BAB III METODE PENELITIAN 3.1
Tempat Penelitian Tempat penelitian ini ditunjukkan pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1 Tempat kegiatan penelitian No Kegiatan
Tempat
1
Persiapan, pengolahan dan
-Dika mebel, Bulakan, Sukoharjo
pembuatan spesimen uji
-Laboratorium Material Jurusan Teknik Mesin FT UNS
2
3.2
Pengujian karakteristik
-Laboratorium Fisika Bangunan dan
akustik serapan bunyi
Akustik Jurusan Teknik Fisika FTI ITB
Bahan Penelitian Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut: a. Kayu sengon laut (Paraserianthes Falcataria) Kayu sengon laut (Paraserianthes Falcataria) yang digunakan pada penelitian ini memiliki diameter di atas 35 cm. Pemilihan kayu dengan diameter tersebut dilakukan karena jika menggunakan kayu diameter kecil (kurang dari 35 cm) kayu akan retak jika dipotong. Kayu sengon laut diperoleh dari U.D. Berkah Mandiri Jaya yang beralamat di Kwangsan, Jumapolo, Karanganyar. Kayu sengon laut ditunjukkan pada Gambar 3.1.
(a)
(b)
Gambar 3.1 (a) Kayu dalam bentuk log; (b) Kayu dalam bentuk balok
17
b. Serat kenaf (Hibiscus Cannabinus) Serat kenaf (Hibiscus Cannabinus) didapat dari PT. Global Agrotek Nusantara yang beralamat di Jl. Raya Kagrengan Ngijo No.690/18, Ngijo, Karangploso, Malang, Jawa Timur. Serat kenaf ditunjukkan pada Gambar 3.2.
(a)
(b)
Gambar 3.2 (a) Serat kenaf; (b) Serat kenaf cacah c. Lem PVAc (Polyvinyl Acetate) Lem PVAc (Polyvinyl Acetate) dengan merk TJ EPO 600 diperoleh dari U.D. Gunung Sarana Pratama, Pondok Raden Patah, Semarang. Lem PVAc (Polyvinyl Acetate) ditunjukkan pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3 Lem PVAc
18
d. Vinyl wallpaper Penelitian ini menggunakan vinyl wallpaper berjenis vinyl coated paper wallcovering yang diperoleh dari toko motifa wallpaper yang beralamat di Jl. Yosodipuro No.135, Mangkubumen, Banjarsari, Surakarta, Jawa Tengah. Kelebihan wallpaper jenis ini adalah tidak mudah sobek dan lebih awet dibandingkan dengan jenis paper. Kelebihan lainnya adalah lebih tahan terhadap kelembaban dibandingkan dengan jenis flock (serat wol). Vinyl coated paper ditunjukkan pada Gambar 3.4.
Gambar 3.4 Vinyl coated paper e. Kain Kain yang digunakan pada penelitian ini merupakan batik yang terbuat dari jenis kain rayon/viscose. Batik dalam penelitian ini dibuat dengan menggunakan teknik printing. Kain yang digunakan memiliki berat 100 gr/cm2. Kain batik diperoleh di Jl. Gatot Subroto No.8, Kemlayan, Serengan, Kota Surakarta, Jawa Tengah. Kain batik ditunjukkan pada Gambar 3.5.
19
Gambar 3.5 Kain batik f. Tinta sablon Tinta sablon yang digunakan pada penelitian ini diperoleh dari toko warna jaya-sarana sablon yang beralamat di Jl. Kapten Mulyadi No.65, Sudiroprajan, Jebres, Kota Surakarta, Jawa Tengah. Tinta sablon yang digunakan berjenis cat pigmen yang memiliki sifat water based. Tinta sablon yang digunakan memiliki merek dagang Neo Color yang diproduksi oleh Matsui Shikiso Chemical Co., Ltd. Tinta sablon ditunjukkan pada Gambar 3.6.
Gambar 3.6 Tinta sablon
20
3.3
Alat Penelitian Alat yang dipergunakan untuk penelitian adalah sebagai berikut: a. Oven kayu Oven ini menggunakan bahan bakar berupa gas LPG. Kapasitas ruang oven yang dimiliki adalah 1 m3 kayu dan temperatur maksimal 70oC. Dimensi ruang pembakaran oven 200 x 100 x 100 cm dan memiliki rack dalam posisi vertikal dan horisontal. Oven ditunjukkan pada Gambar 3.7. Rack
Termometer
Centrifugal Blower
Kompor Gas
Gambar 3.7 Oven kayu b. Mesin table saw Mesin table saw digunakan untuk memotong kayu yang berbentuk balok sebelum proses integrasi/penyambungan. Alat ini juga digunakan untuk memotong balok menjadi bentuk papan dengan tebal 1 dan 2 cm. Alat ini menggunakan penggerak motor listrik merek wipro. Mesin table saw ditunjukkan pada Gambar 3.8.
21
Meja Kerja
Switch ON/OFF
Circular Saw Blade
Belt
Motor Listrik
Gambar 3.8 Mesin table saw c. Mesin jointer Mesin jointer digunakan untuk menghaluskan dan meratakan permukaan balok kayu ditunjukkan pada Gambar 3.9. Spesifikasi alat ini adalah motor power: 1 hp, table dimension: 1.030 x 180 mm, cutterhead speed
4.400
rpm/50 hz, cutterhead diameter 61 mm dan overall dimension 1.100 x 475 x 915 mm. Outfeed Table
Guard
Fence
Switch ON/OFF
Gambar 3.9 Mesin jointer
22
Infeed Table
d. Mesin band saw Mesin band saw digunakan untuk membuat bentuk lingkaran diameter 10 cm yang dipakai sebagai spesimen uji. Mesin band saw ditunjukkan pada Gambar 3.10.
Blade
Blade guide
Motor listrik
Meja kerja
Gambar 3.10 Mesin band saw e. Timbangan Penelitian ini menggunakan timbangan dengan merek ACIS tipe BC 500 kapasitas 500 g X 0,1 g. Timbangan ditunjukkan pada Gambar 3.11.
Layar digital
Switch ON/OFF
Zaroing
Gambar 3.11 Timbangan digital
23
3.4
Alat Pengujian Alat yang digunakan dalam pengujian adalah a. Uji Akustik/Serapan Bunyi Alat uji akustik yang digunakan adalah Impedance Tube Test yang terdapat di Laboratorium Getaran dan Akustik Teknik Fisika ITB. Peralatan yang digunakan pada penelitian ini diantaranya Real time analyzer, BSWA-Tech MC 3242, Microphone BSWA, BSWA audio amplifer SWA–100, Mixer henyx 302 USB, RH meter, serta tabung impedansi dengan tipe BSWA SW 422 500507 (untuk ukuran bahan uji diameter 10 cm). Alat uji akustik ditunjukkan pada Gambar 3.12. Real time Monitor
Tabung impedansi
RH meter
Kalibrator
analyzer
Microphone BSWA
Amplifier SWA-100
Mixer henyx
Gambar 3.12 Alat uji serapan bunyi 3.5
Persiapan Penelitian
3.3.1 Persiapan Bahan Kayu sengon laut dalam bentuk log dengan diameter sekitar 35 cm dan panjang 130 cm masuk proses pengeringan dengan menggunakan oven kayu kapasitas besar selama 10 hari. Setelah kayu dikeluarkan dari oven besar kayu dipotong menjadi 3 balok dengan panjang 130 cm, lebar 24 cm, dan tinggi 8 cm. Kayu sengon laut dikeringkan kembali selama 3-4 jam menggunakan oven kecil. Kayu tersebut kemudian dihaluskan menggunakan mesin jointer dan dilanjutkan pemotongan melintang sehingga dihasilkan balok kayu dengan ukuran panjang 24
24
cm, lebar 8 cm, dan tinggi 10 cm. Selanjutnya 2 balok kayu direkatkan menggunakan lem PVAc. Kemudian kayu dipotong sehingga menghasilkan 2 ukuran, dimensi kayu pertama yaitu 48 cm x 8 cm x 1 cm, dimensi kayu kedua yaitu 48 cm x 8 cm x 2 cm. Kayu-kayu dengan tebal 1 cm akan direkatkan dengan lem PVAc, hal tersebut juga dilakukan pada kayu-kayu dengan tebal 2 cm. Hasil yang didapat adalah papan kayu dengan 2 ukuran, yaitu kayu berukuran 48 cm x 48 cm x 1 cm dan kayu berukuran 48 cm x 48 cm x 2 cm. Selanjutnya dilakukan finishing menggunakan small angle grinder. Serat kenaf dicacah hingga halus, kemudian direndam ke dalam minyak tanah. Perendaman tersebut dilakukan agar serat kenaf lemas dan terurai. Setelah dicuci menggunakan air bersih, dilakukan penjemuran selama 2 hari. 3.3.2 Pembuatan Spesimen Pengujian Langkah selanjutnya adalah membuat resonator Helmholtz dari papan kayu yang sudah disiapkan. Papan dengan tebal 1 cm disatukan dengan papan dengan tebal 2 cm menggunakan lem PVAc. Kemudian dilanjutkan membuat spesimen dengan mengebor sisi papan tebal 2 cm menggunakan mata bor kipas/spade diameter 3 cm dengan jarak antar resonator 1 cm. Dilanjutkan dengan membuat leher resonator diameter 8 mm menggunakan bor tangan. Kemudian papan kayu dipotong menjadi sel akustik membentuk lingkaran dengan diameter 10 cm (sesuai standar pengujian ISO 10534-2) dengan menggunakan mesin scroll saw. Langkah terakhir serat kenaf acak sebesar 10 % (v/v) dimasukkan ke dalam resonator. Ilustrasi pembuatan spesimen uji ditunjukkan pada Gambar 3.13. Desain 2D spesimen pengujian ditunjukkan pada Gambar 3.14. Desain leher resonator ditunjukkan pada Gambar 3.15. Desain resonator ditunjukkan pada Gambar 3.16. Desain spesimen pengujian ditunjukkan pada Gambar 3.17, Gambar 3.18, Gambar 3.19, dan Gambar 3.20. Spesimen uji variasi modifikasi permukaan ditunjukkan pada Gambar 3.23.
25
Gambar 3.13 Ilustrasi pembuatan spesimen uji
Gambar 3.14 Desain 2D spesimen pengujian
Gambar 3.15 Desain leher resonator
26
Gambar 3.16 Desain resonator
Gambar 3.17 Desain spesimen pengujian tanpa modifikasi permukaan
Gambar 3.18 Desain spesimen pengujian modifikasi permukaan kain
27
Gambar 3.19 Desain spesimen pengujian modifikasi permukaan vinyl wallpaper
Gambar 3.20 Desain spesimen pengujian modifikasi permukaan tinta sablon
Gambar 3.21 Spesimen uji dengan variasi modifikasi permukaan
28
3.6
Prosedur Penelitian Langkah-langkah yang dilakukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Spesimen pengujian disiapkan dengan rincian ditunjukkan Tabel 3.2. Tabel 3.2 Variasi modifikasi pada permukaan No Modifikasi pada permukaan
Jumlah spesimen
1
Tanpa modifikasi
2
2
Pengecatan dengan tinta sablon
2
3
Penambahan kain tanpa dilubangi
2
4
Penambahan kain dilubangi
2
5
Penambahan vinyl wallpaper tanpa dilubangi
2
6
Penambahan vinyl wallpaper dilubangi
2
2. Pengujian karakteristik serapan bunyi dilakukan di Laboratorium Getaran dan Akustik Teknik Fisika FTI ITB. 3. Analisis hasil pengujian. 4. Penulisan laporan. 3.7
Pengujian Pengujian yang dilakukan adalah uji koefisien serap bunyi (α) menggunakan
Impedance Tube Test. Spesimen yang digunakan adalah sel akustik kayu sengon laut dengan diameter 10 cm dan ketebalan 4 cm dimana pengukuran dilakukan pada rentang frekuensi 100-1600 Hz. Pengujian pada rentang frekuensi tersebut dilakukan karena frekuensi 500 Hz merupakan acuan dalam mendesain suatu ruang karena sesuai dengan intensitas suara maksimum yang dihasilkan oleh manusia saat berbicara normal (Istiadji dan Binarti, 2007). Adapun prosedur pengujiannya adalah sebagai berikut: 1. Amplifier dinyalakan selama 1 jam agar sumber bunyi yang dihasilkan stabil (tidak naik turun tekanan bunyinya). 2. Kalibrasi tabung impedansi dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut: a. Menu calibration pada software BSWA VA-Lab4 Basic dibuka. b. Mikrofon 1 dipasang pada alat CA115 Sound Calibrator. c. Calibrator dinyalakan.
29
d. Amplitude pada software diset pada angka 114 dB (standar tekanan bunyi untuk kalibrasi). e. Klik calibrate pada software. f. Klik save setelah input signal index menunjukkan angka 114 dB. g. Langkah a-f diulangi untuk mikrofon 2. 3. Mikrofon 1 dan mikrofon 2 dipasang pada tabung impedansi. 4. Pengukuran suhu dan kelembaban relatif dilakukan dengan alat Vaisala HM34 humidity and temperature meter. 5. Hasil pengukuran suhu dan kelembaban relatif diinput pada software. 6. Ketebalan spesimen diinput pada software. 7. Spesimen uji dipasang pada holder tabung impedansi. 8. Tahap pengukuran : a. Pengukuran dilakukan dengan konfigurasi mikrofon jarak pendek minimal 10x untuk mendapatkan nilai rata-rata. b. Tekanan bunyi terukur yang ditampilkan pada software tidak boleh lebih dari 100 dB, jika melebihi maka putar tombol pada mixer dan amplifier hingga didapatkan tekanan bunyi kurang dari 100 dB. c. Langkah a-b diulangi untuk konfigurasi mikrofon jarak panjang. 9. Mixer dan amplifier dimatikan. Proses pengujian menggunakan tabung impedansi ditunjukkan pada Gambar 3.25 Tabung impedansi diameter 10 cm
Mikrofon
Spesimen uji
Gambar 3.22 Proses pengujian tabung impedansi 30
3.8
Diagram Alir Penelitian
Gambar 3.23 Diagram alir penelitian
31
