PRINSIP KERJA KUMPARAN PEMUNGUT TUNGGAL UNTUK GITAR LISTRIK (SINGLE COIL ELECTRIC GUTAR PICKUP)
Oleh: Asep D. Bubun a.k.a Bubun Stupid
Prinsip Dasar.Kumparan pemungut untuk gitar listrik berdasar pada penerapan hukum fisika tentang hubungan magnet dan kelistrikan yang terjadi pada kumparan. Hukum induksi Faraday menyatakan bahwa gaya gerak listrik (GGL) induksi yang dihasilkan dalam suatu kumparan berbanding lurus dengan laju perubahan fluks magnetik yang dilingkupinya. Ringkasnya, perubahan fluks magnetik dalam kumparan bisa menghasilkan tegangan yang besarnya berpadanan.
Dari rumus persamaan tersebut, perhatikan bahwa
ε berbanding lurus dengan N yang berarti bahwa tegangan induksi listrik akan makin besar jika jumlah lilitan kumparan lebih banyak. Ini adalah kunci pertama dalam membuat kumparan pemungut untuk gitar listrik atau alat sejenis lainnya.
Cara Kerja.Kumparan pemungut berbeda cara kerjanya dengan mikrofon kumparan yang biasa digunakan untuk menangkap bunyi-bunyian, walaupun prinsip dasarnya adalah sama-sama berdasarkan hukum GGL Faraday. Pada mikrofon, bunyi menggetarkan udara yang lalu menggetarkan diafragma yang ditempelkan kumparan. Getaran diafragma menggerakan kumparan yang intinya adalah sebuah magnet permanen. Tegangan keluaran yang dihasilkan pada mikrofon berasal dari kumparan yang bergerak mengikuti getaran diafragma yang diterpa udara. Ringkasnya,
mikrofon itu mengubah getaran udara menjadi sinyal tegangan listrik.
Pada kumparan pemungut, kumparannya diam tak bergerak. Tegangan yang dihasilkanya berasal dari perubahan (fluks) magnet yang dilingkupinya.
Kumparan pemungut mengubah fluks magnet jadi sinyal tegangan listrik. Perhatikan gambar berikut untuk lebih mudah memahami.
Gambar-1. Prinsip Dasar Kerja Kumparan Pemungut Untuk Gitar Listrik.
Runtutan peristiwanya:
• Keadaan awal, berasal dari batang magnet di dasar batang inti, sifat kemagnetan merembet pada batang baja yang menjadi inti kumparan.
• Ujung batang inti lalu menginduksikan kemagnetan pada senar gitar yang berbahan baja/tembaga, sehingga senar gitar pun jadi bermuatan magnet sementara (temporer).
• Saat senar gitar dipetik, ia bergetar sehingga muatan magnet yang ada padanya juga bergerak mendekat-menjauh terhadap sumber induksi magnetnya yang berupa batang inti itu.
• Perubahan fluks magnet pada ujung batang inti itu lalu merembet juga ke seluruh badan dari batang inti kumparan itu. Sehingga fluks magnet terjadi juga di seluruh badan batangnya.
• Kumparan menerima perubahan fluks magnet dan langsung mengubahnya menjadi tegangan sinyal listrik yang besarnya sepadan dengan laju perubahan fluksnya.
Dari paparan tersebut sangat jelas bahwa cara kerja kumparan pemungut adalah berbeda dengan mikrofon suara. Itu juga yang menjadi alasan kenapa senar gitar listrik harus berbahan logam yang bisa menempel pada magnet. Menggunakan senar gitar nylon misalnya, akan membuat gitar listrik jadi bisu, tak perduli seberapa keras seseorang mencoba memetik senarnya. Getaran senar nylon tak berpengaruh apapun pada kemagnetan batang inti kumparan.
Bagian-Bagian Bangunan Pembentuk.Gambar berikut akan cukup jelas menerangkan bagian-bagian pembentuk bangunan kumparan pemungut untuk gitar listrik.
Gambar-2. Bagian-Bagian Pembentuk Unit Kumparan Pemungut Untuk Gitar Listrik.
Perhatikan tulisan yang berwarna biru, ini adalah penting untuk diingat; jika
arah lilitan kumparan searah jarum jam, Clock Wise (CW) maka batang inti harus ditempelkan pada
kutub selatan dari magnet batangnya. Hal ini untuk memastikan fasa tegangan listrik yang muncul dari keluaran kumparan adalah dalam keadaan benar. Dalam ilmu fisika dasar sering disebut dengan “kaidah jempol tangan kanan” dimana jari yang ditekuk menunjukan arah lilitan dan jempol teracung menunjuk arah arus induksi.
Gambar-3. Bagian-Bagian Pembentuk Unit Kumparan Pemungut Gitar Listrik Produk Pabrikan.
Bangunan Kumparan.Dari gambar-gambar terlampir sudah tercantum keterangan bahwa kumparan dibuat dari lilitan kawat tembaga berlapis email. Timbulah pertanyaan; kenapa kawat tembaga? ukuran diameternya berapa? Dan berapa jumlah lilitannya?
Dipilih kawat tembaga karena tembaga adalah logam penghantar listrik terbaik setelah perak di urutan pertama. Kenapa tidak perak saja yang dipilih? Jawabanya adalah harganya akan jadi sulit terjangkau karena tidak ekonomis lagi bagi kebanyakan pasar pembeli. Berapa jumlah lilitanya? Kembali ke hukum GGL induksi Faraday yang disampaikan diawal, jumlah lilitan harus sebanyak mungkin supaya menghasilkan tegangan sinyal yang sebesar mungkin voltasenya. Sayangnya hal itu dibatasi oleh ukuran luas permukaan badan gitar karena semakin banyak jumlah lilitan akan semakin besar juga kumparan yang terbentuk yang beresiko kesulitan dalam pemasanganya kelak pada badan gitarnya. Ukuran kawat? Karena diinginkan jumlah lilitan sebanyak mungkin padahal ruangnya terbatas maka dipilihlah ukuran kawat sekecil mungkin supaya tiap lapisan lilitan bisa tipis-tipis. Lazimnya, pabrikan menggunakan kawat SWG No.42 (0,063mm) atau SWG No.43 (0,056mm) atau SWG No.44 (0,045mm). Semakin kecil ukuran diameter kawat yang digunakan, semakin banyak jumlah lilitan yang memungkinkan, semakin besar tegangan sinyal keluaran dari kumparan pemungutnya. Produk pabrikan biasanya terdiri dari 7000 lilitan hingga 10.000 lilitan, menyesuaikan dengan kawat ukuran mana yang dipilih. Nilai pelawan (resistansi) dari kumparan berkisar antara 3000 Ω (3KΩ) hingga 8000 Ω (8KΩ). Sedangkan nilai induktansinya berkisar antara 1,5 Henry (1,5H) hingga 3 Henry (3H).
Gambar-4. Bagan Persamaan Rangkaian Elektronika Kumparan Pemungut Tunggal Untuk Gitar Listrik.
Ada hal penting yang juga layak dipertimbangkan. Semakin banyak jumlah lilitan akan menghasilkan lebih besar tegangan sinyal keluaran, akan tetapi juga tanggapan untuk frekwensi tinggi, suara treble, jadi makin berkurang sebagai akibat nilai induktansi kumparan yang semakin besar. Tetapi juga kalau menginginkan tanggapan suara treble yang terbaik maka jumlah lilitan harus dikurangi yang juga berarti tegangan sinyal keluaran akan semakin kecil. Disinilah adu keberimbangan yang ditonjolkan oleh para pabrikan dan menjadi ciri khas produk mereka masing-masing.
Bagian Batang Inti Kumparan.Meskipun tampak sederhana dan sepele, bagian ini adalah sangat vital karena di sinilah perubahan fluks magnet yang timbul akan diolah oleh kumparan. Jika bahan dari batang inti kurang peka akan perubahan fluks magnet maka induksi magnet yang dihasilkanya pun akan lemah sehingga akan lemah juga tegangan GGL induksi yang dihasilkan oleh kumparan. Bahan baja/besi dipilih karena memilik sifat feromagnetik yang baik. Tantangan bahan material ini adalah karat. Karat akan menghambat kemagnetan oleh karenanya besi/baja yang digunakan harus diolah supaya menjadi tahan karat dulu (stainless) sebelum digunakan sebagai batang inti kumparan. Bahan ferrite atau bahan logam campuran seperti alnico (alumunium-nikel-cobalt) tentu akan menghasilkan kwalitas kemagnetan yang lebih baik lagi, akan tetapi kembali lagi ke pertimbangan ekonomisnya mengingat harganya yang jauh lebih mahal dari sekedar batang baja/besi tahan karat. Faktor harga adalah hal umum yang sangat peka bagi kebanyakan orang.
Untuk berbagai pertimbangan manfaat, batang inti itu kopong/tidak pejal, seolah itu adalah tabung logam yang kedua ujungnya ditutup dan berukuran kecil. Adapun manfaat yang diperoleh dari strategi penerapan wujud kopong itu adalah:
• Bahan batang inti jadi lebih irit/hemat. Mana yang lebih boros bahan; batang baja atau pipa baja?
• Batang inti jadi lebih ringan sehingga keberadaan unit kumparan pemungut tidak terlalu menambah berat gitar listrik yang akan menjadi beban fisik bagi orang yang memainkanya.
• Menghilangkan kerugian “skin effects” dimana rambatan magnet terjadi di bagian luar materinya dan bukannya di bagian dalam wujudnya. Tidak ada manfaatnya bahan pejal untuk keperluan itu.
Memilih ukuran diameter batang inti pun tak bisa sembarangan. Jika ukuran diameternya terlalu kecil maka kehantaran dan kepekaan fluks magnetnya jadi kurang. Tetapi juga kalau menggunakan ukuran diameter lebih besar akan memakan banyak ruang hingga jumlah lilitan untuk kumparan jadi tersita. Pabrikan komersial biasanya menggunakan ukuran diameter 3 mm hingga 5 mm. Ada juga beberapa pabrikan yang menggunakan batang inti secara ekstrem. Tidak lagi berwujud batang melainkan menggunakan wujud balok logam baja/besi sebagai inti kumparan. Sebagai harganya karakter suara yang dihasilkan oleh unit kumparan pemungut pun jadi berubah. Jadi jangan heran kenapa dari satu pabrikan saja banyak variasi yang ditawarkan untuk produk kumparan pemungut gitar listrik ini. Ini bukan tentang estetika bentuk tampilkan melainkan tentang karakter suara yang dihasilkan.
Bagian batang inti biasanya tersambung ke awal lilitan kumparan yang bertindak sebagai terminal GROUND keluaran. Tujuan penerapan itu untuk memperkecil terjadinya derau liar oleh dikarenakan batang inti, apalagi jika bersentuhan langsung dengan senar baja pada gitar listriknya.
Bagian Batang Magnet.Inilah sumber nyawa pada unit kumparan pemungut. Jika tak ada ini maka keseluruhan unit jadi tidak berguna karena akan gagal fungsi. Batang magnet adalah sumber kemagnetan sementara bagi batang inti yang juga untuk induksi magnet atas senar baja pada gitar listrik.
Batang magnet yang kuat daya magnetnya akan menghasilkan fluks magnet yang kuat sehingga kumparan akan menghasikan tegangan sinyal listrik yang besar. Akan tetapi gerakan senar baja pada gitar jadi lebih tertahan, tertarik oleh induksi magnet kuat, getarannya seolah di-rem, durasi bunyinya lebih singkat atau kehilangan efek sustain-nya. Sebaliknya jika batang magnetnya terlalu lemah, walaupun getaran senar baja tidak kena efek pengereman lagi, fluks magnet yang terjadi akan lemah juga yang akibanya tegangan sinyal keluaran dari kumparan pun akan lemah juga. Memilih batang magnet tidak bisa sembarangan. Mengganti atau memindahkan batang magnet dari satu unit ke unit lainnya tidak bisa juga sembarangan karena kekuatan batang magnet sumber, karakter batang inti dan kumparan adalah suatu paduan kerja. Satu berubah maka semua ikut berubah. Boleh bebas saja meng-costumize unit kumparan pemungut tapi pastikan hal itu menghasilkan keadaan yang lebih baik dari asalnya dan bukannya malah membuatnya lebih buruk.
Bagian Wadah Penutup.Unit kumparan pemungut gitar listrik yang sudah jadi terbentuk harus dilindungi dari bermacam pengaruh lingkungan luar yang bisa merusak atau memperpendek usia pakainya. Bagian yang paling peka terhadap keadaan lingkungan adalah kumparan. Tembaga yang menjadi bahan kawatnya itu rentan terhadap karat. Apalagi ukurannya yang lebih tipis dari rambut membuat fisiknya sangat rapuh dan mudah putus. Walaupun dilapisi bahan email, tidaklah membuatnya jadi kebal terhadap karat. Maka pastikan wadah penutup untuk bagian kumparan ini sebisa mungkin kedap dari udara untuk mencegah uap air menyusup masuk. Apalagi saat gitar listrik dimainkan, bisa saja keringat dari tangan atau badan ada yang terpercik. Sekali kawat kumparan putus maka tidak ada cara lain untuk memperbaikinya selain menggantinya dengan yang baru. Wadah berbahan plastik atau mika sangat populer karena daya tahannya terhadap lingkungan dan bobotnya yang ringan. Pada unit kumparan pemungut yang harganya mahal ada juga yang menggunakan bahan fiberglass yang memiliki kekuatan fisik yang lebih bagus dari plastik atau mika yang mudah pecah jika terkena benturan.
Walaupun jarang kejadian, batang magnet yang menjadi nyawa keseluruhan itu dijaga keawetan daya magnetnya dengan cara membungkus luar badannya dengan bahan isolator semisal plastik atau mika atau fiberglass. Banyak kumparan pemungut jenis khusus semisal yang custom “exotic” menerapkan cara ultra apik ini. Sebetulnya hasilnya secara teknis nyaris tak ada bedanya untuk unit kumparan pemungut, tapi mungkin faktor lain semisal emosi psikis pribadi saja.
Kesimpulan.Membuat kumparan pemungut gitar listrik tidaklah sesederhana yang dipikirkan kebanyakan orang. Dibalik wujud dan prinsip kerjanya yang tampak sederhana itu, seseorang harus paham ilmu fisika dasar, ilmu elektronika dasar dan ilmu metalurgi dasar (?) untuk bisa merancangbangun suatu unit kumparan pemungut gitar listrik yang mudah dikerjakan, hasilnya memuaskan tapi juga harus ekonomis dalam pembiayaannya.
Pembuatan unit kumparan pemungut untuk gitar listrik ini adalah bisnis yang sangat besar dan mendunia hingga kelas industri pun ikut bermain. Yamaha adalah salahsatu contohnya. Selama orang senang bermain gitar listrik, peluang pasar selalu ada. Sayangnya modalnya pun tidak sedikit untuk memulainya.
Jadi teknisi atau perakit/pengrajin gitar listrik mungkin jadi pilihan lain yang lebih murah dari penerapan pengetahuan ini untuk kehidupan sehari-hari.
Penutup.Sekian artikel ringkas sederhana ini semoga ada manfaat yang bisa diambil. Mohon maaf atas segala kesalahan dan atau pun ketidaksesuaian selera peminatan. Silahkan, saran, kritik, masukan supaya bisa dilakukan untuk perbaikan yang diperlukan. Mohon maaf kesempatan untuk dapat akses internet sangat tidak pasti, jadi jangan berharap saya bisa menanggapi dengan cepat atau waktu online yang jelas. Mohon bisa memakluminya.
Wabillahi taufiq wal hidayah.Wassalamualaikum Wr Wb- Menambahkan kata 'Tunggal" dan istilah inggris populernya pada judul.
- Update 08 Agustus 2026: menambahkan gambar-4 persamaan rangkaian elektronika.
TTD
kang asongan jalanan yang rindu dunia elektronika.
22 tahun lalu yang tinggal kenangan indah...
Bubun Stupid, Garut 06 Agustus 2026, menjelang sholat Dzuhur.
