pengembangan alat peraga momen inersia berbasis …repository.uinjambi.ac.id/2310/1/tf 151101....
TRANSCRIPT
PENGEMBANGAN ALAT PERAGA MOMEN INERSIA BERBASIS ARDUINO UNO UNTUK PESERTA DIDIK DI
MADRASAH ALIYAH SWASTA ITTIKHADUL KHOIRIYAH MUARO JAMBI
SKRIPSI
RAHMA DAHLIA NIM: TF.151101
PROGRAM STUDI TADRIS FISIKA FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SULTHAN THAHA SAIFUDDIN JAMBI
2019
PENGEMBANGAN ALAT PERAGA MOMEN INERSIA BERBASIS ARDUINO UNO UNTUK PESERTA DIDIK DI
MADRASAH ALIYAH SWASTA ITTIKHADUL KHOIRIYAH MUARO JAMBI
SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Pendidikan
RAHMA DAHLIA NIM. TF.151101
PROGRAM STUDI TADRIS FISIKA FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SULTHAN THAHA SAIFUDDIN JAMBI
2019
PERSEMBAHAN
حیم حمن الر ســــــــــــــــــم الله الر ب
Yang Utama Dari Segalanya... Sembah sujud serta syukur kepada Allah SWT. Taburan cinta dan kasih sayang-
Mu telah memberikanku kekuatan, membekaliku dengan ilmu serta memperkenalkanku dengan cinta. Atas karunia serta kemudahan yang Engkau berikan akhirnya skripsi yang sederhana ini dapat terselesaikan. Sholawat dan
salam selalu terlimpahkan keharibaan Rasulullah SAW. Kupersembahkan karya sederhana ini kepada orang yang sangat Berarti
dihidupku, kucintai dan kusayangi. Abah dan Mama Tercinta
Sebagai tanda bakti, hormat, dan rasa terima kasih yang tiada terhingga kupersembahkan karya kecil ini kepada Abah (Arifin) dan Mama (Armiyah) yang
telah memberikan kasih sayang, segala dukungan, dan cinta kasih yang tiada terhingga yang tiada mungkin dapat kubalas hanya dengan selembar kertas yang bertuliskan kata cinta dan persembahan. Semoga ini menjadi langkah awal untuk membuat Abah dan Mama bahagia karna kusadar, selama ini belum bisa berbuat yang lebih. Untuk Abah dan Mama yang selalu membuatku menjadi orang yang
tidak pantang menyerah dan selalu menyirami kasih sayang, selalu mendoakanku, selalu menasehatiku menjadi lebih baik,
My Brother dan Sister Untuk Abangku (Satria Kamal, A.Md) dan adikku (Assyifa Feby Azzura), tiada
yang paling mengharukan saat kumpul bersama kalian, walaupun sering bertengkar tapi hal itu selalu menjadi warna yang tak akan bisa tergantikan,
terima kasih atas doa dan bantuan kalian selama ini, hanya karya kecil ini yang dapat aq persembahkan. Maaf aku yang masih saja merepotkan kalian, dan
belum bisa menjadi panutan yang baik untuk kalian. Terima kasihku atas cinta dan perlindungan yang kalian berikan untukku.
Dosen Pembimbing Tugas Akhirku... Bapak Boby Syefrinando, M. Si dan Bapak Adfal Afdala, M. Si selaku dosen pembimbing tugas akhir saya, terima kasih banyak pak.. saya sudah dibantu
selama ini, sudah dinasehati, saya tidak akan lupa atas bantuan dan kesabaran dari bapak . Terima kasih banyak, doakan saya agar bisa menjadi Dosen Fisika
juga . Seluruh Dosen Pengajar di Fakultas Tarbiyah dan Keguruan:
Terima kasih banyak untuk semua ilmu, didikan dan pengalaman yg sangat berarti yang telah kalian berikan kepada kami…
Staf Akademik : Semua staf akademik di Fakultas Tarbiyah dan Keguruan, terima kasih banyak
atas semua bantuan kalian… Teman – Teman Tadris Fisika Angkatan 2015 :
Terima kasih banyak untuk bantuan dan kerja samanya selama ini… Serta semua pihak yg sudah membantu selama penyelesaian Tugas Akhir ini...
” If you want to change different, start from your self”
MOTTO
یحب ولا تلقوا بأیدیكم إلى ٱلتھلكة وأحسنوا إن ٱ� وأنفقوا فى سبیل ٱ�
ٱلمحسنین(۱۹۵)
“Dan belanjakanlah (harta bendamu) di jalan Allah, dan janganlah kamu
menjatuhkan dirimu sendiri ke dalam kebinasaan, dan berbuat baiklah, karena
sesungguhnya Allah menyukai orang-orang yang berbuat baik”.
(QS. Al-Baqarah : 195) (Depag RI, 2009)
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah puji syukur kepada Allah SWT, Tuhan Yang Maha Kuasa
yang selalu memberikan limpahan nikmat dan berkah kepada kita, atas ridhonya
hingga skripsi ini dapat dirampungkan. Shalawat dan salam atas Nabi Muhammad
SAW pembawa risalah pencerahan dan risalah ilmu pengetahuan bagi manusia.
Penulisan skripsi ini dimaksudkan untuk memenuhi salah satu syarat
akademik guna mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan pada Fakultas Tarbiyah
dan Keguruan Universitas Islam Negeri Sulthan Thaha Saifuddin Jambi. Peneliti
menyadari sepenuhnya bahwa penyelesaian skripsi ini melibatkan pihak-pihak
yang telah memberikan motivasi baik moril maupun materil, tidak lupa pula
peneliti menyampaikan terima kasih dan penghargaan kepada :
1. Bapak Dr. H. Hadri Hasan, M.A, Selaku Rektor Universitas Islam
Negeri Sulthan Thaha Saifuddin Jambi.
2. Ibu Dr. Hj. Armida, M.Pd. Selaku Dekan Fakultas Tarbiyah Dan
Keguruan Universitas Islam Negeri Sulthan Thaha Saifuddin Jambi.
3. Bapak Boby Syefrinando, M.Si Selaku Ketua Program Studi Tadris
Fisika Fakultas Tarbiyah dan Keguruan Universitas Islam Negeri Sulthan
Thaha Saifuddin Jambi.
4. Bapak Boby Syefrinando, M.Si selaku Dosen Pembimbing I dan Bapak
Adfal Afdala, M.Si selaku pembimbing II yang telah meluangkan
waktunya dan mengarahkan penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
5. Bapak Vandri Ahmad Isnaini, M.Si, Zainal Hartoyo, S. Pd, M.Pd, dan
Ibu Rahmi Putri Wirman, M.Si selaku tim dosen validator yang telah
meluangkan waktu dalam penilaian Alat Peraga Momen Inersia Berbasis
Arduino Uno.
6. Bapak Indrawarta Wardana S.Si, M.Si, selaku ketua Laboratorium Fisika
Universitas Islam Negeri Sulthan Thaha Saifuddin Jambi sekaligus
sebagai pengarah dalam penyusunan skripsi ini.
7. Bapak dan ibu dosen Fakultas Tarbiyah dan Keguruan khususnya dosen
program Tadris Fisika atas ilmu dan pendidikan yang telah diberikan.
8. Bapak Ahmad Sarip,S. Pd.I selaku Kepala Sekolah dan Ibu Sri Rohayani,
S .Pd selaku Guru Mata Pelajaran Fisika yang telah memberikan izin
untuk mengadakan riset penelitian dan memberikan kemudahan kepada
penulis untuk memperoleh data di lapangan.
9. Orang tua dan keluarga yang telah memberikan motivasi dan doa tiada
henti hingga menjadi semangat pada diri penulis dalam menyelesaikan
skripsi ini.
10. Sahabat-sahabat Mahasiswa Tadris Fisika Angkatan 2015 yang telah
menjadi teman diskusi selama penyusunan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa penyusunan skripsi ini masih jauh dari kata
sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran ilmiah yang dapat membangun sangat
penulis harapkan demi penyempurnaan skripsi ini.
Akhirnya semoga Allah SWT berkenan membalas segala kebaikan dan amal
semua pihak yang telah membantu, semoga skripsi ini bermanfaat bagi
pemgembangan ilmu pengetahuan, amin Ya Robbal Alamin.
Jambi, 28 Mei 2019
Penulis
Rahma Dahlia NIM.TF151101
ABSTRAK
Nama : Rahma Dahlia Jurusan : Pendidikan Fisika Judul : Pengembangan Alat Peraga Momen Inersia Berbasis Arduino Uno
Untuk Peserta Didik di Madrasah Aliyah Swasta Ittihadul Khoriyah Muaro Jambi
Skripsi ini membahas tentang pengembangan alat peraga momen inersia
berbasis arduino uno. Mikrokontroler yang digunakan adalah modul arduino uno dan sensor TCRT5000. Dimana materi yang dipilih yaitu momen inersia. Penelitian ini termasuk penelitian dan pengembangan atau Research and Development (RND). Perancangan atau desain alat peraga momen inersia berbasis arduino uno menggunakan software fritzing. Kelayakan dan kesesuaian alat peraga momen inersia berbasis arduino uno ini dalam proses pembelajaran didapat dari hasil validitas ahli dengan mengajukan produk kepada 3 dosen Pendidikan Fisika UIN STS Jambi yang ahli dibidang pembuatan alat labor, dibidang media, dan ahli dibidang pratikum dan 1 guru mata pelajaran fisika di Madrasah Aliyah Swasta Ittihadul Khoiriyah Muara Jambi. Sedangkan implementasi dilapangan, produk digunakan oleh peserta didik kelas XI IPA di Madrasah Aliyah Swasta Ittihadul Khoiriyah Muara Jambi. Instrumen penelitian yang digunakan berupa angket yang berisikan pernyataan-pernyataan dengan beberapa indikator penilaian dan analisis data menggunakan skala likert. Hasil uji validitas ahli berdasarkan indikator penilaian secara keseluruhan diperoleh persentase 86,75% sehingga produk termasuk kriteria sangat layak untuk digunakan sebagai alat peraga dalam proses pembelajaran. Keberadaan alat ini dalam proses pembelajaran fisika mendapatkan respon yang sangat baik dari peserta didik dengan persentase rata-rata sebesar 90,25%. Hasil analisis percobaan dan kalibrasi nilai alat peraga momen inersia dan nilai teori momen inersia, error sebesar 34%. Berdasarkan hasil yang diperoleh maka dapat disimpulkan bahwa alat peraga momen inersia berbasis arduino uno dari aspek design media sudah layak digunakan sebagai alat percobaan, namun dari aspek konsep fisika yaitu momen inersia masih memerlukan perbaikan alat guna mendapatkan hasil error yang kecil. Kata Kunci: Alat Peraga, Momen Inersia, Arduino Uno dan Sensor TCRT5000.
ABSTRACT
Name : Rahma Dahlia Department : Physics Education Title : Development of Arduino Uno Based Moment of Inertia Teaching Aids For Students at the Private Madrasah Aliyah Ittihadul Khoiriyah Muaro Jambi
This thesis discusses the development of the moment of inertia props
based on Arduino Uno. The microcontroller used is the Arduino Uno module and TCRT 5000 sensor. Where the material chosen is the moment of inertia. This research includes research and development or Research and Development (RND). The design or design of moment inertia props based on Arduino Uno using Fritzing software. The feasibility and suitability of the arduino uno-based moment inertia props in the learning process are obtained from the results of expert validity by submitting products to 3 Physics Education lecturers at UIN STS Jambi who are experts in the manufacture of laboratories, media, and experts in physics and 1 physics teacher in the Private Aliyah Madrasah Ittihadul Khoiriyah Muara Jambi. While the implementation in the field, the product is used by students of class XI IPA at the Ittihadul Khoiriyah Private Aliyah Madrasah Muara Jambi. The research instrument used was a questionnaire containing statements with several indicators of assessment and data analysis using a Likert scale. The results of the expert validity test based on the overall assessment indicators obtained a percentage of 86.75% so that the products included criteria were very feasible to be used as teaching aids in the learning process. The existence of this tool in the process of learning physics gets a very good response from students with an average percentage of 90.25%. The results of experimental analysis and calibration of the moment inertia props value and moment inertia theory value, error of 34%. Based on the results obtained, it can be concluded that the moment inertia props based on Arduino Uno from the aspect of media design are feasible to be used as experimental tools, but from the aspect of physics concept, the moment of inertia still needs to be repaired to get a small error.
Keywords: Props, Moment of Inertia, Arduino Uno and TCRT 5000 Sensor.
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i
NOTA DINAS ........................................................................................................ ii
PENGESAHAN ..................................................................................................... iv
PERNYATAAN ORISINALITAS .......................................................................... v
PERSEMBAHAN .................................................................................................. vi
MOTTO ................................................................................................................ vii
KATA PENGANTAR .................................................................................................. viii
ABSTRAK ........................................................................................................................ x
ABSTRACT ..................................................................................................................... xi
DAFTAR ISI ................................................................................................................... xii
DAFTAR TABEL ......................................................................................................... xiv
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................................... xv
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................... xvii
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah ............................................................................. 1
B. Identifikasi Masalah .................................................................................... 3
C. Batasan Masalah .......................................................................................... 4
D. Rumusan Masalah ........................................................................................ 4
E. Tujuan dan Penggunaan Pengembangan .................................................. 4
F. Spesifikasi Produk yang Diharapkan ........................................................ 5
BAB II KAJIAN PUSTAKA
A. Konsep Pengembangan Model................................................................... 6
B. Kajian Teoretik............................................................................................. 6
C. Penelitian yang Relevan ............................................................................ 14
D. Kerangka Berpikir ..................................................................................... 15
BAB III METODE PENELITIAN
A. Tempat dam Waktu Penelitian ................................................................. 18
B. Model Pengembangan ............................................................................... 18
C. Prosedur Pengembangan ........................................................................... 18
D. Teknik Pengumpulan Data dan Analisis Data ....................................... 22
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Pengembangan Model ..................................................................... 25
B. Kelayakan Model ....................................................................................... 39
C. Pembahasan dan Hasil Penelitian ............................................................ 42
BAB V PENUTUP
A. Kesimpulan ................................................................................................. 52
B. Saran.. .......................................................................................................... 53
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................... 54
LAMPIRAN-LAMPIRAN ............................................................................................ 56
DOKUMENTASI ......................................................................................................... 106
KARTU BIMBINGAN SKRIPSI .............................................................................. 109
CURRICULUM VITAE ............................................................................................. 111
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1. Index Board Arduino ............................................................................ 11
Tabel 3.1. Kisi-Kisi Angket Ahli Media ................................................................ 20
Tabel 3.2. Kisi-Kisi Angket Ahli Materi ............................................................... 21
Tabel 3.3. Kriteria Nilai Oleh Responden .............................................................. 22
Tabel 3.4. Kriteria Tingkat Kelayakan Media dan Materi .................................... 23
Tabel 3.5. Interprestasi Skor Penilaian Menjadi Penyataan Kelayakan ................ 24
Tabel 4.1. Komponen-Komponen Alat Peraga ...................................................... 25
Tabel 4.2. Komponen Pendukung .......................................................................... 26
Tabel 4.3. Komponen Sensor TCRT5000 .............................................................. 38
Tabel 4.4. Komponen LCD .................................................................................... 38
Tabel 4.5. Data Percobaan Alat Peraga .................................................................. 44
Tabel 4.6. Data Hasil Respon Peserta Didik Terhadap Aspek Kesesuaian .......... 48
Tabel 4.7. Data Hasil Respon Peserta Didik Terhadap Aspek Kemudahan .......... 49
Tabel 4.8. Data Hasil Respon Peserta Didik Terhadap Aspek Kemenarikan ........ 50
Tabel 4.9. Data Rekapitulasi Persentase dari Ketiga Aspek .................................. 51
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 2.1. Tahap-Tahap Penggunaan Metode ...................................................... 6
Gambar 2.2. Modul Mikrokontroler Arduino ....................................................... 10
Gambar 2.3. Tampilan Program Arduino ............................................................. 13
Gambar 2.4. Bagan Kerangka Berpikir .................................................................. 17
Gambar 4.1. Desain Rangkaian Alat Peraga .......................................................... 26
Gambar 4.2. Rancangan Skema Alat peraga .......................................................... 26
Gambar 4.3. Arduino Uno ...................................................................................... 27
Gambar 4.4. USB ................................................................................................... 27
Gambar 4.5. Sensor TCRT5000 ............................................................................. 28
Gambar 4.6. LCD ................................................................................................... 28
Gambar 4.7. Akrilik .............................................................................................. 28
Gambar 4.8. Katrol Meja ....................................................................................... 29
Gambar 4.9. Beban Gantung .................................................................................. 29
Gambar 4.10. Adabtor ............................................................................................ 29
Gambar 4.11. Kabel Jumper .................................................................................. 29
Gambar 4.12. Papan PCB ...................................................................................... 30
Gambar 4.13. Lem Tembak .................................................................................. 30
Gambar 4.14. Solder .............................................................................................. 30
Gambar 4.15. Timar Solder .................................................................................... 30
Gambar 4.16. Tempat Komponen Alat .................................................................. 31
Gambar 4.17. Proses Pengeboran Alat ................................................................... 31
Gambar 4.18. Proses Penyolderan Alat.................................................................. 32
Gambar 4.19. Persetujuan Instalasi ....................................................................... 33
Gambar 4.20. Pilihan Instalasi ............................................................................... 33
Gambar 4.21. Instalasi Folder ................................................................................ 33
Gambar 4.22. Proses Extract .................................................................................. 34
Gambar 4.23. Tampilan Awal Software ................................................................ 34
Gambar 4.24. Software Ide Arduino ...................................................................... 34
Gambar 4.25. Menu Bar Tools Board ................................................................... 35
Gambar 4.26. Menu Bar Tools Serial Pont ............................................................ 35
Gambar 4.27. Bias Sensor TCRT5000 ................................................................... 38
Gambar 4.28. Grafik Hasil Skor Jawabam Uji Ahli .............................................. 41
Gambar 4.29. Diagram Periode .............................................................................. 44
Gambar 4.30. Diagram Kecepatan Sudut ............................................................... 44
Gambar 4.31. Diagram Momen Inersia.................................................................. 45
Gambar 4.32. Diagram Error ................................................................................. 46
Gambar 4.33. Rekapitulasi Persentase dari Tiga Aspek ........................................ 51
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran Halaman Angket Validasi Alat Peraga .................................................................................. 57
Angket Validasi Modul .......................................................................................... 60
Angket Validasi Media .......................................................................................... 63
Angket Validasi Respon Guru .............................................................................. 67
Analisis Data Interpretasi Skor Uji Validasi Ahli .................................................. 71
Rekapitulasi Interpretasi Skor Uji Validasi Ahli ................................................... 75
Daftar Nama-Nama Responden Uji Validasi ......................................................... 75
Daftar Nama-Nama Peserta Didik di MAS Ittihadul Khoiriyah ........................... 76
Analisis Data Interpretasi Skor Respon Peserta Didik ........................................... 77
Analisis Data Angket Peserta Didik Setiap Aspek ................................................ 87
Rekapitulasi Presentase Skor Jawaban Angket ...................................................... 88
Modul Pratikum .................................................................................................... 89
Script Final Alat ..................................................................................................... 95
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Perkembangan ilmu sains tidak hanya ditandainya dengan adanya kumpulan
fakta saja, tetapi juga ditandai dengan munculnya metode ilmiah, nilai, dan sikap
ilmiah(Departemen Pendidikan Nasional, 2007). Perkembangan tersebut
menunjukan bahwa pembelajaran sains tidak cukup hanya menerangkan konsep
saja, seperti pembelajaran sains yang secara konvensional terjadi di Indonesia,
tetapi pembelajaran sains juga harus mengajarkan metode ilmiah, nilai, dan sikap
ilmiah yang harus dimiliki peserta didik. Kita perlu merujuk kepada hakikat sains
terlebih dahulu untuk melakukan pembelanjaran sains.
Departemen Pendidikan Nasional,( 2007) mengemukakan bahwa, “hakikat sains meliputi empat unsur, yaitu produk, proses, aplikasi, dan sikap. Agar hakikat sains tersebut diatas tercapai, maka pembelajaran sains perlu memasukan keempat unsur tersebut dalam pembelajarannya”. (Departemen Pendidikan Nasional, 2007) Pembelajaran sains perlu menyampaikan produk sains, yang berupa fakta, prinsip, teori, dan hukum dengan prosedur yang sesuai dengan metode ilmiah yang kemudian dapat diterapkan dikehidupan sehari-hari berdasarkan pada sikap sains yang dimiliki peserta didik. Hasil survei PISA (Programme for International Student Assessment)
(Kemendikbud, 2016), memperlihatkan kemampuan sains peserta didik pada
suatu negara. Survei PISA dilakukan berdasarkan kemampuan membaca,
kemampuan matematika, kemampuan sains, dan problem solving. Survei PISA
tahun 2015 menyebutkan bahwa kemampuan sains peserta didik di Indonesia
berada dibawah rata-rata standar OECD. Nilai sains rata-rata OECD adalah 493,
sedangkan nilai rata-rata kemampuan sains pelajar Indonesia adalah 403. Hasil
survei PISA tahun 2015 menunjukan bahwa kemampuan sains pelajar di
Indonesia masih lemah. Peserta didik memerlukan sebuah metode baru agar
materi dapat diterima dengan jelas serta proses pembelajaran tidak terkesan
monoton dan membosankan, secara spesifik peserta didik menyatakan
membutuhkan sebuah alat peraga agar dapat mengetahui konsep dengan jelas.
Berdasarkan wawancara yang di lakukan di MAS Ittikhadul Khoiriyah
Muara Jambi yang dilaksanakan pada tanggal 18 Januari 2019 bahwa hasil dari
wawancara dengan guru fisika MAS Ittikhadul Khoiriyah Muara Jambi,
pembelajaran fisika khususnya pada materi momen inersia masih dilakukan
dengan metode ceramah dan materi momen inersia hanya menjadi sebuah materi
yang bersifat hafalan karena juga tidak adanya ketersediaan alat peraga yang
sesuai untuk materi momen inersia di MAS Ittikhadul Khoiriyah Muara Jambi.
Dan dari hasil wawancara dengan peserta didik pun menyatakan pembelajaran
fisika adalah pembelajaran yang sulit untuk dipahami khususnya pada materi
momen inersia. Peserta didik sulit untuk memahami bahwa konsep momen
inersia adalah konsep yang muncul pada gerak rotasi, dan pembelajaran momen
inersia seharusnya memerlukan suatu alat peraga agar konsep abstrak tersebut
menjadi nyata di MAS Ittikhadul Khoiriyah Muara Jambi .
Menurut (A Arsyad, 2011), pemakaian media pembelajaran dalam proses
mengajar dapat membangkitkan keinginan dan minat baru, membangkitkan
motivasi dan rangsangan kegiatan belajar, serta membawa pengaruh-pengaruh
psikologis terhadap peserta didik. Menurut (Depdiknas, 2004), Media
pembelajaran dapat mengatasi keterbatasan yang dimiliki siswa, memungkinkan
adanya interaksi langsung antara siswa dan lingkungannya, dapat menanamkan
konsep dasar yang benar dan mampu mengembangkan sikap ilmiah. Pemakaian
media pembelajaran akan mempermudah guru dalam menyampaikan materi dan
siswa dalam mempelajari materi momen inersia.
Media pembelajaran untuk materi momen inersia sudah pernah
dikembangkan pada beberapa penelitian. Penelitian pertama dilakukan oleh
Hendar Sudrajat. Media yang dikembangkan Hendar berupa meja rotasi. Meja
rotasi yang dikembangkan Hendar hanya menunjukan besarnya momen inersia
pada benda kontinue, dan besarnya momen inersia dengan mesin atwood.
Penelitian selanjutnya dilakukan oleh (Zulirfan, dkk, 2011). Alat yang dibuat oleh
Zulirfan , Ersa Desmelinda, Hendar Sudrajad,ini memiliki ketelitian yang sangat
lemah karena hanya menggunakan stopwatch. Selain itu alat tersebut tidak
mampu menunjukan besaran besaran yang mempengaruhi momen inersia. Dari
penelitian di atas dapat disimpulkan bahwa keakuratan alat peraga momen inersia
perlu ditingkatkan dan alat peraga tersebut harus bisa menjelaskan besaran
besaran yang mempengaruhi momen inersia. Peningkatan keakuratan pengukuran
alat peraga dapat dilakukan secara otomatis, salah satu perangkat yang dapat
digunakan untuk membuat otomatis pencacahan waktu adalah Arduino Uno.
Pengembangan media pembelajaran momen inersia sangat diperlukan,
adapun yang perlu dikembangkan yaitu keakuratan dalam pengukurannya dan
alat peraga yang mampu menjelaskan besaran besaran yang mempengaruhinya.
Arduino merupakan salah satu sistem yang dapat digunakan untuk
mengembangkan alat peraga momen inersia ini dengan kelebihan-kelebihan yang
dimilikinya.
Berdasarkan uraian dari permasalahan diatas, maka penulis tertarik untuk
melakukan penelitian yang berjudul:“PENGEMBANGAN ALAT PERAGA
MOMEN INERSIA BERBASIS ARDUINO UNO UNTUK PESERTA
DIDIK DI MADRASAH ALIYAH SWASTA ITTIKHADUL KHOIRIYAH
MUARO JAMBI ”.
B. Identifikasi Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan, maka dapat diidentifikasi
permasalahannya, yaitu antara lain :
1. Kemampuan pembelajaran fisika peserta didik masih lemah.
2. Momen Inersia merupakan materi yang sangat sulit untuk dipahami oleh
peserta didik.
3. Kurangnya media pembelajaran tentang konsep momen inersia.
4. Sulitnya memperoleh alat peraga momen inersia yang sesuai.
C. Batasan Masalah
Mengingat sebuah penelitian harus terfokuskan, maka sebuah penelitian
harus dibatasi. Adapun batasan masalah dari penelitian ini, antara lain:
1. Alat peraga yang dikembangkan adalah alat dengan sensor TCRT5000
untuk meningkatkan keakuratan pengukuran.
2. Alat peraga yang dikembangkan adalah alat peraga momen inersia dengan
variasi jari-jari cakram, massa cakram, dan massa beban gantung.
D. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang pada penelitian ini, maka permasalahan dalam
penelitian ini dapat dirumuskan sebagai berikut ini, antara lain:
1. Bagaimana cara mengembangkan alat peraga momen inersia berbasis
Arduino Uno?
2. Bagaimana kualitas alat peraga momen inersia berbasis Arduino Uno?
3. Bagaimana respon peserta didik dan keterlaksanaan alat peraga momen
inersia berbasis Arduino Uno?
E. Tujuan dan Kegunaan Pengembangan
1. Tujuan yang ingin dicapai melalui penelitian ini adalah sebagai berikut:
a. Menghasilkan alat peraga momen inersia berbasis Arduino Uno.
b. Mengetahui kualitas alat peraga momen inersia berbasis Arduino Uno.
c. Mengetahui respon peserta didik dan keterlaksanaan alat peraga momen
inersia berbasis Arduino Uno.
2. Kegunaan penelitian ini adalah :
a. Bagi siswa, alat peraga ini dapat digunakan sebagai sarana mempelajari
konsep momen inersia.
b. Bagi guru, alat peraga ini dapat menambah media pembelajaran
sehingga pembelajaran yang berjalan tidak cenderung menoton.
c. Bagi peneliti, alat peraga ini dapat diteliti untuk dikembangkan menjadi
lebih sempurna.
F. Spesifikasi Produk yang Diharapkan
Dalam penelitian ini produk diharapkan bisa membantu memudahkan guru
menjelaskan materi dengan menggunakan alat peraga yang bisa mengukur
percepatan sudut dan bisa menentukan nilai momen inersia dengan menggunakan
alat peraga momen inersia berbasis arduino uno yang sudah di rancang dan
dilengkapi dengan sensor TCRT5000. Peserta didik pun diharapkan akan mudah
memahami materi pelajaran yang disampaikan guru, terutama pada materi
momen inersia, produk ini diharapkan juga bisa digunakan untuk alat pratikum
pada materi momen inersia. Alat peraga ini diharapkan dibuat dengan teliti
dengan memperhatikan kesesuaian alat dengan materi, kemudahan pemakaian
alat,dan kemenarikan alat peraga. Sehingga pembelajaran pada materi momen
inersia akan lebih efektif dengan adanya pengembangan alat peraga fisika momen
inersia berbasis Arduino Uno ini.
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
A. Konsep Pengembangan Model
Menurut (Sugiyono, 2012), metode penelitian dan pengembangan
(Reseacrh and Development) adalah metode penelitian yang digunakan untuk
menghasilkan produk tertentu, dan menguji keefektifan produk tersebut. Dalam
penelitian ini desain pengembangan yang digunakan adalah model yang
dikembangkan oleh (Borg and Gall, 1989). Penggunaan model ini diadaptasi
sesuai dengan kebutuhan penelitian ini dan sesuai dengan objek serta karakteristik
produk yang akan dikembangkan. Penelitian penggunaan Metode ini
disederhanakan menjadi tujuh tahapan yaitu hanya pada tahap revisi produk.
Langkah-langkahnya dapat dilihat pada skema berikut:
Gambar 2. 1. Tahap-tahap penggunaan Metode (Reseacrh and Development)
menurut (Borg and Gall, 1989)
B. Kajian Teoretik
1. Pengembangan
Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia, Pengembangan diartikan
proses, cara, perbuatan mengembangkan. Menurut (Sugiyono, 2012), metode
penelitian dan pengembangan adalah metode penelitian yang digunakan untuk
menghasilkan produk tertentu dan menguji keefektifan produk tersebut.
Menurut (Asnawir, 2002), pengertian pengembangan media pembelajaran yang
Potensi dan Masalah
Pengumpulan Data
Desain Produk
Uji Coba Produk
Revisi Desain Validasi Desain
Revisi Produk
dimaksud adalah suatu usaha penyusunan program media pembelajaran yang
lebih tertuju pada perencanaan media. Menurut (Alim Sumarno, 2012),
pengembangan memusatkan perhatiannya tidak hanya pada analisis kebutuhan,
tetapi juga isu-isu luas tentang analisis awal-akhir, seperti analisis kontekstual.
Pengembangan bertujuan untuk menghasilkan produk berdasarkan temuan-
temuan uji lapangan.
Metode Research And Development ( penelitian dan pengembangan )
dapat diartikan sebagai suatu proses atau langkah-langkah untuk
mengembangkan suatu produk baru atau menyempurnakan produk yang telah
ada. Berdasarkan beberapa pendapat diatas maka pengembangan merupakan
suatu penelitian yang terencana digunakan untuk menghasilkan suatu produk
tertentu dengan tujuan untuk menguji keefektifan produk supaya dapat
berfungsi di masyarakat luas.
2. Media Pembelajaran
Media berasal dari bahasa latin yang merupakan bentuk jamak dari
medium yang secara harfiah berarti perantara. Makna tersebut dapat diartikan
sebagai alat komunikasi yang digunakan untuk membawa suatu informasi dari
suatu sumber kepada penerima (Arief Sadiman, 2006). Kemudian (Zainiyati,
2017), yang menyatakan bahwa media adalah segala bentuk fisik yang dapat
menyampaikan pesan dari pengirim ke penerima sehingga merangsang pikiran,
perasaan, perhatian dan minat serta kemauan peserta didik sedemikian rupa
sehingga proses belajar terjadi dalam rangka mencapai tujuan pembelajaran
secara efektif. Media merupakan alat yang memungkinkan peserta didik untuk
mengerti dan memahami sesuatu dengan penyampaian materi pelajaran dengan
cara tatap muka dan ceramah tanpa alat bantu dan media pembelajaran
(Rusman, 2013).
Berdasarkan pengertian media pembelajaran di atas dapat disimpulkan
bahwa media pembelajaran merupakan alat bantu dalam penyampaian pesan
atau informasi pembelajaran kepada siswa dan dapat meningkatkan keefektifan
proses pembelajaran.
3. Alat Peraga
(Nana Sudjana,2009), Mengemukakan bahwa alat peraga adalah suatu alat yang diserap oleh mata dan telinga dengan tujuan membantu guru agar proses belajar mengajar peserta didik lebih efektif dan efesien. Sedangkan Menurut (Faizal,2010), mendefinisikan alat peraga pendidikan sebagai instrumen audio maupun visual yang digunakan untuk membantu proses pembelajaran menjadi lebih menarik dan mengakibatkan minat peserta didik dalam mendalami suatu materi. Ada enam fungsi pokok dari alat peraga dalam proses belajar
mengajar yang dikemukakan oleh (Nana Sudjana, 2002), yaitu:
a. Penggunaan alat peraga dalam proses belajar mengajar bukan merupakan
fungsi tambahan tetapi mempunyai fungsi tersendiri sebagai alat bantu
untuk mewujudkan situasi belajar mengajar yang efektif.
b. Penggunaan alat peraga merupakan bagian yang integral dari keseluruhan
situasi mengajar.
c. Alat peraga dalam pengajaran penggunaannya integral dengan tujuan dan
isi pelajaran.
d. Alat peraga dalam pengajaran bukan semata-mata alat hiburan atau
bukan sekedar pelengkap.
e. Alat peraga dalam pengajaran lebih diutamakan untuk mempercepat
proses belajar mengajar dan membantu siswa dalam menangkap
pengertian yang diberikan guru. Penggunaan alat peraga dalam
pengajaran diutamakan untuk mempertinggi mutu belajar mengajar.
Dalam proses pembelajaran alat peraga dipergunakan dengan tujuan
membantu guru agar proses belajar mengajar lebih efektif dan efisien. Selain
itu penggunaan alat peraga dalam pembelajaran fisika juga dimaksudkan agar
pesertaa didik tertarik, senang dan mudah memahami konsep yang terkandung
di dalamnya serta menantang kesanggupan berpikir peserta didik yang
akhirnya peserta didik tidak takut dengan mata pelajaran fisika.
Prinsip-prinsip penggunaan alat peraga menurut (Nana Sudjana, 2002)
adalah:
a. Menentukan alat peraga dengan tepat dan sesuai dengan tujuan serta
bahan pelajaran yang diajarkan.
b. Menetapkan dan memperhitungkan subyek dengan tepat, perlu
diperhitungkan apakah alat peraga itu sesuai dengan tingkat kematangan
dan kemampuan peserta didik.
c. Menyajikan alat peraga dengan tepat, tehnik dan metode penggunaan alat
peraga dalam pengajaran harus sesuai dengan tujuan, metode, waktu, dan
sarana yang ada.
4. Momen Inersia
Momen inersia adalah ukuran resistansi kelembaman sebuah benda
terhadap perubahan dalam gerak rotasi. Momen inersia ini tergantung pada
distribusi massa benda relatif terhadap sumbu rotasi. Momen inersia adalah
sifat benda, seperti massa yang merupakan sifat benda yang mengukur
kelembamannya terhadap perubahan dalam gerak translasi (Paul A. Tipler,
1998).
Rumus Momen Inersia:
Keterangan :I = Momen Inersia ( Kg m2 )
M = Massa Benda ( Kg )
R = Jari-Jari atau Jarak Massa Kesumbu Putar ( m )
Turunan Rumus Momen Inersia:
I = M . R2
= ∫ 𝑟 ² P
dm
= ∫ 𝑟 ²𝜌 r dr d𝜃 dz
= 𝜌 ∫ 𝑟 P
3 dr d𝜃 dz
= 𝜌 ∫ 𝑟𝑟0 P
3 dr ∫ d𝜃2𝜋0 ∫ d𝑧2
0
= 𝜌 14 r 4 | . 2𝜋0
𝑟 . z
= 𝜌 14 r 4 2𝜋 . z
= 12 . 12 . r 4 . 𝜌 . R2 . R2 . 2𝜋 .z
= 12 . R2 . M
I = M . R2
𝜌. 12 . R2. 2𝜋 .z
= 12 . R2 . M
Momen Inersia
Dalam momen inersia terdapat juga torsi, torsi merupakan ukuran
kuantitatif dari kecenderungan sebuah gaya untuk menyebabkan atau
mengubah gerak rotasi dari suatu benda (Hugh D. Young, Roger A. Freedman,
2002). (Paul A. Tipler, 1998), menyatakan bahwa hasil kali sebuah gaya
dengan lengannya dinamakan torsi. Hubungan antara torsi dan momen inersia
dapat kita analogika dari hukum kedua Newton. Persamaan dari analogi
tersebut adalah
5. Arduino Uno
Menurut (Heri Andrianto & Aan Darmawan, 2016), Arduino Uno
adalah suatu perangkat elektronik berbasis mikrokontroler yang fleksibel dan
open-source, perangkat keras dan perangkat lunaknya mudah digunakan Untuk
bentuk fisik dari Arduino Uno bisa dilihat pada gambar berikut :
Gambar 2.2. Modul Mikrokontroler Arduino Uno (Heri Andrianto & Aan
Darmawan, 2016).
Arduino juga bisa diartikan sebagai pengendali mikro single-board
yang bersifat open-source dan dirancang untuk memudahkan penggunaan
elektronik dalam berbagai bidang. Hardware dalam arduino memiliki prosesor
Atmel AVR dan menggunakan software dan bahasa sendiri. Arduino uno ini
dapat dimanfaatkan untuk mewujudkan rangkaian elektronik dari yang
I = 12 . M. R2
τ = I .α
sederhana hingga yang kompleks. Pengendalian LED hingga pengontrolan
robot dapat diimplementasikan dengan menggunakan papan berukuran relatif
kecil ini (B.Gustomo, 2015).
Mikrokontroler Atmega 328 Tegangan pengoperasian 5 V
Tegangan Input yang disarankan
7 – 12 V
Batas tegangan input 6 – 20 V Jumlah pin I/O digital 14( 6diantaranya menyediakan
keluaran PWM) Jumlah pin input analog 6
Arus DC tiap pin I/O 40 mA Arus DC untuk pin 3,3 V 50 mA
Memori Flash 32KB (Atmega328), sekitar 0,5KB digunakan oleh
bootloader SRAM 2KB (Atmega328)
EEPROM 1KB (Atmega328) Clock Speed 16 MHz
Sumber (B.Gustomo, 2015)
Tabel 2.1 Index Board Arduino Uno
a. Hardware
Hardware dalam arduino memiliki beberapa jenis, yang
mempunyai kelebihan dan kekurangan dalam setiap papannya. Penggunaan
jenis arduino disesuaikan dengan kebutuhan, hal ini yang akan
mempengaruhi dari jenis prosessor yang digunakan. Jika semakin kompleks
perancangan dan program yang dibuat, maka harus sesuai pula jenis
kontroler yang digunakan, yang membedakan antara arduino yang satu
dengan yang lainnya adalah penambahan fungsi dalam setiap boardnya dan
jenis mikrokontroler yang digunakan. Hardware arduino uno memilki
spesifikasi sebagai berikut:
1) 13 pin IO Digital (pin 0–13)
Sejumlah pin digital dengan nomor 0–13 yang dapat dijadikan
input atau output yang diatur dengan cara membuat program IDE.
2) 6 pin Input Analog (pin 0–5)
Sejumlah pin analog bernomor 0–5 yang dapat digunakan untuk
membaca nilai input yang memiliki nilai analog dan mengubahnya ke
dalam angka antara 0 dan 1,2,3.
3) 6 pin Output Analog (pin 3, 5, 6, 9, 10 dan 11)
Sejumlah pin yang sebenarnya merupakan pin digital tetapi
sejumlah pin tersebut dapat diprogram kembali menjadi pin output
analog dengan cara membuat programnya pada IDE.
Papan Arduino Uno dapat mengambil daya dari USB port pada
komputer dengan menggunakan USB charger atau dapat pula mengambil
daya dengan menggunakan suatu AC adapter dengan tegangan 9 volt. Jika
tidak terdapat power supply yang melalui AC adapter, maka papan Arduino
akan mengambil daya dari USB port. Tetapi apabila diberikan daya melalui
AC adapter secara bersamaan dengan USB port maka papan Arduino akan
mengambil daya melalui AC adapter secara otomatis.
b. Software
Software arduino yang digunakan adalah driver dan IDE, walaupun
masih ada beberapa software lain yang sangat berguna selama
pengembangan arduino. Integrated Development Environment (IDE), suatu
program khusus untuk suatu komputer agar dapat membuat suatu rancangan
atau sketsa program untuk papan Arduino. IDE arduino merupakan software
yang sangat canggih ditulis dengan menggunakan java. IDE arduino terdiri
dari:
1) Editor Program
Sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis dan
mengedit program dalam bahasa processing. 9
2) Compiler
Berfungsi untuk kompilasi sketch tanpa unggah ke board bisa
dipakai untuk pengecekan kesalahan kode sintaks sketch. Sebuah
modul yang mengubah kode program menjadi kode biner
bagaimanapun sebuah mikrokontroler tidak akan bisa memahami
bahasa processing.
3) Uploader
Berfungsi untuk mengunggah hasil kompilasi sketch ke board
target. Pesan error akan terlihat jika board belum terpasang atau
alamat port COM belum terkonfigurasi dengan benar. Sebuah modul
yang memuat kode biner dari komputer ke dalam memory didalam
papan arduino.
c. Program Arduino Ide
Kode Program Arduino biasa disebut sketch dan dibuat
menggunakan bahasa pemrograman C. Program atau sketch yang sudah
selesai ditulis di Arduino IDE bisa langsung dicompile dan diupload ke
Arduino Board. Secara sederhana, sketch dalam Arduino dikelompokkan
menjadi 3 blok. (Seperti gambar berikut).
Gambar 2.3 Tampilan Program Arduino Uno (Heri Andrianto & Aan
Darmawan, 2016)
Sketch dalam Arduino dikelompokkan menjadi 3 blok yaitu :
1) Header
Pada bagian ini biasanya ditulis definisi-definisi penting yang
akan digunakan selanjutnya dalam program, misalnya penggunaan
library dan pendefinisian variable. Code dalam blok ini dijalankan
hanya sekali pada waktu compile.
2) Setup
Di sinilah awal program Arduino berjalan, yaitu di saat awal, atau
ketika power on Arduino board. Biasanya di blok ini diisi penentuan
apakah suatu pin digunakan sebagai input atau output, menggunakan
perintah pinMode. Initialisasi.
3) Loop
Blok ini akan dieksekusi secara terus menerus. Apabila program
sudah sampai akhir blok, maka akan dilanjutkan dengan mengulang
eksekusi dari awal blok. Program akan berhenti apabila tombol power
Arduino di matikan. Di sinilah fungsi utama program Arduino kita
berada.
Hanya ada dua kemungkinan nilai digital Write yaitu HIGH atau
LOW yang sebetulnya adalah nilai integer 1 atau 0. Lampu LED yg ada di
Arduino board kita akan kelap-kelip. Sekedar informasi, sebuah LED telah
disediakan di board Arduino Uno dan disambungkan ke pin 13. Selain blok
(setup) dan (loop) di atas kita bisa mendefinisikan sendiri blok fungsi sesuai
kebutuhan (Heri Andrianto & Aan Darmawan, 2016).
C. Penelitian Yang Relevan
Penelitian yang memiliki relevansi yang sama dengan penelitian yang peneliti
lakukan yaitu penelitian terdahulu yang menjadi pendukung kevalidtan penelitian
ini:
1. Berdasarkan penelitian (Sukindar, 2017), dari Universitas Sunan Kalijaga
Yogyakarta yang penelitiannya berjudul Pengembangan alat Peraga Momen
Inersia berbasis Arduino Uno untuk peserta didik kelas XI Hasil yang
diperoleh dari Penelitian ini adalah 1) peneliti berhasil mengembangkan
alat peraga fisika momen inersia berbasis Arduino UNO beserta Lembar
Kerja Peserta Didik dan Panduan Alat Peraga Momen Inersia untuk Guru
2) alat peraga momen inersia berbasis Arduino UNO masuk ke dalam
kategori Sangat Baik berdasarkan penilaian dari ahli materi, ahli media,
dan guru dengan skor rata-rata 3,38, 3,69, dan 3,58. 3) respon peserta
didik terhadap alat peraga fisika momen inersia berbasis Arduino UNO
masuk dalam kategori Setuju dengan skor rata-rata 0,97 dan memiliki
keterlaksanaan yang menunjukan bahwa alat peraga momen inersia
berbasis Arduino UNO dapat digunakan untuk pembelajaran konsep
momen inersia pada kelas XI SMA/MA.
2. Penelitian (Siska Dewi, 2011), dari Universitas Lampung yang
penelitiannya berjudul Pengembangan Alat Peraga Pembelajaran Berbasis
Teknologi Murah Materi Radiasi Kalor dan Tekanan Hidrostatik dari hasil
belajar siswa menggunakan alat peraga dan LKS sebesar 3,61 yang dalam
pernyataan kualitas hasil belajar sangat baik. Diketahui pula kemenarikan
alat peraga dan LKS sebesar 3,32 yang menyatakan sangat menarik dan
kemudahan penggunaan alat peraga dan LKS sebesar 3,17 yang menyatakan
mudah.
Berdasarkan dari kedua studi relevan diatas adapun yang menjadi persamaan
penelitian ini dengan penelitian sebelumnya yaitu penelitian ini sama-sama
menggunakan penelitian R&D (Research and Development). Dan untuk
menjadikan pembelajaran yang terjadi di dalam kelas dapat berlangsung dengan
baik (efektif, efisien, dan menarik).
D. Kerangka Berpikir
Pembelajaran merupakan usaha yang dilakukan guru dalam mengelola
kegiatan belajar dalam mencapai tujuan pembelajaran. Hal ini manjadi
pertimbangan untuk mengembangkan media pembelajaran dan tujuan dari mata
pelajaran fisika adalah agar peserta didik dapat menguasai materi fisika.
Kemudian diketahui faktor pembelajaran fisika berdasarkan observasi.
Berdasarkan faktor pembelajaran fisika di sekolah diketehui kondisi
penyelenggaraan pembelajaran dan kondisi hasil belajar siswa untuk pelajaran
fisika khususnya untuk materi momen inersia.
Setelah itu dilakukan penelitian di MAS Ittikhadul Khoiriyah Muaro Jambi
untuk mengungkapkan kebutuhan pembelajaran pada materi momen inersia
berdasarkan analisis kebutuhan yang telah dilakukan. penelitian pertama
dilakukan dengan melakukan observasi dan wawancara langsung dan
menghasilkan identifikasi kebutuhan, yaitu dibutuhkannya sumber belajar peserta
didik berupa alat peraga untuk materi momen inersia berbasis arduino uno.
Pengembangan dilakukan berdasarkan identifikasi kebutuhan yaitu dengan
pembuatan alat peraga berbasis arduino uno yang dibuat agar memudahkan
peserta didik memahami konsep momen inersia. Kemudian dilakukan verifikasi
terhadap alat peraga dengan menguji langsung alat peraga. Kemudian dilakukan
verifikasi pula terhadap penggunaan alat peraga oleh penggguna, ahli materi dan
ahli desain sehingga alat peraga dapat dioperasionalkan dan peserta didik dapat
menarik kesimpulan dari percobaan yang dilakukan. Selain itu, dalam proses ini
peneliti menggunakan teknik pengambilan data berupa angket untuk mengetahui
pula kemenarikan dan kemudahan alat peraga. Setelah dilakukan penelitian kedua
ini maka diperoleh rumusan hasil penelitian. Rumusan hasil penelitian berupa
saran perbaikan, kemudian dilakukan perbaikan-perbaikan sehingga dapat
dihasilkan produk berupa alat peraga fisika momen inersia sebagai alat peraga
pembelajaran berbasis arduino uno yang sesuai dengan tujuan pengembangan.
Dengan melakukan percobaan menggunakan alat peraga momen inersia hasil
pengembangan ini, peserta didik akan lebih memahami konsep mengenai materi
momen inersia karena dengan menggunakan alat peraga ini juga peserta didik
akan belajar lebih aktif dengan melakukan percobaan langsung. Percobaan
langsung yang dilakukan dan dilihat peserta didik merupakan pemberian
informasi yang efektif sehingga pembelajaran peserta didik dari segi kognitif,
afektif, dan psikomotor dapat lebih baik.
Berdasarkan uraian kerangka pemikiran diatas dapat dibuat bagan kerangka
pemikiran sebagai berikut :
Gambar 2.4 Bagan Kerangka Berpikir
Tujuan Mata Pelajaran Fisika
Observasi Faktor Pembelajaran Fisika
Kondisi Hasil Pembelajaran
Kondisi penyelenggaraan
pembelajaran
Riset 1:
Mengungkapkan kebutuhan berdasarkan
analisis kebutuhan
Identifikasi kebutuhan :
1. Alat peraga pembelajaran untuk materi momen inersia
2. Sumber daya berbasis Arduino Uno
Pengembangan sebagai pemenuhan kebutuhan :
Alat peraga momen inersia
Riset 2 : Dengan tujuan : - Verifikasi alat peraga oleh
pengguna
Desain penelitian
Rumusan hasil riset (rekomendasi perbaikan)
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Tempat dan Waktu Peneliti
Penelitian ini dilaksanakan di Madrasah Aliyah Swasta Ittikhadul
Khoiriyah Muara Jambi. Objek penelitian ini adalah peserta didik di Madrasah
Aliyah Swasta Ittikhadul Khoiriyah Muara Jambi kelas XI IPA. Waktu penelitian
ini dilaksanakan pada hari Selasa, 14 Mei 2019 pada mata pelajaran fisika materi
momen inersia .
B. Model Pengembangan
Model pengembangan yang peneliti gunakan adalah model Desain
pengembangan yang diadaptasi dari model yang dikembangkan oleh (Borg and
Gall, 1989). Desain produk awal dalam penelitian ini berupa media pembelajaran
fisika, berbentuk alat peraga yang dikembangkan melalui aplikasi yang berbasis
arduino uno.
Penelitian ini bersifat penelitian Research and Development (R&D) yang
merupakan metode penelitian yang digunakan untuk menghasilkan produk
tertentu, dan menguji keefektifan produk tersebut (Sugiyono, 2012). Penelitian ini
difokuskan pada pengembangan media pembelajaran berbentuk alat peraga yang
dibuat menggunakan aplikasi yang berbasis arduino uno yang tujuannya agar
peserta didik dapat mudah memahami materi momen inersia.
C. Prosedur Pengembangan
1. Tahap Perancangan
a. Analisis Kebutuhan
Analisis kebutuhan dilakukan sebagai bentuk kegiatan pengumpulan
data dari berbagai sumber informasi untuk menemukan masalah yang
terjadi dalam kegiatan pembelajaran. Permasalah yang ditemukan harus
ditunjukkan secara empiris dan faktual, agar kemudian perlu
dikumpulkan berbagai informasi sebagai bahan pembuatan produk
tertentu yang diharapkan mampu memecahkan masalah tersebut. Analisis
kebutuhan juga dilakukan untuk menemukan berbagai literatur atau
landasan untuk memperkuat suatu produk yang diusulkan sebagai solusi
pemecahan masalah.
b. Penyusunan Garis Besar Isi Media (GBIM) dan Jabaran Materi (JM)
Dari data yang diperoleh pada saat studi pendahuluan, kemudian
dilakukan penyusunan GBIM dan JM. GBIM dan JM merupakan acuan
utama dalam tahap pengembangan media dan sumber belajar.Komponen
utama dalam penyusunan GBIM dan JM adalah standar kompetensi,
kompetensi dasar, pendekatan pembelajaran, evaluasi hasil belajar, serta
referensi.
2. Tahap Produksi
Pembuatan produk dibagi menjadi 3 (tiga) tahap, yaitu persiapan,
pelaksanaan, dan penyelesaian.Persiapan meliputi merumuskan tujuan
pembelajaran, aplikasi, dan menyusun jadwal produksi.
3. Validasi
Menurut (Sugiyono, 2012), validasi dilakukan dengan cara
menghadirkan para pakar atau tenaga ahli yang sudah berpengalaman untuk
menilai produk yang dirancang tersebut sehingga dapat diketahui kekuatan dan
kelemahannya. Dengan memperlihatkan rancangan desain, para pakar diminta
untuk menilainya. Validator diberikan angket sebagai bentuk instrument
validasi untuk menilai produk tersebut.
Pada penelitian ini media pembelajaran divalidasi oleh tim pakar
pendidikan. Tim pakar yang dipilih sesuai dengan pertimbangan keahlian,
kepakaran dan pengalaman dalam pembelajaran fungsi dan dalam mendesain
media pembelajaran. Validasi yang dilakukan adalah validasi isi materi dan
validasi desain media pembelajaran fisika interaktif berbentuk alat peraga
berbasis arduino uno.
a. Validasi Ahli Media
Setiap naskah media pembelajaran yang sudah selasai dibuat maka
sebaiknya media pembelajaran divalidasi oleh tim ahli media. Ahli media
mengkaji kaidah dan pilihan kata sesuai karakteristik serta aspek media
secara menyeluruh. Media pembelajaran dinyatakan final dan siap
produksi apabila disetujui dan ditanda tangani oleh validator.Selanjutnya
jika ada saran dan masukan untuk perbaikan dan penyempurnaan maka
media pembelajaran perlu direvisi.Instrumen penelitian disusun
berdasarkan (A Arsyad, 2011), mengenai kriteria penilaian media
pembelajaran berdasarkan pada kualitas.
Yang mana terdiri 3 indikator dan 20 pertanyaan yang tertera pada
Tabel 3.1 berikut :
Dimensi Indikator Nomor Kesesuaian 1. Sesuai dengan tujuan pembelajaran
2. Sesuai dengan konsep momen inersia 1,2,3,4,5
Kemudahan 1. Kemudahan dalam menggunakan 2. Kemudahan dalam memahami momen inersia
6,7,8,9,10, 11,12
Kemenarikan 1. Kemenarikan mengikuti pembelajaran 2. Kemenarikan dari sistem kerja alat 3. Kemenarikan dari penggunaan alat
13,14,15,16,17,18,19,20
*Diadaptasi dari Skripsi Iswanto(2016)
Tabel 3.1. Kisi-Kisi Angket Ahli Media
b. Validasi Ahli Materi
Validasi ahli materi merupakan proses kegiatan untuk menilai isi
atau materi dari media yang telah dibuat. Validasi ini dilakukan oleh ahli
atau pakar yang mengerti terhadap materi yang terdapat dalam media
yang telah dikembangkan.Ahi materi mengkaji aspek sajian materi dan
aspek pembelajaran.
Materi pembelajaran dinyatakan final dan siap produksi apabila
disetujui dan ditanda tangani. Selanjutnya dimasukan saran dan masukan
untuk perbaikan dan penyempurnaan maka materi pembelajaran perlu
direvisi.
Instrumen penelitian disusun berdasarkan (A Arsyad, 2011),
mengenai kriteria penilaian materi pembelajaran berdasarkan pada aspek
konsep, aspek kelayakan isi, aspek penyajian, dan aspek kompetitif.
Adapun kriteria yang dimaksud yaitu Tabel 3.2 berikut :
. No Aspek/Materi/Indikator Jumlah Butir Soal 1 Indikator Konsep 2 2 Indikator Kelayakan Isi 6 3 Indikator Penyajian 3 4 Indikator Kompetitif 4
Jumlah Butir Soal 15 Tabel 3.2 Kisi-Kisi Angket Ahli Materi
4. Revisi Desain
Setelah dilakukan validasi oleh tim ahli, maka dapat diketahui
kelemahan dari produk tersebut. Kemudian peneliti melakukan revisi terhadap
desain yang dibuatnya berdasarkan masukan-masukan dari para ahli.Media
pembelajaran dikatakan valid jika berada pada kualitas ya atau tidak.Selain itu,
komentar atau saran dari dosen akan menjadi pertimbangan untuk merevisi
media pembelajaran tersebut.
5. Uji Coba Produk
Setelah dilakukan validasi dan revisi, produk yang dibuat telah siap
untuk dilakukan uji coba. Menurut (Sugiyono, 2012), Uji coba dilakukan guna
menilai kekurangan atau hambatan yang muncul guna untuk perbaikan lebih
lanjut dalam kondisi nyata dan ruang lingkup yang luas. Selama uji coba
berlangsung, peneliti dapat melakukan observasi terhadap kegiatan subjek, dan
untuk penilaian persepsi guru dan siswa terhadap produk, peneliti dapat
menggunakan angket yang dibagikan setelah selesai pembelajaran.
6. Evaluasi
Purwanto, (2003) mengemukakan bahwa, “evaluasi adalah pengambilan keputusan berdasarkan hasil pengukuran dan kriteria yang ditetapkan”. Evaluasi diperlukan untuk perbaikan dan pengembangan media pembelajaran. Sasaran evaluasi adalah bagaimana media pembelajaran tersebut
mampu memberikan dukungan yang maksimal dalam kegiatan
pembelajaran.
7. Revisi Produk
Menurut (A Arsyad, 2011) setelah uji coba dilakukan, kekurangan-
kekurangan dan hambatan yang muncul ketika uji coba direvisi dan diperbaiki
agar mendapatkan hasil produk yang lebih baik.Revisi dapat dilakukan secara
menyeluruh ataupun sebagian.Jika kekurangan yang muncul sangat mendasar
dan prinsip sekali, maka dilakukan revisi total Namun jika kesalahan dan
kekurangan hanya sebagian kecil, biasanya hanya dilakukan perbaikan
sebagian saja.
D. Teknik Pengumpulan Data dan Analisis Data
1. Teknik Pengumpulan Data
a. Observasi
Observasi adalah suatu teknik yang dilakukan dengan mengadakan
pengamatan secara lebih teliti serta pencatatan secara sistematis.
Observasi lapangan dilakukan dengan cara mengamati proses
pembelajaran yang berlangsung sekaligus mengetahui penggunaan media
pembelajaran.
b. Metode Angket
Angket atau kuesioner merupakan teknik pengumpulan data yang
dilakukan dengan cara memberi seperangkat pertanyaan atau pernyataan
tertulis kepada responden. Metode angket dilakukan untuk mengukur
kualitas media yang dinilai oleh responden.
Kriteria Skor Sangat Setuju/ selalu / sangat positif 5 Setuju/ sering/ positif 4 Ragu-ragu/ kadang-kadang/ netral 3 Tidak setuju/ hampir tidak pernah/ negative 2 Sangat tidak setuju/ tidak pernah 1
Tabel 3.3. Kriteria nilai oleh responden
c. Metode Dokumentasi
Metode dokumentasi digunakan untuk memperoleh data mengenai
informasi yang berhubungan dengan penelitian yang akan dilakukan.
Data yang nantinya diperoleh dari para ahli akan dijadikan responden.
2. Teknik Analisis Data
a) Teknik Analisis Data Ahli
Analisis data angket mengenai tanggapan validator ahli terkait
media pembelajaran fisika interaktif berupa alat peraga momen inersia
berbasis arduino uno .
Menurut (Sugiyono, 2012), skor yang diperoleh dari aspek yang
dinilai kemudian dihitung dengan rumus sebagai berikut:
𝑁𝑃 =𝑅𝑆𝑀
𝑥100%
Keterangan:
NP = nilai persentase yang dicari
R = skor yang diperoleh
SM = skor maksimal
Interval kriteria Kriteria 81% - 100% 61% - 80% 41% - 60% 21% - 40% 0% - 20%
Sangat layak Layak
Cukup layak Kurang layak Tidak layak
*diadaptasi dari (Arikunto, 2012)
Tabel 3.4 Kriteria Tingkat Kelayakan Media dan Materi
b) Analisis Data Tanggapan Peserta Didik
Data hasil tanggapan peserta didik yang berupa angket dianalisis
dengan langkah-langkah sebagai berikut:
1) Membuat rekapitulasi hasil kuesioner mengenai tanggapan peserta
didik terhadap media pembelajaran.
2) Menghitung persentase jawaban peserta didik.
3) Melakukan analisis data kuesioner
Setiap peserta didik diminta untuk menjawab suatu pertanyaan
dengan pilihan jawaban sesuai dengan skala likert.
Menurut (Arikunto, 2012), hasil angket dianalisis dengan
menggunakan rumus sebagai berikut:
Skor tanggapan (%) = jumlah skor yang didapat
jumlah skor maksimalx100
Persentase yang telah diperoleh kemudian mengkonfirmasi kesesuaian
dengan parameter berikut :
Kualifikasi Penilaian Skor Nilai
Sangat layak 85 % – 100 % Layak 70 % – 84 %
Cukup Layak 60 % – 69 % Kurang layak 50 % – 59 % Tidak layak <50 %
Tabel 3.5 Interpretasi Skor Penilaian Menjadi Pernyataan Nilai Kelayakan
Keterangan:
1) Sangat layak artinya bahan ajar tersebut sangat sesuai dengan
kebutuhan, sangat mampu meningkatkan kompetensi, sangat efektif,
dan sangat menarik.
2) Layak artinya bahan ajar tersebut sesuai dengan kebutuhan, mampu
meningkatkan kompetensi, efektif, dan menarik.
3) Cukup layak artinya bahan ajar tersebut cukup sesuai dengan
kebutuhan, cukup mampu meningkatkan kompetensi, cukup efektif,
dan cukup menarik.
4) Kurang layak artinya bahan ajar tersebut kurang sesuai dengan
kebutuhan, kurang mampu meningkatkan kompetensi, kurang efektif,
dan kurang menarik.
5) Tidak layak artinya bahan ajar tersebut tidak sesuai dengan kebutuhan,
tidak mampu meningkatkan kompetensi, tidak efektif, dan tidak
menarik.
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Pengembangan Model
1. Desain Produk
Secara garis besar penelitian ini dilakukan dengan lima tahap, yaitu
tahap desain, tahap perancangan alat, tahap pembuatan atau perakitan alat,
tahap pengujian alat dilapangan, dan tahap revisi desain. Tahap perencanaan
dimulai dengan pemilihan komponen yang kemudian di desain menggunakan
software di komputer, tahap pembuatan dilakukan dengan merakit komponen-
komponen yang telah dipilih dengan mengikuti pola desain perancangan,
kemudian pada tahap pengujian dilakukan dengan tahap uji awal dilapangan.
Tahap desain dan perancangan ini adalah tahap awal penelitian dan merupakan
standar acuan dalam pembuatan alat peraga momen inersia berbasis arduino
uno.
Adapun komponen dan komponen pendukung yang digunakan untuk
pembuatan alat peraga momen inersia berbasis arduino uno ini yaitu sebagai
berikut:
No Komponen Utama Jumlah
1 PC / Leptop 1 Buah
2 Arduino Uno 1 Buah
3 Sensor TCRT5000 1 Buah
4 LCD 1 Buah
5 Akrilik 3 Buah
6 Katrol Meja 1 Buah
7 Beban Gantung 2 Buah
8 USB 1 Buah
9 Adaptor 1 Buah
10 Papan PCB 1 Buah
11 Kabel Jumper Secukupnya
Tabel 4.1. Komponen-komponen alat peraga momen inersia berbasis arduino uno.
No Komponen Pendukung Ukuran / Jumlah
1 Tempat Alat 2 Buah
2 Lem Tembak 1 Buah
3 Solder 1 Buah
4 Timah Solder Secukupnya
Tabel 4.2. Komponen Pendukung pembuatan alat peraga momen inersia
berbasis arduino uno.
Setelah komponen-komponen dipilih, tahap selanjutnya adalah tahap
perancangan alat peraga momen inersia berbasis arduino uno. Perancangan
dilakukan dengan komputer menggunakan software Fritzing.
Gambar 4.1. Desain rangkaian alat peraga momen inersia berbasis arduino uno
dengan Sofware Fritzing
Gambar 4.2. Rancangan skema alat peraga momen inersia berbasis arduino uno.
PC/ LAPTOP
Beban Gantung Sensor TCRT5000 Mikrokontroler
Arduino Uno
LCD
2. Tahap Pembuatan dan Perakitan Alat
Tahap pembuatan dilakukan dengan merakit komponen-komponen
yang telah dipilih dengan mengikuti pola perancangan desain yang telah
dibuat.
a. Alat dan Bahan Penelitian
Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1) Laptop
Laptop yang menggunakan windows 8 yang mana terinstall aplikasi
IDE Arduino Uno untuk pembuatan dan compiler bahasa
pemograman.
2) Arduino Uno
Arduino uno merupakan suatu perangkat elektronik berbasis
mikrokontroler yang fleksibel dan open-source, perangkat keras dan
perangkat lunaknya mudah digunakan.
Gambar 4.3. Arduino Uno
3) USB
USB digunakan untuk menghubungkan antara mikrokontroler arduino
uno dengan komputer.
Gambar 4.4. USB ( Universal Serial Bus )
4) Sensor TCRT5000
Sensor TCRT5000 merupakan sensor garis yang keluaran dari sensor
ini berupa sinyal analog. Sensor TCRT5000 terdapat 2 sensor infrared
yang masing- masing berfungsi sebagai pemancar dan penerima,
bentuknya seperti LED kecil, infrared berwarna biru berfungsi
sebagai pemancar cahaya, dan yang berwarna hitam berfungsi sebagai
penerima cahayanya.
Gambar 4.5. Sensor TCRT 5000
5) LCD
LCD ini berguna untuk menampilkan informasi angka data nilai dari
percobaan momen inersia yang menggunakan arduino uno.
Gambar 4.6. LCD ( Liquid Crystal Display ) 16x2
6) Akrilik
Akrilik adalah semacam plastik yang menyerupai kaca, namun
memiliki sifat yang membuatnya lebih unggul dari pada kaca. Akrilik
ini berguna sebagai cakram yang berotasi pada alat peraga momen
inersia ini.
Gambar 4.7. Akrilik
7) Katrol Meja
Katrol meja berguna untuk meletakan beban atau masa pada alat
peraga.
Gambar 4.8. Katrol Meja
8) Beban Gantung
Beban gantung berguna sebagai massa benda yang akan di hitung
pada alat peraga fisika momen inersia.
Gambar 4.9. Beban Gantung
9) Adaptor
Adaptor berguna sebagai alat untuk mengalirkan arus listrik ke
arduino uno sebagai ganti dari USB.
Gambar 4.10. Adaptor
10) Kabel Jumper
Kabel jumper berfungsi untuk mengalirkan arus listrik antar
komponen.
Gambar 4.11. Kabel Jumper
11) Papan PCB ( Printed Circuit Board )
Papan PCB merupakan alat yang digunakan untuk menghubungkan
antar kaki kaki komponen ke arduino.
Gambar 4.12. Papan PCB (Printed Circuit Board )
12) Lem Tembak
Lem tembak berfungsi untuk merekatkan batang besi ke tempat alat
peraga momen inersia.
Gambar 4.13. Lem Tembak
13) Solder
Solder merupakan alat bantu yang berfungsi untuk merakit atau
membongkar rangkaian elektronika yang terdapat pada papan
rangkaian.
Gambar 4.14. Solder
14) Timah Solder
Timah Solder digunakan sebagai penyambung antara kaki komponen
dengan kaki komponen yang lain untuk membuat satu rangkaian.
Gambar 4.15. Timah Solder
b. Pengembangan Perangkat Keras
1) Papan tempat komponen-komponen alat
Tempat komponen – komponen alat menggunakan kotak dari
bahan kayu yang mana tempat nya langsung di buat dan memiliki ukuran
panjang 10 cm , lebar 8 cm, dan tinggi 6 cm sebagai dasar alat. Ada
beberapa komponen alat yang di pasang pada kotak ini adalah untuk
mempermudah dalam merangkai alat peraga momen inersia berbasis
arduino uno.
Gambar 4.16. Tempat komponen alat
2) Proses pembuatan skema rangkaian
Pada proses ini peneliti membuat skema berbentuk garis pada
komponen alat yang telah dipotong guna mempermudah proses
pengeboran serta titik tempat komponen di letakan.
3) Pengeboran
Proses pengeboran dilakukan pada bagian atas dan samping
kanan pada kotak papan yang telah diberi tanda guna untuk meletakkan
komponen-komponen alat. Pada bagian atas kotak terdapat LCD dan 5
tombol switch dan bagian samping kanan terdapat tempat power supply
dan kabel jumper untuk sensor TCRT 5000. Sementara di dalam kotak
terdapat arduino uno, papan PCB dan kabel-kabel jumper penghubung.
Semua perangkat biar merekat diberi baut .
Gambar 4.17. Proses pengeboran tempat alat
4) Penyolderan
Proses penyolderan dilakukan pada bagian LCD dan kabel
jumper penghubung pada papan PCB bolong. Supaya semua komponen
bisa menyatu dan menghantarkan listrik antara satu komponen dengan
komponen yang lainnya. Dan dapat juga untuk merakit atau membongkar
rangkaian alat elektronika yang terdapat didalam papan rangkaian.
Gambar 4.18. Proses Penyolderan
c. Pengembangan Perangkat Lunak
1) Instalasi Sofware Ide Arduino Uno
Arduino Uno dapat di program dengan menggunakan Software
Arduino karena bersifat open source. Software ini bisa didapatkan secara
gratis dari website resmi Arduino. Sofware Arduino yang akan
digunakan adalah driver dan IDE. IDE Arduino adalah Software yang
ditulis dengan menggunakan java IDE Arduino yang terdiri dari:
(a) Editor program adalah sebuah window yang memungkinkan
pengguna menulis dan mengedit program dalam bahasa
processing.
(b) Compilera adalah sebuah modul yang mengubah kode program
(bahasa Processing) menjadi kode biner. Bagaimana pun, sebuah
microcontroller tidak akan bisa memahami bahasa Processing.
Yang bisa dipahami oleh microcontroller adalah kode biner.
Itulah sebabnya compiler diperlukan dalam hal ini.
(c) Uploader adalah sebuah modul yang memuat kode biner dari
komputer kedalam memory didalam papan arduino.
Pada pembahasan ini akan dijelaskan mengenai instalasi dan cara
penggunaan Software IDE Arduino. Software arduino dapat diunduh
pada www.arduino.cc/en/main/Software. Unduh file Arduino-1.6.3-
windows.exe, setelah file arduino-1.6.3-windows.exe selesai diunduh,
klik dua kali file arduino-1.6.3-windows.exe, lalu akan tampil seperti
gambar berikut ini.
Gambar 4.19. Persetujuan Instalasi Arduino Software
Klik tombol I Agree, lalu akan muncul Installation Option, Pilih
semuanya, termasuk install USB driver untuk mengendali dan melakukan
komunikasi dengan board arduino melalui port USB seperti gambar
dibawah ini.
Gambar 4.20. Pilihan Instalasi
Klik next, lalu pilih folder untuk menyimpan program arduino.
Gambar 4.21. Instalasi Folder
Klik install untuk melakukan proses instalasi maka proses penginstlan
akan terlihat seperti gambar dibawah ini.
Gambar 4.22. Proses Extract
Setelah selesai proses instalasi, klik icon arduino yang ada di deskop,
maka tampilan awal akan seperti gambar di bawah ini.
Gambar 4.23. Tampilan awal Software Arduino
Gambar 4.24. Software IDE Arduino
Setelah penginstalan selesai dan software arduino siap digunakan
selanjutnya pilih menu Bar Tools pada software arduino lalu pilih Board,
lakukan langkah ini lalu klik Arduino Uno.
Gambar 4.25. Menu Bar Tools board pada Software Arduino Uno
Klik Tools kembali lalu pilih menu Serial Port, pilih com yang bertanda
ceklis ( √ ).
Gambar 4.26. Menu Bar Tools serial port pada Software Arduino Uno
d. Pembuatan Alat Peraga Momen Inersia Berbasis Arduino Uno
1) Arduino Uno
Arduino Uno merupakan sebuah board mikrokontroller berbasis
ATmega 328 yang terdiri dari 14 pin input/output digital (dimana 6
diantaranya digunakan sebagai output PWM) dan pin analog.
Mikrokontroller ini dihubungkan langsung dengan komputer
menggunakan kabel USB yang berfungsi sebagai konektor yang memuat
program ke board. Kabel USB ini juga mengalirkan arus DC 5V kepada
papan arduino. Saat mendapat supply daya, lampu LED indikator daya
pada papan arduino akan menyala menandakan bahwa arduino siap
bekerja.
Hardware Arduino Uno di instal ke komputer yang menggunakan
windows 7. Arduino IDE yang terinstall pada komputer menggunakan
IDE versi 1.6.3 arduino uno memiliki beberapa konfigurasi, yaitu sebagai
berikut:
(a) USB terminal / jack
Kabel USB merupakan kabel penghubung antara komputer
sebagai power supply dengan papan arduino uno terpisah yang
dihubungkan ke jack power. Power jack digunakan sebagai (catu
daya) dari luar, terdapat regulator tegangan yang dapat
meregulasi masukan tegangan antara +7 V sampai +18 V
(masukan tegangan yang disarankan antara +9 V sampai +12 V).
Kabel USB selain sebagai penghubung dan jalur aliran listrik,
juga digunakan untuk mengupload sketch program dari komputer
ke board arduino uno.
(b) GND (GROUND)
Pin GND dapat digunakan untuk menghubungkan ke GND.
(c) 5 V dan 3,3 V
Komponen sederhana yang digunakan bersama dengan
arduino uno berkisaran antara 3,3 Volt sampai 5 Volt.
(d) Analog
Arduino uno dapat membaca tegangan analog melalui salah
satu pin analog input (A0-A5). Pin ini berfungsi untuk membaca
sinyal-sinyal analog yang memiliki resolusi 10 bit ( rentang nilai
digital (0-1023) dari komponen analog dan mengubahnya
menjadi nilai digital.
(e) Digital
Pin ini dapat digunakan dalam 2 fungsi yaitu input digital
dan output digital.
(f) PWM
Pin PWM (Pulse Width Modulation) terdapat simbol (~)
yaitu pada pin 3 ,4 ,5 ,6 ,9 ,10 dan 11 pada arduino uno berfungsi
sebagai output.
(g) Tombol Resert
Tombol Resert digunakan untuk merestart sketch yang telah
dimulai arduino uno beberapa saat akan menghubungkan pin
resert ke ground.
(h) LED
LED kecil berlabel “ON” pada board arduino uno harus
menyala konstan setiap menghubungkan papan arduino pada
sumber listrik. Hal ini untuk memastikan bahwa papan arduino
dalam keadaan baik.
(i) TX-RX LED
LED indikator TX dan RX ini akan berkedip-kedip dengan
jeda tertentu untuk memberitahukan bahwa telah terjadi
komunikasi serial. TX LED berkedip ketika mengirim data
melalui komputer lewat komunikasi serial. RX LED berkedip
ketika menerima data melalui komputer lewat komunikasi serial.
LED tehubung dengan digital pin 13, berkedip ketika
bootloading.
2) Sensor TCRT 5000
Prinsip sensor TCRT5000 adalah mendeteksi warna berdasarkan
penyerapan warna dan intensitas pematulan sinar infra merah yang
dipancarkan oleh transmiter (IR led) dan diterima oleh receiver (foto
transistor). Dari perbedaan identitas tersebut digunakan sebagai bias pada
basis foto transistor yang terkandung didalam sensor TCRT5000. Untuk
lebih jelas perhatikan pada gambar berikut.
Gambar 4.27. Bias pada basis foto transistor yang terkandung didalam sensor TCRT5000
Adapun Spesifikasi dari sensor TCRT5000 sebagai berikut:
No Sensor TCRT5000 PIN
1 VCC VCC 2 GND GND 3 A0 A0 4 D0 8
Tabel 4.3. Komponen Sensor TCRT5000
Sensor TCRT5000 ini mendeteksi setiap putaran cakram untuk
mengetahui kecepatan sudut, waktu pada saat beban gantung jatuh ke
permukaan lantai dengan membuat rumus didalam software arduino uno,
maka hasil keluaran dari cakram yang sudah di deteksi menggunakan
sensor tersebut akan menampilkan nilai momen inersia.
3) LCD ( Liquid Crystal Display) 16 x 2
LCD merupakan suatu alat untuk menampilkan nilai perputaran,
periode, kecepatan sudut, dan momen inersia. LCD yang digunakan pada
penelitian ini dapat menampilkan sebanyak 32 karakter yang terdiri dari
2 baris dan tiap barisnya dapat menampilkan 16 karakter. LCD ini
memiliki 4 kaki yang akan dihubungkan ke papan arduino uno ke pin
analog dan digital. Adapun spesifikasi LCD ke arduino uno yaitu sebagai
berikut:
No Liquid Crystal Display (kaki) PIN 1 GND GND 2 VCC VCC 3 SDA A4 4 SDL A5
Tabel 4.4. Komponen-Komponen LCD ( Liquid Crystal Display) 16x 2
Setelah semua komponen layak digunakan, maka komponen-
komponen selanjutnya dirakit secara permanen dan disusun dalam
sebuah box sebagai pelindung alat ukur. Sensor yang digunakan adalah
sensor TCRT5000 sebagai alat untuk mendeteksi cahaya yang melewati
sensor untuk mengetahui nilai momen inersia. LCD ( Liquid Crystal
Display) yang digunakan pada alat ini yaitu LCD ( Liquid Crystal
Display) 16X2 yang memiliki 2 baris dan 16 kolom yang dapat
menampilkan lebih banyak tulisan dan dapat menampilkan data
pengukuran momen inersia.
B. Kelayakan Model
1. Uji Coba Alat Peraga Momen Inersia Berbasis Arduino Uno
Uji coba alat peraga momen inersia berbasis arduino uno dilakukan
setelah pembuatan dan perakitan alat selesai. Pengujian alat ini dilakukan di
Madrasah Aliyah Swasta Ittihadul Khoiriyah Muaro jambi, yang bertujuan
untuk mengetahui produk yang telah dibuat sesuai atau tidak dengan teori
tentang momen inersia. Pada tahap uji coba alat peraga momen inersia, peneliti
meminta siswa untuk melakukan percobaan momen inersia dengan mengikuti
panduan modul yang sudah peneliti buat dan dengan pengawasan peneliti dan
guru mata pelajaran fisika.
Pengujian alat peraga momen inersia berbasis arduino uno dilakukan
dengan cara menyambungkan kabel USB ke komputer atau kesumber listrik
lain dengan menggunakan adabtor. Selanjutnya memastikan bahwa alat telah
siap untuk digunakan dengan tanda LED menyala berwarna hijau. Kemudian
sensor TCRT5000 diletakan sejajar dengan garis putih pada cakram, lalu
jatuhkan beban gantung dengan bersamaan mengklik dan menahan tombol
record atau tombol rekam sampai beban jatuh ke permukaan lantai. Setelah itu
siswa menyesuaikan nilai jari-jari pada cakram dan beban gantung yang sedang
di teliti. Lalu setelah itu hasil perhitungan momen inersia dapat ditampilkan
pada layar LCD ( Liquid Crystal Display) berupa hasil 1 putaran, periode,
kecepatan sudut, dan nilai momen inersia yang sudah di deteksi oleh sensor
TCRT5000.
2. Hasil Pengujian Validasi Produk
Hasil pengujian validitas produk ini bertujuan untuk mengetahui layak
atau tidaknya alat peraga momen inersia berbasis arduino uno digunakan
sebagai media pengajaran. Proses validitas dilakukan dengan mengajukan alat
peraga momen inersia berbasis arduino uno kepada dosen tadris fisika
Universitas Islam Negeri Sulthan Thaha Saifuddin Jambi yang memiliki
keahlian pada pembuatan alat-alat labor, ahli pratikum fisika, dan ahli media
pembelajaran fisika. Adapun nama-nama ahli yang menguji yaitu bapak Vandri
Ahmad Isnaini,M.Si, Ibu Rahmi Putri Wirman,M.Si, Bapak Zainal
Hartoyo,S.Pd, M.Pd dan Ibu Sri Rohayani S.Pd selaku guru mata pelajaran
fisika Madrasah Aliyah Ittihadul Khoiriyah Muara Jambi pada sebuah forum
diskusi.
Hasil uji ahli pembuat alat peraga momen inersia berbasis arduino uno
sebagai alat peraga berlangsung pada tanggal 25 April - 8 Mei 2019 di
Laboraturium Fisika UIN STS Jambi dan pada tanggal 14 Mei 2019 di
Madrasah Aliyah Swasta Ittihadul Khoiriyah Muara Jambi.
a. Responden A
Dalam proses uji validitas alat responden A menyatakan bahwa alat
peraga ini dengan melihat besar eror alat peraga momen inersia berbasis
arduino uno sebesar 0,15 pada waktu pengujian alat peraga. Maka
responden A memberikan penilaian sebesar 88% sehingga alat termasuk
dalam kriteria sangat layak dan dapat digunakan sebagai alat peraga.
b. Responden B
Dari hasil validasi modul pratikum yang dilakukan oleh responden B
berdasarkan penilaian pada materi diperoleh sebesar 80% sehingga
modul termasuk dalam kriteria layak dan dapat digunakan sebagai modul
pratikum alat peraga momen inersia berbasis arduino uno.
c. Responden C
Berdasarkan hasil pengujian dengan responden C menyatakan bahwa alat
peraga momen inersia berbasis arduino uno sebagai media pembelajaran
sub materi momen inersia sangat layak untuk digunakan. Responden C
memberikan pernyataan dengan melihat aspek kesesuaian, aspek
kemudahan, dan aspek kemenarikan sebesar 91% dan dalam kriteria
sangat baik.
d. Responden D
Penguji selanjutnya peneliti uji validitas ke responden D, dalam tahap
pengujian tersebut responden D memberikan pernyataan, bahwa alat
peraga momen inersia berbasis arduino uno termasuk kriteria sangat
layak untuk digunakan sebagai alat peraga dengan persentase 88%.
Untuk mendeskripsikan hasil uji validitas dengan persentase
keseluruhan baik dari aspek materi, media, dan alat. Hasil skor jawaban uji ahli
tersebut di presentasikan dalam bentuk diagram yang ada pada gambar 4.28
berikut.
Gambar 4.28. Grafik Hasil Skor Jawaban Uji Ahli
Berdasarkan diagram tersebut hasil uji validitas ahli menunjukan pada
validitas kalibrasi alat responden A sebesar 88%, validitas modul pratikum
responden B sebesar 80%, dan media atau alat peraga untuk responden C
sebesar 91%, dari responden D sebesar 88%. Secara keseluruhan hasil uji
validitas ahli diperoleh sebesar 86,75%. Sehingga alat peraga momen inersia
berbasis arduino uno termasuk kriteria sangat layak untuk digunakan sebagai
alat peraga.
88% 80%
91% 88%
Responden A Responden B Responden C Responden D
Jumlah Keseluruhan Dari Angket Validasi Ahli
Jumlah Persentase Rata - Rata
3. Penggunaan Produk
Alat peraga momen inersia berbasis arduino uno ini dapat membantu
proses kegiatan belajar mengajar dalam suatu lembaga pendidikan sebagai alat
untuk melakukan eksperimen tentang momen inersia dan digunakan sebagai
alat peraga. Dapat menunjang hasil pembelajaran tercapai dengan baik.
Langkah pertama yang dilakukan yaitu dengan membagikan modul pratikum
momen inersia.
C. Pembahasan dan Hasil Penelitian
Kelemahan pada alat peraga momen inersia berbasis arduino uno ini yaitu:
1. Sensor TCRT5000 yang digunakan pada alat peraga ini tidak bisa
merekam data di luar ruangan pada siang hari.
2. Cakram jari-jari kurang stabil karena adanya gesekan antara poros dan
cakram benda.
3. Perhitungan putaran N terakhir setiap data setelah mencapai
permukaan lantai terkadang tidak stabil.
4. Dalam pembuatan program alat peraga momen inersia berbasis
arduino uno cukup sulit.
Kelebihan pada alat peraga momen inersia berbasis arduino uno ini yaitu :
1. Nilai momen inersia yang akan dicari bisa langsung di tampilkan di
LCD dengan menjalankan alat peraga momen inersia berbasis arduino
uno dengan panduan modul pratikum yang sudah di sediakan.
2. Tidak hanya menampilkan nilai momen inersia saja, tetapi
menampilkan langsung nilai setiap putaran, periode, kecepatan sudut
di LCD.
3. Sensor TCRT5000 lebih akurat dari pada stopwatch untuk menghitung
nilai periode, karena pada saat menggunakan stopwacth sering ada
kendala tidak stabilnya mengklik tombol stopwacth pada saat benda
berhenti.
4. Memiliki 5 tombol untuk lebih mempermudah dan paham dalam
menjalankan alat peraga momen inersia berbasis arduino uno.
1. Pengembangan Alat Peraga Momen Inersia Berbasis Arduino Uno
Pada penilitian pengembangan alat peraga momen inersia berbasis
arduino uno ini dilakukan dengan beberapa tahap, tahap pertama peneliti harus
mendesain dan merakit alat ini. Sebelum dirakit peneliti harus mengumpulkan
beberapa komponen yang akan digunakan untuk membuat alat peraga momen
inersia berbasis arduino uno tersebut. Setelah komponen terkumpul selanjutnya
peneliti merakit alat peraga momen inersia.
Uji coba alat peraga momen inersia berbasis arduino uno ini
menggunakan sensor TCRT5000, dilakukan beberapa langkah. Langkah
pertama yaitu menyambungkan kabel USB antara alat dengan pc, adabtor, atau
batrei, tahap kedua meng-upload program software yang telah disusun dalam
library untuk melihat informasi yang akan digunakan untuk mendeteksi alat
peraga momen inersia berbasis arduino uno. Sebelum meng-upload harus
dilakukan verify terlebih dahulu untuk melihat benar atau salah pada bahasa
pemrograman yang digunakan. Jika bahasa pemrograman benar selanjutnya
meng-upload dengan benar, maka alat sudah dapat bekerja sesuai perintah
program yang telah diberikan sebagai informasi atau masukan. Selanjut nya
sensor TCRT5000 diletakan tepat diatas cakram jari-jari yang sudah ditandai
dengan garis putih sebagai batas setiap perputaran, setiap sensor TCRT5000
yang melewati garis putih maka sensor TCRT5000 akan mendeteksi setiap
perputaran nya dalam lampu state akan berkedip. Hasil dari pengeluaran pada
setiap perputaran cakram ini bisa dilihat di LCD yaitu nilai putaran, periode,
kecepatan sudut, dan nilai momen inersia akan di tampilkannya.
Pengujian alat peraga momen inersia dilakukan dengan cara
mengkalibarasi alat tersebut. Pengukuran dilakukan sebanyak 18 kali
pengulangan dengan mengukur variasi jari-jari cakram yaitu 5 cm, 10 cm, dan
15 cm, dan juga dengan beban gantung yang berbeda yaitu 100 gram dan 200
gram pengulangan untuk alat peraga momen inersia. Karena untuk mencari
besar error suatu nilai eksperimen alat peraga momen inersia untuk
membandingkan dengan nilai momen inersia secara teori. dari hasil
pengukuran yang peneliti lakukan dapat lah beberapa data pengukuran alat
tersebut. Berikut ini adalah salah satu data percobaan alat peraga momen
inersia, pada percobaan ini peneliti menentukan tinggi tempat percobaan yaitu
3,10 meter dari permukaan lantai, massa beban 200 gram, dan jari-jari cakram
yaitu 15 cm. Maka didapat data percobaan seperti tabel 4.5 berikut.
No Putaran ( N ) Periode (s) Kecepatan Sudut (rad/s)
Momen Inersia (kg/m²)
1 1 0,6950000 9,036 0,0048805 2 2 0,3030000 20,726 0,0021278 3 3 0,2350000 26,723 0,0016502 4 4 0,1980000 31,717 0,0013904 5 5 0,3080000 20,389 0,0021629 6 Total momen inersia secara eksperimen 0,0122118 7 Rata-rata nilai momen inersia 0,0024422
Tabel 4.5 Data Percobaan Alat Peraga Momen Inersia Berbasis Arduino Uno.
Kemudian berdasarkan hasil data percobaan pada tabel 4.5 dapat
diketahui bahwa nilai dari alat peraga ini tidak konstan dapat dilihat pada
gambar berikut.
Gambar 4.29. Diagram Data Periode Alat Peraga Momen Inersia
Gambar 4.30. Diagram Data Periode Alat Peraga Momen Inersia
0,695
0,303 0,235 0,198
0,308
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1 2 3 4 5
Periode (s)
Periode (T)
(T)
(N)
9,036
20,726 26,723
31,717
20,389
0
10
20
30
40
1 2 3 4 5
Kecepatan Sudut (rad/s)
Kecepatan Sudut(rad/s)
(ω)
(N)
Gambar 4.31. Diagram Data Periode Alat Peraga Momen Inersia
Dan dari percobaan alat peraga momen inersia dengan jari-jari 15 cm
dan massa 200 gram terdeteksi ada 5 kali putaran. Nilai yang terdeteksi yaitu
nilai periode seperti gambar 4.29 yang menyatakan semakin banyak perputaran
yang terjadi maka nilai periode nya semakin kecil dikarenakan cakram berputar
semakin cepat dan karena adanya gaya gravitasi pada beban gantung yang
dijatuhkan ke permukaan lantai. Setelah itu nilai yang terdeteksi yaitu nilai
kecepatan sudut, nilai kecepatan sudut dapat dilihat di gambar 4.30, kecepatan
sudut dalam diagram tersebut nampak nilainya semakin besar yang terjadi, ini
karenakan kecepatan sudut berbanding terbalik dengan nilai periode karena
kecepatan sudut di pengaruhi oleh nilai periode dikarenakan sebagai berikut:
Rumus : ω = 2𝜋𝑇
Maka semakin kecil periode atau waktu yang ditempuh oleh cakram
maka semakin besar pula nilai kecepatan sudut pada momen inersianya.
Selanjutnya nilai momen inersia, pada dasarnya nilai momen inersia itu hanya
satu tapi dalam percoabaan ini, terdapat beberapa nilai momen inersia
dikarenakan setiap 1 putaran menghasil nilai momen inersia seperti diagram
garis pada gambar 4.31. Agar mendapat jumlah nilai momen inersia tersebut
nilai putaran 1 sampai putaran 5 dijumlahkan lalu ditentukan nilai rata-ratanya
maka selanjutnya bisa diketahui hasil momen inersia yang sebenarnya. Hasil
perhitungan nilai rata-rata dari pengukuran dengan menggunakan alat peraga
0,0048805
0,0021278 0,0016502
0,0013904 0,0021629
0
0,002
0,004
0,006
1 2 3 4 5
Momen Inersia (kg/m²)
Momen Inersia (kg/m²)
(I)
(N)
KET : ω = kecepatan sudut (rad/s)
T = periode (s)
Π = phi ( 3,14 )
fisika berbasis arduino uno nilai sebesar 0,002 sedangkan nilai momen inersia
secara teori sebesar 0,004 yaitu dengan diketahui bahwa massa cakram benda
yang digunakan adalah seberat 0,33 kg dan jari jari cakram 0,0225 m². Selisih
dari hasil membandingkan pengukuran ke dua data tersebut adalah 0,002 , dan
hasil besar error data inersia teori dan inesia praktek sebesar 34 %.
Gambar 4.32. Diagram Error Nilai Praktek Momen Inersia dan Teori.
Setelah membandingkan nilai inersia prakter dengan nilai inersia secara
teori ternyata error sebesar 34% ini juga disebabkan karena masih kurang
telitinya dalam memilih bahan dan memahami konsep fisika, sehingga
mempengaruhi terjadinya nilai error yang besar.
2. Kualitas Alat Peraga Momen Inersia Berbasis Arduino Uno
Setelah melakukan kalibrasi alat Peraga dan validasi media serta
validasi modul selanjutnya peniliti melakukan uji coba kelayakan media di
Madrasah Aliyah Swasta Ittikhadul Khoiriyah Muara Jambi, dengan cara
pertama kali menjelaskan materi secara singkat dan mengenalkan alat peraga
momen inersia berbasis arduino uno kepada peserta didik di depan kelas
dengan panduan modul pratikum yang bertujuan sebagai panduan alat peraga
yang akan digunakan oleh guru ketika mengajarkan materi momen inersia, alat
ini juga bisa digunakan untuk pratikum bagi peserta didik disekolah tersebut.
0
0,001
0,002
0,003
0,004
0,005
0,006
1 2 3 4 5
nila
i ine
rsia
Putaran
Diagram Error Momen Inersia Alat Peraga dan Secara teori
Momen inersia Teori
Momen InersiaPraktek
Alat peraga momen inersia berbasis arduino uno ini memiliki respon yang
sangat baik oleh validator A dengan nilai persentase angket sebesar 88 %
dengan menyatakan bahwa alat peraga momen inersia dapat di gunakan
sebagai alat peraga untuk proses pembelajaran, begitu pula dengan validator B
mendapat respon yang baik terhadap modul yang dihasilkan oleh peneliti
dengan nilai persentase 80% dan menyatakan bahwa modul pratikum yang
peneliti hasilkan dapat digunakan sebagai pedoman dalam pratikum alat peraga
momen inersia serta validator C dan D memberikan respon sangat baik
terhadap media alat peraga dan adanya alat peraga ini dengan nilai persentase
validator C sebesar 91% dan nilai reponden validator D sebesar 88 % karena
bisa memudahkan dalam proses belajar mengajar.
Data responden nilai persentase ini dapat di lihat pada lembar lampiran.
Dengan telah dilakukan nya tahap pengujian alat dan kelayakan alat sebagai
alat peraga, maka alat peraga momen inersia berbasis arduino uno ini dapat
digunakan dengan semestinya.
3. Respon Peserta didik dan Keterlaksanaan Alat Peraga Momen Inersia
Berbasis Arduino Uno
Dari hasil penyebaran angket yang dilakukan untuk mengetahui
kesesuai, kemudahan, dan kemanarikan alat peraga momen inersia berbasis
arduino uno. Maka dapat lah data dari hasil respon peserta didik dan dari
keterlaksanaan dari pratikum alat peraga momen inersia berbasis arduino uno
seperti berikut ini.
a. Respon peserta didik terhadap kesesuiaan alat peraga momen inersia
yang sudah dikembangkan
Tabel 4.6 Data hasil respon peserta didik terhadap aspek kesesuaian
Dari tabel diatas diketahui bahwa respon peserta didik terhadap
kesesuaian alat peraga momen inersia yang sudah di kembangkan
mendapat nilai persentase sebesar 90% dan peserta didik menyatakan
bahwa alat peraga yang dikembangkan sesuai dengan materi momen
inersia yang sudah di pratikumkan dari hasil persentase tersebut maka
respon peserta didik tentang kesesuai alat peraga dikategorikan sangat
layak .
No Nama Butir Item
Aspek Kesesuaian
1 2 3 4 5
1 Amanda Gusdi 5 4 5 4 5
2 Asmaul Khusna 5 5 5 5 4
3 Desi Anggraini 4 4 5 4 4
4 Dito Opetra 5 5 5 4 5
5 Fahrurrozie 4 4 4 4 4
6 Fitri Yani 4 4 4 4 4
7 Indriyani 4 4 4 4 4
8 Insan Fitriyani 5 4 5 4 5
9 Khoirul Anwar 5 5 5 4 5
10 Lia Mardila 5 5 5 5 5
11 M. Husein 5 5 5 5 5
12 M. Putra 4 4 4 4 4
13 Muhammad Laduni 4 5 4 5 5
14 Mukhsin Alatas 5 4 4 4 4
15 Nur Aini Ningsih 5 4 5 4 5
16 Ridwansyah 5 4 5 4 5
17 Suci Rahyu 5 4 5 4 5
18 Tahwila 5 5 4 4 4
19 Yosi Ardiansyah 5 4 5 4 5
20 Yunita Kumala Sari 5 4 5 4 5
Jumlah 94 87 93 84 92
% Butir Item 94% 87% 93% 84% 92%
% Aspek 90%
b. Respon peserta didik terhadap kemudahan alat peraga momen inersia
yang sudah dikembangkan
No Nama Butir Item
Aspek Kemudahan
6 7 8 9 10 11 12
1 Amanda Gusdi 4 5 4 5 4 5 4
2 Asmaul Khusna 5 5 5 4 4 4 4
3 Desi Anggraini 5 4 4 4 3 4 5
4 Dito Opetra 3 5 5 5 5 5 5
5 Fahrurrozie 5 5 5 5 5 5 5
6 Fitri Yani 5 5 5 5 5 5 5
7 Indriyani 4 5 5 4 5 5 5
8 Insan Fitriyani 4 5 4 5 4 5 4
9 Khoirul Anwar 4 5 4 5 4 5 5
10 Lia Mardila 5 4 4 4 4 4 4
11 M. Husein 5 4 4 4 4 4 4
12 M. Putra 5 4 4 4 4 4 4
13 Muhammad Laduni 5 4 4 4 4 5 5
14 Mukhsin Alatas 5 5 5 5 4 4 5
15 Nur Aini Ningsih 4 5 5 4 5 5 5
16 Ridwansyah 4 4 4 5 5 5 5
17 Suci Rahyu 4 5 5 5 4 4 4
18 Tahwila 4 5 5 5 5 5 5
19 Yosi Ardiansyah 5 5 5 5 5 5 5
20 Yunita Kumala Sari 5 4 5 4 4 4 4
Jumlah 90 93 91 91 87 92 92
% Butir Item 90% 93% 91% 91% 87% 92% 92%
% Aspek 90,86%
Tabel 4.7 Data hasil respon peserta didik terhadap aspek kemudahan
Setelah penyebaran angket untuk mengetahui respon peserta didik
maka dapat lah data seperti tabel 4.7. dan ternyata dari hasil rekapitulasi
angket peserta didik menyatakan bahwa alat peraga momen inersia
dikategorikan sangat mudah untuk memahami dan dalam keterlaksaan
selama melakukan pratikum menggunakan alat peraga dan alat peraga ini
mendapat nilai persentase dari respon peserta didik terhadap kemudahan
dari alat peraga ini adalah 90,86%
c. Respon peserta didik terhadap kemenarikan alat peraga momen inersia
yang sudah dikembangkan
No Nama Butir Item
Aspek Kemenarikan
13 14 15 16 17 18 19 20
1 Amanda Gusdi 5 5 4 5 4 5 5 5
2 Asmaul Khusna 4 4 5 4 5 4 5 4
3 Desi Anggraini 5 5 5 4 4 4 4 4
4 Dito Opetra 4 4 4 4 5 5 4 5
5 Fahrurrozie 4 4 4 5 5 5 5 4
6 Fitri Yani 4 4 4 4 4 4 5 5
7 Indriyani 4 4 5 5 5 5 5 5
8 Insan Fitriyani 5 4 5 5 5 5 4 5
9 Khoirul Anwar 4 5 5 4 4 5 4 4
10 Lia Mardila 4 5 5 5 5 5 5 5
11 M. Husein 5 5 5 4 4 4 4 4
12 M. Putra 5 5 5 5 5 5 5 5
13 Muhammad Laduni 4 4 4 4 5 5 5 5
14 Mukhsin Alatas 4 5 4 4 5 5 4 5
15 Nur Aini Ningsih 4 4 4 5 5 5 5 5
16 Ridwansyah 5 5 5 4 4 4 4 5
17 Suci Rahyu 5 5 5 5 4 5 4 5
18 Tahwila 4 4 4 4 4 4 4 4
19 Yosi Ardiansyah 4 4 4 4 4 4 4 4
20 Yunita Kumala Sari 4 4 5 5 4 4 4 4
Jumlah 87 89 91 89 90 92 89 92
% Butir Item 87% 89% 91% 89% 90% 92% 89% 92%
% Aspek 89,88%
Tabel 4.8 Data hasil respon peserta didik terhadap aspek kemenarikan
Setelah melakukan pratikum peneliti menyebarkan angket untuk
mengetahui seberapa besar kemenarikan peserta didik terhadapat alat
peraga yang sudah dikembangkan. Dan dari hasil penyebaran angket, alat
peraga ini mendapat persentase sebesar 89,88 % dan dikategorikan
sangat menarik bagi peserta didik untuk sebuah alat peraga.
Berdasarkan dari hasil observasi, secara keseluruhan dari aspek
kesesuaian, kemudahan,dan kemenarikan maka dapat lah hasil data seperti
pada tabel 4.9 berikut.
No Aspek Presentase
1 Kesesuaian 90%
2 Kemudahan 90,86 %
3 Kemenarikan 89,88 %
Total 270,74 %
Rata - rata 90,25%
Tabel 4.9 Data Rekapitulasi Persentase dari Ketiga Aspek
Gambar 4.33 Grafik Rekapitulasi Persentase dari Ketiga Aspek
Dan dari penjelasan data di atas bahwa alat peraga momen inersia
berbasis arduino uno dikategorikan “sangat layak” dengan nilai rata-rata
keseluruhan aspek 90,25% sehingga alat peraga ini bisa membantu peserta
didik dalam proses pembelajaran khususnya pada materi momen inersia.
90%
90,86%
89,88%
Kesesuaian Kemudahan Kemenarikan
Rekapitulasi Presentase dari Tiga Aspek
Presentase
BAB V
PENUTUP
A. KESIMPULAN
Alat peraga momen inersia berbasis arduino uno dibuat menggunakan
sistem mikrokontroler arduino uno. Untuk menentukan nilai momen inersia
digunakan sensor TCRT5000. Setelah komponen-komponen ini dirakit, tahap
selanjutnya adalah membuat bahasa pemrograman untuk menjalankan perangkat
ini, dan keluaran dari alat ini berupa nilai setiap putaran, periode, kecepatan sudut,
dan nilai momen inersia yang di tampilkan di LCD.
Setelah dilakukan tahap pengujian, kemudian alat ini diujikan di
lapangan. Dari hasil analisis data kalibrasi alat tersebut didapatkan nilai error
pengukuran momen inersia menggunakan alat peraga momen inersia berbasis
arduino uno bernilai 0,002 sedangkan pengukur nilai momen inersia secara teori
bernilai 0,004. Nilai error perbandingan antara nilai alat peraga momen inersia
berbasis arduino uno dengan nilai momen inersia secara teori sebesar 34%.
Dengan adanya nilai perbandingan error ini maka alat peraga momen inersia
berbasis arduino uno merupakan alat yang akurat karena besar error yang
didapatkan merupakan nilai dibawah standarisasi nilai momen inersia secara teori
yang telah ditentukan. Hasil analisis data respon peserta didik terhadap alat peraga
ini dalam bentuk setiap aspek yaitu aspek keseseuaian sebesar 90% ,aspek
kemudahan 90,86% dan aspek kemenarikan 89,88%, setelah itu data ketiga aspek
ini hasil direkapitulasi sehingga hasil rata rata persentasenya sebesar 90,25% dan
dikategorikansangat layak digunakan sebagai alat peraga dan rekapitulasi hasil
presentasi skor rata-rata uji validasi dari empat para ahli sebesar 86,75% sehingga
dikriteriakan sangat layak digunakan sebagai alat pratikum yang dapat membantu
peserta didik dan guru dalam proses belajar mengajar.
B. SARAN
Dengan telah dilakukannya penelitian ini, maka dapat diambil beberapa
saran, yaitu:
1. Alat peraga momen inersia berbasis arduino uno dapat digunakan sebagai
alternatif untuk melakukan pratikum pada sub materi Momen inersia. Alat
peraga momen inersia berbasis arduino uno ini juga dapat digunakan untuk
belajar secara berkelompok untuk menambah pengetahuan.
2. Dengan adanya alat peraga momen inersia berbasis arduino uno ini
diharapkan dapat digunakan sebagai alat peraga dan media pembelajaran
dalam proses belajar mengajar dan untuk melakukan eksperimen/pratikum.
Dan alat ini juga merupakan alternatif untuk menentukan kesesuaian antara
teori dan praktek.
3. Alat ini dapat dikembangkan lagi pada kedudukan porosnya agar gaya gesek
yang terjadi antara poros putar dan cakram jari-jarinya menjadi lebih kecil,
guna untuk mendapat kan hasil error yang lebih kecil lagi sehingga hasil
pada pengambilan data dapat menjadi lebih baik lagi dan berguna bagi
peserta didik .
DAFTAR PUSTAKA
Arief Sadiman. (2006). Media Pendidikan. Jakarta: Raja Grafindo Persada.
Arikunto. (2012). Dasar-dasar Evaluasi Pendidikan ed ke 2. Bandung: Bumi
Aksara.
Arsyad, A. (2011). Media Pembelajaran. Jakarta: Rajawali Pers.
Asnawir. (2002). Media Pembelajaran. Jakarta: Ciputat pers.
B.Gustomo. (2015). Pengenalan Arduino dan Pemprogramannya. Bandung:
Informatika.
BorgandGall. (1989). Educational Research. Diambil dari
https://www.slideshare.net/prechok/model-kolaborasi
Darmawan, H. A. & A. (2016). Arduino Belajar Cepat dan Pemrograman.
Bandung: Informatika.
Departemen Pendidikan Nasional. (2007). perlu membentuk Undang-Undang
tentang Sistem Pendidikan Nasional. Pendidik adalah tenaga kependidikan
yang berkualifikasi sebagai guru, dosen,. depdiknas, (2007).
Depdiknas. (2004). Kurikulum Pendidikan Dasar. Jakarta.
Dewi, S. (2011). Pengembangan Alat Peraga Pembelajaran Berbasis Teknologi
Murah Materu Radiasi Kalor Dan Tekanan Hidrostatik. Universitas
Lampung. Diambil dari http://docplayer.info/41424348-Pengembangan-
alat-peraga-pembelajaran-berbasis-teknologi-murah-materi-radiasi-kalor-
dan-tekanan-hidrostatik-skripsi-oleh-siska-dewi.html
Efendi, R. (1994). Alat Peraga Dan Media Pembelajaran. Semarang: IKIP
Semarang Press.
Hugh D. Young, Roger A. Freedman. (2002). Fisika Universitas Jilid 1. Jakarta:
Erlangga.
Kemendikbud. (2016). Permendikbud No 020 tahun 2016 Tentang Standar
Kompetensi Lulusan Pendidikan Dasar Dan Menengah. Jakarta:
Kemendikbud.
Purwanto. (2003). Psikologi Pendidikan. Yogyakarta: Pustaka Belajar.
Rusman. (2013). Model-model pembelajaran. Jakarta: Raja Grafindo Persada.
Sudjana, N. (2002). Penilaian Hasil Proses Belajar Mengajar. Bandung:
Alfabeta.
Sugiyono. (2012). Metode Penelitian Kuantitatif, kualitatif dan R & D. Bandung:
Alfabeta.
Sukindar. (2017). Pengembangan Alat Peraga Fisika Momen Inersia Berbasis
Arduino Uno Untuk peserta Didik Kelas XI. UIN Sunan Kalijaga. Diambil
dari http://digilib.uin-suka.ac.id/27364/
Sumarno, A. (2012). Penelitian Kausalitas Komparatif (Vol. 31). Surabaya:
Elearning Unesa.
Surya. (1992). Psikologi Pendidikan ( Cetakan ke-5 Edisi Revisi). Bandung: PBB
UPI.
Tipler, P. A. (1998). Fisika I Sains dan Teknik. Jakarta: Erlangga.
Zainiyati, H. S. (2017). Pengembangan Media Pembelajaran Berbasis ICT
Konsep dan Aplikasi Pada Pembelajaran Pendidikan Agama Islam.
Jakarta: Kencana.
Zulirfan, dkk. (2011). Pengembangan Perangkat Percobaan Momen Inersia dan
Keseimbangan Benda Tegar Sebagai Media Pembelajaran Fisika Di SMA.
Diambil dari https://ejournal.unri.ac.id/index.php/JP/article/view/996
Analisis Data Interpretasi Skor Uji Validasi Ahli
1. Nama : Vandri Ahmad Isnaini, M. Si
Jabatan : Dosen Fisika
Instansi : UIN STS Jambi
Tabel 1.1 Hasil Jawaban Uji Ahli
Alternatif
Jawaban
Jumlah Jawaban
Dosen
Skor
Angket
Jumlah
Skor
Skor
Persentase
Sangat Setuju
6 5 30 40 %
Setuju 9 4 36 60 %
Netral 3
Tidak Setuju 2
Sangat Tidak Setuju
1
Jumlah 15 66 100 %
Jumlah Rata-rata
6675
x 100 % = 88 %
Kriteria Interpretasi
Skor Sangat Baik
Keterangan:
Jumlah Pernyataan Angket = 15 Pertanyaan
Jumlah Skor Tertinggi Angket = 5 X 15 = 75 (SS)
Jumlah Skor Terendah Angket = 1 X 15 = 25 (STS)
2. Nama : Rahmi Putri Wirman, M. Si
Jabatan : Dosen Fisika
Instansi : UIN STS Jambi
Tabel 1.2 Hasil Jawaban Uji Ahli
Alternatif
Jawaban
Jumlah Jawaban
Dosen
Skor
Angket
Jumlah
Skor
Skor
Persentase
Sangat Setuju 5
Setuju 15 4 60 100 %
Netral 3
Tidak Setuju 2
Sangat Tidak Setuju
1
Jumlah 15 60 100 %
Jumlah Rata-rata
6075
x 100 % = 80%
Kriteria Interpretasi
Skor Baik
Keterangan:
Jumlah Pernyataan Angket = 15 Pertanyaan
Jumlah Skor Tertinggi Angket = 5 X 15 = 75 (SS)
Jumlah Skor Terendah Angket = 1 X 15 = 25 (STS)
3. Nama : Zainal Hartoyo, S. Pd, M.Pd
Jabatan : Dosen Fisika
Instansi : Uin STS Jambi
Tabel 1.3 Hasil Jawaban Uji Ahli
Alternatif
Jawaban
Jumlah Jawaban
Dosen
Skor
Angket
Jumlah
Skor
Skor
persentase
Sangat Setuju 11 5 55 55 %
Setuju 9 4 36 45 %
Netral 3
Tidak Setuju 2
Sangat Tidak Setuju
1
Jumlah 20 91 100%
Jumlah Rata-rata
91100
x 100 % = 91%
Kriteria Interpretasi
Skor Sangat Baik
Keterangan:
Jumlah Pernyataan Angket = 20 Pertanyaan
Jumlah Skor Tertinggi Angket = 5 X 20 = 100 (SS)
Jumlah Skor Terendah Angket = 1 X 20 = 20 (STS)
4. Nama : Sri Rohayani, S. Pd
Jabatan : Guru Fisika
Instansi : Guru MAS Ittihadul Khairiyah
Tabel 1.4 Hasil Jawaban Uji Ahli
Alternatif
Jawaban
Jumlah Jawaban
Guru Fisika
Skor
Angket
Jumlah
Skor
Skor
persentase
Sangat Setuju 8 5 40 40 %
Setuju 12 4 48 60 %
Netral 3
Tidak Setuju 2
Sangat Tidak Setuju
1
Jumlah 20 88 % 100 %
Jumlah Rata-rata
88100
x 100 % = 88 %
Kriteria Interpretasi
Skor Sangat Baik
Keterangan:
Jumlah Pernyataan Angket = 20 Pertanyaan
Jumlah Skor Tertinggi Angket = 5 X 20 = 100 (SS)
Jumlah Skor Terendah Angket = 1 X 20 = 20 (STS)
Rekapitulasi Interprestasi Skor Uji Validasi Ahli
No Kode Responden Jumlah Persentase Rata - Rata
1 A 88 %
2 B 80 %
3 C 91 %
4 D 88 %
Total 347 %
Rata - rata 86,75 %
Daftar Nama – Nama Responden Uji Validasi
No Nama Kode Jabatan Instansi
1 Vandri Ahmad Isnaini, M. Si A Dosen Fisika Tadris Fisika UIN STS
Jambi
2 Rahmi Putri Wirman, M. Si B Dosen Fisika Tadris Fisika UIN STS
Jambi
3 Zainal Hartoyo, S. Pd, M. Pd C Dosen Fisika Tadris Fisika UIN STS
Jambi
4 Sri Rohayani, S. Pd D Guru Fisika MAS Ittihadul
Khoiriyah
Daftar Nama - Nama Peserta Didik di MAS Ittihadul Khoiriyah Muaro Jambi
No Nama Jabatan Instansi 1 Amanda Gusdi Siswa MAS Ittihadul Khoiriyah 2 Asmaul Khusna Siswa MAS Ittihadul Khoiriyah 3 Desi Anggraini Siswa MAS Ittihadul Khoiriyah 4 Dito Opetra Siswa MAS Ittihadul Khoiriyah 5 Fahrurrozie Siswa MAS Ittihadul Khoiriyah 6 Fitri Yani Siswa MAS Ittihadul Khoiriyah 7 Indriyani Siswa MAS Ittihadul Khoiriyah 8 Insan Fitriyani Siswa MAS Ittihadul Khoiriyah 9 Khoirul Anwar Siswa MAS Ittihadul Khoiriyah 10 Lia Mardila Siswa MAS Ittihadul Khoiriyah 11 M. Husein Siswa MAS Ittihadul Khoiriyah 12 M. Putra Siswa MAS Ittihadul Khoiriyah 13 Muhammad Laduni Siswa MAS Ittihadul Khoiriyah 14 Mukhsin Alatas Siswa MAS Ittihadul Khoiriyah 15 Nur Aini Ningsih Siswa MAS Ittihadul Khoiriyah 16 Ridwansyah Siswa MAS Ittihadul Khoiriyah 17 Suci Rahyu Siswa MAS Ittihadul Khoiriyah 18 Tahwila Siswa MAS Ittihadul Khoiriyah 19 Yosi Ardiansyah Siswa MAS Ittihadul Khoiriyah 20 Yunita Kumala Sari Siswa MAS Ittihadul Khoiriyah
Keterangan:
Jumlah Pernyataan Angket = 20 Pertanyaan
Jumlah Skor Tertinggi Angket = 5 X 20 = 100 (SS)
Jumlah Skor Terendah Angket = 1 X 20 = 20 (STS)
1. Nama : Amanda Gusdi Kelas : XI IPA Tabel 1.1 Hasil Jawaban
2. Nama : Asmaul Khusna Kelas : XI IPA Tabel 1.2 Hasil Jawaban
Alternatif Jawaban Jumlah Jawaban Siswa
Skor Angket
Jumlah Skor
Skor persentase
Sangat Setuju 10 5 50 50 %
Setuju 10 4 40 50 %
Netral 3
Tidak Setuju 2
Sangat Tidak Setuju 20 1
Jumlah 20 90 100 %
Jumlah Rata-rata 90100
x 100 % = 90 %
Kriteria Interpretasi Skor Sangat Baik
Alternatif Jawaban Jumlah Jawaban Siswa
Skor Angket
Jumlah Skor
Skor persentase
Sangat Setuju 12 5 60 60 %
Setuju 8 4 32 40 %
Netral 3
Tidak Setuju 2
Sangat Tidak Setuju 1
Jumlah 20 92 100 %
Jumlah Rata-rata 92100
x 100 % = 92 %
Kriteria Interpretasi Skor Sangat Baik
3. Nama : Desi Anggraini
Kelas : XI IPA
Tabel 1.3 Hasil Jawaban
Alternatif Jawaban Jumlah Jawaban Siswa
Skor Angket
Jumlah Skor
Skor persentase
Sangat Setuju 6 5 30 30 %
Setuju 13 4 52 65 %
Netral 1 3 3 5 %
Tidak Setuju 2
Sangat Tidak Setuju 1
Jumlah 20 85 100 %
Jumlah Rata-rata 85100
x 100 % = 85 %
Kriteria Interpretasi Skor
Sangat Baik
4. Nama : Dito Opetra
Kelas : XI IPA
Tabel 1.4 Hasil Jawaban
Alternatif Jawaban Jumlah Jawaban Siswa
Skor Angket
Jumlah Skor
Skor persentase
Sangat Setuju 13 5 65 65 %
Setuju 6 4 24 30 %
Netral 1 3 3 5%
Tidak Setuju 2
Sangat Tidak Setuju 1
Jumlah 20 92 100 %
Jumlah Rata-rata 92100
x 100 % = 92 %
Kriteria Interpretasi Skor
Sangat Baik
5. Nama : Fahrurrazie
Kelas : XI IPA
Tabel 1.5 Hasil Jawaban
Alternatif Jawaban Jumlah Jawaban Siswa
Skor Angket
Jumlah Skor
Skor persentase
Sangat Setuju 11 5 55 55 %
Setuju 9 4 36 45 %
Netral 3
Tidak Setuju 2
Sangat Tidak Setuju 1
Jumlah 20 91 100 %
Jumlah Rata-rata 91100
x 100 % = 91 %
Kriteria Interpretasi Skor
Sangat Baik
6. Nama : Fitri Yani
Kelas : XI IPA
Tabel 1.6 Hasil Jawaban
Alternatif Jawaban Jumlah Jawaban Siswa
Skor Angket
Jumlah Skor
Skor persentase
Sangat Setuju 9 5 45 45 %
Setuju 11 4 44 55 %
Netral 3
Tidak Setuju 2
Sangat Tidak Setuju 1
Jumlah 20 89 100 %
Jumlah Rata-rata 89100
x 100 % = 89 %
Kriteria Interpretasi Skor
Sangat Baik
7. Nama : Indriyani
Kelas : XI IPA
Tabel 1.7 Hasil Jawaban
Alternatif Jawaban Jumlah Jawaban Siswa
Skor Angket
Jumlah Skor
Skor persentase
Sangat Setuju 11 5 55 55 %
Setuju 9 4 36 45 %
Netral 3
Tidak Setuju 2
Sangat Tidak Setuju 1
Jumlah 20 91 100 %
Jumlah Rata-rata 91100
x 100 % = 91 %
Kriteria Interpretasi Skor
Sangat Baik
8. Nama : Insan Fitriyani
Kelas : XI IPA
Tabel 1.8 Hasil Jawaban
Alternatif Jawaban Jumlah Jawaban Siswa
Skor Angket
Jumlah Skor
Skor persentase
Sangat Setuju 12 5 60 60 %
Setuju 8 4 32 40 %
Netral 3
Tidak Setuju 2
Sangat Tidak Setuju 1
Jumlah 20 92 100 %
Jumlah Rata-rata 92100
x 100 % = 92 %
Kriteria Interpretasi Skor
Sangat Baik
9. Nama : Khoirul Anwar
Kelas : XI IPA
Tabel 1.9 Hasil Jawaban
Alternatif Jawaban Jumlah Jawaban Siswa
Skor Angket
Jumlah Skor
Skor persentase
Sangat Setuju 11 5 55 55 %
Setuju 9 4 36 45 %
Netral 3
Tidak Setuju 2
Sangat Tidak Setuju 1
Jumlah 20 91 100 %
Jumlah Rata-rata 91100
x 100 % = 91 %
Kriteria Interpretasi Skor
Sangat Baik
10. Nama : Lia Mardila
Kelas : XI IPA
Tabel 1.10 Hasil Jawaban
Alternatif Jawaban Jumlah Jawaban Siswa
Skor Angket
Jumlah Skor
Skor persentase
Sangat Setuju 13 5 65 65 %
Setuju 7 4 28 35 %
Netral 3
Tidak Setuju 2
Sangat Tidak Setuju 1
Jumlah 20 93 100 %
Jumlah Rata-rata 93100
x 100 % = 93 %
Kriteria Interpretasi Skor
Sangat Baik
11. Nama : M. Husain
Kelas : XI IPA
Tabel 1.11 Hasil Jawaban
Alternatif Jawaban Jumlah Jawaban Siswa
Skor Angket
Jumlah Skor
Skor persentase
Sangat Setuju 9 5 45 45 %
Setuju 11 4 44 55 %
Netral 3
Tidak Setuju 2
Sangat Tidak Setuju 1
Jumlah 20 89 100 %
Jumlah Rata-rata 89100
x 100 % = 89 %
Kriteria Interpretasi Skor
Sangat Baik
12. Nama : M. Putra
Kelas : XI IPA
Tabel 1.12 Hasil Jawaban
Alternatif Jawaban Jumlah Jawaban Siswa
Skor Angket
Jumlah Skor
Skor persentase
Sangat Setuju 9 5 45 45 %
Setuju 11 4 44 55 %
Netral 3
Tidak Setuju 2
Sangat Tidak Setuju 1
Jumlah 20 89 100 %
Jumlah Rata-rata 89100
x 100 % = 89 %
Kriteria Interpretasi Skor
Sangat Baik
13. Nama : Muhammad Laduni
Kelas : XI IPA
Tabel 1.13 Hasil Jawaban
Alternatif Jawaban Jumlah Jawaban Siswa
Skor Angket
Jumlah Skor
Skor persentase
Sangat Setuju 10 5 50 50%
Setuju 10 4 40 50%
Netral 3
Tidak Setuju 2
Sangat Tidak Setuju 1
Jumlah 20 90
Jumlah Rata-rata 90100
x 100 % = 90 %
Kriteria Interpretasi Skor
Sangat Baik
14. Nama : Mukhsin Alatas
Kelas : XI IPA
Tabel 1.14 Hasil Jawaban
Alternatif Jawaban Jumlah Jawaban Siswa
Skor Angket
Jumlah Skor
Skor persentase
Sangat Setuju 10 5 50 50 %
Setuju 10 4 40 50 %
Netral 3
Tidak Setuju 2
Sangat Tidak Setuju 1
Jumlah 20 90 100 %
Jumlah Rata-rata 90100
x 100 % = 90 %
Kriteria Interpretasi Skor
Sangat Baik
15. Nama : Nur Aini Ningsih
Kelas : XI IPA
Tabel 1.15 Hasil Jawaban
Alternatif Jawaban Jumlah Jawaban Siswa
Skor Angket
Jumlah Skor
Skor persentase
Sangat Setuju 13 5 65 65 %
Setuju 7 4 28 35 %
Netral 3
Tidak Setuju 2
Sangat Tidak Setuju 1
Jumlah 20 93 100 %
Jumlah Rata-rata 93100
x 100 % = 93 %
Kriteria Interpretasi Skor
Sangat Baik
16. Nama : Ridwansyah
Kelas : XI IPA
Tabel 1.16 Hasil Jawaban
Alternatif Jawaban Jumlah Jawaban Siswa
Skor Angket
Jumlah Skor
Skor persentase
Sangat Setuju 11 5 55 55 %
Setuju 9 4 36 45 %
Netral 3
Tidak Setuju 2
Sangat Tidak Setuju 1
Jumlah 20 91 100 %
Jumlah Rata-rata 91100
x 100 % = 91 %
Kriteria Interpretasi Skor
Sangat Baik
17. Nama : Suci Rahyu
Kelas : XI IPA
Tabel 1.17 Hasil Jawaban
Alternatif Jawaban Jumlah Jawaban Siswa
Skor Angket
Jumlah Skor
Skor persentase
Sangat Setuju 12 5 60 60 %
Setuju 8 4 32 40 %
Netral 3
Tidak Setuju 2
Sangat Tidak Setuju 1
Jumlah 20 92 100 %
Jumlah Rata-rata 92100
x 100 % = 92 %
Kriteria Interpretasi Skor
Sangat Baik
18. Nama : Tahwila
Kelas : XI IPA
Tabel 1.18 Hasil Jawaban
Alternatif Jawaban Jumlah Jawaban Siswa
Skor Angket
Jumlah Skor
Skor persentase
Sangat Setuju 8 5 40 40 %
Setuju 12 4 48 60%
Netral 3
Tidak Setuju 2
Sangat Tidak Setuju 1
Jumlah 20 88 100 %
Jumlah Rata-rata 88100
x 100 % = 88 %
Kriteria Interpretasi Skor
Sangat Baik
19. Nama : Yosi Ardiansyah
Kelas : XI IPA
Tabel 1.19 Hasil Jawaban
Alternatif Jawaban Jumlah Jawaban Siswa
Skor Angket
Jumlah Skor
Skor persentase
Sangat Setuju 10 5 50 50%
Setuju 10 4 40 50%
Netral 3
Tidak Setuju 2
Sangat Tidak Setuju 1
Jumlah 20 90 100 %
Jumlah Rata-rata 90100
x 100 % = 90 %
Kriteria Interpretasi Skor
Sangat Baik
20. Nama : Yunita Kumala Sari
Kelas : XI IPA
Tabel 1.20 Hasil Jawaban
Alternatif Jawaban Jumlah Jawaban Siswa
Skor Angket
Jumlah Skor
Skor persentase
Sangat Setuju 7 5 35 35 %
Setuju 13 4 52 65 %
Netral 3
Tidak Setuju 2
Sangat Tidak Setuju 1
Jumlah 20 87 100 %
Jumlah Rata-rata 87100
x 100 % = 87 %
Kriteria Interpretasi Skor
Sangat Baik
Analisis Data Angket Siswa Setiap Aspek
No Nama
Butir Item
Aspek Kesesuaian Aspek Kemudahan Aspek Kemenarikan
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 Amanda Gusdi 5 4 5 4 5 4 5 4 5 4 5 4 5 5 4 5 4 5 5 5
2 Asmaul Khusna 5 5 5 5 4 5 5 5 4 4 4 4 4 4 5 4 5 4 5 4
3 Desi Anggraini 4 4 5 4 4 5 4 4 4 3 4 5 5 5 5 4 4 4 4 4
4 Dito Opetra 5 5 5 4 5 3 5 5 5 5 5 5 4 4 4 4 5 5 4 5
5 Fahrurrozie 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 5 4 4 4 5 5 5 5 4
6 Fitri Yani 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 5 4 4 4 4 4 4 5 5
7 Indriyani 4 4 4 4 4 4 5 5 4 5 5 5 4 4 5 5 5 5 5 5
8 Insan Fitriyani 5 4 5 4 5 4 5 4 5 4 5 4 5 4 5 5 5 5 4 5
9 Khoirul Anwar 5 5 5 4 5 4 5 4 5 4 5 5 4 5 5 4 4 5 4 4
10 Lia Mardila 5 5 5 5 5 5 4 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 5
11 M. Husein 5 5 5 5 5 5 4 4 4 4 4 4 5 5 5 4 4 4 4 4
12 M. Putra 4 4 4 4 4 5 4 4 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 5 5
13 Muhammad Laduni 4 5 4 5 5 5 4 4 4 4 5 5 4 4 4 4 5 5 5 5
14 Mukhsin Alatas 5 4 4 4 4 5 5 5 5 4 4 5 4 5 4 4 5 5 4 5
15 Nur Aini Ningsih 5 4 5 4 5 4 5 5 4 5 5 5 4 4 4 5 5 5 5 5
16 Ridwansyah 5 4 5 4 5 4 4 4 5 5 5 5 5 5 5 4 4 4 4 5
17 Suci Rahyu 5 4 5 4 5 4 5 5 5 4 4 4 5 5 5 5 4 5 4 5
18 Tahwila 5 5 4 4 4 4 5 5 5 5 5 5 4 4 4 4 4 4 4 4
19 Yosi Ardiansyah 5 4 5 4 5 5 5 5 5 5 5 5 4 4 4 4 4 4 4 4
20 Yunita Kumala Sari 5 4 5 4 5 5 4 5 4 4 4 4 4 4 5 5 4 4 4 4
Jumlah 94 87 93 84 92 90 93 91 91 87 92 92 87 89 91 89 90 92 89 92
% Butir Item 94% 87% 93% 84% 92% 90% 93% 91% 91% 87% 92% 92% 87% 89% 91% 89% 90% 92% 89% 92%
% Aspek 90% 90,86% 89,88%
% Total 90,25%
Rekapitulasi Presentase Skor Jawaban Angket
No Aspek Presentase
1 Kesesuaian 90%
2 Kemudahan 90,86 %
3 Kemenarikan 89,88 %
Total 270,74 %
Rata - rata 90,25%
MODUL PRATIKUM
MOMEN INERSIA
Guru Pendamping:
Sri Rohayani, S. Pd
Disusun Oleh :
Rahma Dahlia
Nim : TF 151101
PROGRAM STUDI TADRIS FISIKA
FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SULTHAN THAHA SAIFUDDIN
JAMBI
2019
1. Mulailah dengan membaca basmallah sebelum membuka Modul
2. Baca dan pahami materi momen inersia terlebih dahulu
3. Baca dan pahami Modul dengan cermat sebelum melakukan eksperimen
4. Ikuti petunjuk – petunjuk pada setiap tahapan kegiatan Modul
5. Lakukan eksperimen sesuai dengan langkah – langkah kegiatan yang telah disajikan
6. Bila ada kesulitan mintalah kejelasan pada guru
MODUL PRATIKUM
MOMEN INERSIA
A. PENDAHULUAN Momen inersia adalah ukuran resistansi kelembaman sebuah benda
terhadap perubahan dalam gerak rotasi. Momen inersia ini tergantung pada
distribusi massa benda relatif terhadap sumbu rotasi. Dan momen inersia juga
mengukur kelembamannya terhadap perubahan dalam gerak translasi. Diperlukan
suatu alat peraga yang dapat memberikan informasi mengenai nilai resistansi
kelembaman untuk mengetahui perubahan dalam gerak rotasi pada materi momen
inersia .
B. TUJUAN 1. Menentukan pengaruh momen inersia pada gerak rotasi benda tegar. 2. Menentukan momen inersia dari benda tegar secara teori dan eksperimen. 3. Menentukan besar nilai error.
C. MATERI Momen inersia merupakan ukuran resistensi atau kelembaman suatu
benda terhadap perubahan gerak dalam rotasi. Momen inersia merupakan
kecenderungan benda untuk mempertahankan posisinya terhadap gerak dalam
rotasi. Momen inersia akan mengakibatkan sebuah benda diam akan sulit
untuk diputar atau jika dalam keadaan berputar maka benda akan berputar
secara konstan (kecepatan sudutnya konstan, tidak berubah). Dalam gerak
translasi momen inersia dapat dianalogikan dengan massa. Massa yang
mengakibatkan benda diam sulit digerakan atau benda bergerak dalam
keadaan konstan, tidak bertambah atau berkurang kecepatannya. Besarnya
momen inersia dipengaruhi oleh massa dan jari-jari sesuai percobaan yang
dilakukan. Semakin besar massa atau jari-jari maka semakin besar momen
inersia benda tersebut. Secara matematis momen inersia secara umum
dituliskan sebagai ∑ I= m.r2
Turunan Rumus Momen Inersia:
I = M . R2
= ∫ 𝑟 ² P
dm
= ∫ 𝑟 ² 𝜌 r dr d𝜃 dz
= 𝜌 ∫ 𝑟 P
3 dr d𝜃 dz
= 𝜌 ∫ 𝑟𝑟0 P
3 dr ∫ d𝜃2𝜋0 ∫ d𝑧2
0
= 𝜌 14 r 4 | . 2𝜋0
𝑟 . z
= 𝜌 14 r 4 2𝜋 . z
= 12 . 12 . r 4 . 𝜌 . R2 . R2 . 2𝜋 .z
= 12 . R2 . M
= 12 . R2 . M
Momen Inersia
Dalam eksperimen momen inersia rumus yang di gunakan berbeda dengan
rumus yang digunakan saat perhitung momen inersia secara teori. Karena massa
benda yang digunakan pada alat pratikum dipengaruhi oleh gaya gravitasi. Jadi,
rumus momen inersia yang di gunakan untuk perhitungan di eksperimen pada saat
pratikum adalah berikut:
I = 𝜏𝛼
= 𝐹 . 𝑅𝛼
= 𝐹 . 𝑅ω𝑅
I = F . R X 𝑅ω
I = 𝐹ω
. R2
I = 𝐹 2𝜋T
. R2
Momen Inersia Pada Kodding Alat Pratikum
Momen Inersia Berbasis Arduino Uno
𝜌. 12 . R2. 2𝜋 .z
I = 12 . M. R2
I = F. R² .T2𝜋
Keterangan :
I = Momen Inersia
F = Gaya Massa Beban
T = Periode
R = Jari jari
ω = Omega / Kecepatan Sudut
α = Percepatan Sudut
D. ALAT DAN BAHAN Alat – alat dalam pratikum ini merupakan alat-alat yang termasuk dalam
perangkat keras dan perangkat lunak yang digunakan dalam melakukan percobaan
ketika membangun sistem dan ketika dilakukan terhadap sistem. Sedangkan bahan
penelitian adalah komponen-komponen yang digunakan untuk membangun sistem
alat dan bahan penelitian ini adalah :
1. Alat – alat yang digunakan dalam pratikum ini adalah sebagai berikut: a. Adaptor b. Arduino Uno c. Tombol Set d. Sensor TCRT5000 e. Box Cakram f. Box Arduino g. Cakram h. Katrol i. Beban Gantung j. LCD k. PCB
2. Bahan pratikum yang menjadi objek didalam penelitian ini adalah sebuah distribusi alat peraga momen inersia dan sebuah mikrokontroler Arduino Uno a. Modul Pratikum b. Alat peraga yang sudah dirakit dan diprogramming arduino uno
E. CARA KERJA Berikut ini langkah percobaan alat peraga momen inersia:
1. Pasangkan jack power ke soket power 2. Tancapkan adaptor ke sumber listrik 3. Hidupkan sakelar 4. Lilitkan benang pada rill, sisakan sampai ujung benang satunya agar
dapat terpasang di katrol. 5. Pasang cakram pada poros putar. 6. Pegangi cakram, pasang beban gantung. 7. Tekan tombol 2 , lalu tahan tombol 5 lalu lepaskan beban
8. Baca nilai T, ω dan I yang tercatat oleh LCD. T yaitu banyaknya waktu
yang diperlukan untuk satu kali putaran. ω yaitu menentukan kecepatan pada saat perputaran sedangkan I yaitu nilai momen inersia sekali putaran.
F. HASIL PENGAMATAN Lakukanlah percobaan pada eksperimen ini sebanyak tiga kali dengan
beban 100 g atau 200 g dan dengan jari – jari yang berbeda.
Data percobaan 1 dengan beban 100 gram
No Beban R (Jari-Jari)
T (Periode)
ω (Kecepatan sudut)
I (Momen Inersia)
1 100 g
5 cm 2 10 cm 3 15 cm
Data percobaan 2 dengan beban 200 gram
No Beban R (Jari-Jari)
T (Periode)
ω (Kecepatan sudut)
I (Momen Inersia)
1 200 g
5 cm 2 10 cm 3 15 cm
G. TUGAS AKHIR 1. Apa pengaruh massa beban dan jari –jari pada cakram terhadap momen
inersia ? 2. Buat lah data hasil pengukuran yang telah anda amati dalam bentuk tabel
seperti di atas dan tentukan juga nilai momen inersia secara teori. 3. Tentukan lah standar eror dari perhitungan antara nilai yang didapat
menggunakan alat peraga dengan perhitungan secara teori.
Script Final Alat
#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
// Set the LCD address to 0x27 for a 16 chars and 2 line display
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
#define leftButton 2
#define rightButton 3
#define downButton 4
#define upButton 5
#define recButton 6
#define sensor 8
int waktu[50], period = 0;
unsigned long currentMillis = 0 , previousMillis = 0;
int state1 = 0, state2 = 0, state3 = 0, counter = 0, cnt_max = 0;
int state = 0, state_massa = 0, state_jari = 0, state_hitung = 0;
float w = 0, a = 0, torsi = 0, I = 0, r = 0, F = 0, T = 0, total_I = 0, inersia = 0;
void setup() {
lcd.begin();
// Print a message to the LCD.
lcd.backlight();
Serial.begin(9600);
pinMode(leftButton, INPUT_PULLUP); // button pin default high
pinMode(rightButton, INPUT_PULLUP);
pinMode(downButton, INPUT_PULLUP);
pinMode(upButton, INPUT_PULLUP);
pinMode(recButton, INPUT_PULLUP);
pinMode(sensor, INPUT);
}
void loop() {
if (!digitalRead(rightButton)) { //ketika tombol right ditekan
if (state >= 4) { //jika menu paling terahkir terlampaui maka reset ke menu awal
state = 0;
}
else { //selain itu maka tambah/geser ke menu selanjutnya
state += 1;
}
delay(200);
lcd.clear();
}
if (!digitalRead(leftButton) && state > 0 && state <= 4) { //ketika tombol left ditekan dan menu state lebih besar dari nol dan lebih kecil dari 4 maka
state -= 1; //kurangi satu = kembali kemenu sebelumnya
delay(200);
lcd.clear();
}
switch (state) {
case 0:
homeScreen();
break;
case 1:
rekam_periode();
break;
case 2:
pilih_massa();
break;
case 3:
pilih_jari();
break;
case 4:
hitung_inersia();
break;
}
}
void homeScreen() {
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("MOMEN INERSIA");
lcd.setCursor(11, 1);
lcd.print("NEXT>");
delay(100);
}
void rekam_periode() {
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("RECORD PERIOD");
displayNavigation();
counter = 0; //reset counter sebelum direcord
while (!digitalRead(recButton)) { //selama tombol rec ditekan, jika tidak ditekan maka tidak akan masuk while
state1 = !digitalRead(sensor);
if (state1 != state2) //ketika ada perubahan state
{
currentMillis = millis(); //milis akan selalu counter in background tanpa dipanggil
state3 = state2;
state2 = state1;
Serial.print(state3); Serial.print("\t");
Serial.print(state2); Serial.print("\t");
Serial.println(state1);
period = currentMillis - previousMillis;
previousMillis = currentMillis;
if (state3 == 1 && state2 == 0) {// ketika tombol ditekan/ LOGIKA NEGASI SENSOR = 0 =>HITAM
counter++;
cnt_max = counter;
lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("RECORDING...");
lcd.setCursor(7, 1);
lcd.print(counter);
Serial.print("Deteksi hitam"); Serial.print("\t");
Serial.print("Milis: ");
Serial.print(currentMillis); Serial.print("\t");
Serial.print("prevMilis: ");
Serial.println(previousMillis);
}
if (state3 == 0 && state2 == 1) {// ketika tombol dilepas/ LOGIKA NEGASI SENSOR = 1 =>PUTIH
waktu[counter] = abs(period);
Serial.print("Deteksi garis putih"); Serial.print("\t");
Serial.print("Milis: ");
Serial.print(currentMillis); Serial.print("\t");
Serial.print("Time: ");
Serial.print(waktu[counter]); Serial.print("\t");
Serial.print("Count: ");
Serial.print(counter); Serial.print("\t");
Serial.print("Count max: ");
Serial.println(cnt_max);
}
}
}
}
void pilih_massa() {
if (!digitalRead(downButton)) { //ketika tombol right ditekan
if (state_massa >= 1) { //jika menu 5=>paling terahkir tercapai maka reset ke menu awal
state_massa = 0;
}
else { //selain itu maka tambah/geser ke menu selanjutnya
state_massa += 1;
}
delay(200);
lcd.clear();
}
if (!digitalRead(upButton) && state_massa > 0 && state_massa <= 1) { //ketika tombol left ditekan dan menu state lebih besar dari nol dan lebih kecil dari 4 maka
state_massa -= 1; //kurangi satu = kembali kemenu sebelumnya
delay(200);
lcd.clear();
}
switch (state_massa) {
case 0:
F = 0.1 * 9.8;
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("F = 100g");
displayNavigation();
delay(100);
break;
case 1:
F = 0.2 * 9.8;
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("F = 200g");
displayNavigation();
delay(100);
break;
}
}
void pilih_jari() {
if (!digitalRead(downButton)) { //ketika tombol right ditekan
if (state_jari >= 2) { //jika menu 5=>paling terahkir tercapai maka reset ke menu awal
state_jari = 0;
}
else { //selain itu maka tambah/geser ke menu selanjutnya
state_jari += 1;
}
delay(200);
lcd.clear();
}
if (!digitalRead(upButton) && state_jari > 0 && state_jari <= 2) { //ketika tombol left ditekan dan menu state lebih besar dari nol dan lebih kecil dari 4 maka
state_jari -= 1; //kurangi satu = kembali kemenu sebelumnya
delay(200);
lcd.clear();
}
switch (state_jari) {
case 0:
r = 0.05; //satuan meter
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("JARI-JARI 5CM"); //5kali putaran
displayNavigation();
delay(100);
break;
case 1:
r = 0.1; //satuan meter
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("JARI-JARI 10CM"); //2kali putaran
displayNavigation();
delay(100);
break;
case 2:
r = 0.15; //satuan meter
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("JARI-JARI 15CM"); //2kali putaran
displayNavigation();
delay(100);
break;
}
}
void hitung_inersia() {
if (counter <= 0) { //jika counter <= nol
counter = 1; //dimulai dari satu karena awal garis putih tidak dibaca putaran
}
if (!digitalRead(downButton)) { //ketika tombol ditekan
counter += 1;
if (counter >= cnt_max) { //jika menu paling terahkir terlampaui maka reset ke menu awal
counter = 1;
}
delay(200);
lcd.clear();
}
if (!digitalRead(upButton) && counter > 0 && counter <= cnt_max) { //ketika tombol left ditekan dan menu state lebih besar dari nol dan lebih kecil dari 4 maka
counter -= 1; //kurangi satu = kembali kemenu sebelumnya
delay(200);
lcd.clear();
}
T = (float)waktu[counter] / 1000; //rumus periode milisecond/1000 = second
w = (2 * 3.14) / T; //rumus omega
a = w / r; //rumus alpha
I = (F * r * r * T) / (2 * 3.14); //rumus inersia
torsi = I * a; //rmus torsi
if (!digitalRead(recButton)) { //ketika tombol rec ditekan
if (state_hitung >= 2) { //jika menu paling terahkir tercapai maka reset ke menu awal
state_hitung = 0;
}
else { //selain itu maka tambah/geser ke menu selanjutnya
state_hitung += 1;
}
delay(200);
lcd.clear();
}
switch (state_hitung) {
case 0:
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("N:" + (String)counter);
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print ("T: ");
lcd.print(T, 10);
delay(100);
break;
case 1:
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("W:");
lcd.print(w, 7);
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print ("I: ");
lcd.print(I, 10);
delay(100);
break;
case 2:
while (counter < cnt_max) //gak paham kok cnt_max nya bisa bertambah satu
{
inersia = (F * r * r * ((float)waktu[counter++] / 1000)) / (2 * 3.14); //rumus inersia
total_I += inersia;
Serial.print("Counter Max: "); Serial.print(cnt_max); Serial.print("\t");
Serial.print("Putaran: "); Serial.print(counter); Serial.print("\t");
Serial.print("Inersia: "); Serial.print(inersia, 7); Serial.print("\t");
Serial.print("Total: "); Serial.println(total_I, 7);
}
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("Total Inersia:");
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print(total_I, 7);
delay(100);
break;
}
}
void displayNavigation() {
lcd.setCursor(0, 1);
lcd.print("<BACK");
lcd.setCursor(11, 1);
lcd.print("NEXT>");
delay(100);
}
DOKUMENTASI
1. Proses Pengeboran Alat
2. Proses Penyolderan Alat
3. Proses Percobaan Alat dengan Cakram 5 cm
4. Proses Percobaan Alat dengan Cakram 10 cm
5. Proses Percobaan Alat dengan Cakram 15 cm
6. Laptop Berguna untuk Mengaliri Listrik agar Alat Peraga Menyala
7. Peneliti Menjelaskan Materi dan Cara Kerja Alat
8. Peserta Didik sedang Memberikan Respon terhadap Alat Peraga dengan
Tugas Mengisi Angket
DAFTAR RIWAYAT HIDUP (CURRICULUM VITAE)
Nama : Rahma Dahlia Jenis Kelamin : Perempuan Tempat/tgl lahir : Tebing Tinggi, 06 Februari 1997 Alamat : Perumahan Annisa Asri II Blok
F. 01 Rt.09 Kel. Kenali Besar Kec. Alam Barajo Kota Jambi Alamat E-Mail : [email protected] No.Kontak : 082269253282
Pengalaman-Pengalaman Pendidikan Formal :
1. TK YPMM Tebing Tinggi : Tahun 2003
2. SD Negeri 171/V Tungkal Ulu : Tahun 2011
3. SMP N 4 Tungkal Ulu : Tahun 2013
4. MAS As’ad Olak Kemang Kota Jambi : Tahun 2015
Pengalaman Organisasi
1. Drumband
2. PMR
3. Pramuka
4. PMII
Motto Hidup :
Setiap jalan hidup seseorang berbeda-beda, maka yakinlah ketika dirimu sudah
berusaha dan berdoa maka semua impianmu akan tercapai “Believe In Yourself”