48
i ANALISIS AKUSTIK PADUAN GIPSUM DAN GRANULE POLYSTYRENE SEBAGAI BAHAN PENYERAP BUNYI Disusun Oleh: ELIS ROIFAH M0207034 SKRIPSI untuk memenuhi sebagian dari persyaratan memperoleh derajat Sarjana Sains FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA JANUARI, 2012 perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id commit to user

ANALISIS AKUSTIK PADUAN GIPSUM DAN GRANULE …/Analisis... · Karakteristik gipsum bersifat mereduksi bising dan penyerap bunyi yang baik (Suptandar, 2004). Gipsum adalah mineral

Embed Size (px)

Citation preview

i

ANALISIS AKUSTIK

PADUAN GIPSUM DAN GRANULE POLYSTYRENE

SEBAGAI BAHAN PENYERAP BUNYI

Disusun Oleh:

ELIS ROIFAH

M0207034

SKRIPSI

untuk memenuhi sebagian dari

persyaratan memperoleh derajat Sarjana Sains

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

JANUARI, 2012

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

ii

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

iii

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa isi intelektual skripsi saya yang berjudul

“Analisis Akustik Paduan Gipsum Dan Granule Polystyrene Sebagai Bahan Penyerap

Bunyi” adalah hasil karya saya atas arahan dari pembimbing dan sepengetahuan saya

hingga saat ini, isi skripsi tidak berisi materi yang telah dipublikasikan atau ditulis

oleh orang lain atau materi yang telah diajukan untuk mendapat gelar kesarjanaan di

Universitas Sebelas Maret atau Perguruan Tinggi lainya, jika ada maka telah

dituliskan di daftar pustaka skripsi ini dan segala bentuk bantuan dari semua pihak

telah ditulis dalam bagian ucapan terima kasih. Isi skripsi ini boleh dirujuk atau

difotokopi secara bebas tanpa harus memberitahu penulis.

Surakarta, 3 Januari 2012

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

iv

MOTTO

"Sesungguhnya Allah tidak akan mengubah keadaan suatu kaum sehingga ia

mengubah keadaanya sendiri." (QS. Ar-Ra'd: 11)

"Man Jadda Wa Jada.. man shabara shafira" .(Siapa yang bersungguh-sungguh,

dia akan berhasil.. Siapa yang sabar akan beruntung).(pepatah arab)

Apa yang akan terjadi adalah apa yang kamu yakini (penulis)

"Ridho ALLAH tergantung kepada keridhoan orang tua dan murka ALLAH

tergantung kepada kemurkaan orang tua" (HR Bukhori, Ibnu Hibban, Tirmidzi,

Hakim)

PERSEMBAHAN

Dengan rahmat Allah SWT, karya ini kupersembahkan kepada:

1. Ibu dan ayah serta keluarga tercinta.

2. Adik & kakakku tersayang.

3. Almamaterku,khususnya jurusan fisika fakultas MIPA Universitas Sebelas maret.

4. Kawan seperjuangan yang mewarnai proses kehidupanku..

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

v

Analisis Akustik Paduan Gipsum dan Granule Polystyrene

sebagai Bahan Penyerap Bunyi

Elis Roifah

Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Penetahuan Alam

Universitas Sebelas Maret

ABSTRAK

Analisis akustik dari paduan gipsum dan granule polystyrene telah ditentukan

dengan metode tabung impedansi dua mikrofon. Sampel dengan ketebalan yang

berbeda dari paduan gipsum dan granule polystyrene dan penambahan perforated

screen untuk diuji koefisien absorpsinya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa

penambahan granule polystyrene pada sampel tidak menghasilkan pengaruh secara

langsung terhadap peningkatan koefisien absorpsi, akan tetapi berpengaruh terhadap

kerapatanya. Sedangkan pengaruh ketebalan dan penambahan perforated screen

dapat menyebabkan meningkatnya koefisien absorpsi.

Kata kunci : koefisien absorpsi, gipsum, granule polystyrene, metode tabung

impedansi dua mikrofon, perforated screen.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

vi

The Acoustic Analysis of Gypsum and Granule Polystyrene Combination

as Sound Absorption Material

Elis Roifah,

Physics Department, Natural Science and Mathematic Faculty

Sebelas Maret University

ABSTRACT

The Acoustic analysis from gypsum and granule polystyrene combination had

been determined by two microphones impedance tube method. The sample with

different thickness from gypsum and granule polystyrene combination and perforated

screen addition to be tested its absorption coefficient. The result showed that granule

polystyrene addition to the sample had direct influence to the increasing of absorption

coefficient, while the influence of thickness and perforation screen addition can

increase the absorption coefficient.

key words: absorption coefficient, gypsum, granule polystyrene, two microphones

impedance tube method , perforated screen.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

vii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Allah SWT atas segala limpahan nikmat dan karuniaNya,

sehingga penilis dapat menyelesaikan penulisan skripsi. Sholawat dan salam

senantiasa penulis haturkan kepada Rosululloh SAW sebagai pembimbing seluruh

umat manusia.

Skripsi yang penulis susun sebagai bagian dari syarat untuk mendapat gelar

Sarjana Sains ini penulis beri judul “Analisis Akustik Paduan Gipsum dan Granule

Polystyrene sebagai Bahan Penyerap Bunyi”. Terselesaikanya skripsi ini adalah suatu

kebahagiaan bagi saya. Setelah sekitar satu semester penulis harus berjuang untuk

bisa menyelesaikan skripsi ini tepat waktu. Dengan segala suka dan dukanya, pada

akhirnya skripsi ini tereselesaikan juga. Kepada berbagai pihak yang telah membantu

penulisan menyelesaikan skripsi ini penulis ucapkan terima kasih. Penelitian ini

merupakan bagian dari skema SBIR (Small Business Innovation Research) FMIPA

UNS 2011 yang berjalan dilab. Akustik dengan pembimbing pertama sebagai peneliti

utama. Atas bantuanya yang sangat besar selama proses pengerjaan skripsi ini,

ucapan terima kasih secara khusus penulis sampaikan kepada:

1. Bapak Drs. Iwan Yahya, M.Si (Pembimbing I)

2. Ibu Dra. Suparmi, M.A,Ph.D (Pembimbing II)

3. Rekan- rekan dalam satu group akustik : Asih Islamiatun, Okta Binti Masfiatur

Rohmah, Yayuk Arianti, Setyaningrum Ambarwarti, Peny Rizky Riandini.

4. Ibu, Bapak, Kakak, Adik, Simbah dan seluruh Keluarga yang telah memberikan

dukungan moral dan material

5. Sahabatku Enik, terima kasih kebersamaan dan bantuan selama ini.

Semoga Allah Allah SWT membalas jerih payah dan pengorbanan yang telah

diberikan dengan balasan yang lebih baik. Amin.

Penulis menyadari akan banyaknya kekurangan dalam penulisan skripsi ini.

Namun demikian, penulis berharap semoga karya kecil ini bermanfaat.

Surakarta, Januari 2012

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

viii

DAFTAR ISI

halaman

HALAMAN JUDUL.......................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN............................................................................ ii

HALAMAN PERNYATAAN........................................................................... iii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN..................................................................... iv

ABSTRAK......................................................................................................... v

ABSTRACT....................................................................................................... vi

KATA PENGANTAR....................................................................................... vii

DAFTAR ISI..................................................................................................... viii

DAFTAR TABEL............................................................................................. x

DAFTAR GAMBAR......................................................................................... xi

DAFTAR SIMBOL........................................................................................... xii

DAFTAR LAMPIRAN.................................................................................... xiii

BAB I. PENDAHULUAN.................................................................................. 1

1.1. Latar Belakang Masalah....................................................................... 1

1.2. Perumusan Masalah............................................................................. 3

1.3. Batasan masalah................................................................................... 3

1.4. Tujuan Penelitian................................................................................. 4

1.5. Manfaat Penelitian............................................................................... 4

BAB II. LANDASAN TEORI............................................................................ 5

2.1. Bunyi dan Kebisingan......................................................................... 5

2.1.1. Gelombanng Bunyi................................................................... 8

2.1.2. Persamaan Gelombang Bunyi................................................... 8

2.2. Material Akustik................................................................................ 12

2.3. Granular Polystyrene......................................................................... 12

2.4. Gipsum.............................................................................................. 13

2.5. Material Penyerap Bunyi................................................................... 14

2.6. Koefisien Absorpsi Bunyi................................................................. 14

2.7. Metode Tabung Impedansi Dua Mikrofon....................................... 16

2.7.1. Metode Tabung Impedansi Dua Mikrofon............................. 16

2.7.2. Fungsi Pindah (Transfer Function) ........................................ 16

2.7.3. Matriks Pindah (Transfer Matrix) .......................................... 17

BAB III. METODE PENELITIAN.................................................................. 19

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian................................................... 19

3.2. Alat dan Bahan.......................................................................... 19

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

ix

3.2.1. Alat yang Digunakan........................................................ 19

3.2.2. Bahan yang Digunakan..................................................... 19

3.3. Metode Penelitian....................................................................... 20

3.3.1. Persiapan Alat dan Bahan................................................... 21

3.3.2. Pembuatan Sampel............................................................ 21

3.3.3. Set Up dan Kalibrasi Alat................................................ 21

3.3.4. Pengujian.......................................................................... 22

3.3.4.1. Pengujian Kinerja Akustik Sampel......................... 22

3.3.4.2. Pengujian dengan perforated screen.................... 23

3.3.5. Prosedur Perekaman Data Digital dan Display Grafik.... 23

3.4. Teknik Analisa dan Pembahasan................................................... 23

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN......................................................... 25

4.1. Pengaruh Ketebalan................................................................. 26

4.1.1. Pada Sampel Satu Lapis..................................................... 26

4.1.2. Pada sampel Lapis ganda................................................. 27

4.1.3. Perbandingan sampel satu lapis dan Lapis ganda............ 27

4.1.2. Pengaruh Penambahan Perforated Screen............................. 30

4..2.1. Penambahan Screen pada GM......................................... 30

4.2.2. Penambahan Screen pada Sampel GG46.......................... 31

4.2.3. penambahan Screen pada Sampel GG55…….................. 32

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN........................................................... 35

5.1. Kesimpulan.................................................................................... 35

5.2. Saran................................................................................................ 35

DAFTAR PUSTAKA......................................................................................... 36

LAMPIRAN- LAMPIRAN................................................................................. 38

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

x

DAFTAR TABEL

halaman

Tabel 2.1. Koefisien Absorpsi Gipsum 12

Tabel 3.1. Nama Label Sampel yang Digunakan 21

Tabel 3.2. Jumlah, Diameter dan Tebal hole dari Screen yang Digunakan 22

Tabel 4.1. Data Massa, Volume, Kerapatan dan Koefisien Absorpsi Sampel 24

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Pemantulan dan Penyerapan Bunyi Pada Suatu Muka

Dataran dari Dua Media Akustik

6

Gambar 2.2. Skema Tabung Impedansi 15

Gambar 2.3. Material Berlapis. 16

Gambar 4.1 Koefisien Absorpsi pada Sampel Satu Lapis 25

Gambar 4.2. Koefisien Absorpsi pada Sampel Lapis Ganda 26

Gambar 4.3. Grafik Perbandingan Koefisien Absorpsi GM dan GM2 27

Gambar 4.4. Grafik Perbandingan Koefisien Absorpsi GG55 dan

GG255

28

Gambar 4.5. Grafik Perbandingan Koefisien Absorpsi GG46 dan

GG246

29

Gambar 4.6. Koefisien Absorpsi Dengan Penambahan Screen pada

Sampel GM

30

Gambar 4.7. Koefisien Absorpsi Dengan Penambahan Screen pada

Sampel GG46

31

Gambar 4.8. Koefisien Absorpsi Dengan Penambahan Screen pada

Sampel GG55

32

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xii

DAFTAR SIMBOL

Simbol Keterangan Satuan

𝑑𝐹 Gaya yang terjadi pada fluida Newton

m Massa Kilogram

𝑎 Percepatan Meter/sekon2

P Tekanan

𝜌 Massa jenis Kilogram/meter3

V Volume Meter3

n Jumlah mol

dm Massa partikel didalam fluida Kilogram

R Tetapan Avogadro

T Temperatur oC

C Konstanta adiabatik

B Modulus bulk adiabatik untuk fluida

c Kecepatan gelombang Meter/sekon2

𝐻 Fungsi pindah

G12 Cross spectrum dari sinyal 1 dan 2

G11 Auto spectrum dari sinyal 1 dan 2

𝐻𝑟 Funngsi pindah bagian real

𝐻𝑖 Funngsi pindah bagian imajiner

R Koefisien refleksi

k Bilangan gelombang

s Jarak antara kedua mikrofon meter

v Kecepatan partikel Meter/sekon

T Transfer matriks

∝ Koefsien absorpsi

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

xiii

DAFTAR LAMPIRAN

halaman

Lampiran 1 Data Sampel dengan Frekuensi dari Rentang 0-1600 Hz 38

Lampiran 2 Gambar Alat, Bahan dan Sampel Penelitian 39

Lampiran 3 Tampilan Grafik pada Komputer dengan Software Labshop

Pulse System dari B & K

41

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Gipsum (CaSO4.2H20), adalah senyawa kimia yang tersusun dari unsur

kalsium, gugus sulfat dan air. Gipsum memiliki massa yang ringan dan tahan api,

dengan massa jenis 2,32 g.cm-3

. Karakteristik gipsum bersifat mereduksi bising

dan penyerap bunyi yang baik (Suptandar, 2004). Gipsum adalah mineral yang

bahan utamanya terdiri dari hydrated calcium sulfate. Seperti pada mineral dan

batu, gipsum akan menjadi lebih kuat apabila mengalami penekanan.(Gypsum

Association, 2007)

Polystyrene (Styrofoam) dibentuk dari molekul- molekul styrene. Ikatan

rangkap antara bagian CH2 dan CH2 dari molekul yang disusun kembali hingga

membentuk ikatan dengan molekul-molekul styrene berikutnya dan pada akhirnya

membentuk polystyrene. Material ini diaplikasikan untuk pembuatan furniture

(pelapis kayu), casing monitor komputer, casing TV, utensil, lensa (optik dari

plastik). Jika polystyrene dipanaskan dan udara ditiupkan maka melalui

pencampuran tersebut akan terbentuk styrofoam. Styrofoam memiliki sifat sangat

ringan, moldable dan merupakan insulator yang baik (Parlin Sinaga).

Selama ini kompon gipsum banyak digunakan sebagai bahan utama plafon

rumah, karena memang material gipsum mempunyai kelenturan paling minimal,

fleksibel dan memiliki kemampuan konduktivitas suhu yang rendah. Berdasarkan

sifat diatas, gipsum sebagai plafon dengan mudah dapat dimodifikasi sesuai

dengan kebutuhan. Untuk mendapatkan sebuah plafon dengan massa yang lebih

ringan maka pada penelitian kali ini akan dilakukan analisis penambahan butiran

gabus ( granule polystyrene) kedalam bahan yang terbuat dari gipsum.

Limbah gabus dalam masyarakat belum dimanfaatkan secara maksimal,

limbah bekas bantalan elektronika ini kebanyakan dibuang dan belum

dimanfaatkan. Pengujian panel akustik yang terbuat dari gipsum dengan

penambahan butiran gabus (granule polystyrene) untuk mendapatkan sebuah

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

2

panel yang lebih ringan serta untuk mengetahui nilai koefisien absorpsi bunyi

yang dihasilkan.

Material penyerap yang biasanya dijadikan analisis akustik adalah

koefisien absorpsi bunyi (koefisien serapan bunyi). Beberapa penelitian

sebelumnya telah banyak melakukan analisis akustik pada suatu material.

Menurut Himawan (2007) yang melakukan penelitian tentang karakteristik

akustik sampah kota dengan variasi komposisi antara bahan dasar sampah organik

dan anorganik. Hasil penalitianya menunjukkan bahwa material yang memiliki

kandungan organik tinggi mempunyai koefisien absorpsi bunyi yang besar pada

frekuensi tinggi dimana semakin besar frekuensinya koefisien absorpsinya juga

semakin naik.

Penelitian karakteristik akustik dengan variasi ketebalan, khususnya untuk

pengukuran koefisien absorpsi bunyi pernah dilakukan pada aluminium busa (Jae-

Eung et.al.,1998) dan sampah industri daun teh (Ersoy dan Kucuk, 2009). Hasil

penelitian Jae-Eung et.al., menunjukkan bahwa aluminium busa memiliki

kemampuan menyerap bunyi yang terbaik pada frekuensi 200-1200 Hz pada

ketebalan 24 mm. sedangkan Ersoy dan Kucuk menambahkan lapisan backing

plate pada sampel uji sehingga meningkatkan koefisien serapan bunyi antara

100% hingga 300% dibandingkan tanpa backing plate. Hasil penelitiannya

menunjukkan bahwa 10 mm sampah daun teh dengan backing plate memiliki

koefisien absorpsi bunyi yang hampir sama dengan 6 lapis kain tekstil tenun dan

20 mm sampah daun teh dengan backing plate dapat menyerap bunyi dengan baik

pada rentang frekuensi 500- 3200 Hz.

Penelitian dengan penambahan kolom udara (perforated plate) telah

dilakukan oleh Kentut (2006) yang hasilnya bahwa semakin besar diameter

lubang maka nilai koefisien serapan sampel akan semakin meningkat. Hal ini

disebabkan karena semakin besar diameter lubang pada perforated plate maka

akan semakin besar kemungkinan gelombang bunyi yang menumbuk permukaan

lapisan porous, dengan demikian maka energi bunyi yang diserap juga akan

semakin banyak sehingga nilai koefisien serapan bunyi akan meningkat.

Penelitian yang telah dilakukan oleh Tayong R and Leclaire P (2010) mengenai

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

3

pengaruh interaksi lubang yang mengemukakan bahwa dengan penambahan

lubang maka akan berpengaruh terhadap massanya.

Metode yang dapat digunakan antara lain adalah metode dua rongga yang

merupakan metode tabung impedansi dua mikrofon atau metode fungsi pindah

dua mikrofon. Kelebihan dari metode tabung impedansi dua mikrofon relatif lebih

mudah diimplementasikan dan lebih sederhana perhitunganya karena hanya

menggunakan satu konfigurasi.

Pada penelitian kali ini, dilakukan pengukuran koefisien absorpsi bunyi

pada bahan kompon gipsum dengan penambahan butir gabus styrofoam (granule

polystyrene) dengan 2 variasi ketebalan. Selanjutnya diberi penambahan

perforated screen pada sampel untuk diketahui nilai koefisien absorpsinya.

Sedangkan metode yang digunakan adalah metode tabung impedansi dua

mikrofon (two microphones impedance tube method).

1.2. Perumusan Masalah

Berdasarkan pada latar belakang diatas, maka didapatkan perumusan

masalah sebagai berikut:

1. Bagaimana pengaruh penambahan butiran gabus styrofoam (granule

polystyrene) terhadap nilai koefisien absorpsinya?

2. Bagaimana pengaruh ketebalan sampel terhadap nilai koefisien absorpsinya?

3. Bagaimanakah pengaruh penambahan perforation screen terhadap nilai

koefisien absorpsinya?

1.3. Batasan Masalah

Pada penelitian kali ini batasan masalah yang digunakkan adalah:

1. Menggunakan bahan uji (sampel) yaitu kompon gipsum yang dicampur

dengan butiran gabus styrofoam (granule polystyrene).

2. Sampel yang digunakan dicetak berbentuk silinder dengan ukuran diameter 10

cm dan tebal 1 cm.

3. Penambahan perforated screen dengan 3 variasi perbedaan diameter lubang

dan tebal yang terbuat dari aklirik.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

4

4. Pengujian yang dilakukan meliputi penentuan nilai koefisien absorpsi bunyi

dari sampel, berdasar variasi ketebalan sampel dan pengaruh penambahan

perforated screen.

5. Metode yang digunakan adalah Metode Tabung Impedansi Empat Mikrofon

(Four Microphones Impedance Tube Method) menggunakkan peralatan

eksperimen dari BrȔel & Kjǽr (B&K) tipe 4206.

1.4. Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah:

1. Mengetahui pengaruh penambahan granule polystyrene pada gipsum terhadap

nilai koefisien absorpsi pada sampel lapis ganda.

2. Menguji beberapa variasi perforated screen terhadap kinerja akustik pada

sampel paduan gipsum dan granule polystyrene terhadap nilai akustiknya.

1.5. Manfaat Penelitian

Dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan beberapa manfaat antara

lain yaitu:

1. Manfaat teoritis, yaitu memberikan informasi yang bersifat ilmiah tentang

pemanfaatan kompon gipsum dan granule polystyrene dapat digunakan sebagai

peredam suara pada sampel lapis ganda.

2. Manfaat praktis, yaitu untuk mengetahui pengaruh penambahan perforated

screen pada kinerja akustik.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

5

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Bunyi dan Kebisingan

Bunyi merupakan transmisi energi yang melewati media padat, cair, dan

gas dalam suatu getaran yang diterima melalui sensasi telinga dan otak. Variasi

bunyi terjadi karena tekanan udara berupa rapatan atau renggangan molekul udara

oleh gangguan pada media elastis yang menyebar ke segala arah (Suptandar,

2004).

Menurut Suptandar (2004) bunyi yang menumbuk suatu permukaan akan

mengalami berbagai kondisi, yaitu:

a. Pemantulan bunyi

Merupakan pemantulan kembali dari gelombang bunyi yang menumbuk

suatu permukaan, dimana sudut datang sama besar dengan sudut pantul.

Permukaan yang keras, tegar dan rata akan memantulkan hampir semua energi

bunyi. Suara yang disebarkan menimbulkan gelombang bunyi yang merambat

ke segala arah dengan tekanan bunyi yang sama pada tiap bagian ruang.

b. Penyerapan bunyi

Yaitu penyerapan energi bunyi oleh lapisan permukaan tertentu memiliki

koefisien penyerapan yang juga tertentu. Terdapat beberapa jenis penyerapan

suara yaitu:

1. Penyerapan bahan berpori, berfungsi mengubah energi bunyi menjadi

energi panas melalui gesekan dengan molekul udara. Pada frekuensi

tinggi, semakin tebal lapisan bahan penyerap akan semakin efisien.

Misalnya serat kacang (rock wall), serat kayu, papan serat (fiber board),

dan lain lain.

2. Penyerapan panel bergetar, berfungsi sebagai pengubah energi bunyi

menjadi energi getaran. Penyerap ini akan bekerja dengan baik pada

frekuensi rendah, misalnya kaca, pintu, panel kayu

3. Penyerapan resonator rongga, berfungsi untuk mengurangi energi melalui

gesekan dan interfleksi pada lubang dalam yang bekerja pada frekuensi

5

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

6

rendah, contohnya sound block, resonator panel berlubang dan resonator

celah. Setiap material memiliki sifat akustik yang berbeda dan dalam

penyerapan suara banyak ditentukan oleh ketebalan, porositas, konstruksi,

serta frekuensi. Penyerapan dan pemantulan bunyi dapat dilihat seperti

pada gambar berikut:

Gambar 2.1. Pemantulan dan Penyerapan Bunyi Pada Suatu Muka

Dataran dari Dua Media Akustik. (Doelle, L, L.,1993)

c. Transmisi bunyi

Bunyi yang merambat pada lapisan permukaan diteruskan ke semua

penjuru atau ruang-ruang lain dan sifatnya tergantung pada kesesuaian tingkat

kemampuan transmisi material. Untuk menghindari kebisingan ruang yang

berakustik digunakan material yang bertransmisi rendah serta perhitungan

konstruksi pada pemasangan lapisan penyerap.

d. Difraksi bunyi

Yaitu suatu gejala pembelokan bunyi yang disebabkan oleh benda

penghalang, seperti sudut ruang (corner), kolom, tembok-tembok, balok-balok,

dan perabot lainya.

Bunyi memiliki beberapa sifat dan besaran fisis. Sifat-sifat bunyi antara

lain: dapat dipantulkan, dapat berinterferensi, dan dapat dibelokkan. Bunyi dapat

menimbulkan pengaruh pada lingkungan sekitarnya seperti adanya pelayangan

bunyi dan efek doppler. Bunyi merupakan salah satu jenis gelombang sehingga

memiliki besaran-besaran gelombang seperti kecepatan, frekuensi, panjang

Gelombang

datang

Gelombang

pantul

Gelombang

diserap/

ditransmisikan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

7

gelombang dan periode. Selain itu bunyi juga memiliki besaran lain seperti

tekanan bunyi, intensitas bunyi dan daya akustik.

Kebisingan sebagai suara yang tidak dikehendaki harus dikendalikan agar

tidak mengganggu kenyamanan dan kesehatan manusia. Tingkat kebisingan pada

suatu titik yang berasosiasi dengan suatu kondisi lingkungan yang tertentu disebut

kebisingan ambien. Kontrol kebisingan dilakukan sebagai upaya pengendalian

kebisingan ambien untuk lingkungan dengan kondisi tertentu. Secara umum

kontrol kebisingan diklasifikasikan atas tiga kategori yaitu :

1. Kontrol kebisingan pada sumber kebisingan

2. Kontrol kebisingan pada lintasan (medium propogasi)

3. Kontrol kebisingan pada penerima dengan alat proteksi kebisingan. (Sasongko

dkk., 2000).

Telinga manusia sebagai suatu komponen penerima dalam pembangkitan

suara, mempunyai karakteristik tertentu dalam memberikan respon terhadap

eksitasi gelombang suara yang diterimanya. Tanggapan (respons) telinga terhadap

suara terdiri dari tanggapan terhadap frekuensi, tanggapan terhadap intensitas

suara yang sangat bervariasi seperti misalnya tanggapan obyektif dan tanggapan

subyektif. Tanggapan obyektif dikaitkan dengan tanggapan manusia terhadap

intensitas suara (umumnya untuk suara dengan intensitas suara yang cukup tinggi)

dan tanggapan terhadap frekuensi. Telinga tidak mempunyai tanggapan yang

sama pada setiap frekuensi tengah untuk tekanan suara yang sama (Quadrant

Utama, 2002).

Pengaruh kebisingan terhadap manusia tergantung pada karakteristik fisis,

waktu berlangsung dan waktu kejadiannya. Pendengaran manusia sebagai salah

satu indra yang berhubungan dengan komunikasi (suara). Telinga berfungsi

sebagai fonoreseptor yang mampu merespon suara pada kisaran antara 0 – 140

dBA. Frekuensi yang dapat direspon oleh telinga manusia antara 20 Hz – 20.000

Hz, dan sangat sensitif pada frekuensi antara 1.000 Hz sampai 4.000 Hz

(Sasongko dkk., 2000).

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

8

2.1.1. Gelombang Bunyi

Gelombang bunyi adalah gelombang mekanis longitudinal. Gelombang

mekanis merupakan gelombang yang berasal dari pergeseran suatu bagian

medium elastis dari kedudukan setimbang. Gelombang bunyi tersebut dapat

dijalarkan di dalam benda padat, benda cair dan benda gas. Partikel- partikel

bahan yang mentransmisikan sebuah gelombang seperti itu berosilasi dalam arah

penjalaran gelombang itu sendiri ( Halliday and Resnick, 1998).

Gelombang bunyi yang menumbuk suatu ruangan sebagian energinya akan

dipantulkan, diserap, disebarkan, dibelokkan dan ditransmisikan ke ruangan yang

berdampingan, tergantung pada sifat akustik dindingnya (Doelle, 1993).

2.1.2. Persamaan Gelombang Bunyi

Persamaan gelombang bunyi berasal dari persamaan gerak Hukum

Newton dan Hukum Gas Ideal.

1. Hukum Newton

Berdasarkan hukum newton kedua 𝐹 = 𝑚. 𝑎 , dimana 𝐹 adalah vektor gaya yang

dikenakan, m adalah massa benda dan 𝑎 adalah percepatan benda, maka untuk

kasus pada bunyi diperlukan tiga komponen yang berhubungan dengan ketiga

komponen tersebut. Jika diasumsikan suatu partikel bergerak di dalam fluida

yaitu udara atau air maka partikel tersebut memiliki volume dV dan memiliki

massa dm, sehingga berdasarkan hukum newton dua diperoleh persamaan

𝑑𝐹 = 𝑎 . 𝑑𝑚 (2.1)

dimana 𝑑𝑓 adalah gaya yang dikerjakan pada volume tersebut. Jika

direpresentasikan dalam komponen sumbu x maka gaya yang dikerjakan pada

partikel tersebut berlaku

𝑑𝑓𝑥 = 𝑃 − 𝑃 + 𝑑𝑃 𝑑𝑦𝑑𝑧

= −𝜕𝑃

𝜕𝑥𝑑𝑥𝑑𝑦𝑑𝑧

= −𝜕𝑃

𝜕𝑥𝑑𝑉 (2.2)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

9

Gaya pada persamaan (2.2) disebabkan oleh adanya perbedaan tekanan antara

dua sisi pada volume. Analog dengan persamaan (2.2) diperoleh persamaan gaya

rendah komponen sumbu y dan sumbu z sehingga diperoleh vektor gaya

𝑑𝑓 = 𝑑𝑓𝑥 + 𝑑𝑓𝑦 + 𝑑𝑓𝑧 = −∇𝑃𝑑𝑉 (2.3)

Jika kecepatan partikel di dalam fluida tersebut adalah 𝑢 (x, y, z, t) maka dapat

dituliskan percepatan partikel sebagai

𝑎 =𝑑𝑢

𝑑𝑡=

𝜕𝑢

𝜕𝑥

𝜕𝑥

𝜕𝑡+

𝜕𝑢

𝜕𝑦

𝜕𝑦

𝜕𝑡+

𝜕𝑢

𝜕𝑧

𝜕𝑧

𝜕𝑡+

𝜕𝑢

𝜕𝑡

𝑎 =𝜕𝑢

𝜕𝑥𝑥 +

𝜕𝑢

𝜕𝑦𝑦 +

𝜕𝑢

𝜕𝑧

𝑎 = 𝑢 . ∇ 𝑢 +𝜕𝑢

𝜕𝑡 (2.4)

Dimana 𝑢 . ∇ = 𝑢𝑥 𝜕𝑢

𝜕𝑥+ 𝑢𝑦

𝜕𝑢

𝜕𝑦+ 𝑢𝑧

𝜕𝑢

𝜕𝑧

Komponen selanjutnya adalah massa dari partikel yang didefinisikan sebagai

𝑑𝑚 = 𝜌𝑑𝑉 (2.5)

Kemudian dengan substitusi persamaan (2.3), (2.4) dan (2.5) ke dalam persamaan

(2.1) diperoleh

−∇𝑃 = 𝜌 𝑢 . ∇ 𝑢 +𝜕𝑢

𝜕𝑡 (2.6)

Jika diasumsikan bahwa 𝑢 . ∇ 𝑢 ≪ 𝜕𝑢

𝜕𝑡 , maka 𝑢 . ∇ 𝑢 dapat diabaikan,

sehingga persamaan (2.6) menjadi

∇𝑃 = −𝜌𝜕𝑢

𝜕𝑡 (2.7)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

10

2. Hukum gas Ideal

Dari persamaan (2.7) dengan menggunakan definisi Laplacian akan

diperoleh

𝜌0∇.𝜕𝑢

𝜕𝑡= −∇. ∇𝑃 ⇒ 𝜌0∇.

𝜕𝑢

𝜕𝑡= −∇2𝑃 (2.8)

Persamaan Kontinuitas 𝜕𝑠

𝜕𝑡+ ∇𝑢 = 0 diturunkan terhadap waktu sehingga didapat

𝜕2𝑠

𝑑𝑡 2 +𝜕

𝜕𝑡∇. 𝑢 = 0 ⇒ −

𝜕2𝑠

𝑑𝑡 2 = ∇.𝜕𝑢

𝜕𝑡 (2.9)

Substitusi persamaan (2.9) ke persamaan (2.8)

𝜕2𝑠

𝑑𝑡 2 = ∇2𝑃 (2.10)

Persamaan Hukum Gas Ideal

𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇 (2.11)

Pada proses Adiabatik, P merupakan fungsi tekanan dan ρ adalah massa jenis,

yang dapat dituliskan dalam persamaan berikut:

𝑃 = 𝐶𝜌 (2.12)

Dimana C adalah konstanta Adiabatik.

𝐶 =𝜕𝑃

𝜕𝜌 (2.13)

Dengan mensubtitusikan persamaan (2.13) kedalam persamaan (2.12) diperoleh

persamaan

𝑃 − 𝑃0 = 𝜕𝑃

𝜕𝜌 𝜌 − 𝜌0 (2.14)

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

11

Persamaan Modulus Bulk Adiabatik untuk fluida adalah sebagai berikut

𝐵 = 𝜌0 𝜕𝑃

𝜕𝜌

𝑎𝑑𝑖𝑎𝑏𝑎𝑡𝑖𝑘 (2.15)

𝜕𝑃

𝜕𝜌=

𝐵

𝜌0 (2.16)

Dengan mensubstitusikan persamaan (2.16) kedalam persamaan (2.14) diperoleh

persamaan

𝑃 − 𝑃0 = 𝐵 𝜌−𝜌0

𝜌0 (2.17)

Kondensasi, s didefinisikan sebagai perbandingan dari perubahan densitas dan

densitas awal

𝑠 =𝜌−𝜌0

𝜌𝑜 (2.18)

Sehingga dengan mensubtitusikan persamaan (2.18) kedalam persamaan (2.17)

diperoleh persamaan

𝑝 = 𝐵. 𝑠 (2.19)

Dimana p adalah perubahan tekanan akustik (P- P0) .

kemudian dengan mensubtitusikan persamaan (2.19) kedalam persamaan (2.10)

didapatkan persamaan

𝜌0

B

𝜕2𝑃

𝑑𝑡 2 = ∇2𝑃 (2.20)

Jika didefinisikan konstanta c = B

𝜌0 maka persamaan (2.20) berubah menjadi

∇2𝑃 =1

𝑐2

𝜕2𝑃

𝑑𝑡 2 (2.21)

dimana c adalah kecepatan gelombang dalam medium (Brewer, 1992).

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

12

2.2. Material Akustik

Material akustik dapat dibagi ke dalam tiga kategori dasar: (1) material

penyerap atau absorbing material, (2) material penghalang atau barrier material,

(3) material peredam atau damping material. Material penyerap bunyi mempunyai

beberapa parameter akustik yang merupakan besaran yang dapat diukur sebagai

sifat dan kinerja material tersebut. Besaran tersebut yaitu impedansi normal dan

koefisien serapan bunyi. Penelitian mengenai karakter akustik pada suatu material

penyerap bunyi telah banyak dilakukan. Pengukuran koefisien serapan bunyi pada

bahan organik juga dilakukan pada bahan lain seperti sampah kota (Himawanto,

2007), serat kelapa dan rami (Sabri, 2005). Sabri meneliti kinerja akustik dari

serat kelapa dan rami untuk menggantikan serat síntesis seperti rockwool dan

glasswool yang selama ini telah digunakan sebagai bahan penyerap suara secara

meluas. Himawanto (2007) meneliti karakteristik akustik sampah kota dengan

variasi komposisi antara bahan dasar sampah organik dan anorganik. Hasil

penelitiannya menunjukkan bahwa material yang memiliki kandungan organik

tinggi mempunyai koefisien serapan bunyi yang besar pada frekuensi tinggi,

dimana semakin besar frekuensinya koefisien serapannya juga semakin naik.

2.3. Granular Polystyrene

Styrofoam atau expanded polystyrene dikenal sebagai gabus putih yang

biasa digunakan untuk membungkus barang- barang elektronik. expanded

Polystyrene dibentuk dari molekul-molekul styrene (C6H9CH9CH2). Ikatan

rangkap antara bagian CH2 dan CH2 dari molekul disusun kembali hingga

membentuk ikatan dengan molekul molekul styrene berikutnya dan pada akhirnya

membentuk polystyrene. Penggabunngan acak benzene mencegah molekul

membentuk garis yang sangat lurus sebagai hasil polyester mempunyai bentuk

yang tidak tetap, transparan dan dalam berbagai bentuk plastik. Polystyrene

merupakkan bahan yang baik ditinjau dari segi mekanis maupun suhu namun

bersifat agak rapuh dan lunak pada suhu dibawah 100oC (Billmeyer, 1984).

Polystyrene memiliki berat jenis sampai 1050 kg/m3, kuat tarik sampai 40

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

13

MN/m2, modulus lentur sampai 3GN/m

2, modulus geser sampai 0,99 GN/m

2,

angka poisson 0,33 (Crawford, 1998).

Material ini diaplikasikan untuk pembuatan furniture (pelapis kayu),

casing monitor komputer ,casing TV, utensil , lensa (optik dari plastik ). Bilamana

polystyrene dipanaskan dan udara ditiupkan maka melalui pencampuran tersebut

akan terbentuk styrofoam. Styrofoam memiliki sifat sangat ringan , moldable dan

merupakan insulator yang baik (Parlin Sinaga).

Penambahan styrofoam juga diterapkan saat pembuatan batako ringan

yang dilakukan oleh Simbolon, T (2009) yang hasilnya semakin banyak

penambahan styrofoam maka nilai densitas atau kerapatannya menurun sehingga

didapatkanlah batako ringan.

2.4. Gipsum ( CaSO4 .2H20)

Gipsum (CaSO4.2H20), adalah senyawa kimia yang tersusun dari unsur

kalsium, gugus sulfat dan air. Gipsum memiliki massa yang ringan dan tahan api,

dengan massa jenis 2,32 g.cm-3

. Karakteristik gipsum bersifat mereduksi bising

dan penyerap bunyi yang baik (Suptandar, 2004).

Material gipsum tidak membahayakan bagi kesehatan manusia, hal ini

dibuktikan dengan adanya pengobatan yang menggunakan gipsum sebagai

medianya, seperti digunakanya gipsum sebagai pengisi pencetakan gigi dalam

bidang kedokteran. Gipsum juga digunakan sebagai plafon, dengan sifat dari

gipsum yaitu fleksibel dan memiliki kemampuan konduktivitas suhu yang rendah.

Berdasarkan sifat tersebut gipsum sebagai plafon dengan mudah dapat di

modifikasi sesuai dengan kebutuhan. Selain untuk palfon, gipsum juga biasa

dipakai sebagai dinding partisi seperti skat kamar dan penutub tembok (lining

wall), hanya saja gipsum tidak bias diaplikasikan untuk eksterior, kolom dinding

atau penahan beban. Papan gipsum bersifat tahan api, awet dan tidak

menimbulkan emisi gas formaldehida. Salah satu penggunaan papan gipsum

cocok untuk pemakaian di bawah atap dan tidak selalu berhubungan dengan

kelembaban tinggi (Khairul S, 2010). Spesifikasi papan gipsum dapat dilihat pada

tabel berikut:

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

14

Tabel 2.1. Koefisien Absorpsi Gipsum

Frekuensi 150 Hz 250 Hz 500 Hz 1000 Hz 2000 Hz 4000 Hz

Koef. Serapan

bunyi

0,29

0,10

0,05

0,04

0,07

0,09

Sumber : ( Doelle, L, L. 1993)

2.5. Material Penyerap Bunyi

Bahan lembut, berpori dan kain dan manusia, menyerap sebagian besar

gelombang bunyi yang menumbuk mereka. Bahan-bahan seperti ini disebut

sebagai bahan penyerap bunyi. Penyerapan bunyi adalah perubahan energi bunyi

menjadi suatu bentuk lain, biasanya panas, ketika melewati suatu bahan atau

ketika menumbuk suatu permukaan. Jumlah panas yang dihasilkan pada

perubahan energi ini adalah sangat kecil, sedang kecepatan perambatan

gelombang bunyi tidak dipengaruhi oleh penyerapan (Doelle, 1993).

Material penyerap bunyi pada umumnya dibagi ke dalam tiga jenis, yaitu

bahan berpori, panel absorber (panel penyerap), dan resonator rongga (atau

Helmholtz). Pengelompokan ini didasarkan pada proses perubahan energi suara

yang menumbuk permukaan bahan menjadi energi panas (Sabri, 2005). Pada

bahan berpori, energi bunyi diubah menjadi energi panas melalui gesekan dengan

molekul udara. Contoh material ini adalah serat kacang (rock wall), serat kayu,

dan papan serat (fiber board). Pada panel absorber, energi bunyi diubah menjadi

energi getaran. Material panel absorber ini bekerja dengan baik pada frekuensi

rendah, misalnya kaca, pintu, dan panel kayu. Resonator berongga mengurangi

energi bunyi melalui gesekan dan interfleksi pada lubang dalam yang bekerja pada

frekuensi rendah. Contohnya antara lain sound block, resonator panel berlubang,

dan resonator celah (Kentut S, 2006).

2.6. Koefisien Absorpsi Bunyi

Konsep dari penyerapan bunyi (Acoustic Absorption) merupakan peristiwa

hilangnya energi yang terjadi ketika sebuah gelombang bunyi menabrak dan

dipantulkan dari suatu permukaan benda. Proses pemindahan daya bunyi dari

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

15

suatu ruang tertentu, dalam mengurangi tingkat tekanan bunyi dalam volume

tertentu, dikenal sebagai penyerapan bunyi. Proses ini berkaitan dengan

penurunan jumlah energy bunyi dari udara yang menjalar hingga mengenai suatu

media berpori. Bagian energi terserap ketika gelombang bunyi dipantulkan,

disebut disebut dengan koefisien serapan bunyi dari material. Nilai dari koefisien

bunyi tergantung dari sifat material, frekuensi bunyi dan sudut gelombang bunyi

ketika mengenai permukaan material tersebut ( Khairul S, 2010).

Efisiensi penyerapan bunyi suatu bahan pada frekuensi tertentu dinyatakan

oleh koefisien absorbsi bunyi. Koefisien absorbsi bunyi suatu permukaan adalah

bagian permukaan bunyi datang yang diserap, atau tidak dipantulkan oleh

permukaan. Koefisien ini dinyatakan dalam huruf Greek α. (Doelle, 1993).

Koefisien absorbsi bunyi (α) dinyatakan dalam bilangan antara 0 dan 1. Nilai

koefisien absorbsi 0 menyatakan tidak ada energi bunyi yang diserap dan nilai

koefisien serapan 1 menyatakan serapan yang sempurna. (Kentut S, 2006).

Reaksi serap terjadi akibat turut bergetarnya material terhadap gelombang

suara yang sampai pada permukaan material tersebut. Getaransuara yang sampai

dipermukaan turut menggetarkan partikel dan pori-poriudara pada material

tersebut. Sebagian dari getaran tersebut terpantul kembalike ruangan, sebagian

berubah menjadi panas dan sebagian lagi di teruskan kebidang lain dari material

tersebut (Gunawan, 2008).

Penelitian mengenai pengukuran koefisien absorpsi bunyi pada bahan

alam telah dilakukan oleh beberapa peneliti. Sabri (2005) meneliti kinerja akustik

dari serat kelapa dan rami untuk menggantikan serat sintesis seperti rockwool dan

glasswool yang selama ini telah digunakan sebagai bahan penyerap suara secara

meluas. Nilai koefisien absorpsi bunyi maksimum untuk serat kelapa diperoleh

pada frekuensi 4000 Hz yaitu sebesar 90%, sedangkan untuk serat rami diperoleh

pada frekuensi 5000 Hz sebesar 77%.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

16

2.7. Metode Tabung Impedansi Dua Mikrofon ( Two Microphones Impedance

Tube Method)

2.7.1. Metode Tabung Impedansi Dua Mikrofon (Two Microphones

Impedance Tube Method)

Metode Tabung Impedansi Dua Mikrofon ( Two Microphones Impedance

Tube Method) adalah salah satu metode untuk mengukur karakteristik material

penyerap bunyi yang relatif mudah diterapkan dibandingkan metode yang lain

karena hanya menggunakan satu konfigurasi (Niken P,2009).

Pada Gambar 2.2. merupakan skema impedansi dua mikrofon untuk

menganalisa nilai koefisien absorpsi dari sebuah sampel. Fungsi dua mikrofon

adalah untuk mendeteksi adanya gelombang datang dan gelombang pantul dari

permukaan sampel berlubang dengan menganalisa interaksi panjang rongga yang

dapat diubah menggunakan piston. Bilangan Gelombang kompleks dan

karakteristik impedansi kompleks dapat diturunkan dari teori gelombang

bidang.(Tao et.al.,2003). Untuk mendapatkan koefisien absorpsi maka digunakan

pendekatan transfer matrix.

Gambar 2.2. Skema Tabung Impedansi (Tayong R And Leclaire P, 2010)

2.7.2. Fungsi Pindah (Transfer Function)

Secara fisis fungsi pindah (transfer function) merupakan gambaran respon

system terhadap masukan tertentu, yang dapat dinyatakan dalam bentuk

perbandingan transformasi Fourier tekanan akustik pada dua lokasi mikrofon

(mikrofon yang paling dekat dengan bahan uji atau mikrofon yang paling dekat

dengan sumber bunyi (Kentut S, 2006). Fungsi pindah dinyatakan sebagai berikut

(ASTM 1050-90, 1998) :

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

17

𝐻 =𝐺12

𝐺11= 𝐻 𝑒 ø = 𝐻 𝑟 = 𝑗𝐻 𝑖 (2.13)

𝐻 merupakan fungsi pindah hasil pengukuran dari sinyal dua mikrofon, 𝐺12

adalah cross spectrum dari sinyal tekanan akustik pada mikrofon di lokasi 1 dan 2,

𝐺11adalah auto spectrum dari tekanan akustik pada mikrofon di lokasi 1 dan 2, 𝐻 𝑟

adalah fungsi pindah bagian real dan 𝐻 𝑖 adalah fungsi pindah bagian imajiner.

Fungsi pindah digunakan untuk menentukan koefisien refleksi mengingat

nilai koefisien refleksi tidak dapat diukur secara langsung. Dengan mengetahui

nilai koefisien refleksi maka karakteristik akustik lainya dapat diketahui. Dengan

menggunakan koefisien fungsi pindah, koefisien refleksi dapat ditentukan sebagai

berikut:

𝑅 =𝐻𝑖−𝑒−𝑗𝑘𝑠

𝑒 𝑗𝑘𝑠 −𝐻𝑙𝑒𝑗2𝑘 (𝑗+𝑠) (2.14)

Dari persamaan (2.14), R adalah koefisien refleksi kompleks, 𝐻𝑖 adalah

fungsi pindah, k adalah bilangan gelombang, l adalah jarak sampel ke mikrofon

terdekat, s adalah jarak antara kedua mikrofon. Fungsi 𝑒−𝑗𝑘𝑠 dan 𝑒𝑗𝑘𝑠 masing-

masing disebut fungsi pindah gelombang dating 𝐻𝑖 dan fungsi pidah gelombang

refleksi 𝐻𝑟 .

2.7.3. Matriks Pindah (transfer matrix)

Untuk menentukan sifat akustik, perlu dilakukan perkiraan yang masuk

akal untuk membuat sebuah model geometri kompleks sebagai jaringan dari

elemen akustik. Eleman akustik dapat dikarakterisasi dengan matriks pindah

(transfer matrix). Sebuah transfer matriks menggambarkan transformasi dari

variable medan akustik oleh elemen akustik sebagai fungsi frekuensi. Hal ini

merupakan penafsiran kuantitatif untuk modifikasi dari karakteristik gelombang.

(Genteman et al.,2003).

Pendekatan transfer matrix diperkenalkan untuk mengevaluasi dan

menganalisis karakteristik akustik dari material akustik yag berlapis-lapis.

Pendekatan ini dapat diaplikasikan untuk mereduksi pantulan bunyi dan atau

transmisi secara efektif. Dari persamaan fungsi pindah, dapat diperoleh koefisien

reflaksi dan koefisien ttransmisi. (Cai et al., 2003).

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

18

Gambar 2.3. Material Berlapis (Tao et al.,2003)

Untuk material berlapis, seperti pada gambar 2.3 di atas, tekanan bunyi p dan

kecepatan partikel v pada kontak permukaan dari material berlapis dapat

dinyatakan dengan (Tao et al.,2003):

𝑃1

𝑣1 = 𝑇𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

𝑃𝑛+1

𝑉𝑛+1 (2.15)

Di mana 𝑇𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 adalah total transfer matrix akustik dari lapisn 1 hingga lapisan

ke-n diperoleh dengan mengalikan transfer matrix dari masing-masing lapisn T1,

T2, …,Tn, yaitu :

𝑇𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑇1 𝑇2 … 𝑇𝑛 𝐵𝑇

𝐶𝑇

𝐵𝑇

𝐷𝑇 (2.16)

di mana AT, BT, CT, DT adalah seluruh four pole parameter dari lapisn 1 hingga

lapisn ke-n. Untuk permukaan yang keras pada lokasi n+1, koefisien refleksi R

untuk sudut datang ɸ = 0 adalah

𝑅 = 𝐴𝑇−𝜌𝑐𝐶𝑇

𝐴𝑇 +𝜌𝑐𝐶𝑇 (2.17)

di mana R adalah koefisien refleksi, 𝜌 adalah massa jeni material (kg/m3), c adalah

kecepatan (m/s). Selanjutnya, impedansi permukaan normal Zin dapat diperoleh

dari:

𝑍𝑖𝑛

𝜌𝑐=

1+𝑅

1−𝑅=

𝐴𝑇

𝐶𝑇 .𝜌𝑐 (2. 18)

dan koefisien absorpsi bunyi α adalah

α =1– 𝑅 2 (2.19)

dengan persamaan (2.19) maka dapat dicari nilai dari koefisien absorpsi bunyi

dari sebuah sampel.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

19

BAB III

METODELOGI PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Akustik, Lantai III Gedung B

jurusan Fisika Fakultas MIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta. Waktu

pelaksanaan penelitian ditempuh selama 5 bulan yaitu dari bulan Agustus sampai

dengan bulan Desember 2011.

3.2. Alat dan Bahan

3.2.1. Alat yang Digunakan

Alat yang dipakai dalam penelitian ini antara lain:

1. Peralatan uji sampel dari Brüel & Kjær (B & K) yang terdiri dari:

a. Seperangkat tabung impedansi tipe 4260.

b. Mikrofon B&K tipe 4187 (2 buah) dan tipe 4189 (2 buah) .

c. Seperangkat alat PULSE TM

Multy-analyzer System tipe 2825.

d. Komputer dengan Soft Pulse System tipe 7700 versi 14 Sound and

Vibration dan Material Testing Measurement.

e. Generator Module 50 Khz tipe 3160.

f. Amplifier B&K tipe 2718.

2. Gelas ukur 250 ml

3. Kertas yellowboard

4. Mistar

5. Jangka sorong

7. Screen 1,2,3 yang terbuat dari aklirik

3.2.2. Bahan yang Digunakan

Bahan yang digunakan dalam penelitian antara lain:

1. Kompon gipsum

2. Granule polystyrene

3. Air

19

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

20

Gambar 3.1. Set Up Alat Tabung Impedansi Dua Mikrofon

3.3. Metode Penelitian

Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimen.

Alur penelitian yang dilakukan dapat dilihat pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2. Metode Penelitian

Brύel & Kjǽr

Type 3160 A

Amplifier

Set up alat

Kalibrasi alat

Display grafik

Perekaman data digital

Analisa dan Pembahasn

Pembuatan sampel

Pengujian sampel

Persiapan alat dan bahan

Simpulan

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

21

3.3.1. Persiapan Alat dan Bahan

Prosedur penelitian ini dimulai dengan persiapan alat dan bahan

kemudiam dilakukan pembuatan sampel. Bahan sampel berupa yang terbuat dari

kompon gipsum dan granule polystyrene.

3.3.2. Pembuatan Sampel

Sampel yang akan di uji terbuat dari kompon gipsum dan penambahan

granule polystyrene. Pada proses pembuatan sampel menggunakan perbandingan

volume antara kompon gipsum dengan granule polystyrene. Terdapat 3 variasi

sampel yang dibuat, yang sebelumnya mencoba beberapa perbandingan antara

gipsum dengan granule polystyrene dan didapatkan perbandingan yaitu gipsum

murni, perbandingan volume antara gipsum dan granule polystyrene adalah 40%

dan 60%, serta sampel dengan perbandingan volume antara gipsum dengan

granule polystyrene adalah 50% dan 50%. Pembuatan sampel dimulai dengan

mengukur volume antara gipsum dan granule polystyrene sesuai perbandingan

volumenya menggunakan gelas ukur 250 ml. Setelah bahan kompon gipsum dan

granule polytysrene diukur sesuai perbandingan yang di inginkan kemudian

ditambahkan air unuk mencampur kedua bahan, setelah bahan tersebut tercampur

kemudian menyiapkan cetakan dari kertas yellow board yang dibuat lingkaran

dengan diameter 10 cm dengan tinggi 1 cm kemudian memasukan bahan sampel

yang sudah tercampur rata kedalam cetakan yang sebelumnya dilapisi daun pisang

agar sampel tidak rusak. Setelah 15 menit kemudian sampel dikeluarkan dari

cetakan dan dikeringkan dibawah sinar matahari sealam 1-2 hari, serta sampel

diberi label sesuai dengan perbandingan volume antara kompon gipsum dan

granule polystyrene yang digunakan.

3.3.3. Set Up dan Kalibrasi Alat

Setting alat dimulai dengan menyalakan pulse, amplifier dan komputer kemudian

mengatur menu software material testing pada komputer. Sebelum digunakan

untuk pengambilan data, dilakukan kalibrasi terlebih dahulu. Kalibrasi diawali

dengan menentukan signal to noise ratio (S/N ratio) untuk memastikan bahwa

sinyal yang ada paling tidak 10 dB lebih besar dari bising lingkungan (ambient

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

22

noise). Kemudian dilakukan kalibrasi fungsi pindah pada posisi mikrofon awal

dan pada posisi dipertukarkan.

3.3.4. Pengujian

Dilakukan dua tahap pengujian analisa akustik terhadap sampel yang

digunakan, yaitu:

3.3.4.1. Pengujian Kinerja Akustik Sampel

pada pengujian kinerja akustik, semua sampel yang telah dibuat

dimasukkan satu persatu secara bergantian kedalam tabung impedansi untuk diuji.

Melakukan pengujian terhadap sampel untuk mengetahui kinerja akustik dari

sampel 1 lapis dan sampel lapis ganda. Adapun pengujian yang dilakukan adalah

sebanyak 6 kali yaitu pengujian sampel satu lapis terhadap sampel dari gipsum

murni yang kemudian diberi label GM, kemudian pengujian terhadap sampel satu

lapis dengan perbandingan antara komposisi gipsum dan granule polystyrene

40%:60% yang diberi label GG46, dan pengujian terhadap sampel satu lapis

dengan perbandingan antara gipsum dan granule polystyrene 50%:50% yang

diberi label GG55. Setelah pengujian terhadap sampel satu lapis, kemudian

dilakukan pengujian terhadap sampel lapis ganda 3 variasi komposisi dengan label

GM2 untuk gipsum murni, GG246 untuk perbandingan 40%:60%, dan GG255

untuk perbandingan 50%:50%.

Tabel 3.1. Nama Label Sampel yang digunakan

Sampel

komposisi

label gipsum Granule

polystyrene

Gipsum murni satu lapis 0% 100% GM

Gipsum murni lapis ganda 0% 100% GM2

Gipsum Granule polystyrene satu lapis 50% 50% GG55

Gipsum Granule polystyrene lapis ganda 50% 50% GG255

Gipsum Granule polystyrene satu lapis 40% 60% GG46

Gipsum Granule polystyrene lapis ganda 40% 60% GG246

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

23

3.3.4.2. Pengujian dengan Perforated Screen

Pengujian sampel dengan penambahan screen dilakukan dengan

memberikan tambahan kolom dengan variasi lubang dan ketebalan, screen

berfungsi sebagai Resonator Helmholtz. Adapun screen dipasang dibelakang

sampel. Digunakan 3 variasi screen yaitu screen 1 dengan jumlah lubang 69

dengan diameter lubang 4,8 mm dan diameter screen 10 cm serta tebal screen

1,60 mm. pada screen 2 jumlah lubang adalah 25 dengan diameter lubang adalah

10,25 mm serta tebalnya 3,3 mm.Sedangkan. Pada screen 3 dengan jumlah lubang

dan diameter yang sama dengan screen 1 akan tetapi tebalnya adalah 7,75 mm.

Susunan saat pengujian dengan cara menambahkan rongga dibelakang sampel

dengan tebal 1 cm dan kemudian meletakkan screen. Pada saat pengambilan data

variasi screen digunakan pada variasi sampel.

Tabel 3.2. Jumlah, Diameter dan Tebal Screen yang digunakan

Screen 1 Screen 2 Screen 3

Jumlah hole 69 25 69

Diameter hole 4,8 mm 10,25 mm 4,8 mm

Tebal screen 1,6 mm 3,3 mm 7,75 mm

3.3.5. Prosedur Perekaman Data Digital dan Display Grafik

Setelah dilakukan pengujian terhadap sampel, kemudian didapatkan data

dalam bentuk digital dan berbentuk grafik. Dari grafik itu kemudian diamati dan

kemudian dilakukan analisa terhadap karakteristik akustik yaitu mengenai

koefisien absorpsinya.

3.4. Teknik Analisa dan Pembahasan

Hasil pengujian pada peneliatian ini adalah berupa grafik yang

menunjukkan hubungan antara koefisien absorpsi terhadap frekuensi. Dari grafik

hubungan antara koefisien absorpsi terhadap frekuensi, kemudian dianalisa

dengan meninjau parameter sebagai berikut:

a. Ketebalan sampel

Pada grafik hubungan antara koefisien absorbsi bunyi terhadap frekuensi

dengan variasi ketebalan, dalam hal ini antara sampel 1 lapis dengan sampel

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

24

lapis ganda dilihat kemampuan serapan bunyi sampel terhadap ketebalanya dan

pengaruh penambahan granule polystyrene.

b. Pengaruh penambahan perforated screen

Pada grafik hubungan antara koefisien absorpsi bunyi terhadap frekuensi

dengan variasi penambahan screen ini akan dibandingkan kurva yang terbentuk

dari sampel dengan penambahan screen 1, screen 2 dan screen 3.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

25

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada penelitian ini telah dibuat sampel dengan komposisi antara kompon

gipsum dan granule polystyrene menggunakan perbandingan volume. Sampel

berbentuk silinder dengan ukuran tebal 1 cm dan diameter 10 cm. Tujuan dari

penelitian ini adalah untuk mengetahui nilai koefisien absorpsi, serta pengaruh

penambahan perforated screen pada sampel yang digunakan. Sampel diuji

dengan peralatan eksperimen BrȔel & Kjǽr pada rentang frekuensi yang

digunakan adalah 0 Hz - 1600 Hz.

Dengan mengacu dari nilai koefisien absorpsi gipsum yang telah dicari

pada penelitian sebelumnya sebesar 0,29 maka pada penelitian kali ini

menggunakan nilai tersebut sebagai dasar acuan dalam melakukan analisa. Selain

untuk mengetahui koefisien absorpsi dari sampel yang digunakan pada penelitian

kali ini juga untuk mengetahui kerapatan (density) dari penambahan granule

polystyrene. Adapun data yang diperoleh dari penelitian kali ini adalah sebagai

berikut:

Tabel 4.1. Data Massa, Volume, Kerapatan dan Koefisien Absorpsi Sampel

Sampel Massa

(gr)

Diameter

(cm)

Tebal

(cm)

Volume

(cm3)

Kerapatan

(gr/cm3)

α

peak

Rentang frek.

Pada

α 0,29(Hz)

GM1 107,57 10 1,1 83,35 1,29 0,59 1472-1600

>>128

GG155 61,73 9,9 1 76,94 0,80 0,48 1418-1600

>>182

GG146 42,43 10 1 78,5 0,54 0,39 1194-1576

>>382

GM2 211,94 10 2,2 172,7 1,23 0,83 896-1420

>>524

GG255 118,97 9,9 2 153,88 0,77 0,97 518-1078

>>560

GG246 88,43 10 2 157 0,56 0,55 838-1288

>>450

25

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

26

Dari nilai kerapatan sampel diatas, dapat diketahui bahwa dengan semakin

banyaknya volume penambahan granule polystyrene maka kerapatanya semakin

kecil, akan tetapi dengan nilai kerapatan yang semakin kecil tidak didukung

dengan nilai koefisien absorpsi yang meningkat. Untuk analisa terhadap nilai

koefisien absorpsi, berikut grafik yang diperoleh setelah pengambilan data.

4.1. Pengaruh Ketebalan

4.1.1 Pada Sampel Satu Lapis

Gambar 4.1. Grafik Koefisien Absorpsi pada Sampel Satu Lapis

Dari gambar 4.1. terlihat bahwa nilai koefisien absorpsi sampel satu lapis

pada sampel GM1, sampel GG46 dan sampel GG55 pada rentang frekuensi

antara 0 Hz – 1600 Hz terlihat yang telah terlihat nilai puncaknya adalah pada

sampel GG46 yaitu sampel dengan penambahan granule polystyrene sebanyak

60%, nilai koefisien absorbpsinya adalah 0,319 pada saat frekuensi 1.354 Hz. Dari

grafik terlihat bahwa dengan semakin banyaknya penambahan granule

polystyrene maka koefisien absorpsinya bergeser pada frekuensi yang lebih

rendah, serta rentang frekuensi 0,29 lebih lebar.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

27

4.1.1. Pada Sampel Lapis Ganda

Pada gambar 4.2. terlihat bahwa koefisien absorpsi yang paling tinggi

adalah sampel GG255 yaitu nilai koefisien absorpsinya adalah 0,97 saat frekuensi

770 Hz. Sedangkan sampel GM2 nilai koefisien absorpsinya adalah 0,827 pada

saat frekuensi 1.190 Hz dan sampel GG246 nilai koefisien absorpsinya terkecil

yaitu 0,56 pada saat frekuensi 1.030 Hz. Sehingga pada saat sampel lapis ganda

nilai koefisien absorpsi yang paling tinggi terjadi saat penambahan granule

polystyrene sebanyak 50%.

Gambar 4.2 Grafik Koefisien Absorpsi pada Sampel Lapis Ganda

4.1.2. Perbandingan antara Sampel Satu Lapis dengan Lapis Ganda

a. Perbandingan pada Sampel GM

Pada grafik 4.3. terlihat perbandingan besarnya nilai koefisien absorpsi

dari sampel gipsum murni satu lapis dengan lapis ganda terlihat bahwa pada saat

frekuensi 0 Hz - 1,6 KHz nilai koefisien absorpsi yang lebih tinggi ditunjukkan

pada saat sampel lapis ganda,yaitu pada rentang frekuensi yang lebih rendah

dibandingkan dengan sampel satu lapis. Pada grafik terlihat pada sampel GM2

terjadi dua puncak, hal ini disebabkan karena pada saat meletakkan lapisan kedua

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

28

terdapat rongga udara. Pada sampel lapis ganda mempunyai rentang frekuensi

yang lebih lebar dibandingkan dengan sampel satu lapis pada saat nilai koefisien

absorpsinya 0,29 dan hal ini terjadi pada semua sampel uji. Terlihat bahwa sampel

dengan ketebalan yang lebih tebal bekerja dengan baik pada saat frekuensi rendah,

dibandingkan dengan sampel dengan ketebalan yang lebih tipis karena grafik

masih mengalami peningkatan.

Gambar 4.3. Grafik Perbandingan Koefisien Absorpsi Sampel GM dan GM2

b. Perbandingan Sampel GG55 dan GG255

Pada grafik 4.4. juga terlihat bahwa kenaikan koefisien absorpsi terjadi

saat sampel lapis ganda yaitu sebesar 0,971 dari nilai koefisien absorpsi satu lapis

0,480. Pada frekuensi 0 - 1,6 KHz sampel satu lapis belum terlihat adanya puncak

gelombang, dan dari sampel satu lapis terhadap sampel lapis ganda terjadi

pergeseran frekuensi, serta terlihat bahwa untuk rentang frekuensi pada sampel

satu lapis lebih sempit dibandingkan dengan sampel lapis ganda.

Pada penelitian kali ini digunakan butiran Styrofoam dengan diameter 3

mm, jika digunakan ukuran diameter butiran Styrofoam yang lebih kecil akan

didapatkan nilai koefisien absorpsi yang lebih besar. Hal ini seperti yang

dijelaskan dalam penelitian sebelumnya bahwa semakin kecil ukuran granule

maka nilai koefisien absorpsinya semakin besar.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

29

Gambar 4.4. Grafik Perbandingan Koefisien Absorpsi Sampel GG55 dan GG255

c. Perbandingan Sampel GG46 dan GG246

Pada Grafik 4.5. terlihat pula bahwa pada sampel lapis ganda terjadi

kenaikan nilai koefisien absorpsi dari sampel satu lapis, dan juga terjadi

pergeseran ke frekuensi yang lebih rendah, serta pada sampel lapis ganda

mempunyai rentang frekuensi yang lebih sempit dibandingkan dengan sampel

satu lapis. Nilai koefisien absorpsi naik dari 0,390 pada sampel satu lapis menjadi

0,546 pada sampel lapis ganda dan pergeseran frekuensi saat puncak gelombang

dari 1,366 KHz menjadi 1,042 KHz.

Dari ketiga grafik, pada perbandingan antara sampel satu lapis dan sampel

lapis ganda menunjukkan bahwa dengan sampel yang memiliki ketebalan yang

lebih tebal diperoleh koefisien absorpsi yang lebih tinggi. Dalam hal ini, nilai

koefisien tertinggi terjadi pada saat sampel lapis ganda yaitu 0,971 dengan

penambahan granule polystyrene sebanyak 50%. hal ini dikarenakan dengan

pengaruh ketebalan membuat penyerapan yang terjadi juga lebih besar, serta

penambahan butiran gabus styrofoam (granule polystyrene) selain mengurangi

massa dari sampel ternyata juga meningkatkan koefisien absorpsinya. Sampel

lapis ganda bekerja pada saat rentang frekuensi rendah dan mengakibatkan

rentang yang lebih lebar pada saat nilai koefisien absorpsinya 0,29.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

30

Gambar 4.5. Grafik Perbandingan Koefisien Absorpsi Sampel GG46 dan GG246

4.2. Pengaruh Penambahan Perforated Screen

4.2.1. Penambahan Screen pada Sample GM

Pada penelitian kali ini digunakan 3 screen yang terbuat dari aklirik, antara

screen 1 dan screen 3 mempunyai jumlah dan diameter hole yang sama akan

tetapi tebalnya berbeda. Dari penelitian kali ini dibandingkan pengaruh ketebalan

antara screen1 dan screen 3 terhadap nilai koefisien absorpsinya.

Pada grafik 4.6. terlihat bahwa dengan penambahan screen 3 sudah

terbentuk puncak gelombang dengan nilai koefisien absorpsinya adalah 0,779

pada saat frekuensinya 1,428 KHz, merupakan frekuensi paling rendah dari ketiga

grafik saat terjadinya puncak gelombang. Nilai koefisien absorpsi tertinggi pada

saat penambahan screen 1 yaitu sebesar 0,930 pada frekuensi 1,6 KHz. Sehingga

pada sampel GM screen yang lebih tebal menggeser ke frekuensi yang lebih

rendah, hal ini juga terjadi pada sampel GG46 dan sampel GG55.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

31

Gambar 4.6. Grafik Koefisien Absorpsi Penambahan Screen pada Sampel GM

Pada gipsum murni nilai koefisien absorpsi dengan penambahan screen

didapatkan nilai yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan gipsum satu lapis

ataupun saat sampel gipsum murni lapis ganda.

4.2.2. Penambahan Screen pada Sampel GG46

Pada gambar 4.7. merupakan grafik hubungan antara frekuensi terhadap

koefisien absorpsi pada sampel perbandingan antara gipsum dengan granule

polystyrene 40%:60%, pada penambahan screen 1 koefisien absorpsi maksimum

yaitu 0,619 pada saat frekuensi 1,360 KHz. Pada saat penambahan screen 2

ditunjukkan bahwa koefisien absorpsi yaitu sebesar 0,979 pada saat frekuensi

1,502 KHz, pada penambahan screen ini nilai koefisien absorpsinya

menunjjukkan angka yang paling tinggi. Pada screen 3, saat menggunakan

rentang frekuensi 0 - 1,6 KHz belum terlihat adanya puncak gelombang,

melainkan nilai koefisien tertinggi yaitu 0,745 pada saat frekuensi 1,6 KHz.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

32

Gambar 4.7. Grafik Koefisien Absorpsi Penambahan Screen pada Sampel GG46

Pada sampel dengan perbandingan 40%:60% dengan penambahan screen

didapatkan nilai koefisien absorpsi yang lebih tinggi dibandingkan dengan sampel

satu lapis ataupun sampel lapis ganda. Pada sampel satu lapis nilai koefisien

absorpsinya adalah 0,391, pada sampel lapis ganda yaitu 0,547. Pada saat

penambahan screen, baik screen 1,2 dan 3 nilai koefisien absorbsinya diatas

0,547, dan nilai koefisien absorpsi tertinggi pada saat screen 2. Pada saat

penambahan screen rentang frekuensi saat nilai koefisien absorpsi mencapai

puncak yaitu pada saat rentang 1,2 KHz - 1,6 KHz (rentang frekuensi tinggi).

4.2.3. Penambahan Screen pada Sampel GG55

Pada grafik 4.8, terlihat bahwa pada range frekuensi 0 – 1,6 KHz hanya

pada screen 3 yang mengalami puncak gelombang dengan besarnya koefisien

absorpsi 0,820 pada frekuensi 1,390 KHz. Pada screen 1 dan screen 2 belum

tampak puncak gelombangnya, hanya saja terlihat bahwa nilai koefisien absorpsi

dari screen 1 lebih besar dari pada screen 2. Pada saat pengujian dengan sampel

komposisi antara gipsum : granule polystyrene (50%:50%) dengan penambahan

screen bekerja pada frekuensi tinggi (>1.000 Hz).

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

33

Gambar 4.8 Grafik Koefisien Absorpsi Penambahan Screen pada Sampel GG55

Dari grafik yang diperoleh terlihat bahwa semakin tebal sampel, maka

nilai koefisien absorpsi akan bergeser ke rentang frekuensi yang lebih rendah.

Paengaruh penambahan granule polystyrene kedalam sampel beran pengaruh

terdahadap kerapatanya, akan tetapi tidak terhadap nilai koefisien absorpsinya.

Karena nilai koefisien absorpsi tertinggi terjadi pada saat penambahan granule

polystyrene 50% dan turun kembali pada saat penambahan 60%. Dengan

penabahan granule polystyrene, kenaikan nilai dari koefisien absorpsinya tidak

signifikan sehingga saat penambahan perforated screen nilai koefisien

absorpsinya mengalami peningkatan.

Dari hasil yang didapatkan dapat diketahui bahwa dengan penambahan

butiran gabus (granule polystyrene) kedalam gipsum dapat menurunkan nilai

kerapatan (density) dari sampel hal ini menunjukkan dengan penambahan granule

maka dapat membuat sampel menjadi lebih ringan walaupun nilai koefisien

absorpsinya tidak mengalami kenaikan. Pada penelitian kali ini dengan

menggunakan sampel yang lebih tebal dengan cara pengujian secara berlapis

dapat menggeser kerja akustik ke frekuensi yang lebih rendah serta lebar frekuensi

saat koefisien absorpsinya 0,29 lebih lebar dibandingkan dengan sampel satu

lapis. Dengan penambahan perforated screen pada sampel satu lapis ternyata

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

34

dapat lebih menaikkan nilai dari koefisien absorpsinya serta dengan semakin tebal

screen maka nilai koefisien absorpsinya akan semakin tinggi dan akan bergeser

pada frekuensi yang lebih rendah, hal ini karena pengaruh ketebalan berfungsi

sebagai Helmholtz resonator.

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

35

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Penelitian analisis paduan gipsum dan granule polystyrene menghasilkan

kesimpulan sebagai berikut:

1. Pengaruh penambahan granule polystyrene terhadap sampel menyebabkan

kerapatanya semakin kecil, pengaruh ketebalan membuat nilai koefisien

absorpsi naik dan pada pada saat frekuensi 0,29 Hz rentangnya lebih lebar.

2. Penambahan perforated screen mengakibatkan nilai koefisien absorpsi

meningkat pada rentang frekuensi 0 Hz – 1,6 KHz dan semakin tebal screen

menggeser frekuensi ke rentang yang lebih rendah.

5.2. Saran

Penelitian dasar ini dapat dilanjutkan dengan beberapa saran sebagai

berikut:

1. Menggunakan rentang frekuensi yang lebih tinggi (>1600 Hz) agar dapat

diketahui peak koefisien absorpsi dari sampel.

2. Menggunakan variasi perforated screen yang lebih bervariasi.

3. Menggunakan butiran gabus yang berlubang,

35

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user