Sensor Mic and Speaker




1.Tujuan

 1. Memahami karakteristik sensor Mic dan Speaker.
 2. Membuat rangkaian dari sensor Mic dan Speaker.

 3. Menjalankan dan menganalisa dari sensor Mic dan Speaker.



 2.Alat Dan Bahan

 1.Resistor
Resistor merupakan komponen elektronika yang berguna untuk menghambat aliran arus listrik sehingga tidak terjadi short circuit. mempunyai resistansi yang berbeda beda sesuai kebutuhan. 

2.Capacitor

Capasitor pada rangkaian berfungsi untuk menyimpan muatan listrik sementara.

3.Transistor

Transistor adalah komponen semikonduktor yang memiliki berbagai macam fungsi seperti sebagai penguat, pengendali, penyearah, osilator, modulator dan lain sebagainya. Transistor merupakan salah satu komponen semikonduktor yang paling banyak ditemukan dalam rangkaian-rangkaian elektronika.



4.Microphone


Miicrophone adalah suatu alat atau komponen Elektronika yang dapat mengubah atau mengkonversikan energi akustik (gelombang suara) ke energi listrik (Sinyal Audio).

6.Speaker

Speaker adalah  perangkat keras output yang berfungsi mengeluarkan hasil pemrosesan oleh CPU berupa audio/suara.

 [kembali]
3.Dasar Teori
1.Pengertian Microphone
Gambar 1.Pengertian Microphone
     Microphone dalam bahasa Indonesia disebut dengan Mikrofon adalah suatu alat atau komponen Elektronika yang dapat mengubah atau mengkonversikan energi akustik (gelombang suara) ke energi listrik (Sinyal Audio). Microphone (Mikrofon) merupakan keluarga Transduser yang berfungsi sebagai komponen atau alat pengubah  satu bentuk energi ke bentuk energi lainnya. Setiap jenis Mikrofon memiliki cara yang berbeda dalam mengubah (konversi) bentuk energinya, tetapi mereka semua memiliki persamaan yaitu semua jenis Mikrofon memiliki suatu bagian utama yang disebut dengan Diafragma (Diaphragm).
   Mikrofon , juga disebut “mic”, adalah transduser suara yang dapat digolongkan sebagai “sensor suara”. Ini karena menghasilkan sinyal output analog listrik yang sebanding dengan gelombang suara "akustik" yang bekerja pada diafragma fleksibel. Sinyal ini adalah "gambar listrik" yang mewakili karakteristik gelombang akustik. Secara umum, sinyal keluaran dari mikrofon adalah sinyal analog baik dalam bentuk tegangan atau arus yang sebanding dengan gelombang suara aktual.
Jenis mikrofon yang paling umum tersedia sebagai transduser suara adalah Dynamic , Electret Condenser , Ribbon dan jenis Crystal Piezo-electric yang lebih baru . Aplikasi khas untuk mikrofon sebagai transduser suara termasuk rekaman audio, reproduksi, penyiaran serta telepon, televisi, rekaman komputer digital, dan pemindai tubuh, di mana USG digunakan dalam aplikasi medis.

 Jenis-Jenis Microphone

Berdasarkan Teknologi atau Teknik Konversinya dari Energi Akustik (Suara) menjadi Energi Listrik, Mikrofon dapat dibagi menjadi beberapa jenis diantaranya adalah sebagai berikut :

  1. Dynamic Microphone, yaitu Microphone yang bekerja berdasarkan prinsip Induksi Elektromagnetik.
  2. Condenser Microphone, yaitu Microphone yang diafragmanya terbuat dari bahan logam dan digantungkan pada pelat logam statis dengan jarak yang sangat dekat sehingga keduanya terisolasi menyerupai sebuah Kapasitor. Condenser Microphone disebut juga Capacitor Microphone.
  3. Electret  Microphone, yaitu Microphone jenis Condenser yang memiliki muatan listrik sendiri sehingga tidak memerlukan pencatu daya dari luar.
  4. Ribbon Microphone, yaitu Microphone yang menggunakan pita tipis dan sensitif yang digantungkan pada medan magnet.
  5. Crystal Microphone atau Piezoelektris Microphone, yaitu Microphone yang terbuat dari Kristal Aktif yang dapat menimbulkan tegangan sendiri ketika menangkap getaran sehingga tidak memerlukan pencatu daya dari luar.
RESPON TERHADAP FREKUENSI


Dynamic Microphones (Mikrofon Dinamis)

Mikrofon dinamis bersifat fleksibel (versatile) dan ideal digunakan untuk berbagai kebutuhan. Umumnya memiliki desain yang sederhana dengan beberapa bagian yang dapat dilepas. Mic jenis ini juga relatif kokoh dan lebih tahan banting. Sangat cocok digunakan untuk suara dengan level volume yang sangat tinggi seperti alat-alat musik tertentu atau amplifier. Mikrofon dinamis tidak memiliki amplifier internal dan biasanya tidak memerlukan baterai atau daya eksternal.

Cara Kerja Mikrofon Dinamis

Seperti pada pelajaran sains, jika sebuah magnet didekatkan ke kumparan kawat maka arus listrik akan dihasilkan pada kawat tersebut. Menggunakan prinsip elektromagnetik ini, mikrofon dinamis menggunakan kumparan kawat dan magnet untuk menghasilkan sinyal audio.
Diafragma melekat pada kumparan. Ketika diafragma ini bergetar karena merespon gelombang suara yang masuk maka kumparan akan bergerak menjauh dan mendekat dari magnet. Peristiwa ini menciptakan arus pada kumparan yang disalurkan dari mikrofon ke kabel.  Secara umum, konfigurasinya seperti pada gambar di bawah ini.
Gambar 3.Cara Kerja microphone dinamis


Condenser Microphones (Mikrofon Kondensor)

Kondensor berarti kapasitor, yaitu sebuah komponen elektronik yang menyimpan energi dalam bentuk medan elektrostatik.  Sebetulnya istilah kondensor sendiri sudah jarang digunakan tapi sudah terlanjur melekat sebagai nama untuk mikrofon jenis ini, yang menggunakan kapasitor untuk mengubah energi akustik menjadi arus listrik.
Mikrofon kondensor membutuhkan daya dari baterai ataupun sumber eksternal lain. Sinyal audio yang dihasilkan lebih kuat dibandingkan mikrofon dinamis. Karena cenderung lebih sensitif dan responsif dibanding mikrofon dinamis, maka mikrofon kondensor lebih cocok untuk menangkap detail-detail kecil pada suara. Sebaliknya mikrofon ini tidak ideal bekerja pada volume tinggi karena tingkat sensitifitasnya rentan terhadap distorsi.

Cara Kerja Mikrofon Kondensor

Sebuah kapasitor terdiri dari dua buah plat dengan tegangan listrik diantara keduanya. Pada mic kondensor, salah satu plat terbuat dari material yang sangat ringan dan berfungsi sebagai difragma. Ketika terkena gelombang suara, plat diafragma ini akan bergetar menyebabkan terjadinya perubahan jarak antar kedua plat sehingga menyebabkan terjadinya perubahan kapasitansi. Lebih jelas, ketika kedua plat saling merapat, kapasitansi akan meningkat dan terjadi penambahan arus. Ketika kedua plat saling menjauh, kapasitansi akan berkurang dan terjadi pelepasan arus.  
Agar kapasitor bekerja, dibutuhkan tegangan listrik. Listrik dapat berasal dari baterai di dalam mic ataupun dari sumber eksternal lain.
Gambar 4. Cara kerja microphone kondensor

Electret Condenser Microphone (Mikrofon Kondensor Elektret)

Mikrofon kondensor elektret menggunakan kapasitor khusus yang sudah memiliki tegangan listrik permanen yang dipasangkan pada proses produksi. Mirip-mirip sebuah magnet permanen sehingga tidak memerlukan daya dari luar lagi untuk bekerja.  Namun demikian, mic kondensor elektret yang bagus biasanya dilengkapi sebuah pre-amplifier yang masih membutuhkan daya untuk bekerja.

Directional Properties

Setiap mikrofon memiliki properti atau karakteristik yang disebut directionality (directional properties). Properti ini menggambarkan sensitivitas mikrofon terhadap suara dari arah yang berbeda-beda. Ada mikrofon yang mampu menangkap suara dari semua arah dengan kualitas yang sama, ada yang hanya mampu menangkap suara dari satu arah atau kombinasi arah tertentu.
Directional properties pada mikrofon dikelompokan dalam tiga kategori utama :
(1) Omnidirectional
Kemampuan untuk menangkap suara dengan kualitas yang sama dari semua arah
(2) Unidirectional
Kemampuan untuk menangkap suara lebih dominan dari salah satu arah. Pada kategori ini termasuk juga mikrofon cardioid dan hypercardioid.
(3) Bidirectional
Mampu menangkap suara dari dua arah yang berlawanan.
Pada mikrofon-mikrofon tertentu biasanya dilengkapi representasi grafis pada  buku manual atau materi promosinya untuk menggambarkan properti directionality dari mikrofon tersebut agar mudah dipahami. Representasi grafis ini biasa disebut polar pattern.  Berikut adalah beberapa contoh umum polar pattern yang menggambarkan directionality pada mikrofon.
Omnidirectional
Gambar 5.Omnidirectional
Menangkap suara sama secara merata dari semua arah

Kegunaan : Untuk merekam kebisingan sebuah ambien, untuk situasi dimana suara datang dari berbagai arah, untuk situasi dimana mic harus diam di satu posisi sementara sumber-sumber suara bergerak.
Catatan : Untuk situasi-situasi tertentu mic omnidirectional dapat sangat bermanfaat, namun menangkap suara dari semua arah biasanya jarang anda butuhkan.  Menangkap suara dari semua arah terlalu luas dan tidak fokus. Jika anda ingin merekam suara dari subyek atau area tertentu, kemungkinan besar anda akan kewalahan dengan kebisingan lainnya disekitar.
Cardioid
Gambar 6.Cardioid
Cardioid yang berarti “berbentuk hati” ini merupakan salah satu pola menangkap suara pada mikrofon.  Suara yang ditangkap kebanyakan dari arah depan dan sedikit area dibagian samping.
Kegunaan : Mengutamakan suara dari arah kemana mic diarahkan namun masih tersedia area untuk pergerakan mic dan kebisingan ambien.
Catatan :
  • Mic tipe cardioid sangat fleksibel dan ideal untuk pemakaian umum. Kebanyakan mic genggam bersifat cardioid
  • Ada banyak variasi pola cardioid (termasuk hypercardioid yang dijelaskan di bawah)
Hypercardioid
Gambar 7.Hypercardioid

Merupakan versi berlebihan dari pola cardioid. Sangat terarah dan menghilangkan sebagian besar suara dari samping dan belakang.  Karena desain hypercardioid yang tipis dan panjang, mikrofon tipe ini sering disebut mikrofon shotgun.

Kegunaan : untuk mengisolasi suara hanya dari satu subjek atau satu arah ketika ada banyak kebisingan disekitar, untuk menangkap suara dari subjek di kejauhan.

Catatan :

  • Dengan menghilangkan kebisingan ambien, suara dari satu arah kandang menjadi kurang wajar. Memasukkan rekaman audio dari mic lain akan membantu (misalnya suara latar yang konstan dengan volume rendah)
  • Perlu berhati-hati untuk menjaga konsistensi suara. Apabila mic tidak selalu terarah ke subjek maka anda akan kehilangan audio.
  • Bentuk shotgun dapat meningkatkan sensitivitas ke area belakang.
Bidirectional

Gambar 8. Biderectional

Menggunakan pola angka delapan dan mampu menangkap suara secara merata dari dua arah yang berlawanan.
Kegunaan : Situasi yang membutuhkan bentuk polar pattern seperti ini memang jarang ditemukan. Salah satu kemungkinan adalah ketika anda akan mewawancara dua orang yang saling berhadapan dimana mic berada diantara keduanya.
Variable Directionality
Beberapa mikrofon memberikan beberapa pilihan directionality dimana anda dapat memilih untuk menggunakan pola omni, cardioid atau shotgun.
Biasanya fitur seperti ini bisa anda temukan pada mikrofon kamera video, tujuannya agar anda dapat menyesuaikan directionality mengikuti sudut dan arah zoom.
Meskipun fitur ini tampak sangat berguna, biasanya mikrofon denga n fitur variable zoom tidak mampu bekerja dengan baik dan sering menimbulkan suara ketika melakukan zooming. Menggunakan beberapa buah mic yang berbeda biasanya akan memberikan hasil yang jauh lebih baik.


Tipe-tipe Mikrofon

Ada berbagai tipe mikrofon yang sering digunakan, namun secara umum mikrofon dikelompokkan berdasarkan dua faktor berikut :

(1) Jenis teknologi konversi yang mereka gunakan

Pengelompokan mikrofon dengan mengacu pada metode teknis yang digunakan untuk mengkonversi suara menjadi arus listrik. Teknologi yang paling umum adalah dinamis (dynamic) , kondensor (condenser), pita (ribbon ) dan kristal (crystal). Masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan dan masing-masing biasanya lebih cocok untuk jenis aplikasi tertentu.

(2) Area aplikasi atau kegunaan mikrofon tersebut
\
Beberapa tipe mic dirancang untuk penggunaan umum dan dapat digunakan secara efektif untuk berbagai kebutuhan, sebagian lainnya dibuat secara khusus dan hanya cocok digunakan sesuai peruntukkannya yang spesifik.  Untuk membedakan mic berdasarkan kegunaan dapat dilihat dari karakteristiknya seperti  directional properties, frequency response dan  impedance

  • Simbol Microphone 


Gambar 9.Simbol Microphone
  • Cara Kerja mikrofon
Gambar 10. Cara Kerja Microphone

Microphone atau Mikrofon merupakan komponen penting dalam perangkat Elektronik seperti alat bantu pendengaran, perekam suara, penyiaran Radio maupun alat komunikasi lainnya seperti Handphone, Telepon, Interkom, Walkie Talkie serta Home Entertainment seperti Karaoke. Pada dasarnya sinyal listrik yang dihasilkan Microphone sangatlah rendah, oleh karena itu diperlukan penguat sinyal yang biasanya disebut dengan Amplifier. Untuk mengenal lebih jauh dengan Microphone yang hampir setiap hari kita gunakan ini. Berikut ini adalah penjelasan cara kerja microphone (mikrofon) secara singkat :
  • Saat kita berbicara, suara kita akan membentuk gelombang suara dan menuju ke Microphone.
  • Dalam Microphone, Gelombang suara tersebut akan menabrak diafragma (diaphragm) yang terdiri dari membran plastik yang sangat tipis. Diafragma akan bergetar sesuai dengan gelombang suara yang diterimanya.
  • Sebuah Coil atau kumpuran kawat (Voice Coil) yang terdapat di bagian belakang diafragma akan ikut bergetar sesuai dengan getaran diafragma.
  • Sebuah Magnet kecil yang permanen (tetap) yang dikelilingi oleh Coil atau Kumparan tersebut akan menciptakan medan magnet  seiring dengan gerakan Coil.
  • Pergerakan Voice Coil di Medan Magnet ini akan menimbulkan sinyal listrik.
  • Sinyal Listrik yang dihasilkan tersebut kemudian mengalir ke Amplifier (Penguat) atau alat perekam suara.
2.Pengertian Speaker


  
Gambar 11.Pengertian Speaker

Loudspeaker yang dalam bahasa Indonesia disebut dengan Pengeras Suara. Loudspeaker atau lebih sering disingkat dengan Speaker adalah Transduser yang dapat mengubah sinyal listrik menjadi Frekuensi Audio (sinyal suara) yang dapat didengar oleh telinga manusia dengan cara mengetarkan komponen membran pada Speaker tersebut sehingga terjadilah gelombang suara.
  • Simbol Speaker
Gambar 12.Simbol Speaker
  • Speaker Aktif Dan Speaker Pasif
       Speaker yang digunakan untuk Sound System Entertainment pada umumnya dapat dibedakan menjadi 2 kategori, yaitu Speaker Pasif dan Speaker Aktif. Berikut ini adalah penjelasan singkat mengenai kedua jenis Speaker ini.
  • Speaker Aktif (Active Speaker)

Speaker Aktif adalah Speaker yang memiliki Amplifier (penguat suara) di dalamnya. Speaker Aktif memerlukan kabel listrik tambahan untuk menghidupkan Amplifier yang terdapat didalamnya.

  • Speaker Pasif (Passive Speaker)
Speaker Pasif adalah Speaker yang tidak memiliki Amplifier (penguat suara) di dalamnya. Jadi Speaker Pasif memerlukan Amplifier tambahan untuk dapat menggerakannya. Level sinyal harus dikuatkan terlebih dahulu agar dapat menggerakan Speaker Pasif. Sebagian besar Speaker yang kita temui adalah Speaker Pasif.
  • Prinsip Kerja
Gambar 13..Prinsip Kerja Speaker

Pada gambar diatas,dapat dilihat bahwa pada Speaker terdiri dari beberapa komponen utama yaitu Cone, Suspension, Magnet Permanen, Voice Coil dan juga Kerangka Speaker.
Dalam rangka menterjemahkan sinyal listrik menjadi suara yang dapat didengar, Speaker memiliki komponen Elektromagnetik yang terdiri dari Kumparan yang disebut dengan Voice Coil untuk membangkitkan medan magnet dan berinteraksi dengan Magnet Permanen sehingga menggerakan Cone Speaker maju dan mundur. Voice Coil adalah bagian yang bergerak sedangkan Magnet Permanen adalah bagian Speaker yang tetap pada posisinya. Sinyal listrik yang melewati Voice Coil akan menyebabkan arah medan magnet berubah secara cepat sehingga terjadi gerakan “tarik” dan “tolak” dengan Magnet Permanen. Dengan demikian, terjadilah getaran yang maju dan mundur pada Cone Speaker.
Cone adalah komponen utama Speaker yang bergerak. Pada prinsipnya, semakin besarnya Cone semakin besar pula permukaan yang dapat menggerakan udara sehingga suara yang dihasilkan Speaker juga akan semakin besar.
Suspension yang terdapat dalam Speaker berfungsi untuk menarik Cone ke posisi semulanya setelah bergerak maju dan mundur. Suspension juga berfungsi sebagai pemegang Cone dan Voice Coil. Kekakuan (rigidity), komposisi dan desain Suspension sangat mempengaruhi kualitas suara Speaker itu sendiri.





[kembali]

 4.Percobaan



Gambar 14.Microphone Menerima Suara dan diteruskan ke Speaker

Prinsip Kerja : 
Arus akan mengalir ke baterai 15V menuju transistor Q2 ,kapasitor C1 resistor R3 dan ke resistor R1 dan di teruskan ke microphone lalu ke ground, dari microphone apa bila microphone menerima suara maka akan di rubah kedalam bentuk gelombang AC lalu diteruskan ke C2 lali di teruskan ke R2 lalu ke R6 serta C3 lalu ke ground dan lalu arus AC juga diarahkan ke basis Q1 sehinggi Q1 aktif, karena Q1 aktif maka arus mengalir dari kolektor R4 di teruskan ke emitter lalu ke R3 dan C4 lalu ke ground, karena transistror Q1 aktif ma aka nada arus mengalir ke basis transistor Q2 sehingga transistor Q2 menjadi aktif sehingga ada arus mengalir dari kolektor ke emitter lalu di lanjutkan ke  R5 dan C5, dari R5 dilanjutkan ke R6 dan C1 lalu ke ground, dari C5 dilanjutkan ke speaker lalu ke ground sehingga suara dari microphone akan di keluarkan melalui speaker


   5.Video




[kembali]

 6.Link Download

 Download Video disini
Download HTML disini
Download Simulasi Rangkaian disini
Download Data sheet Microphone disini
Download Library Microphone disini

[kembali]

No comments:

Post a Comment

Subscribe to: Posts (Atom)