Sumber

bunyi

r

R

PERCOBAAN P-1

TINGKAT TEKANAN BUNYI (TTB) FUNGSI JARAK DAN

DIRECTIVITY INDEX

1.1 LATAR BELAKANG

Dalam peristiwa sehari-hari telah diketahui bahwa semakin jauh seseorang dari orang lain

yang memanggilnya, maka semakin lemah suara yang didengarnya. Oleh karena itu bila kita

memanggil orang yang posisinya sangat jauh dari kita, maka kita harus memperkeras suara

kita (berteriak). Ini berarti bahwa tingkat tekanan bunyi semakin berkurang dengan

bertambahnya jarak dari sumbernya. Untuk nilai berapa pengurangan tingkat tekanan bunyi

dengan bertambahnya jarak dari sumber bunyi akan dipelajari pada percobaan ini. Prinsip

pengurangan tingkat tekanan bunyi terhadap jarak ini akan dimanfaatkan untuk merancang

akustik suatu bangunan misalnya masjid dan teater. Selain itu setiap sumber bunyi

mempunyai pola keterarahan yang berbeda-beda. Suatu sumber bunyi titik adalah sumber

bunyi yang ideal yang mempunyai pola keterarahan seperti permukaan bola. Sumber bunyi

yang mempunyai pola keterarahan seperti permukaan bola adalah sumber bunyi yang

mempunyai intensitas yang sama pada jarak yang sama untuk arah (terhadap sumbu sumber

bunyi) yang berbeda. Pada umumnya, setiap sumber bunyi mempunyai intensitas yang tidak

sama pada jarak yang sama dan pada arah sudut yang berbeda.

1.2 TUJUAN

a. Mahasiswa memahami cara menggunakan intrumentasi pengukur bunyi (tingkat

tekanan bunyi)

b. Membuktikan teori bahwa Tingkat Tekanan Bunyi (TTB) akan berkurang 6 dB bila

jarak dari sumber bunyi bertambah menjadi 2 x.

c. Mahasiswa mampu mengetahui pola keterarahan dari speaker.

1.3 TEORI

1.3.1 Teori Tingkat Tekanan Bunyi Fungsi Jarak

Sumber bunyi titik mempunyai pola penyebaran gelombang berbentuk bola, sehingga

intensitas gelombang bunyi dapat dituliskan :

Intensitas,

dengan W = daya bunyi Watt, merupakan karakteristik sumber bunyi

d = jarak, dan 4 d2 adalah luas bola dengan jari-jari d

Untuk jarak r dan R dari sumber bunyi titik, maka titik-titik tersebut terletak pada

permukaan bola dengan jari-jari r dan R, seperti terlihat pada gambar di bawah. Luas masing-

masing bola konsentris tersebut adalah 4 r2

dan 4 R2.

2d 4 I

W

Pada jarak d = r, Tingkat Tekanan Bunyinya = Lpr

Pada jarak d = R, Tingkat Tekanan Bunyinya = LpR

Karena dan maka

Ir dan IR = Intensitas pada jarak r dan R dari sumber.

Dari definisi Tingkat teknan bunyi dan intensitas bunyi pada Bab I, maka dapat ditulis :

dan

maka :

Kalau R = 2r, maka

sehingga

LpR = Lpr - 6 dB

Jadi setiap penambahan dua kali jarak, tingkat tekanan bunyi berkurang sebesar 6 dB, untuk

sumber bunyi yang pola penyebarannya berbentuk bola.

Pengurangan tersebut akan menjadi lebih dari 6 dB bila disekitar sumber bunyi terdapat

rumput-rumputan, semak-semak atau penghalang lainnya.

1.3.2 Teori Keterarahan Bunyi

Loudspeaker merupakan transduser yang berfungsi merubah energi listrik menjadi energi

bunyi. Di dalam perambatannya, loudspeaker memiliki arah penyebaran tertentu. Hal inilah

yang disebut sebagai faktor keterarahan (Q). Faktor keterarahan dari sebuah sumber bunyi

didefinisikan sebagai perbandingan antara intensitas bunyi pada suatu titik berjarak r dari

sumber bunyi dengan intensitas bunyi pada titik tersebut yang dipancarkan oleh sumber titik

dengan daya yang sama. Faktor keterarahan ini dapat dinyatakan sebagai berikut :

Dengan :

Ir = Intensitas bunyi pada jarak r dari sumber bunyi yang diamati.

Ist = Intensitas bunyi yang dipancarkan oleh sumber titik.

Intensitas I di sebuah titik yang berjarak r dari pusat sumber bunyi dalam ruang

bebas ditentukan oleh harga kuadrat tekanan bunyi dan dapat dinyatakan sebagai

2

2

R

r

r

R

I

I

2rr 4

I

W

ref

r

rpI

I log 10 L

ref

R

RpI

I log 10 L

R

r

RprpI

I log 10 L - L

2

2

r

R log 10

r

R log 20 LP - LP Rr

63010,0202log20r

2r log 20 L - L pRpr x

2RR 4

I

W

Dengan :

Ir = Intensitas bunyi pada jarak r dari sumber bunyi

Pr = Tekanan bunyi pada jarak r dari sumber bunyi

r o = Rapat jenis medium

c = Kecepatan rambat bunyi

Jika sumbernya sumber titik, maka di dalam ruang bebas daya akustik total yang

dipancarkan adalah :

Dengan :

Wst = Daya akustik sumber titik

Ist = Intensitas bunyi sumber titik

Banyak sumber bunyi, seperti misalnya pengeras suara (loudspekear) yang tekanannya tidak

tergantung pada sudutf , sehingga dapat digunakan persamaan :

Dengan :

Pac = Tekanan bunyi yang diukur pada jarak r, sudut q = 0° dan sudut f = 0° sebagai acuan.

P(q ,f )= Tekanan bunyi yang diukur pada jarak, sudut q = 0° dan sudut f = 0°

Pada pengukuran yang dilakukan, pengambilan titik ukur tidak kontinu (diskrit), sehingga

faktor keterarahan didapat dengan cara menjumlahkan (secara biasa) tekanan bunyi di titik –

titik dengan sudut n q pada bidang horisontal yang mengelilingi sumber. Oleh karena itu

persamaan diatas menjadi :

Persamaan diatas berlaku untuk sumber bunyi yang mempunyai sifat tidak simetris

terhadap sumbu horisontal. Faktor keterarahannya menjadi :

Dengan :

n Dq = Jarak antara titik pengukuran yang dinyatakan dalam derajad.

180°/q atau 360°/q adalah jumlah pengukuran yang dilakukan.

57,3 adalah konversi dari radian ke derajad. ( 1 radian = 57,2958°).

1.3 ALAT-ALAT YANG DIPERGUNAKAN

a. Sound Level Meter (alat ukur tingkat tekanan bunyi)

b. Roll meter

c. Laptop

d. Speaker aktif

e. Sumber bunyi (berupa file untuk dimainkan di laptop/PC)

f. Busur

1.5 CARA MELAKUKAN PERCOBAAN

1.5.1 Percobaan TTB Fungsi Jarak

a. Rangkai peralatan seperti pada gambar 1.

b. Copilah file ”sumber bunyi.mp3” pada laptop atau PC yang akan digunakan sebagai

percobaan dengan frekuensi 250 Hz, 1000 Hz, dan 4000 Hz.

c. Mainkan file ”sumber bunyi.mp3” pada laptop/PC dengan software Winamp/window

media player/software lainnya, dengan mode looping, sehingga akan berbunyi terus

menerus tanpa henti.

d. Ukur tingkat tekanan bunyi pada jarak 1 meter dari sumber bunyi (speaker aktif)

dengan menggunakan Sound Level Meter (SLM) sebanyak 3 kali pengambilan data.

e. Ulangi langkah di atas untuk jarak 2 meter, 3 meter, 4 meter, 5 meter, 6 meter, 8

meter, 10 meter, 12 meter, dan 16 meter.

Gambar 1 : Rangkaian Peralatan Percobaan P-1

1.5.2 Percobaan Keterarahan Bunyi

a. Mencari medan bebas untuk pengukuran

b. Membuat skema pengukuran seperti gambar 2.

c. Menempatkan speaker di tengah – tengah area pengukuran.

d. Mencatat tingkat tekanan bunyi pada titik – titik di sekeliling sumber bunyi pada jarak

3 m dari sumber bunyi. Dipilih titik - titik berjarak sama setiap selisih sudut 10°.

Gambar 2 : Titik Pengukuran pada Jarak yang Sama dan Sudut Berbeda

Gambar 3 : Untuk ploting hasil pengukuran. Lingkaran paling dalam merupakan nilai TTB

yang terbesar, lingkaran terluar nilai TTB yang terkecil. Garis-garis tengah

garis yang menunjukkan sudut.

TUGAS LAPORAN RESMI

Percobaan TTB Fungsi Jarak

a. Buatlah tabel dan grafik TTB fungsi jarak, mulai jarak 1 m, 2 m, 3 m, dst sampai 16

m. Apakah grafiknya merupakan fungi linier (TTB berbanding lurus dengan jarak) ?

b. Buatlah tabel dan grafik TTB fungsi jarak, untuk jarak 1 m, 2 m, 4 m, 8 m, 16 m, lalu

3 m, 6 m, 12 m, setelah itu 5 m, 10 m. Apakah terbukti bahwa dengan bertambahnya

jarak menjadi 2x, TTB nya berkurang 6 dB, seperti yang tertulis dalam teori. Apakah

penyebabnya ?

Percobaan Keterarahan Bunyi

a. Plotkan data hasil pengukuran pada gambar 3, kemudian buatlah pola keterarahan

dengan cara menghubungkan masing-masing titik hasil plot tersebut !

b. Carilah nilai Q dari speaker tersebut !

c. Simpulkan hasil percobaan saudara !