ANALISIS HUBUNGAN SUDUT DATANG DAN SUDUT PANTUL PADA PERCOBAAN PEMANTULAN GELOMBANG BUNYI MENGGUNAKAN IC XR2206CP SEBAGAI GENERATOR FUNGSI
ANALISIS HUBUNGAN SUDUT DATANG DAN SUDUT
PANTUL PADA PERCOBAAN PEMANTULAN GELOMBANG
BUNYI MENGGUNAKAN IC XR2206CP SEBAGAI
GENERATOR FUNGSI
Oleh :
Nur Oktavia
Disebarluaskan oleh:
Pakgurufisika
www.pakgurufisika.com
i
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ..........................................................................................
i
HALAMAN PENGAJUAN................................................................................ ii
HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................ iii
HALAMAN PENGESAHAN............................................................................. iv
HALAMAN ABSTRAK .................................................................................... v
HALAMAN MOTTO ......................................................................................... vi
HALAMAN PERSEMBAHAN ......................................................................... vii
KATA PENGANTAR ........................................................................................ viii
DAFTAR ISI ...................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xi
DAFTAR TABEL ............................................................................................. xi
DAFTAR LAMPIRAN....................................................................................... xiii
BAB I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah .................................................................... 1
B. Identifikasi Masalah .......................................................................... 3
C. Pembatasan Masalah ......................................................................... 3
D. Perumusan Masalah .......................................................................... 3
E. Tujuan Penulisan............................................................................... 4
F. Manfaat Penulisan ............................................................................. 4
BAB II. PEMBAHASAN
A. Gelombang Bunyi ............................................................................. 5
B. Pemantulan Gelombang Bunyi .......................................................... 6
C. Frekuensi dan Intensitas Bunyi ......................................................... 9
D. IC XR2206CP ................................................................................... 10
E. Alat Pemantulan Gelombang Bunyi Menggunakan IC XR2206CP
sebagai Generator Fungsi .................................................................. 13
ii
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
F. Prinsip Kerja Alat Pemantulan Gelombang Bunyi Menggunakan IC
XR2206CP sebagai Generator Fungsi .............................................. 20
G. Analisis Hubungan Sudut Datang dan Sudut Pantul pada Percobaan
Pemantulan Gelombang Bunyi Menggunakan IC XR2206CP sebagai
Generator Fungsi ............................................................................... 21
BAB III. PENUTUP
A. Kesimpulan ....................................................................................... 27
B. Saran ................................................................................................. 27
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
iii
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Pemantulan (Refleksi) dan Pembiasan (Refraksi) pada Gelombang
Bunyi ............................................................................................ 6
Gambar 2.2 Sudut Datang , Sudut Pantul
, dan Sudut Bias
Diukur
terhadap Garis Normal ................................................................... 7
Gambar 2.3 Muka Gelombang Pemantul ............................................................ 8
Gambar 2.4 Bentuk Fisik IC XR2206CP ............................................................ 11
Gambar 2.5 Blok Diagram IC XR2206 ............................................................... 12
Gambar 2.6 Alat Percobaan Pemantulan Gelombang Bunyi Menggunakan IC
XR2206CP sebagai Generator Fungsi ............................................ 14
Gambar 2.7 Rangkaian Generator Fungsi, Amplifier, dan Catu Daya pada
Proteus 8.0 ..................................................................................... 16
Gambar 2.8 Ubahan Frekuensi dan Volume pada Generator Fungsi ................... 18
Gambar 2.9 (a) Rangkaian Amplifier Penerima (Receiver) Bunyi;
(b) Bentuk Fisik Rangkaian Penerima Bunyi ................................. 19
Gambar 2.10 Hukum Pantulan ............................................................................ 25
Gambar 2.11 Grafik Hubungan antara Sudut Datang dengan Sudut Pantul ........ 25
iv
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Keterangan Pin XR2206 ..................................................................... 13
Tabel 2.2 Data Pengamatan Hubungan antara Sudut Datang dan Sudut Pantul .. 22
Tabel 2.3 Sudut Datang sebagai Variabel Independen (X) dan Sudut Pantul
sebagai Variabel Dependen (Y)........................................................... 23
v
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
Hasil Perhitungan Standar Error atau Kesalahan Standar pada
Beda Sudut Datang Dan Sudut Pantul
Lampiran 2
Surat Pengajuan Seminar Fisika
vi
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Fisika (Physics) merupakan bagian dari Ilmu Pengetahuan Alam (IPA)
yang mempelajari benda tidak hidup atau mati dari aspek wujud dengan
perubahan-perubahan yang bersifat sementara (Maskoeri Jasin, 2009: 36). Proses
pembelajaran fisika menekankan pada pemberian pengalaman langsung untuk
mengembangkan kompetensi agar menjelajahi dan memahami alam sekitar secara
ilmiah (Depdiknas, 2006:12). Oleh karena itu, pembelajaran fisika di sekolah
seringkali dikaitkan dengan penggunaan metode eksperimen atau percobaan.
Metode eksperimen diartikan sebagai cara belajar mengajar yang
melibatkan siswa dengan mengalami dan membuktikan sendiri proses dari hasil
percobaan (Lamijan, 1997: 17). Dalam pembelajaran Fisika menggunakan metode
eksperimen, tingkat akurasi data yang diperoleh dalam percobaan akan
menguatkan teori yang sudah atau akan dipelajari nantinya. Salah satu materi
dalam pembelajaran Fisika yang dapat dibelajarkan dengan metode eksperimen
adalah materi Bunyi. Materi Bunyi terdiri dari beberapa sub materi, termasuk di
dalamnya adalah Pemantulan Gelombang Bunyi.
Alat dan bahan percobaan menjadi salah satu faktor penentu keberhasilan
percobaan yang juga merupakan keberhasilan dalam penyampaian materi
pembelajaran. Percobaan pemantulan gelombang bunyi pada umumnya
dilaksanakan di Sekolah Menengah Pertama (SMP) kelas VIII menggunakan
papan percobaan, dinding pemantul, sekat kayu, pipa paralon, busur derajat, dan
jam weker sebagai sumber bunyi. Percobaan pemantulan gelombang bunyi
bertujuan untuk membuktikan hukum Snellius tentang pemantulan gelombang.
Pada percobaan gelombang bunyi praktikan akan diminta mendengarkan bunyi
paling keras dari jam weker melalui paralon yang berada di balik sekat kayu untuk
menemukan bunyi pantul. Jam weker sebagai sumber bunyi merupakan salah satu
penentu berhasil atau tidaknya percobaan dan terbuktinya hukum Snellius yang
akan dipelajari. Bunyi jam weker yang tidak bisa dikontrol volume dan
1
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
2
frekuensinya menjadi faktor yang perlu diperhatikan. Selain itu, praktikan yang
menjadi pendengar sumber bunyi juga memiliki peranan dalam keberhasilan
percobaan. Data percobaan yang diperoleh melalui pendengaran siswa kurang
akurat karena sensitivitas pendengaran seseorang berbeda. Keras lemahnya bunyi
jam weker yang didengar siswa lebih bersifat kualitatif karena pendapat satu
orang dengan orang lain bisa jadi berbeda.
Generator fungsi (function generator) atau pembangkit sinyal merupakan
suatu komponen elektronika yang dapat membangkitkan berbagai bentuk sinyal
dengan frekuensi yang dapat diubah-ubah. IC XR2206CP merupakan salah satu
komponen elektronika yang berfungsi sebagai generator fungsi (function
generator) dan bekerja pada tegangan catu daya DC 9 sampai 18 volt (Nonoh Siti
Aminah, 2012: 119). IC XR2206CP merupakan komponen yang dapat dirancang
untuk percobaan Fisika karena memiliki kemampuan ubahan frekuensi. Generator
fungsi XR2206CP dapat dihubungkan dengan speaker sebagai sumber bunyi.
Speaker mengeluarkan bunyi dengan ubahan volume dan frekuensi yang berasal
dari generator fungsi XR2206CP yang diperkuat dengan amplifier/penguat.
Gelombang bunyi yang berasal dari speaker (transmitter) akan diterima oleh
speaker penerima (receiver) bunyi yang dihubungkan dengan VU Meter untuk
mengamati pantulan gelombang bunyi. Data percobaan berupa data kuantitaf
dengan variabel bebas berupa sudut datang dan variabel terikat berupa sudut
pantul.
Hasil percobaan pemantulan gelombang bunyi berupa data pengamatan
sudut datang dan sudut pantul yang selanjutnya akan dianalisis untuk mengamati
hubungan antara keduanya. Analisis hubungan sudut datang dan sudut pantul
bertujuan untuk membuktikan hukum Snellius tentang pemantulan pada
percobaan pemantulan gelombang bunyi menggunakan alat percobaan yang telah
dimodifikasi dengan IC XR2206CP. Analisis data pengamatan menggunakan
perhitungan dengan persamaan regresi linear sederhana Y= a + bX.
Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan, maka perlu dilakukan
analisis hubungan sudut datang dan sudut pantul pada percobaan
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
3
pemantulan gelombang bunyi menggunakan IC XR2206CP sebagai
generator fungsi.
B. Identifikasi Masalah
Dari latar belakang yang telah diuraikan, dapat diidentifikasikan masalah
sebagai berikut :
1. Percobaan pemantulan gelombang bunyi di SMP kelas VIII bertujuan untuk
membuktikan hukum Snellius tentang pemantulan, yakni sudut datang sama
dengan sudut pantul.
2. Alat dan bahan yang digunakan pada percobaan pemantulan gelombang bunyi
berpengaruh pada tingkat akurasi data hasil percobaan.
3. IC XR2206CP sebagai generator fungsi dapat dirancang untuk percobaan
Fisika karena memiliki kemampuan ubahan frekuensi.
4. Analisis data berupa sudut datang dan sudut pantul pada percobaan
pemantulan
gelombang
menggunakan
alat
yang
telah
dimodifikasi
menggunakan IC XR2206CP sebagai generator fungsi.
C. Pembatasan Masalah
Agar pembahasan yang dilakukan tidak meluas, diperlukan adanya
pembatasan masalah sebagai berikut:
1. Hubungan sudut datang dan sudut pantul pada percobaan pemantulan
gelombang bunyi menggunakan IC XR2206CP sebagai generator fungsi
2. Kesesuaian hubungan sudut datang dan sudut pantul pada percobaan dengan
hukum Snellius tentang pemantulan gelombang
D. Rumusan Masalah
Berdasarkan identifikasi masalah dan pembatasan masalah tersebut,
dapat dirumuskan beberapa perumusan masalah sebagai berikut:
1. Bagaimana hubungan antara besar sudut datang dan sudut pantul pada
percobaan pemantulan gelombang bunyi menggunakan IC XR2206CP sebagai
generator fungsi?
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
4
2. Apakah ada hubungan antara sudut datang dan sudut pantul pada percobaan
pemantulan gelombang bunyi menggunakan IC XR2206CP sebagai generator
fungsi sesuai dengan Hukum Snellius tentang pemantulan gelombang?
E. Tujuan Penulisan
Dari perumusan masalah, dapat ditulis tujuan dari penelitian ini adalah
sebagai berikut:
1. Menjelaskan hubungan antara besar sudut datang dan sudut pantul pada
percobaan pemantulan gelombang bunyi menggunakan IC XR2206CP sebagai
generator fungsi
2. Menjelaskan kesesuaian hubungan sudut datang dan sudut pantul pada
percobaan pemantulan gelombang bunyi menggunakan IC XR2206CP sebagai
generator fungsi dengan hukum Snellius tentang pemantulan gelombang
F. Manfaat Penulisan
Manfaat yang diharapkan dari penelitian adalah sebagai berikut :
1. Membantu siswa Sekolah Menengah Pertama (SMP), khususnya kelas VIII
untuk memahami hukum Snellius pada sub materi pokok Pemantulan
Gelombang Bunyi.
2. Hasil penelitian diharapkan dapat dijadikan acuan bagi peneliti-peneliti
selanjutnya yang akan melakukan penelitian hukum Snellius tentang
pemantulan gelombang.
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
BAB II
PEMBAHASAN
A. Gelombang Bunyi
Bunyi ditimbulkan oleh sumber suara yang bergetar secara teratur, misal
getaran objek padat, gerakan turbulensi cairan, dan ekspansi gas yang mendadak.
Bunyi sampai ke reseptor melalui rambatan gelombang energi mekanis dalam
suatu medium (Haryono Huboyo dan Sri Sumiyati, 2008: 1).
Syarat terdengarnya bunyi ada tiga yaitu ada sumber bunyi yang
bergetar, ada medium (zat perantara) yang menghantarkan bunyi, dan ada
penerima/pendengar bunyi dengan batas pendengaran adalah 20 Hz – 20.000 Hz.
(Henry Kuswanto dan Tuti Hartiningsih, 2009: 250).
Gelombang bunyi adalah gelombang mekanik longitudinal yang dapat
dijalarkan di dalam benda padat, cair, dan gas. Partikel-partikel bahan yang
mentransmisikan sebuah gelombang bunyi berosilasi di dalam arah penjalaran
gelombang itu sendiri (Halliday & Resnick, 1999: 656).
Tipler (1998) menjelaskan bahwa:
Gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal yang terjadi karena
perapatan dan perenggangan dalam medium gas, cair atau padat. Gelombang
bunyi dihasilkan ketika sebuah benda, seperti garpu tala atau senar biola
digetarkan dan menyebabkan gangguan kerapatan medium. Gangguan
dijalarkan di dalam medium melalui interaksi molekul-molekulnya. Getaran
molekul berlangsung sepanjang arah penjalaran gelombang (hlm. 505).
Serwey & Jewett (2014: 780) menyatakan bahwa gelombang bunyi
terbagi menjadi tiga kategori menurut ambang pendengaran, yaitu:
1. Gelombang audio atau suara yang frekuensinya berada pada ambang
pendengaran telinga manusia. Jangkauan gelombang audio kira-kira dari
20 siklus/detik (20 Hz) sampai 20.000 Hz.
2. Gelombang infrasonik yang frekuensinya berada di bawah ambang
frekuensi audio.
3. Gelombang ultrasonik yang frekuensinya berada di atas ambang frekuensi
audio.
5
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
6
B. Pemantulan Gelombang Bunyi
Tipler (1998) menyatakan bahwa:
Bila suatu gelombang datang pada suatu permukaan batas yang memisahkan
dua daerah dengan laju gelombang berbeda,maka sebagian gelombang akan
dipantulkan dan sebagian yang lain akan ditransmisikan. Misalnya ketika
suatu gelombang bunyi di udara menumbuk suatu permukaan padat atau cair.
Berkas yang terpantul membentuk sudut dengan garis normal permukaan yang
besarnya sama dengan sudut berkas datang, sebaliknya berkas yang
ditransmisikan akan dibelokkan mendekati atau menjauhi garis normal.
Pembelokan berkas yang ditransmisikan disebut refraksi (pembiasan) (hlm.
531-532).
Gelombang bunyi yang mengenai permukaan medium pemisah
(perbedaan dalam hal massa jenis dan kekenyalan) maka bunyi akan mengalami
pemantulan (refleksi) dan pembiasan (refraksi) (J. F. Gabriel, 2001: 170).
MEDIUM 2
MEDIUM 1
Arah datangnya
bunyi
α
α
Arah pantulan
Arah
refraksi
bunyi
bunyi
Gambar 2.1 Pemantulan (refleksi) dan pembiasan (refraksi)
pada gelombang bunyi (J. F. Gabriel, 2001: 171)
Jumlah energi bunyi yang dipantulkan dari permukaan bergantung pada
permukaan. Dinding, lantai, dan langit-langit datar dapat menjadi pemantul yang
baik. Sebaliknya bahan-bahan yang kurang tegar dari berpori seperti kain tirai dan
taplak perabotan akan banyak menyerap bunyi datang (Tipler, 1998: 132). Bahan
pemantul bunyi (reflector) yaitu material yang bersifat memantulkan sebagian
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
7
besar energi bunyi yang datang padanya. Pantulan yang dihasilkan bersifat
spekular (mengikuti kaidah Snellius: sudut datang = sudut pantul). Contoh bahan
ini misalnya keramik, marmer, logam, aluminium, gypsum board, dan, beton.
Peristiwa
pemantulan
bunyi
selalu
mengikuti
hukum-hukum
pemantulan (hukum Snellius) yaitu:
1. Bunyi yang datang, bunyi yang dipantulkan, dan garis normal selalu terletak
pada satu bidang pantul. Garis normal adalah garis yang ditarik tegak lurus
pada bidang datar. Bidang datar merupakan bidang yang dibentuk oleh
gelombang datang, gelombang pantul, dan garis normal.
2. Sudut datang ( ) sama dengan sudut pantul ( ) (Nenden Fauziah, dkk.,
2009: 137).
bidang batas
Gambar 2.2 Sudut datang , sudut pantul , dan sudut bias
diukur terhadap garis normal (Cromer, 1994: 548)
Gambar 2.2 menunjukkan muka gelombang dan arah perambatan
gelombang-gelombang datang, terpantul, dan terbias. Sudut-sudut diukur terhadap
suatu garis (garis normal) yang digambar tegak lurus pada bidang batas.
Hubungan antara sudut pantul
dengan sudut datang
dapat diturunkan dengan
meninjau kelakuan muka gelombang.
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
8
Gambar 2.3 Muka gelombang terpantul (Cromer, 1994: 549)
Gambar 2.3 menunjukkan secara rinci muka gelombang dari gelombang
datang dan gelombang terpantul. Saat
dari muka gelombang datang
tepat
bersentuhan dengan permukaan batas, titik A masih berjarak d untuk sampai di
titik B pada permukaan. Titik A akan sampai pada permukaan bidang batas dalam
waktu t = d/v1, dengan v1 laju gelombang di dalam zat perantara. Pada saat
terakhir, muka gelombang akan dipantulkan ke posisi
pantulan dari
. Garis
. Titik
adalah
ada dalam arah perambatan bunyi terpantul, sehingga
tegak lurus pada permukaan gelombang
. Kedua gelombang (gelombang
datang dan terpantul) merambat di dalam zat perantara yang sama, sehingga
keduanya mempunyai laju v1. Dengan demikian jarak di antara
Jadi, segitiga siku-siku
dan
dan
adalah sama dan sebangun,
sehingga sudut α dan sudut β adalah sama. Tetapi α sama dengan
sisi sudut α tegak lurus pada sisi-sisi sudut
adalah sama dengan
adalah:
karena sisi-
yang bersesuaian. Demikian juga, β
, sehingga diperoleh:
α
β
α
β
maka dapat dituliskan bahwa:
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
9
hukum pantulan
Hukum pantulan menyatakan bahwa sudut datang
sudut pantulan
(2.1)
adalah sama dengan
. Hal ini benar karena kedua gelombang merambat dengan laju
yang sama di dalam zat perantara yang sama (Cromer, 1994: 549-550).
Contoh pemantulan gelombang bunyi dalam kehidupan sehari-hari, yakni
ketika kamu berteriak di lereng sebuah bukit, kamu akan mendengar suaramu
kembali beberapa saat kemudian (Saeful Karim, dkk., 2009:248).
A. Frekuensi dan Intensitas Bunyi
Kuantitas fisik yang menentukan tinggi nada adalah frekuensi.
Rendahnya frekuensi menunjukkan rendahnya titik nada dan tingginya frekuensi
menunjukkan tingginya titik nada. Telinga manusia dapat menerima frekuensi
pada jangkauan 20 Hz sampai 20.000 Hz (dengan 1 Hz adalah 1 putaran per
sekon) yang disebut dengan daerah jangkauan pendengaran atau daerah frekuensi
yang dapat didengar. Jangkauan pendengaran individu berbeda-beda. Salah satu
hal yang mempengaruhi perbedaan jangkauan pendengaran adalah umur
seseorang (Giancoli, 1996: 410).
Seperti halnya tinggi nada yang dipengaruhi oleh frekuensi, keras
lemahnya bunyi juga dihubungkan dengan kuantitas fisik yang dapat diukur yakni
intensitas gelombang. Intensitas gelombang (I) didefinisikan sebagai laju
perpindahan energi dari gelombang yang berpindah melalui suatu satuan luas A
yang tegak lurus dengan arah rambat gelombang (Serway & Jewett, 2014: 787).
Laju perubahan energi gelombang dapat diartikan sebagai besar energi yang
dipindahkan oleh gelombang per satuan waktu atau disebut dengan daya. Satuan
intensitas sama dengan satuan daya per satuan luas yaitu watt/m2 (W/m2).
Besarnya intensitas I dapat ditentukan secara eksperimental dengan
mengukur tenaga E yang datang pada suatu detektor (misalnya microfon) dalam
waktu t, sehingga besar intensitas I adalah
(2.2)
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
10
Meskipun kekerasan bunyi yang terasa dari suatu bunyi bertambah
dengan intensitasnya, hubungan kekerasan dan intensitas jauh dari linear.
Misalnya, di dalam suatu ruang kuliah intensitas suara pembicara dapat menjadi
100 kali lebih besar di bagian depan ruang daripada di belakang, tetapi seorang
yang bergerak dari depan ke belakang ruang hanya mengalami sedikit penurunan
kekerasan bunyi (Cromer, 1994: 508-510).
Telinga manusia dapat mengakomodasi rentang intensitas gelombang
bunyi yang agak besar, dari kira-kira 10-12 W/m2 (yang biasa diambil sebagai
ambang pendengaran atau
) hingga kira-kira 1 W/m2 (yang menimbulkan rasa
sakit pada sebagian besar orang). Karena rentang intensitas yang dapat ditangkap
telinga demikian luas dan karena rangsangan psikologis kenyaringan tidak
berubah-ubah secara langsung terhadap intensitas, tetapi lebih mendekati
logaritmik, maka suatu skala logaritmik digunakan untuk menyatakan tingkat
intensitas gelombang bunyi. Tingkat intensitas β yang diukur dalam decibel (dB)
didefinisikan oleh:
(2.3)
dengan I adalah intensitas bunyi dan I0 adalah intensitas acuan, yang akan kita
ambil sebagai ambang pendengaran (Tipler, 1998: 514).
B. IC XR2206CP
Suatu komponen elektronika yang dapat membangkitkan berbagai bentuk
sinyal dengan frekuensi yang dapat diubah-ubah disebut generator fungsi
(function generator) atau pembangkit sinyal. Komponen utama pada rangkaian
pembangkit sinyal adalah transistor atau IC jenis tertentu. Jenis-jenis IC yang
dapat digunakan sebagai generator sinyal adalah IC linear. IC linear sering
digunakan sebagai rangkaian penguat Op-Amp (Operational Amplifier). Apabila
beberapa komponen ditambahkan pada IC, maka akan dihasilkan sinyal dengan
frekuensi tertentu. Salah satu rangkaian yang dapat menghasilkan beberapa jenis
gelombang adalah rangkaian yang menggunakan IC XR2206 sebagai komponen
utama. Integrated Circuit (IC) XR2206, yaitu suatu rangkaian terpadu generator
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
11
fungsi monolithic yang mampu menghasilkan gelombang sinus, segitiga dan kotak
dengan kesetabilan dan ketepatan yang tinggi. Rangkaian IC XR2206 dapat
membangkitkan sinyal dengan mengubah arus DC menjadi sinyal dengan
frekuensi tertentu (Eddy Nurraharjo, 2013: 24).
IC XR2206CP adalah generator fungsi (function generator), yang dapat
bekerja pada tegangan catu daya antara DC 9 sampai 18 volt, menghasilkan
output bentuk gelombang sinus, kotak (square), dan gergaji (triangle) berfrekuensi
1 Hz sampai 2 MHz (Nonoh Siti Aminah, 2012: 119). Meskipun demikian, pada
percobaan pemantulan gelombang bunyi menggunakan IC XR2206CP sebagai
generator fungsi tidak menggunakan tampilan bentuk gelombang. Rangkaian
generator fungsi akan disambungkan pada speaker sebagai pengatur ubahan
frekuensi dan volume agar dapat diatur secara manual oleh praktikan.
Adapun bentuk fisik dari IC XR2206 ditunjukkan oleh Gambar 2.4
berikut:
Gambar 2.4 Bentuk Fisik IC XR2206CP
(http://ampslab.com/trans_x22.htm)
Gambar 2.5 Blok Diagram IC XR2206 (Nonoh Siti Aminah,
2012: 123)
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
12
Gambar 2.5 menjelaskan tentang blok rangkaian IC XR2206. Ada empat
blok rangkaian IC XR2206, yaitu: Voltage Control Oscillator (VCO), saklar arus
(Current Switches), pengali analog dan pembentuk gelombang sinus (Multiplier
and Sine Shaper). IC XR2206 juga memilik penyangga (buffer) yang diberi
symbol +1 dan dihubungkan pada pin no.2. Buffer berguna untuk melakukan
penguatan sinyal sebelum diumpankan ke rangkaian tujuannya.
IC XR2206 terdiri dari 16 pin dengan fungsi masing-masing. Fungsi
masing-masing pin IC XR2206 ditunjukkan oleh Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Keterangan Pin XR2206
Pin Simbol
Type Keterangan
1
AMSI
I
Amplitude Modulating Signal Input
2
STO
O
Sine and Triangle Wave Output
3
MO
O
Multiplier Output
4
Vcc
-
Positive Power Supply
5
TC1
I
Timing Capacitor Input
6
TC2
I
Timing Capacitor Input
7
TR1
O
Timing Resistor 1 Output
8
TR2
O
Timing Resistor 2 Output
9
FSKI
I
Frequency Shift Keying Input
10
BIAS
Internal Voltage Reference
11
SYNCO
Sync Output
12
GND
-
Ground Pin
13
WAVE1
I
Wave From Adjust Input 1
14
WAVE2
I
Wave From Adjust Input 2
15
SYMA1
I
Wave Symetry Adjust 1
16
SYMA2
I
Wave Symetry Adjust 2
(Eddy Nurraharjo, 2013: 25)
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
13
Rangkaian IC XR2206 memiliki prinsip kerja sebagai berikut: VCO
menghasilkan sinyal dengan frekuensi yang sebanding dengan arus masukan yang
diatur oleh tahanan dari terminal pewaktu ke ground (Eddy Nurraharjo, 2013: 25).
Voltage-Controlled Oscillator (VCO) adalah sebuah osilator tegangan
terkendali yang dapat menghasilkan frekuensi secara proposional ke sebuah arus
masukan (Joko Sunardi, dkk., 2006: 266). VCO merupakan rangkaian osilator
elektronik yang menghasilkan osilasi terkontrol tegangan. Tegangan pengontrol
dari rangkaian ini berupa tegangan DC. Pemberian tegangan ini sebagai
pengontrol dari frekuensi yang dihasilkan. Artinya sebuah VCO akan
menghasilkan frekuensi berbeda jika tegangan DC yang diinputkan berbeda pula.
E. Alat Pemantulan Gelombang Bunyi Menggunakan IC XR2206CP
sebagai Generator Fungsi
Alat percobaan pemantulan gelombang bunyi menggunakan IC
XR2206CP sebagai generator fungsi merupakan alat percobaan yang dibuat
dengan tujuan untuk menjelaskan hukum Snellius tentang pemantulan gelombang.
Hukum Snellius tentang pemantulan gelombang menjelaskan bahwa sudut datang
sama dengan sudut pantul
. Alat percobaan pemantulan gelombang
bunyi terdiri dari tiga bagian utama, yaitu: rangkaian papan percobaan pemantulan
gelombang bunyi, rangkaian sistem sumber bunyi, dan rangkaian penerima bunyi.
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
14
Gambar 2.6 Alat Percobaan Pemantulan Gelombang Bunyi
Menggunakan IC XR2206CP sebagai Generator
Fungsi
1. Rangkaian Papan Percobaan Pemantulan Gelombang Bunyi
Rangkaian papan percobaan pemantulan gelombang bunyi terdiri dari
papan dasar percobaan yang terbuat dari acrylic, dinding pemantul yang
terbuat dari gypsum board, busur derajat, dan dua buah pipa paralon.
Papan dasar percobaan yang dilengkapi busur derajat berfungsi untuk
memposisikan pipa paralon, sehingga besar sudut datang dan sudut pantul
dapat diamati oleh praktikan. Pipa paralon 1 akan dihubungkan dengan
sumber bunyi (transmitter) dan pipa paralon 2 dihubungkan dengan penerima
bunyi (receiver).
Gypsum board dipilih sebagai dinding pemantul karena merupakan
salah satu bahan pemantul bunyi (reflector). Bahan pemantul bunyi
(refelektor) adalah material yang bersifat memantulkan sebagian besar energi
bunyi yang datang padanya. Ciri utama bahan pemantul adalah secara fisik
permukaan bahan keras dan arah pemantulannya spekular (mengikuti kaidah
hukum Snellius) (Nur R. Syamsiyah, dkk., 2014: 68).
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
15
2. Rangkaian Sistem Sumber Bunyi
Sistem sumber bunyi terdiri dari rangkaian generator fungsi dengan
penguat (amplifier) dan catu daya yang dihubungkan dengan speaker sebagai
sumber bunyi. Generator fungsi merupakan suatu instrumen elektronika yang
dapat membangkitkan berbagai bentuk sinyal dengan frekuensi yang dapat
diubah-ubah. Rangkaian sistem sumber bunyi pada proteus ditunjukkan pada
Gambar 2.7.
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
16
Gambar 2.7 Rangkaian Generator Fungsi, Amplifier, dan Catu Daya pada Proteus 8.0
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
17
Rangkaian generator fungsi menggunakan IC XR2206CP sebagai
komponen utama. IC XR2206 terdiri dari empat blok rangkaian yaitu Voltage
Control Oscillator (VCO), saklar arus (Current Switches), pengali analog dan
pembentuk sinus dan sebuah penyangga (buffer). Menurut Budihardja
Murtianta (2012: 49-63), blok VCO akan mendapat catu arus dari blok saklar
arus. Jika arus berubah maka frekuensi juga akan berubah. Besarnya arus
ditentukan dengan hambatan (R3+RV1+RV2) pada pin 7 untuk masukan high .
Nilai frekuensi f ditentukan oleh nilai hambatan Rtotal serta nilai kapasitor C
yang terhubung pin 5 dan 6. Berikut persamaan untuk mendapatkan nilai
frekuensi f:
( 2.4)
Misalnya, jika nilai kapasitor C = 10 μF, dengan nilai R3 = 1 KΩ,
RV1 = 100 KΩ, dan RV2 = 10 KΩ, maka akan diperoleh nilai Rmin = 1 KΩ dan
Rmaks = 111 KΩ, sehingga besar frekuensi adalah:
a. Pada Rmin = 1 KΩ
b. Pada Rmaks = 111 KΩ
Jadi, melalui saklar 1 atau kapasitor C1 = 10 μF akan diperoleh rentang
frekuensi dari 1Hz – 100 Hz.
Pada rangkaian generator fungsi yang digunakan untuk percobaan
pemantulan gelombang bunyi dibuat empat saklar dengan variasi nilai
kapasitor, yaitu 10 μF, 1 μF, 100 nF, dan 100 pF. Frekuensi keluaran pada
percobaan diatur pada rentang 20 KHz – 1 MHz, disesuaikan dengan speaker
(sumber bunyi) yang digunakan yakni speaker 25 kHz. Rangkaian generator
fungsi pada percobaan pemantulan gelombang bunyi tidak digunakan untuk
mengamati bentuk sinyal gelombang, tetapi untuk mengatur ubahan frekuensi
dan volume pada speaker yang disesuaikan dengan kebutuhan percobaan.
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
18
Pasangan resistor RV3, R2, dan R3 pada Gambar 2.8 digunakan untuk
pengaturan volume output.
Gambar 2.8 Ubahan Frekuensi dan Volume pada Generator
Fungsi
Rangkaian sistem sumber bunyi menggunakan penguat daya
(amplifier) yang akan menguatkan signal suara sehingga memiliki output yang
lebih kuat. Penguat daya mengunakan IC NE5534 Op-Amp yang diperkuat
dengan transistor komplementer BD438 dan BD437 sebagai penguat dan
penyesuai impedansi output XR2206CP jika akan dihubungkan dengan
speaker. Rangkaian Amplifier IC NE5534 menggunakan sumber tegangan
double ended ±12 volt DC dan merupakan penguat dengan kemampuan low
noise (berderau rendah) dan low distortion (penyimpangan rendah) yang baik
sebagai penguat mini.
Catu daya pada rangkaian menggunakan trafo step down untuk
menurunkan tegangan dari 220 volt AC menjadi
12 volt AC, kemudian
disearahkan menggunakan dioda jembatan (bridge) untuk mendapatkan
tengangan DC murni, kemudian diperhalus menggunakan kapasitor 1000
/25V. Keluaran catu daya terdiri dari ±12 volt DC untuk sumber amplifier,
+10 volt DC untuk sumber pembangki pulsa, dan 0 volt (GND).
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
19
Sumber bunyi pada alat percobaan pemantulan gelombang bunyi
menggunakan speaker 25 kHz. Speaker atau pengeras suara adalah transduser
yang mengubah sinyal elektrik ke frekuensi audio (suara). Speaker akan
menghasilkan bunyi sesuai besar amplitudo dan volume yang diatur oleh
praktikan.
3. Rangkaian Penerima Bunyi
Rangkaian penerima bunyi terdiri dari speaker, amplifier, dan VU
meter. Speaker berfungsi sebagai penangkap bunyi (receiver). Bunyi yang
ditangkap melalui speaker akan diperkuat oleh Amplifier TDA 2006. TDA
2006 merupakan penguat kelas AB yang memiliki karakteristik dasar
gabungan dari amplifier kelas A dan amplifier kelas B. Amplifier kelas AB
memiliki efisiensi daya penguatan sinyal (±60%) dengan kualitas sinyal audio
yang baik dan merupakan penguat sinyal low distortion (distorsi rendah).
(a)
(b)
Gambar 2.9 (a) Rangkaian Amplifier Penerima Bunyi;
(b) Bentuk Fisik Rangkaian Penerima Bunyi
Rangkaian penerima bunyi dihubungkan dengan VU (Volume Unit)
meter. VU meter merupakan alat penunjuk besar / kecilnya sinyal audio yang
keluar dari perangkat audio. VU meter yang digunakan pada rangkaian
penerima bunyi merupakan VU meter analog, sehingga untuk untuk
mengidentifikasi bunyi pantul menggunakan penyimpangan jarum yang
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
20
terdapat pada VU meter. Jika penyimpangan jarum maksimum, maka akan
diperoleh bunyi pantul maksimal untuk menentukan besar sudut pantul.
F. Prinsip Kerja Alat Percobaan Pemantulan Gelombang Bunyi
Menggunakan IC XR2206CP sebagai Genarator Fungsi
Prinsip kerja alat percobaan pemantulan gelombang bunyi menggunakan
IC XR2206CP sebagai generator fungsi sesuai dengan prinsip pemantulan
gelombang yang mengikuti hukum Snellius dengan sumber bunyi yang
dimodifikasi menggunakan rangkaian generator fungsi. Menurut hukum Snellius,
bunyi yang datang, bunyi yang dipantulkan, dan garis normal selalu terletak pada
satu bidang pantul. Garis normal adalah garis yang ditarik tegak lurus pada bidang
pantul. Selain itu, hukum Snellius juga menyatakan bahwa sudut datang
dengan sudut pantul
sama
.
Prinsip kerja alat percobaan pemantulan gelombang bunyi yakni speaker
(sumber bunyi) yang bergetar akan menghasilkan gelombang bunyi. Gelombang
bunyi di udara menumbuk permukaan dinding pemantul yang terbuat dari gypsum
board, sehingga gelombang bunyi mengalami pemantulan (refleksi). Speaker
(sumber bunyi) yang dihubungkan dengan pipa paralon 1 akan menghasilkan
bunyi datang sesuai dengan besar frekuensi, amplitudo, dan volume yang
ditentukan oleh praktikan. Posisi pipa paralon 1 disesuaikan dengan besar sudut
datang (sudut yang dibentuk oleh garis normal dengan pipa paralon 1) yang diatur
secara manual oleh praktikan. Misalnya praktikan menentukan besar sudut datang
adalah 15o, maka pipa paralon diletakkan pada sudut 15o dari garis normal.
Selanjutnya, pipa paralon 2 yang telah dihubungkan dengan speaker penerima
bunyi diarahkan pada sisi berlawanan dengan pipa paralon 1 kemudian digesergeser posisinya untuk menemukan bunyi pantulan. Bunyi pantulan dapat
diidentifikasi menggunakan VU meter yang telah diatur sensitivitasnya oleh
praktikan. Jarum pada VU meter akan mengalami penyimpangan maksimal
apabila bunyi pantul teridentifikasi. Apabila bunyi pantul telah teridentifikasi,
maka pipa paralon berhenti digeser dan diamati besar sudut yang dibentuk oleh
garis normal dengan pipa paralon 2. Besar sudut yang dibentuk antara garis
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
21
normal dengan pipa paralon 2 merupakan sudut pantul. Setelah diperoleh besar
bunyi pantul, maka dapat dianalisis hubungan antara sudut datang dan sudut
pantul yang mengacu pada prinsip dasar percobaan, yakni menggunakan hukum
Snellius tentang pemantulan gelombang.
G. Analisis Hubungan Sudut Datang dan Sudut Pantul pada Percobaan
Pemantulan Gelombang Bunyi Menggunakan IC XR2206CP sebagai
Generator Fungsi
Analisis hubungan sudut datang dan sudut pantul menggunakan
perhitungan dengan persamaan regresi linear sederhana yakni Y = a + bX.
Analisis regresi merupakan bagian dari statistika yang bertujuan untuk
menentukan ada tidaknya relasi (hubungan) antara dua atau lebih variabel yang
dinyatakan dalam bentuk persamaan matematika. Tujuan analisis regresi adalah
menentukan model statistik (dalam bentuk formula matematik) yang dapat dipakai
untuk memprediksi nilai-nilai variabel terikat berdasarkan nila-nilai variabel
bebas (Budiyono, 2013: 251).
Pada percobaan pemantulan gelombang bunyi diambil 12 data percobaan
berupa besar sudut datang dan sudut pantul sebagai data berpasangan. Analisis
data menggunakan perhitungan dengan persamaan regresi linear sederhana
bertujuan untuk menguji hubungan antara sudut datang dan sudut pantul
berdasarkan data pengamatan, sehingga akan diketahui ada tidaknya hubungan
antara keduanya.
Berdasarkan hasil pengamatan dari percobaan menggunakan alat
percobaan pemantulan gelombang bunyi menggunakan IC XR2206CP sebagai
sumber bunyi diperoleh data sebagai berikut :
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
22
Tabel 2.2 Data Pengamatan Hubungan antara Sudut Datang dan Sudut
Pantul
Sudut datang
Sudut pantul
(o)
(o)
1.
15
16
2.
20
19
3.
25
23
4.
30
31
5.
35
37
6.
40
41
7.
45
45
8.
50
49
9.
55
55
10.
60
60
11.
65
66
12.
70
67
No.
Pada percobaan pemantulan gelombang bunyi menggunakan IC
XR2206CP, sudut datang merupakan variabel bebas, sedangkan sudut pantul
merupakan variabel terikat.
Jika diperhatikan besar sudut pantul pada Tabel 2.2, besarnya tidak sama
persis dengan sudut datangnya. Besar sudut pantul yang teramati terkadang naik
dan terkadang turun. Besar sudut pantul yang naik turun diakibatkan karena
frekuensi dan level suara yang berubah – ubah, khususnya ketika percobaan tidak
dilakukan pada ruang kedap suara. Apabila percobaan tidak dilakukan pada ruang
kedap suara, kemungkinan frekuensi dan level suara berubah – ubah akan semakin
besar, sebab terganggu oleh suara lain dari lingkungan (bukan hanya bunyi yang
berasal dari speaker sumber bunyi).
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
23
Data sudut datang dan sudut pantul selanjutnya dianalisis menggunakan
perhitungan dengan persamaan regresi linear sederhana untuk mengamati
hubungan sudut datang dan sudut pantul.
Persamaan regresi linear sederhana yakni Y = a + bX, dengan Y adalah
variabel dependen, a adalah konstanta, b adalah koefisien regresi, dan X adalah
variabel independen. Pada analisis data percobaan pemantulan gelombang bunyi
menggunakan IC XR2206CP, sudut datang dan sudut pantul sama apabila
perbandingan antara besar sudut pantul dan sudut datang adalah 1, sehingga
analisis menggunakan persamaan regresi linear sederhana Y = a + bX akan sesuai
jika b mendekati 1 dan c mendekati 0.
No.
Tabel 2.3 Sudut Datang sebagai Variabel Independen (X) dan Sudut Pantul
sebagai Variabel Dependen (Y)
X
Y
X2
Y2
XY
(Sudut Datang) (Sudut Pantul)
1
15
16
225
256
240
2
20
19
400
361
380
3
25
23
625
529
575
4
30
31
900
961
930
5
35
37
1225
1369
1295
6
40
41
1600
1681
1640
7
45
45
2025
2025
2025
8
50
49
2500
2401
2450
9
55
55
3025
3025
3025
10
60
60
3600
3600
3600
11
65
66
4225
4356
4290
12
70
67
4900
4489
4690
n = 12
∑X = 510
∑Y = 509
∑X2 =25.250
∑Y2 = 25.053
∑XY = 25.140
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
24
Hasil
analisis
data
percobaan
pemantulan
gelombang
bunyi
menggunakan IC XR2206CP sebagai generator fungsi adalah sebagai berikut:
∑
(∑ )
∑
∑
∑
∑
∑
∑
∑
∑
∑
Hasil analisis data menjelakan besarnya gradien garis atau perbandingan
besar sudut pantul dan sudut datang adalah 0,981. Hasil perbandingan yang
diperoleh dari perhitungan mendekati nilai perbandingan sudut pantul dengan
sudut datang secara teori, yakni
. Konstanta regresi adalah 0,719 mendekati
0. Besarnya standar error atau kesalahan standar melalui perhitungan (terlampir)
adalah 0,416.
Dari hasil analisis data percobaan menggunakan persamaan regresi linear
sederhana diperoleh bahwa terdapat hubungan antara sudut datang dan susut
pantul, yakni besar sudut datang dan sudut pantul dari hasil percobaan hampir
sama jika diamati melalui besar perbandingan keduanya, sehingga dapat
disimpulkan bahwa sudut datang sama dengan sudut pantul
. Hubungan
antara sudut datang dan sudut pantul pada percobaan pemantulan gelombang
bunyi menggunakan IC XR2206CP sebagai generator fungsi sesuai dengan
Hukum Snellius tentang pemantulan yang menjelaskan bahwa sudut datang sama
dengan sudut pantul
.
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
25
Gambar 2.10 Hukum Pantulan (Giancoli, 1996: 391)
Hubungan antara sudut datang dan sudut pantul ditunjukkan oleh grafik
Ms.Excel pada Gambar 2.11.
Grafik Hubungan antara Sudut Pantul dengan Sudut
Datang
80
y = 0.981x + 0.719
R² = 0.993
70
Sudut Pantul (o)
60
50
40
30
20
10
0
0
20
40
Sudut Datang (o)
60
80
Gambar 2.11 Grafik Hubungan antara Sudut Pantul dengan
Sudut Datang
Hubungan sudut datang dan sudut pantul telah memenuhi hukum
Snellius tentang pemantulan, meskipun jika diperhatikan data pengamatan pada
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
26
Tabel 2.2 menunjukkan bahwa besar sudut datang dan sudut pantul dari 12 data
yang diambil tidak sama persis. Ada beberapa faktor yang menyebabkan besar
sudut pantul dan sudut datang tidak sama persis, antara lain:
1. VU meter memiliki sensitivitas tinggi, sehingga dapat menangkap bunyi yang
ada di lingkungan. Oleh karena itu, pecobaan pemantulan bunyi menggunakan
alat yang telah dimodifikasi dengan IC XR2206CP sebagai generator fungsi
sebaiknya dilakukan dalam keadaan hening agar bunyi yang teridentifikasi
oleh VU meter hanya bunyi yang berasal dari speaker (sumber bunyi).
2. Pengukuran sudut datang dan sudut pantul cukup sulit karena bentuk pipa
paralon silinder, sehingga perlu ketelitian dalam mengukur sudut yang
dibentuk antara garis normal dengan masing-masing pipa paralon agar
diperoleh data yang akurat.
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan yang telah dituliskan, dapat ditarik beberapa
kesimpulan sebagai berikut :
1.
Hubungan sudut datang dan sudut pantul pada percobaan pemantulan
gelombang bunyi menggunakan IC XR2206CP sebagai generator fungsi
setelah dianalisis menggunakan perhitungan dengan persamaan regresi linear
sederhana diperoleh hasil bahwa terdapat hubungan hubungan antara sudut
datang dan sudut pantul. Besar perbandingan sudut pantul dengan sudut
datang yang diperoleh melalui perhitungan adalah 0,981 mendekati nilai
, sehingga dapat disimpulkan bahwa
perbandingan secara teori yakni
sudut datang sama dengan sudut pantul
2.
.
Hasil analisis hubungan sudut datang dan sudut pantul menjelaskan bahwa
sudut datang sama dengan sudut pantul. Hal ini menunjukkan bahwa
hubungan sudut datang dan sudut pantul pada percobaan pemantulan bunyi
menggunakan IC XR2206CP sebagai generator fungsi sesuai atau memenuhi
hukum Snellius tentang pemantulan. Hukum Snellius tentang pemantulan
menjelaskan bahwa sudut datang sama dengan sudut pantul
.
B. Saran
1. Percobaan menggunakan alat percobaan pemantulan gelombang bunyi yang
telah dimodifikasi dengan rangkaian generator fungsi sebaiknya dilakukan
dalam keadaan hening, agar tidak ada bunyi lain dari lingkungan yang
teridentifikasi oleh VU meter sehingga data pengamatan akan lebih akurat.
Data pengamatan yang lebih akurat akan berpengaruh pada hasil analisis
hubungan sudut datang dan sudut pantul pada percobaan pemantulan dan akan
berpengaruh pula pada penemuan konsep pemantulan gelombang bunyi serta
kesesuaian hasil percobaan dengan hukum Snellius.
27
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
28
2. Praktikan perlu memperhatikan prosedur percobaan dan lebih teliti dalam
mengamati besar sudut datang dan sudut pantul, agar tidak terjadi kesalahan
dalam pengambilan data. Perlu diperhatikan bahwa sudut datang adalah sudut
yang dibentuk antara garis normal dengan pipa paralon 1 yang dihubungkan
dengan sumber bunyi, sedangkan sudut pantul adalah sudut yang dibentuk
antara garis normal dengan pipa paralon 2 yang dihubungkan dengan
penerima bunyi.
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
DAFTAR PUSTAKA
Budihardja Murtianta. (2012). Frequency Hopping Spread Spectrum Transmitter
dengan Pseudo Noise Code. Techné Jurnal Ilmiah Elektroteknika, 10 (1),
49-63.
Budiyono. 2013. Statistika untuk Penelitian. Surakarta: UNS Press.
Cromer, Alan H. (1994). Fisika untuk Ilmu-ilmu Hayati Edisi Kedua. Yogyakarta:
Gajah Mada University Press.
Depdiknas. (2006). Standar Kompetensi Mata Pelajaran Fisika. Jakarta:
Balitbang Depdiknas.
Djamarah, Bahri, S., & Zain, S.(2006). Strategi Belajar Mengajar. Jakarta:
Rineka Cipta.
Eddy Nurraharjo. (2013). Rangkaian Pembangkit Gelombang dengan
Menggunakan IC XR-2206. Jurnal Teknologi Informasi DINAMIK, 18
(1), 24-29.
Gabriel, J. F. (2001). Fisika Lingkungan. Jakarta: Hipokrates.
Giancoli, Douglas C. (1996). Fisika Dasar Edisi Keempat. Jakarta: Erlangga.
Halliday & Resnick. (1999). Fisika Jilid 2 Edisi 3 (Terjemahan). Jakarta:
Erlangga.
Haryono, Huboyo dan Sri, Sumiyati. (2008). Buku Ajar Pengendalian Bising dan
Bau. Semarang: Universitas Diponegoro.
Henry G, Kuswanto, dan Tuti Hartiningsi. (2009). IPA 2 : untuk SMP/MTs Kelas
VIII. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.
Lamijan. (1997). Evaluasi Hasil Belajar. Surabaya: Unipress IKIP Surabaya.
Maskoeri, Jasin. (2009). Ilmu Alamiah Dasar. Jakarta: Rajawali Pers.
Nonoh, Siti Aminah. (2012). Implementasi IC XR2206CP sebagai Generator
Fungsi untuk Alat Uji Pendengaran. Politeknologi, 11 (2), 119-127.
Nur, R. Syamsiyah, dkk. (2014). Kualitas Akustik Ruang Pada Masjid Berkarakter
Opening Wall Design. Simposium Nasional RAPI XIII, A-68.
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
Saeful, Karim, dkk. (2008). Belajar IPA: Membuka Cakrawala Alam Sekitar 2
untuk Kelas VIII/ SMP/MTs. Jakarta: Pusat Perbukuan,Departemen
Pendidikan Nasional.
Serway & Jewett. (2014). Fisika untuk Sains dan Teknik Jilid 1 Edisi 6. Jakarta:
Salemba Teknika.
Tipler, Paul A. (1998). Fisika untuk Sains dan Teknik Jilid 1. Jakarta: Erlangga.
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
Lampiran 1
Hasil Perhitungan Standar Error atau Kesalahan Standar pada Beda Sudut
Datang dan Sudut Pantul
Sudut Datang
Sudut Pantul
d2
d=
No.
(o)
(o )
1
15
16
-1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
19
23
31
37
41
45
49
55
60
66
67
1
2
-1
-2
-1
0
1
0
0
-1
3
1
4
1
4
1
0
1
0
0
1
9
∑
n = 12
∑
1. Menghitung standar deviasi atau simpangan baku dari data berpasangan
√∑
∑
√
2. Menghitung standar error atau kesalahan standar data berpasangan
√
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
√
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
PANTUL PADA PERCOBAAN PEMANTULAN GELOMBANG
BUNYI MENGGUNAKAN IC XR2206CP SEBAGAI
GENERATOR FUNGSI
Oleh :
Nur Oktavia
Disebarluaskan oleh:
Pakgurufisika
www.pakgurufisika.com
i
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ..........................................................................................
i
HALAMAN PENGAJUAN................................................................................ ii
HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................ iii
HALAMAN PENGESAHAN............................................................................. iv
HALAMAN ABSTRAK .................................................................................... v
HALAMAN MOTTO ......................................................................................... vi
HALAMAN PERSEMBAHAN ......................................................................... vii
KATA PENGANTAR ........................................................................................ viii
DAFTAR ISI ...................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xi
DAFTAR TABEL ............................................................................................. xi
DAFTAR LAMPIRAN....................................................................................... xiii
BAB I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah .................................................................... 1
B. Identifikasi Masalah .......................................................................... 3
C. Pembatasan Masalah ......................................................................... 3
D. Perumusan Masalah .......................................................................... 3
E. Tujuan Penulisan............................................................................... 4
F. Manfaat Penulisan ............................................................................. 4
BAB II. PEMBAHASAN
A. Gelombang Bunyi ............................................................................. 5
B. Pemantulan Gelombang Bunyi .......................................................... 6
C. Frekuensi dan Intensitas Bunyi ......................................................... 9
D. IC XR2206CP ................................................................................... 10
E. Alat Pemantulan Gelombang Bunyi Menggunakan IC XR2206CP
sebagai Generator Fungsi .................................................................. 13
ii
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
F. Prinsip Kerja Alat Pemantulan Gelombang Bunyi Menggunakan IC
XR2206CP sebagai Generator Fungsi .............................................. 20
G. Analisis Hubungan Sudut Datang dan Sudut Pantul pada Percobaan
Pemantulan Gelombang Bunyi Menggunakan IC XR2206CP sebagai
Generator Fungsi ............................................................................... 21
BAB III. PENUTUP
A. Kesimpulan ....................................................................................... 27
B. Saran ................................................................................................. 27
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
iii
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Pemantulan (Refleksi) dan Pembiasan (Refraksi) pada Gelombang
Bunyi ............................................................................................ 6
Gambar 2.2 Sudut Datang , Sudut Pantul
, dan Sudut Bias
Diukur
terhadap Garis Normal ................................................................... 7
Gambar 2.3 Muka Gelombang Pemantul ............................................................ 8
Gambar 2.4 Bentuk Fisik IC XR2206CP ............................................................ 11
Gambar 2.5 Blok Diagram IC XR2206 ............................................................... 12
Gambar 2.6 Alat Percobaan Pemantulan Gelombang Bunyi Menggunakan IC
XR2206CP sebagai Generator Fungsi ............................................ 14
Gambar 2.7 Rangkaian Generator Fungsi, Amplifier, dan Catu Daya pada
Proteus 8.0 ..................................................................................... 16
Gambar 2.8 Ubahan Frekuensi dan Volume pada Generator Fungsi ................... 18
Gambar 2.9 (a) Rangkaian Amplifier Penerima (Receiver) Bunyi;
(b) Bentuk Fisik Rangkaian Penerima Bunyi ................................. 19
Gambar 2.10 Hukum Pantulan ............................................................................ 25
Gambar 2.11 Grafik Hubungan antara Sudut Datang dengan Sudut Pantul ........ 25
iv
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Keterangan Pin XR2206 ..................................................................... 13
Tabel 2.2 Data Pengamatan Hubungan antara Sudut Datang dan Sudut Pantul .. 22
Tabel 2.3 Sudut Datang sebagai Variabel Independen (X) dan Sudut Pantul
sebagai Variabel Dependen (Y)........................................................... 23
v
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1
Hasil Perhitungan Standar Error atau Kesalahan Standar pada
Beda Sudut Datang Dan Sudut Pantul
Lampiran 2
Surat Pengajuan Seminar Fisika
vi
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Fisika (Physics) merupakan bagian dari Ilmu Pengetahuan Alam (IPA)
yang mempelajari benda tidak hidup atau mati dari aspek wujud dengan
perubahan-perubahan yang bersifat sementara (Maskoeri Jasin, 2009: 36). Proses
pembelajaran fisika menekankan pada pemberian pengalaman langsung untuk
mengembangkan kompetensi agar menjelajahi dan memahami alam sekitar secara
ilmiah (Depdiknas, 2006:12). Oleh karena itu, pembelajaran fisika di sekolah
seringkali dikaitkan dengan penggunaan metode eksperimen atau percobaan.
Metode eksperimen diartikan sebagai cara belajar mengajar yang
melibatkan siswa dengan mengalami dan membuktikan sendiri proses dari hasil
percobaan (Lamijan, 1997: 17). Dalam pembelajaran Fisika menggunakan metode
eksperimen, tingkat akurasi data yang diperoleh dalam percobaan akan
menguatkan teori yang sudah atau akan dipelajari nantinya. Salah satu materi
dalam pembelajaran Fisika yang dapat dibelajarkan dengan metode eksperimen
adalah materi Bunyi. Materi Bunyi terdiri dari beberapa sub materi, termasuk di
dalamnya adalah Pemantulan Gelombang Bunyi.
Alat dan bahan percobaan menjadi salah satu faktor penentu keberhasilan
percobaan yang juga merupakan keberhasilan dalam penyampaian materi
pembelajaran. Percobaan pemantulan gelombang bunyi pada umumnya
dilaksanakan di Sekolah Menengah Pertama (SMP) kelas VIII menggunakan
papan percobaan, dinding pemantul, sekat kayu, pipa paralon, busur derajat, dan
jam weker sebagai sumber bunyi. Percobaan pemantulan gelombang bunyi
bertujuan untuk membuktikan hukum Snellius tentang pemantulan gelombang.
Pada percobaan gelombang bunyi praktikan akan diminta mendengarkan bunyi
paling keras dari jam weker melalui paralon yang berada di balik sekat kayu untuk
menemukan bunyi pantul. Jam weker sebagai sumber bunyi merupakan salah satu
penentu berhasil atau tidaknya percobaan dan terbuktinya hukum Snellius yang
akan dipelajari. Bunyi jam weker yang tidak bisa dikontrol volume dan
1
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
2
frekuensinya menjadi faktor yang perlu diperhatikan. Selain itu, praktikan yang
menjadi pendengar sumber bunyi juga memiliki peranan dalam keberhasilan
percobaan. Data percobaan yang diperoleh melalui pendengaran siswa kurang
akurat karena sensitivitas pendengaran seseorang berbeda. Keras lemahnya bunyi
jam weker yang didengar siswa lebih bersifat kualitatif karena pendapat satu
orang dengan orang lain bisa jadi berbeda.
Generator fungsi (function generator) atau pembangkit sinyal merupakan
suatu komponen elektronika yang dapat membangkitkan berbagai bentuk sinyal
dengan frekuensi yang dapat diubah-ubah. IC XR2206CP merupakan salah satu
komponen elektronika yang berfungsi sebagai generator fungsi (function
generator) dan bekerja pada tegangan catu daya DC 9 sampai 18 volt (Nonoh Siti
Aminah, 2012: 119). IC XR2206CP merupakan komponen yang dapat dirancang
untuk percobaan Fisika karena memiliki kemampuan ubahan frekuensi. Generator
fungsi XR2206CP dapat dihubungkan dengan speaker sebagai sumber bunyi.
Speaker mengeluarkan bunyi dengan ubahan volume dan frekuensi yang berasal
dari generator fungsi XR2206CP yang diperkuat dengan amplifier/penguat.
Gelombang bunyi yang berasal dari speaker (transmitter) akan diterima oleh
speaker penerima (receiver) bunyi yang dihubungkan dengan VU Meter untuk
mengamati pantulan gelombang bunyi. Data percobaan berupa data kuantitaf
dengan variabel bebas berupa sudut datang dan variabel terikat berupa sudut
pantul.
Hasil percobaan pemantulan gelombang bunyi berupa data pengamatan
sudut datang dan sudut pantul yang selanjutnya akan dianalisis untuk mengamati
hubungan antara keduanya. Analisis hubungan sudut datang dan sudut pantul
bertujuan untuk membuktikan hukum Snellius tentang pemantulan pada
percobaan pemantulan gelombang bunyi menggunakan alat percobaan yang telah
dimodifikasi dengan IC XR2206CP. Analisis data pengamatan menggunakan
perhitungan dengan persamaan regresi linear sederhana Y= a + bX.
Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan, maka perlu dilakukan
analisis hubungan sudut datang dan sudut pantul pada percobaan
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
3
pemantulan gelombang bunyi menggunakan IC XR2206CP sebagai
generator fungsi.
B. Identifikasi Masalah
Dari latar belakang yang telah diuraikan, dapat diidentifikasikan masalah
sebagai berikut :
1. Percobaan pemantulan gelombang bunyi di SMP kelas VIII bertujuan untuk
membuktikan hukum Snellius tentang pemantulan, yakni sudut datang sama
dengan sudut pantul.
2. Alat dan bahan yang digunakan pada percobaan pemantulan gelombang bunyi
berpengaruh pada tingkat akurasi data hasil percobaan.
3. IC XR2206CP sebagai generator fungsi dapat dirancang untuk percobaan
Fisika karena memiliki kemampuan ubahan frekuensi.
4. Analisis data berupa sudut datang dan sudut pantul pada percobaan
pemantulan
gelombang
menggunakan
alat
yang
telah
dimodifikasi
menggunakan IC XR2206CP sebagai generator fungsi.
C. Pembatasan Masalah
Agar pembahasan yang dilakukan tidak meluas, diperlukan adanya
pembatasan masalah sebagai berikut:
1. Hubungan sudut datang dan sudut pantul pada percobaan pemantulan
gelombang bunyi menggunakan IC XR2206CP sebagai generator fungsi
2. Kesesuaian hubungan sudut datang dan sudut pantul pada percobaan dengan
hukum Snellius tentang pemantulan gelombang
D. Rumusan Masalah
Berdasarkan identifikasi masalah dan pembatasan masalah tersebut,
dapat dirumuskan beberapa perumusan masalah sebagai berikut:
1. Bagaimana hubungan antara besar sudut datang dan sudut pantul pada
percobaan pemantulan gelombang bunyi menggunakan IC XR2206CP sebagai
generator fungsi?
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
4
2. Apakah ada hubungan antara sudut datang dan sudut pantul pada percobaan
pemantulan gelombang bunyi menggunakan IC XR2206CP sebagai generator
fungsi sesuai dengan Hukum Snellius tentang pemantulan gelombang?
E. Tujuan Penulisan
Dari perumusan masalah, dapat ditulis tujuan dari penelitian ini adalah
sebagai berikut:
1. Menjelaskan hubungan antara besar sudut datang dan sudut pantul pada
percobaan pemantulan gelombang bunyi menggunakan IC XR2206CP sebagai
generator fungsi
2. Menjelaskan kesesuaian hubungan sudut datang dan sudut pantul pada
percobaan pemantulan gelombang bunyi menggunakan IC XR2206CP sebagai
generator fungsi dengan hukum Snellius tentang pemantulan gelombang
F. Manfaat Penulisan
Manfaat yang diharapkan dari penelitian adalah sebagai berikut :
1. Membantu siswa Sekolah Menengah Pertama (SMP), khususnya kelas VIII
untuk memahami hukum Snellius pada sub materi pokok Pemantulan
Gelombang Bunyi.
2. Hasil penelitian diharapkan dapat dijadikan acuan bagi peneliti-peneliti
selanjutnya yang akan melakukan penelitian hukum Snellius tentang
pemantulan gelombang.
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
BAB II
PEMBAHASAN
A. Gelombang Bunyi
Bunyi ditimbulkan oleh sumber suara yang bergetar secara teratur, misal
getaran objek padat, gerakan turbulensi cairan, dan ekspansi gas yang mendadak.
Bunyi sampai ke reseptor melalui rambatan gelombang energi mekanis dalam
suatu medium (Haryono Huboyo dan Sri Sumiyati, 2008: 1).
Syarat terdengarnya bunyi ada tiga yaitu ada sumber bunyi yang
bergetar, ada medium (zat perantara) yang menghantarkan bunyi, dan ada
penerima/pendengar bunyi dengan batas pendengaran adalah 20 Hz – 20.000 Hz.
(Henry Kuswanto dan Tuti Hartiningsih, 2009: 250).
Gelombang bunyi adalah gelombang mekanik longitudinal yang dapat
dijalarkan di dalam benda padat, cair, dan gas. Partikel-partikel bahan yang
mentransmisikan sebuah gelombang bunyi berosilasi di dalam arah penjalaran
gelombang itu sendiri (Halliday & Resnick, 1999: 656).
Tipler (1998) menjelaskan bahwa:
Gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal yang terjadi karena
perapatan dan perenggangan dalam medium gas, cair atau padat. Gelombang
bunyi dihasilkan ketika sebuah benda, seperti garpu tala atau senar biola
digetarkan dan menyebabkan gangguan kerapatan medium. Gangguan
dijalarkan di dalam medium melalui interaksi molekul-molekulnya. Getaran
molekul berlangsung sepanjang arah penjalaran gelombang (hlm. 505).
Serwey & Jewett (2014: 780) menyatakan bahwa gelombang bunyi
terbagi menjadi tiga kategori menurut ambang pendengaran, yaitu:
1. Gelombang audio atau suara yang frekuensinya berada pada ambang
pendengaran telinga manusia. Jangkauan gelombang audio kira-kira dari
20 siklus/detik (20 Hz) sampai 20.000 Hz.
2. Gelombang infrasonik yang frekuensinya berada di bawah ambang
frekuensi audio.
3. Gelombang ultrasonik yang frekuensinya berada di atas ambang frekuensi
audio.
5
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
6
B. Pemantulan Gelombang Bunyi
Tipler (1998) menyatakan bahwa:
Bila suatu gelombang datang pada suatu permukaan batas yang memisahkan
dua daerah dengan laju gelombang berbeda,maka sebagian gelombang akan
dipantulkan dan sebagian yang lain akan ditransmisikan. Misalnya ketika
suatu gelombang bunyi di udara menumbuk suatu permukaan padat atau cair.
Berkas yang terpantul membentuk sudut dengan garis normal permukaan yang
besarnya sama dengan sudut berkas datang, sebaliknya berkas yang
ditransmisikan akan dibelokkan mendekati atau menjauhi garis normal.
Pembelokan berkas yang ditransmisikan disebut refraksi (pembiasan) (hlm.
531-532).
Gelombang bunyi yang mengenai permukaan medium pemisah
(perbedaan dalam hal massa jenis dan kekenyalan) maka bunyi akan mengalami
pemantulan (refleksi) dan pembiasan (refraksi) (J. F. Gabriel, 2001: 170).
MEDIUM 2
MEDIUM 1
Arah datangnya
bunyi
α
α
Arah pantulan
Arah
refraksi
bunyi
bunyi
Gambar 2.1 Pemantulan (refleksi) dan pembiasan (refraksi)
pada gelombang bunyi (J. F. Gabriel, 2001: 171)
Jumlah energi bunyi yang dipantulkan dari permukaan bergantung pada
permukaan. Dinding, lantai, dan langit-langit datar dapat menjadi pemantul yang
baik. Sebaliknya bahan-bahan yang kurang tegar dari berpori seperti kain tirai dan
taplak perabotan akan banyak menyerap bunyi datang (Tipler, 1998: 132). Bahan
pemantul bunyi (reflector) yaitu material yang bersifat memantulkan sebagian
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
7
besar energi bunyi yang datang padanya. Pantulan yang dihasilkan bersifat
spekular (mengikuti kaidah Snellius: sudut datang = sudut pantul). Contoh bahan
ini misalnya keramik, marmer, logam, aluminium, gypsum board, dan, beton.
Peristiwa
pemantulan
bunyi
selalu
mengikuti
hukum-hukum
pemantulan (hukum Snellius) yaitu:
1. Bunyi yang datang, bunyi yang dipantulkan, dan garis normal selalu terletak
pada satu bidang pantul. Garis normal adalah garis yang ditarik tegak lurus
pada bidang datar. Bidang datar merupakan bidang yang dibentuk oleh
gelombang datang, gelombang pantul, dan garis normal.
2. Sudut datang ( ) sama dengan sudut pantul ( ) (Nenden Fauziah, dkk.,
2009: 137).
bidang batas
Gambar 2.2 Sudut datang , sudut pantul , dan sudut bias
diukur terhadap garis normal (Cromer, 1994: 548)
Gambar 2.2 menunjukkan muka gelombang dan arah perambatan
gelombang-gelombang datang, terpantul, dan terbias. Sudut-sudut diukur terhadap
suatu garis (garis normal) yang digambar tegak lurus pada bidang batas.
Hubungan antara sudut pantul
dengan sudut datang
dapat diturunkan dengan
meninjau kelakuan muka gelombang.
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
8
Gambar 2.3 Muka gelombang terpantul (Cromer, 1994: 549)
Gambar 2.3 menunjukkan secara rinci muka gelombang dari gelombang
datang dan gelombang terpantul. Saat
dari muka gelombang datang
tepat
bersentuhan dengan permukaan batas, titik A masih berjarak d untuk sampai di
titik B pada permukaan. Titik A akan sampai pada permukaan bidang batas dalam
waktu t = d/v1, dengan v1 laju gelombang di dalam zat perantara. Pada saat
terakhir, muka gelombang akan dipantulkan ke posisi
pantulan dari
. Garis
. Titik
adalah
ada dalam arah perambatan bunyi terpantul, sehingga
tegak lurus pada permukaan gelombang
. Kedua gelombang (gelombang
datang dan terpantul) merambat di dalam zat perantara yang sama, sehingga
keduanya mempunyai laju v1. Dengan demikian jarak di antara
Jadi, segitiga siku-siku
dan
dan
adalah sama dan sebangun,
sehingga sudut α dan sudut β adalah sama. Tetapi α sama dengan
sisi sudut α tegak lurus pada sisi-sisi sudut
adalah sama dengan
adalah:
karena sisi-
yang bersesuaian. Demikian juga, β
, sehingga diperoleh:
α
β
α
β
maka dapat dituliskan bahwa:
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
9
hukum pantulan
Hukum pantulan menyatakan bahwa sudut datang
sudut pantulan
(2.1)
adalah sama dengan
. Hal ini benar karena kedua gelombang merambat dengan laju
yang sama di dalam zat perantara yang sama (Cromer, 1994: 549-550).
Contoh pemantulan gelombang bunyi dalam kehidupan sehari-hari, yakni
ketika kamu berteriak di lereng sebuah bukit, kamu akan mendengar suaramu
kembali beberapa saat kemudian (Saeful Karim, dkk., 2009:248).
A. Frekuensi dan Intensitas Bunyi
Kuantitas fisik yang menentukan tinggi nada adalah frekuensi.
Rendahnya frekuensi menunjukkan rendahnya titik nada dan tingginya frekuensi
menunjukkan tingginya titik nada. Telinga manusia dapat menerima frekuensi
pada jangkauan 20 Hz sampai 20.000 Hz (dengan 1 Hz adalah 1 putaran per
sekon) yang disebut dengan daerah jangkauan pendengaran atau daerah frekuensi
yang dapat didengar. Jangkauan pendengaran individu berbeda-beda. Salah satu
hal yang mempengaruhi perbedaan jangkauan pendengaran adalah umur
seseorang (Giancoli, 1996: 410).
Seperti halnya tinggi nada yang dipengaruhi oleh frekuensi, keras
lemahnya bunyi juga dihubungkan dengan kuantitas fisik yang dapat diukur yakni
intensitas gelombang. Intensitas gelombang (I) didefinisikan sebagai laju
perpindahan energi dari gelombang yang berpindah melalui suatu satuan luas A
yang tegak lurus dengan arah rambat gelombang (Serway & Jewett, 2014: 787).
Laju perubahan energi gelombang dapat diartikan sebagai besar energi yang
dipindahkan oleh gelombang per satuan waktu atau disebut dengan daya. Satuan
intensitas sama dengan satuan daya per satuan luas yaitu watt/m2 (W/m2).
Besarnya intensitas I dapat ditentukan secara eksperimental dengan
mengukur tenaga E yang datang pada suatu detektor (misalnya microfon) dalam
waktu t, sehingga besar intensitas I adalah
(2.2)
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
10
Meskipun kekerasan bunyi yang terasa dari suatu bunyi bertambah
dengan intensitasnya, hubungan kekerasan dan intensitas jauh dari linear.
Misalnya, di dalam suatu ruang kuliah intensitas suara pembicara dapat menjadi
100 kali lebih besar di bagian depan ruang daripada di belakang, tetapi seorang
yang bergerak dari depan ke belakang ruang hanya mengalami sedikit penurunan
kekerasan bunyi (Cromer, 1994: 508-510).
Telinga manusia dapat mengakomodasi rentang intensitas gelombang
bunyi yang agak besar, dari kira-kira 10-12 W/m2 (yang biasa diambil sebagai
ambang pendengaran atau
) hingga kira-kira 1 W/m2 (yang menimbulkan rasa
sakit pada sebagian besar orang). Karena rentang intensitas yang dapat ditangkap
telinga demikian luas dan karena rangsangan psikologis kenyaringan tidak
berubah-ubah secara langsung terhadap intensitas, tetapi lebih mendekati
logaritmik, maka suatu skala logaritmik digunakan untuk menyatakan tingkat
intensitas gelombang bunyi. Tingkat intensitas β yang diukur dalam decibel (dB)
didefinisikan oleh:
(2.3)
dengan I adalah intensitas bunyi dan I0 adalah intensitas acuan, yang akan kita
ambil sebagai ambang pendengaran (Tipler, 1998: 514).
B. IC XR2206CP
Suatu komponen elektronika yang dapat membangkitkan berbagai bentuk
sinyal dengan frekuensi yang dapat diubah-ubah disebut generator fungsi
(function generator) atau pembangkit sinyal. Komponen utama pada rangkaian
pembangkit sinyal adalah transistor atau IC jenis tertentu. Jenis-jenis IC yang
dapat digunakan sebagai generator sinyal adalah IC linear. IC linear sering
digunakan sebagai rangkaian penguat Op-Amp (Operational Amplifier). Apabila
beberapa komponen ditambahkan pada IC, maka akan dihasilkan sinyal dengan
frekuensi tertentu. Salah satu rangkaian yang dapat menghasilkan beberapa jenis
gelombang adalah rangkaian yang menggunakan IC XR2206 sebagai komponen
utama. Integrated Circuit (IC) XR2206, yaitu suatu rangkaian terpadu generator
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
11
fungsi monolithic yang mampu menghasilkan gelombang sinus, segitiga dan kotak
dengan kesetabilan dan ketepatan yang tinggi. Rangkaian IC XR2206 dapat
membangkitkan sinyal dengan mengubah arus DC menjadi sinyal dengan
frekuensi tertentu (Eddy Nurraharjo, 2013: 24).
IC XR2206CP adalah generator fungsi (function generator), yang dapat
bekerja pada tegangan catu daya antara DC 9 sampai 18 volt, menghasilkan
output bentuk gelombang sinus, kotak (square), dan gergaji (triangle) berfrekuensi
1 Hz sampai 2 MHz (Nonoh Siti Aminah, 2012: 119). Meskipun demikian, pada
percobaan pemantulan gelombang bunyi menggunakan IC XR2206CP sebagai
generator fungsi tidak menggunakan tampilan bentuk gelombang. Rangkaian
generator fungsi akan disambungkan pada speaker sebagai pengatur ubahan
frekuensi dan volume agar dapat diatur secara manual oleh praktikan.
Adapun bentuk fisik dari IC XR2206 ditunjukkan oleh Gambar 2.4
berikut:
Gambar 2.4 Bentuk Fisik IC XR2206CP
(http://ampslab.com/trans_x22.htm)
Gambar 2.5 Blok Diagram IC XR2206 (Nonoh Siti Aminah,
2012: 123)
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
12
Gambar 2.5 menjelaskan tentang blok rangkaian IC XR2206. Ada empat
blok rangkaian IC XR2206, yaitu: Voltage Control Oscillator (VCO), saklar arus
(Current Switches), pengali analog dan pembentuk gelombang sinus (Multiplier
and Sine Shaper). IC XR2206 juga memilik penyangga (buffer) yang diberi
symbol +1 dan dihubungkan pada pin no.2. Buffer berguna untuk melakukan
penguatan sinyal sebelum diumpankan ke rangkaian tujuannya.
IC XR2206 terdiri dari 16 pin dengan fungsi masing-masing. Fungsi
masing-masing pin IC XR2206 ditunjukkan oleh Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Keterangan Pin XR2206
Pin Simbol
Type Keterangan
1
AMSI
I
Amplitude Modulating Signal Input
2
STO
O
Sine and Triangle Wave Output
3
MO
O
Multiplier Output
4
Vcc
-
Positive Power Supply
5
TC1
I
Timing Capacitor Input
6
TC2
I
Timing Capacitor Input
7
TR1
O
Timing Resistor 1 Output
8
TR2
O
Timing Resistor 2 Output
9
FSKI
I
Frequency Shift Keying Input
10
BIAS
Internal Voltage Reference
11
SYNCO
Sync Output
12
GND
-
Ground Pin
13
WAVE1
I
Wave From Adjust Input 1
14
WAVE2
I
Wave From Adjust Input 2
15
SYMA1
I
Wave Symetry Adjust 1
16
SYMA2
I
Wave Symetry Adjust 2
(Eddy Nurraharjo, 2013: 25)
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
13
Rangkaian IC XR2206 memiliki prinsip kerja sebagai berikut: VCO
menghasilkan sinyal dengan frekuensi yang sebanding dengan arus masukan yang
diatur oleh tahanan dari terminal pewaktu ke ground (Eddy Nurraharjo, 2013: 25).
Voltage-Controlled Oscillator (VCO) adalah sebuah osilator tegangan
terkendali yang dapat menghasilkan frekuensi secara proposional ke sebuah arus
masukan (Joko Sunardi, dkk., 2006: 266). VCO merupakan rangkaian osilator
elektronik yang menghasilkan osilasi terkontrol tegangan. Tegangan pengontrol
dari rangkaian ini berupa tegangan DC. Pemberian tegangan ini sebagai
pengontrol dari frekuensi yang dihasilkan. Artinya sebuah VCO akan
menghasilkan frekuensi berbeda jika tegangan DC yang diinputkan berbeda pula.
E. Alat Pemantulan Gelombang Bunyi Menggunakan IC XR2206CP
sebagai Generator Fungsi
Alat percobaan pemantulan gelombang bunyi menggunakan IC
XR2206CP sebagai generator fungsi merupakan alat percobaan yang dibuat
dengan tujuan untuk menjelaskan hukum Snellius tentang pemantulan gelombang.
Hukum Snellius tentang pemantulan gelombang menjelaskan bahwa sudut datang
sama dengan sudut pantul
. Alat percobaan pemantulan gelombang
bunyi terdiri dari tiga bagian utama, yaitu: rangkaian papan percobaan pemantulan
gelombang bunyi, rangkaian sistem sumber bunyi, dan rangkaian penerima bunyi.
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
14
Gambar 2.6 Alat Percobaan Pemantulan Gelombang Bunyi
Menggunakan IC XR2206CP sebagai Generator
Fungsi
1. Rangkaian Papan Percobaan Pemantulan Gelombang Bunyi
Rangkaian papan percobaan pemantulan gelombang bunyi terdiri dari
papan dasar percobaan yang terbuat dari acrylic, dinding pemantul yang
terbuat dari gypsum board, busur derajat, dan dua buah pipa paralon.
Papan dasar percobaan yang dilengkapi busur derajat berfungsi untuk
memposisikan pipa paralon, sehingga besar sudut datang dan sudut pantul
dapat diamati oleh praktikan. Pipa paralon 1 akan dihubungkan dengan
sumber bunyi (transmitter) dan pipa paralon 2 dihubungkan dengan penerima
bunyi (receiver).
Gypsum board dipilih sebagai dinding pemantul karena merupakan
salah satu bahan pemantul bunyi (reflector). Bahan pemantul bunyi
(refelektor) adalah material yang bersifat memantulkan sebagian besar energi
bunyi yang datang padanya. Ciri utama bahan pemantul adalah secara fisik
permukaan bahan keras dan arah pemantulannya spekular (mengikuti kaidah
hukum Snellius) (Nur R. Syamsiyah, dkk., 2014: 68).
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
15
2. Rangkaian Sistem Sumber Bunyi
Sistem sumber bunyi terdiri dari rangkaian generator fungsi dengan
penguat (amplifier) dan catu daya yang dihubungkan dengan speaker sebagai
sumber bunyi. Generator fungsi merupakan suatu instrumen elektronika yang
dapat membangkitkan berbagai bentuk sinyal dengan frekuensi yang dapat
diubah-ubah. Rangkaian sistem sumber bunyi pada proteus ditunjukkan pada
Gambar 2.7.
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
16
Gambar 2.7 Rangkaian Generator Fungsi, Amplifier, dan Catu Daya pada Proteus 8.0
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
17
Rangkaian generator fungsi menggunakan IC XR2206CP sebagai
komponen utama. IC XR2206 terdiri dari empat blok rangkaian yaitu Voltage
Control Oscillator (VCO), saklar arus (Current Switches), pengali analog dan
pembentuk sinus dan sebuah penyangga (buffer). Menurut Budihardja
Murtianta (2012: 49-63), blok VCO akan mendapat catu arus dari blok saklar
arus. Jika arus berubah maka frekuensi juga akan berubah. Besarnya arus
ditentukan dengan hambatan (R3+RV1+RV2) pada pin 7 untuk masukan high .
Nilai frekuensi f ditentukan oleh nilai hambatan Rtotal serta nilai kapasitor C
yang terhubung pin 5 dan 6. Berikut persamaan untuk mendapatkan nilai
frekuensi f:
( 2.4)
Misalnya, jika nilai kapasitor C = 10 μF, dengan nilai R3 = 1 KΩ,
RV1 = 100 KΩ, dan RV2 = 10 KΩ, maka akan diperoleh nilai Rmin = 1 KΩ dan
Rmaks = 111 KΩ, sehingga besar frekuensi adalah:
a. Pada Rmin = 1 KΩ
b. Pada Rmaks = 111 KΩ
Jadi, melalui saklar 1 atau kapasitor C1 = 10 μF akan diperoleh rentang
frekuensi dari 1Hz – 100 Hz.
Pada rangkaian generator fungsi yang digunakan untuk percobaan
pemantulan gelombang bunyi dibuat empat saklar dengan variasi nilai
kapasitor, yaitu 10 μF, 1 μF, 100 nF, dan 100 pF. Frekuensi keluaran pada
percobaan diatur pada rentang 20 KHz – 1 MHz, disesuaikan dengan speaker
(sumber bunyi) yang digunakan yakni speaker 25 kHz. Rangkaian generator
fungsi pada percobaan pemantulan gelombang bunyi tidak digunakan untuk
mengamati bentuk sinyal gelombang, tetapi untuk mengatur ubahan frekuensi
dan volume pada speaker yang disesuaikan dengan kebutuhan percobaan.
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
18
Pasangan resistor RV3, R2, dan R3 pada Gambar 2.8 digunakan untuk
pengaturan volume output.
Gambar 2.8 Ubahan Frekuensi dan Volume pada Generator
Fungsi
Rangkaian sistem sumber bunyi menggunakan penguat daya
(amplifier) yang akan menguatkan signal suara sehingga memiliki output yang
lebih kuat. Penguat daya mengunakan IC NE5534 Op-Amp yang diperkuat
dengan transistor komplementer BD438 dan BD437 sebagai penguat dan
penyesuai impedansi output XR2206CP jika akan dihubungkan dengan
speaker. Rangkaian Amplifier IC NE5534 menggunakan sumber tegangan
double ended ±12 volt DC dan merupakan penguat dengan kemampuan low
noise (berderau rendah) dan low distortion (penyimpangan rendah) yang baik
sebagai penguat mini.
Catu daya pada rangkaian menggunakan trafo step down untuk
menurunkan tegangan dari 220 volt AC menjadi
12 volt AC, kemudian
disearahkan menggunakan dioda jembatan (bridge) untuk mendapatkan
tengangan DC murni, kemudian diperhalus menggunakan kapasitor 1000
/25V. Keluaran catu daya terdiri dari ±12 volt DC untuk sumber amplifier,
+10 volt DC untuk sumber pembangki pulsa, dan 0 volt (GND).
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
19
Sumber bunyi pada alat percobaan pemantulan gelombang bunyi
menggunakan speaker 25 kHz. Speaker atau pengeras suara adalah transduser
yang mengubah sinyal elektrik ke frekuensi audio (suara). Speaker akan
menghasilkan bunyi sesuai besar amplitudo dan volume yang diatur oleh
praktikan.
3. Rangkaian Penerima Bunyi
Rangkaian penerima bunyi terdiri dari speaker, amplifier, dan VU
meter. Speaker berfungsi sebagai penangkap bunyi (receiver). Bunyi yang
ditangkap melalui speaker akan diperkuat oleh Amplifier TDA 2006. TDA
2006 merupakan penguat kelas AB yang memiliki karakteristik dasar
gabungan dari amplifier kelas A dan amplifier kelas B. Amplifier kelas AB
memiliki efisiensi daya penguatan sinyal (±60%) dengan kualitas sinyal audio
yang baik dan merupakan penguat sinyal low distortion (distorsi rendah).
(a)
(b)
Gambar 2.9 (a) Rangkaian Amplifier Penerima Bunyi;
(b) Bentuk Fisik Rangkaian Penerima Bunyi
Rangkaian penerima bunyi dihubungkan dengan VU (Volume Unit)
meter. VU meter merupakan alat penunjuk besar / kecilnya sinyal audio yang
keluar dari perangkat audio. VU meter yang digunakan pada rangkaian
penerima bunyi merupakan VU meter analog, sehingga untuk untuk
mengidentifikasi bunyi pantul menggunakan penyimpangan jarum yang
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
20
terdapat pada VU meter. Jika penyimpangan jarum maksimum, maka akan
diperoleh bunyi pantul maksimal untuk menentukan besar sudut pantul.
F. Prinsip Kerja Alat Percobaan Pemantulan Gelombang Bunyi
Menggunakan IC XR2206CP sebagai Genarator Fungsi
Prinsip kerja alat percobaan pemantulan gelombang bunyi menggunakan
IC XR2206CP sebagai generator fungsi sesuai dengan prinsip pemantulan
gelombang yang mengikuti hukum Snellius dengan sumber bunyi yang
dimodifikasi menggunakan rangkaian generator fungsi. Menurut hukum Snellius,
bunyi yang datang, bunyi yang dipantulkan, dan garis normal selalu terletak pada
satu bidang pantul. Garis normal adalah garis yang ditarik tegak lurus pada bidang
pantul. Selain itu, hukum Snellius juga menyatakan bahwa sudut datang
dengan sudut pantul
sama
.
Prinsip kerja alat percobaan pemantulan gelombang bunyi yakni speaker
(sumber bunyi) yang bergetar akan menghasilkan gelombang bunyi. Gelombang
bunyi di udara menumbuk permukaan dinding pemantul yang terbuat dari gypsum
board, sehingga gelombang bunyi mengalami pemantulan (refleksi). Speaker
(sumber bunyi) yang dihubungkan dengan pipa paralon 1 akan menghasilkan
bunyi datang sesuai dengan besar frekuensi, amplitudo, dan volume yang
ditentukan oleh praktikan. Posisi pipa paralon 1 disesuaikan dengan besar sudut
datang (sudut yang dibentuk oleh garis normal dengan pipa paralon 1) yang diatur
secara manual oleh praktikan. Misalnya praktikan menentukan besar sudut datang
adalah 15o, maka pipa paralon diletakkan pada sudut 15o dari garis normal.
Selanjutnya, pipa paralon 2 yang telah dihubungkan dengan speaker penerima
bunyi diarahkan pada sisi berlawanan dengan pipa paralon 1 kemudian digesergeser posisinya untuk menemukan bunyi pantulan. Bunyi pantulan dapat
diidentifikasi menggunakan VU meter yang telah diatur sensitivitasnya oleh
praktikan. Jarum pada VU meter akan mengalami penyimpangan maksimal
apabila bunyi pantul teridentifikasi. Apabila bunyi pantul telah teridentifikasi,
maka pipa paralon berhenti digeser dan diamati besar sudut yang dibentuk oleh
garis normal dengan pipa paralon 2. Besar sudut yang dibentuk antara garis
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
21
normal dengan pipa paralon 2 merupakan sudut pantul. Setelah diperoleh besar
bunyi pantul, maka dapat dianalisis hubungan antara sudut datang dan sudut
pantul yang mengacu pada prinsip dasar percobaan, yakni menggunakan hukum
Snellius tentang pemantulan gelombang.
G. Analisis Hubungan Sudut Datang dan Sudut Pantul pada Percobaan
Pemantulan Gelombang Bunyi Menggunakan IC XR2206CP sebagai
Generator Fungsi
Analisis hubungan sudut datang dan sudut pantul menggunakan
perhitungan dengan persamaan regresi linear sederhana yakni Y = a + bX.
Analisis regresi merupakan bagian dari statistika yang bertujuan untuk
menentukan ada tidaknya relasi (hubungan) antara dua atau lebih variabel yang
dinyatakan dalam bentuk persamaan matematika. Tujuan analisis regresi adalah
menentukan model statistik (dalam bentuk formula matematik) yang dapat dipakai
untuk memprediksi nilai-nilai variabel terikat berdasarkan nila-nilai variabel
bebas (Budiyono, 2013: 251).
Pada percobaan pemantulan gelombang bunyi diambil 12 data percobaan
berupa besar sudut datang dan sudut pantul sebagai data berpasangan. Analisis
data menggunakan perhitungan dengan persamaan regresi linear sederhana
bertujuan untuk menguji hubungan antara sudut datang dan sudut pantul
berdasarkan data pengamatan, sehingga akan diketahui ada tidaknya hubungan
antara keduanya.
Berdasarkan hasil pengamatan dari percobaan menggunakan alat
percobaan pemantulan gelombang bunyi menggunakan IC XR2206CP sebagai
sumber bunyi diperoleh data sebagai berikut :
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
22
Tabel 2.2 Data Pengamatan Hubungan antara Sudut Datang dan Sudut
Pantul
Sudut datang
Sudut pantul
(o)
(o)
1.
15
16
2.
20
19
3.
25
23
4.
30
31
5.
35
37
6.
40
41
7.
45
45
8.
50
49
9.
55
55
10.
60
60
11.
65
66
12.
70
67
No.
Pada percobaan pemantulan gelombang bunyi menggunakan IC
XR2206CP, sudut datang merupakan variabel bebas, sedangkan sudut pantul
merupakan variabel terikat.
Jika diperhatikan besar sudut pantul pada Tabel 2.2, besarnya tidak sama
persis dengan sudut datangnya. Besar sudut pantul yang teramati terkadang naik
dan terkadang turun. Besar sudut pantul yang naik turun diakibatkan karena
frekuensi dan level suara yang berubah – ubah, khususnya ketika percobaan tidak
dilakukan pada ruang kedap suara. Apabila percobaan tidak dilakukan pada ruang
kedap suara, kemungkinan frekuensi dan level suara berubah – ubah akan semakin
besar, sebab terganggu oleh suara lain dari lingkungan (bukan hanya bunyi yang
berasal dari speaker sumber bunyi).
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
23
Data sudut datang dan sudut pantul selanjutnya dianalisis menggunakan
perhitungan dengan persamaan regresi linear sederhana untuk mengamati
hubungan sudut datang dan sudut pantul.
Persamaan regresi linear sederhana yakni Y = a + bX, dengan Y adalah
variabel dependen, a adalah konstanta, b adalah koefisien regresi, dan X adalah
variabel independen. Pada analisis data percobaan pemantulan gelombang bunyi
menggunakan IC XR2206CP, sudut datang dan sudut pantul sama apabila
perbandingan antara besar sudut pantul dan sudut datang adalah 1, sehingga
analisis menggunakan persamaan regresi linear sederhana Y = a + bX akan sesuai
jika b mendekati 1 dan c mendekati 0.
No.
Tabel 2.3 Sudut Datang sebagai Variabel Independen (X) dan Sudut Pantul
sebagai Variabel Dependen (Y)
X
Y
X2
Y2
XY
(Sudut Datang) (Sudut Pantul)
1
15
16
225
256
240
2
20
19
400
361
380
3
25
23
625
529
575
4
30
31
900
961
930
5
35
37
1225
1369
1295
6
40
41
1600
1681
1640
7
45
45
2025
2025
2025
8
50
49
2500
2401
2450
9
55
55
3025
3025
3025
10
60
60
3600
3600
3600
11
65
66
4225
4356
4290
12
70
67
4900
4489
4690
n = 12
∑X = 510
∑Y = 509
∑X2 =25.250
∑Y2 = 25.053
∑XY = 25.140
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
24
Hasil
analisis
data
percobaan
pemantulan
gelombang
bunyi
menggunakan IC XR2206CP sebagai generator fungsi adalah sebagai berikut:
∑
(∑ )
∑
∑
∑
∑
∑
∑
∑
∑
∑
Hasil analisis data menjelakan besarnya gradien garis atau perbandingan
besar sudut pantul dan sudut datang adalah 0,981. Hasil perbandingan yang
diperoleh dari perhitungan mendekati nilai perbandingan sudut pantul dengan
sudut datang secara teori, yakni
. Konstanta regresi adalah 0,719 mendekati
0. Besarnya standar error atau kesalahan standar melalui perhitungan (terlampir)
adalah 0,416.
Dari hasil analisis data percobaan menggunakan persamaan regresi linear
sederhana diperoleh bahwa terdapat hubungan antara sudut datang dan susut
pantul, yakni besar sudut datang dan sudut pantul dari hasil percobaan hampir
sama jika diamati melalui besar perbandingan keduanya, sehingga dapat
disimpulkan bahwa sudut datang sama dengan sudut pantul
. Hubungan
antara sudut datang dan sudut pantul pada percobaan pemantulan gelombang
bunyi menggunakan IC XR2206CP sebagai generator fungsi sesuai dengan
Hukum Snellius tentang pemantulan yang menjelaskan bahwa sudut datang sama
dengan sudut pantul
.
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
25
Gambar 2.10 Hukum Pantulan (Giancoli, 1996: 391)
Hubungan antara sudut datang dan sudut pantul ditunjukkan oleh grafik
Ms.Excel pada Gambar 2.11.
Grafik Hubungan antara Sudut Pantul dengan Sudut
Datang
80
y = 0.981x + 0.719
R² = 0.993
70
Sudut Pantul (o)
60
50
40
30
20
10
0
0
20
40
Sudut Datang (o)
60
80
Gambar 2.11 Grafik Hubungan antara Sudut Pantul dengan
Sudut Datang
Hubungan sudut datang dan sudut pantul telah memenuhi hukum
Snellius tentang pemantulan, meskipun jika diperhatikan data pengamatan pada
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
26
Tabel 2.2 menunjukkan bahwa besar sudut datang dan sudut pantul dari 12 data
yang diambil tidak sama persis. Ada beberapa faktor yang menyebabkan besar
sudut pantul dan sudut datang tidak sama persis, antara lain:
1. VU meter memiliki sensitivitas tinggi, sehingga dapat menangkap bunyi yang
ada di lingkungan. Oleh karena itu, pecobaan pemantulan bunyi menggunakan
alat yang telah dimodifikasi dengan IC XR2206CP sebagai generator fungsi
sebaiknya dilakukan dalam keadaan hening agar bunyi yang teridentifikasi
oleh VU meter hanya bunyi yang berasal dari speaker (sumber bunyi).
2. Pengukuran sudut datang dan sudut pantul cukup sulit karena bentuk pipa
paralon silinder, sehingga perlu ketelitian dalam mengukur sudut yang
dibentuk antara garis normal dengan masing-masing pipa paralon agar
diperoleh data yang akurat.
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan yang telah dituliskan, dapat ditarik beberapa
kesimpulan sebagai berikut :
1.
Hubungan sudut datang dan sudut pantul pada percobaan pemantulan
gelombang bunyi menggunakan IC XR2206CP sebagai generator fungsi
setelah dianalisis menggunakan perhitungan dengan persamaan regresi linear
sederhana diperoleh hasil bahwa terdapat hubungan hubungan antara sudut
datang dan sudut pantul. Besar perbandingan sudut pantul dengan sudut
datang yang diperoleh melalui perhitungan adalah 0,981 mendekati nilai
, sehingga dapat disimpulkan bahwa
perbandingan secara teori yakni
sudut datang sama dengan sudut pantul
2.
.
Hasil analisis hubungan sudut datang dan sudut pantul menjelaskan bahwa
sudut datang sama dengan sudut pantul. Hal ini menunjukkan bahwa
hubungan sudut datang dan sudut pantul pada percobaan pemantulan bunyi
menggunakan IC XR2206CP sebagai generator fungsi sesuai atau memenuhi
hukum Snellius tentang pemantulan. Hukum Snellius tentang pemantulan
menjelaskan bahwa sudut datang sama dengan sudut pantul
.
B. Saran
1. Percobaan menggunakan alat percobaan pemantulan gelombang bunyi yang
telah dimodifikasi dengan rangkaian generator fungsi sebaiknya dilakukan
dalam keadaan hening, agar tidak ada bunyi lain dari lingkungan yang
teridentifikasi oleh VU meter sehingga data pengamatan akan lebih akurat.
Data pengamatan yang lebih akurat akan berpengaruh pada hasil analisis
hubungan sudut datang dan sudut pantul pada percobaan pemantulan dan akan
berpengaruh pula pada penemuan konsep pemantulan gelombang bunyi serta
kesesuaian hasil percobaan dengan hukum Snellius.
27
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
28
2. Praktikan perlu memperhatikan prosedur percobaan dan lebih teliti dalam
mengamati besar sudut datang dan sudut pantul, agar tidak terjadi kesalahan
dalam pengambilan data. Perlu diperhatikan bahwa sudut datang adalah sudut
yang dibentuk antara garis normal dengan pipa paralon 1 yang dihubungkan
dengan sumber bunyi, sedangkan sudut pantul adalah sudut yang dibentuk
antara garis normal dengan pipa paralon 2 yang dihubungkan dengan
penerima bunyi.
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
DAFTAR PUSTAKA
Budihardja Murtianta. (2012). Frequency Hopping Spread Spectrum Transmitter
dengan Pseudo Noise Code. Techné Jurnal Ilmiah Elektroteknika, 10 (1),
49-63.
Budiyono. 2013. Statistika untuk Penelitian. Surakarta: UNS Press.
Cromer, Alan H. (1994). Fisika untuk Ilmu-ilmu Hayati Edisi Kedua. Yogyakarta:
Gajah Mada University Press.
Depdiknas. (2006). Standar Kompetensi Mata Pelajaran Fisika. Jakarta:
Balitbang Depdiknas.
Djamarah, Bahri, S., & Zain, S.(2006). Strategi Belajar Mengajar. Jakarta:
Rineka Cipta.
Eddy Nurraharjo. (2013). Rangkaian Pembangkit Gelombang dengan
Menggunakan IC XR-2206. Jurnal Teknologi Informasi DINAMIK, 18
(1), 24-29.
Gabriel, J. F. (2001). Fisika Lingkungan. Jakarta: Hipokrates.
Giancoli, Douglas C. (1996). Fisika Dasar Edisi Keempat. Jakarta: Erlangga.
Halliday & Resnick. (1999). Fisika Jilid 2 Edisi 3 (Terjemahan). Jakarta:
Erlangga.
Haryono, Huboyo dan Sri, Sumiyati. (2008). Buku Ajar Pengendalian Bising dan
Bau. Semarang: Universitas Diponegoro.
Henry G, Kuswanto, dan Tuti Hartiningsi. (2009). IPA 2 : untuk SMP/MTs Kelas
VIII. Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.
Lamijan. (1997). Evaluasi Hasil Belajar. Surabaya: Unipress IKIP Surabaya.
Maskoeri, Jasin. (2009). Ilmu Alamiah Dasar. Jakarta: Rajawali Pers.
Nonoh, Siti Aminah. (2012). Implementasi IC XR2206CP sebagai Generator
Fungsi untuk Alat Uji Pendengaran. Politeknologi, 11 (2), 119-127.
Nur, R. Syamsiyah, dkk. (2014). Kualitas Akustik Ruang Pada Masjid Berkarakter
Opening Wall Design. Simposium Nasional RAPI XIII, A-68.
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
Saeful, Karim, dkk. (2008). Belajar IPA: Membuka Cakrawala Alam Sekitar 2
untuk Kelas VIII/ SMP/MTs. Jakarta: Pusat Perbukuan,Departemen
Pendidikan Nasional.
Serway & Jewett. (2014). Fisika untuk Sains dan Teknik Jilid 1 Edisi 6. Jakarta:
Salemba Teknika.
Tipler, Paul A. (1998). Fisika untuk Sains dan Teknik Jilid 1. Jakarta: Erlangga.
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
Lampiran 1
Hasil Perhitungan Standar Error atau Kesalahan Standar pada Beda Sudut
Datang dan Sudut Pantul
Sudut Datang
Sudut Pantul
d2
d=
No.
(o)
(o )
1
15
16
-1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
19
23
31
37
41
45
49
55
60
66
67
1
2
-1
-2
-1
0
1
0
0
-1
3
1
4
1
4
1
0
1
0
0
1
9
∑
n = 12
∑
1. Menghitung standar deviasi atau simpangan baku dari data berpasangan
√∑
∑
√
2. Menghitung standar error atau kesalahan standar data berpasangan
√
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ
√
ǁǁǁ͘
ƉĂŬ
ŐƵƌƵĨŝƐŝŬ
Ă͘
ĐŽŵ