Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Penelitian Penyebar Akustik Larik Semicylinderdengan Jangkauan Frekuensi 493Hz - 5000Hz

Penelitian Penyebar Akustik Larik Semicylinder
dengan Jangkauan Frekuensi 493Hz - 5000Hz

Oleh
Estya Kusuma Sari
NIM : 6120050038

Skripsi ini untuk melengkapi syarat-syarat memperoleh
Gelar Sarjana Teknik
dalam
Konsentrasi Teknik Telekomunikasi

FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER
UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA
SALATIGA
Oktober 2011

Penelitian Penyebar Akustik Larik Semicylinder
dengan Jangkauan Frekuensi 493 Hz -5000 Hz
Disusun Oleh
Estya Kusuma Sari

NIM : 612005038

Skripsi ini telah diterima dan disahkan
sebagai salah satu persyaratan guna mencapai
SARJANA TEKNIK ELEKTRO
dalam
Konsentrasi Teknik Telekomunikasi

FAKULTAS TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER
UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA
SALATIGA

Disahkan Oleh
Pembimbing I

Pembimbing II

DR. Matias H. W. Budhiantho

F. Dalu Setiaji, MT.


Tgl …………………………

Tgl …………………………

Penelitian Penyebar Akustik Larik Semicylinder
dengan Jangkauan Frekuensi 493 Hz - 5000 Hz
Estya Kusuma Sari
NIM: 612005038

Fakultas Teknik Elektro dan Komputer
Universitas Kristen Satya Wacana
Salatiga
Oktober 2011

Pembimbing:
DR. Matias H. W. Budhiantho
F. Dalu Setiaji, MT.

INTISARI


Pada Tugas akhir ini melakukan penelitian mengenai penyebar akustik larik
semisilinder periodic dengan jangkauan frekuensi sebar 905 Hz – 2263 Hz dan penyebar
akustik larik semicylinder aperiodik yang disusun menggunakan deret bilangan
matematika Quadratic Residue dengan jangkauan frekuensi sebar 493 Hz – 3670 Hz.
Pengukuran penyebar akustik ini meliputi pengukuran tanggapan polar penyebar akustik
menggunakan teknik lapis batas (Boundary Layer Technique) yang berguna untuk
mengetahui tanggapan polar sebaran energi bunyi penyebar akustik larik semisilinder
yang kemudian dilakukan perhitungan matematis untuk mendapatkan koefisien sebar
(d), koefisien hambur (s) yang diamati pada frekuensi 493 Hz – 5000 Hz dan koefisien
serapan bunyi (ߙ௦ ) dari bahan yang digunakan sebagai penyebar akustik. Hasil
pengukuran dan penelitian menunjukkan bahwa tanggapan polar dari penyebar akustik
larik semisilinder periodik menghasilkan sebaran energi bunyi yang besarnya 60 dB
hanya pada sudut penerima tertentu saja, sedangkan bahwa tanggapan polar dari
penyebar akustik larik semisilinder aperiodik menghasilkan sebaran energi bunyi yang
besarnya 60 dB yang merata pada seluruh sudut penerima. Nilai koefisien sebar
penyebar akustik larik semisilinder periodik setelah dinormalisasi berkisar dari 0.65
pada frekuensi 493 Hz dan pada frekuensi 5000 Hz memiliki nilai 0.1, sedangkan
penyebar akustik larik semisilinder aperiodik setelah dinormalisasi berkisar 0.79 pada
frekuensi 493 Hz dan pada frekuensi 5000 Hz nilai koefisien sebarnya adalah 0.5. Dalam

tugas akhir ini juga membahas proses pembuatan penyebar akustik larik semisilinder
periodik dan penyebar akustik larik semisilinder aperiodik.
i

KATA PENGANTAR

Tugas akhir berjudul “Penelitian Penyebar Akustik Larik Semicylinder dengan
Jangkauan Frekuensi 493 Hz – 5000 Hz” ini berisi penelitian tentang penyebar akustik
dengan bentuk geometrik semicylinder yang di susun secara larik. Tugas akhir ini
ditulis dalam rangka menyelesaikan studi di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro
dan Komputer Universitas Satya Wacana.
Setumpuk puji dan syukur penulis haturkan ke hadapan Bapa di surga, Sang Juru
selamat oleh kasih setia Allah, penulis dimampukan untuk menyelesaikan tugas akhir
ini. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah memberikan
segala bentuk bantuan selama pengerjaan tugas akhir ini, antara lain:
1. Bapak DR. Matias H.W. Budhiantho dan Bapak F. Dalu Setiaji, MT. sebagai
pembimbing I dan II yang dengan penuh kesabaran meluangkan waktu untuk
membimbing dan memberikan solusi, serta teguran konstruktif sehingga skripsi ini
dapat terselesaikan.
2. Papi- Go Sien Ming, Mami- Liem Giok Hwa dan saudaraku tercinta Donny Agus

Setiawan, Inti Kusuma Sari dan Andreas Budi Kusuma, sebagai satu kesatuan
keluarga yang selalu mendukung penulis melalui setiap doa dan pergumulan,
dukungan moral.
3. Semua dosen, asisten, karyawan TU dan laboran yang tak dapat disebutkan
namanya satu per satu, secara tulus memberikan bekal ilmu pengetahuan maupun
ilmu praktis, teguran kedisiplinan, didikan hidup yang akan selalu penulis ingat.
4. Untuk Thomas Sonny Arianto yang telah memberikan kasih sayang dan dukungan
penuh dalam penyelesaian tugas akhir ini.

ii

5. Rekan-rekan seperjuangan di kelompok AME (Ncex, Suset, Agung, Shinta, Rossa,
Erisman, Jan Nendisa, Widjie, dan Yenti), sahabat penulis (pi2ng & christin) dan
teman-teman kost yang selalu menghadirkan suasana kebersamaan, saling mengisi
dan menyemangati satu terhadap yang lain. Apapun yang telah terpelajari, waktu
tak terbuang percuma sahabatku.
6. Teman-teman elektro angkatan 2005, rekan sesama asisten, rekan setiap tugas
rancang dan angkatan tua maupun angkatan muda yang mau berkerja sama secara
baik dengan penulis. Terima kasih atas kebersamaan selama ini.


Penulis pun berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi siapapun yang
berkecimpung di bidang ElektroAkustik terlebih khusus Penyebar akustik.

Salatiga, Oktober 2011

Penulis

iii

DAFTAR ISI

Halaman
INTISARI .................................................................................................................. i
KATA PENGANTAR ................................................................................................. ii
DAFTAR ISI ............................................................................................................... iv
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... vi
DAFTAR TABEL ........................................................................................................ ix
BAB I . PENDAHULUAN .......................................................................................... 1
1.1. Latar Belakang Masalah ......................................................................... 1
1.2. Tujuan .................................................................................................... 3

1.3. Batasan Masalah dan Spesifikasi ............................................................ 3
1.4. Sistematika Penulisan ............................................................................. 3
BAB II. KONSEP PENYEBAR AKUSTIK ................................................................. 5
2.1. Konsep Dasar Penyebar Akustik............................................................. 6
2.2. Deret Bilangan Quadratic Residue ......................................................... 13
2.3. Pengukuran Tanggapan Polar ................................................................. 16
2.4. Koefisien Sebar (diffusion = d) ............................................................... 21
2.5. Koefisien Hambur (s) ............................................................................. 24
2.6. Koefisien serapan bunyi (ߙ௦ ) .................................................................. 25
BAB III . PENGUKURAN PENYEBAR AKUSTIK LARIK SEMISILINDER .......... 27
3.1. Perangkat Ukur Penyebar Akustik ........................................................... 28
3.2. Pengukuran Tanggapan Polar Penyebar Akustik ...................................... 36
3.3. Proses Pembuatan Penyebar Akustik Larik Semisilinder ......................... 40
3.3.1. Penyebar Akustik Semisilinder Periodik ...................................... 40
iv

3.3.2. Penyebar Akustik Larik Semisilinder Aperiodik........................... 43

BAB IV . HASIL PENGUKURAN DAN ANALISIS PENELITIAN .......................... 49
4.1. Hasil dan Analisa Pengukuran Tanggapan Polar ..................................... 50

4.2. Hasil Perhitungan Koefisien Sebar (d) .................................................... 56
4.3. Hasil Perhitungan Koefisien Hambur (s) ………………………………..59
4.4. Hasil Perhitungan Koefisien Serapan Bunyi ........................................... 61
BAB V . KESIMPULAN DAN SARAN

......................................................63

5.1. Kesimpulan ............................................................................................ 63
5.2. Saran ...................................................................................................... 65
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................. 66
LAMPIRAN A GAMBAR HASIL PENGUKURAN ...................................................
LAMPIRAN B KODE PROGRAM ............................................................................

v

DAFTAR GAMBAR

Halaman
Gambar 2.1


Penyebar Akustik Permukaan Kasar Acak ……………………………. 7

Gambar 2.2

Penyebar Akustik Permukaan Bidang Datar …………………………. 7

Gambar 2.3

Penampang Penyebar Akustik Geometrik Sederhana …………...…..... 8

Gambar 2.4

Penyebar Akustik Semisilinder ……………….………………………. 9

Gambar 2.5

Penyebar Akustik Larik Semisilinder Periodik……………………… 10

Gambar 2.6


Tanggapan Frekuensi Penyebar Akustik Semisilinder………………… 11

Gambar 2.7

Tanggapan Frekuensi Penyebar Akustik Semisilinder Dengan
Susunan Ukuran Semisilinder Acak………………………………….

12

Gambar 2.8

Penyebar Akustik Menggunakan Teori Bilangan MLS ……………… 13

Gambar 2.9

Penampang Lintang Penyebar Akustik QRD N=7……………………

Gambar 2.10

Sistem Pengukuran Sebaran Bunyi Penyebar Akustik Bidang Tunggal.. 16


Gambar 2.11

Sistem Pengukuran Sebaran Bunyi Penyebar Akustik Bidang

15

Hemispherical…………………………………………………….......... 17
Gambar 2.12

Geometri Dari Daerah Bebas Pantulan Teknik Lapis Batas…………… 18

Gambar 2.13

Proses Reduksi Data Untuk Mengambil Tanggapan Impuls Dari
Penyebar Akustik Yang Diuji Pada Sudut Pengamatan Tertentu ……... 19

Gambar 2.14

Koefisien Sebar Dari 4 Produk Penyebar Akustik Komersil. Atas
(a) Tanpa Normalisasi; Bawah (b) Dinormalisasi. Garis ……………… 22

Gambar 2.15

Skema Gambar Dari Bunyi Pantul Specular Dan Bunyi Pantul
Terhambur ……………………………………………………………... 24

Gambar 3.1

Tanggapan Frekuensi ECM8000 ..............................................………….29

Gambar 3.2

Pola Penangkapan Bunyi ECM8000....................................……………..29

vi

Gambar 3.3

Gaftar Alir Program Matlab …………………………………………… 33

Gambar 3.4

Tanggapan Impuls h1(t)Pada Perangkat Lunak Matlab 7.8.0…………… 34

Gambar 3.5

Tanggapan Impuls h2(t) Pada Perangkat Lunak Matlab 7.8.0…………... 34

Gambar 3.6

Tanggapan Impuls h3(t) Pada Perangkat Lunak Matlab 7.8.0………….. .34

Gambar 3.7

Tanggapan Impuls hsl(t) Pada Perangkat Lunak Matlab 7.8.0………….. 35

Gambar 3.8

Lokasi Pengukuran Penyebar Akustik ………………………………… 37

Gambar 3.9

Susunan Perangkat Ukur Dalam Pengukuran Penyebar Akustik ........... 38

Gambar 3.10

Grafik Hasil Pengukuran Penyebar Semisilinder Aperiodik
Pada Sudut Penerima 0˚ Menggunakan ETF 5.x ……………………… 39

Gambar 3.11

Rancangan Penyebar Akustik Semisilinder Larik Periodik .................... 41

Gambar 3.12

Penyebar Akustik Larik Semisilinder Periodik; (a) Tampak Atas;
(b) Tampak Bawah .................................................................................. 42

Gambar 3.13

Rancangan Penyebar Akustik Semisilinder Larik Aperiodik ………….. 44

Gambar 3.14

Penyebar Akustik Larik Semisilinder Aperiodik; (a).Tampak Atas;
(b). Tampak Bawah ………………………………………………….. 47

Gambar 4.1

Tanggapan Polar Penyebar Akustik Larik Semisilinder Periodik(biru);
Tanggapan Polar Penyebar Akustik Larik Semisilinder Aperiodik (merah)
Pada Frekuensi 1000Hz ………………. ………………………………….51

Gambar 4.2

Tanggapan Polar Penyebar Akustik Larik Semisilinder Periodik(biru);
Tanggapan Polar Penyebar Akustik Larik Semisilinder Aperiodik (merah)
Pada Frekuensi 500Hz ………………. …………………………………....51

Gambar 4.3

Tanggapan Polar Penyebar Akustik Larik Semisilinder Periodik(biru);
Tanggapan Polar Penyebar Akustik Larik Semisilinder Aperiodik (merah)
Pada Frekuensi 1000Hz …………. …………………………………....53

vii

Gambar 4.4

Tanggapan Polar Penyebar Akustik Larik Semisilinder Periodik(biru);
Tanggapan Polar Penyebar Akustik Larik Semisilinder Aperiodik (merah)
Pada Frekuensi 2000Hz …………. …………………………………....54

Gambar 4.5

Tanggapan Polar Penyebar Akustik Larik Semisilinder Periodik(biru);
Tanggapan Polar Penyebar Akustik Larik Semisilinder Aperiodik (merah)
Pada Frekuensi 4000Hz …………. …………………………………....55

Gambar 4.6

Tanggapan Polar Penyebar Akustik Larik Semisilinder Periodik(biru);
Tanggapan Polar Penyebar Akustik Larik Semisilinder Aperiodik (merah)
Pada Frekuensi 5000Hz …………. …………………………………....55

Gambar 4.7

Koefisien Sebar (d) Penyebar Akustik Larik Semisilinder Periodik dan
Aperiodik sebelum normalisasi............................................................... 56

Gambar 4.8

Normalisasi Koefisien Sebar (d) Penyebar Akustik Larik
Semisilinder Aperiodik ……………………………………………….. 58

Gambar 4.9

Grafik Koefisien Hambur (s) …………………………………………. 60

viii

DAFTAR TABEL

Halaman
Table 2.1

Tabel Deret Quadratic Residue…………………………………...…14

Tabel 4.1

Koefisien Serapan Bunyi Dari Berbagai Macam Bahan ……………64

ix