RANCANG BANGUN ALAT PERAGA TUMBUKAN BERBASIS MIKROKONTROLLER UNTUK SMA

Widyaningrum  Indrasari; Agus Setyo  Budi; Dias Prima  Fadilla

doi:10.21009/03.SNF2020.02.PF.14

Widyaningrum Indrasari Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Jakarta, Jakarta 13220, Indonesia
Agus Setyo Budi Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Jakarta, Jakarta 13220, Indonesia
Dias Prima Fadilla Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Jakarta, Jakarta 13220, Indonesia

DOI: https://doi.org/10.21009/03.SNF2020.02.PF.14

Abstract

Abstrak

Makalah ini memaparkan rancang bangun alat peraga tumbukan berbasis mikrokontroller di Sekolah Menengah Atas (SMA). Langkah pengembangan yang dilakukan meliputi: 1) perancangan perangkat keras, 2) perancangan perangkat lunak, dan 3) uji coba alat peraga. Alat peraga yang sudah dirancang telah divalidasi oleh ahli materi fisika dan ahli media pembelajaran fisika. Perancangan perangkat keras terdiri dari Personal Computer (PC)/Laptop, Arduino Mega 2560, Kabel USB Micro, LED Infra merah, Foto diode, Tabung akrilik 100 cm, holder sensor, tiang penyangga bola dan bidang pantul/alas. Perancangan perangkat lunak menggunakan bahasa pemrograman C++, dengan sistem operasi Windows, Arduino IDE 1.8.12, USB Driver dan Microsoft Excel. Sementara uji coba alat peraga dilakukan dengan cara menjatuhkan berbagai jenis bola ke lantai, dimana hambatan udara dan gesekan lintasan diabaikan. Hasil uji coba yang didapat adalah sebagai berikut: bola golf dengan lantai keramik memiliki koefisien restitusi sebesar 0,901 dengan kesalahan relatif 1,552%, bola pingpong dengan lantai keramik memiliki koefisien restitusi sebesar 0,806 dengan kesalahan relatif 1,822%, dan bola tenis dengan lantai keramik memiliki koefisien restitusi sebesar 0,656 dengan kesalahan relatif 5,964%.

Kata-kata kunci: alat peraga, tumbukan, rancang bangun, koefisien restitusi.

Abstract

This paper describes the design of microcontroller-based impact props in Senior High Schools (SMA). The development steps taken include 1) hardware design, 2) software design, and 3) testing props. The props that have been designed have been validated by physics material experts and physics learning media experts. The hardware design consists of a Personal Computer (PC) / Laptop, Arduino Mega 2560, Micro USB Cable, and Infrared LED, Photodiode, 100 cm acrylic tube, sensor holder, ball support pole and reflective plane/base. The software design uses the C ++ programming language, with the Windows operating system, Arduino IDE 1.8.12, USB Driver and Microsoft Excel. While testing, the props were carried out by dropping various balls on the floor, where air resistance and track friction were ignored. The test results obtained are as follows: a golf ball with a tiled floor has a restitution coefficient of 0.901 with a relative error of 1.552%, a ping pong ball with a tiled floor has a restitution coefficient of 0.806 with a relative error of 1.822%, and a tennis ball with a tiled floor has a restitution coefficient of 0.656 with a relative error of 5.964%.

Keywords: props, collision, design, restitution coefficient.

References

T. Pramono, “Mengoptimalkan Penggunaan Alat Peraga Dalam Setiap Kegiatan Pembelajaran,” Seminar Nasional PGSD Universitas PGRI Yogyakarta, ISBN 978-602-50837-1-6, 2017.

R. F. Muldiani, S. S. Purwaningsih, & S. Suratmi, “Alat Peraga Pendidikan IPA Fisika dan Matematika untuk SMP Swasta Gratis Berkualitas dengan Siswa Ekonomi Lemah di Bandung Jawa Barat,” Difusi, vol. 1, no. 1, pp. 32-48, 2018.

D. Hamdani, K. Eva, & S. Indra, “Pengaruh Model Pembelajaran Generatif Dengan Menggunakan Alat Peraga Terhadap Pemahaman Konsep Cahaya Kelas VIII di SMP Negeri 7 Kota Bengkulu,” Jurnal Exacta, vol. 10, no. 1, pp. 79-88, 2012.

R. B. Astro et al., “Penentuan Momen Inersia Katrol pada Pesawat Atwood dengan Metode Video Tracking,” Seminar Nasional Inovasi Pembelajaran Sains (SNIPS), pp. 32-39, 2018.

D. Saepuzaman, “Pengembangan Alat Peraga dan Lembar Kerja Percobaan Penentuan Koefisien Restitusi untuk Meningkatkan Kemampuan Siswa Bereksperimen,” JPPPF: Jurnal Penelitian & Pengembangan Pendidikan Fisika, vol. 3, no. 2, 2017, https://doi.org/10.21009/1.03204

J. Persson, “Measure the coefficient of restitution for sports balls,” Physics Education, vol. 47, no. 6, pp. 662-663, 2018, https://doi.org/10.1088/0031-9120/47/6/F05

Fatkhulloh, “Penentuan Koefisien Restitusi menggunakan Video Based Laboratory dan Logger Pro 3,” Prosiding Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan, Dan Penerapan MIPA, 2012.

F. I. Dewi, N. A. Wibowo, D. N. Sudjito, and F. Rondonuwu, “The Design of One-Dimensional Motion and Two-Dimensional Motion Learning Media Using Digital Camera and Tracker-Based Air Track”, JPPPF (Jurnal Penelitian dan Pengembangan Pendidikan Fisika), vol. 6, no. 1, pp. 65 - 74, Jun. 2020.

Junaidi & P. Yuliyan Dwi, “Project Sistem Kendali Elektronik Berbasis Arduino,” AURA, 2018.

F. Bakri, B. Z. Siahaan, and A. H. Permana, “Rancangan Website Pembelajaran Terintegrasi dengan Modul Digital Fisika Menggunakan 3D PageFlip Professional”, JPPPF (Jurnal Penelitian dan Pengembangan Pendidikan Fisika), vol. 2, no. 2, pp. 113 - 118, Dec. 2016.

D. Ambarwulan and D. Muliyati, “The Design of Augmented Reality Application as Learning Media Marker-Based for Android Smartphone”, JPPPF (Jurnal Penelitian dan Pengembangan Pendidikan Fisika), vol. 2, no. 1, pp. 73 - 80, Jun. 2016.

Y. R. Denny, I. S. Utami, S. Rohanah, and D. Muliyati, “The Development of Blended Learning Model using Edmodo to Train Student Critical Thinking Skills on Impulse-Momentum Topic”, JPPPF (Jurnal Penelitian dan Pengembangan Pendidikan Fisika), vol. 6, no. 1, pp. 113 - 120, Jun. 2020.

Y. R. Liana, S. Linuwih, and S. Sulhadi, “The Development of Thermodynamics Law Experiment Media Based on IoT: Laboratory Activities Through Science Problem Solving for Gifted Young Scientists”, JPPPF (Jurnal Penelitian dan Pengembangan Pendidikan Fisika), vol. 6, no. 1, pp. 51 - 64, Jun. 2020.

I. Boimau, R. N. K. Mellu, & M. R. Manuain, “Rancang Bangun Alat Praktikum Viskometer Berbasis Android,” Wahana Fisika, vol. 5, no. 1, 2020.

A. Nuryaman, E. Mulyana, & R. Mardiati, “Rancang Bangun Prototipe Alat Pengukur Kecepatan Kendaraan Dengan Sensor Infra Merah,” SENTER: Seminar Nasional Teknik Elektro, 2017.

S. T. Juita dkk, “Penentuan koefisien restitusi benda menggunakan metode video tracking,” OPTIKA: Jurnal Pendidikan Fisika, vol. 4, no. 1, Juni 2020.

C. Douglas, “Giancoli Fisika Edisi Kelima Jilid 1,” Jakarta: Erlangga, 2001.

Sears & Zemansky, “Fisika Universitas Edisi kesepuluh Jilid 2,” Jakarta: Erlangga, 2001.

M. D. Kholifudin, “Menentukan Koefisien Restitusi Tumbukan dengan Analisis Konversi Sudut Penyimpangan,” Jurnal Penelitian Pembelajaran Fisika, vol. 10, no. 1, pp.64-69, 2019.