bab iii perancangan sistem -...

25
15 BAB III PERANCANGAN SISTEM Pada bab ini akan dijelaskan mengenai perancangan sistem yang digunakan dalam alat efek gitar drive analog dengan sistem pengontrol digital. Secara garis besar perancangan sistem terdiri dari perancangan untai analog, perancangan sistem digital, dan perancangan perangkat lunak. 3.1 Deskripsi Sistem Alat Alat yang dirancang adalah efek gitar yaitu alat yang berfungsi untuk menggolah sinyal elektrik keluaran dari pickup gitar yang selanjutnya hasil pengolahan sinyal oleh efek gitar akan diteruskan ke penguat suara gitar. Gambar 3.1. Penggunaan Alat Jenis efek gitar yang dirancang adalah jenis efek drive. Pada efek gitar drive yang dirancang mempunyai beberapa parameter yang dapat diatur nilainya. Parameter- paremeter tersebut adalah drive, 3 band equalizer (low, mid, high) dan level/volume. Sistem kerja utama dari efek gitar yang dirancang ini adalah penggantian potensiometer mekanik yang terdapat pada untai analog yang digantikan dengan potensiometer digital. Pengolahan sinyal hanya murni dilakukan oleh untai analog saja sementara rangkaian digital mikrokontroller hanya berfungsi untuk mengendalikan potensiometer digital yang digunakan dalam untai analog. Terdapat 3 tahapan yang dilakukan dalam proses penggolahan sinyal pada untai analog dengan urutan berturut- turut yaitu proses pemenggalan (clipping), proses ekualiser (equalizer), dan proses penguatan (amplification).

Upload: nguyenmien

Post on 10-Apr-2019

222 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

15

BAB III

PERANCANGAN SISTEM

Pada bab ini akan dijelaskan mengenai perancangan sistem yang digunakan

dalam alat efek gitar drive analog dengan sistem pengontrol digital. Secara garis besar

perancangan sistem terdiri dari perancangan untai analog, perancangan sistem digital,

dan perancangan perangkat lunak.

3.1 Deskripsi Sistem Alat

Alat yang dirancang adalah efek gitar yaitu alat yang berfungsi untuk menggolah

sinyal elektrik keluaran dari pickup gitar yang selanjutnya hasil pengolahan sinyal oleh

efek gitar akan diteruskan ke penguat suara gitar.

Gambar 3.1. Penggunaan Alat

Jenis efek gitar yang dirancang adalah jenis efek drive. Pada efek gitar drive yang

dirancang mempunyai beberapa parameter yang dapat diatur nilainya. Parameter-

paremeter tersebut adalah drive, 3 band equalizer (low, mid, high) dan level/volume.

Sistem kerja utama dari efek gitar yang dirancang ini adalah penggantian

potensiometer mekanik yang terdapat pada untai analog yang digantikan dengan

potensiometer digital. Pengolahan sinyal hanya murni dilakukan oleh untai analog saja

sementara rangkaian digital mikrokontroller hanya berfungsi untuk mengendalikan

potensiometer digital yang digunakan dalam untai analog. Terdapat 3 tahapan yang

dilakukan dalam proses penggolahan sinyal pada untai analog dengan urutan berturut-

turut yaitu proses pemenggalan (clipping), proses ekualiser (equalizer), dan proses

penguatan (amplification).

16

Proses pemenggalan sinyal adalah proses utama dari efek drive. Kadar efek drive

yang diperoleh akan sesuai dengan sedikit banyakya sinyal yang terpengal yang

berturut-turut akan menghasilkan jenis suara : overdrive, distortion dan fuzz.

Selanjutnya sinyal akan masuk proses penyaringan yang akan berfungsi sebagai efek

equalizer. Proses penyaringan ini memiliki 3 band bati penyaringan yaitu low, middle

dan high. Dan terakhir sinyal akan dikuatkan atau dilemahkan yang akan berfungsi

sebagai efek booster atau level yaitu untuk mengatur besar kecilnya amplitudo sinyal

keluaran akhir atau volume akhir audio yang telah diolah oleh efek.

Terdapat 5 buah potensiometer digital yang masing-masing akan mewakili

pengaturan drive, low, middle, high, dan level pada untai analog. Kelima potensiometer

digital tersebut akan dikontrol oleh mikrokontroller sehingga nilai hambatan dari

potensiometer digital pada masing-masing pengaturan drive, low, middle, high, dan

level dapat simpan melalui beberapa pre-set yang disimpan di dalam EEPROM

(Erasable Programmable Read Only Memory) pada mikrokontroller. Masing-masing

pre-set akan diwakili oleh karakter tertentu pada layar LCD 4X20. Pre-set dapat terlebih

dahulu diatur oleh pengguna yaitu dengan mengatur masing-masing besar nilai

parameter dari : drive, low, middle, high, dan level sehingga setelah dihasilakan suara

yang diinginkan kemudian pre-set tersebut dapat disimpan.

Dalam pengaturan pre-set digunakan 4 buah limit switch dan 1 buah rotary

encoder sebagai inputan dan sebuah LCD 4X20 sebagai indikator penampil.

Selanjutnya pengguna dapat memilih masing-masing pre-set yang telah diatur tersebut

dengan menggunakan 3 buah limit footswitch. Dengan cara tersebut memungkinkan

pengguna untuk dapat mengakses pre-set yang tersedia pada efek gitar tersebut dalam

waktu yang bersamaan dengan saat pengguna memainkan gitarnya.

Sementara untuk mengaktifkan dan menon-akftifkan efek gitar, digunakan 3PDT

footswitch sebagai saklar true/by pass yang berfungsi untuk mengontrol apakah sinyal

masukan yang berasal dari keluaran pickup gitar akan langsung menuju ke penguat

gitar (by pass), atau sinyal yang berasal dari keluaran pickup gitar akan dimasukan ke

sistem pengolahan sinyal oleh efek gitar yang dirancang dan kemudian sinyal akan

menuju ke penguat gitar (true pass). Digunakan sebuah LED indikator, sebagai

indikator apakah efek gitar dalam keadaan true pass atau dalam keadaan by pass. LED

akan menyala jika efek gitar dalam keadaan true pass dan akan padam jika efek gitar

dalam keadaan by pass.

17

Gambar 3.2. Dimensi Ukuran Alat

1

107

6

98

5432

1412 13

11

Gambar 3.3. Interface Alat

Keterangan gambar beserta fungsinya :

1 LCD 4x20

Sebagai tampilan interface dalam penggunaan alat.

2 Rotary encoder

Sebagai interface pemberi nilai parameter pada saat proses pengaturan pre-set,

parameter meliputi Drive, Low, Mid, High, dan Level.

3 Limit switch to move left

Untuk memindah cursor ke kiri saat proses pengaturan pre-set.

18

4 Limit switch to move right

Untuk memindah cursor ke kanan saat proses pengaturan pre-set.

5 Limit switch to edit

Untuk masuk pada proses pengaturan pre-set pada pre-set yang sedang digunakan.

6 Limit switch to save

Untuk melakukan save pre-set jika pre-set tersebut telah selesai diatur.

7 3PDT Footswitch true/by pass effect

Untuk mengontrol sinyal masukan akan di true pass atau di by pass.

8 Limit footswitch preset up

Untuk memilih pre-set di urutan berikutnya dari pre-set yang sedang digunakan.

9 Limit footswitch preset down

Untuk memilih pre-set di urutan sebelumnya dari pre-set yang sedang digunakan.

10 Limit footswitch select preset

Untuk mensetujui pre-set yang telah dipilih untuk digunakan.

11 LED indicator true/by pass

Sebagai LED indikator yang mengindikasikan apakah sinyal masukan di true pass

(LED menyala) atau di by pass (LED mati).

12 6,35mm female jack output signal

Sebagai konektor keluaran sinyal menuju ke penguat gitar.

13 6,35mm female jack input signal

Sebagai konektor masukan sinyal dari pickup gitar.

14 Female jack input DC supply

Sebagai konektor masukan 9 volt DC dari power supply.

19

3.2 Untai Analaog

Terdapat 3 tahapan proses pada pengolahan sinyal di dalam untai analog dengan

urutan berturut-turut yaitu proses pemenggalan (clipping), proses ekualiser (equalizer),

dan proses penguatan (amplification).

Gambar 3.4. Diagram Untai Analog

3.2.1 Pemenggalan (Clipping)

Untai pemenggal (clipper) berfungsi untuk memenggal atau

menghilangkan titik puncak sinyal sinus (efek drive). Terdapat dua jenis

pemenggalan sinyal dalam efek drive gitar yaitu hard clipping dan soft clipping.

Masing-masing pemenggalan sinyal tersebut akan menghasilkan karakter suara

efek drive gitar yang berdeda. Pada hard clipping menghasilkan jenis suara

distortion sementara pada soft clipping menghasilkan jenis suara overdrive.

Alat yang dirancang menggunakan untai pemenggal (clipper) sebagai pada

Gambar 3.5.

Gambar 3.5.Untai Pemengal Aktif (Active Clipper)

V70V

V35V

1kHz

Vi-140m/140mV

Vi Vo

Q3

BC109BP

+V

V69V

RLY25VSPDT

D31N4148

D41N4148

D21N4148

D11N4148

RLY15VSPDT

+V

V49V

Q2BC109BP

Vs

C31uF

Vs

R8100k 50%

+V

V59V

+

U8TL071

C51uF

C41uF

R1010k

R6100

R9330

R7330

R5220k

20

Pada untai pemenggal yang dirancang digunakan dua buah relay yaitu

RLY1 dan RLY2 yang keduanya dikontrol oleh mikrokontoler. Kedua relay ini

berfungsi untuk memilih jenis pemenggalan sinyal apakah akan dilakukan secara

soft clipping atau secara hard clipping. Dalam penggunaanya kedua relay ini akan

diaktifkan secara bergantian. Jika RLY1 aktif maka sinyal akan mengalami

pemenggalan secara soft clipping oleh dioda D1 dan D2, sementara jika RLY2 aktif

maka sinyal akan mengalami pemenggalan secara hard clipping oleh dioda D3

dan D4. Besar kecilnya pemenggalan sinyal akan berfungsi sebagai efek drive.

Efek drive ini akan ditentukan oleh penguatan sinyal (Av) yang dilakukan sebelum

pemenggalan sinyal terjadi. Besar penguatan sinyal (Av) diatur oleh potensiometer

R8, maka :

Av(max) = 1 + ()

= 1 +

= 1001

Besar dari nilai penguatan maksimal (Av(max)) tersebut diperoleh dari hasil

uji coba yang dilakukan oleh penulis untuk mendapatkan karakter suara dari efek

gitar drive yang diinginkan. Sementara saat potensiometer R8 berada pada posisi

minimal (R8≈0Ω) kedua relay akan di non-aktifkan sehingga untai akan berfungsi

sebagai buffer saja (Vin=Vout). Pada kondisi ini efek gitar akan melewatkan jenis

suara clean. Pada Gambar 3.6 dan Gambar 3.7 berikut adalah gambar hasil

pemenggalan sinyal oleh untai secara soft clipping maupun secara hard clipping

yang disimulasikan melalui Circuit Maker.

Gambar 3.6.Gambar Sinyal Soft Clipping melalui Simulasi Circuit Maker

21

Gambar 3.7.Gambar Sinyal Hard Clipping melalui Simulasi Circuit Maker

Perhitungan presentanse maksimal sinyal yang terpotong dapat dihitung

dengan cara dibawah ini:

Gambar 3.8.Sinyal yang Dilewatkan dan Sinyal yang Terpotong

Jika tegangan buka dioda (Vdioda) = 0,7 V maka Va ≈ Vdioda = 0,7 Vp.

Dari hasil pengukuran Vout pickup gitar rata-rata ≈ 100mVrms.

Vout pickup gitar = Vin = 100mVrms

Vin = √2 100m Vp = 0,14 Vp.

Vc(max) = Av(max) Vin = 1001 0,14 = 140,14 Vp.

% Vb(max) = ()

() 100%

= , – ,

, 100% = 99,5 %

22

3.2.2 Ekualiser (Equalizer)

Setelah sinyal mengalami proses pemenggalan maka selanjutnya sinyal

akan menuju ke proses ekualiser. Untai ekualiser (equalizer) adalah sebuah untai

yang digunakan untuk mengatur suatu band frekuensi tertentu, yaitu berfungsi

untuk menambahkan atau mengurangi band frekuensi tertentu sesuai dengan yang

diinginkan. Alat yang dirancang menggunakan untai ekualiser (equalizer) pada

Gambar 3.9.

Gambar 3.9.Untai Ekualiser (Equalizer)

Untai ekualiser yang dirancang adalah untai 3 band ekualiser grafik

dengan frekuensi resonansi low=100Hz, mid = 1kHz dan high=3,2kHz dengan

bati ±12 dB. Penentuan nilai dari ketiga frekuensi resonansi tersebut ditentukan

dari range frekuensi gitar elektrik pada umumnya yaitu antara 80Hz sampai 3kHz

keatas [7]. Sementara nilai untuk bati penguatan juga disesuaikan dengan nilai

bati penguatan ekualiser gitar yang umumnya beredar dipasaran.

Perhitungan nilai komponen untuk setiap frekuensi resonansi pada

ekualiser telah dijabarkan pada bab 2.2. Nilai R12, R14, R16 (Gambar 3.9) bernilai

sama besar dikarenakan akan berfungsi sebagai R1 (Gambar 2.5) dalam

perhitungan bati penguatan equalizer. Sementara untuk nilai R13, R15, R17

(Gambar 3.9) akan bekerja dengan baik apabila ketiga resistor tersebut memiliki

nilai yang retatif besar yaitu lebih besar dari 80KΩ [10].

Vs

C1135nF

C12700pF

+V

V119V

+

U4TL071

C994nF

C102nF

+V

V109V

+

U3TL071

Vs

C71uF

C820nF

+V

V99V

+

U5TL071

Vs

Vo

Vi

700 Hz

Vi-140m/140mV R20

100k 50%

R19100k 1%

+V

V129V

+

U1TL071

R18100k 50%

Vs

+V

V79V

+

U2TL071

C61uF

C131uF

R161k

R17100k

R141k

R15100k

R121k

R13100k

R310k

R213.3k

R10220k

R113.3k

23

Dalam perancangan grafik ekualiser besar Q (factor kualitas) berkisar

antara 1,4 sampai 3 bergantung dari banyaknya frekuensi yang akan dirancang

[10]. Dari penjelasan diatas maka dapat ditentukan nilai dari komponen-

komponen tersebut sebagai berikut R12 = R14 = R16 = 1kΩ, R13 = R15 = R17 =

100kΩ, dan Q = √2.

• Berikut adalah contoh perhitungan untuk frekuensi resonansi 100 Hz.

Ditentukan R12 = 1kΩ, R13 = 100kΩ, dan Q = √2

maka, C7 =

=

√ = 1,126 µF ≈ 1 µF

L =

( ) =

( ) ! = 2 H

C8 ="

# =

$ $ = 20 nF

• Perhitungan bati ±12 dB

12 dB = 20 log Av

Av = 10 ⁄ = 3,891 ≈ 4

untuk max gain R11 = R21 = RE

Av = ()

4 = ()

RE = 3k

Hasil simulasi tanggapan frekuensi pada masing-masing frekuensi

resonansi melalui Circuit Maker dilakukan saat penggujian untai ekualiser pada

bab 4.3.

24

3.2.3 Penguatan (Amplification)

Pada tahap akhir pengolahan sinyal digunakan untai penguatan

(amplification) yang berfungsi untuk menguatkan atau melemahkan sinyal. Untai

penguatan yang dirancang ditunjukan oleh Gambar 3.10.

Gambar 3.10.Untai Penguatan (Amplification)

Proses penguatan ini difungsikan sebagai level atau volume akhir dari

sinyal yang diproses. Pada proses penguatan digunakan potensiometer R23 yang

berfungsi sebagai pengatur penguatan sinyal. Pada untai penguatan penulis

memilih untuk menggunakan untai penguat inverting dengan tujuan selain sinyal

dapat dikuatkan sinyal juga dilemahkan lebih kecil dari sinyal masukan.

Av = *

+,= −

.

maka *

+, = −

#()

= −

$

./$= −2,56 (Avmax)

*

+,=

#(+,)

=

./$= 0 (Avmin)

Besar dari nilai penguatan maksimal Av(max) tersebut diperoleh dari segi

hasil uji coba suara yang dilakukan oleh penulis untuk mendapatkan penguatan

dan pelemahan sinyal suara dari efek gitar sesuai dengan yang diinginkan penulis.

Vo

Vi

Vs

1kHz

Vi-140m/140mV C13

1uF C141uF

+V

V139V

+

U1TL071

R23100k 99%

R310k

R2239k

R24220k

25

Gambar 3.11 dan Gambar 3.12 adalah gambar hasil penguatan sinyal

Av(max) dan pelemahan sinyal Av(min) oleh untai penguat inverting yang

disimulasikan melalui Circuit Maker.

Gambar 3.11. Penguatan Sinyal Av(max) Melalui Simulasi Circuit Maker

Gambar 3.12. Pelemahan Sinyal Av(min) Melalui Simulasi Circuit Maker

26

3.2.4 Input Buffer dan Output Buffer

Dalam alat yang dibuat dirancang input buffer dan output buffer yang

berturut-turut akan berfungsi sebagai untai pembentuk hambatan masukan dan

untai pembentuk hambatan keluaran.

• Input Buffer

Gambar 3.13.Untai Input Buffer

Untuk menghitung hambatan masukan dari untai input buffer di atas maka

transistor Q1 dimodelkan dalam bentuk hybrid-π.

Gambar 3.14.Untai Input Buffer dalam bentuk hybrid-π

Zin = R3 // ( Re + β R4)

Re <<< R4, maka Re ≈ 0

β = 280

Zin = 1.5Meg // ( 0 + 280 10k)

Zin = 978 kΩ

Out

In

Vs

Q1

BC109BPC21uF

+V

V29V

R410k

R31.5M

27

• Output Buffer

Gambar 3.15.Untai Output Buffer

Untuk menghitung hambatan masukan dari untai output buffer di atas

maka transistor Q4 dimodelkan dalam bentuk hybrid-π.

Gambar 3.16.Untai Output Buffer dalam bentuk hybrid-π

Zout = R26 // R27 // [ ( Re + R25 ) / β ]

Re <<< R4, maka Re ≈ 0

β = 280

Zout = 10k // 10k // [( 0 + 220k) / 280 ]

Zout = 681 Ω

3.2.5 Pembagi Tegangan (Voltage Divider)

Rangkaian pembagi tegangan (voltage divider) berfungsi untuk

menyediakan tegangan yang lebih rendah dari tegangan yang lebih tinggi. Besar

nilai dari hasil tegangan pembagi dapat ditentukan dan kemudian dapat digunakan

sebagai tegangan referensi pada fungsi teretentu.

In +V

V149V

C141uF

Q4

BC109BPC151uF

Vs

Out

R2610k

R2710k

R25220k

28

Gambar 3.17.Untai Pembagi Tegangan

Dari untai pembagi tegangan yang digunakan diatas maka besar Vs dapat

dihitung.

Vs =

) V1 =

) 9 = 4,5 Volt

Dalam rangkaian secara keseluruhan pada alat yang dirancang, untai

pembagi tegangan berfungsi sebagai pemberi tegangan referensi bagi seluruh op-

amp dalam menjalankan fungsi-fungsi tertentu. Hal ini dilakukan karena seluruh

op-amp tersebut hanya dicatu daya dengan catu daya tunggal. Sementara fungsi

dari C1 untuk menjaga agar tegangan Vs=4.5Volt dapat lebih stabil.

Ketiga tahapan dalam proses pengolahan sinyal didalam untai analog dengan

urutan berturut-turut yaitu proses pemenggalan (clipping), proses ekualiser (equalizer),

dan proses penguatan (amplification) dari masing-masing untai yang telah dibahas di

atas kemudian digabungkan menjadi satu kesatuan yang ditunjukan oleh Gambar 3.18.

+V

V19V

Vs

C147uF

R110k

R210k

29

30

3.2.6 Saklar 3PDT (3 Pole Double Throw) Footswitch

Saklar 3PDT (3 pole double throw) footswitch digunakan sebagai saklar

injak yang berfungsi untuk mengaktifkan dan menonaktifkan efek gitar yang

dirancang dengan cara true/by pass. Hal ini dilakukan dengan mengatur apakah

sinyal masukan yang berasal dari keluaran pickup gitar akan langsung menuju ke

penguat gitar (by pass), atau sinyal dari keluaran pickup gitar akan dimasukkan

ke sistem pengolahan efek gitar yang dirancang dan kemudian menuju ke penguat

gitar (true pass). Untai 3PDT footswitch yang dirancang secara true/by pass

ditunjukan oleh Gambar 3.19.

Gambar 3.19.Untai 3PDT Footswitch

Saat saklar 3PDT footswitch dalam kondisi enable maka sinyal akan

dalam kondisi true pass yang ditandai oleh LED indikator yang menyala

sementara saat saklar 3PDT footswitch dalam kondisi disable maka sinyal akan

dalam kondisi by pass yang ditandai oleh LED indikator yang padam.

31

3.3 Sistem Digital Pengendali Untai Analog

Sistem digital dirancang untuk mengontrol potensiometer digital dan relay yang

terdapat pada untai analog pengolah sinyal. Sebagai pengontrol utama digunakan

mikrokontroler Arduino Mega ATmega1260. Sementara sebagai user interface

digunakan 3 buah limit footswitch, 4 buah limit switch, 1 buah rotary encoder sebagai

isyarat masukan dan 1 buah LCD character 4 x 20 sebagai indikator keluaran.

Sistem digital secara keseluruhan dapat digambarkan melalui diagram blok pada

Gambar 3.20.

Gambar 3.20. Diagram Blok

32

3.3.1 Potensiometer Digital

Potensiometer digital digunakan untuk mengantikan fungsi dari

potensiometer analog pada untai analog. Potensiometer digital yang digunakan

adalah MCP42100 dengan nilai resistansi 100 kΩ dan resolusi 8 bit (256 Step)

dalam sebuah IC tipe ini memiliki dua potensiometer digital.

Gambar 3.21. IC Potensiometer Digital MCP42100

Pada Tabel 3.1 di bawah ini merupakan tabel dari konfigurasi IC

MCP42100.

Tabel 3.1. Konfigurasi Kegunaan Pin IC MCP42100

33

Pada alat yang dirancang digunakan 3 buah IC MCP42100 untuk

menggantikan 5 buah potensiometer pada untai analog yaitu R8, R18, R19, R20 dan

R28 (Gambar 3.18). Untai potensiometer digital ditunjukkan pada Gambar 3.22.

Gambar 3.22. Untai Potensiometer Digital MCP42100

Digunakan komunikasi SPI (Serial Peripheral Interface) dalam

pengiriman data antara IC MCP42100 dengan mikrokontroler Ardunio Mega

melalui pin MOSI (master out slave in) dan SCK. Pada komunikasi juga

digunakan CS (chip select) yang berfungi untuk mementukan masing-masing

komunikasi pada ketiga IC MCP42100 tersebut.

3.3.2 Limit Switch dan Limit Footswitch

Limit switch dan limit footswitch digunakan sebagai user interface yaitu

sebagai pemberi isyarat masukan pada mikrokontroler. Terdapat 4 buah limit

switch yang digunakan pada saat mengaturan pre-set dan 3 buah limit footswitch

yang digunakan pada saat pemilihan pre-set yang akan digunakan. Untai limit

switch dan limit footswitch ditunjukkan pada Gambar 3.23.

34

Gambar 3.23. Untai Limit Switch dan Limit Footswitch

Pada keseluruhan switch yang dirancang terdapat pull up resistor 10KΩ

dengan tujuan saat masing-masing switch dalam kondisi terbuka (switch tidak

ditekan) maka keluaran dari switch adalah Vcc semetara pada saat switch dalam

kondisi tertutup (switch ditekan) keluaran dari switch adalah ground. Dari kondisi

tersebut maka keseluruhan switch yang dirancang adalah switch dengan active low

switch.

3.3.3 Rotary Encoder

Rotary encoder berfungsi sebagai user interface yaitu sebagai pemberi

isyarat masukan pada mikrokontroler. Rotary encoder digunakan pada saat

pengaturan pre-set. Rotary encoder yang digunakan adalah tipe Keyes KY-040

yang mempunyai untai pada Gambar 3.24.

Gambar 3.24. Untai Rotary Encoder Keyes KY-040

35

Terdapat 2 pin out dari rotary encoder yaitu pin A dan pin B sebagai

isyarat masukan berupa pulsa kotak (high dan low). Pulsa kotak ini akan

dibangkitkan pada saat knop rotary encoder diputar 1 step putaran. Dimisalkan

jika rotary encoder diputar 1 step dengan arah CW (clock ways) maka keluaran

A=1, B=0 dan sebaliknya jika rotary encoder diputar 1 step dengan arah CCW

(counter clock ways) maka keluaran A=0, B=1.

3.3.4 LCD Character

Pada alat yang dirancang digunakan LCD (Liquid Crystal Display)

character yang merupakan salah satu komponen pada bagian user interface. LCD

character akan berfungsi sebagai layar indikator yang digunakan untuk

menampilkan tampilan dalam pengoperasian alat yaitu pada saat pemilihan preset

maupun pada saat pengaturan pre-set. LCD yang digunakan pada alat adalah LCD

character 20×4 yaitu LCD character yang memiliki 20 kolom dan 4 baris untuk

menampilkan karakter. Penggunaan LCD character dalam alat ditunjukkan pada

Gambar 3.25.

Gambar 3.25. Untai LCD Character 4x20

36

Pada Tabel 3.2 di bawah ini merupakan tabel dari konfigurasi LCD karakter

4x20.

Tabel 3.2 Konfigurasi Pin LCD Character 4x20

No. Pin Nama Pin Keterangan

1 Vss Ground

2 Vdd Catu daya LCD 5V.

3 VO Kontras

4 RS Register Select

5 R/W Read/Write

6 E Enable

7 DB0 Data bit 0

8 DB1 Data bit 1

9 DB2 Data bit 2

10 DB3 Data bit 3

11 DB4 Data bit 4

12 DB5 Data bit 5

13 DB6 Data bit 6

14 DB7 Data bit 7

15 LED + Catu daya positif LED

16 LED - Catu daya negatif LED

3.4 Perangkat Lunak

Efek gitar yang dirancang adalah efek gitar analog yang pengontrolanya dilakukan

secara digital. Maka dalam pengoperasian efek gitar pengguna hanya akan

menggunakan interface digital walaupun sebenarnya proses pengolahan sinyal

dilakukan secara analog. Tampilan dan cara kerja dari user interface digital ini

dirancang untuk meningkatkan efisiensi dalam pengoperasian efek gitar yang dirancang.

Didalam efek gitar yang dirancang terdapat 10 pre-set yang dapat diatur, dipilih dan

digunakan. Masing-masing pre-set mempunyai parameter-parameter yang dapat diatur

besar nilainya, dan kemudian disimpan untuk dapat digunakan kembali. Diagram

pengoperasian efek gitar oleh pengguna dapat ditunjukan oleh diagram pada Gambar

3.26.

37

Gambar 3.26. Diagram Pengoperasian Alat

Dari pengoperasian alat yang ditunjukan oleh Gambar 3.26 maka dirancang

perangkat lunak yang sesuai dengan kebutuhan pengoperasian alat. Perancangan

perangkat lunak dilakukan pada mikrokontroler Arduino Mega ATmega1260. Pada

Gambar 3.27 adalah diagram alir dari perangkat lunak yang digunakan dalam efek gitar

yang dirancang.

38

Gambar 3.27. Diagram Alir Perangkat Lunak Microkontroler

39

Berikut adalah penjelasan tahapan kerja dari diagram alir perangkat lunak

mikrokontroler yang dirancang pada gambar.

1. Program pada mikrokontroler akan langsung berjalan ketika mikrokontroler

mendapatkan catu daya.

2. Pada saat awal mula mikrokontroler akan menggunakan pre-set n = pre-set 0.

3. Selanjutnya mikrokontroler akan menunggu inputan dari tiga tombol yaitu tombol

edit preset, preset up, atau preset down.

i. Jika edit preset ditekan maka, program akan masuk ke pengaturan pre-set n.

pengaturan pre-set n dilakukan dengan cara memasukan nilai dari parameter-

parameter dalam pre-set n, parameter-parameter tersebut adalah drive, low,

mid, high, dan level. Sementara nilai dari masing-masing parameter yang

dimasukan diwakilkan oleh besaran angka dalam bentuk decimal dari 1 sampai

10. Jika dalam proses pengaturan pre-set n tombol save preset ditekan, maka

nilai dari parameter-parameter preset n yang telah dimasukan tersebut akan

disimpan dalam pre-set n tersebut (pre-set n telah di-update). Selanjutnya

program kembali ke nomor 3.

ii. Jika setiap kali tombol preset up ditekan maka terdapat indikator bahwa pre-set

n = pre-set n+1 dan jika setiap kali tombol preset down ditekan maka terdapat

indikator bahwa pre-set n = pre-set n-1 dalam proses tersebut program juga

menunggu iputan dari tombol select preset. Jika tobol select preset tersebut

ditekan maka pre-set n yang dipilih akan digunakan sesuai dengan isi dari nilai

parameter-parameter di dalamnya. Selanjutnya program kembali ke nomor 3.