PERCOBAAN P-2 AKUSTIK NOISE BARRIER AND DIRECTIVITY FACTOR
A. LATAR BELAKANG
Setiap sumber bunyi mempunyai pola keterarahan yang berbeda-beda. Suatu sumber bunyi titik adalah sumber bunyi ideal yang mempunyai pola keterarahan seperti permukaan bola. Sumber bunyi yang mempunyai pola keterarahan seperti permukaan bola adalah sumber bunyi yang mempunyai intensitas sama pada jarak yang sama untuk arah (terhadap sumbu sumber bunyi) berbeda. Pada umumnya, setiap sumber bunyi mempunyai intensitas yang tidak sama pada jarak yang sama dan pada arah sudut yang berbeda. Sumber bunyi yang mempunyai tingkat tekanan bunyi di atas rata-rata mengakibatkan bising yang mengganggu kenyamanan aktivitas. Pada suatu bangunan seperti rumah, gedung-gedung, ataupun plan industri sekalipun, sangat memerlukan suatu noise barrier agar bising dari sumber bunyi di sekitarnya bisa dikendalikan.
B.
TUJUAN
1.
Mampu menganalisis pengaruh noise barrier terhadap pengukuran tingkat tekanan bunyi.
2.
Mampu membandingkan besar atenuasi bunyi pada grafik maekawa dengan hasil pengukuran.
3.
Mahasiswa mampu mengetahui pola keterarahan dari sumber bunyi speaker.
C. DASAR TEORI
I.
Noise Barrier
Noise Barrier (Penghalang Dinding) merupakan suatu dinding atau partisi penghalang
yang digunakan untuk mengendalikan transmisi bising yang dirambatkan melalui udara (air bone noise), dimana dinding ini letaknya diantara sumber dan penerima. Fungsi dari Penghalang Bising ini yaitu untuk memberikan zona bayangan ( shadow zone) atau daerah dimana mempunyai bising yang lebih senyap pada penerima.
Gambar 1. Ilustrasi Penghalang Bising Tampak Samping
Kinerja Akustik dari Penghalang dapat dinyatakan dalam IL ( Insertion Loss ) atau NR ( Noise Reduction). a.
Insertion Loss
Insertion Loss merupakan perbedaan antara tekanan bunyi ( Sound Pressure Level)
pada suatu titik tertentu dalam kondisi sebelum dan setelah barrier (enclosure) terpasang.
Gambar 2. Perbedaan TTB di Ruang Penerima tanpa (a) dan dengan Partisi (b)
Dapat dinyatakan dengan persamaan berikut :
dengan, SPLbefore : Selisih tingkat tekanan bunyi sebelum ada barrier (dB) SPLafter
: Selisih tingkat tekanan bunyi sesudah ada barrier (dB)
IL memberikan petunjuk langsung dari perbaikan yang diberikan oleh “penyisipan” barrier antara sumber bising dan penerima. b. Noise Reduction
Besaran berikutnya yang juga digunakan untuk menyatakan daya isolasi bahan adalah reduksi bising ( Noise Reduction). Reduksi bising terjadi antara ruang sumber bunyi dengan ruang penerima bunyi. Reduksi bising merupakan selisih tingkat tekanan
bunyi dalam ruang sumber bunyi dengan tingkat tekanan bunyi dalam ruang penerima. Secara matematis, reduksi bising dinyatakan dalam:
dengan, NR
: reduksi bising (dB)
SPL1
: tingkat tekanan bunyi dalam ruang sumber (dB)
SPL2
: tingkat tekanan bunyi dalam ruang penerima (dB)
Untuk mengurangi tingkat tekanan bunyi pada penghalang akustik, dipergunakan metode maekawa c. Maekawa
Metode maekawa biasa menggunakan metode grafik (kurva).Dengan menggunakan metode maekawa ini, kita dapat menentukan nilai pengurangan tingkat tekanan bunyi, tergantuk dari jarak dari sumber ke penghalang, dan tergantung pada frekuensi bunyi.
Gambar 3. Metode Maekawa
Untuk menentukan besarnya nilai atenuasi bunyi menggunakan persamaan : B = 10 log (3 + 40
� )
O = jarak dari titik kerja sampai puncak barrier dengan,
= + - d
Gambar 4. Grafik Maekawa
Dimana, Fresnel Number (N) =
2
II. Directivity Factor (Faktor Keterarahan sumber bunyi)
Loudspeaker merupakan transduser yang berfungsi merubah energi listrik menjadi energi bunyi. Di dalam perambatannya, loudspeaker memiliki arah penyebaran tertentu. Hal inilah yang disebut sebagai faktor keterarahan (Q). Faktor keterarahan dari sebuah sumber bunyi didefinisikan sebagai perbandingan antara intensitas bunyi pada suatu titik berjarak r dari sumber bunyi dengan intensitas bunyi pada titik tersebut yang dipancarkan oleh sumber titik dengan daya yang sama. Faktor keterarahan ini dapat dinyatakan sebagai berikut :
Dengan, Ir
: Intensitas bunyi pada jarak r dari sumber bunyi yang diamati.
Ist
: Intensitas bunyi yang dipancarkan oleh sumber titik.
Intensitas I di sebuah titik yang berjarak r dari pusat sumber bunyi dalam ruang bebas ditentukan oleh harga kuadrat tekanan bunyi dan dapat dinyatakan sebagai
=
Dengan Ir
: Intensitas bunyi pada jarak r dari sumber bunyi
Pr
: Tekanan bunyi pada jarak r dari sumber bunyi
: Rapat jenis medium
c
: Kecepatan rambat bunyi
Pref
: 2 x 10 Pa
5
Karena data yang tertera pada SLM masih dalam bentuk SPL, perlu kita ubah menjadi tekanan bunyi SPL = 20 log P r /Pref Dengan SPL : Tingkat Tekanan bunyi pada jarak r dari sumber bunyi (dB) Banyak sumber bunyi, seperti misalnya pengeras suara (loudspeaker) yang tekanannya tidak tergantung pada sudut , sehingga dapat digunakan persamaan :
Dengan Pac
: Tekanan bunyi yang diukur pada jarak r, sudut q = 0° dan sudut f = 0° sebagai
acuan. P(q,f) : Tekanan bunyi yang diukur pada jarak, sudut q = 0° dan sudut f = 0° Pada pengukuran yang dilakukan, pengambilan titik ukur tidak kontinu (diskrit), sehingga faktor keterarahan didapat dengan cara menjumlahkan (secara biasa) tekanan bunyi di titik– titik dengan sudut n q pada bidang horisontal yang mengelilingi sumber. Oleh karena itu persamaan diatas menjadi :
Persamaan diatas berlaku untuk sumber bunyi yang mempunyai sifat tidak simetris terhadap sumbu horisontal. Faktor keterarahannya menjadi :
Di bawah ini merupakan plot dari pola keterarahan setel ah ditemukannya nilai Q :
Gambar 5. Plot pola keterarahan berdasarkan nilai Q yang didapat
D. METODOLOGI PERCOBAAN
I. ALAT DAN BAHAN
Pada praktikum kali ini diperlukan peralatan antara lain : a. Laptop b. Meteran c. Speaker aktif d. Barrier e. Software Real Time Analyzer f. Sound level meter 2 buah g. Busur
II. LANGKAH - LANGKAH PERCOBAAN
Terdapat dua percobaan diantaranya : a. Noise Barrier
1. Tentukan posisi sumber suara dan penerima, kemudian ukur jaraknya (jarak sumber dan penerima tidak boleh lebih dari panjang barrier). 2. Buka aplikasi Real Time Analyzer, ketinggian sumber dan penerima harus sama. 3. Bangkitkan sinyal suara dengan frekuensi 130 Hz dan ukur SPL di posisi penerima sebanyak 5 kali 4. Ubah frekuensi sumber bunyi menjadi 250Hz, 500Hz, 1000Hz, dan 2000Hz lalu ukur SPL di posisi penerima sebnyak 5 kali pada setiap frekuensi. 5. Letakan barrier di antara sumber dan pendengar, lalu ukur jarak dari sumber ke barrier dan barrier ke penerima 6. Ulangi langkah 3 dan 4
b. Keterarahan Bunyi
1. Mencari medan bebas untuk pengukuran 2. Membuat skema pengukuran seperti gambar 5. 3. Menempatkan speaker di tengah – tengah area pengukuran. 4. Bangkitkan sinyal dengan software yoshimasa pada frekuensi 1000 Hz 5. Mencatat tingkat tekanan bunyi pada titik – titik di sekeliling sumber bunyi pada jarak 3 m dari sumber bunyi. Dipilih titik - titik berjarak sama setiap selisih sudut 10°. 6. Lakukan langkah-langkah diatas untuk frekuensi suara yang berbeda (4000Hz)
Gambar 6. Titik Pengukuran pada Jarak yang Sama dan Sudut Berbeda
Gambar 7. Untuk ploting hasil pengukuran. Lingkaran paling dal am merupakan nilai TTB
yang terbesar, lingkaran terluar nilai TTB yang terkecil. Garis-garis tengah garis yang menunjukkan sudut.
III. TUGAS LAPRES a.
Noise Barrier
1. Cari nilai IL dan Fresnel Number ! 2. Bandingkan besar atenuasi bunyi yang di dapat dari pengukuran (IL) dengan atenuasi yang di dapat dengan menggunakan grafik maekawa ! 3. Analisa data yang di dapat !
b.
Keterarahan Bunyi
1. Plotkan data hasil pengukuran pada gambar 2, kemudian buatlah pola keterarahan dengan cara menghubungkan masing-masing titik hasil plot tersebut ! 2. Carilah nilai Q dari speaker tersebut ! 3. Apa yang terjadi jika frekuensi suara yang dibangkitkan berbeda? 4. Simpulkan hasil percobaan saudara (membandingkan nilai Q yang didapat saat praktikum dengan teori) !
