ISSN (e): 2459-9638
Desain dan Implementasi Virtual Laboratory Materi Osilator Analog berbasis IC OP-AMP

## SYIFAUL FUADA, AJI WIDHI WIBOWO
Sekolah Pascasarjana Sekolah Teknik Elektro dan Informatika (STEI) Jurusan Teknik Elektro Microelectronic Engineering Institut Teknologi Bandung Email: syifaulfuada@students.itb.ac.id

## ABSTRAK
Laboratorium virtual merupakan  salah satu platform laboratorium modern yang dapat mendukung kegiatan praktikum yang berjalan secara tradisional (Hand-on Laboratory). Penelitian ini bertujuan untuk mendesain dan mengimplementasikan Virtual Laboratory pada materi pembangkit sinyal dengan subtopik: Wien Bridge sebagai  osilator  RC,  Hartley  dan  Colpitts  sebagai  osilator  LC  dan  Astable Multivibrator  sebagai  osilator  relaksasi,  yang  dibangun  berbasis  IC  Operational Amplifier (OP-AMP). Jenis penelitian ini merupakan R&D yang terdiri dari enam tahapan, yaitu: konsep, desain, pengumpulan bahan, pembuatan, pengujian dan pendistribusian. Aplikasi perangkat lunak berbasis dekstop ini telah diuji secara fungsional  dengan  6  (enam)  aspek  parameter  yakni:  uji  polaritas  kapastor;  uji wiring;  uji  mode  frekuensi  dan  mode  perioda  pada  alat  ukur  frequency generator; uji specific decission pada trainer kit osilator hartley dan colpitts; uji kesesuaian  antara  frekuensi  ouput  dari  masing-masing  osilator  dengan perhitungan teorema dan hasil percobaan sesungguhnya; dan uji kualitas media. Hasil secara keseluruhan telah sesuai dengan ekspektasi didalam story board.
Kata kunci : IC OP-AMP, Osilator analog, Laboratorium virtual

## ABSTRACT
The  Virtual  Laboratory  is  as  one  of  modern  laboratory  platform  which  able  to support  the  hand-on  worklab.  The  goal  of  this  research  are  for  designing  and implementing a Virtual Laboratory of signal generator material with subtopics i.e. the Wien Bridge as an RC oscillator, the Hartley and Colpitts as LC oscillator and the  astable  multivibrator  as  relaxation  oscillator  which  assembled  based  on Operational  Amplifier  Integrated  Circuit  (OP-AMP).  This  research  is  R&D  type which  consists  of  six  stages,  i.e.  concept,  design,  materials  collection, assembling, testing and distribution. This desktop-based software application has been functionally tested with six aspect of parameters such as: capacitor polarity testing; wiring testing; testing of frequency mode and period mode in frequency counter instrument; Specific decission test of the hartley and colpitts oscillator; fit-test for comparasion results between output frequency from each of oscillators with  theorem  calculations  and  actual  experimental  results;  and  quality  test  of media. The overall results was in line in expectations based on the story board.
Keywords : Analog oscillator, IC OP-AMP, Virtual Laboratory

## 1. PENDAHULUAN
Osilator  merupakan  salah  satu  bagian  dari  sistem  elektronika  yang  berfungsi  untuk membangkitkan  frekuensi  dalam  bentuk  sinusoida, square,  sawtooth  atau  segitiga (Manchini,  2001) .  Materi  osilator  disajikan  dalam  mata  kuliah  hampir  di  berbagai perguruan  tinggi  di  Indonesia  yang  mempunyai  jurusan  ilmu  rumpun  elektro  baik  eksak maupun kependidikan. Laboratorium merupakan salah satu prasarana pendidikan yang harus dimiliki  oleh  suatu  institusi  pendidikan  yang  memiliki  jurusan  dibidang  ilmu  sains  dan teknologi. Berfungsi sebagai wadah proses pembelajaran berbasis praktik atau eksperimental yang didalamnya memuat berbagai macam alat praktikum, alat ukur, komponen atau bahan lainnya untuk mendukung keberhasilan tujuan belajar.
Salah  satu  tantangan  yang  dihadapi  oleh  laboratorium  elektronika  di  berbagai  institutsi pendidikan di Indonesia adalah keterbatasan alat ukur karena umumnya pengadaan barang secara ekspor dari luar negeri sehingga harga  cenderung mahal. Terdapat dua solusi yang ditawarkan  untuk  mengatasi  permasalahan  tersebut  yakni  dengan  membuat  perangkat praktikum  sendiri  seperti  yang  dilakukan  oleh (Darlis,  2013) dengan  judul  penelitian “ Perancangan  dan  Realisasi  Sistem  Pentransmisian  Short  Message  dan  Sinyal  Digital  pada Modem  BPSK  berbasis  MATLAB”  yakni  membuat  instrument  pengganti  audio  generator, dimana  sistem  ini  dapat  diaplikasikan  untuk  praktikum  telekomunikasi  dengan  kelebihan mempunyai  fitur  lebih  lengkap  dan  ekonomis  dibandingkan  alat  yang  sudah  ada  saat  ini. Penelitian  lain  dilakukan  oleh (Kharisma,  2013) dan (Supriandani,  2015) dengan membuat  piranti  alat  ukur oscilloscope  berbasis  PC,  terobosan  yang  ditempuh  ini  dapat membantu  laboratorium  elektronika  dalam  pengadaan  alat  instrumentasi  yang  lebih ekonomis.  Solusi  yang  kedua  adalah  dengan  membuat  sebuah  terobosan  pengembangan media sebagai suplemen bahan ajar pembelajaran praktikum yang sejauh ini dapat dilakukan dengan dua model pendekatan, yakni Augmented Reality atau ARLAB dan Virtual Laboratory atau biasa disebut dengan istilah VLAB.
Tentu  asing-masing  terdapat  kelebihan  dan  kekurangannya.  Apabila  membuat  perangkat praktikum  sendiri  maka  produk  haruslah  sesuai  dengan  standar  ISO  atau  standar  rujukan lainnya  serta  memiliki  kualitas  yang  setara  dengan  alat  instrumentasi  yang  sesungguhnya. Oleh  karena  itu  produk  harus  dibangun  dengan  komponen-komponen  elektronika  khusus atau  spesifik  dan  melalui  metodologi  tertentu  agar  memiliki  tingkat  akurasi  ketelitian  dan kepresisian yang tinggi sehingga memadai untuk dipakai.
Begitu  pula  dengan  pembuatan  media  pembelajaran  bahwa  media  harus  sesuai  standar pendidikan  dan  dapat  mewakili  praktikum  yang  sebenarnya (Potkonjak,  2016) sehingga dapat  dipergunakan  oleh  peserta  didik  yang  memiliki  keterbatasan  akses  akan  alat-alat laboratorium.  Karena  pada  dasarnya  media  pembelajaran  merupakan  salah  satu  model pendekatan  untuk  membantu  mengetahui,  memahami  dan  menganalisis  fenomena- fenomena tertentu yang terdapat dalam suatu bidang ilmu. Disamping itu salah satu prinsip media pembelajaran adalah tidak terbatas dipakai pada saat kapanpun dan dimanapun oleh siapapun yang ingin mengoperasikan.
Dalam  kaitan  antara  laboratorium  tradisional  ( hand-on  lab.)  dengan  laboratorium  modern, laboratorium  tradisional  membutuhkan  perangkat  yang  riil/sebenarnya.  Seperti  pada  kasus praktikum  osilator,  yakni:  kabel  probe  dan  osiloskop, project  board,  komponen  OP-AMP, transistor,  resistor,  kapasitor,  induktor,  dan frequency  counter.  Karena  perangkat  yang khusus inilah terkadang memiliki keterbatasan waktu dalam melakukan eksperimen, karena:
1. Alokasi  waktu  antara  kelas  satu  dengan  kelas  lainnya  untuk  memakai  laboratorium terbatas;
2. Alat  ukur  seperti  osiloskop  tidak  diijinkan  dibawa  pulang  karena  harga  yang  relatif mahal;
3. Kemampuan, kecakapan dan kecekatan antar peserta didik dalam satu kelas tidaklah sama,  distribusi  yang  umumnya  tidak  merata  ini  menjadikan  beberapa  kelompok praktikum ada yang tertinggal, hal ini menjadikan tujuan belajar tidak tercapai.
Laboratorium  virtual  merupakan  salah  satu  bentuk  laboratorium  modern  yang  cukup membantu  institusi,  pendidik  ataupun  peserta  didik  dalam  penyelenggaraan  pembelajaran berbasis  praktikum.  Peserta  didik  yang  memiliki  akses  terbatas  ke  perangkat  yang  hanya terdapat  di  laboratorium  tersebut  tetap  dapat  melakukan  di  luar  jam  pembelajaran,  yakni melalui  pemanfaatan  perangkat  umum  yang  sudah  mereka  miliki.  Misalnya  dengan menggunakan  PC  atau gadget  lainnya.  Banyak  manfaat  yang  ditawarkan  melalui laboratorium virtual, yakni:
1. Peserta  didik  dapat  memanfaatkannya  jika  tidak  ada  cukup  waktu  untuk menyelesaikan  praktikum  di  laboratorium,  sehingga diharapkan dapat  mempercepat pencapaian suatu kompetensi tertentu;
2. Pemanfaatan teknologi ini sangat tepat diterapkan dalam mengganti praktikum yang menggunakan  alat  peraga  berharga  sangat  mahal  serta  hanya  satu-satunya  di laboratorium tersebut;
3. Tepat diterapkan untuk menggantikan alat praktikum yang dinilai mengandung resiko kecelakaan kerja, misalnya rawan sengatan listrik tinggi (Budhu, 2011) dan
4. Dapat meningkatkan kompetensi peserta didik terutama siswa SMK dari segi kognitif dan  psikomotorik  sekaligus  memfasilitasi  pendidikan  karakter  peserta  didik  yang bersangkutan (Jaya, 2012) . Pengembangan perangkat lunak Virtual Laboratory ini memiliki potensial untuk memberikan peningkatan secara signifikan dan pengalaman belajar yang lebih efektif.
Peneltian  ini  berfokus  pada  pendekatan  yang  kedua,  yakni  pengembangan  media.  Oleh karena  itu  tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  mendesain  dan  mengimplementasikan virtual laboratory pada materi osilator/pembangkit sinyal dengan sub topik: Wien Bridge oscillator, Hartley  oscillator,  Colpitts  oscillator  dan  Astable  Multivibrator  berbasis  IC  Operational Amplifier (OP-AMP). Perangkat lunak ini dibangun menggunakan aplikasi adobe flash, karena memiliki beberapa keunggulan, yakni:
1. Memiliki interaktivitas dan motion animation yang baik;
2. Bahasa pemrogaman berbasis actionscript yang sangat simple namun powerful;
3. Dapat  merepresentasikan  objek  dengan  tingkat  tampilan  yang  baik (Reimers, 2007) .
Pengembangan Virtual  Laboratory  dengan  topik  osilator  ini  merupakan  kelanjutan  yang berkesinambungan dari penelitian-penelitian yang dilakukan oleh penulis sebelumnya yakni:
1. Analisis Oscillator  Astable  Multivibrator  IC  741UA  Menggunakan  Pendekatan  Matlab dan Software Elektronik (Fuada, 2013) ;
2. Pengujian Trainer  Osilator  Wien  Bridge  (Jembatan  Wien)  dengan  Menggunakan Osciloskop dan Frekuensi Counter (Fuada, 2014) ;
3. Design  and  Fabrication  of  LC-Oscillator  Tool  Kits  Based  Op-Amp  for  Engineering Education Purpose (Fuada, 2016).
Penulis  terus  mengembangkan  perangkat  ajar  yang  berhubungan  dengan  harapan  agar dapat dipergunakan oleh peserta didik untuk lebih memahami osilator dan aplikasinya pada devais  elektronika  tertentu. Platform  pada  Virtual  Laboratory  ini  mengacu  pada  peneltiian skripsi (Fuada, 2014) .

## 2. METODOLOGI PENELITIAN

## 2.1 Model Pengembangan
Peneliti  menggunakan  model (Hadi,  S.,  A.,  2003) sebagai  metode  untuk  menghasilkan produk Virtual  Laboratory.  Penelitian  terdiri  dari  6  (enam)  tahapan,  yaitu  concept,  design, material collecting, assembly, testing dan distribution.
Gambar 1. Tahapan dalam pengembangan Multimedia (Hadi, 2003)

## 2.2  Prosedur Penelitian

## Concept
Aplikasi  yang  diusulkan  merupakan  aplikasi  perangkat  lunak  tentang Virtual  Laboratory dengan materi osilator analog berbasis OP-AMP. Antarmuka disajikan secara 2 dimensi yang ditampilkan  pada  layar  dekstop  PC.  Perangkat  lunak  yang  dibuat  hanya  untuk  melakukan aktivitas  praktikum,  yakni  praktikum  (1)  Osilator Wien  Bridge.  (2)  Osilator  Hartley;  (3) Osilator  Colpitts  dan  (5) Astable  Multivibrator.  Pada  window  praktikum,  semua  perangkat pendukung  eksperimen  telah  tersedia,  pengoperasian  perangkat  lunak  ini  adalah  dengan melakukan aktivitas plug and play dari  ke virtual trainer kit ke modul Resistor/ Kapasitor/ Induktor. Praktikan  melihat besaran frekuensi yang dihasilkan melalui alat ukur yang telah disediakan, dalam hal ini adalah frequency counter.

## Design
Pada  tahap  desain,  terdapat  beberapa  aktivitas  yakni  penentuan  perangkat  lunak  seperti yang  ditunjukkan  pada  Tabel  1,  selanjutnya  adalah  penentuan  spesifikasi  perangkat  keras untuk  membangun Virtual Laboratory yang digunakan selama penelitian (ditunjukkan pada Tabel  2), properties  yang  harus  dibuat  sebagai  komponen  penyusun  Virtual  Laboratory (ditunjukkan pada Tabel 3), dan kebutuhan audio atau suara dalam Virtual Laboratory.
Tabel 1. Spesifikasi kebutuhan perangkat lunak
Variabel Keterangan Sistem Operasi Windows Animation Developer Adobe Flash CS6 Grafik Editor Correl Draw X6, Adobe Photoshop CS6 Trainer kit maker Microsoft Visio 2007
Tabel 2. Spesifikasi kebutuhan perangkat keras Variabel Keterangan Processor dan Memory Pentium Core i3 dan 4 GB DDR2 VGA Onboard (1 GB) Resolution requirement 64 Bit Tabel 3. Kebutuhan property dalam Virtual Laboratory Variabel Keterangan Background meja praktikum Alat ukur frequency counter dengan mode frequency dan mode time
Peralatan praktikum jumper secara virtual dan power supply yang dioperasikan secara on dan off (tanpa aktivitas jumpering ) Alat peraga praktikum Osilator Wien Bridge, Osilator Hartley,  Osilator Colpitts, Astable Multivibrator,
Modul Resistor 1KΩ,10KΩ, 2KΩ, 20KΩ, 3KΩ & 30KΩ, Modul Kapasitor 10nF,
100nF, 1 uF, 10 uF, 100 uF & 100uF,  Modul Induktor 10mH & 5mH
Penggunaan audio dalam Vitual Laboratory ini terdapat dalam setiap aktivitas plug and play, yakni: suara aktivitas penyambungan antar properti, suara saat menekan tombol on atau off dari power  supply,  suara  button  saat  memilih  praktikum  osilator,  suara  pemindahan frequency mode ke time mode atau sebaliknya pada alat ukur frequency counter, suara saat menekan tombol close dan pemilihan button Yes atau No.
(a) (b)
Gambar 2. Story Board dari Virtual Laboratory : (a) Tampilan halaman muka/home; (b) Tampilan halaman kerja praktikum pada masing-masing osilator
Gambar 3. Flowchart dari Virtual Laboratory
Desain tool kits osilator dan modul RLC dibuat menggunakan software microsoft visio 2007. Gambar 4 merupakan desain tool kits jenis-jenis osilator yang telah dibuat oleh peneliti.
(a) (b) (c) (d)
Gambar 4. Trainer kits osilator RC, LC dan Relaksasi: (a) Astable Multivibrator , (b) Wien Bridge, (c) Colpitts, dan (d) Hartley

## Material Collecting
Pada  tahap  ini,  pengembang  melakukan  pembuatan  bahan-bahan  yang  terkait  dengan Virtual Laboratory ini. Pencarian logo SEAMOLEC dan logo institusi peneliti dengan bantuan search  engine  google,  penyusunan  biografi  peneliti,  penulisan  deskrisi  media  dan  seleksi sound. Sound tidak dibuat sendiri melainkan memakai sound yang telah tersedia di google dengan syarat tanpa watermark.

## Assembling
Pada  tahap  ini  tim  membuat Virtual  Laboratory  dengan  materi  osilator  analog  berbasis  IC OP-AMP,  pembuatan tool  kits  masing-masing  osilator  beserta  modul  RLC  menggunakan Microsoft Visio 2007, sedangkan Grafik Editor menggunakan program CorelDraw Xsuite dan Photoshop CS6. Programming dilakukan di Adobe Flash CS6. Virtual Laboratory yang dibuat ini  didasarkan  pada  penggabungan  unsur  pengetahuan  dengan  unsur  kesenangan  dalam melakukan praktikum.

## Distribution
Virtual Laboratory bersifat offline pada desktop, maka dari itu dalam distribusinya dapat di- upload  pada  suatu  web,  sehingga  peserta  dapat  mengunduh  dan  melakukan  praktikum secara  mandiri  dimanapun  berada.  Pendistribusian  media  ini  juga  dapat  dilakukan  dengan cara sederhana yakni melalui Compact Disk atau Flash Disk.

## 3. HASIL PENGEMBANGAN DAN ANALISIS
Hasil pada penelitian ini adalah Virtual Laboratory materi osilator analog berbasis IC-OP AMP, yakni  (1)  Osilator  Wien  Bridge,  (2)  osilator  Colpitts,  (3)  osilator  Hartley  dan  (4) Astable Multivibrator.  Virtual Laboratory ini terdiri dari halaman awal (flash screen), halaman utama ( home),  halaman  praktikum  dan  halaman  tentang  pengembang.  Pembuatan  Virtual Laboratory ini mengacu pada story board.
Tampilan  halaman flash  screen  (Gambar  5a)  selalu  muncul  pada  awal  user  membuka aplikasi.  Isi  dari  halaman  awal  ini  adalah copyright  developer  ( © Syifaul  Fuada,  S.Pd  &  Aji Widhi  W,  S.Kom),  sponsor  dan  tahun  pendanaannya  yakni  SEAMOLEC  tahun  2015,  serta logo afiliasi pengembang dan sponsor yakni ITB dan  SEAMOLEC. Kemudian keluar tombol “masuk”, praktikan harus menekan tombol “masuk” untuk menuju pilihan praktikum osilator.
Halaman  utama/ home  (Gambar  5b)  berisi  pilihan  praktikum  yang  terdiri  dari  (1)  Osilator Wien  Bridge,  (2)  Osilator  Colpitts,  (3)  Osilator  Hartley  dan  (4) Astable  Multivibrator,  serta profil  tentang  peneliti.  Apabila  menu  ini  diklik  akan  merujuk  pada  lembar  kerja  praktikum osilator.  Misalnya  seorang  praktikan  menekan  tombol  Wien  bridge,  maka  yang  muncul adalah meja kerja Wien Bridge (Gambar 5c). Modul Osilator telah disediakan langsung pada meja  kerja,  sehingga  pengguna  hanya  memilih  R/C  pada  menu  “Modul  R”  dan  “Modul  C”. Setelah dipilih R/C, praktikan melakukan aktivitas plug and play kemudian melihat hasil dari pengukuran frequency  counter.  Begitu  halnya  dengan  tombol-tombol  praktikum  yang lainnya. Halaman profil (Gambar 5d) akan muncul apabila tombol “profil” diklik. Halaman ini menampilkan tim yang merancang produk Virtual Laboratory ini.
Help display (Gambar 5e) akan muncul  apabila tombol yang bersimbol tanda tanya (?) di- klik, berisi tentang petunjuk penggunaan Virtual Laboratory ini dengan benar. Apabila tombol yang bersimbol close yakni “X” (Gambar 5f) di klik, maka akan muncul sebuah pertanyaan

## Desain dan Implementasi Virtual Laboratory Materi Osilator Analog berbasis IC OP-AMP
dengan  jawaban  “ya”  atau  “tidak”,  apabila  diklik  tombol  “ya”,  maka  praktikan  akan  keluar dari Virtual Laboratory ini,
(a) (b) (c) (d) (e) (f)
Gambar 5. Tampilan virtual laboratory : (a) flash screen ; (b) Halaman muka/ home , (c) halamanlembar kerja praktikum osilator; (d) halaman tentang profil peneliti/pengembang media; (e) halaman informasi tentang tata cara penggunaan media/ help dan (f) apabila tombol close ditekan
Berdasarkan  metode  pengembangan,  setelah  selesai  dalam  pembuatan  produk  langkah selanjutnya adalah uji coba. Pengujian fungsional dari Virtual Laboratory ini dilakukan pada laptop  dengan  spesifikasi  64  bit  dan  telah  terinstalasi  program flash  player.  Pengujian  ini berdasarkan decision-decision dalam teori osilator secara nyata.  Pengujian pertama adalah tentang polaritas kapasitor yang memiliki kutub “+” dan “–“ pada praktikum osilator Hartley
dan  Colpitts.  Polaritas  ini  tidak  boleh  terbalik.  Apabila  terbalik  maka  saat power  supply diubah  pada  posisi  “on”  maka frequency counter akan menampilkan teks “Maaf Rangkaian Salah”  dan  warna  kabel  menjadi  warna  merah.  Gambar  6a  merupakan  uji  coba  kesalahan penyambungan pada praktikum osilator Hartley dan Gambar 6b adalah hasil yang benar,
(a) (b) (c) (d) (e) (f)
Gambar 6. Tampilan pengujian fungsional Virtual Laboratory : (a) kesalahan penyambungan polaritas kaki kapasitor elektrolit; (b) hasil praktikum yang benar pada mode frequency ; (c) penyambungan kabel jumper yang tidak lengkap; (d) penyambungan kabel yang salah; (e) hasil praktikum yang benar pada mode time ; penyambungan L/C yang tidak tepat pada praktikum osilator Hartley dan osilator Colpitts
Pengujian kedua adalah tentang penyambungan/ wiring. Alat ukur frequency counter akan menampilkan teks “Maaf Rangkaian Salah” saat kondisi sebagai berikut: (1) penyambungan tidak sempurna (Gambar 6c), dan (2) penyambungan tidak sesuai pada target (Gambar 6d). Pengujian  ketiga adalah  tentang  mode frequency  dan  time  pada  alat  ukur  frequency

## Desain dan Implementasi Virtual Laboratory Materi Osilator Analog berbasis IC OP-AMP
counter.  Sebagai  sampel  uji  coba,  peneliti  menguji  virtual  trainer  kit  osilator  Hartley.  Hasil mode frequency  seperti  ditunjukkan  pada  Gambar  6e,  dan  mode  time  ditunjukkan  pada Gambar  6b. Pengujian  keempat adalah  tentang decission  yang  berlaku  pada  praktikum osilator  Hartley  dan  osilator  Colpitts.  Pada  osilator  Hartley  terdapat  satu  yakni  syarat pemilihan  L2 harus lebih  besar dari   L1 (baca:  L2 >  L1).  Apabila  tidak, maka  saat power supply  diaktifkan  maka  frequency  counter  akan  menampilkan  angka  “0  Hz”  dan  “0  ms” dengan kata lain alat ukur tidak menunjukkan nilai frekuensi keluaran ( f 0 ) atau perioda ( t). Hal ini juga berlaku pada praktikum osilator Colpitts. Gambar 6f merupakan tampilan pada praktikum  osilator  Hartley  apabila  penyambungan  tidak  sesuai  kaidah,  hasil  yang  benar ditunjukkan  pada  Gambar  6b. Pengujian  kelima adalah  untuk  mengetahui  kesesuaian antara f0  hasil  perhitungan  teori,  pengukuran  menggunakan  frequency  counter  dan  hasil pengukuran pada Virtual Laboratory. Semua nilai resistor pada Virtual laboratory adalah 5% yang  merupakan  toleransi  dari  nilai  sebenarnya  Dan  nilai  semua  kapasitor  adalah  1%  dari nilai sebenarnya. Sedangkan nilai induktor adalah nilai 100% sebenarnya. Persamaan 1 dan persamaan  2  tersebut  dimasukkan  ke  dalam  program action  script  pada  program  adobe flash.
Nilai resistor pada Vlab = Nilai resistor – (nilai resistor x (5/100)) (1) Nilai kapasitor pada Vlab = Nilai kapasitor – (nilai kapasitor x (1/100)) (2)
Tabel 4 merupakan hasil komparasi dari rangkaian osilator Wien Bridge dengan parameter Rf =  2KΩ  dan  Rg  =  1KΩ (Fuada,  2014) .  Hasil  komparasi  dari  rangkaian  osilator Colpitts ditunjukkan pada Tabel 5 dan Tabel 6 untuk rangkaian osilator Hartley dengan parameter Rf =  20KΩ  dan  Rg  =  1KΩ (Fuada,  2016) .  Komparasi  pengukuran Astable  Multivibrator ditunjukkan  pada  Tabel  7  dengan  parameter  R1  =  1KΩ  dan  R2=1KΩ.  Berdasarkan  hasil komparasi,  secara  keseluruhan  terdapat  selisih  namun  simpangan/ error  tidak  terlalu  jauh. Perbedaan hasil frekuensi output (f 0 ) ini karena pada perhitungan secara teori, toleransi dari komponen  tidak  diperhitungkan.  Pada frequency  counter  dan  Virtual  Laboratory memperhitungkan  toleransi  nilai  komponen  (seperti  pada  persamaan  1  dan  2)  dengan ketelitian pembacaan ukur 0,00001 atau 1/10 5 .
Tabel 4. Hasil Percobaan Osilator Wien Bridge (
RC x 2 π 1 f  ) No Komponen Modul RC Perhitungan Teori ( Frequency ) Frequency counter Virtual Laboratory R1,R2 C1,C2 Freq Time Freq Time 1 1K 10nF 15,92KHz 13,38KHz 75,24 μs 15,923 KHz 62,8 μs 2 1K 100nF 1,592KHz 1,614KHz 622,28 μs 1,592 KHz 628 μs 3 10K 10nF 1,592KHz 1,55 KHz 639,5 μs 1,592 KHz 628 μs 4 10K 100nF 159,23Hz 162,78Hz 6,068 ms 159,23 Hz 6,28 ms 5 2K 10nF 7,96 KHz 7, 40 KHz 135,07 μs 7,961 KHz 125,6 μs 6 2K 100nF 796,1 Hz 802, 1 Hz 1,246 ms 796,1 Hz 1,256 ms 7 20K 10nF 796,1 Hz 777,8 Hz 1,285 ms 796,2 Hz 1,256 ms 8 20K 100nF 79,61 Hz 80,48 Hz 12,43 ms 79,62 Hz 12,56 ms
Tabel 5. Hasil Percobaan Osilator Colpitts (
T LC x 2 1 f   )
No Komponen Modul LC Perhitungan Teori ( Frequency ) Frequency counter Virtual Laboratory L (mH) C1 C2 Freq Time Freq Time 1 16,66 1 μF 1 μF 1,744 KHz 1,76 KHz 0,567 ms 1,745 KHz 0,573 ms 2 16,66  10 μF 1 μF 1,2946 KHz 1,302 KHz 0,767 ms 1,294 KHz 0,773 ms 3 16,66  10 μF 10 μF 550,99 Hz 577,7 Hz 1,73 ms 551,7 Hz 1,812 ms 4 4,39 1 μF 1 μF 3,4025 KHz 3,42 KHz 0,2917 ms  3,399 KHz 0,2942 ms 5 4,39 10 μF 1 μF 2,5195 KHz 2,5152 KHz  0,3975 ms  2,521 KHz 0,398 ms 6 4,39 10 μF 10 μF 1,0759 KHz 1,130 Khz 0,8849 ms  1,075 KHz 0,930 ms Tabel 6. Hasil Percobaan Osilator Hartley ( C L T x 2 1 f   ) No Komponen Modul LC Perhitungan Teori ( frequency ) Frequency Counter Virtual Laboratory L1 (mH) L2 (mH) C Freq Time Freq Time 1 4,39  16,66 1 μF 1,0989 KHz 1,178 KHz 0,8484 ms  1,0975 KHz 0,9111 ms 2 4,39  16,66 10 μF 349,9 Hz 350,2 Hz 2,85 ms 347,07 Hz 2,881 ms 3 4,39  16,66  100 μF 109,89 Hz 115,48 Hz 8,66 ms 109,75 Hz 9,111 ms 4 4,39  16,66  1000 μF 34,69 Hz 35,79 Hz 27,94 ms 34,706 Hz 28,812 ms
Tabel 7. Hasil Percobaan Astable Multivibrator ( RC x 2,1976 1 f  ) No Komponen Modul RC Perhitungan Teori ( frequency ) Frequency Counter Virtual Laboratory Rf C Freq Time Freq Time 1 2K 1μF 227,52 Hz 196,91 Hz 5,078 ms 227,520 Hz 4,3952 ms 2 2K 10μF 22,75 Hz 21,55 Hz 46,3 ms 22,752 Hz 43,952 ms 3 3K 100nF 1,52 KHz 1,349 KHz 0,7408 ms 1,5168 KHz 0,6592 ms 4 3K 1μF 151,68 Hz 135,1 Hz 7,39 ms 1,5168 KHz 6,5928 ms 5 10K 10nF 4,550 KHz 3,74 KHz 0,2671 ms 4,5504 KHz 0,2197 ms 6 10K  100nF 455,04 Hz 448 Hz 2,23 ms 455,041 Hz 2,1976 ms 7 20K 10nF 2,275 KHz 2,01 KHz 0,4955 ms 2,7520 KHz 0,4395 ms 8 20K  100nF 227,5 Hz 227,5 Hz 4,39 ms 227,520 Hz 4,3952 ms 9 30K 10nF 1,516 KHz 1,38 KHz 0,7205 ms 1,5168 KHz 0,6592 ms 10 30K  100nF 151,6 Hz 153,1 Hz 6,52 ms 151,680 Hz 6,5928 ms
Pengujian  keenam adalah  Pengujian  kualitas  media  yang  meliputi  kualitas  suara,  teks, warna  latar  belakang,  kemudahan  dioperasikan,  tata  letak  dan  lain  sebagainya.  Detail parameter ditunjukkan pada Tabel 8. Selanjutnya tabel komparasi antara praktikum secara nyata  dan  praktikum  secara virtual  ditunjukkan  pada  Tabel  9.  Pada  variabel  “antarmuka” diperlihatkan  bahwa  laboratorium  konvensional  membutuhkan  komponen  alat  dan  bahan beserta alat ukur yang bila dibandingkan dengan laboratorium virtual kurang ergonomi dan efisien apabila diberlakukan di kelas besar (jumlah peserta didik >50 orang) dengan waktu yang  terbatas.  Pada  variabel  “ wiring”  diperlihatkan  bahwa  proses  penyambungan  antar komponen di Virtual Laboratory lebih ringkas dan hasil pengukuran mendekati realita.
Tabel 8. Pengujian Virtual Laboratory materi osilator Variabel Cheklist Keterangan Kualitas sound Oke Penggunaan sound dalam vitual lab ini terdapat dalam setiap aktivitas plug and play , button memilih praktikum dan tombol close serta Yes/no. Semuanya berkualitas baik. Teks Oke Teks yang terdapat pada vitual lab ini jelas terbaca, ukuran dan warna teks tepat serta pemilihan font tepat.
Warna latar belakang dari Virtual Laboratory Oke Warna latar belakang tepat, nyaman dipandang, tidak timpang terhadap warna tool kits sehingga tidak mengganggu saat pelaksanaan praktikum. Kemudahan intruksi Oke Kalimat disusun dengan Bahasa yang sederhana tidak berbelit-belit ( to the point ) disertai symbol-simbol terkait sehingga intruksi mudah dipahami Kesesuaian dengan story board Oke Hasil Virtual Laboratory sesuai dengan perencanaan dalam story board Kejelasan gambar Oke Gambar-gambar pada Virtual Laboratory seperti tool kits, modul RLC, tombol-tombol disajikan dengan high resolution. Kemudahan pengoperasian Oke Virtual Laboratory mudah dioperasikan dan telah disediakan intruksi apabila terdapat kendala dalam praktikum Ketepatan tata letak Oke Tata letak Tool kits, modul RLC, menu-menu pada Virtual
Laboratory sehingga memudahkan navigasi dan tidak membingungkan praktikan/pengguna.
Tabel 9. Komparasi antara hasil pengembangan virtual lab. dengan hand-on lab . Variabel Virtual Laboratory / modern lab. Hand-on Laboratory / traditional lab. (Fuada, 2014) Antarmuka Proses penyambungan / Wiring
Pengukuran Frequency Counter (mode freq. )

## 4. PENUTUP

## 4.1 Kesimpulan
Melalui  penelitian  ini  telah  dirancang  dan  dibuat  sebuah  media Virtual  Laboratory  dengan materi  analog  Osilator RC  (osilator Wien Bridge), LC (osilator Hartley dan osilator Colpitts) dan  relaksasi  ( Astable  Multivibrator).    Virtual  Laboratory  ini  terdiri  dari  beberapa  halaman pokok yakni: tampilan awal/pembuka ( flash screen), home, halaman praktikum dan halaman tentang peneliti. Implementasi telah sesuai dengan story board. Media ini telah diuji secara fungsional agar memadai untuk dijadikan suplemen bahan ajar, yakni:
1. Pengujian  kesesuaian  pada  variabel  “polaritas  kapasitor  yang  memiliki  kutub  (+) dan  (-)”  dalam  praktikum  osilator  Hartley  dan  Colpitts.  Hasil  uji  sesuai  dengan teorema.
2. Pengujian  kesesuaian  pada  variabel  “penyambungan  antar  komponen  ( wiring)”. Hasil uji sesuai dengan story board.
3. Pengujian  kesesuaian  pada  variabel  “mode frequency  dan  time”  dalam  alat  ukur frequency counter. Hasil uji sesuai dengan story board.
4. Pengujian  kesesuaian  pada  variabel  “ Decision”  yang  berlaku  pada  praktikum osilator Hartley dan Colpitts. Hasil sesuai dengan teorema.
5. Pengujian  kesesuaian  pada  variabel  “frekuensi  output  (f 0 )  dari  masing-masing osilator  dan  mode time”.  Hasil  mendekati  teorema  perhitungan  matematis  dan pengukuran secara real.
6. Pengujian pada variabel “kualitas media” yang meliputi kualitas sound, teks, warna latar  belakang,  kemudahan  intruksi,  kesesuaian  dengan story  board,  kejelasan gambar, kemudahan pengoperasian dan tata letak. Hasil secara keseluruhan adalah baik sehingga Virtual Laboratory ini sudah dapat digunakan.
Dengan Virtual  Laboratory  diharapkan  peserta  didik  dalam  mendalami  materi  bahasan berbasis  praktik  tidak  harus  bersentuhan  langsung  dengan  perangkat  pembelajaran  di laboratorium yang terbatas.

## 4.2 Saran
Agar  produk  yang  dihasilkan  dapat  dimanfaatkan  secara  maksimal,  diperlukan pengembangan lanjutan dan validasi parameter-parameternya seperti berikut:
1. Perlu  ditambahkan jobsheet  beserta  alat  evaluasi  sehingga  pembelajaran  lebih terarah.
2. Perlu ditambahkan dengan alat ukur oscilloscope pada Virtual Laboratory sehingga peserta didik dapat melihat frekuensi yang dihasilkan oleh masing-masing osilator dalam bentuk sinyal.
3. Perlu  ditambahkan  pengujian  variabel  “Kapasitas” Virtual  Laboratory  untuk mengetahui bahwa aplikasi berbasis desktop ini tidak memakan memori yang besar agar  ringan  dijalankan  sehingga  RAM  tidak over.  Serta  pengujian  pada  berbagai spesifikasi komputer untuk mengetahui bahwa aplikasi bersifat kompatibel.
4. Diperlukan  validasi  ahli,  baik  materi,  bahasa  atau  media  sehingga  produk  yang dihasilkan  sesuai  dengan  standar\  dan  juga  perlu  uji  coba  ke  peserta  didik sasaran/praktikan  untuk  mengetahui  pendapat/respon  akan  keberadaan  media tersebut.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penelitian ini disponsori oleh Southeast Asian Ministers of Education Organzation (SEAMEO) Regional  Open  Learning  Centre  (SEAMOLEC)  pada  tahun  2015  melalui  Hibah  Penelitian Terbuka Jarak Jauh (PTJJ) berdasarkan pengumuman No. SC.8.29/10696/VI/15.

## Desain dan Implementasi Virtual Laboratory Materi Osilator Analog berbasis IC OP-AMP

## DAFTAR RUJUKAN
Budhu, M. (2011). Virtual Laboratories for Engineering Education, International Conference of Engineering Education. pp, 1-6.
Darlis,  A.  R.,  Trisapto,  P.,  Jambola,  L.  (2013). Perancangan  dan  Realisasi  Sistem Pentransmisian  Short  Message  dan  Sinyal  Digital  pada  Modem  BPSK  berbasis MATLAB. Jurnal Itenas Rekayasa. 17(1): pp, 1-12.
Fuada,  S.  (2013). Analisis  Oscilator  Astable  Multivibrator  IC  741UA  Menggunakan Pendekatan  Matlab  dan  Software  Elektronik.  Prosiding  Seminar  Nasional  Teknologi Informasi dan Aplikasinya (SENTIA). 5: pp, A54-A60.
Fuada,  S.  (2014). Pengujian  Trainer  Oscilator  Wien  Bridge  (Jembatan  Wien)  dengan Menggunakan  Osciloskop  dan  Frekuensi  Counter.  Prosiding  Seminar  Nasional Teknologi Informasi dan Aplikasinya (SENTIA). 6: pp, A32-A36.
Fuada,  S.  (2014). Pengembangan  Trainer  Pembangkit  Sinyal  (Oscilator)  di  Jurusan  Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Malang (UM). Skripsi Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik UM, Skripsi tidak diterbitkan.
Fuada, S., Elmunsyah, H.,  Suwasono. (2016), Design and Fabrication of LC Oscillator Tool Kits Based Op-Amp for Engineering Education Purpose. 17(1): pp,88-100.
Hadi, S., A. (2003). Multimedia Interaktif dan Flash. Yogyakarta: PT Graha iImu. Yogyakarta.
Jaya,  H.  (2012). Virtual  Laboratory  Development  For  Practicum  And  Facilitating  Character Education In Vocational High School. Jurnal Pendidikan Vokasi. 2(1): pp, 81-91.
Kharisma,  W.,  A.,    Utama,  J.  (2013). Portable  Digital  Oscilloscope  Based  on  PIC18F4550. Telekontran, 1(2): 39-49.
Mancini,  R.,  Palmer,  R.  (2001). Sine-Wave  Oscillator:  Introduction.  Texas  Instrument Application Report. SLOA060 March 2001. pp, 3.
Nurhayati. (2013). Penggunaan Media Animasi Berbasis Visual Basic (VBA) Spreadsheet Excel Untuk  Meningkatkan  Penguasaan  Konsep  Mahasiswa  Pada  Materi  Potensial  Osilator Harmonik Sederhana. Jurnal Edukasi Matematika dan Sains. 3(1): 54-61.
Potkonjak, Veljko, dkk. (2016). Virtual laboratories for education in science, technology, and engineering: A review. ELSEVIER Computers & Education. 95: pp, 309-327.
Reimers, S., Steward, N. (2007). Adobe Flash as a Medium for Online Experimentation: a Test of Reaction Time Measurement Capabilities. Behavior Research Methods, 39(3): pp, 365-370.
Supriandani, Y., Budiawan, I., Ekawati, E. (2015). Perancangan dan Implementasi Osiloskop Digital Berbasis Soundcard. Prosiding Seminar Nasional Instrumentasi, Kontrol dan Otomasi (SNIKO). pp, 167-173.