120523437531

LUQMAN HAKIM

TAJRI NASHRULLOH ABADI

120523437532

ISTILAH-ISTILAH DAN PENGERTIAN DALAM AKUSTIK

RINGKASAN PENGETAHUAN DASAR

ASPEK PERANCANGAN

ASPEK MATEMATIS

CONTOH PERHITUNGAN

AKUSTIKA BUATAN

ISTILAH-ISTILAH DAN PENGERTIAN DALAM AKUSTIK

System bunyi elektronik (electronic sound system) pada awalnya

adalah untuk memperkuat bunyi asli. Komponennya terbagi atas:

1. mikrofon (microphone) yang bertugas mengubah gelombang bunyi

(energy bunyi) menjadi sinyal listrik

2. penguat (amplifier) yang bertugas memperkuat sinyal listrik dari

mikrofon tadi

3. loudspeaker (pengeras suara/pelantang) yang mengubah sinyal

listrik yang telah diperkuat menjadi gelombang bunyi lagi yang lebih

keras daripada bunyi asli.

Bunyi adalah getaran berentang 20 ~ 20 kHz. Ternyata, jika bunyi seluruh rentang tadi direproduksi oleh loudspeaker tunggal, tidaklah diperoleh hasil yang bagus. Oleh karena itu, rentang tersebut terbagi menjadi 3 bagian oleh alat bernama cross-over untuk didistribusikan ke loudspeaker, yaitu:

1. Bunyi nada tinggi (2.000-20.000 Hz, treble) yang akan dikeluarkan melalui hi-range speaker (high-frequency horn loudspeaker, tweeter)

2. Bunyi nada tengah (500-2.000 Hz) yang akan dikeluarkan oleh mid-range speaker (medium-frequency loudspeaker)

3. Bunyi nada rendah (150-500 Hz, bass) yang akan dikeluarkan oleh low-range speaker (low-frequency loudspeaker, woofer)

Namun, kebanyakan nada rendahlah yang paling disukai kalau keluar dengan

mantap bertenaga melalui low-range speaker terpisah yang sering kita kenal

sebagai sub-woofer (20-150 Hz).

1. Radio (tunner)

2. Pemutar kaset (cassette player)

3. Pemutar CD (Compact Disk Player)

4. Pemutar VCD/DVD (Video Compact Disk/Digital Video Disk Player) (Catatan: DVD juga sering disebut Digital Versatile Disk)

5. Equalizer, yaitu fasilitas untuk mengatur kekuatan bunyi berdasarkan frequensinya.

6. Synthesizer, yang berguna untuk mengubah warna bunyi atau meniru bunyi-bunyian.

7. Mixer, yaitu alat untuk mencampur dan mengatur lalu lintas sumber bunyi pada system bunyi elektronik.

8. Pemutar Piringan Hitam (Phonograph player)

FASILITAS YANG BIASANYA MENYERTAI SYSTEM BUNYI ELEKTRONIK

Ada beberapa tipe penempatan loudspeaker pada system bunyi elektronik, namun pada dasarnya ada 4 tipe:

Terpusat

Tersebar

Terpadu Dengan Kursi

Kombinasi 4

1

2

3

TERPUSAT

Terpusat (central cluster) yaitu sekelompok speaker yang diletakkan di atas sumber bunyi asli, setinggi 7-13 m dan agak ke depan sedikit (manusia tidak terlalu peka terhadap pergeseran sumber bunyi secara vertical dan lebih peka terhadap pergeseran secara horizontal). Kumpulan speaker ini dapat disembunyikan di balik tirai dan masing-masing speaker diarahkan ke audiens deretan depan, tengah maupun belakang. Kelebihan: bunyi dari speaker sama arahnya dengan posisi sumber bunyi (misalnya orang menyanyi atau berpidato), sehingga terasa begitu alami dan natural.

TERSEBAR

Tersebar (distributed) yaitu peletakan rangkaian speaker di atas audiens (pendengar). Tipe ini digunakan untuk ruangan yang langit-langitnya relative pendek sehingga tidak memungkinkan memakai tipe terpusat. Tipe ini lebih terfokus pada kejelasan bunyi yang dihasilkan dan tidak terlalu mementingkan arah dari bunyi tersebut. Kelebihan: Bunyi yang dihasilkan jelas.

TERPADU DENGAN KURSI

Terpadu dengan kursi (seat-integrated) yaitu meletakkan speaker secara terpadu di belakang kursi. Tipe ini biasa diterapkan di gereja, ketika bunyi yang pelan tetapi jelas dan merata diperlukan. Biasanya speaker diletakkan di belakang sandaran kursi dan bunyinya akan didengar oleh orang yang duduk di belakang kursi tersebut. Kelebihan: saat bunyi yang dihasilkan pelan, namun tetap jelas terdengar.

KOMBINASI

Kombinasi dari tipe-tipe di atas. Untuk kombinasi tipe terpusat dan tersebar diperlukan alat penunda bunyi (initial time delay) agar bunyi dari speaker di deretan belakang menunggu datangnya bunyi dari speaker terpusat di depan. Kelebihan: deretan depan dan belakang sama-sama mendengar bunyi dengan jelas.

PERBANDINGAN DARI SEMUA SISTEM

Sistem Kerealistisan Bunyi Keterlihatan

Loudspeaker

Penunda Sinyal

Elektronik Biaya Peralatan Relatif

Terpusat Sangat Baik Sangat Terlihat Tidak dibutuhkan Rendah

Tersebar Jelek

Tidak terlalu terlihat

bila ditanam dalam

ceruk, tetapi sangat

terlihat bila digantung

Kadang-kadang

diperlukan Rendah hingga sedang

Terpadu dengan Kursi Jelek Tidak terlalu menonjol Diperlukan Tinggi

Kombinasi Tergantung dari Ruangan dan Desain Sistem

RINGKASAN PENGETAHUAN DASAR Ukuran dan bentuk permukaan akan mempengaruhi bunyi yang mengenainya

dalam bentuk refleksi (reflection, jika panjang atau lebar permukaan lebih besar dari empat kali panjang gelombang bunyi, x>4λ), difusi (diffusion, bila kedalaman ceruk sama dengan panjang gelombang bunyi, x=λ) dan difraksi (diffraction, bila panjang atau lebar permukaan lebih kecil daripada panjang gelombang bunyi, x<λ). Permukaan pemantul (reflector) umumnya mempunyai bentuk cekung (concave), datar (flat) dan cembung (convex). Bentuk cekung (seperti kubah bangunan ibadah, dinding belakang auditorium yang melengkung) dapat memfokuskan pantulan bunyinya sehingga menimbulkan titik dengan bunyi lebih keras (hot spot) dan gaung (echo) di area penonton. Bentuk datar, bila cukup luas dan diorientasikan dengan baik dapat efektif mendistribusikan bunyi. Untuk bentuk cembung ini akan mendistribusikan pantulan bunyi secara baur dan dengan rentang frekuensi yang lebih lebar sehingga bagus untuk ruang music. Konstruksi dan bahan permukaan ruangan sangat menentukan perilaku pemantulan bunyinya. Bahan akustik yang sama bias mempunyai koefisien serap bunyi berbeda bila dipasang dengan konstruksi berbeda. Ada 6 cara memasang bahan akustik (tipe A, B, C, D, E, dan F) serta 2 cara memasang tirai (tipe G dan H).

Namun hingga saat ini, cara yang paling umum untuk meredam bunyi adalah dengan cara mencegat atau memutus

perambatan bunyinya. Salah satu contohnya adalah dalam

bentuk headphone.

ASPEK PERANCANGAN

Banyak sekali perancangan atau penerapan akustika buatan ini dalam dunia ketekniksipilan, yang di antaranya adalah sebagai berikut:

• Pertimbangan akustika buatan di dalam rumah

• Sistem Tata Suara Elektronik yang Efektif

• Bangunan ibadah • Gedung konser • Ruang mesin dan perlengkapan

Namun, penerapan atau aspek perancangan yang menjadi fokus kami dalam presentasi ini adalah tentang aspek perancangan pada

Gedung Konser.

GEDUNG KONSER

Adalah termasuk bangunan yang memiliki akustik kritis. Arsitek perlu didampingi ahli akustik untuk memperoleh desain yang sempurna. Berikut ini adalah pedoman sederhana bagi arsitek yang dapat digunakan dalam tahap awal desain (disarikan dari Egan):

1. Waktu dengung (TR) pada frekuensi tengah (rata-rata untuk 500 dan 1000Hz) di saat ruangan penuh antara 1,6 dan 2,4 detik untuk opera, symphoni, organ dan paduan suara. Ingat bahwa bunyi music di ruangan yang memiliki waktu dengung tepat akan sangat hidup, memenuhi ruangan dan memadu dengan baik. Akan tetapi, jika waktu dengung berlebihan, akan menyebabkan bunyi music campur aduk, kisruh, tidak dapat dibeda-bedakan.

2. Untuk pertunjukan music, rasio bass harus lebih besar dari 1,2. Rasio bass adalah perbandingan antara wakru dengung frekuensi rendah (rata-rata untuk 125 dan 250Hz) dan frekuensi tengah (rata-rata 500 dan 1000Hz). Rasio bass yang tinggi akan memberikan kesan kehangatan. Hindarilah pemakaian panil-panil tipis (misalnya kayu <3/4”) yang akan meredam bunyi frekuensi rendah.

3. Keintiman (intimacy) dapat diperoleh dengan cara mengusahakan celah tunda waktu awal (initial-time-delay gap, ITDG) kurang dari 20 ms (millisecond, mili-detik, seperseribu detik) untuk bunyi pantulan. (initial time delay gap adalah waktu selang antara kedatangan bunyi langsung dan bunyi pantulan pertama yang harus kurang dari 30 ms, yaitu setara dengan perbedaan jarak tempuh 34ft atau 10,36 m). Ruang music berbentuk empat persegi panjang sebaiknya mempunyai perbandingan panjang dan lebar (L/W) kurang dari 2. Secara empiris terbukti bahwa gedung konser yang baik di Eropa mempunyai perbandingan tinggi dan lebar (H/W) lebih besar 0,7.

4. Kekerasan (loudness) ditentukan oleh volume ruangan,peredaman bunyi dan bentuk sisi depan ruangan. Untuk ruangan berbentuk empat persegi panjang dengan panggung di depan, volume ruang per orang adalah 8 m3. Untuk panggung di tengah, volume ruang per orang adalah 13 m3.

5. Kepadatan tempat duduk 0,6-0,8 m2.

6. Permukaan dinding samping, langit-langit, dinding balkon, dan dinding panggung harus dapat memantulkan bunyi secara baur (difus). Hindarilah permukaan-permukaan yang rata.

7. Permukaan pemantul bunyi di dekat panggung harus dapat memantulkan bunyi kembali ke panggung sehingga pemain dapat merasakan respon ruangan yang memadai.

8. Hindarilah permukaan-permukaan yang menyebabkan gema (echo), lecutan (flutter, bunyi seperti lecutan akibat pantulan yang cepat), rayapan (creep, bunyi yang merambat di permukaan kubah).

9. Tingkat kebisingan latar belakang (background noise level) harus mendekati ambang pendengaran, yaitu NC-15. Jadi, boleh dikatakan di dalam gedung konser yang baik, suasana akan sangat senyap sehingga pemusik memiliki banyak kebebasan untuk bermain dengan pelan dan bunyi keras.

Aspek Matematis dan Contoh Perhitungan

Jarak loudspeaker ke pendengar (untuk T < 2dtk)

Dengan :

d = Jarak maksimum loudspeaker – pendengar (m)

Q = direktivitas loudspeaker (antara 2 – 15, semakin besar nilai berarti semakin terarah atau fokus, untuk suara orang direktivitasnya adalah 2 pada 500Hz), tanpa unit

V = volume ruang (m³)

TR = waktu dengung (dtk)

Contoh

Menghitung Jarak Maksimum Loudspeaker Ke Pendengar Soal : Hitunglah jarak maksimum loudspeaker ke pendengar bila diketahui

ukuran ruang panjang 20m, lebar 10m, dan tinggi 4m. Loudspeaker yang digunakan jenis biasadengan direktivitas 6. Waktu dengung ruang, TR,12dtk.

Diketahui : Panjang ruangan 20m Lebar ruangan 10m Tinggi ruangan 4m Direktivitas speaker (Q) 6 Waktu Denggung 12dtk Ditanya : d (jarak maksimum) loudspeaker – pendengar (m) Jawab : Volume ruang (V) = 20m x 10m x 4m = 800m³ d = 0,18.(QV/TR)0,5 d = 0,18.{(6)(800)/12}0,5 d = 11,38m

Jarak distribusi Antar Loudspeaker

Dengan

s = jarak antar – loudspeaker (m)

h = ketinggian langit langit dari lantai (m)

1,2 = rata – rata ketinggian telinga manusia duduk, m (gantilah dengan angka 1,7 bila ruangan tersebut untuk pendengar berdiri

Contoh

Menghitung Jarak Antar Loudspeaker

Soal :

Hitunglah jarak antar-speaker (sistem terdistribusi di langit – langit) pada ruang kuliah bila ketinggian langit – langit 3,6m !

Diketahui : Ketinggian langit – langit 3,6m

Ditanya : s (jarak antar-speaker), m

Jawab : s = 1,4.(h-1,2)m

s = 1,4.(3,6-1,3)

s = 3,36m

Loudspeaker bunyi latar (background masking)

Dengan

s = jarak antar – loudspeaker (m)

d = ketinggian rongga langit – langit (m)

h = ketinggian langit – langit dari lantai (m)

1,2 = rata – rata ketinggian telinga manusia duduk, m (gantilah dengan angka 1,7 bila ruangan tersebut untuk pendengar berdiri

Contoh

Menghitung Jarak Antar Loudspeaker Untuk Bunyi Latar Soal : Hitunglah jarak antar speaker (sistem terdistribusi

pada langit – langit) untuk bunyi latar untuk ruang kantor bila tinggi langit – langit 3,6m dan rongga (jarak antar speaker dan permukaan diatassnya0,8m.

Diketahui : tinggi langit – langit / h 3,6m Rongga / d 0,8m Ditanya : s (jarak antar speaker), m Jawab :

Ketinggian langit – langit Auditorium

Dengan

h = rata – rata ketinggian langit – langit, dengan kursi terbungkus dan dinding belakang meredam bunyi (m)

T = waktu dengung untuk frekuensi tengah (m)

Contoh

Soal :

Hitunglah rata- rata ketinggian langit – langit bila waktu dengung nada tengah 2,2dkt

Diketahui : waktu dengung nada tenggah 2,2dkt

Ditanya : rata – ketinggian langit – langit, m

Jawab :

Frekuensi Resonansi Panel Getar (Vibrating Panel)

Panel resonan (resonant panels) adalah panel peredam bunyi frekuensi rendah ≤ 250Hz.

Dengan

Fr = frekuensi resonansi panel (Hz)

w = berat panel (kg/m³)

d = kedalaman udara di belakang panel (m)

Contoh

Menghitung Resonansi Panel Getar Soal :

Hitunglah frekuensi resonansi sebuah panel seberat 50kg/m² yang diletakkan sejauh 0,4m dari dinding, dan hitunglah frekuensi resonansi bila berat panel diganti 10kg/m²

Diketahui : w / berat panel a = 50kg/m²

w / berat panel b = 10kg/m²

d = 0,4m

Ditanya : frekuensi resonansi dengat berat panel 50kg/m² dan 10 kg/m²

Jawab : a.

Jadi panel tadi akan meredeam suara yang cukup rendah yaitu 46,38Hz

b.

Ternyata memakai panel lebih ringan dan rongga sama frekuensi yang diredam lebih tinggi yaitu 103,7Hz