Welcome to Marine Acoustic Virtual Lab!

Transkripsi

1 Welcome to Marine Acoustic Virtual Lab! Halaman ini akan memperlihatkan setup peralatan (termasuk instruments dan peralatan lain) dan memberikan ide kepada mahasiswa bagaimana melakukan eksperimen. Gambar 1. Setup peralatan akustik.

2 Gambar ini merupakan peralatan dasar Akustik Kelautan. Semua peralatan dasar untuk pemrosesan data ditempatkan di sini. Dimulai dengan computer : Pentium 4, 32M RAM, 7G of hard drive, a Jaz drive, dan CD-R burner. Bagian paling penting dengan computer adalah adanya slot untuk GP-IB interface. Eksperimen dimulai dengan Analogic Polynomial Waveform Generator. (peralatan di bawah). Instrumen ini menghasilkan bentuk, lama, dan karakteristik frekuensi gelombang. Bentuk gelombang dapat deprogram melalui keypad, atau mereka dapat di input ke dalam computer dan mengirim melalui GPIB. Gambar 2. Waveform Generator (bottom box) Waveform dipilih, dikirim melalui ENI power amp. Terdiri dari 100 Watt amplifier dengan broadband spectrum (10 khz - 12 MHz). Setelah sinyal diperkuat (amplified) akan masuk ke switching boxes dimana transducer signal akan dikirim. Kita juga menggunakan satu dari oscilloscopes channels untuk melihat dan merekam data.

3 Eksperimen Water Tank Gambar 3. Water Tank Ketika suara dihamburkan, gelombang tekanan yang dihamburkan mengenai transducer penerima akan dikonversi kembali menjadi electrical signal. Sinyal yang kembali akan diproses melalui Ultrasonic Pre-amp. A Ritec BR-640 merupakan kombinasi amplifier dan filter.

4 Gambar 4. Ritec Amp/Filter (top box) Signal di filter dan diperkuat dengan 10 bit 150 MHz LeCroy Oscilloscope. LeCroy Oscilloscope dapat menyimpan dan merata-ratakan sinyal kembali secara internal, selanjutnya noise dapat difilter. Sinyal dikirim ke komputer melalui GPIB bus dan disimpan ke hard drive. Gambar 5. Le Croy Scope

5 Web based virtual oscilloscope untuk sinyal akustik kelautan Gambar ini merupakan instalasi osiloskop serta pengukuran dan pengolahan sinyal menggunakan software MATLAB. Gambar 6. Instalasi penggunaan osiloskop dan pengukuran sinyal di PC dengan MATLAB software.

6 FILTERING SINYAL DENGAN PEMROSESAN SINYAL Step untuk melakukan filtering sinyal : 1. Ketik start pada MATLAB software 2. Buat sinyal dengan 3 komponen sinusoidal (misal pada frekuensi 5 Hz, 15 Hz dan 30 Hz) (Gambar 7) 3. Desain sebuah filter dengan frekuesni 15 Hz 4. Gunakan IIR filter dengan pass band antara 10 sampai 30 Hz. Lihat frekuensi responsenya (Gambar 8) 5. Ciptakan filter dengan perintah ELLIP di MATLAB 6. Setelah filtering akan dihasilkan sinyal dengan frekuensi 15 Hz sesuai yang diharapkan (Gambar 9) 7. Hasil akhir adalah sinyal sebelum dan sesudah di filter. Puncak sinyal pada 5 Hz dan 30 Hz dapat dibuang (Gambar 10). Gambar 7. Sinyal dengan 3 komponen sinusoidal

7 Gambar 8. Frekuensi response menggunakan IIR filter

8 Gambar 9. Sinyal setelah di filter.

9 Gambar 10. Sinyal sebelum dan sesudah di filter.

10 PLOT DIRECTIVITAS TRANSDUCER Step pembuatan Directivity Plot 1. Buka software MATLAB 2. Berikan nilai parameter seperti ; sudut orientasi transducer, radius transducer, frekuensi transducer dan nilai Bessel Function orde Tulis fungsi directivitas transducer. 4. Plot fungsi tersebut 5. Hasilnya seperti gambar 11. Gambar 11. Fungsi direktivitas transducer.

11 BURST WAVE Merupakan bentuk pancaran gelombang akustik yang dikeluarkan oleh transducer. Sumbu x merupakan waktu pemancaran pulsa dan sumbu y adalah amplitude sinyal akustik. Gambar 12. Burst gelombang akustik

12 PENGUKURAN BEAM PATTERN Gambar ini merupakan pola bim transducer (transducer beam pattern). Untuk dapat menghasilkan gambar ini identik dengan Gambar 11. Gambar 13. Polar plot array piston circular transducer.

13 Gambar berikut adalah tiga dimensi pola bim transducer dari Gambar 13. Gambar 14. Tiga Dimensi pola bim transducer.

14 Gambar berikut adalah distribusi power akustik yang dihasilkan oleh transducer. Interpretasi dari gambar ini adalah pada pusat suara (center of sound) kekuatan suara lebih tinggi dibandingkan daerah yang jauh dari transducer. Hal ini ditunjukkan dengan bar skala (db). Untuk dapat memplot ini silakan klik source code circ.m Gambar 15. Power yang diradiasikan oleh circular transducer.

15 EXCTRACT RAW DATA AKUSTIK Step untuk memulai proses ini : 1. Extract data lintang, bujur, dan kedalaman pada software MATLAB. 2. Plot 2D. Gambar 16. Plot cruise akustik dan pengukuran kedalaman secara simultan

16 EXTRACT DATA AKUSTIK UNTUK PEMBUATAN PETA BATIMETRI Step untuk memulai proses ini : 1. Extract data lintang, bujur, dan kedalaman pada software MATLAB. 2. Plot 2D dengan colormap atau surf pada MATLAB. 3. Ploot 3D untuk Gambar 18. Gambar 17. Plot 2 D batimetri.

17 Gambar 18. Pembuatan Peta Batimetri 3 dimensi.