UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2016
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulisucapkankehadirat Allah SWT atassegalakaruniadanrahmat-Nya yang senantiasadiberikankepadapenulis, sehinggapenulisdapatmenyelesaikan Skripsiini.
SkripsiiniadalahsalahsatusyaratuntukdapatlulusmenjadiSarjanaTeknik di DepartemenTeknikMesinFakultasTeknikUniversitas Sumatera Utara. Adapunjudul Skripsiiniadalah “Studi Eksperimental Kebisingan Menggunakan Metode Kendali Kebisingan Aktif Pada Knalpot Supra X 125D”.
Dalam penulisan Skripsi ini, penulis telah berupaya dengan segala kemampuan membahas dan menyajikan, berdasarkan ilmu yang diperoleh dari perkuliahan, literatur serta bimbingan dan arahan dari pembimbing.
Pada kesempatan ini, penulis tidak lupa menyampaikan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada :
1. Kedua Orang Tua Tercinta, Ayahanda Harun Rasyd Harahap dan Ibunda Evi Mutiara Tanjung, Kakak (Rizky Wahyuni Harahap) dan Adik tersayang ( Arief Rahman Harahap) atas doa, kasih sayang, pengorbanan dan tanggung jawab yang selalu menyertai penulis.
2. Dr.Ing.Ir.IkhwansyahIsranuriselakudosenpembimbing sekaligus ketua Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik USU, yang telahbanyakmeluangkanwaktunyamembimbingpenulis hingga skripsiinidapatterselesaikan.
3. Dr.Eng.Taufiq Bin Nur,selaku dosen
penguji yang telah banyak memberikan saran ilmiah kepada penulis sehingga skripsi ini menjadi lebih baik.
4. Suprianto ST.MT selaku dosen penguji seminar yang telah banyak memberikan saran ilmiah kepada penulis.
5. Alfisyahrin,ST.MT selaku mahasiswa S3 Teknik Mesin yang telah meluangkan waktunya dan banyak memberikan ilmu kepada penulis hingga skripsi ini terselesaikan.
6. SeluruhStafPengajarpadaDepartemenTeknikMesinFakultasTeknikUniversitas
Sumatera Utara yang telahmemberikanpengetahuankepadapenulishinggaakhirstudidanseluruhpegawa
iadministrasi di DepartemenTeknikMesin.(Kak Sonta, Bang Sawal, Bang Lilik, Bang Sarjana, Bang Andi dan Kak Ika)
7. Teman – teman Khusunya Team Noise knalpot yang menemani penulis dalam mengikuti study baik suka maupun duka (Ridwan, Aldo dan Erwin) dan stambuk 2011 yang luar biasa Ali, Jefri, Ikbal hsb, Reza, Dedi, Sanjaya, Agung, Masruri, Budi Ari Sasmito, Kahar Sinaga, Kin Tawarmiko, Indra Hermawan, Syugito, Teguh Iman Widodo, Dino Hastrino, Bador, Nisbun dan untuk semuanya yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu.
8. Haholongan ni roha…Yarni Yati Mandepa Terima Kasih Atas bantuan, motivasi dan doanya.
9. Semua pihak yang banyak membantu penulis dalam menyelesaikan Skripsi ini. Kritikdan saran sangatpenulisharapkan.Akhir kata, penulis berharap agar laporan ini bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan penulis sendiri pada khususnya, Semoga ALLAH SWT selalu memberikan berkah ilmu yang bermanfaat untuk kita semua.
Medan, Januari 2016 Penulis,
NIM : 110401016 Rio Martua Harahap
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ... ...i
DAFTAR ISI ... iii
DAFTAR GAMBAR ... vi
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR NOTASI ... xiii
BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1Latar Belakang ... 1 1.2Perumusan Masalah ... 5 1.3Tujuan Penelitian ... 6 1.4Batasan Masalah... 6 1.5Manfaat Penelitan... 7 1.6Sistematika Penulisan ... 7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 8
2.1Proses Intereferensi Gelombang Bunyi ... 8
2.1.1 Syarat Terjadinya Suatu Bunyi / suara ... 9
2.1.2 Sumber Bunyi ... 9
2.1.3 Perambatan Bunyi ... 9
2.2. Pengertian Kebisingan ... 10
2.2.1 Sumber – Sumber Kebisingan ... 10
2.2.2 Parameter Kebisingan... 12
2.2.3 Jenis – jenis Noise ... 14
2.3.1 Efek Noise terhadap Sistem Komunikasi ... 17
2.3.2 Efek Noise terhadap fisiologis ... 17
2.3.3 Efek Noise terhadap Pendengaran ... 18
2.4 Pengertian Active Noise Control ( ANC) ... 19
2.4.1 Teori dan cara kerja ANC ... 20
2.5 Penjelasan Active Noise Control (ANC) ... 24
2.5.1. Aplikasi Active Noise Control (ANC) ... 27
2.6 Noise Contour ... 28
2.7 Komponen Utama Active Noise Control (ANC) ... 28
2.7.1 Data Recording... 28
2.7.2 Pembalik Fase ... 29
2.7.3 Amplifier ... 30
2.8 Knalpot (Silincer) ... 30
BAB III METODE PENELITIAN ... 33
3.1. Metode Penelitian... 33
3.2. Tempat dan waktu Penelitian ... 34
3.3. Alat dan Bahan Penelitian ... 35
3.3.1 Bahan Penelitian ... 35
3.3.2 Alat Penelitian ... 35
3.4 Pengujian ANC pada knalpot Supra X 125 D ... 43
3.4.1 Set-Up Pengujian ... 43
3.4.2 Variabel Yang Diamati ... 45
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 48
4.1 Mekanisme Data Pengukuran ... 48
4.1.1 Pengukuran knalpot Supra X 125 D ... 48
4.1.2 Pengukuran knalpot Supra X 125 tanpa ANC ... 50
4.1.3 Pengukuran Knalpot Supra X 125 dengan ANC ... 53
4.2 Perbandingan sinyal kebisingan sebelum dan sesudah menggunakan ANC ... 59
4.2.1 Reduksi Noise (noise reduction) sumbu Y ... 63
4.2.2 Reduksi Noise (noise reduction) sumbu Z ... 66
4.2.3 Reduksi Noise (noise reduction) sumbu -X ... 69
4.2.4 Reduksi Noise (noise reduction) sumbu +X ... 72
4.3 Noise Contour ... 75
4.3.1 Noise Contour Knalpot standar tanpa alat Kendali Kebisingan Aktif (Active NoiseControl) ... 75
4.3.2 Noise Contour Knalpot denganalat Kendali Kebisingan Aktif (Active NoiseControl) ... 82
4.4. Nilai rata – rata Noise knalpot Supra X 125 D Non ANC ... 87
4.5 Nilai rata – rata Noise knalpot Supra X 125 Dengan ANC ... 89
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 99
5.1 Kesimpulan ... 99
5.2 Saran ... 100 DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.1 Konsep ANC Pada Mobil ... 3
Gambar 1.2 Konsep ANC pada pesawat ... 4
Gambar 1.3 Kendali kebisingan pasif pada knalpot komposit ... 5
Gambar 2.1 Garpu tala yang dipukul menghasilkan perubahan tekanan Udara ... 8
Gambar 2.2 Konstruksi Telinga Manusia dalam menagkap bunyi ... 18
Gambar 2.3 Constructive to destructive ... 20
Gambar 2.4 Noise bertemu dengan Anti Noise ... 21
Gambar 2.5 Gelombang Tegak Low Amplitudo diam ... 21
Gambar 2.6 Gelombang Tegak High Amplitudo ... 22
Gambar 2.7Gelombang Tegak pada pergeseran fasa ... 22
Gambar 2.8Dua buah gelombang tegak dengan perbedaan fasa 180 ̊ saling meniadakan ... 22
Gambar 2.9 Sinyal sumber atau sinyal 1 ... 23
Gambar 2.10. Sinyal lawan atau sinyal 2 ... 23
Gambar 2.11Aktif Sinyal ... 24
Gambar 2.12 Dua gelombang speaker saling meniadakan ... 25
Gambar 2.13. Skema pengolahan active noise control ... 26
Gambar 2.14. Komponen Dasar Aktif Kendali Kebisingan (ANC) ... 26
Gambar 2.15 Aplikasi kendali kebisingan aktif in door mobil ford ... 27
Gambar 2.17.Blok diagram voice recording module ... 29
Gambar 2.18 Proses input dan output dari pergeseran fasa ... 29
Gambar 2.19 Knalpot ... 32
Gambar 3.1 Knalpot supra X 125D ... 35
Gambar 3.2 Microphone ... 36
Gambar 3.3 Sound Level Meter ... 36
Gambar 3.4 Tripot ... 37
Gambar 3.5 Meteran... 37
Gambar 3.6 Speaker ... 38
Gambar 3.7 Baterai ... 38
Gambar 3.8 Ampilifier ... 39
Gambar 3.9 kabel audio ... 39
Gambar 3.10 Multimeter ... 40
Gambar 3.11 Komponen pembalik fasa ICL 7660 dan TL 702 ... 41
Gambar 3.12 Perekam suara ISD 4004 ... 42
Gambar 3.13 Pipa PVC (Polivinil Clorida) ... 42
Gambar 3.14 Tacho Meter ... 43
Gambar 3.15 Sketsa pengujian kebisingan ... 44
Gambar 3.16 Sketsa arah pengukuran pada knalpot ... 45
Gambar 3.17 Diagram Alir Penelitian ... 47
Gambar 4.1 Arah pengukuran Noise knalpot Supra X 125D ... 48
Gambar 4.3 Grafik kebisingan vs putaran pada jarak 1 meter ... 52
Gambar 4.4 Grafik kebisingan vs putaran pada jarak 1.5 meter ... 53
Gambar 4.5 Grafik kebisingan vs putaran pada jarak 0.75 meter dengan ANC.... 54
Gambar 4.6 Grafik kebisingan vs putaran pada jarak 1 meter dengan ANC... 56
Gambar 4.7 Grafik kebisingan vs putaran pada jarak 1.5 meter dengan ANC... 58
Gambar 4.8 Grafik ANC vs Non ANC pada jarak 0.75 meter ... 60
Gambar 4.9 Grafik ANCvs Non ANC pada jarak 1 meter ... 61
Gambar 4.10 Grafik ANC vs Non ANC pada jarak 1.5 meter ... 62
Gambar 4.11 Grafik Non Anc vs Anc di sumbu Y jarak 0.75 meter ... 63
Gambar 4.12 Grafik Non Anc vs Anc di sumbu Y jarak 1 meter ... 64
Gambar 4.13. Grafik Non Anc vs Anc di sumbu Y jarak 1.5 meter ... 65
Gambar 4.14. Grafik Non Anc vs Anc di sumbu Z jarak 0.75 meter ... 66
Gambar 4.15. Grafik Non Anc vs Anc di sumbu Z jarak 1 meter ... 67
Gambar 4.16. Grafik Non Anc vs Anc di sumbu Z jarak 1.5 meter ... 68
Gambar 4.17. Grafik Non Anc vs Anc di sumbu -X jarak 0.75 meter ... 69
Gambar 4.18. Grafik Non Anc vs Anc di sumbu - X jarak 1 meter ... 70
Gambar 4.19. Grafik Non Anc vs Anc di sumbu - X jarak 1.5 meter ... 71
Gambar 4.20. Grafik Non Anc vs Anc di sumbu + X jarak 0.75 meter ... 72
Gambar 4.21. Grafik Non Anc vs Anc di sumbu + X jarak 1 meter ... 73
Gambar 4.22. Grafik Non Anc vs Anc di sumbu + X jarak 1.5 meter ... 74
Gambar 4.23Noise Contour pada knalpot non anc ( jarak 0.75 meter, 1000 rpm)... 75
Gambar 4.24 .Noise Contour pada knalpot non anc
( jarak 0.75 meter, 2000 rpm)... 76 Gambar 4.25. Noise Contour pada knalpot non anc
( jarak 0.75 meter, 3000 rpm)... 76 Gambar 4.26. Noise Contour pada knalpot non anc
( jarak 1 meter, 1000 rpm)... 77 Gambar 4.27. Noise Contour pada knalpot non anc
( jarak 1 meter, 2000 rpm)... 78 Gambar 4.28. Noise Contour pada knalpot non anc
jarak 1 meter, 3000 rpm) ... 79 Gambar 4.29. Noise Contour pada knalpot non anc
( jarak 1.5 meter, 1000 rpm)... 80 Gambar 4.30. Noise Contour pada knalpot non anc
( jarak 1.5 meter, 2000 rpm)... 80 Gambar 4.31. Noise Contour pada knalpot non anc
( jarak 1.5 meter, 3000 rpm)... 81 Gambar 4.32 Noise Contour pada knalpot anc
jarak 0.75 meter, 1000 rpm) ... 82 Gambar 4.33. Noise Contour pada knalpot anc
( jarak 0.75 meter, 2000 rpm)... 83 Gambar 4.34. Noise Contour pada knalpot anc
Gambar 4.35. Noise Contour pada knalpot anc
( jarak 1 meter, 1000 rpm)... 84
Gambar 4.36. Noise Contour pada knalpot anc ( jarak 1 meter, 2000 rpm)... 85
Gambar 4.37. Noise Contour pada knalpot anc ( jarak 1 meter, 3000 rpm) ... 85
Gambar 4.38Noise Contour pada knalpot ANC ( jarak 1.5 meter, 1000 rpm) ... 86
Gambar 4.39. Grafik nilai rata- rata Non ANC dengan ANC (jarak 1 meter) ... 91
Gambar 4.40 Hubungan noise vs putaran ( reduksi noise jarak 0.75 m) ... 92
Gambar 4.41. Grafik nilai rata- rata Non ANC dengan ANC (jarak 1 meter) ... 94
Gambar 4.42 Hubungan noise vs putaran (reduksi noise jarak 1 m) ... 94
Gambar 4.43 Grafik kebisingan vs putaran Non ANC dengan ANC ... 96
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1 Ambang batas kebisingan untuk kawasan lingkungan .... 2
Tabel 2.1 Spektrum kebisingan akustik ... 12
Tabel 3.1 Lokasi dan kegiatan penelitian ... 34
Tabel 4.1 Hasil pengukuran kebisingan knalpot Supra X 125D Non – ANC vs ANC. ... 49
Tabel 4.2 Nilai reduksi jarak 0.75 meter ... 55
Tabel 4.3 Nilai reduksi jarak 1 meter ... 57
Tabel 4.4 Nilai reduksi jarak 1.5 meter ... 59
Tabel 4.5 Kebisingan yang dihasilkan arah Z, Y, +X, -X, pada jarak 0.75 meter. ... 75
Tabel 4.6 Kebisingan yang dihasilkan arah Z, Y, +X, -X, pada jarak 1 meter. ... 77
Tabel 4.7 Kebisingan yang dihasilkan arah Z, +X, -X, -Y pada jarak 1.5 meter ... 79
Tabel 4.8 Kebisingan yang dihasilkan arah Z,Y, +X, -X, pada jarak 0.75 meter. ... 82
Tabel 4.9 Kebisingan yang dihasilkan arah +Z, +X, -X, -Y pada jarak 1 meter. ... 84
Tabel 4.10 Kebisingan yang dihasilkan arah +Z, + Y, +X, -X, -Y pada jarak 1.5 meter. ... 86
Tabel 4.11 Nilai rata – rata kebisingan knalpot Non ANC dan ANC (0.75 m). ... 91
Tabel 4.12 Nilai rata – rata kebisingan knalpot
Non ANC dan ANC (1 m). ... 93 Tabel 4.13 Nilai rata – rata kebisingan