Perancangan piranti lunak untuk pengukuran TRANSMISSION LOSS dan Koefisien Serap Bahan menggunakan metode fungsi transfer Oleh : Alfarizki Wuka Nugraha 2408 100 006
Pembimbing : Andi Rahmadiansah, ST, MT Wiratno Argo Asmoro, M.Sc
Latar belakang Bunyi merupakan salah satu perantara dalam melakukan komunikasi.
Terdapat dua cara yang digunakan untuk mengukur transmission loss dan koefisien serap bahan, menggunakan tabung impedansi dengan metode fungsi transfer, dan menggunakan Reverberation Room, tetapi metode ini memerlukan ruangan dan material khusus.
Rumusan masalah Perancangan Piranti Lunak Pengukuran Transmission Loss dan Koefisien Serap Bahan menggunakan Metode Fungsi Transfer
Tujuan Penelitian Tujuan dibuatnya tugas akhir ini adalah untuk merancang Piranti Lunak yang digunakan untuk mengukur Transmission Loss dan Koefisien Serap Bahan menggunakan Fungsi Transfer
Batasan Masalah Adapun batasan masalah yang digunakan pada penelitian ini adalah : Penelitian ini dilakukan pada Laboratorium rekayasa Akustik dan Fisika Bangunan Teknik Fisika ITS. Penelitian ini menggunakan tabung impedansi. Perhitungan Transmission Loss dan Serap bahan menggunakan Fungsi Transfer. Piranti lunak dibuat dengan software Matlab
Metodologi Penelitian Penelitian tugas akhir ini dilakukan di Laboratorium Rekayasa Akustik dan Fisika Bangunan Teknik Fisika ITS, adapun tata cara pengerjaan yang akan dilakukan antara lain adalah : Tabung impedansi yang digunakan untuk mengukur Bahan yang akan diukur Spesifikasi bahan antara lain : ◦ Jenis bahan ◦ Tebal bahan Pengukuran menggunakan SLM Data dan spesifikasi bahan yang diukur dibandingkan untuk mengetahui besarnya transmission loss dan koefisien serap bahan berdasarkan jenis dan tebalnya. Simulasi dengan mengguanakan Software Matlab
Langkah-langkahnya Langkah – langkah yang akan dilakukan dalam pengambilan data ini dimulai dari 1.Menentukan Penurunan dari formula fungsi transfer 2. Menentukan dimensi dari tabung impedansi
Penurunan Fungsi Transfer Proses penurunan fungsi transfer ini menggunakan Metode Dua Sumber (Two Source Method), dimana metode ini merupakan dasar dari hubungan antara masukan tekanan dan kecepatan menuju keluaran tekanan dan kecepatan.
Selanjutnya dengan menggunakan pendekatan transfer matrix, maka koefisien refleksi dan koefisien serapan bunyi dapat ditentukan.
Transfer Matrix Transfer Matrix digunakan untuk mengevaluasi dan menganalisis karakteristik akustik dari material yang berlapis. Pendekatan ini dapat diaplikasikan untuk mereduksi pantulan bunyi / transmisi secara efektif. Dari persamaan transfer function dapat diperoleh koefisien refleksi dan koefisien transmisi. Tekanan bunyi p dan kecepatan partikel v pada kontak permukaan material berlapis dapat dinyatakan dengan :
di mana [Ttotal] adalah transfer matrix akustik dari lapisan 1 hingga lapisan ke-n, diperoleh dengan mengalikan transfer matriks dari masing-masing lapisan, T1, T2,...,Tn, yaitu
di mana AT, BT, CT, DT adalah seluruh four pole parameter dari lapisan 1 hingga lapisan ke-n. Koefisien refleksi R untuk sudut datang Ф = 0 adalah
Dimana ρ adalah kerapatan (densitas) bahan dan c adalah kecepatan gelombang bunyi. Selanjutnya, impedansi permukaan normal Zin dapat diperoleh dari
dan koefisien serapan bunyi α adalah
Transmission Loss Dengan adanya transfer matrix, bisa untuk memperoleh persamaan 4 tiang unsur – unsur tabung lurus diantara mikrofon 1-2 dan 3-4 dinyatakan :
Dimana
Dimana
Dalam persamaan diatas bisa masing – masing titik 1-2, 3-4 merupakan elemen jarak terhitung l12 l34 sehingga parameter 4 kutub dalam persamaaan 2-3 dinyatakan dengan
• Dimana persamaan diatas adalah untuk konfig. A , dengan mengacu pada penggabungan dari empat persamaan dari 1-2 , 3-4, dan 2-3 maka didapatkan persamaan :
Untuk konfig. B didapatkan setelah memindahkan sumber suara ke ujung tabung yang lainnya, maka didapatkan dua persmaan 3-2 untuk dihitung,
• Dimana Δ adalah factor yang menentukan matriks Δ = A23 D23 –B23C23 dan tanda minus ”-“ adalah perubahan dari arah kecepatan pada konfigurasi b . • Menggunakan cara yang sama seperti konfig. A maka diperoleh persamaan empat tiang konfig. B yaitu :
Dimana :
• •
Setelah didapatkan persamaan dari konfig. A dan konfig. B maka elemen empat tiang dapat ditulis
• Dimana Hij = pi / pj dan Δ12, Δ34 = 1 •
Sehingga transmission loss dapat dinyatakan dengan empat tiang parameter dan luas penampang tabung (S1 dan S2) sehingga persamaannya :
• Selanjutnya dari persamaan tersebut dimasukkanke software Matlab untuk dibuat script / listing
• Selanjutnya kemudian dari listing diatas saya masukkan nilai dari pengambilan data dengan frekuensi 500 Hz menggunakan material rockwool didapatkan rata – rata nilai
• Setelah di RUN hasilnya :
• Tampilan Software
• Kemudian dimasukkan nilai dari pengambilan data pada frekuensi 500 Hz menggunakan material rockwool
HASIL PERHITUNGAN SOFTWARE DAN MANUAL
• HASIL PERHITUNGAN SOFTWARE Pada frequensi 500 Hz, didapatkan nilai rata – rata data perekaman dengan SLM, pada konfig (a) P1a = 53.3 mv/pa, P2a = 51.1 mv/pa, P3a = 45.4 mv/pa, dan P4a = 37.3 mv/pa. Dan pada konfig (b) P1b = 53.2 mv/pa, p2b = 51 mv/pa, p3b = 45.4 mv/pa, dan p4b = 36.23 mv/pa
• HASIL PERHITUNGAN MANUAL • Pada frequensi 500 Hz, didapatkan nilai rata – rata data perekaman dengan SLM, pada konfig (a) P1a = 53.3 mv/pa, P2a = 51.1 mv/pa, P3a = 45.4 mv/pa, dan P4a = 37.3 mv/pa. Dan pada konfig (b) P1b = 53.2 mv/pa, p2b = 51 mv/pa, p3b = 45.4 mv/pa, dan p4b = 36.23 mv/pa
• Kesimpulan Melihat hasil dari data yang dihitung dengan menggunakan software dan menghitung manual maka didapatkan nilai selisih dari kedua hitungan tersebut sebesar 6.2145 dB pada frequensi 500 Hz Kemudian terjadi perbedaan hasil koefisien serap bahan (α) ketika dihitung dengan menggunakan software dan manual, karena pada saat menggunakan software nilai muncul terbaca sebagai bilangan real dan imajiner. Sedangkan pada manual nilai muncul dengan variable yang berbeda dari setiap frequensi
Sekian dan Terima Kasih
