Peningkatan Ketrampilan Mikrokontroler Guru SMK

Transkripsi

1 Peningkatan Ketrampilan Mikrokontroler Guru SMK Tjendro 1, Iswanjono 2, Petrus S. Prabowo 3 1,2,3 Teknik Elektro, Universitas Sanata Dharma Jl. Paingan, Maguwoharjo, Sleman, Yogyakarta 1 tjendro@usd.ac.id 2 iswan_id@usd.ac.id 3 petrus_set@usd.ac.id Abstract Not many vocational teachers who teach on the concentration of electronics and automotive have microcontroller skills. Though students of SMK graduates at such concentrations work on many automatic machines. One of the automatic system controller is using microcontroller. From a number of good teachers at SMK Leonardo Klaten, Central Java there is only one teacher who has microcontroller skills. SMK Petrus Kanisius Klaten, Central Java no teacher mastering microcontroller skill. For that there is a training on improving microcontroller skills for teachers in both vocational schools. Despite the different teacher training background and the quality of training module 4.22 (scale 5), there was a 50.71% improvement in vocational teacher skill. Keywords:Mikrocontroler training, Guru SMK, Arduino Training Kit, SMK Leonardo, SMK Petrus Kanisius. I. PENDAHULUAN Latar Belakang Jumlah penganggur (per Agustus 2012) 19,47% merupakan lulusan SMA dan 12,11% merupakan lulusan pendidikan tinggi [1]. Dari sini dapat dilihat bahwa pendidikan yang didapat semasa SMA bahkan perguruan tinggi belum mampu menjawab kebutuhan akan tenaga kerja yang berkualitas. Untuk itulah pembenahan di bidang pendidikan harus dilakukan. Pendidikan harus mampu menghasilkan pribadi-pribadi yang berkualitas, produktif, mandiri, dan bertanggung jawab. Salah satu cara menyiapkan tenaga kerja adalah dengan menggalakkan dan mendirikan lebih banyak SMK yang sesuai dengan kebutuhan daerah [1]. Pada tahun 2012, Direktorat Pembinaan SMK Dirjen Pendidikan Menengah mengeluarkan Garis- garis Besar Program Pembinaan SMK Tahun 2012 [2]. Prioritas pemerintah dalam pembangunan bidang pendidikan pada tahun adalah Peningkatan akses pendidikan yang berkualitas, terjangkau, relevan, dan efisien menuju terangkatnya kesejahteraan hidup rakyat, kemandirian, keluhuran budi pekerti, dan karakter bangsa yang kuat. Pembangunan bidang pendidikan diarahkan demi tercapainya pertumbuhan ekonomi yang didukung keselarasan antara ketersediaan tenaga terdidik dengan kemampuan: menciptakan lapangan kerja atau kewirausahaan, dan menjawab tantangan kebutuhan tenaga kerja. Melalui Garis-gars Besar Program Pembinaan SMK ini maka Pemerintah secara serius dan berkesinambungan membangun SMK guna menyiapkan tenaga kerja yang baik. Dalam pelaksanaannya, penguatan SMK oleh pemerintah masih belum maksimal [3]. Pendidikan di SMK, yang umumnya mengakomodasi siswa dari keluarga tak mampu, belum didukung pembiayaan dan pengembangan kualitas pendidikan. Harapan siswa dari keluarga tak mampu untuk bekerja setelah tamat belum didukung fasilitas beasiswa. Kucuran dana dari pemerintah pusat terbatas dan tak semua pemerintah daerah mendukung [3]. Alokasi dana operasional dari pemerintah masih kurang. Banyak SMK mengeluhkan soal sarana-prasarana untuk mengikuti kemajuan iptek di laboratorium/bengkel SMK. Kurangnya bekal ketrampilan juga merupakan permasalahan bagi lulusan SMK. Dengan ketrampilan yang kurang memenuhi tuntutan industri, tentu saja membuat lulusan SMK tidak bisa bersaing. Untuk bisa membekali lulusan dengan ketrampilan yang memadai, perlu disiapkan pengajar yang berkualitas, serta memliki ketrampilan yang baik. Oleh karena itu ketrampilan guru SMK masih perlu ditingkatkan sehingga bisa menghasilkan lulusan yang siap bekerja. Profil Mitra SMK Leonardo Klaten, Jawa Tengah SMK Leonardo di Jl. Wahidin Sudirohusodo No. 30, Klaten, Jawa Tengah adalah sebuah Lembaga Pendidikan Kejuruan Teknik didirikan pada tanggal 15 Agustus 1977, atas prakarsa dan keperpihakan Biarawan Kongregasi FIC yaitu almarhum Bruder Leonardo yang kemudian namanya diabadikan sebagai nama sekolah. Pada awalnya pendirian Lembaga Pendidikan Kejuruan Teknik ini disponsori sebuah lembaga pemerhati pendidikan dari Belanda, dan saat ini berada dalam naungan Yayasan Pangudi Luhur yang berpusat di Semarang. Tanggal, 15 Oktober 2004 berdasarkan surat Direktur Pendidikan Kejuruan N0:2833/C5.3/MN/2004 tentang penetapan SMK yang berpotensi untuk dikembangkan F - 7

2 menjadi SMK berstandar Nasional dan Internasional, DITETAPKAN SMK Leonardo Klaten salah satu SMK yang berpotensi dikembangkan menjadi SMK berstandar Internasional. Tanggal, 31 Maret 2005 berdasarkan surat dari Badan Akreditasi Sekolah Nasional SMK Leonardo Klaten dengan tiga program keahlian masing-masing memperoleh Akreditasi dengan peringkat : Akreditasi A (Amat Baik). Pencanangan Penerapan SMM ISO 9001:2000 dilaksanakan tanggal 4 September. Sertifikat SMM ISO 9001:2000 dari PT. TUV Internasional Indonesia diterima, 14 April Tanggal 24 Oktober 2007 berdasarkan Keputusan Gubernur Jawa Tengah Nomor 425/86/2007 SMK Leonardo ditetapkan sebagai Sekolah Menengah Kejuruan Swasta Berpotensi. Mulai tahun pelajaran telah menerapkan SMM ISO 9001:2008 dan pada tanggal 9 Februari setelah diaudit eksternal oleh PT. TUV Internasional Indonesia dinyatakan berhak menerima sertifikat SMM ISO 9001:2008. Guru pengampu/pengajar SMK Leonardo sebanyak 40 orang dengan ijasah sesuai kompetensi pelajaran yang diampu dan karyawan sebanyak 19 orang. Mikrokontroler tidak dimasukkan dalam mata pelajaran pada Program Studi Teknik Instalasi Tenaga Listrik dan Mekatronika SMK Leonardo Klaten. Akan tetapi ada mata pelajaran tambahan Programmable Logic Device (PLC). Akan tetapi sistem mikrokontroler sering dibuat dalam desain peralatan otomasi yang ada di SMK, misalnya robot, sistem kendali konveyor, pengendali elektronik, dan pengendali magnetik. Gambar 1 memperlihatkan situasi SMK Leonardo Klaten, Jawa Tengah. Gambar 1. SMK Leonardo Klaten, Jawa Tengah SMK Petrus Kanisius Klaten, Jawa Tengah Sesuai dengan data pokok PSMK tahun 2013, SMK Petrus Kanisius (SMK PK) beralamat di Jl. Tentara Pelajar No. 3, Klaten Selatan, Klaten, Jawa Tengah. SMK Petrus Kanisius Klaten memiliki 4 (tiga) Program Studi yaitu Teknik Pemesinan, Teknik Kendaraaan Ringan, Teknik Instalasi Tenaga Listrik, dan Teknik Komputer dan Jaringan. Semua program studi di SMK PK Klaten sudah terakreditasi A kecuali program studi Teknik Komputer dan Jaringan. SMK PK diasuh oleh 43 Guru dan beberapa tenaga didik honorer yang kompeten di bidangnya masingmasing. Selain itu dibantu oleh tenaga kependidikan yang berjumlah 21 orang. SMK PK memiliki kelompok hobi baik bidang olah raga ataupun bidang sains dan teknik seperti pramuka, taekwondo, sains dan robotika, dan komputer TIK serta kelompok-kelompok bahasa. Satu hal yang menjadi permasalahan khususnya pada klub sains dan robotika belum dilakukan pelatihan secara intensif oleh sekolah. Hal ini dikarenakan di sekolah tersebut belum tersedia tenaga yang terlatih dibidang mikrokontroler. Gambar 2 menunjukkan situasi SMK Petrus Kanisius Klaten, Jawa Tengah. Gambar 1. SMK Petrus Kanisius Klaten, Jawa Tengah Permasalahan Sebagai sekolah kejuruan yang bertujuan mencetak lulusan yang siap kerja, hal ini menuntut penyiapan bekal ilmu dan ketrampilan yang baik untuk siswa. Program Studi Teknik Instalasi Listrik dan Teknik Otomotif, siswa diharapkan bisa memiliki ketrampilan dalam bidang Mikrokontroler dengan lebih baik. Hal ini dikarenakan industri otomasi sebagian besar berkaitan dengan Mikrokontroler. Oleh karena itu, ketrampian lulusan dalam bidang Mikrokontroler ini perlu ditingkatkan, sehingga lulusan mampu bersaing dan siap untuk bekerja. Untuk bisa memberikan bekal ilmu dan ketrampilan kepada para siswa dengan baik, maka perlu disiapkan guru memiliki ketrampilan Mikrokontroler yang mumpuni. II. SOLUSI Permasalahan yang dihadapan oleh kedua SMK mitra di atas adalah hampir sama, yaitu belum tersedia tenaga pendidik yang mampu mendampingi siswa di bidang Mikrokontroler. Untuk itu perlu adanya usaha meningkatkan kualitas guru dalam pengajaran mikrokontroler dengan memberikan pembekalan ketrampilan. Oleh karena itu sebagai tindak lanjut diperlukan penyelenggaraan suatu pelatihan mikrokontroler yang dilakukan secara intensif dan professional kepada guru-guru terkait di kedua SMK tersebut. Dalam pelatihan ini akan digunakan modul training kit mikrokontroler hasil pengembangan prodi teknik elektro, Universitas Sanata Dharma. Modul ini dikembangkan dalam program IbIKK DIKTI tahun Pemilihan guru sebagai pihak yang dilatih dan bukan siswa atas pertimbangan bahwa dengan ketrampilan yang dimiliki guru, maka ilmu dan ketrampilan ini bisa ditransfer ke siswa, tidak hanya siswa satu angkatan, tetapi untuk semua angkatan. Dengan demikian SMK bisa memberi bekal yang lebih baik kepada para siswa. Solusi ini telah disepakati bersama antara tim pengusul dan pihak SMK. III. METODE PELAKSANAAN KEGIATAN Kegiatan utama program ini adalah meningkatkan kemampuan dan ketrampilan para guru SMK dalam bidang Mikrokontroler. Metode yang dipakai dalam pelaksanaan F - 8

3 kegiatan ini adalah pelatihan Mikrokontroler yang meliputi pelatihan memprogram dan pengkabelan perangkat keras yang dikendalikan oleh program Mikrokontroler. Diagram alir kegiatan ditunjukkan dalam Gambar 3, beserta luaran setiap tahapan. Mulai Kegiatan Persiapan Perangkat Modul Pelatihan Mikrokontroler Pertemuan 1: Pengenalan HW/SW dan Modul Mikrokontroler Training Kit Pertemuan 2: Pemrograman C Mikrokontroler dan operasi I/O Pertemuan 3: Operasi Aritmetika dan Logika dan Memori Pertemuan 4: Timer/Counter dan LCD Pertemuan 5: Desain Keypad dan LED Matrik serta running teks Pertemuan 6 : Desain Implementasi penggerak motor stepper dan motor DC Praktek desain Mikrokontroler trainning kit Evaluasi Penyusunan draft paper Penyusunan Laporan Kegiatan Selesai Gambar 3. Diagram alir kegiatan Modul Pelatihan Guru mampu : menggunakan HW/SW Mikrokontroler dan modul Mikrokontroler TrainIng Kit Guru mampu : Memrogram Mikrokontroler ATMega dengan bahasa C dan operasi I/O Guru mampu : Memrogram Mikrokontroler untuk operasi Aritmetika dan logika (ALU) dan Memori Guru mampu : Memrogram dan Desain Timer/ Counter dan implemtasi dengan LCD Guru mampu : Memrogram dan Desain implementasi keypad, led matrik dan teks berjalan Guru mampu : Memrogram dan Desain implementasi untuk menggerakkan motor stepper dan DC Guru mampu : Mendesain Mikrokontroler tranning kit Kuesioner Evaluasi Draft Makalah Laporan dan Draft Makalah Pelaksanaan kegiatan ini terdiri dari beberapa tahapan berikut: A. Tahap Persiapan Tim pengusul akan mempersiapkan modul pelatihan yang disesuaikan dengan kebutuhan para guru dan juga mempertimbangkan kompetensi guru. Oleh karena itu sebelum membuat modul, tim akan melakukan survey kemampuan peserta dengan membagi kuesioner kepada para guru. B. Tahap Pelatihan Pelatihan direncanakan berlangsung selama 60 jam yang dibagi dalam 6 kali pertemuan dan pembuatan training kit. Setiap pertemuan dilaksanakan dalam waktu kurang lebih 3 jam. Dalam setiap pertemuan selalu ada target hasil yang diharapkan, seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 3. Dalam pelatihan ini peserta pelatihan (para guru) diajak untuk langsung menggunakan Mikrokontroler. Tim akan membawa perangkat Mikrokontroler training kit ke lokasi pelatihan, sehingga peserta bisa langsung praktek. Di setiap pertemuan selalu dilengkapi dengan proyek sehingga peserta lebih mudah memahami materi. Setelah 6 modul pelatihan tim memberikan proyek yang akan disupervisi 2 kali untuk penyelesaian trainer kit tersebut. Dalam pelatihan ini dibutuhkan Mikrokontroler training kit dan komputer. Mitra dari SMK Leonardo telah bersedia menyediakan komputer di laboratorium komputer. C. Tahap Evaluasi Tim akan membagi kuesioner sebagai evaluasi pelaksanaan pelatihan Mikrokontroler dan sebagai tolok ukur keberhasilan program. Program berhasil jika terjadi peningkatan pemahaman materi dan ketrampilan guru dalam bidang Mikrokontroler. Sesudah program pembekalan ketrampilan selesai, kedalam masing-masing mitra akan dihibahkan Mikrokontroler traning kit yang digunakan untuk pelatihan guru secara mandiri. Dengan demikian diharapkan para guru masing-masing SMK bisa mengembangkan pengetahuan dan ketrampilannya selepas pelatihan yang diberikan. Hal ini menjamin sustainibility program pembekalan ketrampilan ini. IV. HASIL YANG DICAPAI Pelaksanaan Hibah IbM terdiri dari 3 bagian yaitu tahap persiapan, tahap pelaksanaan dan tahap evaluasi. A. Tahap Persiapan Tahap persiapan meliputi: Persiapan pembuatan modul pelatihan Pembuatan modul pelatihan ini telah dimulai sejak bulan April 2017 agar modul pelatihan bisa dipersiapkan dengan baik. Modul terdiri dari 7 modul, meliputi: a. Modul Pelatihan Mikokontroler sebanyak 6 modul, yaitu: - Modul 1 : Arduino Training Kit - Modul 2 : Input / Output - Modul 3 : Penampil Lcd - Modul 4 : Keypad Matriks - Modul 5 : Penampil Seven Segmen - Modul 6 : Masukan Analog (Potensiometer) b. Modul Proyek Pembuatan Arduino Training Kit 1 Modul Merupakan panduan untuk merakit Arduino training kit. c. Rapat Koordinasi Tim Pelaksana dan Mitra Atas kesepakatan bersama antara Tim Pelaksana dan Mitra bahwa rapat koordinasi pelaksanaan kegiatan diadakan di kampus III Universitas Sanata Dharam pada tanggal 14 Juni Pada pertemuan tersebut telah disepakati bahwa pelatihan akan dilaksanakan tanggal Juli Pelatihan yang dilaksanakan secara kontinyu selama 3 hari berturut-turut ini atas dasar pertimbangan kepraktisan, di mana tim pelaksana merasa kesulitan dalam membawa 10 training kit apabila pelaksanaan pelatihan dilaksanakan dengan hari yang terpisah-pisah. F - 9

4 d. Rapat Koordinasi Tim Pelaksana Rapat koordinasi tim pelaksana diselenggarakan tanggal 15 Juni 2017 yang melibatkan tim pelaksana, dosen, laboran dan mahasiswa asisten. Dalam rapat koordinasi ini disepakati pembagian tugas dalam pelaksanaan pelatihan dan jadwal persiapan. e. Persiapan sarana pelatihan Teknik Elektro USD hanya memiliki training kit mikrokontroler AVR. Pada pelatihan nanti digunakan mikrokontroler dalam modul Arduino. Untuk itu dilakukan penyiapan penyesuaian board training kit mikrokontroler AVR agar dapat digunakan untuk Arduino. Yaitu dengan membuat kabel penghubung (jumper) secara khusus dilaksanakan pada 16 Juni 22 Juni 2017 oleh 4 Laboran. Pada tanggal 3 4 Juli 2017 dilaksanakan rapat tim pelaksana untuk mempersiapkan penulisan modul pelatiahan. Pembuatan 2 buah Arduino training kit untuk contoh proyek dilaksanakan pada tanggal 3 12 Juli Pengecekan terakhir sebelum berangkat dilaksanakan pada tanggal 15 Juli Keadaan Arduino training kit adalah dapat beroperasi dengan baik (Gambar 4) Gambar 5. Pelatihan asisten dan co-instrukstur Gambar 6. Pembekalan dan persiapan pelaksanaan pelatihan B. Tahap Pelaksanaan Pelaksanaan pelatihan dilaksanakan selama 3 hari berturut-turut, mulai tanggal Juli 2017 dengan jadwal seperti yang diuraikan dalam tabel 1. Pelatihan ini terdiri dari lekturet dan latihan mandiri. Pada saat latihan mandiri, peserta mengerjakan latihan-latihan yang telah diberikan instruktur dengan didampingi semua instruktur, co-instrukter, dan asisten. Pelatihan diikuti oleh 11 guru dari SMK Leonardo dan SMK Petrus Kanisius Klaten Foto kegiatan pelaksanaan pelatihan Mikrokontroler ditunjukkan dalam gambar 7. TABEL 1. JADWAL PELAKSANAAN PELATIHAN Gambar 4. Pengecekan Arduino Training Kit f. Pelatihan untuk Asisten dan Co-Instruktur Pelatihan untuk asisten dan co-instruktur dilaksanakan di laboratorium Mikroprosesor Teknik Elektro USD pada tanggal 15 Juli Pelatihan diikuti oleh 2 orang asisten dan 6 orang dosen. (Gambar 5) g. Persiapan pelatihan di laboratorium computer Setiba di lokasi pelaksanaan, yaitu SMK Leonardo Klaten, pada tanggal 17 Juli 2017 dilaksanakan persiapan pelatihan, meliputi pembekalan awal, persiapan administrasi, dan koneksi perangkat keras. (Gambar 6) F - 10

5 Gambar 9 memperlihatkan acara penyerahan kit Arduino Training dari tim pelaksana kepada SMK mitra. Pada acara tersebut diserahkan 2 buah kit Arduino Training kit untuk diasembling oleh SMK Leonardo dan SMK Petrus Kanisius. Juga diserahkan 2 buah Arduino Training Kit untuk dijadikan contoh perakitannya. Hasil perakitan akan disupervisi oleh tim. Gambar 7. Pelaksanaan pelatihan Arduino Training Kit bagi guru SMK Pada gambar 8 ditunjukkan seluruh peserta dan tim pelaksana pelatihan Arduino Training Kit. Dalam melaksanakan program pelatihan ini, tim pelaksana mengajak dosen, laboran dan mahasiswa. Dengan demikian tujuan ketiga yaitu memberi sarana para mahasiswa dalam pengabdian masyarakat telah tercapai. Gambar 8. Seluruh peserta dan tim pelaksana kegiatan pelatihan Gambar 9. Penyerahan kit Arduino training kit kepada perwakilan guru SMK Leonardo dan SMK Petrus Kanisius Klaten, Jawa Tengah. C. Tahap Evaluasi Pelatihan Tujuan evaluasi pelatihan adalah mengetahui tingkat keberhasilan penyampaian materi modul pelatihan Arduino Training Kit. Evaluasi pelaksanaan pelatihan di SMK Leonardo yang diikuti oleh guru-guru SMK Leonardo dan SMK Petrus Kanisis Klaten dilakukan beberapa tahap, yaitu sebelum kegiatan (pre test), selama kegiatan (capaian per modul) dan diakhiri dengan evaluasi kegiatan pelatihan. Perbandingan hasil Pre Test dan Post Test ditunjukkan pada tabel 2. Dari tabel tersebut tampak bahwa terjadi peningkatan kemampuan yang signifikan antara sebelum dan sesudah pelatihan. Nilai rata-rata Pre Test adalah 2,80 sedangkan nilai rata-rata Post Test adalah 4,22. Dengan demikian terjadi peningkatan sebesar 50,71%. Hal ini membuktikan bahwa pelatihan yang telah dilaksanakan ini telah sesuai dengan tujuan pelatihan yaitu meningkatkan kemampuan Arduino bagi guru-guru di SMK Leonardo dan Petrus Kanisius Klaten. Contoh pengerjaan pre test ditunjukkan dalam lampiran 1, dan contoh hasil post test setiap sesi ditunjukkan dalam lampiran 2. Untuk mengetahui kinerja tim pelatihan, maka para peserta juga diminta untuk mengisi kuesioner pelatihan, dengan hasil seperti yang ditunjukkan dalam tabel 3. Evaluasi ini juga berfungsi untuk meningkatkan kualitas pelatihan di kemudian hari. Rata-rata penilaian evaluasi adalah 4,38 dari skala 5. Dari 6 aspek yang dievaluasi, nilai yang tertinggi adalah dari aspek isi materi yaitu 4,73. Hal ini membuktikan bahwa dari segi materi, kualitas modul yang dibuat sangat baik. F - 11

6 TABEL 2. HASIL PRE TEST DAN POST TEST UCAPAN TERIMA KASIH Kami ucapan terima kasih Dirjen DPRM yang telah berkenan mendanai kegiatan IbM ini sehingga dapat telaksanaan dengan baik. Ucapan terima kasih juga kami sampaikan kepada Prodi Teknik Elektro dan LPPM Universitas Sanata Dharma Yogyakarta yang telah menyediakan sarana dan prasarana demi kelancaran kegiatan IbM ini. DAFTAR PUSTAKA [1] ,2013, penguatan-kurikulum-peningkatan-kualitas-tenaga-pengajar-danpeningkatan-peran- pemerintah-dalam-usaha-menyelaraskan-duniapendidikan-dan-dunia-kerja html, diakses tanggal 22 April [2] , 2012, diakses tanggal 22 April a [3] , 2012, / Penguatan.SMK.Masi h.belum.maksimal, diakses tanggal 22 April 2015 TABEL 3. HASIL KUESIONER KEGIATAN PELATIHAN Nilai yang paling rendah adalah aspek pemahaman peserta terhadap materi. Hal ini dikarenakan peserta tidak hanya dari elektro, namun ada yang dari otomotif. Perbedaan latar belakang pendidikan inilah yang menyebabkan dinamika pemahaman setiap peserta menjadi berbeda-beda. Kecepatan pemahaman setiap peserta yang berbeda ini terkadang menyulitkan pemateri menjadi kesulitan dalam mengelola dinamika kelas. Untuk kegiatan selanjutnya perlu dibuat kelas yang berbeda antara yang sudah terbiasa atau pernah menggunakan Arduino dan yang belum, sehingga proses menjadi lebih optimal. Lembar evaluasi kegiatan ditunjukkan pada lampiran 3. V. KESIMPULAN Dari hasil pelaksanaan Program Pengabdian Masyarakat skema IbM ini dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Pelatihan mampu meningkatkan kemampuan para guru dengan peningkatan sebesar 50,71%. 2. Kualitas modul yang dibuat sudah baik, terbukti dengan nilai evaluasi sebesar 4,22 dari skala Perbedaan latar belakang pendidikan menyebabkan pemahaman setiap peserta menjadi berbeda-beda. F - 12

7 Lampiran 1. Contoh Hasil Pre Test F - 13

8 Lampiran 2. Contoh Soal Test Kegiatan Per Sesi F - 14

9 F - 15

10 Lampiran 3. Contoh Hasil Kuesioner F - 16