Anechoic chamber
- 1. ANECHOIC CHAMBER A. Definisi Dalam sebuah ruangan tertutup, jalur perambatan energi akustik adalah ruangan itu sendiri. Oleh karena itu, pengetahuan tentang fenomena suara yang terjadi dalam ruangan akan sangat menentukan pada saat diperlukan pengendalian kondisi mendengar pada ruangan tersebut sesuai dengan fungsinya. Fenomena suara dalam ruangan dapat digambarkan pada sketsa berikut Dari sketsa tersebut, dapat dilihat bahwa pada setiap titik pengamatan atau titik dimana orang menikmati suara (pendengar) akan dipengaruhi oleh 2 komponen suara, yaitu komponen suara langsung dan komponen suara pantul. Komponen suara langsung adalah komponen suara yang sampai ke telinga pendengar langsung dari sumber. Besarnya energi suara yang sampai ke telinga dari komponen suara ini dipengaruhi oleh jarak pendengar ke sumber suara dan pengaruh penyerapan energi oleh udara. Komponen suara pantul merupakan komponen suara yang sampai ke telinga pendengar setelah suara berinteraksi dengan permukaan ruangan disekitar pendengar (dinding, lantai dan langit-langit). Total energi suara yang sampai ke telinga pendengar dan persepsi pendengar terhadap suara yang didengarnya tentu saja akan dipengaruhi kedua komponen ini. Itu sebabnya komponen suara pantul akan sangat berperan dalam pembentukan persepsi mendengar atau bias juga disebutkan karakteristik akustik permukaan dalam ruangan akan sangat mempengaruhi kondisi dan persepsi mendengar yang dialami oleh pendengar.
- 2. Ada 2 ekstrim yang berkaitan dengan karakteristik permukaan dalam ruangan, yaitu apabila seluruh permukaan dalam ruangan bersifat sangat menyerap dan seluruh permukaan dalam ruangan bersifat sangat memantulkan energi suara yang sampai kepadanya. Bila permukaan dalam ruang seluruhnya sangat menyerap, maka komponen suara yang sampai ke pendengar hanyalah komponen langsung saja dan ruangan yang seperti ini disebut ruang anechoic (anechoic chamber). Sedangkan pada ruang yang seluruh permukaannya bersifat sangat memantulkan energi, maka komponen suara pantul akan jauh lebih dominant dibandingkan komponen langsungnya, dan biasa disebut sebagai ruang dengung (reverberation chamber) . Gambar A.1 Anechoic Chamber Gambar A.2 Reverberation Chamber
- 3. Ruangan yang kita gunakan pada umumnya berada diantara 2 ekstrim itu, sesuai dengan fungsinya. Ruang Studio rekaman misalnya lebih mendekati ruang anechoic, sedangkan ruangan yang berdinding keras lebih menuju ke ruang dengung. Gambar A.3 Ruang Studio Rekaman Desain akustik ruangan tertutup pada intinya adalah mengendalikan komponen suara langsung dan pantul ini, dengan cara menentukan karakteristik akustik permukaan dalam ruangan (lantai, dinding dan langit-langit) sesuai dengan fungsi ruangannya. Ada ruangan yang karena fungsinya memerlukan lebih banyak karakteristik serap (studio, Home Theater, dll) dan ada yang memerlukan gabungan antara serap dan pantul yang berimbang (auditorium, ruang kelas, dsb). Dengan mengkombinasikan beberapa karakter permukaan ruangan, seorang desainer akustik dapat menciptakan berbagai macam kondisi mendengar sesuai dengan fungsi ruangannya, yang diwujudkan dalam bentuk parameter akustik ruangan. Karakteristik akustik permukaan ruangan pada umumnya dibedakan atas: Bahan Penyerap Suara (Absorber) yaitu permukaan yang terbuat dari material yang menyerap sebagian atau sebagian besar energi suara yang datang padanya. Misalnya glasswool, mineral wool, foam. Bisa berwujud sebagai material yang berdiri sendiri atau digabungkan menjadi sistem absorber (fabric covered absorber, panel absorber, grid absorber, resonator absorber, perforated panel absorber, acoustic tiles, dsb).
- 4. Gambar A.4 Glasswool Gambar A.5 Mineral Wool Gambar A.6 Foam Bahan Pemantul Suara (reflektor) yaitu permukaan yang terbuat dari material yang bersifat memantulkan sebagian besar energi suara yang datang kepadanya. Pantulan yang dihasilkan bersifat spekular (mengikuti kaidah Snelius : sudut datang = sudut pantul). Contoh bahan ini misalnya keramik, marmer, logam, aluminium, gypsum board, beton, dsb. Bahan pendifuse/penyebar suara (Diffusor) yaitu permukaan yang dibuat tidak merata secara akustik yang menyebarkan energi suara yang datang kepadanya. Misalnya QRD diffuser, BAD panel, diffsorber dsb.
- 5. Gambar A.7 QRD Diffuser Gambar A.8 BAD Pannel Gambar A.9 Diffsorber Dengan menggunakan kombinasi ketiga jenis material tersebut dapat diwujdukan kondisi mendengar yang diinginkan sesuai dengan fungsinya.
- 6. Parameter akustik yang biasanya digunakan dalam ruangan tertutup secara garis besar dapat dibagi menjadi dua, yaitu parameter yang bersifat temporal monoaural yang bisa dirasakan dengan menggunakan satu telinga saja (atau diukur dengan menggunakan single microphone) dan parameter yang bersifat spatial binaural yang hanya bisa dideteksi dengan 2 telinga secara simultan (atau diukur menggunakan 2 microphone secara simultan). Yang termasuk dalam parameter tipe temporal-monoaural diantaranya adalah: Waktu dengung (T atau RT), yaitu waktu yang diperlukan energi suara untuk meluruh (sebesar 60 dB) sejak sumber suara dimatikan. Parameter ini merupakan parameter akustik yang paling awal digunakan dan masih merupakan parameter yang paling populer dalam desain ruangan tertutup. Waktu dengung yang digunakan dalam desain misalnya RT60, T20, T30 (subscript menunjukkan rentang decay yang digunakan untuk mengestimasi peluruhan energinya) dan EDT (yang berbasis pada peluruhan pada 10 dB awal). Parameter terakhir lebih sering digunakan karena mengandung informasi yang signifikan dari medan suara yang diamati. Harga parameter ini akan dipengaruhi oleh fungsi ruangan, volume dan luas permukaan ruangan serta berbeda-beda untuk setiap posisi pendengar. Misalkan untuk ruangan studio perlu < 0.3 s, ruang kelas 0.7 s, ruang konser 1.6 2.2 s, masjid 0.7 1.1 s, katedral 2 s dsb. Clarity, yaitu perbandingan logaritmik energi suara pada awal 50 atau 80 ms terhadap energi suara sesudahnya. Diwujudkan dalam parameter C80 untuk musik dan C50 untuk speech. Parameter ini berkaitan dengan tingkat kejernihan sinyal suara yang dipersepsi oleh pendengar dalam ruangan. (standard yang digunakan berharga -2 sd 8 dB) Intelligibility, yaitu perbandingan energi awal 50 ms terhadap energi totalnya. Biasa dinyatakan sebagai D50 dan lebih banyak digunakan untuk menyatakan kejelasan suara pengucapan (speech). Harga yang disarankan adalah > 55%. (parameter terkait adalah STI atau RASTI atau %Alcons). Intimacy, yang ditunjukkan dengan perbedaan waktu datang suara langsung dengan pantulan awal pada setiap titik pendengar. Dinyatakan dalam Initial Time Delay Gap (ITDG). Harga yang disarankan secara
- 7. umum adalah < 35 ms (yang paling disukai 15-20 ms). Nilai tersebut masih dipengaruhi juga oleh cepat lambatnya (rhytm) sumber suaranya.. Yang termasuk dalam parameter type spatial-binaural adalah LEF dan IACC. LEF didapatkan dengan membantingkan pengukuran Impulse Response ruangan menggunakan 2 buah microphone yang diletakkan secara berdekatan, satu microphone dengan paternomnidirectional dan yang lainnya berpola Figure of Eigth. Sedangkan IACC didapatkan dengan pengukuran impulse response menggunakan 2 microphone yang ditanamkan dalam 2 telinga manusia (atau kedua telinga tiruan kepala manusia, dummy head). Dari kedua parameter ini dapat diturunkan parameter envelopment dan lebar staging/sumber (apparent source width). Konsep diatas biasanya lebih banyak diterapkan dalam ruangan besar. Untuk ruangan kecil seperti studio, sebuah parameter lagi perlu diperhatikan yaitu distribusi modes (frekuensi resonansi) ruangan terutama pada frekuensi-frekuensi rendah. Anechoic Chamber milik Labotarium Orfield di Amerika mampu menyerap 99,99% suara. Para sukarelawan mulai berhalusinasi setelah beberapa saat berada didalam ruangan tersebut. Durasi terlama yang pernah dicapai seseorang untuk berdiam di dalam kamar tersebut adalah 45 menit saja. Mampu menyerap suara terluar secara efektif dan memegang Rekor Dunia Guinness Book sebagai kamar tersunyi di dunia. Masuk, duduk dan tunggulah beberapa saat maka anda akan mulai berhalusinasi. Ruangan ini benar-benar sunyi senyap secara total, sehingga setelah beberapa saat telinga Anda akan beradaptasi. Semakin sunyi ruangan tempat Anda berada maka akan semakin jelas Anda mendengar sesuatu yang sebelumnya tidak pernah Anda dengar seperti suara detak jantung, suara paru-paru dan bahkan gemuruh lambung kita akan terdengar sangat jelas sekali. Di dalam ruangan ini Anda lah yang menjadi sumber suara, karena sumber suara yang berasal dari luar tubuh tidak akan terdengar sama sekali. Biasa digunakan oleh perusahaan multinasional untuk mengetes seberapa berisik produk-produk mereka sebelum diperjualbelikan secara bebas. Biayanya 65 Euro perjam untuk swasta dan 45 Euro perjam untuk keperluan pendidikan.
- 8. B. Fungsi Anechoic Chamber Fungsi dari ruang tanpa gema secara penuh ialah mirip seperti free space, ruangan harus menunjukkan koefisien pantulnya bernilai nol dari pengukuran dinding-dinding chamber tersebut. Pada kenyataannya tidaklah mungkin untuk mendapatkan koefisien pantul = 0, akan tetapi tujuan dari ruang tanpa gema ini sebenarnya ialah mendekati nilai dari nol tersebut. Anechoic chamber juga telah digunakan untuk berbagai macam kegunaan lain misalnya untuk menguji antena (pengukuran), radar atau gangguan elektromagnetik, untuk telepon bergerak, satelit dan Tes Near Field Sites (dengan sistem positioner). C. Prinsip Kerja Anechoic Chamber Prinsip kerja dari anechoic chamber adalah dengan mengisolasi suara dari luar untuk tidak masuk ke dalam ruangan dan menyerap suara sehingga suara sumber dapat terdengar dengan jelas dengan tidak adanya gangguan suara lainnya. Jadi pada ruang anechoic chamber didalamnya menggunakan material bersifat penyerap suara (absorber) dan di luarnya menggunakan material bersifat memantulkan suara (reflektor). Berikut gambar prinsip kerja anechoic chamber. Gambar C.1 Prinsip kerja anechoic chamber Aspek-aspek yang diperhitungkan dalam penyerapan suara ialah material dinding penyerap suara dan bentuk dari dinding penyerap suara. Jenis-jenis dari bentuk dinding penyerap suara ada dua yaitu penyerap bentuk piramida dan penyerap
- 9. bentuk prisma segitiga. Prinsip dari kedua bentuk tersebut sama saja dengan menyerap sebagian suara yang datang lalu sebagian lagi dipantulkan lalu pantulan itu diserap lagi semakin dalam maka akan semakin besar suara yang diserap. D. Aplikasi Anechoic Chamber Berikut aplikasi dari ruang anechoic chamber 1. Laboratorium anechoic chamber laboratorium akustik di Universitas Syiah Kuala. Fasilitas Laboratorium ditujang dengan pembangunan Anechoic Chamber, Reverberation Chamber, Control Room dan pengadaan peralatan yang sangat lengkap untuk ukuran laboratorium akustik di Indonesia. Anechoic chamber ini mempunyai dimensi 6 x 4,5 x 3.1 m dengan volume sekitar 83,7m3, dirancang sedemikian rupa sehingga selain harus memenuhi medan bebas (free field) dan inverse square law di dalam ruangan, juga harus mempunyai bising latar (background noise) yang sangat rendah. Laboratorium ini berfungsi untuk mengukur besar frekuensi suara langsung dari sumbernya. Selain itu laboratorium ini juga digunakan untuk mengetahui suara mikro atau bising pada suatu mesin untuk mengetahui kerusakan pada mesin tersebut. Untuk menghasilkan medan bebas dan perambatan suara sesuai inverse square law dalam ruangan maka seluruh permukaan di tutupi dengan material absorber berupa wedges. Sedangkan untuk mendapatkan background noise yang rendah, maka dinding dibuat dengan konstruksi tertentu sehingga bisa menghasilkan atenuasi suara yang tinggi dan bebas dari structureborn noise , menggunkan tiga buah pintu akustik untuk akses masuk ke dalam ruangan dan juga tata udara yang dirancang khusus.
- 10. Gambar D.1 Laboratorium anechoic chamber 2. Ruang Studio Rekaman Studio rekaman memakai prinsip anechoic chamber. Studio rekaman membutuhkan gangguan suara yang kecil agar suara yang akan direkam dapat terdengar dengan jelas. Gambar D.2 Ruang studio rekaman
- 11. LAPORAN TEKNIK PENGENDALIAN SUARA DI INDUSTRI ANECHOIC CHAMBER Kelompok 2 Gilang Gutama Harry Ardianda Putra Ihsan Hilman Khairul Fadli JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ANDALAS PADANG 2015