digilib.uns.ac.id sebaran · pdf filenama : arifatul chorida nim : m0209008 telah diuji dan...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

SEBARAN MEDAN BUNYI PADA DIFFUSER

DENGAN MODIFIKASI PERMUKAAN

Disusun oleh :

ARIFATUL CHORIDA

M0209008

SKRIPSI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

Desember, 2013


commit to user



Disusun oleh :

ARIFATUL CHORIDA

M0209008

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi sebagian

persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

Desember, 2013


commit to user

HALAMAN PENGESAHAN

Skipsi dengan judul : SEBARAI.{ MEDAN BLINYI PADAD/FTUSERDENGAN MODIFIKASI PERMUKAA}I

Yang ditulis oleh:NAMA : ARIFATUL CHORIDANIM : M0209008

Telah diuji dan dinyatakan lulus oleh dewan penguji padaHari : Selasa

Tanggal : 17 Desember 2013

AnggotaTim Penguji :

1, Ahmad Marzuki, S.Si-, Ph.DNIP. 19680508 199702 I 001

Darsone, S.Si., M.SiNIP. 19700727 199702 1 001

Drs. Iwan Yahya, M.SiNIP. 19670730 199302 I 001

Drs. Harjana, M.Si,, Ph.DNIP. 19590725 198601 l 001

Jurusan FisikaIlmu Pengetahuan AlamMaret Surakarta

Ax#?0r^ar,***

--r.

4.

Disahkan oleh

$u-?ii%:\*gr)eS

tt$

NIP. 19680508 199702 1001


commit to user

iii

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa isi skripsi saya yang berjudul “

SEBARAN MEDAN BUNYI PADA DIFFUSER DENGAN MODIFIKASI

PERMUKAAN” adalah hasil kerja saya dan sepengetahuan saya hingga saat ini

isi skripsi tidak berisi materi yang telah dipublikasikan atau ditulis oleh orang lain

untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di Universitas Sebelas Maret atau di

Perguruan Tinggi lainnya kecuali telah dituliskan di daftar pustaka skripsi ini.

Surakarta, Desember 2013

ARIFATUL CHORIDA


commit to user iv



Arifatul Chorida

Jurusan Fisika, Fakultas MIPA, Universitas Sebelas Maret

ABSTRAK

Telah dilakukan pengujian sebaran medan bunyi pada permukaan diffuser

dengan menggunakan metode scanning. Pengujian dilakukan pada dua kondisi

bentuk permukaan diffuser yaitu ketika permukaannya datar dan ketika

permukaannya diberi penambahan berupa bola. Untuk mengetahui respon serapan

bunyi terhadap modifikasi bentuk permukaan pada diffuser maka dilakukan pengujian

serapan. Pengujian kinerja serapan bunyi ini dilakukan dengan prosedur yang

mengacu pada ASTM E-1050-98. Dalam hal ini terdapat tiga variasi yakni ketika

permukaannya datar (flat), selanjutnya ketika permukaannya berupa setengah bola,

dan ketika permukaan setengah bola tersebut diberi lubang. Hasil pengujian scanning

menunjukkan bahwa diffuser dengan penambahan bola pada permukaan memberikan

dampak terhadap sebaran medan bunyi. Penambahan bola pada sumur dengan

kedalaman nol menyebabkan intensitas bunyi meningkat, sedang pada sumur dengan

kedalaman enam intensitas bunyinya menjadi menurun. Hasil pengujian serapan pada

diffuser dengan modifikasi permukaan setengah bola memiliki koefisien serap yang

lebih baik pada frekuensi rendah dan pada frekuensi tinggi memiliki respon yang

sama dengan diffuser permukaan datar. Adapun untuk penambahan lubang pada

permukaan setengah bola memberi efek serapan bunyi pada bentang yang lebih lebar.

Kata kunci : diffuser, koefisien serapan bunyi, bola, lubang


commit to user v

DISTRIBUTION OF SOUND FIELD ON DIFFUSER

WITH SURFACE MODIFICATION

Arifatul Chorida

Jurusan Fisika, Fakultas MIPA, Universitas Sebelas Maret

ABSTRACT

Sound field distribution on surface diffuser has been conducted using scanning

method. In this measurement there are two conditions, first when the diffuser forms

are flat surface. Secondly when the surface is given the addition sphere. Sound

absorption performance testing was experimentally conducted with two microphone

impedance tubes referred to standard procedure of ASTM E-1050-98. There are three

condition flat surface, hemisphere surface, and hemisphere surface with perforated.

The addition sphere on diffuser surface gives different patterns seen from intensity of

each well diffuser. The addition sphere on well fourth ( depth = 0 ) causes the sound

intensity increases , whereas for the second and sixth wells ( depth = 6 ) caused a

decrease intensity. Diffuser with hemisphere surface give increase coefficient

absorption at low frequency. At high frequency this modified diffuser and diffuser

flat surface have the same perform. The adding perforate on surface yielded extent

absorption range frequency.

keyword : diffuser, coef absorption, sphere, perforate


commit to user

vi

MOTTO

Apabila anda berbuat kebaikan kepada orang lain,

maka anda telah berbuat baik terhadap diri sendiri.

( Benyamin Franklin )

Aku belajar diam dari banyaknya bicara.

Aku belajar sabar dari sebuah kemarahan.

Aku belajar mengalah dari suatu keegoisan.

Aku belajar menangis dari kebahagiaan.

Aku belajar tegar dari kehilangan

Hidup Adalah BELAJAR.......

(Febrian Citra Lesmana)

“Learn from the mistakes in the past,

try by using a different way,

and always hope for a successful future.”


commit to user

vii

PERSEMBAHAN

Karya kecil yang spesial ini kupersembahkan kepada orang-orang yang spesial :

Bapak Djupri dan Ibu Rujiyem tercinta yang tak henti-hentinya memberikan

dukungan, doa, dan kasih sayang sepanjang waktu tanpa merasa lelah.

Kakak-kakakku Ratna Kurniawati, Nanang Wahyu Hidayat, dan Arif Nur

Alfi Nugroho terkasih, yang selalu mendengarkan keluh kesah serta memberi

semangat dan dukungan tanpa henti.

Keponakanku Nabila Raisyah Hidayat dan Rafardhan Fajar Hidayat, terima

kasih karena kehadiran kalian memberikan motivasi untuk segera menyelesaikan

skripsi ini.

Sahabat – sahabat seperjuangan Eki Muqowi, Erna Yunita Devitasari, dan

Nining Haryanti yang selalu mentransfer energi positif untuk terus berjuang.

Teman-teman iARG Mbak Restu, Mbak Zulfa, Mbak Dian, dan Nina terima

kasih telah banyak membantu dan selalu memberikan dukungan.

Teman-teman fisika 2009 yang tidak bisa disebutkan satu persatu, terima kasih

kalian selalu menyemangatiku.


commit to user

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah

melimpahkan rahmat, hidayah, serta karunia-Nya sehingga penelitian dan

penyusunan skripsi yang berjudul “SEBARAN MEDAN BUNYI PADA

DIFFUSER DENGAN MODIFIKASI PERMUKAAN” ini dapat penulis

selesaikan dengan baik. Penelitian ini merupakan kajian yang diorientasikan tidak

hanya pada pengembangan diffuser melainkan bagian dari skema penelitian

terfokus di iwanyy Acoustic Research Group (iARG) khususnya dalam

pengembangan power generating sound absorber. Pembiayaan penelitian ini

didukung dari skema penelitian unggulan perguruan tinggi dengan nomor kontrak

159a/UN27.11/PN/2013.

Dalam menyusun skripsi ini, penulis mendapatkan banyak bimbingan dan

bantuan dari berbagai pihak, baik moral maupun material. Oleh karena itu, dalam

kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Bapak Drs. Iwan Yahya, M.Si selaku dosen pembimbing satu yang selalu

memberi masukan dan arahan dalam penelitian maupun penyusunan skripsi.

2. Bapak Drs. Harjana, M.Si., Ph.D selaku pembimbing dua yang selalu

memberikan nasihat dan masukan dalam penyusunan skripsi.

3. Semua pihak yang telah memberikan bantuan, baik langsung maupun tidak

langsung kepada penulis.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih jauh dari

sempurna. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat

membangun. Semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat kepada para pembaca

pada umumnya dan penulis pada khususnya.

Surakarta, Desember 2013

Arifatul Chorida


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........................................................................ ii

HALAMAN PERNYATAAN ....................................................................... iii

HALAMAN ABSTRAK ............................................................................... iv

HALAMAN ABSTRACT ............................................................................. v

HALAMAN MOTTO ................................................................................... vi

HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................... vii

KATA PENGANTAR ................................................................................... viii

HALAMAN PUBLIKASI ............................................................................. ix

DAFTAR ISI .................................................................................................. x

DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xiii

BAB I PENDAHULUAN .............................................................................. 1

1.1. Latar Belakang Masalah ............................................................... 1

1.2. Perumusan Masalah ...................................................................... 3

1.3. Batasan Masalah ........................................................................... 3

1.4. Tujuan Penelitian .......................................................................... 3

1.5.Manfaat Penelitian ......................................................................... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................... 5

2.1. Gelombang Bunyi ........................................................................ 5

2.2. Gelombang Bunyi dalam Fluida .................................................. 5

2.3. Interaksi gelombang dengan Permukaan ...................................... 6

2.3.1. Pantulan (Reflection ) ......................................................... 8

2.3.2. Penyerapan (Absorption) .................................................... 9

2.3.3. Hamburan (Scattering) ...................................................... 10

2.4. Diffuser ......................................................................................... 12

2.4.1. Diffuser Schroeder .............................................................. 12

2.4.2. Fungsi dan Aplikasi Diffuser ............................................. 14

2.5. Macam-macam Diffuser ............................................................... 15


commit to user

xi

2.5.1. Maximum Legth Diffuser (MLD) ........................................ 15

2.5.2. Quadratic Residue Diffuser (QRD) ................................... 15

2.5.3. Primitive Root Diffuser (PRD) .......................................... 16

2.6. Medan Bunyi (Sound Field) ........................................................ 17

2.6.1. Near Field ........................................................................... 17

2.6.2. Far Field ........................................................................... 18

2.7. Intensitas Bunyi ........................................................................... 18

2.8. Pengukurann Intensitas Bunyi dengan Metode Scanning ........... 19

2.9. Fungsi Pindah (Transfer Function).............................................. 20

2.10. Metode Tabung Impedansi (Impedance Tube Method) ............. 21

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ................................................... 23

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian ....................................................... 23

3.2. Alat dan Bahan ............................................................................. 23

3.2. Metode Scanning ................................................................... 23

3.2. Metode Tabung Impedansi Dua Mikrofon ............................ 23

3.3. Metode Penelitian ......................................................................... 24

3.3.1. Persiapan Alat dan Bahan .................................................. 24

3.3.2. Pembuatan Diffuser sesuai Model ...................................... 24

3.3.3. Variasi Permukaan Diffuser ............................................... 25

3.3.4. Pengujian ............................................................................ 26

3.3.4. 1. Metode Scanning ..................................................... 26

3.3.4. 2. Metode Tabung Impedansi Dua Mikrofon............... 28

3.3.5. Display Grafik .................................................................... 30

3.4. Analisa.......................................................................................... 30

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................... 31

4.1. Scanning pada Permukaan Diffuser .............................................. 31

4.2. Pengujian Koefisien Serap Bunyi ................................................ 37

4.2.1. Modifikasi pada Permukaan Diffuser.................................. 37

4.2.2. Variasi Jumlah Lubang pada Bola ...................................... 39

4.2.2.1. Diameter Lubang 0,2 cm.......................................... 39

4.2.2.2. Diameter Lubang 0,4 cm.......................................... 40


commit to user

xii

4.2.3. Orientasi Sudut Datang terhadap

Posisi Lubang pada Bola................................................... 42

4.2.4. Modifikasi Diffuser dengan

Permukaan Setengah Bola................................................. 43

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................ 46

5.1. Kesimpulan ................................................................................... 46

5.2. Saran ............................................................................................. 46

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................... 47


commit to user

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Perpindahan Aliran (Udara) Ketika Gelombang Bunyi

Melewati Medium .................................................................... .. 6

Gambar 2.2 Perambatan Gelombang Bunyi Melalui Bidang Batas............... .. 7

Gambar 2.3 Peristiwa Hamburan .................................................................. ..11

Gambar 2.4 Diffuser MLD dengan Kedalaman Sumur Seperempat Panjang

Gelombang ................................................................................. ..13

Gambar 2.5 Penggunaan Diffuser dalam Ruang akustik ............................... ..14

Gambar 2.6 Maximum Length Diffuser (MLD) ............................................ ..15

Gambar 2.7 Quadratic Residue Diffuser dilihat dari Samping ......................15

Gambar 2.8 Quadratic Residue Diffuser (QRD) ...............................................16

Gambar 2.9 Definisi Medan Bunyi ................................................................ ..17

Gambar 2.10 Teknik pengukuran Gradien Tekanan ...................................... ..20

Gambar 2.11 Tabung Impedansi Dua Mikrofon ............................................. ..21

Gambar 2.12 Respon Sistem........................................................................... ..22

Gambar 3. 1 Kedalaman Diffuser Rangkaian Urutan 7x7 ............................... ..25

Gambar 3. 2 Prosedur Penelitian...................................................................... ..25

Gambar 3. 3 Diffuser Skyline ........................................................................... ..26

Gambar 3.4 Teknik Pengujian Sebaran Medan Bunyi dengan

Metode Scanning......................................................................... ..27

Gambar 3.5 Skema Pengujian Koesfisien Serapan Bunyi dengan

Menggunakan Metode Tabung Impedansi Dua Mikrofon ..........28

Gambar 3.6 Sampel Elemen Diffuser.............................................................. ..29

Gambar 3.7 Sampel Uji Elemen Diffuser ....................................................... ..29

Gambar 4.1 Hasil Pengujian Scanning pada Frekuensi 500 Hz ..................... ..31

Gambar 4.2 Hasil Pengujian Scanning pada Frekuensi 1000 Hz ................... ..32

Gambar 4.3 Hasil Pengujian Scanning pada Frekuensi 2000 Hz ................... ..33

Gambar 4.4 Hasil Pengujian Scanning pada Frekuensi 4000 Hz.. ................. ..33

Gambar 4.5 Hasil Pengujian Scanning pada Frekuensi 6300 Hz... ................ ..34


commit to user

xiv

Gambar 4.6 Tampang Lintang Scanning Sebaran Bunyi ............................... ..36

Gambar 4.7 Mekanisme Hamburan pada Bola .............................................. . 37

Gambar 4.8 Hasil Pengujian Koefisien Serapan Bunyi pada Diffuser Standar

dan Optimasi Permukaan dengan Setengah Bola ...................... ...38

Gambar 4.9 Hasil Pengujian Koefisien Serapan Bunyi Bola dengan Variasi

Jumlah Lubang............................................................................ . .40

Gambar 4.10 Hasil Pengujian Koefisien Serapan Bunyi Bola dengan Variasi

Jumlah Lubang............................................................................ ...41

Gambar 4.11 Hasil Pengujian Koefisien Serapan Bunyi Bola dengan Orientasi

Sudut Datang terhadap Posisi Lubang pada Bola....................... ...43

Gambar 4.12 Hasil Pengujian Koefisien Serapan Bunyi pada

Modifikasi Diffuser (Permukaan Setengah Bola) ...................... ..44

digilib.uns.ac.id sebaran · pdf filenama : arifatul chorida nim : m0209008 telah diuji dan...

Documents