rancang bangun sistem audio surround processor berbasis ic upc

10 | Jurnal Program Studi Teknik Elektro JE-Unisla
RANCANG BANGUN SISTEM AUDIO SURROUND
PROCESSOR BERBASIS IC UPC 1891 ACY
Affan Bachri 1), Arief Budi Laksono 2) ,Arif Lukman Hakim 2)
1)
Dosen Fakultas Teknik Prodi Teknik Elektro Universitas Islam Lamongan
Dosen Fakultas Teknik Prodi Teknik Elektro Universitas Islam Lamongan
3)
Program Studi Teknik Elektro Universitas Islam Lamongan
email : [email protected], [email protected], [email protected]
2)
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 suatu audio surround yang mempunyai 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 rangkaian penguat,
penggeser fasa dan penapis (filter) , untuk itu IC yang digunakan adalah IC UPC 1819 ACY.
Kata Kunci
: surround audio, penguat, filter
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
ISSN : 2502-0986
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
Program Studi Teknik Elektro Universitas Islam Lamongan
11 | Jurnal Program Studi Teknik Elektro JE-Unisla
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 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.
(Lexicon, 1999).
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 amplitudo-nya
tinggi begitu pula sebaliknya.
ISSN : 2502-0986
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
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 bahanbahan 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.
Program Studi Teknik Elektro Universitas Islam Lamongan
12 | Jurnal Program Studi Teknik Elektro JE-Unisla
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 memastikan bekerja
atau tidaknya alat tersebut.
2. 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.
3. 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
fungsional
Power
amplifaier
pendengar
Gambar 3. Diagram flow chart
ISSN : 2502-0986
HASIL DAN PEMBAHASAN
Proses KerjaAudio Surround Processor
Audio surround processor bekerja
berdasarkan input dari musik yang dihasilkan
oleh sebuah pemutar dvd, mp3, laptop, dan
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 efek-efek 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
perang-perangan 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.
Program Studi Teknik Elektro Universitas Islam Lamongan
13 | Jurnal Program Studi Teknik Elektro JE-Unisla
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.
2. Masuk pada tegangan mengerjakan sebuah
rangkaian audio surround 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.
Pengoperasian Audio Surround Processor
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
ISSN : 2502-0986
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
Program Studi Teknik Elektro Universitas Islam Lamongan
14 | Jurnal Program Studi Teknik Elektro JE-Unisla
tegangan 12volt (+)
mengerjakan ic TL072.
dan
(-)
yang
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 high 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
ISSN : 2502-0986
oleh 90hz, di kuatkan frekuensi 4khz blok
ke dua dari phase sifter tersebut. Yang di
kombinasi 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 efekefek 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.
Program Studi Teknik Elektro Universitas Islam Lamongan
15 | Jurnal Program Studi Teknik Elektro JE-Unisla
sebagai pendukung perubahan efek-efek
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.
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.
PENUTUP
Simpulan
1. Perancangan audio prosessor dapat
menggunakan IC UPC 1819 ACY sebagai
pengolah
audio
surround
yang
menghasilkan karakter suara seperti pada
home theater.
2. Sistem kerja audio surround processor
bekerja memberikan efek pada input audio
sehingga dihasilkan output yang berbedabeda dengan range frekuensi 4kHz sampai
400 kHz
PUSTAKA
[1] Adimas Ari Irawan dan Sunggono Asi, K.
Amien S.1994. Teknik Komunikasi Elektronika,
Solo.CV. ANEKA.
[2] ALBERT PAUL MALVINO, PH,D., E.E. 2003.
Prinsip – Prinsip Elektronika. Jakarta,
Salemba Teknika.
[4] Data sheet
IC UPC 1891 ACY
https://www.futurlec.com/Datasheet/Others/UP
C1891.pdf
[5] Lexicon. 1999. Multi-Channel Music &
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
ISSN : 2502-0986
Cinema
Systems
design.USA
theory
Program Studi Teknik Elektro Universitas Islam Lamongan
and