PEMODELAN SINTETIK DIFFUSER DENGAN VARIASI STRUKTUR PERMUKAAN
commit to user PEMODELAN SINTETIK DIFFUSER DENGAN VARIASI STRUKTUR PERMUKAAN Disusun oleh : ERNA YUNITA DEVITASARI M0209022 SKRIPSI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA
Desember, 2013 commit to user PEMODELAN SINTETIK DIFFUSER DENGAN VARIASI STRUKTUR PERMUKAAN Disusun oleh : ERNA YUNITA DEVITASARI M0209022 SKRIPSI Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains Fisika FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA Desember, 2013
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi saya yang berjudu
l “ PEMODELAN SINTETIK DIFFUSER DENGAN VARIASI STRUKTUR
PERMUKAAN” adalah karya saya dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi ataupun dipublikasikan oleh orang lain, kecuali telah dituliskan di daftar pustaka skripsi ini.
Surakarta, Desember 2013 ERNA YUNITA DEVITASARI
commit to user
iii commit to user HALAMAN PENGESAHAN
Skripsi dengan judul : PEMODELAN SINTETIK DIFFUSER DENGAN
VARIASI STRUKTUR PERMUKAAN Yang ditulis oleh:
NAMA : ERNA YUNITA DEVITASARI NIM : M0209022
Telah diuji dan dinyatakan lulus oleh dewan penguji pada Hari : Senin Tanggal : 16 Desember 2013
Anggota Tim Penguji : 1. Dr. Agus Supriyanto, S.Si., M.Si ...........................
NIP. 19690826 199903 1 001 2. Dr. Eng. Risa Suryana, S.Si., M.Si ........................... NIP. 19710831 200003 1 005 3. Drs. Iwan Yahya, M.Si ........................... NIP. 19670730 199302 1 001 4. Drs. Harjana, M.Si., Ph.D ........................... NIP. 19590725 198601 1 001
Disahkan oleh Ketua Jurusan Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta
Ahmad Marzuki, S.Si., Ph.D NIP. 19680508 199702 1 001 commit to user MOTTO
Usaha, Kerja keras, Kesabaran, Kesungguhan, Keuletan, Kepercayaan, Doa serta Tawakal maka sesuatu yang dinginkan akan tercapai dan pasti menjadi kenyataan.
“Tuntunlah ilmu pengetahuan itu mulai dari buaian sampai keliang lahat” ( Hadits)
“Bantinglah otak untuk mencari ilmu sebanyak-banyaknya guna mencari rahasia besar yang terkandung di dalam benda besar yang bernama dunia ini, tetapi pasanglah pelita dalam hati sanubari yaitu pelita Kehidupan”
(Al Ghazali) “Ilmu pengetahuan tanpa agama lumpuh, agama tanpa ilmu pengetahuan buta”
( Albert Einstein) “Orang tidak mungkin mencapai tingkat muttaqien, apabila tidak berilmu dan apa guna ilmu apabila tidak dibuktikan dalam perbuatan” (Abu Darda)
“Niscaya Allah akan meninggikan beberapa derajat orang-orang yang beriman diantaramu dan orang-orang yang diberi ilmu pengetahuan beberapa derajat” (Qur’an Al Mujadalah 11)
PERSEMBAHAN
Atas rahmat dan karunia-NYA, karya kecil ini saya persembahkan kepada :
Bapak (Wiyono) dan Ibu (Nursiswati) tercinta dengan segala kekuatan
pengorbananmu yang tak henti-hentinya menyemangatiku, kesabaranmu yang tak ada batasnya, kasih sayangmu yang tiada tandingannya, serta doa yang kau panjatkan terus menerus tanpa lelah untuk putrimu ini….
Kakak (Etik Fitria R.) dan Adik-adikku tersayang ( Febby Bella S. S dan Fahad Damar F.) Thanks so much atas doa-doanya dan memberi semangat aku terus sampai detik ini.
Dosen-dosenku terima kasih telah memberi saya ilmu yang sangat berguna ini
terutama Pak Iwan Yahya dan Pak Harjana terima kasih atas bimbingannya selama ini serta kesabaran anda untuk menuntun saya menjadi yang lebih baik.
Sahabatku Arifatul Chorida, Eki Muqowi, dan Nining Haryanti, Mb Restu, Nina, Mb Dian, Mb zulfa sahabat seperjuanganku di lab iARG terima kasih atas
motivasimu, dan senyuman kalian yang menguatkan aku sampai detik ini.Love you so much…
Eka Budiyanto terima kasih sudah menyemangatiku secara terus menerus dan selalu memberiku motivasi. Teman-temanku Fisika 2009 terima kasih telah meyemangatiku dan menjadi teman serta sahabat yang tak ada duanya. commit to user vii
Penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberikan rahmat, hidayah, inayah, serta karunia-Nya yang tak terhingga berupa kemudahan kepada penulis, sehingga penulis mampu menyelesaikan penelitian dan menulis skripsi dengan judul, “PEMODELAN SINTETIK DIFFUSER DENGAN VARIASI
STRUKTUR PERMUKAAN” ini dengan lancar.
Penelitian ini merupakan bagian dari kajian yang diorientasikan pada pengembangan Sound Diffuser yang merupakan bagian dari skema penelitian di iARG. Pembiayaan penelitian ini didukung dari skema unggulan perguruan tinggi dengan No Kontrak 159a/UN27.11/PN/2013
Dalam penyelesaiaan skripsi ini penulis sampaikan rasa terima kasih kepada:
1. Bapak Drs. Iwan Yahya, M.Si selaku dosen pembimbing satu yang telah memberikan pengarahan dan masukan untuk terselesaikannya skripsi ini.
2. Bapak Drs. Harjana, M.Si., Ph.D selaku dosen pembimbing dua yang selalu mendukung untuk menyelesaikan skripsi ini.
3. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu baik langsung maupun tidak langsung yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan penelitian dan penyusunan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa dalam penyelesaian skripsi ini masih jauh dari kata sempurna, karena itu kritik dan saran yang sifatnya membangun sangat penulis harapkan.
Besar harapan penulis, semoga skripsi ini bermanfaat bagi siapa saja yang membacanya dan bagi dunia ilmu pengetahuan khususnya Fisika Sains dalam bidang akustik. Amin
Mohon maaf apabila dalam penulisan skripsi ini terdapat kata-kata yang kurang berkenan dihati pembaca.
Surakarta, Desember 2013 Erna Yunita Devitasari
commit to user commit to user
PUBLIKASI
Devitasari, Y, E., Chorida A., Muqowi E., Haryanti N., Harjana., dan Yahya I. 2014.
Pengaruh Sisipan Resonator Celah Sempit terhadap Serapan dan Respon Spasial
Quadratic Residue Diffuser. Jurnal Fisika dan Aplikasinya (JFA). Vol. 10,Nmr. 1,
Edisi Januari 2014commit to user
ix
commit to user DAFTAR ISI
8 2.3. Diffuser .............................................................................
16 2.7. Koefisien Hamburan (Scattering) ......................................
13 2.6. Koefisien Serapan .............................................................
11 2.5. Koefisien Refleksi .............................................................
10 2.4.2. Quadratic Residue Diffuser (QRD) .........................
10 2.4.1. Maximum Length Diffuser (MLD) ...........................
9 2.4. Macam-macam Diffuser Schroeder ...................................
4 2.2. Difusi Bunyi .....................................................................
Halaman HALAMAN JUDUL .......................................................................... i HALAMAN PENGESAHAN ............................................................. ii HALAMAN PERNYATAAN ............................................................. iii HALAMAN ABSTRAK ..................................................................... iv HALAMAN ABSTRACT ................................................................... v HALAMAN MOTTO ......................................................................... vi HALAMAN PERSEMBAHAN .......................................................... vii KATA PENGANTAR ........................................................................ viii PUBLIKASI ....................................................................................... ix DAFTAR ISI ...................................................................................... x DAFTAR TABEL .............................................................................. xiii DAFTAR GAMBAR .......................................................................... xiv
4 2.1. Gelombang Bunyi .............................................................
3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA .........................................................
3 1.5. Manfaat ............................................................................
2 1.4. Tujuan Penelitian ..............................................................
2 1.3. Perumusan Masalah ..........................................................
1 1.2. Batasan Masalah ...............................................................
BAB I PENDAHULUAN ................................................................... 1 1.1. Latar Belakang .................................................................
17
2.8. Koefisien Difusi ................................................................
18 2.9. Material Penyerap Bunyi ................................................
18 2.10. Metode Tabung Impedansi Dua Mikrofon ......................
19 2.11. Software AFMG ............................................................
22 BAB III METODOLOGI PENELITIAN .............................................
23 3.1. Waktu dan Tempat Penelitian .........................................
23 3.2. Alat dan Bahan ...............................................................
23 3.3. Metode Penelitian ...........................................................
25 3.3.1. Persiapan Alat dan Bahan .....................................
27 3.3.2. Pembuatan Sampel ................................................
27 3.3.2.1. Pembuatan Elemen Diffuser.......................
27 3.3.2.2. Pembuatan Sintetik Diffuser.......................
28 3.3.3. Set up Alat ............................................................
29 3.3.4. Pengujian Sampel .................................................
30 3.3.5. Record Data Digital dan Display Grafik ................
31
3.3.5.1. Pengujian Menggunakan Tabung Impedansi 2 mikrofon.................................................
31
3.3.5.2. Data yang didapatkan dari simulasi AFMG dan display grafik ......................................
32 3.3.6. Analisa .................................................................
32
3.3.6.1. Hasil dari pengujian menggunakan Tabung Impedansi 2 Mikrofon...............................
33
3.3.6.2. Hasil dari pemodelan sintetik menggunakan software AFMG ........................................
33 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................. 33
4.1. Struktur manual Elemen Diffuser dengan modifikasi resonator celah sempit terbuka dan tertutup .................................... 33
4.1.1. Struktur Elemen Diffuser dengan modifikasi resonator celah sempit terbuka pada n:0 ............................... 34
4.1.2. Struktur Elemen Diffuser dengan modifikasi resonator celah sempit terbuka pada n:2 ...............................
36
commit to user
4.1.3. Struktur Elemen Diffuser dengan modifikasi resonator celah sempit terbuka pada n:4 ................................
38
4.2. Struktur elemen Diffuser dengan variasi permukaan flexible ............................................................................
39
4.3. Hasil dari Simulasi dengan menggunakan software AFMG Reflex versi 10.4.290 RCB ..................................
40
4.3.1. Hasil Model sintetik diffuser dengan kedalaman 4632364 ................................................................
41
4.3.2. Hamburan energi bunyi Elemen Diffuser standar, Modifikasi resonator celah sempit asimetri dan simetri. ............................................................
42
4.3.3. Plot Koefisien scattering dan difusi normal terhadap frekuensi ................................................
46 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...............................................
51 5.1. Kesimpulan ....................................................................
51 5.2. Saran .............................................................................
51 DAFTAR PUSTAKA .........................................................................
51
commit to user
commit to user DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Kedalaman Quadratic Residue Diffuser ...............................................................................12
commit to user DAFTAR GAMBAR
20 Gambar 2.11 Hubungan sinyal masukan dan keluaran .......................
4.3 Koefisien serapan bunyi pada diffuser
36 Gambar
standar dengan diffuser modifikasi resonator celah sempit tertutup dan terbuka di n:2 .................................
4.2 Koefisien serapan bunyi pada diffuser
34 Gambar
4.1 Koefisien serapan bunyi pada sampel diffuser standar dengan diffuser modifikasi resonator celah sempit tertutup dan terbuka pada n:0 .............................
3.4 Sampel diffuser ............................................................ 30 Gambar
29 Gambar
26 Gambar 3.3 Set up tabung impedansi dua mikrofon .........................
25 Gambar 3.2 Diagram alur penelitian ................................................
21 Gambar 3.1 Prosedur penelitian .......................................................
17 Gambar 2.11 Skema tabung impedansi dua mikropon saat nguji sampel .........................................................
Halaman
14 Gambar 2.10 Peristiwa terhamburnya gelombang ..............................
2.9 Perambatan gelombang melalui bidang batas dua Medium .......................................................................
11 Gambar
11 Gambar 2.8 Quadratic Residue Diffuser (QRD) 1D dan 2D .............
10 Gambar 2.7 Maximum Length Diffuser (MLD) 1 D dan 2 D ............
8 Gambar 2.6 Struktur permukaan diffuser .........................................
6 Gambar 2.5 Hubungan antara sudut datang dan pantul .....................
2.4 Pemantulan yang terjadi pada bidang batas cembung, dan cekung ...................................................................
5 Gambar
4 Gambar 2.3 Peristiwa pantulan spekular dan hamburan ...................
4 Gambar 2.2 Sifat bunyi yang mengenai bidang bercelah ..................
Gambar 2.1 Sifat bunyi yang mengenai bidang ................................standar dengan diffuser modifikasi resonator celah
commit to user sempit tertutup dan terbuka di n:4 .................................
38 Gambar 4.4 Perbandingan koefisien serapan bunyi pada DFB_Standart, DFB_Open 8cm, DFB_Open 4cm .......
39 Gambar 4.5 Output model sintetik diffuser .......................................
41 Gambar 4.6 Hasil plot respon spasial dari elemen diffuser standar, modifikasi resonator celah sempit asimetri, dan simetri ...................................................................
42 Gambar 4.7 Grafik hubungan antara nilai koefisien scattering dan koefisien difusi normal terhadap frekuensi dari
software AFMG Reflex ................................................
46
commit to user