LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR 1 ALAT PENGUKUR PERCEPATAN GRAVITASI PADA GERAK JATUH BEBAS

Transkripsi

1 LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR 1 ALAT PENGUKUR PERCEPATAN GRAVITASI PADA GERAK JATUH BEBAS Arief Sulaeman( ) December 23, 2013 JURUSAN FISIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UIN SUNAN GUNUNG DJATI BANDUNG

2 Abstract In practice this time is on the Line Follower Robot Digital, the lab aims to Know and understand that we can build an automatic timer tool, to understand the Code Vision AVR program, measuring the free fall motion, determine the time and speed of the tool, to investigate the relationship between height and travel time as well as measure the acceleration of gravity g. The technique is performed which makes simulation in proteus and make application to the program code vision AVR and perform the experiment with a tool made. From the lab results that show data obtained using timer 0 and D3/Inteurpt D2/Interupt pin 1, when the object passes the first sensor mualai timer counting, and when the object passes the second sensor then the timer stops and the acceleration of gravity calculation results obtained from the series is m/s 2 s and of stopwacth amounted to m/s 2 s. Textit Keywords: CV AVR, Gravity, Simulation, Sensors, and Timers 1

3 Ringkasan Pada praktikum kali ini yaitu mengenai Robot Line Follower Digital, dalam praktikum ini bertujuan untuk kami dapat Mengetahui dan memahami membangun alat penghitung waktu otomatis, memahami program Code Vision AVR, mengukur gerak jatuh bebas, menentukan waktu dan kecepatan dari alat tersebut, menyelidiki hubungan antara ketinggian dan waktu tempuh serta mengukur percepatan gravitasi g. Adapun teknik yang dilakukan yaitu membuat simulasi dalam aplikasi proteus dan membuat program pada code vision AVR dan melakukan percoban dengan alat yang dibuat. Dari hasil praktikum didapat yaitu menampilkan data timer menggunakan pin D2/Interupt 0 dan D3/Inteurpt 1, Ketika benda melewati sensor pertama maka timer mualai menghitung, dan saat benda melewati sensor kedua maka timer berhenti dan hasil perhitungan didapat percepatan gravitasi dari rangkaian adalah sebesar m/s 2 s serta dari stopwacth adalah sebesar m/s 2 s. Kata Kunci: CV AVR, Gravitasi, Simulasi, Sensor, dan Timer 2

4 1 Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Dalam kehidupan sehari hari, kita sering melihat atau bahkan menemui benda yang mengalami gerak jatuh bebas. Misal nya pada gerak buah yang jatuh dari pohon, gerak benda yang dijatuh kan dari ketinggian tertentu atau bahkan manusia yang jatuh dari atap rumah. Mengapa benda mengalami gerak jatuh bebas? Dan semisal nya jika ketika buah mangga yang sangat enak tiba tiba jatuh dari pohon nya. perlu kita ketahui, bahwa setiap benda yang jatuh bebas mengalami percepatan tetap. alasan ini pun menyebabkan gerak jatuh bebas termasuk contoh umum dari GLBB. disini kita akan membuktikan secara matematis penurunan persamaan Gerak Jatuh Bebas dan juga secara praktikan nya. Analogi yang mudah untuk kita dalam memahami gerak jatuh bebas adalah ketika kita menancapkan dua paku di tanah yang lembut, dimana ketinggian kedua paku tersebut sama terhadap permukaan tanah. Selanjutnya kita mencoba menjatuhkan sebuah batu dengan memilih batu yang permukaannya datar dengan ketinggian yang berbeda pada masing masing paku, kita akan melihat bahwa paku yang dijatuhi batu dengan ketinggian lebih tinggi tertancap lebih dalam di bandingkan paku yang lain. Hal ini menunjukan bahwa adanya pertambahan laju atau pun percepatan pada gerak batu tersebut saat jatuh ke tanah. 1.2 Tujuan 1. Mampu mendsain dan membangun alat penghitung waktu otomatis. 2. Memahami program Code Vision AVR 3. Mengukur gerak jatuh bebas 4. Menentukan waktu dan kecepatan dari alat tersebut 3

5 5. Menyelidiki hubungan antara ketinggian dan waktu tempuh serta mengukur percepatan gravitasi g. 1.3 Dasar Teori Pengertian Gerak jatuh bebas adalah gerak suatu benda yang jatuh dari suatu ketinggian di atas tanah tanpa kecepatan awal dan dalam geraknya hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi. Misalnya, gerak sebuah kelapa yang tiba-tiba lepas dari tangkainya dan jatuh. Buah kelapa itu jatuh tanpa ada yang sengaja menjatuhkannya sehingga kecepatan awal buah kelapa tidak ada atau nol. Percepatan a=g (gravitasi bumi) Kecepatan di permukaan tanah v = Waktu untuk sampai ditanah. Gerak jatuh bebas dapat ditunjukkan sebuah benda jatuh tanpa kecepatan awal dari ketinggian h dan dipengaruhi oleh percepatan gravitasi g. Secara matematis, gerak jatuh bebas ditulis: v t = v 0 + a.t...(1) Karena v 0 = 0 dan a=g, maka rumus di atas berubah menjadi: v t = g.t...(2) keterangan v t = kecepatan(m/s), g=percepatan gravitasi (m/s 2 ), dan t=waktu (s). Untuk mendapatkan nilai percepatan gravitasi maka rumusnya adalah: h = 1 2 g.t2 g = 2h t 2...(3) 4

6 2 Metode Praktikum 2.1 Waktu dan Tempat Praktikum Sistem minimum ini berlangsung pada tanggal 14 Desember 2013 di lab Fisika Uin Sunan Gunung Djati Bandung pukul 07:00 sampai dengan selesai. 2.2 Alat dan bahan yang digunakan antara lain: 1. PCB 2. Sensor 3. Kabel 4. Laser 5. LCD 6. AT Mega Kristal 8. Downloader 9. Statif 10. Charger 11. Resistor 10k 5

7 2.3 Prosedur Percobaan: 1.Pembuatan Alat Merangkai sircuit sismin dengan prinsip sama seperti sistem kerja line follower kemudian dilanjutkan dengan membuat sircuit LCD dan menyambungkan 2 buah sensor atas dan bawah pada statif, dan yang terakhir yaitu melakukan coding pada software CV AVR dan memasukan coding tersebut kedalam sismin melalui downloader. 2.Simulasi Alat Mula-mula bola disimpan di atas sensor 1 dan dijatuhkan tanpa kecepatan awal, dan Pada saat bola melewati sensor 1, LCD secara otomatis akan melakukan pembacaan waktu. Kemudian setelah bola jatuh ke permukaan tepatnya jatuh pada depan sensor ke dua maka secara otomatis waktu yang terbaca pada LCD akan berhenti, dan eksperimen ini dilakukan dengan memvariasikan ketinggian dengan jarak 0,05 m. 6

8 2.3.1 Diagram Alir 1.Pembuatan Alat Membuat statif Merancang bangun rangkaian sismin dan LCD Membuat dua rangkaian sensor untuk start dan finish, serta rangkaian 2 rangkaian laser Melakukan coding di CV AVR dan memasukannya pada sismin melalui downloader analisis 7

9 2. Simulasi Alat menghubungkan rangkaian downloader pada komputer cek output nilai LCD Hrus Menunjukan nilai 00:00:00 Menjatuhkan bola dari atas dengan variasi tinggi Melihat hasil outputan pada LCD analisis 8

10 3 Hasil dan Pembahasan Gerak jatuh bebas adalah gerak suatu benda yang jatuh dari suatu ketinggian di atas tanah tanpa kecepatan awal dan dalam geraknya hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi. Misalnya, gerak sebuah apel yang tiba-tiba lepas dari tangkainya dan jatuh. Buah apel itu jatuh tanpa ada kecepatan awal atau nol. A. Rangkaian Alat Gambar diatas adalah merupakan rangkaian simulasi alat pengkur kecepatan benda jatuh bebas. dalam gambar tersebut menunjukan bahwa menggunakan dua buah sensor yang diletakan pada pin D2/Interupt 0 dan pin D3/Interupt 1, sensor dipasang pada pin tersebut karena merupakan pin yang dapat menampilkan output sebagai timer atau penghitung waktu. Adapun untuk out put LCD menggunakan pin C0 sampai dengan C7, dan untuk rangkaian kristal dan kapistor menggunakan pin Xtal 1 dan xtal 2. Adapun rangkaian alat yang sebenarnya yaitu sumber cahaya menggunakan laser pointer untuk pencahayaan pada sensor photo transistor, sensor diletakan dibawah dan diatas supaya bisa dihitung pda saat benda jatu dan 9

11 saat benda akan menyentuh permukaan tanah. Dalam praktikum kali ini dilakukan pengambilan data dengan menjatuhkan bola dari ketinggian 100cm tanpa kecepatan awal dan akan tampil pada layar LCd yaitu waktu yang dibutuhkan benda untuk jatuh dari ketinggian tersebut, Percoban dilakuakn dengan membandingkan waktu pada stopwacth dan rangakain alat. Data dari hasil percobaan adalah sebagai berikut : B. Tabel Data Hasil Percobaan Note : X = Data dari rangkaian dan Y = Data dari stopwacth Dari tabel diatas dapat dianalisis bahwa data hasil antara stopwacth dengan rangkaian tidak terlalu jauh dan hampir mendekati, itu menandakan bahwa rangkaian yang dibuat cukup berhasil. Adapun program atau logika untuk membuat rangkaian pengukur percepatan benda jatuh bebas sebagai berikut : 10

12 Dari tabel diatas dpat diexport kedalam grafik dalam software microsoft excell dan didapat hasil grafik hasil percobaan sebagai berikut : Dari grafik diatas dapat dianalisis bahwa data yang didapat sangat bagus, karena grafik menunjukan linear dengan data gradiennya bernilai Data yang linear didapat dari pengukuran dengan alat yang dibuat, saat benda dijatuhkan harus tepat pada tengah-tengah dan teapt melewati cahaya laser pointer, pada saat laser terhalang oleh benda maka pada saat itu resistansi sensor menjadi besar, dan saat itu pula dimulai waktu perhitungan atau yang yang disebut timer. Untuk sensor yang kedua menunjukan 11

13 bahwa, pada saat benda melewati cahaya laser maka pada saat itu pula waktu berhenti dan data akan ditampilkan pada layar LCD. Adapun perhitungan dari gerkak jatuh bebas dari hasil percobaan praktikum yang dilakukan yaitu dengan memasukan nilai rata-rata pada rumus sebagai berikut : g = g = 2h t 2 2x1m ( )2 s g = 2x1m s g = 2x1m s g = m/s 2 s Sedangkan perhitungan jika menggunakan data dari stopwacth dengan menggunakan nilai rata-ratanya maka didapat hasil sebagai berikut, sama seperti diatas menggunakan rumus tersebut : g = g = g = g = 2h t 2 2x1m ( )2 s 2x1m s 2x1m s g = m/s 2 s Dari hasil percepatan gravitasi diatas, jika dibandingkan antara hasil rangkaian dengan hasil stopwacth hasilnya cukup berbeda. Hal ini terjadi karena saat pengambilan data benda yang dijatuhkan tidak konstan berada pada ketinggian 100 cm atau 1 m. Ini disebabkan karena ketika menjatuhkan benda secara manual tanpa ada penahan saat ketinggian 100 cm. 12

14 3.1 Analisis Data Dalam praktikum ini hampir tidak ada hambatan karena rangkaian yang sudah jadi dan hanya menggunakan simulasi pada software proteus. Adapun keterkaitan antara dasar teori dari gerak jatuh bebas dengan hasil praktikum sangat mendekati, itu bisa dilihat dari tabel data hasil praktikum diatas. 13

15 4 Kesimpulan Berdasrkan hasil praktikum yang kami lakukan dapat disimpulkan bahwa, kami dapat Mengetahui dan memahami membangun alat penghitung waktu otomatis, memahami program Code Vision AVR, mengukur gerak jatuh bebas, menentukan waktu dan kecepatan dari alat tersebut, menyelidiki hubungan antara ketinggian dan waktu tempuh serta mengukur percepatan gravitasi g. Adapun dari hasil praktikum dapat disimpulkan bahwa : Gerak jatuh bebas adalah gerak suatu benda yang jatuh dari suatu ketinggian di atas tanah tanpa kecepatan awal dan dalam geraknya hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi. Untuk menampilkan data timer harus menggunakan pin D2/Interupt 0 dan D3/Inteurpt 1. Data yang didapat sangat linear pada grafik, dan data gradiennya bernilai Ketika benda melewati sensor pertama maka timer mualai menghitung, dan saat benda melewati sensor kedua maka timer berhenti. Dari hasil perhitungan didapat percepatan gravitasi dari rangkaian adalah sebesar m/s 2 s. Dari hasil perhitungan didapat percepatan gravitasi dari stopwacth adalah sebesar m/s 2 s. 14

16 References [1] Malvino. Prinsip-prinsip elektronika 1..(1994). Jakarta, Erlangga. [2] Winartno dan Arifianto,D. Bikin robot itu gampang.(2011). Jakarta, Kawan Pustaka. [3] Hannan, Arief. Perancangan sistem Pemanggil Perawat berbasis Mikrokontroller ATmega16.(1994). Yogyakarta, Jurusan Tehnik Informatika. [4] Hadi, Mokh. Sholihul Mengenai Mikrokontroler AVR ATmega16 http//ilmukomputer.org [5] Fisika Lengkap/Gerak (diakses pada tanggal 18 Desember 2013) [6] jatuh bebas (diakses pada tanggal 18 Desember 2013) 15

17 LAMPIRAN 16