PENGARUH VARIASI JENIS BAHAN TERHADAP POLA …repository.its.ac.id/534/2/1111100004-Undergraduate_theses.pdf · urusan Fisika. Fakultas Matematika dan Ilmu ... Pada laporan ini direpresentasikan

i

TUGAS AKHIR - SF 141501

PENGARUH VARIASI JENIS BAHAN TERHADAP POLA HAMBURAN PADA DIFUSER MLS (MAXIMUM LENGTH SEQUENCE) DUA DIMENSI

Keysha Wellviestu Zakri NRP 1111 100 004 Dosen Pembimbing I Dr. Melania Suweni Muntini, MT. Dosen Pembimbing II Susilo Indrawati, M.Si Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Surabaya 2015

TUGAS AKHIR - SF 141501

PENGARUH VARIASI JENIS BAHAN TERHADAP POLA HAMBURAN PADA DIFUSER MLS (MAXIMUM LENGTH SEQUENCE) DUA DIMENSI

Keysha Wellviestu Zakri NRP 1111 100 004 Dosen Pembimbing Dr. Melania Suweni Muntini, MT. Dosen Pembimbing II Susilo Indrawati, M.Si Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Surabaya 2015

ii

FINAL PROJECT - SF 141501

EFFECT OF VARIATIONS IN THE TYPE OF MATERIAL OF SCATTERING PATTERS IN TWO-DIMENSIONAL MLS (MAXIMUM LENGTH SEQUENCE) DIFFUSER. Keysha Wellviestu Zakri NRP 1111 100 004 Advisor I Dr. Melania Suweni Muntini, MT. Advisor II Susilo Indrawati, M.Si Department of Physics Faculty of Mathematics and Natural Science Tenth Nopember of Technologhy Institute

Surabaya 2015

ii

FINAL PROJECT - SF 141501

EFFECT OF VARIATIONS IN THE TYPE OF MATERIAL OF SCATTERING PATTERS IN TWO-DIMENSIONAL MLS (MAXIMUM LENGTH SEQUENCE) DIFFUSER. Keysha Wellviestu Zakri NRP 1111 100 004 Advisor I Dr. Melania Suweni Muntini, MT. Advisor II Susilo Indrawati, M.Si Department of Physics Faculty of Mathematics and Natural Science Tenth Nopember of Technologhy Institute

Surabaya 2015

iii

v

PENGARUH VARIASI JENIS BAHAN TERHADAP

POLA HAMBURAN DIFUSER MLS (MAXIMUM

LENGTH SEQUENCES) DUA DIMENSI

Nama : Keysha Wellviestu Zakri

NRP : 1111100004

Jurusan : Fisika, FMIPA-ITS

Pembimbing I : Dr. Melania Suweni Muntini, MT

Pembimbing II : Susilo Indrawati, M.Si

Abstrak

Salah satu hal yang disorot dalam pengkondisian suatu ruang akustik yaitu dengan mempertimbangkan kenyamanan. Hal ini dapat dilakukan dengan memberikan suatu bahan yaitu difuser. Tanpa diketahui koefisien difusi terlebih dahulu, tidaklah mungkin diketahui fungsi difuser yang cocok dalam aplikasinya. Pada laporan ini direpresentasikan hasil penelitian tentang koefisien difusi suatu difuser 2 dimensi berbahan kayu dan bubur kertas. Koefisien difusi dihitung melalui separasi sinyal akustik antara bunyi yang datang pada difuser dan bunyi yang dihamburkan oleh difuser. Penelitian dilakukan di Ruang Laboratorium Akustik Fisika ITS dengan melakukan pengukuran distribusi SPL pada permukaan dengan dan tanpa difuser. Pemisahan sinyal akustik dapat diperoleh dengan mencari selisih antara SPL dengan dan tanpa difuser melalui transformasi Fourier. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa nilai koefisien difusi kayu dan bubur kertas 2D memilliki nilai yang sama yaitu 0,312 ± 0,008 untuk diffuser kayu 2D dan 0,319 ± 0,007 untuk diffuser bubur kertas 2D. Kata kunci : diffuser, koefisien difusi, separasi sinyal , SPL (Sound Pressure Level).

vi

“Halaman ini sengaja dikosongkan”

vii

EFFECT OF VARIATIONS IN THE TYPE OF MATERIAL

OF SCATTERING PATTERS IN TWO-DIMENSIONAL

MLS (MAXIMUM LENGTH SEQUENCE) DIFFUSER.

Name : Keysha Wellviestu Zakri

NRP : 1111100004

Major : Physics, FMIPA-ITS

Advisor I : Dr. Melania Suweni Muntini, MT.

Advisor II : Susilo Indrawati, M.Si

Abstract

Considering the convenience is one of highlighted thing in setting up an accoustic room. In can be done by giving a diffuser materials. Without knowing diffusion coefficient first, it is impossible for knowing the diffuser which is matched with its application. This report is represented the research result about diffusion coefficientof 2D diffuser wood and pulp. Diffusion coefficient is calculated by separating the accoustic signal between come and dissipated sounds by diffuser. Research is conducted at Physics ITS Accoustic Laboratory by measuring the SPL distribution on the surface with and without diffuser. The separation of accoustic signal can be obtained by finding the quarrel between SPL with and without diffuser through Fourier Transformation. The result shows that 2D diffuser made by pulp and wood have the same value for diffusion coefficient, which is 0,319 ± 0,007 for pulp and 0,312 ± 0,008 for wood. Key word : diffuser, diffusion coefficient, signal separation, SPL (Sound Pressure Level).

viii


ix

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala limpahan berkah, rahmat, dan petunjukNya atas nikmat iman, islam, dan ikhsan yang diberikan kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir (TA) ini dengan optimal dan tepat waktu. Sholawat serta salam senantiasa tercurahkan kepada Rasulullah, Nabi Muhammad SAW yang telah menuntun kami dari kebodohan menuju cahaya kebenaran. Tugas Akhir (TA) ini penulis susun untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan strata satu (S1) di Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Tugas Akhir ini ditulis dengan judul :

“PENGARUH VARIASI JENIS BAHAN TERHADAP POLA HAMBURAN PADA DIFUSER MLS (MAXIMUM LENGTH

SEQUENCE) DUA DIMENSI”

Penulis persembahkan kepada masyarakat Indonesia guna berpartisipasi untuk mengembangkan ilmu pegetahuan dalam bidang sains dan teknologi.

Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada pihak-pihak yang membantu penyusunan laporan Tugas Akhir (TA) dan proses penelitiannya.

1. Kedua orang tua tercinta yang telah memberikan semua hal

terbaik bagi penulis sejak kecil sampai dewasa. 2. Adik tersayang Ivonny Weldha Zakri atas seluruh dukungan,

doa, dan motivasi yang diberikan kepada penulis. 3. Bapak Prof. Edy Yahya sebagai dosen wali yang selalu

memberikan bimbingan dan pengarahan kepada penulis. 4. Ibu Dr. Melania Suweni Muntini, MT. dan Ibu Susilo

Indrawati, M.Si selaku dosen pembimbing yang telah

x

membagi pengalaman serta memberikan pengarahan selama proses penelitian dan penyusunan laporan.

5. Kepada Mas Achmad Arif Alfin Fisika 2007 atas sumbangsih semangat dan ilmunya

6. Kepada kakak tingkat yaitu Mas Tri Fisika 2009 dan Mas Syarif Fisika 2010 serta lainnya atas sumbangsih ilmunya.

7. Kepada teman sepermainan Rizki, Mentari, Astrid, Ifa, Dhita dan Finanti atas dukungan dan semangat yang telah diberikan.

8. Segenap teman-teman Fisika Foton 2011 yang telah menjadi keluarga penulis selama di Surabaya dan telah memberikan dukungan terbaik bagi penulis.

9. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

Penulis menyadari dalam penyusunan laporan ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu penulis mohon kritik dan saran membangun dari pembaca guna menyempurnakan laporan ini demi kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi di masa mendatang. Akhir kata penulis berharap semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi semua pihak, terutama untuk penelitian selanjutnya. Amiin Ya Rabbal Alamiin.

Surabaya, Januari 2015

Penulis [email protected]

mailto:[email protected]

xiii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL.................................................................... i

COVER PAGE ........................................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN ....................................................... iii

ABSTRAK ....................................................................................v

ABSTRACT .............................................................................. vii

KATA PENGANTAR ............................................................... ix

DAFTAR ISI ............................................................................ xiii

DAFTAR TABEL ................................................................... xvii

DAFTAR GAMBAR ............................................................... xix DAFTAR LAMPIRAN ......................................................... xxiii

BAB I PENDAHULUAN ............................................................1

1.1 Latar Belakang ...................................................................1 1.2 Perumusan Masalah............................................................2 1.3 Batasan Masalah .................................................................2 1.4 Tujuan Penelitian ...............................................................3 1.5 Manfaat Penelitian .............................................................3 1.6 Sistematika Penulisan Laporan .........................................3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................5

2.1 Interaksi Gelombang Bunyi dengan Permukaan ................5 2.1.1 Absorbsi (penyerapan) ..................................................5 2.1.2 Refleksi (pemantulan) ...................................................5

xiv

2.1.3 Difraksi ........................................................................ 6

2.2 Difuser ............................................................................... 7 2.3 Macam-macam Difuser Schroeder .................................... 8

2.3.1 Maximum Length Sequence (MLS) 1 Dimensi ............ 9 2.3.2 Maximum Length Sequence (MLS) 2 Dimensi ............ 9

2.4 Aplikasi dan Fungsi Difuser ............................................. 10 2.5 Koefisien Difusi Difuser ................................................. 12 2.6 Sinyal ............................................................................... 14 2.7 Ralat Standar Deviasi ...................................................... 18

BAB III METODOLOGI ......................................................... 21

3.1 Tahap-tahap Penelitian .................................................... 21 3.2 Studi Literatur.................................................................. 22

3.3 Pengenalan Alat ............................................................... 22 3.4 Perancangan dan Pembuatan Difuser .............................. 23 3.5 Pengambilan Data dan Perhitungan Koefisien Difusi ..... 24

3.5.1 Pengukuran Pola Hamburan Pada Difuser ................. 24 3.5.2 Proses Pemisahan sinyal akustik ................................ 25 3.5.3 Perhitungan Ralat Pengukuran ................................... 27 3.5.4 Perhitungan Koefisien Difusi Difuser ........................ 28

BAB IV ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN ............... 29

4.1 Hasil Pengukuran ............................................................ 29 4.1.1 Ruang uji .................................................................... 29 4.1.2 Bahan uji .................................................................... 30

4.2 Data Hasil Pengukuran .................................................... 31 4.2.1 Data Pengukuran Tingkat Bising Sekitar ................... 31 4.2.2 Data SPL Tanpa Difuser, Difuser 2 Dimensi ............. 31

4.3 Hasil Perhitungan SPL Bunyi yang Dihamburkan Difuser ............................................................................................... 32 4.4 Perhitungan Koefisien Difusi Difuser ............................. 39 4.5 Perbandingan Pola Hamburan Difuser ............................ 41

BAB V KESIMPULAN ............................................................ 47

xv

5.1 Kesimpulan ......................................................................47 5.2 Saran .................................................................................47

DAFTAR PUSTAKA ................................................................49 LAMPIRAN ...............................................................................51 BIOGRAFI PENULIS ..............................................................67

xvi


xvii

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Data tingkat bising sekitar (background noise) ...........31 Tabel 4.2 Tabel pengukuran SPL tanpa difuser (speaker) ..........32 Tabel 4.3 SPL bunyi datang (SPLd) pada jarak 70 cm dari difuser kayu 2D (pada titik ukur 00) di ruang semianechoic Laboratorium Akustik Fisika ITS ......................................................................33 Tabel 4.4 Tingkat tekanan bunyi (Li) pada difuser kayu 2D dengan frekuensi 250 Hz .............................................................40 Tabel 4.5 Hasil perhitungan koefisien difusi ...............................41

xviii


xix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Refleksi oleh bentuk permukaan yang berbeda ............ 6 Gambar 2.2 a) Peristiwa refleksi spekular dan b) Peristiwa hamburan .......................................................................................... 7 Gambar 2.3 Kinerja khas diffuser QRD dibandingkan dengan MLS .................................................................................................. 8 Gambar 2.4 Gambar potongan diffuser MLS satu dimensi .............. 9 Gambar 2.5 Gambar potongan difuser MLS dua dimensi ................ 9 Gambar 2.6 Aplikasi penggunaan difuser melengkung pada dinding Hummingbird Centre di Toronto (sumber D’antonio’2004) .............................................................................. 11 Gambar 2.7 Sinyal suara ................................................................. 14 Gambar 2.8 Gambar gelombang sinyal waktu kontinyu ................. 15 Gambar 2.9 Gelombang sinyal diskrit ............................................ 15 Gambar 2.10 sinyal a) dalam domain waktu b) dalam domain frekuensi .......................................................................................... 18 Gambar 3.1 Diagram alir metodologi penelitian ............................. 21 Gambar 3.2 Potongan difuser dua dimensi untuk bahan kayu dan bubur kertas. .................................................................................... 23

Gambar 3.3 Skema pengukuran pola hamburan difuser. ................ 24

xx

Gambar 3.4 Proses separasi sinyal .................................................. 26 Gambar 4.1 Ruang uji semianechoic Laboratorium Akustik Fisika ITS ................................................................................................... 29 Gambar 4.2 Gambar difuser bahan: (a) bubur kertas; (b) kayu ....... 30 Gambar 4.3 Kurva sinyal dalam domain waktu: (a) bunyi datang + pantul; (b) bunyi datang, di ruang semianechoic Fisika FMIPA ITS dengan jarak 70 cm dari difuser kayu 2D.. ............................... 35 Gambar 4.4 Kurva sinyal hasil FFT dari domain waktu ke domain frekuensi: (a) bunyi datang + pantul; (b) bunyi datang, di ruang semianechoic Fisika FMIPA ITS dengan jarak 70 cm dari difuser kayu 2D.. ......................................................................................... 37 Gambar 4.5 Kurva sinyal hasil pemisahan bunyi pantul, di ruang semianechoic Fisika FMIPA ITS dengan jarak 70 cm dari difuser kayu 2D.. ......................................................................................... 38 Gambar 4.6 Kurva sinyal hasil pemisahan bunyi pantul dalam domain frekuensi di ruang semianechoic Fisika FMIPA ITS dengan jarak 70 cm dari difuser kayu 2D.. ...................................... 39 Gambar 4.7 Grafik polar (a) difuser kayu 2D; (b) difuser bubur kertas 2D; yang diperoleh di Ruang Laboratoriun Akustik Fisika ITS pada jarak mikrofon 70 cm dari difuser dengan frekuensi 125 Hz.. .................................................................................................. 42 Gambar 4.8 Grafik polar (a) difuser kayu 2D; (b) difuser bubur kertas 2D; yang diperoleh di Ruang Laboratoriun Akustik Fisika ITS pada jarak mikrofon 70 cm dari difuser dengan frekuensi 250 Hz.. .................................................................................................. 42

xxi

Gambar 4.9 Grafik polar (a) difuser kayu 2D; (b) difuser bubur kertas 2D; yang diperoleh di Ruang Laboratoriun Akustik Fisika ITS pada jarak mikrofon 70 cm dari difuser dengan frekuensi 500 Hz.. .................................................................................................. 43 Gambar 4.10 Grafik polar (a) difuser kayu 2D; (b) difuser bubur kertas 2D; yang diperoleh di Ruang Laboratoriun Akustik Fisika ITS pada jarak mikrofon 70 cm dari difuser dengan frekuensi 1000 Hz. .......................................................................................... 43 Gambar 4.11 Grafik polar (a) difuser kayu 2D; (b) difuser bubur kertas 2D; yang diperoleh di Ruang Laboratoriun Akustik Fisika ITS pada jarak mikrofon 70 cm dari difuser dengan frekuensi 2000 Hz ........................................................................................... 44 Gambar 4.12 Grafik polar (a) difuser kayu 2D; (b) difuser bubur kertas 2D; yang diperoleh di Ruang Laboratoriun Akustik Fisika ITS pada jarak mikrofon 70 cm dari difuser dengan frekuensi 4000 Hz.. ......................................................................................... 44

xxii


xxiii

DAFTAR LAMPIRAN

LAMPIRAN A Hasil pengukuran difuser bubur kertas 2 dimensi .................................................................51

LAMPIRAN B Hasil perhitungan ralat pengukuran difuser 2 dimensi .................................................................53

LAMPIRAN C Hasil perhitungan bunyi pantul difuser 2 dimensi ........................................................... 61

LAMPIRAN D FFT dan IFFT pada matlab R2007b ........................................................... 65

xxiv

”Halaman ini sengaja dikosongkan”

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dewasa ini perkembangan ilmu dan teknologi berkembang sangat cepat, tak terkecuali perkembangan di bidang akustika ruangan dan bangunan. Dalam hal ini khususnya ruang auditorium. Ruang auditorium banyak digunakan untuk keperluan meeting, rapat besar, konser, konferensi dan seminar. Sering kali para pengguna ruang auditorium mengeluh mengenai kenyamanan pendengaran. Hal itu menyebabkan pembaharuan teknologi desain dari ruang auditorium itu sendiri sangat dibutuhkan. Karakter suatu ruang auditorium yang bagus dapat dilihat dari bunyi yang dapat didengar dari seluruh ruangan secara merata, dimana ini terjadi akibat ruang auditorium memiliki waktu dengung yang tinggi.

Sebelumnya telah dilakukan penelitian tesis “Karakterisasi Difuser dengan Menggunakan Model Separasi Sinyal” yang telah dilakukan oleh Susilo Indrawati tahun 2011. Untuk mendapatkan karakter ruang auditorium yang bagus dapat dilakukan dengan penambahan bahan reflektor pada dinding, lantai dan langit-langit agar ruangan tersebut memiliki waktu dengung yang tinggi. Akan tetapi, penggunaan reflektor juga dapat menimbulkan gema. Sehingga dibutuhkan komponen pendukung lainnya pada ruang auditorium yaitu difuser. Dimana difuser itu sendiri ialah material akustik yang dapat memperbaiki penyimpangan suara yang terjadi oleh adanya gema. Trevor j. Cox dan D’Antonio telah melakukan penelitian tentang difuser MLS (Maximum Length Sequence) yang dijelaskan dalam buku dan kumpulan makalah tahun 2009, “Acoustic Absorber and Diffusers (theory,design and application)”. Saat ini perkembangan difuser terarah pada susunan difuser dan bahan pembuat difuser.

2

“Pengaruh Variasi Jenis Bahan Terhadap Pola Hamburan Pada Difuser MLS (Maximum Length Sequences) dan QRD (Quadratic Residue Difuser)” yang telah dilakukan oleh Fajar pada tahun 2013. Penelitian tersebut menghasilkan pola hamburan berbeda hanya dalam beberapa frekuensi. Dalam tugas akhir ini, saya mencoba membandingkan pengaruh bahan pembuat difuser 2 dimensi berupa kayu dan bubur kertas. Diharapkan dari penelitian ini dapat mengolah kembali limbah kertas sebagai bahan pembua difuser, sehingga dapat diketahui pengaruh variasi jenis bahan terhadap pola hamburan pada difuers MLS dua dimensi.

1.2 Rumusan Permasalahan

Permasalahan yang diangkat dalam penelitian ini sebagai berikut: a. Bagaimana merancang atau membuat difuser dua dimensi

berbahan kayu b. Bagaimana merancang atau membuat difuser dua dimensi

berbahan bubur kertas c. Bagaimana menghitung nilai koefisien difusi difuser d. Bagaimana membandingkan hasil pola hamburan yang

terjadi pada difuser kayu dan bubur kertas.

1.3 Batasan Masalah

Pada penelitian ini, permasalahan dibatasi pada: a. Pengamatan secara visual pola hamburan difuser yang

terjadi pada ruang Laboratorium Akustik Fisika FMIPA ITS.

b. Tipe difuser yang digunakan adalah difuser kubus MLS dua dimensi dengan variasi bahan berupa kayu dan bubur kertas.

3

c. Ruang penelitian yang digunakan adalah ruang semianechoic yang ada di Laboratorium Akustik Fisika ITS.

d. Pita oktaf yang digunakan yaitu dari frekuensi 125 Hz hingga 4000 Hz

e. Sinyal Generator yang digunakan adalah whitenoise

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Merancang dan membuat difuser dua dimensi berbahan

kayu dan bubur kertas

2. Mendapatkan nilai koefisien difusi dari difuser

3. Membandingkan hasil pola hamburan yang terjadi pada

difuser kayu dan bubur kertas

1.5 Manfaat penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah mengetahui karakteristik beserta pola hamburan difuser kubus MLS dua dimensi untuk dapat diaplikasikan di dalam suatu desain ruang auditorium atau studio. 1.6 Sistematika Penulisan Laporan

Sistematika penulisan tugas akhir ini, tersusun dalam lima bab yaitu :

Bab 1: Pendahuluan Berisi latar belakang masalah, maksud dan tujuan, perumusan masalah dan manfaat tugas akhir.

Bab 2: Tinjauan Pustaka

4

Berisi mengenai kajian pustaka yang digunakan pada tugas akhir.

Bab 3: Metodologi Penelitian Berisi tentang metode dan tahap pengambilan data.

Bab 4: Analisa Data dan Pembahasan Berupa hasil data yang diperoleh, serta analisa yang dilakukan.

Bab 5: Kesimpulan Berisi kesimpulan dari penelitian yang telah dilakukan.

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Interaksi Gelombang Bunyi dengan Permukaan

Perilaku bunyi yang terjadi di dalam suatu ruangan berbeda-beda tergantung frekuensi bunyi yang merambat di dalam suatu ruang dan juga karakter permukaan ruangnya. Bila gelombang bunyi mengenai suatu permukaan seperti dinding, langit-langit atau lantai maka dapat terjadi beberapa peristiwa seperti absorpsi (penyerapan), refleksi (pemantulan), difraksi, dan hamburan.

2.1.1 Absorbsi (penyerapan)

Penyerapan sangat bergantung pada kerapatan material untuk menyerap energi bunyi yang datang pada suatu permukaan. Selain kerapatan, frekuensi bunyi yang tiba juga dapat mempengaruhi terkait nilai absorpsi suatu permukaan atau material. Kemampuan absorpsi material ditentukan oleh koefisien absorpsi, yaitu banyaknya energi bunyi yang diserap dibandingkan keseluruhan energi bunyi yang mengenai permukaan. Besarnya koefisien absorpsi (α) adalah antara 0 sampai 1. Apabila berarti 20% energi bunyi yang datang diserap oleh permukaan bahan dan 80% dipantulkan.

2.1.2 Refleksi (pemantulan)

Permukaan yang keras, padat dan rata merupakan material yang memantulkan hampir semua energi bunyi yang jatuh padanya. Gejala pemantulan ini hampir serupa dengan sifat cahaya yang dipantulkan yaitu apabila sinar datang dan pantul terletak dalam bidang datar yang sama maka sudut sinar pantul pada bidang datar adalah sama. Terdapat tiga medan bunyi akibat refleksi terkait dengan bentuk bidang refleksinya, yaitu :

- merata bila bunyi direfleksikan oleh bidang datar

6

- menyebar bila bunyi direfleksikan oleh bidang cembung - memusat bila bunyi direfleksikan oleh bidang cekung.

Hal ini dapat dilihat pada gambar 2.1

Gambar 2.1 Refleksi oleh bentuk permukaan yang berbeda

2.1.3 Difraksi

Difraksi adalah gejala akustik yang menyebabkan gelombang bunyi dibelokkan atau dihamburkan disekitar penghalang seperti sudut (corner), kolom, tembok dan balok. Pola difraksi juga dapat diperoleh dari gelombang refrelsi. Difraksi gelombang refleksi dikenal juga sebagai peristiwa hamburan.

Hamburan merupakan hasil interaksi gelombang datang dengan permukaan yang keras atau tidak rata, sebaliknya pemantulan spekular terjadi apabila bunyi mengenai permukaan yang halus atau rata. Pada pantulan spekular gelombang bunyi datang mengenai suatu permukaan kemudian memantul ke satu arah sesuai dengan hukum Snellius (Gambar 2.2a), sedangkan pada hamburan gelombang bunyi yang datang mengenai suatu permukaan memantul ke segala arah (Gambar 2.2b). Hamburan terjadi saat panjang gelombang (λ) bunyi lebih besar daripada permukaan bidang pantul.

7

(a) (b)

Gambar 2.2 a) Peristiwa refleksi spekular dan b) Peristiwa hamburan.

Peristiwa hamburan ini sangat penting dalam perancangan suatu ruangan, karena dapat digunakan untuk mencegah adanya pengelompokan bunyi. Dengan ini maka tidak akan ada orang yang mendengar bunyi terlalu kuat disalah satu sisi atau terlalu lemah di sisi satunya. Pada peristiwa hamburan bunyi dalam ruang, besarnya energi bunyi pada ruang tersebut tetap dan tidak berkurang.

2.2 Difuser

Difuser merupakan material akustik yang digunakan untuk memperbaiki penyimpangan suara dalam ruangan seperti gema. Difuser sebagai alternatif yang sangat baik untuk penyerapan suara karena tidak menghilangkan energi suara, tetapi efektif untuk mengurangi gema dan pemantulan sementara ruangan masih tetap terdengar hidup. Dibandingkan dengan menggunakan dinding pemantul yang menyebabkan sebagian besar energi dipantulkan pada sudut yang sama dengan sudut datang, difuser akan menyebabkan energi bunyi akan terpancar ke berbagai arah, sehingga membuat ruangan lebih difusif.

8

Gambar 2.3 Kinerja khas diffuser QRD dibandingkan dengan MLS

2.3 Macam-macam Difuser Schroeder

Difuser Schroeder merupakan panel yang dapat menyebarkan gelombang bunyi yang mengenai permukaannya. Sebuah difuser Schroeder memiliki struktur yang terdiri dari sejumlah sumur yang dapat memiliki kedalaman berbeda-beda. Gelombang bunyi yang mengenai permukaan difuser yang tidak teratur, akan memantul secara acak dari masing-masing sumur. Semua gelombang bunyi yang terpantul ini memiliki jumlah energi yang sama tetapi fasenya berbeda. Hal ini dikarenakan perbedaan jarak yang ditempuh tiap gelombang bunyi yang mengenai bagian-bagian dari difuser yang berbeda-beda. Akibat adanya pemantulan acak dalam ruang, maka ruang terasa lebih hidup.

Berdasarkan bentuk geometri permukaan, difuser dapat dikelompokkan menjadi beberapa bentuk seperti kotak, melengkung, segitiga (piramida), kerucut dan sebagainya. Dalam perkembangannya Scroeder membagi difuser yang berbentuk gelombang kotak ke dalam beberapa bagian diantaranya:

9

2.3.1 Maximum Length Sequence (MLS) 1 Dimensi

Maximum length sequence merupakan difuser yang terdiri dari permukaan dengan dua kedalaman yang berbeda yakni dengan kedalaman 0 dan 1. Angka satu (1) menunjukkan sebuah sumur, sedangkan angka nol (0) menunjukkan sebuah tonjolan.

Gambar 2.4 Gambar potongan diffuser MLS satu dimensi

2.3.2 Maximum Length Sequence (MLS) 2 Dimensi

Difuser MLS 2D memiliki struktur yang sama dengan MLS 1D yaitu berstruktur kaku, dan namun terdiri dari sumur dengan kedalaman berbeda yang dipisahkan oleh dinding tipis.

Gambar 2.5 Gambar potongan difuser MLS dua dimensi

10

2.4 Aplikasi dan Fungsi Difuser

Pada auditorium besar yang memiliki desain akustik yang buruk sering terdengar gema. Gema merupakan pantulan yang datang terambat, yaitu lebih dari 50ms setelah bunyi langsung tiba di pendengar. Pantulan dapat berasal dari dinding belakang, tetapi juga bisa datang dari bagian depan balkon atau tempat-tempat lainnya. Salah satu cara mengatasi terdengarnya gema adalah dengan menggunakan absorber atau difuser. Penggunaan difuser lebih menguntungkan karena tidak menghilangkan energi bunyi . Hal ini sangat penting bila auditorium digunakan untuk menampilkan orkestra, karena setiap bagian bunyi yang dihasilkan oleh para musisi harus dijaga kekuatannya agar tidak hilang diserap oleh absorber.

Salah satu contoh aplikasinya adalah penerapan difuser melengkung pada dinding Hummingbird Centre di Toronto (Consultant John O’Keefe, Aercoustics Engineering Ltd) seperti terlihat pada Gambar 2.6. Difuser yang digunakan berdesain melengkung yaitu seperti anyaman/menenun benang masuk dan keluar dari sisi kayu dinding. Bentuk difuser yang melengkung bertujuan untuk mengacak bunyi sehingga mampu mengatasi gema selain itu juga untuk memenuhi estetika arsitek.

11

Gambar 2.6 Aplikasi penggunaan difuser melengkung pada dinding Hummingbird Centre di Toronto (sumber: D’antonio tahun 2004)

Pada awalnya gedung direnovasi untuk meningkatkan waktu dengung, yaitu dengan memberi refleksi tambahan pada pengeras bunyi yang dipasang pada dinding samping. Pemasangan reflektor tidak menjadi masalah apabila bunyi berasaldari panggung, tapi menjadi masalah ketika bunyi berasal dari pantulan dinding-dinding samping. Ini disebabkan bentuk area penonton yang miring dan berbentuk seperti kipas, sehingga penambahan reflektor ini menimbulkan gema. Mengatasi gema dapat dilakukan dengan menambahkan absorber atau difuser.

12

Namun, penggunaan absorber saja akan mengakibatkan penurunan waktu dengung sehinga tidak sesuai dengan tujuan awal renovasi. Oleh karena itu solusi yang dilakukan adalah menggunakan difuser, yang akan menghilangkan refleksi sisi ke area penonton (pendengar).

2.5 Koefisien Difusi Difuser (d)

Karakter difuser dapat dinilai dari berbagai besaran seperti koefisien difusi (d), koefisien hamburan (s) dan pola hamburan difuser.

Koefisien hamburan (s) didefinisikan sebagai rasio dari energi bunyi terhambur non-spekular terhadap energi bunyi pantul total. Koefisien hamburan, tergantung pada frekuensi dan sudut datang. Prinsip dari koefisien hamburan adalah memisahkan bunyi yang dipantulkan kedalam komponen spekular dan komponen terhambur.

(∑

⁄

)

∑ ( ⁄ )

( )∑ ( ⁄ )

( )

dengan : Li = tekanan bunyi pantul difuser pada titik ke i (dB) n = jumlah receiver (pengambilan data SPL dalam beberapa

sudut ukur) = sudut antara garis normal bidang difuser dengan sumbu

speaker (data diambil 0o) Data yang diperoleh disini adalah data SPL (dB), dengan

rumusan: ( )

(

) ( )

13

(

) ( )

Dengan:

Li = tekanan bunyi pantul difuser pada titik ke i (dB) Ld = tingkat tekanan bunyi SPL dengan difuser (dB) Ltd = tingkat tekanan bunyi SPL tanpa difuser (dB) Pd

2 = tekanan kuadrat dengan difuser (pa) Ptd

2 = tekanan kuadrat tanpa difuser (pa) Pac

2 = tekanan acuan (2 . 10-5 Pa) dimana P2 adalah antilog dari L

Umumnya untuk mengevaluasi kualitas difuser

diselidiki/diamati pola distribusi tingkat tekanan bunyi pada permukaan difuser, kemudian ditentukan koefisien difusi dan koefisien hamburan untuk berbagai frekuensi. Koefisien difusi (d), merupakan ukuran seragamnya bunyi yang dipantulkan oleh difuser. Besarnya koefisien difusi (d) adalah antara 0 dan 1. Jika d = 1 berarti bunyi yang tiba di difuser akan tersebar secara merata sedangkan d = 0 menunjukkan bunyi tidak dihamburkan melainkan dipantulkan secara spekular. Untuk mendapatkan nilai koefisien difusi d, difuser diletakkan pada salah satu dinding ruang anechoic, 19 mikropon mengelilingi difuser dengan perbedaan sudut 10o yang satu dengan yang lain diukur terhadap garis normal difuser.

Ruang uji yang digunakan pada penelitian ini adalah ruang Laboratorium Akustik (semianechoic) yang berada di jurusan FMIPA Fisika ITS. Pengukuran yang dilakukan adalah dengan dan tanpa difuser. Ketika tidak ada difuser SPL yang di tangkap mikrofon adalah bunyi datang, sedangkan ketika ada difuser SPL yang ditangkap mikrofon merupakan kombinasi antara bunyi datang dan bunyi yang dipantulkan oleh permukaan difuser. Dalam penelitiannya D’antonio mendapatkan bahwa. besarnya koefisien difusi (d) bergantung pada jarak pengukuran.

14

Semakin jauh titik pengukuran semakin kecil nilai d yang di dapatkan. 2.6 Sinyal

Sinyal adalah besaran fisis yang berubah menurut waktu, ruang, atau variabel-variabel bebas lainnya yang berisi informasi mengenai tingkah laku sebuah sistem. Secara matematis, sinyal merupakan fungsi dari satu atau lebih variabel bebas (independent variable). Sebagai contoh, sinyal suara dinyatakan secara matematis oleh tekanan akustik sebagai fungsi waktu yang diilustrasikan di Gambar 2.7.

Gambar 2.7 Sinyal suara

Berdasarkan perubahan variabel tekanan terhadap waktu yang ada dalam sistem, model sistem dibagi menjadi model sistem waktu kontinu dan model system waktu diskrit. Model sistem waktu kontinu umumnya ditulis dengan simbol waktu t, sedangkan model waktu diskrit umumnya ditulis dengan simbol waktu k. Sebuah sinyal kontinyu berbentuk sinusoidal diperlihatkan pada Gambar 2.8 dan dituliskan secara matematika sebagai berikut

ms

Am

plit

ud

o

15

( ) ( ) ( ) Dengan: A = amplitudo Ω = frekuensi sudut dalam sinyal kontinyu θ = fase awal sinyal kontinyu

Gambar 2.8 Gambar gelombang sinyal waktu kontinyu

Sebuah sinyal sinusoidal waktu diskrit diperlihatkan pada Gambar 2.9 dan persamaannya ditulis

( ) ( ) ( ) dengan n adalah bilangan bulat n = 0, 1, 2,...

A = amplitude sinyal ω = frekuensi sudut θ = fase awal sinyal

16

Gambar 2.9 Gelombang sinyal diskrit

Untuk melakukan analisis frekuensi sinyal waktu diskrit x(n) maka perlu dibuat representasi sinyal dari domain waktu ke domain frekuensi. Dalam penelitian, pengolahan menggunakan jenis sinyal diskrit maka transformasi juga dalam bentuk sinyal diskrit yang dikenal dengan DFT (Discret Fourier Transform) atau FFT (Fast Fourier Transform) dapat digunakan untuk mengubah sinyal domain waktu x(n) menjadi domain frekuensi x(k). Persamaan DFT dituliskan:

( ) ∑ ( ) ( )

( )

Invers DFT (IDFT) digunakan untuk mendapatkan kembali representasi sinyal diskrit dari domain frekuensi x(k) ke dalam domain waktu x(n). Secara matematis transformasi sinyal diskrit dari domain frekuensi ke domain waktu, dapat dinyatakan dalam persamaan:

( )

∑ ( ) (

)

17

∑ ( )

( )

dengan : x(k) = data dalam sinyal domain frekuensi x(n) = data dalam sinyal domain waktu n = data ke (1, 2, 3 …) N = banyaknya data

a

18

b

Gambar 2.10 sinyal a) dalam domain waktu b) dalam domain frekuensi

Sinyal dalam domain waktu (Gambar 2.10 a) kurang informatif karena tidak bisa mengetahui besarnya amplitudo/tekanan tiap waktu, maka perlu dilakukan transformasi Fourier pada persamaan 2.8 seperti yang diperlihatkan pada Gambar 2.10 b. Transformasi tersebut mengubah sinyal akustik menjadi bentuk spectrum frekuensi. Sehingga perubahan frekuensi tertentu terlihat lebih jelas.

2.7 Ralat Standar Deviasi

Ralat standar deviasi adalah ralat yang didapatkan karena tidak mengetahui sumber yang dapat diketahui dan dikendalikan. Misalnya pada pengukuran yang berulang dengan hasil yang berbeda. Untuk mengetaui hasil yang sesungguhnya dari hasil pengukuran digunakan harga rata-rata. Tetapi untuk pengukuran

19

berulang dengan hasil yang berbeda diperlukan Ralat Suatu Pengukuran. Ralat suatu pengukuran harus dicantumkan dalam hasil pengukuran.

Ralat Mutlak : [∑( )

( )] ⁄

(2.9)

Ralat Nisbi : (2.10)

Keseksamaan : (2.11)

dimana n = jumlah pengukuran yang dilakukan

Dalam menuliskan ralat mutlak diambil hanyak satu angka yang bukan nol dibelakang koma. Angka 5 atau lebih dibulatkan keatas, sedangkan lebih kecil dari 5 diabaikan. Sehingga hasil pengukuran dituliskan = hasil rata-rata ± Ralat mutlak.

20


21

BAB III

METODOLOGI

3.1 Tahap-tahap Penelitian

Pada tugas akhir ini, difuser yang digunakan merupakan difuser kotak dua dimensi berbahan kayu yang nantinya akan dibandingkan dengan difuser kotak dua dimensi berbahan bubur kertas. Adapun tahapan penelitian dalam tugas akhir ini, yang ditampilkan dalam bentuk diagram alir pada Gambar 3.1 adalah sebagai berikut :

Gambar 3.1 Diagram alir metodologi penelitian

Studi Literatur dan Pengenalan Perangkat Lunak dan Keras yang digunakan

Perancangan dan Pembuatan Difuser Dua Dimensi

Pengukuran SPL di sekitar difuser (Pengambilan Data Pola Hamburan)

Pengolahan dan analisis data

Kesimpulan

Pembuatan Laporan Tugas Akhir

Tahap Pembuatan Perangkat Lunak Untuk Pemodelan difuser dengan FFT dan IFFT

22

3.2 Studi Literatur

Studi literatur dilakukan untuk memahami dengan baik tentang penelitian yang akan dilakukan dan mendukung proses pembuatan tugas akhir dari awal hingga penulisan laporan. Tahap ini dilakukan untuk mendapatkan tinjauan pustaka yang berkaitan dengan penelitian sehingga dapat menjadi acuan dalam melakukan analisis dan pembahasan. Sumber literatur yang digunakan dalam penelitian ini meliputi buku-buku teks, artikel, jurnal ilmiah serta internet. 3.3 Pengenalan Alat

Tahap ini bertujuan membahas fungsi dan karakteristik peralatan perangkat lunak dan keras yang digunakan dalam penelitian. Alat- alat yang digunakan dalam penelitian ini meliputi : i. Personal Computer : merupakan perangkat keras berisi

software a). TrueRTA yang berfungsi sebagai generator bunyi, tone, white noise dan pink noise. b). YMEC (Yoshimasa Electronic) berfungsi sebagai pengolah data SPL

ii. SLM (Sound Level Meter) : berfungsi sebagai mikrofon yang menangkap bunyi di sekitar difuser.

iii. Amplifier: berfungsi sebagai penguat bunyi yang dikeluarkan dari PC sebelum masuk ke dalam speaker.

iv. Speaker: berfungsi mengeluarkan bunyi yang berasal dari PC setelah dikuatkan oleh amplifier.

v. Perangkat lunak Matlab R2007b: berfungsi sebagai alat untuk menganalisa dan memodelkan pola hamburan dan menghitung besarnya koefisien hamburan pada difuser.

vi. Tripod : berfungsi sebagai penyangga bahan uji (difuser) agar berada pada posisi yang diinginkan.

23

vii. Stan mikrofon : berfungsi sebagai tempat penyangga mikrofon atau SLM agar tepat berada pada jarak dan sudut yang diinginkan.

3.4 Perancangan dan Pembuatan Difuser

Difuser yang dibuat pada penelitian ini adalah difuser berbentuk kubus dua dimensi dengan berbahan dasar kayu dan bubur kertas. Alas difuser kubus dua dimensi pertama terbuat dari tripleks setebal 0,01 m dengan panjang dan lebar 0,6 m x 0,6 m. Kemudian tonjolan terbuat dari kayu dengan ukuran panjang, lebar dan tinggi 0,06 m x 0,06 m x 0,03 m. Pemilihan lebar sumur ditentukan oleh lebar tonjolan didasarkan pada bentuk dan ukuran yang ada di pasaran. Seperti halnya pada difuser kubus dua dimensi berbahan dasar kayu, pada bahan bubur kertas, difuser memiliki panjang, lebar dan tinggi 0,06 m x 0,06 m x 0,03 m. Adapun perancangan difuser yang akan dibuat dapat dilihat pada Gambar 3.2 berikut ini.

Gambar 3.2 Potongan difuser dua dimensi untuk bahan kayu dan

bubur kertas.

24

3.5 Pengambilan Data dan Perhitungan Koefisien Difusi

Pengambilan data pada penelitian yang dilakukan mempunyai beberapa sasaran yaitu mendapatkan pola hamburan difuser, menghitung besarnya koefisien difusi difuser.

3.5.1 Pengukuran Pola Hamburan Pada Difuser

Pengukuran SPL pada muka difuser (lihat skema Gambar 3.3) dilakukan untuk mengetahui pola SPL bunyi yang terhambur oleh difuser (lihat skema Gambar 3.2). Pengukuran SPL pada muka difuser dilakukan dengan mencatat nilai SPL pada titik-titik di sekeliling difuser dengan jarak yang sama dari difuser, dan memberikan variasi sudut pengukuran 10o. Pengukuran dilakukan di ruang uji lab Akustik Fisika FMIPA ITS. Data yang diperoleh nantinya akan di proses dengan menggunakan software Matlab R2007b sehingga mendapatkan hasil pola hamburan difuser.

Gambar 3.3 Skema pengukuran pola hamburan difuser.

25

3.5.2 Proses Pemisahan sinyal akustik

Untuk mendapatkan koefisien difusi digunakan persamaan 3.1. Dalam persamaan tersebut Li menyatakan SPL bunyi pantul. Karena Li tidak dapat diukur secara langsung maka digunakanlah metode pemisahan sinyal, yang akan dibahas berikut ini lewat kurva-kurva di Gambar 3.4. Jadi proses pemisahan sinyal yang dilakukan disini adalah mendapatkan nilai Li dari sinyal pantul.

Data yang diperoleh disini adalah data SPL (dB), dengan rumusan:

)(10 2

2

acPPLogL

(3.1) Dengan: L = tingkat tekanan bunyi SPL (dB) P2 = tekanan kuadrat (pa) Pac

2 = tekanan acuan (2 . 10-5 Pa) dimana P2 adalah antilog dari L Tahap pertama proses pemisahan ini diambil data SPL bunyi

datang (LD) yang didapat ketika pengukuran dilakukan tanpa difuser. Dari nilai LD ini, dengan menggunakan Persaman 3.1 didapatkan P2

D dalam domain waktu (Gambar 3.4a.). Langkah kedua adalah mengukur SPL ketika ada difuser (LDP) yang menghasilkan P2

DP yaitu data sinyal kombinasi bunyi datang dan bunyi pantul dalam domain waktu.

Tahap kedua data yang diperoleh dari masing-masing pengukuran di lakukan perubahan dalam bentuk sinyal dalam domain waktu dengan persamaan 2.2 menggunakan Matlab R2007b (seperti Gambar 3.4a) kemudian dengan menggunakan FFT diubah dalam domain frekuensi (seperti Gambar 3.4b). Kemudian dilakukan separasi sinyal menggunakan persamaan 2.3 dan dikembalikan dalam domain waktu (IFFT) (seperti Gambar 3.4c)

26

(a)

(b)

27

(c)

Gambar 3.4 Proses separasi sinyal

3.5.3 Perhitungan Ralat Pengukuran

Dari hasil data pengukuran yang diperoleh, kemudian dapat dilakukan perhitungan ralat pengukuran dengan menggunakan persamaan sebagai berikut:

Ralat Mutlak : [∑( )

( )] ⁄

(3.2)

Ralat Nisbi : (3.3)

Keseksamaan : (3.4)

dimana n = jumlah pengukuran yang dilakukan

28

Dalam menuliskan ralat mutlak diambil hanyak satu angka yang bukan nol dibelakang koma. Angka 5 atau lebih dibulatkan keatas, sedangkan lebih kecil dari 5 diabaikan. Sehingga hasil pengukuran dituliskan = hasil rata-rata ± Ralat mutlak.

3.5.4 Perhitungan Koefisien Difusi Difuser

Koefisien difusi dapat dihasilnya dari pengukuran pola hamburan difuser, dengan cara mengukur tingkat tekanan bunyi (SPL) pada jarak yang sama dari difuser dengan variasi sudut 10o.

Untuk menentukan besarnya koefisien difusi digunakan persamaan:

(∑

⁄

)

∑ ( ⁄ )

( )∑ ( ⁄ )

( )

dengan : Li = tekanan bunyi pantul difuser pada titik ke i (dB) n = jumlah receiver (pengambilan data SPL dalam beberapa

sudut ukur) = sudut antara garis normal bidang difuser dengan sumbu

speaker (data diambil 0o)

29

BAB IV

ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pengukuran

4.1.1 Ruang Uji

Ruang uji yang digunakan untuk pengukuran SPL yang dihamburkan oleh difuser adalah Ruang Uji Laboratorium Akustik Fisika FMIPA ITS Surabaya. Adapun ukuran ruang uji panjang x lebar x tinggi yaitu 3,5 m x 3,5 m x 2,75 m. Ruang uji yang digunakan berbentuk kotak dengan dinding ruang uji terbuat dengan tripleks berlapis formika. Sisi ruang (sisi belakang difuser) dilapisi bahan penyerap berupa glasswool bagian tengah dan karpet disekelilingnya, sedangkan sisi lainnya (sisi samping kanan, kiri dan depan) dilapisi bahan penyerap berupa rockwool pada bagian tengah dan karpet disekelilingnya. Serta sisi bagian atas dan bawah ruang uji dilapisi oleh karpet sebagai bahan penyerap. Dengan adanya bahan penyerap diharapkan pantulan bunyi yang ditangkap oleh mikrofon adalah bunyi pantul dari difuser dan meminimalkan bunyi pantul dari dinding ruang uji (Lihat Gambar 4.1).

Gambar 4.1 Ruang uji semianechoic Laboratorium Akustik Fisika ITS

rockwool glasswool karpet difuser speaker

busur mikrofon

30

4.1.2 Bahan Uji

Difuser yang dibuat adalah difuser berbentuk kotak dengan tipe difuser MLS dua dimensi. Alas difuser pertama terbuat dari bahan kayu dengan ukuran 0,6 m x 0,6 m x 0,1 m. Sedangkan tonjolan difuser terbuat dari kayu dengan ukuran 0,06 m x 0,06 m x 0,03 m. Difuser kedua terbuat dari bahan bubur kertas dengan ukuran yang sama seperti difuser pertama. Variasi yang diberikan hanya perbedaan bahan dasar pembuatan difuser seperti pada Gambar 4.2.

(a)

(b)

Gambar 4.2 Gambar difuser bahan: (a) bubur kertas; (b) kayu

31

4.2. Data Hasil Pengukuran

Pengukuran yang dilakukan meliputi pengukuran tingkat bising sekitar, data SPL tanpa difuser, serta data SPL dengan difuser 2D.

4.2.1. Data Pengukuran Tingkat Bising Sekitar

Dalam pengukuran SPL suatu ruangan, sangat penting terlebih dahulu mengukur besarnya tingkat bising sekitar (background noise), hal ini bertujuan untuk menghindari hasil pengukuran akibat bising sekitar. Data tingkat bising sekitar dapat dilihat pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1 Data tingkat bising sekitar (background noise)

Frekuensi (Hz) Tingkat bising sekitar (dB) 125 42,9 - 37,9 250 37,8 - 30,3 500 24,7 - 20,8 1000 20,1 - 16,7 2000 14,6 - 12,3 4000 13,6 - 12,2

4.2.2. Data SPL Tanpa Difuser, Difuser 2 Dimensi

Setelah melakukan pengukuran di ruang uji, didapatkan data SPL pada masing-masing titik ukur ketika pengukuran dengan difuser 2D dan tanpa difuser. Hasil pengukuran tingkat tekanan bunyi tanpa difuser dapat dilihat pada Tabel 4.2, sedangkan data selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran A. Dari data pada Tabel 4.2 dapat dihitung besarnya bunyi yang dihamburkan atau dipantulkan oleh difuser sehingga dapat dilihat pola hamburannya.

32

Tabel 4.2 Tabel pengukuran SPL tanpa difuser (speaker)

Sudut SPL (dB)

125 Hz 250 Hz 500 Hz 1000 Hz 2000 Hz 4000 Hz

0 81,9 89,9 91,2 82,6 81,7 93,2 10 82,0 90,0 93,5 81,8 83,1 90,0 20 80,6 90,3 91,8 88,9 83,9 94,5 30 83,5 85,2 92,4 90,0 85,9 92,1 40 80,9 86,1 92,6 88,8 80,2 90,3 50 82,8 84,3 98,7 84,9 81,9 97,2 60 82,4 85,1 101,0 84,2 85,3 96,1 70 83,5 88,9 96,0 89,5 90,1 97,6 80 84,7 98,7 93,6 90,8 88,9 97,6 90 86,1 97,3 97,3 89,7 88,1 97,0

100 85,0 95,3 96,9 85,4 89,0 96,1 110 84,3 94,4 97,7 85,8 87,5 95,0 120 82,8 93,7 98,0 84,3 88,0 94,1 130 82,1 94,1 93,0 77,0 86,7 95,6 140 81,2 92,9 96,6 81,9 85,5 94,3 150 80,5 96,1 92,4 83,5 90,5 91,5 160 81,2 96,9 97,7 86,8 81,8 91,4 170 81,6 98,0 90,0 83,8 81,9 87,6 180 80,2 93,2 88,8 77,9 84,0 88,0

4.3. Hasil Perhitungan SPL Bunyi yang Dihamburkan

Difuser

Perhitungan yang dilakukan dalam penelitian ini adalah menghitung bunyi yang dipantulkan oleh difuser 2D. Dimana tekanan bunyi yang ditangkap mikrofon saat pengukuran menggunakan difuser 2D diasumsikan sebagai bunyi pantul dan bunyi datang, sedangkan untuk pengukuran tanpa menggunakan

33

difuser diasumsikan hanya sebagai bunyi datang sehingga selisih antara nilai dari tanpa dan menggunakan difuser 2D bisa diartikan sebagai nilai bunyi pantul dari difuser 2D (bunyi yang dihamburkan).

Proses perhitungan koefisien difusi d dimulai dari pengolahan data SPL. Data yang digunakan sebagai contoh yaitu data hasil pengukuran di ruang semianechoic Laboratorium Akustik Fisika ITS untuk titik ukur mikrofon 70 cm dari difuser 2D berbahan kayu dengan sudut 00. Data tersebut dapat dilihat pada Tabel 4.4.

Tabel 4.3 SPL bunyi datang (SPLd) pada jarak 70 cm dari difuser kayu 2D (pada titik ukur 00) di ruang semianechoic Laboratorium Akustik Fisika ITS

t (s) Bunyi Datang t (s)

Bunyi Datang

SPLd (dB) SPLd (dB) 1 89,56 17 89,9 2 89,46 18 89,1 3 89,29 19 89,98 4 89,79 20 89,97 5 89,42 21 89,85 6 89,59 22 89,95 7 89,22 23 89,35 8 89,19 24 89,18 9 89,91 25 89,4

10 89,19 26 89,11 11 89,39 27 89,79 12 89,49 28 89,47 13 89,13 29 89,95 14 89,18 30 89,34

34

15 89,28 31 89,59 16 89,07 32 89,6

Pada Tabel 4.3 dapat diketahui dari data pengukuran bahwa nilai berbeda pada dua angka belakang koma. Dengan terjadinya hal ini maka dilakukan perhitungan ralat dengan menggunakan persamaan 3.3 – 3.5. Salah satu hasil penghitungan ralat pengukuran dapat dilihat sebagai berikut

Ralat Mutlak : [

]

⁄

Ralat Nisbi :

%

Keseksamaan : Hasil pengukuran = dari hasil perhitungan ralat pengukuran dapat diketahui bahwa nilai SPLd sebenarnya terletak antara ( . Dan error pengukuran yang dilakukan sebesar 0,06% dari skala 100%. Data selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran B

Selanjutnya digambar kurva sinyal bunyi datang + pantul dan bunyi datang dalam domain waktu (Lihat Gambar 4.3)

35

(a)

(b)

Gambar 4.3 Kurva sinyal dalam domain waktu: (a) bunyi datang + pantul; (b) bunyi datang, di ruang semianechoic Fisika FMIPA ITS

dengan jarak 70 cm dari difuser kayu 2D.

36

Setelah didapatkan kurva pada Gambar 4.3 dapat dilihat bahwa kurva sinyal dalam domain waktu bunyi datang dan bunyi datang + pantul belum dapat dianalisa sehingga langkah selanjutnya yaitu perubahan dari domain waktu ke domain frekuensi (FFT) dengan menggunakan persamaan 2.4 sehingga dapat dilihat pada Gambar 4.4.

(a)

37

(b)

Gambar 4.4 Kurva sinyal hasil FFT dari domain waktu ke domain frekuensi: (a) bunyi datang + pantul; (b) bunyi datang, di ruang

semianechoic Fisika FMIPA ITS dengan jarak 70 cm dari difuser kayu 2D.

Setelah didapatkan kurva sinyal hasil FFT dalam domain

frekuensi, langkah selanjutnya adalah melakukan pemisahan sinyal dengan cara mengurangi hasil pada kurva sinyal datang+pantul dengan sinyal datang sehingga didapatkan kurva sinyal pantul saja (Lihat Gambar 4.5)

38

Gambar 4.5 Kurva sinyal hasil pemisahan bunyi pantul, di ruang semianechoic Fisika FMIPA ITS dengan jarak 70 cm dari difuser kayu

2D.

Dapat dilihat bahwa pada frekuensi 5 Hz dan 50 Hz terjadi bunyi pantul yang sangat besar, namun sinyal bunyi pantul pada Gambar 4.5 masih dalam domain frekuensi yang mana belum diketahui nilai tekanan, sehingga belum dapat diolah untuk menentukan koefisien difusi. Untuk mendapatkan nilai tekanan yang terjadi saat bunyi pantul maka perlu diubah kembali ke dalam domain waktu (IFFT), dan hasilnya dapat dilihat pada Gambar 4.6.

39

Gambar 4.6 Kurva sinyal hasil pemisahan bunyi pantul dalam domain frekuensi di ruang semianechoic Fisika Fmipa ITS dengan jarak 70 cm

dari difuser kayu 2D.

Sinyal bunyi pantul yang didapatkan pada Gambar 4.6 masih dinyatakan dalam besarap P2 sehingga perlu diubah dalam bentuk Li untuk dapat digunakan pada persamaan 3.1. Cara mengubah besaran P2 menjadi Li adalah dengan persamaan logaritmis yaitu :

(

)

dengan Pac2 = Pacuan sebesar

Hasil konversi P2 menjadi Li pada sudut 00 dan frekuensi 250 Hz dapat dilihat sebagai berikut

(

)

40

Rangkaian pengolahan dan perhitungan di atas juga dilakukan untuk mendapatkan Li pada sudut yang lainnya. Pada Tabel 4.4 disajikan besarnya Li untuk sudut 00-1800 pada frekuensi 250 Hz difuser kayu 2D . Data Selengkapnya dapat dilihat pada lampiran C.

Tabel 4.4 Tingkat tekanan bunyi (Li) pada difuser kayu 2D dengan frekuensi 250 Hz

Sudut Bunyi Pantul (Li) Sudut Bunyi Pantul (Li) 0 95,80 ± 0,06 100 85,14 ± 0,06

10 97,48 ± 0,03 110 88,53 ± 0,08 20 98,60 ± 0,06 120 90,18 ± 0,02 30 97,34 ± 0,07 130 83,94 ± 0,09 40 95,53 ± 0,08 140 94,00 ± 0,07 50 98,01 ± 0,02 150 94,03 ± 0,03 60 97,87 ± 0,03 160 96,67 ± 0,04 70 97,65 ± 0,06 170 93,80 ± 0,07 80 85,43 ± 0,05 180 95,16 ± 0,04 90 87,14 ± 0,03

4.4. Perhitungan Koefisien Difusi Difuser

Salah satu karakter difuser ditunjukkan oleh besarnya koefisien difusinya. Dengan menggunakan metode separasi sinyal pada subbab 4.3 telah ditunjukkan langkah memperoleh besarnya SPL bunyi yang dipantulkan (Li). Dengan menggunakan persamaan 2.1 yaitu

(∑

⁄

)

∑ (

⁄ )

∑ (

⁄ )

41

dan hasil perhitungan bunyi yang dipantulkan (Li) pada Tabel 4.5, besarnya d0 difuser kayu 2D dapat diperoleh. Hasil semua perhitungan koefisien difusi difuer kayu 2D dan difuser bubur kertas 2D pada jarak pengukuran 70 cm dari difuser yang dilakukan di ruang semianechoic Laboratorium Akustik Fisika ITS

Tabel 4.5 Hasil perhitungan koefisien difusi Koefisien Difusi

Difuser Kayu 2D Difuser Bubur Kertas 2D 0,312 ± 0,008 0,319 ± 0,007

Berdasarkan hasil koefisien difusi yang diperoleh di atas, dapat disimpulkan bahwa difuser bubur kertas 2D sama dengan difuser kayu 2D yaitu 0,3 artinya koefisien difusi tidak dipengaruhi oleh jenis bahan difuser yang digunakan. lebih menghamburkan bunyi. Dengan selisih koefisien difuser hanya 0,007 mengartikan bahwa dengan bahan yang berbeda dan bentuk yang sama, nilai koefisien difuser tidak terpengaruh besar oleh bahan difuser.

4.5. Perbandingan Pola Hamburan Difuser

Untuk mempermudah pembacaan maka ditampilkan perbedaan sinyal antara bunyi datang dan bunyi yang dihamburkan pada difuser kayu 2D dan bubur kertas dalam grafik polar. Pada Gambar 4.7 dapat dilihat bahwa pola hamburan yang terjadi pada frekuensi 125 Hz dengan bahan difuser 2D berupa bubur kertas menghasilkan pola persebaran bunyi yang lebih merata dibandingkan dengan difuser 2D berbahan kayu.

42

65,0

70,0

75,0

80,0

85,0

90,00

10 2030

4050

6070

80

90

100

110120

130140

150160170180

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,00

10 2030

4050

6070

80

90

100

110120

130140

150160170180

bunyi datang + pantul

bunyi pantul

bunyi datang

75,0

80,0

85,0

90,0

95,0

100,00

10 2030

4050

60

70

80

90

100

110

120130

140150

160170180

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,00

10 2030

4050

60

70

80

90

100

110

120

130140

150160170180


bunyi pantul

bunyi datang

(a) (b) Gambar 4.7 Grafik polar (a) difuser kayu 2D; (b) difuser bubur kertas

2D; yang diperoleh di Ruang Laboratoriun Akustik Fisika ITS pada jarak mikrofon 70 cm dari difuser dengan frekuensi 125 Hz.



43

75,080,085,090,095,0

100,0105,0

010 20

3040

5060

708090100

110120

130140

150160170180

80,0

85,0

90,0

95,0

100,0

105,00

10 2030

4050

6070

80

90

100

110120

130140

150160170180


bunyi pantul

bunyi datang

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,00

10 2030

4050

607080

90

100

110120

130140

150160170180

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,00

10 2030

4050

607080

90

100

110120

130140

150160170180


bunyi pantul

bunyi datang





44

65,070,075,080,085,090,095,0

010 20

3040

5060

7080

90

100

110120

130140

150160170180

70,0

75,0

80,0

85,0

90,0

95,00

10 2030

4050

6070

80

90

100

110120

130140

150160170180


bunyi pantul

bunyi datang

75,080,085,090,095,0

100,0105,0

010 20

3040

5060

70

80

90

100

110120

130140

150160170180

0,0

50,0

100,0

150,00

10 2030

4050

6070

80

90

100

110120

130140

150160170180


bunyi pantul

bunyi datang





45

Pada grafik polar yang ditunjukkan pada Gambar 4.7 – 4.12 menunjukkan bentuk fluktuasi pola hamburan antara frekuensi 125, 250, 500, 1000, 2000 dan 4000 Hz. Pada grafik tersebut menunjukkan nilai SPL yang lebih besar dari pada difuser bubur kertas 2D dengan pola hamburan yang hampir sama. Hal ini dapat disebabkan karena nilai koefisien difusi difuser bubur kertas 2D (0,319± 0,007) sama dengan difuser kayu 2D (0,312± 0,008) yaitu bernilai 0,3. Contoh lainnya yaitu pada Gambar 4.11 pola hamburan bunyi pantul yang berasal dari difuser (garis berwarna biru) untuk difuser kayu 2D dan difuser bubur kertas 2D hampir sama, yang membedakan yaitu tingkat bunyinya (SPL). Dapat dilihat pola persebaran bunyi yang terjadi tidak merata pada seluruh frekuensi. Untuk difuser bubur kertas 2D hasil baik yaitu pada frekuensi 125, 250 dan 4000 Hz. Sedangkan untuk frekuensi tengah bunyi hamburan kurang merata. Hal ini dapat terjadi karena dipengaruhi oleh karakteristik jenis bahan difuser yang digunakan. Dari bubur kertas yang digunakan, rongga yang dimiliki pada difuser ini lebih banyak dari pada yang dimiliki oleh kayu. Ini juga menentukan tipe difuser bubur kertas 2D dan kayu 2D dapat digunakan untuk suatu ruangan dengan kriteria yang berbeda. Dari penelitian yang dilakukan, dapat diketahui bahwa variasi bahan yang digunakan untuk difuser tidak mempengaruhi besarnya nilai koefisien difusi, melainkan dapat mengetahui bahan tersebut bisa digunakan dengan ruang berkriteria tertentu. Seperti halnya difuser 2D bahan bubur kertas dengan kriteria berupa daya absorber yang lebih besar dari pada daya pantulan dapat digunakan sebagai peredam sedangkan untuk difuser 2D bahan kayu dengan kriteria daya pantul yang lebih besar dapat digunakan sebagai pemantul bunyi untuk suatu ruangan dengan kriteria tertentu.

46


47

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5. 1 Kesimpulan

Berdasarkan hasil percobaan dengan judul “Pengaruh Variasi Jenis Bahan terhadap Pola Hamburan Difuser MLS (Maximum Length Sequence) Dua Dimensi” maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :

1. Besarnya koefisien diffuser kayu dan bubur kertas 2D memilliki nilai yang sama. Yaitu 0,312 ± 0,008 untuk diffuser kayu 2D dan 0,319 ± 0,007 untuk diffuser bubur kertas 2D

2. Besarnya koefisien difusi hanya bergantung pada bentuk dimensinya, namun tidak bergantung dengan jenis bahan.

3. Pola hamburan yang terjadi pada difuser kayu dan bubur kertas sama pada frekuensi 500, 1000 dan 2000 Hz. Tetapi pada frekuensi 125, 250 dan 4000 Hz pola hamburan difuser bubur kertas 2D lebih merata dari pada difuser kayu 2D.

5.2 Saran

1. Untuk penelitian selanjutnya agar dilakukan pada ruangan anechoic sehingga pantulan bunyi dari difuser tidak bercampur dengan pantulan bunyi dari dinding.

2. Dilakukan percobaan dengan lebih banyak lagi variasi bentuk atau desain difuser.

3. Menggunakan mikrofon multichannel sehingga data yang didapat bisa pada kondisi dan waktu yang sama.

4. Menggunakan speaker mono direction agar sumber bunyi datang langsung menuju difuser.

48


49

DAFTAR PUSTAKA

Committee draft ISO/CD 17497-2, “Acoustic- Measurement of

sound scattering properties of surface-Part 2:

Measurement of the directional diffusion coefficient in a

free field”, (2002).

D’Antonio P, TJ Cox, 2004, “Acoustic absorbers and difuser :

theory, design and application”, Spoon Press : London

Everest Alton F, Ken. C Pohlmann, 2009, “Master Handbook of

Acoustic”, McGraw-Hill : 257-259

Hunecke-Knowledge, Maximum Length Sequence Diffusors

<URL:http://www.hunecke.

de/en/knowledge/diffusors/maximum-length-

diffusor.html>

Indrawati S., 2011, “Karakterisasi Difuser dengan Menggunakan

Model Separasi Sinyal Akustik”, ITS-Surabaya

Kurniawan F., 2013, Tugas Akhir : “Pengaruh Variasi Jenis

Bahan Terhadap Pola Hamburan Pada Difuser MLS

(Maximum Length Sequences) dan QRD (Duadratic

Residue Diffuser)”, ITS-Surabaya

50

L. Doelle, Leslie, 1972, “Environmental Acoustics”, McGraw-

Hill, hal 32-34

Proakis John G, Manolakis, 2007, “Digital Sinyal Processing”,

edisi 4, Prentice Hall, New Jersey : 34-35.

Smith, B. J., R. J. Peters, Owen, Stephani, 1995, “ Accoustic and

Noise Control”, 2nd ed., North-East Surrey College of

Technology (NESCOT), Hal : 62-63

T.J. Cox, 2005, “Accoustic Diffusers, The Good, The Bad and The

Ugly”, Proceeding of the Institute of Acoustic.

Werner Hans, S., 1981, “More on the diffraction theory of Schroeder diffusors”, J. Acoust. Soc. Am. 70,633

51

Lampiran A

Data hasil pengukuran untuk difuser bubur kertas dua dimensi pada jarak 70 cm antara mikrofon dan difuser.

Tabel A.1 Hasil pengukuran difuser bubur kertas 2 dimensi

Sudut SPL (dB)

125 Hz 250 Hz 500 Hz 1000 Hz 2000 Hz 4000 Hz

0 83,8 97,4 95,7 88,0 85,3 94,5

10 82,5 98,5 100,1 83,8 86,9 96,8

20 83,5 98,7 100,5 89,6 90,0 95,2

30 84,4 96,7 96,7 90,2 88,9 93,6

40 85,8 95,2 98,7 89,0 84,5 96,3

50 86,3 95,6 102,0 86,0 89,2 98,2

60 87,5 97,4 102,0 88,7 91,3 96,9

70 88,5 98,3 99,1 92,6 91,0 99,7

80 88,9 99,8 95,4 93,5 91,8 100,6

90 88,9 99,1 98,7 90,3 92,5 103,9

100 88,8 97,0 97,4 90,0 92,6 97,2

110 88,1 94,5 99,6 92,0 89,4 95,4

120 87,0 94,5 102,6 88,8 88,9 97,7

130 85,6 98,8 102,2 83,5 88,0 96,6

140 84,0 96,0 101,5 89,4 89,2 94,8

150 83,3 98,8 100,1 86,1 92,5 93,1

160 84,0 100,9 99,2 87,6 89,9 96,4

170 85,7 101,3 97,5 86,5 86,3 91,3

180 87,9 99,8 94,2 78,5 90,6 91,6

52

Tabel A.2 Hasil pengukuran difuser kayu 2 dimensi

Sudut SPL (dB)

125 Hz 250 Hz 500 Hz 1000 Hz 2000 Hz 4000 Hz

0 84,3 96,8 94,5 86,7 84,9 98,8 10 83,7 98,2 97,7 88,7 86,1 95,6 20 84,2 99,2 100,1 90,3 88,7 98,8 30 84,3 97,6 97,0 92,7 87,3 97,4 40 85,8 96,0 99,3 93,1 82,5 95,6 50 84,2 98,2 101,4 85,9 89,2 99,3 60 85,6 98,1 101,7 86,9 90,0 97,7 70 86,4 98,2 97,6 90,8 90,1 103,1 80 86,9 98,9 94,9 92,8 89,8 99,3 90 87,2 97,7 99,8 91,8 88,9 101,3 100 86,8 95,7 97,3 88,5 89,9 99,1 110 86,0 95,4 98,3 90,8 89,9 98,3 120 85,7 95,3 99,1 84,5 90,1 99,7 130 84,3 94,5 103,0 82,9 90,2 96,6 140 84,1 96,5 103,4 87,1 89,7 95,7 150 83,7 98,2 100,9 88,0 90,9 97,3 160 82,0 99,8 99,6 87,2 87,7 95,6 170 83,4 99,4 94,3 87,6 90,1 92,8 180 84,6 97,3 97,6 93,6 88,3 93,7

53

LAMPIRAN B


Tabel B.1 Penghitungan ralat pengukuran pada ruangan tanpa difuser

Waktu ke- SPLd ( ) ( ) ( ) 1 89,56 0,07 0,01 2 89,46 -0,03 0,00 3 89,29 -0,20 0,04 4 89,79 0,30 0,09 5 89,42 -0,07 0,00 6 89,59 0,10 0,01 7 89,22 -0,27 0,07 8 89,19 -0,30 0,09 9 89,91 0,42 0,18

10 89,19 -0,30 0,09 11 89,39 -0,10 0,01 12 89,49 0,00 0,00 13 89,13 -0,36 0,13 14 89,18 -0,31 0,10 15 89,28 -0,21 0,04 16 89,07 -0,42 0,18 17 89,9 0,41 0,17 18 89,1 -0,39 0,15 19 89,98 0,49 0,24 20 89,97 0,48 0,23 21 89,85 0,36 0,13 22 89,95 0,46 0,21

54

23 89,35 -0,14 0,02 24 89,18 -0,31 0,10 25 89,4 -0,09 0,01 26 89,11 -0,38 0,14 27 89,79 0,30 0,09 28 89,47 -0,02 0,00 29 89,95 0,46 0,21 30 89,34 -0,15 0,02 31 89,59 0,10 0,01 32 89,6 0,11 0,01

89,49 ∑( ) 2,78

Ralat Mutlak : [

( )] ⁄

Ralat Nisbi :

% Keseksamaan :

55

Tabel B.2 Hasil perhitungan ralat pengukuran tanpa difuser pada frekuensi 125 -500 Hz

Sudut SPL (dB)

125 Hz 250 Hz 500 Hz

0 81,9 ± 0,04 89,9 ± 0,05 91,2 ± 0,06

10 82,0 ± 0,03 90,0 ± 0,07 93,5 ± 0,04

20 80,6 ± 0,06 90,3 ± 0,02 91,8 ± 0,02

30 83,5 ± 0,06 85,2 ± 0,04 92,4 ± 0,06

40 80,9 ± 0,03 86,1 ± 0,07 92,6 ± 0,07

50 82,8 ± 0,07 84,3 ± 0,04 98,7 ± 0,04

60 82,4 ± 0,05 85,1 ± 0,02 101,0 ± 0,03

70 83,5 ± 0,03 88,9 ± 0,06 96,0 ± 0,07

80 84,7 ± 0,05 98,7 ± 0,04 93,6 ± 0,08

90 86,1 ± 0,03 97,3 ± 0,06 97,3 ± 0,03

100 85,0 ± 0,02 95,3 ± 0,08 96,9 ± 0,02

110 84,3 ± 0,05 94,4 ± 0,03 97,7 ± 0,06

120 82,8 ± 0,08 93,7 ± 0,06 98,0 ± 0,05

130 82,1 ± 0,09 94,1 ± 0,04 93,0 ± 0,06

140 81,2 ± 0,05 92,9 ± 0,05 96,6 ± 0,06

150 80,5 ± 0,07 96,1 ± 0,06 92,4 ± 0,05

160 81,2 ± 0,04 96,9 ± 0,05 97,7 ± 0,03

170 81,6 ± 0,02 98,0 ± 0,04 90,0 ± 0,05

180 80,2 ± 0,06 93,2 ± 0,06 88,8 ± 0,07

56

Tabel B.3 Hasil perhitungan ralat pengukuran tanpa difuser pada frekuensi 1000 – 4000 Hz

Sudut SPL (dB)

1000 Hz 2000 Hz 4000 Hz

0 82,6 ± 0,04 81,7 ± 0,05 93,2 ± 0,03

10 81,8 ± 0,05 83,1 ± 0,06 90,0 ± 0,07

20 88,9 ± 0,06 83,9 ± 0,03 94,5 ± 0,05

30 90,0 ± 0,02 85,9 ± 0,05 92,1 ± 0,09

40 88,8 ± 0,07 80,2 ± 0,06 90,3 ± 0,02

50 84,9 ± 0,04 81,9 ± 0,08 97,2 ± 0,05

60 84,2 ± 0,06 85,3 ± 0,03 96,1 ± 0,09

70 89,5 ± 0,08 90,1 ± 0,04 97,6 ± 0,06

80 90,8 ± 0,03 88,9 ± 0,06 97,6 ± 0,08

90 89,7 ± 0,05 88,1 ± 0,02 97,0 ± 0,04

100 85,4 ± 0,07 89,0 ± 0,07 96,1 ± 0,05

110 85,8 ± 0,03 87,5 ± 0,09 95,0 ± 0,06

120 84,3 ± 0,07 88,0 ± 0,01 94,1 ± 0,03

130 77,0 ± 0,03 86,7 ± 0,05 95,6 ± 0,06

140 81,9 ± 0,08 85,5 ± 0,06 94,3 ± 0,08

150 83,5 ± 0,05 90,5 ± 0,03 91,5 ± 0,05

160 86,8 ± 0,04 81,8 ± 0,07 91,4 ± 0,07

170 83,8 ± 0,02 81,9 ± 0,04 87,6 ± 0,04

180 77,9 ± 0,05 84,0 ± 0,08 88,0 ± 0,06

57

Tabel B.4 Hasil perhitungan ralat pengukuran difuser kayu dua dimensi pada frekuensi 125 – 500 Hz

Sudut SPL (dB)

125 Hz 250 Hz 500 Hz

0 84,3 ± 0,03 96,8 ± 0,04 94,5 ± 0,05

10 83,7 ± 0,06 98,2 ± 0,05 97,7 ± 0,06

20 84,2 ± 0,07 99,2 ± 0,06 100,1 ± 0,03

30 84,3 ± 0,02 97,6 ± 0,03 97,0 ± 0,07

40 85,8 ± 0,08 96,0 ± 0,07 99,3 ± 0,04

50 84,2 ± 0,04 98,2 ± 0,04 101,4 ± 0,05

60 85,6 ± 0,06 98,1 ± 0,05 101,7 ± 0,07

70 86,4 ± 0,03 98,2 ± 0,06 97,6 ± 0,03

80 86,9 ± 0,07 98,9 ± 0,03 94,9 ± 0,05

90 87,2 ± 0,05 97,7 ± 0,07 99,8 ± 0,06

100 86,8 ± 0,06 95,7 ± 0,02 97,3 ± 0,04

110 86,0 ± 0,08 95,4 ± 0,08 98,3 ± 0,07

120 85,7 ± 0,03 95,3 ± 0,05 99,1 ± 0,04

130 84,3 ± 0,05 94,5 ± 0,06 103,0 ± 0,07

140 84,1 ± 0,07 96,5 ± 0,07 103,4 ± 0,05

150 83,7 ± 0,06 98,2 ± 0,05 100,9 ± 0,07

160 82,0 ± 0,08 99,8 ± 0,07 99,6 ± 0,02

170 83,4 ± 0,02 99,4 ± 0,04 94,3 ± 0,06

180 84,6 ± 0,06 97,3 ± 0,08 97,6 ± 0,08

58

Tabel B.5 Hasil perhitungan ralat pengukuran difuser kayu dua dimensi pada frekuensi 1000 – 4000 Hz

Sudut SPL (dB)

1000 Hz 2000 Hz 4000 Hz

0 86,7 ± 0,03 84,9 ± 0,05 98,8 ± 0,06

10 88,7 ± 0,05 86,1 ± 0,07 95,6 ± 0,09

20 90,3 ± 0,06 88,7 ± 0,06 98,8 ± 0,03

30 92,7 ± 0,02 87,3 ± 0,04 97,4 ± 0,07

40 93,1 ± 0,06 82,5 ± 0,06 95,6 ± 0,05

50 85,9 ± 0,08 89,2 ± 0,07 99,3 ± 0,09

60 86,9 ± 0,03 90,0 ± 0,04 97,7 ± 0,05

70 90,8 ± 0,09 90,1 ± 0,06 103,1 ± 0,03

80 92,8 ± 0,04 89,8 ± 0,04 99,3 ± 0,05

90 91,8 ± 0,07 88,9 ± 0,07 101,3 ± 0,07

100 88,5 ± 0,05 89,9 ± 0,03 99,1 ± 0,03

110 90,8 ± 0,08 89,9 ± 0,07 98,3 ± 0,05

120 84,5 ± 0,04 90,1 ± 0,07 99,7 ± 0,08

130 82,9 ± 0,07 90,2 ± 0,03 96,6 ± 0,06

140 87,1 ± 0,08 89,7 ± 0,09 95,7 ± 0,04

150 88,0 ± 0,05 90,9 ± 0,04 97,3 ± 0,05

160 87,2 ± 0,07 87,7 ± 0,06 95,6 ± 0,07

170 87,6 ± 0,03 90,1 ± 0,07 92,8 ± 0,03

180 93,6 ± 0,07 88,3 ± 0,03 93,7 ± 0,08

59

Tabel B.6 Hasil perhitungan ralat pengukuran difuser bubur kertas dua dimensi pada frekuensi 125 – 500 Hz

Sudut SPL (dB)

125 Hz 250 Hz 500 Hz

0 83,8 ± 0,03 97,4 ± 0,04 95,7 ± 0,03

10 82,5 ± 0,05 98,5 ± 0,06 100,1 ± 0,07

20 83,5 ± 0,06 98,7 ± 0,03 100,5 ± 0,04

30 84,4 ± 0,02 96,7 ± 0,07 96,7 ± 0,08

40 85,8 ± 0,07 95,2 ± 0,04 98,7 ± 0,02

50 86,3 ± 0,04 95,6 ± 0,08 102,0 ± 0,07

60 87,5 ± 0,06 97,4 ± 0,02 102,0 ± 0,04

70 88,5 ± 0,03 98,3 ± 0,09 99,1 ± 0,06

80 88,9 ± 0,04 99,8 ± 0,05 95,4 ± 0,07

90 88,9 ± 0,07 99,1 ± 0,06 98,7 ± 0,03

100 88,8 ± 0,02 97,0 ± 0,08 97,4 ± 0,09

110 88,1 ± 0,08 94,5 ± 0,03 99,6 ± 0,04

120 87,0 ± 0,05 94,5 ± 0,05 102,6 ± 0,06

130 85,6 ± 0,07 98,8 ± 0,07 102,2 ± 0,07

140 84,0 ± 0,03 96,0 ± 0,02 101,5 ± 0,03

150 83,3 ± 0,09 98,8 ± 0,08 100,1 ± 0,05

160 84,0 ± 0,05 100,9 ± 0,03 99,2 ± 0,08

170 85,7 ± 0,03 101,3 ± 0,05 97,5 ± 0,04

180 87,9 ± 0,06 99,8 ± 0,07 94,2 ± 0,07

60

Tabel B.7 Hasil perhitungan ralat pengukuran difuser bubur kertas dua dimensi pada frekuensi 1000 – 4000 Hz

Sudut SPL (dB)

1000 Hz 2000 Hz 4000 Hz

0 88,0 ± 0,03 85,3 ± 0,04 94,5 ± 0,04

10 83,8 ± 0,05 86,9 ± 0,05 96,8 ± 0,06

20 89,6 ± 0,07 90,0 ± 0,06 95,2 ± 0,05

30 90,2 ± 0,02 88,9 ± 0,03 93,6 ± 0,07

40 89,0 ± 0,05 84,5 ± 0,07 96,3 ± 0,03

50 86,0 ± 0,07 89,2 ± 0,04 98,2 ± 0,05

60 88,7 ± 0,04 91,3 ± 0,06 96,9 ± 0,07

70 92,6 ± 0,06 91,0 ± 0,03 99,7 ± 0,04

80 93,5 ± 0,08 91,8 ± 0,05 100,6 ± 0,06

90 90,3 ± 0,03 92,5 ± 0,07 103,9 ± 0,03

100 90,0 ± 0,04 92,6 ± 0,04 97,2 ± 0,05

110 92,0 ± 0,04 89,4 ± 0,05 95,4 ± 0,07

120 88,8 ± 0,06 88,9 ± 0,06 97,7 ± 0,04

130 83,5 ± 0,05 88,0 ± 0,04 96,6 ± 0,06

140 89,4 ± 0,06 89,2 ± 0,05 94,8 ± 0,04

150 86,1 ± 0,04 92,5 ± 0,05 93,1 ± 0,06

160 87,6 ± 0,05 89,9 ± 0,06 96,4 ± 0,03

170 86,5 ± 0,06 86,3 ± 0,05 91,3 ± 0,07

180 78,5 ± 0,05 90,6 ± 0,06 91,6 ± 0,04

61

LAMPIRAN C


Tabel C.1 Hasil perhitungan bunyi pantul pada difuser kayu 2 dimensi pada frekuensi 125 Hz – 500 Hz

Sudut SPL (dB)

125 Hz 250 Hz 500 Hz

0 80,58 ± 0,03 95,80 ± 0,06 91,76 ± 0,03

10 78,8 ± 0,06 97,48 ± 0,03 95,62 ± 0,05

20 81,71 ± 0,03 98,60 ± 0,06 99,4 ± 0,06

30 76,56 ± 0,05 97,34 ± 0,07 95,15 ± 0,02

40 84,1 ± 0,07 95,53 ± 0,08 98,26 ± 0,06

50 78,6 ± 0,01 98,01 ± 0,02 98,06 ± 0,07

60 82,77 ± 0,06 97,87 ± 0,03 93,43 ± 0,03

70 83,28 ± 0,07 97,65 ± 0,06 92,49 ± 0,08

80 82,89 ± 0,03 85,43 ± 0,05 89,03 ± 0,03

90 80,7 ± 0,09 87,14 ± 0,03 96,21 ± 0,05

100 82,11 ± 0,03 85,14 ± 0,06 86,74 ± 0,02

110 81,1 ± 0,06 88,53 ± 0,08 89,41 ± 0,06

120 82,58 ± 0,07 90,18 ± 0,02 92,6 ± 0,08

130 80,29 ± 0,02 83,94 ± 0,09 102,54 ± 0,05

140 80,98 ± 0,08 94,00 ± 0,07 102,38 ± 0,03

150 80,87 ± 0,04 94,03 ± 0,03 100,24 ± 0,06

160 74,26 ± 0,06 96,67 ± 0,04 95,09 ± 0,07

170 78,71 ± 0,09 93,80 ± 0,07 92,28 ± 0,03

180 82,64 ± 0,03 95,16 ± 0,04 96,99 ± 0,05

62

Tabel C.2 Hasil perhitungan bunyi pantul pada difuser kayu 2 dimensi pada frekuensi 1000 Hz – 4000 Hz

Sudut SPL (dB)

1000 Hz 2000 Hz 4000 Hz

0 84,56 ± 0,03 82,07 ± 0,05 97,4 ± 0,05

10 87,71 ± 0,05 83,08 ± 0,08 94,2 ± 0,08

20 84,7 ± 0,07 86,95 ± 0,03 96,78 ± 0,03

30 89,36 ± 0,02 81,7 ± 0,09 95,88 ± 0,07

40 91,08 ± 0,07 78,64 ± 0,04 94,08 ± 0,02

50 79,03 ± 0,04 88,31 ± 0,07 95,14 ± 0,08

60 83,56 ± 0,06 88,2 ± 0,02 92,59 ± 0,09

70 84,93 ± 0,03 76,83 ± 0,08 101,66 ± 0,04

80 88,47 ± 0,08 82,52 ± 0,03 94,4 ± 0,06

90 87,64 ± 0,09 81,16 ± 0,01 99,28 ± 0,02

100 85,58 ± 0,03 82,62 ± 0,03 96,08 ± 0,06

110 89,15 ± 0,06 86,18 ± 0,06 95,56 ± 0,04

120 71,03 ± 0,05 85,94 ± 0,07 98,3 ± 0,06

130 81,61 ± 0,01 87,63 ± 0,04 89,73 ± 0,07

140 85,54 ± 0,07 87,62 ± 0,07 90,1 ± 0,04

150 86,1 ± 0,03 80,34 ± 0,03 95,97 ± 0,06

160 76,64 ± 0,08 86,41 ± 0,02 93,52 ± 0,08

170 85,26 ± 0,04 89,39 ± 0,07 91,24 ± 0,03

180 93,48 ± 0,06 86,28 ± 0,03 92,34 ± 0,05

63

Tabel C.3 Hasil perhitungan bunyi pantul pada difuser bubur kertas 2 dimensi pada frekuensi 125 Hz – 500 Hz

Sudut SPL (dB)

125 Hz 250 Hz 500 Hz

0 79,29 ± 0,04 96,55 ± 0,06 93,8 ± 0,05

10 72,86 ± 0,06 97,84 ± 0,08 99,03 ± 0,08

20 80,38 ± 0,08 98,02 ± 0,03 99,87 ± 0,03

30 77,12 ± 0,03 96,38 ± 0,07 94,68 ± 0,07

40 84,1 ± 0,09 94,63 ± 0,02 97,48 ± 0,09

50 83,73 ± 0,04 95,27 ± 0,08 99,26 ± 0,02

60 85,89 ± 0,07 97,14 ± 0,01 95,13 ± 0,06

70 86,85 ± 0,02 97,77 ± 0,03 96,18 ± 0,03

80 86,82 ± 0,06 93,3 ± 0,07 90,71 ± 0,07

90 85,67 ± 0,09 94,41 ± 0,02 93,1 ± 0,02

100 86,46 ± 0,04 92,1 ± 0,06 87,76 ± 0,05

110 85,76 ± 0,06 78,07 ± 0,01 95,09 ± 0,08

120 84,92 ± 0,08 86,76 ± 0,08 100,75 ± 0,04

130 83,03 ± 0,05 97 ± 0,06 101,64 ± 0,06

140 80,77 ± 0,08 93,08 ± 0,03 99,8 ± 0,03

150 80,07 ± 0,04 95,46 ± 0,06 99,29 ± 0,08

160 80,77 ± 0,06 98,7 ± 0,07 93,85 ± 0,04

170 83,56 ± 0,08 98,56 ± 0,03 96,65 ± 0,07

180 87,09 ± 0,04 98,73 ± 0,08 92,72 ± 0,03

64

Tabel C.4 Hasil perhitungan bunyi pantul pada difuser bubur kertas 2 dimensi pada frekuensi 1000 Hz – 4000 Hz

Sudut SPL (dB)

1000 Hz 2000 Hz 4000 Hz

0 86,52 ± 0,05 82,81 ± 0,01 88,63 ± 0,05

10 79,47 ± 0,06 84,56 ± 0,03 95,78 ± 0,08

20 81,33 ± 0,03 88,78 ± 0,06 86,93 ± 0,03

30 76,73 ± 0,06 85,88 ± 0,03 88,25 ± 0,07

40 75,53 ± 0,04 82,48 ± 0,07 95,04 ± 0,02

50 79,5 ± 0,07 88,31 ± 0,04 91,33 ± 0,08

60 86,8 ± 0,08 90,04 ± 0,08 89,16 ± 0,08

70 89,68 ± 0,03 83,72 ± 0,04 95,54 ± 0,04

80 90,16 ± 0,07 88,68 ± 0,07 97,58 ± 0,07

90 81,41 ± 0,09 90,54 ± 0,05 102,91 ± 0,02

100 88,15 ± 0,04 90,11 ± 0,04 90,7 ± 0,03

110 90,81 ± 0,06 84,89 ± 0,03 84,84 ± 0,06

120 86,9 ± 0,08 81,62 ± 0,08 95,21 ± 0,02

130 82,4 ± 0,03 82,13 ± 0,05 89,73 ± 0,05

140 88,55 ± 0,07 86,78 ± 0,08 85,16 ± 0,07

150 82,64 ± 0,02 88,17 ± 0,08 87,99 ± 0,04

160 79,86 ± 0,06 89,17 ± 0,03 94,75 ± 0,06

170 83,16 ± 0,04 84,34 ± 0,05 88,88 ± 0,04

180 69,61 ± 0,06 89,53 ± 0,09 89,11 ± 0,06

65

LAMPIRAN D

Penggunaan matlab dengan koding (dalam domain waktu) sebagai berikut Fs = 500; % Sampling

frequency T = 1/Fs; % Sample time L = 1000; % Length of signal t = (0:L-1)*T; % Time vector % Sum of a 50 Hz sinusoid and a 120 Hz sinusoid x = 0.7*sin(2*pi*50*t) + sin(2*pi*120*t); y = x + 2*randn(size(t)); % Sinusoids plus

noise plot(Fs*t(1:50),y(1:50)) title('Sinyal datang') xlabel('time (seconds)')

untuk mengubah dari domain waktu menjadi domain frekuensi (FFT) dilakukan seperti ini NFFT = 2^nextpow2(L); % Next power of 2 from

length of y Y = fft(y,NFFT)/L; f = Fs/2*linspace(0,1,NFFT/2+1);

% Plot single-sided amplitude spectrum. plot(f,2*abs(Y(1:NFFT/2+1))) title('Sinyal datang') xlabel('Frequency (Hz)') ylabel('|Y(f)|')

%tes = ifft(ifftshift(S)) %plot(tes)

untuk mengubah kembali dalam domain waktu dapat dilakukan seperti ini

66

NFFT = 2^nextpow2(L); % Next power of 2 from

length of y S = fft(y,NFFT)/L; %Y = ifft(Y*L,NFFT) Y = ifft(S) plot(Fs*t(1:50),Y(1:50)) %plot(tes) title('IFFT') xlabel('time (seconds)')

67

BIODATA PENULIS

Penulis “Keysha Wellviestu Zakri” merupakan anak pertama dari dua bersaudara yang lahir di Padang Panjang pada 5 Mei 1993. Penulis menempuh pendidikan jenjang awal di Taman Kanak-kanak Al-Barqah Lebak Bulus, Jakarta Selatan pada tahun 1998-1999. Melanjutkan pendidikan di Sekolah Dasar (SD) 004 Tampan

Pekanbaru, Riau pada tahun 1999-2005. Melanjutkan di Sekolah Menengah Pertama (SMP) Negeri 1 Pekanbaru Riau pada tahun 2005-2008. Melanjutkan di Sekolah Menengah Atas (SMA) Negeri 8 Pekanbaru pada tahun 2008-2011. Meneruskan pendidikan S1 di jurusan fisika FMIPA ITS melalui jalur SNMPTN Undangan pada tahun 2011. Selama menjalani jenjang S1, penulis juga ikut serta dalam kegiatan organisasi intra kampus, menjabat sebagai staff psdm himpunan mahasiswa fisika ITS periode 2012-2013 dan periode 2013-2014, kepala Badan Koordinasi Pemandu BEM FMIPA ITS periode 2013-2014 serta Sekretaris UKM Catur periode 2012-2013. Penulis juga menjadi asisten dosen fisika dasar tahun 2013, asisten fisika laboratorium 2014 dan asisten laboratorium fisika dasar pada tahun 2014.

Harapan besar penulis adalah bisa ingin tetap bisa berkarya dan belajar. Saling berbagi ilmu dengan sesama. ([email protected])

Documents

PENGARUH VARIASI JENIS BAHAN TERHADAP POLA …repository.its.ac.id/534/2/1111100004-Undergraduate_theses.pdf · urusan Fisika. Fakultas Matematika dan Ilmu ... Pada laporan ini direpresentasikan