Anechoic Chamber Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan Republik Indonesia

anechoic chamber indonesia

anechoic chamber definition

full anechoic chamber

BACKGROUND

Anechoic diambil dari bahasa Yunani Kuno yang memiliki arti “tanpa gema”. Ruangan ini memiliki desain yang sangat special, spesifik dan presisi. Mulai dari struktur bangunannya hingga elemen material yang digunakan pada permukaan ruangannya. Ruang Anechoic chamber digunakan untuk pengujian kalibrasi sound level meter, sound power level produk-produk consumer ( handphone, kulkas, mesin cuci, dll ), kendaraan, mesin, pengujian polaritas difusi dan berbagai pengujian lainnya yang memerlukan lingkungan free field ( medan bebas ).

Pada umumnya ruang Anechoic Chamber ini dimiliki oleh beberapa institusi yang memiliki kepentingan untuk pengujian suara maupun kebisingan seperti  Institusi Pemerintah, Institusi Pendidikan dan Industri yang bergerak dibidang otomotif, elektronik dan IT. Kehadiran ruang Anechoic Chamber sebagai laboratorium pengujian suara dan kebisingan tentunya akan sangat membantu masyarakat untuk meningkatkan kualitas hidup dan produktifitas baik secara langsung maupun tidak langsung.

Pada tahun 2020 laboratorium KLHK ( Kementrian Lingkungan Hidup dan Kehutanan ) yang berlokasi di Puspitek Serpong ( Sekarang menjadi BRIN, 2023 ) merencanakan untuk membangun ruang Anechoic Chamber yang berfungsi sebagai laboratorium kalibrasi sound level meter sebagai rujukan nasional. Dalam proses perencanaan dan pembangunan ini Akustika Swara Indonesia terlibat langsung dari sejak awal hingga akhir.

THE CHALLENGE

Idealnya lingkungan pengujian yang bebas gema ada pada kondisi outdoor tanpa penghalang yang dapat mengakibatkan pantulan. Namun kondisi tersebut sangat sulit dicapai karena selain kondisi free field ( medan bebas ) ada faktor-faktor lain yang mempengaruhi pengujian seperti suhu, kelembapan, tekanan udara, angin dan kebisingan eksternal yang dapat mengganggu secara signifikan dan tak terprediksi. Oleh karena itu diperlukan ruang yang dikondisikan baik secara pengendalian akustika ruang, pengendalian kebisingan dan metrologinya.

Oleh karena ruang Anechoic Chamber menuntut pengukuran yang presisi maka salah satu yang menjadi tantangan adalah latar kebisingan ( Background Noise ) yang berpotensi mengganggu sehingga latar kebisingan yang sangat rendah diperlukan. Untuk memenuhi kondisi latar kebisingan ( Background Noise ) yang sangat rendah, ruang Anechoic Chamber perlu memiliki noise barrier dan vibration isolation yang mumpuni sehingga ancaman kebisingan yang berasal dari luar dapat diatasi dengan baik. Seperti yang sudah disampaikan bahwa ruang Anechoic Chamber ini bukan hanya kondisi medan bebas ( Free Field ) yang diperhatikan namun kondisi suhu, tekanan dan kelembapan udara perlu dikendalikan secara penuh.

Untuk memenuhi persyaratan standar ISO 3745 Annex A maka berikut adalah beberapa hal yang menjadi pertimbangan dalam proses perencanaan sebelum dimulainya pembangunan :

• Ukuran Device Under Test ( DUT )
• Ukuran Anechoic Chamber
• Ukuran wedges
• Jenis material wedges
• Pertimbangan room modes
• Cut off frekuensi ruangan
• Pengendalian kebisingan ( Noise Control )
• Isolasi getaran ( Vibration Isolation )
• Design sistem pengudaraan
• Design sistem metrology
• Design sistem kegempaan ( Seismic Restraint )

Seluruh persyaratan umum dijelaskan pada ISO 3745:2003 Acoustics — Determination of sound power levels of noise sources using sound pressure — Precision methods for anechoic and hemi-anechoic rooms. Annex A.

[table id=13 /]

THE SOLUTION

Proses tahap pembangunan pertama kali yang dilakukan adalah penentuan titik seismic restraint pada kaki-kaki ruang. Fungsi dari seismic restraint sangat diperlukan ketika ruang berdiri diatas pegas, ruang berpotensi terayun secara kuat apabila gempa terjadi dan dapat mengakibatkan ruangan terbentur pada dinding struktur utama hingga rusak parah. Seimic restraint membuat ruangan tetap berada pada kedudukannya apabila terjadi pergerakan.

Gambar 1.1 Anechoic chamber Penentuan titik seismic restraint pada kaki-kaki ruang

Setelah seismic restraint terpasang dengan sempurna, pemasangan vibration isolator pada bagian bawah ruangan dapat dilanjutkan dan mengintegrasikannya antara seismic restraint dengan struktur utama ruangan. Kami mendesign vibration isolator menggunakan tipe SLF-6-C2 dari Mason Industries. Vibration solator ini mampu menanggung beban sebesar 4 ton setiap pegas serta pegas ini juga dapat mencapai natural frekuensi di 2.2Hz dengan kemampuan defleksi mencapai 51mm, sehingga resiko gangguan getaran secara signifikan dapat direduksi. Terdapat 19 buah pegas yang terpasang merata untuk menopang keseluruhan ruangan seberat 65 ton.

Konstruksi anechoic chamber ini dibangun dengan sangat masif dan relatif cepat. Ditengah rumitnya pembangunan struktur ruangan, pengawasan yang ketat tetap dilakukan dengan sangat teliti setiap waktu dan tidak boleh ada ruang bagi kesalahan. Terbatasnya ruang gerak dan sirkulasi udara didalam ruangan menjadi tantangan tersendiri bagi kami untuk tetap bisa terus bekerja dengan cepat.

Memasuki bulan ketiga wedges pada bagian ceiling, dinding dan lantai telah terpasang. Proses pemasangan wire sling pada platform lantai cukup memakan waktu karena memerlukan proses pengukuran kekuatan agar dapat menanggung beban sebesar 250kg/m2. Setiap titik tarikan wire sling kami menggunakan torque meter untuk memastikan setiap titik menerima tarikan gaya yang setara. Hingga kurang lebih 3 bulan kami dapat menyelesaikan pekerjaan ini dengan sempurna.

Pembangunan secara fisik telah selesai dilakukan, waktunya untuk memastikan apakah ruang anechoic chamber ini sudah memenuhi persyaratan ISO 3745.

THE RESULTS

Ukuran final dari ruang anechoic chamber ini adalah 6.17m x 5.87m x 4.85m dengan ukuran wedges sepanjang 90cm agar dapat mencapai cut off frekuensi di 100Hz. Sistem pengudaraan yang digunakan adalah aktif dengan maximum air flow 430 CFM untuk memastikan aliran udara tidak mengganggu latar kebisingan. Seluruh sistem metrology dan pemantauan diintegrasikan kedalam sistem IoT base sehingga pencatatan dan pengendalian dapat dilakukan dengan lebih mudah cepat.

Setelah pekerjaan selesai maka waktunya untuk melakukan verifikasi Bersama Badan Standar Nasional. Ada 3 parameter yang akan diuji pada ruang Anechoic Chamber ini :

• Inverse Square Law berdasarkan ISO 3745:2003
• Airborne Insulation Measurement berdasarkan ISO 16283:1
• Background Noise Measurement berdasarkan ISO 3382:2

INVERSE SQUARE LAW MEASUREMENT RESULTS

Pada proses pengujian inverse square law, kami menggunakan dua jenis sumber bunyi :

• Pada Low Freq. speaker yang digunakan berukuran 12″ ( 100Hz – 1250Hz )
• Pada High Freq. speaker yang digunakan berjenis compression driver ( 1250Hz – 10000Hz )

Kedua jenis speaker tersebut diletakkan tepat pada bagian tengah ruangan untuk mensimulasi area yang akan digunakan sebagai  referensi pengujian. Proses pengujian dilakukan sebanyak 5 traverse ( lintasan ) yaitu tiga titik axial dan dua titik dihedral. Jarak dari titik ke titik max. 10cm pada setiap lintasan.

Tabel 1.2 menunjukan garis merah merupakan limitasi yang tidak boleh dilewati, garis abu-abu  adalah titik tengah dan garis kuning hasil pengukuran yang sudah dilakukan. Dari tabel 1.2 menunjukan inverse square law berjalan dengan sempurna pada setiap jaraknya tanpa ada yang melewati batas maximum maupun minimum.

Tabel 1.3 menunjukan garis putus-putus berwarna merah adalah batas deviasi yang tidak boleh dilewati per frekuensinya. Tabel 1.3 menunjukan bahwa deviasi pada jarak 0.5m dari acoustic centre berjalan dengan baik.

Pengujian ini dilakukan menggunakan pure tone dari frekuensi 100Hz – 10000Hz sebagai sinyal stimulus.

AIRBORNE INSULATION MEASUREMENT RESULTS

Pengujian airborne insulation mengacu kepada standard ISO 16283:1. Sumber bunyi diletakkan pada luar ruangan dengan jarak 1.5m dari dinding pembatas dan pengukuran dilakukan pada ruang penerima bunyi dilakukan didalam ruang anechoic chamber. Tabel 1.4 menunjukan nilai STC yang dicapai adalah STC 70. Apabila melihat pada frekuensi rendah yang dapat direduksi, noise barrier yang kami bangun memiliki performa yang sangat tinggi. Dengan performa noise barrier yang tinggi, kemungkinan gangguan kebisingan yang berasal dari luar ruangan dapat direduksi secara maximal terutama frekuensi rendah

BACKGROUND NOISE MEASUREMENT RESULTS

Table 1.5. Pengukuran background noise Anechoic Chamber

Pengukuran latar kebisingan dilakukan di dalam ruang anechoic chamber selama 1 menit dan dilakukan pada beberapa titik. Kondisi pengujian dilakukan dengan kondisi AC, lampu, perangkat metrology dan sistem kelistrikan menyala. Hasil pengukuran latar kebisingan yang dihasilkan sangat memuaskan dengan mencapai 6.9 dBA. Dari keseluruhan frekuensi yang terukur mendapatkan hasil yang jauh lebih rendah dari absolute criteria ISO 3745 yang dipersyaratkan artinya latar kebisingan pada anechoic chamber sangat baik. Latar kebisingan ini masuk dalam kategori latar kebisingan yang sangat rendah sehingga sangat memungkinkan untuk melakukan pengujian benda dengan tingkat kebisingan rendah.

[table id=14 /]

Kesimpulan dari hasil pengujian dan perbandingan pada table persyaratan diatas maka dapat disimpulkan bahwa ruang Anechoic Chamber Kementerian Lingkungan Hidup dan Kehutanan Republik Indonesia yang dibangun oleh Akustika Swara Indonesia telah memenuhi persyaratan ISO 3745 dan berfungsi optimal.

Author : Vicky Halim M.