Bumbung Tiup ( Pan Flute ) Slendro Pelog

( Sasaran proyek : guru kesenian dan siswa-siswa sekolah dasar dan sekolah menengah.)

Tulisan dan petunjuk BikSend ini (biksen = bikin sendiri = do it yourself ) adalah upaya untuk mencari cara mengenalkan, melatih dan membiasakan persepsi pendengaran atas Tangga-Nada Asli Nusantara (dalam hal ini khususnya jawa - sunda - bali - dan sekitarnya ) yaitu titi-raras Slendro dan Pelog.

Perlu diketahui bagi yang belum tahu dan perlu diingat bagi yang lupa, bahwa tangga-nada atau titi-raras Slendro dan Pelog berbeda sekali intervalnya (sruti-nya) apabila dijajarkan dengan interval tangga-nada Western. Marilah kita lihat lagi :

• Titi Nada Slendro : 5 interval per oktaf @ 240 cents ( total = 1200 cent / oktaf )
• Titi Nada Pelog  : 7 interval per oktaf - terdiri dari 5 interval @ 133.33 cent dan   2 interval @ 266.66 cent ( total =1200 cent / oktaf )
• Titi Nada Barat : 12 interval per oktaf @100 cent ( total = 1200 cent / oktaf )

Pada umumnya kita jauh lebih akrab dengan titi-raras western yang doremifasollasido. Meski terkantuk-kantukpun umumnya kita bisa melantunkan tangga-nada barat secara relatip tepat, tidak fales. Namun karena sangat tidak terbiasa atau terdominasi (bombardered) dengan lagu-lagu western-tempered tiap saat, mayoritas kita tidak bisa dengan tepat melantunkan tangga-nada slendro maupun pelog. Problematika ini karena memang faktor kebiasaan, mengingat auditory-perception dan note-interval-perception sangat ditentukan oleh materi yang biasa atau yang sering didengarnya.

Sangat beruntung bagi yang bisa mengakses secara intensip perangkat musik yang bertiti-raras slendro maupun pelog. Juga mereka yang berada dalam aktifitas musik tradisional. Bagi mereka tentunya cukup mudah melantunkan tangga-nadanya secara tepat. Terus bagaimana bagi yang tidak punya akses instrumen mengingat instrumen tradisional (gamelan) tidaklah murah dan ukuran fisisnya relatip besar dan berat.

Saya sempat mencari cara dengan mondar-mandir menggunakan rancangan yang  yang berbasis DSP  ( digital signal processing )  untuk membangun universal synthesizer. Setelah agak rinci dan menghitung harga dan biayanya, memang tidaklah memungkinkan untuk membangun synthesizer yang cukup murah ( meskipun dibuat secara mass-product ).  Solusi tersebut memiliki sejumlah kendala, terutama tidak memungkinkannya dibuat dengan teknik yang sederhana, dimana saja , oleh siapa saja dan yang utama dengan biaya yang murah.

Sempat beberapa saat gagasan berkelana kesana kemari. Dan akhirnya saya ketemu dua solusi sederhana, yang salah satunya diilhami mainan lama kesukaan saya yang  menggunakan basic & classic science / technology yaitu bumbung resonator Helmholtz - yang biasa kita mainkan di waktu kanak-kanak, yaitu meniup botol untuk menghasilkan nada. Yang kedua  sebenarnya malah sudah saya tulis di artikel saya sebelumnya, di  Spasi Fret-Gitar dan Titi Nada . ( Untuk melengkapi , baca pula artikel Titi-Nada )

 

Dua cara tersebut adalah cara yang lebih membumi dan mudah dibuat. Dan khususnya untuk  yang berbasis bumbung resonator, instrumen ini bahkan dapat dibuat oleh anak-anak SD, sangat sederhana, hanya perlu bantuan dari para gurunya. Bahan bakunya juga mudah diperoleh, mulai dari buluh-perindu (bambu untuk membuat seruling), pipa PVC untuk air maupun pipa-pipa aluminium bekas gagang sapu, atau apapun yang berbentuk pipa seperti misalnya plastik-sedotan ataupun pipa kayu.

Resonator Helmholtz sudah lama  digunakan di instrumen tradisional kita. Juga hampir setiap hari kita melihat seruling yang juga sebuah resonator H/H. Hanya untuk membuat seruling yang cukup presisi, meski kelihatannya sederhana tetapi sebenarnya lebih sulit dan rawan error (kemelesetan nada). Namun di waktu mendatang akan saya coba membuat kalkulasi dan metoda pembuatan seruling yang presisi dan mudah pembuatannya.   Untuk kali ini , marilah  kita menengok instrumen musik masyarakat Peru atau Inca yang dikenal sebagai Pan Flute ( bumbung tiup ).

 

Peruvian Pan Flute

Bumbung Tiup ( pan flute ) terdiri dari beberapa batang bumbung satu sisi tertutup yang masing-masing memiliki panjang tertentu. Panjang pendeknya bumbung tersebut menentukan frekuensi-natural (harmonisa ke 0) dari  bumbung tersebut sebagai resonator Helmholtz.

Dari pelajaran sains ( ilmu fisika ) kita semua pernah hapal bahwa sebuah bumbung yang salah satu ujungnya tertutup, apabila ujung yang lain kita tiup, maka jet-stream udara dari mulut kita akan menyebabkan udara di dalam bumbung akan bergetar (ber-osilasi) dengan frekuensi yang tinggi rendahnya ditentukan oleh tinggi kolom udara di dalam bumbung (selain ditentukan oleh kecepatan suara di udara).  Bumbung dengan kolom udara sepanjang L akan menghasilkan frekuensi dasar sebesar

             Fc = V / (4 * L)

dimana :

             V : kecepatan suara , [ m/s ]

             L : panjang kolom udara dalam bumbung,  [ m ]

Ini berarti apabila kita ingin membuat bumbung resonator yang menghasilkan frekuensi sebesar F, maka panjang kolom udara di dalam bumbung haruslah sebesar

             L = V / (4 * F)

Contoh 1 :
Misal kita akan membuat dua bumbung resonator yang menghasilkan frekuensi 220 Hz, dan 440Hz dan kita pilih kecepata suara di suhu ruang umumnya yang sekitar 344 m/s, maka kita harus membuat bumbung yang kolom udara di dalamnya sebesar :

L220 = 344 / (4 * 220) = 0.378 meter = 37.8 cm

L440 = 344 / (4 * 440) = 0.189 meter = 19.8 cm

Contoh  2 :

 Kita akan membuat bumbung-tiup Slendro dengan 5 nada utamanya ( tanpa nada miring) dan nada dasar (JI) sebesar 220 Hz. Dengan kalkulator interval slendro kita dapatkan pasangan nada slendro sebagai berikut:

JI  [ 220 Hz ] - RO [ 253 Hz ] - LU  [ 290 Hz ] - MA  [ 357 Hz ] - NEM [ 383 Hz ] - JI'  [ 440 Hz ]

Dari nilai frekuensi untuk masing-masing nada Slendro kita akan memperoleh panjang kolom udara / bumbung yang diperlukan untuk menghasilkan frekuensi yang sesuai.

Hasilnya adalah :

JI = 39 cm ; RO = 34 cm ; LU = 30 cm ; MA = 26 cm ; NEM = 22 cm dan JI' = 19 cm .

Hasil di atas adalah kalkulasi kasar yang mengabaikan karakteristik akustik yang terjadi pada sebuah tabung resonator Helmholtz. Pada kenyataanya udara yang bergetar tidak terjadi hanya di dalam tabung saja, tetapi ternyata udara di depan tabung juga ikut bergetar. Pertambahan panjang ini harus diikutkan dalam menghitung frekuensi resonansi sebuah tabung Helmholtz.

Pertambahan panjang tersebut dikenal sebagai End Correction. Secara analitis maupun empiris ternyata sebanding dengan akar-kuadrat luas penampang (bagian dalam) dari mulut tabung tersebut. Untuk tabung berdinding tipis seperti halnya alat yang akan kita buat (juga seruling) besarnya end-corrector sebesar 0.34 kali akar-kuadrat luas penampang. Sedangkan untuk tabung dengan dinding yang amat tebal besarnya hingga sekitar 0.47 kali akar-kuadrat luas penampang.

Contoh 3 :
Sebagai ilustrasi, kita akan membuat resonator untuk menghasilkan frekuensi sebesar 175 Hz.  Akan kita gunakan bambu-buluh dengan luas penampang bagian dalam sebesar 4 cm-persegi. Andaikan kita pilih kecepatan suara di udara rata-rata sebesar 350 m/s. Tentukan panjang tabung yang diperlukan.

Penyelesaian :

( 175 Hz )  = ( 350 m/s ) / ( 4 x ( L + koreksi) )

maka 

(L+ koreksi) = 350 / ( 4 x 175 ) = 0.5 meter = 50 cm

Angka koreksi = 0.34 x sqrt(4) = 0.34 x 2 = 0.68 cm

Sehingga :

Panjang Tabung yang diperlukan sebesar = 50 cm - 0.68 cm = 49.32 cm

Untuk memudahkan analisa dan perhitungan, saya sertakan kalkulator resonator-helmholtz seperempat-lambda yang dapat dilihat di dan diunduh di spread-sheet di bawah ini.

Untuk masuk fitur edit interaktip, tekan kotak   click to edit  . Edit hanya pada cell yang berlatar hijau saja. Nilai pada cell lainnya adalah hasil kalkulasi. Double click cell yang akan diedit untuk merubah nilainya.

Untuk menampilkan sebagai layar penuh, mengundhuh dll-nya, menu dapat dimunculkan dengan klik   kotak down arrow   di kiri-atas spread sheet.

 ( belum selesai - masih akan berlanjut pada kontruksi  )