hendi marshinto siburian's undergraduate theses
TRANSCRIPT
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
1/177
KAJI EKSPERIMEN PENGUKURAN KOEFISIEN
SERAP SUARA SERAT KELAPA SAWIT DENGAN
METODE RUANG GEMA
TUGAS AKHIRDiajukan untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Disusun Oleh:
HENDI MARSHINTO SIBURIAN
2006 – 41 – 070
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIKA ATMA JAYA
JAKARTA
2011
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
2/177
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
3/177
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
4/177
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
5/177
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
6/177
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
7/177
vii
ABSTRAK
Pengujian koefisien serapan suara merupakan pengujian yang dilakukan pada suatumaterial (spesimen) apakah dapat menyerap suara dan menentukan besar dari
serapan suara dari spesimen yang dibuat. Pada pengujian ini spesimen yang
digunakan memiliki dua tipe penyusunan yakni tipe 450
dan tipe 900 dengan dimensi
spesimen 300 mm x 300 mm x 20 mm. Mekanisme pengujian serap suara yang
terlebih dahulu dilakukan yaitu menentukan ruangan yang memiliki waktu gemaapakah dapat digunakan untuk pengujian atau tidak. Hal ini penting karena tahap
awal pengujian koefisien serapan suara yaitu menentukan waktu gema. Pengujianawal yang dilakukan yakni mengukur besar waktu gema pada ruang kosong
kemudian dilanjutkan dengan pengukuran waktu gema ruangan yang diisi spesimen
serat kelapa sawit. Setelah mendapatkan waktu gema dengan kedua pengondisian
tersebut, maka didapatkan waktu gema. Setelah mendapatkan waktu gema, maka
besar koefisien serapan suara dapat dihitung.
Kata kunci : koefisien serapan suara, waktu gema, serat kelapa sawit
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
8/177
viii
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas
segala berkat dan rahmat yang selalu diberikan, sehingga penulis dapat
menyelesaikan Tugas Akhir dengan judul “Kaji Eksperimen Pengukuran
Koefisien Serap Suara Pada Kelapa Sawit Dengan Metode ruang Gema” .
Dalam penyelesaian tugas akhir ini, penulis banyak mendapatkan bantuan
dan dukungan baik dalam hal moril maupun materil. Oleh karena itu, penulis
ingin mengucapkan banyak terima kasih kepada :
1. Bapak Ir. Noor Eddy, MSME sebagai dosen pembimbing yang senantiasa
memberikan waktu, bimbingan, dukungan, pengalaman, motivasi dan
teladan bagi penulis.
2. Bapak Andre Yohanes, ST. sebagai mentor di UPT LAGG-BPPT (Unit
Pelaksana Teknis Laboratorium Aero Gasdinamika dan Getaran Badan
Pengkajian dan Penerapan Teknologi) PUSPITEK yang senantiasa
meluangkan waktu, tenaga, pikiran, diskusi, dan pengalamannya serta
penggunaan perangkat pengujian AeroAkustik.
3. Bapak Harjadi Gunawan, S.T., M.Eng sebagai Ketua Jurusan Teknik
Mesin Universitas Katolik Atma Jaya.
4. Bapak Prof. Dr. Ir. Wegie Ruslan.,M.S sebagai pembimbing akademik
yang senantiasa meluangkan waktu dalam membimbing dalam bidang
perkuliahan.
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
9/177
ix
5. Orang tua dan keluarga besar Siburian yang selalu memberikan semangat,
materi dan doa sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
6.
Rian Hernando dan Donny George Hutagalung sebagai rekan kerja dalam
tugas akhir yang selalu membantu dan memberikan masukan, semangat,
motivasi pada penulis.
7. Bapak DR. Ir. Erwinsyah di kepala bagian Pusat Peneilitian Kelapa Sawit
Medan yang telah membantu penulis dalam pengadaan serat tandan
kosong kelapa sawit.
8. Segenap keluarga besar Teknik Mesin Unika Atma Jaya angkatan 2006
yang selalu memberikan bantuan, semangat dan motivasi pada penulis
dalam menyelesaikan tugas akhir.
Penulis menyadari Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, untuk itu
dengan segala kerendahan hati, penulis bersedia menerima kritik dan saran yang
konstruktif. Semoga Tugas Akhir ini membawa manfaat bagi dunia pendidikan
dan kemajuan bangsa Indonesia.
Jakarta, 22 Juli 2011
Hendi Marshinto Siburian
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
10/177
x
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR ii
LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR iii
LEMBAR PERNYATAAN PEMBIMBING TUGAS AKHIR iv
LEMBAR PERNYATAAN TANDA SELESAI TUGAS AKHIR v
LEMBAR PERNYATAAN JUDUL TUGAS AKHIR vi
ABSTRAK vii
KATA PENGANTAR viii
DAFTAR ISI x
DAFTAR NOTASI xiv
DAFTAR GAMBAR xv
DAFTAR TABEL xviii
BAB I PENDAHULUAN 1
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Rumusan Masalah 2
1.3 Tujuan dan manfaat 3
1.4 Batasan Masalah 3
1.5
Metode penelitian 4
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
11/177
xi
1.6 Sistematika penulisan 4
BAB II TEORI DASAR 6
2.1 Gelombang bunyi 6
2.1.1 Frekuensi bunyi 6
2.1.2 Analisa frekuensi 7
2.1.3 Tingkat tekanan bunyi / Sound Pressure Level 8
2.2 Komposit 8
2.3 Material akustik 9
2.3.1 Penyebab material serat dapat menyerap suara 10
2.3.2 Penyerapan suara 11
2.3.3 Reaksi pantulan 13
2.3.4 Reaksi sebar 15
2.4 Waktu gema (reverberation time =RT) 15
2.5 Pengukuran penyerapan suara 17
2.5.1
Impedance (Standing Wave Tube) 17
2.5.2 Two-microphone free field 18
2.5.3 Reverberation Chamber 19
2.6 Standarisasi pengujian 20
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
12/177
xii
2.6.1 ASTM:C423-09a 21
2.6.2 ISO:354-2003 22
2.7 Perangkat lunak matlab 23
BAB III PERALATAN DAN PROSEDUR PENGUJIAN 24
3.1 Pengujian Waktu Gema 25
3.2 Pengaturan perangkat peengujian 33
3.2.1 Pengaturan function generator 34
3.2.2 Pengaturan loudspeaker 34
3.2.3 Pengaturan microphone dan microphone power supply 34
3.2.4 Pengaturan Digital Signal Analyzer (DSA) 35
3.3 Prosedur pengujian 36
3.4 Program matlab 37
BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN 38
4.1 Waktu Gema 38
4.1.1 Penentuan Waktu Gema Pengujian 38
4.1.2
Analisis Data Waktu Gema (RT) 39
4.1.2.1 Waktu gema ruangan kosong dan ruangan dengan
spesimen 450 39
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
13/177
xiii
4.1.2.2 Waktu gema ruangan kosong dan ruangan dengan
spesimen 900 45
4.2 Koefisien serapan suara 51
4.2.1 Koefisien serapan suara dengan spesimen serat kelapa
sawit tipe 450 51
4.2.2 Koefisien serapan suara dengan spesimen serat kelapa sawit
tipe 900 52
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 60
5.1 Kesimpulan 60
5.2 Saran 60
DAFTAR PUSTAKA 62
LAMPIRAN DATA HASIL PENGUJIAN WAKTU GEMA 63
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
14/177
xiv
DAFTAR NOTASI
RT20 : Waktu gema dengan peluruhan 20 dB (s)
RT60 : Waktu gema dengan peluruhan 60 dB (s)
t1 : Waktu pada saat kurva tepat akan meluruh (s)
t2 : Waktu pada saat kurva telah meluruh 20 dB (s)
A : Daerah absorpsi suara (m2)
c : Kecepatan suara di udara dalam (m/s)
V : Volume ruang gema dalam (m3)
RT1 : Waktu gema pada ruang gema tanpa spesimen dalam (s)
RT2 : Waktu gema pada ruang gema dengan spesimen dalam (s)
t : temperatur udara (C)
S : Luas spesimen yang digunakan (m2)
: Koefisien serapan suara
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
15/177
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Skema Penyusunan Serat 9
Gambar 2.2 Penyebaran Suara 10
Gambar 2.3 Garis suara langsung dan pantulan yang di dengar 14
Gambar 2.4 Definisi waktu Gema 16
Gambar 2.5 Tube Impedance Methode 18
Gambar 2.6 Two Microphone Free Field 19
Gambar 3.1 Diagram alir pengujian 24
Gambar 3.2 set up alat pengujian di dalam ruangan kosong 25
Gambar 3.3 set up alat pengujian di dalam ruangan dengan spesimen 26
Gambar 3.4 Digital Signal Analyzer 27
Gambar 3.5 Microphone Power Supply Bruel & Kjaer tipe 1135 28
Gambar 3.6 Mounting microphone 28
Gambar 3.7 Microphone 29
Gambar 3.8 Sound level calibrator 29
Gambar 3.9 Function Generator (PHILIPS PM 5132) 30
Gambar 3.10 Loudspeaker Bruel & Kjaer Tipe 4224 30
Gambar 3. 11 Kabel penghubung 31
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
16/177
xvi
Gambar 3. 12 Sound level meter 31
Gambar 3.13 lapisan dalam 1 spesimen 32
Gambar 3.14 spesimen serat kelapa sawit dengan sudut 900 dan sudut 450 32
Gambar 3.15 ruangan pengujian 33
Gambar 3.16 Tampilan Menu Utama DEWEsoft 6.6 35
Gambar 3.17 Tampilan Menu Hardware Setup 35
Gambar 3.18 Tampilan Channel Setup 35
Gambar 3.19 Tampilan Pengaturan Keluaran Grafik 36
Gambar 3.20 Tampilan Program Matlab 37
Gambar 4.1 Grafik waktu peluruhan 39
Gambar 4.2 Grafik Waktu Gema Ruangan Kosong (RT1) 41
Gambar 4.3 Grafik Waktu Gema Ruangan Dengan Spesimen tipe 450 (RT2) 43
Gambar 4.4 Grafik waktu gema ruang kosong dan dengan spesimen 450
45
Gambar 4.5 Grafik Waktu Gema Ruangan Kosong 47
Gambar 4.6 Grafik Waktu Gema Dengan Spesimen tipt 900
49
Gambar 4.7 Grafik waktu gema ruang kosong dan dengan spesimen 900
50
Gambar 4.8 Grafik koefisien serapan suara spesimen serat kelapa sawit tipe 450 52
Gambar 4.9 Grafik koefisien serapan suara spesimen serat kelapa sawit tipe 900 53
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
17/177
xvii
Gambar 4.10 Koefisien serapan suara spesimen tipe 450 dan 90
0 55
Gambar 4.11 Perbandingan serapan suara kelapa sawit dan kelapa tipe 450 57
Gambar 4. 12 Perbandingan serapan suara kelapa sawit dan kelapa tipe 900 58
Gambar 4.13 Perbandingan serapan suara kelapa sawit dan kelapa tipe 450 dan tipe 900 59
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
18/177
xviii
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Waktu gema ruangan kosong (RT1) 40
Tabel 4.2 Waktu gema ruangan dengan spesimen tipe 450 (RT2) 42
Tabel 4.3 Waktu gema ruang kosong (RT1) dan dengan spesimen 450(RT2) 44
Tabel 4.4 Waktu gema ruangan ruangan kosong (RT1) 45
Tabel 4.5 Waktu gema ruangan dengan spesimen tipe 900 (RT2) 47
Tabel 4.6 Waktu gema ruang kosong (RT1) dan dengan spesimen 900 (RT2) 49
Tabel 4.7 Koefisien serapan suara spesimen serat kelapa sawit tipe 450 51
Tabel 4.8 Koefisien serapan suara spesimen serat kelapa sawit tipe 900 53
Tabel 4.9 Koefisien serapan suara spesimen serat kelapa sawit tipe 450 dan 900 54
Tabel 4.10 Koefisien serap suara kelapa sawit dan kelapa dengan tipe 450 dan tipe 900 56
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
19/177
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
20/177
2
dibakar. Dari hasil pembakaran tersebut akan menghasilkan asap yang dapat berdampak
negatif bagi lingkungan, yang dapat menyebabkan penipisan lapisan ozon.
Selain dari dampak perusakan lapisan ozon tersebut, di zaman sekarang ini
perkembangan teknologi sangatlah berkembang pesat. Hal ini tampak bahwa dari segi
kendaraan yang semakin lama semakin banyak dengan aneka jenis variasi dan
modifikasi yang beraneka ragam. Tidak hanya pada bidang kendaraan, banyak
peralatan-peralatan teknologi lainnya yang digunakan oleh manusia di sekelilingnya.
Dari berbagai jenis peralatan teknologi (elektronik) yang kerap digunakan didalam
kehidupan sehari-hari, banyak yang menimbulkan suara berisik yang menyebabkan
kebisingan. Disamping kebisingan yang ditimbulkan peralatan-peralatan tersebut, saat
ini perumahan penduduk telah dibangun dengan jarak yang sangatlah berdekatan dan
bahkan saling berdempetan. Berdasarkan hal ini, dapat diperhitungkan betapa besarnya
jumlah volume suara atau kebisingan yang ada di saat ini.
Berdasarkan hal tersebut, dengan tingkat kebisingan suara yang ada disekitar
lingkungan kehidupan kita dan jumlah sampah organik dari tandan kosong kelapa sawit
dalam jumlah yang sangat besar sehingga dapat merusak likungan, maka penulis
memiliki suatu pemikiran untuk memanfaatkan tandan kosong kelapa sawit menjadi
peredam akustik baik di dalam ruangan atau pada bagian suspensi mesin.
I.2. Rumusan Masalah
Bagaimana cara menentukan besar koefisien serap suara serat kelapa sawit?
Berapakah besar koefisien serap suara dari spesimen serat kelapa sawit?
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
21/177
3
Berapakah besar perbedaan koefisien serap suara antara spesimen serat kelapa
sawit dengan sudut 900, 45
0, 0
0dan sudut 90
0, 0
0dengan spesimen serabut kelapa
dengan sudut 900, 45
0, 0
0dan sudut 90
0, 0
0?
I. 3. Tujuan dan Manfaat
Tujuan :
Mengetahui cara atau metode pegujian koefisien serapan suara.
Mengetahui apakah serat tandan kosong kelapa sawit dapat meyerap
suara.
Mengetahui besar konstanta koefisien serapan suara yang dihasilkan dari
serat tandan kosong kelapa sawit.
Manfaat :
Mengurangi tingkat polusi udara atau perusakan lingkungan akibat
pembakaran sampah organik tandan kosong kelapa sawit dalam jumlah
yang sangat besar.
Menanbah nilai jual dari sampah organik tandan kosong kelapa sawit,
yang semula hanya dibuang sia-sia diubah menjadi peredam suara.
I. 4. Batasan Masalah
Koefisien serapan suara dari spesimen serabut kelapa sawit dihitung dengan
menggunakan standard ISO : 354-2003 Acoustics – Measurement of Sound
Absorption in a Reverberation Room
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
22/177
4
Besar koefisien serapan suara serat kelapa sawit di analisa dengan menggunakan
Digital Signal Analyzer (DSA) buatan DEWETRON dengan model DEWE-41-
T-DSA.
I. 5. Metode Penelitian
Metode-metode yang digunakan dalam penulisan ini yaitu:
1. Membaca dan memahami literatur penyerapan bunyi, bahan-bahan penyerap
bunyi dan cara untuk mengetahui waktu gema dan menentukan nilai koefisien
serap bunyi.
2. Menentukan tempat pengujian ruang gema.
3. Melakukan pengaturan dan kalibrasi perangkat pengujian yang diperlukan dalam
pengujian.
4. Melakukan pengujian ruang gema pada saat ruangan tanpa spesimen dan dengan
spesimen serta kelapa sawit.
5. Melakukan pengolahan data.
6. Mencatat, menganalisa, membandingkan dan menyimpulkan data hasil
pengolahan.
7. Penulisan laporan tugas akhir.
I.6. Sistematika Penulisan
Pembahasan dalam Tugas Akhir ini diuraikan ke dalam 5 bab, yang disebutkan
sebagai berikut :
BAB I. PENDAHULUAN
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
23/177
5
Bab ini terdiri dari: latar belakang, rumusan masalah, tujuan dan manfaat penelitian,
batasan masalah, metode penelitian dan sistematika penulisan.
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
Pada bab ini membahas mengenai teori – teori dasar yang berhubungan dengan
topik dari tugas akhir, antara lain : bunyi, akustik dalam ruang tertutup, bahan
penyerap bunyi, waktu gema, ruang gema, koefisisien serap bunyi, metode pengujian
absorbsi suara, serat komposit.
BAB III. PERALATAN DAN PROSEDUR PENGUJIAN
Pada bab ini membahas beberapa hal yang berhubungan dengan peralatan dan
prosedur pengujian, diantaranya: skema pengujian, spesifikasi spesimenPerangkat
pengujian, pengaturan perangkat pengujian, prosedur pengujian, pengolahan data
dengan software Dewesoft 6.6 dan Matlab 7.1.
BAB IV. HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini menjelaskan tentang hasil penelitian dan analisis dari hasil yang
diperoleh.
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini membahas mengenai kesimpulan berdasarkan penelitian yang telah
dilakukan dan saran – saran untuk pengembangan penelitian selanjutnya.
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
24/177
6 BAB II. Teori Dasar
BAB II
TEORI DASAR
2.1 Gelombang Bunyi
Kata bunyi mempunyai dua definisi, yaitu: (1) secara fisis, bunyi adalah
penyimpangan tekanan, pergeseran partikel dalam medium elastik seperti udara dan (2)
secara fisiologis, bunyi adalah sensasi pendengaran yang disebabkan penyimpangan fisis
(Doelle, 1993).
Banyak jenis-jenis bunyi, seperti pembicaraan, musik, bising terdiri dari banyak
frekuensi, yaitu komponen-komponen frekuensi rendah, tengah dan medium. Karena itu
amatlah penting untuk memeriksa masalah-masalah akustik meliputi spectrum frekuensi
yang dapat didengar. Frekuensi standar yang dipilih secara bebas sebagai wakil yang
penting dalam akustik lingkungan adalah 125, 250, 500, 1000, 2000 dan 4000 Hz atau
128, 256, 512, 1024, 2048, dan 4096 Hz[2]
.
2.1.1 Frekuensi Bunyi
Frekuensi Bunyi adalah jumlah siklus gelombang bunyi per satuan waktu. Dalam
satuan SI, satuan frekuensi adalah Hertz (Hz), dinamakan berdasarkan seorang fisikawan
Jerman Heinrich Hertz. 1 Hz berarti bahwa suatu peristiwa berulang kali per detik.
Sebuah nama sebelumnya untuk unit ini adalah siklus per detik. Telinga normal tanggap
terhadap bunyi di antara jangkauan (range) frekuensi audio sekitar 20 Hz sampai 20.000
Hz.
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
25/177
7 BAB II. Teori Dasar
Kebanyakan bunyi merupakan gabungan dari berbagai sinyal, tetapi bunyi murni
secara teoritis dapat dijelaskan dengan kecepatan frekuensi yang di ukur dalam hertz
(Hz) dan ampitude atau kenyaringan bunyi dengan pengukuran desibel. Suara diatas 20
kHz disebut ultrasonic dan dibawah 20Hz disebut infrasonic.
2.1.2 Analisa Frekuensi
Bunyi yang kita dengar dalam kehidupan sehari-hari, seperti musik,
pembicaraan, termasuk bunyi yang terdiri dari banyak frekuensi. Oleh karena itu,
diperlukan analisis frekuensi sehingga dapat dilihat distribusi tekanan bunyi dalam
rentang frekuensi tertentu. Untuk melakukan analisis frekuensi diperlukan filter
frekuensi yang disebut band filter .
Dalam pengukuran akustik dikenal banyak filter yang masing-masing mempunyai deret
frekuensi tengah yang berbeda-beda. Jenis filter yang umum digunakan adalah filter 1/1
oktaf dan 1/3 oktaf. Filter yang sering digunakan dalam pengujian adalah filter 1/3
oktaf. Filter 1/3 oktaf memiliki keuntungan memiliki pita frekuensi yang lebar.
Jumlah frekuensi tengah untuk filter 1/1 oktaf lebih sedikit dibandingkan dengan 1/3
oktaf, sehingga analisis frekuensi suara menggunakan filter 1/3 akan lebih terperinci
dibandingkan dengan 1/1 oktaf.
Frekuensi tengah filter 1/1 oktaf (Hz) : 16, 31.5, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000,
4000, 8000, 16000.
Frekuensi tengah filter 1/3 oktaf (Hz) : 16, 20, 25, 31.5, 40, 50, 63, 80, 100, 125,
160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500,
3150, 4000, 5000, 6300, 8000, 10000, 12500, 16000.
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
26/177
8 BAB II. Teori Dasar
2.1.3 Tingkat Tekanan Bunyi / Sound Pressure Level
Satuan tekanan suara sebagai satuan tingkat suara atau kebisingan kurang
tepat karena daerah pendengaran manusia memiliki jangkauan yang sangat lebar
(2×105
Pa sampai 200 Pa) dan respon telinga manusia tidak linier tehadap tekanan
suara, tetapi bersifat logaritma. Berdasarkan alasan ini maka ukuran tingkat
kebisingan biasanya dinyatakan dalam skala tingkat tekanan suara (sound pressure
level=SPL) dengan satuan decibel (dB).
2.2 Komposit
Komposit adalah kombinasi antara dua material atau lebih yang berbeda bentuk,
komposisi kimia dan tidak saling melarutkan dimana material yang satu berperan
sebagai penguat dan lainnya sebagai pengikat (Gibson, 1994). Secara sederhana dapat
didefinisikan sebagai dua material bentuk dan perbedaannya dapat dilihat secara
makroskopis. Komposit disusun dari dua komponen, yaitu: matriks atau resin, dan
reinforcement atau penguat atau ada juga yang menyebut filler. Filler ini nantinya akan
berfungsi sebagai penguat dimana distribusi tegangan yang diterima oleh komposit akan
diteruskan ke filler juga. Filler ini dapat berupa partikel atau serat. Serat dapat berupa
serat alam dan serat sintetis. Material komposit memiliki beberapa keuntungan,
diantaranya (Schwartz, 1997):
1. Bobot ringan
2. Mempunyai kekuatan dan kekakuan yang baik
3. Biaya produksi murah
4. Tahan korosi
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
27/177
9 BAB II. Teori Dasar
Secara garis besar komposit dapat diklasifikasikan menjadi 3 jenis ( Jones, 1999),
yaitu:
1. Fibrous composites materials
Terdiri dari dua komponen penyusun yaitu matriks dan serat. Skema penyusunan dapat
dibagi menjadi 3.
Gambar 2.1 Skema Penyusunan Serat. (a) Continous Fibres, (b) Discontinuous Fibres, (c)
Random Discontinuous Fibres
2. Laminated composites materials
Terdiri sekurang – kurangnya 2 lapis material yang berbeda dan digabungkan secara
bersama – sama. Laminated composite dibentuk dari berbagai lapisan – lapisan dengan
berbagai macam arah penyusunan serat yang ditentukan yang disebut laminat.
3. Particulate composite material
Terdiri dari satu atau lebih partikel yang tersuspensi di dalam matriks dari matriks
lainnya. Partikel logam dan non logam dapat digunakan sebagai matriks.
2.3 Material Akustik
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
28/177
10 BAB II. Teori Dasar
Menurut Lewis dan Douglas (1993) material akustik dapat dibagi ke dalam tiga
kategori dasar, yaitu:
1. Material penyerap (absorbing material)
2. Material penghalang (barrier material)
3. Material peredam (damping material)
Nilai absorpsitivitas Bahan yaitu kemampuan suatu bahan dalam menyerap energi
suara yang datang, atau tidak dipantulkan oleh permukaan. Nilai absorptivitas bahan
dinyatakan dengan koefisien absorpsi atau .
Gambar 2.2 Penyebaran Suara (Beberapa reaksi permukaan terhadap gelombang suara)
2.3.1 Penyebab Material Serat Dapat Menyerap Suara
Molekul udara (dengan tambahan gerak termal acak) berosilasi pada celah dari
material porous dengan frekuensi pemberian gelombang suara karena adanya tindakan
tekanan suara. Osilasi menghasilkan kerugian gesek, berubah dalam arah aliran dan
perluasan dan kontraksi dari aliran melewati proses yang tidak biasa, menghasilkan
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
29/177
11 BAB II. Teori Dasar
kerugian momentum dalam arah gelombang propagasi[1]. Dua nilai fenomena ini
merupakan banyak kerugian energi pada frekuensi tinggi.
Pada frekuensi rendah konduksi panas merupakn sumber lain kerugian energi. Udara
dalam pori-pori mengalami kompresi periodik dan dekompresi dan disertai perubahan
temperature karena pemberian suara. Akibat waktu yang lama selama setengah periode
osilasi, rasio luas permukaan volume dan konduksi panas relatif tinggi dari serat.
Efisiensi pertukaran panas berarti kompresi pada dasarnya isothermal. Pada frekuensi
tinggi proses kompresi menjadi adiabatic. Pada frekuensi antara isothermal dan
kompresi adiabatic, proses pertukaran panas menghasilkan kerugain energi suara lebih
lanjut. Pada material serat kerugian ini tinggi khususnya jika propagasi suara sejajar
pada bidang serat dan dapat dinilai di atas 40% pelemahan suara (kerugian energi per
propagasi).
2.3.2 Penyerapan Suara
Penyerapan suara adalah perubahan energi suara menjadi bentuk lain, biasanya
panas, ketika melewati suatu bahan atau ketika menumbuk suatu permukaan. Jumlah
panas yang dihasilkan pada perubahan energi ini sangat kecil sedangkan kecepatan
rambat suara tidak dipengaruhi oleh penyerapan[3].
Dalam akustik lingkungan dengan unsur-unsur berikut dapat menunjang
penyerapan suara:
a Lapisan permukaan dinding, lantai dan atap
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
30/177
12 BAB II. Teori Dasar
b Isi ruangan seperti penonton, bahan tirai, tempat duduk dengan lapisan bahan lunak
dan karpet.
c Udara dalam ruangan
Efisiensi penyerapan suara suatu bahan pada suatu frekuensi tertentu dinyatakan
oleh koefisien penyerapan suara. Koefisien penyerapan suara suatu permukaan ()
adalah bagian energi suara datang yang diserap atau tidak dipantulkan oleh permukaan.
Nilai dapat berada antara 0 dan 1, misalnya pada 500 Hz bila bahan akustik menyerap
65% dari energi suara datang dan memantulkan 35% dari padanya, maka koefisien
penyerapan suara ini adalah 0.65. Permukaan interior yang keras, yang tak dapat
ditembus (kedap), seperti bata, bahan bangunan (masory), batu dan beton, menyerap
energi gelombang datang kurang dari 5% dan memantulkan 95% atau lebih dan
koefisien penyerapan bahan-bahan ini kurang dari 0.05. Lapisan tebal menyerap lebih
dari 80% energi gelombang suara yang datang, dalam hal ini koefisien penyerapan
adalah di atas 0.8. Koefisien penyerapan suara berubah dengan sudut datang gelombang
suara pada bahan dan dengan frekuensi.
Penyerapan suara suatu permukaan (penyerapan permukaan) diukur dalam
Sabine, sebelumnya disebut satuan jendela terbuka (open window units). Satu Sabine
menyatakan suatu permukaan seluas 1 ft2 (atau 1 m2) yang mempunyai koefisien
penyerapan, sebesar 1.0. Penyerapan permukaan diperoleh dengan mengalikan luas
permukaan, dalam ft2 (atau m
2) dengan koefisien penyerapan suaranya.
Reaksi serap terjadi akibat turut bergetarnya material terhadap gelombang suara
yang sampai pada permukaan material tersebut. Getaran suara yang sampai dipermukaan
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
31/177
13 BAB II. Teori Dasar
turut menggetarkan partikel dan pori – pori udara pada material tersebut. Sebagian dari
getaran tersebut terpantul kembali ke ruangan, sebagian berubah menjadi panas dan
sebagian lagi di teruskan ke bidang lain dari material tersebut. Penyerapan suara adalah
terjadinya perubahan energi akustik menjadi energi dalam bentuk lain (kalor konduksi,
vibrasi, dan gerakkan molekuler medium dll).
Secara teknis, terdapat jenis-jenis penyerapan suara. Diantaranya yaitu :
a.
Bahan Porus, yaitu bahan yang memiliki penyerapan energi suara secara
mikroskopis disebabkan oleh perubahan energi suara tersebut menjadi energi lain
seperti getaran, kalor ataupun perubahan momentum.
b. Membran penyerap, yaitu lembaran bahan solid (tidak Porus) yang dipasang
dengan lapisan udara pada bagian belakangnya (air space backing). Bergetarnya
panel ketika menerima energi suara serta transfer energi getaran tersebut ke
lapisan udara menyebabkan terjadinya efek penyerapan suara.
c. Rongga Penyerap, yaitu rongga udara dengan volume tertentu yang dapat
dirancang berdasarkan efek resonantor Helmholtz. Efek osilasi udara pada
bagian leher (neck ) yang terhubung dengan volume udara dalam rongga ketika
menerima energi suara menghasilkan efek penyerapan suara.
2.3.3 Reaksi pantulan
Hampir semua permasalahan ruang dengar adalah minimnya panel akustik pada
permukaan dinding, lantai, plafon ruang tersebut. Jika permukaan dinding, lantai dan
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
32/177
14 BAB II. Teori Dasar
plafon memantulkan kembali sebagian dari energi suara maka akan mendengar suara
pantulan.
Gambar 2.3 Garis suara langsung dan pantulan yang di dengar
Pada gambar 2.3 terlihat speaker yang ditempatkan di ruang dekat dinding dan lantai.
Dengan demikian akan mendengar suara langsung dari speaker plus suara pantulan
dinding, lantai, dan plafon. Suara pantulan tersebut terdengar sedikit lebih lambat dari
suara langsung plus warna suara yang berbeda, dan fase suara yang berbeda pula.
Gabungan semua suara pantulan dan suara langsung mengakibatkan penurunan kualitas
suara yang didengar.
Fenomena ini dinamakan “comb filtering”, dimana dua buah gelombang suara
dengan selisih fase pada puncak dan lembah gelombang yang saling meniadakan atau
saling memperkuat frekuensi tertentu. Hal ini menyebabkan kolorasi suara yang
didengar.
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
33/177
15 BAB II. Teori Dasar
2.3.4 Reaksi sebar
Salah satu solusi akustik yang terbaik adalah meletakan panel serap dan sebar
(difusi) pada bidang pantul pararel. Pantulan suara dari lantai mudah untuk diatasi
dengan meletakan karpet atau permadani. Frekuensi rendah, biasanya, tidak terserap
oleh karpet atau rug, menghasilkan fase negativ pada frekuensi midbass yang saling
meniadakan, akibat interfensi suara langsung dan suara pantulan, sering disebut dengan
“Allison Affect”, diambil dari nama designer loudspeaker Roy Allison, yaitu orang
pertama mempublikasikan fenomena ini.
Perlu di ingat, jenis karpet berhubungan pula dengan kualitas suara. Sebagai contoh
karpet wool memilki suara yang lebih alami dibandingkan dengan karpet sintetik.
Karena serabut padan karpet wool memiliki panjang dan ketebalan yang tidak sama,
sehingga masing – masing serabut menyerap frekuensi yang berbeda. Karpet sintetik,
sebaliknya, terbuat dari serabut dengan panjang dan ketebalan yang persis sama
sehingga masing – masing serabut menyerap frekuensi yang sama.
2.4 Waktu Gema ( Reverberation Time = RT)
Gema (reverberation) merupakan ciri akustik yang terjadi di dalam suatu ruang
tertutup. Misalnya suatu sumber suara diradiasi di dalam suatu ruangan besar tertutup
kemudian secara tiba-tiba sumber suara tersebut dihentikan maka suara di dalam ruang
tersebut tidak secara langsung menghilang tetapi masih dapat terdengar untuk sementara
waktu dan secara perlahan kekasaran suaranya menurun hingga akhirnya menghilang
sama sekali. Hal ini terjadi karena disebabkan adanya pantulan suara yang terjadi pada
dinding yang terdapat di dalam ruang itu dan terjadi perlambatan suara yang sampai di
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
34/177
16 BAB II. Teori Dasar
telinga setelah sumber suara dihentikan. Hal ini berarti adanya penurunan energi akustik
secara temporer.
Namun selang waktu proses penurunan energi ini dalam akustik tidak dicirikan oleh
konstanta damping tetapi dicirikan dengan apa yang disebut waktu gema ( Reverberation
Time = RT ). Waktu gema ( RT ) menurut definisi Sabine adalah selang waktu yang
diperlukan oleh suara menurun tingkat tekanan (level) suara sebesar 60dB dari sejak
suara itu dimatikan. Untuk lebih jelasnya definisi RT tersebut dapat diiliustrasikan oleh
kurva peluruhan (penurunan) energi sebagai berikut:
Gambar 2.4 Definisi waktu Gema ( Reverberation Timen = RT )
Pada Gambar 2.4 di atas menunjukkan bahwa tingkat tekanan suara awal berada
pada nilai 100 dB, dan kemudian dari tingkat tekanan suara tertinggi dilakukan
pengurangan sebesar 60 dB. Waktu yang dihitung selama penurunan 60 dB tersebutlah
yang merupakan waktu Gema ( Reverberation Timen = RT ).
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
35/177
17 BAB II. Teori Dasar
Ketelitian nilai RT masih bisa didapat dengan mendapatkan kurva peluruhan
energi dengan dynamic range yang dapat mencapai minimum 20 dB atau 30 dB
kemudian nilai RT dapat dilihat lamanya waktu saat penurunan sebesar 20 dB dan 30 dB
dari tingkat tekanan suara yang tertinggi, dan setelah mendapatkan waktunya maka
dikalikan 3 dan 2 guna mencapai angka penurunan 60 dB.[4]
RT20 = t2 – t1 (2.1)
RT60 = 3 x RT20 (2.2)
Keterangan :
RT20 : Waktu gema dengan peluruhan 20 dB (s)
RT60 : Waktu gema dengan peluruhan 60 dB (s)
t1 : Waktu pada saat kurva tepat akan meluruh (s)
t2 : Waktu pada saat kurva telah meluruh 20 dB (s)
2.5 Pengukuran Penyerapan Suara
2.5.1 Impedance (Standing Wave Tube)
Metode ini memberikan kedua kejadian normal koefisien absorpsi dan
impedance permukaan untuk diukur. Metode ini sangat berguna bila membiarkan
koefisien absorpsi dan impedance diukur dalam definisi dan kondisi terkontrol dengan
baik. Oleh karena itu, metode ini biasa digunakan untuk memvalidasi prediksi model
material porus. Metode ini memiliki keuntungan yaitu hanya memerlukan sedikit
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
36/177
18 BAB II. Teori Dasar
material dan ideal bagi para perancang material, sebagai alternatif pengembangan contoh
besar untuk uji ruang gema, dimana membutuhkan biaya yang tinggi dan juga lebih
susah. Kunci kelebihan metode ini dapat berlangsung dengan aparatus yang sederhana
dalam ruang normal dan tidak memerlukan ruang khusus. Permasalahan pada metode ini
berkembang saat penyerapan dari contoh yang kecil tidak dapat mewakilkan kebiasaan
pada contoh yang besar, sama seperti yang terjadi pada beberapa penyerap resonan[2]
.
Gambar 2.5 Tube Impedance Methode
2.5.2 Two-microphone free field
Kerugian dari tabung impedansi yaitu tidak dapat menyertakan kejadian yang tak
langsung (miring) pada pengukurannya. Secara jelas metode Two-microphone free field
dapat membiarkan kejadian yang tak langsung terjadi. Secara alami, metode ini
memerlukan spesimen yang besar yang susah untuk dihasilkan dan juga membutuhkan
ruangan anechoic atau hemi-anechoic dalam pengukuran. Metode ini, seperti tabung
impedansi, banyak digunakan oleh para perancang penyerap porus.
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
37/177
19 BAB II. Teori Dasar
Gambar 2.6 Two Microphone Free Field
2.5.3 Reverberation Chamber
Suara akan terjadi pada material penyerap dari banyak sudut kejadian seketika.
Secara laboratorium, hal ini tidak efisien sebab pengukuran koefisien absorpsi untuk
setiap sudut kejadian dalam medan bebas dan pembangunan ulang ini ke dalam kejadian
acak koefisien penyerapan. Oleh karena itu, metode yang lebih cepat diperlukan.
Kejadian acak absorpsi suara merupakan parameter yang banyak digunakan pada
pembuatan ruang untuk menjelaskan kinerja penyerapan material. Kejadian acak
absorpsi terkenal sangat susah untuk diprediksi. Untuk sementara kejadian acak
koefisien absorpsi diperlukan untuk memungkinkan.
Koefisien absorpsi suara didapatkan dengan mengukur waktu peluruhan
kerapatan energi suara pada ruang gema yang telah disetujui dengan dan tanpa spesimen
yang dibaringkan pada lantai[8]. Persamaan daerah absorpsi suara, A dalam meter
persegi, dari spesimen uji dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:
12
113,55
RT RT c
V A (2.3)
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
38/177
20 BAB II. Teori Dasar
Keterangan :
c : Kecepatan suara di udara dalam m/s
V : Volume ruang gema dalam m3
T1 : Waktu gema pada ruang gema tanpa spesimen dalam s
T2 : Waktu gema pada ruang gema dengan spesimen dalam s
Untuk temperatur berkisar 15-30 C, kecepatan suara di udara, c, dalam m/s,
dapat dikalkulasikan dengan persamaan:
c 331 0,6t (2.4)
dengan t adalah temperatur udara dalam derajat Celsius.
Koefisien absorpsi dari spesimen datar dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:
S
A (2.5)
Keterangan :
: koefisien serapan suara
S : Luas spesimen yang digunakan (m2
)
2.6 Standarisasi Pengujian
Standarisasi pengujian yang digunakan untuk melakukan pengujian penentuan
koefisien absorpsi suara diantaranya yaitu ASTM:C423-09a dan AS PER IS:8225-1987 /
ISO:354-1985, 2003
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
39/177
21 BAB II. Teori Dasar
2.6.1 ASTM:C423-09a Standard Test Method for Sound Absorption and Sound
Absorption Coefficients by the Reverberation Room Method
Absorpsi suara dari permukaan adalah property dari suatu material terdiri dari
permukaan atau objek. Dengan ideal didefinisikan sebagai fraksi dari kekuatan suara
yang terjadi secara acak yang diserap oleh permukaan. Pada metode ASTM C423
absorpsi suara didefinisikan dengan persamaan Sabine sebagai berikut[9]
:
A = 0,921 Vd/c (2.6)
Keterangan :
A : absorpsi ruangan dalam metric Sabine
V : volume ruangan dalam m3 atau ft
3
d : laju peluruhan tingkat tekanan suara dalam dB/s
c : kecepatan suara pada medium dalam m/s atau ft/s
Kecepatan suara adalah fungsi temperatur dan dapat ditentukan dengan persamaan:
c 20,047 273,15 T (2.7)
Keterangan :
c : kecepatan suara, dalam m/s
T : temperatur ruangan dalam C
Jika objek diletakkan didalam ruangan jauh dari segala permukaan tertutup yang
menyumbangkan absorpsi suara dalam ruangan, dinamakan penyerap ruang. Untuk
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
40/177
22 BAB II. Teori Dasar
menghitung absorpsi suara yang disumbangkan oleh objek, ini ditentukan dari perbedaan
pada ruang absorpsi “A” (2.5) pada ruang uji dengan objek ataupun tanpa objek. Saat
perbedaan dibagi dengan area objek maka didapatkan koefisien absorpsi suara, yang
persamaannya sebagai berikut:
( A2 A1) /S (2.8)
Keterangan :
: koefisien absorpsi spesimen
A1 : absorpsi pada ruang gema kosong dalam sabins
A2 : absorpsi pada ruang gema dengan spesimen dalam sabins
S : daerah spesimen uji dalam m2
2.6.2
ISO : 354-2003 Acoustics – Measurement of Sound Absorption in a
Reverberation Room
Rata-rata waktu gema pada ruang gema diukur dengan atau tanpa material uji
dalam keadaan terpasang. Dari waktu gema ini, setara luas absorpsi suara pada material
uji, AT, dihitung dengan persamaan Sabine[5]:
AT A2 A1 55,3V 1
c2T 2
1
c1T 1
4V (m2 m1) (2.9)
Dimana, V adalah volume, dari daerah kosong ruang gema (m3), c1 , c2 merupakan
kecepatan propagasi suara pada udara, pada ruang gema kosong dan tanpa spesimen
(m/s), T1, T2 adalah waktu gema pada ruang gema yang kosong dan dengan specimen
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
41/177
23 BAB II. Teori Dasar
(s) dan m1, m2 adalah koefisien kekuatan pelemahan, dalam timbal-balik meter, dihitung
berasarkan ISO 9613-1 menggunakan kondisi iklim pada ruang gema kosong selam
pengukuran. Nilai m dapat dihitung dari koefisien pelemahan, , dimana digunakan
dalam ISO 9613-1 menurut rumus
m
10lg(e) (2.10)
Untuk temperatur jarak antara 150C dan 30
0C, c dapat dihitung dari rumus
c (331 0,6t /C )m /s (2.11)
dimana t adalah temperatur udara, dalam derajat Celsius.
2.7 Perangkat Lunak Matlab
Matlab merupakan suatu perangkat lunak yang digunakan untuk memecahkan
berbagai masalah matematis yang kerap ditemui dalam bidang teknis. Matlab juga
dimanfaatkan untuk menemukan solusi dari berbagai masalah numerik secara cepat,
hingga dalam bentuk yang kompleks. Matlab mampu untuk menggambarkan berbagai
jenis grafik, sehingga dapat memvisualisaskikan data dan fungsi yang kompleks.
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
42/177
24
BAB III
PERALATAN DAN PROSEDUR PERCOBAAN
Tahapan yang dilakukan dalam proses pengujian koefisien serap suara dengan
menggunakan spesimen serat kelapa sawit dan hingga menghasilkan nilai serapannya
dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 3.1 Diagram alir pengujian
Persiapan peralatan
pengujian dan
spesimen
Pengujian Ruang Gema
Data pengujian
Pengolahan Data
den an software
Waktu
Analisa
Selesai
Kesimpulan
Mulai
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
43/177
25
3.1 Pengujian Waktu Gema
Pengujian waktu gema dilakukan untuk menentukan koefisien absorpsi pada
spesimen yang digunakan pada berbagai frekuensi. Perhitungan logaritma dynamic
range yang digunakan sebesar 20 dB. Waktu gema yang didapat akan digunakan untuk
menghitung berapa besar koefisien serapan dari spesimen.
Gambar 3.2 set up alat pengujian di dalam ruangan kosong tanpa spesimen
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
44/177
26
Gambar 3.3 set up alat pengujian di dalam ruangan dengan spesimen
Keterangan gambar :
1. Digital Signal Analyzer (DSA)
2. Mounting microphone dan Microphone
3. Komputer
4. Microphone Power Supply
5. Function Generator
6. Loudspeaker
7. Spesimen serat kelapa sawit.
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
45/177
27
Berikut ini adalah penjelasan dari alat – alat yang digunakan dalam pengujian, serta
kegunaan dari masing – masing alat pengujian :
1. Digital Signal Analyzer (DSA) buatan DEWETRON dengan model DEWE-41-
T-DSA yang berfungsi untuk membaca dan menganalisa data pengujian dari
suara yang ditangkap oleh mikropon yang akan menangkap dalam berbagai
bentuk kurva, diantaranya kurva antara waktu dan frekuensi, waktu dan tingkat
tekanan suara. Akan tetapi data dalam bentuk kurva perlu di export kedalam
bentuk txt diubah kedalam exel dan kemudian data dimasukan kedalam program
matlab. Hal ini disebabkan data yang dihasilkan oleh DSA yang sangat banyak
sehingga dibutuhkan program matlab untuk membaca data dan mengubah kedala
bentuk grafik, sehingga dari grafik akan dapat ditentukan besar waktu gema
(waktu peluruhan).
Gambar 3.4 Digital Signal Analyzer
2. Microphone Power Supply buatan Bruel & Kjaer tipe 1135 yang berfungsi untuk
memberikan power kepada microphone dan sebagai penyambung antara
microphone dan DSA.
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
46/177
28
Gambar 3.5 Microphone Power Supply Bruel & Kjaer tipe 1135
3. Komputer digunakan sebagai media yang memberikan perintah program pada
DSA yang disambung ke komputer dan sebagai pembaca data yang di analisa
oleh DSA serta sebagai media penyimpanan data pengujian.
4. Mounting microphone yang dipakai adalah Tipe Bruel & Kjaer 4166 dan 2639
yang berfungsi untuk tempat melekatnya microphone yang dihubungkan dengan
Microphone Power Supply.
Gambar 3.6 Mounting microphone
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
47/177
29
5. Microphone yang digunakan adalah Tipe Bruel & Kjaer 4166 yang memiliki
nilai sensitivity 49.5 mV/Pa yang berfungsi sebagai penangkap suara yang
dipancarkan oleh loudspeaker yang kemudian dikirim menuju DSA dalam
bentuk kurva data pengujian.
Gambar 3.7 Microphone
6. Sound level calibrator Tipe Bruel & Kjaer 4230, 94dB – 1000 Hz yang
digunakan sebagai alat kalibrasi microphone sebelum melakukan pengujian.
Gambar 3.8 Sound level calibrator
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
48/177
30
7. Function Generator buatan Philips PM 5132 yang akan disambungkan dengan
loadspeaker yang memiliki fungsi sebagai media yang memberikan frekuensi
suara yang akan di keluarkan oleh loudspeaker .
Gambar 3.9 Function Generator (PHILIPS PM 5132)
8. Loudspeaker buatan Bruel & Kjaer Tipe 4224 yang berfungsi sebagai alat yang
memancarkankan keseluruh ruangan.
Gambar 3.10 Loudspeaker Bruel & Kjaer Tipe 4224
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
49/177
31
9. Kabel penghubung memiki fungsi sebagai penghubung antara alat satu dengan
alat lainya. Beberapa alat yang menggunakan kabel ini sebagai penghubung
yaitu; DSA dengan Microphone Power Supply, loudspeaker dengan function
generator.
Gambar 3. 11 Kabel penghubung
10. Sound level meter buatan Bruel & Kjaer memiliki fungsi sebagai penganalisa
besar tingkat tekanan didalam suatu ruangan. Alat ini digunakan saatmenentukan ruangan yang layak untuk digunakan dalam pengujian.
Gambar 3. 12 Sound level meter
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
50/177
32
11. Spesimen Pengujian
Spesimen serat kelapa sawit yang digunakan memiliki dimensi 300 mm x
300 mm x 20 mm, dengan dua tipe yaitu spesimen dengan sudut 900 dan
spesimen dengan sudut 450. Proses pengolahan spesimen dilakukan secara
manual dengan merekatkan 4 lapisan untuk 1 spesimen dan perekat yang
digunakan adalah pati kanji.
Gambar 3.13 lapisan dalam 1 spesimen
a b
Gambar 3.14 (a) spesimen serat kelapa sawit dengan sudut 900 dan (b) spesimen serta
kelapa sawit dengan sudut 450
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
51/177
33
12. Ruangan
Ruangan yang digunakan dalam pengujian diharapkan ruangan yang
benar – benar kosong tanpa ada barang didalamnya dan tanpa adanya celah udara
dari luar. Hal ini agar ruangan memiliki penggemaan yang maksimal sehingga
dapat menghasilkan waktu gema yang besar.
Ruangan yang digunakan dalam pengujian ini yaitu memiliki dimensi
panjang = 7.9 m, lebar = 3.43 m, dan tinggi = 4 m. Sehingga volume ruangan
yang digunakan dalam pengujian ini yaitu 108.338 m3.
Gambar 3.15 ruangan pengujian
3.2 Pengaturan Perangkat Pengujian
Sebelum melakukan proses pengujian, akan dilakukan pengaturan
perangkat pengujian pada alat-alat yang digunakan. Seperti halnya mengatur
terlebih dahulu program DSA, loudspeaker , dan juga function generator . Hal ini
dilakukan agar data yang dihasilkan dalam pengujian akan lebih akuran dan
sesuai dengan standard pegujian.
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
52/177
34
3.2.1 Pengaturan Function Generator
Pemasangan kabel yang menghubungkan loudspeaker dengan function generator
yang dimaksudkan untuk memberikan frekuensi dengan spektrum sinyal kontinyu yang
telah ditentukan kepada loudspeaker . Pengaturan function generator sebagai berikut:
a. Atur attenuation sebesar 20 dB pada function generator sebelum dinyalakan.
b. Atur frekuensi yang akan diberikan antara lain: 100 Hz, 125 Hz, 160 Hz, 200 Hz,
250 Hz, 315 Hz, 400 Hz, 500 Hz, 630 Hz, 800 Hz, 1000 Hz, 1250 Hz, 1600 Hz,
2000 Hz, 2500 Hz, dan 3150 Hz.
3.2.2 Pengaturan Loudspeaker
Berikut merupakan langkah-langkah prosedur pengaturan loudspeaker setelah
pemasangan kabel sound generator ke bagian External Generate Input pada
loudspeaker , antara lain:
a. Atur signal selector pada pilihan “ Ext. Generator ”.
b. Atur level dari loadspeaker pada 4,5 dan attenuation 20 dB.
3.2.3
Pengaturan Microphone dan Microphone Power Supply
Microphone dihubungkan dengan microphone power supply agar microphone
dapat berfungsi untuk menerima suara. Kemudian dari microphone power supply
dihubungkan dengan DSA.
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
53/177
35
3.2.4 Pengaturan Digital Signal Analyzer (DSA)
Pengaturan DSA dilakukan pada notebook yang dipakai dengan menggunakan
software DEWEsoft. Hal-hal yang perlu dilakukan untuk mengatur DSA pada
program DEWEsoft agar dapat mengukur level tekanan suara, sebagai berikut:
Gambar 3.16 Tampilan Menu Utama DEWEsoft 6.6
a.
Pilih menu system > hardware setup > Analog > analog device > Data translation >
OK
Gambar 3.17 Tampilan Menu Hardware Setup
b. Pilih menu Setup > analog > Set.Ch 0
Gambar 3.18 Tampilan Channel Setup
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
54/177
36
Pada menu general ubah unit dalam Pa, kemudian pada menu scaling tentukan nilai
sensitivity 0,0495. Kemudian OK.
c. Pada menu setup ubah sampel rate menjadi 10 KHz, kemudian pilih sound level.
Klik tanda “ + “ untuk memunculkan input ch 0. Kemudian atur output sesuai
keinginan.
Gambar 3.19 Tampilan Pengaturan Keluaran Grafik
d. Pilih menu Display > FFT untuk menampilkan kurva logaritma. Kemudian pilih
Design > Recorder.
e. Untuk memulai menyimpan data pilih Store, dan untuk mengakhirinya tekan Stop.
3.3 Prosedur Pengujian
Pengujian waktu gema pada ruangan dilakukan baik tanpa menggunakan
spesimen maupun menggunakan spesimen di dalam ruangan antara lain:
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
55/177
37
a. Susun perangkat pengujian seperti yang terlihat pada Gambar 3.2. dan Gambar
3.3
b. Atur program Dewesoft yang akan digunakan untuk mengolah dan
menampilkan data pengujian.
c. Atur function generator dan loudspeaker yang kemudian memberikan berbagai
frekuensi yang sesuai dengan standard pengujian.
d.
Perekaman dan simpan data pengujian.
e. Pengujian dilakukan secara berulang kali guna mendapat data yang akurat.
3.4 Program Matlab
Format data-data yang dihasilkan pada program Dewesoft akan diubah kedalam
format textfile yang kemudian data tersebut akan dipindahkan kedalam word exel, dan
setelah itu akan dipindahkan kedalam program matlab yang akan mengubah data – data
tersebut menjadi sebuah grafik.
Gambar 3.20 Tampilan Program Matlab
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
56/177
38
BAB IV
HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 Waktu Gema
4.1.1 Penentuan Waktu Gema Pengujian
Dalam menentukan koefisien serap suara, yang pertama diketahui dari hasil
pengujian yang dilakukan yaitu waktu gema (reverberation time). Waktu gema yang
pertama kali diukur dengan situasi ruangan kosong yaitu sebagai waktu gema (RT1) dan
kemudian dilakukan pengujian dengan ruangan yang telah diisi spesimen serat kelapa
sawit, maka di dihasilkan waktu gema (RT2).
Waktu gema (RT) dapat dihitung dengan melakukan menghitung lamanya waktu
dalam pengurangan tingkat tekanan suara dB yang tertinggi dikurangin sebesar 20 dB.
Setelah mendapatkan waktu gema (RT) dari hasil pengurangan kemudian dikalikan 3
agar sesuai dengan standard reverberation time yaitu 60 dB.
a
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
57/177
39
b
Gambar 4.1 (a) grafik waktu peluruhan dengan frekuensi 125 a pada ruangan
kosong dan (b) grafik waktu peluruhan dengan frekuensi 125 a dengan spesimen serat
kelapa sawit 450.
Pada gambar 4.1 (a) dapat dilihat bahwa tingkat tekanan suara dB yang tertinggi
adalah 93.39 dB yaitu terdapat pada sumbu Y yang berada di waktu 1.179s yaitu yang
terdapat pada sumbu X maka dilakukan pengurangan sebanyak 20 dB, sehingga
dihasilkan tingkat tekanan suara sebesar 73.39 dB dan waktu sebesar 1.046. Setelah itu,
nilai waktu gema (RT) akan dapat ditentukan dengan persamaan (2.1) dan persamaan
(2.2) yaitu :
RT20 = (1.179 - 1.046) = 0.673 s
RT60 = 0.779 x 3 = 2.019 s
4.1.2 Analisi data waktu gema (RT)
4.1.2.1 Waktu gema ruangan kosong dan ruangan dengan spesimen 450
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
58/177
40
Pengukuran waktu gema yang pertama adalah waktu gema dengan ruangan
kosong (RT1). Berikut ini adalah tabel dan grafik nilai dari waktu gema (RT1) dengan
pemberian beberapa nilai frekuensi :
Tabel 4.1 Waktu gema ruangan kosong (RT1)
Frekuensi
(Hz) T1 (s) T2 (s)
RT2
20 (s)
RT2
60 (s)
Rata-rata
RT2 60
(s)
100
1.407 2.233 0.826 2.478
2.4681.236 2.059 0.823 2.4691.471 2.29 0.819 2.457
125
1.046 1.719 0.673 2.019
2.0091.225 1.895 0.67 2.01
1.113 1.779 0.666 1.998
160
0.9811 1.746 0.7649 2.2947
2.29891.214 1.98 0.766 2.298
1.004 1.772 0.768 2.304
200
1.226 2.012 0.786 2.358
2.40961.201 2.004 0.803 2.409
0.9754 1.796 0.8206 2.4618
2501.53 2.259 0.729 2.187
2.2441.194 1.956 0.762 2.286
1.8 2.553 0.753 2.259
315
1.424 2.055 0.631 1.893
1.9051.584 2.22 0.636 1.908
1.729 2.367 0.638 1.914
400
1.98 2.723 0.743 2.229
2.2391.116 1.861 0.745 2.235
1.431 2.182 0.751 2.253
500
1.324 2 0.676 2.028
2.0191.151 1.821 0.67 2.01
1.727 2.4 0.673 2.019
630
0.9476 1.712 0.7644 2.2932
2.27141.038 1.776 0.738 2.214
1.119 1.888 0.769 2.307
800
1.003 1.775 0.772 2.316
2.44920.9888 1.838 0.8492 2.5476
1.455 2.283 0.828 2.484
1000
1.491 2.568 1.077 3.231
3.01371.2553 2.305 1.0497 3.1491
1.833 2.72 0.887 2.661
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
59/177
41
1250
1.273 1.958 0.685 2.055
2.0781.297 2.008 0.711 2.133
1.339 2.021 0.682 2.046
1600
1.427 2.216 0.789 2.367
2.2831.208 2.009 0.801 2.403
1.326 2.019 0.693 2.079
2000
1.638 2.377 0.739 2.217
2.2371.315 2.056 0.741 2.223
1.763 2.52 0.757 2.271
2500
1.399 2.071 0.672 2.016
2.3121.136 1.91 0.774 2.322
1.401 2.267 0.866 2.598
3150
1.216 1.928 0.712 2.136
2.0661.307 1.993 0.686 2.0581.355 2.023 0.668 2.004
Gambar 4.2 Grafik Waktu Gema Ruangan Kosong (RT1)
Setelah melakukan pengujian dan penghitungan waktu gema (RT1) pada ruangan
kosong, maka dilakukan pengujian dan penghitungan waktu gema (RT2) pada ruangan
yang telah diisi dengan spesimen. Spesimen serat kelapa sawit yang digunakan dalam
pengujian adalah 2 tipe, yaitu spesimen serat kelapa sawit dengan sudut 450 dan
spesimen serat kelapa sawit dengan sudut 900. Berikut ini adalah tabel dan grafik nilai
1,51,7
1,92,12,32,52,72,93,13,33,5
w a k t u ( s )
Frekuensi (Hz)
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
60/177
42
dari waktu gema (RT2) pada ruangan yang telah diisi spesimen serat kelapa sawit
dengan sudut 450 dengan pemberian beberapa nilai frekuensi :
Tabel 4.2 Waktu gema ruangan dengan spesimen serat kelapa sawit dengan sudut 450
(RT2)
Frekuensi
(Hz) T1 (s) T2 (s)
RT2
20 (s)
RT2
60 (s)
Rata-rata
RT2 60
(s)
100
1.458 2.163 0.705 2.115
2.1631.421 2.146 0.725 2.1751.587 2.32 0.733 2.199
125
1.161 1.813 0.652 1.956
1.9711.247 1.905 0.658 1.974
1.289 1.95 0.661 1.983
160
1.118 1.864 0.746 2.238
2.2391.311 2.063 0.752 2.256
1.081 1.822 0.741 2.223
200
1.144 1.881 0.737 2.211
2.2151.323 2.062 0.739 2.217
1.344 2.083 0.739 2.217
250
1.346 2.003 0.657 1.971
2.141.368 2.11 0.742 2.226
1.632 2.373 0.741 2.223
315
1.447 2.087 0.64 1.92
1.9032.747 3.38 0.633 1.899
1.305 1.935 0.63 1.89
400
1.562 2.232 0.67 2.01
1.941.81 2.406 0.596 1.788
1.551 2.225 0.674 2.022
500
1.777 2.428 0.651 1.953
1.9521.5 2.139 0.639 1.917
1.885 2.547 0.662 1.986
630
1.599 2.295 0.696 2.088
2.121.704 2.409 0.705 2.115
1.527 2.246 0.719 2.157
8001.451 2.053 0.602 1.806
1.8261.125 1.733 0.608 1.824
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
61/177
43
1.547 2.163 0.616 1.848
1000
1.537 2.221 0.684 2.052
2.0181.661 2.32 0.659 1.9771.847 2.522 0.675 2.025
1250
1.792 2.468 0.676 2.028
2.0381.466 2.116 0.65 1.95
1.528 2.24 0.712 2.136
1600
1.392 2.085 0.693 2.079
2.02291.345 1.96 0.615 1.845
0.9241 1.639 0.7149 2.1447
2000
1.416 2.06 0.644 1.932
1.9441.531 2.195 0.664 1.992
1.847 2.483 0.636 1.908
2500
1.428 2.051 0.623 1.869
1.9921.673 2.359 0.686 2.058
1.59 2.273 0.683 2.049
3150
1.563 2.244 0.681 2.043
1.9911.53 2.191 0.661 1.983
1.916 2.565 0.649 1.947
Gambar 4.3 Grafik Waktu Gema Ruangan Dengan Spesimen serat kelapa sawit dengan
sudut 450 (RT2)
1,5
1,7
1,9
2,1
2,3
2,5
w a k t u ( s )
Frekuensi (Hz)
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
62/177
44
Pada tabel 4.1 dan gambar 4.2 dapat dilihat waktu gema (RT1) yang tertinggi
terdapat pada frekuensi 1000 Hz dengan waktu gema (RT1) yaitu 3.0137 s dan waktu
gema (RT1) yang terendah terdapat pada frekuensi 315 Hz dengan waktu gema (RT1)
1.905 s. Sedangkan pada Pada tabel 4.2 dan gambar 4.3 dapat dilihat pada frekuensi
1000 Hz memiliki waktu gema (RT2) 2.018 s dan pada frekuensi 315 Hz memiliki
waktu gema (RT2) sebesar 1.903 s. Berdasarkan waktu gema (RT) terjadi pengurangan
dari pengujian dengan ruang kosong dan pengujian yang telah berisis spesimen.
Tabel 4.3 waktu gema ruang kosong (RT1) dan waktu gema dengan spesimen
450 (RT2)
Frekuensi RT (detik)
(Hz) Tanpa Spesimen Serat Kelapa sawit 450
100 2.468 2.163
125 2.009 1.971
160 2.2989 2.239
200 2.4096 2.215
250 2.244 2.14
315 1.905 1.903
400 2.239 1.94
500 2.019 1.952
630 2.2714 2.12800 2.4492 1.826
1000 3.0137 2.018
1250 2.078 2.038
1600 2.283 2.0229
2000 2.237 1.944
2500 2.312 1.992
3150 2.066 1.991
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
63/177
45
Gambar 4.4 grafik waktu gema ruang kosong (RT1) dan waktu gema dengan
spesimen 450 (RT2)
4.1.2.2 Waktu gema ruangan kosong dan ruangan dengan spesimen 900
Berikut ini adalah tabel dan grafik nilai dari waktu gema (RT1) dengan
pemberian beberapa nilai frekuensi pada ruangan kosong:
Tabel 4.4 Waktu gema ruangan ruangan kosong (RT1)
Frekuensi
(Hz) T1 (s) T2 (s)
RT2
20 (s)
RT2
60 (s)
Rata-rata
RT2 60 (s)
1000.8806 1.689 0.8084 2.4252
2.39141.002 1.797 0.795 2.385
1.811 2.599 0.788 2.364
125
1.531 2.418 0.887 2.661
2.69341.138 2.047 0.909 2.727
0.9696 1.867 0.8974 2.6922
160
1.022 1.702 0.68 2.04
2.03681.004 1.682 0.678 2.034
0.8902 1.569 0.6788 2.0364
1,5
1,7
1,9
2,1
2,3
2,5
2,7
2,9
3,1
1 0
1 2
1 6
2 0
2 5
3 1
4 0
5 0
6 3
8 0
1 0 0
1 2 5
1 6 0
2 0 0
2 5
0
3 1 5
W a k t u g e m a ( s )
Frekuensi (Hz)
WAKTU GEMA
WAKTU GEMA (RT1)
WAKTU GEMA (RT2)
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
64/177
46
200
1.041 1.86 0.819 2.457
2.4631.147 1.971 0.824 2.472
1.159 1.979 0.82 2.46
250
2.36 3.103 0.743 2.229
2.2292.412 3.15 0.738 2.214
2.668 3.416 0.748 2.244
315
1.737 2.656 0.919 2.757
2.2892.363 3.045 0.682 2.046
2.74 3.428 0.688 2.064
400
2.496 3.273 0.777 2.331
2.2822.305 3.086 0.781 2.343
2.102 2.826 0.724 2.172
500
2.033 2.965 0.932 2.796
2.82490.9231 1.862 0.9389 2.8167
1.597 2.551 0.954 2.862
630
1.394 2.228 0.834 2.502
2.6041.322 2.186 0.864 2.592
1.501 2.407 0.906 2.718
800
0.9051 1.534 0.6289 1.8867
2.02591.468 2.147 0.679 2.037
1.25 1.968 0.718 2.154
10001.119 1.841 0.722 2.166
2.1711.654 2.416 0.762 2.286
1.754 2.441 0.687 2.061
1250
1.489 2.167 0.678 2.034
2.241.824 2.58 0.756 2.268
1.251 2.057 0.806 2.418
1600
1.596 2.326 0.73 2.19
2.15320.9658 1.68 0.7142 2.1426
1.173 1.882 0.709 2.127
2000
0.9844 1.766 0.7816 2.3448
2.18261.147 1.807 0.66 1.98
1.026 1.767 0.741 2.223
2500
1.463 2.266 0.803 2.409
2.4221.74 2.571 0.831 2.493
1.327 2.115 0.788 2.364
3150
1.812 2.483 0.671 2.013
2.0221.235 1.926 0.691 2.073
1.513 2.173 0.66 1.98
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
65/177
47
Gambar 4.5 Grafik Waktu Gema Ruangan Kosong (RT1)
Berikut ini adalah tabel dan grafik nilai dari waktu gema (RT2) pada ruangan
yang telah diisi spesimen serat kelapa sawit dengan sudut 900 dengan pemberian
beberapa nilai frekuensi :
Tabel 4.5 Waktu gema ruangan dengan spesimen serat kelapa sawit dengan sudut 90
0
(RT2)
Frekuensi
(Hz) T1 (s) T2 (s)
RT2
20 (s)
RT2
60 (s)
Rata-rata
RT2 60
(s)
100
1.127 1.849 0.722 2.166
2.18231.128 1.843 0.715 2.145
0.9807 1.726 0.7453 2.2359
1251.608 2.387 0.779 2.337
2.3591.197 1.982 0.785 2.355
1.359 2.154 0.795 2.385
160
1.086 1.734 0.648 1.944
1.911.037 1.662 0.625 1.875
1.113 1.75 0.637 1.911
200
1.053 1.833 0.78 2.34
2.35080.8752 1.662 0.7868 2.3604
1.119 1.903 0.784 2.352
1,5
1,7
1,9
2,1
2,3
2,5
2,7
2,9
w a k t u ( s )
Frekuensi (Hz)
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
66/177
48
250
1.252 1.947 0.695 2.085
2.1231.513 2.212 0.699 2.097
1.604 2.333 0.729 2.187
315
1.839 2.507 0.668 2.004
2.0131.98 2.652 0.672 2.016
2.082 2.755 0.673 2.019
400
1.387 2.115 0.728 2.184
2.21380.9564 1.723 0.7666 2.2998
0.9698 1.689 0.7192 2.1576
500
1.681 2.483 0.802 2.406
2.5231.902 2.784 0.882 2.646
1.189 2.028 0.839 2.517
630
1.168 1.87 0.702 2.106
2.1261.035 1.748 0.713 2.139
1.051 1.762 0.711 2.133
800
1.057 1.722 0.665 1.995
1.9491.512 2.164 0.652 1.956
1.343 1.975 0.632 1.896
1000
1.469 2.096 0.627 1.881
1.8861.216 1.843 0.627 1.881
1.476 2.108 0.632 1.896
12501.719 2.355 0.636 1.908
1.8281.535 2.133 0.598 1.794
1.49 2.084 0.594 1.782
1600
1.641 2.347 0.706 2.118
2.0461.556 2.234 0.678 2.034
1.06 1.722 0.662 1.986
2000
1.304 2.058 0.754 2.262
2.0932.02 2.657 0.637 1.911
1.31 2.012 0.702 2.106
2500
1.694 2.289 0.595 1.785
1.8371.499 2.103 0.604 1.812
1.29 1.928 0.638 1.914
3150
0.8983 1.557 0.6587 1.9761
1.93871.42 2.045 0.625 1.875
1.557 2.212 0.655 1.965
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
67/177
49
Gambar 4.6 Grafik Waktu Gema Ruangan Dengan Spesimen serat kelapa sawit dengan
sudut 900 (RT2)
Pada tabel 4.4 dan gambar 4.5 dapat dilihat waktu gema (RT1) yang tertinggi
terdapat pada frekuensi 500 Hz dengan waktu gema (RT1) yaitu 2.8249 s dan waktu
gema (RT1) yang terendah terdapat pada frekuensi 3150 Hz dengan waktu gema (RT1)
2.022 s. Sedangkan pada Pada tabel 4.5 dan gambar 4.6 dapat dilihat pada frekuensi 500
Hz memiliki waktu gema (RT2) 2.523 s dan pada frekuensi 3150 Hz memiliki waktu
gema (RT2) sebesar 1.9387 s. Berdasarkan waktu gema (RT) terjadi pengurangan dari
pengujian dengan ruang kosong dan pengujian yang telah berisis spesimen.
Tabel 4.6 waktu gema ruang kosong (RT1) dan waktu gema dengan spesimen
900(RT2)
Frekuensi RT (detik)
(Hz) Tanpa Spesimen Serat Kelapa sawit 900
100 2.3914 2.1823
1,5
1,7
1,9
2,1
2,3
2,5
2,7
2,9
100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150
w a k t u ( s )
Frekuensi (Hz)
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
68/177
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
69/177
51
4.2 Koefisien Serapan Suara
4.2.1 Koefisien serapan suara dengan spesimen serat kelapa sawit tipe 450
.
Koefisien serapan suara dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.3 dan
juga persamaan 2.5. Tahap pertama sebelum melakukan penghitungan koefisien serapan
suara yaitu menentukan nilai A (daerah serapan suara) terlebih dahulu. Berikut ini
adalah salah satu contoh perhitungan koefisien serapan suara pada frekuensi 125 Hz,
dengan volume ruangan 108.338 m
3
, dengan luas spesimen (S) 4,32 m
2
kemudian
mengahasilkan waktu gema ruang kosong (RT1) sebesar 2.009 s dan waktu gema
ruangan dengan spesimen serat kelapa sawit tipe 450 sebesar 1.971 s. Kemudian
dilakukan penghitungan, yaitu :
2
12
125 167621.0971.1
1
009.2
1
)343(
)338.108(3,55113,55m
RT RT c
V A
maka ;
038801.032.4
167621.0
S
A
Tabel 4.7 koefisien serapan suara spesimen serat kelapa sawit tipe 45 0
Frekuensi
(Hz) RT1 (s) RT2 (s) A (m2)
100 2.468 2.163 0.99795 0.23101
125 2.009 1.971 0.16762 0.038801
160 2.2989 2.239 0.20327 0.04705
200 2.4096 2.215 0.63685 0.14742
250 2.244 2.14 0.37828 0.08756
315 1.905 1.903 0.00964 0.00223
400 2.239 1.94 1.20234 0.27832
500 2.019 1.952 0.29694 0.06874
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
70/177
52
630 2.2714 2.12 0.54917 0.12712
800 2.4492 1.826 2.43396 0.56342
1000 3.0137 2.018 2.85969 0.661971250 2.078 2.038 0.16498 0.03819
1600 2.283 2.0229 0.98372 0.22771
2000 2.237 1.944 1.17684 0.27242
2500 2.312 1.992 1.21363 0.28093
3150 2.066 1.991 0.31847 0.07372
Gambar 4.8 grafik koefisien serapan suara spesimen serat kelapa sawit tipe 450.
Pada tabel 4.7 dan gambar 4.8 dapat dilihat besar koefisien serapan suara dengan
menggunakan spesimen serat kelapa sawit 450. Koefisien serapan suara yang tertinggi
terdapat pada frekuensi 1000 Hz yaitu sebesar 0.66197, sedangkan koefisien serapan
suara yang terndah terdapat pada frekuensi 315 Hz yaitu sebesar 0.00223.
4.2.2 Koefisien serapan suara dengan spesimen serat kelapa sawit tipe 900.
Berikut ini adalah hasil koefisien serapan suara pada ruang gema dengan
menggunakan spesimen serat kelapa sawit tipe 900 :
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2 000 2500 3150
K o e f i s i e n S e r a p S u a r a ( )
Frekuensi (Hz)
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
71/177
53
Tabel 4.8 koefisien serapan suara spesimen serat kelapa sawit tipe 90 0
Frekuensi(Hz) RT1 (s) RT2 (s) A (m
2)
100 2.3914 2.1823 0.699841 0.162
125 2.6934 2.359 0.919283 0.212797
160 2.0368 1.91 0.569311 0.131785
200 2.463 2.3508 0.338473 0.07835
250 2.229 2.123 0.391253 0.090568
315 2.289 2.013 1.04624 0.242185
400 2.282 2.2138 0.235799 0.054583
500 2.8249 2.523 0.739869 0.171266
630 2.604 2.126 1.508119 0.349102
800 2.0259 1.949 0.34018 0.078745
1000 2.171 1.886 1.21578 0.281431
1250 2.24 1.828 1.757458 0.406819
1600 2.1532 2.046 0.425027 0.098386
2000 2.1826 2.093 0.342591 0.079304
2500 2.422 1.837 2.296595 0.531619
3150 2.022 1.9387 0.371163 0.085917
Gambar 4.9 grafik koefisien serapan suara spesimen serat kelapa sawit tipe 900.
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2 000 2500 3150
K o e f i s i e n S e r a p S u a r a ( )
Frekuensi (Hz)
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
72/177
54
Pada tabel 4.8 dan gambar 4.9 dapat dilihat besar koefisien serapan suara dengan
menggunakan spesimen serat kelapa sawit 900. Koefisien serapan suara yang tertinggi
terdapat pada frekuensi 2500 Hz yaitu sebesar 0.531619, sedangkan koefisien serapan
suara yang terndah terdapat pada frekuensi 400 Hz yaitu sebesar 0.054583.
4.2.3 Perbandingan koefisien serap suara spesimen tipe 450 dan tipe 90
0
Setelah menghitung besar koefisien serapan suara yang menggunakan spesimen
serat kelapa sawit tipe 45
0
dan spesimen serat kelapa sawit tipe 90
0
, maka berikut adalah
perbedaan hasil koefisien serapan dari kedua tipe spesimen serat kelapa sawit :
Tabel 4.9 koefisien serapan suara spesimen serat kelapa sawit tipe 450 dan 90
0
Frekuensi
(Hz) Spesimen tipe 45 Spesimen tipe 90
100 0.23101 0.162
1250.0388 0.212797
1600.04705 0.131785
200 0.14742 0.07835
250 0.08756 0.090568
3150.00223 0.242185
4000.27832 0.054583
500 0.06874 0.171266
630 0.12712 0.349102
800 0.56342 0.078745
1000 0.66197 0.281431
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
73/177
55
1250 0.03819 0.406819
16000.22771 0.098386
20000.27242 0.079304
2500 0.28093 0.531619
3150 0.07372 0.085917
Gambar 4.10 koefisien serapan suara spesimen serat kelapa sawit tipe 450 dan 90
0
4.2.4 Perbandingan koefisien serap suara spesimen kelapa sawit dan kelapa
Dalam proses pengujian koefisien serapan suara pada spesimen serat kelapa
sawit, terdapat juga pengujian koefisien serapan suara dengan menggunakan spesimen
serat kelapa. Proses pengujian yang dilakukan pada kedua jenis spesimen ini
mendapatkan perlakuan yang sama, yaitu dari segi cara pembuatan spesimen dengan
cara manual dan juag dengan menggunakan metode yang sama.
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
1 0
1 2
1 6
2 0
2 5
3 1 0
5 0
6 3
8 0
1 0 0
1 2 5
1 6 0
2 0 0
2 5
0
3 1 5
K o e f i s i e n S e r a p S u a r a
( )
Frekuensi (Hz)
serapan suara 90
serapan suara 45
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
74/177
56
Spesimen serat kelapa sawit dan kelapa sama-sama meiliki dua jenis tipe
spesimen, yaitu tipe 450 dan tipe 900. Berikut ini adalah hasil dari koefisien serapan
suara spesimen kelapa sawit dan kelapa dengan tipe 450 dan tipe 90
0:
Tabel 4.10 koefisien serap suara kelapa sawit dan kelapa dengan tipe 450 dan tipe 90
0
Frekuensi (Hz)
kelapa sawit kelapa
45o
90o
45o
90o
100 0.231007587 0.1620001 0.271914 0.126946
125 0.038801196 0.21279702 0.00647 0.152076
160 0.047052286 0.13178488 0.145901 0.243924
200 0.147418582 0.07835033 0.083021 0.086445
250 0.087563839 0.09056781 0.170912 0.254227
315 0.002230613 0.2421852 0.118095 0.445458
400 0.278319377 0.05458313 0.065552 0.196386
500 0.068736395 0.17126588 0.004236 0.52575
630 0.127123099 0.34910152 0.304078 0.585444
800 0.563417716 0.07874529 0.527627 0.034984
1000 0.661965576 0.28143067 0.425187 0.230388
1250 0.038189005 0.40681887 0.216377 0.187314
1600 0.227713147 0.0983859 0.415695 0.308934
2000 0.272416528 0.07930356 0.346657 0.322465
2500 0.280931794 0.53161919 0.242937 0.128413
3150 0.073720414 0.08591744 0.25965 0.134011
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
75/177
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
76/177
58
Gambar 4. 12 perbandingan serapan suara spesimen kelapa sawit dan kelapa tipe 900
Berdasarkan tabel 4.10 dan gambar 4.12, terlihat perbedaan koefisien serapan
suara antara spesimen kelapa sawit dan kelapa dengan tipe 900. Pada spesimen kelapa
sawit koefisien suara yang tertinggi berada pada frekuensi 2500 Hz dengan koefisien
serapan suara () sebesar 0.53161919 dan koefisien serapan suara terendah berada pada
frekuensi 400 Hz dengan koefisien serapan suara sebesar 0.05458313. Sedangkan pada
spesimen kelapa, koefisien serapan suara yang tertinggi berada pada frekuensi 630 Hz
dengan koefisien serapan suara sebesar 0.585444 dan koefisien serapan suara terendah
berada pada frekuensi 800 Hz dengan koefisien serapan sebesar 0.034984.
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
1 0 0
1 2 5
1 6 0
2 0 0
2 5
0
3 1 5
4 0 0
5 0 0
6 3 0
8 0 0
1 0 0 0
1 2 5
0
1 6 0 0
2 0 0 0
2 5
0 0
3 1 5
0
K o e f i s i e n S e r a p S u a r a ( )
Frekuensi (Hz)
koefisien serapan kelapa
koefisien serapan sawit
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
77/177
59
Gambar 4.13 perbandingan serapan suara spesimen serat kelapa sawit dan kelapa dengan
tipe 450 dan tipe 900
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
1
0
1
2
1
6
2
0
2
5
3
1
4
0
5
0
6
3
8
0
1 0
0
1 2
5
1 6
0
2 0
0
2 5
0
3 1
5
K o e f i s i e n S e r a p S u a r a ( )
Frekuensi (Hz)
serapan suara 45 kelapa
serapan suara 45 sawit
serap suara 90 sawit
serap suara 90 kelapa
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
78/177
60
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Setelah dilakukannya pengujian koefisien serapan suara pada spesimen kelapa
sawit, dapat disimpulkan bahwa :
1.
Pengujian koefisien serapan suara dapat dilakukan dengan menggunakan metode
ruang gema.
2. Berdasarkan hasil pengujian akan didapatkan waktu gema, dan waktu gema yang
diperoleh pada saat ruang kosong lebih tinggi dibandingkan dengan ruangan
yang telah diisi dengan spesimen kelapa sawit baik yang bertipe 450 dan 900.
3. Spesimen kelapa sawit dapat digunakan sebagai peredam suara.
4. Besar konstanta serapan suara dari spesimen kelapa sawit mencapai
0.661965576 pada spesimen tipe 450dan 0.53161919 pada spesimen tipe 90
0.
5. Koefisen serapan suara spesimen kelapa sawit memiliki nilai yang berbeda-beda
pada tiap frekuensi.
5.2 Saran
Beberapa saran untuk penelitian koefisien serapan suara agar kedepannya jauh
lebih baik yaitu :
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
79/177
61
1. Ruangan yang digunakan sesuai standard pengujian akustik.
2. Spesimen yang digunakan dibuat dengan proses machining guna mendapatkan
dimensi dan ketebalan yang seragam antara spesimen satu dan lainnya.
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
80/177
62
DAFTAR PUSTAKA
1. Beranek, Leo L and Istval L Ver, “ Noise and Vibration Control Engineering : Principal and
Application”, McGraw- Hill Inc. USA.
2. Cox, Trevor J & Peter D’Antonio. Acoustic Absorbers and Diffusers. 2009. USA:Taylor &
Francis.
3. Doelle, Leslie L.,” Akustika Lingkungan”, Erlangga, Jakarta, 1972.
4.
Everest, Alton F and Pohlman C ken, “ Master Handbook of Acoustic”. McGraw- Hill Inc.
USA.
5. ISO 354 : 2003 “Measurement of Sound Absorpstion In A Reverberation Room”.
6. http://foragri.wordpress.com/2011/03/02/mengolah-sawit-jadi-cpo/ diakses pada tanggal 14
Juni 2011 pada pukul 14.30.
7. http://isroi.wordpress.com/2008/12/11/pemanfaatan-tkks-untuk-kompospupuk-organik-di-kebun-
sawit/ diakses pada tanggal 14 Juni 2011 pada pukul 14.50.
8. http://www.pustaka-deptan.go.id/publikasi/wr292074.pdf diakses pada tanggal 20 April
2010 pada pukul 20.50 – 21.00.
9. www.monoglass.com/sonoglass/DOC/SonoglassASTM_C423.pdf.
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
81/177
63
LAMPIRAN
DATA HASIL PENGUJIAN WAKTU GEMA
Berikut ini merupakan data waktu gema dari hasil pengujian yang dilakukan dengan
melakukan tiga kali pengambilan data untuk pemberian tiap frekuensi :
I. Pada ruangan kosong sebelum diisi dengan spesimen kelapa sawit 450
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 100 Hz (a)
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
82/177
64
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 100 Hz (b)
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 100 Hz (c)
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
83/177
65
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 125 Hz (a)
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 125 Hz (b)
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
84/177
66
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 125 Hz (c)
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 160 Hz (a)
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
85/177
67
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 160 Hz (b)
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 160 Hz (c)
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
86/177
68
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 200 Hz (a)
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 200 Hz (b)
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
87/177
69
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 200 Hz (c)
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 250 Hz (a)
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
88/177
70
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 250 Hz (b)
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 250 Hz (c)
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
89/177
71
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 315 Hz (a)
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 315 Hz (b)
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
90/177
72
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 315 Hz (c)
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 400 Hz (a)
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
91/177
73
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 400 Hz (b)
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 400 Hz (c)
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
92/177
74
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 500 Hz (a)
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 500 Hz (b)
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
93/177
75
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 500 Hz (c)
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 630 Hz (a)
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
94/177
76
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 630 Hz (b)
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 630 Hz (c)
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
95/177
77
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 800 Hz (a)
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 800 Hz (b)
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
96/177
78
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 800 Hz (c)
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 1000 Hz (a)
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
97/177
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
98/177
80
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 1250 Hz (a)
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 1250 Hz (b)
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
99/177
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
100/177
82
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 1600 Hz (b)
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 1600 Hz (c)
-
8/19/2019 Hendi Marshinto Siburian's Undergraduate Theses
101/177
83
Gambar data hasil pengujian waktu gema pada frekuensi 2000 Hz (a)
Gambar d