1
PERANCANGAN ALAT KENDALI KEBISINGAN AKTIF PADA
KNALPOT STANDART SEPEDA MOTOR SUPRA X 125 D DAN
MENGIDENTIFIKASI REDUKSI SUARA YANG TERJADI
SKRIPSI
Skripsi yang Diajukan Untuk melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
AHMAD RIDWAN NASUTION NIM: 110401016
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016
3
5
7
9
11
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas segala karunia dan rahmat-Nya yang senantiasa diberikan kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
Skripsi ini adalah salah satu syarat untuk dapat lulus menjadi Sarjana Teknik di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul skripsi ini adalah “Perancangan Alat Kendali Kebisingan Aktif Pada Knalpot Standart Sepeda Motor Supra x 125 D dan Mengidentifikasi Reduksi Suara yang Terjadi”.
Dalam penulisan Skripsi ini, penulis telah berupaya dengan segala kemampuan membahas dan menyajikan, berdasarkan ilmu yang diperoleh dari perkuliahan, literature 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 Kaliman Nasution dan Ibunda Almh. Siti Hawa Siregar, abang dan adik tersayang (Lukman Nul Hakim Nasution Dan Dina Maulina Nasution) atas doa, kasih sayang, pengorbanan dan tanggung jawab yang selalu menyertai penulis,
2. Dr.Ing.Ir.Ikhwansyah Isranuri selaku dosen pembimbing sekaligus ketua Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik USU, yang telah banyak meluangkan waktunya membimbing penulis hingga skripsi ini dapat terselesaikan.
3. Alfisyahrin, ST.MT selaku mahasiswa S3 Teknik Mesin yang telah
meluangkan waktunya dan banyak memberikan ilmu kepada penulis hingga skripsi ini terselesaikan,
4. Seluruh Staf Pengajar pada Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan pengetahuan kepada penulis hingga akhir studi dan seluruh pegawai administrasi di Departemen Teknik Mesin.
5. Teman – teman stambuk 2011 Khusunya team noise knalpot yang menemani penulis dalam mengikuti study baik suka maupun duka,
6. Semua pihak yang banyak membantu penulis dalam menyelesaikan Skripsi ini. Kritik dan saran sangat penulis harapkan. Akhir kata, penulis berharap agar laporan ini bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan penulis sendiri pada khususnya, Semoga ALLAH SWT selalu menyertai.
Medan, Januari 2016 Penulis ,
Ahmad Ridwan Nasution NIM : 110401016
13
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ... i
DAFTAR ISI ... iii
DAFTAR GAMBAR ... v
DAFTAR TABEL ... vii
DAFTAR NOTASI ... viii
BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1 LatarBelakang ... 1 1.2 PerumusanMasalah ... 3 1.3 TujuanPenelitian ... 3 1.4 ManfaatPenelitian ... 4 1.5 SistematikaPenulisan ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5
2.1AsalPerambatandanKecepatanBunyi ... 7
2.2 Proses InterferensiGelombangSuara ... 7
2.3 AktifKendaliKebisingan /Active Noise Control (ANC) ... 10
2.4 UraianAktifKendaliKebisingan ... 13
2.5 TabungPipa PVC ... 15
2.6Mikrofon…...………...………15
2.7 PengerasSuara……….16
2.8 Amplifier………...……..16
2.9 VRM-01 Voice Recording Module ISD 4004………17
2.10.PenggeserFasa………..18
2.11Sound Power Level ... 19
2.12Sound Pressure level………..……….20
2.12Mekanismedan Cara Kerja………21
2.14AplikasiAktifkendalikebisingan………..21
BAB III METODE PERANCANGAN ... 23
3.1 TempatdanWaktu ... 23 3.2 TahapanPenelitian ... 23 3.3 BahandanPeralatan... 25 3.3.1 Bahan ... 26 3.3.2 Peralatan ... 34 3.4 Set - Up PengukuranKebisinganPadaKnalpot ... 49 3.5 SketsaArahPengukuranPadaKnalpot ... 40
3.5 Variabel yang Diamati ... 41
15
BAB IVPROSES PERANCANGAN DAN HASIL ... 43
4.1 Perancangan Amplifier ... 43 4.2 Perancangan Speaker ... 44 4.3 PerancanganKomponenPenggeserFasa………...….45 4.3.1RangkaianDifferensiator Op - amp…….……….47 4.4 PerancanganDudukanRangkaianElektonik………..49 4.5HasilPerancanganAktifkendaliKibisingan………..50 4.6 Media MemfokuskanSuara ... 51 4.8 HasilPengujianAktifkendalikebisingan………...54
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ... 65
5.1 Kesimpulan ... 65
5.2 Saran ... 65
DAFTAR PUSTAKA ... ix
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Garpu Tala yang Dipukul Menghasilkan Perubahan Tekanan
Udara Karena Getarannya dan Menghasilkan Bunyi ... 5
Gambar 2.2 Sinyal Suara dan Sinyal Diskret atau Dalam Istilah Pemrosesan Sinyal Disamplingkan ... 6
Gambar 2.3 Sinyal Tegak Dengan Panjang Gelombang Pada Perbedaan Kecepatanya ... 7
Gambar 2.4 Gelombang Tegak Pada Pergeseran Fasa ... 10
Gambar 2.5 Dua Buah Gelombang Tegak Dengan Perbedaan Fasa 1800 Yang Saling Meniadakan ... 11
Gambar 2.6 Sinyal Sumber Dan Sinyal Lawan Digabung Menjadi Reduksi 11 Gambar 2.7 Pergeseran Fasa Pada Sinyal Suara ... 13
Gambar 2.8 Sketsa Tabung PVC Pengujian... 15
Gambar 2.9 Voice Recording Module ISD 4004 ... 17
Gambar 2.10 Blok Diagram Voice Recording Module... 20
Gambar 2.11 Proses Input Dan Output Dari Pergeseran Fasa ... 19
Gambar 2.12 Knalpot atau Sumber Suara ... 19
Gambar 2.13 Silincer Standart Knalpot Sepeda Motor ... 21
Gambar 3.1 Skema Percobaan Pada Tabung PVC ... 23
Gambar 3.2 Karpet Peredam Pada Pipa PVC ... 25
Gambar 3.3 Knalpot Sepeda Motor Supra x 125D ... 36
Gambar 3.4 Microphone ... 27
Gambar 3.5 Pembangkit Sinyal Suara dengan Teknik Rekam ... 32
Gambar 3.6 Resistor ... 28
Gambar 3.7 Kapasitor ... 29
Gambar 3.8 Dioda ... 29
Gambar 3.9 Transistor ... 30
17
Gambar 3.13 Papan Sirkuit Cetak ... ...32
Gambar 3.14 Speaker ... ...33
Gambar 3.15 Amplifier ... ...33
Gambar 3.16 Baterai ... ...34
Gambar 3.17 Multitester ... ...35
Gambar 3.18 Mesin Bor dan Gerinda ... ...35
Gambar 3.19 Solder dan Timah ... ...36
Gambar 3.20 Sound Presseur Level ... ...37
Gambar 3.21 Tripot ... ...37
Gambar 3.22 Sigmat, Tang dan Obeng ... ...38
Gambar 3.23 Meteran ... ...38
Gambar 3.24 Tachometer ... ...39
Gambar 3.25 Set-Up Proses Pengambilan Data Kebisingan Knalpot ... ...40
Gambar 3.26 Sketsa Arah Pengukuran Kebisingan Knalpot Metode Setengah Bola ... ...41
Gambar 3.26 Diagram Alir Penelitian... ...42
Gambar 4.1 Proses Perancangan Amplifier ... ...44
Gambar 4.2 Speaker Dan Serat Carbon Tahan Panas ... ...45
Gambar 4.3 Rangkaian op-amp Pembalik Fasa ... ...46
Gambar 4.4 Output Rangkaian differensiator Op-amp dengan Input Sinyal ....48
Gambar 4.5 Sinyal output rangkaian differensiator Op-amp ... ...48
Gambar 4.6 Proses Perakitan dan hasil penggeser fasa 1800 ... ...49
Gambar 4.7 Dudukan (mounting) Komponen ... ...50
Gambar 4.8 Rangkaian Alat Aktif Kendali Kebisingan ... ...51
Gambar 4.9 Media Memfokuskan Suara ... ...51
Gambar 4.10 Setting Alat Aktif Kendali Kebisingan ... ...53
Gambar 4.11 Setting jarak SPL Terhadap Knalpot ... ...53
Gambar 4.12 Proses Pengambilan data Suara Knalpot ... ...54
Gambar 4.13 Proses Pengujian Suara Knalpot Standart dengan Anti Noise Pergeseran Fasa 1800 ... ..54
Gambar 4.14 Sumbu Pengukuran ... ..54
Gambar 4.15 Grafik Pengukuran Kebisingan Knalpot Pada putaran Mesin 1000 rpm …...57 Gambar 4.16 Grafik Pengukuran Kebisingan Knalpot Pada putaran Mesin 2000
rpm ………...58 Gambar 4.17 Ilustrasi Pergeseran Fasa Gelombang Sinyal Kebisingan Pada
Sumbu Z...59 Gambar 4.18 Grafik Kibisingan Knalpot Sumbu Z Tanpa ANC ……...……...60 Gambar 4.19 Grafik Kibisingan Knalpot Sumbu Z dengan ANC …..………....60 Gambar 4.20 Ilustrasi Pergeseran Fasa Gelombang Sinyal Kebisingan Pada
Sumbu Y………61 Gambar 4.21 Grafik Kibisingan Knalpot Sumbu Y Tanpa ANC……... ………61 Gambar 4.22 Grafik Kibisingan Knalpot Sumbu Y dengan ANC …………..…62 Gambar 4.23 Ilustrasi Pergeseran Fasa Gelombang Sinyal Kebisingan Pada
Sumbu X ………63 Gambar 4.24 Grafik Kibisingan Knalpot Sumbu X Tanpa ANC ……….…..…63 Gambar 4.25 Grafik Kibisingan Knalpot Sumbu X dengan ANC …..…..…..…64
