ZX Spectrum: Cara Mainkan Suara 1-Bit dengan Beeper Sederhana

JAKARTA — Seorang pengembang berhasil mengimplementasikan rutinitas audio pada ZX Spectrum yang memungkinkan pemutaran nada sederhana melalui speaker 1-bit beeper. Pekerjaan ini terinspirasi dari eksperimen sebelumnya pada Apple II, dan menunjukkan potensi teknik audio tingkat lanjut yang sebelumnya hanya dikenal pada IBM PC.

Rencana awal adalah mereplikasi teknik PC speaker canggih ke ZX Spectrum. Meski tidak sepenuhnya berhasil, hasilnya tetap menjanjikan—peneliti justru menemukan metode lain yang bekerja lebih baik, terutama dalam memutar akord melalui speaker 1-bit.

Multichannel Sound Lewat Speaker 1-Bit

Pencapaian utama minggu ini berfokus pada audio multisaluran melalui speaker 1-bit, yang pada dasarnya adalah teknik memainkan akord. Di samping itu, peneliti juga berhasil merekreasinya dari artikel PC Speaker tentang pemutaran PCM 1-bit sederhana dan bereksperimen dengan teknik PWM (Pulse Width Modulation) yang lebih canggih. Kedua pendekatan ini saling menginformasikan pekerjaan playback akord.

Perjalanan ini penuh dengan kegagalan dan keberhasilan. Peneliti mencatat kedua-duanya untuk pembelajaran, dan minggu ini memang menghasilkan lebih banyak kegagalan ketimbang hasil final.

Pulse Code Modulation: Konsep Dasar

PCM adalah konsep sederhana: gelombang diambil sampelnya sebagai serangkaian nilai antara 0 dan nilai maksimum, lalu nilai-nilai tersebut dikirim ke perangkat keras untuk dikonversi menjadi tegangan speaker. Semakin besar nilai maksimum, semakin halus kontrol amplitudo. Semakin cepat pengiriman sampel, semakin halus kontrol frekuensi.

Dalam pemrosesan sinyal, aturan fundamental menyatakan bahwa Anda tidak dapat menambil sampel gelombang dengan akurat jika frekuensinya lebih dari setengah laju sampel Anda. Gelombang PCM biasanya dijelaskan dengan jumlah bit per sampel dan laju sampel—sampel berkualitas tinggi mungkin 16-bit 44kHz, sementara banyak kasus dapat dilayani oleh sampel 8-bit dengan laju serendah 8 kHz.

Tantangan pada ZX Spectrum

ZX Spectrum dapat mengakses memorinya pada kecepatan sekitar 1MHz, memungkinkan pemutaran respectable 16kHz bahkan di bawah kontrol CPU langsung yang dihitung siklus. Namun speaker hanya bisa hidup atau mati—ini berarti PCM 1-bit, yang diharapkan terdengar cukup buruk dengan distorsi seperti ketika speaker diledakkan karena amplifikasi berlebih, namun terus-menerus dan bahkan pada volume rendah.