Akustik Ruang Percakapan (Room for Speech)

Jika sebuah ruangan difungsikan untuk ruang percakapan, misalnya ruang konferensi, ruang drama, ruang kelas dan ruang pengadilan, parameter akustik utama yang harus diperhatikan adalah tingkat kejelasan suara ucapan (speech intelligibility). Apabila tingkat kejelasan suara ucapan yang baik dapat dicapai, maka informasi yang disampaikan oleh pembicara akan sampai dengan sempurna pada pendengar. Untuk mencapai kondisi tersebut, hal-hal berikut harus dipertimbangkan dalam desain akustik ruang percakapan:

1. Berapa tingkat bising yang diinginkan hadir dalam ruangan?
2. Berapa waktu dengung ruangan/Berapa ukuran ruangan/berapa banyak permukaan penyerap suara yang harus dipasang?
3. bagaimana geometri ruangan? (berkaitan dengan pantulan, flutter echoe, sound focusing dan difusi suara)
4. Apakah perlu dipasang sistem tata suara (sound reinforcement system)?

Point pertama berkaitan dengan beda level energi suara yang ingin didengarkan dengan level bising latar belakang, atau yang biasa disebut Signal to Noise Ratio (SNR). Bising latar belakang yang mungkin terjadi pada umumnya berasal dari:

• Sumber bising eksternal (traffic noise, pesawat terbang, kereta api, dsb). Hal ini harus dikendalikan dengan sistem insulasi pada dinding, lantai dan langit-langit.
• Sumber bising dari aktifitas di koridor, foyer atau toilet
• Sistem tata udara (AC) dan sistem mekanik lainnya (pompa misalnya)

Pada umumnya tingkat bising yang diijinkan adalah antara 30-35 dB (25-30 dB untuk ruang drama)

Point kedua berkaitan dengan berapa lama energi suara diharapkan bertahan dalam ruangan. Karena besaran speech intelligibility pada dasarnya adalah merupakan perbandingan antara energi suara yang datang ke pendengar pada awal 50-80 ms dengan energi total yang dirasakan pendengar dalam ruangan, maka waktu dengung ruangan menjadi sangat besar pengaruhnya. Waktu dengung yang disarankan berkisar antara 0.7 -  1 detik, bergantung dari ukuran ruangan. Untuk mencapai waktu dengung ruang yang disarankan inilah pemakaian bahan penyerap energi suara diperlukan. Luasan permukaan yang menyerap suara dan volume ruangan akan menentukan seberapa besar dengung dalam ruangan.

Point ketiga berkaitan dengan perilaku pemantulan suara dalam ruangan. Hal ini dipengaruhi oleh bentuk ruang dan posisi pemantul dan penyerap di dalam ruangan. Dinding dan langit-langit ruangan merupakan bagian permukaan ruang yang digunakan untuk mengendalikan pola pemantulan. Beberapa hal berikut perlu dijadikan catatan:

• Dinding samping dan langit-langit sebaiknya dibuat dari permukaan yang memantulkan suara, untuk mengoptimumkan pantulan energi suara dari sumber sehingga memperkuat suara langsung.
• Bagian bidang pertemuan antara dinding dan langit-langit sebaiknya dibuat absorptive (menyerap suara).
• Dinding belakang sebaiknya terbuat dari bahan penyerap suara atau pendifuse suara (diffusor), untuk menghindarkan terjadinya pantulan dengan delay yang panjang (late refelctions).
• Jarak pembicara dan pendengar dibuat sedekat mungkin (bentuk lantai teater lebih baik dari pada datar)
• Sebaiknya posisi pembicara lebih tinggi dari pendengar.
• Berikan porsi pantulan awal (dalam rentang 50-80 ms) yang merata pada seluruh daerah pendengar. (sebagai acuan praktis: beda jarak tempuh suara langsung dan suara pantulan < 17 m)
• Perhatikan secara khusus permukaan-permukaan yang sejajar, karena bisa menimbulkan flutter echoe (pantulan berulang)
• Hindari permukaan keras yang cekung (dome-like) karena akan mengakibatkan sound focusing.

Point keempat hanya boleh dilakukan apabila ruangan sudah ditreatment akustik dengan baik (ruangan sudah dioptimasi secara akustik dengan baik, untuk menghasilkan suara yang natural).

5 Prinsip Dasar Insulasi Suara (Soundproofing)

Bila anda membangun sebuah ruangan yang digunakan untuk aktifitas yang berkaitan dengan suara, misalnya Home Theater dan studio ataupun ruang rapat/konferensi dan ruang konser, ada 2 hal yang harus diperhatikan, yang pertama adalah bagaimana membuat ruangan terisolasi secara akustik dari lingkungan sekitarnya dan yang kedua bagaimana mengkondisikan ruangan agar berkinerja sesuai dengan fungsinya. Hal pertama sering disebut sebagai insulasi (membuat ruangan kedap suara atau soundproof), sedangkan yang kedua adalah pengendalian medan akustik ruangan. Kedua hal ini seringkali tertukar balik bahkan tercampur-campur dalam penyebutannya, sehingga tidak jarang orang menyebut mineral wool atau glasswool misalnya sebagai bahan kedap suara, dimana seharusnya adalah bahan penyerap suara. Bila pernyataan mineral wool/glaswool adalah bahan kedap suara benar, bisa dibayangkan apa yang terjadi bila dinding ruang hanya terbuat dari bahan mineral wool/glasswool saja. Alih-alih ingin menghalangi suara tidak keluar ruangan, yang terjadi adalah suara keluar ruangan dengan bebasnya.

Apa yang harus kita lakukan apabila kita ingin membuat ruangan yang terisolasi secara akustik dari lingkungannya atau dalam bahasa sehari-hari ruangan yang kedap suara. Ada lima prinsip yang harus diperhatikan.agar suara system tata suara kita (yang terkadang dibeli dengan dana yang tidak sedikit) dapat dibunyikan sesuai dengan keinginan kita tanpa harus mendapatkan response (dari tetangga ataupun keluarga kita sendiri) “ berisik, tolong kecilkan donk” atau bahkan dilempari batu…:)..

Lima prinsip dasar itu adalah :

1. Massa
2. Dekopling Mekanik atau isolasi mekanik
3. Absorpsi atau penyerapan suara
4. Resonansi
5. Konduksi

Prinsip  1: Massa

Prinsip massa ini berkaitan dengan perilaku suara sebagai gelombang. Apabila gelombang suara menumbuk suatu permukaan, maka dia akan menggetarkan permukaan ini. Semakin ringan permukaan, tentu saja semakin mudah digetarkan oleh gelombang suara dan sebaliknya, seperti halnya kalo anda mendorong troley kosong akan lebih ringan dibandingkan mendorong troley yang terisi penuh dengan batu bata. Tentu saja untuk membuat perubahan besar pada kinerja insulasi, perlu perubahan massa yang besar pula. Secara teoritis, dengan menggandakan massa dinding kita (tanpa rongga udara), akan meningkatkan kinerja insulasi sebesar 6 dB. Misalnya anda punya dinding drywall gypsum dengan single stud, maka setiap penambahan layer gypsum akan memberikan tambahan insulasi 4-5 dB.

Prinsip 2: Dekopling Mekanik

Prinsip dekopling ini adalah prinsip yang paling umum dikenal dalam konsep insulasi. Sound clips, resilient channel, staggered stud, dan double stud adalah beberap contoh aplikasinya. Pada prinsipnya dekopling mekanik dilakukan untuk menghalangi suara merambat dalam dinding, atau menghalangi getaran merambat dari permukaan dinding ke permukaan yang lain. Energi suara/getaran akan “hilang” oleh material lain atau udara yang ada diantara 2 permukaan. Yang seringkali dilupakan, dekopling mekanik ini merupakan fungsi dari frekuensi suara, karena pada saat kita membuat dekopling, kita menciptakan system resonansi., sehingga system dinding hanya akan bekerja jauh diatas frekuensi resonansi itu. Insulasi akan buruk kinerjanya pada frekuensi dibawah ½ oktaf frekuensi resonansi. Jika anda bisa mengendalikan resonansi ini dengan benar, maka insulasi frekuensi rendah (yang merupakan problem utama dalam proses insulasi) akan dapat dicapai dengan baik.

Prinsip 3: Absorpsi atau penyerapan energi suara

Penggunaan bahan penyerap suara dengan cara disisipkan dalam system dinding insulasi akan meningkatkan kinerja insulasi, karena energi suara yang merambat melewati bahan penyerap akan diubah menjadi energi panas (utk menggetarkan partikel udara yang terperangkap dalam pori2 bahan penyerap. Bahan penyerap ini juga akan menurunkan frekuensi resonansi system partisi/dinding yang di dekopling. (Pernahkah anda mencoba meletakkan mineral wool/glasswool didepan center loudspeaker system Home Theater anda? Coba bandingkan bila anda letakkan di depan subwoofer anda?)

Setelah anda mencoba, maka anda akan memahami, bahwa insulasi atau soundproofing tidak ditentukan semata oleh bahan penyerap apa yang diisikan dalam dinding anda. Jika anda menggunakan dinding sandwich konvensional (kedua permukaan dihubungkan oleh stud dan anda isi celah diantaranya dengan bahan penyerap suara, suara akan tetap dapat lewat melalui stud tanpa harus melalui bahan penyerap suara. Jadi bahan penyerap hanya akan efektif bila ada dekopling.

Prinsip 4: Resonansi

Prinsip ini bekerja bertentangan dengan prinsip 1, 2, dan 3, karena resonansi bersifat memudahkan terjadinya getaran. Bila getaran terjadi pada frekuensi yang sama dengan frekuensi resonansi system dinding anda, maka energi suara akan dengan mudah menembus dinding anda (seberapa tebal dan beratpun dinding anda). Ada 2 cara untuk mengendalikan resonansi ini:

• Redam resonansinya, sehingga amplituda energi yang sampai sisi lain dinding akan sangat berkurang. Anda dapat menggunakan visco-elastic damping compund, tapi jangan gunakan Mass Loaded Vinyl.       
• Tekan frekuensi resonansi serendah mungkin dengan prinsip 1, 2 dan 3.

Prinsip 5: Konduksi

Ingat bahwa suara adalah gelombang mekanik, sehingga apabila dinding anda terhubung secara mekanik kedua sisinya, maka suara akan dengan mudah merambat dari satu sisi ke sisi lainnya. Untuk mengendalikannya tentu saja ada harus memotong hubungan mekanis antara sisi satu dengan sisi yang lain, misalnya dengan dilatasi antar sisi, menyisipkan bahan lain yang memiliki karakter isolasi lebih tinggi (beda Impedansi Akustik atau tahanan akustik), menggunakan studs dengan cara zigzag, dsb. Konduksi ini juga yang seringkali menyumbangkan problem flangking suara antar ruang. (Itu sebabnya pemberian dekopling/dilatasi pada lantai dan langit-langit juga penting.

Sudahkan ruangan theater atau studio anda mempertimbangkan hal diatas?

Jika belum maka anda dapat melakukan hal ini untuk meningkatkan kinerja insulasi partisi atau dinding anda:

• Tambahkan massa partisi anda
• Berikan dekopling mekanik pada partisi/dinding anda bila belum ada
• Tambahkan bahan penyerap suara
• Tambahkan damping mekanik pada sistem partisi/dinding anda

Tingkat Tekanan Suara (Sound Pressure Level)

Setiap sumber suara akan menghasilkan instensitas suara yang berbeda-beda. Ilustrasi berikut dimaksudkan untuk memberikan gambaran, seberapa besar energi suara yang datang ke telinga kita apabila kita berada di dekat dan terpapar suara yang dihasilkan sumber. Penting untuk diketahui, supaya kita aware dalam menjaga telinga yang dititipkan kepada kita, serta tentunya aware terhadap telinga orang lain (apabila kita membunyikan suatu sumber suara).  Tingkat tekanan suara (Sound Pressure Level) menunjukkan seberapa besar perubahan tekanan yang dialami oleh medium (pada umumnya udara) dari kondisi setimbangnya. Misalnya  jika kita memberikan perubahan sebesar 20 mikro Pascal, maka telinga akan mempersepsinya sebagai suara dengan level 0 dB, sedangkan bila perubahannya sebesar 100 juta mikro Pascal, akan dipersepsi sebagai suara dengan level 140 dB.  So please, do take care your ears.

Kriteria Akustik dalam Desain Akustika Ruangan

Untuk mendapatkan sebuah ruangan yang berkinerja baik secara akustik, ada beberapa kriteria akustik yang pada umumnya harus diperhatikan. Kriteria akustik tersebut secara ringkas adalah sebagai berikut:

1. Liveness : kriteria ini berkaitan dengan persepsi subjektif pengguna ruangan terhadap waktu dengung (reverberation time) yang dimiliki oleh ruangan. Ruangan yang live, biasanya berkaitan dengan waktu dengung yang panjang, dan ruangan yang death berkaitan dengan waktu dengung yang pendek. Panjang pendeknya waktu dengung yang diperlukan untuk sebuah ruangan, tentu saja akan bergantung pada fungsi ruangan tersebut. Ruang untuk konser symphony misalnya, memerlukan waktu dengung 1.7 – 2.2 detik, sedangkan untuk ruang percakapan antara 0.7 – 1 detik.

2. Intimacy : Kriteria ini menunjukkan persepsi seberapa intim kita mendengar suara yang dibunyikan dalam ruangan tersebut. Secara objektif, kriteria ini berkaitan dengan waktu tunda (beda waktu) datangnya suara langsung dengan suara pantulan awal yang datang ke suatu posisi pendengar dalam ruangan. Makin pendek waktu tunda ini, makin intim medan suara didengar oleh pendengar. Beberapa penelitian menunjukkan harga waktu tunda yang disarankan adalah antara 15 – 35 ms.

3. Fullness vs Clarity: Kriteria ini menunjukkan jumlah refleksi suara (energi pantulan) dibandingkan dengan energi suara langsung yang dikandung dalam energi suara yang didengar oleh pendengar yang berada dalam ruangan tersebut. Kedua kriteria berkaitan satu sama lain. Bila perbandingan energi pantulan terhadap energi suara langsung besar, maka medan suara akan terdengar penuh (full). Akan tetapi, bila melewati rasio tertentu, maka kejernihan informasi yang dibawa suara tersebut akan terganggu. Dalam kasus ruangan digunakan untuk kegiatan bermusik, kriteria C80 menunjukkan hal ini. (D50 untuk speech).

4. Warmth vs Brilliance:  Kedua kriteria ini ditunjukkan oleh  spektrum waktu dengung ruangan. Apabila waktu dengung ruangan pada frekuensi-frekuensi rendah lebih besar daripada frekuensi mid-high, maka ruangan akan lebih terasa hangat (warmth). Waktu dengung yang lebih tinggi di daerah frekuensi rendah biasanya lebih disarankan untuk ruangan yang digunakan untuk kegiatan bermusik. Untuk ruangan yang digunakan untuk aktifitas speech, lebih disarankan waktu dengung yang flat untuk frekuensi rendah-mid-tinggi.

5. Texture: kriteria ini menunjukkan seberapa banyak pantulan yang diterima oleh pendengar dalam waktu-waktu awal (< 60 ms) menerima sinyal suara. Bila ada paling tidak 5 pantulan terkandung dalam impulse response di awal 60 ms, maka ruangan tersebut dikategorikan memiliki texture yang baik.

6. Blend dan Ensemble: Kriteria Blend menunjukkan bagaimana kondisi mendengar yang dirasakan di area pendengar. Bila seluruh sumber suara yang dibunyikan di ruangan tersebut tercampur dengan baik  (dan dapat dinikmati tentunya), maka kondisi mendengar di ruangan tersebut dikatakan baik. Hal ini berkaitan dengan kriteria bagaimana suara di area panggung diramu (ensemble). Contoh, apabila ruangan digunakan untuk konser musik symphony, maka pemain di panggung harus bisa mendengar  (ensemble) dan pendengar di area pendengar juga harus bisa mendengar (blend) keseluruhan (instruments) symphony yang dimainkan.

PENGERAS SUARA DENGAN MEMBRAN ALAMI KULIT BERBULU

Gelombang suara atau gelombang akustik merupakan gelombang yang ternyata memilki tekanan, intensitas dan energi. Karena memilki energi, lalu prinsip tersebut digunakan untuk mengubahnya menjadi energi lain. Energi lain itu adalah energi listrik. Energi listrik yang muncul setelah melalui membran itu diamplifikasi. Lalu setelah itu dilewatkan lagi ke membran yang berfungsi sebagai pengkonversi sinyal listrik ke getaran. Akibatnya, getaran awal sebelum masuk membran tadi menjadi lebih besar tekanan, intensitas,dan energinya. Prinsip inilah yang melatarbelakangi munculnya pengeras suara (Loudspeakers).
Pengeras suara yang telah ada setelah diteliti ternyata memilki impedansi akustik yang tinggi. Impedansi yang tinggi pada membrane dapat mengakibatkan energi suara yang diteruskan akan mengalami pernurunan tingkat energy. Hal ini dapat mengakibatkan suara yang melalui membran pada pengeras suara itu perlu diamplifikasi yang besar untuk menghasilkan tekanan, intensitas, dan energi suara yang lebih besar. Ternyata dengan mengurangi impedansi pada membrane tersebut dengan amplifier yang sama dapat meningkatkan tekanan, intesitas dan energi yang lebih besar dari Loudspeaker biasa.
Ini ditemukan pada pengeras suara dengan membrane kulit berbulu. Diketahui bahwa membrane kuli berbulu memiliki impedansi lebih rendah dari membrane pengeras suara biasa. Membran kulit alami berbulu sangat tegar dan ulet sehingga mampu mencegah perubahan bentuk akibat tekanan mekanik. Corak dan warna yang alami sesuai dengan dekorasi ruang.
Dahulu telah dilakukan pembuatan pengeras suara dengan menggunakan membrane berupa bahan kertas atau karton telah digunakan untuk membuat membran seperti halnya bahan lain seperti polypropylene, serat polyester, serat kaca, aluminium, magnesium dan titanium. Bahan membran penyuara konvensional seperti aluminium, magnesium, dan titanium memang tegar dan menghasilkan transfer panas yang baik dari kumparan suara. Tetapi membran-membran tersebut mudah berubah bentuk ketika mendapatkan tekanan mekanik baik dari penanganan yang salah misal ditekan keras dengan ujung jari atau penyuara diberi sinyal masukan terlalu besar dan sulit untuk berubah kembali ke bentuk semula.

Telah diketahui sebelumnya bahwa kulit alami telah digunakan untuk membran alat musik seperti drum, tamborin dsb. Dan mampu menghasilkan suara yang baik dan alami.. Demikian juga di akustik, impedansi akustik suatu bahan jika lebih mendekati impedansi akustik udara maka akan menghasilkan transfer daya lebih besar. Membran konvensional seperti kertas, karton, polypropylene, serat kaca dsb, masing-masing mempunyai impedansi akustik yang lebih tinggi dibandingkan dengan membran kulit alami yang mempunyai bulu dipermukaannya.

Dengan mengunakan tabung impedansi maka impedansi akustik bahan membran dapat diukur seperti gambar pada file pendukung. Nilai impedansi akustik Z(0) didapat dari rumus berikut:


2 (r) (r2 – 1) sin 2 k (x1)

Z(0) = Zc [ --------------------------

-------------]

(r2 + 1) + (r2 – 1) cos 2k(x1)

Dimana k = (2pf) / c
Zc = impedansi akustik udara
c = kecepatan suara diudara
f = frekuensi
r = Pmax / Pmin = (1 + r) / (1 – r)
Pmax = tekanan maksimum
Pmin = tekanan minimum
r = koefisien pantulan
x1 = lokasi titik pertama gelombang tegak
Penyuara inovasi ini tersusun atas membran alami kulit berbulu dengan kelenturan yang diperoleh dari sebuah surround pada ujung tepi membran. Surround ini dapat terbuat dari foam, karet, atau camputan keduanya, kain atau bahan lain dan terhubung kesebuah kerangka yang terbuat dari bahan logam atau plastik. Pada bagian tengah membran terhubung dengan sebuah kumparan suara. Sementara medan magnetik disediakan oleh sebuah magnet, t-yoke dan washer.Penyuara mendapatkan isyarat masukan melalui sebuah terminal diteruskan ke kawat kuningan yang terhubung ke kumparan suara.
Ketebalan bulu pengeras suara inovasi ini harus diatur, untuk menghasilkan impedansi akustik yang optimal. Bulu yang kurang tebal atau terlalu tebal akan menyebabkan impedansi akustik membran tidak optimal. Untuk penyuara frekuensi rendah (woofer) digunakan kulit dari sapi atau kerbau tebal, tegar, tidak terlalu ringan agar didapat frekuensi resonansi penyuara yang rendah hingga 30Hz atau dapat dirancang lebih rendah lagi. Untuk midrange digunakan kulit dari kambing karena lebih ringan sehingga penyuara mempunyai jangkauan frekuensi atas lebih baik hingga 10 kHz.

Keuntungan
1. SPL yang dihasilkan lebih besar dari yang biasa karena impedansi yang dipakai oleh membran lebih kecil.
2. Dengan amplifier yang sama dapat menghasilkan suara yang lebih tinggi tingkat intensitas, tekanan dan energinya.
3. Bahan membran kulit ini tetap tegar dan ulet bila mendapat tekanan yang berlebihan.
4. Bahan yang berasal dari kulit ini lebih ekonomis karena mudah didapatkan. Kulit ini juga didapat dari hewan ternak yang bersifat pedaging (menghasilkan daging) sehingga kulitnya tidak digunakan.
5. Ramah terhadap lingkungan, sehingga bila loudspeaker telah rusak limbahnya tidak berbahaya bagi lingkungan.
6. Keindahan bulu yang cukup menarik.

Akan tetapi, dibalik kelebihan tersebut ada sedikit masalah, walaupun tampak begitu bermanfaat terdapat satu kekurangan yaitu lifetime yang tidak lama. Hal ini karena terdapat kecendrungan untuk benda organik dalam mengurai. (referensu : www.bic.web.id)

 

 

Problem dalam Desain Akustika Ruangan

Sebuah ruangan yang didesain untuk suatu fungsi tertentu, baik yang mempertimbangkan aspek akustik maupun yang tidak, seringkali dihadapkan pada problem-problem berikut:

1. Focusing of Sound (Pemusatan Suara) : Masalah ini biasanya terjadi apabila ada permukaan cekung (concave) yang bersifat reflektif, baik di daerah panggung, dinding belakang ruangan, maupun di langit-langit (kubah atau jejaring kubah).  Bila anda mendesain ruangan dan aspek desain mengharuskan ada elemen cekung/kubah, ada baiknya anda melakukan treatment akustik pada bidang tersebut, bisa dengan cara membuat permukaannya absorptif (mis. menggunakan acoustics spray) atau membuat permukaannya bersifat diffuse.

2. Echoe (pantulan berulang dan kuat): Problem ini seringkali dibahasakan sebagai gema, yang menurut saya pribadi adalah terjemahan yang kurang tepat. Echoe disebabkan oleh permukaan datar yang sangat reflektif atau permukaan hyperbolic reflektif (terutama pada dinding yang terletak jauh dari sumber). Pantulan yang diakibatkan oleh permukaan-permukaan tersebut bersifat spekular dan memiliki energi yang masih besar, sehingga (bersama dengan delay time yang lama) akan mengganggu suara langsung. Problem akan menjadi lebih parah, apabila ada permukaan reflektif sejajar di hadapannya. Permukaan reflektif sejajar bisa menyebabkan pantulan yang berulang-ulang (flutter echoe) dan juga gelombang berdiri. Flutter echoe ini bisa terjadi pada arah horisontal (akibat dinding sejajar) maupun arah vertikal (lantai dan langit-langit sejajar dan keduanya reflektif).

3. Resonance (Resonansi): Seperti halnya echoe problem ini juga diakibatkan oleh dinding paralel, terutama pada ruangan yang berbentuk persegi panjang atau kotak. Contoh yang paling mudah bisa ditemukan di ruang kamar mandi yang dindingnya (sebagian besar atau seluruhnya) dilapisi keramik.

4. External Noise (Bising): Problem ini dihadapi oleh hampir seluruh ruangan yang ada di dunia ini, karena pada umumnya ruangan dibangun di sekitar sistem-sistem yang lain. Misalnya, sebuah ruang konser berada pada bangunan yang berada di tepi jalan raya dan jalan kereta api atau ruang konser yang bersebelahan dengan ruang latihan atau ruangan kelas yang bersebelahan. Bising dapat menjalar menembus sistem dinding, langit-langit dan lantai, disamping menjalar langsung melewati hubungan udara dari luar ruangan ke dalam ruangan (lewat jendela, pintu, saluran AC, ventilasi, dsb). Konsep pengendaliannya berkaitan dengan desain insulasi (sistem kedap suara). Pada ruangan-ruangan yang critical fungsi akustiknya, biasanya secara struktur ruangan dipisahkan dari ruangan disekelilingnya, atau biasa disebut box within a box concept.

5. Doubled RT (Waktu dengung ganda): Problem ini biasanya terjadi pada ruangan yang memiliki koridor terbuka/ruang samping atau pada ruangan playback yang memiliki waktu dengung yang cukup panjang.
Itulah beberapa problem yang umumnya muncul dalam ruangan yang memerlukan kinerja akustik. Kesemuanya dapat diminimumkan apabila sudah dipertimbangkan dengan seksama pada saat ruangan tersebut didesain. Apabila ruangan sudah telanjur jadi, maka solusi yang biasanya diambil adalah mengubah karakteristik permukaan dalam ruangan, misalnya dari yang semula reflektif menjadi absorptif ataupun difusif. Solusi tersebut biasanya melibatkan biaya yang tidak sedikit (karena ruangan sudah telanjur jadi). Oleh sebab itu, sangat disarankan untuk mempertimbangkan problem-problem tersebut pada tahap desain. Saat ini sudah banyak perangkat lunak yang dapat digunakan untuk memprediksi kinerja akustik suatu ruangan, meskipun ruangan tersebut belum dibangun, cukup dengan menginputkan geometri ruangan dan karakteristik permukaannya. Perangkat yang biasa digunakan para perancang akustik adalah ODEON, CATT Acoustics, RAMSETE, dan EASE.

Waktu Dengung (Reverberation Time)

Parameter akustika ruangan yang paling banyak dikenal orang adalah Waktu Dengung (Reverberation Time – RT). RT seringkali dijadikan acuan awal dalam mendesain akustika ruangan sesuai dengan fungsi ruangan tersebut. RT menunjukkan seberapa lama energi suara dapat bertahan di dalam ruangan, yang dihitung dengan cara mengukur waktu peluruhan energi suara dalam ruangan. Waktu peluruhan ini dapat diukur menggunakan konsep energi tunak maupun energi impulse. RT yang didapatkan berdasarkan konsep energi tunak dapat digunakan untuk memberikan gambaran kasar, waktu dengung ruangan tersebut secara global. RT jenis ini dapat dihitung dengan mudah, apabila kita memiliki data Volume dan Luas permukaan serta karakteristik absorpsi setiap permukaan yang ada dalam ruangan. Sedangkan RT yang berbasiskan energi impulse, didapatkan dengan cara merekam response ruangan terhadap sinyal impulse yang dibunyikan didalamnya. Dengan cara ini, RT di setiap titik dalam ruangan dapat diketahui dengan lebih detail bersamaan dengan parameter-parameter akustik yang lainnya.

RT pada umumnya dipengaruhi oleh jumlah energi pantulan yang terjadi dalam ruangan. Semakin banyak energi pantulan, semakin panjang RT ruangan, dan sebaliknya. Jumlah energi pantulan dalam ruangan berkaitan dengan karakteristik permukaan yang menyusun ruangan tersebut. Ruangan yang dominan disusun oleh material permukaan yang bersifat memantulkan energi suara cenderung memiliki RT yang panjang, sedangkan ruangan yang didominasi oleh material permukaan yang bersifat menyerap energi suara akan memiliki RT yang pendek. Ruangan yang keseluruhan permukaan dalamnya bersifat menyerap energi suara (RT sangat pendek) disebut ruang anti dengung (anechoic chamber), sedangkan ruangan yang keseluruhan permukaan dalamnya bersifat memantulkan suara (RT sangat panjang) disebut ruang dengung (reverberation chamber). Ruangan-ruangan yang kita tempati dan gunakan sehari-hari, mulai dari ruang tidur, ruang kelas, auditorium, masjid, gereja dsb akan memiliki RT diantara kedua ruangan tersebut diatas, karena pada umumnya permukaan dalamnya disusun dari gabungan material yang menyerap dan memantulkan energi suara. Desain bentuk, geometri dan komposisi material penyusun dalam ruangan inilah yang akan menentukan RT ruangan, sekaligus kinerja akustik ruangan tersebut.
Berikut ini adalah gambaran RT yang ideal untuk beberapa fungsi ruangan sesuai dengan volumenya.

---

FENOMENA AKUSTIK DALAM RUANGAN TERTUTUP

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) . 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.

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).
• 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 (check www.rpginc.com) .

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 patern omnidirectional 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 (lihat artikel sebelumnya tentang modes ini)

Mikrofon

Mikrofon (bahasa Inggris: michrophone) adalah suatu jenis tranduser yang mengubah energi-energi akustik (gelombang suara) menjadi sinyal listrik. Mikrofon merupakan salah satu alat untuk membantu komunikasi manusia. Mikrofon dipakai pada banyak alat seperti telepon, alat perekam, alat bantu dengar, dan pengudaraan radio serta televisi.

Istilah mikrofon berasal dari bahasa Yunani mikros yang berarti kecil dan fon yang berarti suara atau bunyi. Istilah ini awalnya mengacu kepada alat bantu dengar untuk suara berintensitas rendah. Penemuan mikrofon sangat penting pada masa awal perkembangan telepon. Pada awal penemuannya, mikrofon digunakan pada telepon, kemudian seiring berkembangnya waktu, mikrofon digunakan dalam pemancar radio hingga ke berbagai penggunaan lainnya. Penemuan mikrofon praktis sangat penting pada masa awal perkembangan telepon. Beberapa penemu telah membuat mikrofon primitif sebelum Alexander Graham Bell.

Pada tahun 1827, Sir Charles Wheatstone telah mengembangkan mikrofon. Ia merupakan orang pertama yang membuat “mikrofon frase". Selanjutnya, pada tahun 1876, Emile Berliner menciptakan mikrofon pertama yang digunakan sebagai pemancar suara telepon. Mikrofon praktis komersial pertama adalah mikrofon karbon yang ditemukan pada bulan Oktober 1876 oleh Thomas Alfa Edison. Pada tahun 1878, David Edward Hughes juga mengambil andil dalam perkembangan mikrofon karbon. Mikrofon karbon tersebut mengalami perkembangan hingga tahun 1920-an.

James West and Gerhard Sessler juga memainkan peranan yang besar dalam perkembangan mikrofon. Mereka mempatenkan temuan mereka yaitu mikrofon elektrik pada tahun 1964. Pada waktu itu, mikrofon tersebut menawarkan sesuatu yang tidak dimiliki oleh mikrofon sebelumnya, yaitu harga rendah, sehingga dapat dijangkau oleh seluruh konsumen. Bagian lain dalam sejarah perkembangan mikrofon ialah revolusionalisasi mikrofon dalam industri dimana memungkinkan masyarakat umum untuk mendapatkannya. Hampir satu juta mikrofon diproduksi tiap tahunnya. Lalu pada tahun 1970-an, mikrofon dinamik dan mikrofon kondenser mulai dikembangkan. Mikrofon ini memiliki tingkat kesensitifan yang tinggi. Oleh karena itu, hingga saat ini mikrofon tersebut digunakan dalam dunia penyiaran.

Kegunaan

Mikrofon digunakan pada beberapa alat seperti telepon, alat perekam, alat bantu dengar, pengudaraan radio serta televisi, dan sebagainya. Pada dasarnya mikrofon berguna untuk membuat suara yang berintensitas rendah menjadi lebih keras. Pemilihan mikrofon harus dilakukan dengan lebih hati-hati. Hal ini dilakukan untuk mencegah berkurangnya kemampuan mikrofon dari performa yang optimal. Agar lebih efektif, mikrofon yang digunakan haruslah seimbang antara sumber suara yang ingin dicuplik, misalnya suara manusia, alat musik, suara kendaraan, atau yang lainnya dengan sistem tata suara yang digunakan seperti sound sistem untuk live music, alat perekaman, arena balap GP motor, dan sebagainya.

Karakteristik

Karakteristik mikrofon yang harus diperhatikan ketika akan memilih sebuah mikrofon adalah:

1. Prinsip cara kerja mikrofon
2. Daerah respon frekuensi suara yang mampu dicuplik mikrofon
3. Sudut atau arah pencuplikan mikrofon
4. Output sinyal listrik yang dihasilkan mikrofon
5. Bentuk fisik mikrofon

Jenis

Mikrofon karbon

Mikrofon karbon adalah mikrofon yang terbuat dari sebuah diagram logam yang terletak pada salah satu ujung kotak logam yang berbentuk silinder. Cara kerja mikrofon ini berdasarkan resistansi variabel dimana terdapat sebuah penghubung yang menghubungkan diafragma dengan butir-butir karbon di dalam mikrofon. Perubahan getaran suara yang ada akan menyebabkan nilai resistansi juga berubah sehingga mengakibatkan perubahan pada sinyal output mikrofon.
Mikrofon reluktansi variabel

Mikrofon Reluktansi Variabel adalah mikrofon yang terbuat dari sebuah diafragma berbahan magnetik. Cara kerjanya berdasarkan gerakan diafragma magnetik tersebut. Jika tekanan udara dalam diafragma meningkat karena adanya getaran suara, maka celah udara dalam rangkaian magnetik tersebut akan berkurang, akibatnya reluktansi semakin berkurang dan menimbulkan perubahan-perubahan magnetik yang terpusat di dalam struktur magnetik. Perubahan-perubahan tersebut menyebabkan perubahan sinyal yang keluar dari mikrofon.

Mikrofon kumparan yang bergerak

Mikrofon Kumparan yang Bergerak adalah mikrofon yang terbuat dari kumparan induksi yang digulungkan pada silinder yang berbahan non magnetik dan dilekatkan pada diafragma, kemudian dipasang ke dalam celah udara suatu magnet permanen. Sedangkan kawat-kawat penghubung listrik direkatkan pada diafragma yang terbuat dari bahan non logam. Jika diafragma bergerak karena adanya gelombang suara yang ditangkap, maka kumparan akan bergerak maju mundur di dalam medan magnet, sehingga muncullah perubahan magnetik yang melewati kumparan dan menghasilkan sinyal listrik.

Mikrofon kapasitor

Mikrofon Kapasitor adalah mikrofon yang terbuat dari sebuah diafragma berbahan logam, digantungkan pada sebuah pelat logam statis dengan jarak sangat dekat, sehingga keduanya terisolasi dan menyerupai bentuk sebuah kapasitor. Adanya getaran suara mengakibatkan diafragma bergerak-gerak. Diafragma yang bergerak menimbulkan adanya perubahan jarak pemisah antara diafragma dengan pelat statis sehingga mengakibatkan berubahnya nilai kapasitansi. Mikrofon kapasitor ini memerlukan tegangan DC konstan yang dihubungkan ke sebuah diafragma dan pelat statis melewati sebuah resistor beban, sehingga tegangan mikrofon dapat berubah-ubah seiring perubahan tekanan udara yang terjadi akibat getaran suara.

Mikrofon elektret

Mikrofon Elektret adalah jenis khusus mikrofon kapasitor yang telah memiliki sumber muatan tersendiri sehingga tidak membutuhkan pencatu daya dari luar. Sumber muatan berasal dari suatu alat penyimpan muatan yang terbuat dari bahan teflon. Bahan teflon tersebut diproses sedemikian rupa sehingga mampu menangkap muatan-muatan tetap dalam jumlah besar, kemudian mempertahankannya untuk waktu yang tak terbatas. Lapisan tipis teflon dilekatkan pada pelat logam statis dan mengandung muatan-muatan negatif dalam jumlah besar. Muatan-muatan tersebut terperangkap pada satu sisi yang kemudian menimbulkan medan listrik pada celah yang berbentuk kapasitor. Getaran suara yang ada mengubah tekanan udara di dalamnya sehingga membuat jarak antara diafragma dan pelat logam statis juga berubah-ubah. Akibatnya, nilai kapasitansi berubah dan tegangan terminal mikrofon pun juga berubah.

Mikrofon piezoelektris

Mikrofon Piezoelektris adalah mikrofon yang terbuat dari bahan kristal aktif. Bahan ini dapat menimbulkan tegangan sendiri saat menangkap adanya getaran dari luar jadi tidak membutuhkan pencatu daya. Cara kerjanya ialah kristal dipotong membentuk suatu irisan pada bidang-bidang tertentu, kemudian dilekatkan pada elektroda atau lempengan sehingga akan menunjukkan sifat-sifat piezoelektris. Kristal akan berubah bentuk bila mendapatkan suatu tekanan sehingga akan terjadi perpindahan muatan sesaat di dalam susunan kristal tersebut. Perpindahan muatan mengakibatkan adanya perbedaan potensial diantara kedua pelat-pelat lempengan. Uniknya, kristal tersebut dapat langsung menerima getaran suara tanpa harus dibentuk menjadi sebuah diafragma, sehingga respon frekuensi yang diterima akan lebih baik dari mikrofon lainnya walaupun tingkat keluarannya jauh lebih rendah, yaitu kurang dari 1 mV.

Mikrofon pita

Mikrofon Pita ialah mikrofon yang terbuat dari pita yang bersifat sangat sensitif dan teliti. Cara kerja mikrofon ini berpedoman pada suatu pusat pita yaitu kertas perak metal tipis yang digantungkan pada suatu medan magnet. Getaran suara yang ditangkap menimbulkan terjadinya pergerakan pita. Gerakan tersebut mengakibatkan berubahnya medan magnet yang kemudian menghasilkan sinyal listrik. Oleh karena mikrofon pita pada awal kemunculannya merupakan mikrofon yang dapat menampilkan suara paling alami, maka industri rekaman dan siaran segera memanfaatkan mikrofon ini di awal tahun 1930-an. Mikrofon ini tidak memerlukan pencatu daya atau baterai dalam pengoperasiannya. Pertumbuhan besar pada jenis mikrofon ini terlihat dari besarnya minat masyarakat pada rumah perekaman yang menyediakan mikrofon pita dengan kualitas tinggi seperti mikrofon buatan perusahaan Royer AEA, yang kemudian menjadi standar bersama untuk studio perusahaan-perusahaan Cina seperti Sontronics, SE dan Golden Age.

Polar Pattren Microphone

Seorang yang ahli dalam bidang rekaman mengetahui seluk beluk tentang microphone baik secara teori maupun praktek. Dia juga memahami seni merekam dan seluk beluk studio broadcast berdasarkan pengalamanya dan akan terus belajar belajar tentang microphone sehingga mengetahui kegunaan microphone berdasarkan teknologi yang ada pada microphone.

Kepekaan antara satu microphone dengan microphone yang lainnya tidak selalu sama terhadap semua arah kedatangan suara. Percobaan dan pengukuran akhirnya menghasilkan apa yang disebut directivity/sensitivity patern.

Arah penerimaan/polar pattren dalam kebanyakan microphone penerimaan yang diinginkan adalah konsisten pada semua frekuensi. Jika tidak maka warna suara/frekuensi pada microphone berbeda.

Arah penerimaan/polar pattren microphone dibagi menjadi tiga yaitu :

Omni Directional

Omni directional umumnya sama dengan microphone lainnya, tetapi microphone jenis omni mempunyai kelebihan untuk menangkap suara frekuensi pada sudut 0 derajat terhadap sumber suara dan mempunyai respon dengan level yang baik pada frekuensi rendah. Penggunaan microphone di dalam studio yang baik adalah menggunakan microphone jenis directional cardiodid. Adalah pola yang sederhana, bentuk pola yang melingkar. Sensitivitas suara sama dari segala arah, dalam kenyataannya pola Omni kurang sensitif pada bagian belakang, seperti terlihat pada gambar berikut.

Bi Directional

Pola ini antara depan dan belakang mempunyai sensitivitas yang sama baiknya. Tetapi pada bagian sampnig tidak sensitiv, sehingga bentuk polanya mirip dengan angka 8. Pola Bi Directional sering populer dengan sebutan angka 8. Bi directional yaitu microphone yang mempunyai 2 arah penangkapan yaitu dari depan dan dari belakang tanpa menggeser microphone, jenis ini banyak dipergunakan untuk dialog pada saat sandiwara.

Uni Directional

Pola ini mempunyai arah penangkapan yang sensitiv dari arah depan saja, pada bagian belakang mengalami pelemahan. Pola pattren Uni Directional dibagi menjadi tiga, yaitu :

1. Cardioid yaitu microphone yang mempunyai arah penangkapan getarannya satu arah yang mempunyai sudut melebar, yaitu arah penangkapan untuk microphone jenis ini begitu bersih pada 0 derajat dengan sumber suara 1 dan tidak tercampur dengan suara yang tidak diinginkan dari sumber suara 2 atau sudut 180 derajat.
2. Super Cardioid yaitu microphone yang bentuk arah penangkapan getaran bunyi seperti cardiodid, akan tetapi mempunyai gaung yang lebih besar dari microphone Cardiodid tetapi lebih kecil dari microphone jenis hiper cardiodid.
3. Hyper Cardioid yaitu microphone yang bentuk arah penangkapan getaran bunyi seperti cardiodid, akan tetapi mempunyai gaung yang lebih besar disebabkan oleh jangkauan penangkapan yang lebih jauh dari microphone lainnya.

Pada pola Super dan Hyper Cardioid hampir sama denga Cardioid, tetapi pada bagian samping mengalami perlemahan, jangkauan lebar derajat juga mengalami penyempitan.

Simpulan:

Dari jenis dan pola penerimaan microphone, kita dapat memilih microphone yang paling cocok untuk jenis instrumen musik yang diinginkan. Selain itu setiap pembelian microphone harus selalu diperhatikan spesifikasinya, karena akan sangat membantu nantinya dalam hal penggunaanya dalam pemungutan suara pada sebuah instrmen musik.

Dalam  memilih dan penempatan mikropon yang terbaik, harus mempertimbangkan dua aturan  penting yaitu:

Pertama : Untuk membantu mencapai pemungut suara yang baik, jangan ragu-ragu mengadakan percobaan dalam rangka mendapatkan suatu bunyi yang terbaik sesuia dengan rasa kita.

Kedua : Keseluruhan bunyi dari suatu isyarat audio adalah tidak ada yang lebih baik daripada mata rantai yang paling lemah di dalam jalur isyarat.

Frekuensi

Semua benda yang menghasilkan suara disebut dengan sumber suara yang dapat dikelompokan menjadi tiga kelompok yaitu suara manusia atau vokal, suara benda mati seperti alat musik/instrumen, dan suara pendukung seperti back ground atau sound effect. Masing-masing sumber suara mempunyai karakter-karakter tertentu yang dikenal dengan frekuensi.

1. Frekuensi dasar atau disebut dengan foundamental wave adalah frekuensi paling rendah yang dihasilkan oleh sumber suara.
2. Spektrum frekuensi atau warna suara atau timbre (overtone) yaitu suara yang dihasilkan oleh sumber suara yang mempunyai dasar frekuensi yang sama yang diikuti oleh frekuensi-frekuensi lain yang spesifik baik jumlahnya dan tingkat frekuensinya (overtone).
3. Radiation pattern atau pancaran suara. Pada dasarnya sumber bunyi akan memancar ke segala arah atau tempat-tempat tertentu di sekitar sumber suara, tetapi intensitas suaranya tidak sama.
4. Kecepatan suara adalah getaran dari suatu sumber suara ke telinga atau ke microphone yang merambat melalui udara dengan kecepatan 340 m per detik dalam suhu 20⁰C. Kecepatan ini termasuk rendah sehingga perbedaan jarak tempuh suara hanya beberapa cm saja dapat mengakibatkan perbedaan fase getaran yang berarti, khususnya pada frekuensi tinggi. Perbedaan frekuensi berarti perbedaan panjang gelombang.

Rumus panjang gelombang: λ = kecepatan suara/frekuensi

Frekuensi Audio	20 Hz	200Hz	2.000Hz	20.000Hz
Panjang Gelombang	17mmt	1,7mmt	0,17mt	0,017mt

Kita kembali berpikir sejenak tentang tentang udara dimana milyaran partikel-partikel dari mana udara itu dibuat? Di mana partikel-partikel ini padat, tekanan udara bertambah, di mana partikel-partikel jarang, tekanan berkurang. Gejala yang disebarkan oleh perubahan tekanan ini disebut sebagai gelombang suara. Suatu gelombang suara memancar dengan kecepatan suara dengan gerakan seperti gelombang. Jarak antara dua titik geografis (yaitu dua titik di antara mana tekanan suara maksimum dari suatu suara murni dihasilkan) yang dipisahkan hanya oleh satu periode dan yang menunjukkan tekanan suara yang sama dinamakan “gelombang suara”, yang dinyatakan sebagai (m). Kemudian, apabila tekanan suara pada titik sembarangan berubah secara periodik, jumlah berapa kali di mana naik-turunnya periodik ini berulang dalam satu detik dinamakan “frekwensi”, yang dinyatakan sebagai f (Hz, lihat Gb. 1-2). Suara-suara ber-frekwensi tinggi adalah suara tinggi, sedangkan yang ber-frekwensi rendah adalah suara rendah. Hubungan antara kecepatan suara c (m/s), gelombang  dan frekwensi f dinyatakan sebagai berikut:

c = f x

Panjang gelombang dari suara yang dapat didengar adalah beberapa sentimeter dan sekitar 20 m. Kebanyakan dari obyek di lingkungan kita ada dalam lingkup ini. Mutu suara, yang dipengaruhi oleh kasarnya permukaan-permukaan yang memantulkan suara, tingginya pagar-pagar dan faktor-faktor lainnya, akan berbeda sebagai perbandingan dari panjang gelombang terhadap dimensi obyek, karena itu masalahnya menjadi lebih rumit.

Jangkauan Frekwensi yang dapat didengar (audible frekwensi range) oleh manusia berkisar antara 20 Hz – 20.000 Hz.

Infrasonic adalah suara dibawah 15 Hz

Ultrasonic adalah frekwensi suara dibawah Audible

Supersonic adalah frekwensi suara diatas kecepatan suara, ini biasa digunakan untuk aerodynamic enginering dan biasa dinyatakan dengan MACH. Misal: 2 kali kecepatan suara berarti sama dengan mach 2, 3 kali berarti mach 3 dst.

Macrosonic biasanya dipakai untuk suatu tranducer dalam pembersihan alat dengan cairan atau juga untuk penuaan minuman keras.

Noise, Bising, dan Desah

Adalah suara yang terbentuk dari bermacam-macam frekwensi secara acak yang tidak mempunyai hubungan harmonis antara satu sama lain. Apabila noise ini terlalu kuat maka akan mempengaruhi kejelasan dari suatu musik atau pembicaraan. Dan biasanya akan mengurangi kenyamanan pendengaran.

Level dari kebisingan pendengaran (ambang) rata-rata 40 db. Ambang Pendengaran adalah batas terendah  dari suara yang dapat didengar oleh alat pendengaran manusia yang apabila diukur secara matematik merupakan tekanan suara sebesar 0,00204 dyne cm² yang sama dengan 0.0002 micro bar.

1 micro bar = 10 ^–6 atm.
1 bar          = 10⁶ dyne cm²

Kebisingan didefinisikan sebagai “suara yang tak dikehendaki, misalnya yang merintangi terdengarnya suara-suara, musik dsb, atau yang menyebabkan rasa sakit atau yang menghalangi gaya hidup. (JIS Z 8106 [IEC60050-801] kosa kata elektro-teknik Internasional Bab 801: Akustikal dan elektroakustik)”. Diantara pencemaran lingkungan yang lain, pencemaran/polusi kebisingan dianggap istimewa dalam hal:

1. Penilaian pribadi dan penilaian subyektif sangat menentukan untuk mengenali suara sebagai pencemaran kebisingan atau tidak, dan
2. Kerusakannya setempat dan sporadis dibandingkan dengan pencemaran air dan pencemaran udara (Bising pesawat udara merupakan pengecualian).

Mengenai karakteristik [1] di atas, ada masalah mengenai bagaimana menempatkan kebisingan antara tingkat penilaian subjektif seorang individu yang menangkapnya sebagai “kebisingan” dan tingkat fisik yang dapat diukur secara obyektif. Dengan karakteristik [2], tidak ada perbedaan jelas antara siapa agresornya dan siapa korbannya, sebagaimana yang sering terjadi ada korban-korban dari kebisingan akibat piano dan karaoke. Meskipun jumlah keluhan yang terdaftar di kota-kota besar selama beberapa tahun terakhir ini telah berkurang, kebisingan masih merupakan bagian besar dari keluhan-keluhan masyarakat.

Apabila keyboard dari piano ditekan, seseorang menangkap “nyaringnya”, “tingginya” dan “nada” suara yang dipancarkan. Ini adalah tolak ukur yang menyatakan mutu sensorial dari suara dan dikenal sebagai “tiga unsur dari suara”.

Sebagai ukuran fisik dari “kenyaringan”, ada amplitude dan tingkat tekanan suara. Untuk “tingginya” suara adalah frekwensi. Tentang nada, ada sejumlah besar ukuran fisik, kecenderungan jaman sekarang adalah menggabungkan segala yang merupakan sifat dari suara, termasuk tingginya, nyaringnya dan distribusi spektral sebagai “nada”.

Dikatakan bahwa batas perbedaan suara yang bisa terdengar oleh rata-rata orang adalah 20 – 20,000 Hz, tetapi bisa terdengarnya tersebut tergantung pada frekwensi. Tes-tes (hearing) psikiatris menghasilkan Garis bentuk Kenyaringan seperti yang tampak pada Gb. 1-3. Kurva menggunakan 1000 Hz dan 40 dB sebagai referensi untuk suara murni dan mem-plot suara referensi ini dengan tingkat-tingkat yang bisa terdengar dari kenyaringan yang sama pada berbagai frekwensi.

Seperti diperlihatkan pada gambar, kenyaringan suara yang diterima oleh telinga manusia bervariasi karena dua sifat-sifat fisik yaitu tingkat tekanan suara dan frekwensi. Bahkan dalam lingkup yang bisa terdengar, frekwensi-frekwensi rendah dan tinggi sulit untuk ditangkap. Dibutuhkan kepekaan tinggi pada lingkup 1 – 5 kHz.

Apabila tingkat kenyaringan dari suatu suara dikurangi, pada suatu titik tertentu, suara tidak lagi terdengar. Tingkat ini juga berbeda sesuai dengan frekwensi. Tingkat ini diindikasikan sebagai tingkat minimum yang bisa terdengar (garis titik-titik) pada Gb. 1-3. Tingkat minimum yang bisa terdengar pada 20 dB atau lebih dipandang sebagai kesulitan pendengaran.

Microphone

Microphone fungsinya dapat disamakan dengan telinga atau selaput dengar. Microphone dapat mengubah variasi tekanan suara (SPL) menjadi tegangan listrik. Pemakaian mikropon pada teknik audio yang sedemikian bervariasi sehingga banyak diciptakan tipe-tipe mikropon yang masing-masing mempunyai karakter dan kekhususan sendiri-sendiri. Microphone adalah suatu transducer atau alat yang merubah informasi dari satu format ke format lain, atau merubah energi akustik/gelombang suara ke energi listrik.

Jenis/type Microphone

Ditinjau dari bahan dasar dan prinsip kerjanya, mikropofon sedikitnya ada 6 jenis microphone yaitu dinamic microphone, carbon microphone, crystal microphone, electret microphone, ribon microphone, moving coil microphone. Dari jenis/type microphone yang sering digunakan untuk keperluan kegiatan profesional, biasanya dipergunakan dynamic microphone dan condensor microphone.

1. Dynamic Microphone dalam prinsipnya pemungut suara dynamic mempunyai sytem imbasan elektromagnetik dalam rangka menghasilkan suatu isyarat keluaran atau output, dengan mempunyai keunggulannya adalah sebagai berikut.

-         tahan cuaca lembab
-         mampu untuk frekuensi yang mempunyai tekanan tinggi (spl tinggi)
-         frekuensi respon baik
-         tidak memerlukan batrei

Dynamic Miccrophone dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu  ribbon microphone dan moving coil microphone.

Ribbon Microphone cara kerja dan prinsipnya sama dengan Moving Coil, dalam hal ini yang berbeda adalah konstruksi dan bahan. Pada ribbon lipatan pita atau ribbon berfungsi juga sebagai membran/diaphragm.

Jenis Moving Coil Microphone ini terdiri dari kumparan kawat, membran/diaphragm, dan magnet. Jika membran bergetar akibat tekanan gelombang suara maka akan menggetarkan kumparan yang terpasang mengelilingi magnet, sehingga kumparan terjadi induksi medan magnet, dan menghasilkan tegangan listrik. Tegangan listrik yang dihasilkan sebanding dengan energi mekanik yang menggetarkan membran/ diaphragm.

2. Condenser Microphone terdiri dari membran/diaphragm dan backplate yang dipenuhi dengan keelektrikan statik dari suatu kapasitor. Plat yang tipis lembut sebagai membran/diaphragm dipasang sejajar dengan plat yang tidak bergerak. Karena adanya getaran gelombang suara yang diterima membran/diaphragm dengan kapasitas yang berbeda, maka akan memproduksi tegangan serupa sesuai dengan gelombang suara. Condensor microphone keunggulannya adalah sebagai berikut.

-         lebih peka pada SPL rendah
-         level output lebih besar
-         level noise lebih rendah
-         frekuensi respon paling baik
a. Menurut penampilan fisiknya, microphone dibedakan:
-         Stand type microphone
-         Hunger type microphone
-         Hand type microphone
-         Bomm type microphone
-         Table type microphone
-         Lapel type microphone
-         Bouddary type microphone
-         Wireless type microphone
-         Waterproof type microphone
b. Menurut jenis sumber suara
-         Microphone pidato
-         Microphone untuk musik
-         Microphone untuk efect
-         Microphone untuk instrumen
c. Menurut jenis warna suara dan level khusus
-         microphone trible untuk biola, simbal, trumpet
-         microphone bass untuk instrumen bernada rendah
-         mikropon sangat peka untuk very low SPLmicrophone tidak peka untuk Hi SPL
-         microphone tempel untuk jarak dekat dengan sumber suara
-         microphone serba guna

Timbre, Pitch, dan Dinamika

Timbre adalah suatu sifat dari suara manusia atau instrument karena beda intensitas dan banyaknya harmonic dan sub harmonic  sehingga dapat membedakan instrument yang satu dengan instrument yang lain. Timbre dalam seni musik sering juga disebut dengan warna suara.

Pitch adalah sifat dari nada musik atau suara manusia yang dibentuk karena hubungan frekwensi dan intensitas. Apabila frekwensi lebih tinggi maka dikatakan pichnya lebih tinggi.

Test Artikulasi akan menghasilkan :

Apabila frekwensi diatas 1555 Hz dihilangkan maka kejelasan artikulasi akan hilang 60%. Kejelasan yang cukup tinggi ada pada frekwensi antara 250 Hz – 3.500 Hz. Untuk suara telephone berkisar antara 200 Hz – 2.700 Hz

Dinamika adalah istilah untuk menyatakan perbedaan keras dan pelan dari suatu musik atau suara yang kita dengar.

Untuk Vocal mempunyai dinamik yang lebar dari suara rendah sampai suara tinggi.

Telinga manusia

Telinga merupakan alat penggubah bentuk dari getaran suara menjadi getaran syaraf yang kemudian kita dengar. Sebagai alat pengubah bentuk (transducer) telinga mempunyai karakter yang dikenal dengan:

1. Prequency response atau tanggapan frekuensi. Telinga dapat mendengar bermacam-macam frekuensi dari 20 Hz sampai 20.000 Hz, tetapi kepekaan telinga terhadap maca-macam frekuensi tidak sama. Kepekaan maksimum terjadi pada frekuensi 3.000 Hz dan menurun banyak pada frekuensi diatas dan dibawahnya.
2. Fase suara yaitu periode suara yang bergantian memadatkan dan meregangkan udara ke telinga, sehingga mengenal pula perbedaan level tekanan suara (sound pressure level/SPL). Perbedaan fase ditentukan oleh perbedaan jarak antara sumber suara ke telinga kiri dan telinga kanan. Selain itu, tinggi rendahnya frekuensi juga mempengaruhi karena perbedaan frekuensi berarti perbedaan panjang gelombang.
3. Dinamic range merupakan angka yangmenunjukan kemampuan telinga untuk membedakan dan mengetahui jarak antara suara yang paling lemah dan suara yang paling kuat yang mampu di dengarnya. Level yang paling lemah ialah level pada ambang pendengaran (threshold of heerring) dan level yang paling kuat adalah yang memekakkan telinga (threshold of pain), sebelum telinga menjadi rusak atau gendang telinga pecah. Dynamic range telinga rata-rata adalah 130 db_spl. Sebagai perbandingan dinamic range peralatan audio:

- Mixer amflifier terbaik analog        = 130 db
- Open Rell Tape recorder                =  70 db
- compact disc player                       = 90 db
- cassette tape recorder                    = 50 db
- cassette tape recorder with dolby  = 60 – 70 db

4. Distorsi yaitu suara yang keluar dari peralatan audio yang diisi dengan satu frekuensi dari berbagai macam frekuensi. Sedangkan yang disebut timbre yaitu suatu sumber suara mengeluarkan sekaligus beberapa frekuensi. Jadi suara distorsi adalah suara tidak hanya frekuensi dasar tetapi telah bercampur dengan beberapa frekuensi harmonik atau kelipatan frekuensi dasar.

Pentingnya Menjaga Kesehatan Telinga Kita

Kebanyakan suara adalah merupakan gabungan berbagai sinyal, tetapi suara murni secara teoritis dapat dijelaskan dengan kecepatan osilasi atau frekuensi yang diukur dalam Hertz (Hz) dan amplitudo atau kenyaringan bunyi dengan pengukuran dalam desibel. Bunyi bisa terdengar oleh telinga manusia jika terjadi getaran di udara atau medium lain yang sampai ke gendang telinga manusia. Batas frekuensi bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia kira-kira dari 20 Hz sampai 20 kHz pada amplitudo umum dengan berbagai variasi dalam kurva responsnya.

Alat telinga dan pendengaran manusia secara terus-menerus bekerja sebagai pintu masuk komunikasi dan informasi melalui suatu proses transformasi yang rumit dan kompleks untuk menginterpretasikan getaran suara dan bunyi lingkungan. Tanpa kita sadari, manusia tidak luput dari berbagai faktor bahaya yang dapat mengganggu fungsinya. Salah satunya adalah paparan bunyi lingkungan yang makin bising, yang dapat menyebabkan gangguan pendengaran maupun kesehatan pada umumnya.

Bising yang kontinu di atas 85 desibel tidak hanya akan menyebabkan keluhan pada telinga dan pendengaran, tetapi berbagai penelitian membuktikan terjadinya peningkatan tekanan darah, gangguan tidur, kelainan pencernaan, meningkatnya emosi, dan berbagai kelainan akibat stres. Seperti kita ketahui, banyak sekali jenis kegiatan yang melebihi ambang 85 desibel tersebut, misalnya peralatan mesin, lalu lintas ramai, musik yang menggunakan loudspeaker, permainan, dan aktivitas rekreasi lainnya. Dengan demikian, yang paling rentan adalah para pekerja pembangunan dan pabrik, mereka yang beraktivitas dan tinggal dipinggiran jalan raya, dan anak-anak.

Otot di telinga tengah manusia yang bekerja secara terus-menerus tidak akan mampu bertahan pada keadaan bising yang terlalu kuat dan kontinu sehingga terjadilah stimulasi berlebih yang merusak fungsi sel-sel rambut. Kerusakan sel rambut dapat bersifat sementara saja pada awalnya sehingga akan terjadi ketulian sementara. Akan tetapi, kemudian bila terjadi rangsangan terus-menerus, terjadi kerusakan permanen, sel rambut reseptor yang berfungsi untuk meredam getaran akan berkurang sampai menghilang dan terjadi ketulian menetap.

Ketulian akan terjadi pada kedua telinga secara simetris dengan mengenai nada tinggi terlebih dahulu, terutama dalam frekuensi 3.000 - 6.000 Hz. Sering kali juga terjadi penurunan tajam (dip) hanya pada frekuensi 4.000 Hz, yang sangat khas untuk gangguan pendengaran akibat bising. Karena yang terkena adalah nada yang lebih tinggi dari nada percakapan manusia, sering kali pada awalnya sama sekali tidak dirasakan oleh penderitanya karena belum begitu jelas gangguan pada saat berkomunikasi dengan sesama.

Perlu dipahami bahwa makin tinggi paparan bising, makin berkurang jangka waktu paparan yang aman. Misalnya pada 115 desibel (konser musik rock), 15 menit saja sudah berbahaya, pada 130 desibel (mesin jet), dua menit saja dapat menyebabkan gangguan pendengaran. Musik orkestra klasik dan gamelan juga dapat memberi paparan kebisingan lebih dari 85 desibel, tetapi berbeda dengan bising industri, intensitasnya intermiten, bergantian antara bagian yang keras dan pelan, serta variasi nada yang cukup luas, sehingga terbukti kurang berbahaya bagi pendengaran. Walaupun demikian, tetap ditemukan kasus pada sebagian pemusik, yaitu antara 10 sampai 50 persen dapat mengalami gangguan pendengaran.

Bila terjadi ketulian akibat bising, tidak dapat baik kembali dan memerlukan alat bantu mendengar yang cukup mahal. Oleh karena itu, lebih baik menghindari kebisingan dan berbagai kiat. Caranya? Menghindari bising, mengurangi volume bunyi sekitar, dan menggunakan alat pelindung. Seperti pendapat Helen Keller--yang tuli dan buta sejak usia balita--ketika ditanyakan, andaikata ia mendapat kesempatan kedua, manakah yang ingin dihilangkannya? Ia menjawab, ingin terlahir kembali tanpa ketulian karena kebutaan memisahkannya dari benda-benda, sedangkan ketulian memisahkannya dari manusia.

MERANCANG SPEAKER SISTEM KOTAK TERTUTUP ( SEALED BOX )

MERANCANG SPEAKER SISTEM KOTAK TERTUTUP ( SEALED BOX )

 

Sistem speaker kotak tertutup ( sealed box ) memang tidak sepopuler sistem vented atau banyak yang menyebutnya bass reflek. Beberapa kalangan ada yang menyebut sistem ini sebagai accoustic suspension dimana volume udara yang terdapat didalam kotak berfungsi sebagai suspensi bagi speaker tersebut.

Namun bukan berarti sistem tertutup ini tidak bagus, beberapa keunggulan dari sistem ini adalah bass yg bebas boomy, tight dan lebih murni karena tidak terpengaruh oleh bass yang keluar dari port seperti pada sistem bass reflek. Sistem ini biasanya banyak digunakan sebagai monitor speaker pada studio agar mendapatkan respon frekuensi yang flat dan meminimalisir terjadinya pewarnaan suara. Salah satu contoh monitor speaker yang menggunakan sistem ini adalah sang legendaris LS3/5A yang hingga saat ini masih memiliki banyak sekali penggemar yang fanatik. Juga ada speaker high end yang berharga US$15,000.00 –an yang menggunakan sistem ini.

Sebenernya sulit juga menerjemahkan istilah asing yang sudah biasa digunakan seperti sealed box. Mau disebut kotak tertutup atau kotak rapat ? atau kotak tertutup rapat ? kemudian vented box harus diterjemahkan menjadi apa, kotak celah ? Dalam hal ini saya akan menggunakan istilah kotak tertutup.

Dalam tulisan ini beberapa istilah dalam bahasa Inggris tidak diterjemahkan ke dalam bahasa Indonesia untuk menghindari kesalahan dalam penerjemahan istilah

Speaker memiliki parameter yg umum disebut T/S parameter. Hanya saja untuk mengukur T/S parameter ini juga bukan perkara mudah bagi sebagian DIYer kita. Dari parameter tersebut dapat ditentukan apakah speaker tersebut lebih cocok digunakan pada sistem kotak tertutup atau bass reflek. Tulisan ini dibuat karena berdasarkan pengamatan, sebagian besar speaker yang ada di pasaran memiliki parameter yang lebih cocok bila menggunakan sistem kotak tertutup. Salah satu indikasinya adalah nilai Qts yang tinggi dan secara fisik memiliki ukuran magnet yang relatif kecil. Nilai Qts diatas 0.5 mengindikasikan bahwa biasanya speaker tersebut memang dirancang untuk kotak rapat, walaupun tidak semua speaker yang dibuat untuk kotak tertutup memiliki Qts diatas 0.5.

Permasalahannya sekarang adalah berapa volume kotak yang diperlukan supaya hasilnya optimal ? Bila kotak terlalu besar, maka nada rendah yang dihasilkan kurang terasa tenaganya tetapi jika terlalu kecil suaranya akan terasa meledak-ledak dan tanggapan frekuensi rendah yang dihasilkan berkurang. Pendek kata, baik terlalu besar atau terlalu kecil maka nada rendah yg kita harapkan justru tidak akan dihasilkan dengan baik. Akan tetapi muncul masalah lain sebagian besar speaker di pasar lokal nyaris tidak ada yang mencantumkan spesifikasinya dengan lengkap. Biasanya hanya mencantumkan ukuran diameter, Impedansi nominal serta daya maksimalnya seperti 8”, 8 Ohm, 200 watt. Itu saja.

Beruntung saya menemukan sebuah buku terbitan lama yang masih memuat teknik membuat speaker tertutup dengan cara konvensional tanpa harus menggunakan T/S parameter tetapi hanya menggunakan patokan diameter speaker. Buku tersebut adalah :

Designing, Building & Testing Your Own Speaker System

By David B. Weems

Copyright ã 1984 by TAB BOOKS Inc.

Dalam buku tersebut diberikan grafik volume yang dibutuhkan oleh speaker kotak tertutup berdasarkan diameter speaker sebagai berikut :

X axis = Diameter speaker Y axis = volumo kotak ( dalam satuan Liter )

Grafik diatas menunjukan batas atas dan batas bawah volume yang diperlukan dalam satuan liter. Sebagai contoh, pada speaker berdiameter 6” - 6.5” yang banyak beredar di pasaran, maka volume yang dibutuhkan adalah antara 8,8 liter hingga 12.7 liter.

Grafik ini diharapkan akan sangat berguna bagi banyak perakit / DIYer yang ingin membuat sistem speaker yang baik dengan menggunakan bahan yang ada di pasaran lokal tanpa perlu harus membeli dari luar negeri yang sudah tentu membutuhkan dana yang tidak sedikit. Untuk mengirim sepasang speaker ukuran 6.5” dari Amerika ke Indonesia setidaknya menghabiskan biaya US$ 60 hanya untuk ongkos kirimnya saja, belum termasuk bea masuk dan berbagai pajak lainnya.

Menentukan volume kotak dengan menggunakan T/S parameter

Jika kita ingin menentukan volume kotak berdasarkan T/S parameter, maka kita akan sering melihat simbol Q. Dalam konteks loudspeaker, Q adalah rasio antara energi yang tersimpan dengan mekanisme pengeluaran energi. Q yang tinggi mengindikasikan jumlah energi yang tersimpan lebih tinggi dibandingkan mekanisme pengeluaran energi tersebut sehingga energi yang dikeluarkan lebih sedikit. Q ada yang mekanis dan biasanya disebut Qms dan ada pula yang electrical atau disebut Qes. Kombinasi dari keduanya biasa disebut Total Q atau disingkat Qts.

Saat loudspeaker kita gabungkan dengan kotak, maka kita akan bertemu lagi dengan Q dari kotak tersebut atau banyak yang menyebutnya sebagai Qtc. Nilai dari Qtc inilah yang akan digunakan sebagai faktor penentu berapa besar volume kotak yang akan kita rancang.

Dari grafik dibawah dapat dilihat nilai Qtc yang biasa digunakan serta perbedaan yang akan ditimbulkan dari besarnya nilai Qtc yang akan dipilih.

Dari grafik tersebut dapat kita lihat bahwa dengan Qtc 0.707 akan menghasilkan tanggapan nada yang flat, sedangkan Qtc sebesar 1,4 akan memberikan nada rendah yang lebih kuat tetapi akan mengalami rolloff lebih cepat. Sementara apabila dipilih Qtc sebesar 0,5 akan menghasilkan kotak yang frekuensi rendahnya tidak terlalu kuat tetapi akan memberikan tanggapan nada rendah yang lebih dalam.

Berapa nilai Qtc yang paling baik ? tentunya jawabannya sangat tergantung dari banyak faktor dan yang terpenting adalah tergantung dari jenis musik yang disukai.

Bagi yang menggemari musik Jazz, Classic, atau musik yang banyak detailnya, maka kotak dengan Qtc dibawah 1,2 akan lebih cocok sementara bagi para penggemar music disco, techno ataupun rock mungkin lebih baik memilih kotak dng Qtc diatas 1.2 karena akan menghasilkan suara bass yang lebih kuat

Selain Q, dalam pembahasan dibawah ini akan juga sering dijumpai istilah F₃. Yang dimaksud dengan F₃ disini adalah titik rolloff frekuensi saat berada di posisi –3dB.

Sebelum menentukan volume kotak, perlu diperoleh beberapa parameter sebagai berikut yang bisa diperoleh dari pabrik yang membuat speaker tersebut atau diukur sendiri :

Fs = Free Air Resonance Frequency

VAS = Equivalent Volume

Qts = Total Q-Factor dari speaker

Sebagai contoh akan digunakan speaker merk Scanspeak seri 18W/8535-00 yang merupakan speaker yang dibuat khusus untuk sistem kotak tertutup. Dari data yang diberikan oleh pabrik diperoleh parameter sebagai berikut :

FS = 26 Hz, VAS = 72 Ltr, Qts = 0.38

Dari data ini bisa dilihat bahwa tidak selalu speaker untuk sistem kotak tertutup harus memiliki Qts diatas 0.5.

Setelah didapat parameter yang diperlukan, maka langkah pertama yang perlu dilakukan adalah memilih nilai Qtc yang diinginkan. Nilai Qtc yang diberikan diatas bukanlah harga mati, kita bisa memilih berapapun yang diinginkan misalkan dipilih nilai Qtc sebesar 0.9

Mula-mula kita tentukan dulu nilai f₃ dari Qtc yang telah dipilih dengan rumus sebagai berikut :

Kemudian dihitung Resonansi kotak ( Fc ) dari kotak tersebut dengan rumus :

Dan dihitung juga F₃ dari Fc (resonansi kotak) tersebut dengan rumus :

Setelah itu kita tentukan nilai a ( Alpha ) dengan rumus sebagai berikut :

Setelah itu baru dapat dihitung berapa ukuran volume kotak yang diinginkan dengan rumus :

Sebenarnya untuk mempersingkat perhitungan, bisa saja langsung menggunakan rumus terakhir yaitu Vb = Vas / a, tetapi dengan begitu tidak akan diketahui berapa frekuensi dari box yang akan dibuat karena banyak pabrik yang merekomendasikan volume kotak yang digunakan berdasarkan F₃ dari resonansi kotak ( Fc).

Dengan rumus-rumus tersebut diatas, maka sudah dapat dihitung berapa besar volume kotak yang harus dibuat. Selain rumus untuk menghitung F₃ dari Qtc_, rumus yang lain sangat mudah dibuat dengan kalkulator atau program spread sheet yang ada.

Untuk menghindari kesalahan dalam menghitung F_3, maka bisa digunakan tabel dibawah yang diambil dari buku karangan Vance Dickason yang berjudul “Loudspeaker Design Cookbook” edisi ke 6.

Qtc	F3
0.500	1.55380
0.577	1.27250
0.707	1.00000
0.800	0.89720
0.900	0.82950
1.000	0.78620
1.100	0.75670
1.200	0.73580
1.500	0.69930

Sumber : Loudspeaker Design Cookbook, Dickason, V., Audio Amateur Press, 6^th Edition, pp. 30.

Dari hasil perhitungan dengan menggunakan program spreadsheet, maka akan didapat hasil sebagai berikut :

Speaker : Scanspeak 18W/8535-00

Qtc	F3 dari Qtc	Alpha	Fc ( Hz )	F3 dari Fc	Vb ( Liter )
0.500	1.5538	0.73130	34.2105	53.1563	98.4545
0.577	1.2725	1.30560	39.4789	50.2370	55.1470
0.707	1.000	2.46156	48.3737	48.3737	29.2498
0.800	0.8972	3.43213	54.7368	49.1099	20.9782
0.900	0.8295	4.60942	61.5789	51.0797	15.6202
1.000	0.7862	5.92521	68.4211	53.7926	12.1515
1.200	0.7358	8.97230	82.1053	60.4131	8.0247
1.500	0.6993	14.58172	102.6316	71.7703	4.9377

Berdasarkan hasil perhitungan ini dapat dilihat bahwa penentuan volume kotak speaker sistem kotak tertutup dengan menggunakan metode grafik yang dibuat oleh David B. Weems menggunakan Qtc yang berkisar antara 0.9 – 1.0. Jadi para DIYer tidak perlu ragu untuk menggunakan grafik tersebut dalam menentukan volume kotak sistem tertutup ini.

Apabila angka dalam tabel tersebut dibuat grafiknya dengan bantuan program simulasi didapat hasil seperti pada gambar dibawah ini :

Qtc 0.5 - merah Qtc 1.2 - biru

Qtc 0.9 - Hijau Qtc 1.5 - Abu-abu

Konstruksi Kotak

Sesuai dengan hasil perhitungan yang telah dilakukan, maka volume kotak yang harus dibuat jika menggunakan Qtc 0.9 adalah sekitar 15 liter. Tidak ada aturan baku mengenai bentuk kotak yang harus dibuat, namun dari beberapa penelitian yang dilakukan oleh para pakar, bentuk yang paling mudah dibuat dengan hasil yang cukup bagus adalah bentuk segi empat dan yang paling buruk adalah bentuk kubus dimana semua ukuran tinggi, lebar dan kedalamannya sama.

Selain bentuk, penggunaan bracing pada bagian dalam kotak juga sangat dianjurkan. Bracing ini berfungsi sebagai penguat dari kotak dan sebagai pencegah timbulnya gelombang tegak ( standing waves ) yang dapat mengacaukan suara yang dihasilkan oleh speaker. Gelombang tegak ini dapat diatasi dengan penggunaan bracing serta menggunakan bahan peredam seperti glasswool ataupun busa yang banyak tersedia di toko-toko yang menjual komponen elektronik. Pemasangan glasswool sebaiknya cukup tebal pada setiap dinding dalam kotak kecuali pada dinding depan yang tidak perlu dilapisi peredam. Banyaknya bahan peredam yang dimasukan dapat disesuaikan dengan selera. Jika suara bas yang dihasilkan terlalu keras, maka perlu ditambahkan peredamnya namun jika suara basnya terlalu teredam atau bahkan nyaris hilang, berarti perlu dikurangi.

Namun perlu diperhatikan, penambahan bahan peredam akan membuat volume kotak bertambah sekitar 10 % sehingga volume 15 liter perlu dikurangi 10% menjadi 13.5 liter.

Pada foto dibawah ini bisa dilihat konstruksi kotak bagian dalam untuk pemasangan bahan peredam serta bracing yang digunakan.

Foto 1. konstruksi bagian dalam kotak milik John Marsh

Untuk demensi perbandingan panjang – lebar – dan kedalaman, beberapa pakar menyarankan ratio ( perbandingan ) yang tepat agar diperoleh pancaran suara yang baik. Ada yang menyarankan 2.6 : 1.6 : 1 dan ada pula yang menyarankan perbandingan 2 : 1.4 : 1 serta beberapa perbandingan lainnya.

Sebagai contoh, untuk volume kotak sebesar 15 liter, maka bisa kita tentukan ukuran tinggi – lebar –kedalaman dengan menggunakan rasio 2 : 1 : 1.4 sebagai berikut :

Ditentukan lebar 18 cm ( 1 ), tinggi 18 cm x 2 = 36 cm ( 2 ), kedalaman 18 cm x 1.4 = 25 cm.. Perlu diingat, ini adalah ukuran dalam kotak, jadi belum termasuk ketebalan bahan untuk membuat kotak.

Ketebalan kayu yang akan digunakan sebaiknya digunakan yang tebalnya diatas 1.5 cm yang dimaksudkan untuk mendapatkan kotak yang kokoh dan bebas getaran. Kayu yang umum digunakan adalah partikel board atau ada yang menyebutnya MDF atau jenis multiplek.

Pemasangan speaker pada kotak juga perlu diperhatikan. Jika memungkinkan, ada baiknya kotak dibuat sedemikian rupa sehingga chassis speaker rata dengan kotak atau biasa disebut flush mounting. Ini sangat besar pengaruhnya terhadap pancaran suara yang sangat menentukan kualitas suara yang dihasilkan. Berikut contoh kotak berikut pemasangan speaker pada kotak yang dibuat oleh Tony Gee, seorang DIYer asal Belanda.

Foto 2. Pemasangan speaker pada kotak – milik Tony Gee

Jangan ragu-ragu untuk membuat speaker sistem kotak tertutup karena dengan perhitungan yang baik kualitas suara yang dihasilkan tidak akan mengecewakan. Juga berdasarkan pengalaman, rata-rata speaker lokal yang banyak beredar ternyata lebih cocok menggunakan kotak tertutup daripada sistem kotak bass reflek ( vented box ).