Direktivitas Mikrofon atau dalam bahasa asing disebut dengan Microphone Directivity atau juga Microphone Polar Pattern merupakan karakteristik sebuah mikrofon yang diukur berdasarkan respon tangkapan gelombang suara yang diterima dari segala arah.
Microphone Directivity atau pola direktivitas umumnya disajikan dalam bentuk gambar grafik dengan tipe radar. Yakni menyerupai jaring laba – laba. Hal ini karena proses pengambilan sampel dilakukan secara melingkar (360 derajat). Sedangkan yang menjadi variabel bebas adalah frekuensi suara yang ditangkap oleh microphone.
Pada kesempatan ini, saya ingin berbagi sedikit ilmu pengetahuan khususnya dalam bidang sains yang berkaitan dengan akustik (gelombang). Tulisan ini sebagian besar diambil dari karya ilmiah saya saat menempuh Program Studi Fisika di Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Negeri Yogyakarta.
Pengertian Pola Direktivitas Mikrofon
Pada paragraf pertama sudah disebutkan tentang pengertian Direktivitas Mikrofon. Yaitu sebuah karakteristik mikrofon berdasarkan respon tangkapan sinyal suara yang datang dari segala arah.
Atau dengan frasa yang lebih mudah bagaimana hasil suara yang ditangkap oleh mikrofon apabila ada gelombang suara yang datang dari depan, samping kanan, samping kiri dan dari belakang.
Pada kenyataanya, Polar Pattern atau dalam bahasa lain juga disebut pola kutub mikrofon ini telah disebutkan atau digambarkan pada sebuah produk mikrofon apabila kita membelinya. Masing – masing jenis microphone memiliki karakteristik atau pola yang berbeda pula.
Sekarang kita mulai saja pembahasan topik pada kesempatan kali ini dengan memulai melihat pada latar belakang penelitian tersebut.
Latar Belakang Penelitian Pola Direktivitas Mikrofon
Ada banyak model microphone yang ada sekarang ini. Beberapa diantaranya sudah kita bahas pada kesempatan yang lalu. Pada umumnya mikrofon memiliki respon jangkauan frekuensi antara 20 Hz hingga 20 KHz.
Salah satu yang menarik perhatian saya pada saat itu adalah Mikrofon Kondensor atau Condenser Microphone dengan ukuran yang kecil dengan harga yang relatif murah bisa digunakan untuk merekam suara dengan hasil yang cukup baik.
Timbul pertanyaan apakah posisi peletakan mikrofon dan arahnya berpengaruh terhadap suara yang dihasilkan ? Pertanyaan ini hanya bisa dijawab secara ilmiah dengan melakukan penelitian terkait dengan respon tangkapan gelombang suara oleh mikrofon itu sendiri.
Dari pengalaman dan hobi serta rasa penasaran terkait dengan audio recording, saya mencoba untuk membawa topik ini sebagai judul skripsi saya sebagai persyaratan kelulusan.
Batasan Masalah dan Rumusan Pada Penelitian Pola Direktivitas Mikrofon
Terdapat banyak hal yang perlu dipelajari agar kualitas sinyal yang dihasilkan oleh microphone lebih maksimal. Salah satunya adalah Polar Pattern mikrofon. Penelitian ini dibatasi dari sisi arah datangnya gelombang. Yaitu hanya dalam dua dimensi yang selayaknya bisa diambil dalam tiga dimensi.
Selain itu, dari hasil identifikasi masalah dan keterbatasan penelitian tersebut. Maka disusunlah rumusan masalah sebagai berikut. Bahwa penelitian ini akan mengetahui bagaimana respon tangkapan sinyal pada mikrofon jenis kondensor pada frekuensi 500 Hz, 5000 Hz, 10000 Hz dan 200000 Hz.
Frekuensi tersebut dipilih untuk mewakili gelombang suara natural yang terbagi menjadi gelombang suara frekuensi rendah, frekuensi sedang (medium) dan gelombang suara frekuensi tinggi.
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian mulai dilakukan pada bulan September 2009 hingga selesai kurang lebih pada bulan Februari 2010. Sedangkan tempat penelitian dilakukan di Laboratorium Getaran dan Gelombang yang waktu itu berada di lantai dua Laboratorium Fisika FMIPA Universitas Negeri Yogyakarta.
Proses pengambilan sampel gelombang suara ini dilakukan dalam ruang kedap suara (Anechoic Chamber) dengan ukuran kurang lebih panjang 4 m, lebar 4,5 m dan tinggi 3 m dengan menggunakan bahan sederhana dan instrumen yang ada di laboratorium tersebut.
Alat Dan Bahan Serta Program Analisis Pada Penelitian Pola Direktivitas Mikrofon Kondensor
- Condenser Microphone 1” seri CZN
- Loudspeaker (Woofer, Midrange dan Twitter)
- Statif
- Busur Derajat
- Amplifier Uciha model TA-2MS
- Catu Daya (Power Supply)
- Audio Frequency Generator (AFG) model LAG-27
- PC (Personal Computer)
- Software Adobe Audition 3
- Software Sound Forge 6.0
Sampel Penelitian, Langkah Kerja dan Proses Pengambilan Data
Sampel penelitian berupa intensitas suara yang diterima oleh Condenser Microphone dari sumber suara (Loudspeaker) pada frekuensi – frekuensi yang sudah ditentukan. Yaitu frekuensi 500 Hz, 5000 Hz, 10000 Hz dan 200000 Hz yang dihasilkan dari alat AFG.
Intensitas suara direkam menggunakan software adobe audition 3 dengan condenser microphone sebagai transduser penerima pada jarak kurang lebih 1 m dari sumber Loudspeaker yang dijadikan sebagai sumber suara dengan volume sama pada setiap sudut pengukuran dari mulai frekuensi rendah hingga frekuensi tinggi.
Gambar skema rangkaian instrumen penelitian Pola Direktivitas Microphone bisa dilihat pada gambar berikut ini.

Adapun langkah – langkah pengambilan sampel suara kurang lebih sebagai berikut :
- Mengatur posisiMmicrophone sehingga tepat pada titik sampel pertama (0°)
- Merekam suara Loudspeaker selama 1 detik dengan sampling rate 44100, 16 bit.
- Memutar posisi Microphone pada titik sampel berikutnya yaitu (10°), kemudian merekam suara Loudspeaker selama 1 detik.
- Melakukan langkah ke-2 hingga hingga seluruh titik sampel yaitu hingga (360°)
- Mengulangi langkah 1 – 4 pada semua frekuensi yang telah ditentukan.

Proses Analisa Data Dan Pembuatan Grafik Pola Direktivitas Mikrofon
Data yang diperoleh dari proses perekaman (pengambilan sampel) adalah file audio dengan ekstensi .wav yang telah tersimpan pada komputer. Selanjutnya dilakukan analisa menggunakan fitur spectrum analysis dengan software sound forge 6.0 pada tiap – tiap sampel untuk mengetahui intensitas suara yang telah ditangkap oleh microphone.
Intensitas suara yang diterima oleh microphone dari titik sampel 0° hingga 360° dengan rentang 10° dinyatakan dalam satuan dB. Nilai intensitas suara tersebut kemudian dicatat pada microsoft excel.
Sebelum dibuat pola menggunakan fitur chart data intensitas suara dalam satuan dB pada masing – masing titik sampel perlu dilakukan normalisasi. Hal ini karena nilai intensitas suara yang dihasilkan dalam satuan dB adalah (-).
Teknik normalisasinya adalah dengan mengasumsikan bahwa suara yang ditangkap microphone pada sudut 0° adalah 0 dB.
IN = In – I0
Dari nilai intensitas suara (dB) yang telah ternormalisasi tersebut kemudian dibuat Pola Direktivitas menggunakan fitur Radar Chart pada microsoft excel. Sumbu x adalah titik sampel sedangkan sumbu y adalah besarnya intensitas suara (yang telah dinormalisasi)
Hasil Penelitian Pola Direktivitas Condenser Microphone
Berikut gambar yang dihasilkan dengan menggunakan fitur chart radar pada microsoft excel berdasarkan data Intensitas Suara yang ditangkap oleh condenser microphone yang sudah dinormalisasi terlebih dulu.
Pertama adalah gambar Polar Pattern atau Direktivitas Mikrofon terhadap respon suara yang datang dengan Frekuensi 500 Hz. Kalau kita perhatikan pola membentuk sebuah lingkaran yang hampir bisa dikatakan sempurna. Hal ini berarti bahwa mikrofon menangkap sinyal suara dengan intensitas yang sama pada semua sudut atau dari segala arah.

Pada frekuensi 5000 Hz gambar pola yang dihasilkan sudah tidak bisa lagi kita katakan sebagai lingkaran sempurna. Kalau kita perhatikan terdapat penurunan intensitas pada sisi kanan dan kiri. Dan kalau kita perhatikan juga seolah – olah akan membentuk satu bentuk tertentu.

Coba perhatikan pada rekuensi 10000 Hz. Pola Direktifitas Mikrofon sudah membentuk satu pola tertentu. Hampir penyerupai bentuk tengkorak. Intensitas suara yang ditangkap dari arah belakang mikrofon lebih rendah apabila dibandingkan dengan posisi depan.

Terakhir pada frekuensi 20000 Hz pola sudah sangat terlihat jelas bentuknya. Gelombang suara yang ditangkap dari arah depan mikrofon memiliki intensitas yang lebih tinggi (besar) dibandingkan yang ditangkap dari arah belakangnya. Namun demikian intensitas suara yang diterima membentuk satu pola tertentu yang bisa dikatakan simetris.

Kesimpulan Penelitian Pola Direktivitas Mikrofon Kondensor
Dari hasil yang diperoleh dari pengambilan sampel suara dengan frekuensi yang berbeda – beda. Maka dapat disimpulkan bahwa pada kondensor mikrofon seri CZN dengan diameter 1″ pola direktivitas memiliki pola yang berbeda. Semakin membentuk pola yang mengkrucut pada arah tertentu apabila gelombang suara yang ditangkap memiliki frekuensi yang semakin tingngi. Sekian, semoga bermanfaat.
Seseorang yang terus belajar untuk bisa bersukur dengan segala nikmat yang telah Arrohman berikan untuk dirinya. Serta belajar untuk berbagi meskipun hanya sebuah tulisan.