akustik kelautan
TRANSCRIPT
Welcome to Marine Acoustic Virtual
Lab!
Halaman ini akan memperlihatkan setup peralatan (termasuk instruments
dan peralatan lain) dan memberikan ide kepada mahasiswa bagaimana
melakukan eksperimen.
Gambar 1. Setup peralatan akustik.
Gambar ini merupakan peralatan dasar Akustik Kelautan. Semua peralatan dasar untuk
pemrosesan data ditempatkan di sini.
Dimulai dengan computer :
Pentium 4, 32M RAM, 7G of hard drive, a Jaz drive, dan CD-R burner. Bagian paling
penting dengan computer adalah adanya slot untuk GP-IB interface.
Eksperimen dimulai dengan Analogic Polynomial Waveform Generator. (peralatan di
bawah). Instrumen ini menghasilkan bentuk, lama, dan karakteristik frekuensi
gelombang.
Bentuk gelombang dapat deprogram melalui keypad, atau mereka dapat di input ke
dalam computer dan mengirim melalui GPIB.
Gambar 2. Waveform Generator (bottom box)
Waveform dipilih, dikirim melalui ENI power amp. Terdiri dari 100 Watt amplifier
dengan broadband spectrum (10 kHz - 12 MHz).
Setelah sinyal diperkuat (amplified) akan masuk ke switching boxes dimana transducer
signal akan dikirim. Kita juga menggunakan satu dari oscilloscopes channels untuk
melihat dan merekam data.
Eksperimen Water Tank
Gambar 3. Water Tank
Ketika suara dihamburkan, gelombang tekanan yang dihamburkan mengenai transducer
penerima akan dikonversi kembali menjadi electrical signal. Sinyal yang kembali akan
diproses melalui Ultrasonic Pre-amp. A Ritec BR-640 merupakan kombinasi amplifier
dan filter.
Gambar 4. Ritec Amp/Filter (top box)
Signal di filter dan diperkuat dengan 10 bit 150 MHz LeCroy Oscilloscope. LeCroy
Oscilloscope dapat menyimpan dan merata-ratakan sinyal kembali secara internal,
selanjutnya noise dapat difilter. Sinyal dikirim ke komputer melalui GPIB bus dan
disimpan ke hard drive.
Gambar 5. Le Croy Scope
Web based virtual oscilloscope untuk sinyal akustik kelautan
Gambar ini merupakan instalasi osiloskop serta pengukuran dan pengolahan sinyal
menggunakan software MATLAB.
Gambar 6. Instalasi penggunaan osiloskop dan pengukuran sinyal di PC dengan
MATLAB software.
FILTERING SINYAL DENGAN PEMROSESAN SINYAL
Step untuk melakukan filtering sinyal :
1. Ketik start pada MATLAB software
2. Buat sinyal dengan 3 komponen sinusoidal (misal pada frekuensi 5 Hz, 15 Hz dan
30 Hz) (Gambar 7)
3. Desain sebuah filter dengan frekuesni 15 Hz
4. Gunakan IIR filter dengan pass band antara 10 sampai 30 Hz. Lihat frekuensi
responsenya (Gambar 8)
5. Ciptakan filter dengan perintah ELLIP di MATLAB
6. Setelah filtering akan dihasilkan sinyal dengan frekuensi 15 Hz sesuai yang
diharapkan (Gambar 9)
7. Hasil akhir adalah sinyal sebelum dan sesudah di filter. Puncak sinyal pada 5 Hz dan
30 Hz dapat dibuang (Gambar 10).
Gambar 7. Sinyal dengan 3 komponen sinusoidal
Gambar 8. Frekuensi response menggunakan IIR filter
Gambar 9. Sinyal setelah di filter.
Gambar 10. Sinyal sebelum dan sesudah di filter.
PLOT DIRECTIVITAS TRANSDUCER
Step pembuatan Directivity Plot
1. Buka software MATLAB
2. Berikan nilai parameter seperti ; sudut orientasi transducer, radius transducer,
frekuensi transducer dan nilai Bessel Function orde 1.
3. Tulis fungsi directivitas transducer.
4. Plot fungsi tersebut
5. Hasilnya seperti gambar 11.
Gambar 11. Fungsi direktivitas transducer.
BURST WAVE
Merupakan bentuk pancaran gelombang akustik yang dikeluarkan oleh transducer.
Sumbu x merupakan waktu pemancaran pulsa dan sumbu y adalah amplitude sinyal
akustik.
Gambar 12. Burst gelombang akustik
PENGUKURAN BEAM PATTERN
Gambar ini merupakan pola bim transducer (transducer beam pattern).
Untuk dapat menghasilkan gambar ini identik dengan Gambar 11.
Gambar 13. Polar plot array piston circular transducer.
Gambar berikut adalah tiga dimensi pola bim transducer dari Gambar 13.
Gambar 14. Tiga Dimensi pola bim transducer.
Gambar berikut adalah distribusi power akustik yang dihasilkan oleh transducer.
Interpretasi dari gambar ini adalah pada pusat suara (center of sound) kekuatan suara
lebih tinggi dibandingkan daerah yang jauh dari transducer. Hal ini ditunjukkan dengan
bar skala (dB).
Untuk dapat memplot ini silakan klik source code circ.m
Gambar 15. Power yang diradiasikan oleh circular transducer.
EXCTRACT RAW DATA AKUSTIK
Step untuk memulai proses ini :
1. Extract data lintang, bujur, dan kedalaman pada software MATLAB.
2. Plot 2D.
Gambar 16. Plot cruise akustik dan pengukuran kedalaman secara simultan
EXTRACT DATA AKUSTIK UNTUK PEMBUATAN PETA BATIMETRI
Step untuk memulai proses ini :
1. Extract data lintang, bujur, dan kedalaman pada software MATLAB.
2. Plot 2D dengan colormap atau surf pada MATLAB.
3. Ploot 3D untuk Gambar 18.
Gambar 17. Plot 2 D batimetri.
Gambar 18. Pembuatan Peta Batimetri 3 dimensi.