Pengendalian Kebisingan
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
2012
1.
Piezoelektrik Microphone
Mikrofon
Piezoelektrik adalah Mikrofon yang memanfaatkan fenomena dari efek
piezoelektrisitas (kemampuan suatu material untuk memproduksi tegangan ketika
dikenai tekanan) dimana sebuah Kristal piezoelektrik bertindak sebagai
transduser. Walaupun sensor ini memiliki sensitivitas yang rendah tetapi sensor
ini sangat tangguh dan mampu mengukur jangkauan tekanan dgn amplitudo yang
tinggi. Sebaliknya, tingkat gangguan pada mikrofon ini pada umumnya cukup
tinggi. Mikrofon ini pada umumnya digunakan untuk pengukuran tekanan kejut atau
ledakan.
Bagian dalam mikrofon ini tampak dalam Gambar
dibawah ini ;
Mikrofon
jenis ini memanfaatkan karakteristik unsur tertentu dalam material keramik yang
menghasilkan medan listrik bila terkena kompresi. Gelombang suara mencapai
material keramik dan gelombang terkompresi dan terekspansi sesuai dengan
kandungan frekuensinya. Material keramik yang terstimulasi menghasilkan
korespondensi arus yang sesuai. Karakteristik material memungkinkan proses yang
sebaliknya terjadi ketika terjadi perbedaan dalam potensial listrik sehingga
material terkompresi atau terdilatasi; oleh karena itu material ini digunakan
dalam konstruksi loudspeaker jenis tertentu. Kristal yang digunakan untuk
pemasangan mikrofon piezoelektrik sangat sensitif terhadap panas dan
kelembapan, sehingga memiliki karakteristik yang cenderung tidak konstan dan
cepat aus. Kualitas suara yang dihasilkan tidak cemerlang, sehingga mikrofon
piezoelektrik lebih sering digunakan dalam konteks radio dan televise.
Mikrofon
Piezoelektrik Menerapkan stres mekanik
bahan-bahan ini menghasilkan arus listrik. Mikrofon piezoelektrik mengubah
perubahan tekanan yang disebabkan oleh gelombang suara menjadi sinyal listrik.
Piezoelektrisitas adalah
kemampuan dari suatu benda (pada umumnya kristal dan keramik) untuk
menghasilkan potensial listrik sebagai response terhadap tekanan mekanik yang
diberikan. Efek piezoelektrik adalah suatu efek yang reversible, dimana
terdapat efek piezoelektrik langsung (direct piezoelectric effect) dan efek piezoelektrik balikan
(converse piezoelectric effect).
Efek piezoelektrik langsung adalah produk
si
potensial listrik akibat adanya tekanan mekanik. Sedangkan efek piezoelektrik
balikan adalah produksi tekanan akibat pemberian tegangan listrik, contohnya
adalah kristal lead zirconate titanate yang akan mengalami perubahan dimensi
sampai maksimal 0.1 % jika diberi tegangan listrik.
Pada
sebuah kristal piezoelektrik, muatan listrik positif dan muatan listrik negatif
adalah terpisah, namun tersebar secara simetris. Sehingga secara keseluruhan
kristal bersifat netral.Masing-masing sisi membentuk kutub listrik. Dan ketika
suatu tekanan mekanik diterima oleh kristal piezoelektrik bentuk simetris dari
tiap-tiap muatan listrik tersebut berubah menjadi tidak simetris yang akan
menghasilkan tegangan listrik. Sebagai contoh, 1 cm kubik kristal quartz dengan
tekanan mekanik sebesar 2000 Newton akan menghasilkan tegangan
listrik sebesar 12500 Volt. Berdasarkan arah datangnya tekanan, terdapat tiga
operasi yang dapat dilakukan yaitu transverse effect, longitudinal effect, dan
shear effect. Berdasarkan teknologi piezoelektrik beberapa besaran fisika dapat
diukur, yang paling umum adalah tekanan dan kecepatan. Spesifikasi
Piezoelektrisitas adalah efek gabungan dari sifat elektris bahan yaitu Fluks
listrik, Permitivitas listrik, Medan listrik. Hukum Hooke.
2. Condensor Microphone
Mikrofon jenis ini, disebut juga elektrostatik,
memiliki kondenser/kapasitor di dalamnya. Salah stau plat kondenser merupakan
diafragma mikrofon yang bergetar ketika gelombang akustik mengenainya. Getaran
plat menghasilkan variasi pada jarak antara dua plat sehingga mengubah nilai
kapasitansinya dan menyebabkan perubahan voltase pada ujung-ujung plat yang
menghasilkan arus listrik. Diafragma dibuat dengan mylar (plastik) dilapis
dengan emas (konduktor). Pada awalnya perlu disediakan voltase untuk
mempolarisasikan kondenser. Voltase ini disebut phantom power dan biasanya
disediakan oleh mixer yang terhubungkan dengan mikrofon. Lebih spesifik, setiap
channel mixer memiliki tombol yang mengaktifkan phantom power dan mengirim voltase
konstan 48 V ke mikrofon.
Mic condenser merupakan komponen elektronik yang
menyimpan energi dalam medan elektrostatik, microphone jenis ini juga merupakan
transducer yang menggunakan bahan dasar kapasitor yang berfunsi mengubah energi
akustik menjadi energi listrik. Jenis microphone ini bayak banyak digunakan
baik untuk keperluan live maupun recording.
Diagram berikut mengilustrasikan bagaimana phantom power bekerja:
diagram pertama memperlihatkan skema elektrik, dan kedua menunjukkan skema
logis, ketiga grafik signal dimana kita memahami sinyal teramplifikasi;
amplifikasi voltase ini dibutuhkan karena arus yang dihasilkan mikrofon sangat
rendah dan perlu diamplifikasi sebelum tiba pada tahap preamplifikasi mixer.
Gambar 2. Phantom power diaplikasikan pada mikrofon kondenser
Phantom power memiliki dua tujuan: untuk
mempolarisasi kondenser di dalam mikrofon, dan untuk mengamplifikasi arus yang
berasal darinya. Mikrofon kondenser lebih akurat dibandingkan mikrofon
elektrodinamik karena diafragmanya terbuat dari material kecil dan ringan
sehingga bersensitivitas tingi, sekalipun pada frekuensi tinggi.
Berikut adalah daftar singkat karakteristik utama mikrofon
kondenser:
1. Diafragma tipis untuk reproduksi
frekuensi tinggi yang bagus
2. Mudah rusak bila terkena tekanan
suara sangat tinggi.
3. Sangat rapuh sehingga tidak ideal
untuk penampilan live: lebih sesuai untuk pekerjaan studio recording.
Cara Kerja Mikrofon Kondenser :
Condenser microphone
bekerja berdasarkan diafragma/susunan backplate yang mesti tercatu oleh
listrik membentuk sound-sensitive capacitor. Gelombang suara yang
masuk ke microphone menggetarkan komponen diafragma ini. Diafragma
ditempatkan di depan sebuah backplate. Susunan elemen ini membentuk
kapasitor yang biasa disebut juga kondenser. Kapasitor memiliki kemampuan untuk
menyimpan muatan atau tegangan. Ketika elemen tersebut terisi muatan, medan
listrik terbentuk di antara diafragma dan backplate, yang besarnya proporsional
terhadap ruang (space) yang terbentuk diantaranya. Variasi dari lebar space
antara diafragma dan backplate terjadi karena pergerakan diafragma relatif
terhadap backplate sebagai akibat dari adanya tekanan suara yang mengenai
diafragma. Hal ini menghasilkan sinyal elektrik sebagai akibat dari suara yang
masuk ke condenser microphone.
Gambar 3. Condenser Microphone
Telah dijelaskan sebelumnya bahwa kerja condenser mic
memerlukan muatan listrik. Terkait dengan hal tersebut, ada tipe condenser
mic yang memiliki muatan permanen, ada juga yang menggunakan sumber catu
daya eksternal untuk mengisi muatannya. Dalam hal ini, sumber catu daya
eksternal yang digunakan dapat berasal dari baterai, atau dari “phantom” power
(sebuah metode untuk memberikan daya kepada microphone melalui kabel mic
tersebut, dayanya berasal dari mixer).
Jika dibandingkan terhadap dynamic mic, condenser
mic lebih kompleks dan lebih mahal. Condenser dapat dibuat dengan
sensitivitas yang lebih tinggi dan dapat menghasilkan suara yang lebih smooth,
lebih natural, khususnya pada frekuensi tinggi. Dengan kondenser, lebih
mudah untuk mencapai respon frekuensi flat dan memiliki range
frekuensi yang lebih luas. Satu hal lagi yang membedakan dari dynamic mic
adalah condenser mic dapat dibuat sangat kecil tanpa banyak
mengurangi kinerjanya.
Keputusan untuk
menggunakan condenser atau dynamic mic bagaimanapun
diambil tidak hanya berdasarkan sumber suara, tetapi berdasarkan physical
setting juga. Praktisnya, penggunaan microphone harus
memperhatikan untuk acara apa dan dimana mic tersebut akan digunakan.
Di samping itu, apakah diinginkan hasil dengan kualitas suara yang sangat
tinggi atau tidak.
Dalam
pengoperasian mic condenser, jenis mic ini memerlukan suber daya baterai atau
sumber daya eksternal phantom power agar microphone bisa beroperasi.
Gampangannya mic ini harus menggunakan penguat atau preamp sebelum dicolok ke
ampli atau alat lainya. Penggunaan mic condenser memerlukan konsumsi tenaga
listrik, tenaganya bisa berasal dari baterai yang diletakkan dalam mic tersebut
(harus diganti jika habis baterai) ataupun dari tenaga listrik eksternal
(sampai 48 V, yang biasa disalurkan lewat kabel microphone). Akan tetapi
beberapa jenis mikrofon kondenser buatan Eropa memakai sistem berbeda yang
disebut tenaga “A-B” atau “T” yang tidak kompatibel dengan phantom power (untuk
jenis ini kita harus berkonsultasi atau mempelajari manualnya, jadi bisa
memilih mixer yang tepat yang mensupport jenis mic tersebut). Mic condenser
menghasilkan sinyal audio yang lebih kuat dibandingkan dengan model mic
dynamic. Mic condenser ini juga sanagat responsif dan sensitif dan sangat baik
bekerja di high-volume, karena kesensitifannya tadi maka mic ini rentan
terhadap distorsi.
Dalam
mic ini terdapat kapasitor yang terdiri dari dua keping plat atau piringan yang
keduanya mempunyai voltage atau tegangan. Salah satu dari plat tersebut terbuat
dari materi yang sangat ringan yang bertindak sebagai diafragma dan sensitif
dengan gelombang suara. Diafragma tersebut akan bergetar jika ada gelombag
suara yang datang. Fungsinya adalah dengan merubah jarak antara dua plat
tersebut maka akan merubah kapasitinya, jadi disaat plat bergetar maka hal yang
terjadi adalah mula-mula plat akan berdekatan yang mengakibatkan kapasitas akan
meningkat dan merubah voltasi muatan arus, kemudian sebaliknya plat akan
menjauh yang mengakibatkan kapasitasnya menurun yang mengakibatkan voltasi juga
berubah.
Gambar
4. Diagram Mic Electret Condenser
Mic electret condenser merupakan jenis mic condenser
juga yang menggunakan kapasitor sebagai elemen dasarnya. tetapi perbedaannya
mic electret condenser menggunakan jenis kapasitor khusus yang mempunyai
tegangan permanen yang dibikin saat pembikinan dipabriknya.
Bahan dasarnya semacam magnet permanen yang dalam hal ini tidak
perlu menggunakan eksternal power untuk mengoperasikannya. Akan tetapi jika
anda membeli mic electret condenser yang bagus biasanya menyertakan
pre-amplifier dalam satu paket. Kesimpulannya selain perbedaan yang naknus
utarakan diatar, sebuah mic electret condenser penjelasannya sama dengan mic
condenser secara normal.
3. 1 oktaf, 1/3 oktaf dan Narrow Band
Kebisingan
dengan spektrum frekuensi sempit (Narrow Band Noise), yaitu kebisingan
yang konsentrasi energinya pada porsi kecil atau porsi pada spektrum yang dapat
didengar.
Analisis terhadap kebisingan sangat diperlukan. Hal
itu biasa dilakukan dengan alat octave band-analyzer, yang memiliki
filter-filter yang disusun berdasarkan tingkatan oktafnya. Jika spektrumnya
sangat curam dan berbeda banyak, skala 1/3 oktaf dapat digunakan. Untuk
filter-filter oktaf disukai frekuensi-frekuensi tengah yang besarnya 31,5; 65;
125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000; 16000; dan 31500 Hz.
Untuk analisis lebih lanjut dapat dipakai narrow
band analyzers (alat analisis spectrum sempit), baik dengan latar spectrum yang
tetap, misalnya 2-200 Hz, atau spectrum yang melebar dengan frekuensi yang
lebih tinggi. Alat ini lebih disukai di lapangan mengingat komponen kebisingan
mungkin berbeda bergantung pada muatan mesin.
Dikutip dari :
1.http://jfkoernia.wordpress.com/2010/08/07/microphone-prinsip-kerja/oksida.com/blog/informasi/mempelajari-microphone-condenser-atau-kondensor
3. http://www.scribd.com/doc/76500726/tugas-revisi-akustik
0 Komentar