JE-UNISLA
Electronic Control, Telecomunication, Computer Information and Power Systems
Volume. 8 No. 2 Bulan September Tahun 2023
ISSN : 25020989 | E-ISSN : 26860635

## RANCANG BANGUN ALAT PRAKTIKUM GLBB PADA BIDANG MIRING DENGAN PENGENDALI KEMIRINGAN BERBASIS ARDUINO
Wildan Jamil Khafidar Rochim 1 , Rike Dwi Wulandari 2 , Nurul Aini Afida 3 , Alfenda Dwi Andini 4 , Ana Urifah Alwiyah 5 1,2,3,4,5 Pendidikan Fisika, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Jember Jl. Kalimantan Tegalboto No.37, Krajan Timur, Sumbersari, Kec. Sumbersari, Kabupaten Jember, Jawa Timur 68121
E-mail: 1 wildanjamil4@gmail.com , 2 rikewlndr3@gmail.com, 3 nurulaini211101@gmail.com,
4 alfendadwiandini@gmail.com , 5 anakinan1921@gmail.com

## A R T I C L E  I N F O
A B S T R A C T Article History : Article entry : 06-12-2023 Article revised : 06-26-2023 Article received  : 08-28-2023 There are lots of lessons learned at school, one of which is the study of glasses,  these  glasses  are  one  of  the  sciences  which  study  the  basic elements that make up the universe. Therefore learning media, such as practicum  tools  are  needed  to  explain  imaginary  physics  concepts. This study aims to make a GLBB practicum tool on an inclined plane with an Arduino-based slope controller. This study uses the Research & Development (R&D) method. The design of this practicum tool has four  stages,  namely  software  design,  programming  and  circuit sketching,  hardware  design,  and  testing  the  performance  of  the practicum  tool  that  has  been  developed.  This  practicum  tool  uses several components such as Arduino Uno as the main controller, servo motor,  infrared  sensor,  and  LCD  to  display  acceleration  results.  The calculation  results  show  that  the  acceleration  calculation  and  the automatic  acceleration  observation  do  have  not  much  significant difference.  This  Arduino-based  practicum  tool  can  automatically measure  the  acceleration  of  objects  on  inclined  surfaces  when  the angle  is  changed.  The  greater  the  angle  formed,  the  greater  the acceleration of the object.
Keywords  :
Arduino, LCD, GLBB

## 1. PENDAHULUAN
Perkembangan  yang  pesat  di  bidang  ilmu pengetahuan  dan  teknologi  (IPTEK)  dan  dibuktikan dengan  kehidupan  manusia  yang  selalu  beriringan dengan  teknologi  dimanapun  dan  kapanpun.  Maka dengan seiringnya berjalan waktu, manusia diharuskan  untuk  mampu  memanfaatkan  bidang IPTEK  dalam  menyelesaikan  fenomena  alam  dan sosial  di  kehidupan  masyarakat,  salah  satunya  di bidang pendidikan khususnya di bidang ilmu Fisika.
Fisika  adalah  cabang  ilmu  pengetahuan  alam yang  menjelaskan  unsur-unsur  dasar  pembentuk alam  semesta,  gaya  yang  bekerja  di  dalamnya,  dan akibat-akibatnya secara imajiner/ abstrak (Manurung et  al,  2014).  Ilmu  ini  membutuhkan  pemahaman yang detail dan  mendalam  supaya dapat  memahami konsep  konsep  yang  ada  didalamnya.  Maka,  dalam menyampaikan pelajaran fisika diperlukan membawa  siswa  ke  situasi  yang  nyata  supaya  lebih mudah  dipahami  dan  membuat  peserta  didik  lebih
terlibat  dan  memiliki  minat  serta  motivasi  dalam mempelajari fisika.
Berdasarkan  hasil  survei  PISA  2015,  Indonesia menduduki  peringkat  64  dari  72  negara  di  bidang sains  untuk  matematika  dan  sains.  Sehingga  perlu adanya  inovasi  dari  guru  untuk  meningkatkan motivasi  belajar  siswa  khususnya  dalam  bidang fisika.  Perlu  adanya  media  pembelajaran  untuk menjelaskan  konsep  fisika  yang  imajiner/  abstrak. Salah  satu  media  pembelajaran  yang  dapat menunjang  pelajaran  fisika  yaitu  alat  peraga.  Alat peraga  ini  mampu  memvisualisasikan  sesuatu  yang imajiner/  abstrak  menjadi  lebih  nyata  sehingga peserta didik dapat mempelajari konsep fisika secara jelas dan mudah dimengerti.
Materi  fisika  yang  tergolong  sulit  untuk dipahami  berdasarkan  hasil analisis kebutuhan  yaitu materi tentang gerak, Hukum Newton tentang gerak, dan  gravitasi.  Dalam  penelitian  ini,  akan  dibuat suatu  rancangan  alat  peraga  praktikum  GLBB  pada bidang  miring  dengan  pengendali  kemiringan
berbasis Arduino. Tujuannya adalah untuk mempermudah  siswa  dalam  mempelajari  materi fisika tentang gerak. Arduino dapat digunakan untuk mengimplementasikan  rangkaian  elektronik  mulai dari yang sederhana hingga yang kompleks.
Umar  dan  Efrizon  (2008)  menyatakan  bahwa untuk  dianggap  bergerak,  suatu  benda  harus mengalami  perubahan  posisi  terhadap  suatu  titik acuan dalam interval waktu tertentu. Dalam konteks gerak  lurus,  benda  dikatakan  bergerak  lurus  ketika jalur perjalanannya berupa garis lurus. Ada beberapa konsep yang terkait dengan gerak lurus, seperti jarak dan  perpindahan,  kecepatan  dan  kelajuan,  serta percepatan.  Gerak  lurus  dapat  dibagi  menjadi  dua jenis  berdasarkan  kecepatannya,  yakni  gerak  lurus beraturan  dan  gerak  lurus  berubah  beraturan.  Gerak lurus  berubah  beraturan  (GLBB)  adalah  jenis gerakan  di  mana  benda  bergerak  sepanjang  garis lurus,  tetapi  dengan  kecepatan  yang  mengalami perubahan yang teratur. Artinya, kecepatan bendanya  meningkat  atau  menurun  dengan  tingkat yang tetap dalam interval waktu tertentu.
Dalam  Gerak  Lurus  Berubah  Beraturan (GLBB),  percepatan  suatu  benda  tetap  atau  tidak berubah  sepanjang  waktu.  Jadi,  dapat  disimpulkan bahwa  percepatannya  saat  ini  dan  percepatan  rata- ratanya akan sama jika percepatan benda tetap sejak awal  pergerakan.  Dalam  situasi  ini,  terdapat persamaan  yang  menghubungkan  posisi,  kecepatan, percepatan,  dan  waktu  ketika  percepatannya  (a) konstan, seperti berikut ini:
Vt = V0 + a.t (1) X = X0 + V0 t + 1/2 at^2 (2) Keterangan : a = Percepatan (m/s2) V0 = Kecepatan Awal (m/s)
Vt = Kecepatan Akhir (m/s) t = Selang Waktu (s)
Untuk  menghitung  percepatan  benda  pada bidang  miring,  maka  dapat  diterapkan  rumus  dari hukum II Newton, yaitu :
∑F = m.a W. sin a = m . a a = W sin a/m (3) ARDUINO UNO
Arduino Uno merupakan sebuah papan (board) dengan  ukuran  yang  sama  seperti  kartu  kredit  dan didalamnya  terdapat  mikrokontroler.  Papan  ini mempunyai pin-pin yang digunakan untuk berkolaborasi  dengan  peralatan  lainnya.  Arduino Uno  juga  merupakan  platform  open  source  yang dimanfaatkan  dalam  pengembangan  proyek-proyek elektronika.  Arduino terdiri dari dua  elemen pokok, yakni  sebuah  papan  sirkuit  fisik  yang  dikenal sebagai  mikrokontroler  dan  sebuah  perangkat  lunak atau  Integrated  Development  Environment  (IDE) yang  fungsinya  sebagai  compiler  dan  berjalan  di komputer  (Tullah,  et  al  :  2019).  Arduino  juga dinamakan dengan sketch.

## Gambar 1. Arduino uno
Kelebihan  dari  arduino  uno  adalah  harga  yang relatif  murah,  bersifat  open  source,  diagram rangkaian  elektronik  arduino  uno  digratiskan  untuk semua  pengguna  serta  arduino  uno  lebih  mudah dipelajari  dan  digunakan  karena  banyaknya  tutorial yang  diberikan  oleh  pembuat  arduino.  (Djuandi, 2011).
Dalam  (Apriani,  Y  &  Barlian,  T.  2018) Komponen  dasar  dalam  bidang  elektronika  yang memiliki  peran  penting  adalah  resistor.  Fungsinya adalah  membatasi aliran arus  yang  melintasi sebuah rangkaian.  Seperti  namanya,  resistor  memiliki  sifat resistif  dan  pada  umumnya  terbuat  dari  bahan karbon. Hukum Ohm, yang merupakan prinsip yang dikenal,  menjelaskan  bahwa  resistansi  sebuah resistor  memiliki  hubungan  terbalik  dengan  jumlah arus  yang  mengalir  melaluinya.  Satuan  resistansi yang digunakan dalam mengukur nilai suatu resistor adalah  Ohm  (Jaelani  Iskandar,  Sompie  S.R.U.A, J.Mamahit.D,  2016).  Resistor  220 ohm  adalah  jenis resistor  yang  memiliki  nilai  resistansi  sebesar  220 ohm. Dalam kasus ini, resistor 220 ohm memberikan hambatan terhadap  arus  yang  mengalir dengan  nilai resistansi 220 ohm.
Gambar 2. Resistor 220 ohm Sumber: https://www.ruangteknisi.com/warna- resistor-220-ohm/

## 2. METODOLOGI PENELITIAN
Dalam  penelitian  ini  menggunakan  metode Research  &  Development  (R&D).  Rancangan bangun  alat  praktikum  yang  akan  dibuat  dalam penelitian  ini  terdiri  dari  4  tahapan,  yaitu perancangan  perangkat  lunak  (software  Tinkercad), Pemrograman  dan sketsa  rangkaian berbasis Tinkercad, perancangan perangkat keras (hardware), dan pengujian kerja alat praktikum yang dikembangkan (Kause. M. C, dan Infianto. B. 2019). Alat  peraga  ini  digunakan  untuk  mengetahui percepatan  gerak  benda  pada  sudut  kemiringan tertentu dan jarak lintasan tertentu. Sudut
kemiringan  diukur  menggunakan  alat  pengendali kemiringan. Sedangkan jarak lintasan diukur dengan menggunakan lintasan yang telah di buat. Kemudian untuk  mengukur  percepatan  dapat  menggunakan sensor  pada  alat  peraga  yang  telah  dirancang. Komponen  yang  digunakan  dalam  perancangan  alat praktikum  diantaranya  adalah  Arduino  Uno,  Motor Servo,  Infrared  Sensor,  Push  Button,  Jumper  Wire, LCD, Bread Board dan Resistor 220 Ohm.

## 3. PEMBAHASAN
Rancangan alat praktikum ini terdiri dari empat tahapan,  yakni  pertama  perancangan  perangkat lunak,  kedua  pemrograman  dan  sketsa  rangkaian, ketiga  perancangan  perangkat  keras,  dan  keempat pengujian  kinerja  alat  praktikum  yang  telah dikembangkan.
Komponen komponen elektronika yang digunakan dalam alat peraga ini diantaranya yaitu; 1. Arduino Uno: instal aplikasi
2. Motor servo: 1 buah
3. IR Sensor: 2 buah
4. LCD 16x: 1 buah
5. Push button: 1 buah
6. Resistor 220 Ohm: 1 buah
7. Breadboard: 1 buah
8. Jumper wire: 1 buah
Setelah  komponeen-konponen  diatas  dirancang, kemudian alat praktikum tersebut diuji coba, berikut langkah-langkah yang dilakukan untuk mengoperasikan  alat  praktikum  "Rancang  Bangun Alat  Praktikum  GLBB  pada  Bidang  Miring  dengan Pengendali Kemiringan Berbasis Arduino":
1. Nyalakan  alat  dengan  menghubungkan  kabel power ke sumber listrik yang tersedia.
2. Atur  kemiringan  bidang  miring  sesuai  dengan kebutuhan  praktikum  yang  akan  dilakukan  (10°, 20°,  30°),  dengan  menggerakkan  pengendali kemiringan.
3. Letakkan  objek  bergerak  pada  titik  awal  di  atas bidang  miring,  dan  pastikan  objek  melewati sensor  1  sebagai  start,  sehingga  sistem  akan mengukur  percepatan  objek  saat  bergerak melalui bidang miring.
4. Objek akan berhenti pada ujung sensor ke 2.
5. Amati hasil percepatan yang tampil pada LCD.
6. Bandingkan  hasil  percepatan  yang diukur secara praktikum dengan hasil perhitungan manual.
7. Setelah  selesai  menggunakan  alat  praktikum, mematikan alat dengan melepas kabel power dari sumber listrik.

## Tabel 1. Data pengujian
Sudut kemiring Tabel pengamatan Percepatan hitung Percepatan pengamatan 10 1,7 1,73 15 2,53 2,72 20 3,35 3,22 30 4,9 5,09
Berdasarkan  hasil  dari  Tabel  1  menunjukkan bahwa  Hasil  perhitungan  menunjukkan  bahwa  pada sudut  kemiringan  10°,  percepatannya  sebesar  1.70 m/s2,  pada  sudut  15°  percepatannya  sebesar  2.53 m/s2,  pada  sudut  20°  percepatannya  sebesar  3.35 m/s2,  dan  pada  sudut  30°  percepatannya  sebesar 4.90  m/s 2 .  Terdapat  perbandingan  yang  tidak  jauh signifikan  antara  hasil  percepatan  perhitungan  dan percepatan  pengamatan  otomatis.  Hal  ini  dapat terjadi  karena  kurangnya  ketelitian  ketika  menekan tombol pada sensor arduino.
Hasil  data  pengujian  menunjukkan  bahwa rancangan  alat  menggunakan  Arduino  UNO  dapat digunakan  sebagai  alat  praktkum  peserta  didik dalam mata pelajaran fisika khususnya pembelajaran materi  Gerak  Lurus  Berubah  Beraturan.  Hal  ini dikarenakan  alat  praktikum  berbasis  arduino  ini mampu  menentukan  percepatan  benda  secara otomatis pada benda miring ketika sudutnya diubah- ubah.  Semakin  besar  sudut  yang  dibentuk,  maka percepatan  benda  akan  semakin  besar  pula.  Hal  ini dibuktikan dengan grafik di bawah ini:

## Grafik 3. Grafik hubungan sudut kemiringan dengan percepatan
Berdasarkan  grafik  di  atas,  dapat  disimpulkan bahwa  semakin  besar  sudut  lintasan  bidang miringnya,  maka  semakin  besar  pula  percepatan yang  dihasilkan,  begitupun  sebaliknya.  Ini  sejalan dengan  prinsip  yang  menyatakan  bahwa  besarnya sudut memiliki hubungan sebanding  dengan percepatan.
4. PENUTUP
Dari hasil pembahasan diatas, dapat disimpulkan bahwa:
1. Percepatan  benda  pada  sudut  kemiringan  10° adalah  1.70  m/s²,  pada  sudut  15°  adalah  2.53 m/s², pada sudut 20° adalah 3.35  m/s², dan pada
sudut 30° adalah 4.90 m/s². Terdapat peningkatan  percepatan  yang  signifikan  seiring dengan peningkatan sudut kemiringan.
2. Perbandingan antara hasil percepatan perhitungan dan percepatan pengamatan otomatis memiliki  perbedaan  yang  tidak  jauh  signifikan. Hal  ini  dapat  disebabkan  oleh  ketidakpresisian dalam menekan tombol pada sensor Arduino.
3. Alat  praktikum  yang  menggunakan  Arduino UNO dapat digunakan sebagai alat pembelajaran dalam  materi  Gerak  Lurus  Berubah  Beraturan. Alat  ini  mampu  mengukur  secara  otomatis percepatan  benda  pada  lintasan  miring  dengan sudut  yang  bervariasi.  Semakin  besar  sudut lintasan,  maka  percepatan  benda  juga  semakin besar.
4. Grafik  yang  ditunjukkan  menunjukkan  bahwa besarnya sudut lintasan bidang miring berbanding  lurus  dengan  percepatan  yang dihasilkan.  Ini  sesuai  dengan  teori  fisika  yang menyatakan bahwa semakin besar sudut lintasan, maka  semakin  besar  pula  percepatan  yang terjadi.

## REFERENSI
Apriani, Y., & Barlian, T. (2018). Inverter Berbasis Accumulator  Sebagai  Alternatif  Penghemat Daya  Listrik  Rumah  Tangga.  Jurnal  Surya
Energy. 3(1), 1–23.
Deesera, V. S., & Ilhamsyah, D. T. (2017). Rancang
Bangun  Alat  Ukur  Gerak  Lurus  Berubah Beraturan  (GLBB)  Pada  Bidang  Miring Berbasis  Arduino.  Coding  Jurnal  Komputer dan Aplikasi, 5(2).
Djuandi,  F.  (2011).  Pengenalan  arduino.  E-book. www. tobuku, 24. Jaelani, I., Sompie, S. R., & Mamahit, D. J. (2015). Rancang  Bangun  Rumah  Pintar  Otomatis Berbasis  Sensor  Suhu,  Sensor  Cahaya,  Dan Sensor  Hujan.  Jurnal  Teknik  Elektro  dan Komputer, 5(1), 1-10.
Kause,  M.  C.  (2019).  Rancang  Bangun  Alat  Peraga
Fisika  Berbasis  Arduino  (Studi  Kasus  Gerak Jatuh Bebas). Cyclotron, 2(1).
Manurung,  J.  V.,  &  Simarmata,  J.  (2014).  Aplikasi pembelajaran  mata  pelajaran  fisika  tingkat Sekolah  Menengah  Atas  dengan  metode Computer Assisted Instruction.
Muslina,  M.,  Halim,  A.,  &  Khaldun,  I.  (2017). Kelayakan Media Animasi Hukum Newton Ii Tentang  Gerak  Pada  Bidang  Miring  Dan Katrol Di Sma Kabupaten Aceh Besar. Jurnal IPA & Pembelajaran IPA, 1(1), 64-72.
Prihatini,  S.,  Handayani,  W.,  &  Agustina,  R.  D.
(2017). Identifikasi faktor perpindahan terhadap  waktu  yang  berpengaruh  pada kinemetika  gerak  lurus  beraturan  (GLB)  dan gerak  lurus  berubah  beraturan  (GLBB).
Journal  of  Teaching  and  Learning  Physics, 2(2), 13-20.
Suparya,  I.  K.,  Suastra,  I.  W.,  &  Arnyana,  I.  B.  P.
(2022).  Rendahnya  Literasi  Sains:  Faktor Penyebab  Dan  Alternatif  Solusinya.  Jurnal Ilmiah Pendidikan Citra Bakti, 9(1), 153-166.
Tullah, R., Sutarman, S., & Setyawan, A. H. (2019).
Sistem Penyiraman Tanaman Otomatis Berbasis  Mikrokontroler  Arduino  Uno  Pada Toko  Tanaman  Hias  Yopi.  Jurnal  Sisfotek Global, 9(1).
Umar,  E.  (2008).  Buku  pintar  fisika.  Jakarta:  Niaga Swadaya.
Utama,  S.,  &  Putri,  N.  U.  (2018).  Implementasi Sensor Light Dependent Resistor (LDR) Dan LM35 Pada Prototipe Atap Otomatis Berbasis Arduino. CIRCUIT: Jurnal Ilmiah Pendidikan Teknik Elektro, 2(2).
Yusuf,  K.  (2015,  September).  Penentuan  koefisien momen  inersia  dengan  video  analisis.  In PROSIDING:  Seminar  Nasional  Fisika  dan Pendidikan Fisika (Vol. 6, No. 3).