rancang bangun telemetri kualitas udara - PPTA

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN IRAMA MUSIK MENGGUNAKAN
ANGKLUNG DENGAN MEDIA PENYIMPANAN MICRO SD
M.Wahyu Darmawan1)
1) Program Studi S-1 Sistem Komputer, STIKOM Surabaya. Email: [email protected]
Abstract
Angklung is a traditional musical instrument that requires a lot of small people to play
one octave angklung so meghasilkan coherent and harmonious rhythm, so it is not efficient to
make the number of players angklung. In performing the tune database storage on the
microcontroller, there are several constraints that limited memory capacity is small so not
possible to tune the database to store large quantities, update the new tune will be difficult
because not all users understand the program and made the tone database storage security
songs on the microcontroller are vulnerable to damage and lost. Alternative storage medium
is a microSD memory, so it can save the tune databases with large numbers as well as to
update the tune can be done simply by creating a file "txt" new tone notation microSD then
converting songs stored in it so it can be played directly appropriate programs and systems
existing database and storage security tune stored on the microSD memory.
From the results of research conducted to tune database storage saved by 30 list for a
total of 960KB on the overall list with a capacity of 2GB microSD memory so that the process
is 100% database storage can be read as a whole in accordance tune database stored on the
microSD memory.
Keywords : Angklung, microcontroller, MicroSD, Openlog, Codevision Avr, IC74LS138.
PENDAHULUAN
Banyak instrumen musik hingga
saat ini sudah berkembang dengan pesat
mulai dari alat musik yang modern hingga
alat musik tradisional. Peralatan musik
yang paling umum dan sering digunakan
untuk bermain musik adalah gitar, bass,
drum, dan keyboard. Perkembangan alat
musik saat ini lebih banyak mengarah
kepada alat musik modern dimana sudah
banyak dijumpai drum electric, gitar listrik,
dan keyboard sehingga mempermudah
dalam memainkan alat musik tersebut.
Orang-orang yang bisa bermain musik
khususnya yang dapat memainkan alat
musik modern, belum tentu mereka bisa
memainkan
alat
musik
tradisional.
Pelestarian alat musik tradisional seperti
gamelan, kulintang, seruling, Angklung
dapat dibuat menjadi alat musik electric.
Angklung sebagai alat musik tradisional
yang berukuran kecil memerlukan banyak
orang untuk memainkannya sehingga hal
ini menjadikan tidak efisien terhadap
jumlah pemain angklung tersebut. Pada
umumnya dalam 1 oktaf angklung
membutuhkan lebih dari satu orang untuk
memainkannya
sehingga
dapat
menghasilkan irama yang padu dan
harmonis.
Musik angklung adalah bagian dari
perkembangan musik tradisional yang
berbanding terbalik dengan musik
modern. Perkembangan alat musik
angklung belum tentu bisa berkembang
begitu cepat jika masyarakat khususnya
generasi muda tidak mengenal dan
1
memahami alat musik angklung itu sendiri.
Melalui Tugas Akhir ini diharapkan alat
musik angklung dapat dikembangkan dan
dikenal oleh semua orang dengan cara
mengaplikasikannya dalam melakukan
penggabungan antara alat musik tradisional
angklung dengan teknologi informasi
sehingga semakin memudahkan dalam
proses pembelajaran dan pengenalan alat
musik tradisional khususnya angklung
kepada masyarakat.
Penelitian proyek tugas akhir terdahulu
yang dilakukan oleh I Kadek Kertayasa
(2009)
tentang
perancangan
dan
pembuatan irama musik angklung berbasis
mikrokontroller dimana untuk database
nada-nada lagu terdapat pada program
utama yang ada pada sebuah memori di
mikrokontroller. Dalam hal ini terdapat
beberapa kekurangan dan kendala yaitu
database nada lagu yang dapat di simpan
terbatas hanya tiga lagu saja dikarenakan
ukuran dari memori yang ada pada
mikrokontroller memiliki kapasitas yang
kecil sehingga tidak memungkinkan untuk
dapat menyimpan database nada lagu
dengan jumlah yang lebih banyak dan
apabila IC mikrokontroller tersebut
mengalami kerusakan maka otomatis nadanada lagu yang disimpan pada memori
mikrokontroller juga akan rusak dan hilang
serta untuk melakukan update nada lagu
yang baru juga akan susah karena tidak
semua user mengerti program dan sistem
yang dibuat.
Pada penelitian proyek tugas akhir kali
ini dilakukan pengembangan terbaru yaitu
penyimpanan database nada lagu yang
akan di simpan pada memori MicroSD,
Sehingga penyimpanan database nada lagu
tersebut dapat disimpan dengan jumlah
yang banyak sesuai dengan besar kapasitas
dari memori MicroSD itu sendiri dan
apabila IC mikrokontroller mengalami
kerusakan maka database nada lagu tidak
akan hilang dan rusak karena sudah
tersimpan di dalam memori MicroSD selain
itu juga dapat dilakukan update nada lagu
baru dengan cara hanya membuat file ‘txt’
baru pada memori microSD kemudian
konversi notasi nada lagunya disimpan
didalamnya sehingga nada lagu langsung
bisa dimainkan sesuai sistem yang ada
Alat Musik Angklung
angklung adalah alat musik
tradisional yang terbuat dari bambu terdiri
dari tabung-tabung bambu dengan panjang
dan
diameter
yang
berbeda-beda.
Memainkannya dengan cara digoyang
atau digetar sehingga menghasilkan nada
tertentu. Asal angklung juga tidak jelas,
tapi ada beberapa orang yang mengatakan
berasal dari daerah Baduy Jawa Barat.
Yang jelas angklung juga dikenal di
daerah-daerah lain di Indonesia, bahkan
juga Malaysia dan beberapa daerah di
Thailand. Alat musik angklung sudah
lama tidak berkembang yang kemudian
mendapatkan sentuhan baru pada tahun
1938 oleh Bapak Daeng Sutigna, oleh
orang sunda lebih dikenal dengan Pa’
Daeng. Ide beliau adalah biar angklung
bisa dimainkan dalam tangga nada
diatonis, yaitu tangga nada modern yang
kita kenal sekarang ini dan terdiri dari 7
nada (do-re-mi-fa-so-la-si). Karena jasa
Pa’ Daeng ini angklung jadi populer di
Indonesia. (Kertayasa,2009).
Gambar 1. Alat Musik Angklung
(http://www.smsu.edu/academics/program
s/music/)
Microcontroller Atmega32
AVR merupakan seri microcontroller
CMOS 8-bit buatan Atmel, berbasis arsitektur
RISC (Reduced Instruction Set Computer).
Hampir semua instruksi dieksekusi dalam satu
2
siklus clock. AVR mempunyai 32 register
general-purpose,
timer/counter
fleksibel
dengan mode compare, interrupt internal dan
eksternal, serial UART, programmable
watchdog timer, dan mode power saving, ADC
(Analog to Didital Converter) dan PWM (Pulse
With Modulation) internal.
AVR juga mempunyai In-system
programmable flash on-chip yang mengijinkan
memori program untuk diprogram ulang dalam
sistem menggunakan hubungan SPI (Serial
Peripheral Interface) (ATMEL, 2011).
Memori MicroSD
MicroSD adalah kartu memori nonvolatile yang dikembangkan oleh SD Card
Association yang digunakan dalam
perangkat portable. Saat ini, teknologi
microSD sudah digunakan oleh lebih dari
400 merek produk serta dianggap sebagai
standar
industri
de-facto.
Keluarga
microSD yang lain terbagi menjadi SDSC
yang kapasitas maksimum resminya sekitar
2GB, meskipun beberapa ada yang sampai
4GB. SDHC (High Capacity) memiliki
kapasitas dari 4GB sampai 32GB. Dan
SDXC (Extended Capacity) kapasitasnya di
atas 32GB hingga maksimum 2TB. Pada
Gambar 2 berikut adalah bentuk fisik dari
MicroSD:
Gambar 2. Bentuk fisik dan susunan Pin
MicroSD (chlazza, 2010).
Untuk tabel keterangan dari pin kaki
memori microSD seperti terlihat pada
Gambat dibawah:
Tabel 1. Keterangan Pin
microSD(chlazza, 2010).
Dalam
mempermudah
untuk
mengakses serta melakukan penulisan dan
pembacaan pada memori microSD maka
digunakan modul OpenLog Open Source
Datalogger sebagai media pembacanya
yang merupakan modul penyimpanan
datalogger berbasiskan SD/MMC. Telah
dilengkapi dengan socket SD/MMC dan
mampu menyimpan sampai dengan 16G
Byte.
Berbasiskan
mikrokontroler
ATmega328 sehingga modul ini support
terhadap FAT16 dan FAT32. Proses
penyimpanan data cukup mudah, hanya
dengan mengirimkan perintah melalui
antarmuka UART, maka sudah dapat
melakukaan Create file, append file, write
file, read file, create dir, dll. Adapun
spesifikasi dan fitur yang dimiliki oleh
openlog datalogger ini yaitu catu daya
3,3VDC-12VDC,
berbasiskan
mikrokontroller ATmega328, antarmuka
UART, media penyimpan microSD (up to
16GB), bersifat open source, led indicator
penulisan statusnya, mengedit file
config.txt dari komputer untuk mengubah
baudrate
dan
pengaturan
lainnya(Sparkfun, 2010).
3
b.
Gambar 3. Openlog Datalogger(Sparkfun,
2010).
Metode
c.
Blok Diagram Sistem
Secara garis besar dari keseluruhan
sistem pada alat ini sesuai dengan blok
diagram pada Gambar 3.
d.
e.
Gambar 4. Blok Diagram Sistem Keseluruhan
Sistem ini terdiri dari berbagai rangkaian antara
lain rangkaian minimum sistem, modul openlog
datalogger
sebagai
media
pembaca
microSD,tombol pilihan sebagai inputan user,
rangkaian IC74LS138 sebagai inputan selector,
rangkaian
IC74LS04
sebagai
sinyal
conditioning,dan
driver
motor
untuk
menggerakkan motor DC pada angklung. Berikut
adalah penjelasan mengenai blok diagram diatas:
a.
MicroSD yang di masukkan kedalam
slot openlog datalogger sebagai media
penyimpanan database nada lagu
sudah siap melakukan komunikasi
secara
serial
(UART)
dengan
mikrokontroller dan menunggu inputan
f.
dari user berupa penekanan tombol
untuk memilih judul lagu pada
tampilan LCD.
Selanjutnya mikrokontroller meminta
semua list yang tersimpan di memori
microSD yang dibantu oleh openlog
dengan atmega328 yang terdapat
didalam modul openlog untuk
mengirimkanlist setiap nada musik
yang sudah tersimpan.
Setelah proses pengiriman semua list
sudah selesai, maka mikrokontroller
melakukan pembacaan sekaligus
menyimpan list kedalam memori
RAM internal mikrokontroller beserta
panjang list yang sudah dikirimkan
openlog datalogger tersebut sampai
selsesai.
Ketika tombol up ditekan maka list
akan naik membaca list ke atas dan
ketika tombol down ditekan maka
akan melakukan pembacaan list
kebawah.
Tombol play digunakan untuk
mengambil data nada lagu yang
disimpan pada list yang dipilih oleh
user dan selanjutnya memberikan
perintah
untuk
menggerakkan
angklung
dibantu
dengan
IC
74LS138 sebagai selector dan IC
74LS04 sebagai sinyal conditioning
yang kemudian memberikan perintah
ke driver motor untuk menggerakkan
angklung sesuai inputan yang
diterima.
Driver motor digunakan untuk dapat
menggerakkan motor DC 24v dan
menghasilkan irama musik sesuai
dengan pilihan lagu oleh user pada
tampilan judul lagu di LCD.
4
Menyimpan Database Nada Lagu ke
MicroSD
Proses penyimpanan database nada lagu
pada memori microSD dilakukan dengan
membuat sebuah folder untuk menyimpan
file atau list database nada lagu dan untuk
pembuatan nama file dibuat sesuai dengan
nada lagu yang disimpan.
Gambar 5. Folder Lagu dan File
Konfigurasi
Perancangan Perangkat Keras
Rangkaian Decoder IC74LS138
IC 74LS138 digunakan sebagai inputan
selector dimana untuk karakteristik dari IC
ini sendiri adalah BCD (Binary Code
Decimal) yaitu merubah data biner menjadi
bilangan decimal. Sehingga fungsi dari
74LS138 tersebut selain memberikan
kemudahan untuk merubah data biner
menjadi data ecimal secara langsung juga
dapat menghemat port dimana untuk
menggerakkan 14 buah motor DC hanya
memerlukan 6 Port untuk dua buah
IC74LS138 yang masing-masing IC hanya
memerlukan 3 buah port serta dapat
menghindari apabila terjadinya kesalahan
yang menyebabkan angklung dapat bergerak
secara bersamaan karena pada dasarnya
untuk IC 74LS138 hanya mengaktifkan
salah satu dari delapan output yang ada pada
IC tersebutBerikut adalah konfigurasi dan
rangkaian
pin
IC
74LS138
yang
diperlihatkan pada Gambar 8 dan 9.
Gambar 6. File Penyimpanan Database Nada
Lagu
Gamabar 8. Konfigurasi IC Decoder 74LS138
Gambar 7. Buat Penanda Nada Lagu
Gambar 9. Rangkaian Decoder IC
74LS138
5
Untuk tabel kebenaran dari IC decoder
74LS138 seperti terlihat di bawah ini:
Tabel 2. Tabel kebenaran IC74LS138
Pada tabel kebenaran di atas terdapat 3 input
select yaitu C B A dan terdapat input Enable
serta terdapat 8 output keluaran, untuk proses
input dan output data pada IC decoder
74LS138 dapat dilihat pada Tabel 3.
keluar pada IC74LS138 berupa aktif low
dimana data yang benar bernilai 0 dan
data yang salah berlogika 1.
Rangkaian inverting 74LS04 (Sinyal
conditioning)
Sebelum tegangan masuk ke driver motor,
terlebih dahulu dilewatkan melalui IC
74LS04. IC tersebut digunakan sebagai
rangkaian inverting atau IC pembalik
kondisi, jadi inputan yang masuk pada IC
tersebut akan dibalik ke kondisi
sebaliknya, misalkan inputan yang masuk
bernilai 1 maka kondisinya dibalik untuk
output keluarannya menjadi bernilai
0.Untuk konfigurasi dan rangkaian dari
pin IC 74LS04 dapat dilihat pada Gambar
10 dan11.
Tabel 3. Tabel Kebenaran (proses input & output)
Gambar 10. Konfigurasi Pin IC 74LS04
Seperti terlihat pada tabel 3 diatas dimana
terdapat inputan selector berupa data biner
yang kemudian data input tersebut akan
mengaktifkan salah satu dari 8 output
keluaran sesuai dengan inputan data biner
yang diterimanya. Untuk data output yang
Gambar 11. Rangkaian Inverting IC
74LS04
6
Setelah data dari IC decoder 74LS138
diterima, maka akan dilakukan proses
inverting atau membalik inputan yang
masuk menjadi keadaan yang sebaliknya.
Sebagai contoh apabila inputan yang masuk
pada IC74LS04 bernilai 0 maka akan
dibalik menjadi output keluarannya bernilai
1. Proses inverting atau pembalik ini akan
dilakukan terhadap data yang sudah
diterima dari IC decoder 74LS138 tadi
untuk selanjutnya akan masuk kedalam
driver motor dan menggerakan motor DC
sesuai inputan yang diterima. Berikut
adalah Tabel proses inverting data:
Tabel 4. Proses inverting Data
Data dari IC decoder 74LS138 yang
masuk ke IC 74LS04 dilakukan invering
atau membalik nilai data tersebut, seperti
yang terlihat pada tabel 4 di atas dimana
apabila data dengan nilai 0 yang masuk
maka motor tidak aktif karena nilai 0 dibuat
agar kondisi motor awal dalam keadaan
mati, jika data yang masuk bernilai 1 maka
akan di berikan perintah kepada driver
motor untuk mengaktifkan motor 1 dan
begitu selanjutnya.
Rangkaian motor driver merupakan
komponen
sangat
penting
untuk
pengendalian motor DC. Pengendalian
motor DC bisa berupa gerakan searah
jarum jam atau berlawanan jarum jam.
Selain itu dari motor drver dapat
mengendalikan kecepatan motor driver
yaitu dengan mengatur PWM (Pulse
Width Modulation).
Motor driver yang digunakan adalah
transistor TIP31 yang mampu meyuplai
arus sampai 3 ampere pada tiap kanal.
Power utama yang digunakan adalah 20
volt, sedangkan input TIP31 menerima
tegangan TTL (0 sampai 5 VDC) dari
minimum system.
Gambar 12. Rangkaian Driver Motor
Algoritma Program
Untuk algoritma program yang digunakan
akan dijelaskan melalui flowchart berikut:
Rangkaian Motor Driver
7
Flowchart Select Musik
Gambar 13. Flowchart Select Musik
Untuk proses select list dapat dilihat
dari diagram alir diatas dan dijelaskan
ketika ada inputan dari user
berupa
penekanan tombol pilihan down atau up
maka judul lagu akan dibaca kebawah atau
keatas sampai ketemu batasan berupa space
dan enter. Setelah itu untuk penekanan
tombol down judul yang dibaca disimpan
sesuai panjang judul tersebut sedangkan
untuk tombol up judul yang sudah dibaca
dibalik penulisannya kemudian disimpan
sesuai dengan panjang lagunya.
Flowchart Play Musik
Gambar 14. Flowchart Play Musik
Pada proses play musik dilakukan
percabangan
switch
dimana
mikrokontroller membaca data nada lagu
angka 0 sampai 7 dan delay yang berupa
huruf A sampai D, jika ada penekanan
tombol stop maka otomatis lagu akan
berhenti dan reset diaktifkan kembali
seperti awal proses dari sistem tersebut.
Untuk proses komunikasi data secara
serial (UART) antara Openlog datalogger
dengan mikrokontroller ATmega32 adalah
sebagai berikut:
Gambar 15. Komunikasi Serial Openlog
dengan ATmega32
8
a. Mikrokontroller ATmega32 meminta
data file yang tersimpan pada memori
microSD dengan cara mengirim perintah
‘LS’, hal ini dilakukan karena sudah
merupakan karakteristik dari openlog
datalogger.
b. Openlog Datalogger menerima perintah
‘LS’ dari ATmega32 dan membalas
dengan mengirimkan file list yang ada
pada folder microSD.
c. Mikrokontroller ATmega32 menerima
semua data yang dikirimkan oleh
openlog datalogger sampai ketemu
tanda ‘>’ yang merupakan karakteristik
dari openlog datalogger itu sendiri
sebagai tanda bahwa semua data yg
dikirim sudah selesai.
d. Mikrokontroller ATmega32 menyimpan
semua file list yang dikirimkan oleh
openlog datalogger untuk ditampilkan
pada layar LCD sebagai pilihan lagu
ketika ada penekanan tombol up atau
down dari user.
e. Setelah select musik user menekan
tombol play
maka mikrokontroller
mengirim perintah ‘read <nama file>’
sebagai contoh “read musik1.txt”.
f. Openlog Datalogger menerima perintah
“read musik1.txt”, sehingga openlog
datalogger langsung mengirimkan isi
dari file musik1.txt.
Hasil dan Evaluasi Sistem
Kesimpulan
Dari penelitian ini dan dengan melihat
masalah yang telah dirumuskan maka dapat
diambil kesimpulan seperti berikut :
1. Menyimpan database nada lagu pada
memori microSD dapat dilakukan
dengan baik. pada Tugas akhir kali ini
dapat menyimpan list sebanyak 30
buah list dengan besar total
keseluruhan list 960KB pada memori
microSD dengan kapasitas 2GB
2.
3.
4.
sehingga dalam proses penyimpanan
database tersebut 100% dapat terbaca
secara keseluruhan sesuai database
nada lagu yang disimpan pada
memori microSD, akan tetapi untuk
pembuatan nama list atau judul nada
lagunya hanya dibuat sepanjang 8
karakter
karena
menyesuaikan
dengan karakteristik modul Openlog
datalogger sebagai media pembaca
microSD.
Proses pembacaan judul lagu yang
ditampilkan pada display LCD dapat
terbaca dengan baik, akan tetapi
terbatas hanya dapat membaca
sepanjang 8 karakter karena sudah
merupakan karakteristik dari openlog
datalogger yang hanya dapat
membaca nama file sepanjang
12345678.123 atau delapan karakter
saja.
Dalam
melakukan
pembacaan
database nada lagu yang disimpan
pada
memori
microSD
dapat
dilakukan sesuai dengan list yang
dipilih oleh user pada display LCD
menggunakan tombol pilihan.
Untuk
proses
menggerakkan
angklung dapat dilakukan sesuai lagu
yang dipilih oleh user pada display
LCD sehingga menghasilkan irama
angklung yang padu dan harmonis.
Akan tetapi ada sedikit kendala pada
putaran motor DC yang tersendat
akibat tidak pernah digunakan dalam
jangka waktu yang lama
Saran
Saran yang diajukan dari Tugas Akhir ini
untuk penelitian selanjutnya adalah : Pada
pengembangan selanjutnya diharapkan
dapat membaca notasi balok dan membaca
berbagai macam jenis nada lagu serta
dapat melakukan proses memainkan alat
9
musik angklung dengan dua mode, yaitu
mode secara otomatis dengan tombol dan
mode secara manual dengan menggunakan
keyboard atau sejenisnya serta dapat
membuat
sebuah
aplikasi
untuk
mennyimpan dan mengkonversi notasi
dengan baik agar memudahkan user dalam
memahami sistem yang dibuat.
Sumanto.1984.Mesin
Arus
Searah
Generator Arus Searah Motor.
Jogjakarta:Andi Offset.
Daftar Pustaka
ElektronikaKomponen.2010.Transistor
sebagai Saklar.
(Online)(http://komponenelektro
nika.org/transistor-sebagaisaklar.htm di akses tanggal 5
januari 2013).
Supardiman,B.2006.
Karakteristik
Angklung.
(Online)(http:\\www.angklungweb-institute, diakses tanggal
14 Desember 2012)
Eka.2007. Perancangan Dan Pembuatan
Irama
Musik
Dengan
Menggunakan
Angklung
Berdasarkan
Lagu
Pada
Komputer, Surabaya:Stikom.
Ichsan.2009.Tunas63.
(Online)(www.tunas63.wordpre
ss.com,di akses tanggal 10
Desember 2012)
Supardiman,B.2006.
Kenalan
Sama
Angklung.
(Online)(http:\\www.angklungweb-institute, diakses tanggal
14 Desember 2012)
UNEP.2006.Electrical Motor.
(Online)(http\\www.energyeffi
ciencyasia.org, diakses tanggal
13 Desember 2012)
WinotoArdi.2008.Mikrokontroller AVR
ATmega 8/16/32/8535 dan
pemrogramannnya
dengan
bahasa C pada WinAVR.
Surabaya: Stikom.
ITB.2008.Mikrokontroller & embedded 2.
(Online)(http:\\student.eepisits.edu/ulopens/Tutorial/Mikrokontrolle
r, diakses tanggal 12 Desember
2012)
Nalwan,P.A.2003. Paduan Praktis Teknik
Antarmuka dan Pemrograman
Mikrokontroller
AT89C51.
Jakarta:
PT Elex Media
Komputindo.
Openlog.2013.Command Set Openlog.
(Online)(https://github.com/spar
kfun/OpenLog/wiki/CommandSet, diakses tanggal 9 Desember
2012).
10