Arduino merupakan platform elektronik yang dirancang untuk memudahkan pengontrolan berbagai perangkat.

Hardware arduino mikrokontroller yang memiliki port masukan (input)  dan port keluaran (output). Perangkat keras arduino juga dilengkapi dengan fitur-fitur bawaan chip mikrokontroler atau diprogram secara software, seperti komunikasi serial, SPI, I2C, ADC, TIMER.

Sebagai perangkat digital, arduino juga mampu berperilaku sebagai perangkat multimedia terbatas, yakni hanya sebagai pengontrol melalui protokol yang disediakan. Salah satu perangkat multimedia yang mampu ditangani oleh arduino adalah suara.

Arduino audio / suara bisa dihasilkan dalam 2 metode, yaitu arduino sebagai pembangkit suara dan arduino sebagai pengontrol modul suara.

Suara PWM arduino

Port output arduino mampu melewatkan arus 40mA setiap pinnya, artinya arduno masih mampu membangkitkan suara untuk keperluan headset. Selain keuntungan itu, arduino juga memiliki memory walaupun kapasitasnya kecil, seperti pada arduino uno mampu menampung kurang dari 8detik data PCM 8bit 8KHz yang membutuhkan 8.000 byte flash memory setiap detiknya. Untuk efesiensi memory bisa dengan menurunkan sampling rate atau menggunakan sistem kompresi ADPCM.

prinsip kerja Suara PCM Arduino dengan PWM:

1. Data suara disimpan dalam memory flash.
2. Dibutuhkan dua timer, timer1 berfungsi mengatur waktu sampling (misalnya 8KHz, 16KHz dst), dan timer 2 yang berfungsi mengatur PWM Sesuai ukuran bit sampling (misalnya 8bit dan 16 bit).
3. Data PWM berubah dan dikirim saat timer1 selesai 1 periode sampling.

Keterbatasan PCM arduino adalah : waktu * ukuran sampling tidak bisa melebihi besar clock arduino 16MHz.

Contoh rangkaian suara arduino langsung :

 

Modul Suara WTV020

 

Modul ini menggunakan format suara .ad4 yang disimpan dalam kartu memory microSD (kapasitas terbatas). Pengontrolan menggunakan pin-pin kontrol dengan mode operasi yang tersedia:

1. MP3 mode
2. Key mode(3 group of voice)
3. Key mode(5 group of voice)
4. Loop play mode
5. Two line serial mode

Modul suara ISD

Modul ISD menggunakan chip yang memiliki fitur rekam dan membangkitkan suara. terdiri dari beberapa seri dan kapasitas.

Modul mini MP3 TF Player

 

Mini Mp3 TF Player banyak disukai karena murah dan mudah dalam operasionalnya, mampu menggerakkan speaker 0.5Watt, dan menggunakan protokol Serial frame. Data suara disimpan dalam format MP3 / WAV dalam microSD.

Modul Suara VS1053

VS1053 merupakan chip audio player yang powerfull dengan kualitas suara yang bagus. Data suara dalam format MP3 yang disimpan dalam microSD.

Perbandingan modul suara arduino

Masih terdapat beberapa modul suara yang bisa disandingkan dengan arduino, yang disebutkan diatas bisa mewakili yang paling umum digunakan dalam perancangan perangkat multimedia berbasis arduino.

Kualitas suara yang dihasilkan menjadi alasan utama dari pemilihan modul audio untuk arduino, dan menurut penulis kualitas modul VS1053 paling baik dan layak digunakan sebagai media informasi. sedangkan modul lainnya efektif digunakan dalam pengembangan perangkat karena harganya relatif lebih murah.

Kualitas suara bisa ditingkatkan dengan memperhatikan hal berikut:

1. Filter keluaran suara
2. Power supply / catu daya yang cukup dan tidak saling menmpengaruhi dengan modu lainnya.
3. Penggunaan speaker yang sesuai, kalau perlu gunakan box.
4. Konversi suara mono ke stereo atau sebaliknya menggunakan cara koneksi yang benar.
5. Konversi suara single supply ke balance double supply atau sebaliknya menggunakan cara konversi yang benar.