasalahan yang telah dipaparkan pada bagian

latar belakang. Hasil pengujian alat secara subjektif oleh beberapa expert terdapat pada

bagian lampiran.