## Rancang Bangun Sound Level Meter Menggunakan Sensor Suara Berbasis Arduino Uno

## Design of Sound Level Meter Using Sound Sensor Based on Arduino Uno
Laura Anastasi Seseragi Lapono *) , Redi Kristian Pingak Jurusan Fisika, Fakultas Sains dan Teknik, Universitas Nusa Cendana, Kupang, NTT
* E-mail: laura_lapono@yahoo.com.sg

## ABSTRACT
Sound Level Meter (SLM) is a tool used to measure the noise level for a moment. For improved performance, hence required a measure of noise level capable of displaying result automatically on the  computer  so  that  simplify  user  to  observe  and  measure  the  noise.  In  this  study,  the  design system of data acquisition consists of a MAX4466 sound sensor, Arduino UNO microcontroller, and  computer  to  display  the  measurement  result.  The  measurement  results  are  displayed  in  the form of data and graphs. The display of software designed using the Delphi 7.0. The process of taking data in the room with a sound intensity of 44.6 dB. The value is the measurement result using the SLM tool, while the measurement results using the sound sensor performed every second during an interval of 30 seconds obtained an average of 44.19 dB. It can be seen that between the two  results  shows  a  relatively  small  difference,  so  it  can  be  concluded  that  the  design  of  this system is running well.

## Keywords: Noise, SLM, Sound sensor, Arduino Uno

## PENDAHULUAN
Suara sangat  berperan  penting  dalam berkomunikasi.  Tetapi  suara  dapat  menjadi polusi  suara  atau  bising  yang  sangat  menjadi menggangu.  Pada  dasarnya  segala  aktivitas hidup  manusia  menimbulkan  sumber  bising (Pusarpedal, 2010). Suara  bising  apapun  dapat  menyebabkan ketidaknyamanan lingkungan sehingga mengganggu  aktivitas.  Kebisingan  dapat mengakibatkan  gangguan  dalam  konsentrasi, gangguan dalam berkomunikasi, dan gangguan psikologis  lainnya  (stress,  lelah,  emosional).
Potensi  kebisingan  juga  dapat  mengganggu kesehatan manusia. Kebisingan dapat mengakibatkan peningkatan  tekanan  darah, denyut  nadi,  dan  dapat  merusak  fungsi pendengaran  mulai  dari  tuli  sementara  hingga tuli  yang  bersifat  menetap. Kerusakan  pada pendengaran  tidak  hanya  tergantung  pada tingkatnya  tetapi  juga  terhadap  lama  paparan suara  bising.  Berdasarkan  data  dari  Litbang Depkes,  terdapat  9  provinsi  di  Indonesia dengan  angka  gangguan  pendengaran  pada penduduk  usia  lebih  dari  5  tahun  melebihi angka nasional 2,6% (Kementerian Kesehatan, 2017). Saat ini terdapat beberapa peraturan negara Republik  Indonesia  yang  mengatur  mengenai kebisingan.  Antara  lain,  Keputusan  Menteri Lingkungan  Hidup  No.  48  Tahun  1996  yang membahas  mengenai  baku  tingkat  kebisingan.
Kawasan  pemukiman  memiliki  baku  tingkat kebisingan 55 dB. Selain itu, Peraturan Menteri Tenaga  Kerja  dan  Transmigrasi  Nomor PER.13/MEN/X/2011 yang mengatur mengenai  nilai  ambang  batas  kebisingan  di tempat  kerja.  Nilai  ambang  batas  kebisingan ditetapkan sebesar 85 dB untuk 8 jam paparan. Seseorang  tidak  boleh  terpapar  kebisingan sebesar  140  dB  walaupun  sesaat  (Menteri Tenaga Kerja dan Transmigrasi, 2011). Berdasarkan hasil pengukuran Laboratorium  Kebisingan  dan  Getaran Pusarpedal KHL dari tahun 2006 sampai 2008, di beberapa kota besar di Indonesia 95% telah melewati  nilai  baku  tingkat  kebisingan lingkungan  Keputusan  Menteri  Lingkungan Hidup  No.  48  Tahun  1996  khususnya  untuk daerah  pemukiman (Pusarpedal,  2009). Hasil penelitian  lainnya  yang  dilakukan  oleh Bangsawan  (2014)  juga  mendapatkan  bahwa terdapat 20 dari 34 pekerja pabrik kelapa sawit di  Lampung  terpapar  kebisingan  dengan intensitas  kebisingan  lebih  dari  85  dB mengalami  gangguan  pendengaran  akibat kebisingan.
Masalah  kebisingan  perlu  diatasi  karena kebisingan  mempunyai  dampak  terhadap kesehatan manusia. Olehkarena itu,
pengukuran  tingkat  kebisingan  sangatlah penting.  Pengukuran  tingkat  kebisingan biasanya  menggunakan  sebuah  alat  yang bernama  Sound  Level  Meter.  Perangkat  ini merupakan  suatu  alat  yang  digunakan  untuk
mengukur tingkat kebisingan sesaat.
Beberapa  penelitian  telah  dilakukan  untuk merancang  alat  ukur  tingkat  kebisingan. Penelitian  yang  dilakukan  oleh Wildian  dan Wirman  (2009)  mengenai  perancangan  sound level  meter  berbasis  mikrokontroler  AT89S51 dengan  mikrofon  sebagai  sensor  suara  dan seven segment sebagai penampil. Pemrograman  mikrokontroler  menggunakan bahasa  assembly.  Sound  level  meter  yang dirancang dapat digunakan pengukuran tingkat intensitas  bunyi  hingga  105,3  dB  dengan kesalahan relatif maksimum sebesar 2,9%.
Penelitian mengenai perancangan alat ukur tingkat  kebisingan  juga  telah  dilakukan  oleh Suyatno  dan  Hisam  (2010).  Sistem  akuisisi data  terdiri  dari  mikrofon  sebagai  sensor suaranya,  mikrokontroler  AVR,  dan  seven segment  sebagai  penampil  besarnya  tingkat tekanan  bunyi  atau  Sound  Pressure  Level (SPL)  yang  terukur.  Hasil  rancangan  alat pendeteksi  tingkat  kebisingan  bunyi  yang dilakukan  oleh)  memiliki  kemampuan pengukuran  58  sampai  95  dBA  dan memberikan  informasi  kebisingan  dalam  3 kondisi yaitu aman, ambang batas bahaya, dan sangat bahaya. Penelitian  ini  dilakukan  untuk  merancang sebuah  perangkat  keras  dan  perangkat  lunak untuk mengukur tingkat kebisingan menggunakan  sensor  suara  yang  lebih  sensitif dan berbasis Arduino Uno. Hasil pengukurannya  ditampilkan  secara  otomatis pada  komputer  dan  dapat  disimpan  dalam  file Excel.  Diharapkan  sistem yang  terkoneksi melalui  komputer  akan  mempermudah pengguna  dalam  melakukan pengamatan  dan pengukuran tingkat kebisingan.

## METODE
Blok Diagram Sistem Dalam  perancangan  SLM  dibutuhkan  sensor  suara, mikrokontroler Arduino Uno, dan komputer. Sensor suara akan menangkap suara dari sumber bunyi dan akan  menghasilkan  sinyal.  Sinyal  ini  kemudian dikirimkan  ke  pin  A0  Arduino  Uno.  Kemudian Arduino  Uno  dihubungkan  ke  komputer menggunakan  USB  konektor  yang  sudah  tersedia pada  board  Arduino  Uno.  Selanjutnya,  komputer digunakan  untuk  menampilkan  hasil  pengukuran. Blok diagram sistem secara umum ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Blok diagram sistem

## Sensor Suara MAX4466
Sensor  suara  MAX4466  adalah  sensor  suara  yang mengubah  besaran  suara  menjadi  besaran  listrik. Sensor  suara  ini  memiliki  catu  daya  sebesar  3,3 sampai  5  VDC.  Selain  itu,  sensor  suara  memiliki output data  berupa  tegangan  analog  sehingga  dapat dengan  mudah  terhubung  ke  ADC  ataupun mikrokontroler  yang  memiliki  internal  ADC (MAXIM, 2001) Sensor  suara  MAX4466  memiliki  mikrofon dengan  sensitifitas  sebesar -56  dB  (CUI,  2008). Bentuk  fisik  dari  sensor  suara  MAX4466 ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Sensor suara MAX4466

## Arduino Uno
Arduino  Uno  memiliki  14  pin  digital input/ouput (pin  0  sampai  13)  yang  berfungsi  sebagai  pin input / output dan  6  pin  analog input (pin  A0-A5) digunakan  untuk  masukan  berupa  sinyal  analog. Arduino  Uno  dilengkapi  dengan static  random- access  memory (SRAM)  berukuran  2  KB  untuk memegang  data, flash  memory berukuran  32  KB, dan erasable  programmable  read-only  memory (EEPROM)  1  KB  untuk  menyimpan  program. Arduino Uno juga dilengkapi dengan USB konektor untuk  menghubungkannya  ke  komputer  (Kadir, 2012).  Bentuk  fisik  dari  Arduino  Uno  ditunjukkan pada Gambar 3.
Gambar 3. Arduino Uno
Pemrograman Delphi Hasil  pengukuran  akan  ditampilkan  pada  komputer berupa  bentuk  data  pengukuran  dan  grafik. Tampilan  dari software yang  dirancang  dengan menggunakan bahasa pemrograman Delphi 7.0. Sensor suara Komputer Arduino Uno

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil perancangan software pengukuran tingkat kebisingan  ditunjukkan  pada  Gambar  4. Tombol START berfungsi untuk mengaktifkan port  serial  sehingga  proses  pengambilan data dari  mikrokontroler  dimulai.  Tombol  RESET berfungsi  untuk  menghapus  grafik.  Tombol EXIT  berfungsi  untuk  keluar  dari  program aplikasi.
Gambar 4. Tampilan  aplikasi  pengukuran tingkat kebisingan Langkah selanjutnya yaitu pengujian sensor suara MAX4466. Pengujian dilakukan di dalam sebuah  ruangan.  SLM  yang  digunakan  untuk kalibrasi menggunakan SLM pada Multifunction  Enviroment  Meter  (MEM) KW06-291 4 in 1. Saat pengujian, pengukuran menggunakan  SLM  tersebut  dilakukan  secara bersamaan  dengan  pengukuran  menggunakan sensor  suara  MAX4466.  Tampilan  hasil pengukuran  menggunakan  sensor  suara MAX4466 ditunjukkan pada Gambar 5.
Gambar 5. Tampilan aplikasi saat pengujian sensor suara
Perbandingan  hasil  pengukuran  tingkat kebisingan  menggunakan  alat  Multifunction Enviroment Meter KW06-291 4 in 1 dan hasil pengukuran  menggunakan  sensor  suara MAX4466 ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. Hasil pengukuran tingkat kebisingan dari  alat  SLM  dan  sensor  suara dalam kondisi yang sama Detik ke Alat SLM (dB) Sensor Suara (dB) 1 44,6 44,19 2 44,7 44,19 3 44,7 44,19 4 44,6 44,19 5 44,5 44,19 6 44,6 44,19 7 44,6 44,19 8 44,6 44,19 9 44,5 44,19 10 44,6 44,19 11 44,7 44,19 12 44,6 44,19 13 44,6 44,19 14 44,7 44,19 15 44,7 44,19 16 44,6 44,19 17 44,7 44,19 18 44,6 44,19 19 44,5 44,19 20 44,5 44,19 21 44,6 44,19 22 44,6 44,19 23 44,5 44,19 24 44,6 44,19 25 44,6 44,19 26 44,7 44,19 27 44,6 44,19 28 44,5 44,19 29 44,6 44,19 30 44,5 44,19 Rata-rata 44,6 44,19 Hasil  pengukuran  yang  disajikan  pada Tabel  1  menunjukkan  bahwa  sistem pengukuran  yang  dirancang  dapat  berjalan
dengan baik. Kesalahan relatif yang dihasilkan sistem  ini  sebesar  0,92  %.  Nilai  ini  diperoleh dari  nilai  sebenarnya  (alat  MEM)  dikurangi nilai  pendekatan  (sensor  suara  MAX4466) kemudian dibagi dengan nilai sebenarnya. Selanjutnya dilakukan pengambilan data di dalam  sebuah  ruangan  dengan  sumber  bising berupa  suara  yang  berasal  dari  televisi.  Hasil pengukuran  menggunakan  sensor  suara  pada kondisi tersebut ditunjukkan pada Gambar 6. Data  pengukuran  tersebut  kemudian disimpan  dalam  bentuk  file  Excel.  Data  hasil pengukuran  yang  dilakukan  pada  tiap  1  detik selama  selang  waktu  30  detik  seperti ditunjukkan pada Tabel 2. Tabel 2. Hasil  pengukuran  dalam  kondisi bising No. Tanggal Jam Desibel 1 05/10/2017 11:02:27 58,17 2 05/10/2017 11:02:28 56,23 3 05/10/2017 11:02:29 62,25 4 05/10/2017 11:02:30 62,25 5 05/10/2017 11:02:31 62,25 6 05/10/2017 11:02:32 58,17 7 05/10/2017 11:02:33 64,19 8 05/10/2017 11:02:34 58,17 9 05/10/2017 11:02:35 61,09 10 05/10/2017 11:02:36 62,25 11 05/10/2017 11:02:37 62,25 12 05/10/2017 11:02:38 58,17 13 05/10/2017 11:02:39 44,19 14 05/10/2017 11:02:40 53,73 15 05/10/2017 11:02:41 53,73 16 05/10/2017 11:02:42 44,19 17 05/10/2017 11:02:43 61,09 18 05/10/2017 11:02:44 58,17 19 05/10/2017 11:02:45 44,19 20 05/10/2017 11:02:47 53,73 21 05/10/2017 11:02:48 63,28 22 05/10/2017 11:02:49 44,19 23 05/10/2017 11:02:50 61,09 24 05/10/2017 11:02:51 44,19 25 05/10/2017 11:02:52 44,19 26 05/10/2017 11:02:53 50,21 27 05/10/2017 11:02:54 63,28 28 05/10/2017 11:02:55 65,02 29 05/10/2017 11:02:56 58,17 30 05/10/2017 11:02:57 61,09
Gambar 6. Tampilan aplikasi saat pengukuran intensitas bunyi

## KESIMPULAN
Berdasarkan hasil  yang  diperoleh  dalam penelitian  ini,  maka  dapat  disimpulkan  bahwa sensor  suara  MAX4466  dapat  dimanfaatkan sebagai  alat  pengukur  tingkat  kebisingan ( sound  level  meter )  dan  aplikasi  perangkat lunak  ( software )  yang  dirancang  dapat menampilkan nilai intensitas bunyi, menampilkannya  dalam  bentuk  grafik,  dan menyimpan  data  hasil  pengukuran  tersebut dalam  file Excel . Guna  menjadikan  sistem  ini menjadi  lebih  baik,  maka  terdapat  beberapa saran untuk pengembangan penelitian ini lebih lanjut.  Beberapa  saran tersebut  antara  lain, sensor  suara  yang  digunakan  lebih  sensitif sehingga  hasil  pengukuran  lebih  akurat  dan dapat  dilakukan  pengembangan  menjadi Integrated Sound Level Meter .

## DAFTAR PUSTAKA
Bangsawan,  M.  dan  Ilyas,  H.  2014.  Analisis Karakteristik  Pekerja  Dengan  Gangguan Ketulian  Pekerja  Pabrik  Kelapa  Sawit. Jurnal Keperawatan, X: 2 : 251-257. CUI.  2008.  Elecret  capsule  microphone,
http://adafru.it/aW6.  diakses  tanggal  7 Mei 2017 Kadir, A. 2012. Panduan Praktis Memperlajari Aplikasi Mikrokontroler dan Pemrogramnanya Menggunakan Arduino . Penerbit Andi. Yogyakarta Kementerian  Kesehatan.  2017. Rencana Strategi Kemenkes Tanggulangi Gangguan Pendengaran . http://www.depkes.go.id/article/view/170 30300004/rencana-strategis-kemenkes- tanggulangi-gangguan-pendengaran.html.
Diakses tanggal 3 Maret 2017 MAXIM.  2001. MAX4466  Operational Amplifier .  http://adafruit/aW67.  diakses tanggal 7 Mei 2017 Menteri Tenaga Kerja dan Transmigrasi. 2011. PER.13/MEN/X/2011 tentang Nilai Ambang  Batas  Faktor  Fisika  dan  Faktor Kimia di Tempat Kerja , Jakarta. Pusarpedal.  2009.  PLI2009:  Press  Release Seminar  Kebisingan  dan  Dampaknya Terhadap  Lingkungan  dan  Kesehatan Manusia .http://www.menlh.go.id/pli2009 -press-release-seminar-kebisingan-dan- dampaknya-terhadap-lingkungan-dan- kesehatan-manusia/.  Diakses  tanggal  3 Maret 2017 Pusarpedal.  2010. Reaksi  Manusia  terhadap
Bunyi ,
http://pusarpedal.menlh.go.id/?p=67.
Diakses tanggal 3 Maret 2017. Suyatno dan Hisam, A. 2010. Perancangan dan Pembuatan  Alat  Pendeteksi  Tingkat Kebisingan Bunyi Berbasi Mikrokontroler. Jurnal  Fisika  dan Aplikasinya. Januari 2010 . 6 (1): 100105- 1 – 100105-4 Wildian  dan  Wirman.  2009.  Rancang  Bangun Sound Level Meter Berbasis Mikrokontroler  AT89S51. Jurnal  Ilmu Fisika , 1 (1): 31-38.