Rancang Bangun Alat Praktikum Penentuan Indeks Bias Zat Cair Berbantuan Arduino dan Sensor HC-SR04

Abstract

Rancang bangun adalah serangkaian prosedur untuk menciptakan hasil analisis dari sebuah sistem yang telah ada baik secara keseluruhan maupun sebagian. Rancang bangun erat kaitannya dalam pembuatan alat yang bertujuan untuk memenuhui kebutuhan dan memberikan gambaran jelas kepada pemakainya. Jika praktikum merupakan serangkain kegiatan yang dilakukan untuk menerapkan keterampilan atau mempraktikan sesuatu. Maka, alat praktikum dapat dibuat dalam suatu rancang bangun yang digunakan memenuhi kebutuhan praktikan tersebut. Praktikum merupakan serangkaian kegiatan yang dilakukan untuk menerapkan keterampilan atau mempraktikan sesuatu. Salah satu fenomena fisika yang dapat dijelaskan melalui kegiatan praktikum adalah pembiasan cahaya. Indeks bias cahaya menjadi salah satu hasil pengamatan saat praktikum pembiasan cahaya. Namun, pengukuran indeks bias suatu zat biasanya menggunakan alat ukur indeks bias yaitu refraktometer. Penggunaan refraktometer hanya terbatas di laboratorium dikarenakan harganya relatif mahal. Sensor HC-SR04 yang dikendalikan oleh mikrokontoler Arduino dapat digunakan untuk membuat alat ukur indeks bias yang relatif lebih murah. Dengan demikian, penggunaan sensor jarak HC-SR04 dan Arduino uno dapat dijadikan komponen untuk membuat rancang bangun alat praktikum penentuan indeks bias zat cair. Dari uraian diatas tujuan dari penelitian ini adalah: (1) Membuat rancang bangun alat praktikum penentuan indeks bias zat cair berbantuan Arduino dan sensor jarak HC-SR04. (2) Mengukur indeks bias zat cair menggunakan alat praktikum penentuan indeks bias zat cair berbantuan Arduino dan sensor HC-SR04. Penelitian ini menggunakan jenis penelitian dan pengembangan (Research and Development) dengan desain Nieveen. Prosedur penelitian ini diantaranya adalah Preliminary Research, Prototyping Stage, dan Assessment Stage (summative evaluation). Teknik validasi yang digunakan untuk mengetahui validitas rancang bangun alat yaitu dengan membandingkan data hasil ukur rancang bangun alat dengan data hasil alat ukur yang sudah terstandar atau alat ukur buatan pabrik. Berdasarkan hasil analisis data, didapatkan nilai R Square sebesar 0,99% atau pada grafik disebutkan R2 = 1% yang artinya terdapat hubungan yang sangat kuat antara data hasil ukur rancang bangun alat dan data hasil alat ukur yang sudah terstandar. Hal ini menunjukkan bahwa sensor jarak HC-SR04 yang diuji telah valid dan dapat digunakan sebagai alat ukur jarak yang telah terstandarisasi untuk memperoleh data yang benar. Tingkat kesalahan atau error pada rancang bangun alat mencapai 1,11% dibandingkan dengan alat ukur pabrikan. Kemudian, hasil data ukur indeks bias zat cair menggunakan rancang bangun alat sudah sesuai dengan kajian teori sebelumnya. Dari analisis yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa: (1) Rancang bangun alat praktikum penentuan indeks bias zat cair telah berhasil dibuat dengan desain penelitian Nieveen pada tahap yang kedua yaitu Prototyping Stage. Proses pembuatan rancang bangun alat praktikum ini meliputi penyediaan alat dan bahan, pembuatan desain produk, uji coba terbatas alat praktikum melalui kalibrasi, perbaikan alat dan menghasilkan rancang bangun alat yang sudah terkalibrasi. (2) Proses pengukuran indeks bias menggunakan alat praktikum penentuan indeks bias zat cair adalah mengukur jarak fokus lensa zat cair (jarak antara lensa zat cair hingga bayangan akhir LED paling terang di sisi sumber LED tersebut) menggunakan Arduino dan sensor jarak HC-SR04 dengan menformulasikan persamaan indeks bias zat cair yang hasilnya ditampilkan pada layar LCD. Hasil pengukuran indeks bias aquades sebesar 1,33, larutan alkohol 70% berindeks bias 1,36, larutan garam 5% berindeks bias 1,33, dan larutan gula 30% berindeks bias 1,35.