14

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

Tujuan dari tugas akhir ini adalah melakukan evaluasi kualitas akustik

Auditorium FTI UKSW sebagai ruangan yang multifungsi melalui pengukuran

berbagai parameter-parameter akustik ruangan agar didapatkan informasi yang

jelas dan lengkap mengenai kualitas akustiknya seperti yang ditulis pada bab II.

Pada bab ini penulis akan menjelaskan langkah-langkah pengukuran parameter-

parameter akustik yaitu tingkat bising latar belakang (background noise level) dan

parameter-parameter dalam ISO 3382-2009:2 meliputi reverberation time, early

decay time, clarity, definition dan center time.

Penulis akan menentukan waktu dilakukannya pengukuran berdasarkan

pada waktu kegiatan yang biasa dilaksanakan pada Auditorium FTI, dimana

nantinya akan berpengaruh terhadap tingkat bising latar belakang. Ruangan ini

aktif digunakan pada waktu pagi dan siang hari. Pengukuran ini akan dibagi

dalam 2 tahap, yaitu pengukuran background noise level dan pengukuran

parameter ISO 3382:2009-2.

3.1. Pemilihan Alat-alat Pengukuran

Peralatan yang digunakan untuk mendapatkan hasil pengukuran antara lain

penyuara, amplifier, mikrofon dengan bantuan phantom power, dan sound card.

Software yang digunakan untuk pengeksitasi sinyal yaitu Spectra Lab dan ARTA.

Spectra lab adalah program untuk mengukur tingkat bising latar belakang,

analisa spektrum suara terhadap frekuensi secara real time. Kemudian ARTA

digunakan untuk mengukur parameter ISO 3382-2009:2. ARTA merupakan

sebuah program untuk pengukuran tanggapan impuls ruang, analisis spectrum

secara real time dan pengukuran tanggapan impuls ruang ciptaan Ivo Mateljan.

15

3.2. Penentuan Titik Ukur [10]

Titik pengukuran menurut ISO 3382 jumlah minimum titik yang diukur

berdasarkan kapasitas penonton yaitu 500 penonton dengan titik ukur minimal 6

titik ukur sedangkan Auditorium FTI memiliki kapasitas penonton 498 penonton

dengan volume 2588.85 m3. Berdasarkan syarat tersebut, jumlah minimal titik

ukurnya pada Auditorium FTI yaitu 6 titik namun disini penulis memiliki 25 titik

ukur. Pemilihan ini didasari pada analisa agar setiap area penonton, yaitu bagian

depan, bagian tengah dan bagian belakang dari auditorium dapat terwakili

dengan lebih baik. Penentuan titik pengukuran menggunakan persamaan:

(3.1)

Dimana : V=volume ruangan( ).

c= cepat rambat gelombang bunyi di udara( ).

T= estimasi reverberation time(s).

dmin=jarak antara titik ukur dengan sumber (m).

meter

Dari rumus tersebut didapatkan untuk setiap area penonton sebagai

syarat pengambilan titik sample terdekat dari sumber suara utama.

Untuk jarak antar titik ukur ditentukan oleh ketentuan pengukuran

menggunakan persamaan:

(3.2)

meter

Didapatkan hasilnya titik jarak antar titik ukur harus lebih dari 2.31 meter.

Kemudian juga dipastikan bahwa jarak mikrofon dengan dinding atau permukaan

yang memantul adalah minimal 1m yang sesuai dengan kriteria jarak pemantulan

yang sesuai dengan bakuan ISO 3382. Berdasarkan perhitungan di atas, maka

16

didapatkan denah titik-titik untuk pengukuran parameter karakteristik Auditorium

FTI sebagai berikut:

Gambar 3.1. Denah Peletakan Titik Ukur.

Titik sumber: titik penerima: .

Seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.1 di atas, gambar lingkaran

menggunakan warna biru merupakan titik sumber suara dan titik merah

merupakan titik ukur yang digunakan pada ISO 3382. Ketentuan ketinggian

mikrofon yaitu 1.21 meter dari permukaan memantul ini didasari pada ISO 3382.

17

Titik-titik ukur tersebut memenuhi jarak minimal antar titik ukur sebesar 2.31 m

berdasarkan perhitungan rumus di atas.

3.3. Alat-alat yang digunakan

Perlengkapan yang digunakan untuk melakukan pengukuran ini yaitu

mikrofon, penguat audio , phantom power, speaker, dan kartu bunyi. Alat-alat ini

dipilih oleh penulis untuk mendapatkan data-data yang diperlukan pada penelitian.

3.3.1 Mikrofon

Mikrofon merupakan penangkap isyarat bunyi dan mengubahnya

menjadi besaran-besaran elektrik yang kemudian dioleh menggunakan

software komputer agar mendapatkan hasil yang diinginkan.

Gambar 3.2 Pola Penangkapan Bunyi ECM8000

Untuk melakukan pengukuran ini dengan standar ISO 3382 maka

menggunakan mikrofon dengan pola penerimaan omnidirectional.

Mikrofon yang digunakan yaitu ECM 8000 dari Behringer seperti

ditunjukkan pada gambar 3.2

18

Gambar 3.3 Tanggapan Frekuensi ECM8000

Adapun kemampuan mikrofon ini yaitu memiliki jangkauan

tanggapan frekuensi dari 15Hz sampai dengan 20kHz seperti ditunjukkan

pada gambar 3.3 di atas

Mikrofon ini bertipe electret kondesor dan memiliki impendasi 600

ohm serta memiliki sensitivitas -60dB. Mikrofon ini membutuhkan

tegangan dari luar untuk menguatkan sinyal hasil dari mikrofon agar dapat

diekstrasi oleh software. Catu daya external diberikan oleh phantom

power. Gambar 3.4 di bawah adalah gambar mikrofon yang digunakan

oleh penulis.

Gambar 3.4. Mikrofon ECM 8000.

19

3.3.2 Penguat Audio

Penguat audio atau yang lebih dikenal dengan nama amplifier

bertujuan untuk menguatkan daya sinyal agar dapat menggetarkan

membran speaker karena jika menggunakan daya keluaran dari sumber

line out komputer tidak cukup kuat untuk menggetarkan membran speaker.

Amplifier ini juga digunakan untuk memperkuat suara yang dihasilkan

oleh speaker agar dapat mengabaikan background noise.

Penguat audio yang digunakan yaitu power amplifier XLS 2500

series. Amplifier ini merupakan penguat kelas D dan memiliki unjuk kerja

yang tinggi. Penguat ini bisa menggunakan beberapa mode yaitu stereo

bypass mode, bridge mono mode dan cross over mode.

Spesifikasi Power amplifier XLS 2500 series:

Frekuensi respon: saat 1 watt 20Hz-20kHz,±0dB-1dB.

SNR(Signal to noise rasio): >103dB.

Total Harmonic Distortion:<0.5%

Daya(pengukuran 1kHz) : 2Ω dual (per channel) 775W.

4Ω dual (per channel) 525W.

8Ω dual (per channel) 300W.

8Ω Brigde 1,050W.

4Ω Brigde 1,550W.

Gambar 3.5. Power amplifier XLS 2500 series.

Pada saat melaksanakan pengukuran ini digunakan mode bridge

mono mode dengan konfigurasi masukan dari amplifier akan menerima

sinyal suara dari out line komputer. Kemudian speaker dipasang dengan

cara menggunakan jack audio 6mm dan menghubungkan dengan output 3

pin.

20

Phantom Power adalah penguat sinyal tanpa merubah sinyal aslinya

dengan daya DC.

3.3.3 Penyuara

Speaker digunakan untuk mengeluarkan suara yang memancarkan

segala arah(omnidirectional). Pengukuran ini menggunakan speaker

dodekahedron milik laboratorium AME. Speaker ini mampu menjangkau

dari frekuensi 20Hz sampai 20kHz. Sehingga dapat digunakan sebagai

sebagai penyuara untuk pengukuran. Speaker ini juga memiliki pola

penyebaran sesuai dengan ISO 140.

Hal inilah yang menjadi alasan mengapa speaker ini, yaitu

dodecahedron seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.6 di bawah dipilih,

yaitu karena memiliki pola pancaran ke segala arah dan kemampuan untuk

menjangkau dari frekuensi 63 Hz sampai dengan 8 kHz sesuai dengan

syarat ISO 3382:2009-2.

Gambar 3.6.Penyuara Dodekahedron.

21

3.3.4 Kartu Bunyi

Kartu bunyi yang digunakan yaitu kartu bunyi bawaan dari laptop

yaitu realtek ALC883M. Sebelum digunakan, penulis terlebih dahulu

melakukan kalibrasi pada line in dan out. Cara kalibrasi yang dilakukan

adalah:

Line out

1. Hubungkan voltmeter ke keluaran line out kiri

2. Menekan tombol “generate sine 400Hz”.

3. Masukkan nilai voltmeter yang terbaca pada edit box

4. Tekan tombol “estimate max input mv”

5. Nilai estimasi akan terlihat di kotak box estimasi

6. Jika nilai sesuai dengan yang diinginkan, tekan “accept”

Line in:

1. Atur agar line input kiri dan line input kanan volumenya

maksimum.

2. Hubungkan keluaran kiri dengan masukan kiri

3. Menekan tombol “generate sine 400Hz”, kemudian perhatikan

level input peak meter di bawah. Jika masukan kartu bunyi

terpotong, kecilkan volume inputan

4. Masukkan nilai dari sinyal generator pada edit box

5. Tekan tombol “estimate max input mv”

6. Jika nilai sesuai dengan yang diinginkan, tekan “accept”

22

3.3.5 Susunan Alat Pengukuran

Susunan Peralatan yang digunakan pada saat pengukuran adalah

sebagai berikut

Gambar 3.7 Flowchart Susunan Peralatan Pengukuran

Sinyal eksitasi yang digunakan dalam pengukuran ini yaitu pink noise,

akan dihasilkan oleh software yang digunakan. Pink noise dipilih karena

energi suara rata-ratanya tetap karena meluruh terhadap waktu mendekati nol.

Sinyal ini selanjutnya akan diperkuat oleh power amplifier dan dikeluarkan

melalui speaker dodekahedron. Kemudian suara tadi akan kembali di tangkap

oleh mikrofon, dan diumpankan ke dalam pre-amp dan kemudian dijadikan

masukan oleh phantom power. Sinyal output dari phantom power akan dikirim

ke left input dari sound card laptop pengukuran yang akan di convert menjadi

nilai-nilai tanggapan impuls ruang oleh software.

3.4. Kalibrasi Program SpectraLab dan ARTA

Kedua program ini dikalibrasi agar hasil pengukuran yang didapat dapat

dijamin keakuratannya. Untuk mengkalibrasi program Spectra Lab dan ARTA,

terlebih dahulu penulis melakukan kalibrasi sound level meter. Langkah-

langkahnya adalah sebagai berikut, pertama Sound level meter dinyalakan

kemudian Microphone sound level meter dimasukan kedalam alat kalibrasi lalu

Dodekahedron

23

alat kalibrasi akan mengeluarkan sinyal sebesar 94 dB pada frekuensi 1kHz. Jika

sound level meter tidak menunjukkan angka 94 dB, maka putar baut pengatur

kalibrasi agar menunjukkan angka 94 dB.

Langkah-langkah melakukan kalibrasi alat software SpectraLab adalah

sebagai berikut. Sound level meter yang sudah dikalibrasi dihubungkan dengan

software SpectraLab kemudian Microphone sound level meter dimasukan ke

dalam alat kalibrasi lalu pada software diatur agar pada frekuensi 1kHz harus

menampilkan 94dB.

Langkah-langkah melakukan kalibrasi alat software ARTA adalah sebagai

berikut Sound level meter yang sudah dikalibrasi dihubungkan dengan software

ARTA lalu Microphone sound level meter dimasukan ke dalam alat kalibrasi

kemudian pada software diatur agar pada frekuensi 1kHz harus menampilkan

94dB.

3.5. Pengukuran Background Noise Level

Pengukuran tingkat bising latar belakang dapat dilakukan dengan

menggunakan software SpectraLab sebagai sumber sinyal suara di dalam

ruangan. Tujuan dari pengukuran background noise adalah untuk mengetahui

besarnya noise yang berasal dari sumber yang tidak di inginkan seperti noise

yang berasal dari lingkungan. Untuk mengetahuinya, dilakukan pengukuran

tanpa menggunakan sumber yaitu suara akan di tangkap oleh mikrofon dan

dikuatkan oleh phantom power. Kemudian suara ini akan dioleh spectra lab

dalam bentuk grafik.

Pengukuran background noise level menggunakan mikrofon ECM 8000

sebagai sensor untuk menangkap bunyi yang akan diukur dari suatu kondisi

ruang. Pengambilan sample untuk pengukuran background noise level dilakukan

pada waktu yang telah ditentukan dan dalam kondisi peralatan mekanik dan

elektrikal ruang menyala supaya diperoleh level maksimal. Pengukuran dengan

menggunakan mikrofon ECM 8000 dilakukan pada tiap titik ukur yang telah di

tetapkan. Dari hasil pengukuran background noise level akan diperoleh nilai

24

kriteria kebisingan (Noise Criteria) dan akan digunakan sebagai acuan nilai

kekerasan sumber suara untuk pengukuran tanggapan impuls ruang.

Langkah-langkah pengukuran tingkat bising latar belakang :

1. Pada program Spectra Lab dipilih spectrum analisis.

2. Kemudian klik run maka program akan run.

3. Tunggu 10 detik sehingga hasil diperoleh.

4. Kemudian didapatkan tabel nilai 63Hz-20kHz.

5. Ulangi tahap 1-4 sebanyak 10 kali pada titik yang sama.

6. Lakukan tahap 1-5 pada titik pengukuran lainnya.

Hasil pengukuran tingkat bising latar belakang akan diperoleh nilai kriteria

kebisingan (Noise Criteria) dan akan digunakan sebagai acuan nilai kekerasan

sumber suara untuk pengukuran parameter tanggapan impuls ruang.

3.6. Pengukuran Tanggapan Impuls Ruang

Sedangkan pengukuran parameter-parameter ISO 3382 dapat dilakukan

dengan cara memberikan sinyal eksitasi untuk memperoleh tanggapan impuls

yang akan dihasilkan oleh software ARTA. Sinyal berupa pink noise akan

diperkuat oleh amplifier dan dan dikeluarkan oleh speaker dodekahedron. Pink

noise merupakan sumber suara untuk mengukur tanggapan impuls ruang. Sinyal

suara ini kemudain akan dipantulkan oleh ruangan yang kemudian di tangkap oleh

mikrofon kembali, hasil yang ditangkap mikrofon tersebut kemudian di jadikan

sebagai input bagi phantom power yang akan diteruskan ke software arta. Setelah

mendapatkan tanggapan signal impuls maka diperoleh dalam bentuk tabel nilai-

nilai parameter-parameter dalam ISO 3382.

Pengukuran Respon Impuls Ruang dilakukan untuk mengetahui parameter

akustik berupa waktu dengung (Reverberation Time,RT60), waktu peluruhan

(Early Decay Time,EDT), Definition (D50), Clarity (C50), Clarity (C80), dan waktu

tengah (centre time,TS). Pengukuran respon impuls Auditorium menggunakan

laptop dengan software ARTA yang terhubung dengan power amplifier dan

terhubung dengan speaker omni-directional sebagai sumber dan penerima akan

25

menggunakan laptop dengan software ARTA yang sudah terkoneksi dengan

mikrofon ECM 8000 sebagai sensor penerima. Syarat sumber yaitu minimal 20

dB diatas background noise level tertinggi hal ini menjamin bahwa yang terukur

benar-benar sumber yang dinginkan bukan sumber yang berasal dari bukan

sumber utama atau noise. Sumber pada pengukuran ini menggunakan impuls yang

telah disediakan di software ARTA yaitu pink noise. Untuk setiap parameter akan

dilakukan pengulangan sebanyak 10 kali.

Langkah-langkah pengukuran respon impuls:

1. Pada program software ARTA dipilih impulse response measuring.

2. Kemudian pilih pembangkit sumber yaitu pink noise.

3. Atur kekuatan pink noise sesuai dengan syarat sumber yaitu 20dB diatas

tingkat bising latar belakang tertinggi.

4. Kemudian klik generate.

5. Kemudian didapatkan tabel nilai 63Hz-8kHz.

6. Ulangi tahap 1-4 sebanyak 10 kali pada titik yang sama.

7. Lakukan tahap 1-5 pada titik pengukuran lainnya.