## PEMBUATAN SET EKSPERIMEN GERAK PARABOLA DIGITAL BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA328 UNTUK MENGUKUR PARAMETER GERAK
𝑭𝒂𝒓𝒂𝒉 𝑺𝒂𝒓𝒋𝒂𝒏𝒊 𝟏) , 𝒀𝒐𝒉𝒂𝒏𝒅𝒓𝒊 𝟐) , 𝒁𝒖𝒍𝒉𝒆𝒏𝒅𝒓𝒊 𝒌𝒂𝒎𝒖𝒔 𝟐)
1) Mahasiswa Fisika, FMIPA Universitas Negeri Padang
2) Staf Pengajar Jurusan Fisika, FMIPA Universitas Negeri Padang farah.sarjani@gmail.com

## ABSTRACT
Technological developments have produced many tools that can facilitate human work in industrial and scientific needs. In addition, electronics has also produced sophisticated components, both in the manufacture of measurement  systems  and  experimental  set-making  system.  This  research  created  a  set  of  digital  parabolic motion experiment that display the value of time, speed and distance of objects. The purpose of this research is to know the performance and design spesifications a set of digital parabolic motion experiment using photogate and vibration sensors based on ATMega328 microcontroller to measure the parameters of motion. This research is  a  laboratory  experiment.  The  measurement  technique  used  is  direct  and  indirect  measurements.  Direct measurement  made  to  determine  the  value  of  time,  speed  and  distance  of  objects  that  display  on  the  LCD. Indirect measurement is made to determine the accuracy and precision of digital parabolic motion experimental set  system.  Analysis  of  measurement  results  can  be  explained  that  there  are  two  important  results  from  this research.  First,  the  result  of  the  measurement  system  design  consist  of  launcher  made  from  the  photogate  and vibration sensors as the sense of object (projectile) passing through the sensor. Second, set of digital parabolic motion experiment has a precise value that can be determined from the percentage of error between the actual value .
Keywords : Proyektil Launcher, Photogate, Mikrokontroler ATMega328

## PENDAHULUAN
Eksperimen  penting  dilakukan  terutama  di Jurusan  Fisika.  Penemuan-penemuan  penting  yang berhubungan  dengan  fisika  muncul  dengan  adanya eksperimen  fisika  yang  tujuannya  siswa  maupun mahasiwa mampu  memahami pelajaran berdasarkan gejala  yang  terjadi  melalui  pengamatan  secara langsung.
Hasil yang didapatkan dari penelitian sangat ditentukan oleh set eksperimen. Saat ini, telah banyak industri yang mengembangkan set eksperimen fisika. Namun,  set  eksperimen  yang  sudah  ada  tersebut masih  banyak  dilakukan  dengan  cara  manual.  Set eksperimen manual mempunyai beberapa kelemahan, diantaranya butuh beberapa orang dalam pelaksanaan eksperimen  dan  dalam  penyelesaiannya  memerlukan waktu yang cukup lama untuk melakukan pengolahan  data  yang  panjang  serta  untuk  menguji kebenaran eksperimen yang telah dilakukan. Misalnya  dalam  mengukur  waktu  tempuh  benda menggunakan stopwatch sedangkan kecepatan benda sangat cepat tentu akan mendapatkan kesalahan yang relatif  besar.  Begitu  juga  untuk  mengukur  jarak tempuh benda dengan cara manual menggunakan alat ukur  standar  akan  membutuhkan  waktu  yang  lebih lama dalam pengukuran.
Kelemahan  itu  bisa  diatasi  dengan  sistem digitalisasi.  Beberapa  contoh  set  eksperimen  digital yang  telah  dihasilkan  yaitu  pesawat  atwood  digital,
timbangan  digital,  penentuan  koefisien  gesek  statis digital  dan  viskositas  digital.  Tetapi  ada  set eksperimen  yang  belum  mendapat  perhatian  serius yaitu  set  eksperimen  gerak  parabola.  Sebelumnya telah  ada  produk  digital  yang  telah  membuat  set eksperimen ini yaitu Pasco. Namun, karena biayanya yang cukup mahal sekolah maupun Perguruan Tinggi memilih  melakukan  percobaan  gerak  parabola dengan  memperlihatkan  video  atau  mencobakan melalui virtual lab.
Gerak  Parabola  adalah  perpaduan  antara Gerak  Lurus  Beraturan  (GLB)  dan  Gerak  Lurus Berubah Beraturan (GLBB). Gerak parabola merupakan  bagian  dari  kinematika.  Kinematika adalah  bagian  dari  ilmu  fisika  yang  meninjau  benda sebagai  suatu  partikel.  Kinematika  selalu  dipelajari pada bagian awal dalam pembelajaran Fisika, karena kinematika  memberi dasar dalam ilmu Fisika, antara lain:  Vektor,  Gerak  Lurus  Beraturan  (GLB)  dan Gerak  Lurus  Berubah  Beraturan  (GLBB)  terutama gerak parabola.[1]
Memperlihatkan  contoh  fenomena  gerak parabola dalam kehidupan sehari-hari seperti seorang anak  menendang  bola,  atau  ketika  sebuah  peluru ditembakkan  tanpa  melakukan  percobaan  langsung tentu  akan  mengurangi  target  pencapaian  maksimal dalam  pembelajaran.  Dengan  kemajuan  teknologi dibidang elektronika yang dapat dimanfaatkan, maka keterbatasan dalam mengembangkan alat set
eksperimen  gerak  parabola  dapat  diatasi  dengan membuat  set  eksperimen  digital  menggunakan komponen-komponen  elektronika.  Untuk  pembuatan set  eksperimen  digital  ini  diperlukan  sensor photogate dan  sensor  getaran  dalam  menentukan parameter  gerak  parabola  seperti  kecepatan  awal benda,  waktu  tempuh  benda  serta  jarak  tempuh benda.
Gerak  parabola  adalah  gerak  dalam  dua dimensi  dari  peluru  yang  dilempar  miring  ke  atas. Kita  anggap  bahwa  gerak  ini  terjadi  dalam  ruang hampa, sehingga pengaruh udara pada gerakan peluru dapat diabaikan. Proyektil adalah sebuah objek  yang meluncur  di  udara  dan  bergerak  tidak  dengan  daya dorongnya sendiri. Gerak sebuah proyektil dipengaruhi oleh suatu percepatan grafitasi g dengan arah  vertikal  ke  bawah.  Pada  arah  horisontal percepatannya  sama  dengan  nol.  Sebagai  contoh, sebuah  kelereng  ditembakkan  dengan  sudut  α terhadap  sumbu  mendatar,  maka  lintasan  kelereng tersebut dapat ditunjukkan pada Gambar 1.

## Gambar 1. Lintasan Gerak Parabola
Berdasarkan  Gambar  1,  dapat  dijelaskan bahwa gerak  partikel  dalam  dua  dimensi  (bidang) mengalami  percepatan  konstan  dalam  arah  vertikal dan  tidak  mengalami  percepatan  dalam  arah horizontal,  sehingga  lintasannya  terlihat  berupa lintasan  parabola.  Pemilihan  titik  asal  sistem koordinat ditentukan ketika peluru mulai ditembakkan.  Perhitungan  dimulai  jika  peluru  sudah ditembakkan, apabila t=0 maka peluru di ( 0,0 ).[2]
Misalkan di titik asal koordinat (0,0) sebuah partikel  bergerak  dengan  kecepatan  awal 𝒱 0 yang membentuk  sudut  θ  terhadap  sumbu 𝑥 .  Partikel  ini mengalami  percepatan  gravitasi  sebesar  –g  (ke  arah sumbu  y  negatif).  Kecepatan  awal  partikel  dapat diuraikan  menjadi  komponen 𝑥 dan 𝑦 ,  yaitu 𝒱 0𝑥 = 𝒱 0 cos 𝜃 dan 𝒱 0𝑦 = 𝒱 0 sin 𝜃 . Gerak partikel sekarang dapat  dianalisa  sebagai  gerak  dengan  kecepatan konstan  pada  arah 𝑥 dan  gerak  percepatan  konstan pada  arah 𝑦 .  Posisi  Partikel  pada  arah 𝑥 dan 𝑦 diberikan oleh persamaan:
𝑥 𝑡  = 𝒱 0𝑥 𝑡 , (1)
𝑦 𝑡  = 𝒱 0𝑦 𝑡 − 1 2 𝑔𝑡 2 . (2)
Kecepatan  partikel  pada  arah 𝑥 tetap,  yaitu 𝒱 𝑥 𝑡  = 𝒱 0𝑥 ,  sedangkan  kecepatan  partikel  pada  arah 𝑦 berubah  sebagai 𝒱 𝑦 𝑡  = 𝒱 0𝑦 − 𝑔𝑡. Besar  kecepatan partikel  diberikan  oleh 𝒱 𝑡  =  𝒱 𝑥 (𝑡) 2 + 𝒱 𝑦 (𝑡) 2 . Posisi  terjauh  (titik  R)  yang  dapat  ditempuh  oleh partikel  yaitu  ketika  partikel  mencapai 𝑦 = 0 atau waktu yang di tempuh benda adalah :
𝑥 𝑚𝑎𝑥 = 𝒱 0 2 sin 2𝜃 𝑔 (3)
Dengan demikian jarak tembak terjauh oleh peluru dicapai jika sudut θ = 45 0 . [3] Gerak peluru merupakan suatu jenis gerakan benda yang pada awalnya diberi kecepatan awal lalu menempuh  lintasan  yang  arahnya  sepenuhnya dipengaruhi  oleh  gravitasi.  Karena  gerak  peluru termasuk  dalam  pokok  bahasan  kinematika  yang membahas tentang gerak benda tanpa mempersoalkan  penyebabnya  maka  gaya  sebagai penyebab gerakan benda diabaikan.
Gambar 2. Gerak Parabola Pada Alat
Proyektil Launcher
Pada  alat  proyektil launcher dapat  ditinjau gerakan  bendanya  setelah  diberikan  kecepatan  awal dan  bergerak  dalam  lintasan  melengkung  di  mana hanya terdapat pengaruh gravitasi.
Pada  pembuatan  alat  proyektil  launcher dapat  diketahui  pada  prinsip  kerja  penembak  timah terdapat  energi  potensial  pada  pegas  yang  disimpan sementara kemudian ketika pegas dilepaskan seluruh energi akan diberikan kepada benda untuk mendapatkan  kecepatan  awal  sehingga  energi potensial pegas sama dengan energi kinetik atau saat itu terjadilah hukum konservasi energi.
Sensor photogate adalah  alat  pengatur waktu yang berfungsi untuk mendeteksi sebuah objek sehingga  dapat  dihitung  lamanya  waktu  objek menghalangi sensor. Sensor photogate ini digunakan untuk  pengukuran  yang  sangat  tepat  pada  kecepatan yang berdurasi tinggi maupun rendah.
Sebuah photogate terdiri dari sumber cahaya (infrared)  dan  detektor  cahaya  (phototransistor). Sensor photogate ini memiliki ukuran 5.5cmx4cmx1cm.  Prinsip  kerja  sensor  photogate  ini adalah setiap kali sebuah objek bergerak melalui blok sinar cahaya antara sumber dan detektor, sinyal yang dihasilkan dapat dideteksi sensor untuk memulai dan menghentikan waktu operasi. Keluaran dari rangkaian sensor photogate ini berupa tegangan 0 dan 5 volt. Tegangan keluaran dari sensor photogate akan bernilai  nol  volt  pada  saat  cahaya  infrared  tidak mengenai  phototransistor  dan  akan  bernilai  5  volt pada  saat  cahaya  infrared  mengenai  phototransistor. Sehingga, sensor photogate ini disebut aktif LOW.[4]
Sensor  getaran  merupakan  sensor  yang digunakan untuk mendeteksi getaran suatu benda dan dikonversikan  dalam  bentuk  besaran  listrik.  Sistem pendeteksi  getaran  mampu  memberikan  informasi berupa parameter getaran yang direspon oleh sensor.
Gambar 4. Sensor Getaran
Sensor getar ini memiliki output signal yang sangat bersih dan  kuat  yaitu  diatas 15mA. Tegangan kerja  sensor  getar  3.3V  -5V,  dan  format  outputnya berupa  digital  (0  dan  1).  Output  dari  sensor  getaran SW-18010 dapat langsung dihubungkan ke mikrokontroler  untuk  mendeteksi  nilai  rendah  dan tinggi sehingga dapat diketahui apakah sedang terjadi getaran atau tidak.
Setiap  gangguan  yang  diberikan  kepada suatu  benda  akan  menimbulkan  getaran  pada  benda tersebut  dan  getaran  ini  akan  merambat  dari  suatu tempat ke tampat lain melalui suatu medium tertentu . Dalam  hal  ini,  peristiwa  perambatan  getaran  dari suatu  tempat  ke  tempat  lain  melalui  suatu  medium tertentu  disebut  gelombang . Dengan  kata  lain, gelombang  merupakan  getaran  yang  merambat  dan getaran sendiri merupakan sumber gelombang.[5]
Mikrokontroler  merupakan suatu komponen elektronika  yang  dapat  diprogram  dan  memiliki kemampuan  untuk  mengeksekusi    langkah-langkah yang  telah    diprogram.  Arduino  Uno  adalah    board berbasis    mikrokontroler    pada    ATmega328.  Board ini  memiliki  14  digital  input  /  output  pin  (dimana  6 pin  dapat  digunakan  sebagai  output  PWM),  6    input analog,  16  MHz  osilator  kristal,  koneksi  USB,  jack listrik  tombol  reset. Pin-pin  ini  berisi semua yang diperlukan  untuk  mendukung  mikrokontroler,  hanya terhubung  ke  komputer  dengan  kabel  USB  atau sumber    tegangan  bisa    didapat  dari  adaptor  AC-DC atau baterai  untuk menggunakannya.[6]
Gambar 5. Papan Kerja Arduino Uno
Berdasarkan  permasalahan  seperti  uraian diatas  maka  penulis  tertarik  untuk  melakukan penelitian ini, sebagai judul dari penelitian ini adalah “Pembuatan  Set  Eksperimen  Gerak  Parabola  Digital Berbasis Mikrokontroler ATMega328 Untuk
Mengukur Parameter Gerak”.

## METODE PENELITIAN
Jenis  penelitian  ini  merupakan  eksperimen laboratorium ( Laboratory Experimentation ).
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Elektronika dan  Instrumentasi  Universitas  Negeri  Padang. Penelitian ini dilakukan pada bulan Februari  sampai Juli 2017.
1. Desain Penelitian a. Desain Blok Diagram Rangkaian Elektronika Secara  sederhana  set  eksperimen  gerak parabola  digital  terdiri  atas  beberapa  blok,  seperti yang terlihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Blok Diagram Set Eksperimen b. Desain Sistem Mekanik Set Eksperimen
Set  eksperimen  ini  menggunakan  beberapa komponen,  yaitu  sensor photogate ,  sensor  getaran, proyektil launcher ,  peluru,  meteran,  kotak  tempat jatuh benda, seperti pada Gambar 7.

## Gambar 7. Desain Set Eksperimen Gerak Parabola
2. Prosedur Penelitian
a. Penentuan Pembuatan Alat Proyektil Launcher
Penentuan  pembuatan  alat  ini  dilakukan dengan  cara  mengidentifikasi  fungsi  setiap  bagian pembentuk  alat  yang  dilakukan  dengan  dua  cara, yaitu melakukan pemotretan setiap bagian pembentuk  alat  proyektil launcher dan  menjelaskan fungsi dari setiap bagian tersebut.
b. Penentuan Spesifikasi Performansi Sistem
Penentuan  spesifikasi  performansi  set eksperimen ini dilakukan dengan cara mengidentifikasi  fungsi  setiap  bagian  pembentuk sistem,  juga  dilakukan  dengan  dua  cara,  yaitu melakukan  pemotretan  setiap  bagian  sistem  set eksperimen  gerak  parabola  dan  menjelaskan  fungsi dari setiap bagian tersebut.
c. Penentuan Spesifikasi Desain Sistem
Spesifikasi desain sistem  meliputi ketepatan dan  ketelitian.  Ketepatan  adalah  nilai    atau    hasil pengukuran  yang  mendekati  nilai pengukuran  yang sebenarnya.  Ketelitian  adalah    tingkat  kesamaan didalam    sekelompok    pengukuran    atau    sejumlah instrumen.
1) Penentuan Ketepatan Sistem Pengukuran Ketepatan  (akurasi)  adalah  kesamaan  atau kedekatan  suatu  hasil  pengukuran  dengan  angka atau  data  yang  sebenarnya  Penentuan  ketepatan sistem  dilakukan  dengan  cara  membandingkan hasil  pengukuran  sistem  dengan  alat  standar kemudian  menyelidiki  ketepatannya.  Adapun langkah-langkah  dalam  menentukan  ketepatan pada set eksperimen adalah:
2) Penentuan Ketelitian Sistem Pengukuran Ketelitian  sistem  pengukuran  dilakukan  dengan membandingkan  hasil  pengukuran  sistem  dengan perhitungan  secara  teoritis,  kemudian  dilakukan pengukuran  berulang  dan  memasukkan  data  ke dalam  tabel  serta  menyelidiki  ketelitian  dari sistem alat ukur.

## 3. Teknik Pengumpulan Data
Teknik  pengumpulan  data  pada  penelitian ini  dilakukan  melalui  pengukuran  terhadap  besaran Fisika  yang  terdapat  dalam  perancangan    set
eksperimen gerak parabola. Teknik pengukuran yang dilakukan  meliputi  dua  cara  yaitu  secara  langsung dan  tidak  langsung.  Pengukuran  secara  langsung adalah  pengukuran  yang  tidak  bergantung  pada besaran-besaran  lain.  Pengukuran  secara  tidak langsung  adalah  pengukuran  suatu  besaran  yang nilainya  dipengaruhi  oleh  besaran-besaran  lain  dan nilainya tidak langsung didapat.

## 4. Teknik Analisa Data
Analisis  data  dilakukan  untuk  mendapatkan kesimpulan.  Teknik  analisis  data  yang  dilakukan adalah  secara  grafik  dan  secara  statistik.  Analisis secara grafik berguna untuk memberikan hasil secara visual dalam melukiskan hubungan dua variabel yang diperoleh dari pengukuran atau perhitungan. Plot data bertujuan  untuk  menentukan  hubungan  antara variabel-variabel  yang  diukur.  Hal  ini  dapat dilakukan  dengan  memplot  data  pada  koordinat  XY menggunakan  program  Microsoft  excel.  Teknik umum  yang  digunakan  untuk  memplot  data  pada grafik  XY  yaitu    variabel    bebas  pada  sumbu  X  dan variabel terikat pada sumbu Y (Kirkup, 1994).
Analisis  data  hasil  pengukuran  merupakan proses  untuk  mengetahui  tingkat  ketepatan  dan ketelitian  dari  suatu  sistem  pengukuran.  Ketepatan (accuracy)  merupakan  tingkat  kesesuaian  atau dekatnya  suatu  hasil  pengukuran  terhadap  harga sebenarnya.  Ketepatan  dari  sistem  dapat  ditentukan dari  persentase  kesalahan  antara  nilai  aktual  dengan nilai  yang  terlihat.  Persentase  kesalahan  dapat ditentukan dari persamaan :
Persentase kesalahan = % 100   Yn Xn Yn (4)
dimana; Yn =  Nilai  sebenarnya  dan Xn =  Nilai  yang terbaca pada alat ukur.
Ketepatan  pengukuran  dari  suatu  sistem  pengukuran dapat ditentukan melalui persamaan  5:
Yn Xn Yn A    1 (5)
Ketepatan    rata-rata  dari  sistem  pengukuran  dapat ditentukan melalui persamaan:
% 100 1 %     Yn Xn Yn A (6)
Pada  persamaan  (5),  A  merupakan  akurasi  relatif yang  sering  dikenal  dengan  ketepatan.  (Jones,  L.D. 1995).
Hasil pengukuran dinyatakan dalam X X   kemudian dapat ditentukan nilai rata-rata, standar  deviasi,  kesalahan  mutlak  dan  relatif  serta pelaporan hasil pengukuran. Nilai rata-rata pengukuran dinyatakan dengan:
   n n Xn n X 1 1 (7)
dimana,  Xn  adalah  nilai  dari  data  ke-n  dan  n  adalah jumlah total pengukuran. Ketelitian dapat diekspresikan  dalam  bentuk  matematika  sebagai berikut:
n X n X Xn ecision    1 Pr
(8)
dimana,  Xn  =  nilai  dari  pengukuran  ke-n  dan n X = rata-rata  dari  set  n  pengukuran.  Untuk  mengukur standar deviasi dapat digunakan persamaan:
  1 1 2 2       n X X n n X i i
(9)
dari  hasil  pengukuran  dapat  dilihat  seberapa  besar kesalahan  relatif  pengukuran  pada  alat  dengan menggunakan persamaan:
% 100    X X KR (10)
untuk  melaporkan  hasil  pengukuran  terhadap  suatu besaran dinyatakan dalam:
X X H    (11)
Setelah data secara pengukuran dan perhitungan diperoleh maka data akan diolah dengan baik secara grafik dan statistik. Dari hasil pengolahan data tersebut akan di dapat sebuah kesimpulan.

## HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

## 1.  Hasil Penelitian
Data  yang  diperoleh  dari  hasil  pengukuran memiliki  arti  yang  sangat  penting  dalam  suatu penelitian eksperimen. Hasil penelitian set eksperimen  gerak  parabola  dijabarkan  dengan mendeskripsikan  hasil  desain  pembuatan  alat proyektil launcher , menjelaskan spesifikasi performansi  dan  spesifikasi  desain  set  eksperimen gerak  parabola  serta  analisis  data  hasil  penelitian sehingga diperoleh hubungan antara variable-variabel terkait  untuk  menjelaskan  ketercapaian  tujuan penelitian  yang  ditetapkan.  Penyajian    data    yang diperoleh  dapat  dinyatakan  dalam  bentuk  tabel  dan grafik.
Analisis  data  yang  dilakukan  pada  sistem pengukuran    ini    meliputi  ketepatan  dan  ketelitian sistem. Data ketepatan diperoleh dengan membandingkan  hasil  pengukuran  dengan  hasil perhitungan.  Sedangkan  data  ketelitian  dengan  cara
melakukan  pengukuran  berulang  sebanyak  10  kali untuk beberapa variasi sudut.
a. Alat Proyektil Launcher
Hasil  desain  pembuatan  alat  proyektil launcher meliputi  peng-  identifikasian  fungsi-fungsi dari  setiap  bagian  pembentuk  alat.  Hasil  desain  alat ini dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 8. Alat Proyektil Launcher
Gambar  8  merupakan  hasil  desain  alat  proyektil launcher. Tiang  launcher  terbuat  dari  akrilik  dengan panjang  masing-masing  18  cm.  tiang  ini  juga dilengkapi  dengan  busur  derajat  sebagai  penentu variasi  sudut  ketika  melakukan  eksperimen  gerak parabola. Penyedot timah digunakan sebagai launcher yang dimodifikasi sesuai dengan kebutuhan eksperimen.  Di  ujung  penyedot  timah  langsung  di dipasang sensor  photogate 1  agar  ketika  benda diluncurkan sensor photogate akan langsung mencacah  waktu  benda.  Sensor photogate dirancang dua  buah  dalam  pembuatan  alat  untuk  menentukan kecepatan awal benda. Antara sensor photogate 1 dan sensor photogate 2  diberi  jarak  0,05  m.  Tempat peletak sensor fotogate juga terbuat dari akrilik yang dirancang sepanjang 17 cm, tempat ini juga langsung di set sebagai alas launcher.
b. Spesifikasi Performansi Sistem Spesifikasi  performansi  dari  sistem  ini meliputi  pengidentifikasian  fungsi-fungsi  dari  setiap bagian  pembentuk  sistem.  Data  yang  diperoleh  dari set  eksperimen  ini  berupa  waktu  tempuh  benda, kecepatan  awal,  serta  jarak  tempuh  benda  yang ditampilkan pada LCD. Sistem set eksperimen gerak parabola  digital  dibangun  dari  berbagai  komponen diantaranya  hasil  desain  set  eksperimen  gerak parabola  digital,  rangkaian  elektronika  sistem  serta tampilan  sistem.Hasil  rancangan  sistem  ini  secara fisik dapat dilihat pada Gambar 9.
Gambar 9. Hasil desain set eksperimen Gerak Parabola Digital
Gambar  9  merupakan  hasil  desain  set  eksperiemn gerak  parabola  digital.  Bagian-bagian  dari  sistem  ini terdiri  atas:  Alat  proyektil  launcher,  box  sistem, tempat jatuh benda sensor getaran.
Rangkaian  elektronika  pembangun    sistem dirancang  sedemikian  rupa dan  ditempatkan  dalam sebuah  kotak.    Dimana    sistem    pembangun    ini terdiri  dari  papan  Arduino  yang  sudah  terintegrasi dengan  mikrokontroler  atmega328,  dan  rangkaian catu daya. Hasil  desain  rangkaian elektronika sistem dapat dilihat pada Gambar 10.
Gambar 10. Foto Rangkaian Elektronika Sistem
Pada Gambar    10,  dapat  dilihat  secara umum  rangkaian  elektronika  pembangun  sistem. Sistem  ini  dibangun  oleh  beberapa  blok  rangkaian diantaranya  rangkaian  port  sensor,  rangkaian  LCD, blok  mikrokontroler  Arduino  promini,  dan  blok rangkaian catu daya.
Adapun  bentuk  keluaran  hasil  pengukuran nilai   parameter  gerak  parabola   yang  diukur  dapat ditampilkan    pada    display    LCD    dan    dapat  dilihat pada Gambar 11.
Gambar 11. Tampilan LCD Untuk Parameter- Parameter Gerak Parabola
Pada Gambar 11 terlihat bahwa sistem menampilkan hasil  pengukuran  dari  eksperimen  gerak  parabola melalui  LCD  20x4  karakter.  Untuk  tampilan timer menggunakan  satuan  milisekon  (µs).  Tampilan kecepatan  awal  benda  menggunakan  satuan  (m/s), dan untuk tampilan jarak tempuh benda menggunakan satuan meter (m). c. Spesifikasi Desain Sistem
1) Ketepatan Pengukuran
Pada  eksperimen  gerak  parabola  yang  telah dilakukan  diperoleh  hasil  eksperimen  yang  disajikan pada grafik-grafik ketepatan pengukuran seperti pada Gambar 12.
Gambar 12. Grafik Perbandingan Pengukuran Waktu Menggunakan Alat Ukur Standar Dengan Percobaan Set Eksperimen Gerak Parabola
Terjadi  perbedaan  kuantitatif  antara  hasil pengukuran  alat  ukur  standar  dengan  percobaan  set eksperimen  gerak  parabola  pada  pengukuran  waktu tempuh  benda  disebabkan  karena  pada  bagian elektronika  sistem  memiliki delay program  sehingga terjadi delay perhitungan waktu. Sedangkan pada alat ukur  standar  waktu  (osiloskop)  memiliki  frekuensi yang  sangat  besar  100  MHz  sehingga  perhitungan waktu  akan  terbaca  dengan  akurat.  Persentase ketepatan untuk Timer ini sebesar 96,19%. Kesalahan maksimum  untuk  pembacaan timer terjadi  pada pengukuran ke-10.
Pada  percobaan  gerak  parabola  untuk menghitung    kecepatan  awal  benda  berdasarkan perhitungan  waktu  diperoleh  grafik  ketepatan pengukuran seperti pada Gambar 13.
Gambar 13. Grafik Perbandingan Pengukuran kecepatan awal benda pada Alat Ukur Standar dengan percobaan set eksperimen
11 12 13 14 15 16 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Timer launcher Timer alat standar theta (°) wak tu (m s) 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 V0 alat standar V0 launcher theta (°) Vo (m /s)
Berdasarkan  Gambar  13,  terlihat  bahwa  juga  terjadi perbedaan  kuantitatif  antara  hasil  pembacaan  pada alat  ukur  standar  dengan  percobaan  set  eksperimen. Hal  ini  disebabkan  karena  pengaruh  pengukuran waktu  pada  sensor photogate akibat  adanya delay program.  Persentase  ketepatan  pengukuran  pada percobaan  kecepatan  awal  didapat  sebesar  96,01%. Kesalahan  maksimum  pada  percobaan  kecepatan awal terjadi pada pengukuran ke-10.
Pada  pengukuran  jarak  tempuh  benda diperoleh grafik seperti pada Gambar 14.
Gambar 14 . Grafik Perbandingan Pengukuran jarak tempuh benda pada Alat Ukur Standar dengan percobaan set eksperimen
Berdasarkan  Gambar  14,  dapat  dijelaskan  bahwa terjadi perbedaan  kuantitatif  antara  hasil  pengukuran menggunakan alat ukur standar dengan percobaan set eksperimen.  Tapi  secara  kualitatif  hasil  pengamatan dan  teoritik  memiliki  pola  dan  kesimpulan  yang hampir  sama,  yaitu  menunjukkan  gambar  grafik berbentuk parabola.
Sedangkan untuk pengukuran menggunakan alat  standar  (meteran)  jarak  terjauh  sesuai  dengan teori,  yaitu  pada  peluncuran  sudut  45º.  Persentase ketepatan  pada  pengukuran  jarak  tempuh  benda didapat  sebesar  83,52%.  Kesalahan  maksimum  pada percobaan ini terjadi pada pengukuran ke-13.
2) Ketelitian Pengukuran Penentuan  Ketelitian  pengukuran  gerak  parabola ini diperoleh dengan melakukan variasi sudut elevasi. Tingkat  ketelitian  sistiem  dapat  diketahui  dengan cara  melakukan  pengukuran  berulang  sebanyak  10 kali  pengukuran.  Berdasarkan  hal  tersebut  dapat ditentukan  nilai  rata-rata,  standar  deviasi,  persentase kesalahan  dan  ketelitian.  Ketelitian  set  eksperimen gerak parabola digital dapat dilihat pada Tabel 1 dan Tabel 2.
Tabel 1. Data ketelitian pengukuran untuk sudut 15°
NO
𝑿 ∆𝑿 𝑲𝒆𝒕𝒆𝒍𝒊𝒕𝒊𝒂𝒏 𝑲𝑹 % 1 0.78 0.06 0.9777 7.69 2 0.76 0.08 0.9961 10.53 3 0.79 0.06 0.9646 7.59 4 0.73 0.05 0.9567 6.85
5 0.78 0.07 0.9777 8.97 6 0.76 0.07 0.9961 9.21 7 0.78 0.07 0.9777 8.97 8 0.75 0.06 0.9830 8.00 9 0.76 0.07 0.9961 9.21 10 0.74 0.06 0.9699 8.11 Rata- rata 0.76 0.07 0.9796 8.51
Berdasarkan  tabel  1,  dapat  dilihat  bahwa  set eksperimen  gerak  parabola  memiliki  ketelitian  yang cukup  tinggi  pada  pengukuran  jarak  tempuh  benda dengan sudut elevasi 15°. Ketelitian rata  – rata jarak tempuh benda adalah 0,9796 dengan kesalahan relatif 8,51%.
Tabel 2. Data ketelitian pengukuran untuk sudut 30°.
NO 𝑿 ∆𝑿 𝑲𝒆𝒕𝒆𝒍𝒊𝒕𝒊𝒂𝒏 𝑲𝑹 % 1 1.46 0.11 0.9868 7.53 2 1.45 0.12 0.9938 8.28 3 1.49 0.13 0.9660 8.72 4 1.41 0.07 0.9785 4.96 5 1.42 0.09 0.9854 6.34 6 1.46 0.10 0.9868 6.85 7 1.41 0.06 0.9785 4.26 8 1.45 0.09 0.9938 6.21 9 1.41 0.09 0.9785 6.38 10 1.45 0.11 0.9938 7.59 Rata- rata 1.44 0.10 0.9842 6.71
Sesuai  dengan  Tabel  3,  pada  pengulangan pengukuran jarak tempuh benda terhadap sudut 30° memiliki  ketelitian  yang  cukup  tinggi  dengan ketelitian  rata-rata  diperoleh  0,9842  dan  kesalahan relatif 6,71%.

## 2.  Pembahasan
Berdasarkan  analisis  yang  telah  dilakukan baik  secara  grafik  maupun  statistik  memberikan hasil  penelitian  yang  sesuai  dengan  tujuan penelitian. Pengujian set eksperimen gerak parabola ini  dilakukan  dengan  cara  membandingkan  hasil pengukuran  menggunakan  alat  standar  dan  set ekesperimen  gerak parabola  yang  telah dibuat. Dari hasil  pengukuran  waktu  tempuh  benda  didapatkan
0 1 2 3 4 0 10 20 30 40 50 60 70 80 X Launcher X Alat Standar theta (°) jarak (m )
perbedaan  kuantitatif  antara  keduanya.  Hal  ini disebabkan  karena  pada  bagian  elektronika  sistem memiliki delay program  sehingga  ketika  waktu tempuh  benda  dari  sensor photogate 1  ke  sensor photogate 2  sangat  cepat  maka  terjadi delay perhitungan  waktu.  Oleh  sebab  itu,  perlu  dilakukan perbaikan  pada  bagian  elektronik  set  eksperimen gerak  parabola  ini.  Begitu  juga  untuk  pengukuran kecepatan  awal  benda  yang  didapat  berdasarkan pengukuran  waktu  yang  diperoleh  dari  sensor photogate.
Pengujian  pada  pengukuran  jarak  tempuh benda  terdapat  sedikit  perbedaan  kuantitatif  antara hasil  pengukuran  menggunakan  alat  ukur  standar dengan  percobaan  set  eksperimen.  Tapi  secara kualitatif hasil pengamatan dan teoritik memiliki pola dan  kesimpulan  yang  sama.  Terlihat  pada  hasil pengukuran  bahwa  jarak  tempuh  terjauh  diperoleh saat  sudut  peluncuran  sebesar  45°.  Hasil  ini menunjukkan  kesesuaian  pengamatan  langsung dengan teori dasar.
Kelebihan  dari  set  eksperimen  gerak parabola  ini  adalah  set  eksperimen  ini  memiliki sistem  mekanik  yang  sederhana  dengan  perhitungan yang  dilakukan  secara  digital  kemudian  tampilan keluaran  dari  set  eksperimen  ini  ditampilkan  pada LCD.  Sehingga  dalam  penarikan  kesimpulan  pada praktikum  dan  teori  lebih  mudah  dan  cepat didapatkan.
Dalam  pembuatan  set  eksperimen  gerak parabola  digital  ini  memiliki  beberapa  kelemahan diantaranya  dalam  menentukan  sudut  elevasi  masih dengan  cara  manual  menggunakan  busur  derajat sehingga  kesalahan  dalam  melakukan  pengukuran bisa  saja  terjadi.  Oleh  sebab  itu,  diperlukan  motor penggerak  sudut  agar  memudahkan  melakukan pengukuran.

## KESIMPULAN
Berdasarkan   hasil   pengujian  dan  analisis data    serta    pembahasan  terhadap    set  eksperimen pesawat  gerak  parabola  digital  menggunakan  sensor photogate berbasis  mikrokontroler  ATmega328  ini maka dapat dirumuskan beberapa kesimpulan:
1. Hasil  desain  pembuatan  alat  proyektil launcher terdiri  dari  beberapa  komponen  yaitu  dua  buah tiang launcher yang  langsung  dilengkapi  dengan busur derajat, dua buah sensor photogate dan satu buah  penyedot  timah  yang  dimodifikasi  sesuai dengan kebutuhan eksperimen
2. Spesifikasi  set  eksperimen  gerak  parabola  terdiri atas dua bagian yaitu:
a. Spesifikasi performansi set eksperimen
Spesifikasi  ini  terdiri  dari  rangkaian power supply ,  rangkaian  mikrokontroler  arduino promini,  rangkaian  sensor photogate dan sensor getaran serta LCD. Rangkaian power supply berfungsi  sebagai  catu  daya  dengan keluaran  5  volt. Sensor  yang  digunakan adalah  sensor  getaran  dan  sensor photogate yang  berfungsi  sebagai  pencacah  waktu tempuh  benda.  Rangkaian  mikrokontoler Arduino  promini  berfungsi  untuk  mengolah keluaran sensor agar sesuai dengan keluaran yang diharapkan .
b. Spesifikasi desain set eksperimen Hasil  spesifikasi  desain  set  eksperimen gerak parabola ini sebagai berikut:
Pada percobaan eksprerimen  gerak parabola persentase  ketepatan  untuk  waktu  tempuh benda sebesar 94,01 %. Persentase ketepatan pengukuran  pada  percobaan  kecepatan  awal didapat sebesar 93,79%. Persentase ketepatan  pengukuran  jarak  tempuh  benda diperoleh sebesar 93,81%. ketelitian dari set eksperimen gerak parabola cukup baik. Pada percobaan  pengukuran  jarak  tempuh  benda untuk sudut 30° diperoleh ketelitian rata-rata sebesar 99,40% dan kesalahan relatif sebesar 3,48%  dan  untuk  sudut  45°  diperoleh ketelitian  rata-rata  sebesar  99,61%  dengan kesalahan relatif sebesar 2,98%.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Halliday, dkk. 2010. Fisika Dasar edisi 7 jilid 2 . Jakarta: Erlangga.
[2]  Warsito,  dkk.  2012.  “Desain  dan    Analisis Pengukuran  Gerak  Peluru.” Jurnal  Natur Indonesia (14(3),  Juni  2012:  230-235).  ISSN 1410-9379
[3]  Sunardi & Indra, Etsa I. 2007. Fisika Bilingual. Bandung: Yrama Widya
[4]Yulkifli, dan Yohandri. 2016. Desain Pembuatan  Alat-alat  Praktikum  Berbasis Teknologi  Digital  sebagai  Pendukung Perangkat  Matakuliah  Pengembangan  Alat Laboratorium  Fisika  Berbasis  KKNI  untuk Mahasiswa  Pendidikan  Fisika  PPS  UNP .
Laporan Penelitian.
[5]  Sanjaya.  2010. Modul  eksperimen  Fisika  II: roket dan analisis gerak proyektil. Bandung: UIN SGD
[6]  Yohandri.  2013. Mikrokontroler  dan  Antar Muka . Padang: UNP