SEJARAH AKUSTIK dan GELOMBANG SUARA

SEJARAH

Sejarah akustik bisa dimulai dari sekitar tahun 1490 dari catatan harian Leonardo da Vinci yang berbunyi “Dengan menempatkan ujung pipa yang panjang didalam laut dan ujung lainnya di telinga Anda, maka Anda dapat mendengarkan kapal-kapal laut di kejauhan”
Sejarah akustik perikanan dimulai dengan sonar banyaknya penelitian tentang perambatan suara di dalam air
Diantara yang terkenal adalah Daniel Colloden (1822), beliau menggunakan sebuah lonceng bawah air untuk menghitung kecepatan perambatan suara di dalam air. Lalu Lewis Nixon (1906) yang mencoba mengukur puncak gunung es

Perkembangan dipicu oleh kebutuhan militer untuk mendeteksi kondisi di bawah permukaan air terutama setelah ditemukannya kapal selam

Dalam perkembangan selanjutnya ada nama Paul Langevin yang tahun 1915 menemukan alat sonar pertama untuk mendeteksi kapal selam dengan menggunakan sifat-sifat piezoelektik kuartz. Meski tak sempat terlibat lebih jauh dalam upaya perang, karya Langevin berpengaruh besar dalam desain sonar.

Hasil dari perkembangannya adalah SONAR (SOUND NAVIGATION AND RANGING)

SONAR
Sonar adalah sebuah teknik yang memanfaatkan perambatan suara didalam air untuk mengetahui keberadaan obyek yang berada dibawah permukaan air.
Berdasarkan cara kerjanya sonar dapat dibagi ke dalam 2 jenis

a. Sonar aktif
Sonar jenis aktif memancarkan gelombang suaranya sendiri dan menerima pantulannya.

Hasil pantulan dari sonar aktif akan berbeda dari gelombang suara yang dipancarkan akibat pengaruh objek yang dipantulkan

Sonar ini baru ditemukan pada tahun 1918

b. Sonar pasif
Sonar jenis pasif tidak memancarkan gelombang suara. Prinsipnya sistem sonar ini hanya berfungsi sebagai pos pendengaran

Yang didengar oleh sistem sonar ini adalah noise atau suara yang ditimbulkan oleh objek seperti mesin dan propeler kapal,

Sonar jenis ini tidak dapat mendeteksi kedalaman tetapi dapat mendeteksi jenis objek dan jaraknya

CARA KERJA SONAR
SONAR bekerja dengan cara mengirimkan gelombang suara ke dalam air kemudian menunggu pantulan (echo) dari gelombang suara tersebut

Suara merambat di dalam medium dengan kecepatan yang konstan. Dari persamaan kecepatan sederhana
𝑣=𝑠×1/2 𝑡   𝑠=𝑣𝑡/2
maka kita dapat menghitung jarak dari objek yang memantulkan dengan sumber gelombang. Faktor ½ muncul karena waktu yang dibutuhkan oleh gelombang suara untuk merambat adalah 2x

Alat untuk memancarkan gelombang suara disebut Transducer
Alat untuk menerimanya disebut Receiver\

Umumnya untuk sonar sederhana kedua alat ini digabungkan ke dalam satu paket Transceiver

FISH FINDER

Fish finder adalah jenis sonar khusus yang dirancang untuk mendeteksi ikan (atau makhluk biologis lainnya) di dalam air.
Prinsip kerjanya sama persis dengan sonar, tetapi karena targetnya makhluk hidup yang relatif lebih kecil dan dapat bergerak ada beberapa penyesuaian pada fish finder
Frekuensi suara yang dihasilkan lebih tinggi (20-200kHz)
Mampu membedakan target individu
Gelombang suara dipantulkan oleh tubuh ikan, utamanya dipantulkan oleh gelembung renang jadi dengan penelitian lebih lanjut dan bank data akustik dapat ditentukan jenis ikan tersebut

KEGUNAAN SONAR

1. Pengukuran Kedalaman Dasar Laut (Bathymetry) Pengukuran kedalaman dasar laut dapat dilakukan dengan Conventional Depth Echo Sounder dimana kedalaman dasar laut dapat dihitung dari perbedaan waktu antara pengiriman dan penerimaan pulsa suara.

2. Pengidentifikasian Jenis-jenis Lapisan Sedimen Dasar Laut (Subbottom Profilers). Dengan sonar subbottom profilers. Frekuensi lebih rendah jadi bisa menembus lebih dalam dan sinyalnya lebih bertenaga.

Dengan adanya klasifikasi lapisan sedimen dasar laut dapat menunjang dalam menentukkan kandungan mineral dasar laut dalam.

3. Pemetaan Dasar Laut (Sea bed Mapping) sonar dapat menghasilkan tampilan peta dasar laut dalam tiga dimensi. Dengan teknologi akustik bawah air yang canggih ini dan dikombinasikan dengan data dari subbottom profilers, akan diperoleh peta dasar laut yang lengkap dan rinci.

4. Pencarian kapal-kapal karam di dasar laut Pencarian kapal-kapal karam dapat ditunjang dengan teknologi sonar. Dengan teknologi ini, lokasi kapal karam dapat ditentukan dengan tepat.
Teknologi akustik bawah air ini dapat menunjang eksplorasi dan eksploitasi dalam bidang Arkeologi bawah air (Underwater archeology) dengan tujuan untuk mengangkat dan mengidentifikasikan kepermukaan laut benda-benda yang dianggap bersejarah.

5. Penentuan jalur pipa dan kabel dibawah dasar laut
Pemasangan pipa dan kabel komunikasi dasar laut membutuhkan data yang akurat mengenai kondisi dasar lautnya dengan peta dasar laut yang baik juga data dari subbottom profiler pipa dan kabel dapat ditempatkan di daerah yang sesuai dan pemasanganya akan lebih mudah

6. Analisa Dampak Lingkungan di Dasar Laut Teknologi akustik bawah air Sonar ini dapat juga menunjang analisa dampak lingkungan di dasar laut.

TUGAS

Cari contoh kasus penggunaan sonar
Tulis ringkasannya ± 500 kata
Kumpulkan online ke dosenperikanan@gmail.com
subject tulis: “nama, tugas akustik perikanan”

GELOMBANG SUARA

Suara dalam Akustik Perikanan
Akustik memanfaatkan perambatan gelombang suara di dalam medium air
Prinsip perambatan gelombang pada dasarnya sama untuk semua jenis gelombang dan semua jenis medium

Perambatan gelombang sebenarnya adalah proses perambatan energi
Ada banyak faktor yang mempengaruhi perambatan energi ini
Scattering
Reflection
Absorption
Kondisi medium air yang tidak sempurna sebagai medium akustik

PEMBENTUKAN GELOMBANG SUARA
Suara dihasilkan dari getaran
Suara merambat dengan kompresi dan ekspansi yang periodik sejauh yang dimungkinkan oleh elastisitas medium (air)

Atribut Gelombang Suara
λ= panjang gelombang , satuannya meter ( m )
v = kecepatan rambatan gelombang, satuannya meter / sekon ( ms-1 )
T = periode gelombang , satuannya detik atau sekon ( s )
f = frekuensi gelombang, satuannya 1/detik atau 1/sekon ( s-1 )
Jarak yang ditempuh oleh gelombang dalam satu sekon disebut cepat rambat gelombang.

λ atau panjang gelombang adalah faktor penting yang menentukan batasan dari resolusi spasial target
Dari persamaan 𝑉=𝜆×f   dapat dilihat bahwa dengan makin kecil λ maka frekuensi makin besar maka resolusi akan naik (karena V, kecepatan rambat gelombang, tetap). Makin kecil panjang gelombang makin mudah untuk membedakan antar target

Particle Displacement
Dengan timbulnya gelombang suara maka molekul air akan ikut bergetar
Amplitudo dari gerakan air itu disebut pemindahan partikel (Particle Displacement) dan kecepatan perubahannya disebut kecepatan partikel.
𝑃=𝜌𝑐𝑣
P = Tekanan
ρ = Massa jenis
c = Kecepatan suara
v = Kecepatan partikel

Decibel
dB adalah satuan yang umum digunakan untuk menghitung level suara
Satuan Internasional (SI) yang sebenarnya untuk level suara adalah Pa (Pascal) untuk menyatakan tekanan (power dan intensitas) suara
dB adalah logaritma rasio dari intesitas yang dihasilkan dengan intensitas referensi (intensitas referensi umumnya 0.02 Pa)

rdB = 10 log(I2 / I1)

Target Strenght
TS = 10 log(I2 / I1)

TS menggambarkan intensitas pantulan gelombang suara setelah mengenai objek
Karena gelombang pantulan sudah dipengaruhi oleh objek maka kita tidak memerlukan power referensi lagi

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s