## Media Pembelajaran Arduino Melalui Augmented Reality Berbasis Android dengan Metode Marker-Based
Aswadul Fitri Saiful Rahman 1 , Muhammad Satria Nugraha 2 , Mayda Waruni Kasrani 3 1,2,3 Teknik Elektro,Fakultas Teknologi Industri Universitas Balikpapan Jln. Pupuk Raya Gn. Bahagia Balikpapan 76114 INDONESIA Email: 1 aswadul864@uniba-bpn.ac.id
Abstract— Education is a part of human beings and cannot be separated  from  the  process  of  human  maturity.  Education  has  a great  influence  on  the  development  of  science  and  technology. Augmented reality is a technology that combines the virtual world with the real world, so a combined learning tool can be created in a learning  process.  Arduino  is  a  microcontroller  with  sufficient functions  for  less  complex  projects.  Arduino  is  included  in  the microcontroller tutorial because Arduino is easy for beginners who want  to  experiment.  One  of the difficulties  in learning  Arduino is that  it  must  create  an  Android-based  augmented  reality  Arduino learning media-application modules with tags The limitations of the Arduino Uno module from the function of each component to the detailed information of the Arduino Uno board, you can easily learn the  method  of  the  Arduino  Uno  module.  The  Arduino  One  model uses  a  3D  editing  application,  Blender  3D, and  then uses  Vuforia for  Augmented  Reality  to  create  an  Android application  using  the Unity application. In addition to augmented reality, the app also has a  variety  of  functions,  such  as Arduino modules  and  narration  in the  3D  viewer.  This  application  makes  it  easier  for  users  to understand the detailed information of the Arduino module without directly owning the module..
Intisari—  Pendidikan  merupakan  bagian  dari  manusia  yang tidak  dapat  terpisahkan  dari  proses  pendewasaan  manusia  dan pendidikan  memiliki  pengaruh  yang  besar  pada  pengembangan ilmu  pengetahuan  dan  teknologi.Augmented  reality  merupakan teknologi  yang  menggabungkan  dunia  virtual  ke  dalam  dunia nyata, sehingga jika dikombinasikan dengan proses pembelajaran memungkinkan  untuk  menciptakan  sarana  belajar  yang  lebih kreatif  dan  menarik.Arduino  merupakan  mikrokontroller  yang memiliki  fasilitas  yang  cukup  untuk  project  yang  tidak  terlalu kompleks, arduino  masuk  kedalam  materi pembelajaran mikrokontroller  karena  arduino  mudah  untuk  pemula  yang  ingin bereksperimen dan salah satu kesulitan dalam mempelajari arduino ialah keterbatasan modul yang dimiliki. Pembuatan aplikasi media pembelajaran  arduino  dengan  pemanfaatan  augmented  reality berbasis  android  dengan  metode  marker-based  bertujuan  untuk memudahkan pembelajaran tentang modul arduino uno dari fungsi setiap komponennya sampai detail board arduino uno. Pembuatan model  3D  arduino  uno  menggunakan  aplikasi  3D  editing  yaitu blender 3D, lalu pembuatan aplikasi android menggunakan aplikasi unity  dengan  tambahan  vuforia  untuk  augmented  reality-nya. Dalam aplikasi ini terdapat beberapa fitur selain augmented reality seperti  3D  viewer  modul  arduino  dan  narasi.  Dengan  aplikasi  ini pengguna  dapat  lebih  mudah  memahami  bagian  bagian  modul arduino  secara  mendetail  tanpa  harus  memiliki  modulnya  secara langsung.
Kata kunci: Augmented Reality, Arduino, Unity, Android.

## I. PENDAHULUAN
Dalam  kehidupan  modern  saat  ini  yang  serba  praktis, masyarakat lebih banyak menghabiskan waktu untuk bermain smarthphone  terkhusus  pada  yang  masih  menempuh pendidikan  yang  berdampak  terhadap  proses  belajar.  Dengan itu  dunia  pendidikan  dituntut  dapat  beradaptasi  dengan perkembangan  jaman  agar  dapat  menciptakan  sarana  belajar yang lebih kreatif dan menarik[1].
Manusia  adalah  makhluk  hidup  yang  akan  terus  tumbuh dan  berkembang,  pendidikan  sebagai  bagian  yang  tidak terpisahkan dari proses pendewasaan manusia dan pendidikan memiliki  pengaruh  yang  besar  pada  pengembangan  ilmu pengetahuan dan teknologi. Tetapi, disatu sisi pendidikan juga membutuhkan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi agar mencapai tujuan dengan efektif dan efisien[2].
Melihat  perkembangan  pada  teknologi  saat  ini  salah satunya  Augmented  Reality(AR).  Teknologi  ini  dapat dimanfaatkan  dalam  dunia  pendidikan  sebagai  media pembelajaran  modern  yang  mungkin  akan  lebih  disukai  dan dipahami,  khususnya  dalam  mengajarkan  konsep-konsep abstrak[3].
Pengembangan teknologi AR diperlukan banyak penelitian dan bahan pembelajaran yang diimplementasikan dalam proses pembelajaran. Augmented Reality dalam proses pengembangannya perlu dipersiapkan teknologi dan model 3D yang  akan  dibutuhkan  yang  harus  sesuai  dengan  kerangka kerja.  Augmented  reality  mempunyai  karakteristik  yang  unik dan dapat mempengaruhi pengalaman belajar[4].
Arduino  merupakan  mikrokontroller  yang  memiliki fasilitas yang cukup untuk project yang tidak terlalu kompleks, arduino  masuk  kedalam  materi pembelajaran  mikrokontroller karena arduino mudah untuk pemula yang ingin bereksperimen membuat  peralatan  yang  berbasis  automasi  ataupun  kontrol manual, salah satu kesulitan dalam mempelajari arduino yaitu keterbatasannya modul-modul yang dimiliki dan hanya melihat dari  gambar-gambar  diinternet  atau  slide  presentasi[5].  Oleh karena itu penulis ingin menciptakan media pembelajaran yang lebih  kreatif  dan  efektif  untuk  media  pembelajaran  arduino dengan memanfaatkan teknologi Augmented reality (AR).

## II. TINJAUAN PUSTAKA
Berikut  detail  dari  teori  yang  berkaitan  dengan  media pembelajaran arduino dengan pemanfaatan augmented reality berbasis  android  dengan  metode  marker-based  sebagai landasan dalam pembuatan aplikasi dan penyusunan laporan :

## A. Penelitian Terdahulu
Dalam penelitian ini dikatakan bahwa, siswa lebih mudah memahami materi yang  disampaikan  dengan media pembelajaran yang interaktif dan dari sisi pengajar membantu pengajar dalam memberikan materi pembelajaran yang efektif dan efisien[2].
Berdasarkan  penelitian  Fawaida,  pengembangan  media pembelajaran  pada  materi  Invertebrata  di  SMA  dengan menggunakan media film menunjukkan jika media ini efektif untuk  digunakan.  Dibantu  dengan  data  dari  hasil  tanggapan guru, validasi pakar, aktifivitas siswa yang mencapai 75% dan tanggapan  siswa  yang  menunjukkan  tanggapan  positif  pada media  pembelajaran  lebih  dari  75%,  hasilnya  lebih  dari  75% siswa mencapai hasil belajar sesuai KKM yang ditentukan [6].
Di  dalam  penelitian  Thohir,  disimpulkan  pembelajaran bahasa  inggris  dengan  menggunakan  media  audio-visual  dan teknik  kerja  kelompok  dapat  memudahkan  siswa  memahami dan menguasai materi sekaligus menyenangkan[7].
Dalam  penelitian  Awaludin  dan  kawan-kawan,  pelatihan aplikasi Cabri 3D dan Camtasia Studio sebagai pembelajaran matematika  di  SMP  PGRI  30  Jakarta  dan  SMP  Negeri  12 Depok,  dapat  disimpulkan  dari  respon  para  guru  bahwa pelatihan  sangat  bermanfaat  untuk  mengaplikasikan  materi yang lebih efektif kepada para muridnya[8].
Dalam  penelitian  Setyawan  dan  kawan  -  kawan, pemanfaatan  teknologi  Augmented  Reality  dengan  membuat aplikasi  "Jelajah  Angkasa  AR"  sebagai  media  pembelajaran bagi siswa  memperoleh hasil "sangat baik" berdasarkan tabel pedoman  penilaian  rata-rata  skor,  dengan  ini  menunjukan bahwa aplikasi ini dapat diterima dengan baik oleh siswa dan layak  digunakan  sebagai  pendukung  proses  pembelajaran secara mandiri ataupun di kelas[9].
Pada penelitian Hendriyani dan kawan-kawan, menunjukkan bahwa guru masih memeiliki pengetahuan yang minim  terhadap  teknologi  augmented  reality,  beberapa memilik pengetahuan tentang istilah tersebut tetapi tidak secara mendalam.  Setelah  menggunakan  materi  augmented  reality, para guru berharap AR dapat diintegrasikan dalam pengaturan pendidikan  untuk  meningkatkan  efektivitas  bahan  belajar mengajar.[10].

## B. Augmented Reality
Augmented  Reality  adalah  teknologi  yang  menawarkan pendekatan  pendidikan  baru  di  Indonesia  membantu  peserta didik mengembangkan kapasitas kritis dan pemahaman konsep yang lebih dalam investigasi ilmiah yang mendasarinya. Juga, augmented  reality  memungkinkan  untuk  belajar  konsep abstrak  seperti  bentuk  tiga  dimensi  dan  objek  geometri  yang sulit  dipahami  melalui  buku  teks.  Karena  augmented  reality menggabungkan  digital  apa  pun  informasi  dalam  pengaturan dunia  nyata,  yaitu  data  atau  informasi  elektronik,  dalam berbagai  ormat  media  tidak  hanya  sebagai  media  visual  dan grafik  tetapi  juga  teks,  audio,  video  dan  hamparan  haptic, memiliki potensi penelitian besar pada pengaturan pendidikan[10].
Salah satu pemanfaatan teknologi dalam dunia pendidikan adalah dengan memanfaatkan teknologi Augmented Reality(AR).  Dengan  melihat  perkembangan  tahap  kognitif yang dialami oleh siswa, teknologi AR mungkin lebih disukai
dalam  pembelajaran,  khususnya  dalam  mengajarkan  konsep- konsep abstrak[9].
Dalam  augmented  reality  terdapat  2  metode  yang  dapat digunakan, yaitu :
1. Marker Based
Arti  dari  marker  itu  sendiri  adalah  penanda,  penanda tersebut  dibuat  dengan  pola  tertentu  yang  dapat terindetifikasi  saat  kamera  mendeteksi  marker  atau penanda  tersebut,  kemudian  objek  atau  elemen  dapat ditampilkan diatas marker atau penanda[12].
2. Markerless Metode  ini  berbeda  dengan  marker  based,  pada  metode ini  tidak  diperlukan  maker  untuk  menampilkan  elemen objek.  Makerless  biasa  digunakan  untuk  teknologi  face tracking,  motion  tracking,  gps  tracking  dan  device tracking[13].

## C. Android
Oktober  2003,  Andy  Rubin,  Rich  Miner,  Nick  Sears  dan Chris White mendirikan Anroid, Inc. di Palo Alto, California. Tujuan utama dalam pengembangan Android untuk membuat sebuah sistem operasi yang lebih canggih untuk kamera digital tetapi  market  tersebut  tidak  cukup  besar,  kemudian pengembangan android dialihkan kedalam market telpon pintar yang bersaing dengan Symbian dan Windows Mobile. Android Inc diakusisi oleh Google pada tahun 2005 dan pengembangan android sepenuhnya dibawah kendali Google[14].
Android  adalah  sistem  operasi  yang  berjalan  pada perangkat  mobile  dengan  system  operasi,  middleware  dan aplikasi  berbasis  linux  dengan  menggunakan  bahasa pemrograman  java.  Android  bersifat  platform  terbuka, sehingga  memudahkan  pengembang  untuk  menciptakan aplikasi  meraka  sendiri.[15].  Android  hingga  saat  ini  sudah merilis  banyak  versi  sampai  dengan  versi  11  (Tahun  2020), pada versi ini keamanan ditingkatkan menjadi lebih kuat dari versi sebelumnya, selain  itu terdapat fitur  – fitur baru  seperti picture-in-picturem  screen  recorder  tanpa  aplikasi  tambahan dan screenshoot panjang[16].

## D. Android Studio IDE
Tahun  2013  merupakan  pertama  kali  Android  Studio diumumkan di Google I/O Conference, kemudian tahun 2014 Android  Studio  dirilis  ke  publik.  Android  Studio  dapat membuat aplikasi serta mengelola manajemen filenya. Android Studio  merupakan  paket  lengkap  yang  sudah  dapat  menulis, mengedit, menyimpan source code dan dapat juga untuk testing project.  Android  Studio  dapat  langsung  terhubung  ke  dalam Android  Software  Development  Kit  (SDK),  sehingga  saat menjalankan  program  ataupun  testing  program  terdapat  bug, bug  tersebut  dapat  langsung  diperbaiki  dengan  Android Studio[19].

## E. Mikrokontroller
Sejarah  mikrokontroller  berhubungan  erat  dengan  sejarah mikroprossessor.  Mikroprosesor  pertama  diluncurkan  pada tahun  1971,  yang  diciptakan  dan  dikembangkan  oleh perusahaan Intel (Integrated Electronic) kemudian diberi nama Intel  4004.  Mikroprosesor  Intel  4004  mempunyai  2250 transistor  dengan    arsitektur  4  bit.  Setahun  kemudian mikrokontroller  pertama  diciptakan  oleh  Gary  Boone  dari
Texas  Instrument  dan  diberi  nama  TMS1000.  TMS  1000 merupakan mikrokontroller 4-bit[20].
Dengan berjalannya waktu, kebutuhan masyarakat semakin beragam dan kompleks, dibutuhkan solusi yang fleksibel untuk mempermudah  pekerjaan  manusian  dalam  sehari-hari. Mikrokontroller  merupakan  solusi  dari  masalah  tersebut karena  dapat  diprogram  sesuai  dengan  kebutuhan  dari masyarakat.  Mikrokontroller  adalah sebuah chip ic  yang bisa diprogram sesuai dengan kebutuhan penggunanya[21].
Mikrokontroller merupakan gabungan dari semikonduktor dan sistem komputer yang terdapat dalam sebuah IC atau bisa disebut  juga  dengan  mikrokomputer.  Perbedaan  antara mikrokontroller  dengan  personal  komputer  terletak  pada tujuannya, tujuan mikrokontroller untuk pekerjaan  yang lebih spesifik dan tujuan tertentu, berbeda dengan personal komputer yang memiliki tujuan yang lebih kompleks. Perbedaan lainnya terdapat  pada  kapasitas  RAM  dan  ROM  yang  dimiliki  oleh mikrokontroller  jauh  lebih  kecil  terhadap  personal  komputer.
[21]
Dalam  mikrokontroller  terdapat  2  jenis,  perbedaan mendasar terletak pada tingkat kompleksitas perintah-perintah yang diterapkan pada mikrokontroller tersebut. Jenis pertama adalah RICS (Reduce Instruction Set Computer), mikrokontroller  yang  memiliki  fasilitas  yang  banyak  tetapi instruksi yang bisa diterima terbatas. Jenis kedua adalah CISC (Complex  Instruction  Set  Computer),  mikrokontroller  yang bisa  menerima  instruiksi  yang  lebih  banyak  dan  kompleks tetapi  memiliki  kekurangan  pada  bagian  fasilitas,  kebalikan terhadap RICS[22]. Mikrokontroller sampai sekarang memiliki beberapa  macam  jenis  antara  lain  Mikrokontroller  AVR Mikrokontroller  ini  menggunakan  arsitektur  RISC  (Reduce Instruction Set Computing) yang memiliki delapan bit dengan kode  instruksi  16-bit[23].  Mikrokontroller  MCS-51  (Intel 8051), Mikrokontroller   Intel  8051  menggunakan  arsitektur CISC, lalu eksekusi instruksinya   dilakukan  dalam  12  siklus clock[24].  Mikrokontroller  PIC,  Mikrokontroller  ini  berjenis RISC  dan  menggunakan  arsitektur  Harvard.  Mikrokontroller PIC pertama bernama PIC1640[23].
Salah satu mikrokontroler yang digunakan dalam penelitian ini  yaitu  mikrokontroler  yang  terintegrasi  dengan  board Arduino. Mikrokontroller Arduino memiliki beberapa macam jenis  antara  lain  Arduino  UNO,  mikrokontroller  ini  berbasis pada ATmega328, yang  memiliki fasilitas yang cukup untuk project yang tidak terlalu kompleks yaitu, 14 pin digital input atau  output,  6  input  analog,  koneksi  usb,  tombol  reset  dan konektor power [25]. Arduino nano, merupakan mikrokontroller yang memiliki dimensi board yang relatif kecil dengan pin-pin yang lebih sedikit karena menyesuaikan ukuran board  tersebut  dan  menggunakan  prosessor  Atmel  AVR[26]. Arduino  mega,  merupakan  mikrokontroller  yang  memiliki dimensi  board  yang  lebih  besar  dari  arduino  uno,  Arduino mega  memiliki  54  pin  digital  I/O  dan  12  pin  analog  I/O, menggunakan chip yang lebih tinggi ATMEGA2560[27].

## F. Augmented Reality
Menurut  Ronald  T.  Azuma  (1997),  Augmented  Reality didefinisikan  sebagai  kombinasi  benda  nyata  dan  maya  di lingkungan  nyata,  aktivitas  interaktif  secara  real  time,  dan tempat di mana integrasi dan virtual dapat dilakukan. Banyak input  perangkat,  dan  integrasi  yang  tepat,  memerlukan
interpretasi  yang  efektif.  Menurut  buku  Stephen  Coward  dan Mark Faila yang berjudul Augmented Reality a partical guide, ia mendefinisikan Augmented Reality sebagai cara alami untuk mengeksplorasi  objek  dan  data  3D,  dan  AR  sebagai  konsep konseptual  yang  menggabungkan  realitas  visual  dengan realitas  global.  Untuk  objek  virtual  berteknologi  AR  dua dimensi  (2D),  pengguna  dapat  melihat  dunia  nyata  di sekitarnya dengan menambahkan objek virtual yang dihasilkan komputer. Dalam buku “Hand Book of Augmented Reality”, Augmented  Reality  bertujuan  untuk  mempermudah  hidup pengguna  dengan  menampilkan  informasi  virtual  secara langsung  tidak  hanya  di  sekitar  mereka,  tetapi  juga  di lingkungan dunia nyata seperti video online. AR meningkatkan persepsi dan interaksi pengguna dengan dunia nyata[28].

## III. METODE PENELITIAN

## A. Metode Pengumpulan Data
Pada penelitian ini menggunakan 2 metode, yaitu :
1. Observasi Teknik  Pengumpulan  data  dengan  observasi  dilakukan dengan cara pengukuran dan pengamatan terhadap sistem aktual secara realtime dan menyeluruh.
2. Studi Dokumen Teknik  pengumpulan  data  dengan  cara  meninjau dokumen-dokumen  dan  jurnal-jurnal  yang  memiliki kerterkaitan dengan Augmented Reality.
Bagian  ini  adalah  memuat  tentang  data  yang  akan digunakan  dalam  penelitian  termasuk  dalam  hal  ini  adalah cara-cara  pengumpulan  datanya.    Pengumpulan  data  dapat dilakukan  dengan  pengamatan  dan  pengumpulan  data  secara langsung, dokumen resmi, wawancara, atau dengan menyebar kuesioner.

## B. Alat dan Bahan
Pada  penelitian  ini,  peneliti  menggunakan  beberapa software untuk membuat model 3D arduino dan pemrograman augmented reality :
Software Modelling : 1. Unity
Unity adalah sebuah platform pengembang game dengan menggunakan  bahasa  pemrograman  JavaScript  dan  C# untuk  membuat game dua dimensi, tiga dimensi, virtual reality  (VR)  dan  augmented  reality  (AR)  yang dikembangkan oleh Unity Teknologi. Tahun 2005 bulan juni  Unity  Teknologi  meluncurkan  pertama  kali  pada Apple  Worldwode  Develpers  Conference  sebagai  game engine  eksklusif  untuk  platform  Mac  OS,  tetapi  pada tahun  2018  sudah  mendukung  lebih  dari  25  platform berbeda[28].
2. Blender
Blender  adalah  salah  satu  aplikasi  visual  3D  yang berlisensi  gratis  dan  bersifat  terbuka.  Blender  banyak digunakan  untuk  membuat  game  computer,  gerakan visual,  efek  visual,  film  animasi,  model  printer  3D,  dan virtual reality. Blender memiliki banyak fitur, karena itu banyak  yang  memakainya,  beberapa  fiturnya  seperti membuat model 3D, teksture , simulasi cairan dan asap,
simulasi  partikel,  simulasi  gerakan  tubuh,  animasi, rendering, gerakan visual, dan video editing[29].
3. Solidworks
Solidworks  merupakan  aplikasi  yang  terbentuk  dari desain  komputer  (CAD)  dan  rekayasa  komputer  (CAE) yang  diterbitkan  oleh  Dassault  Systemes,  tetapi solidworks hanya berjalan pada sistem operasi windows. Solidworks digunakan untuk membuat sketsa, bereksperimen, simulasi, dan membuat model yang bisa sangat detail[30].
Software  Programing  AR  yaitu  Vuforia,  Vuforia  adalah platform perangkat lunak yang memungkinkan aplikasi untuk melihat.  Pengembang  dapat  menambahkan  fungsi  visi komputer canggih yang sangat mudah untuk aplikasi apapun, sehingga memungkinkan untuk mengenali gambar dan benda- benda, atau merekonstruksi lingkungan di dunia nyata. Vuforia adalah  suatu  perangkat  lunak  tambahan  yang  digunakan membantu suatu aplikasi untuk  melihat atau  mengenali suatu objek  atau  penanda  yang  dikembangkan  oleh  Qualcomm. Dengan adanya fungsi ini aplikasi tersebut dapat dikembangkan  ke  arah  virtual  reality  ataupun  augmented reality[31].

## C. Jalannya Penelitian
Tahapan-tahapan jalannya penelitian ini di bagi menjadi 2 penjelasan, yaitu di buat dalam diagram alir yang dimulai dari study  literature,  penyusunan  proposal,  perancangan  alat, pecancangan  program,  pengujian  sistem,  dan  pembuatan laporan.  Sedangkan  pada  diagram  perancangan  membahas mengenai  alur  rangkaian  pada  proses  pembuatan  aplikasi media  pembelajaran  arduino  dengan  pemanfaatan  augmented reality  berbasis  android  dengan  metode  marker-based  .. Diagram Alir Penelitian.
Diagram alir yang digunakan dalam penelitian ini meliputi beberapa tahapan. Langkah pertama dari penelitian ini dimulai dengan melakukan study literatur, pengumpulan data dari hasil membaca  dan  meriview  jurnal.  Setelah  memiliki  informasi yang cukup dan  mendapatkan ijin atas pengajuan judul tugas akhir,  kemudian  langkah  selanjutnya  ialah  mengidentifikasi masalah, merumuskan masalah, menentukan tujuan, menentukan  batasan  masalah  yang  tertuang  dalam  proposal skripsi.  Setelah  melakukan  sidang  dan  diijinkan  untuk meneruskan  penelitian,  pertama  yang  harus  dilakukan  ialah menentukan  spesifikasi  software  dan  model  3D,  lalu  mulai melakukan perancangan model 3D arduino uno dan dilakukan pengujian  pada  model  apakah  sudah  sesuai  dengan  aslinya, kemudian  tahap  selanjutnya  perancangan  program  dan pengujian program apakah sudah dapat berjalan pada platform android.  Setelah  itu  menggabungkan  hasil  eksport  model  3D dan  marker  ke  dalam  program  untuk  membuat  aplikasi augmented reality. Jika model tidak tampil pada marker, maka akan  dilakukan  pemeriksaan  pada  coding  aplikasi,  Namun apabila  marker  menampilkan  objek  3D  model  arduino  uno dipastikan augmented reality sudah dapat dikatakan berhasil.
M u lai M elak u k an  t in ja u an  p u st ak a d an  m en car i p en elit ian t en t an g  A u g m e n t e d  Re alit y M en g id e n t if ik asi m asalah , m er u m u sk a n  m a salah , m en e n t u k an  t u ju an , m en e n t u k an  b at asan m asalah M en en t u k an  sp esif ik asi sof t w ar e d an  m o d el 3D P er an c an g an  m o d el 3D ar d u in o P en g u jian sof t w a r e / p r og ram Se su ai In t eg rasi Sist e m P en g u jian  k eselu r u h an sist e m P er an c an g an sof t w a r e Se lesai P en g u jian  m o d el 3D Se su ai In t eg rasi m od e l d a n sof t w a r e t id ak t id ak y a y a

## Gambar 1. Diagram alir penelitian
Diagram  Alir  Kerja  Augmented  Reality,  Dalam  diagram alir  ini  bagaimana  proses  kerja  augmented  reality  dengan menggunakan kamera hp untuk menangkap marker, kemudian program  akan  mengidentifikasi,  apakah  marker  tersebut terdapat  didalam  database  program,  jika  marker  tidak  dapat diidentifikasi,  maka  marker  tidak  akan  menampilkan  objek. Tetapi  jika  marker  dapat  identifikasi,  maka  marker  akan menampilkan  objek  model  3D  arduino  uno,  seperti  yang digambarkan pada diagram blok dibawah ini.
Mulai
Kamera mengambil gambar marker Sistem mengecek kesesuaian gambar marker Apakah marker sesuai Dengan database sistem ? Sistem menampilkan Objek dan Informasi Selesai Ya Tidak

## Gambar 2. Diagram alir kerja augmented reality
Use Case Diagram, Penggunaan aplikasi ini cukup mudah, tampilan  yang  diperlihatkan  pertama  kali  ialah  main  menu, kemudian pada main menu terdapat menu scan marker untuk menggunakan  augmented  reality  dan  menu  panduan  untuk
melihat panduan bagaimana cara pemakaian aplikasi tersebut. Setelah memilih menu scan marker, akan menampilkan object 3D dan menampilkan informasi object tersebut.
Scan Marker Melihat Panduan Menampilkan Object 3D Menampilkan Informasi Gambar 3. Use case diagram

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada  tahap  perancangan  dibagi  menjadi  2  yaitu perancangan  modeling  3D  yang  meliputi  proses  observasi objek,  membuat  sketsa  kasar,  membuat  sketsa  pada  software 3D  modeling,  membuat  detail  dan  warna  objek,  kemudian merapikan  detail  objek.  Sedangkan  untuk  perancangan software  terdapat  proses  pembuatan  UI,  marker,  augmented reality, menu narasi dan 3D viewer.
A. Perancangan Modelling 3D
Perancangan  model  3D  yang  berhasil  dibuat  ialah  model 3D  Arduino  uno,  pembuatan  model  ini  dilakukan  dalam beberapa tahapan, yang pertama dengan mengobservasi objek Arduino  uno  secara  mendetail,  kemudian  membuat  sketsa kasar pada media kertas, selanjutnya membuat sketsa arduino pada  software  3D  modelling  dan  software  yang  digunakan adalah  blender  3D.  Bentuk  sketsa  Arduino  uno  3D  dalam software  blender  dapat  dilihat  seperti  yang  ditunjukan  pada gambar dibawah ini.
Gambar 4. Sketsa 3D Arduino uno pada Blender 3D

## B. Perancangan Marker
Perancangan  marker  menggunakan  software  editing  foto yaitu    adobe  photoshop,  kemudian  di  export  kedalam  bentuk .jpg seperti gambar berikut.
Gambar 5. Pembuatan marker arduino uno pada software photoshop
Setelah  itu  masuk  ke  dalam  tahap  pembuatan  database augmented reality, pembuatan database menggunakan Vuforia, pertama  login  kedalam  website  Vuforia,  kemudian  membuat lisensi  untuk  digunakan  pada  unity  nanti,  lalu  membuat database  dan  mengupload  marker  yang  telah  dibuat  kedalam database,  setelah  itu  mengeksport  database  untuk  digunakan pada unity.

## Gambar 6. Pembuatan database augmented reality

## C. Perancangan Aplikasi Augmented Reality
Pada  tahap  ini,  software  yang  dibutuhkan  adalah  unity untuk  membuat  menu  dan  add-on  unity  Vuforia  untuk membuat augmented reality.
1. Pembuatan Scene Main Menu
Main  menu  merupakan  tampilan  yang  akan  pertama ditampilkan pada aplikasi, dengan beberapa pilihan seperti mulai, panduan, pengaturan, dan keluar.
Gambar 7. Pembuatan main menu aplikasi dengan unity
2. Pembuatan Scene Augmented Reality
Scene  augmented  reality  merupakan  scene  yang  akan ditampilkan  setelah  klik  “mulai”  pada  scene  main  menu, kemudian pada scene ini terdapat 3 pilihan disebelah kanan atas yaitu kembali, narasi dan 3D viewer.

## Gambar 8. Pembuatan Scene augmented reality
3. Pembuatan Scene Narasi
Scene  narasi  merupakan  scene  yang  akan  ditampilkan setelah  klik  “Narasi”  pada  scene  augmented  reality, kemudian  pada  scene  ini  menampilkan  video  penjelasan bagian bagian arduino uno.

## Gambar 9. Pembuatan scene narasi
4. Pembuatan Scene 3D Viewer
Scene 3D viewer merupakan scene yang akan ditampilkan setelah  klik  “3D  Viewer”  pada  scene  augmented  reality, kemudian  pada  scene  ini  menampilkan  bentuk  3D  dari arduino  uno  agar  dapat  melihat  dari  berbagai  sudut pandang.
Gambar 10. Pembuatan scene 3D viewer

## D. Tahap Pengujian Aplikasi Augmented Reality
Pada  tahap  ini  merupakan  tahapan  akhir  pada  proses pembuatan  aplikasi  augmented  reality,  dimana  pada  tahap pengujian  ini  yang  akan  diuji  ialah  kelancaran  aplikasi augmented reality.
1. Tahap Pengujian Main Menu Pada tahap pengujian ini dilakukan pengetesan pada setiap tombol menu, apakah berfungsi dengan benar. Pada pengujian tersebut  menunjukan  bahwa  main  menu  dapat  berfungsi dengan baik sesuai dengan fungsinya seperti gambar dibawah ini.

## Gambar 11. Pengujian main menu pada smarthphone
2. Tahap Pengujian Augmented Reality
Pada tahap pengujian ini dilakukan pengetesan pada marker yang telah diupload ke dalam database, jika terdapat kesalahan dalam  codingannya,  maka  marker  tidak  dapat  menampilkan objek.  Pada  pengujian  ini  menunjukan  bahwa  marker menampilkan  objek  yaitu  arduino  uno  seperti  pada  gambar dibawah ini.
Gambar 12. Pengujian Augmented Reliaty pada smartphone

## 3. Tahap Pengujian Menu Narasi
Pada tahap pengujian ini dilakukan pengetesan pada menu narasi yang berfungsi untuk menampilkan video pembelajaran arduino uno. Pada pengujian tersebut menunjukan bahwa video berjalan  dengan  lancar  dan  mengeluarkan  suara  yang  cukup nyaring untuk didengarkan seperti gambar dibawah ini.
Gambar 13. Pengujian menu narasa pada smartphone

## 4. Tahap Pengujian Menu 3D Viewer
Pada  tahap  pengujian  ini  dilakukan  pengetesan  terhadap menu 3D viewer yang berfungsi untuk melihat modul arduino uno  secara  mendetail  dengan  berbagai  sudut  pandang.  Pada pengujian  ini  menunjukan  bahwa  model  3d  viewer  berjalan dengan  baik  tanpa  ada  kendala  seperti  pada  gambar  dibawah ini.
Gambar 14. Pengujian Menu 3D Viewer pada smartphone

## E. Hasil Pengamatan
Pada hasil pengamatan ini dilakukan pengujian akhir pada aplikasi dengan mengukur beberapa faktor yang mempengaruhi keberhasilan marker terbaca dengan benar. 1. Cahaya
Cahaya merupakan salah satu elemen penting dalam dunia, lensa kamera juga perlu pencahayaan yang baik untuk dapat mengenali  marker  atau  objek  virtual,  karena  jika  cahaya yang dibutuhkan kurang terang ataupun sangat terang maka kamera akan sulit mengenali marker.
2. Marker
Marker  merupakan  penanda  atau  pengenal  untuk mengidentifikasi  suatu  objek,  jika  objek  virtual  muncul maka  marker  berhasil  diidentifikasi  oleh  Vuforia.  Marker yang  dapat  diidentifikasi  merupakan  marker  yang  telah dinputkan  kedalam  database  Vuforia.  Pengujiannya  dapat dilakukan  dengan  memutar  marker,  apakah  objek  virtual tetap dapat muncul jika marker diputar.
3. Jarak Faktor  jarak  merupakan  salah  satu  faktor  yang mempengaruhi  proses  pengidentifikasi  marker,  ketika marker  bergerak  menjauhi  kamera,  maka  marker mendapatkan  lebih  sedikit  pixel  pada  layar  kamera sehingga kamera sulit untuk mengidentifikasi pola marker tersebut.  Dengan  menggunakan  marker  dari  aplikasi pembelajaran  arudino  berbasis  Augmented  Reality  yaitu marker  arduino  uno  dan  diuji  menggunakan  smartphone Samsung galaxy S9+ dengan resolusi kamera pada 1920 x 1080 dan frame rate 30fps. Percobaan dilakukan sebanyak 30 kali dan setiap percobaan ditambah jarak sebesar 5cm. Hasil  yang  didapat  dalam  30  kali  percobaan,  19  kali berhasil  dan  11  kali  tidak  berhasil,  sehingga  bisa disimpulkan presentase keberhasilannya 63% dengan jarak optimal terletak pada 15cm – 105 cm seperti pada tabel 1.
Tabel 1. Hasil pengujian pembacaan marker faktor jarak
No Kasus Hasil Pengujian 1 Marker Arduino UNO Jarak 5cm Tidak Berhasil 2 Marker Arduino UNO Jarak 10cm Tidak Berhasil 3 Marker Arduino UNO Jarak 15cm Berhasil 4 Marker Arduino UNO Jarak 20cm Berhasil 5 Marker Arduino UNO Jarak 25cm Berhasil 6 Marker Arduino UNO Jarak 30cm Berhasil 7 Marker Arduino UNO Jarak 35cm Berhasil
8 Marker Arduino UNO Jarak 40cm Berhasil 9 Marker Arduino UNO Jarak 45cm Berhasil 10 Marker Arduino UNO Jarak 50cm Berhasil 11 Marker Arduino UNO Jarak 55cm Berhasil 12 Marker Arduino UNO Jarak 60cm Berhasil 13 Marker Arduino UNO Jarak 65cm Berhasil 14 Marker Arduino UNO Jarak 70cm Berhasil 15 Marker Arduino UNO Jarak 75cm Berhasil 16 Marker Arduino UNO Jarak 80cm Berhasil 17 Marker Arduino UNO Jarak 85cm Berhasil 18 Marker Arduino UNO Jarak 90cm Berhasil 19 Marker Arduino UNO Jarak 95cm Berhasil 20 Marker Arduino UNO Jarak 100cm Berhasil 21 Marker Arduino UNO Jarak 105cm Berhasil 22 Marker Arduino UNO Jarak 110cm Tidak Berhasil 23 Marker Arduino UNO Jarak 115cm Tidak Berhasil 24 Marker Arduino UNO Jarak 120cm Tidak Berhasil 25 Marker Arduino UNO Jarak 125cm Tidak Berhasil 26 Marker Arduino UNO Jarak 130cm Tidak Berhasil 27 Marker Arduino UNO Jarak 135cm Tidak Berhasil 28 Marker Arduino UNO Jarak 140cm Tidak Berhasil 29 Marker Arduino UNO Jarak 145cm Tidak Berhasil 30 Marker Arduino UNO Jarak 150cm Tidak Berhasil
4. Penghalang
Penghalang  atau  obstacle  merupakan  faktor  yang  patut diperhitungkan, karena dengan adanya penghalang, kamera tidak  dapat  mengenali  marker  yang  ingin  diidentfikasi. Berikut hasil pengujian halangan yang dilakukan pada jarak yang paling optimal dengan presentasi keberhasilan 100% yaitu  pada  jarak  15-105cm  dan  halangan  yang  dimaksud adalah  dengan  menutupi  sebagian  marker  dengan penghalang kertas. Pengujian penghalang ini menggunakan device  smartphone  Samsung  Galaxy  S9+  dengan  resolusi kamera pada 1920x1080 dan frame rate 30fps. Percobaan dilakukan  sebanyak  5  kali  dengan  setiap  percobaan tingkatkan  presentase  halanganya  sebanyak  25%.  Hasil yang didapat setelah melakukan pengujian sebanyak 5 kali, 2  kali  berhasil  dan  3  tidak  berhasil,  sehingga  bisa disimpulkan presentase keberhasilannya 40% dengan tidak lebih dari 25% permukaan marker yang terhalangi, seperti tabel 2.
Tabel 2. Hasil pengujian halangan pada marker No Jumlah Halangan Hasil Pengujian 1 0% Berhasil 2 25% Berhasil 3 50% Tidak Berhasil 4 75% Tidak Berhasil 5 100% Tidak Berhasil

## V. KESIMPULAN DAN SARAN
Dari keseluruhan hasil dari proses dan perancangan aplikasi pembelajaran  arduino  uno  berbasis  augmented  reality,  dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Penggunaan aplikasi pembelajaran arduino uno berbasis augmented  reality  agar  pembelajaran  lebih  menarik  dan dapat mengetahui secara detail modul arduino tanpa harus memiliki modulnya dengan mempertimbangkan beberapa aspek  seperti,  cahaya,  marker,  jarak  dan  penghalang marker.
2. Hasil pengujian jarak marker perlu diperhatikan, dari 30 kali percobaan dengan jarak antara 5cm – 150cm, hanya 19 kali berhasil, dengan tingakt presentase keberhasilan mencapai 63%, dan rentang jarak yang paling optimal antara 15-105 cm dengan kondisi cahaya yang baik, tidak terlalu gelap dan tidak terlalu terang, dalam menidentifikasi marker.
3. Hasil  pengujian  halangan,tingkat  error  masih  cukup tinggi  sekitar  60%,  dari  5  kali  percobaan  menyatakan bahwa kamera masih dapat mengidentifikasi marker saat marker terhalang antara 0% - 25%. Sementara pada saat marker terhalang dengan tingkat presentase antara 50% - 100%, kamera tidak mampu mendeteksi marker tersebut.
4. Hasil  pengujian  secara  fungsionalitas,  aplikasi  berjalan tanpa  ada  hambatan  atau  kendala,  semua  scene  dan tombol dapat digunakan dan menampilkan sesuai dengan fungsinya.

## REFERENSI
[1] M.  Jumarlis,  “Aplikasi  Pembelajaran  Smart  Hijaiyyah  Berbasis Augmented Reality,” Ilk. J. Ilm., vol. 10, no. 1, pp. 52–58, 2018, doi: 10.33096/ilkom.v10i1.238.52-58.
[2] I. Ilmiati and P. I. Kusmadi, “Pembuatan Media Pembelajaran Interaktif Ciri – Ciri Mahluk  Hidup  Dan  Lingkungan  Hidupnya  Di  Kelas  Iii  Sd Negeri 01 Seluma,” JSAI (Journal Sci. Appl. Informatics), vol. 2, no. 1, pp. 123–126, 2019, doi: 10.36085/jsai.v2i1.160.
[3] M. Sirakaya and E. K. Cakmak, “The Effect of Augmented Reality Use on Achievement, Misconception and Course Engagement,” Contemp. Educ.  Technol.,  vol.  9,  no.  3,  pp.  297–314,  2018,  doi: 10.30935/cet.444119.
[4] I.  Sural,  “Augmented  reality  experience:  Initial perceptions  of  higher education students,” Int. J. Instr., vol. 11, no. 4, pp. 565–576, 2018, doi: 10.12973/iji.2018.11435a.
[5] H. Abbas, S. Suradi, A. Maulana, and N. U. Baharuddin, “RANCANG BANGUN  OTOMATISASI  PENGISIAN  AIR  MINUM  PADA KANDANG  AYAM  TERNAK  BERBASIS  ARDUINO,”  ILTEK    J. Teknol., vol. 15, no. 01, pp. 9–12, 2020, doi: 10.47398/iltek.v15i01.500.
[6] P. Studi, T. Ilmu, P. Alam, and K. Kunci, “Thabiea : Journal of Natural Science  Teaching  Pengembangan  Perangkat  Pembelajaran  Subkonsep Invertebrata  dengan  Media  Film  di  SMA  Pendahuluan  adalah  untuk mengembangkan aktivitas dan dalam penamaanya , sehingga membuat siswa terhadap kepunahan ataupun kar,” J. Nat. Sci. Teach., vol. 02, no. 01, pp. 19–28, 2019.
[7] L.  Thohir,  “INTEGRASI  MEDIA  AUDIO-VISUAL  DAN  TEKNIK KERJA  KELOMPOK  DALAM  PEMBELAJARAN  BAHASA INGGRIS DI SMPN 15 MATARAM,” vol. 4, no. November, 2019.
[8] A. A. R. Awaludin, P. M. Hartuti, and A. Rahadyan, “Aplikasi Cabri 3D Berbantu Camtasia Studio untuk Pembelajaran Matematika di SMP,” E- Dimas  J.  Pengabdi.  Kpd.  Masy.,  vol.  10,  no.  1,  p.  68,  2019,  doi: 10.26877/e-dimas.v10i1.2872.
[9] B. Setyawan, Nf. Rufii, and A. N. Fatirul, “Augmented Reality Dalam Pembelajaran Ipa Bagi Siswa Sd,” Kwangsan J. Teknol. Pendidik., vol. 7, no. 1, pp. 78–90, 2019, doi: 10.31800/jtp.kw.v7n1.p78--90.
[10]  A. Nugroho and B. A. Pramono, “APLIKASI MOBILE AUGMENTED
REALITY BERBASIS VUFORIA DAN UNITY PADA PENGENALAN OBJEK 3D DENGAN STUDI KASUS GEDUNG M UNIVERSITAS SEMARANG,” J. Transform., vol. 14, no. 2, pp. 86– 91, 2017.
[11]  Y.  Hendriyani,  H.  Effendi,  D.  Novaliendry,  and  H.  Effendi, “AUGMENTED  REALITY  SEBAGAI  MEDIA  PEMBELAJARAN INOVATIF DI ERA REVOLUSI INDUSTRI 4.0,” J. Teknol. Komun. dan Pendidik., vol. 12, no. 1, p. 4, 2019.
[12]  Y.  Setiawan,  K.  Anggriani,  B.  Susilo,  and  J.  Pseudocode,  “Evaluasi Template Matching Pada,” vol. 2, pp. 65–74, 2015.
[13]  C. I. Menayang and J. Felisa, “Shooting Game,” vol. 18, no. 2, pp. 75– 91, 2019.
[14]  I. Krajci and D. Cummings, Android on x86. Springer Nature, 2013.
[15]  S.  Sudaryanto  and  M.  Ikhwandi,  “Penerapan  Ojs  Dalam Mobile/Android  Yang  Diperuntukkan  Bagi  Pembaca  Dan  Author,” Compiler, vol. 6, no. 2, pp. 37–48, 2017, doi:
10.28989/compiler.v6i2.230.
[16]  D.  H.  Dimas,  Nurjayadi,  “Sains  dan  Teknologi  Informasi  Penerapan Augmented Reality Pada Informasi Data Peta Kawasan Hutan,” SATIN - Sains dan Teknol. Inf., vol. 4, no. 2, pp. 100–108, 2018.
[17]  M.  Mukhlis,  D.  Danuri,  and  B.  Syahputra,  “Aplikasi  Android  Peta Sekolah  Bengkalis  Menggunakan  Google  Map  API,”  INOVTEK Polbeng  -  Seri  Inform.,  vol.  2,  no.  1,  p.  48,  2017,  doi: 10.35314/isi.v2i1.116.
[18]  D. Y. Priyanggodo, “Prototipe Pengamanan Data Pada Aplikasi Lapor Polisi  Berbasis  Android  Dengan  Algoritma  Blowfish  Dan  Algoritma Diffie-Hellman,” JIKA (Jurnal Inform., vol. 2, no. 1, pp. 40–46, 2018, doi: 10.31000/jika.v2i1.1185.
[19]  A. Gerber and C. Clifton, Learn Android Studio. Build Android Apps Quickly and Effectively. 2015.
[20]  K. Shirriff, “The Surprising Story of the First Microprocessors,” IEEE Spectrum, pp. 48–54, 2016.
[21]  I.  G.  M.  N.  Desnanjaya  and  I.  B.  A.  I.  Iswara,  “Trainer  Atmega32 Sebagai  Media  Pelatihan  Mikrokontroler  Dan  Arduino,”  J.  Resist. (Rekayasa  Sist.  Komputer),  vol.  1,  no.  1,  pp.  55–64,  2018,  doi: 10.31598/jurnalresistor.v1i1.266.
[22]  A.  Firdaus  and  R.  Inayah,  “Rancang  Bangun  Rautan  Pensil  Pintar Berbasis Mikrokontroler Atmega 8535,” pp. 31–36.
[23]  E.  Williams,  AVR  Programming:  Learning  to  Write  Software  for Hardware. 2014.
[24]  M.  A.  Mazidi,  R.  D.  McKinlay,  and  J.  G.  Mazidi,  The  8051 Microcontroller: A Systems Approach. Pearson Higher Ed, 2012.
[25]  M. W. Kasrani, A. Asni, and A. S. Putra, “PERANCANGAN SISTEM PENGENDALIAN KECERAHAN LAMPU UTAMA PADA MOBIL BERBASIS ARDUINO UNO,” vol. 5, no. 1, pp. 1–5, 2020.
[26]  A. B. Asni, M. W. Kasrani, and A. A. Prayitno, “Perancangan Sistem Monitoring Jumlah Slot Kosong pada Gedung Parkir 3 Lantai Berbasis Mikrokontroller,” vol. 5, no. 2, pp. 149–153, 2021.
[27]  Giri Wahyu Pambudi S.Pd, Belajar Arduino From Zero To Hero Jilid 1. 2020.
[28]  R. T. Azuma, “A survey of augmented reality,” Presence Teleoperators Virtual  Environ.,  vol.  6,  no.  4,  pp.  355–385,  1997,  doi: 10.1162/pres.1997.6.4.355.
[29]  S. O. Documentation, LEARNING unity 3D. .
[30]  en.wikibooks.org, Blender 3D Content Creation Noob to Pro. 2019.
[31]  M.  Lombard,  “Introducing  SolidWorks,”  SolidWorks®  2011  Parts Bible, pp. 1–35, 2013, doi: 10.1002/9781118257753.ch1.
[32]  M. Andriansyah, S. Talaohu, M. Subali, and I. Purwanto, Rancang Dan Bangun Aplikasi Augmented Reality Berbasis Android Dengan Vuforia Dan Unity.