Pengaruh Variasi Jenis Bahan Terhadap Pola Hamburan pada Difuser MLS (Maximum Length Sequences)

Transkripsi

1 JURNAL SAINS POMITS Vol.1, No.1, (213) Pengaruh Variasi Jenis Bahan Terhadap Pola Haburan pada Difuser MLS (Maxiu Length Sequences) Fajar Kurniawan, Lila Yuwana, Gontjang Prajitno Jurusan Fisika, Fakultas Mateatika dan Ilu Pengetahuan Ala, Instititut Teknologi Sepuluh Nopeber (ITS) Jl. Arief Rahan Haki, Surabaya 111 E-ail : lila@physics.its.ac.id gontjang@physics.its.ac.id Abstrak Difuser secara uu terdapat 2 jenis yaitu difuser MLS dan QRD. Difuser biasanya terbuat dari aterial padat yang digunakan untuk penyerapan suara dala ruangan. Pengaruh variasi bahan kayu dan kaca terhadap pola haburan pada difuser MLS telah dipelajari. Difuser yang digunakan dala pengujian adalah difuser MLS odel dengan lebar tonjolan,4. Pada seua pengujian yang dilakukan digunakan suber bunyi ± 83 db. Berdasarkan analisis yang dilakukan didapatkan bahwa variasi bahan kayu dan kaca tidak berpengaruh pada bentuk pola haburan yang dihasilkan, tetapi berpengaruh pada nilai SPL haburannya diana nilai SPL haburan kaca lebih besar dibandingkan dengan SPL haburan kayu. Kata kunci : difuser, MLS, pola haburan, SPL I. PENDAHULUAN ada uunya ruangan seperti ruang auditoriu Pebutuhkan desain ruang akustik yang eiliki waktu dengung yang cukup tinggi. Hal ini bisa dilakukan dengan enabahkan aterial akustik seperti aterial reflektor. Akan tetapi penggunaan aterial reflektor ini dapat enyebabkan terjadinya gea. Untuk engatasi hal ini, aka digunakan aterial akustik berupa difuser. Difuser erupakan aterial akustik yang keras dan eiliki perukaan yang tidak rata. serta eiliki fungsi untuk enghaburkan bunyi. Penggunaan difuser dapat eningkatkan waktu dengung tanpa enyebabkan gea dan distribusi SPL yang erata karena difuser tidak enggurangi energi bunyi yang datang. Trevor J. Cox dan Peter D`Antonio enjelaskan bahwa ada tiga aspek yang harus diperhatikan ketika ebuat difuser yaitu koefisien absorbsi, koefisien difusi dan koefisien haburan [1]. Penelitian sebelunya oleh Heru dilakukan dengan enguji difuser MLS yang terbuat dari kayu [2]. karena terdapat bahan yang lebih reflektif dari pada kayu aka dala artikel ini akan dilakukan penelitian tentang difuser Maxiu Length terkait dengan pola haburan difuser yang dilapisi kaca. Bahan kaca dipilih karena eiliki koefisien penyerapan yang lebih rendah dari pada kayu dengan kata lain difuser dengan dilapisi kaca akan lebih reflektif dari pada difuser kayu. II. TEORI A. Interaksi Gelobang Dengan Perukaan Difuser Perilaku bunyi di dala ruang dapat beraca-aca bergantung dari karakteristik dan frekuensi bunyi yang erabat pada ruangan tersebut. Pada dasarnya perilaku bunyi ketika engenai suatu perukaan atau erabat dala ruang eiliki berberapa peristiwa yang terjadi yaitu bunyi diserap, dipantulkan, dihaburkan, dan dibelokan (difraksi) [2]. B. Difuser Difuser erupakan aterial akustik yang digunakan untuk eperbaiki penyipangan suara dala ruangan seperti gea. Dibandingkan dengan enggunakan dinding peantul yang enyebabkan sebagian besar energi dipantulkan pada sudut yang saa dengan sudut datang, difuser akan enyebabkan energi bunyi akan terpancar ke berbagai arah, sehingga ebuat ruangan lebih difusif [3]. C. Struktur Perukaan Difuser Salah satu aterial yang digunakan untuk pengaturan akustik ruang dikenal dengan difuser yang erupakan aterial akustik padat, keras dan epunyai bentuk perukaan tidak rata (bergelobang, bergerigi, dsb) [4]. Struktur geoetris encerinkan penyebaran bunyi asuk jika diensi ereka berada di urutan besarnya panjang gelobang suara itu. Selain ketinggian penyipangan perukaan, panjang dan lebar juga penting [5]. D. Maca-Maca Difuser Secara uu difuser terdiri dari 2 jenis yaitu difuser MLS (Maxiu Length Sequences) dan QRD (Quadratic Residue Diffusor). MLS erupaka difuser yanhanya epunyai 2

2 JURNAL SAINS POMITS Vol.1, No.1, (213) kedalaan yang berbeda yaitu dan 1. Angka 1 enunjukkan suur dan angka enunjukkan tonjolan. Kobinasi angka dan 1 akan ebentuk satu odul difuser. Sedangkan pada QRD eiliki suur dengan kedalaan berbeda yang dipisahkan dengan dinding tipis. iv. v. Sound Lever Meter (SLM): berfungsi sebagai ikrofon untuk pebaca nilai peluruhan bunyi yang terjadi. Statip: berfugsi sebagai peegang bahan uji (difuser) agar berada pada posisi yang diinginkan dala peneltian ini dibutuhkan dua buah statip yang E. Penjulahan Desibel Prosedur penjulahan desibel dapat dibuat cepat dengan enggunakan noograf. Untuk eudahkan pebacaan skala noograf sering digunakan Tabel 2.1 [2]. Tabel 2.1 Selisih untuk penjulahan db Selisih antara dua tingkat bunyi (db) db yang harus ditabahkan pada tingkat bunyi yang lebih tinggi atau atau F. Tingkat Kebisingan Sekitar (Background Noise) Dala akustik background noise erupakan seua bunyi yang ada selain dari selain dari bunyi utaa. Kebisingan erupakan sebuah gangguan atau polusi bunyi. Background noise eegang peranan penting dala pengujian dibidang akustik. Setiap tepat eiliki tingkat Background noise yang berbeda yang disebabkan perbedaan aktivitas di sekitar tepat tersebut. Pengukuran SPL background noise selalu dilakukan diawal pengujian akustik. Selanjutnya bunyi yang diukur diatur agar nilai SPL yang didapatkan 1 db di atas SPL background noise. Sesuai dengan Tabel 2.1, jika dua bunyi eiliki selisih 1 db atau lebih aka julah SPL totalnya adalah SPL tertinggi. Oleh karena itu, bunyi yang terdengar adalah bunyi tertinggi saja. Hal ini enunjukkan bahwa bunyi yang terukur adalah bunyi yang akan diaati saja. Berdasarkan hal tersebut, penting dilakukan pengukuran background noise diawal pengujian untuk einialisir pengaruh background noise [6]. III. METODE PENELITIAN A. Alat yang digunakan Peralatan yang digunakan pada pengukuran ini antara lain : i. Personal Coputer (PC/Laptop): PC berfungsi sebagai penghasil suber bunyi ipuls dari Realtie analizer. ii. Aplifier : berfungsi sebagai penguat bunyi yang dikeluarkan dari PC sebelu asuk ke spiker. iii. Speaker : berfungsi enggeluarkan bunyi yang telah dikuatkan oleh aplifier dan erupakan sebagai suber bunyi. vi. vii. digunakan pada difuser dan spiker. Tripod: berfungsi sebagai tepat peegang icrofon agar icrofon tepat pada jarak posisi dan sudut yang diinginkan. Softwere Microsoft exel berfungsi untuk enganalisa data dan eodelkan pola haburan. B. Perancangan dan pebuatan difuser Difuser yang digunakan pada pengukuran ini erupakan difuser MLS dengan odel Jenis variasi bahan yang digunakan adalah bahan kayu tanpa dilapisi kaca dan dengan dilapisi kaca. Alas difuser terbuat dari kayu lapis dengan ukuran.6 x.6, dengan tebal,1 sedangkan tonjolan terbuat dari kayu dengan ukuran lebar dan tinggi,4 x,3. Difuser jenis kedua ini terbuat dari bahan yang saa yaitu kayu hanya saja dilapisi kaca pada perukaannya dengan ketebalan kaca,5. Dengan ditabahkannya kaca pada perukaan difuser aka ukuran tonjolan kayu yang digunakan lebih kecil dari pada difuser yang tanpa dilapisi kaca. Pada difuser ini, tonjolan kayu epunyai ukuran lebar dan tinggi,3 x,25 dan dilapisi kaca dengan ketebalan,5 sehingga ukuran tonjolan tetap saa dengan difuser yang tanpa dilapisi kayu yaitu,4 x,3. Ukuran kedua difuser ini dibuat saa agar nantinya hasil yang didapatkan dari kedua difuser ini dapat dibandingkan.,6 Gabar 3.1 Potongan difuser MLS kayu ,4,4,6,3,3 Gabar 3.2 Potongan diffuser MLS dilapisi kaca Untuk enyesuaikan kondisi pola haburan yang baik dari refrensi sebelunya serta ingin engetahui pengaruh lapisan kaca terhadap terhadap difuser kayu aka difuser dibuat dengan dengan lebar tonjolan dan lebar celah w =,4. Difuser dengan lebar,4 eiliki nilai efektifitas

3 JURNAL SAINS POMITS Vol.1, No.1, (213) haburan yang baik pada frekuensi 425 Hz berdasarkan ketika ditekan tobol cal sudah sesuai dengan nilai perhitungan pada persaaan (2.1) dan persaaan (2.2). kalibrator. 3 Menentukan peletakan speaker dan ikrofon dala ruang uji, peletakan dala ruang seperti pada gabar. (3.1) 4 Pengukuran dilakukan enggunakan difuser dan atau tanpa difuser, pengukuran enggunakan difuser enunjukan bahwa bunyi yang diteria ikrofon erupkan bunyi datang dari suber dan bunyi dari pantulan difuser sedangkan yang tanpa difuser sehingga enunjukan bunyi datang saja, untuk enentukan nilai dari pantulan difuser atau spl haburan aka digunakan persaaan (2.8) berikut: dengan deikian (3.2) [( ) ( ) ] (3.4) Hasil diatas enunjukkan frekuensi desain difuser adalah 425 Hz, Sehingga difuser yang dibuat diharapka dapat enghaburkan bunyi dengan baik pada frekuensi 425 Hz untuk difuser kayu ataupun dilapisi kaca. C. Proses Pengabilan Data Metode pengukuran pola haburan diffuser yang dilakukan terdiri dari berberapa langkah : 1. Merangakai dan enyiapkan bahan seperti pada Gabar berikut ini pengukuran dilakukan dengan difuser kayu,difuser dilapisi kaca dan tanpa difuser. Gabar 3.6 Sketsa pengukuran pola haburan 2. Mengkalibrasi SLM dengan enggunakan pistonphone kalibrator rion type NL-72. Kalibrasi dilakukan dengan cara easangkan kalibrator pada icrophone yang terhubung dengan SLM keudian pada SLM disetting pada ode filter pada frekuensi 25 Hz dan range pebacaan dinaikan sapai 12 db,keudian nilai bunyi yang terbaca pada SLM type NL-14 disesuaikan dengan nilai yang tertera pada kalibrator Rion yaitu SPL 113,9 untuk frekuensi 25 Hz, Proses kalibrasi dilakukan dengan cara enkan tobol Cal pada SLM NL-2 keudian eutar scrup kecil bertulisan cal yang berada disaping kanan SLM dengan obeng inus kekanan atau kekiri,keudian di tekan tobol cal lagi untuk elihat apakah nilainya sudah sesuai. Kalau belu sesuai ditekan tobol cal lagi dan diputar sape Sehinga SPL dari gelobang bunyi yang dihaburkan oleh difuser dapat dicari dengan persaaan berikut ini : [ ] [ ] [( ) ( )] Berdasarkan persaaan diatas, aka didapatkan SPL gelobang bunyi terhabur : [ ] (3.5) Keterangan : SPL d : SPL dengan difuser (db) SPL TD : SPL tanpa difuser (db) SPL sc : SPL haburan (db) P d : Tekana bunyi dengan difuser (N/ 2 ) P TD : Tekanan bunyi tanpa difuser (N/ 2 ) P sc : Tekanan bunyi yang dihaburkan (N/ 2 ) P ac : Tekanan acuan atau referensi (2.1-5 N/ 2 ) IV. HASIL PENGUKURAN DAN PEMBAHASAN A. Ruang Uji Pengujian pola SPL haburan difuser dilakukan di Laboratoriu Akustik Jurusan Fisika FMIPA ITS. Ruang uji berbentuk kotak yang digunakan berukuran : Panjang : 3,5 Lebar : 3,5 Tinggi : 2,75 Dinding ruang uji terbuat dari triplek yang hapir seluruhnya dilapisi oleh bahan yang dapat enyerap bunyi. Bahan penyerap yang digunakan adalah karpet yang dipasang pada seua sisi ruangan (sisi kanan, kiri, atas, bawah, belakang, dan sebagian pada sisi depan) serta rockwool dan glasswool pada sisi depan ruangan (lihat Gabar 4.1).

4 JURNAL SAINS POMITS Vol.1, No.1, (213) Pelapisan pada dinding dengan bahan yang dapat enyerap Pengukuran tingkat bising sekitar ini sangat diperlukan bunyi ini bertujuan untuk engurangi pantulan bunyi dari agar hasil bunyi tidak berasal dari tingkat bising sekitar. Data dinding sehingga diharapkan hanya pantulan bunyi dari difuser pengukuran tingkat bising sekitar ditunjukkan pada Tabel 4.1. yang dapat ditangkap oleh ikrofon. Tabel 4.1 Data tingkat bising sekitar Gabar 4.1 Ruang Uji di Labaratoriu Akustik Jurusan Fisika FMIPA ITS B. Bahan Uji Difuser MLS yang digunakan pada pengujian ini terdapat 2 jenis yaitu difuser kayu dan difuser kayu dengan dilapisi kaca pada perukaannya. Difuser yang digunakan enggunakan odel MLS Alas difuser terbuat dari kayu lapis dengan ukuran,6 x,6, dengan tebal,1 sedangkan tonjolan terbuat dari kayu dengan ukuran lebar dan tinggi,4 x,3. Untuk difuser yang dilapisi kaca juga eiliki odel dengan ukuran yang saa dengan difuser yang tanpa dilapisi kaca. Difuser jenis kedua ini terbuat dari bahan yang saa yaitu kayu hanya saja dilapisi kaca pada perukaannya dengan ketebalan kaca,5. Ukuran kedua difuser ini dibuat saa agar nantinya hasil yang didapatkan dari kedua difuser ini dapat dibandingkan. (a) Frekuensi Tingkat bising sekitar (db) D. Data SPL Pengukuran Difuser Tanpa Dan Dengan Difuser Hasil pengukuran SPL dapat dilihat pada Tabel 4.2 dibawah ini. Tabel 4.2 Data pengukuran SPL pada difuser MLS SPL (db) Sudut Tanpa difuser Difuser kayu Difuser dilapisi kaca 125 Hz 4 Hz 125 Hz 4 Hz 125 Hz 4 Hz 68,48 75,3 68,6 76,16 68,99 76, ,4 74,71 7, ,42 76,3 2 7,69 75,28 71,49 77,2 71,85 77,4 3 71,81 75,97 73,35 77,6 73,61 77, ,76 76,58 74,73 78,47 75,58 78, ,47 78,82 75,75 79,76 76,5 79,97 75,55 79,6 77,65 81,26 77,67 81, ,6 8,59 77,77 82,21 78,17 82, ,4 82,29 77,79 83,79 77,83 83, ,71 83,32 77,95 84,53 78,13 84, ,51 81,69 78,28 83,51 78,38 83, ,86 79,97 77,19 81,15 77,58 81, ,84 78,96 76,35 79,78 76,67 8, ,42 78,22 75,62 79,2 75,92 79, ,43 76,98 74,71 78,23 75,31 78, ,66 76,1 74,77 77,39 74,9 77, ,33 75,3 72,44 76,58 72,48 76,6 17 7,62 74,76 7,84 76,2 7,9 76, ,64 75,6 7,16 75,88 7,18 76,1 (b) Gabar 4.2 Difuser MLS (a) kayu (b) kayu dilapisi kaca. C. Data Pengukuran Tingkat Bising Sekitar E. Data Hasil Perhitungan Perhitungan yang dilakukan dala penelitian ini adalah enghitung bunyi yang dipantulkan oleh difuser dan tanpa difuser enggunakan etode penjulahan desibel. Diana tekanan bunyi yang ditangkap ikrofon saat pengukuran enggunakan difuser diasusikan gabungan dari bunyi pantul/haburan dari difuser dan bunyi datang, sedangkan untuk pengukuran difuser tanpa enggunakan difuser diasusikan hanya bunyi datang. Sehingga selisih antara nilai dari tanpa dan enggunakan difuser bisa diartikan sebagai nilai bunyi pantul saja (bunyi yang dihaburkan) pengurangan dilakukan dengan enggunakan penjulahan desibel seperti pada persaaan 3.5. Dari hasil perhitungan didapatkan hasil

5 JURNAL SAINS POMITS Vol.1, No.1, (213) pola haburan difuser seperti pada Gabar 4.3 dan Gabar 4.4. F. Pebahasan Berdasarkan hasil perhitungan besarnya bunyi yang dihaburkan difuser dapat dilihat pada Tabel 4.4. Untuk eperudah pebacaan aka ditapilkan perbedaan sinyal antara bunyi yang datang pada difuser dan bunyi yang dihaburkan pada difuser tanpa dan dengan dilapisi kaca pada difuser MLS ditapilkan dala Grafik polar SPL TD SPL Kaca SPL SC Kaca SPL Kayu SPL SC kayu Gabar 4.3 Pola haburan difuser MLS dengan lebar,4 frekuensi 125 Hz Gabar 4.4 Pola haburan difuser MLS dengan lebar,4 frekuensi 4 Hz Dari grafik polar enunjukan nilai SPL pada difuser yang dilpisi kaca eiliki nilai yang lebih besar karena pada difuser tersebut kaca eiliki nilai refleksi yang lebih baik sehingga energy bunyi yang dihaburkan lebih banyak daripada bahan kayu SPL TD SPL Kaca SPL SC Kaca SPL kayu SPL SC Kayu Selain itu terlihat pada grafik bahwa bentuk pola haburan difuser yang dilpisi kaca eiliki fluktuasi bentuk yang saa seperti difuser kayu dari situ enunjukan bahwa peberian lapisan kaca tidak epengaruh bentuk pola haburan yang dihasilkan. Bentuk pola haburan disebabkan oleh karakteristik dari difuser asing-asing, difuser MLS dengan desain lebar,4 eiliki pola haburan yang erata pada frekuensi 425 Hz, pada Gabar 4.4 enunjukan bahwa difuser eiliki bentuk pola haburan yang paling erata pada frekuensi 4 Hz hal ini enunjukan pola haburan yang dihasilkan sesaui dengan frekuensi desain yang dibuat baik pada difuser dilapisi kaca ataupun tanpa dilapisi kaca V. KESIMPULAN Dari hasil pengukuran dan perhitungan pada tugas akhir ini dapat disipulkan berberapa hal sebagai berikut : 1. Pola haburan difuser MLS dengan peberian lapisan kaca enunjukan nilai SPL yang ditangkap ikrofon lebih besar daripada difuser MLS yang tidak dilapisi kaca. 2. Difuser yang dibuat dapat enghaburkan bunyi lebih erata pada desainya, yaitu difuser dengan lebar lebar 4 dengan dilpisi kaca pada frekuensi 4 Hz. 3. Pada difuser MLS yang dilapisi kaca tidak epengaruhi bentuk pola haburan pada frekuensi 125 Hz 8 Hz ataupun pada frekuensi desainya. DAFTAR PUSTAKA [1] D Antonio P, TJ Cox, 24, Acoustic absorbers and difuser : theory, design and application, Spoon Press : London [2] Widakdo, H., 211, Tugas Akhir : Pengaruh Lebar Difuser Terhadap Pola Haburan Dengan Tipe Difuser 11111, ITS-Surabaya [3] Werner Hans, S., 1981, More on the diffraction theory of Schroeder diffusors, J. Acoust. Soc. A. 7, 633 [4] Everest Alton F, Ken. C Pohlann, 29, Master Handbook of Acoustic, McGraw-Hill : [5]Hunecke-Knowledge, geoetrical structure surface <URL: [6] Sith, B. J., R. J. Peters, Owen, Stephani, 1995, Acoustics and Noise Control, 2 nd ed., North-East Surrey College of Technology (NESCOT), hal : 62-63