TUGAS AKHIR LAMPU PANGGUNG TERKENDALI MUSIK BERBASIS RASPBERRY PI

Gratis

0
0
140
7 months ago
Preview
Full text
(1)PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI TUGAS AKHIR LAMPU PANGGUNG TERKENDALI MUSIK BERBASIS RASPBERRY PI Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro Oleh : YULIA MURWANI MULYANINGRATI NIM : 095114014 JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2014

(2) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI FINAL PROJECT STAGE LIGHTING CONTROLLED BY MUSIC BASED ON RASPBERRY PI Presented as Partial Fulfillment of the Requirements To Obtain the Sarjana Teknik Degree In Electrical Engineering Study Program YULIA MURWANI MULYANINGRATI NIM : 095114014 DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2014

(3) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI

(4) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI

(5) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI

(6) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP MOTTO: Meretas Keterbatasan dalam Kesederhanaan Skripsi ini kupersembahkan untuk… Tuhan Yesus Kristus Gembalaku Keluargaku tercinta Sahabatku tersayang Seluruh teman-teman Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma vi

(7) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI

(8) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI INTISARI Tata cahaya berupa lampu panggung dapat memberikan kesan visual yang menarik. Lampu panggung dapat menambah penegasan ekspresi suatu pertunjukan seni. Musik merupakan satu dari komponen pertunjukan seni yang dapat mempengaruhi emosi penonton. Tata cahaya yang diselaraskan dengan musik dapat meningkatkan ekspresi suatu pertunjukan seni. Penelitian ini memberikan inovasi dalam menyelaraskan penyalaan lampu panggung dengan musik. Lampu panggung terkendali musik menggunakan Raspberry Pi sebagai pusat pengendalian sistem. File musik diberikan sebagai masukan Raspberry Pi. Raspberry Pi mengolah masukan menggunakan pendeteksian nada dan pendeteksian tempo. Hasil pendeteksian nada menentukan penyalaan beserta variasi warna lampu panggung. Hasil pendeteksian tempo digunakan untuk menentukan terang redup lampu. Sistem lampu panggung terkendali musik berbasis Raspberry Pi berhasil memberikan variasi penyalaan lampu panggung sesuai musik. Sistem mampu membedakan nada dan tempo yang diberikan. Lampu panggung dapat memberikan variasi warna sesuai dengan variasi nada dan memberikan durasi penyalaan dengan rata-rata galat durasi penyalaan sebesar 0,93%. Terang redup lampu dapat diatur sesuai tempo dengan rata–rata galat sebesar 4,45%. Kata kunci : Lampu panggung, Raspberry Pi, Deteksi nada, Deteksi tempo, Python viii

(9) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI ABSTRACT Stage lighting as lighting system can give an attractive visual impression. Stage lighting can affirm the expression of an art performance. Music is a part of art performance that can give deep emotion for the audience. Harmony between lighting system and music make improvement of art performance expression. This research is an innovation to make a harmony between ignition of stage lighting and music. Stage lighting controlled by music use Raspberry Pi as central of system control. Music file is given as input of Raspberry Pi. Raspberry Pi process the input using pitch and tempo detection method. The result of pitch detection establish the ignition and color variety of stage lighting. The result of tempo detection establish the brightness of stage lighting. The system of stage lighting controlled by music based on Raspberry Pi has been successful to give variation of lighting ignition appropriate to music. The system can distinguish the pitch and tempo of music. Stage lighting can produce color variation appropriate to pitch variation and produce duration of stage lighting ignition with average error 0,93%. The brightness of stage lighting can be adjust based on tempo of music with average error 4,45%. Keywords : Stage lighting, Raspberry Pi, Pitch detection, Tempo detection, Python ix

(10) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas rahmat serta karunia-Nya sehingga penulis berhasil membuat tugas akhir berjudul “Lampu Panggung Terkendali Musik Berbasis Raspberry Pi” dengan baik. Selama pembuatan tugas akhir ini, penulis menyadari adanya bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kaih kepada: 1. Bernadeta Wuri Harini, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing yang memberikan bimbingan, pemikiran, ide, saran, dan kritik yang membangun dalam menyelesaikan tugas akhir dan tulisan ini. 2. Seluruh dosen dan laboran Teknik Elektro yang memberikan ide, ilmu dan pengetahuan kepada penulis selama perkuliahan. 3. Mahasiswa Teknik Elektro yang membantu dan mendukung penulis dalam diskusi dan pengembangan ide tugas akhir serta dalam proses perkuliahan. Penulis menyadari bahwa tulisan ini masih memiliki kekurangan dan jauh dari sempurna. Oleh karena itu kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat membangun sangat diharapkan. Semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak. Terima kasih. Yogyakarta, 12 Mei 2014 Penulis x

(11) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL ...................................................................................................... i LEMBAR PERSETUJUAN .......................................................................................... iii HALAMAN PENGESAHAN ....................................................................................... iv PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ........................................................................ v HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP ............................................ vi LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ..................................................................... vii INTISARI ....................................................................................................................... viii ABSTRACT ................................................................................................................... ix KATA PENGANTAR ................................................................................................... x DAFTAR ISI .................................................................................................................. xi DAFTAR GAMBAR ..................................................................................................... xiv DAFTAR TABEL .......................................................................................................... xvii BAB I PENDAHULUAN .............................................................................................. 1 1.1. Latar Belakang .......................................................................................................... 1 1.2. Tujuan dan Manfaat .................................................................................................. 3 1.3. Batasan Masalah ....................................................................................................... 3 1.4. Metodologi Penelitian ............................................................................................... 4 BAB II DASAR TEORI ................................................................................................ 6 2.1. Raspberry Pi ............................................................................................................. 6 2.2. Bahasa Pemrograman Python ................................................................................... 7 2.3. Light Emitting Diode (LED) ..................................................................................... 8 2.4. Driver LED ............................................................................................................... 9 2.4.1. Penyearah Satu Fasa Gelombang Penuh ........................................................ 9 2.4.2. Regulator LM317 ........................................................................................... 11 2.4.3. Regulator Buck ............................................................................................... 12 2.5. MOSFET Gate Drive ................................................................................................ 13 2.6. Metode Pitch Detection (Metode Modified Autocorrelation Function) ................... 15 xi

(12) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 2.7. Metode Beat Tracking .............................................................................................. 17 2.7.1. Analisis Frekuensi .......................................................................................... 18 2.7.1.1. Fast Fourier Transform (FFT) ........................................................... 18 2.7.1.2. Penguraian Komponen-Komponen Onset ......................................... 18 2.7.1.3. Onset-time finders .............................................................................. 19 2.7.1.4. Onset-time Vectorizer ........................................................................ 20 2.7.2. Beat Prediction ............................................................................................... 20 2.7.2.1. Beat-predicting Agents ....................................................................... 22 2.7.2.2. Chord change checkers ...................................................................... 25 2.7.2.3. Hypothesis manager ........................................................................... 28 2.8. Teori Musik .............................................................................................................. 29 BAB III RANCANGAN PENELITIAN ...................................................................... 30 3.1. Perancangan Sistem .................................................................................................. 30 3.2. Perancangan Mekanik ............................................................................................... 31 3.3. Pengambilan Perangkat Keras .................................................................................. 34 3.3.1. Konfigurasi LED ............................................................................................ 34 3.3.2. Regulator Tegangan ........................................................................................ 35 3.3.2.1. Regulator Linear ................................................................................ 36 3.3.2.2. Regulator Switching ........................................................................... 37 3.3.3. Gate Drive MOSFET ..................................................................................... 41 3.3.4. Penggunaan Port GPIO .................................................................................. 43 3.4. Perancangan Perangkat Lunak .................................................................................. 44 3.4.1. Program Pitch Detection ................................................................................ 45 3.4.2. Program Beat Tracking ................................................................................... 46 3.4.2.1. Program Analisis Frekuensi ............................................................... 47 3.4.2.2. Program Beat Prediction .................................................................... 48 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................................... 49 4.1. Perubahan Perancangan ............................................................................................ 49 4.1.1. Perubahan Perancangan Pendeteksian Tempo ............................................... 49 4.1.2. Perubahan Perancangan Driver LED ............................................................. 52 4.2. Hasil Implementasi ................................................................................................... 54 4.3. Analisa Keberhasilan Alat ........................................................................................ 58 4.4. Pembahasan Perangkat Keras (Driver LED) ............................................................ 64 xii

(13) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 4.4.1. Pembahasan Driver LED Warna Merah ......................................................... 64 4.4.2. Perubahan Perancangan Driver LED ............................................................. 66 4.4.3. Pembahasan Driver LED Warna Biru ............................................................ 68 4.4.4. Pembahasan Gate Drive MOSFET ................................................................ 71 4.5. Pembahasan Perangkat Lunak .................................................................................. 73 4.5.1. Pembahasan Perangkat Lunak Pendeteksian Nada ........................................ 78 4.5.2. Pembahasan Program Pendeteksian Tempo ................................................... 83 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN.......................................................................... 89 5.1. Kesimpulan ............................................................................................................... 89 5.2. Saran ......................................................................................................................... 90 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................... 91 LAMPIRAN ................................................................................................................... L1 xiii

(14) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1.1. Diagram Blok Sistem ................................................................................... 3 Gambar 2.1. Konfigurasi pin pada port GPIO.................................................................. 7 Gambar 2.2. High Power LED ........................................................................................ 8 Gambar 2.3. LED terhubung seri...................................................................................... 8 Gambar 2.4. Rangkaian penyearah satu fasa gelombang penuh ..................................... 9 Gambar 2.5. Gelombang masukan dan keluaran penyearah ........................................... 10 Gambar 2.6. Gelombang keluaran penyearah terhubung filter ....................................... 10 Gambar 2.7. Rangkaian regulator IC LM317 ................................................................... 11 Gambar 2.8. Rangkaian converter buck............................................................................ 12 Gambar 2.9. Rangkaian totem pole .................................................................................. 14 Gambar 2.10. Rangkaian totem pole terisolasi optis ....................................................... 14 Gambar 2.11. Blok Diagram Metode Autocorrelation Pitch Detector ............................ 15 Gambar 2.12. Proses beat tracking .................................................................................. 17 Gambar 2.13. Penguraian komponen onset ..................................................................... 19 Gambar 2.14. Relasi onset-time vectorizer, agen-agen, dan chord change checkers....... 20 Gambar 2.15. Interaksi agen ............................................................................................. 21 Gambar 2.16. Proses memprediksi next beat ................................................................... 22 Gambar 3.1 Diagram blok sistem .................................................................................... 30 Gambar 3.2. Desain wadah lampu ................................................................................... 31 Gambar 3.3. Wadah lampu tampak depan ....................................................................... 32 Gambar 3.4. Wadah lampu tampak samping kanan ........................................................ 32 Gambar 3.5. Wadah lampu tampak samping kiri ............................................................ 33 Gambar 3.6. Wadah lampu tampak belakang .................................................................. 33 Gambar 3.7. Rangkaian LED warna merah ..................................................................... 34 Gambar 3.8. Rangkaian LED warna hijau ....................................................................... 35 Gambar 3.9. Rangkaian LED warna biru ........................................................................ 35 Gambar 3.10. Rangkaian penyearah tegangan ................................................................ 35 Gambar 3.11. Rangkaian regulator linear LED warna merah ......................................... 36 Gambar 3.12. Rangkaian regulator linear LED warna hijau dan biru ............................ 37 xiv

(15) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI Gambar 3.13. Rangkaian regulator switching untuk LED warna merah ......................... 38 Gambar 3.14. Rangkaian regulator switching untuk LED warna hijau dan biru ............. 39 Gambar 3.15. Gambar rangkaian Driver LED ................................................................ 39 Gambar 3.16. Rangkaian regulator linear sebagai sumber tegangan gate driver MOSFET .................................................................................................. 42 Gambar 3.17. Rangkaian gate drive MOSFET ............................................................... 42 Gambar 3.18. Keseluruhan rangkaian gate drive MOSFET ............................................ 43 Gambar 3.19. Diagram alir utama ................................................................................... 44 Gambar 3.20. Diagram alir proses Pitch Detection ......................................................... 45 Gambar 3.21. Diagram alir proses beat tracking ............................................................. 46 Gambar 3.22. Diagram alir program Analisis Frekuensi.................................................. 47 Gambar 3.23. Diagram alir program Beat Prediction ...................................................... 48 Gambar 4.1. Diagram alir pendeteksian tempo ............................................................... 52 Gambar 4.2. Rangkaian perhitungan disipasi daya IC LM317 ........................................ 52 Gambar 4.3. Karakteristik IC LM317 .............................................................................. 54 Gambar 4.4. Karakteristik IC LM350 .............................................................................. 54 Gambar 4.5 Bentuk fisik driver LED .............................................................................. 55 Gambar 4.6 Bentuk fisik lampu panggung tampak depan ............................................... 55 Gambar 4.7 Bentuk fisik lampu panggung tampak belakang .......................................... 56 Gambar 4.8 Bentuk fisik lampu panggung tampak samping kanan ................................ 56 Gambar 4.9 Bentuk fisik lampu panggung tampak samping kiri .................................... 56 Gambar 4.10. Tampilan antarmuka awal.......................................................................... 57 Gambar 4.11. Tampilan antarmuka untuk memilih file ................................................... 57 Gambar 4.12. Tampilan antarmuka untuk memainkan musik dan menyalakan lampu .. 57 Gambar 4.13. Grafik hasil pengujian driver LED warna merah terhadap tempo ........... 62 Gambar 4.14. Grafik hasil pengujian driver LED warna hijau terhadap tempo ............. 63 Gambar 4.15. Grafik hasil pengujian driver LED warna biru terhadap tempo ............... 63 Gambar 4.16. Grafik galat hasil pengujian driver LED terhadap tempo ........................ 64 Gambar 4.17. Grafik hasil pengujian kapasitor filter driver LED ................................... 65 Gambar 4.18. Grafik galat hasil pengujian kapasitor filter driver LED .......................... 66 Gambar 4.19. Grafik hasil pengujian regulator linear LED warna merah ...................... 67 Gambar 4.20. Grafik hasil pengujian regulator linear LED warna hijau dan biru .......... 67 Gambar 4.21. Grafik galat hasil pengujian regulator linear ............................................ 68 xv

(16) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI Gambar 4.22. Grafik hasil pengujian regulator switching untuk LED warna merah ...... 69 Gambar 4.23. Grafik hasil pengujian regulator switching untuk LED warna hijau ........ 69 Gambar 4.24. Grafik hasil pengujian regulator switching untuk LED warna biru .......... 70 Gambar 4.25. Grafik galat hasil pengujian regulator switching untuk LED .................... 70 Gambar 4.26 Grafik hasil pengujian kapasitor filter gate drive MOSFET ..................... 71 Gambar 4.27 Grafik hasil pengujian regulator linear gate drive MOSFET .................... 72 Gambar 4.28 Grafik galat hasil pengujian rangkaian gate drive MOSFET .................... 72 Gambar 4.29. Grafik hasil pendeteksian nada ................................................................. 81 Gambar 4.30. Grafik galat hasil pendeteksian nada ........................................................ 81 Gambar 4.31. Grafik hasil pengujian durasi nada ........................................................... 82 Gambar 4.32. Grafik galat hasil pengujian durasi nada .................................................. 82 Gambar 4.33. Grafik hasil pengujian pendeteksian tempo 61 bpm s.d. 75 bpm ............. 87 Gambar 4.34. Grafik hasil pengujian pendeteksian tempo 76 bpm s.d. 120 bpm ........... 87 Gambar 4.35. Grafik galat hasil pengujian pendeteksian tempo ..................................... 88 xvi

(17) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1. Tabel inisialisasi parameter ............................................................................ 21 Tabel 2.2. Hubungan nada dengan frekuensi .................................................................. 29 Tabel 3.1. Perbandingan kebutuhan induktor .................................................................. 40 Tabel 3.2. Penggunaan port GPIO ................................................................................... 43 Tabel 3.3. Penentuan notasi dan nyala lampu ................................................................. 46 Tabel 3.4. Pengaturan variasi duty cycle ......................................................................... 47 Tabel 4.1. Rata-rata waktu tunggu ................................................................................... 57 Tabel 4.2. Hasil pengujian kondisi nyala lampu dengan masukan file Sample1.wav ..... 60 Tabel 4.3. Hasil pengujian kondisi nyala lampu dengan masukan file Sample2.wav ..... 61 Tabel 4.4. Hasil pengujian kondisi nyala lampu dengan masukan file Sample3.wav ..... 61 xvii

(18) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Dalam sebuah pertunjukan seni, cara menyajikan pertunjukan menentukan menarik tidaknya suatu pertunjukan seni. Penyajian suatu pertunjukan seni dalam suatu panggung perlu diberi tambahan unsur seni lain. Penambahan unsur ini dibutuhkan agar penyampaian ekspresi suatu seni dapat disuguhkan secara maksimal. Unsur–unsur tambahan ini dapat berupa tata panggung, tata suara, dan tata cahaya. Masing–masing unsur mempunyai keunikan sendiri dalam menghadirkan tambahan nilai estetika dalam pertunjukan. Tata cahaya dapat memberi kesan visual yang menarik. Cahaya tidak hanya menerangi pertunjukan, tetapi juga dapat memberikan penegasan ekspresi pada pertunjukan seni. Tampilan warna yang tercipta dapat membuat pertunjukan tidak membosankan. Warna-warni dan perubahan cahaya memberikan kesan yang segar sebagaimana televisi berwarna yang lebih segar dan menarik daripada televisi hitam putih. Efek terang redup dan kelap-kelip cahaya akan membawa suasana berbeda. Emosi penonton pertunjukan menjadi terfokus mengikuti perubahan suasana yang dihasilkan. Kesan visual ini tentu akan lebih bertambah jika dibuat dalam keselarasan dengan unsur lain. Unsur yang dimaksud yaitu musik. Selain cahaya, musik juga mempunyai keunikan dalam memberikan suasana tertentu yang mempengaruhi emosi penonton. Perpaduan cahaya dan musik memberikan peningkatan estetika dan penyampaian ekspresi. Perpaduan ini perlu diusahakan menjadi selaras, tidak menghasilkan kesan yang berbeda dalam suatu waktu. Perbedaan kesan yang ditimbulkan bisa berakibat buruknya pertunjukan inti yang dibuat. Pada penelitian ini akan dibuat lampu panggung yang terkendali musik. Nyala lampu akan mengikuti musik yang dimainkan. Ada beberapa unsur dari nyala lampu yang akan diubah-ubah berdasarkan musik. Unsur tersebut antara lain warna lampu, terang redup, dan lama nyala tiap warna. Dalam penelitian ini, unsur musik yang berupa frekuensi (tinggi rendah nada) dan tempo digunakan sebagai masukan pengendalian nyala lampu. Nilai frekuensi yang didapat digunakan untuk mengatur perubahan warna lampu dan lama nyala tiap warna. Tempo digunakan untuk mengatur terang redup lampu. 1

(19) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 2 Masukan musik diberikan dengan cara memberikan masukan berupa file musik pada sistem. File tersebut dimasukkan pada Raspberry Pi. Raspberry Pi mempunyai kemampuan yang cukup untuk mendapat masukan dan menyimpan file musik. Raspberry Pi juga dapat memainkan file musik tersebut [1]. Dalam sistem ini, file musik akan dimainkan bersamaan dengan pengendalian lampu yang dilakukan. Raspberry Pi tidak hanya digunakan untuk menerima masukan dan memainkan file musik tersebut. Perangkat ini juga digunakan untuk mengolah sinyal masukan. Hasil dari pengolahan sinyal berupa tingkatan-tingkatan frekuensi dan tempo. Tingkatan-tingkatan yang diperoleh menjadi suatu perintah otomatis dalam menghasilkan perubahan nyala lampu. Perubahan tersebut dicapai dengan memberikan tingkatan sinyal pada lampu. Sinyal yang dimaksud berupa Pulse Width Modulation (PWM) yang dihasilkan Raspberry Pi. Sinyal PWM dengan tingkatan yang berubah-ubah akan menjadi masukan sebuah driver LED. Driver LED mengubah-ubah tegangan pada LED sehingga terang redup LED berubah [2]. Raspberry Pi juga mengatur hidup mati lampu. Pengaturan hidup mati lampu yang dimaksud tidak hanya mengatur hidup mati warna lampu tertentu. Pengaturan hidup mati lampu juga dimaksudkan dalam pengaturan seberapa lama suatu lampu hidup dan seberapa lama lampu mati. Aplikasi pengolahan musik menggunakan Raspberry Pi yang telah ada yaitu aplikasi sinkronisasi musik dengan lampu menggunakan Musical Instrument Digital Interface (MIDI) [3]. MIDI merupakan protokol komunikasi yang menghubungkan instrumen-instrumen musik elektronik (digital) untuk saling berinteraksi dan berinteraksi dengan komputer [4][5]. MIDI akan mengeluarkan informasi mengenai nada yang dimainkan masukan [5]. Informasi tersebut diterima komputer atau instrumen lain kemudian digunakan untuk menentukan keluaran (lampu). Berbeda dengan menggunakan MIDI yang hanya menginformasikan nada yang dimainkan masukan untuk menentukan keluaran, penelitian ini menggunakan metode untuk mendeteksi nada dan tempo dengan pengolahan sinyal. Metode pendeteksian nada dan tempo yang digunakan dalam penelitian ini belum pernah diaplikasikan menggunakan Raspberry Pi. Metode pendeteksian nada dan tempo yang digunakan hanya diaplikasikan menggunakan komputer [6][7].

(20) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 3 1.2. Tujuan dan Manfaat Tujuan penelitian ini yaitu menghasilkan lampu panggung yang berubah-ubah warna, terang redup, dan lama nyala lampu menurut perubahan data file musik. Perubahan nyala lampu diharapkan dapat selaras dengan perubahan musik yang dimainkan. Manfaat dari penelitian ini: a. Manfaat bagi masyarakat Masyarakat dapat menikmati pertunjukan seni yang menampilkan keselarasan antara musik dengan cahaya yang dihasilkan. Masyarakat tidak hanya menikmati sajian tata cahaya yang menarik. Sajian tata cahaya yang selaras dengan musik akan memberikan efek saling mendukung antara tata cahaya dan musik. Keselarasan ini akan membuat perhatian penonton akan suatu pertunjukan terfokus. Ekspresi yang disampaikan pada pertunjukan tidak menjadi terpecah antara tata cahaya dengan musik. Keselarasan ini dicapai dengan teknologi baru yang sederhana dan lebih efisien dalam hal finansial dan ruang. b. Manfaat bagi ilmu pengetahuan Penelitian ini akan menambah aplikasi penggunaan Raspberry Pi. Pada saat penelitian ini dibuat, Raspberry Pi merupakan perangkat yang baru dikembangkan. Hasil penelitian ini menambah terciptanya karya dalam bidang elektro yang dapat diaplikasikan dalam pertunjukan seni. 1.3. Batasan Masalah Perancangan lampu panggung terkendali musik berbasis Raspberry Pi ini mencakup batasan-batasan sebagai berikut: a. Masukan berupa file musik berekstensi wav. b. Masukan musik berupa melodi dengan tempo 61 M.M. s.d. 120 M.M. (61 bpm s.d. 120 bpm) dan birama 4/4. c. Menggunakan Raspberry Pi sebagai perangkat penerima masukan, pemutar file musik, pengolah sinyal, pembangkit sinyal Pulse Width Modulation (PWM). d. Menggunakan bahasa pemrograman Python. e. Pendeteksian nada menggunakan metode Modified Autocorrelation Function sedangkan penentuan tempo menggunakan metode Beat Tracking. f. Menggunakan LED 3Watt warna merah, hijau, dan biru.

(21) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 4 g. Variasi warna nyala LED sebanyak 7 variasi yang merepresentasikan 7 nada (C4, D4, E4, F4, G4, A4, dan B4). h. Nyala lampu panggung diubah-ubah menggunakan driver LED dengan masukan Pulse Width Modulation (PWM) dari Raspberry Pi. 1.4. Metodologi Penelitian a. Studi Pustaka Studi pustaka dilakukan dengan pengumpulan informasi dari berbagai literatur. Literatur tersebut antara lain berupa buku, jurnal, datasheet. Selain itu, informasi dikumpulkan dari berbagai artikel di internet. Informasi yang dikumpulkan mencakup informasi mengenai Raspberry Pi, bahasa pemrograman Python, pengolahan sinyal digital, lampu LED 3Watt, dan driver LED. b. Perancangan dan Pembuatan Alat Gambar 1.1. Diagram Blok Sistem Perancangan dan pembuatan alat dimulai dari pembuatan hardware. Hardware yang dibuat berupa rangkaian elektronik driver LED. Perancangan selanjutnya yaitu perancangan program pengolahan sinyal musik. Penentuan nilai Pulse Width Modulation (PWM) dilakukan berdasarkan pengolahan sinyal yang dilakukan. c. Pengambilan data Pengambilan data dilakukan dengan melihat keluaran Raspberry Pi berupa informasi pendeteksian nada dan tempo (pengolahan sinyal) dan tegangan keluaran driver LED. Informasi sinyal PWM yang diamati yaitu frekuensi dan duty cycle. Selain itu,

(22) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 5 dilakukan pengambilan data berupa informasi on-off port GPIO dan lama waktu keadaan on pada port GPIO. d. Pembuatan analisa dan kesimpulan Analisa dan pengambilan kesimpulan dibuat atas data yang diperoleh. Data berupa pengolahan sinyal dibandingkan dengan hasil pendeteksian nada menggunakan perangkat lunak Wavanal [8] dan pendeteksian tempo menggunakan perangkat lunak AudioRetoucher [9]. Analisa dan pengambilan kesimpulan mengacu pada kesesuaian sistem yang dibuat dengan perancangan sistem yang diharapkan.

(23) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI BAB II DASAR TEORI 2.1.Raspberry Pi Raspberry Pi merupakan komputer dalam satu singleboard. Sistem dalam chip Raspberry Pi yaitu BCM28351. Chip mengintegrasikan sebuah prosesor (CPU), graphics processing unit (GPU), dan memori pada suatu unit tunggal [10]. Bagian-bagian Raspberry Pi adalah sebagai berikut: 1. Prosesor Presesor berupa chip 32 bit, 700 MHz System on a Chip, dengan arsitektur ARM [11]. Raspberry Pi Model B mempunyai RAM sebesar 512 MB sedangkan Raspberry Pi Model A mempunyai RAM sebesar 256 MB [10]. 2. Slot Secure Digital Card (SD Card) Raspberry Pi mempunyai slot SD Card. SD Card dibutuhkan sebagai hard drive untuk menyimpan seluruh data. 3. Port USB Raspberry Pi Model B mempunyai 2 port USB sedangkan Raspberry Pi Model A hanya mempunyai sebuah Port USB. 4. Port Ethernet Raspberry Pi Model B mempunyai port Ethernet dengan standar RJ45. 5. Konektor HDMI Port HDMI digunakan sebagai penyedia keluaran video dan audio digital. Sinyal HDMI mampu dikonversi menjadi DVI sehingga dapat digunakan untuk berbagai monitor. 6. Output Audio Analog Port audio analog digunakan sebagai penyedia keluaran audio analog untuk speaker dengan jack standar 3,5mm mini analog audio jack. 7. Keluaran Composite Video Jack standar tipe RCA menyediakan keluaran untuk sinyal video NTSC dan PAL [12]. Selain itu terdapat port General Purpose Input/Output (GPIO) digunakan untuk berhubungan dengan suatu hardware eksternal. Raspberry Pi mempunyai 26 pin GPIO. Gambar 2.1. menunjukkan konfigurasi pin pada port GPIO. 6

(24) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 7 Gambar 2.1. Konfigurasi pin pada port GPIO [10] Pin 4, 9, 14, 17, 20, dan 25 tidak dapat digunakan karena masih dalam tahap pengembangan [10]. Operating System (OS) pada Raspberry Pi yaitu Linux. Prosesor Broadcom [1][12] mempunyai device driver dan kode yang tidak terdapat dalam standar Linux distribution. Ukuran RAM Raspberry Pi berbeda dengan ukuran RAM komputer. Linux distribution khusus untuk Raspberry Pi dikembangkan dalam mengatasi ketidaksesuaian Raspberry Pi dengan standar Linux. Linux distribution yang dibuat di antaranya: Raspbian (direkomendasikan secara resmi), Adafruit Raspberry Pi Educational Linux, Arch Linux, Xbian, Qton Pi [12]. 2.2.Bahasa Pemrograman Python Python ditemukan oleh Guido van Rossum. Python merupakan bahasa pemrograman aras tinggi. Program atau script Python dapat langsung dieksekusi, tidak perlu proses compiling ke kode mesin. Dalam Python, pemrogram tidak perlu menegaskan sebuah variabel berupa number, list, atau string [12][13]. Python merupakan open source software. Bahasa pemrograman python masih dikembangkan dan diperbaiki [13]. 1. Modul NumPy NumPy merupakan modul Python untuk scientific computing. Modul mempunyai kemampuan perhitungan N-dimensional arrays, operasi elemen-elemen, aljabar linier, dan mampu mengerjakan kode C/C++/Fortran [14]. 2. Modul SciPy SciPy merupakan paket yang menggunakan array NumPy dan memanipulasi data menggunakan permasalahan standar sains dan keteknikan seperti: integrasi, fungsi maksimum atau minimum, pemrosesan sinyal dan image, matriks serta statistika [14].

(25) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 8 3. Modul RPi.GPIO GPIO merupakan modul untuk mambaca dan mengendalikan port GPIO pada Raspberry Pi [12][15]. 4. Modul Pexpect Pexpect merupakan modul Python untuk mengendalikan suatu aplikasi secara otomatis [16]. 2.3. Light Emitting Diode (LED) Seperti dioda, arus pada LED akan mengalir dari muatan positif semikonduktor ke muatan negatif. Sisi bermuatan positif disebut anoda dan sisi bermuatan negatif disebut katoda [17]. Pada penelitian, LED yang digunakan berupa High Power LED berwarna merah, hijau, dan biru dengan Forward Current sebesar 0,7 A. Forward Voltage ( ) untuk LED warna merah sebesar 2,0 V s.d. 2,8 V. Forward Voltage untuk LED warna hijau dan biru sebesar 3,0 V s.d. 3,8 V [18]. Gambar 2.2 menunjukkan gambar High Power LED. Gambar 2.2. High Power LED [18] Pada rangkaian yang terhubung secara seri, tegangan seluruh rangkaian adalah penjumlahan dari masing-masing tegangan [19]. Gambar 2.3 menunjukkan beberapa LED yang dirangkai secara seri. Gambar 2.3. LED terhubung seri

(26) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 9 Tegangan total beberapa LED yang dirangkai seri dihitung: (2.1) Jika seluruh LED mempunyai besar tegangan yang sama, maka (2.2) Keterangan: : Tegangan total rangkaian seri : Forward Voltage LED : Jumlah LED 2.4.Driver LED 2.4.1.Penyearah Satu Fasa Gelombang Penuh Rangkaian penyearah gelombang penuh dapat diperoleh dengan merangkai transformator dan 4 buah dioda [20]. Rangkaian penyearah satu fasa gelombang penuh ditunjukkan oleh Gambar 2.4. Gambar 2.4. Rangkaian penyearah satu fasa gelombang penuh [21] Daya disuplai ke dioda dan dan untuk mendapatkan setengah siklus positif. Dioda digunakan untuk memperoleh siklus negatif. Gambar 2.5 menggambarkan gelombang masukan dan gelombang keluaran penyearah [20].

(27) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 10 Gambar 2.5. Gelombang masukan dan keluaran penyearah [20] Untuk memperoleh tegangan keluaran yang berupa gelombang dc, keluaran penyearah dihubungkan dengan suatu filter. Filter berupa kapasitor. Kapasitor akan mengecilkan ripple pada gelombang keluaran [22]. Gambar 2.6 menunjukkan gelombang keluaran penyearah setelah dihubungkan dengan filter. Gambar 2.6. Gelombang keluaran penyearah terhubung filter [23]

(28) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 11 Nilai ripple kapasitor filter dapat dihitung sebagai berikut [23]: (2.3) Dimana: : Ripple kapasitor filter : Tegangan ripple (rms) : Tegangan keluaran dc (V) : Arus beban dalam miliamper : Nilai kapasitor filter dalam mikrofarad 2.4.2.Regulator LM317 Untuk menghasilkan nilai tegangan tertentu, keluaran IC LM317 dihubungkan dengan resistor pembagi tegangan. IC LM317 membutuhkan pengoperasian dengan diberikannya beda tegangan antara masukan dengan keluaran. Beda tegangan dipengaruhi arus yang melewati regulator (semakin besar arus yang dibutuhkan, beda tegangan yang dibutuhkan juga semakin besar) [23]. Rangkaian regulator IC LM317 ditunjukkan oleh Gambar 2.7. Gambar 2.7. Rangkaian regulator IC LM317 [23]

(29) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 12 Tegangan keluaran regulator dapat dihitung menggunakan [23]: ( dengan ) (2.4) dan Keterangan: : Tegangan keluaran regulator (V) : Tegangan referensi (V) : Arus terminal adjustment (A) : Resistor pembagi tegangan (Ω) : Resistor pembagi tegangan (Ω) 2.4.3.Regulator Buck Regulator Buck adalah regulator yang berfungsi menghasilkan tegangan keluaran yang lebih rendah dari tegangan masukan. Dalam rangkaian konverter buck, sebuah MOSFET daya digunakan sebagai saklar tegangan masukan yang melewati induktor dan LED. MOSFET dihubungkan secara seri dengan induktor dan LED. Induktor digunakan untuk menyimpan energi ketika MOSFET dalam kondisi on. Energi digunakan untuk menyediakan arus saat MOSFET dalam kondisi off. Konverter buck menghasilkan arus yang konstan dalam efisiensi yang tinggi. Konverter buck dapat dirancang dengan efisiensi di atas 90% [24]. Gambar 2.8 menunjukkan rangkaian konverter buck sebagai driver LED. Gambar 2.8. Rangkaian converter buck [24]

(30) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 13 Nilai kritis induktor [20]: LC  L  1 k R 2f (2.5) Nilai kritis kapasitor [20]: CC  C  1  k  16 Lf 2 (2.6) Dengan (2.7) (2.8) Dimana: : Nilai kritis induktor : Nilai kritis kapasitor : Frekuensi penyaklaran : Duty cycle sinyal penyaklaran : Hambatan beban : Tegangan keluaran : Tegangan masukan : Arus keluaran 2.5.MOSFET Gate Drive Rangkaian gate drive digunakan untuk meminimumkan rugi pensaklaran pada suatu konverter. Rangkaian gate drive dirancang agar menghasilkan transisi pensaklaran yang cepat. MOSFET merupakan komponen terkontrol tegangan. Pengaturan kondisi on dan off suatu MOSFET relatif mudah. Kondisi on dapat dicapai jika tegangan gate ke source melebihi tegangan threshold. Biasanya, tegangan gate ke source MOSFET untuk mencapai kondisi on yaitu antara 10 V dan 20 V. Salah satu jenis rangkaian gate drive MOSFET yaitu double emitter-follower atau totem pole. Rangkaian totem pole terdiri dari sepasang transistor bipolar NPN dan PNP

(31) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 14 yang cocok. Gambar 2.9 menunjukkan gambar rangkaian totem pole. Ketika masukan rangkaian totem pole dalam kondisi high, akan on dan akan off, sehingga MOSFET dalam kondisi on. Ketika masukan rangkaian totem pole dalam kondisi low, dan akan off akan on, sehingga MOSFET dalam kondisi off [22]. Gambar 2.9. Rangkaian totem pole [22] Pada umumnya, titik referensi ground untuk sinyal masukan dan gate drive tidak sama [25]. Perlu adanya isolasi antara masukan gate drive yang berupa gelombang pulsa dengan rangkaian gate drive. Isolasi sinyal masukan dengan rangkaian gate drive dapat berupa optocoupler. Optocoupler merupakan kombinasi antara infrared light emitting diode (ILED) dengan sebuah silicon phototransistor. Sinyal input diberikan pada ILED dan akan didapatkan keluaran pada phototransistor [20]. Gambar 2.10 menunjukkan rangkaian totem pole terisolasi optis. Gambar 2.10. Rangkaian totem pole terisolasi optis [22]

(32) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 15 2.6.Metode Pitch Detection (Metode Modified Autocorrelation Function) Modified autocorrelation pitch detector bekerja berdasarkan metode centerclipping. Gambar 2.11 menunjukkan blok diagram algoritma pendeteksian pitch. Metode membutuhkan low pass filter 0 s.d. 900 Hz menggunakan tapis digital Finite Impulse Response (FIR). Sinyal suara yang telah ditapis kemudian didigitalkan pada sampling rate ( ) 10 kHz dan dibagi menjadi 30ms bagian (300 sampel) [26][27]. Gambar 2.11. Blok Diagram Metode Autocorrelation Pitch Detector [27] Bagian pertama pemrosesan yaitu komputasi clipping level ( ) untuk 30ms bagian dari sinyal suara. Clipping level diatur 64% lebih kecil dari nilai peak absolute sample pada awal dan akhir 10ms. Kemudian, proses center clipping dan infinite peak clipping dilakukan pada 30ms bagian dari sinyal suara. Hasil proses center clipping dan infinite peak clipping diasumsikan dalam 3 level : +1 jika sampel melebihi level clipping positif, -1 jika sampel di bawah level clipping negatif, dan 0 untuk keadaan lain [27][28]. [ ] { Keterangan : : sinyal keluaran proses center clipping : sinyal masukan : level clipping | | (2.9)

(33) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 16 Setelah proses clipping, proses selanjutnya melakukan perhitungan menggunakan fungsi autocorrelation 30ms bagian dari sinyal dengan jangkauan lag dari 20 sampel sampai dengan 200 sampel (periode 2ms sampai dengan 200ms) [27]. Fungsi autocorrelation adalah sebagai berikut [28]: ∑ (2.10) Keterangan: : fungsi autocorrelation : lag : sinyal masukan : panjang sequence yang teranalisis : jumlah poin autocorrelation yang dihitung Pada prakteknya, sinyal yang digunakan merupakan sinyal short speech segment. Hal ini menyebabkan pemrosesan berbasis metode autocorrelation menggunakan fungsi short-time autocorrelation [28]: ∑ (2.11) Proses dilanjutkan dengan mencari nilai maksimum dari fungsi autocorrelation. Jika nilai maksimum melebihi 0,3, bagian maksimum dikategorikan sebagai voiced dan lokasi bagian maksimum ini merupakan periode pitch. Bagian dengan nilai maksimum lainnya dikategorikan sebagai unvoiced [26][27]. Frekuensi fundamental (frekuensi pitch) dapat dihitung [7]: (2.12) dengan (2.13)

(34) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 17 Keterangan: : frekuensi fundamental (frekuensi pitch) : periode pitch : lag : periode sampling : sampling rate Sebelum melakukan proses autocorrelation, sinyal dites menggunakan Silence Detector. Tes ini menentukan amplitudo puncak sinyal cukup besar atau tidak. Threshold terpilih pada ⁄ dari nilai puncak sinyal absolut. Jika puncak sinyal di atas threshold, bagian sinyal dianggap sebagai sinyal speech, proses komputasi Pitch Detection dilakukan. Jika puncak sinyal di bawah threshold, bagian sinyal dianggap sebagai unvoiced (silence) dan tidak dilakukan komputasi [26][27]. 2.7.Metode Beat Tracking Gambaran sistem beat tracking ditunjukkan pada Gambar 2.12. Pada metode beat tracking yang digunakan, ada tiga keluaran dari hasil sistem yaitu beat time, beat type, dan current tempo. Keluaran ini disebut beat information (BI) [6]. Gambar 2.12. Proses beat tracking [6]

(35) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 18 Mula-mula sinyal masukan yang berupa sinyal analog diubah menjadi sinyal digital dalam bagian A/D Conversion. Pada bagian analisis frekuensi, onset-time finders mendeteksi onset time pada jangkauan spektrum frekuensi yang berbeda, hasilnya ditransformasikan oleh onset-time vectorizers dalam bentuk vektor dan disebut onset-time vector. Pada bagian beat prediction, sistem mengatur agen-agen yang membuat hipotesis paralel berdasarkan onset time vector. Masing–masing agen menghitung inter-beat interval dan memprediksi beat time berikutnya. Agen-agen dan chord change checker menentukan beat type. Hypothesis manager mengumpulkan seluruh hipotesis dan menentukan keluaran akhir [6]. 2.7.1.Analisis Frekuensi Pada bagian analisis frekuensi, spektrum frekuensi dan onset time vectors diperoleh. Pita frekuensi penuh dipecah menjadi beberapa jangkauan frekuensi [6]. 2.7.1.1.Fast Fourier Transform (FFT) Spektrum frekuensi dihitung dengan FFT menggunakan Hanning window. Dalam implementasi ini, sinyal input didigitalkan menjadi 16 bit/22,05 kHz. FFT digunakan untuk mendapatkan komponen-komponen onset pada bagian analisis frekuensi. FFT dihitung dengan window size 1024 sampel, dan window digeser 256 sampel, resolusi frekuensi 21,53Hz dan discrete time step 11,61 ms (1 frame-time). FFT juga digunakan untuk menentukan perubahan chord pada bagian beat predicton. FFT dihitung dalam audio down sampled 16 bit/11,025 kHz dengan window size 1024 sampel, dan window digeser 128 sampel, resolusi frekuensi 10,77 Hz dan time step 1 frame-time [6]. 2.7.1.2.Penguraian Komponen-Komponen Onset Komponen–komponen frekuensi diuraikan sebagai komponen onset. Komponenkomponen frekuensi merupakan komponen frekuensi pada saat daya meningkat secara cepat. Gambar 2.13 menunjukkan penguraian komponen onset [6][29].

(36) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 19 Gambar 2.13. Penguraian komponen onset [29] Komponen frekuensi diuraikan menjadi komponen onset dengan derajat onset [6][28]: dengan kondisi ( { ( ) ) ( (2.14) (2.15) ) (2.16) Keterangan: : komponen frekuensi : waktu : frekuensi : daya sebelumnya 2.7.1.3.Onset-time finders Langkah perrtama dalam pengolahan sinyal audio yaitu penguraian sinyal untuk menghasilkan onset time. Sinyal diuraikan menjadi beberapa tingkatan frekuensi. Frekuensi diuraikan menjadi tujuh jangkauan frekuensi (0–125 Hz, 125–250 Hz, 250–500 Hz, 0.5–1 kHz, 1–2kHz, 2–4kHz, and 4–11kHz). Setiap onset time diperoleh dengan menemukan peak time menggunakan peak picking [6]. ∑ (2.17)

(37) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 20 2.7.1.4.Onset-time Vectorizer Setiap onset-time vectorizer mentransformasi hasil dari seluruh onset-time finders menjadi sebuah sequence of onset-time vector. Vektor tersebut merupakan gabungan onset time yang sama dalam seluruh jangkauan frekuensi. Dalam sistem ini, tiga buah vectorizers mentransformasikan onset times dari tujuh finders menjadi tiga sequence of sevendimensional onset-time vector dengan bobot frekuensi yang berbeda-beda (pada seluruh jangkauan frekuensi, jangkauan frekuensi rendah dan jangkauan frekuensi menengah). Hasil dari proses onset-time vectorizer dikirim ke bagian beat prediction [6]. 2.7.2.Beat Prediction Dalam proses beat prediction terdapat agen-agen yang mengolah sequence of onset-time vector berdasarkan strategi yang berbeda-beda dan mempertahankan hipotesis masing-masing. Setiap hipotesis terdiri dari sebuah predicted next-beat time, masingmasing beat type (tipe half-note-level, tipe measure level) dan current inter-beat interval. Relasi antara onset-time vectorizer, agen-agen, dan chord change checker pada proses beat prediction ditunjukkan oleh Gambar 2.14. Hipotesis-hipotesis ini digabungkan oleh hypothesis manager. Hipotesis yang paling handal dianggap sebagai keluaran sistem [6]. Gambar 2.14. Relasi onset-time vectorizer, agen-agen, dan chord change checkers [6] Seluruh agen dijadikan berpasangan. Dua agen yang berpasangan memeriksa interbeat interval dan memprediksi next-beat time. Prediksi dari kedua agen akan selalu berbeda sebesar setengah inter-beat interval. Satu agen berinteraksi dengan agen lain pada prediction field, yang merupakan expectancy curve yang merepresentasikan next-beat time

(38) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 21 yang diharapkan. Gambar 2.15 menunjukkan interaksi dua agen yang berpasangan. Tinggi masing-masing puncak lokal pada prediction field dapat ditafsirkan sebagai kemungkinan posisi next-beat. Dua agen beriteraksi satu sama lain dengan menghambat (inhibit) masingmasing prediction field [6]. Gambar 2.15. Interaksi agen [6] Ada empat parameter yang digunakan untuk menentukan strategi dalam membuat hipotesis oleh setiap agen [6]. Parameter yang digunakan terdaftar dalam Tabel 2.1. Tabel 2.1. Tabel inisialisasi parameter [6] Keterangan: 1. Parameter frequency focus type digunakan untuk menentukan dari vectorizer mana onset-time vector yang diterima sebuah agen. Jenis frequency focus type yaitu type-all (terfokus pada seluruh jangkauan frekuensi), type-low (terfokus pada jangkauan frekuensi rendah), dan type-mid (terfokus pada jangkauan frekuensi menengah). 2. Parameter autocorrelation period digunakan untuk menentukan ukuran jendela untuk menghitung vectorial autocorrelation dari onset-time vector sequence.

(39) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 22 3. Parameter inter-beat interval range digunakan untuk mengendalikan jangkauan interbeat interval yang masih mungkin. 4. Parameter initial peak selection memberikan nilai primary atau secondary. Nilai primary merujuk pada puncak terbesar pada prediction field yang dipilih dan dianggap sebagai next beat time. Nliai secondary merujuk pada puncak terbesar kedua yang dipilih. Penyeleksian ini membantu membuat variasi hipotesis [6]. 2.7.2.1.Beat-predicting Agents 1. Penentuan inter-beat interval Untuk menentukan inter-beat interval, masing-masing agen menerima sequence of onset-time vector dan menghitung vectorial autocorrelation yang terjendela dan ternormalisasi ∑ dimana ⃗ saat ini dan jendela vectorial adalah sebagai berikut: (⃗ ∑ Fungsi autocorrelation. (⃗ ⃗ ⃗ ) merupakan onset-time vector N-dimensi pada waktu , ) (2.18) merupakan waktu merupakan parameter strategi autocorrelation period. Fungsi dengan ukuran jendela dinyatakan sebagai berikut { Inter-beat interval dinyatakan sebagai (2.19) dengan tinggi maksimum . Jangkauan inter- beat interval dibatasi oleh inter-beat interval range. 2. Memprediksi next beat time Untuk memprediksi next beat time, masing-masing agen membentuk suatu prediction field. Gambar 2.16 menunjukkan proses memprediksi next beat. Gambar 2.16. Proses memprediksi next beat [6]

(40) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 23 Prediction field merupakan hasil dari perhitungan fungsi cross correlation terjendela dari seluruh dimensi ⃗ antara jumlah dan beat-time sequence dimana interval merupakan inter-beat interval. sementara ∑ ( ∑ { ) (2.20) (2.21) { (2.22) merupakan inter-beat interval pada waktu t, merupakan ukuran jendela untuk menghitung cross correlation, dan merupakan konstanta faktor yang menentukan berapa banyak ketukan sebelumnya yang dipertimbangkan dalam perhitungan cross correlation. Prediction field dinyatakan sebagai dimana . Masing-masing agen memilih next beat time dari puncak lokal pada prediction field setelah field dihalangi (inhibit) agen pasangan. 3. Menentukan beat type Setiap agen menentukan beat type dari beat time yang diprediksi menurut half-note time dan measure time. Sistem menggunakan dua macam kemungkinan perubahan chord dengan mengikuti struktur beat higher-level (memutuskan half-note time dan measure time) dan memilih bermacam hipotesis terbaik yang dibuat agen untuk menentukan posisi ketukan. Ada 2 jenis musical knowledge yang digunakan dalam penentuan perubahan chord yaitu:  Quarter-note-level knowledge. Chord-chord lebih mungkin berubah pada awal pengukuran daripada pada posisi lain. Kemungkinan perubahan chord quarter-note cenderung menjadi lebih tinggi pada ketukan kuat daripada ketukan lemah. Perubahan lebih tinggi pada ketukan kuat pada awal pengukuran daripada ketukan kuat lain.  Eight-note-level knowledge. Chord-chord lebih mungkin berubah pada ketukan daripada antar ketukan yang berdekatan. Kemungkinan perubahan chord eight-note cenderung lebih tinggi pada ketukan daripada pada posisi perpindahan eight-note. Sistem menggunakan quarter-note-level knowledge untuk mendeteksi struktur ketukan higher-level. Sistem menghitung , yang merepresentasikan kecenderungan dari kemungkinan perubahan chord quarter-note sebelumnya, dan

(41) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 24 , yang merepresentasikan kecenderungan dari kemungkinan setiap menghitung empat perubahan chord quarter-note sebelumnya. (2.23) (2.24) merupakan faktor yang menentukan berapa banyak nilai sebelumnya yang diambil menjadi pertimbangan dan menentukan berapa banyak nilai merupakan faktor yang saat ini yang diambil menjadi pertimbangan. Nilai konstan ini diatur pada dan menjadi lebih tinggi ketika . Nilai cenderung menjadi lebih tinggi pada ketukan kuat, yang menjadi lebih tinggi ketika terjadi pada setiap quarter-note. Nilai cenderung menjadi lebih tinggi pada awal pengukuran, yang terjadi pada setiap quarter note keempat. Jika , sistem memutuskan posisi half, dengan note time keputusan. Jika merupakan threshold konstan dalam merupakan half-note time dan sistem memutuskan posisi measure-note time , dengan merupakan threshold konstan. Kehandalan pengambilan keputusan ini didefinisikan sebagai berikut: | | | | (2.25) (2.26) Sistem menentukan tipe ketukan (tipe half-note-level dan tipe measure-level) dengan menggunakan posisi sebelumnya dari half-note time dan measure time. Asumsi strong dan weak merujuk pada beat time. Asumsi beginning dan middle merujuk pada halfnote time. Untuk memilih hipotesis terbaik, sistem menggunakan eight-note-level knowledge. Keluaran akhir ditentukan pada dasar hipotesis yang tepat yang mempunyai kehandalan lebih tinggi. Untuk mengevaluasi kehandalan hipotesis, sistem menghitung .

(42) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 25 ( Jika ) (2.27) menjadi cukup tinggi (kemungkinan perubahan chord eight-note cenderung lebih besar pada ketukan daripada pada posisi lain), nilai kehandalan meningkat sehingga sistem dapat menyeleksi hipotesis yang menghasilkan yang tepat. 4. Mengevaluasi kehandalan hipotesis Setiap agen mengevaluasi kehandalan hipotesis dengan mengikuti tiga langkah. Langkah pertama dilakukan dengan mengevaluasi kehandalan hipotesis berdasarkan bagaimana next beat time diprediksi pada basis onset time bersamaan (coincided) dengan waktu terprediksi (extrapolated) dari past beat time. Jika onset time bersamaan, kehandalan meningkat. Pada langkah kedua, kehandalan hipotesis dievaluasi berdasarkan seberapa tepat kemungkinan perubahan chord eight note. Jika cukup tinggi, kehandalan hipotesis meningkat, jika terjadi sebaliknya kehandalan hipotesis menurun. Langkah ketiga dilakukan dengan mengevaluasi kehandalan hipotesis berdasarkan seberapa tepat kemungkinan perubahan hipotesis quarter-note. Jika cukup tinggi, kehandalan hipotesis menjadi sedikit meningkat [6]. 2.7.2.2.Chord change checkers Dengan menggunakan beat time sementara dihasilkan basis onset times, metode pendeteksian menguji kemungkinan perubahan chord pada sebuah frekuensi spektrum tanpa mengidentifikasi nama notasi musik atau chord. Ide metode ini muncul dari observasi bahwa seorang pendengar yang tidak dapat mengidentifikasi nama-nama chord dapat merasakan perubahan chord. Setiap chord change checkers memeriksa 2 jenis kemungkinan perubahan chord. Kemungkinan perubahan chord tersebut antara lain: kemungkinan pada quarter-note level dan yang lainnya pada eight-note level, dengan memotong spektrum frekuensi menjadi potongan-potongan pada beat-time sementara. Kemungkinan perubahan chord quarternote dan eighth-note berturut-turut merepresentasikan bagaimana sebuah chord berubah

(43) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 26 pada setiap posisi quarter-note dan pada setiap eighth-note berdasarkan jumlah hipotesis posisi ketukan. Kemungkinan-kemungkinan perubahan dihitung dengan cara: 1. Memotong spektrum frekuensi menjadi potongan-potongan spektrum. Spektrum frekuensi (daya spektrum) dihitung menggunakan Fast Fourier Transform dan pendigitalan sinyal audio (Seperti yang telah dijelaskan pada bagian 2.4.1 Analisis Frekuensi). Dalam persiapan perhitungan kemungkinan perubahan chord quarter, frekuensi spektrum dipotong menjadi potongan-potongan note pada quarter- note time (beat time) : { | } merupakan beat time ke-n dan (2.28) merupakan daya spektrum frekuensi pada waktu . Pada persiapan perhitungan kemungkinan perubahan chord eighth-note , spektrum dipotong menjadi potongan-potongan spektrum yang diinterpolasikan dari : | { ( pada eighth-note time ) (2.29) ( ) (2.30) 2. Membentuk histogram. Sistem membentuk histogram dan (menggunakan abreviasi ) dijumlahkan selama sumbu waktu pada potongan yang sesuai seperti dan : ∑ (2.31) merupakan batas yang diajukan untuk menghindari pengaruh noise dan komponen frekuensi yang tidak stabil di sekitar awal notasi.

(44) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 27 ) ( (2.32) 3. Mendeteksi frekuensi dominan. Puncak selama sumbu frekuensi dalam dihitung sebagai berikut: { (2.33) Implementasi sistem hanya mempertimbangkan puncak frekuensi antara 10 Hz dan 1kHz. Puncak ini dapat dianggap sebagai frekuensi nada dominan dalam setiap potongan frekuensi dan cenderung cocok untuk komponen chord atau melodi. Puncak diatur menjadi , yang bernilai antara 0 dan 1. Untuk menghindari peningkatan puncak noise yang tidak perlu yang muncul selama periode silent seperti perhentian, sistem dari sebagai nilai relatif terhadap recent maximum mengitung . Fungsi potongan ratio konstan digunakan setelah perkalian nilai relatif dengan gain sehingga nilai absolut puncak dominan cukup lebar. (2.34) ( ( ) ) { (2.35) (2.36) merupakan rasio atenuasi konstan yang menentukan seberapa lama pengaruh lokal maksimum sebelumnya, nilai recent maximum. Nilai paling kecil bernilai 1 dan nilai kurang dari 1. Nilai dan dibatasi menjadi dibatasi menjadi paling kecil bernilai 0 dan dan yang digunakan diatur menjadi . Puncak tertransformasi potongan dihitung sehingga puncak sebelumnya selama periode silent relatif yang jumlah puncak-puncak dalam setiap dapat dianggap kontinyu rendah.

(45) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 28 ∑ { ∑ (2.37) SilentThres merupakan threshold konstan sebagai kriteria untuk periode silent dan diatur pada 0,1. Transformasi dibuat untuk mencegah kemungkinan perubahan chord meningkat secara cepat setelah periode silent. 4. Membandingkan frekuensi antara potongan yang berdekatan. Kemungkinan perubahan chord dihitung dengan membandingkan puncak dengan potongan-potongan yang berdekatan berubah pada batas waktu dan . Ketika chord antara potongan-potongan tersebut, puncak cenderung berbeda dari ). Kemungkinan perubahan chord dihasilkan sebagai hasil normalisasi beda puncak positif . Dalam menormalisasi menjadi jangkauan 0-1, sistem menghitung relatif terhadap recent maximum ∑ dari sebagai sebuah nilai yang . ( ) (2.38) (2.39) Dengan demikian kemungkinan perubahan quarter-note perubahan eight note dan kemungkinan dapat dihitung sebagai berikut [6]: (2.40) 2.7.2.3.Hypothesis manager Hypothesis manager mengklasifikasikan seluruh hipotesis menjadi grup-grup berdasarkan beat time dan inter-beat interval. Hypothesis manager menyeleksi grup dominan yang paling handal. Kemudian, hypothesis manager mengulangi langkah pembagian grup dan melakukan tiga kali penyeleksian sambil menyempitkan batas beat time. Hipotesis yang handal pada grup yang paling dominan dipilih sebagai keluaran sistem [6].

(46) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 29 2.8.Teori Musik Hubungan antara nada dengan frekuensi ditunjukkan oleh Tabel 2.2. Tabel 2.2. Hubungan nada dengan frekuensi [30] Nada C4 D4 E4 F4 G4 A4 B4 Frekuensi 261,63 Hz 293,66 Hz 329,63 Hz 349,23 Hz 392,00 Hz 440,00 Hz 493,88 Hz Tempo merupakan kecepatan suatu lagu. Ketepatan kecepatan tempo diberikan sebagai M.M. (Maelzel’s metronome) yang setara dengan beats per minute (bpm) [31].

(47) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI BAB III RANCANGAN PENELITIAN 3.1.Perancangan Sistem Sistem ini terdiri dari subsistem pengolahan sinyal audio (musik) dan subsistem pengendalian lampu. Subsistem pengolahan sinyal audio dilakukan dalam Raspberry Pi. Subsistem pengendalian lampu berupa driver LED. Selain itu, terdapat keyboard dan mouse sebagai masukan Raspberry Pi serta monitor dan speaker sebagai keluaran Raspberry Pi. Tampilan visual pada monitor diberikan untuk memudahkan penyalaan dan pengoperasian sistem oleh pengguna. File musik diperdengarkan melalui speaker. Gambar 3.1 Diagram blok sistem Sinyal audio (musik) digunakan sebagai masukan sistem. Sinyal audio (musik) berupa file berekstensi wav diinputkan ke Raspberry Pi. File dipanggil sebagai data dan diolah menggunakan metode pengolahan sinyal. Hasil pengolahan sinyal audio berupa pendeteksian nada dan tempo. Pengolahan sinyal tersebut dilakukan menggunakan bahasa pemrograman Python. Dalam alat ini, nada yang terdeteksi digunakan untuk menentukan warna dan lama nyala lampu sedangkan pendeteksian tempo digunakan untuk menentukan terang redup lampu. Pengendalian warna dan terang redup nyala lampu dilakukan dengan memberikan sinyal Pulse Width Modulation (PWM) yang berbeda-beda pada driver LED. 30

(48) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 31 Sinyal PWM dihasilkan oleh Raspberry Pi dan dikeluarkan melalui port GPIO. Keyboard dan mouse dihubungkan dengan port USB pada Raspberry Pi. Monitor dihubungkan melalui port HDMI. Speaker terhubung dengan Raspberry Pi melalui mini analog audio jack. 3.2.Perancangan Mekanik Perancangan mekanik berupa perancangan desain wadah lampu. Wadah lampu berbentuk silinder dengan diameter 17 cm dan panjang silinder 12 cm. Keseluruhan wadah lampu terbuat dari aluminium. Wadah dirancang untuk LED sebanyak 18 buah yang terdiri dari 6 buah LED warna merah, 6 buah LED warna hijau, dan 6 buah LED warna biru. Gambar 3.2 menunjukkan gambar desain wadah lampu beserta ukurannya. Susunan posisi LED ditunjukkan pada gambar tampak depan oleh Gambar 3.3. Gambar 3.4 menunjukkan wadah lampu tampak samping kanan. Gambar 3.5 menunjukkan wadah lampu tampak samping kiri. Gambar 3.6 menunjukkan wadah lampu tampak belakang. Gambar 3.2. Desain wadah lampu

(49) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 32 Gambar 3.3. Wadah lampu tampak depan Gambar 3.4. Wadah lampu tampak samping kanan

(50) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 33 Gambar 3.5. Wadah lampu tampak samping kiri Gambar 3.6. Wadah lampu tampak belakang

(51) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 34 3.3.Perancangan Perangkat Keras Perangkat keras sistem berupa driver LED. Driver LED berupa regulator buck dengan masukan sinyal PWM sebagai pengatur pensaklaran regulator. Sinyal PWM berasal dari Raspberry Pi yang dikeluarkan melalui port GPIO. 3.3.1.Konfigurasi LED Jumlah LED yang digunakan pada sistem ini sebanyak 18 buah, dengan rincian sebagai berikut: 6 buah LED warna merah, 6 buah LED warna hijau, dan 6 buah LED warna biru. Rangkaian LED dibagi menjadi 3 rangkaian berdasarkan warna. LED dirangkai secara seri. Tegangan total masing-masing rangkaian dihitung menggunakan persamaan 2.2. Kebutuhan tegangan untuk masing-masing rangkaian sebagai berikut: 1. Perhitungan total tegangan yang dibutuhkan rangkaian LED warna merah Dalam dasar teori telah dibahas bahwa LED warna merah yang digunakan membutuhkan Forward Voltage ( ) sebesar 2,0 V sampai 2,8 V. Tegangan yang diberikan pada tiap LED sebesar 2,5 V. Tegangan total rangkaian LED warna merah: (3.1) 2. Perhitungan total tegangan yang dibutuhkan rangkaian LED warna hijau dan biru Dalam dasar teori telah dibahas bahwa LED warna merah yang digunakan membutuhkan Forward Voltage ( ) sebesar 3,0 V sampai 3,8 V. Tegangan yang diberikan pada tiap LED sebesar 3,5 V. Tegangan total rangkaian LED warna hijau dan biru: (3.2) Rangkaian LED warna merah ditunjukkan oleh Gambar 3.7. Rangkaian LED warna hijau ditunjukkan oleh Gambar 3.8. Rangkaian LED warna biru ditunjukkan oleh Gambar 3.9. Gambar 3.7. Rangkaian LED warna merah

(52) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 35 Gambar 3.8. Rangkaian LED warna hijau Gambar 3.9. Rangkaian LED warna biru 3.3.2.Regulator Tegangan Regulator tegangan digunakan sebagai catu daya LED. Regulator dirancang agar mampu mengeluarkan tegangan yang berbeda-beda dan dapat diatur menggunakan Raspberry Pi. Tegangan yang berbeda-beda ini diperoleh dari pengubahan duty cycle sinyal pensaklaran regulator. Sinyal pensaklaran berupa sinyal Pulse Width Modulation (PWM) yang dihasilkan Raspberry Pi. Regulator diharapkan mampu menghasilkan arus sebesar 700mA dan tegangan untuk LED warna merah sebesar 0V s.d. 15V sedangkan tegangan untuk LED warna hijau dan biru sebesar 0V s.d. 21V. Pada perancangan diguanakan trafo 3A dan 4 buah dioda 1N5402 sebagai rangkaian penyearah tegangan AC ke DC. Tegangan AC yang digunakan sebesar 220V/60Hz. Transformator digunakan untuk menurunkan tegangan 220V menjadi 30Vrms. Rangkaian penyearah tegangan ditunjukkan pada Gambar 3.10. Gambar 3.10. Rangkaian penyearah tegangan Sebuah kapasitor filter dipasang pada setiap rangkaian driver LED. Mengacu pada persamaan 2.3, perhitungan nilai kapasitor untuk setiap driver LED: Spesifikasi yang diharapkan berupa ripple kapasitor filter sebesar 3% dan tegangan sebesar 25V dengan sebesar 700mA.

(53) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 36 (3.3) (3.4) Kapasitor yang digunakan sebesar 2200μF (nilai standar terdekat dari 2240μF). 3.3.2.1.Regulator Linear Tegangan keluaran transformator diubah menjadi tegangan dengan nilai tertentu menggunakan regulator linear dengan IC LM317. Arus yang diharapkan dari keluaran IC LM317 sebesar 700mA sehingga menggunakan IC LM317T [32]. Dalam menggunakan IC LM317, dilakukan perhitungan berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut: 1. Perhitungan regulator IC LM317 untuk LED warna merah Spesifikasi yang diharapkan berupa tegangan 16V dengan tegangan input sebesar 25V (berasal dari tegangan keluaran transformator). ( ) (3.5) Diberikan R2 sebesar 5,6kΩ. (3.6) Resistor R1 yang digunakan sebesar 470Ω (nilai standar terdekat dari 493,3Ω). Hasil perancangan regulator linear untuk LED warna merah ditunjukkan oleh Gambar 3.11. Gambar 3.11. Rangkaian regulator linear LED warna merah

(54) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 37 2. Perhitungan regulator IC LM317 untuk LED warna hijau dan biru Spesifikasi yang diharapkan berupa tegangan 22V dengan tegangan input sebesar 25V (berasal dari tegangan keluaran transformator). ( ) (3.7) Diberikan R2 sebesar 5,6kΩ. (3.8) Resistor R1 yang digunakan sebesar 330Ω (nilai standar terdekat 346,71Ω). Hasil perancangan regulator linear untuk LED warna hijau dan biru ditunjukkan oleh Gambar 3.12. Gambar 3.12. Rangkaian regulator linear LED warna hijau dan biru 3.3.2.2.Regulator Switching MOSFET IRF540 digunakan sebagai saklar pada regulator buck. On-off MOSFET diatur oleh sinyal PWM. Frekuensi sinyal PWM ditetapkan sebesar 100Hz. Dioda yang digunakan yaitu diode IN4002. Perhitungan nilai kritis induktor ( ) dan kapasitor ( ) pada regulator buck menggunakan persamaan 2.5 dan persamaan 2.6. Sebelum menentukan nilai induktor dan kapasitor terlebih dahulu dilakukan perhitungan penentuan duty cycle ( ) dan hambatan beban ( ) menggunakan persamaan 2.7 dan persamaan 2.8.

(55) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 38 Perhitungan nilai induktor dan kapasitor diberikan: 1. Perhitungan nilai induktor dan kapasitor untuk LED warna merah Spesifikasi yang diharapkan berupa tegangan 0V s.d. 15V dan arus 700mA. (3.9) (3.10) (3.11) (3.12) Induktor yang digunakan sebesar 10mH, nilai induktor standar terdekat yang lebih besar dari 6,7mH. Kapasitor yang digunakan sebesar 100μF, nilai kapasitor standar terdekat yang lebih besar dari 58,33μF. Hasil perancangan regulator switching untuk LED warna merah ditunjukkan oleh Gambar 3.14. Gambar 3.13. Rangkaian regulator switching untuk LED warna merah 2. Perhitungan nilai induktor dan kapasitor untuk LED warna hijau dan biru Spesifikasi yang diharapkan berupa tegangan 0V s.d. 21V dan arus 700mA. (3.13) (3.14) (3.15)

(56) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 39 (3.16) Induktor yang digunakan sebesar 10mH, nilai induktor standar terdekat yang lebih besar dari 6,82mH. Kapasitor yang digunakan sebesar 47μF, nilai kapasitor standar terdekat yang lebih besar dari 41,67μF. Hasil perancangan regulator switching untuk LED warna hijau dan biru ditunjukkan oleh Gambar 3.15. Gambar 3.14. Rangkaian regulator switching untuk LED warna hijau dan biru Hasil perancangan Driver LED ditunjukkan oleh Gambar 3.16. Masing-masing MOSFET dihubungkan dengan rangkaian gate drive MOSFET (GD1, GD2, GD3). Gambar 3.15. Gambar rangkaian Driver LED

(57) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 40 Penggunaan regulator tegangan linear bertujuan unuk menurunkan tegangan yang masuk ke regulator switching. Tegangan masukan regulator switching dijadikan mendekati spesifikasi keluaran regulator switching agar nilai induktor yang digunakan tidak terlalu besar. Tanpa menggunakan regulator linear, nilai induktor yang dibutuhkan adalah sebagai berikut (mengacu persamaan 2.5, persamaan 2.7, dan persamaan 2.8): Tegangan input regulator (Vi) = 30V 1. Perhitungan nilai induktor untuk LED warna merah Spesifikasi yang diharapkan berupa tegangan 0V s.d. 15V dan arus 700mA. (3.17) (3.18) (3.19) 2. Perhitungan nilai induktor untuk LED warna hijau dan biru Spesifikasi yang diharapkan berupa tegangan 0V s.d. 21V dan arus 700mA. (3.20) (3.21) (3.22) Perbandingan kebutuhan induktor dengan regulator linear dan tanpa regulator linear ditunjukkan oleh Tabel 3.1. Tabel 3.1.Perbandingan kebutuhan induktor Rangkaian LED Nilai induktor yang dibutuhkan Menggunakan regulator linear Tanpa regulator linear Warna merah 6,70mH 53,57mH Warna hijau dan biru 6,82mH 45mH

(58) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 41 Dari hasil perbandingan kebutuhan induktor dengan regulator linear dan tanpa regulator linear, nilai induktor yang dibutuhkan rangkaian dengan regulator linear jauh lebih kecil daripada nilai induktor yang dibutuhkan rangkaian tanpa regulator linear. Perancangan rangkaian driver LED yang digunakan dalam penelitian ini yaitu perancangan dengan menggunakan regulator linear karena membutuhkan nilai induktor yang lebih kecil. 3.3.3.Gate Drive MOSFET Gate drive MOSFET membutuhkan sumber tegangan sebesar 12V. Sumber tegangan rangkaian gate drive MOSFET berasal dari keluaran regulator linear menggunakan IC LM317. Sumber tegangan regulator linear berasal dari tegangan keluaran trafo sebesar 30V. Sebuah kapasitor filter dipasang pada rangkaian gate drive MOSFET. Perhitungan nilai kapasitor untuk regulator linear sebagai sumber tegangan gate drive MOSFET dihitung berdasarkan persamaan 2.3 sebagai berikut: Spesifikasi yang diharapkan berupa ripple kapasitor filter sebesar 3% dan tegangan sebesar 20V dengan sebesar 100mA. (3.23) (3.24) Kapasitor yang digunakan sebesar 470μF (nilai standar terdekat dari 400μF). Perhitungan perancangan regulator linear sebagai sumber tegangan gate drive MOSFET berdasarkan persamaan 2.4 sebagai berikut: Spesifikasi yang diharapkan berupa tegangan 12V. Diberikan R2 sebesar 8,2kΩ. ( ) (3.25) (3.26) Resistor R1 yang digunakan sebesar 1kΩ (nilai standar terdekat dari 1,032 kΩ). Hasil perancangan regulator linear sebagai sumber tegangan gate drive MOSFET ditunjukkan oleh Gambar 3.13.

(59) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 42 Gambar 3.16. Rangkaian regulator linear sebagai sumber tegangan gate drive MOSFET Rangkaian gate drive MOSFET yang digunakan yaitu rangkaian totem pole terisolasi optis. Rangkaian ini menggunakan transistor NPN 2N2222A dan transistor PNP 2N2907A. Optocoupler yang digunakan yaitu optocoupler CNY17-4. Sumber tegangan berasal dari regulator linear sebesar 12 V. Gambar 3.17 menunjukkan gambar perancangan rangkaian gate drive MOSFET. Gambar 3.18 menunjukkan keseluruhan rangkaian gate drive MOSFET. Gambar 3.17. Rangkaian gate drive MOSFET

(60) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 43 Gambar 3.18. Keseluruhan rangkaian gate drive MOSFET 3.3.4.Penggunaan Port GPIO Pada penelitian ini, penggunaan port GPIO ditunjukkan oleh Tabel 3.2. Tabel 3.2. Penggunaan port GPIO Nomor pin Keterangan Penggunaan pada sistem 6 Ground Ground Sinyal PWM 16 GPIO 23 Sinyal PWM LED warna merah 18 GPIO 24 Sinyal PWM LED warna hijau 22 GPIO 25 Sinyal PWM LED warna biru

(61) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 44 3.4.Perancangan Perangkat Lunak Perancangan perangkat lunak berupa perancangan diagram alir program dan pengaturan keluaran Raspberry Pi. Gambar 3.19 menunjukkan program utama yang dilakukan Raspberry Pi. Raspberry Pi memberikan keluaran berupa sinyal PWM melalui 3 buah port GPIO. Pengaturan keluaran yang dilakukan terdiri dari pengaturan on/off port dan pengaturan duty cycle sinyal PWM. Gambar 3.19. Diagram alir utama

(62) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 45 3.4.1.Program Pitch Detection Sinyal masukan dibagi dalam 30ms bagian. Sinyal yang telah disegmentasi diolah dalam proses center clipping dan autocorrelation function. Sinyal hasil keluaran autocorrelation function dibedakan menjadi voiced atau unvoiced. Jika keluaran berupa voiced, sinyal dapat ditentukan notasinya berdasarkan rentang frekuensinya. Variasi nada digunakan sebagai acuan variasi nyala lampu (warna). Diagram alir program note detection ditunjukkan oleh Gambar 3.20. Gambar 3.20. Diagram alir proses Pitch Detection

(63) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 46 Penentuan nada dan variasi nyala lampu ditunjukkan oleh Tabel 3.3. Selain variasi warna nyala lampu, penentuan lama nyala lampu juga dilakukan. Lama nyala lampu ditentukan oleh seberapa lama suatu rentang frekuensi terdeteksi. Tabel 3.3. Penentuan notasi dan nyala lampu Rentang frekuensi Nada 250 Hz s.d. 270 Hz Kondisi Lampu Merah Hijau Biru C4 on Off off 283 Hz s.d. 303 Hz D4 on On off 320 Hz s.d. 340 Hz E4 off On off 341 Hz s.d. 360 Hz F4 off On on 382 Hz s.d. 402 Hz G4 off Off on 430 Hz s.d. 450 Hz A4 on Off on 483 Hz s.d. 503 Hz B4 on On on 3.4.2.Program Beat Tracking Program Beat Tracking terdiri dari 2 dua proses besar yaitu proses Analisis Frekuensi dan Beat Prediction. Sinyal musik diolah menggunakan metode beat tracking. Hasil dari proses beat tracking yaitu pendeteksian tempo. Besar tempo yang terdeteksi digunakan sebagai acuan variasi duty cycle sinyal PWM yang dikeluarkan. Gambar 3.21 menunjukkan diagram alir program beat tracking. Gambar 3.21. Diagram alir proses beat tracking

(64) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 47 Pengaturan variasi duty cycle sinyal PWM berdasarkan variasi tempo ditunjukkan oleh Tabel 3.4. Tabel 3.4. Pengaturan variasi duty cycle Tempo Duty cycle PWM 61 bpm s.d. 75 bpm 15 % 76 bpm s.d. 90 bpm 40 % 91 bpm s.d. 105 bpm 65 % 106 bpm s.d. 120 bpm 90 % 3.4.2.1.Program Analisis Frekuensi Program analisis frekuensi berupa program pemrosesan sinyal musik yang diproses dalam beberapa tahap. Tahapan pemrosesan sinyal musik pada analisis frekuensi terdiri dari proses pendigitalan sinyal menggunakan Fast Fourier Transform, extracting onset component, onset-time finders dan onset-time vectorizers. Hasil dari proses analisis frekuensi digunakan sebagai masukan dari program beat prediction. Gambar 3.22 menunjukkan diagram alir program Analisis Frekuensi. Gambar 3.22. Diagram alir program Analisis Frekuensi

(65) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 48 3.4.2.2.Program Beat Prediction Program Beat Prediction merupakan program untuk menentukan tempo suatu sinyal. Dalam proses ini, hypothesis manager melakukan pengambilan keputusan besar tempo suatu sinyal berdasarkan membandingkan hasil dari proses chord change checker dan hasil yang dikeluarkan oleh beat-predicting agents. Masukan dari proses chord change checker berasal dari keluaran proses pendigitalan sinyal menggunakan Fast Fourier Transform pada program Analisis Frekuensi. Masukan beat-predicting agents berasal dari proses onset-time vectorizers. Gambar 3.23 menunjukkan diagram alir program beat prediction. Gambar 3.23. Diagram alir program Beat Prediction

(66) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Perubahan Perancangan 4.1.1.Perubahan Perancangan Pendeteksian Tempo Pada penelitian ini, dilakukan pengubahan metode pendeteksian tempo. Metode pendeteksian tempo yang dijelaskan pada BAB II yaitu metode beat tracking. Metode beat tracking tidak memberikan nilai keluaran tempo secara langsung. Metode beat tracking hanya memberikan keluaran berupa pendeteksian ketukan. Metode pendeteksian tempo yang semula menggunakan metode beat tracking diganti menggunakan metode context dependent beat tracking [33]. Proses pendeteksian tempo menggunakan metode context dependent beat tracking diawali dengan Short Term Fourier Transform (STFT). Short Term Fourier Transform dari sebuah sinyal masukan dihitung [34]: ∑ (4.1) Keterangan: : Short Term Fourier Transform sinyal input : hanning window : panjang hanning window : indeks frekuensi STFT : hop size Audio yang tersampel pada sampling frequency ( N = 1024 dan hop size ( ) = 512 sampel [33]. 49 = 44,1 KHz, menghasilkan frame size

(67) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 50 Proses pendeteksian tempo setelah proses STFT yaitu proses onset detection. Fungsi onset detection yang digunakan yaitu complex spectral difference onset detection function. Complex spectral difference onset detection function dijabarkan [33]: ̂ ∑| | (4.2) Keterangan: : complex spectral difference onset detection function : sinyal STFT ̂ : spectral prediction : indeks frekuensi STFT Sinyal STFT dalam domain kompleks diperlihatkan pada persamaan 4.3. Spectral prediction [33]: (4.3) ̂ dengan ̂ ̂ | ̂ ̂ (4.4) | (4.5) (4.6) ( ) Keterangan: : spektrum STFT : spectral prediction ̂ : magnitude spectrum prediction ̂ : phase spectrum prediction : magnitude spectrum STFT : phase spectrum Princarg menjadikan nilai fasa berkisar antara [ (4.8) ] [ ̂ (4.7) ] (4.9)

(68) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 51 Setelah proses onset detection, dilakukan proses unbiased autocorrelation function yang dijabarkan [35]: ̂ [] (∑ [ ] [ ]) | | (4.10) Keterangan: ̂ [] [ ] : unbiased autocorrelation function : onset detection function : lag : panjang frame onset detection function (512 sampel dari onset detection function) Nilai tempo dalam beats per minute (bpm) dapat diperoleh [33]: (4.11) dengan (4.12) Keterangan: : nilai tempo dalam beats per minute : lag : resolusi detection function : hop size : phase spectrum Diagram alir program pendeteksian tempo berdasarkan metode complex spectral difference onset detection function ditunjukkan oleh Gambar 4.1.

(69) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 52 Gambar 4.1. Diagram alir pendeteksian tempo 4.1.2.Perubahan Perancangan Driver LED Dalam penelitian ini, terjadi beberapa perubahan perancangan untuk perancangan driver LED. Perubahan perancangan yang dilakukan meliputi perubahan nilai tegangan masukan driver LED (tegangan keluaran trafo) dan perubahan komponen regulator linear untuk driver LED warna merah. Perubahan ini dilakukan karena pertimbangan besarnya disipasi daya pada komponen IC LM317. Gambar 4.2 menunjukkan gambar rangkaian IC LM317 untuk mengetahui disipasi daya. Disipasi daya pada IC LM317 dapat dihitung menggunakan persamaan 4.12. Gambar 4.2. Rangkaian perhitungan disipasi daya IC LM317 [32]

(70) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 53 (4.13) Keterangan: : disipasi daya (W) : tegangan masukan (V) : tegangan keluaran (V) : arus pada beban (A) : arus ground (A) Dengan tegangan masukan driver LED sebesar 30 (42,43V) disipasi daya minimum yang dihasilkan yaitu: 1. Disipasi daya minimum untuk driver LED warna merah Tegangan keluaran driver sebesar 15V. Arus yang mengalir pada driver sebesar 700mA (4.14) 2. Disipasi daya minimum untuk driver LED warna hijau dan biru Tegangan keluaran driver sebesar 21V. Arus yang mengalir pada driver sebesar 700mA (4.15) Untuk mengurangi disipasi daya, tegangan masukan yang diberikan pada driver LED sebesar 20 (28,28V) sehingga disipasi daya minimum driver LED menjadi: 1. Disipasi daya minimum untuk driver LED warna merah (4.16) 2. Disipasi daya minimum untuk driver LED warna hijau dan biru (4.17) Disipasi daya minimum untuk driver LED warna merah sebesar 9,3W. Disipasi daya yang cukup besar akan meningkatkan suhu komponen. Dari datasheet untuk IC LM317, diketahui bahwa perubahan suhu komponen menyebabkan perubahan tegangan keluaran. Tegangan keluaran akan menurun seiring peningkatan suhu. Pada penelitian ini, IC LM317 pada driver LED warna merah diganti dengan IC LM350. Pada suhu yang sama, deviasi tegangan keluaran pada IC LM350 lebih kecil dari deviasi tegangan keluaran IC LM317 [32][36]. Perbedaan deviasi tegangan keluaran IC LM317 dengan IC LM350 ditunjukkan oleh Gambar 4.3 dan Gambar 4.4.

(71) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 54 Gambar 4.3. Karakteristik IC LM317 [32] Gambar 4.4. Karakteristik IC LM350 [36] 4.2. Hasil Implementasi Implementasi sistem hasil perancangan ditunjukkan oleh Gambar 4.5 sampai dengan Gambar 4.9. Untuk mempermudah pengguna dalam mengoperasikan sistem maka ditambahkan antarmuka. Masukan sistem berupa file musik berekstensi wav dan masukan dari keyboard serta mouse untuk penyalaan pengolahan sistem dan perintah antarmuka.

(72) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 55 Pengolahan sinyal dilakukan dalam Raspberry Pi menggunakan perangkat lunak pemrograman Python. File musik dimainkan dan diperdengarkan melalui speaker. Keluaran Raspberry Pi berupa sinyal PWM yang dijadikan masukan driver LED. Keluaran sistem berupa variasi warna, durasi, dan terang redup nyala lampu. Gambar 4.5 merupakan gambar bentuk fisik dari driver LED yang dibuat. Gambar 4.6 menunjukkan bentuk fisik lampu panggung tampak depan. Gambar 4.7 memperlihatkan bentuk fisik lampu panggung tampak belakang. Bentuk fisik lampu panggung tampak samping kanan diberikan pada Gambar 4.8. Bentuk fisik lampu panggung tampak samping kiri ditunjukkan Gambar 4.9. Gambar 4.5 Bentuk fisik driver LED Gambar 4.6 Bentuk fisik lampu panggung tampak depan

(73) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 56 Gambar 4.7 Bentuk fisik lampu panggung tampak belakang Gambar 4.8 Bentuk fisik lampu panggung tampak samping kanan Gambar 4.9 Bentuk fisik lampu panggung tampak samping kiri

(74) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 57 Sistem mempunyai kelemahan dalam menjalankan program pendeteksian nada. Ada waktu tunggu yang lama sebelum musik dan lampu dinyalakan. Selama waktu tunggu, program mengeksekusi perintah pendeteksian nada dan tempo. Pendeteksian nada dilakukan dengan pengecekan setiap 30ms sinyal audio. Pengecekan ini membutuhkan beberapa baris instruksi. Sistem membutuhkan waktu lebih dari 30ms untuk mengeksekusi instruksi pendeteksian nada setiap 30ms sinyal audio. Pendeteksian nada yang lebih dari 30ms untuk 30ms sinyal audio menyebabkan sistem tidak mampu memainkan musik dan mendeteksi nada secara bersama-sama. Agar dapat memainkan musik dan menyalakan lampu bersama-sama, pendeteksian nada dilakukan terlebih dahulu. Pendeteksian nada disimpan dalam array bernama nada. Program mengecek kapan terjadinya perubahan nada pada array nada. Perubahan nada digunakan untuk permulaan penyalaan lampu. Proses penyalaan lampu disinkronkan dengan pendeteksian nada dengan pemberian delay 30ms. Tabel 4.1 menunjukkan rata-rata waktu tunggu untuk beberapa contoh file musik. Tabel 4.1. Rata-rata waktu tunggu Nama file Durasi file (s) Rata-rata waktu tunggu deteksi tempo (s) Rata-rata waktu tunggu deteksi nada (s) Rata-rata waktu tunggu keseluruhan (s) Sample1.wav 27 6,84 38,42 45,26 Sample2.wav 9,6 7,29 15,17 22,45 Sample3.wav 4 5,02 6,27 11,28 Dalam sistem, diberikan tambahan yaitu berupa antarmuka untuk mempermudah pengguna. Gambar 4.10 menunjukkan tampilan antarmuka sesaat setelah program dieksekusi. Pengoperasian antarmuka adalah sebagai berikut: 1. Pengguna diberi perintah untuk menekan tombol OPEN pada antarmuka. Ketika tombol OPEN ditekan, akan muncul file dialog yang merujuk lokasi file musik. 2. Bersamaan dengan munculnya file dialog, perintah pada antarmuka berubah. Perintah pada antarmuka menjadi perintah untuk menunggu proses persiapan. Gambar 4.11 memperlihatkan file dialog dan tampilan antarmuka dengan perintah untuk menunggu

(75) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 58 proses persiapan file. Pengguna memilih file yang berekstensi wav dan membuka file dengan menekan tombol OPEN pada file dialog. 3. Setelah proses persiapan file selesai, akan muncul perintah untuk menekan tombol PLAY pada antarmuka sebagai perintah kepada program untuk memainkan musik dan memulai penyalaan lampu. Gambar 4.15 menunjukkan tampilan antarmuka dengan perintah untuk memulai memainkan musik dan penyalaan lampu. Gambar 4.10. Tampilan antarmuka awal Gambar 4.11. Tampilan antarmuka untuk memilih file Gambar 4.12. Tampilan antarmuka untuk memainkan musik dan menyalakan lampu 4.3. Analisa Keberhasilan Alat Pengujian untuk menganalisa tingkat keberhasilan alat dilakukan dengan memberikan 3 file musik dengan nama Sample1.wav, Sample2.wav, dan Sample3.wav.

(76) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 59 Ketiga file ini berisi data musik dengan variasi nada tertentu. Ketiga file ini mempunyai tempo yang berbeda-beda. Tempo file ini diukur menggunakan perangkat lunak AudioRetoucher. Sample1.wav mempunyai tempo 80 bpm. Tempo file Sample2.wav sebesar 99 bpm. Tempo file Sample3.wav terukur 120 bpm. Pengujian alat dibagi menjadi 2 pengujian. Pengujian pertama yaitu pengujian nyala lampu berdasarkan variasi nada. Kondisi lampu yang diharapkan dinyatakan dalam Tabel 3.3. Pengujian kedua yaitu pengujian dengan melihat keluaran driver LED. Keluaran driver LED diharapkan mampu menghasilkan tegangan keluaran yang berbeda-beda berdasarkan tempo musik. Tabel 3.4 menyatakan pengaturan nilai duty cycle PWM berdasarkan tempo. Nilai duty cycle PWM yang diberikan pada driver LED menentukan besar tegangan keluaran driver LED. Data pengujian nyala lampu dengan masukan file Sample1.wav ditunjukkan oleh Tabel 4.2. Hasil pengujian dengan masukan file Sample2.wav diberikan dalam Tabel 4.3. Tabel 4.4 menunjukkan hasil pengujian nyala lampu dengan masukan file Sample3.wav. Pada Tabel 4.2, Tabel 4.3, dan Tabel 4.4 kondisi lampu hasil pengujian dibandingkan dengan kondisi lampu yang diharapkan berdasarkan variasi nada. Pada Tabel 4.4 terdapat kondisi dimana seluruh lampu diharapkan dalam kondisi mati. Hal ini disebabkan nada yang diberikan pada sistem mempunyai nilai di luar jangkauan yang dibuat. Sistem dirancang untuk mendeteksi nada C4, D4, E4, F4, G4, A4, dan B4. Di luar jangkauan nada yang ditentukan akan membuat semua lampu dalam kondisi mati. Pada file Sample3.wav, terdapat nada C5. Nada C5 berada di luar jangkauan perancangan sehingga seluruh lampu diharapkan dalam kondisi mati. Pada saat nada yang diberikan pada sistem berupa nada C5, sistem mampu memberikan kondisi yang diharapkan yaitu seluruh lampu mati. Dari Tabel 4.2, Tabel 4.3, dan Tabel 4.4 diketahui bahwa alat berhasil memberikan kondisi nyala lampu sesuai yang diharapkan. Sistem mampu memberikan variasi kondisi nyala lampu sesuai variasi nada yang diberikan. Ketika sistem diberi masukan di luar kemampuan sistem, sistem mampu memberikan kondisi yang diharapkan yaitu seluruh lampu dalam kondisi mati. Sistem sepenuhnya berhasil memberikan variasi kondisi nyala lampu untuk merepresentasikan variasi nada yang merupakan tujuan penelitian ini.

(77) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 60 Tabel 4.2. Hasil pengujian kondisi nyala lampu dengan masukan file Sample1.wav Ketukan ke- Nada Kondisi lampu yang diharapkan Kondisi lampu hasil pengujian Merah Hijau Biru Merah Hijau Biru 1 C4 on Off off on off Off 2 D4 on On off on on Off 3 E4 off On off off on Off 4 F4 off On on off on On 5 C4 on Off off on off Off 6 D4 on On off on on Off 7 E4 off On off off on Off 8 F4 off On on off on On 9 C4 on Off off on off Off 10 D4 on On off on on Off 11 E4 off On off off on Off 12 F4 off on on off on On 13 C4 on off off on off Off 14 D4 on on off on on Off 15 E4 off on off off on Off 16 F4 off on on off on On 17 C4 on off off on off Off 18 D4 on on off on on Off 19 E4 off on off off on Off 20 F4 off on on off on On 21 C4 on off off on off Off 22 D4 on on off on on Off 23 E4 off on off off on Off 24 F4 off on on off on On

(78) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 61 Tabel 4.3. Hasil pengujian kondisi nyala lampu dengan masukan file Sample2.wav Ketukan ke- Nada Kondisi lampu yang diharapkan Kondisi lampu hasil pengujian Merah Hijau Biru Merah Hijau Biru 1 C4 on off off on off Off 2 D4 on on off on on Off 3 E4 off on off off on Off 4 D4 on on off on on Off 5 E4 off on off off on Off 6 F4 off on on off on On 7 E4 off on off off on Off 8 F4 off on on off on On 9 G4 off off on off off On 10 F4 off on on off on On 11 G4 off off on off off On 12 A4 on off on on off On 13 G4 off off on off off On 14 A4 on off on on off On 15 B4 on on on on on On 16 B4 on on on on on On Tabel 4.4. Hasil pengujian kondisi nyala lampu dengan masukan file Sample3.wav Ketukan ke- Nada Kondisi lampu yang diharapkan Kondisi lampu hasil pengujian Merah Hijau Biru Merah Hijau Biru 1 C4 on off off on off Off 2 E4 off on off off on Off 3 G4 off off on off off On 4 C5 off off off off off Off 5 C5 off off off off off Off 6 G4 off off on off off On 7 E4 off on off off on Off 8 C4 on off off on off Off

(79) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 62 Pengujian tegangan keluaran driver LED dengan masukan yang mempunyai tempo berbeda-beda dinyatakan dalam Gambar 4.13, Gambar 4.14, dan Gambar 4.15. Gambar 4.13 menyatakan hasil pengujian terhadap driver LED warna merah. Pengujian terhadap driver LED warna hijau diberikan pada Gambar 4.14. Gambar 4.15 menunjukkan hasil pengujian untuk driver LED warna biru. Dari Gambar 4.13 diperoleh bahwa tegangan keluaran yang dihasilkan driver LED warna merah tidak sesuai yang diharapkan. Gambar 4.16 menunjukkan galat tegangan keluaran driver LED hasil pengujian dengan tegangan keluaran driver LED yang diharapkan berkisar antara 6,39% sampai 14,09%. Rata-rata galat sebesar 10,44%. Namun, tegangan keluaran driver LED meningkat seiring peningkatan nilai tempo. Driver LED warna merah tidak berhasil memberikan tegangan keluaran yang diharapkan tetapi tetap mampu menghasilkan terang redup (ditunjukkan dengan perbedaan tegangan keluaran driver yang berbeda) sesuai perubahan tempo. Tegangan keluaran driver LED (V) Hasil pengujian driver LED warna merah terhadap perubahan tempo 16,00 15,00 Yang diharapkan 14,00 Hasil pengujian alat 13,00 80 90 100 110 120 Tempo (bpm) Gambar 4.13. Grafik hasil pengujian driver LED warna merah terhadap tempo Gambar 4.14 menunjukkan driver LED warna hijau mampu mengeluarkan tegangan keluaran sesuai dengan yang diharapkan. Gambar 4.16 menunjukkan galat tegangan keluaran yang diharapkan dengan tegangan keluaran hasil pengujian berkisar antara 1,41% sampai dengan 3,53%. Rata-rata galat sebesar 2,30%. Galat tegangan keluaran tidak lebih dari 5%. Driver LED mampu memberikan tegangan keluaran yang semakin meningkat seiring peningkatan nilai tempo yang diberikan. Driver LED mampu menghasilkan terang redup untuk lampu warna hijau (tegangan keluaran yang berbeda) berdasarkan perbedaan tempo.

(80) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 63 Tegangan keluaran driver LED (V) Hasil pengujian driver LED warna hijau terhadap perubahan tempo 22 21 20 Yang diharapkan 19 Hasil pengujian alat 18 80 90 100 110 120 Tempo (bpm) Gambar 4.14. Grafik hasil pengujian driver LED warna hijau terhadap tempo Driver LED warna biru mampu memberikan tegangan keluaran sesuai yang diharapkan seperti dinyatakan dalam Gambar 4.15. Gambar 4.16 menunjukkan galat tegangan keluaran yang diharapkan dengan tegangan keluaran hasil pengujian tidak lebih dari 5%. Galat tegangan keluaran driver LED warna biru berkisar antara 0,21% sampai dengan 1,10%. Rata-rata galat sebesar 0,61%. Driver LED warna biru mampu menghasilkan terang redup untuk lampu warna biru (tegangan keluaran yang berbeda) berdasarkan tempo yang berbeda-beda. Rata-rata galat keluaran driver LED terhadap Tegangan keluaran driver LED (V) tempo untuk driver LED warna merah, hijau, dan biru sebesar 4,45%. Hasil pengujian driver LED warna biru terhadap perubahan tempo 21 20,5 20 Yang diharapkan 19,5 Hasil pengujian alat 19 80 100 120 Tempo (bpm) Gambar 4.15. Grafik hasil pengujian driver LED warna biru terhadap tempo

(81) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 64 Galat hasil pengujian Driver LED terhadap perubahan tempo 15,00 Driver LED merah Galat (%) Driver LED hijau 10,00 Driver LED biru 5,00 0,00 80 90 100 110 120 Tempo (bpm) Gambar 4.16. Grafik galat hasil pengujian driver LED terhadap tempo 4.4. Pembahasan Perangkat Keras (Driver LED) Pengujian driver LED dilakukan dengan menguji tegangan keluaran kapasitor filter, tegangan keluaran regulator linear, dan tegangan keluaran regulator switching. Pengujian dilakukan dengan memberikan nilai duty cycle PWM yang berbeda pada driver LED. 4.4.1.Pembahasan Rangkaian Kapasitor Filter Driver LED Data hasil pengujian tegangan keluaran kapasitor filter dan galat hasil pengujian dengan spesifikasi yang diharapkan untuk driver LED ditunjukkan Gambar 4.17 dan Gambar 4.18. Rangkaian kapasitor filter untuk driver LED warna merah diharapkan dapat menghasilkan tegangan keluaran sebesar 25V. Gambar 4.18 menunjukkan galat lebih dari 5% untuk data pengujian tegangan keluaran kapasitor filter dengan nilai duty cycle PWM sebesar 0%, 80%, 90%, dan 94%. Pada pengujian dengan nilai duty cycle PWM sebesar 0%, driver LED tidak berbeban sehingga adanya galat lebih dari 5% tidak mempengaruhi sistem. Pada pengujian dengan nilai duty cycle PWM sebesar 80%, 90%, dan 94%, tegangan keluaran driver LED mengalami penurunan tegangan yang menyebabkan adanya galat lebih dari 5%. Semakin besar nilai duty cycle PWM, penurunan tegangan keluaran kapasitor semakin besar. Peningkatan nilai duty cycle PWM menyebabkan bertambah besarnya arus yang mengalir. Dari persamaan 2.3 tegangan keluaran kapasitor filter akan semakin menurun dengan adanya peningkatan arus yang mengalir. Penurunan tegangan yang terjadi pada pengujian dengan nilai duty cycle PWM sebesar 80%, 90%, dan 94% tidak lebih dari 10% spesifikasi tegangan yang diharapkan dan tidak mempengaruhi sistem.

(82) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 65 Rangkaian kapasitor filter untuk driver LED warna hijau diharapkan dapat menghasilkan tegangan keluaran sebesar 25V. Gambar 4.18 menunjukkan galat lebih dari 5% untuk data pengujian tegangan keluaran kapasitor filter dengan nilai duty cycle PWM lebih dari 50%. Pada pengujian dengan nilai duty cycle PWM lebih dari 50%, tegangan keluaran driver LED mengalami penurunan tegangan yang menyebabkan adanya galat antara 5,32% sampai 8,52%. Semakin besar nilai duty cycle PWM, penurunan tegangan keluaran kapasitor semakin besar. Peningkatan nilai duty cycle PWM menyebabkan arus yang mengalir semakin besar. Dari persamaan 2.3 diperoleh bahwa tegangan keluaran kapasitor filter akan semakin menurun dengan adanya peningkatan arus yang mengalir. Rangkaian kapasitor filter diharapkan dapat menghasilkan tegangan keluaran sebesar 25V. Gambar 4.18 menunjukkan galat lebih dari 5% untuk data pengujian tegangan keluaran kapasitor filter dengan nilai duty cycle PWM lebih dari 50%. Pada pengujian dengan nilai duty cycle PWM lebih dari 50%, tegangan keluaran driver LED mengalami penurunan tegangan. Semakin besar nilai duty cycle PWM, penurunan tegangan keluaran kapasitor semakin besar. Arus yang mengalir pada driver LED semakin menurun seiring peningkatan nilai duty cycle PWM. Hal ini sesuai dengan persamaan 2.3. bahwa tegangan keluaran kapasitor filter akan semakin menurun dengan adanya peningkatan arus yang mengalir. Tegangan keluaran kapasitor filter (V) Hasil pengujian kapasitor filter driver LED 27,50 27,00 26,50 26,00 25,50 25,00 24,50 24,00 23,50 23,00 22,50 0 20 Driver LED merah Driver LED hijau Driver LED biru 40 60 80 Nilai duty cycle PWM (%) Gambar 4.17. Grafik hasil pengujian kapasitor filter driver LED 100

(83) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 66 Galat tegangan keluaran kapasitor filter 10,00 9,00 8,00 Galat (%) 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 0 20 Driver LED merah Driver LED hijau Driver LED biru 40 60 80 100 Nilai duty cycle PWM (%) Gambar 4.18. Grafik galat hasil pengujian kapasitor filter driver LED 4.4.2.Pembahasan Regulator Linear Driver LED Gambar 4.19 memperlihatkan data pengujian terhadap regulator linear driver LED warna merah. Spesifikasi yang diharapkan dari regulator linear adalah menghasilkan tegangan keluaran sebesar 16V. Dari data yang diperoleh, tegangan keluaran yang dihasilkan regulator sesuai dengan tegangan keluaran yang diharapkan. Galat terbesar dari tegangan keluaran hasil pengujian dengan spesifikasi yang diharapkan hanya sebesar 0,81% seperti ditunjukkan Gambar 4.25. Data pengujian tegangan keluaran regulator linear driver LED warna hijau diperlihatkan oleh Gambar 4.20. Regulator linear diharapkan mampu menghasilkan tegangan keluaran sebesar 22V. Tegangan keluaran regulator linear yang diperoleh sesuai dengan spesifikasi dengan galat terbesar 4,41% seperti ditunjukkan Gambar 4.21. Regulator linear driver LED warna biru diharapkan mampu menghasilkan tegangan keluaran sebesar 22V. Gambar 4.20 memperlihatkan bahwa regulator mampu menghasilkan tegangan keluaran regulator sesuai nilai tegangan keluaran yang diharapkan. Galat tegangan regulator hasil pengujian dengan tegangan keluaran kurang dari 5% seperti ditunjukkan Gambar 4.21.

(84) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 67 Hasil pengujian regulator linear LED warna merah Tegangan keluaran regulator linear (V) 16,20 16,15 16,10 16,05 16,00 15,95 15,90 0 20 Driver LED merah 40 60 80 100 Nilai duty cycle PWM (%) Yang diharapkan Gambar 4.19. Grafik hasil pengujian regulator linear LED warna merah Hasil pengujian regulator linear LED warna hijau dan biru Tegangan keluaran regulator linear (V) 22,60 22,40 22,20 22,00 21,80 21,60 21,40 21,20 21,00 0 20 Driver LED hijau 40 60 80 100 Nilai duty cycle PWM (%) Driver LED biru Yang diharapkan Gambar 4.20. Grafik hasil pengujian regulator linear LED warna hijau dan biru

(85) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 68 Galat hasil pengujian regulator linear 5,00 4,50 4,00 Galat (%) 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 0 20 Driver LED merah 40 60 80 100 Nilai duty cycle PWM (%) Driver LED hijau Driver LED biru Gambar 4.21. Grafik galat hasil pengujian regulator linear 4.4.3.Pembahasan Regulator Switching Driver LED Pada BAB III, tegangan keluaran regulator switching yang diharapkan yaitu sebesar 0V sampai dengan 15V. Seperti yang telah dibahas pada BAB II, LED warna merah membutuhkan forward voltage sebesar 2,0V sampai dengan 2,8V. Hal ini menyebabkan LED akan menyala jika diberi tegangan minimal 2,0V. Pada penelitian ini, LED warna merah yang digunakan sebanyak 6 buah. Tegangan keluaran yang harus dihasilkan untuk dapat menyalakan LED yaitu minimum 12V. Spesifikasi tegangan keluaran switching yang diharapkan diubah antara 12V sampai dengan 15V. Gambar 4.22 memperlihatkan hasil pengujian regulator switching untuk driver LED warna merah. Dari Gambar 4.25 diperoleh galat antara tegangan keluaran regulator switching dengan spesifikasi yang diharapkan yaitu antara 6,14% sampai dengan 14,41%. Tegangan keluaran regulator tidak sesuai dengan yang diharapkan tetapi regulator mampu menghasilkan variasi tegangan yang diharapkan. Variasi tegangan yang diharapkan yaitu tegangan yang dihasilkan regulator semakin meningkat ketika diberi nilai duty cycle yang semakin besar.

(86) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 69 Hasil pengujian regulator switching LED warna merah Tegangan keluaran (V) 15,70 15,20 14,70 14,20 13,70 13,20 12,70 12,20 0 20 Driver LED merah Yang diharapkan 40 60 80 100 Nilai duty cycle PWM (%) Gambar 4.22. Grafik hasil pengujian regulator switching untuk LED warna merah Tegangan keluaran regulator switching untuk LED warna hijau yang diharapkan yaitu sebesar 0V sampai dengan 21V. LED warna hijau membutuhkan forward voltage sebesar 3,0V sampai dengan 3,8V. LED akan menyala jika diberi tegangan minimal 3,0V. Pada penelitian ini, LED warna hijau yang digunakan sebanyak 6 buah. Tegangan keluaran yang harus dihasilkan untuk dapat menyalakan LED yaitu minimum 18V. Spesifikasi tegangan keluaran switching yang diharapkan diubah antara 18V sampai dengan 21V. Data pengujian tegangan regulator switching untuk LED warna hijau ditunjukkan oleh Gambar 4.23. Tegangan keluaran regulator switching mampu menghasilkan tegangan antara 18,06V sampai dengan 20,59V. Tegangan keluaran regulator switching sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan dengan galat terbesar 1,31% seperti ditunjukkan Gambar 4.25. Tegangan keluaran (V) Hasil pengujian regulator switching LED warna hijau 20,50 20,00 19,50 19,00 18,50 18,00 0 20 Driver LED hijau Yang diharapkan 40 60 80 100 Nilai duty cycle PWM (%) Gambar 4.23. Grafik hasil pengujian regulator switching untuk LED warna hijau

(87) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 70 Spesifikasi tegangan keluaran regulator switching LED warna biru yang diharapkan yaitu sebesar 0V sampai dengan 21V. LED warna biru membutuhkan forward voltage sebesar 3,0V sampai dengan 3,8V. Tegangan minimal yang diperlukan untuk menyalakan LED yaitu sebesar 3,0V. LED warna biru yang digunakan sebanyak 6 buah. Tegangan keluaran yang harus dihasilkan agar mampu menyalakan LED yaitu minimum 18V. Spesifikasi tegangan keluaran switching yang diharapkan diubah antara 18V sampai dengan 21V. Data pengujian tegangan regulator switching untuk LED warna biru ditunjukkan oleh Gambar 4.24. Tegangan keluaran regulator switching yang dibuat mampu menghasilkan tegangan antara 18,18V sampai dengan 20,59V. Tegangan keluaran regulator switching mampu menghasilkan tegangan keluaran sesuai dengan tegangan keluaran yang diharapkan dengan galat terbesar 1,26% seperti ditunjukkan Gambar 4.25. Tegangan keluaran (V) Hasil pengujian regulator switching LED warna biru 20,50 20,00 19,50 19,00 18,50 18,00 0 20 Driver LED biru 40 60 80 100 Nilai duty cycle PWM (%) Gambar 4.24. Grafik hasil pengujian regulator switching untuk LED warna biru Galat hasil pengujian tegangan keluaran driver LED Galat (%) 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00 0 20 Driver LED merah Driver LED hijau Driver LED biru 40 60 80 Nilai duty cycle PWM (%) Gambar 4.25. Grafik galat hasil pengujian regulator switching untuk LED 100

(88) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 71 4.4.4.Pembahasan Gate Drive MOSFET Pengujian rangkaian gate drive MOSFET dilakukan dengan menguji tegangan keluaran kapasitor filter dan tegangan keluaran regulator linear pada gate drive MOSFET. Pengujian dilakukan dengan memberikan nilai duty cycle PWM yang berbeda pada driver LED. Gambar 4.26 menunjukkan hasil pengujian tegangan keluaran kapasitor filter dengan spesifikasi yang diharapkan untuk gate drive MOSFET. Kapasitor filter diharapkan dapat menghasilkan tegangan keluaran sebesar 20V. Gambar 4.26 menunjukkan tegangan keluaran kapasitor filter tidak sesuai dengan spesifikasi yang diharapkan. Dari Gambar 4.28 diperoleh bahwa galat yang dihasilkan bahkan mencapai 35,75%. Perbedaan yang besar antara tegangan keluaran kapasitor filter yang dihasilkan dengan spesifikasi tidak mengubah sistem. Rangkaian yang membutuhkan tegangan dari rangkaian kapasitor filter membutuhkan tegangan yang lebih besar dari 12V. Tegangan keluaran dari kapasitor filter masih sesuai dengan yang dibutuhkan. Gambar 4.27 memperlihatkan data pengujian tegangan keluaran regulator linear untuk rangkaian gate drive MOSFET. Regulator linear diharapkan mampu menghasilkan tegangan keluaran sebesar 12V. Tegangan keluaran regulator linear yang diperoleh sesuai dengan spesifikasi dengan galat terbesar 0,67% seperti ditunjukkan Gambar 4.28. Hasil pengujian tegangan keluaran kapasitor filter gate drive MOSFET Tegangan keluaran (V) 26,90 25,90 24,90 23,90 22,90 21,90 20,90 19,90 0 20 Tegangan keluaran 40 60 80 Nilai duty cycle PWM (%) Yang diharapkan Gambar 4.26 Grafik hasil pengujian kapasitor filter gate drive MOSFET 100

(89) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 72 Hasil pengujian tegangan keluaran regulator linear gate drive MOSFET 12,10 Tegangan keluaran (V) 12,08 12,06 12,04 12,02 12,00 11,98 11,96 11,94 11,92 11,90 0 20 Tegangan keluaran 40 60 80 100 Nilai duty cycle PWM (%) Yang diharapkan Gambar 4.27 Grafik hasil pengujian regulator linear gate drive MOSFET Galat hasil pengujian rangkaian gate drive MOSFET 35,00 30,00 Galat (%) 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 0 20 40 60 80 Nilai duty cycle PWM (%) Hasil pengujian kapasitor filter Hasil pengujian regulator linear Gambar 4.28 Grafik galat hasil pengujian rangkaian gate drive MOSFET 100

(90) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 73 4.5.Pembahasan Perangkat Lunak Perangkat lunak yang dibuat terdiri dari program inti, program pendeteksian nada, program pendeteksian tempo, dan program antarmuka. Program inti berisi pemanggilan modul, pengaturan port GPIO Raspberry Pi, inisialisasi variabel, pemanggilan fungsi untuk pendeteksian nada dan tempo, penentuan on-off port GPIO Raspberry Pi, dan program untuk memainkan file musik. Pada program inti, dilakukan pemanggilan program pendeteksian nada dan pendeteksian tempo yang dibuat dalam suatu fungsi. Program antarmuka merupakan program tambahan yang digunakan untuk mempermudah pemilihan file musik sebagai masukan sistem dan permulaan memainkan file musik. import numpy as np import scipy import time import pexpect import Tkinter import tkFileDialog import RPi.GPIO as GPIO from Tkinter import * from numpy import correlate from numpy import ndarray from scipy.io.wavfile import read Listing program di atas merupakan program pemanggilan modul pemrograman Python. Modul yang dipanggil yaitu Numpy, Scipy, Time, Pexpect, Tkinter, tkFileDialog, dan RPi.GPIO. Dalam program juga dipanggil fungsi pada modul Numpy dan Scipy yaitu fungsi correlate, ndarray, dan scipy.io.wavfile. Fungsi correlate merupakan fungsi untuk perhitungan korelasi. Fungsi ndarray yaitu fungsi untuk pengolahan array N-dimensi. Fungsi scipy.io.wavfile digunakan untuk membaca file musik yang berekstensi .wav. GPIO.setmode(GPIO.BCM) GPIO.setup(23,GPIO.OUT) GPIO.setup(24,GPIO.OUT) GPIO.setup(25,GPIO.OUT) red=GPIO.PWM(23,100) green=GPIO.PWM(24,100) blue=GPIO.PWM(25,100) Program di atas merupakan program pengaturan port GPIO Raspberry Pi. Pengaturan yang dilakukan meliputi pengaturan pin 23, 24, dan 25 sebagai pin keluaran, serta pengaturan frekuensi PWM. Pin 23, 24, dan 25 diatur agar mengeluarkan sinyal PWM dengan frekuensi 100Hz.

(91) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 74 red.stop() green.stop() blue.stop() GPIO.cleanup() Program di atas merupakan baris program untuk menonaktifkan port GPIO Raspberry Pi. Baris program penonaktifan port berada pada akhir program inti. data=read(filenya) wav=data[1] wav_i=wav[:,1] panjang=len(wav) panjang2=panjang/1323 bpm=tempo(wav_i,1024,512,44100) if 61<=bpm<=75:pwm=15 elif 76<=bpm<=90:pwm=40 elif 91<=bpm<=105:pwm=65 elif 106<=bpm<=120:pwm=90 nada=np.zeros(panjang2+1) nyala=np.zeros(nada.shape) while n
(92) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 75 dilakukan setiap 30ms dari file musik. Pendeteksian nada dilakukan dengan pemanggilan fungsi deteksinada. Hasil pendeteksian nada dimasukkan dalam sebuah array bernama nada. Penentuan on-off port GPIO Raspberry Pi dilakukan dengan memberikan variasi on-off port GPIO berdasarkan jangkauan frekuensi. Masukan program berupa array bernama nada yang merupakan hasil pendeteksian nada. Keluaran program ini yaitu perintah on-off untuk port GPIO. Port GPIO yang dalam keadaan on mengeluarkan sinyal PWM dengan nilai duty cycle sesuai dengan nilai dalam variabel pwm. Program penentuan on-off port GPIO Raspberry Pi: while i
(93) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 76 Program untuk memainkan file musik diberikan: omx=pexpect.spawn('/usr/bin/omxplayer ' +filenya) File musik dimainkan menggunakan program Omxplayer. Program Omxplayer merupakan program untuk memainkan musik pada sistem operasi Raspbian. Pemanggilan program Omxplayer dilakukan menggunakan modul Pexpect. Untuk mematikan musik pada akhir program diberikan baris program: omx.send('q') Program antarmuka terdiri dari program inti dan program penekanan tombol. Program inti terdiri dari program untuk memunculkan antarmuka, memunculkan perintah yang berupa label, dan program untuk memunculkan tombol. Baris program untuk program inti adalah sebagai berikut: root["bg"]="pink" root.title("Lampu Panggung Terkendali Musik") root.geometry("350x140") fr1=Frame(root) fr2=Frame(root) e=StringVar() label=Label(fr1, textvariable=e, bg="pink", font=12).pack(side=TOP) button=Button(fr2, text="OPEN",command=pilihfile).pack(side=LEFT) button1=Button(fr2, text="PLAY",command=play).pack(side=LEFT) e.set("Silahkan tekan OPEN\nuntuk memilih file musik\n" "(pilih yang berekstensi .wav)") fr1.pack(pady=5, side=TOP) fr2.pack(pady=20, side=BOTTOM) root.mainloop() Tombol pada program antarmuka terdiri dari 2 buah tombol. Tombol pertama diberi nama button dan tombol kedua diberi nama button1. Ketika tombol button ditekan, program akan memanggil fungsi pilihfile. Ketika tombol button1 ditekan, program memanggil fungsi play. Dalam fungsi pilihfile, terdapat beberapa perintah. Perintah dalam fungsi pilihfile antara lain perintah untuk membuka file dialog, perintah pengolahan file musik, dan perintah penggantian isi label (label berisi perintah untuk pengguna). File dialog yang dibuka merujuk pada folder home Raspberry Pi. Seluruh file musik yang akan digunakan sebagai masukan disimpan dalam lokasi ini. Fungsi pilihfile diberikan sebagai berikut:

(94) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 77 def pilihfile(): global filenya global nada global panjang2 global data global pwm e.set("Tunggu...\nSedang menyiapkan file") filenya = tkFileDialog.askopenfilename() n=1323 m=0 j=0 data=read(filenya) wav=data[1] wav_i=wav[:,1] panjang=len(wav) panjang2=panjang/1323 bpm=tempo(wav_i,1024,512,44100) if 61<=bpm<=75:pwm=15 elif 76<=bpm<=90:pwm=40 elif 91<=bpm<=105:pwm=65 elif 106<=bpm<=120:pwm=90 nada=np.zeros(panjang2+1) nyala=np.zeros(nada.shape) while n
(95) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 78 4.5.1.Pembahasan Perangkat Lunak Pendeteksian Nada Listing program pendeteksian nada sebagai berikut: def deteksinada(orginal): l=len(orginal) pk1=max(orginal[0:441]) pk2=max(orginal[882:1323]) pk=min(pk1,pk2) cl=0.64*pk z=np.zeros(orginal.shape) z=orginal.copy() z=abs(z) np.place(z,z=cl,[1]) g=np.multiply(z,orginal) np.place(g,g<=cl,[-1]) np.place(g,g>=cl,[1]) auto_corr=np.correlate(g,g,'full') pos_lag=ndarray.argmax(auto_corr) rangelag=auto_corr[(pos_lag-100):(pos_lag-50)] rangelag2=auto_corr[(pos_lag-88):(pos_lag-50)] if (max(rangelag))>(1/2*max(auto_corr)): if (max(rangelag2))>(1./2*max(auto_corr)): pos_lag2=ndarray.argmax(auto_corr[(pos_lag-100): (pos_lag-50)])+pos_lag-100 else: pos_lag2=ndarray.argmax(auto_corr[(pos_lag-180): (pos_lag-50)])+pos_lag-180 else: pos_lag2=ndarray.argmax(auto_corr[(pos_lag-180): (pos_lag-50)])+pos_lag-180 period=pos_lag-pos_lag2 f=(data[0])/period return f Program pendeteksian nada dijadikan suatu fungsi. Fungsi yang digunakan untuk pendeteksian nada diberi nama deteksinada. Masukan fungsi deteksinada berupa sinyal dari pembacaan file musik yang diisikan dalam variabel orginal. Fungsi deteksinada terdiri dari proses penentuan nilai center clipping, proses center clipping, proses autocorrelation, proses pencarian nilai lag hasil dari proses autocorrelation, dan proses penentuan nada. Keluaran fungsi deteksinada berupa nilai nada yang terdeteksi. l=len(orginal) pk1=max(orginal[0:441]) pk2=max(orginal[882:1323]) pk=min(pk1,pk2) cl=0.64*pk

(96) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 79 Listing program di atas merupakan proses penentuan nilai center clipping. Masukan dari proses penentuan nilai center clipping berupa sinyal dari pembacaan file musik yang diisikan dalam variabel orginal. Variabel orginal berupa 1 baris array dengan jumlah kolom 1323. Isi variabel orginal untuk 30ms s.d. 60ms file musik C4.wav sebagai berikut: [7794 7694 7585 ..., 5985 6189 6385] Proses penentuan nilai center clipping merujuk pada BAB II dalam Metode Pitch Detection. Keluaran proses berupa nilai center clipping yang dimasukkan pada variabel cl. Variabel cl berupa konstanta. Isi variabel cl dengan masukan file musik C4.wav pada 30ms s.d. 60ms: 5243.52 Proses center clipping ditunjukkan oleh listing program: cl=0.64*pk z=np.zeros(orginal.shape) z=orginal.copy() z=abs(z) np.place(z,z=cl,[1]) g=np.multiply(z,orginal) np.place(g,g<=cl,[-1]) np.place(g,g>=cl,[1]) Masukan proses center clipping berupa nilai center clipping dalam variabel cl dan sinyal hasil segmentasi dalam variabel orginal. Program untuk proses center clipping mengacu persamaan 2.9. Keluaran proses berupa sinyal hasil proses center clipping dalam variabel g. Isi variabel g untuk 30ms s.d. 60ms file musik C4.wav: [1 1 1 ..., 1 1 1] Variabel g berupa 1 baris array dengan ukuran kolom 1323. auto_corr=np.correlate(g,g,'full') Program di atas merupakan proses autocorrelation yang mengacu persamaan 2.11. Masukan program berupa sinyal hasil proses center clipping dalam variabel g. Keluaran program berupa hasil proses autocorrelation dari masukan. Hasil proses autocorrelation diisikan dalam variabel auto_corr. Isi variabel auto_corr file musik C4.wav pada 30ms s.d. 60ms adalah sebagai berikut: [1 2 3 ..., 3 2 1] Variabel auto_corr merupakan 1 baris array dengan jumlah kolom 2645.

(97) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 80 pos_lag=ndarray.argmax(auto_corr) rangelag=auto_corr[(pos_lag-100):(pos_lag-50)] rangelag2=auto_corr[(pos_lag-88):(pos_lag-50)] if (max(rangelag))>(1/2*max(auto_corr)): if (max(rangelag2))>(1./2*max(auto_corr)): pos_lag2=ndarray.argmax(auto_corr[(pos_lag-100): (pos_lag-50)])+pos_lag-100 else: pos_lag2=ndarray.argmax(auto_corr[(pos_lag-180): (pos_lag-50)])+pos_lag-180 else: pos_lag2=ndarray.argmax(auto_corr[(pos_lag-180): (pos_lag-50)])+pos_lag-180 period=pos_lag-pos_lag2 Listing program di atas berisi pencarian nilai lag dari proses autocorrelation. Masukan proses pencarian nilai lag berupa sinyal hasil proses autocorrelation dalam auto_corr. Keluaran proses berupa nilai lag yang diberikan dalam variabel period. Variabel period untuk 30ms s.d. 60 ms file musik C4.wav: 169 Variabel period adalah sebuah konstanta. f=(data[0])/period Program di atas berisi perhitungan nilai nada dari sinyal yang diberikan. Masukan program berupa nilai lag dalam variabel period. Perhitungan nilai nada berdasarkan persamaan 2.13. Keluaran program berupa nilai nada yang dinyatakan dalam f. Variabel f berupa konstanta. Isi variabel f untuk file musik C4.wav dalam 30ms s.d. 60ms: 260 Program pendeteksian nada diuji menggunakan file musik yang berbeda nilai nadanya. Hasil dari program pendeteksian nada dibandingkan dengan perangkat lunak lain yaitu perangkat lunak wavanal. Gambar 4.29 menunjukkan hasil pengujian program pendeteksian nada. Gambar 4.30 menunjukkan galat antara nilai nada hasil pendeteksian nada menggunakan fungsi pendeteksian nada dengan nilai nada dari perangkat lunak wavanal berkisar antara 0,15% sampai dengan 0,57%. Rata-rata galat sebesar 0,27%. Program pendeteksian nada berhasil dibuat dengan galat kurang dari 5% dari hasil pendeteksian nada menggunakan perangkat lunak lain.

(98) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 81 Hasil pengujian program pendeteksian nada Hasil pengujian (Hz) 500 450 400 350 300 250 261,00 311,00 Hasil pengujian wavanal 361,00 411,00 461,00 Nada (Hz) Hasil pengujian pendeteksian nada Gambar 4.29. Grafik hasil pendeteksian nada Galat hasil pengujian program pendeteksian nada 0,70 Galat (%) 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 261,00 311,00 361,00 411,00 461,00 Nada (Hz) Pendeteksian nada Gambar 4.30. Grafik galat hasil pendeteksian nada Untuk melihat kesesuaian waktu antara lama nada dimainkan dengan lama nyala lampu, diberikan pengujian pendeteksian nada dengan masukan Sample4.wav. Sample4.wav berisi variasi nada yang dimainkan dalam durasi waktu tertentu. Sistem diharapkan mampu menyalakan lampu (variasi nyala sesuai variasi nada) dengan durasi nyala lampu sama dengan durasi nada yang dimainkan. Pengujian kesesuaian lama nada dan lama nyala lampu dilakukan sebanyak 3 kali. Hasil pengujian kesesuaian durasi nada dengan nyala lampu ditunjukkan oleh Gambar 4.31.

(99) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 82 Dari ketiga pengujian yang dilakukan, didapatkan durasi nyala lampu rata-rata. Gambar 4.32 menunjukkan galat dari durasi nada dengan rata-rata dari durasi nyala lampu. Galat dari durasi nada dengan rata-rata durasi nyala lampu berkisar antara 0,33% sampai dengan 1,67%. Rata-rata galat sebesar 0,93%. Dengan galat maksimum dari rata-rata hasil pengujian sebesar 1,67%, sistem dikatakan berhasil menyalakan lampu selama nada tertentu dimainkan. Hasil pengujian durasi nada Rata - rata durasi nada (s) 2,500 2,000 1,500 1,000 0,500 0 2 4 6 8 Nada keRata-rata durasi Yang diharapkan Gambar 4.31. Grafik hasil pengujian durasi nada Hasil pengujian durasi nada 2,00 Galat (%) 1,50 1,00 0,50 0,00 0 Rata-rata durasi 2 4 6 Nada ke- Gambar 4.32. Grafik galat hasil pengujian durasi nada 8

(100) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 83 4.5.2. Pembahasan Program Pendeteksian Tempo Program pendeteksian tempo berupa sebuah fungsi dengan nama tempo. Masukan program pendeteksian tempo yaitu data sinyal audio yang tersimpan dalam variabel wav_i. Fungsi tempo terdiri dari perhitungan STFT dalam fungsi stft, proses complex spectral difference onset detection function, perhitungan autocorrelation, dan perhitungan nilai bpm. Keluaran fungsi berupa nilai bpm dari file musik. Fungsi pendeteksian tempo adalah sebagai berikut: def tempo(wav_i,n,h,fs): wav_t=wav_i[1:262144] def stft(inputd,w_size,hop_size): window=scipy.hanning(w_size) output=scipy.array([scipy.fft(window*inputd[i:i+w_size]) for i in range (0, len(inputd)-w_size,hop_size)]) return output def princarg(fasedelta): return np.mod(fasedelta + np.pi, 2.0 * np.pi) - np.pi stf=stft(wav_t,n,h) rk=abs(stf) fase = np.arctan2(np.imag(stf), np.real(stf)) rk_1 = fase_1 = delta_1 = np.zeros(stf.shape) rk_1=np.roll(rk,1,axis=0) fase_1=np.roll(fase,1,axis=0) delta=fase-fase_1 delta_1=np.roll(delta,1,axis=0) delta2=princarg(fase_1+delta_1) stft2=(rk_1*np.exp(1j*delta2)) onset=np.sum((abs(stf-stft2)**2),axis=1) auto_corr_t=np.correlate(onset,onset,'full') pos_lag_t=ndarray.argmax(auto_corr_t) rangelag=auto_corr_t[(pos_lag_t-60):(pos_lag_t-10)] rangelag2=auto_corr_t[(pos_lag_t-50):(pos_lag_t-10)] if (max(rangelag))>(1/2*max(auto_corr_t)): if (max(rangelag2))>(1./2*max(auto_corr_t)): pos_lag2_t=ndarray.argmax(auto_corr_t[(pos_lag_t-60): (pos_lag_t-10)])+pos_lag_t-60 else: pos_lag2_t=ndarray.argmax(auto_corr_t[(pos_lag_t-100): (pos_lag_t-10)])+pos_lag_t-100 else: pos_lag2_t=ndarray.argmax(auto_corr_t[(pos_lag_t-100): (pos_lag_t-10)])+pos_lag_t-100 period=pos_lag_t-pos_lag2_t t=512./fs bpm=int((60/(period*t))) return bpm

(101) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 84 Perhitungan STFT pada persamaan 4.1. dibuat dalam suatu fungsi bernama stft: def stft(inputd,w_size,hop_size): window=scipy.hanning(w_size) output=scipy.array([scipy.fft(window*inputd[i:i+w_size]) for i in range (0, len(inputd)-w_size,hop_size)]) return output Masukan fungsi berupa data sinyal audio dalam variabel wav_t dan beberapa parameter. Variabel wav_t berupa 1 baris array dengan jumlah kolom sebanyak 262143. Isi variabel wav_t untuk file musik BPM95.wav sebagai berikut: [ 0 0 0 ..., -7 7 -5] Parameter yang menjadi masukan perhitungan STFT yaitu parameter panjang hanning window. dan hop size. Panjang hanning window ditentukan sepanjang 1024 poin. Hop size ditentukan sebesar 512. Keluaran keluaran berupa sinyal audio yang telah ditransformasi menggunakan STFT yang disimpan dalam variabel stf. Variabel stf untuk file musik BPM95.wav berisi: [[ 2.29576550+0.j -1.90822602+0.16115428j 1.19499842-0.8852274j ..., -0.39229678-1.16898927j 1.19499842+0.8852274j -1.90822602-0.16115428j] [ 0.28337732+0.j -0.15273159-0.11967898j 0.62434168+0.40168064j ..., -0.88090253+0.52022625j 0.62434168-0.40168064j -0.15273159+0.11967898j] [-0.18998668+0.j 0.21628969-0.70337052j 0.33890900+1.2916045j ..., -1.31132204-0.36099073j 0.33890900-1.2916045j 0.21628969+0.70337052j] ..., [ 4.83572295+0.j -0.23836701-0.92439782j -2.12322206+2.28383032j ..., -4.31931909+8.27252747j -2.12322206-2.28383032j -0.23836701+0.92439782j] [-1.66457870+0.j 5.36402805+0.75194177j -8.60864317-2.8196909j ..., 1.66358900-4.91157988j -8.60864317+2.8196909j 5.36402805-0.75194177j] [-6.85179510+0.j 5.71973581-5.93457761j -4.38892900+4.10832072j ..., 0.12468471+0.71423988j -4.38892900-4.10832072j 5.71973581+5.93457761j]] Variabel stf merupakan array dengan jumlah baris sebanyal 1024 dan jumlah kolom sebanyak 510.

(102) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 85 rk=abs(stf) fase = np.arctan2(np.imag(stf), np.real(stf)) rk_1 = fase_1 = delta_1 = np.zeros(stf.shape) rk_1=np.roll(rk,1,axis=0) fase_1=np.roll(fase,1,axis=0) delta=fase-fase_1 delta_1=np.roll(delta,1,axis=0) delta2=princarg(fase_1+delta_1) stft2=(rk_1*np.exp(1j*delta2)) onset=np.sum((abs(stf-stft2)**2),axis=1) Program di atas merupakan proses complex spectral difference onset detection function. Masukan program berupa sinyal STFT dari fungsi stft. Proses complex spectral difference onset detection function mengacu pada persamaan 4.5 sampai dengan 4.9. Keluaran proses complex spectral difference onset detection function berupa sinyal onset detection yang disimpan dalan variabel onset. Variabel onset berupa 1 baris array dengan jumlah kolom 510. Isi variabel onset untuk file musik BPM95.wav diuraikan dalam lampiran. auto_corr_t=np.correlate(onset,onset,'full') Baris program di atas merupakan perhitungan autocorrelation. Masukan program berupa sinyal onset detection dalam variabel onset. Proses autocorrelation mengacu pada persamaan 4.11. Hasil proses autocorrelation diisikan dalam variabel auto_corr. Variabel auto_corr berupa 1 baris array dengan ukuran kolom 1019. Isi variabel auto_corr untuk file musik BPM95.wav: [ 9.78890090e+12 1.97873253e+13 1.97873253e+13 9.78890090e+12] 2.80227928e+13 ..., 2.80227928e+13 Hasil dari proses autocorrelation dalam variabel auto_corr diolah agar mendapatkan nilai lag. Pencarian nilai lag dilakukan menggunakan baris program: pos_lag_t=ndarray.argmax(auto_corr_t) rangelag=auto_corr_t[(pos_lag_t-60):(pos_lag_t-10)] rangelag2=auto_corr_t[(pos_lag_t-50):(pos_lag_t-10)] if (max(rangelag))>(1/2*max(auto_corr_t)): if (max(rangelag2))>(1./2*max(auto_corr_t)): pos_lag2_t=ndarray.argmax(auto_corr_t[(pos_lag_t-60): (pos_lag_t-10)])+pos_lag_t-60 else: pos_lag2_t=ndarray.argmax(auto_corr_t[(pos_lag_t-100): (pos_lag_t-10)])+pos_lag_t-100 else: pos_lag2_t=ndarray.argmax(auto_corr_t[(pos_lag_t-100): (pos_lag_t-10)])+pos_lag_t-100 period=pos_lag_t-pos_lag2_t

(103) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 86 Hasil pencarian lag disimpan dalam variabel period. Isi variabel period file musik BPM95.wav: 59 Variabel period berupa konstanta. Perhitungan nilai bpm dari file musik dilakukan menggunakan baris program: t=512./fs bpm=int((60/(period*t))) Masukan program berupa nilai lag dalam variabel period. Perhitungan nilai bpm mengacu pada persamaan 4.12. Keluaran program berupa nilai bpm dalam variabel bpm. Variabel bpm merupakan sebuah konstanta. Variabel bpm untuk file musik BPM95.wav berisi: 87 Program pendeteksian tempo diuji menggunakan file musik dengan nilai bpm yang berbeda. Hasil dari program pendeteksian nada dibandingkan dengan perangkat lunak lain yaitu perangkat lunak AudioRetoucher. File musik yang diuji menggunakan perangkat lunak AudioRetoucher hanya file yang memiliki nilai tempo dari 76 bpm ke atas. Hal ini disebabkan perangkat lunak AudioRetoucher hanya mampu mendeteksi tempo 76 bpm ke atas. Gambar 4.33 menunjukkan hasil pendeteksian tempo dari 61 bpm sampai dengan 75 bpm. File musik yang diuji diperdengarkan untuk mengetahui jumlah ketukan dalam satu menit. Gambar 4.35 menunjukkan galat nilai tempo dengan memperdengarkan file musik secara langsung dengan hasil program pendeteksian tempo berkisar antara 7,94% sampai dengan 9,68%. Rata- rata galat pendeteksian tempo sebesar 8,82%. Nilai tempo hasil pendeteksian tempo meningkat sesuai peningkatan jumlah ketukan dalam file musik. Sistem mampu membedakan tempo file musik dari 61bpm sampai dengan 75 bpm. Gambar 4.34 menunjukkan hasil pengujian program pendeteksian tempo dari 76 bpm sampai dengan 120 bpm. Gambar 4.35 menunjukkan galat nilai tempo antara nilai tempo dari perangkat lunak AudioRetoucher dengan nilai tempo hasil pendeteksian tempo oleh program pendeteksian tempo berkisar antara 7,53% sampai dengan 9,76%. Rata-rata galat sebesar 8,72%. Galat yang dihasilkan cukup besar tetapi masih kurang dari 10%. Besar nilai tempo hasil pendeteksian tempo semakin meningkat seiring peningkatan nilai bpm. Sistem mampu membedakan tempo suatu file musik (76 bpm sampai dengan 120 bpm).

(104) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 87 Hasil pengujian nilai tempo 61 bpm sampai dengan 75 bpm 80 Hasil pengujian (bpm) 75 70 65 60 55 50 60 62 64 66 Jumlah ketukan dalam satu menit 68 70 72 74 Tempo (bpm) Hasil pengujian pendeteksian tempo Gambar 4.33. Grafik hasil pengujian pendeteksian tempo 61 bpm s.d. 75 bpm Hasil pengujian nilai tempo 76 bpm sampai dengan 120 bpm Hasil pengujian (bpm) 125 115 105 95 85 75 65 75 85 95 105 115 Tempo (bpm) Hasil pengujian AudioRetoucher Hasil pengujian pendeteksian tempo Gambar 4.34. Grafik hasil pengujian pendeteksian tempo 76 bpm s.d. 120 bpm 76

(105) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 88 Hasil pengujian nilai tempo 76 bpm sampai dengan 120 bpm Galat (%) 10,00 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 60 70 80 90 100 110 Tempo (bpm) Hasil pengujian tempo 61bpm s.d. 75bpm Gambar 4.35. Grafik galat hasil pengujian pendeteksian tempo 120

(106) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Dari hasil pengujian dan pengambilan data pada sistem lampu panggung terkendali musik berbasis Raspberry Pi, dapat diambil kesimpulan: 1. Sistem mampu memberikan keluaran berupa variasi warna, durasi, dan terang redup lampu panggung sesuai variasi nada dan tempo file musik. Sistem mampu memberikan keluaran terang redup sesuai tempo dengan rata-rata galat sebesar 4,45%. 2. Driver LED warna merah mampu memberikan tegangan keluaran yang berbeda sesuai variasi tempo yang diberikan dengan galat antara 6,39% sampai dengan 14,09%. Ratarata galat sebesar 10,44%. 3. Driver LED warna hijau mampu memberikan tegangan keluaran yang berbeda sesuai variasi tempo yang diberikan dengan galat antara 1,41% sampai dengan 3,53%. Ratarata galat sebesar 2,30%. 4. Driver LED warna biru mampu memberikan tegangan keluaran yang berbeda sesuai variasi tempo yang diberikan dengan galat antara 0,21% sampai dengan 1,10%. Ratarata galat sebesar 0,61%. 5. Sistem mampu membedakan variasi nada. Galat pendeteksian nada berkisar antara 0,15% sampai dengan 0,57% dengan rata-rata galat sebesar 0,27%. 6. Durasi nyala lampu sesuai dengan durasi nada yang diberikan. Galat durasi nyala lampu dengan durasi nada berkisar antara 0,33% sampai dengan 1,67% dengan ratarata galat 0,93%. 7. Sistem mampu membedakan variasi tempo. Galat pendeteksian tempo untuk tempo 61 bpm s.d. 75 bpm berkisar antara 7,94% sampai dengan 9,68% dengan rata-rata galat sebesar 8,82%. Galat pendeteksian tempo untuk tempo 76 bpm s.d. 120 bpm berkisar antara 7,53% sampai dengan 9,76% dengan rata-rata galat sebesar 8,72%. 8. Sistem mempunyai kelemahan yaitu adanya waktu tunggu sebelum proses penyalaan lampu dan musik dilakukan. 89

(107) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 90 5.2. Saran Saran untuk pengembangan penelitian selanjutnya antara lain: 1. Variasi nada yang diberikan dapat diperluas jangkauannya. 2. File musik yang diberikan tidak hanya berupa melodi. 3. Sistem dapat diberi tampilan untuk pemantauan penyalaan lampu panggung.

(108) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI DAFTAR PUSTAKA [1] Upton, E., Halfacree, G., 2012, Raspberry Pi User Guide, John Wiley & Sons, New York. [2] Winder, S., 2008, Power Supplies for LED Driving, Newnes, Burlington. [3] Timbers, C.,2012, Raspberry Pi Lights: how to sync Christmas lights to midi audio, http://chivalrytimberz.wordpress.com/2012/12/03/pi-lights/, diakses 12 Juli 2013 [4] Hansen, B., 2005, The Dictionary of Multimedia Terms & Acronyms, 4th ed, Franklin Beedle & Associates, Wilsonville. [5] Martin, R., 2004, Sound Synthesis and Sampling, 2nd ed, Focal Press, Burlington. [6] Goto, M., Muraoka, Y., 1999, Real-time Beat Tracking for Drumless Audio Signals: Chord Change Detection for Musical Decisions, Speech Communication, no. 27, hal. 311-335. [7] Zölzer, U., 2011, Digital Audio Effects, 1st ed, John Wiley & Sons, United Kingdom. [8] http://www.hibberts.co.uk/wavanal.htm, diakses 15 September 2013 [9] http://www.abyssmedia.com/audioretoucher/, diakses 14 September 2013 [10] Schmidt, M., 2012, Raspberry Pi: A Quick-Start Guide, The Pragmatic Programmers, United States of America. [11] -----, 2012, Data Sheet BCM2835 ARM Peripherals, Broadcom Corporation, http://www.raspberrypi.org/wp-content/uploads/2012/02/BCM2835-ARMPeripherals.pdf, diakses 10 Juni 2013. [12] Richardson, M., Wallace S., 2012, Getting Started with Raspberry Pi, O’Reilly Media, United States of America. [13] Kiusalaas, J., 2005, Numerical Methods in Engineering with Python, Cambridge University Press, New York. [14] Bressert, E., 2013, SciPy and NumPy, 2nd ed, O’Reilly Media, United States of America. [15] https://pypi.python.org/pypi/RPi.GPIO/0.5.3a diakses 23 September 2013 [16] http://pexpect.sourceforge.net/ diakses 24 September 2013 [17] Held, G., 2009, Introduction to Light Emitting Diode Technology and Apllications, Taylor & Francis Group, United States of America. 91

(109) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 92 [18] -----, 2011, Data Sheet 3W High Power LED, Wayjun Technology, http://www.wayjun.com/Datasheet/Led/3W%20High%20Power%20LED.pdf, diakses 22 Mei 2013 [19] Edminister, J., Nahvi, M., 1997, Schaum’s Outline of Theory and Problems of Electric Circuits, 3rd ed, The McGraw-Hill Companies,Inc., United States of America. [20] Rashid, M., 2004, Power Electronic Circuits, Devices, and Applications, 3rd ed, Pearson Education Inc., New Jersey. [21] Rashid, M., 2001, Power Electronics Handbook, Academic Press, Canada. [22] Hart, D.,1997, Introduction to Power Electronics, Prentice-Hall International Inc., United States of America. [23] Boylestad, R., Nashelsky, L., 2005, Electronic Devices and Circuit Theory, 9th ed, Prentice Hall Inc, New Jersey. [24] Winder, S., 2008, Power Supplies for LED Driving, Elvesier, United States of America. [25] Krein, P., 1998, Elements of Power Electronics, Oxford University Press Inc., New York. [26] Rabiner, L., Schafer, R., 1978, Digital Processing of Speech Signals, Prentice-Hall Inc., New Jersey. [27] Rabiner, L., Cheng, M., Rosenberg, A., McGonegal, C., 1976, A Comparative Performance Study of Several Pitch Detection Algorithms, IEEE Trans. Acoust., Speech, and Signal Processing, vol. ASSP-24, no. 5, hal 399-418. [28] Rabiner, L., 1977, On the Use of Autocorrelation Analysis for Pitch Detection, IEEE Trans. Acoust., Speech, and Signal Processing, vol. ASSP-25, no. 1, hal 24-33. [29] Goto, M., 2001, An Audio-based Real-time Beat Tracking System for Music With or Without Drum-sounds, Journal of New Music Research, vol. 30, no. 2, hal. 159–171. [30] Vaseghi, S., 2007, Multimedia signal processing : theory and applications in speech, music and communications, John Wiley & Sons, England. [31] Tackett, J., 2009, Fundamental of Church MusicTheory, 3rd ed, Austin Christian Acappella Music for the Singing School, United States of America. [32] -----, 2004, Datasheet LM117/LM317A/LM317 3-Terminal Adjustable Regulator, National Semiconductor,

(110) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 93 http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/8619/NSC/LM317/ +5WQ9uIOzZK MA9z+/datasheet.pdf, diakses 27 Mei 2013. [33] Davies, M.E.P., Pumbley, M.D., 2007, Context-Dependent Beat Tracking of Musical Audio, IEEE Transactions On Audio, Speech, and Language Processing, vol. 15, no. 3, hal. 1009–1020. [34] Bello, J.P., Daudet, L., Abdallah, S., Duxbury, C., Davies, M., Sandler, M.B., 2005, A Tutorial on Onset Detection in Music Signals, IEEE Transactions Speech and Audio Processing, vol. 13, no. 5, hal 1035-1047. [35] Davies, M.E.P., Pumbley, M.D., 2005, Beat Tracking With A Two State Model, In Proceedings of the IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing, vol. 3, hal. 241-244. [36] -----, 2013, Datasheet LM350/LM350-N/LM350-A 3-Terminal Adjustable Regulator, Texas Instrument, http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm350-n.pdf, diakses 18 Februari 2014.

(111) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI LAMPIRAN Rangkaian Driver LED L1

(112) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI L2 Rangkaian MOSFET Gate Driver

(113) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI L3 Simulasi Regulator Switching (Buck) Menggunakan Software MicroCap Hasil simulasi Regulator Buck untuk LED warna merah Dalam simulasi, komponen 1N4002 diganti dengan 1N4001. Komponen 1RF540 diganti dengan IRF510. Penggantian komponen dilakukan dengan mengganti komponen yang digunakan dalam penelitian dengan komponen yang nilainya mendekati nilai komponen yang digunakan. Hasil yang diinginkan yaitu regulator mampu menghasilkan daya dengan cepat (kurang dari 62,5ms). Spesifikasi lain yang diharapkan yaitu mampu menghasilkan tegangan keluaran sebesar 0V s.d. 15V dan arus sebesar 700mA. , , , (hambatan pengganti LED),

(114) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI L4 Hasil simulasi menunjukkan, rangkaian mampu menghasilkan dan sebelum 62,5ms. Hasil simulasi Regulator Buck untuk LED warna hijau dan biru Dalam simulasi, komponen 1N4002 diganti dengan 1N4001. Komponen 1RF540 diganti dengan IRF510. Penggantian komponen dilakukan dengan mengganti komponen yang digunakan dalam penelitian dengan komponen yang nilainya mendekati nilai komponen yang digunakan. Hasil yang diinginkan yaitu regulator mampu menghasilkan daya dengan cepat (kurang dari 62,5ms). Spesifikasi lain yang diharapkan yaitu mampu menghasilkan tegangan keluaran sebesar 0V s.d. 21V dan arus sebesar 700mA. , , (hambatan pengganti LED),

(115) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI L5 , Hasil simulasi menunjukkan, rangkaian mampu menghasilkan sebelum 62,5ms. dan

(116) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI L6 Data Hasil Pengujian Hasil pengujian driver LED warna merah berdasarkan perubahan tempo Tegangan Tempo Duty cycle keluaran driver (bpm) PWM (%) LED merah yang diharapkan (V) Tegangan Galat tegangan keluaran driver keluaran driver LED merah (V) LED merah (%) 80 40 13,2 15,06 99 65 13,95 15,46 120 90 14,7 15,64 Rata-rata galat tegangan keluaran driver LED merah (%) 14,09 10,82 6,39 10,44 Hasil pengujian driver LED warna hijau berdasarkan perubahan tempo Tegangan Tempo Duty cycle keluaran driver (bpm) PWM (%) LED hijau yang diharapkan (V) Tegangan Galat tegangan keluaran driver keluaran driver LED hijau (V) LED hijau (%) 80 40 19,2 18,93 99 65 19,95 19,56 120 90 20,7 21,43 Rata-rata galat tegangan keluaran driver LED hijau (%) 1,41 1,95 3,53 2,30 Hasil pengujian driver LED warna biru berdasarkan perubahan tempo Tegangan Tempo Duty cycle keluaran driver (bpm) PWM (%) LED biru yang diharapkan (V) Tegangan Galat tegangan keluaran driver keluaran driver LED biru (V) LED biru (%) 80 40 19,2 19,16 99 65 19,95 19,73 120 90 20,7 20,59 Rata-rata galat tegangan keluaran driver LED biru (%) 0,21 1,10 0,53 0,61

(117) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI L7 Data pengujian tegangan keluaran kapasitor filter LED warna merah Duty cycle Tegangan keluaran Galat hasil Tegangan keluaran PWM kapasitor filter yang pengujian dengan kapasitor filter (V) (%) diharapkan (V) spesifikasi (%) 0 10 15 20 30 40 50 60 65 70 80 90 94 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 27,18 24,62 24,56 24,53 24,44 24,25 23,99 23,85 23,84 23,77 23,44 23,43 23,29 8,72 1,52 1,76 1,88 2,24 3,00 4,04 4,60 4,64 4,92 6,24 6,28 6,84 Data pengujian tegangan keluaran kapasitor filter LED warna hijau Duty cycle Tegangan keluaran Galat hasil Tegangan keluaran PWM kapasitor filter yang pengujian dengan kapasitor filter (V) (%) diharapkan (V) spesifikasi (%) 0 10 15 20 30 40 50 60 65 70 80 90 94 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 26,23 24,55 24,35 24,32 24,10 23,78 23,67 23,49 23,38 23,29 23,04 22,95 22,87 4,92 1,80 2,60 2,72 3,60 4,88 5,32 6,04 6,48 6,84 7,84 8,20 8,52

(118) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI L8 Data pengujian tegangan keluaran kapasitor filter LED warna biru Duty cycle Tegangan keluaran Galat hasil Tegangan keluaran PWM kapasitor filter yang pengujian dengan kapasitor filter (V) (%) diharapkan (V) spesifikasi (%) 0 10 15 20 30 40 50 60 65 70 80 90 94 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 25 26,29 24,63 24,42 24,29 24,04 23,79 23,58 23,36 23,27 23,18 23,05 22,95 22,91 5,16 1,48 2,32 2,84 3,84 4,84 5,68 6,56 6,92 7,28 7,80 8,20 8,36 Data pengujian tegangan keluaran regulator linear untuk LED warna merah Duty cycle Tegangan keluaran Tegangan keluaran Galat hasil pengujian PWM regulator linear yang regulator linear dengan spesifikasi (%) diharapkan (V) LM350 (V) (%) 0 10 15 20 30 40 50 60 65 70 80 90 94 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16,13 16,10 16,10 16,10 16,10 16,09 16,09 16,08 16,08 16,07 16,07 16,07 16,07 0,81 0,63 0,63 0,63 0,63 0,56 0,56 0,50 0,50 0,44 0,44 0,44 0,44

(119) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI L9 Data pengujian tegangan keluaran regulator linear untuk LED warna hijau Duty cycle Tegangan keluaran Tegangan keluaran Galat hasil PWM regulator linear yang regulator linear pengujian dengan (%) diharapkan (V) LM317 (V) spesifikasi (%) 0 10 15 20 30 40 50 60 65 70 80 90 94 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22,29 22,19 22,18 22,18 22,14 22,01 21,88 21,74 21,60 21,51 21,29 21,09 21,03 1,32 0,86 0,82 0,82 0,64 0,05 0,55 1,18 1,82 2,23 3,23 4,14 4,41 Data pengujian tegangan keluaran regulator linear untuk LED warna biru Duty cycle Tegangan keluaran Tegangan keluaran Galat hasil PWM regulator linear yang regulator linear pengujian dengan (%) diharapkan (V) LM317 (V) spesifikasi (%) 0 10 15 20 30 40 50 60 65 70 80 90 94 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22,24 22,11 22,10 22,09 22,06 21,97 21,80 21,59 21,51 21,41 21,26 21,14 21,05 1,09 0,50 0,45 0,41 0,27 0,14 0,91 1,86 2,23 2,68 3,36 3,91 4,32

(120) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI L10 Data pengujian tegangan keluaran regulator switching untuk LED warna merah Duty cycle Tegangan keluaran Tegangan Galat hasil PWM regulator switching keluaran regulator pengujian dengan (%) yang diharapkan (V) switching (V) spesifikasi (%) 0 10 15 20 30 40 50 60 65 70 80 90 94 0 12,30 12,45 12,60 12,90 13,20 13,50 13,80 13,95 14,10 14,40 14,70 14,82 0,012 14,37 14,44 14,45 14,55 14,88 15,11 15,27 15,39 15,49 15,52 15,76 15,79 0 14,41 13,78 12,80 11,34 11,29 10,66 9,63 9,36 8,97 7,22 6,73 6,14 Data pengujian tegangan keluaran regulator switching untuk LED warna hijau Duty cycle Tegangan keluaran Tegangan Galat hasil PWM regulator switching keluaran regulator pengujian dengan (%) yang diharapkan (V) switching (V) spesifikasi (%) 0 10 15 20 30 40 50 60 65 70 80 90 94 0 18,30 18,45 18,60 18,90 19,20 19,50 19,80 19,95 20,10 20,40 20,70 20,85 0,019 18,06 18,21 18,42 18,85 19,21 19,58 19,91 20,04 20,16 20,35 20,53 20,59 0 1,31 1,30 0,97 0,26 0,05 0,41 0,56 0,45 0,30 0,25 0,82 1,25

(121) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI L11 Data pengujian tegangan keluaran regulator switching untuk LED warna biru Duty cycle Tegangan keluaran Tegangan Galat hasil PWM regulator switching keluaran regulator pengujian dengan (%) yang diharapkan (V) switching (V) spesifikasi (%) 0 10 15 20 30 40 50 60 65 70 80 90 94 0 18,30 18,45 18,60 18,90 19,20 19,50 19,80 19,95 20,10 20,40 20,70 20,85 0,01 18,18 18,36 18,53 18,93 19,30 19,60 19,85 19,97 20,11 20,32 20,53 20,59 0 0,66 0,49 0,38 0,16 0,52 0,51 0,25 0,10 0,05 0,39 0,83 1,26 Data pengujian tegangan keluaran kapasitor filter untuk gate drive MOSFET Duty cycle Duty cycle PWM Tegangan keluaran Tegangan Galat hasil PWM untuk untuk LED warna kapasitor filter keluaran pengujian LED warna hijau dan biru yang diharapkan kapasitor filter dengan merah (%) (%) (V) (V) spesifikasi (%) 0 10 15 20 30 40 50 60 65 70 80 90 94 0 10 15 20 30 40 50 60 65 70 80 90 95 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 27,15 24,96 24,48 24,03 23,38 22,86 22,26 21,98 21,66 21,58 21,15 20,86 20,81 35,75 24,80 22,40 20,15 16,90 14,30 11,30 9,90 8,30 7,90 5,75 4,30 4,05

(122) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI L12 Data pengujian tegangan keluaran regulator linear untuk gate drive MOSFET Duty cycle Duty cycle PWM Tegangan keluaran Tegangan Galat hasil PWM untuk untuk LED regulator linear keluaran pengujian LED warna warna hijau dan LM317 yang regulator linear dengan merah (%) biru (%) diharapkan (V) LM317 (V) spesifikasi (%) 0 10 15 20 30 40 50 60 65 70 80 90 94 0 10 15 20 30 40 50 60 65 70 80 90 95 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12,08 12,05 12,05 12,05 12,05 12,05 12,05 12,05 12,05 12,05 12,05 12,05 12,05 0,67 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42 0,42 Hasil pengujian program pendeteksian nada Nama file musik C4.wav D4.wav E4.wav F4.wav G4.wav A4.wav B4.wav Nilai nada dari perangkat Nilai nada hasil lunak wavanal pendeteksian nada 261,5 293,5 329,5 349 392 440 494 Rata-rata galat nilai nada (%) 260 294 329 350 393 441 495 Galat nilai nada (%) 0,57 0,17 0,15 0,29 0,26 0,23 0,20 0,27 Hasil pengujian kesesuaian durasi nada dengan dengan durasi nyala lampu Nada C4 D4 E4 F4 G4 A4 B4 Durasi nyala Durasi nyala lampu Durasi nyala lampu dari hasil dari hasil pengujian lampu dari hasil pengujian I (s) II (s) pengujian III (s) 2,04 0,96 1,92 0,99 2,06 1,01 2,08 2,02 1,05 1,93 0,97 2,05 0,95 2,01 1,97 0,95 2,05 1,03 1,95 1,03 1,99 Rata-rata durasi nyala lampu (s) 2,010 0,987 1,967 0,997 2,020 0,997 2,027

(123) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI L13 Galat rata-rata pengujian durasi nada Nada Durasi nada yang Rata-rata durasi ditentukan (s) nyala lampu (s) Galat durasi nada dengan rata-rata durasi C4 2 2,010 D4 1 0,987 E4 2 1,967 F4 1 0,997 G4 2 2,020 A4 1 0,997 B4 2 2,027 Rata-rata galat durasi nada dengan rata-rata durasi nyala lampu (%) nyala lampu (%) 0,50 1,33 1,67 0,33 1,00 0,33 1,33 0,93 Hasil pengujian nilai tempo 61 bpm sampai dengan 75 bpm Nama file musik BPM61.wav BPM62.wav BPM63.wav BPM64.wav BPM65.wav BPM66.wav BPM67.wav BPM68.wav BPM69.wav BPM70.wav BPM71.wav BPM72.wav BPM73.wav BPM74.wav BPM75.wav Jumlah ketukan Nilai tempo hasil dalam satu pendeteksian menit (bpm) tempo (bpm) 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 56 56 58 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 67 68 Rata-rata galat nilai tempo (%) Galat nilai tempo (%) 8,20 9,68 7,94 9,38 9,23 9,09 8,96 8,82 8,70 8,57 8,45 8,33 8,22 9,46 9,33 8,82

(124) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI L14 Hasil pengujian nilai tempo 76 bpm sampai dengan 120 bpm Nama file Nilai tempo dari perangkat lunak Nilai tempo hasil Galat nilai musik AudioRetoucher (bpm) pendeteksian tempo (bpm) tempo (%) BPM76.wav BPM77.wav BPM78.wav BPM79.wav BPM80.wav BPM81.wav BPM82.wav BPM83.wav BPM84.wav BPM85.wav BPM86.wav BPM87.wav BPM88.wav BPM89.wav BPM90.wav BPM91.wav BPM92.wav BPM93.wav BPM94.wav BPM95.wav BPM96.wav BPM97.wav BPM98.wav BPM99.wav BPM100.wav BPM101.wav BPM102.wav BPM103.wav BPM104.wav BPM105.wav BPM106.wav BPM107.wav BPM108.wav BPM109.wav BPM110.wav BPM111.wav BPM112.wav BPM113.wav BPM114.wav BPM115.wav BPM116.wav BPM117.wav BPM118.wav BPM119.wav BPM120.wav 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 Rata-rata galat nilai tempo (%) 69 70 71 72 73 74 74 75 77 78 79 79 80 82 82 83 84 86 86 87 87 89 90 90 92 92 93 93 95 95 97 97 99 99 101 101 103 103 105 105 107 107 107 109 109 9,21 9,09 8,97 8,86 8,75 8,64 9,76 9,64 8,33 8,24 8,14 9,20 9,09 7,87 8,89 8,79 8,70 7,53 8,51 8,42 9,38 8,25 8,16 9,09 8,00 8,91 8,82 9,71 8,65 9,52 8,49 9,35 8,33 9,17 8,18 9,01 8,04 8,85 7,89 8,70 7,76 8,55 9,32 8,40 9,17 8,72

(125) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI L15 LISTING PROGRAM import numpy as np import scipy import time import pexpect import Tkinter import tkFileDialog import RPi.GPIO as GPIO from Tkinter import * from numpy import correlate from numpy import ndarray from scipy.io.wavfile import read GPIO.setmode(GPIO.BCM) GPIO.setup(23,GPIO.OUT) GPIO.setup(24,GPIO.OUT) GPIO.setup(25,GPIO.OUT) red=GPIO.PWM(23,100) green=GPIO.PWM(24,100) blue=GPIO.PWM(25,100) filenya=0 i=1 pwm=10 nada=0 panjang2=0 data=0 def tempo(wav_i,n,h,fs): wav_t=wav_i[1:262144] def stft(inputd,w_size,hop_size): window=scipy.hanning(w_size) output=scipy.array([scipy.fft(window*inputd[i:i+w_size]) for i in range (0, len(inputd)-w_size,hop_size)]) return output def princarg(fasedelta): return np.mod(fasedelta + np.pi, 2.0 * np.pi) - np.pi stf=stft(wav_t,n,h) rk=abs(stf) fase = np.arctan2(np.imag(stf), np.real(stf)) rk_1 = fase_1 = delta_1 = np.zeros(stf.shape) rk_1=np.roll(rk,1,axis=0) fase_1=np.roll(fase,1,axis=0) delta=fase-fase_1 delta_1=np.roll(delta,1,axis=0) delta2=princarg(fase_1+delta_1) stft2=(rk_1*np.exp(1j*delta2)) onset=np.sum((abs(stf-stft2)**2),axis=1) auto_corr_t=np.correlate(onset,onset,'full') pos_lag_t=ndarray.argmax(auto_corr_t) rangelag=auto_corr_t[(pos_lag_t-60):(pos_lag_t-10)]

(126) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI L16 rangelag2=auto_corr_t[(pos_lag_t-50):(pos_lag_t-10)] if (max(rangelag))>(1/2*max(auto_corr_t)): if (max(rangelag2))>(1./2*max(auto_corr_t)): pos_lag2_t=ndarray.argmax(auto_corr_t[(pos_lag_t-60): (pos_lag_t-10)])+pos_lag_t-60 else: pos_lag2_t=ndarray.argmax(auto_corr_t[(pos_lag_t-100): (pos_lag_t-10)])+pos_lag_t-100 else: pos_lag2_t=ndarray.argmax(auto_corr_t[(pos_lag_t-100): (pos_lag_t-10)])+pos_lag_t-100 period=pos_lag_t-pos_lag2_t t=512./fs bpm=int((60/(period*t))) return bpm def deteksinada(orginal): l=len(orginal) pk1=max(orginal[0:441]) pk2=max(orginal[882:1323]) pk=min(pk1,pk2) cl=0.64*pk z=np.zeros(orginal.shape) z=orginal.copy() z=abs(z) np.place(z,z=cl,[1]) g=np.multiply(z,orginal) np.place(g,g<=cl,[-1]) np.place(g,g>=cl,[1]) auto_corr=np.correlate(g,g,'full') pos_lag=ndarray.argmax(auto_corr) rangelag=auto_corr[(pos_lag-100):(pos_lag-50)] rangelag2=auto_corr[(pos_lag-88):(pos_lag-50)] if (max(rangelag))>(1/2*max(auto_corr)): if (max(rangelag2))>(1./2*max(auto_corr)): pos_lag2=ndarray.argmax(auto_corr[(pos_lag-100): (pos_lag-50)])+pos_lag-100 else: pos_lag2=ndarray.argmax(auto_corr[(pos_lag-180): (pos_lag-50)])+pos_lag-180 else: pos_lag2=ndarray.argmax(auto_corr[(pos_lag-180): (pos_lag-50)])+pos_lag-180 period=pos_lag-pos_lag2 f=(data[0])/period return f root=Tk() def pilihfile(): global filenya global nada global panjang2 global data

(127) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI L17 global pwm e.set("Tunggu...\nSedang menyiapkan file") filenya = tkFileDialog.askopenfilename() n=1323 m=0 j=0 data=read(filenya) wav=data[1] wav_i=wav[:,1] panjang=len(wav) panjang2=panjang/1323 bpm=tempo(wav_i,1024,512,44100) if 61<=bpm<=75:pwm=15 elif 76<=bpm<=90:pwm=40 elif 91<=bpm<=105:pwm=65 elif 106<=bpm<=120:pwm=90 nada=np.zeros(panjang2+1) nyala=np.zeros(nada.shape) while n
(128) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI L18 time.sleep(0.5) while i
(129) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI L19 ISI VARIABEL “onset” FILE BPM95.wav [ 3.14471383e+06 2.43983523e+10 1.30223340e+11 2.05386446e+09 8.18546821e+06 3.47466606e+06 3.42420263e+06 2.79908477e+06 3.35463283e+06 3.03666779e+06 4.27340557e+06 2.89539258e+06 3.34094249e+06 3.20718472e+06 3.58150152e+06 3.55396235e+06 9.49401192e+08 3.71625690e+10 9.57292023e+08 4.25039783e+06 3.71506692e+06 3.05094016e+06 3.38382590e+06 3.06312000e+06 3.61895879e+06 3.28065581e+06 3.02015300e+06 3.08062355e+06 3.11221452e+06 3.26302816e+06 3.15898294e+06 1.19477149e+13 1.77513781e+10 2.77162714e+08 3.43347579e+06 3.18492121e+06 2.79485025e+06 3.55393456e+06 3.15705629e+06 3.63776586e+06 2.74662278e+06 3.30407003e+06 3.77378087e+06 3.33168441e+06 3.61700455e+06 3.88396390e+06 7.47332965e+12 7.55592229e+09 5.08345755e+07 3.19234247e+06 9.32787809e+11 2.84813528e+10 7.38376208e+08 3.33452149e+06 2.95663458e+06 3.20663581e+06 3.09625996e+06 3.24768498e+06 3.26925825e+06 3.27796073e+06 3.71220111e+06 3.63860261e+06 3.26612600e+06 2.95731723e+06 3.25599398e+06 1.43608456e+13 1.83629919e+10 2.12202921e+08 3.48144597e+06 3.57893152e+06 3.08074956e+06 3.45364324e+06 3.05292964e+06 3.00307690e+06 3.17928200e+06 3.25179998e+06 3.05721455e+06 3.43124668e+06 2.85048923e+06 3.22593894e+06 1.06238606e+13 6.38788826e+09 4.46706639e+07 3.34654288e+06 3.38633901e+06 2.89139609e+06 3.15415655e+06 3.67178332e+06 3.05267381e+06 2.71771944e+06 3.24737598e+06 3.43290762e+06 2.93705636e+06 3.34476999e+06 3.81443268e+06 2.37554912e+12 2.35179611e+09 1.33317277e+07 2.86181946e+06 1.52816506e+13 1.16064009e+10 1.28577437e+08 3.32788962e+06 2.90129155e+06 3.49512954e+06 2.89977421e+06 2.70373688e+06 3.35272141e+06 3.28698855e+06 4.41746925e+06 3.50098609e+06 2.70616412e+06 3.01308464e+06 3.47602382e+06 1.44602321e+13 4.27096610e+09 3.22333740e+07 2.51065000e+06 3.07911120e+06 3.33760041e+06 3.80889867e+06 3.18055652e+06 3.05697875e+06 3.09848576e+06 3.14120107e+06 3.81146942e+06 3.20556738e+06 2.78569246e+06 3.20787054e+06 6.38836805e+11 2.61892095e+09 1.01479605e+07 3.12145208e+06 3.34076927e+06 3.22530464e+06 2.97559772e+06 4.09969706e+06 2.86105559e+06 3.09948636e+06 3.52890593e+06 2.56744873e+06 2.89714920e+06 3.45280516e+06 4.98441522e+06 5.29606555e+10 1.04197168e+09 6.10596972e+06 3.26101706e+06 1.20819670e+13 3.35163641e+09 2.42378083e+07 3.24164988e+06 3.36494728e+06 3.35597354e+06 2.92444686e+06 3.42495646e+06 3.52823290e+06 3.29618706e+06 3.02663788e+06 3.11176064e+06 3.28188528e+06 2.70733930e+06 3.30015963e+06 2.88417307e+11 2.44593043e+09 9.88752033e+06 2.88003036e+06 3.02708132e+06 3.42253153e+06 4.06494376e+06 2.84514377e+06 2.87682356e+06 2.98712822e+06 2.64428707e+06 3.21512109e+06 2.98609774e+06 3.40909450e+06 7.12402551e+06 4.54421485e+10 9.61618133e+08 4.69118379e+06 3.11843550e+06 2.79130271e+06 3.87903584e+06 3.21079080e+06 3.41460880e+06 2.69677701e+06 2.92710660e+06 3.46640265e+06 2.94451540e+06 3.25679817e+06 3.44584007e+06 6.01041054e+12 2.10018316e+10 2.85496421e+08 4.21088026e+06

(130) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI L20 3.24548294e+06 3.91253554e+06 3.15835257e+06 3.16935070e+06 2.35750995e+06 3.01054990e+06 3.74442873e+06 4.16890275e+06 3.44731391e+06 3.22668414e+06 3.04801635e+06 2.71167520e+06 6.83402175e+12 2.51567099e+09 2.41213470e+07 3.66667916e+06 4.59195069e+06 3.10462082e+06 3.29751310e+06 3.95894182e+06 2.57112816e+06 3.35223719e+06 2.87574106e+06 3.18901376e+06 2.72788415e+06 2.92128712e+06 3.47673843e+06 1.79477543e+11 2.54406067e+09 9.09013299e+06 3.44074824e+06 3.80047870e+06 3.20397659e+06 3.51011268e+06 2.98182764e+06 2.93368375e+06 3.99308866e+06 2.72074386e+06 3.31109295e+06 3.15841419e+06 4.30722481e+06 1.70672812e+08 3.67352476e+10 1.14096433e+09 4.38079331e+06 3.22020113e+06 3.34239468e+06 3.22720697e+06 3.61332101e+06 3.03570411e+06 3.53179100e+06 3.74113324e+06 2.77087545e+06 3.64566767e+06 3.28596693e+06 3.07755070e+06 3.22962057e+06 3.10552286e+06 3.77925644e+06 3.23093890e+06 3.30163320e+06 3.32720135e+06 3.01528919e+06 2.98020837e+06 9.03806391e+10 1.52022490e+09 6.93612252e+06 3.34585937e+06 3.51647190e+06 2.93051120e+06 3.65025136e+06 3.21503332e+06 3.11518000e+06 2.71356791e+06 3.94190385e+06 3.15061513e+06 2.66974659e+06 3.04728659e+06 1.10862388e+11 2.50834636e+10 8.82691879e+08 3.69866144e+06 2.92623868e+06 3.65818258e+06 3.26717580e+06 2.97635314e+06 3.41789334e+06 3.00550567e+06 3.98061720e+06 3.77110302e+06 2.79797332e+06 2.99564662e+06 3.75917544e+06 1.37436518e+13 1.80350546e+10 2.28394326e+08 3.18994608e+06 3.52720510e+06 3.48321642e+06 3.40452531e+06 3.46771305e+06 2.95105165e+06 2.91552152e+06 2.87707243e+06 3.38983350e+06 3.06262158e+06 2.95410341e+06 2.69170728e+06 4.20378308e+06 3.02024104e+06 3.10276555e+06 3.01484539e+06 3.10042533e+06 2.72501605e+06 3.41369387e+06 1.57489575e+12 2.47935006e+10 5.19416123e+08 3.37899131e+06 3.52819077e+06 2.57234850e+06 3.29668553e+06 3.14105031e+06 3.00972211e+06 3.28265041e+06 3.16422261e+06 3.61041034e+06 3.28127939e+06 3.22194387e+06 3.14768420e+06 1.17242861e+13 1.34698567e+10 1.43195024e+08 3.45751677e+06 3.00087045e+06 3.25907539e+06 3.19951031e+06 3.11730510e+06 3.42800952e+06 3.22402155e+06 3.68097856e+06 3.93979294e+06 3.14056767e+06 3.06269103e+06 2.70839487e+06 1.44008793e+13 5.68869530e+09 4.24337369e+07 3.12252896e+06 3.38583991e+06 3.14399935e+06 2.93906201e+06 3.33594099e+06 2.84218871e+06 3.34326707e+06 3.30535228e+06 3.42815767e+06 3.24980733e+06 3.39596122e+06 2.38649645e+06 3.71971268e+06 3.37341294e+06 3.87109017e+06 3.14608624e+06 3.25322249e+06 3.55991372e+06 3.11178421e+06 8.20615973e+12 1.05782757e+10 1.11085285e+08 3.06745332e+06 3.71695364e+06 3.04096666e+06 2.89806205e+06 3.34802165e+06 2.83007657e+06 3.84232219e+06 2.98140706e+06 2.93209629e+06 2.77384301e+06 2.99738317e+06 2.86225110e+06 1.20831863e+13 3.35393678e+09 2.72037981e+07 3.96816579e+06 3.07289020e+06 4.05870880e+06 3.54360994e+06 3.06770320e+06 2.97559687e+06 3.93785839e+06 2.74166045e+06 3.54380244e+06 3.27975037e+06 3.91633650e+06 2.86248483e+06 3.69373000e+11 2.67634563e+09 9.72365020e+06 3.04550105e+06 3.02268611e+06 2.62566505e+06 3.12294277e+06 2.78086339e+06 3.60197878e+06 3.41848982e+06 2.93689816e+06

(131) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI L21 3.19241969e+06 3.07843639e+06 2.99038231e+06 3.33146554e+06 1.02326427e+13 2.38370820e+10 2.12297149e+08 3.89541940e+06 3.18826867e+06 2.99182800e+06 2.83277173e+06 2.80077592e+06 3.02420011e+06 3.09104398e+06 2.84916332e+06 3.40838446e+06 2.70980530e+06 3.51658280e+06 2.76689956e+06 8.82639658e+12 9.54049251e+09 6.24310916e+07 2.61629673e+06 3.69838836e+06 3.41351246e+06 3.27338319e+06 3.13229311e+06 3.39690963e+06 3.14017785e+06 3.98305035e+06 2.80336323e+06 1.09288402e+13 7.39256935e+09 3.51438246e+07 4.13580536e+06 3.32354611e+06 3.48381346e+06 3.44053126e+06 3.40066271e+06 3.42010629e+06 3.17322736e+06 3.04805898e+06 3.15984432e+06 3.12946395e+06 3.25186204e+06 3.13792654e+06 3.27086581e+12 2.54943133e+09 1.57854539e+07 2.77238330e+06 3.41413491e+06 3.68073392e+06 3.06334009e+06 3.11281135e+06] 3.91742068e+06 2.76723835e+06 3.34742148e+06 3.48483875e+06 8.28553283e+11 2.76141983e+09 1.04165730e+07 3.99233047e+06 2.73284480e+06 3.03783922e+06 3.20982514e+06 3.50223914e+06 3.66616078e+06 3.16157509e+06 3.36075063e+06 3.16269460e+06 3.46666166e+06 3.30089751e+06 3.50335751e+06 7.19272838e+10 1.30093506e+09 5.83445117e+06 3.47365831e+06 3.48565149e+06 2.70701492e+06 3.06709442e+06 3.48560091e+06 3.20676281e+06 3.25490624e+06 3.50715344e+07 5.02518630e+10 1.16454210e+09 4.66211109e+06 3.11798612e+06 2.82102944e+06 3.10894261e+06 3.36265603e+06 3.22342670e+06 3.19182907e+06 3.01815812e+06 3.74905214e+06 2.72779771e+06 3.11380420e+06 2.99227248e+06 4.63015388e+12 2.66590148e+10 3.79013924e+08 3.27747316e+06 3.76182735e+06 3.25086051e+06 3.75702615e+06 2.89855831e+06

(132) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI L22

(133) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI L23

(134) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI L24

(135) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI L25

(136) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI L26

(137) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI L27

(138) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI L28

(139) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI L29

(140) PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI L30

(141)

Dokumen baru