-
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 105 Pa
Karena data yang tertera pada SLM masih dalam bentuk SPL, perlu
kita ubah menjadi
tekanan bunyi
SPL = 20 log Pr/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 setelah
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 dalam
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) !