## PEMBUATAN SET EKSPERIMEN GERAK VERTIKAL BAWAH BERBASIS SENSOR PING DAN SENSOR

## Maria
Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Padang Jl. Prof. Dr. Hamka Air Tawar, Padang 25131
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi tidak terlepas dari peran berbagai disiplin ilmu yang ada, salah satunya Fisika. Salah satu fenomena fisika adalah gerak jatuh bebas. Penelitian ini menjelaskan spesfikasi desain, validasi  dan spesifikasi perfor eksperimen  gerak  jatuh  bebas  ini  terdiri  sistem photogate, sensor  ping,  sensor  getaran,  statif,  lengan  statif,  dan  dasar  sta gerak  jatuh  bebas  terdiri  dari  catudaya,  rangkaian  LCD,  rangkaian  reset,  rangkaian  pengontrolan  magnet, rangkaian  sensor  getar,  rangkaian  sensor  ping  dan  rangkaian  sensor eksperimen  gerak  jatuh  bebas  terdiri  dari  ketelitian,  ketepatan  dan  validasi  alat. eksperimen ini adalah 97,84%, ketelitian dari set eksperimen ini adalah 99,63% dengan standar deviasi sebesar 0,00022 dan validasi set eksperimen ini be ahli adalah 86,66%.
Keywords : Gerak jatuh bebas, Ketepatan, Ketelitian, Validasi dan sensor ping
This  is  an  open  access  article  distributed  under  the  Creative  Commons  4.0 reproduction in any medium, provided the original work is properly cited . ©2018 by author and Universitas Negeri Padang.

## PENDAHULUAN
Perkembangan  ilmu  pengetahuan  dan  teknologi (IPTEK), semakin terasa bertambah maju, khususn dalam  bidang  ilmu  pengetahuan  yang  sepadan dengan  kemajuan  teknologi.Perkembangan  ilmu pengetahuan  dan  teknologi  tidak  terlepas  dari  peran berbagai disiplin ilmu yang ada.Salah satunya adalah Fisika.Fisika  merupakan  salah  satu  cabang  ilmu pengetahuan  alam  yang  mempelajari  gejala  alam, tidak  hanya  berpegang  pada  teori  belakang,  tetapi diiringi  dengan  kegiatan  eksperimen.Salah  satu kegiatan  eksperimen  fisika  yang  dilakukan  di laboratorium  Fisika  adalah  penentuan  percepatan gravitasi bumi.
Percepatan  gravitasi  bumi  adalah  percepatan yang  dialami  oleh  benda  yang  jatuh  bebas  dari ketinggian tertentu menuju
permukaan bumi.Berdasarkan literatur, nilai rata gravitasi  bumi  adalah  9,8m/s 2 .Arah  percepatan gravitasi bumi adalah menuju pusat bumi atau lurus menuju permukaan tanah.Ada beberapa metode yang dapat digunakan untuk  menentukan  percepatan gravitasi bumi adalah percobaan gerak jatuh bebas.
Gerak jatuh bebas adalah gerak jatuh benda pada arah vertikal dari ketinggian tertentu tanpa awal  (Giancolli,2001).  Berdasarkan  teori,  peristiwa gerak  jatuh  bebas  dipengaruhi  oleh  gaya  gravitasi bumi,  sehingga  nilai  percepatan  benda  pada  saat mengalami gerak jatuh bebas adalah mendekati nilai percepatan gravitasi bumi. Untuk membuktikan tersebut  maka  perlu  dilakukan  eksperimen  gerak
Pillar of Physics, Vol. 12 No. 1, April 2019,

## PEMBUATAN SET EKSPERIMEN GERAK VERTIKAL BAWAH BERBASIS SENSOR PING DAN SENSOR PHOTOGATE DENGAN TAMPILAN PC
Maria Idayu *) , Yulkifli dan Zulhendri Kamus Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Padang Jl. Prof. Dr. Hamka Air Tawar, Padang 25131
*) mariaidayu95@gmail.com

## ABSTRACT
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi tidak terlepas dari peran berbagai disiplin ilmu yang ada, salah satunya Fisika. Salah satu fenomena fisika adalah gerak jatuh bebas. Penelitian ini menjelaskan spesfikasi desain, validasi  dan spesifikasi performansi set eksperimen gerak jatuh bebas. Hasil dari sistem performansi set eksperimen  gerak  jatuh  bebas  ini  terdiri  sistem  mekanik  dan  elektronik.  Sistem  mekanik  terdiri  dari  sensor sensor  ping,  sensor  getaran,  statif,  lengan  statif,  dan  dasar  statif.  Sistem  elektronik  set  eksperimen gerak  jatuh  bebas  terdiri  dari  catudaya,  rangkaian  LCD,  rangkaian  reset,  rangkaian  pengontrolan  magnet, rangkaian  sensor  getar,  rangkaian  sensor  ping  dan  rangkaian  sensor photogate. Hasil  dari erimen  gerak  jatuh  bebas  terdiri  dari  ketelitian,  ketepatan  dan  validasi  alat.  Ketepatan  pengukuran  set eksperimen ini adalah 97,84%, ketelitian dari set eksperimen ini adalah 99,63% dengan standar deviasi sebesar 0,00022 dan validasi set eksperimen ini berada pada kriteria sangat valid dengan nilai rata-
Gerak jatuh bebas, Ketepatan, Ketelitian, Validasi dan sensor ping
his  is  an  open  access  article  distributed  under  the  Creative  Commons  4.0  Attribution  License,  which  permits  unrestricted  use,  distribution,  and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited . ©2018 by author and Universitas Negeri Padang.

## PENDAHULUAN
Perkembangan  ilmu  pengetahuan  dan  teknologi IPTEK), semakin terasa bertambah maju, khususnya dalam  bidang  ilmu  pengetahuan  yang  sepadan dengan  kemajuan  teknologi.Perkembangan  ilmu pengetahuan  dan  teknologi  tidak  terlepas  dari  peran berbagai disiplin ilmu yang ada.Salah satunya adalah Fisika.Fisika  merupakan  salah  satu  cabang  ilmu am  yang  mempelajari  gejala  alam, tidak  hanya  berpegang  pada  teori  belakang,  tetapi diiringi  dengan  kegiatan  eksperimen.Salah  satu kegiatan  eksperimen  fisika  yang  dilakukan  di laboratorium  Fisika  adalah  penentuan  percepatan
asi  bumi  adalah  percepatan yang  dialami  oleh  benda  yang  jatuh  bebas  dari ketinggian tertentu
menuju permukaan bumi.Berdasarkan literatur, nilai rata-rata percepatan
.Arah  percepatan gravitasi  bumi adalah menuju pusat  bumi atau  tegak lurus menuju permukaan tanah.Ada beberapa metode yang dapat digunakan untuk  menentukan  percepatan adalah percobaan gerak jatuh bebas. Gerak jatuh bebas adalah gerak jatuh benda pada arah vertikal dari ketinggian tertentu tanpa kecepatan awal  (Giancolli,2001).  Berdasarkan  teori,  peristiwa gerak  jatuh  bebas  dipengaruhi  oleh  gaya  gravitasi bumi,  sehingga  nilai  percepatan  benda  pada  saat mengalami  gerak jatuh bebas adalah mendekati nilai percepatan gravitasi bumi. Untuk membuktikan teori tersebut  maka  perlu  dilakukan  eksperimen  gerak
jatuh  bebas.Sebuah  eksperimen  tidak  terlepas  dari sistem pengukuran.Pengukuran dimanfaatkan sebagai sarana  untuk  mendapatkan  data,  untuk  mengambil kesimpulan dan untuk menentukan keterkaitan antara dua  variabel  atau  lebih.  Dalam  eksperimen  gerak jatuh  bebas    ada  beberapa  variabel  atau  parameter fisika yang diukur yaitu ketinggian, waktu, kecepatan dan percepatan gravitasi bumi.
Hasil  yang  didapatkan  dari  penelitian  sangat ditentukan oleh set eksperimen. S banyak  dikembangkan  oleh  industri pengukuran  gerak  jatuh  bebas  dalam  eksperimennya telah megalami perkembangan dari sistem manual ke sistem  digital  yang  dilakukan  oleh  penelitian sebelumnya  tetapi  masih  mem kelemahan.
Menurut Dasriyani (2014), penelitian tentang set eksperimen  gerak  jatuh  bebas  yang  dilakukannya memiliki  kelebihan  dan  kekurangan  atau  kendala yang  dihadapinya.  Kelebihan  set  eksperimennya terletak  pada  pengukuran  waktu  yang  dilakukan secara  otomatis  yang  dapat  meminimalisirkan kesalahan dibandingakan pengukuran waktu menggunakan  stopwatch.  Kendala  yang  ditemuinya dalam pengukuran ketinggian.Kendala tersebut dapat diatasi  dengan  menambahakan  sensor  ping  sebagai pengukuran  ketinggian.Hal  ini  dilak memeproleh  variasi  ketinggian  yang  lebih  baik  dan data yang lebih akurat.
Berdasarkan  data  yang  diukur  pada  eksperimen gerak  jatuh  bebas  dapat  dibuktikan  besarnya percepatan gravitasi bumi.Penemuan
Vol. 12 No. 1, April 2019, 22 - 29

## PEMBUATAN SET EKSPERIMEN GERAK VERTIKAL BAWAH BERBASIS DENGAN TAMPILAN PC
Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Padang,
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi tidak terlepas dari peran berbagai disiplin ilmu yang ada, salah satunya Fisika. Salah satu fenomena fisika adalah gerak jatuh bebas. Penelitian ini menjelaskan spesfikasi mansi set eksperimen gerak jatuh bebas. Hasil dari sistem performansi set mekanik  dan  elektronik.  Sistem  mekanik  terdiri  dari  sensor tif.  Sistem  elektronik  set  eksperimen gerak  jatuh  bebas  terdiri  dari  catudaya,  rangkaian  LCD,  rangkaian  reset,  rangkaian  pengontrolan  magnet, darispesifikasi    dari  set Ketepatan  pengukuran  set eksperimen ini adalah 97,84%, ketelitian dari set eksperimen ini adalah 99,63% dengan standar deviasi sebesar -rata validasi tenaga
Attribution  License,  which  permits  unrestricted  use,  distribution,  and
Sebuah  eksperimen  tidak  terlepas  dari sistem pengukuran.Pengukuran dimanfaatkan sebagai sarana  untuk  mendapatkan  data,  untuk  mengambil kesimpulan dan untuk menentukan keterkaitan antara ariabel  atau  lebih.  Dalam  eksperimen  gerak jatuh  bebas    ada  beberapa  variabel  atau  parameter fisika yang diukur yaitu ketinggian, waktu, kecepatan
Hasil  yang  didapatkan  dari  penelitian  sangat
. Set eksperimen telah banyak  dikembangkan  oleh  industri-industri.  Pada pengukuran  gerak  jatuh  bebas  dalam  eksperimennya telah megalami perkembangan dari sistem manual ke sistem  digital  yang  dilakukan  oleh  penelitian sebelumnya  tetapi  masih  memilki  beberapa
Menurut Dasriyani (2014), penelitian tentang set eksperimen  gerak  jatuh  bebas  yang  dilakukannya memiliki  kelebihan  dan  kekurangan  atau  kendala yang  dihadapinya.  Kelebihan  set  eksperimennya terletak  pada  pengukuran  waktu  yang  dilakukan matis  yang  dapat  meminimalisirkan kesalahan dibandingakan pengukuran waktu menggunakan  stopwatch.  Kendala  yang  ditemuinya dalam pengukuran ketinggian.Kendala tersebut dapat diatasi  dengan  menambahakan  sensor  ping  sebagai pengukuran  ketinggian.Hal  ini  dilakukan  agar memeproleh  variasi  ketinggian  yang  lebih  baik  dan
Berdasarkan  data  yang  diukur  pada  eksperimen gerak  jatuh  bebas  dapat  dibuktikan  besarnya Penemuan-penemuan
penting  yang  berhubungan  dengan  fisika dengan  adanya  eksperimen  fisika  yang  tujuannya siswa  maupun  mahasiswa  mampu  memahami pelajaran  berdasarkan  gejala  yang  terjadi  melalui pengamatan  secara  langsung.  Dengan  adanya perancangan  alat  ini,  diharapkan    dapat  digunakan sebagai  alat  bantu  pendidikan    dan  mempermudah mahasiswa  dan  siswa  yang  mengikuti  kegiatan eksperimen fisika khususnya eksperimen gerak jatuh bebas. Hal ini  dapat dilakukan  oleh  praktikan  hanya dengan  melihat  langsung  dari  display  yang disediakan  berupa  LCD  dan  PC  yang  menampil hasil  kegiatan  praktikum.  Variabel  yang  tampilkan pada  LCD  dan  PC    berupa  ketinggian,  waktu,  dan kecepatan benda.
Ketinggian  benda  diukur  menggunakan  sensor ping.Sensor ping adalah  sebuah  sensor  yang berfungsi  untuk  mengubah  besaran  fisis  (bunyi) menjadi  besaran  listrik  dan  sebaliknya. merupakan sensor dimana pin nya ada 3 yang terdiri dari  pin  vcc,  gnd  dan  keluarannya  (signal). fisis dan cara kerja dari sensor pingditunjukkan oleh Gambar 1.
Gambar 1. Sensor Ping
Pada Gambar 3 terlihat bahwa sensor ping terdiri dari  dua  unit  yaitu  unit  pemancar  ( penerima  ( receiver ).  Modul  sensor  ping  mendeteksi jarak  antara  objek  dan  sensor  dengan  cara memancarkan  gelombang  ultrasonik  (40  kHz)  dari unit  pemancar,  kemudian  pantu
ultrasonik  dari  objek  diterima  oleh  unit  penerima sensor  ping.  Gelombang  ultrasonik  ini  merambat  di udara  dengan  kecepatan  344  meter  per  detik, mengenai  objek  dan  memantul  kembali  ke  sensor. Modul sensor PING mengeluarkan pulsa pada  pin  sig  setelah  memancarkan  gelombang ultrasonik dan setelah gelombang pantulan terdeteksi modul  sensor  PING  akan  membuat pin  sig.  Lebar  pulsa  High  (t IN )  akan  sesuai  dengan lama  waktu  tempuh  gelombang  ultrasonik  untuk  2 kali  jarak  ukur  dengan  objek.  Berikut  adalah  data hasil  penghitungan  waktu  yang  diperlukan  modul sensor ping untuk  menerima  pantulan  pada  jarak tertentu. Perhitungan ini didapat dari rumus berikut S = (t IN x V) ÷ 2 .................................
Dimana, S  adalah  jarak antara sensor  ultrasonik dengan  objek  yang  dideteksi. V adalah cepat rambat gelombang  ultrasonik  di  udara  (344m/s)  dan  t adalah  selisih  waktu  pemancaran  dan  penerimaan pantulan gelombang. Besar amplitudo sinyal elektrik yang dihasilkan unit sensor penerima tergantung dari
penting  yang  berhubungan  dengan  fisika  muncul dengan  adanya  eksperimen  fisika  yang  tujuannya siswa  maupun  mahasiswa  mampu  memahami pelajaran  berdasarkan  gejala  yang  terjadi  melalui pengamatan  secara  langsung.  Dengan  adanya perancangan  alat  ini,  diharapkan    dapat  digunakan didikan    dan  mempermudah mahasiswa  dan  siswa  yang  mengikuti  kegiatan eksperimen fisika khususnya eksperimen gerak jatuh Hal ini  dapat dilakukan  oleh  praktikan  hanya dengan  melihat  langsung  dari  display  yang disediakan  berupa  LCD  dan  PC  yang  menampilkan hasil  kegiatan  praktikum.  Variabel  yang  tampilkan berupa  ketinggian,  waktu,  dan
Ketinggian  benda  diukur  menggunakan  sensor adalah  sebuah  sensor  yang berfungsi  untuk  mengubah  besaran  fisis  (bunyi)
di  besaran  listrik  dan  sebaliknya.Sensor  ping merupakan sensor dimana pin nya ada 3 yang terdiri dari  pin  vcc,  gnd  dan  keluarannya  (signal).  Bentuk pingditunjukkan oleh
Ping
terlihat bahwa sensor ping terdiri dari  dua  unit  yaitu  unit  pemancar  ( trigger) dan  unit ).  Modul  sensor  ping  mendeteksi jarak  antara  objek  dan  sensor  dengan  cara memancarkan  gelombang  ultrasonik  (40  kHz)  dari unit  pemancar,  kemudian  pantulan  gelombang ultrasonik  dari  objek  diterima  oleh  unit  penerima sensor  ping.  Gelombang  ultrasonik  ini  merambat  di udara  dengan  kecepatan  344  meter  per  detik, mengenai  objek  dan  memantul  kembali  ke  sensor. Modul sensor PING mengeluarkan pulsa output high da  pin  sig  setelah  memancarkan  gelombang ultrasonik dan setelah gelombang pantulan terdeteksi modul  sensor  PING  akan  membuat output  low pada )  akan  sesuai  dengan lama  waktu  tempuh  gelombang  ultrasonik  untuk  2 engan  objek.  Berikut  adalah  data hasil  penghitungan  waktu  yang  diperlukan  modul untuk  menerima  pantulan  pada  jarak tertentu. Perhitungan ini didapat dari rumus berikut:
........................(1)
Dimana, S adalah  jarak antara sensor  ultrasonik dengan objek  yang dideteksi. V adalah cepat rambat gelombang  ultrasonik  di  udara  (344m/s)  dan  t IN adalah  selisih  waktu  pemancaran  dan  penerimaan pantulan gelombang. Besar amplitudo sinyal elektrik lkan unit sensor penerima tergantung dari
jauh dekatnya objek yang dideteksi serta kualitas dari sensor pemancar dan sensor penerima (Yulkifli,2013).
Sensor  getaran  adalah  suatu  alat  yang  berfungsi untuk  mendeteksi  adanya  getaran    dan kedalam  sinyal  listrik.  Sistem  pendeteksi  getaran mampu  memberikan  informasi  berupa  parameter getaran  yang  direspon  oleh  sensor.Magnet  dapat dimanfaatkan sebagai sensor untuk sistem elektronik.Salah  satu  implementasinya  adalah sebagai sensor on/off pengganti saklar mekanis.
Power  Supply merupakan  suatu  alat  yang digunakan  sebagai  sumber  tegangan  DC  pada  alat elektronika.  Pada  rangkaian  catu  daya  terdapat beberapa  blok  rangkaian  yang  terdiri  dari transformator, penyearah tegangan, filter ( dan regulator.LCD merupakan singkatan  dari Crystal  Display. LCD  adalah  suatu  jenis  media tampilan  yang  menggunakan  Kristal  cair  sebagai penamil  utama  yang  digunakan  untuk  menampilkan berbagai  hal  yang  berkaitan  dengan  aktivitas mikrokontroler seperti  menampilkan suatu nilai hasil sensor  dan  manampikan  menu  pada  aplikasi mikrokontroler.Mikrokontroler adalah
suatu komponen  elektronika  yang  dapat  deprogram  dan memiliki  kemampuan  untuk  mengeksekusi  langkah langkah  yang  telah  deprogram  (Afgianto,  2002). Seiring  perkembangan  ilmu  pengetahuan  dan teknologi  terdapat  berbagai  jenis  mikrokontroler yang  memiliki  berbagai  kelebihan.Salah  satu  jenis mikrokontroler  tersebut  adalah  mikrokontroler Atmega  328  yang  terintegrasi  pada mikrokontroler Arduino Uno.
Gerak  ideal,  yang  mengabaikan  gesekan  udara dan  perubahan  kecil  percepatan  terhadap  ketinggian disebut gerak jatuh bebas.
Gambar 2.Gerak Jatuh Persamaan  gerak  yang  digunakan  untuk menganalisis  gerakan  apel    adalah  persamaan  gerak untuk gerak lurus berubah beraturan.

## PERSAMAAN GLBB
1. 𝑣 = 𝑣 ± 𝑔𝑡 ............................
2. 𝑦 = 𝑦 + 𝑣 𝑡 ± 𝑔𝑡 …
3. 𝑣 = 𝑣 ± 2𝑔𝑦 ……..………………
ℎ = 𝑦 − 𝑦
Vol. 12 No. 1, April 2019, 22 - 29
jauh dekatnya objek yang dideteksi serta kualitas dari sensor pemancar dan sensor penerima
Sensor  getaran  adalah  suatu  alat  yang  berfungsi untuk  mendeteksi  adanya  getaran    dan  diubah kedalam  sinyal  listrik.  Sistem  pendeteksi  getaran mampu  memberikan  informasi  berupa  parameter getaran  yang  direspon  oleh  sensor.Magnet  dapat dimanfaatkan sebagai sensor untuk sistem elektronik.Salah  satu  implementasinya  adalah pengganti saklar mekanis.
merupakan  suatu  alat  yang
digunakan  sebagai  sumber  tegangan  DC  pada  alat elektronika.  Pada  rangkaian  catu  daya  terdapat beberapa  blok  rangkaian  yang  terdiri  dari transformator, penyearah tegangan, filter ( smoothing ) dan  regulator.LCD  merupakan singkatan  dari Liquid LCD  adalah  suatu  jenis  media tampilan  yang  menggunakan  Kristal  cair  sebagai penamil  utama  yang  digunakan  untuk  menampilkan berbagai  hal  yang  berkaitan  dengan  aktivitas
ti  menampilkan suatu nilai hasil sensor  dan  manampikan  menu  pada  aplikasi mikrokontroler.Mikrokontroler adalah suatu komponen  elektronika  yang  dapat  deprogram  dan memiliki  kemampuan  untuk  mengeksekusi  langkah- langkah  yang  telah  deprogram  (Afgianto,  2002). Seiring  perkembangan  ilmu  pengetahuan  dan teknologi  terdapat  berbagai  jenis  mikrokontroler yang  memiliki  berbagai  kelebihan.Salah  satu  jenis mikrokontroler  tersebut  adalah  mikrokontroler Atmega  328  yang  terintegrasi  pada board
Gerak  ideal,  yang  mengabaikan  gesekan  udara dan  perubahan  kecil  percepatan  terhadap  ketinggian
Jatuh Bebas Persamaan  gerak  yang  digunakan  untuk menganalisis  gerakan  apel    adalah  persamaan  gerak
berubah beraturan. .........................(2) ….....………… (3) …………………..(4)
Waktu  (t)  yang  diperlukan  oleh  benda  untuk mencapai  ketinggian  (h)  tertentu  dapat  dihitung dengan menggunakan rumus berikut ini 𝑦 = 𝑦 + 𝑣 . 𝑡 ± 𝑔𝑡 ..……………...............(5) Maka persamaan tersebut dapat ditulis menjadi:
ℎ = 𝑣 . 𝑡 ± 𝑔𝑡 …………….………..……..(6)
Terminologi jatuh bebas digunakan untuk benda yang  jatuh  tanpa  memiliki  kecepatan  awal.  Artinya, kecepatan awal (v 0 ) sama dengan nol. Sehingga  dari persamaan 6 diperoleh nilai ketinggian (h) dan waktu (t)  yang  ditunjukkan  pada  persamaan  7  dan persamaan 8
ℎ =   𝑔𝑡 ………………………………….....(7)
𝑡 = ………..…………….………………..(8)
Dari  persamaan  6(a)  dapat  dikatakan  bahwa untuk  menentukan  ketinggian  tertentu  dipengaruhi oleh  waktu  tempuh  benda  dan  percepatan  gravitasi bumi.  Sedangkan  pada  persamaan  6(b)  untuk menentukan  waktu  tempuh  benda  dipengaruhi  oleh jarak  dan  percepatan  gravitasi  bumi.Artinya,  jarak tempuh benda sebanding waktu tempuh benda.Semakin  jauh  jarak  tempuh  benda,  semakin lama  waktu  yang  dibutuhkan  untuk  mencapai  titik tertetu  dan  sebaliknya.  Untuk  menentukan  besar kecepatan  benda  saat  menyentuh  permukaan  bidang ditunjukkan pada persamaan 9
𝑣 = 𝑔𝑡 ……………………………………..….(9) dengan  memasukkan  nilai  t    yang  ada  pada persamaan  8  ke  dalam  persamaan  9  maka  diperoleh nilai 𝑣 sebagai berikut:
𝑣 = 𝑔 …………………………………….(10)
persamaan  10  tersebut  dikuadratkan  kedua  sisinya, sehingga persamaannya menjadi
𝑣 = 𝑔 =   𝑣 = 𝑔 ……………….(11)
persamaan  11  kemudian  disederhanakan  sehingga diperolehlah  nilai  dari  kecepatan  benda  saat menyentuh  permukaan  bidang  yang  diberikan  pada persamaan 12
𝑣 = 2𝑔ℎ …………………………………..(12)

## METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  dilakukan  di  Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi Jurusan Fisika FMIPA Universitas  Negeri  Padang.  Metode  penelitian  yang digunakan  dalam  membuat  set  eksperimen  gerak jatuh  bebas  termasuk  dalam  R&D  ( Research  and Development ).  Dalam  pelaksanaan  penelitian  ada beberapa  tahapan  yang  akan  dilakukan  dalam penelitian  dan  pengembangan.  Sugiyono  (2015) mengemukakan  bahwa  ada  tiga  belas  langkah- langkah  penelitian  dan  pengembangan    yang  terdiri dari: mengkaji alat yang sudah ada, melakukan studi literatur dan penelitian lapangan, perencanaan desain
alat  ,  pengujian  internal  desain,  revisi  desain  alat, pembuatan  alat  ukur,  uji  coba  terbatas  alat eksperimen,  revisi  produk  1,  uji  coba  lapangan utama,  revisi  produk  2,  uji  coba  lapangan operasional,  revisi  produk  3,  diseminasi  dan implementasi.  Langkah-langkah  penelitian  dan pengembangan diperlihatkan pada Gambar 3.

## Gambar 3. Langkah-langkah penelitian dan pengembangan Sugiyono
Berdasarkan  Gambar  dari  tiga  belas  langkah- langkah  penelitian  hanya  delapan  langkah  yang dilakukan  dalam  penelitian  ini.  Langkah-langkah penelitian  dan  pengembangan  tersebut    terdiri  dari dua tahap yaitu tahap penelitian ( research ) dan tahap pengembangan ( development ). Kegiatan dalam tahap penelitian  ( research )  lebih  banyak  menjelaskan tentang konsep desain yang cocok untuk Gerak Jatuh Bebas.  Beberapa  aspek  yang  perlu  diketahui  dalam tahap  penelitian  meliputi:  1)  Penelitian  terhadap  set eksperimen  gerak  jatuh  bebas  yang  telah  ada,  2) Studi  literatur  dan  penelitian  lapangan,  dan  3) Perencanaan/  membuat  desain  produk.  Hasil  output pada  tahap  penelitian  berupa  gambar  rancangan produk,  gambar  kerja,  dan  gambar  rakitan. Sedangkan  kegiatan  dalam  tahap  pengembangan meliputi  kegiatan  pengujian  internal,  revisi  desain alat,  pembuatan  produk,    danpengujian  lapangan awal/ terbatas ( preliminary field testing ). Rancangan  ( design )  set  eksperimen  terbagi menjadi tiga yaitu:
a. Desain blok diagram sistem elektronika Sistem  set  eksperimen  ini  terdiri  dari  beberapa rangkaian,  diantaranya  rangkaian  sensor  getaran, rangkaian  sensor  photogate,  rangakaian  magnet listrik,  rangkaian  mikrokontroler  ATMEGA  328, Rangkaian modul LCD. Blok diagram set eksperimen gerak jatuh bebas seperti terlihat pada Gambar 4
Gambar 4.Blok Diagram Sistem Gerak Jatuh Bebas
Berdasarkan  Gambar  12  Dapat  dilihat  bahwa sistem  eksperimen  gerak  jatuh  bebas  menggunakan sensor photogate ,  sensor ping dan  sensor  getar berbasis  mikrokontroler  ATmega  328.  Sinyal  input yang berasal  dari koin  yang dilepaskan secara bebas oleh  magnet    akan  diolah  oleh  arduino. dengan  sinyal  input  sensor  photogate,  sensor  ping dan  sensor  getaran  akan  diolah  oleh  arduino.  Data yang  telah  diolah  oleh  arduino  kemudian  di intrepetasikan  ke  PC  dan  dikirim  ke  LCD  yang digunakan untuk menampilkan hasil pengukuran.Magnet, sensor getaran, sensor ping dan sensor photogate membutuhkan catu daya agar dapat bekerja dengan baik.
b. Desain mekanik Desain mekanik terdiri dari beberapa komponen, yaitu sensor photogate, sensor getaran , sensor ping, koin/benda  yang  dapat  tertarik  oleh  magnet,  tempat jatuh  benda,  statis  dan  magnet.  Magnet  berfungsi untuk  melepaskan  benda  dengan  kecepatan  nol  atau tanpa  adanya  kecepatan  awal.  Desain  mekanik  dari set eksperimen gerak jatuh bebas dapat terlihat pada Gambar 5, Gambar 6 dan Gambar 7.
Gambar 5. Bagian Depan Kotak Rangkaian Berdasarkan  Gambar  5  bagian  depan  kotak rangkaian  yang  berukuran  20  x  16  x  8  terdiri  dari LCD  ,  tombol  on/off,  tombol  magnet  dan  tombol reset.  LCD  berfungsi  untuk  menampilkan  hasil pengukuran dari eksperimen gerak jatuh bebas.Tombol
on/off berfungsi untuk
mennghidupkan  dan  mematikan  sistem.Tombol magnet  berfungsi  untuk  pengontrolan  magnet.  Dan tombol  reset  berfungsi  untuk  mereset  pengukuran yang dilakukan.
Gambar 6. Bagian Belakang Kotak Rangkaian Gerak Jatuh Bebas Berdasarkan  Gambar  6  bagian  belakang  kotak rangkaian  yang  berukuran  20  x  16  x  8  terdiri  dari port AC, pin input magnet, dua buah pin input sensor ping,  pin  input  sensor  photogate,  pin  input  sensor getaran.  Port  AC  berfungsi  untuk  menghubungkan
Dapat  dilihat  bahwa sistem  eksperimen  gerak  jatuh  bebas  menggunakan dan  sensor  getar berbasis  mikrokontroler  ATmega  328.  Sinyal  input
oin  yang  dilepaskan secara bebas
oleh  magnet    akan  diolah  oleh  arduino.  Begitu  pula dengan  sinyal  input  sensor  photogate,  sensor  ping dan  sensor  getaran  akan  diolah  oleh  arduino.  Data yang  telah  diolah  oleh  arduino  kemudian  di rim  ke  LCD  yang digunakan untuk menampilkan hasil Magnet, sensor getaran, sensor ping dan membutuhkan catu daya agar dapat
Desain mekanik terdiri dari beberapa komponen, sensor getaran , sensor ping, koin/benda  yang  dapat  tertarik  oleh  magnet,  tempat jatuh  benda,  statis  dan  magnet.  Magnet  berfungsi untuk  melepaskan  benda  dengan  kecepatan  nol  atau tanpa  adanya  kecepatan  awal.  Desain  mekanik  dari rak  jatuh bebas dapat terlihat pada .
. Bagian Depan Kotak Rangkaian GJB bagian  depan  kotak rangkaian  yang  berukuran  20  x  16  x  8  terdiri  dari tombol  on/off,  tombol  magnet  dan  tombol reset.  LCD  berfungsi  untuk  menampilkan  hasil pengukuran dari eksperimen gerak jatuh bebas.Tombol
on/off berfungsi untuk
mennghidupkan  dan  mematikan  sistem.Tombol magnet  berfungsi  untuk  pengontrolan  magnet.  Dan l  reset  berfungsi  untuk  mereset  pengukuran
. Bagian Belakang Kotak Rangkaian Gerak
bagian  belakang  kotak rangkaian  yang  berukuran  20  x  16  x  8  terdiri  dari port AC, pin input magnet, dua buah pin input sensor ping,  pin  input  sensor  photogate,  pin  input  sensor getaran.  Port  AC  berfungsi  untuk  menghubungkan
rangkaian dengan  sumber tegangan pin input diatas dihubungkan dengan rangkaian.
Gambar 7.Tampilan Desain Alat Berdasarkan  Gambar  7  Tampilan  desain  gerak jatuh  bebas  terdiri  dari  sebuah  statif,  alas,  lengan statif,  magnet  dan  beberapa  sensor  (sensor photogate ¸sensor  ping,  sensor  getaran).  Statif digunakan sebagai tonggak sehingga benda bisa jatuh bebas  dari  ketinggian  tertentu.  Lengan  statif digunakan  untuk  memposisikan  magnet  dan  sensor ping agar jatuh tepat di alas. Alas digunakan sebagai tempat  jatuh  benda  bebas.  Magnet  digunakan  agar benda bisa jatuh secara bebas tanpa adanya dorongan atau  tanpa  kecepatan  awal.Sensor  ping  digunakan untuk mengukur ketinggian jatuh benda.
c. Desain perangkat lunak Perangkat  lunak  sangat  erat  hubungannya dengan  kinerja  perangkat  keras.  Perangkat  lunak pada  sistem  mikrokontroler  biasa  juga  disebut firmware. Perangkat  lunak  ini  berfungsi  untuk memberikan instruksi dan menjalankan arduino serta visual  basic. Desain  perangkat  lunak  ini  berfungsi untuk  memberikan  instruksi  dan  menjalan arduino.

## HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Hasil  penelitian  tersebut  akan  dijelaskan  secara rinci sebagai berikut:
1. Hasil Analisis Produk yang Telah Ada
Hasil  yang  diperoleh  dari  kegiatan  ini  yaitu menganalisis  dari  alat  yang  sudah  ada  kemudian dikaji  terlebih  dahulu  untuk  mengetahui  spesifikasi, kelebihan  dan  kekurangan  produk  tersebut.  Salah satu  penelitian  pengembangan  set  eksperimen  gerak jatuh  bebas  yang  telah  ada  sebelumnya  dilakukan oleh  Yohana  Dasriyani  (2014).  Berdasarkan penelitian  tersebut,  Kelebihan  set  eksperimen  gerak jatuh  bebas  ini  adalah  pengukuran  waktu  dilakukan secara  otomatis  menggunakan  mikrokontroler sehingga dapat meminimalisir kesalahan dibandingkan  pengukuran  dengan  menggunakan stopwatch . Pada set eksperimen gerak jatuh bebas in ketinggian  benda  diatur  secara  otomatis  dengan menggunakan  motor  dc  dan switch pengolahan  data  dan  tampilan  data  dilakukan  pada Personal Computer ( PC).
Vol. 12 No. 1, April 2019, 22 - 29
rangkaian dengan  sumber  tegangan listrik.  Beberapa pin input diatas dihubungkan dengan rangkaian.

## Tampilan Desain Alat GJB
Tampilan  desain  gerak jatuh  bebas  terdiri  dari  sebuah  statif,  alas,  lengan statif,  magnet  dan  beberapa  sensor  (sensor ¸sensor  ping,  sensor  getaran).  Statif digunakan sebagai tonggak sehingga benda bisa jatuh bebas  dari  ketinggian  tertentu.  Lengan  statif digunakan  untuk  memposisikan  magnet  dan  sensor ping agar jatuh tepat di alas. Alas digunakan sebagai bebas.  Magnet  digunakan  agar benda bisa jatuh secara bebas tanpa adanya dorongan atau  tanpa  kecepatan  awal.Sensor  ping  digunakan untuk mengukur ketinggian jatuh benda.
Perangkat  lunak  sangat  erat  hubungannya keras.  Perangkat  lunak pada  sistem  mikrokontroler  biasa  juga  disebut Perangkat  lunak  ini  berfungsi  untuk memberikan instruksi dan menjalankan arduino serta
Desain  perangkat  lunak  ini  berfungsi untuk  memberikan  instruksi  dan  menjalankan

## HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

## Hasil  penelitian  tersebut  akan  dijelaskan  secara

## Hasil Analisis Produk yang Telah Ada
Hasil  yang  diperoleh  dari  kegiatan  ini  yaitu menganalisis  dari  alat  yang  sudah  ada  kemudian terlebih  dahulu  untuk  mengetahui  spesifikasi, kelebihan  dan  kekurangan  produk  tersebut.  Salah satu  penelitian  pengembangan  set  eksperimen  gerak jatuh  bebas  yang  telah  ada  sebelumnya  dilakukan oleh  Yohana  Dasriyani  (2014).  Berdasarkan
elebihan  set  eksperimen  gerak jatuh  bebas  ini  adalah  pengukuran  waktu  dilakukan secara  otomatis  menggunakan  mikrokontroler sehingga dapat meminimalisir kesalahan dibandingkan  pengukuran  dengan  menggunakan . Pada set eksperimen gerak jatuh bebas ini, ketinggian  benda  diatur  secara  otomatis  dengan switch .  Selain  itu, pengolahan  data  dan  tampilan  data  dilakukan  pada
Kendala  yang  ditemui  dapat  diatasi  dengan melakukan  pengembangan  penelitian  lebih  lanjut yaitu  dengan  menggunakan  sensor  jarak  yang memiliki  ketelitian  cukup  baik  sehingga  diperoleh variasi  ketinggian  yang  lebih  baik  dan  data  yang lebih akurat.Penggunaan  sensor  jarak  yang  memiliki ketelitian  yang  cukup  baik  dapat  meminimalisir dimensi  sistem,  sehingga  tidak  perlu  dibutuhkan sistem yang terlalu tinggi.Sehingga variasi ketinggian benda dapat dimaksimalkan untuk menghasilkan data yang lebih akurat dan teliti.
2. Studi Literatur
Hasil  dari  kegiatan  ini  berupa  referensi  dan literatur  pendukung  dalam  memproduksi  set eksperimen  gerak  jatuh  bebas.  Literatur  tersebut dapat menjadi jembatan peneliti dalam merencanakan konsep desain dengan rancangan produk yang cocok sesuai  kebutuhan.Hasil  kegiatan ini dipaparkan  pada BAB II tentang kajian teori.
3. Hasil Pembuatan Produk
Hasil  dari  kegiatan  ini  berupa  produk  set eksperimen  gerak  vertikal  bawah.  Pembuatan  set eksperimen gerak vertikal bawah dikembangkan atas dasar  penelitian  sebelumnya  dan  konsep  gerak vertikal  bawah.  Dimana  salah  satu  gerak  vertikal bawah  adalah  gerak  jatuh  bebas.Konsep  gerak  jatuh bebas menjelaskan  bahwa besar percepatan  gravitasi bumi  dipengaruhi  oleh  ketinggian  dan  waktu  jatuh benda.  Pembuatan  produk  set  eksperimen  gerak vertikal  bawah  melalui  proses  manufaktur  yang menggunakan  berbagai  peralatan  dan  perlengkapan pendukung.  Peralatan  dan  perlengkapan  pendukung yang  digunakan  untuk  membuat  set  eksperimen gerak jatuh bebas adalah sensor getaran, sensor ping, sensor photogate ,  rangkaian  magnet  listrik, mikrokontroler,  LCD,  statif,  dasar  statif,  lengan statif,  power  supplay.  Secara  umum  set  eksperimen gerak jatuh bebas dapat dilihat pada Gambar 8
Gambar 8. Set Eksperimen  Gerak Vertikal Bawah dan Gerak Jatuh Bebas Berdasarkan  Gambar  8  dapat  diamati  bahwa mekanik set eksperimen gerak vertikal bawah terbuat dari  akrilik  dan  besi.  Statif  yang  dibuat  memiliki ketinggian  100  cm.  Pada  statif  dipasang  sensor- sensor  yang  dibutuhkan  dalam  eksperimen  gerak vertikal  bawah.Pada  bagian  atas  statif  dipasang lengan  dengan  panjang  9  cm.  Pada  bagian  bawah lengan  dipasang  magnet  yang  berguna  untuk  tempat awal jatuh benda.Disamping magnet dipasang sensor
ping  yang  letaknya  bisa  diposisikan  dengan  tinggi benda  yang  tertempel  pada  magnet  yang  berfungsi untuk mendeteksi ketinggian benda.Ketinggian benda yang  diukur  yaitu  dari  tinggi  benda  sampai  dasar permukaan  alat.Pada  statif  juga  terdapat  sensor photogate yang  terletak  antara  magnet  dengan  dasar permukaan  alat  (tempat  jatuh  benda).Disamping sensor  photogate  juga  dipasang  sensor  ping  yang berfungsi  untuk  mendeteksi  ketinggian  benda  dari sensor photogate sampai dasar permukaan alat.Selanjutnya,  bagian  dasar  permukaan  benda dipasang  sensor  getaran.Dimana,  dasar  permukaan alat terbuat dari besi.
Dalam percobaanya benda berupa logam (benda yang  dapat  tertarik  oleh  magnet)  ditempelkan  pada magnet.  Untuk  menjatuhkan  benda  yang  tertempel pada  magnet  secara  bebas  ,menggunakan  rangkaian magnet. Keadaan awal dari rangkaian magnet adalah dalam  posisi  high,  sehingga  benda/logam  tertarik oleh  magnet.  Ketika  push  button  ditekan  ,  maka keluaran  dari  rangkaian  magnet  listrik  dalam  posisi low,  sehingga  benda  yang  ditempelkan  ke  magnet terjatuh  secara  bebas.  Saat  benda  terjatuh  waktu mulai  benda  tercatat  dan  disamping  kanan  magnet dipasang  sensor  ping  untuk  mendeteksi  ketinggian benda  dari  awal  jatuh  benda  sampai  akhir  jatuh benda.  Benda  yang  terjatuh  secara  bebas  akan melewati sensor photogate . Sensor photogate digunakan untuk menghentikan  waktu  pertama  untuk  eksperimen gerak  jatuh  bebas  dan  memulai  waktu  kedua  untuk eksperimen  gerak  vertikal  bawah.Disamping  sensor photogate dipasang  sensor  ping  untuk  mendeteksi ketinggian benda dari sensor photogate sampai dasar permukaan  alat.Setelah  benda  melewati  sensor photogate.  Selanjutnya,  benda  akan  jatuh  tepat didasar  permukaan  alat.  Selain  berfungsi  sebagai tempat  jatuh  benda,  dasar  permukaan  alat  juga berfungsi sebagai penahan statif.
Didasar  permukaan  alat  juga  terpasang  sensor getaran.Sensor  getaran  digunakan  untuk  mendeteksi jatuh  benda  dan  menghentikan  waktu  kedua  untuk eksperimen  gerak  vertikal  bawah.Kotak  rangkaian berfungsi sebagai pengolah  data  yang  dideteksi  oleh sensor.  Pada  kotak  rangkaian  terdapat  LCD  20  x  4, tombol magnet, tombol reset.
4. Hasil Uji Coba Terbatas
Hasil  dari  kegiatan  uji  coba  terbatas  adalah dilakukannya  penentuan  spesifikasi  performansi sistem  pengukuran  dan  penentuan  spesifikasi  desain pengukuran sistem.
1) Spesifikasi performansi sistem
Spesifikasi  performansi  dari  sistem  ini  meliputi pengidentifikasian  fungsi-fungsi  dari  setiap  bagian pembentuk  sistem.Data  yang  diperoleh  dari  alat praktikum  ini  berupa  ketinggian,  waktu  dan kecepatan  benda.Semua  data  ditampilkan  pada  LCD dan  grafik  yang  dihasilkan  selama  pengukuran ditampilan  di  PC.    Set  eksperimen  gerak  vertikal
bawah dilengkapi oleh tiga  buah sensor yaitu sensor ping, sensor getaran dan sensor photogate . Sistem set eksperimen  gerak  vertikal  bawah  dibangun  dari berbagai komponen sebagai berikut.
Tabel 2. Merupakan bentuk beberapa komponen yang  ada  pada  alat    eksperimen  gerak  vertikal kebawah.
Set  eksperimen  gerak  vertikal  bawah  berbasis digital ini dilengkapi dengan sistem input dan sistem output. Sistem input terdiri  dari  tiga  tombol  yang mempunyai  masing-masing  fungsi.  Satu  tombol tersebut adalah tombol power On/Off yang berfungsi untuk  menghidupkan  dan  mematikan  sistem.Tombol magnet digunakan untuk pengontrolan magnet.Tombol  RESET  yang  berfungsi  untuk mengembalikan  mikrokontroler  ke setting awal  agar pengukuran  selanjutnya  bisa  dilakukan.  Sedangkan sistem output terdiri dari display LCD dan PC . LCD yang berfungsi untuk menampilkan hasil pengukuran waktu,  kecepatan  dan  jarak.Sedangkan  PC  berfungsi untuk menampilkan bentuk grafik hasil pengukuran.
Rangkaian  elektronika  pembangun  sistem dirancang  sedemikian  rupa  dan  ditempatkan  dalam sebuah  kotak  rangkaian.Dimana  sistem  pembangun ini  terdiri  dari  papan  mikrokontroler  Arduino  Uno yang  sudah  terintegrasi  dengan  mikrokontroler, rangkaian  magnet,  rangkaian  sensor  ping,  rangkaian sensor photogate, rangkaian  sensor  magnet, rangkaian tombol.Hasil desain rangkaian elektronika sistem dapat dilihat pada Gambar 9.
Gambar 9.Foto Rangkaian Elektronika Pembangun Set eksperimen Pada Gambar 9 dapat dilihat secara umum rangkaian elektronika  pembangun  sistem  dibangun  oleh  blok rangkaian  sensor  ping,  sensor  photogate,  sensor getaran,  rangkaian  pengontrolan  magnet  listrik, rangkaian  power  supplay  12VDC,  rangkaian  LCD dan  mikrokontroler  Arduino  Uno.  Tegangan masukkan  yang  diberikan  ada  dua  yaitu  tegangan masukan  5  volt  dan  tegangan  masukan  12  volt. Tegangan  masukan  5  volt  tersebut    berfungsi  untuk mengaktifkan  kerja  mikrokontroler  Arduino  Uno yang  berasal dari  PC. Sedangkan tegangan  masukan 12  volt  digunakan  untuk  mengaktifkan  rangkaian
magnet.Mikrokontroler  Arduino  Uno  ini  berfungsi untuk  mendeteksi  sinyal  keluaran  rangkaian  magnet listrik  yang  dipasang  di  lengan  statif  dan  dibawah magnet  dipasang  beban.  Mikrokontroler  Arduino Uno  juga  mendeteksi  sinyal  keluaran  sensor  getaran yang  dipasang  di  dasar  statif  dan  mendeteksi  sinyal keluaran  sensor  ping  yang  dilekatkan  dengan  massa beban.  Mikrokontroler  akan  mengolah  sinyal keluaran  rangkaian  magnet  listrik,  sensor  photgate dan  sensor  getaran  untuk    mendapatkan  hasil pengukuran  waktu,  waktu  jarak  tempuh  benda ditampilkan  pada display LCD.  Sedangkan  sinyal keluaran  sensor  ping  akan  diolah  mikrokontroler sehingga  menghasilkan  jarak  tempuh  benda ditampilkan  pada display LCD  dan  bentuk  grafik ditampilkan  pada display PC.  Untuk  menjalankan fungsi  tersebut,  mikrokontroler  Arduino  Uno dihubungkan  dengan  beberapa  perangkat  eksternal baik itu masukan ataupun keluaran.
Perangkat  eksternal  tersebut  dalam  bentuk pin-pin  I/O  yang  terintegrasi  pada  kit  Arduino  Uno. Pin-pin  tersebut  berjumlah  14  pin.  Adapun  yang digunakan  yaitu  pin  7  untuk  keluaran  sensor  ping pertama  yang  diposisikan  dekat  magnet  yang digunakan pada sistem, sedangkan sensor ping kedua yang diposisikan dekat sensor photogate menggunakan  pin  8  sebagai  keluaran  sensor.  Pin  2 digunakan  untuk  keluaran  rangkaian  magnet  listrik.
Pin  9  digunakan  untuk  keluaran  sensor  getaran sedangkan  pin  10  digunakan  untuk  keluaran  sensor photogate . Tombol reset langsung terhubung dengan reset mikrokontroler Arduino Uno.
Adapun  bentuk  keluaran  hasil  pengukuran waktu,  jarak  dan  kecepatan    yang  diukur  dapat ditampilkan pada display LCD dan dapat dilihat pada Gambar 10
Gambar 10.Tampilan Display LCD Pada Gambar 10 dapat dilihat display LCD pada set eksperimen  gerak  harmonis  sederhana  pada  bandul secara  digital  ini  mampu  menampilkan  waktu,  jarak dan  kecepatan  setelah  diolah  dengan  mikrokontroler Arduino  Uno.  Bentuk  keluaran  lainnya  yang dihasilkan  set  eksperimen  ini  adalah  grafik pengukuran yang terdapat pada PC.
b. Spesifikasi desain Spesifikasi  desain  sering  juga  disebut  sebagai spesifikasi produk.Spesifikasi desain tergantung pada sifat  alami  dari  material  yang  digunakan.Spesifikasi desain  menjelaskan  tentang  karakteristik  statik produk,  toleransi,  bahan  pembentuk  sistem,  ukuran sistem, dan dimensi sistem.Karakteristik static terdiri dari  ketelitian  dan  ketepatan  dari  alat.Ketepatan
didefenisikan  sebagai  beda  atau  kedekatan  antara nilai  yang  terbaca  oleh  alat  ukur  dengan  nilai sebenarnya.  Secara  umum  akurasi  sebuah  alat  ukur ditentukan dengan cara kalibrasi pada kondisi operasi tertentu  dan  dapat  diekspresikan  dalam  bentuk persentase atau pada titik pengukuran spesifik. Suatu alat  ukur  yang  baik  memiliki  akurasi  mendekati  1 atau  100%,  sedangkan  ketelitian  merupakan membandingkan  hasil  pengukuran  sistem  dengan perhitungan  secara  teoritis  dengan  cara  melakukan pengukuran berulang.
1) Penentuan Ketepatan Sistem Ketepatan pengukuran sistem ditentukan dengan membandingkan  data  hasil  pengukuran  dengan perhitungan  secara  teori.  Pengukuran  waktu  yang dihasilkan oleh set eksperimen  dibandingkan dengan perhitungan  secara  teori.  Sementara  itu,  ketepatan pengukuran ketinggian set eksperimen gerak vertikal bawah  ini  dilakukan  dengan  membandingkan  hasil pengkuran  dengan  menggunakan  meteran  atau perhitungan secara teori. Hasil  yang diperoleh untuk ketepatan pengukuran sistem yaitu dengan menvariasikan jarak tempuh benda.
Pengukuran ketepatan sistem untuk variasi jarka yaitu  membandingkan  nilai  waktu  yang  diukur dengan  waktu  yang  dihitung.Percepatan  gravitasi didapatkan  dari  hubungan  jarak  dan  waktu  secara teori  dengan  alat  yang  diukur.Hasil  pengukuran sistem dapat dilihat pada tabel 3.
Tabel  1.      Data  hasil  pengukuran  set  eksperimen dengan variasi jarak tempuh benda
No  Jarak (m) t ukur (s) t hitung (s) T 2 (s 2 ) g(m/s 2 ) 1 0,07 0,121 0,1195 0,0146 9,589 2 0,09 0,134 0,1355 0,0179 10,056 3 0.11 0,152 0,1498 0,0231 9,523 4 0,13 0,163 0,1628 0,0266 9,786 5 0,15 0,176 0,1749 0,0309 9.685
Tabel  3  merupakan  data  hasil  pengukuran  set eksperimen  gerak jatuh bebas dengan menvariasikan jarak  yang  digunakan.  Jarak  mempengaruhi  waktu yang  diperoleh.Untuk  lebih  jelasnya  pengaruh  jarak terhadap  waktu  tempuh  benda  dapat  dilihat  pada gambar 19.
Gambar 1. Grafik hubungan antara jarak dengan waktu pengukuran dan waktu perhitungan Gambar  19  merupakan  hasil  pengukuran  waktu tempuh  benda  oleh  sistem  dan  perhitungan,    hasil waktu jarak tempuh benda tidak jauh berbeda. Hasil yang  diperoleh  untuk  pengukuran  waktu  tempuh
benda persentase kesalahan sistem cukup kecil mulai dari  0,  15  %    sampai  2.83  %  atau  ketepatan  sistem dari  97,17  %  sampai  98,5%,  dan  dapat  disimpulkan alat memiliki ketepatan yang cukup tinggi. Ketepatan relatif  rata-rata  pengukuran  adalah  97,84%. Kesalahan rata-rata yang terjadi adalah 1,78%. Untuk data yang lebih jelasnya terdapat pada Lampiran 3.
2) Penentuan Ketelitian Sistem Ketelitian  set  eksperimen  gerak  vertikal  bawah diperoleh  dengan  melakukan  pengukuran  berulang dengan  jarak  tertentu.  Setiap  variasi  ketinggian dilakukan  pengukuran  berulang  sebanyak  10 kali.Berdasarkan  data  pengukuran  dapat  ditentukan nilai rata-rata, standar deviasi, persentase simpangan dan  ketelitian.  Ketelitian  set  eksperimen  gerak  jatuh bebas  dengan  menvariasikan  panjang  tali  yaitu didapatkan  rata-rata  ketelitian  adalah  0,9963  dengan standar  deviasi  0,0022.    Data  ketelitian  pengukuran waktu  benda  dengan  variasi  jarak dapat dilihat  pada lampiran 3.
c. Validasi Alat
Proses validasi ini dilakukan dengan memberikan  lembaran  validasi  kepada  tenaga  ahli. Lembaran  validasi  untuk  alat  praktikum  yang  telah dikembangkan  berjumlah  dua  buah  yaitu  lembaran validasi  untuk  set  eksperimen  gerak  jatuh  bebas. Hasil  validasi  yang  diperoleh  dari  tenaga  ahli  untuk alat  praktikum  secara  umum  sangat  valid  namun, secara rinci dapat dilihat pada tabel 4.
Tabel 2.  Hasil validasi set eksperimen gerak vertikal bawah No  Aspek Penilaian Nilai Validitas (%) Kriteria 1 Accuracy 100 Sangat valid 2 Precision 80 Valid 3 Efektifitas 80 Valid Rata-rata 86,66 Sangat valid
Tabel 4 merupakan nilai rata-rata validasi set eksperimen gerak vertikal bawah adalah 86,66% dengan kriteria sangat valid. Set eksperimen dari aspek validasi accuracy berada dalam kriteria sangat valid sedangkan aspek precisision dan efektifitas berada pada kriteria valid. Hal ini menunjukkan bahwa set eksperimen gerak vertikal bawah dikembangkan secara umum berada pada kriteria sangat valid.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan dapat dikemukakan beberapa kesimpulan yaitu:
1. Hasil  sistem  performansi  set  eksperimen  gerak vertikal  bawah  berbasis  sensor  photogate  dan
0 0,1 0,2 0 0,1 0,2 w ak tu ( s ) Jarak ( m ) tukur thitung
sensor  ping  terdiri  dari  sistem  mekanik  dan elektronik.  Sistem  mekanik  terdiri  dari  sensor photogate,  sensor  ping,  sensor  getaran,  statif  , lengan  statif  dan  dasar  statif.  Sistem  elektronik set eksperimen gerak jatuh bebas terdiri dari catu daya dan rangkaian pengontrolan magnet.
2. Hasil  penentuan  spesifikasi  desain  set eksperimen  gerak  vertikal  bawah  adalah sebagai berikut:
a. Ketepatan  pengukuran  waktu  osilasi bandul  untuk  variasi  jarak  menggunakan set eksperimen didapatkan ketepatan rata-
ratanya  adalah  0.9784  atau  setara  dengan 97,84%.
b. Pengukuran  waktu  osilasi  bandul  untuk variasi  panjang  tali  menggunakan  set eksperimen  didapatkan  ketelitian  rata- ratanya  adalah  0,9963  atau  setara  dengan 99,63%  dan  standar  deviasi  rata-rata sebesar 0.0022.
c. Validasi  set  eksperimen  gerak  vertikal bawah    berada  pada  kriteria  sangat  valid dengan  nilai  rata-rata  validasi  tenaga  ahli adalah 86,66 %

## DAFTAR PUSTAKA
Dasriyani, Yohana 2015. Pembuatan Set Eksperimen Gerak  Jatuh  Bebas  Berbasis  Mikrokontroler dengan  Tampilan  PC. Padang:  Universitas Negeri Padang. Sugiyono.2015. Metode Penelitian dan
Pengembangan. Bandung:Alfabeta Yohandri.2013. Mikrokontroler  dan  Antar  Muka. Padang:UNP Yulkifli.  2013. Sistem  Sensor  dan  Aplikasinya . Padang: Universitas Negeri Padang