stem gitar bass menggunakan harmonic product … · 2017-07-26 · program stem gitar bass...

84
TUGAS AKHIR STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT SPECTRUM Diajukan untuk memenuhi syarat Memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Elektro disusun oleh: ALMEDIO MARVES DA COSTA NIM: 135114002 PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2017 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Upload: others

Post on 31-Dec-2019

4 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

TUGAS AKHIR

STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN

HARMONIC PRODUCT SPECTRUM

Diajukan untuk memenuhi syaratMemperoleh gelar Sarjana Teknik pada

Program Studi Teknik Elektro

disusun oleh:

ALMEDIO MARVES DA COSTA

NIM: 135114002

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2017

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 2: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

i

TUGAS AKHIR

STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN

HARMONIC PRODUCT SPECTRUM

Diajukan untuk memenuhi syaratMemperoleh gelar Sarjana Teknik pada

Program Studi Teknik Elektro

disusun oleh:

ALMEDIO MARVES DA COSTA

NIM: 135114002

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2017

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 3: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

ii

FINAL PROJECT

BASS GUITAR TUNER USING

HARMONIC PRODUCT SPECTRUM

In a partial fulfillment of the requirementsfor the degree of Sarjana Teknik

Electrical Engineering Study Program

created by:

ALMEDIO MARVES DA COSTA

Student’s Number: 135114002

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2017

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 4: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

iii

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 5: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

iv

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 6: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

v

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir ini tidak memuat karya

atau bagian kariah orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar

pustaka sebagaimana karya ilmiah.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 7: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

vi

HALAMAN PERSEMBAHAN MOTTO HIDUP

MOTTO:

Skripsi ini kupersembahkan untuk

Tio Leopoldino Marçal da Costa

Jadikan setiap tempat yang baik sebagai tempat belajarmu

dan

jadikan setiap orang yang baik sebagai gurumu

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 8: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

vii

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma:

Nama : ALMEDIO MARVES DA COSTA

Nomor Mahasiswa : 135114002

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada perpustakaan Universitas

Sanata Dharma karya ilmiah yang berjudul:

STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN

HARMONIC PRODUCT SPECTRUM

Beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada

Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk

media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas,

dan mempublikasikannya di Internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa

perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap

mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Dengan ini pernyataan yang saya buat dengan sebenarnya.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 9: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

viii

INTISARI

Musik dapat disebut sebagai media seni. Pada umumnya orang mengungkapkankreativitas dan ekspresi seninya melalui bunyi-bunyian atau suara, oleh karena itulahpengertian musik sangat universal. Alat musik yang digunakan juga bervariasi, salah satunyaalat musik petik yaitu gitar bass elektrik. Dalam memainkan alat musik seperti gitar bass,semua senar pada gitar bass tersebut seharusnya menghasilkan nada yang akurat atau tidakfals, untuk itu, tuning perlu dilakukan pada senar-senar gitar bass tersebut. Salah satu solusiuntuk permasalahan ini adalah dengan menggunakan stem (tuner) gitar bass elektrik.Dibentuklah stem gitar bass untuk melakukan tuning pada gitar bass.

Stem gitar bass pada tugas akhir ini menggunakan USB Guitar Link Cable dankomputer untuk mengoperasikannya. USB Guitar Link Cable berfungsi untukmenghubungkan komputer dengan gitar bass elektrik dan menerima gelombang suara gitarbass elektrik. Komputer berfungsi untuk memproses data hasil rekaman, menampilkan hasilframe blocking, hasil FFT, hasil HPS, dan nada, status (kurang, pas, lebih) serta frekuensiyang dihasilkan saat melakukan tuning berupa teks. Sistem pada stem gitar bass tersebutmenggunakan FFT, HPS, dan look up table sudah berhasil dibuat dan dapat bekerja sesuaiperancangan.

Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real timemampu mengenali frekuensi sebesar 100%. Parameter pengenalan frekuensi bass terbaikberada pada panjang frame blocking 32 sampai panjang frame blocking 512.

Kata Kunci: Gitar Bass Elektrik, FFT (Fast Fourier Transform), HPS (Harmonic ProductSpectrum), Look Up Table, Panjang Frame Blocking.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 10: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

ix

ABSTRACT

Music can be referred as a medium of art. Generally, the people express their artisticcreativity by sounds or voices, so the understanding of music is very universal. Theinstruments used also varies, the ones of the instruments used is the string instrument like anelectric bass guitar. Playing a musical instrument like a bass guitar, all the strings of bassguitar should be accurate tone or no false, for that, need to make a tuning for all strings ofthe bass guitar. The one of solution for this problem is using the electric bass guitar tuner.Made bass guitar tuner for tuning the bass guitar.

Bass guitar tuner on this final project using USB Guitar Link Cable and computerto operate it. The function of USB Guitar Link Cable to connect the computer with electricbass guitar and receive sound waves of the electric bass guitar. The computer functions toprocess the result of recording data shows the result of frame blocking, the result of FFT, theresult of HPS, and tone, status (less, tune, over) and the frequency that get when was tuningin the form of text. The system on the bass guitar tuner using FFT, HPS, and look up tablehas been successfully created and can work according to the design.

Bass guitar tuner program using the harmonic product spectrum in real time is ableto recognize the frequency of 100%. The best recognitions of bass frequency parameters arein the frame blocking length of 32 to frame blocking length of 512.

Keywords: Electric Bass Guitar, FFT (Fast Fourier Transform), HPS (Harmonic ProductSpectrum), Look Up Table, Frame Blocking length.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 11: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

x

KATA PENGANTAR

Dengan menyebut nama Tuhan Yesus Kristus Yang Maha Baik, kiranya pantaslah

penulis memanjatkan puji syukur atas segala nikmat yang telah diberikan kepada penulis,

baik kesempatan maupun kesehatan, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir

ini dengan baik.

Tugas akhir yang telah penulis buat berjudul Stem Gitar Bass Menggunakan

Harmonic Product Spectrum. Tugas akhir ini dapat hadir seperti sekarang ini tidak lepas

dari bantuan dan dukungan banyak pihak. Untuk itu sudah sepantasnya penulis

mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Tuhan Yesus Kristus atas berkat penyertaan-Nya sehingga Tugas Akhir ini

selesai dengan baik.

2. Bunda Maria, terima kasih Bunda atas segalanya.

3. Santo dan Santa yang selalu setia melindungiku selama ini.

4. Sudi Mungkasi, S.Si, M.Math.Sc., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Sanata Dharma.

5. Petrus Setyo Prabowo, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Elektro

Universitas Sanata Dharma.

6. Dr. Ir. Linggo Sumarno, M.T., selaku dosen pembimbing Tugas Akhir yang

penuh pengertian dan selalu sabar membimbing dan mendorong untuk cepat

menyelesaikan Tugas Akhir ini.

7. Dr. Ir. Iswanjono, M.T., selaku dosen pembimbing akademik yang telah

mendampingi, membimbing, dan memberikan saran kepada penulis selama

menempuh pendidikan di Universitas Sanata Dharma.

8. Dr. Ir. Iswanjono, M.T. dan Dr. Damar Widjaja, S.T., M.T., selaku dosen penguji

yang telah memberikan masukan, bimbingan, saran untuk merevisi laporan tugas

akhir ini.

9. Bapak dan Ibu dosen yang telah mengajarkan banyak ilmu yang bermanfaat

selama menempuh pendidikan di Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Sains

dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma.

10. Para staff sekretariat Teknik Elektro, atas bantuannya dalam membantu dan

melayani mahasiswa.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 12: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

xi

11. Kedua orang tua serta keluarga besarku di Timor-Leste atas doa dan dukungan

kepada penulis.

12. Keluarga yang selalu bersamaku di Yogyakarta (Tia Marta, Maun Tody, Ino,

Rúben, Iva, Nildo, Nânci, Azio, Teta atas doa dan dukungan kepada penulis.

13. Para saudara-saudaraku Maltib, 2F, CN-B, Baya Leste, Manleuana atas doa dan

dukungan kepada penulis.

14. Para sahabat Teknik Elektro 2013 atas bantuannya selama masih kuliah, serta doa

dan dukungannya agar penulis tetap semangat dalam menyelesaikan laporan tugas

akhir ini.

15. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas dukungan dan bantuan

yang telah diberikan dalam penyelesaian laporan tugas akhir ini.

Pada akhirnya, penulis sangat menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih

terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan masukan, kritik,

dan saran yang sifatnya membangun agar laporan tugas akhir ini nantinya bisa menjadi lebih

baik dan bermanfaat sebagaimana mestinya.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 13: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

xii

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ................................................................................................. i

HALAMAN PERSETUJUAN .................................................................................. iii

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA.................................................................... v

HALAMAN PERSEMBAHAN MOTTO HIDUP ................................................... vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS.................................................................. vii

INTISARI .................................................................................................................. viii

ABSTRACT .............................................................................................................. ix

KATA PENGANTAR............................................................................................... x

DAFTAR ISI ............................................................................................................. xii

DAFTAR GAMBAR................................................................................................. xv

DAFTAR TABEL ..................................................................................................... xvii

BAB I: PENDAHULUAN....................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang ............................................................................................ 1

1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian.................................................................... 3

1.3. Batasan Masalah.......................................................................................... 3

1.4. Metodologi Penelitian ................................................................................. 4

BAB II: DASAR TEORI......................................................................................... 6

2.1. Gitar Bass Elektrik ...................................................................................... 6

2.2. USB Guitar Link Cable ............................................................................... 7

2.3. Sampling ...................................................................................................... 8

2.4. Preprocessing .............................................................................................. 10

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 14: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

xiii

2.4.1. Normalisasi...................................................................................... 10

2.4.2. Frame Blocking ............................................................................... 11

2.4.3. Windowing ....................................................................................... 13

2.5. DFT dan FFT............................................................................................... 15

2.6. Harmonic Product Spectrum (HPS)............................................................ 17

2.7. Resolusi Frekuensi ...................................................................................... 19

BAB III: RANCANGAN PENELITIAN............................................................... 20

3.1. Sistem Stem Gitar Bass Elektrik ................................................................. 20

3.1.1. Gitar Bass Elektrik .......................................................................... 20

3.1.2. USB Guitar Link Cable ................................................................... 20

3.1.3. Laptop.............................................................................................. 21

3.1.4. Proses Perekaman ............................................................................ 21

3.1.5. Proses Mendeteksi Frekuensi dan Penentuan Keluaran .................. 21

3.2. Nada Uji ...................................................................................................... 23

3.3. Perancangan Tampilan Program GUI MATLAB ....................................... 24

3.4. Perancangan Alur Program ......................................................................... 25

3.4.1. Rekam.............................................................................................. 26

3.4.2. Normalisasi...................................................................................... 27

3.4.3. Frame Blocking ............................................................................... 28

3.4.4. Windowing ....................................................................................... 29

3.4.5. FFT dan Spektrum Frekuensi .......................................................... 30

3.4.6. Harmonic Product Spectrum (HPS) ................................................ 31

3.4.7. Penentuan Frekuensi........................................................................ 32

3.4.8. Look Up Table ................................................................................. 33

3.4.9. Penentuan Teks Nada Standar ......................................................... 34

3.4.10. Keluaran (Teks) ............................................................................... 36

3.5. Rancangan Pengujian .................................................................................. 37

BAB IV: HASIL DAN PEMBAHASAN................................................................ 38

4.1. Pengujian Program Stem Gitar Bass Menggunakan Harmonic Product

Spectrum ...................................................................................................... 38

4.2. Penjelasan Sintaks Program secara Real Time ............................................ 41

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 15: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

xiv

4.3. Analisis Hasil Data Pengujian..................................................................... 48

BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................. 54

5.1. Kesimpulan.................................................................................................. 54

5.2. Saran............................................................................................................ 54

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................. 55

LAMPIRAN

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 16: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

xv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Gitar Bass Elektrik................................................................................ 7

Gambar 2.2. USB Guitar Link Cable......................................................................... 8

Gambar 2.3. Contoh hasil Sampling.......................................................................... 9

Gambar 2.4. Hasil Normalisasi dari Gambar 2.3 ...................................................... 11

Gambar 2.5. Frame Blocking [10]............................................................................. 12

Gambar 2.6. Sinyal yang akan diambil untuk Frame Blocking dari Gambar 2.4 ..... 12

Gambar 2.7. Hasil Frame Blocking dari Gambar 2.6................................................ 13

Gambar 2.8. Hasil Hamming Window dari Gambar 2.7............................................ 14

Gambar 2.9. Hasil FFT dari Gambar 2.8................................................................... 16

Gambar 2.10. Contoh Perhitungan FFT 2 Titik Menggunakan Butterfly.................. 16

Gambar 2.11. Contoh Perhitungan FFT 4 Titik Menggunakan Butterfly.................. 17

Gambar 2.12. Harmonic Product Spectrum [14] ...................................................... 18

Gambar 2.13. Hasil HPS dari Gambar 2.9 ................................................................ 19

Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem Stem Gitar Bass Elektrik................................... 20

Gambar 3.2. Diagram Proses Mendeteksi Frekuensi dan Penentuan Keluaran ........ 21

Gambar 3.3. Diagram Blok Proses Pengambilan Nada Uji....................................... 23

Gambar 3.4. Tampilan Proses Program GUI Matlab ................................................ 24

Gambar 3.5. Diagram Alir Sistem Stem Gitar Bass Elektrik .................................... 25

Gambar 3.6. Diagram Alir Sub Rutin Rekam ........................................................... 26

Gambar 3.7. Diagram Alir Normalisasi..................................................................... 27

Gambar 3.8. Diagram Alir Frame Blocking .............................................................. 28

Gambar 3.9. Diagram Alir Windowing...................................................................... 29

Gambar 3.10. Diagram Alir FFT dan Spektrum Frekuensi ....................................... 30

Gambar 3.11. Diagram Alir Harmonic Product Spectrum........................................ 31

Gambar 3.12. Diagram Alir Penentuan Frekuensi .................................................... 32

Gambar 3.13. Diagram Alir Proses Penentuan Frekuensi Akhir untuk Look Up

Table .......................................................................................................................... 33

Gambar 3.14. Diagram Alir Proses Penentuan Teks Nada Standar .......................... 34

Gambar 3.15. Diagram Alir Proses Menampilkan Teks Keluaran............................ 36

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 17: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

xvi

Gambar 4.1. GUI Software Stem Gitar Bass Menggunakan Harmonic Product

Spectrum .................................................................................................................... 39

Gambar 4.2. Pemilihan Senar Gitar Bass .................................................................. 40

Gambar 4.3. Contoh ketika GUI dijalankan untuk melakukan tuning pada Senar

Pertama ...................................................................................................................... 40

Gambar 4.4. Sintaks Program untuk Proses Merekam.............................................. 41

Gambar 4.5. Sintaks Program untuk Proses Normalisasi .......................................... 42

Gambar 4.6. Sintaks Program untuk Proses Frame Blocking ................................... 42

Gambar 4.7. Sintaks Program untuk Proses Windowing ........................................... 43

Gambar 4.8. Sintaks Program untuk Proses FFT ...................................................... 43

Gambar 4.9. Sintaks Program untuk Proses HPS...................................................... 44

Gambar 4.10. Sintaks Program untuk Frekuensi Keluaran ....................................... 44

Gambar 4.11. Sintaks Program untuk Teks Nada Keluaran...................................... 45

Gambar 4.12. Sintaks Program untuk Pushbutton “CLEAR”................................... 46

Gambar 4.13. Sintaks Program untuk Pushbutton “BERHENTI” ............................ 47

Gambar 4.14. Popupmenu di GUI.fig........................................................................ 47

Gambar 4.15. String Popupmenu .............................................................................. 47

Gambar 4.16. Grafik Pengaruh Panjang Frame Blocking Terhadap Tingkat

Pengenalan Sistem..................................................................................................... 51

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 18: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

xvii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Nilai Frekuensi Gitar Bass Elektrik 4 Senar [5]....................................... 7

Tabel 3.1. Keterangan Tampilan Utama Sistem........................................................ 24

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Sistem dengan Panjang Frame Blocking 512 ................ 48

Tabel 4.2. Hasil Pengujian Sistem dengan Panjang Frame Blocking 256 ................ 49

Tabel 4.3. Hasil Pengujian Sistem dengan Panjang Frame Blocking 128 ................ 49

Tabel 4.4. Hasil Pengujian Sistem dengan Panjang Frame Blocking 64 .................. 49

Tabel 4.5. Hasil Pengujian Sistem dengan Panjang Frame Blocking 32 .................. 50

Tabel 4.6. Hasil Pengujian Sistem dengan Panjang Frame Blocking 16 .................. 50

Tabel 4.7. Persentase Akurasi yang didapat dari Seluruh Panjang Frame Blocking. 51

Tabel 4.8. Hasil Perhitungan Resolusi pada Seluruh Panjang Frame Blocking........ 52

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 19: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Musik adalah salah satu media ungkapan kesenian, musik mencerminkan

kebudayaan masyarakat pendukungnya. Di dalam musik terkandung nilai dan norma-norma

yang menjadi bagian dari proses enkulturasi budaya, baik dalam bentuk formal maupun

informal. Musik itu sendiri memiliki bentuk yang khas, baik dari sudut struktual maupun

jenisnya dalam kebudayaan. Musik dapat juga disebut sebagai media seni. Pada umumnya

orang mengungkapkan kreativitas dan ekspresi seninya melalui bunyi-bunyian atau suara,

oleh karena itulah pengertian musik sangat universal, tergantung bagaimana orang

memainkannya serta menikmatinya. Musik termasuk seni manusia yang paling tua. Bahkan

bisa dikatakan, tidak ada sejarah peradaban manusia dilalui tanpa musik [1].

Seni musik adalah cetusan ekspresi perasaan atau pikiran yang dikeluarkan secara

teratur dalam bentuk bunyi. Bisa dikatakan, bunyi (suara) adalah elemen musik paling

dasar. Suara musik yang baik adalah hasil interaksi dari tiga elemen, yaitu irama, melodi,

dan harmoni. Irama adalah pengaturan suara dalam suatu waktu, panjang, pendek dan

temponya, dan ini memberikan karakter tersendiri pada setiap musik. Kombinasi beberapa

tinggi nada dan irama akan menghasilkan melodi tertentu. Selanjutnya, kombinasi yang

baik antara irama dan melodi melahirkan bunyi yang harmoni.

Alat musik yang digunakan juga bervariasi, salah satunya alat musik petik yaitu

gitar bass. Alat musik gitar bass terdiri dari 2 jenis, yaitu gitar bass akustik dan gitar bass

elektrik. Pada bahasan kali ini, yang akan dibahas penulis adalah gitar bass elektrik. Gitar

bass elektrik biasa disebut bass elektrik atau bass saja. Bass adalah alat musik berdawai

yang menggunakan listrik untuk memperbesar suaranya, bass menggunakan beberapa

pickup untuk mengubah bunyi atau getaran dari senar gitar bass menjadi arus listrik yang

akan dikuatkan kembali dengan menggunakan seperangkat amplifier dan loudspeaker.

Penampilannya mirip dengan gitar listrik tetapi gitar bass memiliki tubuh yang lebih besar,

leher yang lebih panjang, dan biasanya memiliki empat senar (gitar listrik memiliki enam

senar) [2].

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 20: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

2

Dalam memainkan alat musik gitar bass, semua senar pada gitar bass tersebut

seharusnya menghasilkan nada yang akurat atau tidak fals, untuk itu, tuning perlu dilakukan

pada senar-senar gitar bass tersebut. Tuning pada senar gitar bass, untuk menghasilkan nada

yang akurat, adalah salah satu pekerjaan yang cukup sulit, terutama bagi para pemain gitar

bass pemula. Melakukan tuning pada gitar bass membutuhkan pendengaran yang cukup

akurat untuk dapat menyatakan akurasi dari suatu nada. Salah satu solusi untuk

permasalahan ini adalah dengan menggunakan stem (tuner) gitar bass elektrik. Dengan

perangkat ini, seorang pemain bass bisa melakukan tuning hanya dengan melihat indikator

akurasi pada alat tersebut.

Nada dari gitar bass tersebut merupakan bunyi yang teratur dan mempunyai

frekuensi yang tertentu. Frekuensi yang dimiliki oleh senar gitar bass, berbeda dengan senar

lainnya karena frekuensi dipengaruhi oleh panjang senar dan diameter senar. Perbedaan

frekuensi yang dihasilkan oleh senar, dapat diolah dengan digital signal processing.

Berkaitan dengan hal tersebut, dari beberapa penelitian sebelumnya telah

dilakukan yaitu implementasi algortima Fast Fourier Transform (FFT) untuk pengolahan

sinyal digital pada tuning gitar dengan open string, yang prinsip kerjanya adalah untuk

mengetahui nilai tingkat akurasi FFT pada tuning gitar listrik dan bukan listrik. Selain itu,

pengujian dilakukan untuk mengetahui kemampuan sistem melakukan pencocokan nada

gitar. Pada penelitian ini, masukan adalah suara gitar yang dipetik secara open string atau

tanpa kunci, sedangkan keluaran adalah nilai frekuensi senar gitar dan pencocokan nada

gitar. Perancangan perangkat lunak ini menggunakan program Matlab R2008b, dari

penelitian yang telah dilakukan, FFT mampu mendapatkan tingkat akurasi tuning gitar

terbaik yaitu sebesar 99,43% [3].

Berdasarkan latar belakang di atas, dan penelitian yang telah dilakukan

sebelumnya, penulis ingin membuat tuner pada gitar bass elektrik. Metode yang digunakan

dan instrumen musik yang digunakan dalam penelitian ini berbeda dengan penelitian

sebelumnya, yaitu dengan menggunakan metode Harmonic Product Spectrum (HPS), FFT,

spektrum frekuensi, dan menentukan frekuensi dengan menggunakan look up table untuk

proses akhir penentuan nada gitar bass elektrik yang dilakukan tuning. Pada umumnya gitar

bass memiliki frekuensi yang lebih rendah dibandingkan dengan gitar biasa, jadi dua

penelitian ini menggunakan frekuensi standar yang berbeda. Meskipun di penelitian

sebelumnya juga menggunakan FFT, tetapi di penelitian kali ini, penulis menambahkan

metode lain seperti HPS yang digunakan untuk mengetahui frekuensi standar dari nada

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 21: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

3

tersebut. Alasan menggunakan HPS karena suatu nada memiliki tingkatan nada atau biasa

disebut harmonik. Harmonik merupakan harmonisasi dari nada standar atau harmonik

pertama, sehingga setiap kelipatan dari nada standar pertama merupakan harmonisasi nada

dari nada standar, yang membedakan dari nada standar dengan nada harmonik terdapat pada

besar nilai frekuensi, jadi dengan metode HPS dapat membedakan nada standar dengan

nada harmonik, sehingga hasil akhir yang diharapkan mampu mendapatkan tingkat akurasi

tuning bass terbaik.

Dalam sistem tuning ini, nada standar uji G 1st string, D 2nd string, A 3rd string, E

4th string yang telah melalui proses perekaman diproses terlebih dahulu agar menghasilkan

spektrum frekuensi untuk menentukan frekuensi keluaran dalam look up table. Prosesnya

akan melalui tahap perekaman, kemudian preprocessing yang terdiri dari normalisasi, frame

blocking, dan windowing. Kemudian menghitung FFT untuk mendapatkan spektrum

frekuensi dan kemudian dilakukan proses pengkalian hasil FFT dengan metode HPS untuk

mendapatkan hasil sinyal yang bersih dari harmonisasi. Nilai frekuensi yang dilihat dari

hasil plot HPS digunakan sebagai penentuan frekuensi keluaran.

1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah menghasilkan aplikasi stem atau tuner gitar bass

elektrik. Manfaat dari penelitian ini adalah:

a. Membuat aplikasi yang mampu melakukan tuning pada senar gitar bass elektrik

secara real time.

b. Sebagai alat bantu untuk mempermudah, mempercepat dan lebih akurat dalam

tuning gitar bass elektrik.

c. Mengetahui tingkat akurasi FFT dan HPS dalam mendeteksi frekuensi nada.

1.3. Batasan Masalah

Tugas Akhir ini dibatasi pada hal-hal sebagai berikut:

a. Sinyal masukan berasal dari senar gitar bass elektrik yang tuning secara real time.

b. Gitar yang dipakai adalah gitar bass elektrik (Squier Fender Precision Bass).

c. Nada-nada yang diukur adalah nada-nada open string (nada senar lepas).

d. Tuning didasarkan pada setelan standar (G-D-A-E dari senar 1 sampai senar 4).

e. Tidak membahas alat musik gitar bass elektrik secara mendalam.

f. Parameter yang diamati adalah frekuensi yang dihasilkan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 22: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

4

g. Menggunakan software Matlab dalam pembuatan program stem gitar bass elektrik.

h. Implementasi menggunakan software Matlab.

i. Menggunakan metode HPS, Hamming window, FFT, dan look up table untuk

penentuan keluarannya.

j. Titik FFT yang digunakan sebanyak 512.

1.4. Metodologi Penelitian

Metodologi yang digunakan pada tugas akhir ini adalah:

a. Pengumpulan bahan-bahan literatur berupa buku, jurnal, dan artikel.

Bertujuan untuk mempelajari dasar teori yang mendukung penelitian, meliputi

teori nada, tuning gitar, instrumen gitar, dan software Matlab.

b. Pengumpulan Data

Merekam nada-nada gitar yang sudah tuned sebagai referensi serta untuk

mempermudah dalam merancang sistem.

c. Konsultasi dengan Pembimbing

Bertujuan untuk mengkaji dan merumuskan metode yang tepat dalam melakukan

penelitian.

d. Perancangan subsistem di dalam program keseluruhan

Tahap perancangan subsistem perangkat lunak bertujuan untuk mencari bentuk

model yang optimal dari sistem yang akan dibuat dengan mempertimbangkan berbagai

faktor-faktor permasalahan dan kebutuhan yang telah ditentukan. Penulis menggunakan

software Matlab untuk pembuatan program tuner gitar bass elektrik. Program akan

bekerja jika user memberikan perintah melalui komputer, program akan mengolah

perintah yang telah diterima dan melalui proses recording. Setelah proses recording,

komputer akan mengolah nada kemudian memberikan keluaran teks nada pada senar

gitar bass elektrik yang sedang tuning kalau sudah mencapai nada standarnya.

e. Analisis Performa

Proses ini dilakukan untuk mengetahui performa sistem yang telah dirancang, maka

pengujian dilakukan terhadap sistem dengan memainkan (tuning) gitar bass secara real

time. Pengujian ini menggunakan parameter yaitu analisis perbandingan frekuensi yang

dihasilkan oleh sistem dengan frekuensi standar yang tertera pada Tabel 2.1. Setelah

membandingkan frekuensi yang dihasilkan oleh sistem dengan frekuensi standar, maka

dilakukan juga perhitungan untuk mengetahui persentase akurasi antara frekuensi sistem

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 23: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

5

dengan frekuensi standar tersebut. Tujuannya untuk mengetahui performa yang dicapai

oleh sistem.

f. Pengambilan Kesimpulan

Tahap ini adalah tahap pengambilan kesimpulan berdasarkan analisis terhadap

percobaan yang telah dilakukan dengan menyelidiki pengaruh panjang frame blocking

terhadap tingkat keberhasilan tuner gitar bass elektrik.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 24: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

6

BAB II

DASAR TEORI

2.1. Gitar Bass Elektrik

Gitar bass juga disebut bass elektrik atau hanya bass. Gitar bass adalah alat musik

yang dimainkan terutama dengan jari atau ibu jari, dengan cara plucking, slapping, popping,

strumming, tapping, thumping, atau dengan menggunakan pick. Gitar bass mirip dengan

gitar elektrik biasa, namun gitar bass mempunyai neck dan scale yang lebih panjang, dan

gitar bass umumnya hanya mempunyai empat senar, sedangkan gitar elektrik biasa

mempunyai enam senar. Gitar bass elektrik empat senar umumnya tune sama dengan double

bass, yang sesuai dengan pitches satu oktaf lebih rendah dari empat senar bernada terendah

gitar biasa yaitu (E, A, D, dan G). Gitar bass adalah instrumen transposing, seperti yang

dinotasikan dalam bass Clef satu oktaf lebih tinggi daripada kedengarannya (seperti double

bass), untuk memainkan gitar bass elektrik harus dihubungkan ke amplifier. Gitar bass

elektrik memiliki pickup dan terhubung ke amplifier dan speaker [2].

Jumlah frets yang terdapat pada leher atau neck bass dapat bervariasi. Bass asli

memiliki 20 frets, dan sebagian besar gitar bass memiliki antara 20 dan 24 frets. Bass yang

menggunakan antara 24 dan 36 frets (2 dan 3 oktaf) juga ada. Panjang skala pada neck bass

(jarak antara nut dan jembatan atau bridge) yaitu 34 inci (864 mm).

Kebanyakan gitar bass elektrik menggunakan magnetic pickups. Getaran senar

(logam besi dalam medan magnet) di magnetic pickups menghasilkan variasi kecil dalam

fluks magnetik threading dalam gulungan pickup. Proses ini menghasilkan tegangan listrik

kecil dalam kumparan. Sinyal tingkat rendah ini kemudian diperkuat dan diputar melalui

speaker.

Badan atau body bass biasanya terbuat dari kayu, meskipun bahan lain seperti grafit

(misalnya, beberapa desain Steinberger) juga telah digunakan. Sementara berbagai kayu

yang digunakan untuk body, neck, dan fret board bass, jenis kayu yang paling umum

digunakan untuk body adalah alder dan ash, untuk neck yaitu maple, dan untuk fret board

adalah rosewood [4]. Gitar bass yang penulis memakai untuk melakukan penelitian ini

terlihat pada Gambar 2.1.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 25: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

7

Gambar 2.1. Gitar Bass Elektrik

Tabel 2.1. Nilai Frekuensi Gitar Bass Elektrik 4 Senar [5]

4 Senar Nada Open String Frekuensi (Hz)

Senar Pertama G 98

Senar Kedua D 73,42

Senar Ketiga A 55

Senar Keempat E 41,20

Nada di atas berurutan mulai dari senar pertama hingga senar keempat. Senar

pertama memiliki frekuensi paling tinggi, lalu hingga senar keempat yang memiliki

frekuensi paling rendah. Nada tersebut adalah nada standar tuning gitar bass elektrik.

2.2. USB Guitar Link Cable

USB Guitar Link Cable adalah alat penghubung komputer dengan gitar elektrik atau

gitar bass elektrik. USB Guitar Link Cable adalah alat profesional yang memungkinkan

untuk menghubung komputer menjadi platform kerja yang fantastis dimana seorang guitarist

atau bassist dapat menggunakan efek klasik, di studio maupun di panggung. USB Guitar

Link Cable memungkinkan seorang musisi untuk merekam, bermain dengan cara playback,

atau bermain langsung menggunakan modeling dan efek gitar yang sudah disediakan di alat

ini. Alat ini bisa menggunakan di indoor maupun outdoor dan mudah untuk dibawa ke mana-

mana [6]. USB Guitar Link Cable memiliki beberapa spesifikasi sebagai berikut:

a. Variable-speed file playback function untuk MP3, WAV, AIFF audio files, dan

mudah untuk mempelajari dan praktekan.

b. ¼” TS Guitar Input, ¼” TRS Headphone Output.

c. Kualitas Audio: 16-bit, 48 kHz.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 26: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

8

d. Menggunakan kabel USB konektor untuk menghubungkan ke komputer.

e. Sistem Operasi PC yang digunakan adalah Microsoft Windows XP (SP2), Windows

Vista, Windows 7, dan Mac OS 8.5, 8.6, 9.

Gambar 2.2. USB Guitar Link Cable

2.3. Sampling

Sampling adalah proses pengambilan nilai-nilai sinyal pada titik-titik diskret

sepanjang variabel waktu dari sinyal waktu kontinyu, sehingga didapatkan sinyal waktu

diskret (proses pencuplikan gelombang suara yang menghasilkan gelombang diskret).

Jumlah titik-titik yang diambil setiap detik dinamakan sampling rate. Sampling rate

menandakan banyaknya jumlah sampel dalam satuan Hertz (Hz) yang diambil dalam satuan

waktu (detik). Artinya batas frekuensi yang dapat dikirim per detiknya. Pada proses

sampling, sebaiknya sampling rate memenuhi kriteria Nyquist yang menyatakan bahwa

sampling rate harus lebih besar dua kali frekuensi tertinggi analog [7]. Secara matematis

dapat dituliskan sebagai berikut:

≥ (2.1)

dengan fs adalah sampling rate dan fm adalah frekuensi tertinggi sinyal suara analog. Hasil

sampling sinyal suara gitar bass diperlihatkan pada Gambar 2.3.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 27: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

9

Gambar 2.3. Contoh hasil Sampling

Contoh perhitungannya:

Nada standar pada senar pertama dari gitar bass memiliki frekuensi fundamental

sebesar 98 Hz, oleh karena itu, frekuensi sampling dari nada tersebut adalah sebagai berikut:

≥ 2≥ 2 × 98 Hz

≥ 196 Hz

Perlu diketahui bahwa suatu nada tidak hanya memiliki nada standar, tetapi juga

memiliki tingkatan nada atau biasa disebut dengan nada harmonik. Nada harmonik

merupakan kelipatan dari nada standar.

Contoh perhitungannya:

Nada standar pada senar pertama dari gitar bass memiliki frekuensi fundamental

sebesar 98 Hz. Nada harmonik ketiga dari nada tersebut memiliki frekuensi sebesar 98 Hz ×

3 = 294 Hz, oleh karena itu, frekuensi sampling dari nada tersebut adalah sebagai berikut:

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

Data Tercuplik

Am

plitu

do

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 28: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

10

≥ 2≥ 2 × 294 Hz

≥ 588 Hz

2.4. Preprocessing

Preprocessing adalah proses-proses awal yang dilakukan sebelum proses

membangkitkan spektrum. Tujuan dari preprocessing ini adalah untuk menyetarakan sinyal

nada masukan agar lebih muda diproses untuk pencocokan nadanya. Preprocessing terdiri

dari beberapa proses yaitu normalisasi, frame blocking, dan windowing.

2.4.1. Normalisasi

Normalisasi adalah proses pengolahan suara untuk menaikkan atau menurunkan

amplitudo dari sebuah file suara agar semua sampel di dalamnya berada pada rentang

tertentu. Pada pengambilan suara ini perlu adanya normalisasi supaya amplitudo dari nada

gitar yang dilakukan tuning dapat menjadi maksimal. Proses normalisasi ini dilakukan

dengan cara membagi setiap nilai data masukan yaitu nada terekam dengan nilai absolut

maksimal dari data masukan tersebut. Berikut rumus untuk proses normalisasi [8]:

= ( ( )) (2.2)

dengan Xnorm adalah hasil data sinyal normalisasi dan Xin adalah data masukan dari sampling.

Hasil proses normalisasi sinyal suara gitar bass diperlihatkan pada Gambar 2.4.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 29: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

11

Gambar 2.4. Hasil Normalisasi dari Gambar 2.3

Contoh perhitungan normalisasi sebagai berikut:

Misalnya Xin memiliki nilai sebanyak [0,2 0,8 1 1,8 2], maka cara untuk

menghitungnya sebagai berikut:

max (abs(Xin)) = 2

Xnorm = Xin / max (abs(Xin))

Xnorm = [0,2 0,8 1 1,8 2] / 2

Xnorm = [0,1 0,4 0,5 0,9 1]

2.4.2. Frame Blocking

Frame Blocking adalah proses yang bertujuan untuk membagi sampel sinyal nada

pada beberapa frame tertentu atau slot dengan panjang tertentu, yang nantinya dapat

memudahkan dalam perhitungan dan analisa sinyal. Satu frame terdiri dari beberapa sampel

tergantung berapa detik suara akan disampel dan berapa besar frekuensi pencuplikannya [9].

Panjang frame yang digunakan sangat mempengaruhi keberhasilan dalam analisa spektral.

Di satu sisi, ukuran dari frame harus sepanjang mungkin untuk dapat menunjukkan resolusi

frekuensi yang baik. Tetapi di lain sisi, ukuran frame juga harus cukup pendek untuk dapat

menunjukkan resolusi waktu yang baik.

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Data Tercuplik

Am

plitu

do

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 30: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

12

Hasil perekaman suara gitar bass merupakan sinyal analog yang berada dalam

domain waktu yang bergantung waktu. Pada proses ini, pemotongan sinyal dilakukan dalam

slot-slot waktu tertentu agar memenuhi syarat invariant dan dapat dianggap invariant.

Frame blocking berfungsi untuk mereduksi data yang nantinya akan diproses dalam

sistem dan dapat mempercepat proses perhitungan pada Fast Fourier Transform dengan

jumlah data pada setiap frame memiliki 2N data sampel. Gambar 2.5 menunjukkan contoh

potongan-potongan frame yang akan diambil beberapa bagian dari frame tersebut untuk

proses selanjutnya. Gambar 2.6 menunjukkan sinyal yang akan diambil untuk frame

blocking dan Gambar 2.7 menunjukkan contoh hasil frame blocking.

Gambar 2.5. Frame Blocking [10]

Gambar 2.6. Sinyal yang akan diambil untuk Frame Blocking dari Gambar 2.4

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Data Tercuplik

Am

plitu

do

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 31: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

13

Gambar 2.7. Hasil Frame Blocking dari Gambar 2.6

2.4.3. Windowing

Suara yang dipotong-potong menjadi beberapa frame membuat data suara menjadi

discontinue, hal ini mengakibatkan kesalahan data proses Fourier transform. Agar tidak

terjadi kesalahan data pada proses Fourier transform maka sampel suara yang telah dibagi

menjadi beberapa frame perlu dijadikan suara kontinyu dengan cara mengalikan setiap frame

dengan window tertentu. Ada beberapa fungsi window yang telah ada di antaranya Kaiser,

Hamming, Triangular, dan Rectangular. Jenis window yang dipakai pada proses ini adalah

Hamming Window. Fungsi window yang paling sering digunakan dalam aplikasi voice

recognition adalah Hamming Window. Hamming Window mempunyai side lobe yang paling

kecil dan main lobe yang paling besar sehingga hasil windowing akan lebih halus dalam

menghilangkan efek diskontinuitas. Hamming Window adalah sebuah vektor dengan jumlah

elemen sebanyak n. Biasanya n akan disesuaikan dengan banyaknya elemen pada frame

sehingga banyaknya elemen pada Hamming Window akan sama dengan banyaknya elemen

pada frame. Persamaan dari Hamming Window [11]:

( ) = , − , (2.3)

0 100 200 300 400 500 600-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Data Tercuplik

Am

plitu

do

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 32: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

14

dengan N adalah jumlah data dari sinyal dan n adalah waktu diskret ke [0, 1, 2, …, N-1].

Hasil proses Hamming Window sinyal suara gitar bass diperlihatkan pada Gambar 2.8.

Gambar 2.8. Hasil Hamming Window dari Gambar 2.7

Contoh perhitungan Hamming Window:

Diketahui: π = 3,14, n = 0, 1, 2, dan N = 512.

w (n) = 0,54 – 0,46 cos (2πn/(N-1))

w (0) = 0,54 – 0,46 cos (2 × 3,14 × 0/(512-1))

w (0) = 0,54 – 0,46 cos 0

w (0) = 0,54 – 0,46 × 1

w (0) = 0,08

w (1) = 0,54 – 0,46 cos (2 × 3,14 × 1/(512-1))

w (1) = 0,54 – 0,46 cos 0,0123

w (1) = 0,54 – 0,46 × 0,9999

w (1) = 0,080046

w (2) = 0,54 – 0,46 cos (2 × 3,14 × 2/(512-1))

w (2) = 0,54 – 0,46 cos 0,0246

w (2) = 0,54 – 0,46 × 0,9997

w (2) = 0,080138

0 100 200 300 400 500 600-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

Data Tercuplik

Am

plitu

do

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 33: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

15

2.5. DFT dan FFT

DFT (Discrete Fourier Transform) adalah suatu bentuk transformasi yang umum

digunakan untuk mengubah sinyal dari domain waktu menjadi sinyal domain frekuensi. DFT

dapat dituliskan dalam persamaan [12]:

[ ] = ∑ [ ] (2.4)

dengan k = 0, 1, …, N-1, X [k] adalah runtun keluaran (domain frekuensi), x [n] adalah runtun

masukan (domain waktu), N adalah jumlah sampel, adalah ( ), nilai x dan X adalah

nilai bilangan kompleks, variabel j adalah satuan imajiner, dan nilai ( ) adalah primitive

n-th root of unity.

FFT (Fast Fourier Transform) merupakan pengembangan dari komputasi dengan

menggunakan DFT dengan cepat dan efisien. Perhitungan DFT secara langsung akan

membutuhkan operasi aritmatik sebanyak O (N2) sedangkan perhitungan dengan FFT akan

membutuhkan operasi sebanyak O (NlogN).

FFT merupakan turunan dari persamaan DFT jumlah perhitungan digital pada DFT

dapat dikurangi secara signifikan sehingga dengan adanya penemuan FFT, maka

perhitungan digital terhadap spektrum-spektrum frekuensi dapat diwujudkan secara

sederhana dalam implementasinya.

FFT biasanya diimplementasikan dengan cara memanfaatkan faktorisasi dari N

(jumlah sampel yang ditransformasikan) dan juga bahwa ( ) adalah primitive n-th root of

unity. Algoritma yang terkenal salah satunya adalah algoritma FFT Cooley-Tukey.

Algoritma ini menggunakan skema Divide and Conquer yang memecah N secara rekursif

menjadi dua buah DFT.

Algoritma FFT Cooley-Tukey yang paling sederhana adalah radix-2 Decimation In

Time. Radix-2 yang dimaksud adalah pembagian N menjadi dua buah DFT yang sama

panjang (dibagi dua), sehingga dinamakan radix-2. Secara umum, N bisa difaktorisasi

menjadi N1 x N2. Jika nilai N1 yang menjadi radix, maka algoritmanya dinamakan

Decimation In Time (DIT). Sedangkan jika N2 yang dijadikan radix, maka algoritmanya

dinamakan Decimation In Frequency (DIF). Dalam pemrosesan sinyal digital dikenal

butterfly digunakan untuk mendeskripsikan decimation tersebut dalam FFT.

Hasil proses FFT sinyal suara gitar bass diperlihatkan pada Gambar 2.9.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 34: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

16

Gambar 2.9. Hasil FFT dari Gambar 2.8

Contoh perhitungan FFT 2 dan 4 titik:

a. Dalam suatu sinyal memiliki nilai x (n) = {1, 3} dan berapakah x (k)?

b. Dalam suatu sinyal memiliki nilai x (n) = {1, 2, 3, 4} dan berapakah x (k)?

Metode yang akan digunakan untuk menghitung dua persoalan yang di atas adalah

dengan metode radix-2 Decimation In Time.

FFT 2 titik: x (n) = {1, 3} dan x (k) = ?

x (n) x (k)

x (0) = 1 1 4

x (1) = 3 -2

-1

Gambar 2.10. Contoh Perhitungan FFT 2 Titik Menggunakan Butterfly

Perhitungannya sebagai berikut:

x (0) = 1 + 3 = 4

x (1) = -3 + 1 = -2

x (k) = {4, -2}

0 50 100 150 200 250 3000

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Frekuensi (Hz)

Am

plitu

do

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 35: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

17

FFT 4 titik: x (n) = {1, 2, 3, 4} dan x (k) = ?

x (n) x (k)

x (0) = 1 1 4 4 S0 x (0) = 10

x (2) = 3 -2 -2 S1 x (1) = -2 + 2j

-1

x (1) = 2 1 6 = 1 S2 x (2) = 2

6 × 1 = 6 -1

x (3) = 4 -2 = − S3 x (3) = -2 - 2j

-1 -4 + 2j = 2j -1

Gambar 2.11. Contoh Perhitungan FFT 4 Titik Menggunakan Butterfly

Perhitungannya sebagai berikut:

S0 = x (0) + x (2) = 1 + 3 = 4 x (0) = S0 + S2 = 4 + 6 = 10

S1 = x (0) - x (2) = 1 – 3 = -2 x (1) = S1 + S3 = -2 + 2j

S2 = [x (1) + x (3)] = (2 + 4) × 1 = 6 x (2) = S0 - S2 = 4 – 6 = -2

S3 = [x (1) - x (3)] = (2 – 4) × (-j) = 2j x (3) = S1 - S3 = -2 - 2j

x (k) = {10, -2 + 2j, -2, -2 – 2j}

2.6. Harmonic Product Spectrum (HPS)

HPS merupakan teknik sederhana yang dapat bertahan di berbagai kondisi.

Algoritma dari HPS dapat bekerja dengan baik pada real time dengan 200 Mhz. Bila sinyal

masukan berupa musik, maka spektrum terdiri dari serangkaian puncak, sesuai dengan

frekuensi standar dengan komponen harmonik pada kelipatan bilangan bulat dari frekuensi

standar. Spektrumnya akan dilakukan beberapa kali proses downsampling. Ketika

dibandingkan dengan spektrum asli setelah melewati proses downsampling dapat dilihat

perbedaan antara puncak fundamental dan puncak harmonik. Puncak pertama dalam

spektrum asli bertepatan dengan puncak kedua dalam spektrum terkompresi dengan faktor

dua, yang bertepatan dengan puncak ketiga dalam spektrum terkompresi dengan faktor tiga,

oleh karena itu, ketika berbagai spektrum yang dikalikan bersama-sama, hasilnya akan

membentuk puncak yang jelas pada frekuensi fundamental [13].

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 36: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

18

Puncak dalam spektrum merupakan kelipatan harmonik dari frekuensi

fundamental, oleh karena itu, dikompresi dengan bilangan bulat dan menambahkan hasil

frekuensi terkompresi dari spektrum akan memberikan puncak tertinggi pada semua

harmonik [14]. HPS merupakan suatu metode yang berfungsi untuk melihat frekuensi

standar yang terdapat pada sinyal masukan. Secara matematis HPS dapat dirumuskan pada

persamaan: ( ) ≡ ∏ | ( )| (2.5)

Suatu nada memiliki tingkatan nada atau biasa disebut harmonik. Harmonik

merupakan harmonisasi dari nada standar atau harmonik pertama, sehingga setiap kelipatan

dari nada standar pertama merupakan harmonisasi nada dari nada standar, yang

membedakan dari nada standar dengan nada harmonik terdapat pada besar nilai frekuensi,

oleh karena itu, metode ini digunakan agar dapat diketahui frekuensi standar dari nada

tersebut. Aplikasi dengan metode ini yaitu dengan melakukan downsampling pada nada-

nada harmonik. Proses downsampling dilakukan dengan membagi data dari sinyal asli

hingga beberapa kali dari harmonisasinya, sehingga hanya nada standar atau harmonik

pertama saja yang akan muncul. Proses downsampling diperlihatkan pada Gambar 2.12.

| ( )|| ( )|| ( )|| ( )|

Gambar 2.12. Harmonic Product Spectrum [14]

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 37: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

19

0 50 100 150 200 250 3000

500

1000

1500

Frekuensi (Hz)

Am

plitu

do

Gambar 2.12 menunjukkan bagaimana proses HPS dilakukan dan menunjukkan

juga pemahaman dari persamaan (2.5). Proses dimulai dengan melakukan perkalian sebesar

|F (ω)|2 pada sinyal masukan untuk menyelaraskan harmonik pertama dengan nada standar.

Dengan proses yang sama dilakukan juga perkalian sebesar |F (2ω)|2 pada sinyal masukan

untuk menyelaraskan harmonik kedua dengan hasil proses sebelumnya. Dengan proses yang

sama dilakukan kurang lebih sebanyak 4 kali agar hasil dari HPS dapat terlihat. Proses yang

dimaksud di atas adalah proses downsampling. Hasil akhir dari HPS yaitu dapatnya nilai

frekuensi akhir pada masing-masing senar yang dilakukan tuning. Setelah melewati dua kali

proses downsampling, hasil proses HPS pada sinyal suara gitar bass dapat terlihat dengan

jelas pada frekuensi akhirnya yang diperlihatkan pada Gambar 2.13.

Gambar 2.13. Hasil HPS dari Gambar 2.9

2.7. Resolusi Frekuensi

Resolusi frekuensi berkaitan dengan penampakan detail sinyal dalam ranah

frekuensi. Jika resolusi frekuensi makin kecil, maka sinyal akan tampak makin detail.

Sebaliknya, jika resolusi frekuensi makin besar, sinyal akan tampak kurang detail. Secara

matematis, resolusi frekuensi dirumuskan sebagai berikut [15]:∆ = (2.6)

dengan fs adalah frekuensi pencuplikan dan NFFT adalah panjang FFT yang digunakan.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 38: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

20

BAB III

RANCANGAN PENELITIAN

3.1. Sistem Stem Gitar Bass Elektrik

Diagram blok sistem stem (tuning) gitar bass elektrik diperhatikan pada Gambar

3.1.

Proses Tuning

USB Guitar Link Cable

Gitar Bass Elektrik

Laptop

Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem Stem Gitar Bass Elektrik

3.1.1. Gitar Bass Elektrik

Gitar bass elektrik digunakan sebagai objek penelitian oleh penulis, gitar bass

elektrik memiliki 4 nada standar yang akan dilakukan tuning untuk mendapatkan nada

standarnya yaitu pada senar pertama nada G, senar kedua nada D, senar ketiga nada A, dan

senar keempat nada E.

3.1.2. USB Guitar Link Cable

USB Guitar Link Cable adalah alat penghubung komputer dengan gitar bass

elektrik, fungsinya untuk menangkap suara dari gitar bass elektrik, kemudian menyalurkan

pada laptop kemudian diproses untuk tuning gitar bass elektrik.

Proses Perekaman

Proses Mendeteksi Frekuensi

Penentuan Keluaran

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 39: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

21

3.1.3. Laptop

Laptop memiliki soundcard yang berfungsi untuk mengubah sinyal analog (suara

gitar) yang masuk lewat USB Guitar Link Cable menjadi sinyal digital. Soundcard yang

digunakan adalah soundcard yang sudah terpasang pada motherboard. Dalam konversi

sinyal analog menjadi sinyal digital dan kemudian disimpan diperlukan pengaturan yang

meliputi pengaturan frekuensi sampling dan channel. Pengaturan tersebut dilakukan pada

proses perekaman oleh program yang akan dibuat.

3.1.4. Proses Perekaman

Proses perekaman adalah proses pengambilan nada pada gitar bass, dan masuknya

data nada terekam berupa sinyal digital. Saat proses perekaman berlangsung sinyal analog

dikonversi menjadi sinyal digital dengan frekuensi sampling. Nada yang telah menjadi sinyal

digital tersebut disimpan disebut nada terekam dan kemudian dapat diproses untuk dikenali

lewat proses stem gitar bass elektrik.

3.1.5. Proses Mendeteksi Frekuensi dan Penentuan Keluaran

Proses ini untuk mendeteksi dan mengetahui frekuensi dari sinyal masukan yaitu

suara gitar bass dan untuk mendapatkan nada standar pada senar satu sampai senar empat.

Gambar 3.2 merupakan diagram proses untuk mengetahui frekuensi dari sinyal masukan.

Masukan (wav)

Keluaran (teks)

Gambar 3.2. Diagram Proses Mendeteksi Frekuensi dan Penentuan Keluaran

Preprocessing

FFT dan Spektrum Frekuensi

Harmonic Product Spectrum

Penentuan Frekuensi

Penentuan Nada (Look Up Table)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 40: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

22

1. Masukan

Masukan adalah hasil dari sampling nada gitar bass elektrik yang direkam langsung

(real time).

2. Preprocessing

Preprocessing merupakan proses awal yang berfungsi untuk menyetarakan sinyal

masukan. Preprocessing terdiri dari:

a. Normalisasi

Proses ini adalah proses pengolahan suara untuk menaikkan atau menurunkan

amplitudo nada agar semua sampel di dalamnya berada pada rentang tertentu dan nada

masukannya menjadi maksimum, sehingga efek dari kuat atau lemahnya suara yang

dikeluarkan alat musik tidak terlalu memengaruhi proses tuning gitar bass tersebut.

b. Frame Blocking

Proses frame blocking bertujuan untuk membagi sampel sinyal nada pada beberapa

frame tertentu atau slot dengan panjang tertentu dan akan memilih data dari nada terekam.

Data yang dipilih dapat mewakili semua nada yang terekam.

c. Windowing

Windowing berfungsi untuk mengurangi efek diskontinuitas dari potongan-

potongan sinyal yang dijadikan beberapa frame. Suara yang dipotong-potong menjadi

beberapa frame membuat data suara menjadi diskontinuitas. Dalam penelitian ini

menggunkan Hamming Window.

3. FFT dan Spektrum Frekuensi

Pada proses tuning gitar bass elektrik ini, nilai FFT sama dengan nilai frame blocking.

Proses ini untuk membangkitkan spektrum frekuensi. Setelah melihat keluaran spektrum

frekuensi, maka dapat diketahui frekuensi untuk chord senar yang dilakukan tuning.

4. Harmonic Product Spectrum (HPS)

Proses HPS ini digunakan untuk mengalikan nilai spektrum frekuensi yang

didapatkan, hal ini bertujuan untuk menghilangkan sinyal harmonik pada frekuensi, dan

fungsinya untuk membentuk puncak yang jelas pada frekuensi fundamental. Proses ini

dilakukan setelah nilai dari spektrum frekuensi sudah diketahui.

5. Penentuan Frekuensi

Proses ini untuk menentukan frekuensi nada pada senar gitar bass elektrik yang

dilakukan tuning, dari proses FFT dan spektrum frekuensi, maka dapat diketahui nilai

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 41: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

23

frekuensinya yaitu nilai frekuensi yang paling tinggi yang berada di urutan pertama setelah

melalui proses FFT dan spektrum frekuensi.

6. Penentuan Nada Senar

Setelah mengetahui nilai frekuensi yang dihasilkan, maka dapat diketahui nada

keluarannya pada masing-masing senar, dari senar pertama sampai senar keempat. Pada

proses penentuan ini menggunakan look up table.

7. Keluaran (teks)

Keluarannya akan menampilkan teks nada standar dari senar satu hingga senar empat

apabila proses tuning sudah sampai nada standar dari masing-masing senar gitar bass

elektrik.

3.2. Nada Uji

Fungsi dari nada uji ialah untuk menjalankan program tuner bass secara belum real

time. Proses ini bertujuan untuk pencuplikan gelombang suara yang akan menghasilkan

gelombang diskret termodulasi pulsa. Nada uji juga digunakan sebagai referensi awal untuk

mencari frekuensi keluaran look up table. Berikut adalah diagram blok pada proses

pengambilan nada uji yang ditunjukkan pada Gambar 3.3.

Masukan (Suara Gitar Bass Elektrik) Keluaran (wav)

Gambar 3.3. Diagram Blok Proses Pengambilan Nada Uji

Perekaman

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 42: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

24

3.3. Perancangan Tampilan Program GUI MATLAB

Gambar 3.4 menunjukkan tampilan proses program GUI Matlab dan Tabel 3.1

memperlihatkan keterangan tampilan utama sistem.

Gambar 3.4. Tampilan Proses Program GUI Matlab

Tabel 3.1. Keterangan Tampilan Utama Sistem

Nama KeteranganHasil FrameBlocking

Berfungsi untuk menampilkan grafik hasil frameblocking

Hasil FFTBerfungsi untuk menampilkan grafik hasil FastFourier Transform (FFT)

Hasil HPSBerfungsi untuk menampilkan grafik hasilHarmonic Product Spectrum (HPS)

Pilih SenarBerfungsi untuk memilih senar berapa yang ingindilakukan tuning

Frekuensi (Hz)Berfungsi untuk menampilkan frekuensi akhir nadadalam satuan Hertz

NADABerfungsi untuk menampilkan nada standar padasenar yang dipilih

Hasil Frame Blocking Hasil FFT Hasil HPS

Pilih Senar Frekuensi (Hz)

NADA

BERHENTI

Status

MULAI CLEAR

STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT SPECTRUM

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 43: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

25

Tabel 3.1. (Lanjutan) Keterangan Tampilan Utama Sistem

3.4. Perancangan Alur Program

Diagram alir sistem stem gitar bass elektrik ditunjukkan pada Gambar 3.5.

Gambar 3.5. Diagram Alir Sistem Stem Gitar Bass Elektrik

Nama Keterangan

StatusBerfungsi untuk menampilkan; Kurang, Pas atauLebih pada proses tuning untuk mendapatkan nadastandar pada senar yang sedang dilakukan tuning

MULAIBerfungsi untuk menjalankan proses tuning bass,setelah sudah memilih senar berapa yang ingindilakukan tuning

CLEARBerfungsi untuk membersihkan semua hasilkeluaran, jika senar yang dipilih sudah tuned

BERHENTI Berfungsi untuk menghentikan proses tuning

START A

Masukan SuaraGitar Bass

Keluaran Teks

A

Proses Perekaman

Normalisasi

Frame Blocking

Windowing

FFT dan SpektrumFrekuensi

Harmonic Product Spectrum

Penentuan Frekuensi

Penentuan Nada(Look Up Table)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 44: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

26

Pada sistem tuning gitar bass elektrik ini terdapat pada proses-proses yang perlu

dilakukan, yang bermula dari perekaman hingga hasil akhir yang akan memberikan tampilan

yaitu teks untuk nada standar serta frekuensi dari nada tersebut, hasil frame blocking, hasil

FFT, hasil HPS, dan hasil tuning yang nantinya akan ditampilkan status (kurang, pas, atau

lebih) pada masing-masing senar yang didapatkan saat proses tuning berlangsung.

3.4.1. Rekam

Diagram alir sub rutin rekam ditunjukkan pada Gambar 3.6.

Tidak

Ya

Gambar 3.6. Diagram Alir Sub Rutin Rekam

Pada proses perekaman, proses pertama akan melewati sampling yang tujuannya

untuk merekam nada gitar bass elektrik dengan nilai frekuensi sampling yang telah

ditentukan oleh penulis yaitu 512 Hertz. Penulis memilih nilai frekuensi sampling tersebut

START

Keluaran:Nada Terekam

END

Sampling

Mulai?

Masukan: Pilih“Nomor Senar” di GUI

Input: Tekan Tombol“MULAI” di GUI

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 45: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

27

karena frekuensi sampling minimal harus dua kali lebih besar dari frekuensi tertinggi dari

sinyal yang dilakukan sampling tersebut, dari Tabel 2.1 terlihat bahwa frekuensi terbesar

yang dimiliki pada senar gitar bass dari senar pertama hingga senar keempat yaitu dengan

nilai frekuensi sebesar 98 Hz yang terdapat pada nada G. Jadi penulis cukup untuk memilih

nilai pada frekuensi sampling yaitu 512 Hertz. Nilai untuk frekuensi sampling didapatkan

berdasarkan persamaan (2.1). Jadi semua sampel nada yang diambil dalam proses

perekaman, melalui sampling terlebih dahulu sebelum masuk ke tahap selanjutnya. Hasil

keluaran untuk proses perekaman dalam bentuk wav.

3.4.2. Normalisasi

Diagram alir normalisasi ditunjukkan pada Gambar 3.7.

Gambar 3.7. Diagram Alir Normalisasi

Tujuan dari proses normalisasi adalah untuk menaikkan atau menurunkan

amplitudo dari sebuah file suara agar semua sampel di dalamnya berada pada rentang tertentu

START

Masukan:Nada Terekam

Mencari Nilai MaksimalDari Data Nada

Terekam

END

Data Nada Rekamdibagikan dengan NilaiMaksimal Nada Rekam

Keluaran: HasilNormalisasi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 46: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

28

sehingga dapat terbentuk pada skala yang sama, agar kuat atau lemahnya suara nada gitar

yang dilakukan tuning tidak terlalu memengaruhi proses penganalan.

Berdasarkan persamaan (2.2), proses normalisasi ini dilakukan dengan cara

membagi setiap nilai data masukan yaitu nada terekam dengan nilai absolut maksimal dari

data masukan tersebut, sehingga didapatkan sinyal yang ternormalisasi untuk nada terekam.

3.4.3. Frame Blocking

Diagram alir frame blocking ditunjukkan pada Gambar 3.8.

Tidak Tidak Tidak

Ya Ya

Ya

Tidak Tidak

Ya Ya

Gambar 3.8. Diagram Alir Frame Blocking

Setelah proses normalisasi, maka proses selanjutnya yaitu frame blocking. Panjang

frame yang diberikan yaitu 16, 32, 64, 128, 256, dan 512. Panjang frame yang digunakan

START

Masukan: HasilNormalisasi

END

Mengambil DataSepanjang Nilai Frame

Frame= 16

Frame= 32

Frame= 64

Keluaran: HasilFrame Blocking

di GUI

Frame= 128

Frame= 256

Frame512

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 47: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

29

sangat mempengaruhi keberhasilan dalam analisa spektral. Di satu sisi ukuran dalam frame

harus sepanjang mungkin untuk dapat menunjukkan resolusi frekuensi yang baik. Tetapi di

sisi lain ukuran frame juga harus cukup pendek untuk dapat resolusi waktu yang baik. Dalam

proses ini, data yang diambil mulai dari sinyal yang paling kiri dan akan diambil sepanjang

nilai frame yang sudah diberikan, sehingga dapat memudahkan dalam perhitungan dan

analisa sinyal. Data yang diambil dapat mewakili data terekam. Data yang diambil tersebut

merupakan keluaran untuk proses frame blocking.

3.4.4. Windowing

Diagram alir windowing ditunjukkan pada Gambar 3.9.

Gambar 3.9. Diagram Alir Windowing

Suara yang dipotong-potong menjadi beberapa frame membuat data suara menjadi

discontinue, hal ini mengakibatkan kesalahan data proses Fourier transform. Fungsinya

windowing untuk mengurangi efek diskontinuitas tersebut saat sinyal ditransformasikan ke

domain frekuensi. Proses ini menggunakan fungsi hamming yang ada di program Matlab.

Hamming window membuat hasil windowing akan lebih halus dalam menghilangkan efek

diskontinuitas, untuk mendapatkan hasil untuk proses windowing, maka hasil frame blocking

START

Masukan: HasilFrame Blocking

Hasil Frame Blocking dikalikandengan Hamming Window

END

Keluaran: HasilWindowing

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 48: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

30

dikalikan dengan hamming window. Fungsi window yang paling sering digunakan dalam

aplikasi voice recognition adalah hamming window. Hamming Window mempunyai side

lobe yang paling kecil dan main lobe yang paling besar sehingga hasil windowing akan lebih

halus dalam menghilangkan efek diskontinuitas. Berdasarkan persamaan (2.3), hamming

window adalah sebuah sebuah vektor dengan jumlah sebanyak n. Nilai n akan disesuaikan

dengan banyaknya elemen pada frame sehingga banyaknya elemen pada hamming window

akan sama dengan banyaknya elemen pada frame. Hal tersebut akan menghilangkan efek

diskontinuitas pada proses Fourier transform ini.

3.4.5. FFT dan Spektrum Frekuensi

Diagram alir FFT dan spektrum frekuensi ditunjukkan pada Gambar 3.10.

Gambar 3.10. Diagram Alir FFT dan Spektrum Frekuensi

START

Masukan: HasilWindowing

Menghitung NilaiFFT

END

PenentuanSpektrum

Keluaran: SpektrumFrekuensi

Output di GUI“Hasil FFT”

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 49: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

31

Dalam proses ini, perhitungan dengan FFT digunakan untuk membangkitkan

spektrum frekuensi. Dalam proses perhitungan FFT tersebut menggunakan fungsi FFT yang

ada di program Matlab. Setelah mendapatkan nilai FFT, proses selanjutnya adalah mencari

spektrum frekuensi, tujuannya untuk mendapatkan keluaran spektrum frekuensi. Sebelum

mendapatkan keluaran spektrum frekuensi, ada juga proses yang harus dilewati yaitu proses

penentuan spektrum. Proses ini akan diproses setelah menghitung nilai FFT, dan untuk

menentukan spektrum dalam proses tersebut dengan cara yaitu ambil separuh bagian kiri

dari FFT. Proses tersebut adalah salah satu cara untuk mengubah sinyal dari domain waktu

ke domain frekuensi. Berdasarkan persamaan (2.4), FFT merupakan pengembangan dari

komputasi dengan menggunakan DFT untuk mengubah sinyal dari domain waktu ke domain

frekuensi, dan FFT dapat menghitung DFT dengan cepat dan efisien untuk membangkitkan

spektrum frekuensi.

3.4.6. Harmonic Product Spectrum (HPS)

Diagram alir Harmonic Product Spectrum (HPS) ditunjukkan pada Gambar 3.11.

Gambar 3.11. Diagram Alir Harmonic Product Spectrum

Proses HPS ini dilakukan setelah mencari spektrum frekuensi, pada tahap ini sinyal

keluaran dari hasil perhitungan FFT yang sudah membangkitkan spektrum frekuensi tersebut

START

Masukan: SpektrumFrekuensi

Perkalian SpektrumFrekuensi Menggunakan

Harmonic Product Spectrum

END

Keluaran: Hasil PerkalianSpektrum Frekuensi

Menggunakan HarmonicProduct Spectrum

B

B

Output di GUI“Hasil HPS”

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 50: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

32

akan diproses berdasarkan algoritma HPS, dan dengan cara dikalikan nilai hasil spektrum

yang ada, hasilnya akan membentuk puncak yang jelas pada frekuensi fundamental, artinya

untuk mendapatkan hasil sinyal yang bebas dari harmonik. Berdasarkan persamaan (2.5),

HPS merupakan suatu metode yang berfungsi untuk melihat frekuensi standar yang terdapat

pada sinyal masukan. Puncak dalam spektrum merupakan kelipatan harmonik dari frekuensi

fundamental, oleh karena itu, dikompresi dengan bilangan bulat dan menambahkan hasil

frekuensi terkompresi dari spektrum akan memberikan puncak tertinggi pada semua

harmonik. Hasil akhir dari Harmonic Product Spectrum ini diteruskan ke dalam proses

penentuan frekuensi.

3.4.7. Penentuan Frekuensi

Diagram alir penentuan frekuensi ditunjukkan pada Gambar 3.12.

Gambar 3.12. Diagram Alir Penentuan Frekuensi

Dengan hasil perkalian spektrum frekuensi menggunakan HPS, sudah bisa

menentukan hasil keluaran nilai frekuensi pada nada masukan. Hasil dari perkalian frekuensi

yang didapatkan dijadikan hasil untuk menentukan range nada yang mana dari hasil

frekuensi yang didapatkan dalam proses penentuan frekuensi ini, dari frekuensi tersebut,

hasil keluaran dapat diketahui apakah masih kurang, sudah pas, atau sudah lebih dari nada

standar pada masing-masing senar gitar bass yang sedang dilakukan tuning.

START

Masukan: Hasil PerkalianSpektrum Frekuensi

Menggunakan HarmonicProduct Spectrum

Menentukan Nilai Frekuensi

END

Keluaran: NilaiFrekuensi

C

C

Output di GUI“Frekuensi (Hz)”

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 51: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

33

3.4.8. Look Up Table

Dalam perancangan tuner gitar bass elektrik ini, menggunakan look up table pada

proses penentuan nadanya, untuk menentukan frekuensi pada look up table, penulis memakai

frekuensi yang sudah ditentukan pada nada standar gitar bass elektrik sesuai standar

internasional yang terdapat pada Tabel 2.1. Pengambilan nada gitar bass dilakukan melalui

tahap perekaman. Setalah proses perekaman maka akan melalui preprocessing yang terdiri

dari proses normalisasi, frame blocking, dan windowing. Setelah itu, menghitung dengan

FFT dan penentuan spektrum setelah itu dilakukan proses HPS, sehingga didapatkan plot

Harmonic Product Spectrum. Prosesnya ditunjukkan pada Gambar 3.13.

Gambar 3.13. Diagram Alir Proses Penentuan Frekuensi Akhir untuk Look Up Table

START

Keluaran (Fekuensi)

Masukan: Suara Gitar Bass

Perekaman

Preprocessing

FFT dan SpektrumFrekuensi

Harmonic Product Spectrum

Penentuan Frekuensi

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 52: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

34

3.4.9. Penentuan Teks Nada Standar

Diagram alir penentuan teks nada standar ditunjukkan pada Gambar 3.14.

Tidak Tidak Tidak

Ya Ya Ya

Tidak Tidak

Ya Ya Ya

Tidak Tidak

Ya Ya Ya

Gambar 3.14. Diagram Alir Proses Penentuan Teks Nada Standar

START

Masukan:

Nilai Frekuensi

Senar 1 Senar 2 Senar 3

frek<98

END

D

frek<73

D

frek>73

E F

G H

Senar 4

Kurang Pas Lebih

Kurang Pas Lebih

frek=98 frek>98

frek=73

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 53: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

35

Tidak Tidak

Ya Ya Ya

Tidak Tidak

Ya Ya Ya

Gambar 3.14. (Lanjutan) Diagram Alir Proses Penentuan Teks Nada Standar

Data masukan berupa frekuensi dari masing-masing senar gitar bass yang terdapat

setelah melewati beberapa proses yang ada di atas. Setelah mendapatkan frekuensi tersebut,

maka akan dibandingkan dengan frekuensi masukan pada look up table yang sudah diatur

sesuai frekuensi standar gitar bass yang terdapat pada Tabel 2.1. Jika frekuensi yang didapat

sesuai dengan frekuensi standarnya, maka di situlah akan mendapatkan nada standar pada

senar yang dilakukan tuning. Singkatnya yaitu setelah mengetahui nilai frekuensinya, maka

hasil keluaran teks nada standar dari masing-masing senar gitar bass yang dilakukan tuning

tersebut dapat diketahui. Penentuan hasilnya dengan menggunakan look up table terlihat

pada Gambar 3.13, dari frekuensi akhir yang didapatkan, maka range frekuensi look up table

dapat ditentukan untuk nada standar pada masing-masing senar gitar bass.

E

frek<55

G

frek<41

H

F

LebihPasKurang

Kurang Pas Lebih

frek=55 frek>55

frek=41 frek>41

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 54: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

36

3.4.10. Keluaran (Teks)

Di bagian akhir ini (keluaran) akan menampilkan teks nada standar gitar bass sesuai

dengan senar yang dipilih untuk melakukan tuning dan akan menampilkan juga status

(Kurang, Pas, atau Lebih) pada hasil keluarannya. Setelah proses penentuan teks nada

selesai, maka akan mendapatkan keluarannya. Proses ini menggunakan call back yang

terdapat pada GUI Matlab dengan inisialisasi sebagai status untuk proses tuning. Berikut ini

adalah diagram alir proses untuk menampilkan teks keluaran.

Tidak

Ya

Gambar 3.15. Diagram Alir Proses Menampilkan Teks Keluaran

START

Masukan:

Indeks Nilai Maksimum

Proses Tuning

END

Sudah Tuned?

Status

set(handles.edit,'string',status)

Output di GUI“NADA” dan

“Status”

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 55: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

37

3.5. Rancangan Pengujian

Untuk mengetahui performa sistem yang telah dirancang, maka pengujian

dilakukan terhadap sistem dengan memainkan (tuning) gitar bass secara real time. Proses

pengujiannya yaitu menganalisis perbandingan frekuensi yang dihasilkan oleh sistem

(frekuensi sistem) dengan frekuensi standar yang ada di dalam sistem (frekuensi standar

sistem).

Untuk mengetahui tingkat akurasi nada yang dihasilkan pada senar gitar bass, perlu

dilakukan perbandingan antara frekuensi yang didapat pada sistem (dari semua panjang

frame blocking yang sudah disebut di bagian sebelumnya) dengan frekuensi standar sistem

yang tertera pada Gambar 3.14. Sebelum melakukan pengujian, senar gitar bass harus berada

pada posisi tuned. Senar gitar bass dinyatakan sudah tuned kalau keluarannya sudah sesuai

dengan diagram alir proses penentuan teks nada standar sistem yang tertera pada Gambar

3.14. Pengujian dilakukan sebanyak sepuluh kali pada masing-masing senar gitar bass, lalu

dihitung frekuensi rata-ratanya. Frekuensi rata-rata yang didapatkan menggunakan rumus:

(3.1)

Setelah melewati proses pengambilan dan perhitungan untuk mendapatkan

frekuensi rata-rata, pengujian ini sangat membutuhkan akurasi yang tinggi dalam mendeteksi

frekuensi. Hal ini dibutuhkan sebagai catuan dalam memberikan feedback yang efektif. Nilai

akurasi yang didapatkan menggunakan rumus [13]:

(3.2)

Setelah membandingkan frekuensi yang dihasilkan oleh sistem dengan frekuensi

standar sistem, maka didapat persentase akurasi antara frekuensi sistem dengan frekuensi

standar sistem pada masing-masing senar gitar bass. Selanjutnya akan dihitung juga rata-

rata akurasi dari setiap panjang frame blocking, lalu dibuat grafik untuk memperlihatkan

lebih jelas pengaruh panjang frame blocking terhadap tingkat pengenalan sistem.

Setelah melewati semua proses pengujian yang di atas, performa dari sistem

tersebut akan dinyatakan sudah berjalan dengan baik, jika persentase dari tingkat pengenalan

sistem mendekati atau mencapai 100%.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 56: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

38

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini akan membahas mengenai langkah-langkah pada program yang telah dibuat

dan program akan diuji terlebih dahulu untuk mengetahui cara kerjanya apakah sudah sesuai

dengan perancangan. Pengujian berguna untuk mengetahui kinerja program tersebut dalam

melakukan tuning pada gitar bass. Hasil pengujian berupa data-data, dengan data-data hasil

pengujian menunjukkan program yang telah dirancang dapat berjalan baik atau tidak, dan

dari data tersebut dapat dianalisa cara kerjanya. Setelah dianalisa, kesimpulan dapat ditarik

untuk sistem ini.

4.1. Pengujian Program Stem Gitar Bass Menggunakan Harmonic

Product Spectrum

Perancangan dan pengujian program stem gitar bass ini menggunakan software

Matlab R2010a. Pengujian program stem gitar bass ini menggunakan spesifikasi laptop

sebagai berikut:

1. Tipe Laptop : Acer Aspire S3-951

2. Prosesor : Intel(R) Core(TM) i3-2367M CPU @ 1.40GHz 1.40 GHz

3. RAM : 4 GB

4. Sistem Operasi : Windows 7 Ultimate 64-bit

Dalam perancangan sistem ini, tujuan membuat GUI adalah untuk memudahkan

user mengakses program ini. Berikut ini langkah-langkah untuk menjalankan program stem

gitar bass:

1. Pertama, buka software Matlab terlebih dahulu dan ubah current folder sesuai

lokasi disimpannya program yang telah dibuat.

2. Kedua, ketik perintah “tunergui” pada command window untuk menjalankan file

GUI yang telah dibuat kemudian tekan enter.

3. Ketiga, setelah menekan enter, maka GUI siap digunakan untuk pengujian secara

real time. Untuk lebih jelasnya, lihat pada Gambar 4.1.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 57: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

39

Gambar 4.1. GUI Software Stem Gitar Bass Menggunakan Harmonic Product Spectrum

Pada tampilan GUI Gambar 4.1, terdapat tiga pushbutton, satu buah popupmenu,

tiga axes, serta tiga edit text. Berikut ini adalah penjelasan tentang fungsi pushbutton,

popupmenu, axes, serta edit text yang digunakan pada GUI.

a. Pushbutton “MULAI”: Untuk memulai proses tuning gitar bass.

b. Pushbutton “CLEAR”: Untuk membersihkan semua hasil keluaran, jika senar yang

dipilih sudah tuned.

c. Pushbutton “BERHENTI”: Untuk menghentikan proses tuning.

d. Popupmenu “Pilih Senar”: Untuk memilih senar berapakah yang ingin dilakukan

tuning oleh user, apakah senar pertama, senar kedua, senar ketiga, atau senar

keempat (lihat Gambar 4.2). Setelah selesai memilih senar, kemudian user dapat

memulai tuning gitar bass dengan menekan tombol “MULAI”. Hasil tuning terlihat

seperti pada Gambar 4.3.

e. Axes “Hasil Frame Blocking”: Untuk menampilkan grafik hasil frame blocking.

f. Axes “Hasil FFT”: Untuk menampilkan grafik hasil fast Fourier transform.

g. Axes “Hasil HPS”: Untuk menampilkan grafik hasil harmonic product sprctrum.

h. Edit text “NADA”: Untuk menampilkan nada standar dari senar yang dipilih oleh

user untuk melakukan tuning.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 58: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

40

i. Edit text “Status”: Untuk menampilkan status dari senar yang sedang dilakukan

tuning, apakah masih kurang, sudah pas, atau sudah melebihi nada standar dari

senar tersebut.

j. Edit text “Frekuensi (Hz)”: Untuk menampilkan frekuensi keluaran dari senar yang

sedang dilakukan tuning.

Gambar 4.2. Pemilihan Senar Gitar Bass

Gambar 4.3. Contoh ketika GUI dijalankan untuk melakukan tuning pada Senar Pertama

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 59: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

41

4.2. Penjelasan Sintaks Program secara Real Time

Untuk sintaks program secara real time, pushbutton dan popupmenu yang terdapat

pada GUI akan diisi sintaks program tertentu agar nantinya GUI dapat berjalan dengan baik

dan lancar. Untuk lebih jelasnya, berikut ini penjelasannya.

a. Pushbutton “MULAI”

Pada saat menekan pushbutton “MULAI” ini, sistem akan mulai merekam suara

masukan dari gitar bass dan akan diproses lebih lanjut. Untuk lebih jelasnya berikut ini

proses-prosesnya dan juga sintaks programnya.

Proses merekam suara gitar bass

Sintaks program yang digunakan ditunjukkan pada Gambar 4.4.

Gambar 4.4. Sintaks Program untuk Proses Merekam

Berdasarkan sintaks program di atas, dapat dilihat bahwa terdapat sintaks

while. Sintaks ini digunakan untuk melakukan proses perulangan atau biasa

dikenal dengan looping selama kondisi ekspresi terpenuhi. Untuk

menghentikan proses looping tersebut dengan cara menggunakan sintaks

global. Sintaks global fungsinya untuk menghentikan sintaks while.

Langkah-langkah untuk mendapatkan hasil keluarannya ditunjukkan pada

Gambar 3.6. Proses tersebut menghasilkan hasil sampling sinyal suara gitar

bass seperti pada contoh Gambar 2.3. Selanjutnya hasil dari proses tersebut

akan dinormalisasikan.

global hentihenti=0;while henti==0

disp('tuning process..')pause(1);

% Variabel Penelitianframe=512; % Panjang Frame Blockingfs=512; % Frekuensi Samplinghfs=fs/2;

sg=wavrecord(frame,fs,'double'); % Sinyal Gitar (untukmasukan wav)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 60: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

42

Proses Normalisasi

Sintaks program yang digunakan ditunjukkan pada Gambar 4.5.

Gambar 4.5. Sintaks Program untuk Proses Normalisasi

Proses pertama yang akan diproses oleh sistem setelah dapat masukan (suara

gitar bass) yaitu proses normalisasi sinyal suara gitar bass terekam.

Normalisasi dilakukan dengan cara membagi data masukan (data sinyal suara

gitar bass terekam) dengan nilai absolut data tersebut. Langkah-langkah

untuk mendapatkan hasil keluarannya ditunjukkan pada Gambar 3.7. Proses

tersebut menghasilkan hasil normalisasi sinyal suara gitar bass seperti pada

contoh Gambar 2.4.

Proses Frame Blocking

Sintaks program yang digunakan ditunjukkan pada Gambar 4.6.

Gambar 4.6. Sintaks Program untuk Proses Frame Blocking

Setelah proses normalisasi, proses selanjutnya adalah frame blocking yang

tujuannya untuk mengambil sebagian data sesuai panjang nilai frame

blocking yang sudah ada yang nantinya akan ditampilkan pada kotak axes 1

(Hasil Frame Blocking). Langkah-langkah untuk mendapatkan hasil

keluarannya ditunjukkan pada Gambar 3.8. Sebagian data yang diambil untuk

diproseskan selanjutnya, seperti pada contoh Gambar 2.6, dan akan

menghasilkan hasil frame blocking seperti pada contoh Gambar 2.7. Setelah

melewati proses tersebut, data hasil frame blocking akan memasuki proses

selanjutnya yaitu proses windowing.

% Normalisasiy1=sg/max(abs(sg));

% Frame Blockingx0=y1(1:frame);axes(handles.axes1)plot(x0)xlabel('Data Tercuplik','Fontsize',8)ylabel('Amplitudo','Fontsize',8)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 61: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

43

Proses Windowing

Sintaks program yang digunakan ditunjukkan pada Gambar 4.7.

Gambar 4.7. Sintaks Program untuk Proses Windowing

Setelah melewati proses frame blocking, hasil dari proses frame blocking

tersebut akan melalui proses windowing untuk menghilangkan diskontinuitas

yang diakibatkan oleh proses frame blocking. Proses windowing ini

menggunakan Hamming Window. Dalam proses ini, hasil frame blocking

dikalikan dengan hamming. Langkah-langkah untuk mendapatkan hasil

keluarannya ditunjukkan pada Gambar 3.9. Proses tersebut menghasilkan

hasil windowing seperti pada contoh Gambar 2.8. Setelah mendapatkan hasil

windowing, maka hasil tersebut akan dilanjutkan pada proses FFT.

Proses FFT

Sintaks program yang digunakan ditunjukkan pada Gambar 4.8.

Gambar 4.8. Sintaks Program untuk Proses FFT

Setelah melewati proses windowing, hasil dari proses windowing tersebut

akan memasuki pada tahap selanjutnya yaitu perhitungan dengan FFT,

perhitungan ini untuk membangkitkan spektrum yang kemudian akan

dianalisis untuk mengetahui frekuensi nada yang dihasilkan saat user

melalukan tuning dan hasil FFT akan ditampilkan pada kotak axes 2 (Hasil

FFT). Langkah-langkah untuk mendapatkan hasil keluarannya ditunjukkan

pada Gambar 3.10. Proses tersebut menghasilkan hasil FFT seperti pada

contoh Gambar 2.9. Setelah mendapatkan hasil FFT, proses selanjutnya yang

harus dilalui untuk mendapatkan frekuensi keluarannya yaitu proses HPS.

% Windowingh=hamming(frame);y2=x0.*h;

% FFTy3=abs(fft(y2,fs));y3=y3(1:hfs);axes(handles.axes2)plot(y3)xlabel('Frekuensi (Hz)','Fontsize',8)ylabel('Amplitudo','Fontsize',8)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 62: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

44

Proses HPS

Sintaks program yang digunakan ditunjukkan pada Gambar 4.9.

Gambar 4.9. Sintaks Program untuk Proses HPS

Setelah melewati proses FFT, kemudian yang akan dilakukan adalah

perkalian elemen frekuensi dengan menggunakan HPS sehingga dapat

diketahui pasti letak frekuensi sebenarnya dari nada gitar bass yang dilakukan

tuning dan hasil HPS akan ditampilkan pada kotak axes 3 (Hasil HPS).

Langkah-langkah untuk mendapatkan hasil keluarannya ditunjukkan pada

Gambar 3.11. Proses tersebut menghasilkan hasil HPS seperti pada contoh

Gambar 2.13.

Frekuensi Keluaran

Sintaks program yang digunakan ditunjukkan pada Gambar 4.10.

Gambar 4.10. Sintaks Program untuk Frekuensi Keluaran

Berdasarkan sintaks program di atas ini, fungsinya untuk menampilkan

frekuensi keluaran yang dilihat pada amplitudo tertinggi yang dihasilkan oleh

HPS setelah melewati beberapa proses yang ada di atas dan hasilnya akan

ditampilkan pada kotak edit 1 (Frekuensi (Hz)) yang berupa string. Langkah-

langkah untuk mendapatkan hasil keluarannya ditunjukkan pada Gambar

3.12.

% HPSy4=y3(1:2:hfs); % Downsamplingy4(hfs)=0; % Zero Paddingy5=y3.*y4; % Perkalian Elemenaxes(handles.axes3)plot(y5)xlabel('Frekuensi (Hz)','Fontsize',8)ylabel('Amplitudo','Fontsize',8)

% Frekuensi Keluaranfrek=find(y5==max(y5))-1;set(handles.edit1,'string',frek);set(hObject,'Backgroundcolor',[1 1 0]);

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 63: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

45

Teks Nada Keluaran

Berikut ini adalah listing program untuk look up table dan untuk

menampilkan hasil teks nada keluaran.

Gambar 4.11. Sintaks Program untuk Teks Nada Keluaran

Berdasarkan sintaks program di atas ini, jika frekuensi keluaran yang

dihasilkan saat melakukan tuning yang ditampilkan pada kotak edit 1

(Frekuensi (Hz)) lebih rendah dari nilai yang sudah setting sebagai frekuensi

referensi untuk melakukan look up table, maka di kotak edit 3 (Status) akan

% Cek kurang, pas, atau lebih (LUT)status = get(handles.popupmenu1,'value');if status == 1set(handles.edit2,'string','G');

if frek<98set(handles.edit3,'string','Kurang');

elseif frek==98set(handles.edit3,'string','Pas');

elseset(handles.edit3,'string','Lebih');

end

elseif status == 2set(handles.edit2,'string','D');

if frek<73set(handles.edit3,'string','Kurang');

elseif frek==73set(handles.edit3,'string','Pas');

elseset(handles.edit3,'string','Lebih');

end

elseif status == 3set(handles.edit2,'string','A');

if frek<55set(handles.edit3,'string','Kurang');

elseif frek==55set(handles.edit3,'string','Pas');

elseset(handles.edit3,'string','Lebih');

end

elseif status == 4set(handles.edit2,'string','E');

if frek<41set(handles.edit3,'string','Kurang');

elseif frek==41set(handles.edit3,'string','Pas');

elseset(handles.edit3,'string','Lebih');

endendend

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 64: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

46

menampilkan teks “Kurang” yang berarti proses tuning belum mencapai nada

standar, dengan hal yang sama, jika di kotak edit 3 (Status) menampilkan teks

“Pas” berarti proses tuning sudah mencapai nada standar, dengan hal yang

sama pula, jika di kotak edit 3 (Status) menampilkan teks “Lebih” maka

proses tuning sudah melebihi nada standar pada gitar bass. Di kotak edit 2

(NADA) akan menampilkan nada standar dari masing-masing senar yang

dipilih untuk melakukan tuning, jika user memilih senar pertama untuk

melakukan tuning, maka di kotak edit 2 akan menampilkan teks “G” yang

berarti nada standar dari senar pertama adalah nada G, dengan hal yang sama,

kotak edit 2 akan menampilkan juga nada standar pada senar kedua, senar

ketiga, dan senar keempat, jika user memilih untuk melakukan tuning.

Langkah-langkah untuk mendapatkan hasil keluarannya ditunjukkan pada

Gambar 3.14.

b. Pushbutton “CLEAR”

Untuk menjalankan pushbutton ini, maka diisi sintaks berikut:

Gambar 4.12. Sintaks Program untuk Pushbutton “CLEAR”

Pushbutton “CLEAR” ini berfungsi untuk membersihkan axes dan edit pada GUI,

jika senar gitar yang dilakukan tuning sudah mencapai nada standar dan ingin

melakukan lagi tuning yang baru pada senar yang lain.

axes(handles.axes1)plot(0)axes(handles.axes2)plot(0)axes(handles.axes3)plot(0)set(handles.edit1,'string','');set(handles.edit2,'string','');set(handles.edit3,'string','');clear allclc

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 65: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

47

c. Pushbutton “BERHENTI”

Untuk menjalankan pushbutton ini, maka diisi sintaks berikut:

Gambar 4.13. Sintaks Program untuk Pushbutton “BERHENTI”

Pushbutton “BERHENTI” ini berfungsi untuk menghentikan proses tuning.

Berdasarkan sintaks program yang di atas ini, dapat dilihat bahwa terdapat sintaks

global. Sintaks ini fungsinya untuk menghentikan proses looping yang terdapat

pada sistem ini. Karena di awal program menggunakan sintaks while untuk

melakukan looping pada sistem ini, jadi di akhir program ini harus menggunakan

sintaks global untuk menghentikan looping tersebut.

d. Popupmenu “Pilih Senar”

Popupmenu “Pilih Senar” ini, fungsi hanya untuk memilih senar berapakah yang

ingin dilakukan tuning. Sintaks pada popupmenu ini sudah tergabung pada program

look up table yang terdapat pada bagian pushbutton “MULAI” pada poin kedelapan

(Teks Nada Keluaran). Untuk menjalankan popupmenu ini, dengan cara mengisi

string pada popupmenu tersebut, caranya sebagai berikut:

Klik dua kali pada kotak popupmenu yang terdapat pada GUI.fig.

Gambar 4.14. Popupmenu di GUI.fig

Mengisi string pada popupmenu tersebut di Inspector: uicontrol.

Gambar 4.15. String Popupmenu

global hentihenti=1;

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 66: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

48

4.3. Analisis Hasil Data Pengujian

Dalam pengujian program ini, seluruh panjang frame blocking yaitu 512, 256, 128,

64, 32, dan 16 akan diuji untuk mencari frekuensi keluaran yang dihasilkan oleh sistem,

selanjutnya hasil dari pengujian tersebut akan dibandingkan dengan frekuensi standar yang

ada di dalam sistem. Penulis mengambil data sebanyak sepuluh kali dari masing-masing

nada yang sudah tuned dari setiap panjang frame blocking.

Frekuensi standar yang digunakan dalam sistem ini, khususnya pada senar bass

kedua dan keempat sedikit berbeda dengan frekuensi standar bass yang tertera pada Tabel

2.1 dikarenakan ada keterbatasan resolusi FFT yang digunakan dalam sistem ini, yang hanya

bisa menghasilkan resolusi sebesar 1 Hertz.

Untuk menghitung frekuensi rata-rata dari sistem menggunakan persamaan (3.1),

menghitung akurasi dari hasil pengujian menggunakan persamaan (3.2), setelah itu akan

dihitung rata-rata akurasi (%) yang didapat dari seluruh data pengujian untuk mengetahui

pengaruh panjang frame blocking terhadap sistem.

1. Pengujian Sistem dengan Panjang Frame Blocking 512.

Perbandingan frekuensi yang dihasilkan oleh sistem dengan frekuensi standar.

Tabel 4.1. Hasil Pengujian Sistem dengan Panjang Frame Blocking 512

Senar

FrekuensiStandarSistem(Hz)

Frekuensi Sistem (Hz)Akurasi

(%)Pengujian ke Rata-

Rata1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Pertama 98 98 98 98 98 98 98 98 98 98 98 98 100Kedua 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 100Ketiga 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 100

Keempat 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 100Rata-rata Akurasi 100

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 67: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

49

2. Pengujian Sistem dengan Panjang Frame Blocking 256.

Perbandingan frekuensi yang dihasilkan oleh sistem dengan frekuensi standar.

Tabel 4.2. Hasil Pengujian Sistem dengan Panjang Frame Blocking 256

Senar

FrekuensiStandarSistem(Hz)

Frekuensi Sistem (Hz)Akurasi

(%)Pengujian ke Rata-

Rata1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Pertama 98 98 98 98 98 98 98 98 98 98 98 98 100Kedua 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 100Ketiga 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 100

Keempat 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 100Rata-rata Akurasi 100

3. Pengujian Sistem dengan Panjang Frame Blocking 128.

Perbandingan frekuensi yang dihasilkan oleh sistem dengan frekuensi standar.

Tabel 4.3. Hasil Pengujian Sistem dengan Panjang Frame Blocking 128

Senar

FrekuensiStandarSistem(Hz)

Frekuensi Sistem (Hz)Akurasi

(%)Pengujian ke Rata-

Rata1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Pertama 98 98 98 98 98 98 98 98 98 98 98 98 100Kedua 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 100Ketiga 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 100

Keempat 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 100Rata-rata Akurasi 100

4. Pengujian Sistem dengan Panjang Frame Blocking 64.

Perbandingan frekuensi yang dihasilkan oleh sistem dengan frekuensi standar.

Tabel 4.4. Hasil Pengujian Sistem dengan Panjang Frame Blocking 64

Senar

FrekuensiStandarSistem(Hz)

Frekuensi Sistem (Hz)Akurasi

(%)Pengujian ke Rata-

Rata1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Pertama 98 98 98 98 98 98 98 98 98 98 98 98 100Kedua 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 100Ketiga 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 100

Keempat 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 100Rata-rata Akurasi 100

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 68: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

50

5. Pengujian Sistem dengan Panjang Frame Blocking 32.

Perbandingan frekuensi yang dihasilkan oleh sistem dengan frekuensi standar.

Tabel 4.5. Hasil Pengujian Sistem dengan Panjang Frame Blocking 32

Senar

FrekuensiStandarSistem(Hz)

Frekuensi Sistem (Hz)Akurasi

(%)Pengujian ke Rata-

Rata1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Pertama 98 98 98 98 98 98 98 98 98 98 98 98 100Kedua 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 73 100Ketiga 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 100

Keempat 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 41 100Rata-rata Akurasi 100

6. Pengujian Sistem dengan Panjang Frame Blocking 16.

Perbandingan frekuensi yang dihasilkan oleh sistem dengan frekuensi standar.

Tabel 4.6. Hasil Pengujian Sistem dengan Panjang Frame Blocking 16

Senar

FrekuensiStandarSistem(Hz)

Frekuensi Sistem (Hz)Akurasi

(%)Pengujian ke Rata-

Rata1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Pertama 98 97 98 99 98 97 97 98 97 97 97 97,5 99,49Kedua 73 71 35 46 43 47 35 45 44 45 45 45,6 39,91Ketiga 55 33 34 55 32 35 32 80 67 71 32 47,1 83,23

Keempat 41 41 45 40 44 42 39 39 41 43 39 41,3 99,27Rata-rata Akurasi 80,48

Tabel-tabel data hasil percobaan sudah mendapatkan persentase tingkat pengenalan

sistem dari masing-masing senar gitar bass melalui perhitungan untuk seluruh panjang frame

blocking yang dipakai. Berikut ini adalah tabel persentase akurasi yang didapat dari seluruh

panjang frame blocking dan dibuat juga grafik untuk memperlihatkan lebih jelas pengaruh

panjang frame blocking terhadap tingkat pengenalan sistem.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 69: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

51

50

60

70

80

90

100

16 32 64 128 256 512

Tin

gkat

Pen

gena

lan

(%)

Panjang Frame Blocking (Titik)

Pengaruh Panjang Frame BlockingTerhadap Tingkat Pengenalan Sistem

Tabel 4.7. Persentase Akurasi yang didapat dari Seluruh Panjang Frame Blocking

Panjang Frame Blocking Tingkat Pengenalan (%)

512 100

256 100

128 100

64 100

32 100

16 80,48

Gambar 4.16. Grafik Pengaruh Panjang Frame Blocking

Terhadap Tingkat Pengenalan Sistem

Dari Tabel 4.7 dan grafik yang di Gambar 4.16, dilihat bahwa tingkat pengenalan

yang mencapai 100% yaitu dari panjang frame blocking 512 sampai pada panjang frame

blocking 32. Pada panjang frame blocking 16 tingkat pengenalan sistem menurun sampai

80,48%. Hal tersebut terjadi karena adanya keterbatasan dari resolusi frekuensi.

Resolusi frekuensi berkaitan dengan penampakan detail sinyal dalam ranah

frekuensi. Jika resolusi frekuensi makin kecil, maka sinyal akan tampak makin detail.

Sebaliknya, jika resolusi frekuensi makin besar, sinyal akan tampak kurang detail.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 70: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

52

Frekuensi pencuplikan yang digunakan dalam sistem ini sebesar 512 Hertz dan panjang FFT

yang digunakan dalam sistem ini bergantung pada panjang frame blocking. Pada penelitian

ini dievaluasi panjang frame blocking 512, 256, 128, 64, 32, dan 16. Berikut ini adalah

perhitungan untuk mengetahui resolusi frekuensi FFT pada seluruh panjang frame blocking

yang digunakan dalam sistem ini berdasarkan persamaan (2.6).

1. Panjang Frame Blocking 512∆ = = 512512 = 12. Panjang Frame Blocking 256∆ = = 512256 = 23. Panjang Frame Blocking 128∆ = = 512128 = 44. Panjang Frame Blocking 64∆ = = 51264 = 85. Panjang Frame Blocking 32∆ = = 51232 = 166. Panjang Frame Blocking 16∆ = = 51216 = 32

Tabel 4.8. Hasil Perhitungan Resolusi pada Seluruh Panjang Frame Blocking

Panjang Frame Blocking Resolusi (Hz)

512 1

256 2

128 4

64 8

32 16

16 32

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 71: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

53

Berdasarkan hasil perhitungan yang ada di Tabel 4.8, terlihat bahwa resolusi

frekuensi yang dihasilkan oleh panjang frame blocking 16 lebih besar dibandingkan dengan

panjang frame blocking yang lain. Resolusi 1 Hertz berarti sistem ini akan mendeteksi

perubahan frekuensi setiap 1 Hertz dan jika resolusinya sebesar 32 Hertz, maka sistem ini

akan mendeteksi perubahan frekuensi setiap 32 Hertz.

Resolusi frekuensi berkaitan dengan penampakan detail sinyal dalam ranah

frekuensi, jadi resolusi frekuensi yang ada pada panjang frame blocking 16 membuat sinyal

tampak tidak detail dalam ranah frekuensi, sehingga pada data hasil pengujian panjang frame

blocking 16 menghasilkan frekuensi yang tidak sesuai dengan frekuensi standar sistem yang

ada.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 72: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

54

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dimulai dari tahap perancangan

sistem, percobaan dan pengujian sistem, serta pembahasan, maka dapat disimpulkan sebagai

berikut:

1. Sistem pada stem gitar bass sudah dapat berjalan sesuai dengan perancangan yang

dapat menampilkan plot hasil frame blocking, hasil FFT, hasil HPS, dan tampilan

teks nada, status, serta frekuensi.

2. Berdasarkan pengujian secara real time yang telah dilakukan, dengan panjang

frame blocking 16 mendapatkan tingkat pengenalan sebesar 80,48% dan pada

panjang frame blocking 32 sampai panjang frame blocking 512 mampu

mendapatkan tingkat pengenalan maksimal sebesar 100%.

5.2. Saran

Dengan dibuatnya software stem gitar bass menggunakan harmonic product

spectrum ini, saran yang diharapkan dapat membantu pengembangan sistem ini adalah

sebagai berikut:

1. Mencoba menggunakan metode yang berbeda sehingga dapat dibandingkan tingkat

pengenalan frekuensinya.

2. Pengembangan sistem dengan menggunakan metode yang bisa menghasilkan

resolusi frekuensi yang lebih kecil dari 1 Hertz.

3. Untuk pengembangannya, dapat juga dengan membuat hardware stem gitar bass.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 73: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

55

DAFTAR PUSTAKA

[1] Sandiko, T.B., 2009, Apresiasi Musik Tradisi Melayu di Sumatera Utara, Tugas

Akhir, Jurusan Sendratasik, Program Studi Seni Musik, Universitas Negeri Medan,

http://musiktopan.blogspot.co.id/ diakses tanggal 10 September 2016.

[2] Munthoriq, I., 2014, Mengenal Alat Musik Gitar Bass dan Bagian-Bagiannya,

https://klinikmusik.wordpress.com/2014/11/18/mengenal-alat-musik-gitar-bass-

dan-bagian-bagiannya/ diakses tanggal 12 September 2016.

[3] Dianputra, R., Puspitaningrum, D., Ernawati, 2014, Implementasi Algoritma Fast

Fourier Transform untuk Pengolahan Sinyal Digital pada Tuning Gitar dengan

Open String, Jurnal Teknologi Informasi, vol.10, no.2, hal 240-248.

[4] Darknick, 2014, Mengenal Jenis Kayu Yang Digunakan Untuk Membuat Gitar,

http://www.yowisband.com/mengenal-jenis-kayu-yang-digunakan-untuk-

membuat-gitar/ diakses tanggal 21 September 2016.

[5] Robinson A., 2001, Seventh String Software,

https://www.seventhstring.com/resources/notefrequencies.html/ diakses tanggal

26 September 2016.

[6] -----, 2006, USB Guitar Link Cable User Manual, User Manual, Behringer.

[7] Sklar, B., 2001, Digital Communications Fundamentals and Applications, 2nd ed,

Communications Engineering Services, Tarzana, California and University of

California, Los Angeles.

[8] Hakim, L., 2012, Analisa Suara Serak Berbasis Transformasi Wavelet dan

Algoritma Jaringan Syaraf Tiruan, Tugas Akhir, Jurusan Teknik Elektro, Institut

Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.

[9] Bhaskoro, S.B., Ariani, I., Alamsyah, A.A., 2014, Transformasi Pitch Suara

Manusia Menggunakan Metode PSOLA, Jurnal ELKOMIKA Institut Teknologi

Nasional Bandung, vol.2, no.2, hal 138.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 74: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

56

[10] Lukman, A., 2009, Identifikasi Frekuensi Suara Nyamuk Betina Menggunakan

Algoritma Fast Fourier Transsform,

http://jurnal.stmikelrahma.ac.id/assets/file/Achmad%20Lukman_stmikelrahma.pd

f, diakses 6 Januari 2017.

[11] Kubota, N., Liu, K.K.H., Obo, T., 2016, Intelligent Robotics and Applications, Part

II, Tokyo, Japan.

[12] Radiana, S.G., __, Discrete Fourier Transform Menjadi Fast Fourier Transform,

http://te.ugm.ac.id/~risanuri/isyaratsystem/paperDFTkeFFT.pdf diakses tanggal 3

Januari 2017.

[13] Arfina, S.R., 2016, Simulasi Feedback pada Permainan Biola untuk Pemula

Menggunakan Metode HPS, Prodi S1 Teknik Telekomunikasi, Fakultas Teknik

Elektro, Universitas Telkom Bandung.

[14] Noll, A.M., 1969, Pitch Determination of Human Speech by the Harmonic Product

Spectrum, the Harmonic Sum Spectrum, and a Maximum Likelihood Estimate,

Symposium on Computer Processing in Communications Polytechnic Institute of

Brooklyn.

[15] Sumarno, L., Wihadi, R.B.D., Tjendro, Widyastuti, W., 2015, Pengenalan

Kerusakan Mekanis Pompa Air Berbasis Sinyal Getaran pada Ranah Frekuensi,

JNTETI, vol.4, no.2.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 75: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

L-1

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

Data Tercuplik

Ampli

tudo

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Data Tercuplik

Ampli

tudo

LAMPIRAN

Proses Menyeluruh yang dicerminkan dalam Bentuk Flowchart:

START

Masukan SuaraGitar Bass

Proses Perekaman

Normalisasi

I

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 76: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

L-2

0 100 200 300 400 500 600-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Data Tercuplik

Ampl

itudo

0 100 200 300 400 500 600-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

Data Tercuplik

Ampl

itudo

0 50 100 150 200 250 3000

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Frekuensi (Hz)

Ampl

itudo

Frame Blocking

Windowing

FFT dan SpektrumFrekuensi

I

J

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 77: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

L-3

0 50 100 150 200 250 3000

500

1000

1500

Frekuensi (Hz)

Ampl

itudo

Harmonic ProductSpectrum

Penentuan Frekuensi

Look Up Table

Keluaran Teks

END

J

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 78: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

L-4

Sintaks Program Real Time:

GUI (tunerGUI.m):

function varargout = tunerGUI(varargin)% TUNERGUI M-file for tunerGUI.fig% TUNERGUI, by itself, creates a new TUNERGUI or raises the existing% singleton*.%% H = TUNERGUI returns the handle to a new TUNERGUI or the handle to% the existing singleton*.%% TUNERGUI('CALLBACK',hObject,eventData,handles,...) calls the local% function named CALLBACK in TUNERGUI.M with the given inputarguments.%% TUNERGUI('Property','Value',...) creates a new TUNERGUI or raisesthe% existing singleton*. Starting from the left, property value pairsare% applied to the GUI before tunerGUI_OpeningFcn gets called. An% unrecognized property name or invalid value makes propertyapplication% stop. All inputs are passed to tunerGUI_OpeningFcn via varargin.%% *See GUI Options on GUIDE's Tools menu. Choose "GUI allows onlyone% instance to run (singleton)".%% See also: GUIDE, GUIDATA, GUIHANDLES

% Edit the above text to modify the response to help tunerGUI

% Last Modified by GUIDE v2.5 14-Mar-2017 11:24:38

% Begin initialization code - DO NOT EDITgui_Singleton = 1;gui_State = struct('gui_Name', mfilename, ...

'gui_Singleton', gui_Singleton, ...'gui_OpeningFcn', @tunerGUI_OpeningFcn, ...'gui_OutputFcn', @tunerGUI_OutputFcn, ...'gui_LayoutFcn', [] , ...'gui_Callback', []);

if nargin && ischar(varargin{1})gui_State.gui_Callback = str2func(varargin{1});

end

if nargout[varargout{1:nargout}] = gui_mainfcn(gui_State, varargin{:});

elsegui_mainfcn(gui_State, varargin{:});

end% End initialization code - DO NOT EDIT

% --- Executes just before tunerGUI is made visible.function tunerGUI_OpeningFcn(hObject, ~, handles, varargin)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 79: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

L-5

% This function has no output args, see OutputFcn.% hObject handle to figure% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)% varargin command line arguments to tunerGUI (see VARARGIN)

% Choose default command line output for tunerGUIhandles.output = hObject;

% Update handles structureguidata(hObject, handles);

% UIWAIT makes tunerGUI wait for user response (see UIRESUME)% uiwait(handles.figure1);

% --- Outputs from this function are returned to the command line.function varargout = tunerGUI_OutputFcn(~, ~, handles)% varargout cell array for returning output args (see VARARGOUT);% hObject handle to figure% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)

% Get default command line output from handles structurevarargout{1} = handles.output;

% --- Executes during object creation, after setting all properties.function popupmenu1_CreateFcn(hObject, evendata, handles)% hObject handle to popupmenu1 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles empty - handles not created until after all CreateFcnscalled

% Hint: popupmenu controls usually have a white background on Windows.% See ISPC and COMPUTER.if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'),get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor'))

set(hObject,'BackgroundColor','white');end

function edit1_Callback(~, ~, ~)% hObject handle to edit1 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)

% Hints: get(hObject,'String') returns contents of edit1 as text% str2double(get(hObject,'String')) returns contents of edit1 as adouble

% --- Executes during object creation, after setting all properties.function edit1_CreateFcn(hObject, ~, ~)% hObject handle to edit1 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 80: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

L-6

% handles empty - handles not created until after all CreateFcnscalled

% Hint: edit controls usually have a white background on Windows.% See ISPC and COMPUTER.if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'),get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor'))

set(hObject,'BackgroundColor','white');end

function edit2_Callback(~, ~, ~)% hObject handle to edit2 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)

% Hints: get(hObject,'String') returns contents of edit2 as text% str2double(get(hObject,'String')) returns contents of edit2 as adouble

% --- Executes during object creation, after setting all properties.function edit2_CreateFcn(hObject, ~, ~)% hObject handle to edit2 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles empty - handles not created until after all CreateFcnscalled

% Hint: edit controls usually have a white background on Windows.% See ISPC and COMPUTER.if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'),get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor'))

set(hObject,'BackgroundColor','white');end

function edit3_Callback(~, ~, ~)% hObject handle to edit3 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)

% Hints: get(hObject,'String') returns contents of edit3 as text% str2double(get(hObject,'String')) returns contents of edit3 as adouble

% --- Executes during object creation, after setting all properties.function edit3_CreateFcn(hObject, ~, ~)% hObject handle to edit3 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles empty - handles not created until after all CreateFcnscalled

% Hint: edit controls usually have a white background on Windows.% See ISPC and COMPUTER.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 81: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

L-7

if ispc && isequal(get(hObject,'BackgroundColor'),get(0,'defaultUicontrolBackgroundColor'))

set(hObject,'BackgroundColor','white');end

% --- Executes during object creation, after setting all properties.function text1_CreateFcn(~, ~, ~)% hObject handle to text1 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles empty - handles not created until after all CreateFcnscalled

% --- Executes during object creation, after setting all properties.function text2_CreateFcn(~, ~, ~)% hObject handle to text2 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles empty - handles not created until after all CreateFcnscalled

% --- Executes during object creation, after setting all properties.function text3_CreateFcn(~, ~, ~)% hObject handle to text3 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles empty - handles not created until after all CreateFcnscalled

% --- Executes during object creation, after setting all properties.function text4_CreateFcn(~, ~, ~)% hObject handle to text4 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles empty - handles not created until after all CreateFcnscalled

% --- Executes during object creation, after setting all properties.function text5_CreateFcn(~, ~, ~)% hObject handle to text5 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles empty - handles not created until after all CreateFcnscalled

% --- Executes during object creation, after setting all properties.function text6_CreateFcn(~, ~, ~)% hObject handle to text6 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles empty - handles not created until after all CreateFcnscalled

% --- Executes during object creation, after setting all properties.function text7_CreateFcn(~, ~, ~)% hObject handle to text7 (see GCBO)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 82: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

L-8

% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles empty - handles not created until after all CreateFcnscalled

% --- Executes on selection change in popupmenu1.function popupmenu1_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to popupmenu1 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)

% Hints: contents = cellstr(get(hObject,'String')) returns popupmenu1contents as cell array% contents{get(hObject,'Value')} returns selected item frompopupmenu1

%========================================================================%========================================================================% --- Executes on button press in pushbutton1.function pushbutton1_Callback(hObject, ~, handles)% hObject handle to pushbutton1 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)global hentihenti=0;while henti==0

disp('tuning process..')pause(1);

% Variabel Penelitianframe=512; % Panjang Frame Blockingfs=512; % Frekuensi Samplinghfs=fs/2;

sg=wavrecord(frame,fs,'double'); % Sinyal Gitar (untuk masukan wav)

% Normalisasiy1=sg/max(abs(sg));

% Frame Blockingx0=y1(1:frame);axes(handles.axes1)plot(x0)xlabel('Data Tercuplik','Fontsize',8)ylabel('Amplitudo','Fontsize',8)

% Windowingh=hamming(frame);y2=x0.*h;

% FFTy3=abs(fft(y2,fs));y3=y3(1:hfs);axes(handles.axes2)plot(y3)xlabel('Frekuensi (Hz)','Fontsize',8)ylabel('Amplitudo','Fontsize',8)

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 83: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

L-9

% HPSy4=y3(1:2:hfs); % Downsamplingy4(hfs)=0; % Zero Paddingy5=y3.*y4; % Perkalian Elemenaxes(handles.axes3)plot(y5)xlabel('Frekuensi (Hz)','Fontsize',8)ylabel('Amplitudo','Fontsize',8)

% Frekuensi Keluaranfrek=find(y5==max(y5))-1;set(handles.edit1,'string',frek);set(hObject,'Backgroundcolor',[1 1 0]);

% Cek kurang, pas, atau lebih (LUT)status = get(handles.popupmenu1,'value');if status == 1set(handles.edit2,'string','G');

if frek<98set(handles.edit3,'string','Kurang');

elseif frek==98set(handles.edit3,'string','Pas');

elseset(handles.edit3,'string','Lebih');

end

elseif status == 2set(handles.edit2,'string','D');

if frek<73set(handles.edit3,'string','Kurang');

elseif frek==73set(handles.edit3,'string','Pas');

elseset(handles.edit3,'string','Lebih');

end

elseif status == 3set(handles.edit2,'string','A');

if frek<55set(handles.edit3,'string','Kurang');

elseif frek==55set(handles.edit3,'string','Pas');

elseset(handles.edit3,'string','Lebih');

end

elseif status == 4set(handles.edit2,'string','E');

if frek<41set(handles.edit3,'string','Kurang');

elseif frek==41set(handles.edit3,'string','Pas');

elseset(handles.edit3,'string','Lebih');

endendend

% --- Executes on button press in pushbutton7.

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Page 84: STEM GITAR BASS MENGGUNAKAN HARMONIC PRODUCT … · 2017-07-26 · Program stem gitar bass menggunakan harmonic product spectrum secara real time mampu mengenali frekuensi sebesar

L-10

function pushbutton7_Callback(hObject, eventdata, handles)% hObject handle to pushbutton7 (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)axes(handles.axes1)plot(0)axes(handles.axes2)plot(0)axes(handles.axes3)plot(0)set(handles.edit1,'string','');set(handles.edit2,'string','');set(handles.edit3,'string','');clear allclc

function berhenti_Callback(~, ~, ~)% hObject handle to berhenti (see GCBO)% eventdata reserved - to be defined in a future version of MATLAB% handles structure with handles and user data (see GUIDATA)global hentihenti=1;%========================================================================%========================================================================

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI