commit to user
PEMODELAN SINTETIK DIFFUSER DENGAN VARIASI
STRUKTUR PERMUKAAN
Disusun oleh :
ERNA YUNITA DEVITASARI M0209022
SKRIPSI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA Desember, 2013
commit to user
PEMODELAN SINTETIK DIFFUSER DENGAN VARIASI
STRUKTUR PERMUKAAN
Disusun oleh :
ERNA YUNITA DEVITASARI M0209022
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi sebagian
persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains Fisika
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA Desember, 2013
commit to user
iiiPERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudu
l
“
PEMODELAN SINTETIK DIFFUSER DENGAN VARIASI STRUKTURPERMUKAAN” adalah karya saya dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi ataupun dipublikasikan oleh orang lain, kecuali telah dituliskan di daftar pustaka skripsi ini.
Surakarta, Desember 2013
ERNA YUNITA DEVITASARI
commit to user
ii
HALAMAN PENGESAHAN
Skripsi dengan judul : PEMODELAN SINTETIK DIFFUSER DENGAN VARIASI STRUKTUR PERMUKAAN
Yang ditulis oleh:
NAMA : ERNA YUNITA DEVITASARI
NIM : M0209022
Telah diuji dan dinyatakan lulus oleh dewan penguji pada
Hari : Senin
Tanggal : 16 Desember 2013 Anggota Tim Penguji :
1. Dr. Agus Supriyanto, S.Si., M.Si ...
NIP. 19690826 199903 1 001
2. Dr. Eng. Risa Suryana, S.Si., M.Si ...
NIP. 19710831 200003 1 005
3. Drs. Iwan Yahya, M.Si ...
NIP. 19670730 199302 1 001
4. Drs. Harjana, M.Si., Ph.D ...
NIP. 19590725 198601 1 001
Disahkan oleh Ketua Jurusan Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta
Ahmad Marzuki, S.Si., Ph.D NIP. 19680508 199702 1 001
commit to user
vi
MOTTO
Usaha, Kerja keras, Kesabaran, Kesungguhan, Keuletan, Kepercayaan, Doa serta Tawakal maka sesuatu yang dinginkan akan tercapai dan pasti menjadi kenyataan.
“Tuntunlah ilmu pengetahuan itu mulai dari buaian sampai keliang lahat” ( Hadits)
“Bantinglah otak untuk mencari ilmu sebanyak-banyaknya guna mencari rahasia besar yang terkandung di dalam benda besar yang bernama dunia ini, tetapi
pasanglah pelita dalam hati sanubari yaitu pelita Kehidupan” (Al Ghazali)
“Ilmu pengetahuan tanpa agama lumpuh, agama tanpa ilmu pengetahuan buta” ( Albert Einstein)
“Orang tidak mungkin mencapai tingkat muttaqien, apabila tidak berilmu dan apa guna ilmu apabila tidak dibuktikan dalam perbuatan” (Abu Darda)
“Niscaya Allah akan meninggikan beberapa derajat orang-orang yang beriman diantaramu dan orang-orang yang diberi ilmu pengetahuan beberapa derajat”
commit to user
vii
PERSEMBAHAN
Atas rahmat dan karunia-NYA, karya kecil ini saya persembahkan kepada :
Bapak (Wiyono) dan Ibu (Nursiswati) tercinta dengan segala kekuatan
pengorbananmu yang tak henti-hentinya menyemangatiku, kesabaranmu yang tak ada batasnya, kasih sayangmu yang tiada tandingannya, serta doa yang kau panjatkan terus menerus tanpa lelah untuk putrimu ini….
Kakak (Etik Fitria R.) dan Adik-adikku tersayang ( Febby Bella S. S dan Fahad Damar F.) Thanks so much atas doa-doanya dan memberi semangat aku
terus sampai detik ini.
Dosen-dosenku terima kasih telah memberi saya ilmu yang sangat berguna ini
terutama Pak Iwan Yahya dan Pak Harjana terima kasih atas bimbingannya selama ini serta kesabaran anda untuk menuntun saya menjadi yang lebih baik.
Sahabatku Arifatul Chorida, Eki Muqowi, dan Nining Haryanti, Mb Restu, Nina, Mb Dian, Mb zulfa sahabat seperjuanganku di lab iARG terima kasih atas
motivasimu, dan senyuman kalian yang menguatkan aku sampai detik ini.Love you so much…
Eka Budiyanto terima kasih sudah menyemangatiku secara terus menerus dan
selalu memberiku motivasi.
Teman-temanku Fisika 2009 terima kasih telah meyemangatiku dan menjadi
commit to user
viii
KATA PENGANTAR
Penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat, hidayah, inayah, serta karunia-Nya yang tak terhingga berupa kemudahan kepada penulis, sehingga penulis mampu menyelesaikan penelitian dan menulis skripsi dengan judul, “PEMODELAN SINTETIK DIFFUSER DENGAN VARIASI
STRUKTUR PERMUKAAN” ini dengan lancar.
Penelitian ini merupakan bagian dari kajian yang diorientasikan pada pengembangan Sound Diffuser yang merupakan bagian dari skema penelitian di iARG. Pembiayaan penelitian ini didukung dari skema unggulan perguruan tinggi dengan No Kontrak 159a/UN27.11/PN/2013
Dalam penyelesaiaan skripsi ini penulis sampaikan rasa terima kasih kepada:
1. Bapak Drs. Iwan Yahya, M.Si selaku dosen pembimbing satu yang telah memberikan pengarahan dan masukan untuk terselesaikannya skripsi ini. 2. Bapak Drs. Harjana, M.Si., Ph.D selaku dosen pembimbing dua yang
selalu mendukung untuk menyelesaikan skripsi ini.
3. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu baik langsung maupun tidak langsung yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penyelesaian skripsi ini masih jauh dari kata sempurna, karena itu kritik dan saran yang sifatnya membangun sangat penulis harapkan.
Besar harapan penulis, semoga skripsi ini bermanfaat bagi siapa saja yang membacanya dan bagi dunia ilmu pengetahuan khususnya Fisika Sains dalam bidang akustik. Amin
Mohon maaf apabila dalam penulisan skripsi ini terdapat kata-kata yang kurang berkenan dihati pembaca.
Surakarta, Desember 2013 Erna Yunita Devitasari
commit to user
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,
Edisi Januari 2014
commit to user
x DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL ... i HALAMAN PENGESAHAN ... iiHALAMAN PERNYATAAN ... iii
HALAMAN ABSTRAK ... iv
HALAMAN ABSTRACT ... v
HALAMAN MOTTO ... vi
HALAMAN PERSEMBAHAN ... vii
KATA PENGANTAR ... viii
PUBLIKASI ... ix
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR TABEL ... xiii
DAFTAR GAMBAR ... xiv
BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1. Latar Belakang ... 1 1.2. Batasan Masalah ... 2 1.3. Perumusan Masalah ... 2 1.4. Tujuan Penelitian ... 3 1.5. Manfaat ... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 4
2.1. Gelombang Bunyi ... 4
2.2. Difusi Bunyi ... 8
2.3. Diffuser ... 9
2.4. Macam-macam Diffuser Schroeder ... 10
2.4.1. Maximum Length Diffuser (MLD) ... 10
2.4.2. Quadratic Residue Diffuser (QRD) ... 11
2.5. Koefisien Refleksi ... 13
2.6. Koefisien Serapan ... 16
commit to user
xi
2.8. Koefisien Difusi ... 18
2.9. Material Penyerap Bunyi ... 18
2.10. Metode Tabung Impedansi Dua Mikrofon ... 19
2.11. Software AFMG ... 22
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 23
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian ... 23
3.2. Alat dan Bahan ... 23
3.3. Metode Penelitian ... 25
3.3.1. Persiapan Alat dan Bahan ... 27
3.3.2. Pembuatan Sampel ... 27
3.3.2.1. Pembuatan Elemen Diffuser... 27
3.3.2.2. Pembuatan Sintetik Diffuser... 28
3.3.3. Set up Alat ... 29
3.3.4. Pengujian Sampel ... 30
3.3.5. Record Data Digital dan Display Grafik ... 31
3.3.5.1. Pengujian Menggunakan Tabung Impedansi 2 mikrofon... 31
3.3.5.2. Data yang didapatkan dari simulasi AFMG dan display grafik... 32
3.3.6. Analisa ... 32
3.3.6.1. Hasil dari pengujian menggunakan Tabung Impedansi 2 Mikrofon... 33
3.3.6.2. Hasil dari pemodelan sintetik menggunakan software AFMG ... 33
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 33
4.1. Struktur manual Elemen Diffuser dengan modifikasi resonator celah sempit terbuka dan tertutup ... 33
4.1.1. Struktur Elemen Diffuser dengan modifikasi resonator celah sempit terbuka pada n:0 ... 34
4.1.2. Struktur Elemen Diffuser dengan modifikasi resonator celah sempit terbuka pada n:2 ... 36
commit to user
xii
4.1.3. Struktur Elemen Diffuser dengan modifikasi resonator
celah sempit terbuka pada n:4 ... 38
4.2. Struktur elemen Diffuser dengan variasi permukaan flexible ... 39
4.3. Hasil dari Simulasi dengan menggunakan software AFMG Reflex versi 10.4.290 RCB ... 40
4.3.1. Hasil Model sintetik diffuser dengan kedalaman 4632364 ... 41
4.3.2. Hamburan energi bunyi Elemen Diffuser standar, Modifikasi resonator celah sempit asimetri dan simetri. ... 42
4.3.3. Plot Koefisien scattering dan difusi normal terhadap frekuensi ... 46
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 51
5.1. Kesimpulan ... 51
5.2. Saran ... 51
commit to user
xiii
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1 Kedalaman Quadratic Residue
commit to user
xiv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Sifat bunyi yang mengenai bidang ... 4
Gambar 2.2 Sifat bunyi yang mengenai bidang bercelah ... 4
Gambar 2.3 Peristiwa pantulan spekular dan hamburan ... 5
Gambar 2.4 Pemantulan yang terjadi pada bidang batas cembung, dan cekung ... 6
Gambar 2.5 Hubungan antara sudut datang dan pantul ... 8
Gambar 2.6 Struktur permukaan diffuser ... 10
Gambar 2.7 Maximum Length Diffuser (MLD) 1 D dan 2 D ... 11
Gambar 2.8 Quadratic Residue Diffuser (QRD) 1D dan 2D ... 11
Gambar 2.9 Perambatan gelombang melalui bidang batas dua Medium ... 14
Gambar 2.10 Peristiwa terhamburnya gelombang ... 17
Gambar 2.11 Skema tabung impedansi dua mikropon saat nguji sampel ... 20
Gambar 2.11 Hubungan sinyal masukan dan keluaran ... 21
Gambar 3.1 Prosedur penelitian ... 25
Gambar 3.2 Diagram alur penelitian ... 26
Gambar 3.3 Set up tabung impedansi dua mikrofon ... 29
Gambar 3.4 Sampel diffuser ... 30
Gambar 4.1 Koefisien serapan bunyi pada sampel diffuser standar dengan diffuser modifikasi resonator celah sempit tertutup dan terbuka pada n:0 ... 34
Gambar 4.2 Koefisien serapan bunyi pada diffuser standar dengan diffuser modifikasi resonator celah sempit tertutup dan terbuka di n:2 ... 36 Gambar 4.3 Koefisien serapan bunyi pada diffuser
commit to user
xv
sempit tertutup dan terbuka di n:4 ... 38
Gambar 4.4 Perbandingan koefisien serapan bunyi pada
DFB_Standart, DFB_Open 8cm, DFB_Open 4cm ... 39
Gambar 4.5 Output model sintetik diffuser ... 41
Gambar 4.6 Hasil plot respon spasial dari elemen diffuser standar, modifikasi resonator celah sempit asimetri,
dan simetri ... 42
Gambar 4.7 Grafik hubungan antara nilai koefisien scattering dan koefisien difusi normal terhadap frekuensi dari
