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