PEMBUATAN KOTAK AKUSTIK KEDAP SUARA YANG …ppi.kim.lipi.go.id/download/prosiding/2016/33. Pembuatan...

13
PEMBUATAN KOTAK AKUSTIK KEDAP SUARA YANG DIGUNAKAN UNTUK KALIBRASI SOUND LEVEL METER Achmad Suandi, Maharani Ratna Palupi, Ninuk Ragil Prasasti 1 Pusat Penelitian Metrologi – LIPI Kompleks PUSPIPTEK Gedung 420, Setu, Tangerang Selatan, 15314 [email protected] INTISARI Selama ini Puslit Metrologi LIPI mengalibrasi sound level meter dengan menggunakan metode medan bebas (free field method), dimana dengan metode tersebut kalibrasi sound level meter harus dilaksanakan di dalam ruang bebas gema (anechoic room) yang berukuran cukup besar, yaitu panjang x lebar x tinggi = (10 x 10 x 10) meter. Dalam penelitian ini telah dibuat sebuah kotak akustik yang kedap suara dengan ukuran cukup kecil yaitu panjang x lebar x tinggi = (0,40 x 0,40 x 0,54) meter. Dimana kotak akustik tersebut akan digunakan untuk mengalibrasi sound level meter dengan metode coupler. Bahan yang digunakan dalam pembuatan kotak akustik terdiri dari komposisi bahan kayu lapis, rockwool dan acoustic foam. Dari hasil karakterisasi akustik menunjukan bahwa kotak akustik tersebut telah menghasilkan nilai koefifisien absorpsi yang si 1 kHz (frekuensi referensi), sedangkan nilai reduksi suara terukur sebesar 38,7 dB. Akan tetapi pada daerah frekuensi rendah (63 Hz dan 125 Hz) daya serap suara yang dihasilkan oleh kotak akustik masih dibawah 50% begitu pula daya redam suaranya masih di bawah 25 dB. Kinerja kotak akustik dapat ditingkatkan pada penelitian yang akan datang, yaitu dengan jalan memperbesar ketebalan rongga udara yang mana di dalam rongga udara tersebut diisi dengan bahan rockwool yang berfungsi sebagai penyerap suara. Kata kunci: Kotak akustik, sound level meter, reduksi suara, koefisien absorpsi ABSTRACT Currently Research Centre of Metrology - LIPI performing calibration of sound level meter by using free field method, where by this method calibration of sound level meter must be conducted inside a large dimension of anechoic room, namely length x wide x high = (10 x 10 x 10) meters. In this research author try to build a high sound insulation acoustic box with relatively small dimension, namely length x wide x high = (0.40 x 0.40 x 0.54) meter. Where this box will be used for calibration of sound level meter by using coupler method. The materials used for constructing acoustic box are the composition of multiplex wood, rockwool and acoustic foam. From acoustical characterization results, showed that acoustic box has performed satisfied sound absorption value, namely at the frequency of 1000 Hz (reference frequency), meanwhile the sound reduction value was found to be 38,7 dB. Nevertheless, in the low frequency region (63 Hz and 125 Hz) the sound absorption value of acoustic box was below than 50 % and sound reduction value was below than 25 dB. However, in the next project the performance of acoustic box can be improved, namely by adding the thickness of cavity, in which rockwools as absorptive materials are installed inside the cavity. Keywords: Acoustic box, sound level meter, sound reduction, absorption coefficient.

Transcript of PEMBUATAN KOTAK AKUSTIK KEDAP SUARA YANG …ppi.kim.lipi.go.id/download/prosiding/2016/33. Pembuatan...

Page 1: PEMBUATAN KOTAK AKUSTIK KEDAP SUARA YANG …ppi.kim.lipi.go.id/download/prosiding/2016/33. Pembuatan Kotak... · Subbidang Metrologi Akustik dan Vibrasi Puslit Metrologi-LIPI, ...

PEMBUATAN KOTAK AKUSTIK KEDAP SUARA YANG

DIGUNAKAN UNTUK KALIBRASI SOUND LEVEL METER

Achmad Suandi, Maharani Ratna Palupi, Ninuk Ragil Prasasti

1Pusat Penelitian Metrologi – LIPI

Kompleks PUSPIPTEK Gedung 420, Setu, Tangerang Selatan, 15314

[email protected]

INTISARI

Selama ini Puslit Metrologi LIPI mengalibrasi sound level meter dengan menggunakan metode medan bebas (free field method), dimana dengan metode tersebut kalibrasi sound level meter harus dilaksanakan di dalam ruang bebas gema (anechoic room) yang berukuran cukup besar, yaitu panjang x lebar x tinggi = (10 x 10 x 10) meter. Dalam penelitian ini telah dibuat sebuah kotak akustik yang kedap suara dengan ukuran cukup kecil yaitu panjang x lebar x tinggi = (0,40 x 0,40 x 0,54) meter. Dimana kotak akustik tersebut akan digunakan untuk mengalibrasi sound level meter dengan metode coupler. Bahan yang digunakan dalam pembuatan kotak akustik terdiri dari komposisi bahan kayu lapis, rockwool dan acoustic foam. Dari hasil karakterisasi akustik menunjukan bahwa kotak akustik tersebut telah menghasilkan nilai koefifisien absorpsi yang

si 1 kHz (frekuensi referensi), sedangkan nilai reduksi suara terukur sebesar 38,7 dB. Akan tetapi pada daerah frekuensi rendah (63 Hz dan 125 Hz) daya serap suara yang dihasilkan oleh kotak akustik masih dibawah 50% begitu pula daya redam suaranya masih di bawah 25 dB. Kinerja kotak akustik dapat ditingkatkan pada penelitian yang akan datang, yaitu dengan jalan memperbesar ketebalan rongga udara yang mana di dalam rongga udara tersebut diisi dengan bahan rockwool yang berfungsi sebagai penyerap suara.

Kata kunci: Kotak akustik, sound level meter, reduksi suara, koefisien absorpsi

ABSTRACT

Currently Research Centre of Metrology - LIPI performing calibration of sound level meter by using free field method, where by this method calibration of sound level meter must be conducted inside a large dimension of anechoic room, namely length x wide x high = (10 x 10 x 10) meters. In this research author try to build a high sound insulation acoustic box with relatively small dimension, namely length x wide x high = (0.40 x 0.40 x 0.54) meter. Where this box will be used for calibration of sound level meter by using coupler method. The materials used for constructing acoustic box are the composition of multiplex wood, rockwool and acoustic foam. From acoustical characterization results, showed that acoustic box has performed satisfied sound absorption value, namely at the frequency of 1000 Hz (reference frequency), meanwhile the sound reduction value was found to be 38,7 dB. Nevertheless, in the low frequency region (63 Hz and 125 Hz) the sound absorption value of acoustic box was below than 50 % and sound reduction value was below than 25 dB. However, in the next project the performance of acoustic box can be improved, namely by adding the thickness of cavity, in which rockwools as absorptive materials are installed inside the cavity.

Keywords: Acoustic box, sound level meter, sound reduction, absorption coefficient.

Page 2: PEMBUATAN KOTAK AKUSTIK KEDAP SUARA YANG …ppi.kim.lipi.go.id/download/prosiding/2016/33. Pembuatan Kotak... · Subbidang Metrologi Akustik dan Vibrasi Puslit Metrologi-LIPI, ...

1. PENDAHULUAN

Sound level meter adalah salah satu alat ukur besaran akustik yang sangat luas

pemakaiannya, misalnya untuk pengujian mutu produk pada industri elektronika, industri

automotif, industri pesawat terbang dan lain sebagainya. Selain itu sound level meter

sering digunakan juga untuk mengukur kebisingan lingkungan, seperti lingkungan

industri, bandar udara, perkantoran, perumahan dan lain sebagainya[11][1].

Sebagai pengelola teknis ilmiah Standar Nasional untuk Satuan Ukuran (SNSU),

Subbidang Metrologi Akustik dan Vibrasi Puslit Metrologi-LIPI, berkewajiban untuk

merealisasikan ketertelusuran pengukuran besaran akustik, yaitu dengan jalan melakukan

pemeliharaan standar dan menyediakan fasilitas kalibrasi untuk alat-alat standar

akustik[10,11][1,2]. Keterselusuran (traceability) adalah suatu rantai yang tidak terputus dari

beberapa perbandingan, yang masing-masing dinyatakan dengan suatu ketidakpastian

pengukuran. Hal ini untuk memastikan bahwa suatu hasil pengukuran atau nilai dari suatu

standar terpaut dengan suatu acuan yang lebih tinggi, dan seterusnya sampai ke standar

primer[10][2]. Untuk menjamin ketertelusuran suatu hasil pengukuran maka semua alat ukur

harus dikalibrasi. Selama ini Puslit Metrologi-LIPI melakukan kalibrasi sound level meter

dengan menggunakan metode free-field, karena Puslit Metrologi-LIPI yang berfungsi

sebagai NMI memerlukan hasil kalibrasi dengan tingkat ketelitian tinggi. Dimana kalibrasi

sound level meter dengan metode free-field yang tersedia di Puslit Metrologi LIPI

menghasilkan ketidakpastian pengukuran sebesar 0,38 dB pada rentang frekuensi 63 Hz

sampai dengan 10000 Hz dan kemampuan kalibrasi sound level meter tersebut sudah

mendapat pengakuan secara internasional dan dipublikasikan pada BIPM key Comparison

data base, appendix:C [12][3].

Dalam penelitian ini penulis membuat suatu kotak akustik yang kedap suara, dimana

kotak akustik tersebut nantinya akan digunakan untuk mengalibrasi sound level meter

dengan menggunakan metode coupler. Kalibrasi sound level meter dengan metode coupler

ini tidak perlu dilakukan di dalam ruang anti gema yang berukuran besar, tapi cukup

dengan menggunakan sebuah kotak khusus yang berukuran kecil. Syarat utama yang harus

dipenuhi oleh kotak akustik tersebut adalah harus memiliki kemampuan daya redam suara

yang cukup tinggi sehingga pada saat kalibrasi sedang berlangsung, sound level meter

tidak akan terpengaruh oleh gangguan kebisingan sekitar atau yang disebut background

noise. Sistem kalibrasi sound level meter dengan metode coupler ini dapat digunakan

Page 3: PEMBUATAN KOTAK AKUSTIK KEDAP SUARA YANG …ppi.kim.lipi.go.id/download/prosiding/2016/33. Pembuatan Kotak... · Subbidang Metrologi Akustik dan Vibrasi Puslit Metrologi-LIPI, ...

untuk mengalibrasi sound level meter kelas 2 dan kelas 3, dimana sound level meter jenis

ini banyak sekali digunakan untuk survei kebisingan baik itu kebisingan industri maupun

kebisingan lingkungan. Keuntungan kalibrasi sound level meter dengan menggunakan

kotak akustik adalah sangat ringkas dan lebih mudah dioperasikan, sehingga sistem

kalibrasi ini sangat memungkinkan untuk mengalibrasi sound level meter langsung di

lapangan (on site calibration).

2. TEORI DASAR

2.1. Suara dan Tingkat Tekanan Suara

Suara ditimbulkan oleh adanya getaran pada sumbernya yang menyebabkan terjadi

perubahan tekanan pada medium, baik medium udara, air atau medium zat padat,

perubahan tekanan tersebut akan terdeteksi oleh telinga manusia[2][4]. Telinga manusia

dapat merasakan perubahan tekanan pada rentang yang sangat lebar yaitu mulai dari

0,00002 Pascal sampai dengan 200 Pascal. Tingkat tekanan suara atau dalam ilmu akustik

dikenal dengan istilah SPL (Sound Pressure Level) diukur dalam satuan desibel (dB). Nilai

SPL tersebut merupakan nilai relatif yang secara matematik didefinisikan dengan

persamaan[9][5]:

dB .................................................................... 1

dengan,

SPL = Tingkat Tekanan Suara, dalam dB

Pi = Tekanan suara, dalam Pa

Po = Tekanana suara referensi = 20 x 10- 6 Pa atau 20µPa

2.2. Pembobotan Frekuensi[5]

Sensitivitas telinga manusia ternyata tidak sama pada semua rentang frekuensi. Oleh

karena itu dalam pengukuran akustik digunakan filter pembobotan frekuensi yang disebut

frequency weighting. Sound level meter biasanya dilengkapi dengan pembobotan frekuensi

A, B dan C, namun dewasa ini pembobotan frekuensi B sudah tidak digunakan lagi dalam

pengukuran akustik. Pembobotan frekuensi yang sering digunakan adalah pembobotan

frekuensi A karena sangat sesuai dengan karakteristik respon frekuensi telinga manusia.

Gambar 1 menunjukan kurva pembobotan frekuensi A, B dan C yang digunakan dalam

pengukuran akustik.

op

p=SPL 120log

Page 4: PEMBUATAN KOTAK AKUSTIK KEDAP SUARA YANG …ppi.kim.lipi.go.id/download/prosiding/2016/33. Pembuatan Kotak... · Subbidang Metrologi Akustik dan Vibrasi Puslit Metrologi-LIPI, ...

Gambar 1. Kurva pembobotan frekuensi yang digunakan dalam pengukuran akustik[9][5]

2.3. Teknik Kalibrasi Sound Level Meter

Kalibrasi sound level meter dilakukan dengan cara membandingkan langsung antara

sound level meter yang dikalibrasi terhadap alat ukur standar. Prosedur kalibrasi sound

level meter mengacu kepada standar IEC 61672-1: Electro Acoustics Sound Level Meter:

Specifications[3][6] dan IEC 61672-3: Electro Acoustics Sound Level Meter: Periodic

Test[4][7]. Kalibrasi sound level meter dapat dilakukan dengan dua cara[12][3]:

a. Metode free field. Pada metode ini kalibrasi sound level meter harus dilakukan di

dalam ruang anti gema penuh (full anechoic room) dengan ukuran volume ruangan

kurang lebih 1000 m3. Metode ini dapat menghasilkan akurasi yang lebih tinggi dari

pada menggunakan metode lain, karena dengan metode free field nilai SPL (Sound

Pressure Level) dapat diperoleh dengan cara absolut. Selain itu standar yang

digunakan adalah standar primer akustik yang disebut Laboratory Standard

Microphone (LS2P).

b. Metode coupler. Standar yang digunakan adalah multi frequency sound calibrator.

Multi frequency sound calibrator merupakan standar sekunder untuk besaran

akustik. Alat tersebut dapat mengeluarkan tingkat tekanan suara yang sangat stabil

pada frekuensi yang bervariasi, mulai dari frekuensi 63Hz sampai dengan

16kHz[1,5][8,9]. Sinyal akustik yang dihasilkan oleh multi frequency sound calibrator

diteruskan kepada acoustic coupler kemudian bagian microphone dari sound level

Page 5: PEMBUATAN KOTAK AKUSTIK KEDAP SUARA YANG …ppi.kim.lipi.go.id/download/prosiding/2016/33. Pembuatan Kotak... · Subbidang Metrologi Akustik dan Vibrasi Puslit Metrologi-LIPI, ...

meter dimasukan ke dalam lubang coupler sehingga gelombang suara yang

merambat dalam tabung coupler akan terukur langsung oleh sound level meter yang

dikalibrasi. Untuk menghindari gangguan kebisingan yang datang dari luar tabung

coupler, maka tabung acoustic coupler bersama-sama sound level meter yang sedang

dikalibrasi dimasukan ke dalam kotak yang kedap suara seperti terlihat pada Gambar

2.

Gambar 2. Set up kalibrasi sound level meter metode coupler dengan menggunakan kotak akustik kedap suara.

2.4. Rancangan Kotak Akustik Kedap Suara

Kalibrasi sound level meter dengan metode coupler ini tidak perlu dilakukan di

dalam ruang anti gema yang berukuran besar, karena gelombang suara yang keluar dari

acoustic calibrator (standar sekunder akustik) langsung dikirim ke dalam tabung acoustic

coupler, dimana bagian mikrofon dari sound level meter yang akan dikalibrasi dimasukan

ke lubang mikrofon yang sudah tersedia pada salah satu ujung tabung acoustic coupler

(lihat Gambar 2), sehingga sound level meter tersebut langsung dapat menangkap sinyal

akustik yang dipancarkan dalam ruangan tabung acoustic coupler. Akan tetapi di antara

mikrofon dan sisi lubang tabung coupler terdapat celah kecil yang dapat menyebabkan

masuknya suara dari luar ke dalam tabung acoustic coupler sehingga hal tersebut dapat

mengganggu proses kalibrasi sound level meter. Untuk menghindari gangguan suara yang

datang dari luar tabung acoustic coupler maka perlu dibuat sebuah kotak khusus yang

kedap suara, dimana sound level meter yang akan dikalibrasi bersama-sama dengan tabung

acoustic coupler dimasukan ke dalam kotak kedap suara tersebut (lihat Gambar 2). Secara

teknis tidak ada korelasi antara ukuran kotak dengan parameter akustik yang diukur,

karena gelombang suara yang akan diukur oleh sound level meter terjadi di dalam tabung

acoustic coupler bukan di dalam kotak akustik. Sedangkan kotak akustik hanya berfungsi

Page 6: PEMBUATAN KOTAK AKUSTIK KEDAP SUARA YANG …ppi.kim.lipi.go.id/download/prosiding/2016/33. Pembuatan Kotak... · Subbidang Metrologi Akustik dan Vibrasi Puslit Metrologi-LIPI, ...

untuk memproteksi dari gangguan kebisingan sekitar yang datang dari luar atau yang biasa

disebut dengan istilah background noise. Sehingga kotak akustik yang dibuat dalam

penelitian ini ukurannya bisa sembarang, yang paling penting adalah sound level meter

yang akan dikalibrasi bersama-sama dengan tabung acoustic coupler dapat masuk secara

leluasa ke dalam kotak akustik. Oleh karena itu dalam penelitian ini kotak akustik dibuat

dengan ukuran panjang x lebar x tinggi = (0,40 x 0,40 x 0,54) meter. Pertimbangannya

adalah agar semua jenis sound level meter yang akan dikalibrasi dengan berbagai ukuran

bisa masuk ke dalam kotak bersama-sama dengan acoustic coupler. Kotak akustik yang

dibuat dalam penelitian ini berukuran cukup kecil sehingga sedemikian ringkas untuk

digunakan mengalibrasi sound level meter di tempat pelanggan (on site calibration).

Spesifikasi teknis kotak akustik kedap suara adalah sebagai berikut:

a) Semua dinding kotak akustik terbuat dari bahan kayu lapis dengan ketebalan 18

mm yang dipasang dengan konstruksi dinding ganda (double wall construction),

antara dinding pertama dan dinding kedua dipisahkan oleh rongga udara dengan

ketebalan 50 mm.

b) Di dalam rongga udara diisi bahan rockwool densitas 120 kg/m3.

c) Semua permukaan bagian dalam ruangan (interior) kotak akustik dilapisi dengan

wedges yang terbuat dari acoustics foam dengan ketebalan 18 mm.

Gambar rancangan kotak akustik kedap suara ditunjukkan pada Gambar 3.

Gambar 3. Gambar rancangan kotak akustik (3A) dan komposisi bahan yang digunakan pada semua dinding kotak akustik (3B).

Page 7: PEMBUATAN KOTAK AKUSTIK KEDAP SUARA YANG …ppi.kim.lipi.go.id/download/prosiding/2016/33. Pembuatan Kotak... · Subbidang Metrologi Akustik dan Vibrasi Puslit Metrologi-LIPI, ...

2.5. Karakterisasi Kotak Akustik

Tujuan dilakukan karakterisasi adalah untuk mengetahui sampai seberapa besar

kemampuan daya redam suara dan daya serap suara yang dihasilkan oleh kotak akustik

yang dibuat dalam penelitian ini. Untuk mengetahui kemampuan daya redam suara,

dilakukan pengukuran reduksi suara sedangkan untuk mengetahui kemampuan daya serap

akustik tersebut dilaksanakan di dalam ruang gema atau yang biasa disebut reverberation

room. Dalam ruang gema di laboratorium akustik Puslit Metrologi LIPI dipasang 10 buah

difuser yang berfungsi untuk menyebarkan energi suara ke seluruh ruangan. Sehingga

energi suara yang dipancarkan oleh speaker akan sama di semua titik di sekitar test area

yang berukuran 3,5 meter x 4,5 meter. Kotak akustik yang akan dikarakterisasi diletakan

kira-kira di tengah-tengah test area. Dalam pengukuran reduksi suara ini digunakan dua

buah mikrofon. Setiap mikrofon disambungkan ke saluran masukan FFT Analyzer

(channel 1 dan channel 2). Mikrofon pertama diletakkan di dalam kotak akustik yang

kondisinya tertutup rapat. Sedangkan mikrofon kedua diletakkan di luar kotak akustik

dengan menempatkannya harus pada test area di dalam ruang gema. Sebuah omni-

directional speaker diletakkan di satu sudut ruang gema. Ketika speaker mengeluarkan

gelombang suara maka gelombang suara tersebut akan ditangkap oleh kedua mikrofon

secara simultan dan nilai reduksi suara (R) dapat dihitung dengan persamaan berikut

R = L1 – L2 (dB) ................................................................................. 2

dengan

R = Nilai reduksi suara (dB)

L1 = Nilai tingkat tekanan suara yang terukur di luar kotak akustik (dB)

L2 = Nilai tingkat tekanan suara yang terukur di dalam kotak akustik (dB)

Agar kotak akustik mampu menghasilkan daya serap suara tinggi maka bahan yang

digunakan dalam pembuatan kotak akustik tersebut harus memiliki nilai koefisien absorpsi

gukuran koefisien absorpsi dilakukan

di dalam ruang gema. Bahan yang akan diukur diletakan pada test area. Mula-mula

dilakukan pengukuran waktu dengung pada kondisi ruang gema kosong (tidak ada sampel

uji). Kemudian dilakukan lagi pengukuran waktu dengung pada kondisi sampel uji sudah

Page 8: PEMBUATAN KOTAK AKUSTIK KEDAP SUARA YANG …ppi.kim.lipi.go.id/download/prosiding/2016/33. Pembuatan Kotak... · Subbidang Metrologi Akustik dan Vibrasi Puslit Metrologi-LIPI, ...

diletakkan di dalam ruang gema. Nilai koefisien absorpsi ( ) dapat dihitung dengan

persamaan [7][10]:

...................................................................... 3

dengan,

= koefisien absorpsi

v = volume ruangan gema, (m3)

c = kecepatan suara di pada medium udara, (m/detik)

s = luas sampel uji, (m2)

T1 = waktu dengung di dalam ruang gema, kondisi tanpa ada sampel uji (detik)

T2 = waktu dengung di dalam ruang gema, kondisi ada sampel uji (detik)

3. HASIL PERCOBAAN

Seperti telah diuraikan di atas bahwa untuk mengalibrasi sound level meter dengan

metode coupler ini tidak perlu dilakukan di dalam ruang anti gema yang berukuran besar,

tapi cukup dengan menggunakan sebuah kotak khusus yang berukuran kecil yang disebut

kotak akustik kedap suara. Bentuk fisik kotak akustik kedap suara yang telah berhasil

dibuat dalam penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4. Bentuk fisik kotak akustik kedap suara hasil rancangan yang digunakan untuk mengalibrasi sound level meter

Untuk mengetahui kinerja yang dihasilkan oleh kotak akustik maka dilakukan

Page 9: PEMBUATAN KOTAK AKUSTIK KEDAP SUARA YANG …ppi.kim.lipi.go.id/download/prosiding/2016/33. Pembuatan Kotak... · Subbidang Metrologi Akustik dan Vibrasi Puslit Metrologi-LIPI, ...

suara (R). Hasil pengukuran koefisien absorpsi dan reduksi suara dapat dilihat pada Tabel

1 dan Tabel 2.

Tabel 1. Hasil pengukuran koefisien absorpsi dari komposisi bahan yang digunakan untuk kotak akustik.

Tabel 2. Hasil pengukuran reduksi suara kotak akustik

4. PEMBAHASAN

Kotak akustik kedap suara yang dibuat dalam penelitian ini dibangun dengan

menggunakan teknik konstruksi dinding ganda (double wall construction) dengan

konfigurasi panel lapis yang komposisi bahannya terdiri dari kayu lapis 18 mm, rockwool

densitas 120 kg/m3, kayu lapis 18 mm, wedges (acoustic foam) 18 mm. Dengan rancangan

konstruksi dinding seperti ini maka perjalanan gelombang suara yang datang dari luar

kotak akustik mula-mula akan diredam oleh dinding pertama (kayu lapis 18 mm),

kemudian sisa energi suara akan melewati rongga udara yang berisi rockwool dan akan

diserap oleh rockwoll. Setelah melewati lapisan rockwool energi suara akan diredam lagi

oleh dinding kedua (kayu lapis 18 mm). Pada lapisan dinding bagian dalam ruang kotak

akustik dipasang wedges ketebalan 18 mm bertujuan untuk meminimalisir efek pantulan

suara yang terjadi di ruangan dalam kotak akustik.

Page 10: PEMBUATAN KOTAK AKUSTIK KEDAP SUARA YANG …ppi.kim.lipi.go.id/download/prosiding/2016/33. Pembuatan Kotak... · Subbidang Metrologi Akustik dan Vibrasi Puslit Metrologi-LIPI, ...

Untuk mengetahui kinerja kotak akustik secara obyektif maka dilakukan

karakterisasi terhadap kotak akustik tersebut dan parameter yang diukur adalah koefisien

absorpsi suara dan reduksi suara. Penyerapan suara (sound absorption) merupakan

fenomena akustik pada saat gelombang suara mengenai suatu material. Dimana material

tersebut akan menyerap sebagian atau seluruh energi gelombang suara yang

membenturnya. Dalam fenomena absorpsi suara

yaitu perbandingan antara energi gelombang suara yang diserap material dengan energi

gelombang suara saat sebelum membentur material[12]. Suatu material dapat dinyatakan

memiliki kemampuan daya serap suara maksimum (daya serap suara =100 %) apabila

mendekati angka nol) maka bahan tersebut dapat dikatakan memiliki daya serap suara

sangat rendah atau bersifat memantulkan suara (sound reflector). Sementara nilai reduksi

suara atau disebut juga dengan istilah sound transmission loss adalah kemampuan suatu

material untuk menahan suara, dimana ketika gelombang suara membentur permukaan

material maka sebagian gelombang suara akan dipantulkan, sebagian energi gelombang

suara akan diteruskan oleh material tersebut[12]. Apabila sisa energi gelombang suara yang

diteruskan oleh material intensitasnya sudah sangat kecil maka dapat dikatakan bahwa

material tersebut menghasilkan nilai reduksi suara yang besar dengan kata lain

kemampuan daya redam suara material tersebut besar. Nilai reduksi suara diukur dalam

satuan decibel (dB).

Hasil pengukuran koefisien absorpsi suara dan reduksi suara ditunjukan pada Tabel

1 dan Tabel 2. Dari tabel hasil pengukuran koefisien absorpsi suara tersebut dapat dilihat

Gambar 5 menunjukan grafik karakteristik absorpsi suara sebagai fungsi dari frekuensi.

Dari gambar tersebut terlihat bahwa setelah melewati frekuensi 63 Hz grafik koefisien

absorpsi suara mengalami peningkatan yang cukup signifikan seiring dengan

meningkatnya frekuensi. Nilai

rentang frekuensi antara 1000 Hz sampai dengan 4000 Hz. Setelah melewati frekuensi

hasil pengukuran koefisien absorpsi suara tersebut dapat disimpulkan bahwa dinding kotak

akustik yang dibuat dalam penelitian ini menghasilkan daya serap suara yang cukup tinggi

yaitu sebesar 90% pada frekuensi antara 1000 Hz sampai dengan 4000 Hz. Perlu diketahui

Page 11: PEMBUATAN KOTAK AKUSTIK KEDAP SUARA YANG …ppi.kim.lipi.go.id/download/prosiding/2016/33. Pembuatan Kotak... · Subbidang Metrologi Akustik dan Vibrasi Puslit Metrologi-LIPI, ...

bahwa dalam kalibrasi sound level meter, frekuensi 1000 Hz merupakan frekuensi

referensi yang digunakan untuk mengalibrasi parameter time weighting, linearity, range

control dan long term stability.

Gambar 5. Grafik koefisien absorpsi suara yang dihasilkan oleh komposisi bahan yang digunakan dalam pembuatan kotak akustik

Parameter kedua yang diukur adalah nilai reduksi suara (R). Gambar 6 menunjukan

grafik karakteristik reduksi suara yang dihasilkan oleh dinding kotak akustik. Dari grafik

karakteristik reduksi suara terlihat bahwa dinding kotak akustik menghasilkan nilai reduksi

suara sebesar 17,1 dB pada frekuensi 63 Hz dan mengalami peningkatan secara sistematis

seiring dengan meningkatnya frekuensi. Berdasarkan hasil analisis, pada daerah frekuensi

63 Hz sampai dengan frekuensi 1000 Hz nilai reduksi suara mengalami peningkatan

dengan slope kenaikan rata-rata sebesar 5,6 dB per oktaf. Menurut Maekawa[8][11], pada

daerah frekuensi tersebut kenaikan reduksi suara akan dikontrol oleh massa bahan yang

digunakan dalam pembuatan panel atau dinding peredam. Apabila jumlah massa panel

atau dinding bertambah dua kali lipat maka nilai reduksi suara akan mengalami

peningkatan sebesar 6 dB.

Gambar 6. Grafik reduksi suara yang dihasilkan oleh dinding kotak akustik

Pada daerah frekuensi antara 1000 Hz sampai dengan 4000 Hz nilai reduksi suara

menunjukan nilai yang konstan dengan nilai reduksi suara sebesar 38,5 dB ± 0,2 dB,

Page 12: PEMBUATAN KOTAK AKUSTIK KEDAP SUARA YANG …ppi.kim.lipi.go.id/download/prosiding/2016/33. Pembuatan Kotak... · Subbidang Metrologi Akustik dan Vibrasi Puslit Metrologi-LIPI, ...

dimana daerah tersebut disebut sebagai daerah plateu. Pada frekuensi 8000 Hz nilai

reduksi suara mengalami penurunan sampai 35,3 dB, kemudian setelah melewati frekuensi

8000 Hz nilai reduksi suara sedikit demi sedikit meningkat lagi sampai 36,2 dB.

Terjadinya penurunan nilai reduksi suara pada frekuensi 8000 Hz disebut daerah

koinsidensi (coincidence region).

Kinerja yang dihasilkan oleh kotak akustik dapat ditingkatkan pada penelitian yang

akan datang, yaitu dengan memperbesar ketebalan rongga udara pada konfigurasi bahan

yang digunakan dalam pembuatan kotak akustik. Dalam rongga udara tersebut diisi dengan

bahan rockwool yang berfungsi sebagai penyerap suara. Semakin tebal bahan rockwool

yang dipasang dalam rongga udara maka energi suara yang datang dan menembus kedalam

lapisan bahan (dinding kotak akustik) akan semakin banyak diserap oleh bahan rockwool

tersebut. Sehingga suara yang keluar dari dinding kotak akustik intensitasnya akan

semakin lemah.

5. KESIMPULAN

Dalam penelitian telah dibuat sebuah kotak akustik kedap suara yang akan digunakan

untuk mengalibrasi sound level meter dengan metode coupler. Sistem kalibrasi sound level

meter dengan metode coupler ini dapat digunakan untuk mengalibrasi sound level meter

kelas 2 dan kelas 3. Dari hasil karakterisasi yang dilakukan terhadap kotak akustik dapat

disimpulkan bahwa kotak akustik yang dibuat dalam penelitian ini menghasilkan daya

serap suara cukup tinggi terutama pada daerah frekuensi referensi (1000 Hz) dengan nilai

cukup mememuaskan, yaitu pada daerah frekuensi antara 1000 Hz sampai dengan 4000

Hz menghasilkan nilai reduksi suara yang cukup konstan sebesar 38,5 dB ± 0,2 dB.

Namun pada daerah frekuensi rendah (frekuensi 63 Hz dan 125 Hz) daya serap suara yang

dihasilkan oleh kotak akustik masih di bawah 50%. Begitu pula nilai reduksi suara yang

dihasilkan pada frekuensi 63 Hz dan 125 Hz masih di bawah 25 dB.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bpk. Rukmana, S.T., selaku teknisi

litkayasa senior di Subbid Metrologi Akustik dan Vibrasi yang telah berperan aktif dalam

Page 13: PEMBUATAN KOTAK AKUSTIK KEDAP SUARA YANG …ppi.kim.lipi.go.id/download/prosiding/2016/33. Pembuatan Kotak... · Subbidang Metrologi Akustik dan Vibrasi Puslit Metrologi-LIPI, ...

pembuatan kotak akustik dan pengambilan data kalibrasi sound level meter sehingga

penelitian ini dapat berlangsung sesuai dengan yang direncanakan.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Suandi, Achmad et al. 2014. Membangun Sistem Kalibrasi Standar Sekunder Akustik

dengan Metode ”Insert Voltage”. PPI KIM – LIPI. Tangerang Selatan.

[2] Suandi, Achmad dan Boedi Susatyo. 2013. Profil Industri dan Kebutuhan Kalibrasi di

Kalimantan. LIPI Press. Jakarta.

[3] Suandi, Achmad et al. 2015. Membangun Sistem Kalibrasi Sound Level Meter dengan

Metode ”Coupler”. PPI KIM – LIPI. Jakarta.

[4] Everest, F.Alton. 2001. Master Handbook of Acoustics Fourth Edition. Mc Graw Hill.

USA.

[5] Hansen, Colin H. 1995. Fundamental of Acoustics, Treatise on evaluation, prevention

and control of noise Engineering. World Health Organization. Occupational and

Environmental Health, Avenue Appia 20, CH-1211. Geneva. Switzerland.

[6] International Electronic Commission. 2013. IEC 61672-1, Electro Acoustics Sound

Level Meters: Specifications. Geneva. Switzerland.

[7] International Electronic Commission. 2013. IEC 61672-3, Electro Acoustics Sound

Level Meters: Periodic Test. Geneva. Switzerland.

[8] BRUEL & KJAER. 2006. Booklet of Multifunction Acoustic Calibrator. Naerum.

Denmark.

[9] International Electronic Commission. 2003. IEC 60942-01: 2003-01, Electro acoustics

Sound Calibrator. Geneva. Switzerland.

[10] International Organisation for Standard. 2003. ISO-354, Measurement of Absorption

Coefficients. Paris.

[11] Maekawa, Z. and Lord P. 1994. Envirommental and Architectural Acoustics. Chapter

5. E&FN Spon.

[12] Leo L. Beranek. 1988. Noise and Vibration Control. Institute of Noise Control

Engineering. Washington, DC. USA.

HASIL DISKUSI

Tidak ada diskusi