Pengembangan Alat Peraga GLB dan GLBB Berbasis Sensor LDR ( Light Dependent Resistor )
Ahmad Solihun 1) , Arif Maftukhin 2) , Eko Setyadi Kurniawan 3)
1,2,3 Program Studi Pendidikan Fisika Universitas Muhammadiyah Purworejo
Jl. K.H. Ahmad Dahlan No. 3 Purworejo
Email: ahmad_solihun@ymail.com
Intisari – Penelitian ini merupakan penelitian pengembangan terdiri dari tahap pengumpulan data, desain produk, validitas desain, revisi desain,  uji  coba  terbatas.  Subyek  penelitian  untuk  uji  coba  terbatas  adalah  mahasiswa  semester  1  Program  Studi  Pendidikan  Fisika, Universitas Muhammadiyah Purworejo sebanyak 16 mahasiswa. Produk yang dikembangkan adalah  alat peraga GLB dan GLBB berbasis sensor  LDR  yang  melalui  tahap  validasi  oleh  ahli.  Selanjutnya,  produk  direvisi  dan  diuji  coba  terbatas.  Dari  hasil  uji  coba  alat  yang dilakukan dihasilkan kecepatan pada tiap jarak sebesar (0,816 ± 0,011) m/s, (0,814 ± 0,009) m/s, dan (0,804 ± 0,008) m/s untuk GLB. Pada percobaan  GLBB  (0,856  ±  0,010)  m/s,  (1,24  ±  0,02)  m/s,  dan  (1,54  ±  0,02)  m/s,  dengan  kesalahan  relatif  tiap  jarak  pada  GLB  sebesar 1,43%, 1,14%, dan 1,01%. Pada GLBB sebessar 1,14%, 1,22%, dan 1,19%. Hal ini menunjukkan nilai keakuratan pengukuran yang sangat baik.  Uji  validitas  memperoleh  nilai  persentase  rata-rata  sebesar  79%.  Uji  coba  terbatas  dilakukan  dengan  melakukan  praktikum menggunakan alat peraga GLB dan GLBB berbasis sensor LDR, kemudian hasil angket respon  mahasiswa menghasilkan nilai persentase sebesar 83,55% dengan kriteria sangat baik.  Dengan demikian alat peraga GLB dan GLBB berbasis sensor LDR  layak digunakan dalam praktikum fisika materi GLB dan GLBB.
Kata Kunci : Alat Peraga, LDR ( Light Dependent Resistor ), GLB dan GLBB

## I. PENDAHULUAN
Ilmu  alam  (bahasa  Inggris:  natural science ;  atau  ilmu pengetahuan  alam)  adalah  istilah  yang  digunakan  yang  merujuk pada  rumpun  ilmu  dimana  obyeknya  adalah  benda-benda  alam dengan  hukum-hukum  yang  pasti  dan  umum,  berlaku  kapan  pun dimanapun  [5].  Sains  ( Science) diambil  dari  kata  latin scientia yang  arti  harfiahnya  adalah  pengetahuan.  Sund  dan  Trowbribge merumuskan bahwa Sains merupakan kumpulan pengetahuan dan proses.  Sedangkan  Kuslan  Stone  menyebutkan  bahwa  Sains adalah  kumpulan  pengetahuan  dan  cara-cara  untuk  mendapatkan dan mempergunakan pengetahuan itu.
Fisika merupakan bagian yang tak terpisahkan dari sains. Fisika (bahasa  Yunani: (fysikós) ,  "alamiah",  dan (fýsis) ,  "alam")  adalah sains atau ilmu tentang alam dalam makna yang terluas [4]. Fisika mempelajari  gejala  alam  yang  tidak  hidup  atau  materi  dalam lingkup  ruang  dan  waktu.  Sudah  kita  ketahui  bahwa  bidang  ilmu fisika  kita  pelajari  dalam  dunia  pendidikan  kita  dari  pendidikan tingkat  dasar  hingga  tingkat  universitas.  Pembelajaran  Fisika memerlukan pemahaman yang serius, pada materi-materi tertentu. Untuk lebih memudahkan pemahaman terhadap materi dalam ilmu fisika bisa menggunakan atau mamanfaatkan alat paraga.
Alat  peraga  adalah  alat  yang  dapat  dipertunjukkan  dalam kegiatan  belajar  mengajar  dan  berfungsi  sebagai  pembantu  untuk memperjelas  konsep  atau  pengertian  contoh  benda.  Memang dalam  dunia  pendidikan  atau  kegiatan  belajar  mengajar  terutama yang  berhubungan  dengan  gejala-gejala  alam  (fisika)  sangat memerlukan  yang  namanya  alat  peraga.  Dalam  suatu  kegiatan belajar  mengajar  tentunya  tidak  semua  peserta  didiknya  dengan mudah  bisa  menangkap  ilmu  yang  sedang  dipelajari.  Mungkin sebagian peserta didik dapat memahami konsep atau ilmu yang di pelajari hanya dengan membaca dan bantuan dari pendidik. Tetapi untuk peserta didik yang kesulitan dengan konsep yang ada dalam materi  memerlukan  alat  bantu  yang  biasa  disebut  alat  peraga. Diharapkan  melalui  alat  peraga  ilmu  atau  materi  yang  dipelajari
peserta  didik  dapat  diserap  oleh  mata  dan  telinga  mereka  dengan tujuan  membantu  pendidik  agar  proses  belajar  mengajar  siswa lebih efektif dan efisien.
Berdasarkan pengamatan yang peneliti lakukan di laboratorium Fisika  Universitas  Muhammdiyah  Purworejo,  masih  terdapat kekurangan  pada  alat  peraga ticker  timer untuk  praktikum  GLB dan GLBB. Diantaranya  kendaraan troli yang  terkadang  macet di tengah  jalan.  Jejak  ketik  yang  berasal  dari  kertas  karbon  juga kurang  jelas  untuk  diamati.  Sulit  mendapatkan  jejak  ketik  yang menunjukkan  GLB.  Berdasarkan    permasalahan  tersebut  di  atas, peneliti  tertarik  untuk  mengembangkan  suatu  alat  peraga  sebagai media  pembelajaran  di  laboraturium  fisika  yang  mudah  dalam penggunaannya.  Alat  peraga  yang  akan  peneliti  kembangkan adalah alat peraga untuk mengukur waktu suatu benda pada jarak tertentu mengunakan sensor Light Dependent Resistor (LDR) pada Gerak Lurus Beraturan dan Gerak Lurus Berubah Beraturan. Alat ini  menggunakan digital  stopwatch yang  dihubungkan  dengan rangkaian  otomatisasi  sensor  LDR    sehingga  akan  lebih  akurat dalam  pengambilan  waktu  saat  praktikum  alat  peraga  tersebut. Oleh  karena  itu  peneliti  tertarik  untuk  melakukan  penelitian dengan  judul  “Pengembangan  Alat  Peraga  GLB  dan  GLBB Berbasis Sensor LDR (Light Dependent Resistor) ”.

## II. KAJIAN TEORI
A. Gerak Translasi
Gerak  lurus  adalah  gerak  suatu  obyek  yang  lintasannya berupa  garis  lurus.  Dapat  pula  gerak  ini  disebut  suatu translasi beraturan. Pada rentang waktu  yang sama terjadi perpindahan yang besarnya sama. Gerak lurus dikelompokan menjadi Gerak Lurus Beraturan (GLB) dan Gerak  Lurus  Berubah  Beraturan  (GLBB)  dibedakan dengan ada tidaknya percepatan.
1. Gerak Lurus Beraturan (GLB) GLB  adalah  gerak  lurus  suatu  obyek,  dimana dalam  gerak  ini  kecepatannya  tetap  atau  tanpa percepatan,  sehingga  jarak  yang  ditempuh  adalah kelajuan  kali waktu  [1].  Secara matematis dinyatakan dalam persamaan:
(1)
keterangan: s = jarak tempuh (m)
v = kecepatan (m/s)
t = waktu (s)
2. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB) GLBB  adalah  gerak  lurus  suatu obyek,    dimana kecepatannya    berubah    terhadap    waktu    akibat adanya  percepatan  yang  tetap.  Akibat  adanya percepatan  rumus  jarak  yang  ditempuh  tidak  lagi linear  melainkan  kuadratik.  Dengan  kata  lain  benda yang melakukan gerak dari keadaan diam atau mulai dengan  kecepatan  awal  atau  berubah  kecepatannya karena  adanya  percepatan  atau  perlambatan.  Pada umumnya  GLBB  dinyatakan  dengan  persamaan berikut.
(2) (3) (4)
keterangan: v 0 = kecepatan awal (m/s) v t = kecepatan akhir (m/s)
a = percepatan (m/s²)
s = jarak (m)
t = waktu (s)

## B. Sensor Cahaya LDR
Sensor  LDR  merupakan  salah  satu  jenis  resistor yang  dapat  mengalami  perubahan  resistansinya  apabila mengalami  perubahan  penerimaan  cahaya.  Besarnya nilai  hambatannya  tergantung  pada  besar  kecilnya cahaya  yang  diterima  oleh  LDR  itu  sendiri.  Resistansi LDR pada tempat yang gelap biasanya mencapai sekitar 10 MΩ, dan ditempat  terang turun menjadi  sekitar 150 Ω.  Seperti  halnya  resistor  konvensional,  pemasangan
LDR  dalam  suatu  rangkaian  sama  persis  seperti pemasangan resistor biasa [2].
1. Bahan sensor LDR Bahan  yang  biasa  digunakan  terbuat  dari cadmium  sulfide  yaitu  bahan  semikonduktor    yang resistensinya  berubah-ubah  menurut  banyaknya cahaya yang mengenainya.
2. Karakteristik sensor cahaya LDR Sensor  Cahaya  LDR  adalah  suatu  bentuk komponen  yang  mempunyai  perubahan  resistansi yang besarnya tergantung pada cahaya.
Karakteristik  LDR  terdiri  dari  dua  macam  yaitu Laju Recovery dan Respon Spektral sebagai berikut
:
a. Laju Recovery Sensor Cahaya LDR Bila sebuah “Sensor Cahaya LDR” dibawa dari  suatu  ruangan  dengan  level  kekuatan cahaya  tertentu  ke  dalam  suatu  ruangan  yang gelap,  maka  bisa  kita  amati  bahwa  nilai resistansi dari LDR tidak akan segera berubah resistansinya  pada  keadaan  ruangan  gelap
tersebut.  Namun  LDR  tersebut  hanya  akan bisa  mencapai  harga  di  kegelapan  setelah mengalami  selang  waktu  tertentu.  Laju recovery  merupakan  suatu  ukuran  praktis  dan suatu  kenaikan  nilai  resistansi  dalam  waktu tertentu. Harga ini ditulis dalam K/detik, untuk LDR  tipe  arus  harganya  lebih  besar  dari 200K/detik  (selama  20  menit  pertama  mulai dari  level  cahaya  100  lux),  kecepatan  tersebut akan  lebih  tinggi  pada  arah  sebaliknya,  yaitu pindah  dari  tempat  gelap  ke  tempat  terang yang  memerlukan  waktu  kurang  dari  10  ms untuk  mencapai  resistansi  yang  sesuai  dengan level cahaya 400 lux.
b. Respon Spektral Sensor Cahaya LDR Sensor  Cahaya  LDR  tidak  mempunyai sensitivitas  yang  sama  untuk  setiap  panjang gelombang  cahaya  yang  jatuh  padanya  (yaitu warna).  Bahan  yang  biasa  digunakan  sebagai penghantar arus listrik yaitu tembaga, aluminium, baja, emas dan perak. Dari kelima bahan tersebut tembaga merupakan penghantar yang  paling  banyak,  digunakan  karena mempunyai daya hantar yang baik.
3. Prinsip Kerja Sensor Cahaya LDR Resistansi  Sensor  Cahaya  LDR  akan  berubah seiring  dengan  perubahan  intensitas  cahaya  yang mengenainya  atau  yang  ada  disekitarnya.  Dalam keadaan  gelap  resistansi  LDR  sekitar  10MΩ  dan dalam  keadaan  terang  sebesar  1KΩ  atau  kurang. LDR  terbuat  dari  bahan  semikonduktor  seperti kadmium  sulfida.  Dengan  bahan  ini  energi  dari cahaya  yang  jatuh  menyebabkan  lebih  banyak muatan  yang  dilepas  atau  arus  listrik  meningkat. Artinya resistansi bahan telah mengalami
penurunan.

## III. METODE PENELITIAN
Penelitian ini merupakan penelitian pengembangan alat peraga GLB  dan  GLBB  berbasis  sensor  LDR  yang  terdiri  dari  tahap pengumpulan  data,  desain  produk,  validitas  desain,  revisi  desain, uji  coba  terbatas  [3].  Subjek  dalam  penelitian  ini  adalah mahasiswa  Program  Studi  Pendidikan  Fisika  Universitas Muhammadiyah  Purworejo.  Subjek  penelitian  ini  adalah mahasiswa  semester  1  Prodi  P.  Fisika  yang  berjumlah  16  orang. Teknik pengumpulan data melalui metode observasi, validasi alat, angket dan dokumentasi. Sedangkan data dianalisis menggunakan analisis deskriptif presentase.

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Tahap Pendahuluan
Pada    tahap    pendahuluan    langkah-langkah    yang dilakukan    yaitu  studi  lapangan  dan  studi  pustaka.  Pada tahap  studi  lapangan  dilaksanakan  pengamatan  terhadap alat-alat  peraga  yang  digunakan  untuk  praktikum  di Laboraturium Fisika Universitas Muhammadiyah
Purworejo  terutama  saat  melakukan  asistensi  Praktikum Fisika  Dasar  I  untuk  mengetahui  apa  yang  dibutuhkan sebagai  penunjang pembelajaran.  Studi pustaka  dilakukan
dengan melakukan kajian terhadap pembuatan Alat Peraga GLB dan GLBB Berbasis Sensor LDR.

## B. Desain Produk
a. Perencanaan Desain Produk Sebelum pembuatan Alat Peraga  GLB dan GLBB berbasis  sensor  LDR,  dilakukan  perencanaan  dengan pembuatan  desain  dari  Alat  Peraga  GLB  dan  GLBB Berbasis Sensor LDR yang akan dibuat.
b. Tahap  Pembuatan Alat Peraga GLB dan GLBB Berbasis Sensor LDR.
Pembuatan Alat Peraga  GLB dan GLBB Berbasis Sensor  LDR  melibatkan  sejumlah  alat  dan  bahan.
Dibawah  ini  dipaparkan  alat  dan  bahan  yang diperlukan  dalam  pembuatan  Alat  Peraga  GLB  dan GLBB  Berbasis  Sensor  LDR  beserta  fungsinya,  yaitu sebagai berikut:
1) Peralatan yang digunakan dalam Pembuatan Alat Peraga GLB dan GLBB Berbasis Sensor LDR.
a) Multimeter digital, digunakan untuk mengukur besar  hambatan  pada  resistor,  dan  tegangan pada setiap komponen.
b) Solder,  digunakan          untuk          menempelkan masing-masing komponen pada PCB.
c) Obeng, digunakan untuk mengencangkan baut pada PCB.
d) Gunting,  digunakan  untuk  memotong  kain flanel pembungkus boks elektronik.
e) Palu, digunakan untuk mengencangkan paku.
f) Paku Pinis, digunakan untuk memasang karpet plastik pada papan lintasan.
g) Gergaji, digunakan untuk memotong kayu dan tripleks.
h) Penghisap
Timah, digunakan untuk
menghilangkan  timah  solder  pada  PCB  dan komponen.
i) Gunting Kuku, digunakan   untuk   memotong kaki-kaki komponen dan kabel.
j) Bor Listrik, digunakan untuk melubangi papan lintasan.
k) Cutter , digunakan digunakan untuk memotong PCB dan kabel.
l) Penggaris,  digunakan  untuk  mengukur  jarak antar sensor.
m) Korek Api, digunakan untuk melelehkan lem.
2) Bahan yang diperlukan dalam Pembuatan Alat Peraga GLB dan GLBB Berbasis Sensor LDR.
a) Kayu, sebagai papan lintasan.
b) Paku,  sebagai  penyambung  dan  pengencang kayu dan tripleks.
c) Lem  Kayu,  sebagai  penguat  sambungan  kayu dan menempelkan karpet plastik.
d) Karpet  Plastik,  sebagai  pembungkus  papan lintasan.
e) Double Tape , sebagai perekat karpet plastik.
f) Lakban,  sebagai  penutup  kabel  pada  papan lintasan.
g) PCB  ( Printed    Circuit    Board ),    sebagai  jalur dan  dudukan  pada  komponen  pasif  dan komponen aktif.
h) Tripleks,  sebagai  boks  elektronik  (wadah) rangkaian sensor.
i) Komponen  Elektronik  diantaranya  Dioda, Resistor,  Transistor,  LED  ( Light  Emitting Dioda ), dan Kapasitor. j) Relay , sebagai saklar otomatis yang mematikan  dan  menghidupkan  alat  atau komponen. k) Sensor LDR, digunakan
untuk mengaktifkan  ataupun  menonaktifkan  relay pada sistem otomatisasi sensor.
l) Handphone , sebagai display stopwatch .
m) Mobil mainan, sebagai benda yang bergerak.
n) Tinol/Timah, sebagai penempel dan penyambung komponen-komponen pada PCB.
o) Potensiometer,  sebagai  penormal  daya  pada pendeteksian sensor.
p) Kabel, digunakan untuk menyambung.
q) Saklar,  digunakan  untuk  menghentikan  dan mengalirkan arus.
r) Trafo,  sebagai  penurun  tegangan  AC  pada adaptor.
s) Port Ampli, sebagai konektor kabel.
t) Kain  Flanel,  sebagai  pembungkus  boks elektronik.
u) Lem Bakar, sebagai perekat kain flanel.
v) Kertas  Label,  sebagai  tempat  keterangan  pada alat.
w) Esel, sebagai sendi sisi boks elektronik bagian atas agar mudah dibuka.
x) Mur dan Baut, sebagai pengencang PCB dalam boks.
a) (b)
(c) (d)
Gambar 1. (a) rangkaian sensor dalam boks, (b) papan lintasan, (c) handphone , (d) kabel penghubung

## C. Data Hasil Validasi Ahli
Tabel 1 Hasil Persentase Kriteria Penilaian Validasi Aspek Dosen Teman Manfaat 77% 89% Penyajian 73% 75% Penampilan Fisik 78% 78%
Gambar 2. Diagram Batang Persentase Validasi terhadap Alat Peraga GLB dan GLBB Berbasis Sensor LDR

## D. Data Hasil Analisis Angket Respon Siswa

## Tabel 2
Hasil Penilaian Angket Respon Mahasiswa terhadap Alat Peraga GLB dan GLBB Berbasis Sensor LDR
Gambar 3. Diagram Batang Hasil Persentase Angket Respon

## Mahasiswa
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Berdasarkan penelitian pengembangan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa penelitian pengembangan tersebut  menghasilkan  alat  peraga  GLB  dan  GLBB  berbasis sensor LDR dengan langkah-langkah pengembangannya yaitu; a)  Potensi    dan    Masalah;    b)  Mengumpulkan  Informasi;  c) Desain  Produk;  d)  Validasi  Desain;  e)  Revisi  Desain;  f)  Uji Coba  Produk  berupa  alat  peraga  GLB  dan    GLBB    berbasis sensor LDR.
Berdasarkan  dari  hasil  uji  coba  alat  diperoleh  ketelitian alat  yang  baik  dilihat  dari  ralat  yang  diperoleh  dan  kesalahan relatifnya  yaitu  sangat  kecil.  Dari  hasil  validasi  yang dilakukan  oleh  validator  yaitu  dosen  ahli  dan  teman  sejawat diperoleh bahwa kualitas alat peraga termasuk dalam kategori sangat  baik  dengan  perolehan  rerata  persentase  sebesar  79%. Sedangkan dari hasil angket respon mahasiswa diperoleh nilai rerata persentase sebesar 83,55% menunjukkan kriteria sangat baik.  Sehingga  alat  peraga  GLB  dan    GLBB    berbasis  sensor LDR  layak  digunakan  dalam  praktikum  untuk  menjelaskan pokok  bahasan  Gerak  Lurus  Beraturan  (GLB)  dan  Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB).

## B. Keterbatasan Penelitian
1.  Penelitian pengembangan alat peraga GLB dan GLBB berbasis sensor LDR hanya dilakukan sampai tahap uji coba terbatas.
2.  Pengembangan  yang  dilakukan  hanya  pada  materi Gerak  Lurus  Beraturan  (GLB)  dan  Gerak  Lurus Berubah Beraturan (GLBB) dipercepat.
3.  Alat  peraga  yang  dikembangkan  hanya  digunakan diinstansi  tempat  penelitian  dan  uji  coba  terbatas hanya dilakukan satu kali pertemuan.
C. Saran
1.  Alat  peraga  yang  dikembangkan  diharapkan  dapat digunakan  sebagai  media  pembelajaran  fisika  dalam praktikum.
2.  Pada  uji  coba  terbatas  ditambah  waktu  pertemuan praktikum  GLB  dan  GLBB  menggunakan  sensor LDR.
3.  Untuk  pengembangan  lebih  lanjut  perlu  digunakan sensor  yang  mempunyai  ketelitian  lebih  tinggi  dan otomatisasi pengolahan data dengan software.
4.  Pada saat percobaan perlu memperhitungkan intensitas cahaya sekitar.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada    H.  Ashari,  M.  Sc. sebagai reviewer jurnal ini.

## PUSTAKA
Buku:
[1] Kanginan, Marthen. 2006. Fisika SMA Untuk Kelas X. Jakarta: Erlangga.
[2] Karim,  Syaiful.  2013. Sensor  dan  Aktuator. Jakarta: Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan.
[3] Sugiyono. 2012. Metode Penelitian Kuantitatif, Kualitatif, dan R&D. Bandung: Alfabeta.
Artikel Internet:
[4] Diakses dari http://id.wikipedia.org/wiki/Fisika pada tanggal 7 November 2013.
[5] Diakses  dari http://id.wikipedia.org/wiki/Ilmu_alam pada tanggal 7 November 2013.
0,00% 20,00% 40,00% 60,00% 80,00% 100,00% P er sen tase Aspek Hasil Penilaian Angket Respon Mahasiswa terhadap Alat Peraga GLB dan GLBB berbasis Sensor LDR Manfaat Penyajian
Penampilan Fisik
No. Aspek Rerata Skor Maksimal Persentase 1. Manfaat 14,44 16 90,25 % 2. Penyajian 20,69 24 86,21 % 3. Penampilan Fisik 15 20 75 % Total 50,13 60 83,55 %
90,25% 75% 86,21% 77% 78% 75% 89% 78% 73%