rancang bangun sistem audio surround processor berbasis ic upc

Jurnal Teknik Elektro
ISSN 2502-0986
RANCANG BANGUN SISTEM AUDIO SURROUND
PROCESSOR BERBASIS IC UPC 1891 ACY
1)
Affan Bachri 1), Arif Lukman Hakim 2)
Dosen Program Studi Teknik Elektro Universitas Islam Lamongan
2)
Program Studi Teknik Elektro Universitas Islam Lamongan
ABSTRAK
Teknik Suround sound merupakan salah satu perkembangan dalam teknologi Audio yang
banyak penggemarnya. Dengan tata suara surround mampu dihasilkan tata suara”sound of theater” ,
di mana ruang tamu yang kecil dapat dirasakan seolah berupah menjadi ruangan “concert hall” yang
puluhan kali lebih luas. Pada prinsipnya efek surround terjadi karena adanya “time delay”(waktu
tunda/selisish waktu) antara suara pada speaker depan dan speaker belakang. Dalam tugas akhir ini
direncanakan dan dibuat suat u audio surround yang memepunyai rangkaian delay untuk
memeberikan time delay sekitar 10 milidetik antara speaker depan dan speaker belakang ,sehingga
efek surround tercipta. Karena ruangan yang digunakan relatif kecil, maka daya output surround yang
direncanakan sekitar 20 watt pada beban 8 ohm. Audio surround yang dibuat memerlukan rangkian
penguat, penggeser fasa dan penapis(filter) , untuk itu IC yang digunakan adalah IC UPC 1819 ACY.
Kata Kunci
: surround audio.ic ,sound
PENDAHULUAN
Pengukuran pola system audio merupakan
standar bagi mutu suatu tatanan suara ruangan,
sedangkan pola frekuensi suara yang di
hasilkan adalah sebuah bentuk gambaran
grafik yang melambangkan perangkat sinyal
audio, audio surround processor sebagai
fungsi membangkitkan sinyal frekuensi suara
yang suara hidup. Jenis–jenis umum audio
berupa
frekuensi
responsive
yang
menggambarkan suatu getaran yang dihasilkan
dari sebuah speaker ketika dalam suatu
ruangan, maka dari itu kinerja audio surround
dikembangkan sampai sekarang yang dikemas
menjadi home theater.
Rumusan Masalah
Rumusan masalah dalam tugas akhir ini adalah
sebagai berikut:
1. Bagaimana merancang system audio
surround processor IC UPC1891ACY?
2.
Bagaimana
system
kinerja
IC
UPC1891ACY
pada
audio
surround
processor?
Tujuan Penelitian
1. Merancang system audio surround
processor menggunakan IC UPC1891ACY.
2. Mengetahui system kinerja IC surround
processor UPC1891ACY.
KAJIAN TEORI
Audio
Adalah suara atau bunyi yang dihasilkan
ketika molekul di udara berubah oleh suatu
gerakan yang ditimbulkan sebuah objek yang
menghasilkan sebuah getaran. Objek ini bisa
berupa senar gitar, vocal manusia, atau sebuah
kaleng yang bergerak ketika ada energi yang
menggetarkannya. Ketika kita memetik senar
gitar pada sebuah gitar, senar tersebut akan
bergerak maju dan mundur dengan jumlah
getaran tertentu. Jumlah getaran ini disebut
sebagai frekwensi dari getaran tersebut. Satu
kali gerakan maju dan mundur tersebut disebut
cycle (putaran). Maka satuan untuk frekwensi
adalah cycle per second, atau cps. Satuan ini
biasa dikenal dengan sebutan Hertz (Hz).
Kadangkala getaran yang dihasilkan sangat
cepat, dan perbandingan gerakan yang
dihasilkan adalah seribu, maka satuan yang
digunakan adalah kilohertz (kHz). Jarak
sesungguhnya dari senar yang bergerak
disebut displacement (pergerakan). Semakin
jauh jaraknya maka semakin keras suara yang
dihasilkan oleh senar tersebut. Menurut teori,
agar sebuah suara dapat didengarkan oleh
manusia, frekwensi minimal dari gerakan
suara adalah 20 Hz dan frekwensi tertingginya
adalah 20 kHz. Pada kenyataan manusia dapat
menangkap frekwensi tinggi yang mendekati
antara 15 kHz dan 17 kHz. Binatang atau
microphone mempunyai frekwensi yang
berbeda. Gelombang suara dapat digambarkan
dengan berbagai cara: sebagai rumus
matematis, sebagai rangkaian angka, atau
10
Jurnal Teknik Elektro
secara grafik table gelombang (waveform).
Grafik gelombang menampilkan besar
(amplitude) dari gerakan sebagai fungsi
waktu.
Tiap
waveform
mempunyai
karakteristik
bentuk
(envelope)
dan
mempunyai kombinasi rumit dari komponen
frekwensi yang berbeda, yang berubah – ubah
sesuai dengan durasi waktu dari suara tersebut.
Garis tengah dari waveform adalah garis nol
yang berrfungsi sebagai titik getaran awal
(resting point) dari benda. (Waveform dari
benda yang diam adalah garis horizontal pada
garis nol). Gerakan maju dan mundur dari
objek digambarkan sebagai atas (positif) dan
bawah (negatif) seiring dengan amplitude
waveform.
Power Amplifier
Pengertian power amplifier dan bagianbagiannya secara umum ,power amplifier
adalah alat yang berfungsi untuk mengubah
sinyal input dengan amplitude rendah menjadi
output dengan amplitude yang lebih tinggi
dengan frekuensi tetap. Atau dengan kata lain
power amplifer berfungsi untuk menguatkan
daya dari sinyal input yang masih lemah agar
dengan baik
oleh orang banyak pada
tempatnya yang relative luas seperti di
lapangan, gedung auditorium. Suara atau
bunyi adalah akibat dari suatu adanya dua zat
atau lebih yang saling bergesekan (misal benda
dengan partikel udara, dan lain – lain). Jumlah
getaran dalam satu detik disebut frekuensi
yang dinyatakan dalam satuan Hertz
(Hz).Jumlah getaran yang terjadi setiap detik (
frekuensi ) akan berpengaruh terhadap tinggi
rendahnya
nada/bunyi.Sedangkan
lemah
kerasnya
nada/bunyi
dipengarui
oleh
amplitudo.Amplitudo adalah tinggi atau
dalamnya lembah gelombang sinyal suara, bila
suara yang didengar keras berarti amplitudonya tinggi begitu pula sebaliknya.
Gambar 1. Power Amplifier
UPC 1891A adalah IC khusus untuk
mereproduksi suara surround processor dengan
menggunakan matriks sinyal. Ic berdasarkan
speed uniqus highandlow noise prosces bipolar
ISSN 2502-0986
dan precision high pada teknologi chip filter,
dan memberikan yang ideal efek medan suara
dengan menggunakan jumlah minimum Parts.
Ic menyediakan suara lebar dengan dua
speaker dan stero kaya suara telepon dengan
speaker ada dalam kasus sinyal stereo, ic ini
memiliki modus film untuk mereproduksi
suara manusia nyata, modus musik untuk
mengizinkan para pendengar untuk mengalami
hamparan musik yang terdengar di ruangan
aula, dan memiliki modus mono untuk
membuat sinyal mono menjadi lebar, suara
yang dalam. Modus dapat dipilih frely dengan
menggunakan 2-bit pin kontrol paralel. Paket
dari IC adalah handal, standart 20- pin.
Gambar 2 IC Dip UPY 1891 Acy
METODOLOGI
Waktu danTempat Penelitian
Waktu penelitian dilakukan di bulan april 2015
sampai dengan
Mei 2015. Pelaksanaan
penelitian dan pembuatan rangkaian audio
surround processordengan menggunakan IC
UPC1891ACY dan power amplifier dilakukan
di rumah.
Alat dan Bahan Penelitian
Berikut menjelaska nalat-alat dan
bahan-bahan
yang
dibutuhkan
untuk
merancang
dan
membuat
jemuran
otomatis.Alat dan bahan yang digunakan
dalam penelitian yaitu:
a. Multitester
b. Power Suply
c. PCB Audio Surroun Processor.
Metode Analisa Data
Start
adalah
langkah
pertama
menjalankan alat audio surround processor.
Sumber tegangan di aktifkan,jika dimasuki
suatu inputan music dari pemutar mp3 akan
aktif dan bekerja layaknya seperti musik
dinyalakan lewat melalui hand phone.
Spesifikasi alat yang akan dibuat adalah
sebagai berikut :
1. Menggunakan power amplifer sebagai
penunjang
kinerja
audio
surround
processor, yang digunakan sebagai
11
Jurnal Teknik Elektro
memastikan bekerja atau tidaknya alat
tersebut.
2. Mengoptimalkan suplay tegangan 5volt
yang gunanya mengatur efek – efek
tegangan sampling yang di bangkitkan oleh
Ic UPC1891ACY.
3. Tegangan 9 volt untuk mendrive semua
perangkat di dalam IC UPC1891ACY
tersebut, sebenarnya maksimalnya adalah
memakai tegangan 15 volt maksimal, maka
yang diambil tegangan 9 volt sudah cukup
untuk
mengerjakan
tiap
item–item
komponen di dalamnya IC UPC1891ACY
tersebut.
4. Bagian dari audio surround processor yang
di bangkitkan oleh IC UPC1891ACY
merupakan fasilitas 2 pilihan, yaitu music
dan movie, yang di dukung oleh suatu
pemindahan
rotary
switch
yang
mengombinasi pengaturan suara, yang ada
kaitanya dengan suplay tegangan 5 volt
yang diatur oleh potensio meter, yang
merubah efek suara yang timbul di
dengarkan oleh telinga.
Diagram Flow chart sistematika rangkaian
start
Input audio
Surround prosesor
Uji
fungsi
onal
Power
amplifaier
pendengar
Gambar 3. Diagram flow chart
ISSN 2502-0986
handphone. Rangkaian surround processor
akan memberikan nilai output efek-efek saat
ada music yang di putar melelui media player,
yang dimana music dan movie tersebut akan
menjadi utama untuk memberikan perintah
pada audio surround processor.Begitupun IC
UPC1891ACY bekerja berdasarkan input dari
media putar yang ada,.Bebrapa titik komponen
pendukung ini akan memberikan nilai out high
saat mendapat suara yang di hasilkan oleh
musik yang di putar.
Potensi meter 10k yang berfungsi
sebagai pengaturan efek-efek pada Ic
UPC18981ACY, potensio di input tegangan 5
volt membangkitkan efek-efek kecil pada
tatanan suara yang di produksi melalu audio
surround processor tersebut, ada dua
pembakitan opsi pilihan yang di suplay IC
Regulator 7805 yaitu music dan movie, ketika
rotary switch mengarah pada music maka
kualitas fokal, gitar, dan orgen timbul efekefek kecil, sehingga media yang di putar akan
memberikan nuansa di dengar. Kalau untuk
pengaturan mofie media playernya berbeda,
pengujian alat surround processor tersebut di
pakai media putar film, contoh film perangperangan yang audionya beda dengan music,
terkadang ada suatu efec back sound di
selinggi ada penembakan-penembakan, mulai
suara gaduh,suara mobil dan lain-lain.
Berikut
merupakan
rangkaian
skemaAudio Surround Processor dengan
menggunakan perangkat sederhana.Dalam
rangkaian ini menggunakan 2 IC audio yang
memakia IC Op-Amp TL072 yang funsingya
sebagai pengutan suara yang di produksi oleh
sebuah media putar, IC UPC1891ACY sebagai
pengatur sistem pembangkit audio Surround.
Didalam IC UPC1891ACY yang terdiri poinpoin berfarian, mulai dari sistem LPF (low
phase filter) berfunsi menekan adanya sinyal
suara yang berkarakter nada rendah, Phase
Shifter berfunsi sebagai penata frekuensi
sebelum di jadikan suatu kompensasi efek,
Efek kontrol berfungsi sebagai mengontrol
musik yang masuk sehingga keluar farian
efek-efek yang muncul, di bawah ini ada
gambar dari sebauah IC UPC1891ACY dan
diagram sekema Audio Surround Processor.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Proses KerjaAudio Surround Processor
Audio surround processor bekerja
berdasarkan input dari musik yang dihasilkan
oleh sebuah pemutar dvd, mp3, laptop, dan
12
Jurnal Teknik Elektro
ISSN 2502-0986
Gambar 3..Rangkaian Skematik Audio
Surround Processor
Gambar
diatas
merupakan
rangkaian
sekematik
dari
keseluruhan
system.Komponen-komponen yang diperlukan
untuk membuat rangkaian iniadalah :
- Resistor: 1k, 2k2,4k7, 47k, 68k, 100k,
820k.
- Diode IN4007, IN4148.
- IC Regulator: LM7815, LM7915,
LM7809,
LM7805,
TL072,
UPC1891ACY.
- Capasitor: 2n2, 22n, 47n,100n.
- Led merah indikator.
- Elko: 2,2uf/35v, 100uf/50v.
- Potensio: 10k
- Saklar: rotary switch.
Pengoperasian
Processor
Audio
Surround
Untuk mengoprasikan audio Surround
Processor
dengan
menggunakan
IC
UPC1891ACY dan IC TL072 ini adalah
sebagai berikut :
1. Yang pertama harus dilakukan adalah
dengan merangkai terlebih dahulu semua
alat ini menjadi satu-kesatuan dan siap
untuk
dioperasikan.Berikut
adalah
gambar dari keseluruhan alat yang siap
untuk dioperasikan.
Gambar 4 . Rangkaian pada PCB
2. Masuk
sebuah
processor, tegangan supply dari sebuah
trafo yang di setabilisasikan oleh power
supply sebagai pengoptimalan filter-filter
tegangan
yang
akurat,
yang
membutuhkan suatu catuan daya 15volt
ac dan ct (center tab) yang di bangkitkan
oleh travo 1 ampere, yang masuk ke
sebuah 4 diode sebagai jembatan
penguatan sistem power supply tersebut,
kondesator
elektrolit
(elco)
yang
berukuran 1000uf/50v sebagai pemompa
suatu tegangan yang di dorong oleh 4
diode tersebut, tegangan keluar dari suatu
condesator elektrolit (elco) di setabilisasi
memakai ic lm7812 dan ic lm7912
mendorong kondesator elektrolit (elco)
yang berukuran 470uf/50v sebagai pompa
tegangan yang di hasilkan oleh ic
regulator tersebut, pengoprasian sistem
kinerja audio surround processor
memakai penyetabil tegangan Ic lm7812
dan ic lm7912 yang input teganganya
mulai dari 15 volt dc sampai dengan
tegangan 32 volt dc.
pada tegangan mengerjakan
rangkaian audio surround
Gambar 5. rangkaian power supply
3. Setelah pengoperasian tegangan maka
lanjut pada sistem kinerja op-amp, yang
berfungsi sebagai pendorong gain pada ic
UPC1891ACY. Op-amp berfunsi sebagai
tapis lulus bawah, ketika media putar
terlalu kencang gain yang dihasilkan
maka op-amp berfungsi sebagai tapis gain
yang di produksi. Setiap pengoperasian
suara yang di hasilkan op-amp berfungsi
sebagai penguatan istilanya dalam dunia
power amplifier berfungsi sebagai
PREAMP (pendorong awalan). Konsep
penguatan memakai dual op-amp yang
satu cip ic berisi dua op-amp, rancang
bagun penguatan audio surround
processor ini memakai ic op-amp TL072.
Yang memakai tegangan 12volt (+) dan () yang mengerjakan ic TL072.
13
Jurnal Teknik Elektro
Gambar 6. Input tegangan
4. Selanjutnya masuk pada tahapan sistem
processor pada IC UPC1891ACY,
penguatan jaringan pada ic tersebut sudah
berkomposisi ditanamkan oleh IC
UPC1891ACY, di mulai dari pin IC
nomer 8 dan 9 sebagai masukan awal dari
IC UPC1891ACY, yang memakai LPF
(low phase filter) 1/13khz, kerjanya
sebagai meluluskan sumber suara ketika
yang di hasilkan masih tinggi, disini
sebagai tingkat kompensasi penurunan
haigh gain yang tinggi, sedangkan pin IC
nomer 5 dan 6, ada pendukung penguatan
dan sistem penapisan LPF (low phase
filter) yang memakai resistor 820k yang
sebagai penguat gain dan di beri sistem
tapis yang di kombinasikan berpararel
antara resistor 820k dan 2n2 di jadikan
rangkaian pararel, mengunakan sistem
tapis lulus atas menurut dasar-dasar
prinsipkerja IC op-amp tersebut. Setela
itu masuk IC pin nomer 11 dan 12 sebagai
inputan tegangan 5volt yang mengubah
mode control, mode control ini berfunsi
sebagai mengubah tatanan suara efek-efek
yang dihasilkan di mode control. Phase
Sifter berfungsi sebagai pembagian
pembakitan frekuensi tiap poin yang di
hasilkan media player tersebut. Phase
sifter di bagi menjadi empat blok bagian
di pisah secara satu-persatu mengikuti
sistem filter yang ada, mulai dari blok
phase sifter pertama yang mengusung
tetap frekunsi 90hz yang di tanamkan
melalu jalur filter luar di mulai dari pin IC
nomer 14 yang memakai kapasitor tetap
yang di dihubungkan ke ground, nilainya
bisa di rubah sesuai dengan kebutuhan
seting audio tersebut, karnah mengenai
sistem phase frekuensi. Ke bagian blok
phase sifter dua mengusung frekuensi
tetap 4khz, berfungsi sebagai penguatan
tapis yang di hasilkan oleh 90hz, di
kuatkan frekuensi 4khz blok ke dua dari
phase sifter tersebut. Yang di kombinasi
ISSN 2502-0986
tapis kondesator tantalum memakai
ukuran 2,2uf/35v yang di hubungkan ke
ground dari kaki IC nomer 15,
selanjutnya blok phase sifter yang ke 3
sebagai penguatan frekuensi yang di
bangkitkan dari blok phase sifter ke dua
memakai 400khz, memakai tapis 22n
yang berfungsi sebagai mengkuatkan
kesetabilan frekuensi phase shifter
tersebut, yang kaki pin nomer 16.
Berikutnya penguatan phase sifter yang
ke 4 bagian blok kaki pin nomer 17
sebagai penguat frekuensi terakhir dari
sistem phase sifter frekuensi 400khz yang
berfungsi sebagai penguatan terahir yang
di bangkitkan oleh phase sifter tersebut,
maka pengoptimalan memkai tapis
condesator 22n sebagai penguatan batasan
frekuensi.
Gambar 7. IC UPC 1819 ACY
5. Pada blok bagian penguatan lanjutan dari
phase sifter di kombinasi bebrapa blok
bagian didalam IC UPC1891ACY yang
sudah
di
tetapkan
jumlah-jumlah
komponen yang menentukan kinerja
audio surround processor tersebut, maka
sistem ini pendukungnya masih tetap
bekerja dalam bidang frekuensi audio,
pada kaki pin IC nomer 13 yang memakai
tegangan 5volt dc, berfungsi sebagai
mengubah frekuensi efek-efek yang
dikerjakan pada potensio 10k, yang di
dukung tegangan 5volt dc yang sebagai
pengaturan gain efek pada rangkin audio
surround processor. Pembangkitan di
funsikan oleh suatu potensio 10k yang
mendominasi efek-efek penambahan
audio musik yang muncul pada tampilan
power amplifier dan speaker.
14
Jurnal Teknik Elektro
ISSN 2502-0986
surround yang menghasilkan karakter
suara seperti pada home theater.
2. Sistem kerja alat audio surround
processor bekerja berdasarkan input dari
pemutar audio untuk menghasilkan nilai
output efek musik yang lebih baik.
Gambar 8. Potensio meter input
6. Selanjutkan bagian blok pengaturan
pilihan musik, movie dan musik dan
movie. Mengombinasi tegangan 5volt dc
yang masuk pada kaki IC nomer 11 dan
12 sebagai pengubahan harmonisasi
tingkatan efek-efek yang di pilih. Sebuah
pilihan yang cukup kuat pada penguatan
tegangan 5volt dc yang mendukung phase
sifter, didalam ada relay berfungsi sebagai
sistem penguatan bertahap pada blok
efek-efek
yang
timbul.
Yang
pengaturanya di operasikan oleh rotary
switch 4 way, sehingga memudahkan
pengaturan pilihan dari music and movie.
Saran
Untuk bentuk audio surround dalam lingkup
besar memebuat audio surround dengan
kapasitas input lebih banyak dan tegangan
lebih besar.
PUSTAKA
Gamabar 9. pontensio rotari input
7. Selanjutnya semua rangkaian audio
surround processor di tes oleh sebuah
speaker active computer, media putar di
jalankan yang di dukung oleh rangkaian
audio surround processor dan power
amplifier yang berfungsi sebagai pengeras
suara yang di tampilkan, sesuai dengan
perangkat yang ada sebuah pengaturan
efek, yang melalui komponen potensio
10k sebagai pendukung perubahan efekefek musik, ketika rotary switch di rubah
pada menu pilihan, pengujian ini audio
surround processor ini di teliti banyak
teman-teman, menentukan kerja atau
tidaknya pada rancang bagun audio
surround processor.
PENUTUP
Simpulan
1. Cara perancangan pembuatan audio
prosessor dapat menggunakan IC UPC
1819 ACY sebagai pengolah audio
15