RANCANG BANGUN ALAT PENYUARAAN RUANG RAPAT BENGKEL LISTRIK POLITEKNIK NEGERI MEDAN BERKUALITAS HD DENGAN SISTEM X-OVER THREE AMP
LAPORAN TUGAS AKHIR
Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Program Pendidikan Diploma III Pada Program Study Teknik Listrik Jurusan Elektro Politeknik Negeri Medan
Oleh : Fadhil Muhammad NIM :1205032076
Tumpal E. Parhusip NIM :1205032110
Riske Berutu NIM :1205032100
Simon Triono Sipahutar NIM : 1205032104
Enny Oktapiana Solin NIM : 1205032074
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MEDAN 2015
ABSTRAK
Didalam penulisan Tugas Akhir ini, penulis membuat unit sistem yang mampu memisahkan level frekwensi suara berupa suara treble, suara tengah, dan suara bass.Sesuai batas pendengaran telinga Manusia, X-over aktif 3 way berfungsi sebagai pemisah suara tanpa merubah format yang ada.Dalam hal ini Xover memfilter frekwensi sinyal suara yang diterima dari tone control. Suara yang telah filter sesuai tingkatan frekwensi tersebut dikuatkan oleh masing-masing power-amp. Untuk level frekwensi suara tinggi menggunakan power-amp kapasitas 2 x 250 Watt, untuk level frekwensi suara menengah menggunakan power-amp kapasitas 2 x 500 Watt, dan untuk level frekwensi suara rendah menggunakan power-amp kapasitas 2 x 1000 Watt,sesuai dengan batas pendengaran yang bisa didengarkan oleh telinga Manusia mulai dari 20 Hz – 20 KHz. Kata Kunci : X-over aktif 3way, Three power-amp,Tone control
ii
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmatnya yang diberikan kepada penulis sehingga penulis diberikan kesehatan, kekuatan, pengetahuan dan kesempatan sehingga dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini dengan judul : “RANCANG
BANGUN
ALAT
PENYUARAAN
RUANG
RAPAT
BENGKEL LISTRIK POLITEKNIK NEGERI MEDAN BERKUALITAS HD DENGAN SISTEM X-OVER THREE AMP” Laporan ini disusun untuk menyelesaikan mata kuliah Tugas Akhir semester VI Program Pendidikan Diploma III pada program studi teknik listrik Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan. Laporan ini disusun berdasarkan pengalaman dan kegiatan yang penulis lakukan selama masa perkuliahan. Dalam penulisan laporan ini, penulis banyak menemukan berbagai kesulitan, namun berkat bantuan, bimbingan dan pengarahan dari berbagai pihak, maka masalah yang dihadapi dapat dihadapi penulis dengan baik. Oleh karena itu pada kesempatan ini dengan hati yang tulus penulis ingin menyampaikan penghargaan dan rasa terima kasih kepada : 1. Bapak M. Syahruddin, ST,MT, Selaku Direktur Politeknik Negeri Medan; 2. Bapak Junaedi, MT, Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan; 3. Bapak Ir. Gunoro, MT, Ketua Program Studi Teknik Listrik; 4. Bapak Sutan Pardede, ST, MT, Dosen Pembimbing yang telah meluangkan waktu, tenaga, pikiran dalam pembuatan laporan Tugas Akhir ini; 5. Bapak Masrul, ST, MT, Selaku Dosen wali kelas EL-6C; 6. Seluruh staff pengajar Politeknik Negeri Medan; 7. Buat rekan-rekan kelas EL-6A, EL-6B, EL-6C, EL-6D-EL-6E; 8. Kepada rekan-rekan satu perjuangan EL-6C, yang banyak kenangan yang tidak terlupakan bersama kalian terima kasih atas doa dan nasihat kalian;
iii
9. Kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan tugsa akhir ini. Teristimewa penulis sangat berterimakasih dengan segala hormat dan penghargaan yang setulusnya kepada kedua orang tua tercinta serta kepada abangabang dan adik-adik saya yang telah memberikan dukungan dan bantuan moril maupun material kepada penulis. Penulis menyadari bahwa dalam penulisan laporan ni masih ada kekurangan dan ketidaksempurnaan laporan Tugas Akhir ini. Akhir kata semoga laporan ini dapat bermanfaat dan dapat menambah wawasan yang berguna bagi siapapun yang akan membacanya.
Medan, 27 Agustus 2015
Penyusun
iv
DAFTAR ISI
LEMBAR PERSETUJUAN..................................................................................... i LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................... ii ABSTRAK .............................................................................................................. ii KATA PENGANTAR ........................................................................................... iii DAFTAR ISI ........................................................................................................... v DAFTAR TABEL ................................................................................................ viii DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................................... ix BAB I ...................................................................................................................... 1 PENDAHULUAN .................................................................................................. 1 1.1.
Latar Belakang ......................................................................................... 1
1.2.
Pokok Permasalahan................................................................................. 2
1.3.
Batasan Masalah ....................................................................................... 2
1.4.
Tujuan Pembahasan .................................................................................. 2
1.5.
Metode Pengumpulan Data ...................................................................... 3
1.6.
Manfaat ..................................................................................................... 3
1.7.
Sistematika Penulisan Laporan ................................................................ 3
BAB II ..................................................................................................................... 5 LANDASAN TEORI .............................................................................................. 5 2.1.
Transistor Sebagai Penguat ...................................................................... 5
2.1.1
Penguat Common Base (Grounded Base) ......................................... 5
2.1.2
Penguat Common Emitor (Grounded Emitor) .................................. 6
2.1.3
Penguat Common Collector (Grounded Collector) .......................... 7
2.2
Klasifikasi Penguat Transistor Berdasarkan Titik Penguatannya : .......... 9
2.2.1
Penguat Kelas A ................................................................................ 9
2.2.2
Penguat Kelas B .............................................................................. 10
2.2.3
Penguat Kelas AB ........................................................................... 12
2.2.4
Penguat Kelas C .............................................................................. 14
2.3.
Integreted Circuit (IC) ............................................................................ 15
2.3.1
IC Linear ......................................................................................... 15
2.3.2
IC Digital ......................................................................................... 16
2.4
Pre Amplifier .......................................................................................... 17
2.5
Mixer ...................................................................................................... 22
v
2.6
Tone Control........................................................................................... 23
2.6.1 2.6
CROSSOVER (X-OVER) ...................................................................... 28
2.6.1 2.8.
Klasifikasi Tone Control ................................................................. 24 Klasifikasi didasarkan pada komponen ........................................... 29
POWER AMPLIFIER (POWER-AMP) ................................................ 32
2.8.1
Power-Amp sistem OT.................................................................... 32
2.8.2
Power-Amp Sistem OTL ................................................................ 37
2.8.3
Power Amplifier system OCL......................................................... 42
2.8.4
Power amplifier sistem BTL ........................................................... 47
BAB III ................................................................................................................. 49 PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT ................................................. 50 3.1 DESKRIPSI KERJA “ PENYUARAAN RUANG RAPAT BENGKEL LISTRIK POLITEKNIK NEGERI MEDAN BERKUALITAS HD DENGAN SISTEM X-OVER THREE AMP ”. ................................................................. 50 3.2
PERANCANGAN PERANGKAT PERANGKAT SISTEM ................ 52
3.2.1
PENGUAT MIC (PREAMP) .......................................................... 52
3.2.2
EQUALIZIER PARAMETRIK ..................................................... 56
3.2.3
TONE CONTROL .......................................................................... 60
3.2.4
X-OVER AKTIF 3 WAY ............................................................... 65
3.2.5
POWER - AMP ............................................................................... 74
3.2.6
Bahan Yang Digunakan Dalam Proses Perancangan ...................... 87
BAB IV ................................................................................................................. 89 PENGUJIAN DAN ANALISA............................................................................. 89 4.1
Cara Menilai Sound Quality Sebuah System. ........................................ 89
A. Kriteria yang Berhubungan Dengan Standar Frekuensi Antara 20 Hz Sampai 20 KHz : ............................................................................................... 89 I.
Respon Frekuensi ................................................................................... 89
II.
Frekuensi Gain Balancing ................................................................... 89
III.
Coherence ........................................................................................... 90
IV.
Overall Subsonic and Ultrasonic Performance ................................... 90
B.
Kriteria yang Berhubungan Dengan Karakter Suara :............................ 90 I.
Clarity and Detail ................................................................................... 90
II.
Natural and Speech Intelligibility ....................................................... 90
III.
Ear Fatigue .......................................................................................... 91
IV.
Dynamic Sound Ability and Stability ................................................. 91
4.2.
PENGUJIAN .......................................................................................... 92 vi
4.2.1.
Noise Criteria (NC) ......................................................................... 92
4.2.2.
Reverberation Time (RT) ................................................................ 92
4.3.
Judgement - Subjektif ............................................................................. 93
4.3.1.
Noise Criteria (kebisingan) ............................................................. 93
4.3.2.
Reverberation Time (RT) ................................................................ 94
4.4.
ANALISA .............................................................................................. 95
4.4.1.
Noise Criteria (NC) ......................................................................... 95
4.4.2.
Reverberation Time (RT) ................................................................ 96
4.5.
PENGUJIAN SECARA KONVENSIONAL ......................................... 97
BAB V................................................................................................................. 100 SIMPULAN DAN SARAN ................................................................................ 100 5.1
Simpulan ............................................................................................... 100
5.2
Saran ..................................................................................................... 101
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 102 LAMPIRAN ........................................................................................................ 103
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Penguat Common Base ...................................................................... 5 Gambar 2. 2 Penguat Common Emitor ................................................................... 6 Gambar 2. 3 Penguat Common Emitor ................................................................... 7 Gambar 2. 4 Penguat Kelas A ................................................................................. 9 Gambar 2. 5 Penguat Kelas B ............................................................................... 10 Gambar 2. 6 Penguat Kelas B Push - Pull............................................................. 11 Gambar 2. 7 Penguat kelas AB ............................................................................. 12 Gambar 2. 8 Penguat Kelas C ............................................................................... 14 Gambar 2. 9 Head Pre-amp dan Mic Pre-amp ...................................................... 18 Gambar 2. 10 Head Pre-Amp ................................................................................ 20 Gambar 2. 11 Head Pre-Amp Dan Mic Pre-Amp ................................................. 21 Gambar 2. 12 Kurva penguatan (AV) terhadap besarnya fekuensi yang dikuatkan ............................................................................................................................... 24 Gambar 2. 13 Skema Rangkaian Tone Contol Pasif ............................................ 25 Gambar 2. 14 Tone Control ................................................................................. 27 Gambar 2. 15 sebuah crossover passive................................................................ 29 Gambar 2. 16 Skema Crossover Aktif .................................................................. 31 Gambar 2. 17 Amplifier sistem OT....................................................................... 33 Gambar 2. 18 Speaker type horn-refleks............................................................... 34 Gambar 2. 19 Rangkaian Power-Amp sistem OT................................................. 35 Gambar 2. 20 Power-Amp Sistem OT keluaran TR B324.................................... 37 Gambar 2. 21 Rangkaian Power-Amp sistem ....................................................... 39 Gambar 2. 22 Rangkaian Power-Amp sistem OCL .............................................. 43 Gambar 2. 23 Rangkaian Power-Amp siste OCL ................................................. 46 Gambar 2. 24 Prinsip Power-Amp BTL ............................................................... 47 Gambar 2. 25 konfigurasikan 2 buah TR Daya..................................................... 48
DAFTAR TABEL Tabel 3. 1 Bahan-Bahan Yang Digunakan ........................................................ 87 Tabel 3. 2 Alat-Alat Yang Digunakan ................................................................. 88 Tabel 4 1 tabel rincian bising yang berpengaruh pada Noise Criteria .............. 93 Tabel 4 2 tabel mengenai bahan-bahan yang ada dalam gedung ini beserta koefisien absorbsinya pada frekuensi 500 Hz ..................................................... 94
viii
DAFTAR LAMPIRAN
Konfigurasi Pin IC Mixer 4558D.......................................................................73 Konfigurasi Pin TL 084.......................................................................................74
ix
BAB I PENDAHULUAN 1.1.
Latar Belakang Di jaman sekarang ini kita melihat perkembangan tekhnologi sudah semakin
canggih, peralatan elektronik pun sudah banyak digunakan kalangan masyarakat, salah satunya adalah sound system. Sound system banyak digunakan di tempattempat seperti acara pesta pernikahan, acara wisuda, dan dalam ruangan rapat. Setelah penulis cari tahu di jurusan elektro prodi teknik listrik ini belum ada yang namanya sound sistem, terutama untuk ruang rapat. Itu sangat perlu sekali karena dengan menggunakan sound system tersebut kita bisa mengatur suara-suara yang diinginkan dan suara yang tidak diinginkan. Sound system merupakan alat untuk memperkuat suara komunikasi yang terjadi di ruangan rapat. Pada suatu ruangan rapat besar, seringkali dihadiri banyak peserta rapat yang duduk dalam satu meja rapat dan dikelilingi oleh peserta yang juga ikut mendengarkan dan mengikuti jalannya pembicaraan tersebut. Dengan banyaknya peserta rapat yang berbicara maka suara pembicaraan perlu diperkuat sehingga komunikasi yang terjadi dapat secara efektif, jelas, dan dapat dipahami oleh semua orang. Seiring dengan perkembangan jaman dan melihat kondisi tersebut, penulis mencoba
membuat
tugas
akhir
dengan
judul
“
RANCANG
BANGUN
PENYUARAAN RUANG RAPAT BENGKEL LISTRIK POLITEKNIK NEGERI MEDAN BERKUALITAS HD DENGAN SISTEM X-OVER THREE AMP ”. Adapun bagian-bagian dari sound system tersebut adalah audio mixer, equalizer parametric, tone control parametric, crossover aktif 3 way, power amp, dan speaker aktif. Sebagai pengolah/pengatur suara, banyak modifikasi-modifikasi yang dilakukan para audio seperti equalizer, equalizer ini pada dasarnya sama dengan tone control tetapi equalizer selain lebih detail dalam mengatur suara juga lebih banyak memakai pengaturannya dalam bentuk hz (herz). Pengaturan suara dalam membangun audio sound system dibagi menjadi tiga sinyal suara yaitu tweter untuk 1
suara tinggi ,midle untuk suara sedang dan bass untuk suara rendah dan untuk keseimbangan dalam membagi tiga modulasi tersebut semuanya akan di olah di bagian tone ini. Dengan melihat kondisi ini, maka penulis mencoba untuk merancang sebuah rangkaian sound system yang akan mengontrol suara-suara di ruang rapat pada saat mengadakan rapat supaya suara pembicara yang lebih diperkuat agar suara pembicara di ruang rapat dapat didengar dengan jelas dan dapat dipahami oleh pendengar. 1.2.
Pokok Permasalahan Perancangan pengaturan penyuaraan ruang rapat bengkel listrik politeknik
negeri medan berkualitas HD dengan sistem X-over Three -Amp dapat disesuaikan dengan kondisi ruang rapat tersebut. 1.3.
Batasan Masalah Dalam pembuatan tugas akhir ini penulis membatasi ruang lingkup
permasalahan dengan maksud agar mencapai sasaran yang diharapkan. Adapun batasan masalah tugas akhir ini adalah: Alat ini berfungsi sebagai pengatur/penataan system penyuaraan di Ruang Rapat Bengkel Listrik Politeknik Negeri Medan. Fokus membahas tentang penyuaraan ruang rapat 1.4.
Tujuan Pembahasan Adapun yang menjadi tujuan penulis laporan tugas akhir ini adalah sebagai
berikut : 1. Untuk melengkapi syarat kelulusan Program Diploma III
Program Studi
Teknik Listrik, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Medan. 2. Untuk mengaplikasikan ilmu yang diperoleh selama perkuliahan dan untuk menambah kemampuan daya pikir penulis.
2
1.5.
Metode Pengumpulan Data Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis melakukan beberapa metode
pengumpulan data dengan cara sebagai berikut : 1. Metode pustaka, yaitu dengan mengambil teori-teori dasar dan materi-materi pendukung lainnya dari buku-buku yang diperlukan dalam penulisan tugas akhir ini dan mencari topik yang sesuai melalui internet. 2. Metode observasi, yaitu dengan mengadakan survey langsung terhadap peralatan dan komponen yang digunakan ke toko-toko penjualan komponenkomponen elektronik dan survey langsung ke tempat pembuatan sound system. 3. Metode Bimbingan yaitu dengan melakukan diskusi tentang topik proposal tugas akhir ini dengan dosen pembimbing. 1.6.
Manfaat Manfaat yang diperoleh dari pembuatan sound system untuk ruang rapat
politeknik negeri medan ini adalah sebagai berikut : 1. Dalam hal ini system penyuaraan menggunakan X-Over dapat membagi decibel gelombang suara berdasarkan level gelombang yang dihasilkan oleh sumber suara, seperti rendah (low), sedang (mid), dan timggi (high) sehingga suara yang dihasilkan akan menjadi lebih tertata. 2. Rancang bangun system penyuaraan ini digunakan untuk penyuaraan pada saat rapat dosen listrik. 1.7.
Sistematika Penulisan Laporan Adapun sistematika penulisan yang akan digunakan dalam penulisan laporan
tugas akhir ini adalah sebagai berikut : BAB I
: PENDAHULUAN Pada bab ini berisi latar belakang penulisan, pokok permasalahan, batasan masalah, tujuan pembahasan, metode penulisan, manfaat serta sistematika penulisan laporan. 3
BAB II
: LANDASAN TEORI Bab ini membahas teori-teori dasar tentang penggunaan komponen dalam system penyuaraan, teori-teori pendukung, dan ragkaian penggandengnya.
BAB III
: PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT Bab ini berisikan langkah-langkah rancang bangun penyuaraan ruang rapat politeknik negeri medan yang berkualitas HD dengan x-over three amp.
BAB IV
: PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM Bab ini berisikan analisa system kerja alat, hasil uji rangkaian, petunjuk pengoperasian dan cara kerja Rancang Bangun Penyuaraan Ruang Rapat Politeknik Negeri Medan
Berkualitas HD Dengan
Sistem X-Over Three Amp.
BAB V
: KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini membahas kesimpulan dari pembahasan, perancangan, pengujian dan analisa berdasarkan data hasil pengujian sistem yang telah dilakukan. Untuk meningkatkan hasil akhir yang lebih baik diberikan saran-saran terhadap hasil pembuatan proyek tugas akhir.
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
4
