SKRIPSI
DRUM ELEKTRIK BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 328
Disusun sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik program S-1 pada Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Disusun Oleh: YONA HERNANDA 20080120020
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA 2013
SKRIPSI
DRUM ELEKTRIK BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 328
Disusun oleh : YONA HERNANDA NIM : 20080120020
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA 2013
i
HALAMAN PENGESAHAN I
SKRIPSI DRUM ELEKTRIK BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 328
Disusun Oleh:
YONA HERNANDA NIM : 20080120020
Telah diperiksa dan disetujui:
Dosen Pembimbing Utama
Dosen Pembimbing Muda
( Iswanto, S.T. M.Eng. )
( Anna Nur Nazilah Chamim, S.T.)
ii
HALAMAN PENGESAHAN II DRUM ELEKTRIK BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA328
Skripsi ini telah dipertahankan dan disahkan didepan dewan penguji pada tanggal ………………….. 2013.
Dewan Penguji : Iswanto, S.T. M.Eng. Dosen Pembimbing Utama
(.................................)
Anna Nur Nazilah Chamim, S.T. Dosen Pembimbing Muda
(..................................)
Ir. Slamet Suripto Penguji I
(..................................)
Romadhoni Syahputra, S.T. M.T. Penguji II
(..................................)
Mengetahui : Ketua Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
( Ir. Agus Jamal, M.Eng.)
iii
HALAMAN PERNYATAAN
Yang bertanda tangan di bawah ini : Nama
: Yona Hernanda
NIM
: 20080120020
Jurusan
: Teknik Elektro UMY
Menyatakan bahwa : Semua yang ditulis dalam naskah skripsi ini merupakan hasil karya tulis saya sendiri dan bukan menjiplak hasil karya orang lain, kecuali dasar teori yang saya cuplik dari buku yang tercantum pada daftar pustaka sebagai referensi saya dalam melengkapi karya tulis ini. Apabila dikemudian hari pernyataan ini tidak benar, maka saya siap menerima sanksi dari Universitas Muhammadiyah Yogyakarta sesuai dengan peraturan yang berlaku.
Yogyakarta, 25 Juni 2013 Yang menyatakan,
Yona Hernanda
iv
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
MOTTO :
“Didunia ini tidak ada yang tidak mungkin jika kita mau berusaha,bekerja keras,dan berdoa kepada Allah SWT.”
“Hanya ada dua pilihan dalam hidup,menjadi seorang pahlawan atau menjadi seorang penjahat.”
PERSEMBAHAN :
Skripsi ini aku persembahkan untuk : -
Kedua orang tuaku.Bapak Djumani dan Ibu Sri Rohayati,yang selalu memberi dukungan dalam bentuk apapun kepadaku.
-
Kakakku tercinta,mas Yudi berserta mbak Helmi dan mas Tomi beserta mbak Esti.Terimakasih atas semangat dan nasihatnya selama ini.
v
KATA PENGANTAR
Assalammu’alaikum Wr.Wb. Dengan mengucapkan Puji dan Syukur penulis panjatkan akan kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan Rahmat dan Hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan laporan Tugas Akhir dengan Judul “ DRUM ELEKTRIK BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA 328”, Berbagai upaya telah penulis lakukan untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini, tetapi dengan berbagai macam keterbatasan kemampuan penulis, maka penulis meminta maaf yang sebesar-besarnya apabila masih banyak terdapat kekurangankekurangan dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini baik dalam susunan kata, kalimat maupun sistematika pembahasannya. Penulis berharap laporan Tugas Akhir ini dapat memberikan sumbangsih yang cukup positif bagi penulis khususnya dan bagi pembaca sekalian pada umumnya. Tugas Akhir ini disusun demi memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan jenjang strata-1 (S-1) di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta.Terwujudnya Laporan Tugas Akhir ini tidak lepas dari bantuan dan dorongan berbagai pihak yang sangat besar artinya. Dan dalam kesempatan ini, penulis menyampaikan ucapan rasa terima kasih yang sebesar - besarnya kepada yang terhormat :
vi
1. Bapak
Prof.
Dr.
Bambang
Cipto.
selaku
Rektor
Universitas
Muhammadiyah Yogyakarta. 2. Bapak Iswanto, S.T. M.Eng sebagai Dosen Pembimbing I yang dengan sabar membimbing, memberikan ilmu dan mengarahkan penulis selama melaksanakan penelitian dan pengerjaan alat Tugas Akhir hingga dapat menyelesaikan penulisan laporan ini. 3. Ibu Anna Nur Nazilah Chamim, S.T.sebagai Dosen Pembimbing II yang telah memberikan ilmu dan segala pengetahuannya baik formal maupun non formal kepada penulis, semoga semua dapat bermanfaat baik sekarang atau dikemudian hari. 4. Bapak sebagai Dosen Penguji I 5. Bapak sebagai Dosen Penguji II 6. Bapak Sudarisman, MS, Mech PhD. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. 7. Segenap Dosen pengajar di Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Yogyakarta Terima kasih atas segala bantuan yang selama ini telah diberikan. 8. Staf Tata Usaha Jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Yogyakarta. 9. Seluruh anggota keluarga yang aku sayangi.Bapak Djumani,Ibu Sri Rohayati,mas Wahyudi Eko Susilo,mas Tomi Andriyanto,mbak Matsna Elirahmi,dan mbak Estining Gustina.
vii
10. Keponakan-keponakaku tersayang.Zauza Taj Thalla Rana,Antasena Sultan Faraz,Queen Aurelia Zahra,dan Queen Jazzyera Syahla. 11. Seluruh
teman-teman
Hermawan,Nyoman
dari
PH
record.Peje,Hafid,Dewang,Nyoman
Nurjaya,Catak,Om
Wawes,dan
kawan-
kawan.Terimakasih atas dukungannya. 12. Carollina Wulandari,Wek tutik,Oniel,Pak Med,dan semuanya yang sudah saya anggap sebagai keluargaku sendiri di Jogja.Terimakasih atas semangatnya. 13. Keluarga besar Sylvester band.Mas Adit,Mbak Helmi,Budi,Amar,mas Aang,Bull-Bull,Kalian semua hebat. 14. Teman-teman Teknik Elektro UMY angkatan 2008 baik yang sudah lulus maupun yang belum.Adi,Sugeng,Ohok, Kharrik, Sigit,Yayat,Anas,dan yang lainnya,masih bisa bertahan dijurusan ini hingga akhir adalah sebuah kehebatan yang luar biasa bagi kita semua.Sukses. 15. Seluruh teman-teman mahasiswa Teknik Elektro UMY semua angkatan yang telah medukungku selama masa kuliah. 16. Semua pihak yang telah membantu penulis yang tidak bisa disebutkan satu persatu, Terima Kasih. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan Tugas Akhir ini masih jauh dari kata sempurna,mengingat kemampuan dan pengalaman dalam penelitian dan penyusunan Tugas Akhir ini yang sangat terbatas.Untuk itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun dari teman-teman semua untuk perbaikan dan pengembangan penelitian selanjutnya. Tidak ada yang
viii
dapat penulis berikan selain ucapan terimakasih atas seluruh bantuan yang telah teman-teman berikan. Akhir kata semoga laporan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat dan memberi tambahan ilmu bagi kita semua.Semoga kita termasuk kedalam orang-orang yang selalu diberi rahmat oleh Allah SWT.Amin...
Wassalammu’alaikum Wr.Wb. Yogyakarta, 25 Juni 2013 Penulis
Yona Hernanda
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL………………………………………………………………i HALAMAN PENGESAHAN I…………………………………………………...ii HALAMAN PENGESAHAN II………………………………………………….iii HALAMAN PERNYATAAN……………………………………………………iv MOTTO DAN PERSEMBAHAN………………………………………………..v KATA PENGANTAR……………………………………………………………vi DAFTAR ISI……………………………………………………………………...x DAFTAR TABEL…………………………………………………………….....xii DAFTAR GAMBAR……………………………………………………...…….xii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah.........................................................................1 1.2 Rumusan Masalah..................................................................................2 1.3 Batasan Masalah.....................................................................................3 1.4 Tujuan Penelitian...................................................................................4 1.5 Metode Penelitian...................................................................................4 1.6 Sistematika Penulisan.............................................................................6 BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI 2.1 Tinjauan Pustaka ...................................................................................8 2.2 Drum Elektrik.......................................................................................10 2.3 Sensor Piezoelektrik.............................................................................11 2.4 Digital Audio Workstation (DAW)......................................................15 2.5 Nuendo 4..............................................................................................21 2.6 Addictive Drum....................................................................................23 2.7 Komunikasi MIDI................................................................................24 2.8 Arduino Uno.........................................................................................30 2.9 Mikrokontroler ATmega328................................................................36 2.10 Liquid Crystal Display (LCD) ..........................................................40
x
BAB III ANALISIS DAN PERANCANGAN ALAT 3.1 Rancangan Sistem Secara Keseluruhan...............................................47 3.2 Perancangan Mekanik..........................................................................48 3.2.1. Rancangan Drum Rack.............................................................48 3.2.2. Rancangan Drum Pad...............................................................50 3.2.3. Rancangan Pedal Hihat.............................................................51 3.3 Perancangan Perangkat Keras (Hardware)...........................................53 3.3.1. Perancangan Alat Pemroses......................................................54 3.3.2. Rangkaian Sensor Piezoelektrik...............................................54 3.3.3. Rangkaian MIDI Out................................................................56 3.3.4. Rancangan Button Hihat...........................................................57 3.3.5. Rancangan Penampil LCD.......................................................58 3.4 Rancangan Perangkat Lunak (Software).............................................60 BAB IV IMPLEMENTASI ALAT DAN PEMBAHASAN 4.1 Implementasi Mekanik.........................................................................65 4.1.1. Implementasi Drum Rack.........................................................66 4.1.2. Implementasi Drum Pad...........................................................67 4.1.3. Implementasi Pedal Hihat........................................................69 4.2 Implementasi Perangkat Keras (Hardware).........................................69 4.2.1. Implementasi Sistem Pemroses.................................................71 4.2.2. Implementasi Sensor Piezoelektrik...........................................72 4.2.3. Implementasi Button Cymbal Hihat..........................................74 4.2.4. Implementasi Rangkaian MIDI Out..........................................75 4.2.5. Implementasi Penampil LCD ...................................................76 4.3 Implementasi Perangkat Lunak (Software) ........................................77 4.3.1. Pemrograman Board Arduino Uno..........................................78 4.4. Proses Instalasai Program Dan Alat....................................................79 4.5 Pembahasan Alat dan Pengambilan Data............................................82 4.5.1. Pengujian dan Pembahasan nilai ADC pada setiap Kanal ADC..............................................................................82
xi
4.5.2. Pengujian dan Pembahasan Rumus Konversi ADC ke Velocity...................................................................................83 4.5.3.Pengujian dan Pembahasan Komunikasi MIDI Antara Mikrokontroler Dengan Perangkat Komputer.........................84 4.5.4. Pengujian dan pembahasan sistem secara keseruhan...............89 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan..........................................................................................93 5.2 Saran.....................................................................................................94 DAFTAR PUSTAKA............................................................................................96
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Summary Perbandingan Antar Penelitian ..........................................10 Tabel 2.2
Status MIDI.............................................................................................29
Tabel 2.3
Konfigurasi Port B..................................................................................39
Tabel 2.4
Konfigurasi Port C..................................................................................39
Tabel 2.5
Konfigurasi Port D..................................................................................40
Tabel 2.6
Konfigurasi Pin LCD...............................................................................43
Tabel 2.7
Perintah-Perintah M1632.........................................................................45
Tabel 3.1
General MIDI Map Perkusi .....................................................................63
Tabel 4.1
Data ADC Dari Masing-Masing User......................................................84
Tabel 4.2
Hasil konversi ke velocity dari data tabel 4.1.......................................85
Tabel 4.3 Perbandingan drum pabrikan Alesis DM6 dengan drum elektrik berbasis mikrokontroler Atmega328.......................................93 DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
skematik rangkaian MIDI in/out Tom Scarff.................................9
Gambar 2.2
Sensor Piezoelektrik.......................................................................13
Gambar 2.3
Struktur Film pada Vibration Sensor.............................................14
Gambar 2.4
Studio berbasis Digital Audio Workstation...................................16
xii
Gambar 2.5
Steinberg Nuendo 4.......................................................................19
Gambar 2.6
Steinberg Cubase.......................................................................... 19
Gambar 2.7
FL Studio......................................................................................19
Gambar 2.8
Acid Pro.........................................................................................19
Gambar 2.9
Cakewalk Sonar.............................................................................20
Gambar 2.10 Audio Orion...................................................................................20 Gambar 2.11 Protools 1.......................................................................................20 Gambar 2.12 Garage band...................................................................................20 Gambar 2.13 Tampilan Nuendo 4........................................................................22 Gambar 2.14 Tampilan Addicive Drum..............................................................24 Gambar 2.15 Rangkaian MIDI Out.....................................................................27 Gambar 2.16 board Arduino Uno tampak depan................................................35 Gambar 2.17 board Arduino Uno tampak belakang ..........................................35 Gambar 2.18 Architecture ATmega328..............................................................38 Gambar 2.19 konfigurasi ATmega328................................................................38 Gambar 2.20 Konfigurasi Pin LCD 16 Karakter x 2 Baris.............................................42 Gambar 3.1
Diagram Blok Keseluruhan Sistem...............................................48
Gambar 3.2
Rancangan drum rack....................................................................49
Gambar 3.3
Rancangan drum pad.....................................................................50
Gambar 3.4
Pedal hi-hat pada drum akustik.....................................................51
Gambar 3.5
Rancangan pedal hi-hat.................................................................52
Gambar 3.6
Rancangan Keseluruhan Perangkat Keras....................................53
Gambar 3.7
Rangkaian Sensor Piezoelektrik...................................................55
Gambar 3.8
Rangkaian MIDI Out....................................................................56
Gambar 3.9
Rancangan Button Hi-Hat.............................................................57
Gambar 3.10 Konfigurasi rangkain LCD...........................................................59 Gambar 3.11 Flowchart implementasi alur befikir program..............................61 Gambar 4.1
Implementasi Drum Rack.............................................................67
Gambar 4.2
pad drum yang sudah diberi sensor..............................................68
Gambar 4.3
drum pad dipasang pada lempengan triplek.................................68
Gambar 4.4
Rangkaian hardware PCB secara keseluruhan...............................71
xiii
Gambar 4.5
implementasi sistem pemroses.......................................................72
Gambar 4.6
Implementasi komunikasi Arduino Uno dengan komputer...........73
Gambar 4.7
Implementasi sensor piezoelektrik.................................................74
Gambar 4.8
Implementasi push button untuk hi-hat..........................................75
Gambar 4.9
Kondigurasi rangkaian MIDI out...................................................76
Gambar 4.10 Implementasi rangkaian MDI out..................................................77 Gambar 4.11 Implementasi penampil LCD.........................................................78 Gambar 4.12 Instalasi antara sensor dengan papan pcb utama............................80 Gambar 4.13 Tampilan software Arduino Compiler 1.03...................................81 Gambar 4.14 Kabel komunikasi MIDI to USB...................................................81 Gambar 4.15 Pemasangan kabel MDI to USB....................................................82 Gambar 4.16 Nuendo 4 Mendeteksi perangkat sebagai USB 2.0.......................82 Gambar 4.17 Menunjukkan LED hijau tidak menyala saat komunikas MIDI belum diberi program...................... ...................... ......................86 Gambar 4.18 menunjukkan LED hijau menyala,menandakan komunikasi serial sedang terjadi antara hardware dengan PC...........................87 Gambar 4.19 Tampilan Nuendo sebelum diberi inputan.....................................88 Gambar 4.20 Tampilan Nuendo setelah diberi inputan.......................................88 Gambar 4.21 Tampilan Addictive drum sebelum diberi inputan........................89 Gambar 4.22 Tampilan Addictive drum sesudah diberi inputan.........................89 Gambar 4.23 Implementasi alat secara keseluruhan............................................90 Gambar 4.24 Tampilan dari key map MIDI pada nuendo yang diambil dari drum pabrikan merek Alesis DM6................................................91 Gambar 4.25 Tampilan dari key map MIDI pada nuendo yang diambil dari drum elektrik berbasis Atmega328.........................................................91 Gambar 4.26 Hasil perekaman drum pabrikan merek Alesis DM6 dengan ditarik garis lurus pada velocity 100.................................92 Gambar 4.27 Hasil perekaman kontroler drum virtual berbasis ATmega328 dengan ditarik garis lurus pada velocity 100................................92
xiv
