LITERATURE REVIEW

PENGEMBANGAN ALAT PRAKTIKUM GERAK LURUS BERATURAN (GLB) DAN

GERAK LURUS BERUBAH BERATURAN (GLBB) DENGAN PENGUKUR DIGITAL

BERBASIS MIKROKONTROLER

TUGAS

diajukan guna melengkapi salah satu tugas dalam menempuh Matakuliah Teknik Laboratorium I

Oleh :

Hikma Yanti

130210102067

Kelas C

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKAJURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKANU N I V E R S I T A S J E M B E R

2015

Literature Review

1. 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.

1.1 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 (Kanginan, Marthen, 2006). Secara matematis dinyatakan dalam persamaan:

s=v .t (1)

Keterangan: s = jarak tempuh (m)

v = kecepatan (m/s)

t = waktu (s)

1.2 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 (Ahmad Solihun, 2015).

Pada umumnya GLBB dinyatakan dengan persamaan berikut.

vt=vo+a .t

v t 2=vo2+2.a . s

s=vot + 1

2a t 2

Keterangan: vo = kecepatan awal (m/s)

Vt = kecepatan akhir (m/s)

A = percepatan (m/s2)

S = jarak (m)

T = waktu (s)

2. Sensor Kecepatan dengan Ticker Timer

Sensor kecepatan dirangkai dari LED/Laser sebagai sumber cahaya, dan Photo dioda

sebagai penerima intensitas cahaya. LED/Laser sebagai sumber cahaya, dan Photo dioda

sebagai penerima dirangkai dengan kayu penghubung sehingga selalu dalam posisi lurus

berhadapan. Sensor satu adalah sensor yang terdiri dari Laser He Ne sebagai sumber

cahaya dan photodioda sebagai penerima. Sensor satu adalah sensor yang terdiri dari

LED sebagai sumber cahaya dan photodioda sebagai penerima.

LED merupakan singkatan dari Light Emitting Diode. Led merupakan piranti yang

vital dalam teknologi electroluminescent seperti untuk aplikasi teknologi. Dari sisi

penggolongan, LED merupakan komponen aktif bipolar semikonduktor, karena itu hanya

mampu mengalirkan arus dalam satu arah saja. LED banyak digunakan untuk indikator

dan transmisi sinyal atau bahkan untuk penerangan. LED dapat menyala pada arus searah

(DC) maupun arus bolak-balik (AC), yang membedakan adalah kontinyuitas. Pada arus

DC led menyala secara kontinyu, sedangkan pada arus AC led akan menyala secara tidak

kontinyu (nyala-padam secara periodik). Pada aplikasinya, led dapat dikendalikan

dengan 2 cara yaitu dengan menyambungkan anoda ke catu positif dan katoda ke

keluaran rangkaian. Paada cara pertama, led akan menyala jika keluaran rangkaian

berlogika 0 (terhubung ke ground). Sedangkan pada cara kedua led akan menyala jika

keluaran berlogika 1 (terhubung dengan catu positif). Led biasa berfungsi sebagai lampu

indikator pada saat sensor bekerja, dan bekerja pada bias forward (Woolard, 2006).

3. Mikrokontroller

Sensor kecepatan diprogram melalui mikrokontroller Arduino UNO yang juga

terhubung dengan LCD sebagai interface.

Mikrokontroller adalah mikrokomputer chip tunggal yang dirancang secara spesifik

untuk aplikasi-aplikasi control dan bukan untuk aplikasi-aplikasi serbaguna. Perangkat

ini seringkali digunakan untuk memenuhi kebutuhan control tertentu, seperti

mengendalikan sebuah penggerak motor. Mikrokomputer chip tunggal, di lain pihak,

biasanya melaksanakan beragam fungsi yang berbeda dan dapat mengendalikan beberapa

proses dalam waktu yang bersamaan. Aplikasi-aplikasi yang tipikal meliputi control

perangkat-perangkat peripheral seperti motor, penggerak, printer, dan komponen-

komponen subsistem minor. Mikrokontroller berfungsi untuk mengontrol kerja suatu

sistem di dalam mikroprosesor, tetapi dengan penambahan perangkat-perangkat lain

seperti ROM, RAM, PIO, SIO, Counter dan rangkaian Clock. Mikrokontroler di desain

dengan instruksi-instruksi yang lebih luas dan 8 bit instruksi digunakan untuk membaca

data instruksi dari internal memory ke ALU. Banyak instruksi yang digabung dengan

pin-pin pada chip-nya (Ika Puspita W., 2009).

3.1 Uno Arduino

Uno Arduino 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.

Board Arduino Uno memiliki fitur-fitur baru sebagai berikut :

1,0 pinout: tambah SDA dan SCL pin yang dekat ke pin aref dan dua pin baru lainnya

ditempatkan dekat ke pin RESET, dengan IO REF yang memungkinkan sebagai

buffer untuk beradaptasi dengan tegangan yang disediakan dari board sistem.

Pengembangannya, sistem akan lebih kompatibel dengan Prosesor yang

menggunakan AVR, yang beroperasi dengan 5V dan dengan Arduino Karena

yang beroperasi dengan 3.3V. Yang kedua adalah pin tidak terhubung, yang

disediakan untuk tujuan pengembangannya.

Circuit Reset

Gambar 1. Arduino Uno

Deskripsi Arduino UNO

Mikrokontroller Atmega328

Operasi Voltage 5V

Input Voltage 7-12 V (Rekomendasi)

Input Voltage 60-20 V (limit)

I/O 14 pin (6 pin untuk PWM)

Arus 50mA

Flash Memory 32KB

3.2 Catu Daya

Uno Arduino dapat diaktifkan melalui koneksi USB atau dengan catu daya

eksternal. Sumber listrik dipilih secara otomatis. Eksternal (nonUSB) daya dapat datang

baik dari AC-DC adaptor ataubaterai. Adaptor ini dapat dihubungkan dengan cara

menghubungkannya plug pusat-positif 2.1mm ke dalam board colokan listrik. Lead dari

baterai dapat dimasukkan ke dalam headerpin Gnd dan Vin dari konektor Power.

Board dapat beroperasi pada pasokan daya dari 6 - 20 volt. Jika diberikan

dengan kurang dari 7V, bagaimanapun, pin 5V dapat menyuplai kurang dari 5 volt

dan boardmungkin tidak stabil. Jika menggunakan lebih dari 12V, regulator tegangan

bisa panas dan merusak board. Rentang yang dianjurkan adalah 7 - 12 volt.

Pin catu daya adalah sebagai berikut:

VIN: Tegangan input ke board Arduino ketika menggunakan sumber daya

eksternal (sebagai lawan dari 5 volt dari koneksi USB atau sumber daya

lainnya diatur). Anda dapat menyediakan tegangan melalui pin ini, atau, jika

memasok tegangan melalui colokan listrik, mengaksesnya melalui pin ini.

5V: Catu daya diatur digunakan untuk daya mikrokontroler dan komponen

lainnya di board. Hal ini dapat terjadi baik dari VIN melalui regulator onboard, atau

diberikan oleh USB.

3,3 volt pasokan yang dihasilkan oleh regulator on-board. Menarik arus

maksimum adalah 50 mA.

GND

3.3 Memory

ATmega328 ini memiliki 32 KB dengan 0,5 KB digunakan untuk loading file. Ia

juga memiliki 2 KB dari SRAM dan 1 KB dari EEPROM

3.4 Memori Program

ATMega328 memiliki 32K byte On-chip In-System Reprogrammable Flash Memory

untuk menyimpan program. Memori flash dibagi kedalam dua bagian, yaitu bagian

program bootloader dan aplikasi seperti terlihat pada Gambar 2. Bootloader adalah

program kecil yangbekerja pada saat sistem dimulai yang dapat memasukkan seluruh

program aplikasi ke dalam memori prosesor (http://repository.usu.ac.id).

Gambar 2. Peta Memori Program ATMega 328

3.5 Input & Output

Masing-masing dari 14 pin digital pada Uno dapat digunakan sebagai input atau

output, menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead(). Mereka

beroperasi di 5 volt. Setiap pin dapat memberikan atau menerima maksimum 40

mA dan memiliki resistor pull-up internal

dari 20-50 KΩ. Selain itu, beberapa pin memiliki fungsi khusus:

Serial: 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakan untuk menerima (RX) dan mengirimkan

(TX) data TTL serial. Pin ini terhubung ke pin yang sesuai dari chip

ATmega8U2 USB-to-Serial TTL.

Eksternal Interupsi: 2 dan 3. Pin ini dapat dikonfigurasi untuk memicu interupsi pada

nilai yang rendah, tepi naik atau jatuh, atau perubahan nilai. Lihat attachInterrupt ()

fungsi untuk rincian.

PWM: 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Menyediakan 8-bit output PWM dengan analogWrite ()

fungsi.

SPI: 10 (SS), 11 (mosi), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin ini mendukung komunikasi

SPI menggunakan perpustakaan SPI.

LED: 13. Ada built-in LED terhubung ke pin digital 13. Ketika pin adalah nilai

TINGGI, LED menyala, ketika pin adalahRENDAH, itu off.

Uno memiliki 6 input analog, diberi label A0 melalui A5, masing-masing

menyediakan 10 bit resolusi yaitu 1024 nilai yang berbeda. Secara default sistem

mengukur dari tanah sampai 5 volt.

TWI: A4 atau SDA pin dan A5 atau SCL pin. Mendukung komunikasi TWI.

Aref. Referensi tegangan untuk input analog. Digunakan dengan

analogReference().

Reset.

Lihat juga pemetaan antara pin Arduino dan ATmega328 port. Pemetaan untuk

ATmega8, 168 dan 328 adalah identik.

3.6 Komunikasi

Uno Arduino memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer,

Arduino lain, atau mikrokontroler lain. ATmega328 ini menyediakan UART TTL

(5V) komunikasi serial, yang tersedia pada pin digital 0 (RX) dan 1 (TX). Sebuah

ATmega16U2 pada saluran board ini komunikasi serial melalui USB dan muncul

sebagai com port virtual untuk perangkat lunak pada komputer. Firmware Arduino

menggunakan USB driver standar COM, dan tidak ada driver eksternal yang

dibutuhkan. Namun, pada Windows, file. Inf diperlukan. Perangkat lunak Arduino

termasuk monitor serial yang memungkinkan data sederhana yang akan dikirim ke

board Arduino. RX dan TX LED di boardakan berkedip ketika data sedang dikirim

melalui chip USB-to-serial dan koneksi USB ke komputer. ATmega328 ini juga

mendukung komunikasi I2C (TWI) dan SPI. Fungsi ini digunakan untuk melakukan

komunikasi inteface pada sistem (http://library.binus.ac.id).

DAFTAR PUSTAKA

Ahmad Solihun, Arif Maftukhin, Eko Setyadi Kurniawan. 2015. Pengembangan Alat Peraga

GLB dan GLBB Berbasis Sensor LDR (Light Dependent Resistor). Jurnal Radiasi, 6

(1): 101-104.

Ika Puspita W. 2009. Pembuatan Alat Ukur Kecepatan Respon Manusia Berbasis

Mikrokontroller At 89S8252. Jurnal Neutrino, 1 (2): 208-219.

Kanginan, Marthen. 2006. Fisika SMA Untuk Kelas X. Jakarta: Erlangga.

Woolard, Barry. 2006. Elektronika Praktis Cetakan Keenam. Pradnya Paramita.

http://library.binus.ac.id/eColls/eThesisdoc (online) diakses pada tanggal 19 September 2015.

http://repository.usu.ac.id/bitstream (online) diakses pada tanggal 19 September 2015.