Studi Eksperimental Kebisingan Menggunakan Metode Kendali Kebisingan Aktif Pada Knalpot Supra X 125D
STUDI EKSPERIMENTAL KEBISINGAN MENGGUNAKAN
METODE KENDALI KEBISINGAN AKTIF PADA KNALPOT
SEPEDA MOTOR SUPRA X 125D
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
RIO MARTUA HARAHAP
110401011
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2016
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk melakukan studi eksperimental kebisingan sebelum
menggunakan alat kendali kebisingan aktif dan sesudah menggunakan alat kendali
kebisingan aktif sehingga diperoleh hasil reduksi noise pada knalpot Supra X
125D. Pengukuran dilakukan dengan variasi putaran 1000rpm, 2000rpm,
3000rpm dan 4000rpm dengan arah horizontal, vertikal, dan aksial. Dari analisa
kebisingan Knalpot Supra X 125D tanpa menggunakan alat kendali kebisingan
aktif, nilai kebisingan terbesar terdapat pada arah aksial (Z) diputaran 4000rpm
dan jarak 0.75 meter dengan nilai 80.4 dB. Sedangkan menggunakan alat kendali
kebisingan aktif, nilai kebisingan terbesar pada arah aksial juga (Z) diputaran
4000 rpm dan jarak 0.75 meter dengan nilai 79 dB. Dari perbandingan antara
knalpot sebelum menggunakan Active Noise Control dan sesudah menggunakan
Active NoiseControl didapatkan nilai reduksi terbesar pada alat kendali kebisingan
aktif di sumbu (Z) diputaran 1000rpm dan jarak 1.5 meter dengan nilai Non
Active Noise Control 65.5 dB berbanding Active Noise Control 61.5 dB dan di
dapatkan reduksi 4 dB. Dan nilai reduksi terkecil berada pada sumbu (X)
diputaran 2000 rpm dan jarak 0.75 meter dengan nilai tanpa Active Noise Control
65.9 dB dan Active Noise Control 65.7 dB dan didapatkan reduksi 0.2 dB.
Kata kunci : Knalpot Supra X 125D, Noise Control, Kebisingan, Pembalik Phase,
Reduksi Noise.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
This study aims to conduct experimental studies using a noise before and after the
active noise control using active noise control device so that the obtained results
on the exhaust noise reduction Supra X 125D. Measurements were made with
variations round 1000rpm , 2000rpm , 3000rpm and 4000rpm with horizontal ,
vertical , and axial . From the analysis of exhaust noise Supra X 125D without
using active noise control device , The noise values found in the axial direction
(Z) at 4000rpm rotation and a distance of 0.75 meter with a value of 80.4 dB .
While the use of active noise control device , The noise value in the axial direction
as well (Z) at 4000 rpm rotation and a distance of 0.75 meter with a value of 79
dB . From the comparison between the exhaust before using Active Noise Control
and after using the Active Noise Control got value reduction biggest control
device noise is active in the axis (Z) in the round of 1000rpm and a distance of 1.5
meters to the value of Non- Active Noise Control 65.5 dB versus the Active Noise
Control 61.5 dB and get reduction of 4 dB . And the value of the smallest
reductions were on the axis (X) at 2000 rpm rotation and a distance of 0.75 meter
with a value of 65.9 dB without Active Noise Control and Active Noise Control
proportional reduction of 65.7 dB and 0.2 dB is obtained .
Keywords : Exhaust Supra X 125D , Noise Control, Noise, Phase Shifter, Noise
Reducion.
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji
dan
syukur
atassegalakaruniadanrahmat-Nya
penulisucapkankehadirat
yang
Allah
SWT
senantiasadiberikankepadapenulis,
sehinggapenulisdapatmenyelesaikan Skripsiini.
SkripsiiniadalahsalahsatusyaratuntukdapatlulusmenjadiSarjanaTeknik
DepartemenTeknikMesinFakultasTeknikUniversitas
Sumatera
di
Utara.
Adapunjudul Skripsiiniadalah “Studi Eksperimental Kebisingan Menggunakan
Metode Kendali Kebisingan Aktif Pada Knalpot Supra X 125D”.
Dalam penulisan Skripsi ini, penulis telah berupaya dengan segala
kemampuan membahas dan menyajikan, berdasarkan ilmu yang diperoleh dari
perkuliahan, literatur serta bimbingan dan arahan dari pembimbing.
Pada kesempatan ini, penulis tidak lupa menyampaikan terima kasih yang
sebesar – besarnya kepada :
1. Kedua Orang Tua Tercinta, Ayahanda Harun Rasyd Harahap dan Ibunda Evi
Mutiara Tanjung, Kakak (Rizky Wahyuni Harahap) dan Adik tersayang ( Arief
Rahman Harahap) atas doa, kasih sayang, pengorbanan dan tanggung jawab
yang selalu menyertai penulis.
2. Dr.Ing.Ir.IkhwansyahIsranuriselakudosenpembimbing
Departemen
Teknik
Mesin,
Fakultas
sekaligus
Teknik
telahbanyakmeluangkanwaktunyamembimbingpenulis
USU,
ketua
yang
hingga
skripsiinidapatterselesaikan.
3. Dr.Eng.Taufiq Bin Nur, S.T., M.Eng.Sc.dan Ir.Mulfi Hazwi M.Scselaku dosen
penguji yang telah banyak memberikan saran ilmiah kepada penulis sehingga
skripsi ini menjadi lebih baik.
4. Suprianto ST.MT selaku dosen penguji seminar yang telah banyak memberikan
saran ilmiah kepada penulis.
5. Alfisyahrin,ST.MT selaku mahasiswa S3 Teknik Mesin yang telah meluangkan
waktunya dan banyak memberikan ilmu kepada penulis hingga skripsi ini
terselesaikan.
Universitas Sumatera Utara
6. SeluruhStafPengajarpadaDepartemenTeknikMesinFakultasTeknikUniversitas
Sumatera
Utara
yang
telahmemberikanpengetahuankepadapenulishinggaakhirstudidanseluruhpegawa
iadministrasi di DepartemenTeknikMesin.(Kak Sonta, Bang Sawal, Bang Lilik,
Bang Sarjana, Bang Andi dan Kak Ika)
7. Teman – teman Khusunya Team Noise knalpot yang menemani penulis dalam
mengikuti study baik suka maupun duka (Ridwan, Aldo dan Erwin)
dan
stambuk 2011 yang luar biasa Ali, Jefri, Ikbal hsb, Reza, Dedi, Sanjaya,
Agung, Masruri, Budi Ari Sasmito, Kahar Sinaga, Kin Tawarmiko, Indra
Hermawan, Syugito, Teguh Iman Widodo, Dino Hastrino, Bador, Nisbun dan
untuk semuanya yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu.
8. Haholongan ni roha…Yarni Yati Mandepa Terima Kasih Atas bantuan,
motivasi dan doanya.
9. Semua pihak yang banyak membantu penulis dalam menyelesaikan Skripsi ini.
Kritikdan saran sangatpenulisharapkan.Akhir kata, penulis berharap
agar laporan ini bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan penulis sendiri
pada khususnya, Semoga ALLAH SWT selalu memberikan berkah ilmu yang
bermanfaat untuk kita semua.
Medan, Januari 2016
Penulis,
Rio Martua Harahap
NIM : 110401016
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ................................................... .................................i
DAFTAR ISI ........................................................................................................... iii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... vi
DAFTAR TABEL .......................................................................................... xi
DAFTAR NOTASI ......................................................................................... xiii
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ..................................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah ............................................................................. 5
1.3 Tujuan Penelitian ................................................................................. 6
1.4 Batasan Masalah................................................................................... 6
1.5 Manfaat Penelitan................................................................................. 7
1.6 Sistematika Penulisan .......................................................................... 7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA................................................................... 8
2.1 Proses Intereferensi Gelombang Bunyi ................................................ 8
2.1.1 Syarat Terjadinya Suatu Bunyi / suara ........................................ 9
2.1.2 Sumber Bunyi ............................................................................. 9
2.1.3 Perambatan Bunyi ....................................................................... 9
2.2. Pengertian Kebisingan ....................................................................... 10
2.2.1 Sumber – Sumber Kebisingan ..................................................... 10
2.2.2 Parameter Kebisingan.................................................................. 12
2.2.3 Jenis – jenis Noise ....................................................................... 14
2.3 Efek Noise .................................................................................................. 17
Universitas Sumatera Utara
2.3.1 Efek Noise terhadap Sistem Komunikasi ..................................... 17
2.3.2 Efek Noise terhadap fisiologis ................................................... 17
2.3.3 Efek Noise terhadap Pendengaran............................................... 18
2.4 Pengertian Active Noise Control ( ANC) ................................................. 19
2.4.1 Teori dan cara kerja ANC ............................................................ 20
2.5 Penjelasan Active Noise Control (ANC) .................................................. 24
2.5.1. Aplikasi Active Noise Control (ANC) ........................................ 27
2.6 Noise Contour .......................................................................................... 28
2.7 Komponen Utama Active Noise Control (ANC) ...................................... 28
2.7.1 Data Recording........................................................................... 28
2.7.2 Pembalik Fase ............................................................................. 29
2.7.3 Amplifier..................................................................................... 30
2.8 Knalpot (Silincer) .................................................................................... 30
BAB III METODE PENELITIAN ................................................................. 33
3.1. Metode Penelitian...................................................................................... 33
3.2. Tempat dan waktu Penelitian ................................................................... 34
3.3. Alat dan Bahan Penelitian ......................................................................... 35
3.3.1 Bahan Penelitian .......................................................................... 35
3.3.2 Alat Penelitian ............................................................................. 35
3.4 Pengujian ANC pada knalpot Supra X 125 D ............................................ 43
3.4.1 Set-Up Pengujian .................................................................................. 43
3.4.2 Variabel Yang Diamati ........................................................................ 45
3.5 Pelaksanaan Penelitian ............................................................................... 46
Universitas Sumatera Utara
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................... 48
4.1 Mekanisme Data Pengukuran ................................................................ 48
4.1.1 Pengukuran knalpot Supra X 125 D ............................................ 48
4.1.2 Pengukuran knalpot Supra X 125 tanpa ANC ............................. 50
4.1.3 Pengukuran Knalpot Supra X 125 dengan ANC ......................... 53
4.2 Perbandingan sinyal kebisingan sebelum dan sesudah
menggunakan ANC ............................................................................... 59
4.2.1 Reduksi Noise (noise reduction) sumbu Y .................................. 63
4.2.2 Reduksi Noise (noise reduction) sumbu Z ................................. 66
4.2.3 Reduksi Noise (noise reduction) sumbu -X ................................ 69
4.2.4 Reduksi Noise (noise reduction) sumbu +X .............................. 72
4.3 Noise Contour .......................................................................................... 75
4.3.1 Noise Contour Knalpot standar tanpa alat Kendali
Kebisingan Aktif (Active NoiseControl)................................... 75
4.3.2 Noise Contour Knalpot denganalat Kendali Kebisingan
Aktif (Active NoiseControl) ....................................................... 82
4.4. Nilai rata – rata Noise knalpot Supra X 125 D Non ANC ...................... 87
4.5 Nilai rata – rata Noise knalpot Supra X 125 Dengan ANC ..................... 89
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................... 99
5.1 Kesimpulan ........................................................................................... 99
5.2 Saran ...................................................................................................... 100
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.1 Konsep ANC Pada Mobil ............................................................................. 3
Gambar 1.2 Konsep ANC pada pesawat ................................................................. 4
Gambar 1.3 Kendali kebisingan pasif pada knalpot komposit ............................... 5
Gambar 2.1 Garpu tala yang dipukul menghasilkan perubahan tekanan Udara ..... 8
Gambar 2.2 Konstruksi Telinga Manusia dalam menagkap bunyi ......................... 18
Gambar 2.3 Constructive to destructive ................................................................. 20
Gambar 2.4 Noise bertemu dengan Anti Noise ..................................................... 21
Gambar 2.5 Gelombang Tegak Low Amplitudo diam ........................................... 21
Gambar 2.6 Gelombang Tegak High Amplitudo .................................................... 22
Gambar 2.7Gelombang Tegak pada pergeseran fasa ............................................. 22
Gambar 2.8Dua buah gelombang tegak dengan perbedaan fasa 180 ̊
saling meniadakan ................................................................................................. 22
Gambar 2.9 Sinyal sumber atau sinyal 1 ................................................................ 23
Gambar 2.10. Sinyal lawan atau sinyal 2 ................................................................ 23
Gambar 2.11Aktif Sinyal ...................................................................................... 24
Gambar 2.12 Dua gelombang speaker saling meniadakan ................................... 25
Gambar 2.13. Skema pengolahan active noise control ...................................... 26
Gambar 2.14. Komponen Dasar Aktif Kendali Kebisingan (ANC) ...................... 26
Gambar 2.15 Aplikasi kendali kebisingan aktif in door mobil ford ................... 27
Gambar 2.16Modul data recording....................................................................... 28
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.17.Blok diagram voice recording module ............................................ 29
Gambar 2.18 Proses input dan output dari pergeseran fasa .................................. 29
Gambar 2.19 Knalpot ............................................................................................ 32
Gambar 3.1 Knalpot supra X 125D ...................................................................... 35
Gambar 3.2 Microphone ....................................................................................... 36
Gambar 3.3 Sound Level Meter ............................................................................. 36
Gambar 3.4 Tripot ................................................................................................. 37
Gambar 3.5 Meteran.............................................................................................. 37
Gambar 3.6 Speaker .............................................................................................. 38
Gambar 3.7 Baterai ............................................................................................... 38
Gambar 3.8 Ampilifier ........................................................................................... 39
Gambar 3.9 kabel audio ........................................................................................ 39
Gambar 3.10 Multimeter ....................................................................................... 40
Gambar 3.11 Komponen pembalik fasa ICL 7660 dan TL 702 ........................... 41
Gambar 3.12 Perekam suara ISD 4004 ................................................................. 42
Gambar 3.13 Pipa PVC (Polivinil Clorida) ............................................................... 42
Gambar 3.14 Tacho Meter ............................................................................................... 43
Gambar 3.15 Sketsa pengujian kebisingan ........................................................... 44
Gambar 3.16 Sketsa arah pengukuran pada knalpot ............................................. 45
Gambar 3.17 Diagram Alir Penelitian ................................................................. 47
Gambar 4.1 Arah pengukuran Noise knalpot Supra X 125D ................................ 48
Gambar 4.2 Grafik kebisingan vs putaran pada jarak 0.75 meter ......................... 51
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.3 Grafik kebisingan vs putaran pada jarak 1 meter .............................. 52
Gambar 4.4 Grafik kebisingan vs putaran pada jarak 1.5 meter ........................... 53
Gambar 4.5 Grafik kebisingan vs putaran pada jarak 0.75 meter dengan ANC.... 54
Gambar 4.6 Grafik kebisingan vs putaran pada jarak 1 meter dengan ANC......... 56
Gambar 4.7 Grafik kebisingan vs putaran pada jarak 1.5 meter dengan ANC...... 58
Gambar 4.8 Grafik ANC vs Non ANC pada jarak 0.75 meter ............................... 60
Gambar 4.9 Grafik ANCvs Non ANC pada jarak 1 meter ..................................... 61
Gambar 4.10 Grafik ANC vs Non ANC pada jarak 1.5 meter ............................... 62
Gambar 4.11 Grafik Non Anc vs Anc di sumbu Y jarak 0.75 meter ..................... 63
Gambar 4.12 Grafik Non Anc vs Anc di sumbu Y jarak 1 meter ........................ 64
Gambar 4.13. Grafik Non Anc vs Anc di sumbu Y jarak 1.5 meter .................... 65
Gambar 4.14. Grafik Non Anc vs Anc di sumbu Z jarak 0.75 meter................... 66
Gambar 4.15. Grafik Non Anc vs Anc di sumbu Z jarak 1 meter........................ 67
Gambar 4.16. Grafik Non Anc vs Anc di sumbu Z jarak 1.5 meter..................... 68
Gambar 4.17. Grafik Non Anc vs Anc di sumbu -X jarak 0.75 meter .................. 69
Gambar 4.18. Grafik Non Anc vs Anc di sumbu - X jarak 1 meter ...................... 70
Gambar 4.19. Grafik Non Anc vs Anc di sumbu - X jarak 1.5 meter ................... 71
Gambar 4.20. Grafik Non Anc vs Anc di sumbu + X jarak 0.75 meter ............... 72
Gambar 4.21. Grafik Non Anc vs Anc di sumbu + X jarak 1 meter ..................... 73
Gambar 4.22. Grafik Non Anc vs Anc di sumbu + X jarak 1.5 meter .................. 74
Gambar 4.23Noise Contour pada knalpot non anc
( jarak 0.75 meter, 1000 rpm)............................................................................... 75
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.24 .Noise Contour pada knalpot non anc
( jarak 0.75 meter, 2000 rpm)................................................................................ 76
Gambar 4.25. Noise Contour pada knalpot non anc
( jarak 0.75 meter, 3000 rpm)............................................................................... 76
Gambar 4.26. Noise Contour pada knalpot non anc
( jarak 1 meter, 1000 rpm).................................................................................... 77
Gambar 4.27. Noise Contour pada knalpot non anc
( jarak 1 meter, 2000 rpm)..................................................................................... 78
Gambar 4.28. Noise Contour pada knalpot non anc
jarak 1 meter, 3000 rpm) ...................................................................................... 79
Gambar 4.29. Noise Contour pada knalpot non anc
( jarak 1.5 meter, 1000 rpm)................................................................................. 80
Gambar 4.30. Noise Contour pada knalpot non anc
( jarak 1.5 meter, 2000 rpm).................................................................................. 80
Gambar 4.31. Noise Contour pada knalpot non anc
( jarak 1.5 meter, 3000 rpm).................................................................................. 81
Gambar 4.32 Noise Contour pada knalpot anc
jarak 0.75 meter, 1000 rpm) .................................................................................. 82
Gambar 4.33. Noise Contour pada knalpot anc
( jarak 0.75 meter, 2000 rpm)............................................................................... 83
Gambar 4.34. Noise Contour pada knalpot anc
( jarak 0.75 meter, 3000 rpm)................................................................................ 83
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.35. Noise Contour pada knalpot anc
( jarak 1 meter, 1000 rpm).................................................................................... 84
Gambar 4.36. Noise Contour pada knalpot anc
( jarak 1 meter, 2000 rpm)..................................................................................... 85
Gambar 4.37. Noise Contour pada knalpot anc ( jarak 1 meter, 3000 rpm) ........ 85
Gambar 4.38Noise Contour pada knalpot ANC ( jarak 1.5 meter, 1000 rpm) ..... 86
Gambar 4.39. Grafik nilai rata- rata Non ANC dengan ANC (jarak 1 meter) ...... 91
Gambar 4.40 Hubungan noise vs putaran ( reduksi noise jarak 0.75 m) .............. 92
Gambar 4.41. Grafik nilai rata- rata Non ANC dengan ANC (jarak 1 meter) ....... 94
Gambar 4.42 Hubungan noise vs putaran (reduksi noise jarak 1 m) .................... 94
Gambar 4.43 Grafik kebisingan vs putaran Non ANC dengan ANC ..................... 96
Gambar 4.44 Hubungan noise vs putaran (reduksi noise jarak 1.5 m) ................. 97
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1 Ambang batas kebisingan untuk kawasan lingkungan .... 2
Tabel 2.1 Spektrum kebisingan akustik ........................................... 12
Tabel 3.1 Lokasi dan kegiatan penelitian......................................... 34
Tabel 4.1 Hasil pengukuran kebisingan knalpot Supra X 125D
Non – ANC vs ANC. ....................................................................... 49
Tabel 4.2 Nilai reduksi jarak 0.75 meter .......................................... 55
Tabel 4.3 Nilai reduksi jarak 1 meter ............................................... 57
Tabel 4.4 Nilai reduksi jarak 1.5 meter ............................................ 59
Tabel 4.5 Kebisingan yang dihasilkan arah Z, Y,
+X, -X, pada jarak 0.75 meter. ........................................................ 75
Tabel 4.6 Kebisingan yang dihasilkan arah Z, Y,
+X, -X, pada jarak 1 meter. ............................................................. 77
Tabel 4.7 Kebisingan yang dihasilkan arah Z,
+X, -X, -Y pada jarak 1.5 meter .................................................... 79
Tabel 4.8 Kebisingan yang dihasilkan arah Z,Y,
+X, -X, pada jarak 0.75 meter. ....................................................... 82
Tabel 4.9 Kebisingan yang dihasilkan arah +Z,
+X, -X, -Y pada jarak 1 meter. ........................................................ 84
Tabel 4.10 Kebisingan yang dihasilkan arah +Z, + Y,
+X, -X, -Y pada jarak 1.5 meter. .................................................... 86
Tabel 4.11 Nilai rata – rata kebisingan knalpot
Non ANC dan ANC (0.75 m). ........................................................ 91
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.12 Nilai rata – rata kebisingan knalpot
Non ANC dan ANC (1 m). ............................................................. 93
Tabel 4.13 Nilai rata – rata kebisingan
Non ANC vs ANC (1.5 m)............................................................... 96
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI
Simbol
Satuan
c
Kecepatan suara
m/s
t
Waktu
s
A
Amplitudo
m
T
Temperatur absolut
K
K
Konstanta Boltzmann
J/K
λ
Panjang gelombang
m
f
Frekuensi
Hz
Lp
Sound pressure level
dB
Lw
Sound power level
dB
P
Sound pressure
Pa
B
Band Width
mm
Universitas Sumatera Utara
METODE KENDALI KEBISINGAN AKTIF PADA KNALPOT
SEPEDA MOTOR SUPRA X 125D
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
RIO MARTUA HARAHAP
110401011
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2016
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk melakukan studi eksperimental kebisingan sebelum
menggunakan alat kendali kebisingan aktif dan sesudah menggunakan alat kendali
kebisingan aktif sehingga diperoleh hasil reduksi noise pada knalpot Supra X
125D. Pengukuran dilakukan dengan variasi putaran 1000rpm, 2000rpm,
3000rpm dan 4000rpm dengan arah horizontal, vertikal, dan aksial. Dari analisa
kebisingan Knalpot Supra X 125D tanpa menggunakan alat kendali kebisingan
aktif, nilai kebisingan terbesar terdapat pada arah aksial (Z) diputaran 4000rpm
dan jarak 0.75 meter dengan nilai 80.4 dB. Sedangkan menggunakan alat kendali
kebisingan aktif, nilai kebisingan terbesar pada arah aksial juga (Z) diputaran
4000 rpm dan jarak 0.75 meter dengan nilai 79 dB. Dari perbandingan antara
knalpot sebelum menggunakan Active Noise Control dan sesudah menggunakan
Active NoiseControl didapatkan nilai reduksi terbesar pada alat kendali kebisingan
aktif di sumbu (Z) diputaran 1000rpm dan jarak 1.5 meter dengan nilai Non
Active Noise Control 65.5 dB berbanding Active Noise Control 61.5 dB dan di
dapatkan reduksi 4 dB. Dan nilai reduksi terkecil berada pada sumbu (X)
diputaran 2000 rpm dan jarak 0.75 meter dengan nilai tanpa Active Noise Control
65.9 dB dan Active Noise Control 65.7 dB dan didapatkan reduksi 0.2 dB.
Kata kunci : Knalpot Supra X 125D, Noise Control, Kebisingan, Pembalik Phase,
Reduksi Noise.
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
This study aims to conduct experimental studies using a noise before and after the
active noise control using active noise control device so that the obtained results
on the exhaust noise reduction Supra X 125D. Measurements were made with
variations round 1000rpm , 2000rpm , 3000rpm and 4000rpm with horizontal ,
vertical , and axial . From the analysis of exhaust noise Supra X 125D without
using active noise control device , The noise values found in the axial direction
(Z) at 4000rpm rotation and a distance of 0.75 meter with a value of 80.4 dB .
While the use of active noise control device , The noise value in the axial direction
as well (Z) at 4000 rpm rotation and a distance of 0.75 meter with a value of 79
dB . From the comparison between the exhaust before using Active Noise Control
and after using the Active Noise Control got value reduction biggest control
device noise is active in the axis (Z) in the round of 1000rpm and a distance of 1.5
meters to the value of Non- Active Noise Control 65.5 dB versus the Active Noise
Control 61.5 dB and get reduction of 4 dB . And the value of the smallest
reductions were on the axis (X) at 2000 rpm rotation and a distance of 0.75 meter
with a value of 65.9 dB without Active Noise Control and Active Noise Control
proportional reduction of 65.7 dB and 0.2 dB is obtained .
Keywords : Exhaust Supra X 125D , Noise Control, Noise, Phase Shifter, Noise
Reducion.
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji
dan
syukur
atassegalakaruniadanrahmat-Nya
penulisucapkankehadirat
yang
Allah
SWT
senantiasadiberikankepadapenulis,
sehinggapenulisdapatmenyelesaikan Skripsiini.
SkripsiiniadalahsalahsatusyaratuntukdapatlulusmenjadiSarjanaTeknik
DepartemenTeknikMesinFakultasTeknikUniversitas
Sumatera
di
Utara.
Adapunjudul Skripsiiniadalah “Studi Eksperimental Kebisingan Menggunakan
Metode Kendali Kebisingan Aktif Pada Knalpot Supra X 125D”.
Dalam penulisan Skripsi ini, penulis telah berupaya dengan segala
kemampuan membahas dan menyajikan, berdasarkan ilmu yang diperoleh dari
perkuliahan, literatur serta bimbingan dan arahan dari pembimbing.
Pada kesempatan ini, penulis tidak lupa menyampaikan terima kasih yang
sebesar – besarnya kepada :
1. Kedua Orang Tua Tercinta, Ayahanda Harun Rasyd Harahap dan Ibunda Evi
Mutiara Tanjung, Kakak (Rizky Wahyuni Harahap) dan Adik tersayang ( Arief
Rahman Harahap) atas doa, kasih sayang, pengorbanan dan tanggung jawab
yang selalu menyertai penulis.
2. Dr.Ing.Ir.IkhwansyahIsranuriselakudosenpembimbing
Departemen
Teknik
Mesin,
Fakultas
sekaligus
Teknik
telahbanyakmeluangkanwaktunyamembimbingpenulis
USU,
ketua
yang
hingga
skripsiinidapatterselesaikan.
3. Dr.Eng.Taufiq Bin Nur, S.T., M.Eng.Sc.dan Ir.Mulfi Hazwi M.Scselaku dosen
penguji yang telah banyak memberikan saran ilmiah kepada penulis sehingga
skripsi ini menjadi lebih baik.
4. Suprianto ST.MT selaku dosen penguji seminar yang telah banyak memberikan
saran ilmiah kepada penulis.
5. Alfisyahrin,ST.MT selaku mahasiswa S3 Teknik Mesin yang telah meluangkan
waktunya dan banyak memberikan ilmu kepada penulis hingga skripsi ini
terselesaikan.
Universitas Sumatera Utara
6. SeluruhStafPengajarpadaDepartemenTeknikMesinFakultasTeknikUniversitas
Sumatera
Utara
yang
telahmemberikanpengetahuankepadapenulishinggaakhirstudidanseluruhpegawa
iadministrasi di DepartemenTeknikMesin.(Kak Sonta, Bang Sawal, Bang Lilik,
Bang Sarjana, Bang Andi dan Kak Ika)
7. Teman – teman Khusunya Team Noise knalpot yang menemani penulis dalam
mengikuti study baik suka maupun duka (Ridwan, Aldo dan Erwin)
dan
stambuk 2011 yang luar biasa Ali, Jefri, Ikbal hsb, Reza, Dedi, Sanjaya,
Agung, Masruri, Budi Ari Sasmito, Kahar Sinaga, Kin Tawarmiko, Indra
Hermawan, Syugito, Teguh Iman Widodo, Dino Hastrino, Bador, Nisbun dan
untuk semuanya yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu.
8. Haholongan ni roha…Yarni Yati Mandepa Terima Kasih Atas bantuan,
motivasi dan doanya.
9. Semua pihak yang banyak membantu penulis dalam menyelesaikan Skripsi ini.
Kritikdan saran sangatpenulisharapkan.Akhir kata, penulis berharap
agar laporan ini bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan penulis sendiri
pada khususnya, Semoga ALLAH SWT selalu memberikan berkah ilmu yang
bermanfaat untuk kita semua.
Medan, Januari 2016
Penulis,
Rio Martua Harahap
NIM : 110401016
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ................................................... .................................i
DAFTAR ISI ........................................................................................................... iii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... vi
DAFTAR TABEL .......................................................................................... xi
DAFTAR NOTASI ......................................................................................... xiii
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ..................................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah ............................................................................. 5
1.3 Tujuan Penelitian ................................................................................. 6
1.4 Batasan Masalah................................................................................... 6
1.5 Manfaat Penelitan................................................................................. 7
1.6 Sistematika Penulisan .......................................................................... 7
BAB II TINJAUAN PUSTAKA................................................................... 8
2.1 Proses Intereferensi Gelombang Bunyi ................................................ 8
2.1.1 Syarat Terjadinya Suatu Bunyi / suara ........................................ 9
2.1.2 Sumber Bunyi ............................................................................. 9
2.1.3 Perambatan Bunyi ....................................................................... 9
2.2. Pengertian Kebisingan ....................................................................... 10
2.2.1 Sumber – Sumber Kebisingan ..................................................... 10
2.2.2 Parameter Kebisingan.................................................................. 12
2.2.3 Jenis – jenis Noise ....................................................................... 14
2.3 Efek Noise .................................................................................................. 17
Universitas Sumatera Utara
2.3.1 Efek Noise terhadap Sistem Komunikasi ..................................... 17
2.3.2 Efek Noise terhadap fisiologis ................................................... 17
2.3.3 Efek Noise terhadap Pendengaran............................................... 18
2.4 Pengertian Active Noise Control ( ANC) ................................................. 19
2.4.1 Teori dan cara kerja ANC ............................................................ 20
2.5 Penjelasan Active Noise Control (ANC) .................................................. 24
2.5.1. Aplikasi Active Noise Control (ANC) ........................................ 27
2.6 Noise Contour .......................................................................................... 28
2.7 Komponen Utama Active Noise Control (ANC) ...................................... 28
2.7.1 Data Recording........................................................................... 28
2.7.2 Pembalik Fase ............................................................................. 29
2.7.3 Amplifier..................................................................................... 30
2.8 Knalpot (Silincer) .................................................................................... 30
BAB III METODE PENELITIAN ................................................................. 33
3.1. Metode Penelitian...................................................................................... 33
3.2. Tempat dan waktu Penelitian ................................................................... 34
3.3. Alat dan Bahan Penelitian ......................................................................... 35
3.3.1 Bahan Penelitian .......................................................................... 35
3.3.2 Alat Penelitian ............................................................................. 35
3.4 Pengujian ANC pada knalpot Supra X 125 D ............................................ 43
3.4.1 Set-Up Pengujian .................................................................................. 43
3.4.2 Variabel Yang Diamati ........................................................................ 45
3.5 Pelaksanaan Penelitian ............................................................................... 46
Universitas Sumatera Utara
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................... 48
4.1 Mekanisme Data Pengukuran ................................................................ 48
4.1.1 Pengukuran knalpot Supra X 125 D ............................................ 48
4.1.2 Pengukuran knalpot Supra X 125 tanpa ANC ............................. 50
4.1.3 Pengukuran Knalpot Supra X 125 dengan ANC ......................... 53
4.2 Perbandingan sinyal kebisingan sebelum dan sesudah
menggunakan ANC ............................................................................... 59
4.2.1 Reduksi Noise (noise reduction) sumbu Y .................................. 63
4.2.2 Reduksi Noise (noise reduction) sumbu Z ................................. 66
4.2.3 Reduksi Noise (noise reduction) sumbu -X ................................ 69
4.2.4 Reduksi Noise (noise reduction) sumbu +X .............................. 72
4.3 Noise Contour .......................................................................................... 75
4.3.1 Noise Contour Knalpot standar tanpa alat Kendali
Kebisingan Aktif (Active NoiseControl)................................... 75
4.3.2 Noise Contour Knalpot denganalat Kendali Kebisingan
Aktif (Active NoiseControl) ....................................................... 82
4.4. Nilai rata – rata Noise knalpot Supra X 125 D Non ANC ...................... 87
4.5 Nilai rata – rata Noise knalpot Supra X 125 Dengan ANC ..................... 89
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................... 99
5.1 Kesimpulan ........................................................................................... 99
5.2 Saran ...................................................................................................... 100
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.1 Konsep ANC Pada Mobil ............................................................................. 3
Gambar 1.2 Konsep ANC pada pesawat ................................................................. 4
Gambar 1.3 Kendali kebisingan pasif pada knalpot komposit ............................... 5
Gambar 2.1 Garpu tala yang dipukul menghasilkan perubahan tekanan Udara ..... 8
Gambar 2.2 Konstruksi Telinga Manusia dalam menagkap bunyi ......................... 18
Gambar 2.3 Constructive to destructive ................................................................. 20
Gambar 2.4 Noise bertemu dengan Anti Noise ..................................................... 21
Gambar 2.5 Gelombang Tegak Low Amplitudo diam ........................................... 21
Gambar 2.6 Gelombang Tegak High Amplitudo .................................................... 22
Gambar 2.7Gelombang Tegak pada pergeseran fasa ............................................. 22
Gambar 2.8Dua buah gelombang tegak dengan perbedaan fasa 180 ̊
saling meniadakan ................................................................................................. 22
Gambar 2.9 Sinyal sumber atau sinyal 1 ................................................................ 23
Gambar 2.10. Sinyal lawan atau sinyal 2 ................................................................ 23
Gambar 2.11Aktif Sinyal ...................................................................................... 24
Gambar 2.12 Dua gelombang speaker saling meniadakan ................................... 25
Gambar 2.13. Skema pengolahan active noise control ...................................... 26
Gambar 2.14. Komponen Dasar Aktif Kendali Kebisingan (ANC) ...................... 26
Gambar 2.15 Aplikasi kendali kebisingan aktif in door mobil ford ................... 27
Gambar 2.16Modul data recording....................................................................... 28
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.17.Blok diagram voice recording module ............................................ 29
Gambar 2.18 Proses input dan output dari pergeseran fasa .................................. 29
Gambar 2.19 Knalpot ............................................................................................ 32
Gambar 3.1 Knalpot supra X 125D ...................................................................... 35
Gambar 3.2 Microphone ....................................................................................... 36
Gambar 3.3 Sound Level Meter ............................................................................. 36
Gambar 3.4 Tripot ................................................................................................. 37
Gambar 3.5 Meteran.............................................................................................. 37
Gambar 3.6 Speaker .............................................................................................. 38
Gambar 3.7 Baterai ............................................................................................... 38
Gambar 3.8 Ampilifier ........................................................................................... 39
Gambar 3.9 kabel audio ........................................................................................ 39
Gambar 3.10 Multimeter ....................................................................................... 40
Gambar 3.11 Komponen pembalik fasa ICL 7660 dan TL 702 ........................... 41
Gambar 3.12 Perekam suara ISD 4004 ................................................................. 42
Gambar 3.13 Pipa PVC (Polivinil Clorida) ............................................................... 42
Gambar 3.14 Tacho Meter ............................................................................................... 43
Gambar 3.15 Sketsa pengujian kebisingan ........................................................... 44
Gambar 3.16 Sketsa arah pengukuran pada knalpot ............................................. 45
Gambar 3.17 Diagram Alir Penelitian ................................................................. 47
Gambar 4.1 Arah pengukuran Noise knalpot Supra X 125D ................................ 48
Gambar 4.2 Grafik kebisingan vs putaran pada jarak 0.75 meter ......................... 51
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.3 Grafik kebisingan vs putaran pada jarak 1 meter .............................. 52
Gambar 4.4 Grafik kebisingan vs putaran pada jarak 1.5 meter ........................... 53
Gambar 4.5 Grafik kebisingan vs putaran pada jarak 0.75 meter dengan ANC.... 54
Gambar 4.6 Grafik kebisingan vs putaran pada jarak 1 meter dengan ANC......... 56
Gambar 4.7 Grafik kebisingan vs putaran pada jarak 1.5 meter dengan ANC...... 58
Gambar 4.8 Grafik ANC vs Non ANC pada jarak 0.75 meter ............................... 60
Gambar 4.9 Grafik ANCvs Non ANC pada jarak 1 meter ..................................... 61
Gambar 4.10 Grafik ANC vs Non ANC pada jarak 1.5 meter ............................... 62
Gambar 4.11 Grafik Non Anc vs Anc di sumbu Y jarak 0.75 meter ..................... 63
Gambar 4.12 Grafik Non Anc vs Anc di sumbu Y jarak 1 meter ........................ 64
Gambar 4.13. Grafik Non Anc vs Anc di sumbu Y jarak 1.5 meter .................... 65
Gambar 4.14. Grafik Non Anc vs Anc di sumbu Z jarak 0.75 meter................... 66
Gambar 4.15. Grafik Non Anc vs Anc di sumbu Z jarak 1 meter........................ 67
Gambar 4.16. Grafik Non Anc vs Anc di sumbu Z jarak 1.5 meter..................... 68
Gambar 4.17. Grafik Non Anc vs Anc di sumbu -X jarak 0.75 meter .................. 69
Gambar 4.18. Grafik Non Anc vs Anc di sumbu - X jarak 1 meter ...................... 70
Gambar 4.19. Grafik Non Anc vs Anc di sumbu - X jarak 1.5 meter ................... 71
Gambar 4.20. Grafik Non Anc vs Anc di sumbu + X jarak 0.75 meter ............... 72
Gambar 4.21. Grafik Non Anc vs Anc di sumbu + X jarak 1 meter ..................... 73
Gambar 4.22. Grafik Non Anc vs Anc di sumbu + X jarak 1.5 meter .................. 74
Gambar 4.23Noise Contour pada knalpot non anc
( jarak 0.75 meter, 1000 rpm)............................................................................... 75
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.24 .Noise Contour pada knalpot non anc
( jarak 0.75 meter, 2000 rpm)................................................................................ 76
Gambar 4.25. Noise Contour pada knalpot non anc
( jarak 0.75 meter, 3000 rpm)............................................................................... 76
Gambar 4.26. Noise Contour pada knalpot non anc
( jarak 1 meter, 1000 rpm).................................................................................... 77
Gambar 4.27. Noise Contour pada knalpot non anc
( jarak 1 meter, 2000 rpm)..................................................................................... 78
Gambar 4.28. Noise Contour pada knalpot non anc
jarak 1 meter, 3000 rpm) ...................................................................................... 79
Gambar 4.29. Noise Contour pada knalpot non anc
( jarak 1.5 meter, 1000 rpm)................................................................................. 80
Gambar 4.30. Noise Contour pada knalpot non anc
( jarak 1.5 meter, 2000 rpm).................................................................................. 80
Gambar 4.31. Noise Contour pada knalpot non anc
( jarak 1.5 meter, 3000 rpm).................................................................................. 81
Gambar 4.32 Noise Contour pada knalpot anc
jarak 0.75 meter, 1000 rpm) .................................................................................. 82
Gambar 4.33. Noise Contour pada knalpot anc
( jarak 0.75 meter, 2000 rpm)............................................................................... 83
Gambar 4.34. Noise Contour pada knalpot anc
( jarak 0.75 meter, 3000 rpm)................................................................................ 83
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.35. Noise Contour pada knalpot anc
( jarak 1 meter, 1000 rpm).................................................................................... 84
Gambar 4.36. Noise Contour pada knalpot anc
( jarak 1 meter, 2000 rpm)..................................................................................... 85
Gambar 4.37. Noise Contour pada knalpot anc ( jarak 1 meter, 3000 rpm) ........ 85
Gambar 4.38Noise Contour pada knalpot ANC ( jarak 1.5 meter, 1000 rpm) ..... 86
Gambar 4.39. Grafik nilai rata- rata Non ANC dengan ANC (jarak 1 meter) ...... 91
Gambar 4.40 Hubungan noise vs putaran ( reduksi noise jarak 0.75 m) .............. 92
Gambar 4.41. Grafik nilai rata- rata Non ANC dengan ANC (jarak 1 meter) ....... 94
Gambar 4.42 Hubungan noise vs putaran (reduksi noise jarak 1 m) .................... 94
Gambar 4.43 Grafik kebisingan vs putaran Non ANC dengan ANC ..................... 96
Gambar 4.44 Hubungan noise vs putaran (reduksi noise jarak 1.5 m) ................. 97
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1 Ambang batas kebisingan untuk kawasan lingkungan .... 2
Tabel 2.1 Spektrum kebisingan akustik ........................................... 12
Tabel 3.1 Lokasi dan kegiatan penelitian......................................... 34
Tabel 4.1 Hasil pengukuran kebisingan knalpot Supra X 125D
Non – ANC vs ANC. ....................................................................... 49
Tabel 4.2 Nilai reduksi jarak 0.75 meter .......................................... 55
Tabel 4.3 Nilai reduksi jarak 1 meter ............................................... 57
Tabel 4.4 Nilai reduksi jarak 1.5 meter ............................................ 59
Tabel 4.5 Kebisingan yang dihasilkan arah Z, Y,
+X, -X, pada jarak 0.75 meter. ........................................................ 75
Tabel 4.6 Kebisingan yang dihasilkan arah Z, Y,
+X, -X, pada jarak 1 meter. ............................................................. 77
Tabel 4.7 Kebisingan yang dihasilkan arah Z,
+X, -X, -Y pada jarak 1.5 meter .................................................... 79
Tabel 4.8 Kebisingan yang dihasilkan arah Z,Y,
+X, -X, pada jarak 0.75 meter. ....................................................... 82
Tabel 4.9 Kebisingan yang dihasilkan arah +Z,
+X, -X, -Y pada jarak 1 meter. ........................................................ 84
Tabel 4.10 Kebisingan yang dihasilkan arah +Z, + Y,
+X, -X, -Y pada jarak 1.5 meter. .................................................... 86
Tabel 4.11 Nilai rata – rata kebisingan knalpot
Non ANC dan ANC (0.75 m). ........................................................ 91
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.12 Nilai rata – rata kebisingan knalpot
Non ANC dan ANC (1 m). ............................................................. 93
Tabel 4.13 Nilai rata – rata kebisingan
Non ANC vs ANC (1.5 m)............................................................... 96
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI
Simbol
Satuan
c
Kecepatan suara
m/s
t
Waktu
s
A
Amplitudo
m
T
Temperatur absolut
K
K
Konstanta Boltzmann
J/K
λ
Panjang gelombang
m
f
Frekuensi
Hz
Lp
Sound pressure level
dB
Lw
Sound power level
dB
P
Sound pressure
Pa
B
Band Width
mm
Universitas Sumatera Utara