## ANALISIS PENGEMBANGAN RANGKAIAN LOGIKA DALAM PEMBUATAN MEDIA PEMBELAJARAN FISIKA

## Tsamarul Hizbi
STKIP Hamzanwadi Selong, email: tsamarul_hizbi@yahoo.com

## ABSTRAK
Tujuan  Penelitian  ini  adalah  untuk;  1)  Mengembangkan  rangkaian  lampu  valentin, 2)  Membuat  model  hamburan Rutherford di  dalam  mengilustrasikan  teori  atom  JJ. Thomson. Metode penelitian ini adalah metode eksperimen yang dikerjakan dengan langkah  langkah  yang  terbagi  menjadi  dua  tahap  yaitu;  tahap  1  melakukan eksperimen  untuk  mengembangkan  rangakaian  lampu  valentin  dengan  langkah: mengumpulkan  alat  dan  bahan  eksperimen,  melakukan  eksperimen,  dan  analisis hasil., tahap 2 melakukan eksperimen untuk  membuat model hamburan  Rutherford untuk  mengilustrasikan  pengujian  teori  atom JJ.  Thomson .  Hasil  penelitian  ini adalah:  pada  tahap  1  dihasilkan  sebuah  rangakain  baru  dengan  output  register  30 dari  15  output  aslinya,  sementara  hasil  pada  tahap  2  adalah  sebuah  media pembelajaran yang berupa model hamburan Rutherford untuk mengilustrasikan teori atom JJ. Thomson .
Kata  kunci: Rangkaian  multivibratir  astabil,  rangkaian  penggeser,  dan  rangkaian transistor sebagai sakelar.

## PENDAHULUAN
Pada  tahun  1972  perusahaan  semikonduktor Signetics mengeluarkan  suatu  produk berupa  IC  pewaktu (timer) dengan  nomor  NE  555.  Kini  hampir  semua  perusahaan semikonduktor  yang  besar  ikut  memproduksi  IC  ini.  Dalam  buku “IC  Timer Cookbook” karangan Berlin (dalam Sutrisno 1992), disebutkan literatur hampir 150 macam pemakaian yang dapat dibuat dengan IC ini, salah satunya adalah rangkaian astabil.
Dengan memamfaatkan IC NE 555 sebagai astabil (osilator) dapat dibuat rangkaian lampu  valentin (valentin  lamp) , crist  love dan  dan  rangkaian  sejenis  lainnya.  Jika
diperhatikan  keluaran  rangkaian  lampu  valentin  dan crist  love adalah  sama  hanya saja  lintasan  15  led  sebagai  outputnya  yang  diatur  sedemikian  rupa  sesuai  dengan model  dan  bentuk  yang  diinginkan.  Di  sisi  lain  kalau  dihubungkan  dengan  teori cahaya  sebagai  partikel  yaitu  pada    teori  ini  dipercaya  bahwa  cahaya  terdiri  atas berkas-berkas  partikel  yang  memancar  dari  sebuah  sumber,  maka  led-led  yang dibuat menyala berurutan bisa diibaratkan sebagai partikel-partikel yang bergerak.
Dalam  dunia  pendidikan  kehadiran  alat  bantu  sangat  mempengaruhi  keberhasilan proses  pembelajaran  yaitu  untuk  mencapai  tujuan  instruksional,  misalnya  dalam menyampaikan  model  eksperimen  hamburan  Rutherford  dan  reaksi  pembelahan (fisi),  siswa  sulit  untuk  memahaminya  karena  materinya  yang  abstrak.  Mengenai pemilihan  media  instruksional  Winataputra  (1992)  dalam  bukunya  menuliskan macam-macam dan kelompok media yaitu “media instruksional secara umum dapat dikelompokkan  menjadi  media  visual,  audio  dan  audio-visual.  Media  visual  dapat dirinci lebih lanjut menjadi media visual yang materinya tidak dapat diproyeksikan, misalnya:  foto,  garis,  model  dan  realita.  Media  visual  lainnya  adalah  media  visual yang materinya dapat diproyeksikan, misalnya:  OHP, Opague projector, Film strip. Masing  masing  media  mempunyai  keunggulan-keuggulan  dan  juga  kelemahan tersendiri”.  Lebih  lanjut  disebutkan  dalam  merancang  dan  menyajikan  media instruksional  pada  proses  belajar-mengajar  yang  penting  diperhatikan  adalah menempatkan  persepsi  siswa  pada  posisi  sentral.  Kebermaknaan  sajian  lebih diutamakan,  sedangkan  faktor  lain  diupayakan  sebagai  penunjang  agar  media tersebut  dapat  menjadi  lebih  efektip.  Dalam  membuat  dan  mengunakan  media intruksional  komponen  tujuan  intruksional  merupakan  faktor  utama  yang diperhatikan.

## METODE PENELITIAN
Karena penelitian ini adalah penelitian pengembangan dengan metodekajian teoretis dan  eksperimen,  oleh  karena  itu  dikerjakan  dengan  langkah  langkah  yang  terbagi menjadi dua tahap yaitu:
Tahap  1. Mengembangkan  rangkaian  lampu  valentin,  dengan  langkah-langkah sebagai berikut:
1. Mengumpulkan  alat  dan  bahan  eksperimen  yaitu;  solder,  multitester,  tang potong, adaptor, timah, kabel, led kecil, led besar, led kotak, transistor C 828, IC NE 555, IC SN 54/74 LS164, PCB Kosong, resistor dan kapasitor.
2. Melakukan  eksperimen,  pada  langkah  ini  dilakukan  pengembangan  dari  suatu rangkaian lampu valentin dengan memperhatikan bagian-bagiannya.
3. Analisis hasil, pada langkah ini dilakukan analisis  prinsip kerja rangakaian  dan analisis prinsip kerja rangakaian hasil pengembangan.
Tahap 2. Pembuatan media pembelajaran yang berupa model hamburan Rutherford di  dalam  mengilustrasikan  teori  atom JJ.  Thomson dan  mengujicobanya  dalam pembelajaran.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Hasil Penelitian
Hasil  penelitian  ini  ada  dua  macam  sesuai  dengan  tujuan  penelitian  ini  yaitu  pada tahap 1 dihasilkan rangakaian pengembangan lampu valentin sebagai berikut:
Gambar 1. Rangakaian lampu valentin

## Tsamarul Hizbi
Gambar 2. Rangkaian hasil pengembangan rangakaian lampu valentin
Sementara hasil penelitian tahap 2 adalah sebuah media pembelajaran  yang berupa model  hamburan  Rutherford  di  dalam  mengilustrasikan  teori  atom  JJ.  Thomson, berikut ini adalah gambarnya.
Gambar 3. garis hamburan Rutherford
dan  hasil  pengembangan  rangkaian  lampu  valentin  peneliti  membuat  model hamburan Rutherford sebagai berikut:
Gambar 4. Model hamburan Rutherford
Keterangan:
= Ligth eminiting diode (LED) silinder
= Ligth eminiting diode (LED) kotak

## Pembahasan
Hasil  penelitian  tahap  1  berupa  rangakaian  hasil  pengembangan  dari  rangkaian lampu  valentin  dengan  15  buah  output  yang  terhubung  ke led .  Dari  hasil  analisis rangkaian  secara  teoritis  pada  elektronika  ada  beberapa  rangkaian  didapatkan  pada rangkaian lampu valentin yaitu:
1. Rangkaian  multivibrator  astabil  (elektronika  Dasar  II/  elektronika  digital)  dan menanalisis cara kerjanya ternyata pada rangkaian lampu valentin ada rangkaian yang  memilki  prinsip  kerja  yang  yaitu  pada  pada  bagian  1  dengan  komponen rangkaian  berupa  IC  NE  555  , variabel  resistor  (VR) ,  resistor  tetap  680  ohm, kapasitor  220  mikrofarad,  100  nanofarad  yang  dirangkai  menjadi  suatu rangkaian  dengan  keluaran  dua  keadaan  tidak  stabil  yaitu  0-1-0-1-0-  dan seterusnya yang dalam multivibrator di sebut sebagai astabil.
Berikut ini adalah diagram karakteristik IC NE 555
Gambar 5. Diagram IC NE 555 sebagai astabil
2. Rangkaian Penggeser (shift register)
IC2  dan  IC3  dengan  nomor  SN54/74LS164.  IC  ini  merupakan  IC  serial-in parallel-out  shift  register memiliki 14 pin dimana nama pin-pinnya ditunjukkan oleh gambar 5 berikut:
Gambar 6. IC SN54/74LS164 (Browsing.adls.stts.edu/Motorola).
Keterangan pin:
A,B = Data Input
CP = Clok input (active HIGH going edge)
MR = Pembersih (Master reset input)
Q0-Q7 = Output.
Menurut Millman dan Halkias (1993), karena suatu unit biner adalah memori 1-bit, maka susunan n buah flip-flop dapat  menyimpan kata n-bit. Untuk memungkinkan pembacaan data kata itu oleh register secara berurutan, maka keluaran flip-flop yang satu dihubungkan dengan masukan dari flip-flop berikutnya. Komfigurasi seperti ini, yang  disebut  register  geser.  Faissler  (1991)  juga  menyebutkan “the  purpose  of  a shift register is to hold astring of bits and to shift the string one place to the left (or right)  on  command”. Jika  data  dimasukkan  kedalam  sistem  secara  serial,  dan dikeluarkan  secara  pararel,  maka  konventer  geser  serial  kepararel.  Alat  ini  disebut sebagai  register  masuk-seri,  keluaran-pararel (serial-in  parallel-out  shift  register) . Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar 6 berikut:
Gambar 7. Diagram IC74LS164 (Browsing. Adls. Stts. Edu/Motorola)
Dari type IC dan cara kerja rangkaian maka penelitian memastikan bahwa bagian 2 dari rangkaian lampu valentin  adalah rangkaian  penggeser atau shift  register serial in  pararell  out, artinya  signal  masukan  astabil  secara  seri  dan  pada  bagian  output diambil secara pararel sesuai gambar 7 dan karakteristik IC 74LS164.

## 3. Rangkaian transistor sebagai sakelar
Rangkaian  dasar  dari  pada  suatu  saklar  transistor  ditunjukkan  pada  gambar  7 berikut:
Gambar 8a. Transistor sebagai saklar (Sutrisno,1992). 8b. Karakteristik keluaran dan garis beban (Sutrisno,1992).
Gambar  8b  menunjukkan  karakteristik  keluaran  beserta  garis  bebanya.  Pada rangkaian akan nampak  bahwa bila arus basis  IB =  IB0 maka transistor tepat  akan saturasi.  Pada  keadaan  ini  beda  potensial  antara  kolektor  dan  emitor  adalah  amat
kecil, yaitu sama dengan Vcc/Rc, dan hambatan kolektor adalah kebalikan dari pada kemiringan  kurva  saturasi  dari  transistor.  Bila  arus  basis  diperbesar  menjadi  IB1 atau  IB2  atau  lebih  besar  lagi,  tegangan  kolektor  (Vce)  dan  arus  kolektor  Ic  tak berubah  nilainya  yaitu  masing-masing  tetap  sama  dengan  Vce  (sat)  dan  Vcc/Rc. Inilah mengapa keadaan ini diberi nama keadaan saturasi atau keadaan jenuh. Sebab nilainya tak berubah walaupun arus basis ditambah terus.
Nilai  arus  basis  bergantung  kepada  Vs  yang  digunakan  untuk  menghantarkan  arus (membuatnya ON) dan juga kepada hambatan RB  yang dipasang seri dengan basis. Arus basis I dapat dihitung dari
IB = RB VBE s  V (1)
Hubungan  antara  arus  basis  dan  arus  kolektor  adalah  linier,  yang  berarti  kolektor berbanding  lurus  dengan  arus  basis  kurang  dar  IB0,  yaitu  arus  basis  yang  tetap mengakibatkan  keadaan  saturasi.  Bagian  dari  garis  beban  antara  q1  dan  q2  pada Gambar 2-1b disebut daerah liner, yaitu;
Ic = hFE. IB =  IB.ß
(2)
Pada  persamaan  (2)  tetapan  hFE  adalah  untuk  arus  DC  jadi  belum  tentu  sama- dengan  parameter  hfe  untuk  isyarat  kecil  (AC)  (Sutrisno,  1992),  Sementara  kalau diperhatikan  type  trarsistor  dan  cara  kerja  rangkaian  pada  bagian  3,  maka  dapat disimpulkan  rangkaian  lampu  valentin  pada  bagian  3  adalah  sebuah  rangkaian transistor sebagai sakelar.
Berdasarkan  analisis  bagian  1,  2  dan  3  rangkaian  lampu  valentin  di  atas  maka peneliti menambah jumlah IC 74LS164 pada rangkaian penggeser atau shift register sehingga dapat ditarik output secara pararel sebanyak  yang diinginkan, oleh karena peneliti  berhasil  mengeksperimen  sebuah  rangkaian  baru  hasil  dari  pengembangan rangkaian  lampu  valentin  dengan  30  output  dengan  menambahkan  IC  74LS164 sebanyak 2 buah, rangkaiannya dapat dilihat pada gambar 2.
Penelitian  tahap  2  adalah  memodifikasi  tata  letak  led  yang  terhubung  ke  output rangkaian sehingga didapat model hamburan Rutherford di dalam mengilustrasikan teori  atom JJ. Thomson dan model  yang dibuat terlihat  pada  gambar 4 di atas, dan tahap selanjutnya ada mengujinya keefektifannya di dalam pembelajaran dan untuk itu akan dilakukan penelitian berikutnya.

## KESIMPULAN
Dari hasil penelitian dan pembahasan dapat disimpulkan yaitu:
1. Rangkaian  lampu  valentin  dengan  15  output  dapat  dikembangkan  menjadi rangkaian dengan jumlah output 30 buah.
2. Pengembangan  rangkaian  lampu  valentin  dapat  dibuat  menjadi  sebuah  model hamburan Rutherford..

## DAFTAR PUSTAKA
Anonim, (2006). Saturn PCB S-106. Semarang.
Beiser Athur. (1992). Konsep-konsep Fisika Modern . Jakarta: Penerbit Erlangga.
Budikase  dan  Kertiasa,  (1994). Fisika  2. Jakarta:  Departemen  Pendidikan  dan Kebudayaan.
Faissler L.. William, (1991). Modern Electronik . Jakarta: PT Gramedia.
Gregory J.. M. Dkk, (1985). Cara Praktis Belajar Elektronik . Jakarta: PT Gramedia.
Millman dan Halkias, (1993). Elektronika Terpadu Jilid 2 . (terjemahan:Barmawi.,M dan M., O., Tjia). Jakarta: Penerbit Erlangga.
Sadiman Arif, dkk, (1986). Media Pendidikan . Jakarta: Penerbit CV Rajawali.
Motorola.  (2002). SN  74LS164  /TTL tersedia  pada:  Adls  .stts.  edu.  Diakses  pada tanggal 13 Juni 2007.
Sutrisno.  (1986). Elektronika  Jilid  I,  Teori  Dasar  dan  penerapannya .  Bandung: Penerbit ITB Bandung.
Sutrisno.  (1992). Elektronika  Lanjutan,  Teori  Dasar  dan  penerapannya .  Bandung: Penerbit ITB Bandung .