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
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
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
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
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.
vi
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.
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
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
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
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
xv
5.1 Kesimpulan ...47
5.2 Saran ...47
DAFTAR PUSTAKA ...49
LAMPIRAN ...51
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
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
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
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
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
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.
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.
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.
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
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 :
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.
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
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.
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.
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.
11
Gambar 2.6 Aplikasi penggunaan difuser melengkung pada dinding Hummingbird Centre di Toronto
(sumber: D’antonio tahun 2004)
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.
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)
Pd2 = tekanan kuadrat dengan difuser (pa)
Ptd2 = tekanan kuadrat tanpa difuser (pa)
Pac2 = 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.
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
Ampl
itud
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,...
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
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
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
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
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)
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
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
Tahap pertama proses pemisahan ini diambil data SPL bunyi datang (LD) yang didapat ketika pengukuran dilakukan tanpa
DP yaitu data sinyal kombinasi bunyi datang dan
bunyi pantul dalam domain waktu.
26
(a)
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)
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)
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 difuser karpet speaker
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)
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
4.2.2. Data SPL Tanpa Difuser, Difuser 2 Dimensi
32
Tabel 4.2 Tabel pengukuran SPL tanpa difuser (speaker)
Sudut SPL (dB)
4.3. Hasil Perhitungan SPL Bunyi yang Dihamburkan Difuser
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
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
35
(a)
(b)
Gambar 4.3 Kurva sinyal dalam domain waktu: (a) bunyi datang +
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.
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.
38
Gambar 4.5 Kurva sinyal hasil pemisahan bunyi pantul, di ruang
semianechoic Fisika FMIPA ITS dengan jarak 70 cm dari difuser kayu 2D.
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 L
i adalah dengan persamaan
logaritmis yaitu :
(
)
dengan Pac2 = Pacuan sebesar
Hasil konversi P2 menjadi L
i 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)
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
42
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.
(a) (b)
Gambar 4.8 Grafik polar (a) difuser kayu 2D; (b) difuser bubur kertas
43
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.
(a) (b)
Gambar 4.10 Grafik polar (a) difuser kayu 2D; (b) difuser bubur kertas
44
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.
(a) (b)
Gambar 4.12 Grafik polar (a) difuser kayu 2D; (b) difuser bubur kertas
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.
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.
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
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.
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
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
53
LAMPIRAN B
Data hasil pengukuran untuk difuser bubur kertas dua dimensi pada jarak 70 cm antara mikrofon dan difuser.
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 : [ ( ) ] ⁄
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
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
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
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
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
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
61
LAMPIRAN C
Data hasil pengukuran untuk difuser bubur kertas dua dimensi pada jarak 70 cm antara mikrofon dan difuser.
Tabel C.1 Hasil perhitungan bunyi pantul pada difuser kayu 2 dimensi pada frekuensi 125 Hz – 500 Hz
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
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
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
65
LAMPIRAN D
Penggunaan matlab dengan koding (dalam domain waktu) sebagai berikut 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)))
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')
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.
