!,

MODUL PRAKTIIOM LANJUT

INSTRT]MENTA SI.AKUS TIK

Pengukuran Tingkat Tekanan Bunyi (SPL) dan

Waktu Dengung di Suatu Ruangan

@tuOleh:

Susilo Indrawati

JTJRUSAnI FISIKA

FAK{ILTAS MATEMATIKA DAI\I ILMU PENGETAHUAI\I ALAMINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUII NOPEMBER

SI,RABAYA

2014

Pengukuran Tingkat Tekanan Bunyi (SPL) dan \ilaktu Dengung

di Suatu Ruangan

1, Tujuan

Mengevaluasi suatu ruangan apakah telah sesuai dengan fungsi ruang dengan

melakukan pengukuran tingkat tekanan bunyi dan waktu dengung.

2. Waktu yang diperlukan

Waktu yang diperlukan dalam melakukan praktikum I % jam

3. Teori Singkat

3.1 Bunyi langsung

Bunyi merupakan sensasi yang diterima oleh alat pendengar yang merupakan

gelombang yang merambat pada suatu medium. Didalam penjalarannya bunyi akan

mengalami pemantulan, penyerapan, pembelokan dan penerusan (transmisi) tergantung

dimana bunyi itu merambat.

Bunyi merupakan besaran fisis yang terjadi karena adanya perbedaan tekanan

dari sumber bunyi sampai pada pendengar. Keras lemahnya bunyi dapat ditentukan

dengan besaran mengetahui tekanan bunyi dengan satuan N/ m atau Pascal. Bunyi

yangdapat didengar adalah bunyi dengan frekuensi yang berada dalam selang 2AHz-20 kLlz, sedangkan untuk bunyi ber&ekuensi 1000 rlz tekanannya haruslah berada

dalam selang 20 pPa sampai sekitar 100 Pa. Di luar itu pada umumnya bunyi tak akan

dapat didengar, entah karena tekanannya terlampau kecil sehingga tidak dapat

berinteraksi dengan organ pendengaran, atau karena tekanannya terlampau besar

sehingga menimbulkan rasa sakit. (Prasetio, 2003: 5)

Karena selang yang sangat lebar tersebut dan juga karena respons telinga

terhadap rangsangan tekanan yang tidak linier, maka digunakan skala logaritmis yaitu

Tingkat Tekanan Bunyi atau Sound Pressure Level (SPL). Besaran ini adalah besaran

yang tidak mempunyai dimensi dan dinyatakan dalam satuan Bel.

Seclra matematis tingkat tekanan bunyi dinyatakan sebagai

spL=ZoLoeL dBtP*

dengan p: tekanan bunyi (Pa)

pac: tekanan bunyi acuan 12.10' Pa1

3.2 Interaksi Gelombang pada permuhaan

Ada bermacam-macam perilaku bunyi dalam ruang tergantung pada

karakteristik permukaan ruang dan frekuensi bunyi yang merambat dalam

ruang. Bila gelombang bunyi mengenai suatu permukaan seperti dinding,

langit-langit atau lantai maka dapat terjadi beberapa peristiwa seperti absorpsi

(penyerapan), refleksi (pemantulan), difraksi, dan hamburan seperti terlihatpada Gambar 2.1

1. Bunyi datang

2. Bunyi diabsorbsi

3. Bunyi pantul

4. Bunyi hamburan

Gambar 3.1 Perilaku bunyi yang berinteraksi dengan permukaan

3.3 Distribusi Bunyi Dalam Ruang

Bunyi yang sampai pada pendengar di dalam ruang terdiri dari bunyi langsung

dan bunyi tidak langsung, yaitu bunyi pantulan atau disebut juga bunyi reverberant.

Dalam hal ini faktor ruangan dalam hal ini dimensi dan komposisi bahan yang ada

dalam ruangan akan berperan. Salah satunya adalah absorbsi bahan dalam ruang.

Untuk merumuskan absorbsi ruang secara keseluruhan, maka digunakan konstanta

ruangR':

R'= Sq-(t -a)

dengan,S: jumlah luas permukaan ruang (m')

a : koefisien absorbsi rata-rata permukaan ruang. Besamya SPL di suatu titik(dapat dilihat pada literatur)

3.4 Waktu Dengang

secara akustik dikenal dua ruang yaitu ruang hidup dan ruang mati. Hidupmatinya ruang tergantung pada banyak atau sedikitnya bahan penyerap yang ada dalam

ruang.Ruang dengan banyak bahan penyerap akan mer{adi ruang mati, sementarabila

hanya ada sedikit bahan penyerap dalam nmng, maka ruang akan menjadi ruang hidup.

llkuran hidup atau matinya ruang selar{utnya dinyatakan oleh besaran waktu dengung.

Waktu dengung merupakan waktu yang dibutuhkan bunyi untuk meluruh sebanyak 60

dB sejak bunyi dimatikan. Gambar 2.2 akanmemperjelas pengertian waktu densuns.

100

80

a' 60Id10o

20

0

WhKu (sekon)

Gambar 3.2 Peluruhan bunyi yang dikaitkan dengan

pengertian waktu dengung

Menurut Sabine hubungan matematis antara waktu dengung, volume ruang

dan penyerapan bunyi adalah sebagai berikut:

dengan, I

V

_ 0,l6lyA+mY

waktu dengung, (sekan)

volume ruang, (m3)

A = penyerapan ruang total, (sabine)

m : koefisien penyerapan udara, (sabin/m3)

Bila volume ruangan yang digunakan tidak terlalu besar (kurang dari 1000 a3)

maka rumus Sabine menjadi:

T _0,161YA

Penyerapan ruang total (A) diperoleh dengan mengalikan luas permukaan ,S dengan

koefisien penyerapannya d , dan menjumlahkan perkalian-perkalian ini. Secara

matematik dapat dituliskan:

A = Sra, + Srar+,Sra, +... + Sra,

dengan ,S,..s, : luas masing-masing permukaan, (m)

dr,. a o: koefisien penyerapan masing-masing permukaan.

Waktu dengung ruang harus diatur sesuai dengan fungsi ruang yang bersangkutan.

Berikut ini disajikan tabel yang memuat volume per orang untuk ruang dengan

berbagai fungsi. (Prasetio, 200i: 88), lihat tabel 2.1.

Tabel3.1 Volume 1m) per orang untuk berbagai jenis ruang

(Sumber : hup : l7eww. lwmt.Ie i.tul{e. s k)

c{ o.60t I 15, t5 al 50 .{, 60 0a loo E0 ?toraclgnrr rv.ns trfutoo,

(Sumber: Prqsetio, 200j: 82) Gembar 33 Waktu dengung optimum ruang dengan fungsi untuk keadaan

dihuni penuh pada frekuensi 500 Hz - 1000 Hz

typeof IAuditarium I fiinimutn Oplimurr lfaxinrurn

Inoonts

forspeecfr I

,, 3' 4.3

ConceriHalls I

u, 78 fo8

tlpera Flouses I "o

57 7.4

Caffiolrb Churchas I ",

8.5 12_O

Otfier Cfiurcfies 5.' 7.2 9_'

Mtdffpurpcse Hafls 5.' 7.1 8_5

Cinenras 2.8 35 5.6

ZS

r.t

2.2

Ceo0t,,ar-, lG65,rs6,..Ttlo

l)

{ r.t,

o.$

0.1I

o.e i

ol

ilJfJ,riiilfifj

Fii"i*u*

4. PercobaanPengukuran

4.l Peralatan

. Sound Level Meter Rion tipe NL-20

Merupakan alat ukur untuk mengukur besamya ^9PI.. Sound Source : Perangkat lunak YMEC(yosimasa electronic)

Merupakan sumber bunyi dengan berbagai pilihan bunyi

. Mikropon

. Amplifier (Alat untuk penguat sumber bunyi).

. Loudspeaker

' PC (computer)

4.2 Cara Kerja

a) Pengukuran Tingkat tekanan bunyi

dilakukan untuk mengetahui pola distribusi bunyi di dalam ruangan. Berikut

langkahlangkah pengukuran:

. I]kur background noise.

Nyalakan sumber bunyi dengan SPL > l0 dB diatas background noise.

Speaker di letakkan pada posisi tertentu yang diumpamakan sebagai sumber

bunyi (umpamakan speaker adalah sumber bunyi setinggi mulut orang berdiri

+ 150 cm)

Posisi pengukuran diusahakan tersebar merata di beberapa titik di dalam uang

minimal 8 titik (tanya asisten) yang mewakili audience.

Mikrofon di letakkan pada posisi tertentu yang diumpamakan setinggi telinga

ketika duduk (* 70 cm)

Lakukan pengamatan dengan kondisi lain (waktu ruangan kosong).

( yas i m a s a e I etl ro n it:)

Saund lavel Meter {SLM)&IO-\r ?ipa:\IL-14

Gambar 4.1 Skema kerja pengukuran SPL

I

I

b) Pengukuran Waktu dengung

untuk menentukan waktu dengung digunakan software YMEC

Realtime Analizer.

AmplifierLoudSpeakcr

Gambar 4.2 Skema kerja pengukuran waktu dengung

5. Tugas Pendahuluan

' Apa yang dimaksud dengan frekuensi dan tekanan bunyi, jelaskan korelasi

keduanya

. Jelaskan yang dimaksud dengan waktu dengung ruang

. Jelaskan yang menyebabkan suatu ruangan disebut bagus dan sesuai

fungsinya

6. Pertanyaan laporan

. Bagaimana distribusi bunyi dalam ruangan

. Plot distribusi SPL dalam ruangan

. Bagimana pengaruh tanpa dan dengan audien terhadap waktu dengung

Tabel data SPL dan waktu dengung

No titikukur

sPL (dBA) Waktu Dengung (Sekon)

250I1z; 500 !tu 1 kHz 2lfLlz 250 Hz 500 Hz I kHz 2l<I1zI

2

J

4

5

6

7

8

Daftar pustaka.

1. Bimo, Yohanes, 2007. Pembuatan Alat Pengthtr WaHu Dengung Ruangan.

Tugas Akhir Fisika-FMIPA ITS

2. Doelle, L. L, Lea Prasetyo, 1993, Akustik Lingkungan, Erlanggq Jakaxta.

3. Kurniawan, Sentot 2003,"Prediksi Distribusi Tekanan Bunyi (SPL) dalam

ruang GOR ITS Surabaya dengan perangkat lunak Akustik EASE 2,A3",

Tugas Akhir Sl Fisika ITS

4. Prasetio, Lea Dra.,M.Sc.,2003. Ala$tik. Diktat Fisika-FMIPA Institut

Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

5. Smith, B. J., Peters R. J., Owen, Stephanie, 1995. Acoustics and Noise

Control. Second Edition: North-East Surrey College of Technology

(NESCOT)