Elektronika : Loudspeaker

Loudspeaker

Identifikasi jenis-jenis speaker

A.    Pengertian Speaker

Loudspeaker, speaker atau sistem speaker merupakan sebuah transduser elektroacoustical yang mengubah sinyal listrik ke bentuk getaran suara.

Speaker adalah mesin pengubah terakhir atau kebalikan dari mikropon. Speaker membawa sinyal elektrik dan mengubahnya kembali menjadi vibrasi-vibrasi fisik untuk menghasilkan gelombang-gelombang suara.

Fungsi speaker ini adalah mengubah gelombang listrik menjadi getaran suara. Proses pengubahan gelombang listrik / elektromagnet menjadi gelombang suara terjadi karena adanya aliran listrik arus AC audio dari penguat audio kedalam kumparan yang menghasilkan gaya magnet sehingga akan menggerakkan membran, Kuat lemahnya arus listrik yang diterima, akan mempengaruhi getaran pada membran, bergetarnya membran ini menghasilkan gelombang bunyi yang dapat kita dengar.

B.     Bagian-bagian Speaker

 

Bagian-bagian speaker

Empat Bagian Speaker beserta fungsinya yang utama adalah :

1.      Conus (sekat rongga). Fungsinya menghasilkan gelombang tekanan akibat gerakan udara di sekitarnya yang disebabkan oleh gerakan kumparan. Gelombang inilah yang kita dengar sebagai bunyi.

2.      Membran. Fungsinya menerima induksi dari magnet sehingga menghasilkan suara sebagai akibat dari getarannya.

3.      Magnet. Fungsinya untuk menginduksi membran dan menghasilkan medan magnet.

4.      Kumparan. Fungsinya untuk mengalirkan energi gerak kepada conus. Perubahan medan magnet di dalam speaker akan menyebabkan kumparan bergerak sebagai akibat interaksi dengan medan konstan magnet.

Bahan penyusun speaker sebagian besar adalah logam sebagai casingnya namun conus sebagai salah satu bagian speaker dapat terbuat dari beberapa macam bahan, kertas (press paper dan non press paper), plastik (plypropylene, mica, polycarbonate), logam (titanium, tembaga, berrylium), dan composite (bahan campuran, contohnya carbon fiber, honeycomb dan optical fiber Kevlar).

Rentang frekuensi suara yang mampu dihasilkan sistem speaker adalah diantara 20 Hz – 20 Khz dan itu adalah sesuai dengan rentang fekuensi pada pendengaran manusia. Berdasarkan rentang frekuensi itulah, speaker terbagi lagi dalam beberapa jenis.

C.    Jenis-jenis speaker

Berdasarkan rentang frekuensi

1. Midrange

adalah speaker yang umumnya berukuran sekitar 3-4 inci yang memiliki cakupan frekuensi 350-4500Hz. Midrange ini biasanya diikutsertakan pada 1 set sistem 3 way car audio. Tugasnya untuk membantu menyempurnakan high frekuensi atau mengakomodasi vokal yang terdengar agar lebih fokus dan jelas.

2. Tweeter

adalah speaker yang biasanya berukuran kecil 0,5 inci, paling besarpun berukuran 4 inci, tergantung merk dan kemampuan cakupan frekuensinya. Fungsi tweeter adalah untuk mereproduksi frekuensi tinggi yang cakupannya pada rentang 3500 Hz hingga 20 Khz. Contoh suara frekuensi tinggi ini antara lain adalah seperti suara vokal, cymbal drum dan suara dentingan alat musik lainnya. Tweeter pun juga ada yang dikenal dengan sebutan super tweeter / ribbon tweeter. Jenis ini memiliki bentuk yang berbeda dari tweeter biasa, biasanya persegi panjang dibentuk plat tipis dan mampu menghasilkan suara high frekuensi yang tidak dapat dijangkau oleh tweeter biasa, yaitu pada rentang 5 – 23 Khz.

3. Subwoofer / woofer

Fungsi speaker yang satu ini adalah untuk menghantarkan suara berfrekuensi rendah atau suara bass. Untuk woofer dibatasi pada rentang frekuensi 100 Hz atau dibawahnya, namun woofer yang mampu menyemburkan suara pada rentang frekuensi 40 Hz dan dibawahnya bisa disebut sebagai sebuah subwoofer. Pada umumnya subwoofer memiliki ukuran 12, 15, 18 inci sedangkan woofer sekitar 8-10 inci.

Perbedaan speaker subwoofer dengan speaker woofer :

a.       Dengan keterangan kata sub, berarti speaker tersebut harus mampu menghandle nada dibawah bass.

b.      Speaker subwoofer memakai pinggiran konus dengan karet agar pergerakannya lebih fleksibel

c.       Subwoofer mampu menghasilkan nada rendah dibawah rata-rata woofer biasa.

d.      Hasil nada pada subwoofer jauh lebih merdu

4. Midbass

adalah jenis speaker yang juga biasa disebut midwoofer, fungsinya untuk menghasilkan suara berfrekuensi dengan rentang 80-350 Hz. Suara yang dihasilkan midbass lebih didominasi pada suara rendah. Biasanya midbass memiliki diameter 5-7 inci.

5. Fullrange : jenis speaker yang mampu mereproduksi sinyal audio pada semua range gelombang frekuensi audio.

6. Horn : jenis speaker yang diproduksi khusus untuk mereproduksi sinyal audio pada range gelombang frekuensi vokal manusia.

  

Jenis speaker berdasarkan desain/bentuk :

1. Speaker Dual Cone
Desain speaker terdiri dari 2 buah cone ( konus ).

Speaker Dual Cone

2. Speaker Coaxcial (Terpusat)
Desain Speaker terdiri dari woofer, midrange dan tweeter dalam satu poros dan berdekatan. Peranti ini sengaja di desain menghasilkan frekuensi lebih rata. ( contoh speaker : 2 Way, Speaker 3 Way, Speaker 4 Way).

Speaker Coaxcial (Terpusat)

3. Speaker Split (Terpisah)

Speaker Split (Terpisah)

Jenis speaker ini adalah jenis terpisah. Woofer, Midrange dan tweeter terpisah. Speker ini dilengkapi dengan crossover yang tujuannya untuk membagi frekuensi suara (nada frekwensi rendah. menengah dan tinggi) :

  a. Speaker 2 Way Terdiri dari Woofer, Tweeter dan Crossover.
  b. Speaker 3 Way Terdiri dari Woofer, Midrange, Tweeter dan Crossover.

Berdasarkan fungsinya

1.      Speaker Sound System : Speaker yang memiliki daya cukup besar

2.      Speaker Corong : Speaker yang berbentuk corong pada ujungnya untuk menyalurkan dan mengarahkan suara ke suatu posisi. Salah satu jenis spekear ini adalah TOA sekaligus merupakan merk speaker.

3.      Speaker Laptop : Speaker yang digunakan pada sebuah laptop dan notebook

4.      Headset : Speaker yang biasa dipasang di kepala dengan tambahan microphone untuk berbicara

5.      Headphone : Hampir sama dengan headset tetapi tanpa microphone

6.      Earphone : Speaker kecil yang dipasang di kepala seperti halnya headphone tetapi pemakaiannya dengan cara disumpalkan ke dalam telinga.

Berdasarkan cara kerjanya, ada 2 jenis loudspeaker :

1. Loudspeaker Elektrodinamis

Cara kerja loudspeaker elektrodinamis adalah, ketika arus mengalir melalui kumparan yang terpasang pada rakitan diafragma (cone), kumparan menjadi sebuah elektromagnetik. Maka sekarang kumparan akan tertarik ke dalam atau tertolak keluar oleh magnet, tergantung pada arah arus di dalam kumparan dan polaritas magnetnya. Karena kumparan dipasang pada diafragma, maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma bolak-balik bersamanya, sehingga menimbulkan getaran udara yang diperlukan untuk menghasilkan suara. Ujung kumparan dipasang pada dua buah titik pada diafragma kertas. Kawat lentur dari kedua titik ini membawa arus sinyal ac ke kumparan dari transformator keluaran. Impedansi loudspeaker jenis ini berkisar dari 3 sampai 100 Ohm atau lebih.

 

Konstruksi Loudspeaker Elektrodinamis

Loudspeaker elektrodinamik menyerupai speaker p-m kecuali inti tengahnya berupa magnit sementara dari besi. Pada inti ini sebuah kumparan medan tetap, yang bila mendapat energi dapat menghasilkan medan yang lebih kuat dari medan yang berasal dari magnet permanen dalam speaker p-m. Loudspeaker jenis ini biasanya digunakan untuk sistem audio mobil. Suatu gulungan kawat penghantar, yakni kumparan hingga 3 lapis, bila dialiri listrik akan bergerak diantara medan magnet permanen stationer. Besar dan arah arus menentukan jarak dan arah gerakan, besar arus yang diberikan kepada speaker harus disesuaikan dengan kekuatan speaker. Karena bila arus yang diterima speaker terlalu besar, maka speaker dapat rusak. Untuk pengaturan arus ini digunakan komponen tambahan yang disebut crossover.

2. Loudspeaker Elektrostatis

Loudspeaker elektrostatik merupakan piranti impedansi-tinggi dan menyerupai sebuah kapasitor dielektrikum udara dengan salah satu pelatnya bebas bergerak. Cara kerja jenis loudspeaker elektrostatis adalah dengan mengubah-ubah tegangan tinggi, maka pelat-gerak dari diafragma akan tertarik dan terlepas, sehingga bergetar.

Konstruksi Loudspeaker Elektrostatis

Keuntungan menggunakan Loudspeaker elektrostatis adalah pada prinsip kerja nya yaitu, diafragma dari ESL akan digerakkan secara keseluruhan di permukaan, dengan demikian distorsi yang timbul pada frekuensi tinggi akan dieliminir. Selain itu dimensi loudspeaker ini lebih tipis dibanding loudspeaker elektrodinamis untuk daya yang sama. Pada tahap awal di produksi loudspeaker jenis ini, cara kerja nya dibutuhkan daya yang besar untuk mengoperasikannya karena sensitivitas yang rendah. Tetapi seiring perkembangan teknologi, saat ini kepekaan loudspeaker semakin tinggi, begitu pula pada jenis Loudspeaker Elektrostatis. Saat ini untuk menggerakkan loudspeaker elektrostatis cukup dengan daya 100 – 200 watt per kanal baik untuk desain dari vacum-tube ataupun solid-state, sementara daya listrik yang diperlukan oleh loudspeaker untuk melakukan polarisasi hanya sebesar 5 watt saja.

    D.       Pengaruh Arah Speaker

Tidak kalah pentingnya dalam membangun sebuah sound system yaitu arah dari pemasangan speaker.  Salah arah penempatan speaker maka suara yang dihasilkan kurang baik. 

Pemasangan yang baik :

a. Semua speaker mengarah dari depan ke belakang, sehingga pendengar merasakan sumber pembicara dari depan.
b. Speaker di serongkan ke tengah, tujuannya agar penyebaran suara merata, tidak ada daerah yang kosong
c. Hindari arah speaker lurus 90^o mengarah ke tembok, karena pantulan suara akan menyebabkan gema.
d. Speaker yang terpasang di dinding, sedikit di tundukkan ke bawah, agar suara bia lengsung menuju pendengar ( menghindari gema ).

Perhatikan gambar pemasangan speaker dengan arah yang benar.