BAB 3. METODE PENELITIAN

Transkripsi

1 BAB 3. METODE PENELITIAN 3.1. Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini direncanakan selama sepuluh bulan yang dimulai dari bulan Februari sampai dengan November Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Mekanik, Program studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Medan Area Peralatan dan Bahan Penelitian Peralatan Penelitian 1) Laptop. Alat ini digunakan sebagai media penyimpanan dan pengolah data sinyal digital dari Labjack dengan bantuan software DAQFctory. Selain itu laptop juga digunakan sebagai Tone Generator dengan bantuan software ToneGen untuk membangkitkan bunyi pure tone. Spesifikasi laptop yang digunakan adalah processor Intel(R) Core i5 2.3 GHz, Memory 4 GB RAM, Hard disk 640 GB, Windows 7 Ultimate Edition. 2) Lab Jack U3-LV. Alat ini digunakan untuk mengubah data sinyal analog bunyi yang dibangkitkan dalam percobaan menjadi sinyal digital. Spesifikasi LabJack ini adalah 16 fleksibel I/O (Input Digital, Digital Output, atau Input Analog), sampai 2 Timers (Pulse Timing, PWMOutput, InputQuadrature), hingga 2 Counters (32-Bit), 4 Tambahan digital I/O, sampai 1612-bit Input analog (0-2,4 V atau 0-3,6V, SE atau Diff.), 2 analog output (10-Bit, 0-5volt). 3) Amplifier. Alat ini digunakan sebagai penguat tegangan dan arus dari sinyal audio yang bertujuan untuk menggerakkan pengeras suara (loudspeaker). Spesifikasi amplifier yang digunakan adalah 250 Watt Stereo, Type AV ) Speaker. Alat ini digunakan output gelombang bunyi berupa pure tone yang diatur oleh software ToneGen. Spesifikasi speaker yang digunakan adalah Audax Woofer Midrange, Nominal Impedance 8 Ohm, Nominal Power RMS 60W, sensitivity 90 db. 5) Mikropon. Alat ini digunakan sebagai sensor untuk menangkap sinyal bunyi yang berinterferensi di dalam tabung impedansi. Spesifikikasi Mikropon adalah Frekuensi respon (50 15,000) Hz, dan Out put Impedance 300 Ohm. 18

2 6) Peralatan tambahan lainnya Gambar 3.1 cetakan benda uji, gelas ukur dan timbangan digital Bahan Penelitian Geometri kotak loudspeaker sebagai benda uji yang digunakan dalam penelitian ini seperti ditunjukkan pada gambar 3.9. s/d gambar Kotak loudspeaker dibentuk dari bahan komposit. Bahan komposit uji terdiri dari serat sabut kelapa muda sebagai bahan penguat dan low density poliethylene (LDPE) sebagai bahan matrik. Kotak loudspeaker dibuat dengan variasi dimensi dan komposisi bahan penyusunnya. Benda uji atau kotak loudspeaker yang terbentuk dari plat-plat komposit yang dibentuk sebelumnya. Sebagai variabel pengujian adalah dimensi dari kotak loudspeaker. Sedangkan bahan plat komposit divariasikan berdasarkan perbandingan berat campuran partikel-partikel penyusunnya. Perbandingan sabut kelapa muda dengan polimer jenis low density polyethylene (LDPE) adalah 3:1. Sedangkan perbandingan berat campuran antara bahan perekat resin dan tiner adalah 1:1. Benda uji pada tahun pertama dibedakan berdasarkan variasi bentuk-bentuk bahan penguat (sabut kelapa muda). Bentuk-bentuk bahan penguat yang digunakan adalah bulat, silindris, dan bentuk lapisan-lapisan serat sabut kelapa muda. Benda uji dengan bahan penguat bentuk bulat, silindris, dan berbentuk lapisan-lapisan ditunjukkan pada gambar 3.7 dan gambar 3.8. Gambar 3.2 Proses pengolahan sabut kelapa muda (pengeringan,dan penimbangan) 19

3 Gambar 3.3 Proses pemanasan sabut kelapa muda dan LDPE Gambar 3.4 Bahan LDPE, resin, dan katalis Gambar 3.5. Benda uji dengan bentuk bahan penguat bulat Gambar 3.6 Proses pembuatan bahan penguat (sabut kelapa muda) bentuk silinderis Gambar 3.7. benda uji dengan bentuk bahan penguat silinderis 20

4 Gambar 3.8. benda uji dengan bentuk bahan penguat bulat, silinderis, dan benda uji berbentuk lapisan-lapisan (laminate dan sandwich) Gambar 3.9 Geometri benda uji 21

5 Gambar 3.10 Geometri benda uji Gambar 3.11 Geometri benda uji 22

6 Gambar 3.12 Geometri benda uji Gambar 3.13 Geometri benda uji 3.3. Perakitan alat uji Secara eksperimental, pengujian dan pengambilan data untuk mendapatkan koefisien serap bunyi benda uji dan sifat-sifat akuastik kotak loudspeaker dilakukan dengan menggunakan tabung impedansi dan metode pengujian uji dengung dalam ruang. Peralatan yang digunakan untuk pengujian tersebut dirakit seperti ditunjukkan pada gambar 3.14 dan gambar

7 Gambar Skema alat uji Tabung Impedansi Amplifi er Signal source SP AD PC Signal conditioning Gambar Rakitan peralatan pada pengujian metode pengukuran dengung pada ruang kotak loudspeaker dua mikropon di luar kotak loudspeaker dan satu mikropon di dalamruang loudspeaker Gambar lembaran serat sabut kelapa muda yang telah dicetak 24

8 Gambar Proses pencetakan lembaran polimer dan serat sabut kelapa muda Gambar Proses pencetakan lembaran serat sabut kelapa muda 25

9 Gambar kotak Loudspeaker rakitan serat sabut kelapa muda dan polimer jenis LDPE sebagai komponen utama Gambar Kotak Loudspeaker standard dari bahan softboard berfungsi sebagai pembanding 26

10 3.4. Prosedur Penelitian Mulai Studi Literatur Perancangan loudspeaker-box Impedansi Validasi Alat TIDAK Berhasil Gelombang YA Pengujian Koefisien absorpsi spesimen Hasil Laporan Disetujui Gelombang YA TIDAK Selesai Gambar Diagram alir penelitian 27

11 3.5. Jalannya Penelitian Jalannya penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut : 1) Pembuatan spesimen a) Pengolahan sabut kelapa muda dan LDPE. Pada awalnya sabut kelapa muda dirajang menjadi potongan kecil-kecil selanjutnya dikeringkan dan kemudian dihaluskan menjadi butiran-butiran halus. Butiran halus sabut kelapa muda dicampur dengan bahan perekat dan selanjutnya dicetak menjadi bentuk lembaran-lembaran plat. b) Pada tahap berikutnya polimer jenis low density poliethylene (LDPE) dipanaskan dalam open sampai suhu C, dalam hal ini LDPE dibentuk dengan menggunakan cetakan yang terbuat dari plat baja. Setelah mencair dan menyatu sesuai dengan bentuk cetakan, selanjutnya di dinginkan. Selanjutnya limbah sabut kelapa muda yang telah dibentuk sebelumnya dimasukkan ke dalam LDPE yang telah tercetak dalam bentuk kepingan. Campuran sabut kelapa muda dan LDPE ini menyatu membentuk komposit yang berbentuk lembaran-lembaran. Lembaran-lembaran ini digabung menjadi bentuk kotak loudspeaker. c) Variabel dari penelitian ini adalah ukuran dari kotak loudspeaker. d) Dalam penelitian kotak loudspeaker dikelompokkan menjadi dua kelompok yaitu kelompok kotak loudspeaker berukuran 4 inchi dan kelompok loudspeaker 6 inchi. 2). Prosedur Set Up Peralatan a. Pengaturan signal source pada frekuensi 250 Hz, b. Pengaturan amplifier. c. Perekaman oleh Pc dengan mengaktifkan signal conditioning dan ADC (analog digital converter). d. Mengulangi langkah 1 s/d 3 untuk frekuensi 500 Hz, 1000 Hz, 1500 Hz, 2000 Hz e. Hubungkan Labjack ke port USB pada Laptop lalu buka Software DAQ Faqtory untuk menganalisis sinyal. f. Pada DAQFaqtory buka program Sound Recorder. g. Untuk membangkitkan sinyal bunyi, buka program Tone Gen. Bunyi yang dikeluarkan berupa pure tone. 28

12 h. Atur frekuensi pada ToneGen lalu buka kembali DAQ Faqtory untuk melihat grafik tegangan suara pada masing-masing mikropon. i. Klik Start/Stop Save untuk Logging data. Data grafik akan otomatis tersimpan dalam drive (D:) pada laptop. j. Ambil nilai tegangan rata-rata pada masing-masing mikropon (A dan B) untuk dihitung koefisien absorpsinya dengan bantuan MATLAB. k. Hitung tekanan suara pada masing-masing mikropon dengan rumus: l. Hitung faktor Refleksi dan koefisien serap bunyi dengan rumus: m. Ulangi prosedur diatas untuk frekuensi dan sampel yang berbeda. n. Masukkan data yang telah dihitung ke dalam tabel dan di plot ke dalam bentuk grafik agar dapat melihat perbandingan koefisien serap bunyi pada frekuensi yang berbeda dan pada masing-masing sampel. 3.6 TEKNIK PENGOLAHAN DATA Pengukuran koefisien serap bunyi dihitung sesuai standar ISO :1998 dan ASTM E-1050 untuk tabung impedansi 2 mikropon. Untuk memudahkan perhitungan koefisien serap bunyi sesuai dengan rumus-rumus yang ada, digunakan Software DAQ Faqtory dan MATLAB. 29