BAB II DASAR TEORI
2.1
Sistem Suara Sistem suara atau Tata suara merupakan suatu teknik pengaturan peralatan
suara atau bunyi pada suatu acara pertunjukan, pertemuan, rekaman dan lain lain. Tata suara memainkan peranan penting dalam suatu pertunjukan langsung dan menjadi satu bagian tak terpisahkan dari tata panggung dan bahkan acara pertunjukan itu sendiri. Tata suara erat kaitannya dengan pengaturan penguatan suara agar bisa terdengar keras tanpa mengabaikan kualitas suara-suara yang dikuatkan. Pengaturan tersebut meliputi pengaturan mikropon-mikropon, kabelkabel, prosesor dan efek suara, serta pengaturan volume kontrol, juga audio power amplifier dan speaker secara keseluruhan ditunjukkan pada gambar 2.1.
Gambar 2.1 Piranti Elektronika Sistem Tata Suara
7
8
Berdasarkan penggunaannya, maka sistem suara dapat diklasifikasikan sebagai berikut : 1.
Sistem PA Kecil (Small System) Untuk sistem yang kecil, public address system digunakan secara sederhana, misal di klinik, spa, small bar (kafe), small outlet, auditorium sekolah, tempat ibadah. Untuk input suara biasanya ditambah dengan dvd, mp3, ipod player untuk memutar musik sehingga bisa terdengar di seluruh area. Untuk amplifier, memerlukan power yang
disesuaikan dengan kebutuhan
keseluruhan sistem speaker dan untuk speaker biasanya lebih sederhana, karena tidak memerlukan zoning yang berbeda-beda. 2.
Sistem PA Besar (Large System) Secara teori, penggunaan PA sistem pada sistem yang lebih luas akan lebih rumit karena area yang lebih luas. Terdapat pengaturan zona dimana misalkan area tertentu ingin terdengar sedangkan area lainnya tidak ingin terdengar suaranya. Penggunaan power amplifier yang lebih besar karena banyaknya loudspeaker. Beda area maka berbeda pula jenis loudspeaker yang digunakan dan alur instalasi kabel yang lebih rumit. Contoh penggunaan large sistem dalam Public Address System (PAS) yaitu kampus, mall, gedung perkantoran, pabrik, area wisata, area olahraga dan bandara.
3.
PA Sistem dengan menggunakan IP Jika dalam penerapannya, PA Sistem terkendala jarak atau ruang yang berbeda dan jauh, PA Sistem dapat menggunakan IP. Misalkan dalam suatu komplek perusahaan terdapat beberapa gedung yang berbeda, maka untuk mengintegrasikan sistem tersebut dapat menggunakan IP, sehingga kontrol
9
sistem bisa dilakukan dalam satu ruang kontrol saja untuk memonitoring beberapa sistem di beberapa gedung. 4.
Large Venue System Merupakan penggunaan dari sound system untuk konser musik. Sistemnya berbeda dengan PA Sistem. Pada studi kasus ini, pembahasan hanya difokuskan pada salah satu jenis
sistem PA di atas yaitu PA Besar (Large System).
2.2
Public Address System Public Address System (PAS) merupakan serangkaian sistem distribusi
suara melalui elektronik yang mencakup input (mikrofon), prosessor (amplifier) dan output (loudspeaker). Biasanya public address system digunakan di area publik yang luas untuk mengumumkan sesuatu, atau sebagai pemutar background music dan sistem evakuasi jika terjadi hal yang tidak diinginkan. Blok diagram Public Address System secara sederhana dapat dilihat pada gambar 2.2.
MIKROPON
VOLUME KONTROL
AMPLIFIER
SPEAKER
Gambar 2.2 Blok Diagram PAS Sederhana
TAPE RECORDER
10
Gambar di atas menggambarkan blok diagram sederhana dari sebuah public address system yang terdiri dari beberapa bagian yang berkaitan erat. Bagian pertama adalah mikrofon yang berfungsi mengubah gelombang suara ke dalam bentuk sinyal listrik. Pada mikrofon terdapat tombol mic chime sebagai sumber bunyi yang difungsikan saat petugas informasi akan mengumumkan suatu informasi dan sesudah informasi tersebut selesai diumumkan. Selain mikrofon terdapat juga sumber suara yang lain yaitu tape recorder yang berfungsi sebagai background music. Kemudian pada bagian kedua adalah pengatur volume yang berfungsi mengatur terhadap amplitudo suara. Kedua sumber suara (mikrofon dan tape recorder) diperkuat oleh amplifier dari suara yang berintensitas rendah menjadi lebih keras dan terakhir output dari amplifier diumpan ke speaker sehingga informasi dapat terdengar.
2.3
Prinsip Dasar Public Address System Sesuai penjelasan jenis sistem suara di atas, bahwa salah satu contoh area
publik yang termasuk sistem PA Besar adalah bandara. Untuk kelancaran informasi penerbangan baik kedatangan maupun keberangkatan pesawat terbang di Bandara Soekarno – Hatta telah dilengkapi dengan sistem informasi yaitu Public Address System (PAS) yang salah satunya terdiri dari mic Announcer berfungsi sebagai alat yang digunakan untuk memberikan informasi penerbangan maupun umum kepada para pengguna jasa penerbangan berupa audio (voice) baik di dalam (hall) dan di luar (lobby) terminal keberangkatan dan kedatangan Terminal 1.
11
Informasi atau berita penerbangan yang dimaksud adalah informasi untuk memberitahukan
keberangkatan,
kedatangan,
keterlambatan,
penundaan,
pembatalan dan informasi lainnya termasuk keselamatan di bandar udara dan di pesawat udara, pengumuman mengenai kehilangan, barang tertukar, larangan merokok dan pengumuman lainnya sehingga semua pihak yang memerlukan informasi tersebut dapat mengetahui keberadaan suatu pesawat udara dan dapat melakukan kegiatan yang harus dilaksanakan. Sistem PAS yang terpasang di Bandara Soekarno – Hatta Terminal 1 merupakan integrasi dari berbagai sistem, yaitu sebagai berikut : 1.
Input paging berasal dari PC Server AAS (Automatic Announcement System) sebagai pengolah data soundbank dari data text FIS terintegrasi melalui jaringan data, microphone (RM200S) dan background music (BGM).
2.
Sound Management System menggunakan Matrix Hardware SX-2000 series.
3.
Monitoring sistem menggunakan PC Monitor dengan software AAS sebagai PC client.
4.
Automatic Volume Control menggunakan Digital Level Controller (DLC 9000).
5.
Amplifier menggunakan single channel 480 Watt (AW5548) dan single channel 240 W (AW5524) untuk Local Announcer area Boarding Lounge.
6.
Speaker yang digunakan yaitu speaker box 6 Watt, speaker pendant 6 Watt, speaker ceiling 6 Watt dan speaker coloumn 6 Watt.
12
Sebagai gambaran umum (overview) PAS Terminal 1 Bandara Soekarno – Hatta diperlihatkan oleh gambar 2.3.
Gambar 2.3 Blok Diagram Public Address System Terminal 1 – BSH
2.4
Bagian – Bagian Public Address System Terminal 1 Adapun bagian – bagian Public Address System Terminal 1 Bandara
Soekarno – Hatta yaitu PC Server AAS, Sound Management System SX-2000 Series, Automatic Volume Control (AVC), sensor suara, mikrofon, amplifier dan speaker.
13
2.4.1 PC Server AAS Automatic Announcement System (AAS) adalah sistem pendukung dari Public Address System berfungsi memberikan pengumuman yang diubah oleh komputer berdasar pola kalimat yang sudah terprogram, ataupun langsung dari masukan pengguna. PC Server AAS berupa server yang dilengkapi audio adapter, memuat soundbank database dan akan menerima perintah announcement dari program konektor, mengubahnya dan meneruskannya ke PAS. Pengaturan AAS sangat diperlukan agar pengumuman yang dikehendaki tepat sasaran. Dengan mengaplikasikan AAS dalam PAS Terminal 1 Bandara Soekarno – Hatta, diharapkan membantu dan mempermudah proses penyampaian informasi penerbangan. Berikut tampilan depan Automatic Announcement System (AAS) ditunjukkan pada gambar 2.4.
Gambar 2.4 Tampilan Depan Automatic Announcement System (AAS)
14
Keterangan gambar : 1.
Status broadcast dan zona broadcast dari tiap terminal.
2.
Tipe suara soundbank yang sedang dipakai saat ini. Terdapat 4 tipe suara. Terdapat fitur Auto Change Everyday jika diinginkan.
3.
Daftar antrian pekerjaan yang harus dikerjakan. Sekiranya dari daftar antrian pekerjaan ada yang ingin dihapus, klik Delete Selected Item. Jika ingin membersihkan seluruh daftar antrian, klik Clear Queue. Terdapat tiga cara untuk melakukan pengumuman di Terminal 1 Bandara
Soekarno – Hatta, yaitu sebagai berikut : 1.
Otomatis, mengumumkan area keberangkatan dan kedatangan Terminal 1, sesuai jadwal yang tersimpan dalam server Flight Information System. Bagian auto FIS connector sebagai jembatan penerjemah dari notasi jadwal server FIS menjadi perintah ke AAS. Karena berkaitan dengan server FIS, program ini bertujuan untuk mengumumkan keberangkatan dan kedatangan. Berikut tampilan otomatis PAS dapat ditunjukkan pada gambar 2.5.
Gambar 2.5 Tampilan Sistem Otomatis PAS
15
2.
Semi – otomatis, dimana operator akan memilih pola pengumuman yang akan dipakai dan mengirimkan perintah ke AAS. Pengumuman dapat dibuat dengan 2 (dua) cara yaitu klik pada pola kalimat yang sudah tersedia atau langsung mengetik pengumuman pada tempat yang disediakan. Berikut tampilan semi-otomatis PAS dapat ditunjukkan pada gambar 2.5. 1 4
2
3
6
5
Gambar 2.6 Tampilan Sistem Semi Otomatis PAS
3.
Manual, dimana operator akan berbicara langsung melalui mikrofon, sebagai tahap fail safe operational ataupun untuk pengumuman yang bersifat nonreguler, ataupun yang sulit diimplementasikan dalam sisitem AAS.
2.4.2 Sound Management System SX-2000 Series Sound Management System SX-2000 Series merupakan software PAS untuk pengaturan audio input dan output, pembagian broadcast zona, pengontrolan matrix hardware dan sistem integrasi jaringan kabel.
16
2.4.3 Automatic Volume Control (AVC) Automatic Volume Control (AVC) adalah peralatan yang berfungsi mengatur volume kontrol sesuai dengan besar kecilnya noise yang diterima mic sensor. Apabila noise naik, akan dikuatkan oleh AVC untuk mentrigger atau memerintahkan volume kontrol menaikkan inputannya agar output dari amplifier menjadi naik dan sebaliknya apabila noise turun (mengecil), maka akan dikurangi oleh AVC untuk menurunkan inputan volume kontrol agar output dari amplifier menjadi turun (mengecil) secara otomatis. Intinya AVC dapat menaikkan atau menurunkan tegangan atau power dari mic sensor. AVC yang digunakan di Terminal 1 Bandara Soekarno – Hatta adalah Digital Level Controller tipe DLC 9000, dapat ditunjukkan pada gambar 2.7.
Gambar 2.7 Digital Level Controller Passo DLC9000 Untuk mencapai performance output audio yang optimal, maka dalam instalasi perangkat AVC harus dapat menyesuaikan antara range level minimum dan maksimum output suara dengan tingkat kebisingan yang ada. Posisi AVC berada di tengah – tengah antara preamp dan amplifier dan dihubungkan dengan noise sensor sebagai inputan suara. Berikut skema koneksi instalasi AVC, preamp, amplifier dan noise sensor. Instalasi yang benar akan menghasilkan output suara yang optimal sesuai dengan kebutuhan.
17
Gambar 2.8 Skema Instalasi AVC
2.4.4 Sensor Suara Sensor adalah alat untuk mendeteksi atau mengukur magnitude sesuatu besaran. Sensor merupakan transduser yang digunakan untuk mengubah variasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Kategori sensor biasanya melalui pengukuran. Salah satu contoh sensor adalah sensor suara. Sensor suara adalah sensor yang memiliki cara kerja mengubah energi suara menjadi energi listrik.. Sensor ini bekerja berdasarkan besar kecilnya kekuatan gelombang suara yang mengenai membran sensor menyebabkan bergeraknya kumparan kecil di balik membran tersebut menjadi naik dan turun. Kecepatan jarak kumparan tersebut menentukan kuat lemahnya gelombang listrik yang dihasilkan. Salah satu komponen yang termasuk dalam sensor ini adalah microphone atau mic.
18
2.4.5 Mikrofon Mikrofon adalah suatu alat yang dapat mengubah energi suara menjadi energi elektrik. Berikut skema sistem pengubahan mikrofon ditunjukkan pada gambar 2.9.
Gambar 2.9 Sistem Pengubahan Mikrofon Diafragma (membran) berfungsi sebagai penerima energi suara, bila getaran suara telah mencapai membran. Maka sudah dimulai awal pergerakan mekanikal, dimana gerakan getaran tersebut diteruskan menuju suatu sistem mekanikal pada setiap mikrofon dan seterusnya gerakan ini diubah menjadi getaran-getaran elektrik (sinyal listrik). Perubahan darai energi suara menjadi energi elektrik ini disesuaikan dengan jenis / tipe mikrofon yang digunakan. Karena setiap mikrofon mempunyai sistem perubahan yang berbeda. Output yang dihasilkan pada sistem mekanikal adalah bentuk sinyal tegangan AC. Sinyal output yang baik adalah sinyal yang bentuknya sama dengan sinyal getaran suara, yang berbeda medianya saja. Dalam sistem pengubahan mikrofon dari energi suara menjadi energi elektrik, mikrofon dapat dibedakan atas : a. Pengubahan pasif, contoh : mic dynamic, mic ribbon, mic kristal. b. Pengubahan aktif, contoh : mic arang, mic condenser.
19
Selain sistem pengubahan, mikrofon masih dibedakan atas sistem kerjanya, yaitu: a. Mikrofon tekanan suara, bekerja berdasarkan tekanan suara. Pada bagian belakang mikrofon, membran mikrofon tertutup rapat, sehingga semua suara dari segala arah menuju pada bagian depan membran tersebut. Artinya membran mic hanya menerima getaran suara dari arah depan saja. b. Mikrofon perbedaan tekanan suara, bekerja berdasarkan perbedaan tekanan suara. Pada bagian belakang membran mikrofon terdapat celah udara (terbuka), sehingga membran akan menerima getaran suara dari arah depan dan belakang membran. Berikut gambar mikrofon tekanan suara dan mikrofon perbedaan tekanan suara ditunjukkan pada gambar 2.10.
Gambar 2.10 Mikrofon Tekanan Suara (kiri) dan Mikrofon Perbedaan Tekanan Suara (kanan)
2.4.5.1 Jenis – Jenis Mikrofon Berdasarkan prinsip kerjanya, maka mikrofon dibedakan atas mikrofon arang/carbon
(resistanse
transducer),
mikrofon
condenser
(electro
static/capacitive transducer), mikrofon dinamik (electro dynamic transducer), mikrofon ribbon (electro dynamic transducer), dan mikrofon kristal (piezoelectric transducer).
20
2.4.5.2 Cara Kerja Mikrofon Telah disebutkan bahwa jenis-jenis mikrofon antara lain mikrofon karbon, condenser, dinamik, ribbon, dan kristal. Berikut akan dijelaskan cara kerja masing-masing mikrofon sebagai berikut : Mikrofon Arang / Carbon Mikrofon arang / carbon adalah mikrofon yang menggunakan prinsip kerja tahanan (resistenasi) yang berubah-ubah, biasanya adalah resistor arang. Berikut diagram rangkaian mic arang / carbon ditunjukkan pada gambar 2.11.
Gambar 2.11 Diagram Rangkaian Mic Arang / Carbon
Prinsip kerja dari mikrofon arang / carbon yaitu getaran suara yang masuk menggetarkan membran. Getaran membran ini menyebabkan kerenggangan dan kerapatan arang berubah-ubah. Hal ini menyebabkan bervariasinya nilai resitansi arus listrik yang melewati kumparan primer. Arus listrik pada kumparan primer akan terinduksi pada gulungan sekunder dan besar kecilnya arus tergantung dari getaran membran yang disebabkan oleh getaran suara yang diterima. Berikut contoh mic arang / carbon ditunjukkan pada gambar 2.12.
21
Gambar 2.12 Jenis Mic Arang / Carbon Mikrofon Condenser / Kondensator Berdasarkan tinggi rendah frekuensi, maka jenis mikrofon condenser ini dibedakan 2 (dua) jenis yaitu : 1. Mikrofon Kondenser Low Frekuensi, contohnya adalah electret mic. Jenis mikrofon ini digunakan di Terminal 1 Bandara Soekarno – Hatta sebagai sensor suara dengan model MC-102 Electrect Condenser Microphone HTE9767PC. (datasheet terlampir)Berikut diagram rangkaian dan susunan mikrofon kondenser low frekuensi ditunjukkan pada gambar 2.13.
Gambar 2.13 Diagram Rangkaian & Susunan Mic Kondenser
Prinsip kerja mikrofon berdasarkan prinsip kondensator, dimana membran dan plat belakang dari mikrofon berfungsi sebagai dua buah plat yang sejajar. Jenis mikrofon ini harus diberikan tegangan DC (baterai) agar dapat bekerja. Tegangan positif pada membran dan negatif pada plat belakang. Bila membran mendapat tekanan dari sumber suara, mengakibatkan jarak yang selalu berubah-ubah antara membran dengan
22
plat belakang, perubahan jarak tersebut menghasilkan perubahan kapasitansi dan mengakibatkan arus tegangan dari baterai juga selalu berubah sesuai dengan besar kecilnya kapasitansi yang dihasilkan. Maka pada output mikrofon terjadi tegangan sinyal yang masih tercampur dengan tegangan DC. Agar arus yang mengalir pada membran tidak berlebih, maka diberikan sebuah resistor/tahanan yang nilai tahanan sebesar 50M ohm. Tegangan sinyal yang masih tercampur dengan arus DC difilter dengan menggunakan kondensator murni yang berfungsi memblokir arus DC, selanjutnya sinyal audio tersebut diperkuat dengan preamplifier agar tidak terjadi interferensi dari tegangan luar. Berikut contoh electrect mic yang digunakan di Terminal 1 Bandara Soekarno – Hatta ditunjukkan pada gambar 2.14.
Gambar 2.14 Electrect Mic MC102
2. Mikrofon Kondenser High Frekuensi, contohnya gun microphone. Prinsip kerja mikrofon kondenser HF sama seperti mikrofon LF, hanya saja pada membran di mic kondenser HF tidak langsung diberikan power supply, tetapi sumber tegangan frekuensi tinggi berasal dari pembangkit frekuensi (oscilator), sehingga output mikrofon terdiri dari
23
sinyal audio yang diposisikan dengan frekuensi tinggi. Melalui rangkaian demodulator (dioda dan kondenser), maka frekuensi tinggi diblokir sehingga output mikrofon hanya sinyal audio saja yang dilewatkan dan selanjutnya sinyal tersebut akan diperkuat. Berikut proses frekuensi respon mic condenser pada gambar 2.15.
Gambar 2.15 Frekuensi Respon Mic Condenser
Mikrofon Dinamik Mikrofon dinamik adalah mikrofon yang menggunakan prinsip kerja induksi (mikrofon menjadi sumber listrik induksi). Berikut proses kerja mikrofon dinamik pada gambar 2.16.
Gambar 2.16 Proses Kerja Mikrofon Dinamik
24
Prinsip kerja mikrofon dinamik yaitu getaran suara
yang masuk
menggerakkan membran, getaran membran menggerakkan moving coil . Moving coil merupakan membran yang tersambung dengan coil yang bergerak. Getaran moving coil yang berada dalam memnran magnet akan menyebabkan timbulnya aliran listrik. Aliran listrik yang berupa gelombang listrik seirama dengan getaran suara yang diterima dan akan dikuatkan oleh amplifier. Mikrofon Ribbon Mikrofon ribbon adalah mikrofon yang menggunakan sejenis pita metal yang tipis. Cara kerja dan prinsipnya sama dengan mikrofon dinamik, namun perbedaanya pada konstruksi dan bahan. Pada mikrofon ribbon lipatan pita (ribbon) berfungsi sebagai membran / diafragma. Diafragma sangat tipis sehingga memiliki respon frekuensi yang tinggi, tetapi tidak sesuai untuk tekanan suara tinggi. Mikrofon Kristal Mikrofon kristal atau piezoelektris terbuat dari bahan kristal aktif, mikrofon ini memiliki cara kerja dengan memotong kristal, lalu membentuk irisan pada bidang khusus yang dihubungkan dengan elektroda menghasilkan sifat piezoelektris. Jika terjadi tekanan, kristal mengalami perpindahan sehingga di antara plat lempengan terjadi perbedaan potensial. Kristal tersebut mampu menerima getaran suara tanpa dibentuk menjadi diafragma yang membuat respon frekuensi lebih maksimal. Dari kelima jenis mikrofon yang ada saat ini paling banyak digunakan untuk keperluan broadcasting adalah jenis mic condenser dan mic dinamik.
25
2.4.5.3 Impedansi Mikrofon Impedansi mikrofon adalah suatu tahanan dalam dari mikrofon yang akan memnetukan sensitifitas mikrofon itu sendiri. Impedansi mikrofon dapat dibedakan atas : a. Low Impedance, jenis mikrofon ini sangat sensitif digunakan untuk keperluan broadcasting. b. High Impedance, jenis mikrofon ini kurang sensitif, biasanya digunakan untuk keperluan Public Address System, panggung (stage). Dengan mengetahui impedansi setiap mikrofon yang digunakan akan menghindari terjadinya efek feedback.
2.4.5.4 Efek Feedback Rangkaian feedback adalah rangkaian umpan balik yang sebagian sinyal keluarannya dikembalikan lagi ke masukan, hal ini salah satu sistem supaya terjadinya tegangan dan phase yang sama antara input dan output. Pada umumnya rangkaian feedback menggunakan komponen pasif resistor dan kapasitor. Sumber feedback berasal dari bunyi yang dikeluarkan speaker ditangkap kembali oleh mikrofon, lalu dikirimkan lagi ke speaker yang sama. Berikut proses terjadinya suara feedback ditunjukkan pada gambar 2.17.
Gambar 2.17 Proses Suara Feedback
26
Suara feedback muncul berawal dari sumber bunyi yang ditangkap oleh mikrofon, kemudian dikutakan oleh amplifier dan dikeluarkan speaker, kemudian oleh mikrofon, suara yang dihasilkan oleh speaker ditangkap kembali oleh mikrofon dan kembali dikuatkan oleh amplifier dan kembali lagi dikeluarkan oleh speaker. Proses ini berulang terus, karena frekuensi yang ditangkap oleh mikrofon dan yang dikeluarkan speaker adalah sama, sehingga terjadi penguatan yang berulangulang dan pada akhirnya terdengar suara mencuit yang melengking pada puncak level suara yang tertinggi, dan jika dibiarkan dalam waktu lama, selain merusak telinga manusia, juga dapat merusak speaker atau amplifier.
2.4.6
Speaker Speaker atau pengeras suara adalah komponen elektronika yang terdiri dari
kumparan, membran dan magnet. Tanpa adanya membran, sebuah speaker tidak akan mengeluarkan suara, berfungsi untuk mengubah suara dari energi elektris menjadi energi suara. Sistem pengubahan speaker merupakan kebalikan dari sistem pengubahan mikrofon. Berikut proses pengubahan speaker ditunjukkan pada gambar 2.18.
Gambar 2.18 Proses Pengubahan Speaker
27
Proses pengubahan gelombang listrik (elektromagnet) menjadi gelombang suara terjadi karena adanya aliran listrik arus AC audio dari amplifier ke dalam kumparan yang menghasilkan gaya magnet sehingga menggerakkan membran. Kuat lemahnya arus listrik yang diterima akan mempengaruhi getaran pada membran. Membran yang bergetar menghasilkan gelombang suara yang dapat didengar. Berikut bagian-bagian speaker ditunjukkan pada gambar 2.19.
Gambar 2.19 Bagian – Bagian Speaker
Bagian – bagian utama speaker adalah sebagai berikut : 1. Conus (sekat rongga), berfungsi menghasilkan gelombang tekanan akibat gerakan udara di sekitarnya yang disebabkan oleh gerakan kumparan. Gelombang inilah yang kita dengar sebagai bunyi. 2. Membran, berfungsi menerima induksi dari magnet sehingga menghasilkan suara sebagai akibat dari getarannya. 3. Magnet, berfungsi untuk menginduksi membran dan menghasilkan medan magnet. 4. Kumparan, berfungsi untuk mengalirkan energi gerak kepada conus. Perubahan medan magnet di dalam speaker akan menyebabkan kumparan bergerak sebagai akibat interaksi dengan medan konstan magnet.
28
2.4.6.1 Jenis – Jenis Speaker Berdasarkan prinsip kerjanya, maka speaker dapat dibedakan atas : a. Speaker Magnetic, berdasarkan perbedaan potensia dan kutub magnet dengan elektromagnetik dari sinyal AC audio menuju kumparan. b. Speaker Dinamik, terjadi interaksi tarik-menarik dan tolak-menolak antara permanen magnet (ferrit) dengan magnet kumparan karena adanya arus AC audio dari output amplifier yang mengakibatkan membran bergerak keluar masuk sehingga menghasilkan getran energi suara. c. Speaker Condenser, prinsip kerjanya hampir sama dengan mic condenser, yaitu menggunakan sistem kapasitansi yang diberikan tegangan DC yang besar, untuk menghindari short circuit pada peralatan, sinyal output audio harus dilewatkan melalui transformator sebagi matching impedansi antara power amplifier dengan speaker. Besar kecilnya getaran yang dihasilkan tergantung besarnya sinyal audio input sehingga menghasilkan perbedaan kapasitansi antara plat membran dengan plat speaker condenser. d. Speaker Ribbon, bentuk lembaran membran zig-zag, jika dialiri arus listrik (sinyal AC), maka pada membran menghasilkan elektromagnetik yang akan berinteraksi dengan permanen magnet mengakibatkan membran bergetar dan menghasilkan energi suara. e. Speaker Piezo Electric (kristal), terdiri dari kumparan yang dililit sepasang kabel spiral dan di ujung corong speaker dililit gulungan kawat. Pada saat dialiri sinyal AC maka terjadi getaran suara yang diteruskan ke corong speaker.
29
2.4.6.2 Wideband Transmisi Rentang frekuensi suara yang mampu dihasilkan sistem speaker adalah diantara 20 Hz – 20 Khz sesuai dengan rentang fekuensi pada pendengaran manusia. Berdasarkan respon frekuensi, speaker terbagi dalam beberapa jenis, sebagai berikut : 1.
Subwoofer, speaker yang mempunyai tanggapan respon frekuensi sangat rendah berkisar 30 Hz - 100 Hz, sesuai untuk aplikasi speaker sistem dengan nada bass yang sangat rendah. Contoh pada home teater.
2.
Woofer, speaker yang mempunyai tanggapan respon frekuensi cukup rendah berkisar 50 Hz - 800 Hz, sesuai untuk aplikasi speaker sistem suara bass sedang. Contoh musik.
3.
Middle, speaker yang mempunyai tanggapan respon frekuensi sedang berkisar 330 Hz – 3,3 KHz, sesuai untuk aplikasi speaker sistem suara tengah saja. Contoh pidato, masjid.
4.
Tweeter, speaker dengan ukuran kecil 0,5 inci, paling besar berukuran 4 inci, mempunyai tanggapan respon pada frekuensi tinggi berkisar antara 8 KHz 20 KHz. Speaker ini tidak bisa berdiri sendiri, biasanya digabungkan dengan speaker middle / woofer untuk nada tinggi (trebble).
5.
Fullrange, speaker yang mempunyai tanggapan respon sangat lebar, yaitu dari 100 KHz - 15 KHz. Nada bass sampai dengan nada tinggi dapat dihasilkan oleh speaker ini.
30
Berikut speaker yang ada di Terminal 1 Bandara Soekarno – Hatta ditunjukkan pada gambar 2.20.
Gambar 2.20 Speaker Ceiling, Pendant, Coloumn, Box
2.4.6.3 Buffle Speaker Berdasarkan sifat gelombang suara dari speaker, maka diperlukan plat pembatas (buffle) speaker antara bagian depan dan belakang speaker untuk menghasilkan suara yang arahnya menyebar ke depan dan menghindari short circuit suara. Maksudnya, sebagian gelombang suara kembali menuju ke bagian belakang membran speaker dan terjadi benturan mengakibatkan getaran membran berkurang, sehingga daya speaker berkurang. Berikut proses pemancaran gelombang suara pada buffle speaker pada gambar 2.21.
Gambar 2.21 Sifat Pemancaran Gelombang Suara Pada Buffle Speaker Lebar plat pembatas (buffle) speaker sesuai dengan standar yang sudah ditentukan minimal ¼ λ dari panjang gelombang suara yang terendah. Untuk
31
mengatasinya, maka digunakan sebuah kotak (box) speaker yang di dalamnya diberikan material peredam getaran suara yang lunak, misal glass wool, serabut kelapa dan lain-lain.
2.4.6.4 Cross Over Cross over adalah rangkaian filter yang terdiri dari komponen pasif resistor, kondensator dan coil / kumparan sebelum menuju ke speaker, bertujuan untuk memisahkan sinyal suara yang difilter menurut frekuensi respon speaker. Rangkaian filter tersebut adalah low pass filter, medium/band pass filter, high pass filter. Berikut rangkaian filter speaker ditunjukkan pada gambar 2.22.
Gambar 2.22 Rangkaian Filter Speaker
2.4.6.5 Impedansi Speaker Impedansi (Z) merupakan gabungan hasil reaksi hambatan (R) dan kapasitas elektron (C). Impedansi memiliki konsep yang sama dengan resistansi, namun aplikasinya pada rangkaian AC. Salah satu aplikasi dari impedansi digunakan pada sound system yaitu pada speaker. Impedansi speaker merupakan salah satu parameter peting dalam pemasangan speaker dengan amplifier.
32
Keduanya harus sesuai (matching), bila tidak sesuai maka akan berdampak buruk terhadap speaker atau amplifier, sehingga salah satu bisa terjadi kerusakan. Impedansi speaker dibedakan menjadi 2 (dua) macam yaitu : a.
Low impedance (impedansi rendah), adalah speaker tanpa matching trafo, impedansi total speaker (Z) dalam instalasi diperhatikan.
b.
High impedansi (impedansi tinggi), adalah speaker dengan matching trafo, impedansi speaker (Z) tidak perlu diperhatikan, cukup daya total (P) speaker saja yang diperhatikan. Untuk memperoleh impedansi total yang sesuai dengan impedansi
amplifier, maka bisa dilakukan dengan 3 (tiga) cara yaitu : a.
Hubungan Seri, total impedansi dan daya dijumlahkan saja, secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut :
b.
Hubungan Paralel, untuk total impedansi diparalel dan total daya dijumlahkan saja, secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut :
c.
Hubungan Seri – Paralel, maka yang seri dijumlahkan dulu, kemudian impedansi total diparalel, untuk total daya dijumlahkan saja. Prinsip dasarnya adalah impedansi output amplifier lebih kecil atau sama
dengan impedansi speaker, artinya impedansi speaker tidak boleh lebih kecil dari impedansi amplifier, minimal sama atau lebih besar. Speaker yang terpasang di Terminal 1 Bandara Soekarno – Hatta, rata – rata termasuk jenis high impedansi speaker sehingga dalam instalasi jumlah
33
speaker untuk satu amplifier hanya memperhatikan besar daya amplifier yang secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut :
2.4.7 Amplifier Amplifier dalam sistem tata suara memegang peranan penting. Amplifier atau penguat adalah komponen elektronika yang digunakan untuk menguatkan daya atau tenaga. Dalam dunia elektronika, amplifier berfungsi sebagai penguat sinyal suara yaitu memperkuat sinyal arus I dan tegangan V listrik dari inputnya sehingga menjadi arus listrik dan tegangan yang lebih besar dari outputnya. Besarnya penguatan ini sering dikenal dengan istilah gain. Nilai dari gain dinyatakan sebagai fungsi penguat frekuensi audio. Besaran gain dalam power amplifier berkisar antara 20 kali sampai 100 kali dari sinyal output. Jadi, dapat disimpulkan bahwagain merupakan hasil bagi dari daya di bagian output dengan daya di bagian inputnya dalam bentuk fungsi frekuensi. Ukuran dari gain (G) biasanya menggunakan decibel (dB). Secara matematis maka besar gain (G) dapat dirumuskan sebagai berikut :
dimana : G
: Gain atau besar penguatan (dB)
Pout
: Power atau daya pada bagian ouput (Watt)
Pin
: Power atau daya pada bagian input (Watt)
34
Amplifier sendiri merupakan perangkat yang sebagian kecil banyak menggunakan sejumlah energi untuk dapat mengendalikan jumlah energi yang dihasilkan. Hubungan antara rangkaian elektronika dengan rangkaian amplifier adalah masukan dan keluaran dalam yang biasanya dinyatakan sebagai fungsi frekuensi input atau fungsi transfer penguat dan besar dari fungsi transfer yang dapat ditunjukkan pada gambar 2.23.
Gambar 2.23 Skema Rangkaian Amplifier Amplifier dapat diartikan sebagai penguat atau pengali, sedangkan power amplifier yaitu sebagai penguat atau pengali daya dari sinyal suara. Diagram blok power amplifier secara umum dapat ditunjukkan pada gambar 2.24.
Gambar 2.24 Diagram Blok Power Amplifier
35
Adapun bagian - bagian power amplifier terdiri dari : 1. Bagian input, berfungsi untuk menerima sinyal balans menjadi sinyal tak balans. Sinyal balans adalah standard sinyal untuk koneksi sinyal dalam sound system untuk meminimalkan terjadi noise, humming dan penurunan kwalitas dan level sinyal. Input power amplifier mempunyai standard level line yaitu 0 dB hingga + 4dB atau sekitar 1 Vrms hingga 2,5 Vrms. 2. Pengatur Level / Volume, berfungsi untuk mengurangi level sinyal suara yang masuk sedemikian hingga agar tidak menjadikan output power amplifier tidak melebihi batas kemampuannya. 3. Penguat Tegangan (Av), adalah bagian untuk menguatkan tegangan sinyal suara menjadi sekian kali lipat. Nilai penguatan tegangan ini biasanya adalah tetap, misalnya 100 kali atau 40dB. Nilai penguatan ini telah ditentukan ketika power amplifier itu dirancang, sehingga untuk mengubah nilai penguatan ini harus mengganti komponen tertentu di bagian penguat tegangan ini. 4. Penguat Arus (Ai), adalah bagian yang menyediakan kebutuhan arus bagi tegangan output yang harus dikeluarkan oleh power amplifier sehingga bisa menggerakkan membran speaker. Penyediaan arus yang memadai sangat penting bagi sebuah power amplifier. 5. Power Supply, adalah bagian yang menyediakan daya listrik yang cukup bagi kebutuhan power amplifier terutama untuk bagian penguat arus dan penguat tegangan. Power supply seharusnya bisa menyediakan listrik DC (searah) yang sekecil mungkin mengandung ripple voltage karena sumber tenaga listrik diambil dari listrik bolak-balik (AC).
36
6. Bagian indikator dan proteksi, berfungsi bagi pemakai power amplifier untuk mengetahui kinerja dan keadaan power amplifier ketika sedang bekerja sekaligus menyediakan perlindungan bagi power amplifier itu sendiri dan speaker yang disambungkan ke power amplifier. Berikut amplifier yang digunakan di Terminal 1 Bandara Soekarno – Hatta ditunjukkan pada gambar 2.25.
Gambar 2.25 Tampak Depan & Belakang Amplifier 480 Watt AW5548
2.5
Noise, Bunyi dan Kebisingan Noise adalah sinyal tidak dikehendaki yang secara alamiah terdapat pada
semua jenis sistem. Pada sistem audio, terdapat banyak sumber noise yang dapat mengganggu output ideal dari sistem audio tersebut. Noise yang mungkin terjadi pada sistem audio adalah noise akustik, noise audio dan noise elektrik. Noise akustik adalah suara yang berasal dari sumber lain di sekitar sistem, seperti suara dering telepon atau suara deru kendaraan yang melintas. Noise audio adalah suara residu, umumnya berupa dengung atau desis, yang terdengar pada
37
jeda diam dari suatu media penyimpan audio.sedangkan noise elektrik atau thermal noise adalah suara yang dihasilkan karena naiknya suhu dari komponen elektronik yang terdapat pada sistem. Noise dapat memberikan efek gangguan pada sistem komunikasi dalam 3 (tiga) area yaitu : a. Noise menyebabkan pendengar tidak mengerti sinyal asli yang disampaikan atau bahkan tidak mengerti dengan seluruh sinyal. b. Noise dapat menyebabkan kegagalan dalam sistem penerimaan sinyal. c. Noise juga mengakibatkan sistem yang tidak efisien. Suara atau bunyi adalah gelombang frekuensi yang dapat didengar. Frekuensi adalah jumlah gelombang tekanan atau getaran per detik. Satuan frekuensi adalah Hertz (Hz) atau cycle per second (cps). Rentang frekuensi pendengaran manusia dengan fungsi pendengaran yang normal berkisar antara 20 – 20.000 Hz. Frekuensi juga berhubungan dengan panjang gelombang, semakin tinggi frekuensi suatu suara atau bunyi, maka panjang gelombang akan semakin pendek. Ada beberapa suara atau bunyi yang mengganggu bila didengar. Gangguan suara itu disebut kebisingan. Kebisingan adalah bunyi atau suara yang tidak dikehendaki dan dapat mengganggu kesehatan, kenyamanan di sekitar kita 9JIS Z 8106 [IEC60050-801]). Bunyi yang menimbulkan kebisingan disebabkan oleh sumber suara yang bergetar. Getaran sumber ini menyebabkan terjadinya gelombang rambatan energi mekanis dalam medium udara menurut pola rambatan longitudinal. Rambatan gelombang di udara ini dikenal sebagai suara atau bunyi.
38
Frekuensi suara bising biasanya terdiri dari campuran sejumlah gelombang suara dengan berbagai frekuensi atau disebut juga spektrum frekuensi suara.
2.5.1 Jenis Kebisingan Menurut Suma’mur, PK 1996:58, maka jenis kebisingan dapat dibedakan atas, sebagai berikut : 1.
Bising yang kontinu dengan spektrum frekuensi yang luas. Bising ini relatif tetap dalam batas kurang lebih 5 dB untuk periode 0,5 detik berturut-turut. Misalnya mesin, kipas angin, dapur pijar.
2.
Bising yang kontinu dengan spektrum frekuensi yang sempit. Bising ini juga ralatif tetap, akan tetapi ia hanya mempunyai frekuensi tertentu saja (pada frekuensi 500, 1000 dan 4000 Hz), misalnya gergaji sekuler, katup gas.
3.
Bising terputus-putus (intermittent). Bising disini tidak terjadi secara terusmenerus, melainkan ada periode relatif tenang. Misalnya suara lalu lintas, kebisingan di bandara dan lapangan terbang.
4.
Bising implusif. Bising jenis ini memiliki perubahan tekanan suara melebihi 40 dB dalam waktu sangat cepat dan biasanya mengejutkan pendengarnya. Misalnya tembakan, suara ledakan mecon, meriam.
5.
Bising implusif berulang. Sama dengan bising implusif, hanya saja disini terjadi secara berulang – ulang. Misalnya mesin tempa.
39
2.5.2 Mengukur Tingkat Kebisingan Sound Level Meter merupakan suatu alat uji untuk mengukur tingkat kebisingan suara yang akan ditampilkan pada dBSPL. 0.0 dB-SPL adalah ambang pendengaran, dan sama dengan 20 µPa (micropascal). Semua sound level meter (SLM) memiliki fitur pengukuran kondensor mikrofon omnidirectional, preamp mic, jaringan pembobotan frekuensi, rangkaian detektor RMS, layar pengukuran, AC dan DC output yang digunakan untuk merekam, yang akan ditunjukkan pada gambar 2.26.
Gambar 2.26 Sound Level Meter Lutron Model SL-4001
Sound Level Meter tipe Lutron Series SL-4001 bekerja di range antara 30130 dB dalam satuan dBA dari frekuensi antara 20-20.000 Hz. Kisaran SPL tergantung pada keseimbangan antara mengurangi preamp noise level dan mengukur berbagai tingkat tekanan suara. SLM diperlukan untuk mengetahui apa yang terjadi. Pengukuran SLM juga dapat digunakan untuk memverifikasi persis
40
berapa banyak tingkat suara telah berubah. Siapapun yang terlibat dalam pekerjaan sound system menyadari bahwa ada masalah yang sedang berlangsung dan peningkatan masalah tingkat volume yang dihasilkan dalam performance public address system.
2.6
Unit dan Level Suara Unit dan level suara yang digunakan dalam perhitungan tingkat kebisingan
adalah decibel (dB), sound intensity level (Watt), sound power level (dBm) dan sound pressure level (dBSPL). Biasanya dalam pengukuran kebisingan yang sering digunakan adalah decibel (dB) dan sound pressure level (SPL).
2.6.1
Decibel Dalam semua fasa teknologi audio, desibel digunakan sebagai ukuran
kebisingan untuk mengekpresikan tingkatan sinyal dan perbedaan tekanan suara, daya, tegangan dan arus.
2.6.2
Sound Pressure Level (SPL) Sound Pressure Level merupakan suatu ukuran level dari besar tekanan
kebisingan (tingkat suara) yang dikeluarkan oleh sumber bunyi dengan satuan desibel (dBSPL).
