commit to user
SEBARAN MEDAN BUNYI PADA DIFFUSER
DENGAN MODIFIKASI PERMUKAAN
Disusun oleh :
ARIFATUL CHORIDA
M0209008
SKRIPSI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
SEBARAN MEDAN BUNYI PADA DIFFUSER
DENGAN MODIFIKASI PERMUKAAN
Disusun oleh :
ARIFATUL CHORIDA
M0209008
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi sebagian
persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa isi skripsi saya yang berjudul “
SEBARAN MEDAN BUNYI PADA DIFFUSER DENGAN MODIFIKASI
PERMUKAAN” adalah hasil kerja saya dan sepengetahuan saya hingga saat ini isi skripsi tidak berisi materi yang telah dipublikasikan atau ditulis oleh orang lain untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di Universitas Sebelas Maret atau di Perguruan Tinggi lainnya kecuali telah dituliskan di daftar pustaka skripsi ini.
Surakarta, Desember 2013
commit to user
iv
SEBARAN MEDAN BUNYI PADA DIFFUSER
DENGAN MODIFIKASI PERMUKAAN
Arifatul Chorida
Jurusan Fisika, Fakultas MIPA, Universitas Sebelas Maret
ABSTRAK
Telah dilakukan pengujian sebaran medan bunyi pada permukaan diffuser
dengan menggunakan metode scanning. Pengujian dilakukan pada dua kondisi
bentuk permukaan diffuser yaitu ketika permukaannya datar dan ketika
permukaannya diberi penambahan berupa bola. Untuk mengetahui respon serapan
bunyi terhadap modifikasi bentuk permukaan pada diffusermaka dilakukan pengujian
serapan. Pengujian kinerja serapan bunyi ini dilakukan dengan prosedur yang
mengacu pada ASTM E-1050-98. Dalam hal ini terdapat tiga variasi yakni ketika
permukaannya datar (flat), selanjutnya ketika permukaannya berupa setengah bola,
dan ketika permukaan setengah bola tersebut diberi lubang. Hasil pengujian scanning
menunjukkan bahwa diffuserdengan penambahan bola pada permukaan memberikan
dampak terhadap sebaran medan bunyi. Penambahan bola pada sumur dengan
kedalaman nol menyebabkan intensitas bunyi meningkat, sedang pada sumur dengan
kedalaman enam intensitas bunyinya menjadi menurun. Hasil pengujian serapan pada
diffuser dengan modifikasi permukaan setengah bola memiliki koefisien serap yang
lebih baik pada frekuensi rendah dan pada frekuensi tinggi memiliki respon yang
sama dengan diffuser permukaan datar. Adapun untuk penambahan lubang pada
permukaan setengah bola memberi efek serapan bunyi pada bentang yang lebih lebar.
commit to user
v
DISTRIBUTION OF SOUND FIELD ON DIFFUSER
WITH SURFACE MODIFICATION
Arifatul Chorida
Jurusan Fisika, Fakultas MIPA, Universitas Sebelas Maret
ABSTRACT
Sound field distribution on surface diffuser has been conducted using scanning
method. In this measurement there are two conditions, first when the diffuser forms
are flat surface. Secondly when the surface is given the addition sphere. Sound
absorption performance testing was experimentally conducted with two microphone
impedance tubes referred to standard procedure of ASTM E-1050-98. There are three
condition flat surface, hemisphere surface, and hemisphere surface with perforated.
The addition sphere on diffuser surface gives different patterns seen from intensity of
each well diffuser. The addition sphere on well fourth ( depth = 0 ) causes the sound
intensity increases , whereas for the second and sixth wells ( depth = 6 ) caused a
decrease intensity. Diffuser with hemisphere surface give increase coefficient
absorption at low frequency. At high frequency this modified diffuser and diffuser
flat surface have the same perform. The adding perforate on surface yielded extent
absorption range frequency.
commit to user
vi
MOTTO
Apabila anda berbuat kebaikan kepada orang lain,
maka anda telah berbuat baik terhadap diri sendiri.
( Benyamin Franklin )
Aku belajar diam dari banyaknya bicara.
Aku belajar sabar dari sebuah kemarahan.
Aku belajar mengalah dari suatu keegoisan.
Aku belajar menangis dari kebahagiaan.
Aku belajar tegar dari kehilangan
Hidup Adalah BELAJAR...
(Febrian Citra Lesmana)
“Learn from the mistakes in the past,
try by using a different way,
commit to user PERSEMBAHAN
Karya kecil yang spesial ini kupersembahkan kepada orang-orang yang spesial :
Bapak Djupri dan Ibu Rujiyem tercinta yang tak henti-hentinya memberikan
dukungan, doa, dan kasih sayang sepanjang waktu tanpa merasa lelah.
Kakak-kakakku Ratna Kurniawati, Nanang Wahyu Hidayat, dan Arif Nur
Alfi Nugroho terkasih, yang selalu mendengarkan keluh kesah serta memberi
semangat dan dukungan tanpa henti.
Keponakanku Nabila Raisyah Hidayat dan Rafardhan Fajar Hidayat, terima
kasih karena kehadiran kalian memberikan motivasi untuk segera menyelesaikan skripsi ini.
Sahabat – sahabat seperjuangan Eki Muqowi, Erna Yunita Devitasari, dan
Nining Haryanti yang selalu mentransfer energi positif untuk terus berjuang.
Teman-teman iARG Mbak Restu, Mbak Zulfa, Mbak Dian, dan Nina terima
kasih telah banyak membantu dan selalu memberikan dukungan.
Teman-teman fisika 2009 yang tidak bisa disebutkan satu persatu, terima kasih
commit to user
viii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat, hidayah, serta karunia-Nya sehingga penelitian dan
penyusunan skripsi yang berjudul “SEBARAN MEDAN BUNYI PADA
DIFFUSER DENGAN MODIFIKASI PERMUKAAN” ini dapat penulis
selesaikan dengan baik. Penelitian ini merupakan kajian yang diorientasikan tidak hanya pada pengembangan diffuser melainkan bagian dari skema penelitian terfokus di iwanyy Acoustic Research Group (iARG) khususnya dalam pengembangan power generating sound absorber. Pembiayaan penelitian ini didukung dari skema penelitian unggulan perguruan tinggi dengan nomor kontrak 159a/UN27.11/PN/2013.
Dalam menyusun skripsi ini, penulis mendapatkan banyak bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, baik moral maupun material. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Drs. Iwan Yahya, M.Si selaku dosen pembimbing satu yang selalu memberi masukan dan arahan dalam penelitian maupun penyusunan skripsi. 2. Bapak Drs. Harjana, M.Si., Ph.D selaku pembimbing dua yang selalu
memberikan nasihat dan masukan dalam penyusunan skripsi.
3. Semua pihak yang telah memberikan bantuan, baik langsung maupun tidak langsung kepada penulis.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun. Semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat kepada para pembaca pada umumnya dan penulis pada khususnya.
Surakarta, Desember 2013
commit to user
ix
PUBLIKASI
Devitasari, Y, E., Chorida A., Muqowi E., Haryanti N., Harjana., dan Yahya I. 2014.
Pengaruh Sisipan Resonator Celah Sempit terhadap Serapan dan Respon Spasial
Quadratic Residue Diffuser. Jurnal Fisika dan Aplikasinya (JFA). Vol. 10,Nmr. 1,
commit to user
HALAMAN ABSTRAK ... iv
HALAMAN ABSTRACT ... v
HALAMAN MOTTO ... vi
HALAMAN PERSEMBAHAN ... vii
KATA PENGANTAR ... viii
HALAMAN PUBLIKASI ... ix
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR GAMBAR ... xiii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang Masalah ... 1
1.2. Perumusan Masalah ... 3
1.3. Batasan Masalah ... 3
1.4. Tujuan Penelitian ... 3
1.5.Manfaat Penelitian ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5
2.1. Gelombang Bunyi ... 5
2.2. Gelombang Bunyi dalam Fluida ... 5
2.3. Interaksi gelombang dengan Permukaan ... 6
2.3.1. Pantulan (Reflection) ... 8
2.3.2. Penyerapan (Absorption)... 9
2.3.3. Hamburan(Scattering) ... 10
2.4. Diffuser... 12
2.4.1. Diffuser Schroeder... 12
2.4.2. Fungsi dan Aplikasi Diffuser ... 14
commit to user
2.5.1. Maximum Legth Diffuser(MLD) ... 15
2.5.2. Quadratic Residue Diffuser(QRD) ... 15
2.5.3. Primitive Root Diffuser(PRD) ... 16
2.6. Medan Bunyi (Sound Field) ... 17
2.6.1. Near Field... 17
2.6.2. Far Field ... 18
2.7. Intensitas Bunyi ... 18
2.8. Pengukurann Intensitas Bunyi dengan Metode Scanning ... 19
2.9. Fungsi Pindah(Transfer Function)... 20
2.10. Metode Tabung Impedansi (Impedance Tube Method) ... 21
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 23
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ... 23
3.2. Alat dan Bahan ... 23
3.2. Metode Scanning ... 23
3.2. Metode Tabung Impedansi Dua Mikrofon ... 23
3.3. Metode Penelitian ... 24
3.3.1. Persiapan Alat dan Bahan ... 24
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 31
4.1. Scanningpada Permukaan Diffuser... 31
4.2. Pengujian Koefisien Serap Bunyi ... 37
4.2.1. Modifikasi pada Permukaan Diffuser... 37
4.2.2. Variasi Jumlah Lubang pada Bola ... 39
4.2.2.1. Diameter Lubang 0,2 cm ... 39
commit to user
xii
4.2.3. Orientasi Sudut Datang terhadap
Posisi Lubang pada Bola ... 42
4.2.4. Modifikasi Diffuserdengan Permukaan Setengah Bola... 43
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 46
5.1. Kesimpulan ... 46
5.2. Saran ... 46
commit to user DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1 Perpindahan Aliran (Udara) Ketika Gelombang Bunyi
Melewati Medium ... .. 6
Gambar 2.2 Perambatan Gelombang Bunyi Melalui Bidang Batas... .. 7
Gambar 2.3 Peristiwa Hamburan ... ..11
Gambar 2.4 Diffuser MLD dengan Kedalaman Sumur Seperempat Panjang Gelombang ... ..13
Gambar 2.5 Penggunaan Diffuserdalam Ruang akustik ... ..14
Gambar 2.6 Maximum Length Diffuser(MLD) ... ..15
Gambar 2.7Quadratic Residue Diffuserdilihat dari Samping ...15
Gambar 2.8Quadratic Residue Diffuser(QRD) ...16
Gambar 2.9 Definisi Medan Bunyi ... ..17
Gambar 2.10 Teknik pengukuran Gradien Tekanan ... ..20
Gambar 2.11 Tabung Impedansi Dua Mikrofon ... ..21
Gambar 2.12 Respon Sistem ... ..22
Gambar 3. 1 Kedalaman Diffuser Rangkaian Urutan 7x7 ... ..25
Gambar 3. 2 Prosedur Penelitian... ..25
Gambar 3. 3 Diffuser Skyline... ..26
Gambar 3.4 Teknik Pengujian Sebaran Medan Bunyi dengan Metode Scanning... ..27
Gambar 3.5 Skema Pengujian Koesfisien Serapan Bunyi dengan Menggunakan Metode Tabung Impedansi Dua Mikrofon ...28
Gambar 3.6 Sampel ElemenDiffuser... ..29
Gambar 3.7 Sampel Uji Elemen Diffuser... ..29
Gambar 4.1 Hasil Pengujian Scanningpada Frekuensi 500 Hz ... ..31
Gambar 4.2 Hasil Pengujian Scanningpada Frekuensi 1000 Hz ... ..32
Gambar 4.3 Hasil Pengujian Scanningpada Frekuensi 2000 Hz ... ..33
Gambar 4.4 Hasil Pengujian Scanningpada Frekuensi 4000 Hz.. ... ..33
commit to user
xiv
Gambar 4.6 Tampang LintangScanningSebaran Bunyi ... ..36 Gambar 4.7 Mekanisme Hamburan pada Bola ... . 37 Gambar 4.8 Hasil Pengujian Koefisien Serapan Bunyi pada DiffuserStandar dan Optimasi Permukaan dengan Setengah Bola ... ...38 Gambar 4.9 Hasil Pengujian Koefisien Serapan Bunyi Bola dengan Variasi
Jumlah Lubang... . .40 Gambar 4.10 Hasil Pengujian Koefisien Serapan Bunyi Bola dengan Variasi
Jumlah Lubang... ...41 Gambar 4.11 Hasil Pengujian Koefisien Serapan Bunyi Bola dengan Orientasi
Sudut Datang terhadap Posisi Lubang pada Bola ... ...43 Gambar 4.12 Hasil Pengujian Koefisien Serapan Bunyi pada
