55

BAB IIIMETODOLOGI PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu PenelitianPenelitian dilakukaan di Laboratorium Riset Akustik (iARG) Jurusan Fisika Fakultas MIPA, Universitas Sebelas Maret Surakarta selama dua belas bulan yaitu dari bulan Januari 2013 sampai januari 2014.

B. Alat dan BahanBahan utama yang digunakan adalah triplek dengan tebal 0.3 cm untuk membuat papan landasan diffuser, styrofoam dengan tebal 3 cm sebagai bahan utama diffuser , dan lem styrofoam untuk melekatkan styrofoam dan serbuk gergaji. Serbuk gergaji tersebut sebelumnya sudah diayak untuk menyeragamkan ukuran yang nantinya digunakan sebagai pelapis diffuser. Alat- alat yang digunakan meliputi penggaris untuk mengukur pola diffuser, dan cutter untuk memotong styrofoam sesuai dengan pola yang telah diukur. Alat yang digunakan dalam pengujian scanning ini adalah seperangkat alat uji dengan indera berupa dua microphone tipe 4716 yang dipisahkan oleh spacer yang berfungsi untuk scanning energi bunyi pada permukaan diffuser. Generator dari Brel & Kjr tipe 3160 digunakan untuk pembangkit bunyi berupa random noise. Amplifier Brel & Kjr tipe 2716C digunakan untuk menguatkan gelombang bunyi. Software Pulse system tipe 7700 versi 16 Sound and Vibration and Material Testing Measurement merupakan perangkat lunak untuk mengolah data pada penelitian yang memang diperuntukkan untuk analisis akustik.Sedangkan Alat yang digunakan dalam pengujian Reverberation time ini adalah B&K Power Amplifier Type 2734 digunakan untuk menguatkan gelombang bunyi, B&K Sound Source Omni Power Type 4292 digunakan untuk pembangkit bunyi berupa random noise, B&K Hand-Held Analyzer Type 2270 digunakan untuk merekam bunyi / data pada frekuensi tertentu, Software BZ 5503 Utility Software for Hand Held Analyzer Pulse Refluk, Laptop.Selanjutnya penelitian dengan menggunakan simulasi AFMG untuk pemodelan diffuser dengan modifikasi resonator jamak. Dimana alat dan bahannya berupa :1. Piranti KerasSeperangkat Personal Komputer dengan:Sistem Operasi : Microsoft Windows 7 Home Basic (64-bit) Processor: IntelCoreTM i3-370M processor 2.40 GHz (2.2 GHz, 800 MHz FSB)Memory: 2 GB2. Piranti LunakSoftware Ahnert Feistel media Group (AFMG) Reflex versi 10.4.290 RCB3. Data Model Diffuse Plot Koefisien Plot Respon SpasialC. Prosedur PenelitianDalam penelitian ini ada 2 metode yaitu metode eksperimen dan metode simulasi. Prosedur penelitian ini dapat dijelaskan pada Gambar berikut:

Persiapan BahanPembuatan Diffuser StandartModifikasi diffuserPengujian sebaran medan bunyi dengan metode ScanningPengujianDisplay GrafikPengujian Reverberation timeDiffuser standartDiffuser dengan modifikasi permukaan dan pelapisan permukaan diffuser

Gambar 3.1 Diagram Alur Penelitian

Selanjutnya metode simulasi dengan software AFMG. Alur dari penelitian ini dapat dijelaskan pada Gambar 3.2 :

Display Plot Respon spatialAnalisa dan PembahasanKesimpulanModel Display DiffuserPersiapan Alat dan BahanModel SintetikSimulasiProgram AFMG ReflexVariasi Kedalaman dan LebarDisplay Plot KoefisienPlot Koefisien ScatteringPlot Koefisien Difusi Normal

Gambar 3.2 Diagram Alur Penelitian

1. Persiapan Alat dan BahanKegiatan penelitian ini yang dilakukan pertama yaitu dengan mengumpulkan alat dan bahan. Alat untuk pengujian sampel di Laboratorium riset iARG-B&K jurusan Fisika FMIPA UNS. Sedangkan untuk bahan yang akan digunakan antara lain triplek, kertas kado, lem alteko, double tip, dan sterofoam. Selanjutnya membuat sampel diffuser. Serta menyiapkan software AFMG yang akan digunakan untuk pembuatan diffuser modifikasi.2. Pembuatan Sampela. Diffuser StandartElemen diffuser dibuat dengan ukuran 8 cm x 8 cm, bahan utama yang digunakan adalah triplek dengan tebal 0.3 cm untuk membuat papan landasan diffuser, styrofoam dengan tebal 3 cm sebagai bahan utama diffuser , dan lem styrofoam untuk melekatkan styrofoam. Alat- alat yang digunakan meliputi penggaris untuk mengukur pola diffuser, dan cutter untuk memotong styrofoam sesuai dengan pola yang telah diukur. Ukuran ini disesuaikan dengan model lain (elemen diffuser) yang nantinya akan diteliti lebih lanjut dengan teknik pengujian yang berbeda (pengujian reverberation time). Sedangkan pola kedalaman sumur (well) dari diffuser yang dibuat adalah seperti pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3.Kedalaman Diffuser Rangkaian Urutan 5 x 8(Cox And DAntonio, 2004)

b. Model Modifikasi QRD

(b)(a)

Gambar 3.4. Struktur diffuser (a) kongurasi standar tanpa sisipan resonator, (b) Diffuser dengan sisipan resonator jamak dengan permukaan termodifikasi.

Model yang digunakan dalam penelitian ini berupa struktur QRD dengan jumlah elemen N = 30 yang dibentuk dari kongurasi perulangan pola enam buah diffuser sejenis dengan N = 11 sehingga diperoleh urutan kedalaman sumur diffuser adalah { 46323644632} .Lebar elemen sumur diffuser adalah 8 cm, sementara resonator yang disisipkan memiliki diameter 3 cm dengan kedalaman yang berbeda.

C. Metode Pengujiana. Metode Scanning Pengujian diffuser dengan menggunakan seperangkat alat uji dengan indera berupa dua microphone tipe 4716 yang dipisahkan oleh spacer yang berfungsi untuk scanning energi bunyi pada permukaan diffuser. Bunyi berupa random noise dibangkitkan dengan Generator Modul B&K 3160 yang kemudian diperkuat Power Amplifier 2716. Gelombang bunyi tersebut merambat dan mengenai permukaan diffuser, gelombang datang dan gelombang pantul akan diindera dengan dua buah mikrofon tersebut. Pengujian Scanning dilakukan pada ruangan real (ruang nyata). Scanning ini dilakukan pada daerah near field yaitu pada daerah yang sangat dekat dengan diffuser yang diuji sehingga tidak terpengaruh oleh kondisi di sekitar. Langkah pertama yang dilakukan adalah membuat grid pembatas antara sumur satu dengan yang lainnya, serta menentukan jarak scanning dari tiap permukaan sumur. Scanning dilakukan pada jarak 21 cm dari kedalaman sumur maksimal yang disajikan pada Gambar 3.3. Hasil dari pengujian berupa intensity spectrum dari tiap-tiap titik koordinat scanning dengan satuan dB selanjutnya diolah dengan program surfer 9 untuk mendapatkan bentuk pola permukaan tiga dimensi. Intensitas bunyi adalah ukuran dari aliran energi melewati satuan luas per satuan waktu dan unit pengukuran sebagai besaran vektor. Gambar 3.5 Diffuser dengan sisipan resonator jamak(a) Standar, dan (b) Penambahan lapisan serbuk kayu pada Permukaan

Pengujian scanning dilakukan pada diffuser skyline dengan modifikasi penambahan lapisan serbuk kayu pada permukaannya. Pengujian dilakukan pada bentang frekuensi [20-20000] Hz. Teknik pengujian scanning disajikan pada Gambar 3.3.

Gambar 3.6 Teknik Pengujian Sebaran Medan Bunyi dengan Metode Scanning

b. Metode Reverberation TimePengujian diffuser dengan menggunakan seperangkat alat uji dengan indera berupa B&K Hand-Held Analyzer Type 2270 digunakan untuk merekam bunyi / data pada frekuensi tertentu. Bunyi berupa random noise dibangkitkan dengan B&K Sound Source Omni Power Type 4292 yang kemudian diperkuat B&K Power Amplifier Type 2734. Gelombang bunyi tersebut merambat dan mengenai permukaan diffuser, gelombang datang dan gelombang pantul akan diindera dengan B&K Hand-Held Analyzer Type 2270 tersebut.kemudian di olah menggunakan Software BZ 5503 Utility Software for Hand Held Analyzer Pulse Refluk.Pengujian Reverberation Time dilakukan pada ruangan real (ruang nyata). Reverberation time ini dilakukan pada daerah far field yaitu pada daerah di luar near field. Langkah pertama yang dilakukan adalah merangkai dan menyiapkan bahan seperti pada gambar 3.5 pengukuran dilakukan dengan difusser standart, difusser modifikasi dan ruangan tanpa diffuser. pengukuran menggunakan difusser menunjukan bahwa bunyi yang diterima B&K Hand-Held Analyzer Type 2270 merupakan bunyi datang dari sumber dan bunyi dari pantulan difusser sedangkan yang tanpa difusser menunjukan bunyi datang saja.

Gambar 3.7. Skema Pengujian Koefisien Serapan Bunyi dengan Menggunakan Metode Reverberation Time

D. Display GrafikPerangkat pengujian dihubungkan dengan perekam digital dengan interface berupa Sound Pressure Level (SPL) yang dapat menampilkan display berupa grafik. Grafik yang diperoleh dalam pengujian waktu dengung dengan Metode Reverberation Time berupa Time (waktu dengung) terhadap frekuensi. Sedangkan untuk pengujian teknik Scanning diperoleh data berupa nilai intensitas dari tiap-tiap titik scanning pada frekuensi 20 Hz 20 KHz. Dari hasil uji tersebut kemudian dapat dianalisa.Selanjutnya dengan simulasi AFMG maka diffuser dapat dibuat dengan model modifikasi dan akan mendapatkan data digital serta display grafik. Setelah data yang dihasilkan dari simulasi tersebut maka akan muncul plot respon spasial dengan beberapa frekuensi dan akan muncul grafik yang menunjukkan hubungan antara koefisien difusi normal serta scattering terhadap frekuensi.

E. AnalisaTeknik analisa hasil pengujian sebaran medan bunyi dilakukan dengan membandingkan kurva- kurva yang terbentuk dari diffuser standar serta diffuser dengan modifikasi permukaan, dilihat dari sebaran intensitas pada permukaan diffuser dalam tiap-tiap frekuensi. Sebaran intensitas tiap tiap koordinat scanning yang dapat dilihat secara 3D dengan menggunaka software Surfer 9. Keseragaman hamburan dapat dilihat dari besarnya nilai intensitas bunyi pada hasil grafik. Analisa dari hasil pengujian serapan bunyi dilakukan dengan membandingkan kurva pada grafik hubungan koefisien serapan bunyi terhadap frekuensi yang telah diperoleh. Analisa ini dengan membandingkan kurva-kurva yang dihasilkan dari diffuser standar serta modifikasi permukaan diffuser. Modifikasi permukaan yang dilakukan adalah dengan penambahan lubang dan pelapisan permukaan diffuser dengan serbuk gergaji serta variasi orientasi sudut datang terhadap posisi lubang pada diffuser. Selanjutnya hasil dari simulasi yang berupa model diffuser modifikasi dengan membandingkan plot respon spasial antara diffuser standart, diffuser modifikasi dan koefisien plot yaitu nilai koefisien scattering serta koefisien difusi normal.