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.

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

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).

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.

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.

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 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.

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

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.

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

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