Pemanfaatan Sensor Ultrasonik HC SR-04 dan Papan Arduino sebagai Alat Praktikum Resonansi Bunyi

Abstract

Fisika membutuhkan pembuktian teori melalui pendekatan ilmiah. Pendekatan ilmiah dapat dilakukan melalui kegiatan pengamatan, percobaan atau praktikum dan analisis data untuk mendapatkan kesesuaian teori dengan kejadian yang dialami dalam kehidupan nyata. Pentingnya pembuktian teori melalui percobaan, pengamatan, atau praktikum juga didukung oleh Brockhaus (dalam Druxes, 1986) yang menyatakan, dalam mempelajari fisika dilakukan melalui penelitian, percobaan, pengukuran, dan penyajian data yang sistematisPenggunaan pengamatan dan pengukuran dalam mempelajari fisika adalah hal yang penting (Halliday, 1997). Young dan Freedman (2003) juga berpendapat bahwa bahwa fisika merupakan suatu ilmu eksperimental. Eksperimental yang dimaksud dalam pembelajaran fisika dibutuhkan kegiatan eksperimen untuk mendapatkan pemahaman dan penguasaan konsep dan teori yang baik yang terjadi dalam setiap fenomena fisika. Maka dari itu, pembelajaran fisika tidak dapat dipisahkan dengan kegiatan praktikum atau percobaan. Salah satu kegiatan praktikum atau percobaan yang penting adalah tentang gelombang bunyi. Gelombang bunyi merupakan suatu kejadian yang setiap saat terjadi dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya saat kita mendengar bunyi kendaraan, bunyi air, music, dan masih banyak sumber bunyi yang menghasilkan berbagai macam bunyi yang kita dengar. Oleh karena itu, praktikum atau percobaan tentang bunyi adalah hal yang penting, karena banyak siswa yang kurang begitu memahami dan menguasai konsep tentang bunyi yang termasuk dalam salah satu bahasan pokok di fisika. Kegiatan praktikum atau percobaan secara konvensional dengan menggunakan tabung resonansi dan garpu tala yang digetarkan secara manual memungkinkan terjadinya kesalahan dalam pengamatan yang dapat diakibatkan dari beberapa factor, salah satunya adalah kesalahan dari manusia atau human error. Selain itu menurut penelitian Nurkholis (Nurkholis dkk, 2014) dalam praktikum resonansi bunyi siswa kesulitan dalam menentukan resonansi bunyi, karena frekuensi dari garpu tala yang cukup rendah. Selain itu, menurut penelitian yang dilakukan oleh Haisy (Haisy dkk, 2015) bahwa sistem pengoperasian dari alat peraga resonator lama yang masih manual yaitu dengan menggunakan garpu tala sebagai sumber frekuensi bunyi dan pengaruh dari suara disekitar yang dapat mengganggu pendengaran praktikan pada saat mengamati titik resonansi. Berdasarkan uraian diatas dapat disimpulkan bahwa praktikum yang dilakukan secara konvensional memiliki banyak kekurangan yang perlu untuk diperbaiki. Kekurangan dalam praktikum konvensional dapat diperbaiki, salah satunya dengan menggunakan arduino. Penelitian yang dilakukan oleh Muhammad Febri dan Eppy (Febri, Muhammad dan Eppy Yundra, 2019) tentang pengembangan trainer kit mikrokontroler Arduino Uno sebagai media penunjang pembelajaran mendapatkan hasil bahwa trainer kit berbasis Arduino layak dan efektif digunakan sebagai pengganti cara konvensional. Tahap pertama adalah mempersiapkan alat dan bahan yang telah disediakan. Alat dan bahan yang akan digunakan harus sudah dalam kondisi yang baik. Bahan yang akan digunakan adalah satu buah Arduino Uno, satu buah sensor ultrasonik HC SR-04, satu buah pengeras suara, dua buah set kabel jumper, satu buah LCD 16 x 2, satu buah I2C, tabung resonansi, garpu tala, dan mistar. Tahap kedua adalah merancang dan mengkalibrasi alat. Sesudah menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan dalam penelitian seperti, Arduino, satu buah sensor ultrasonik HC SR-04, satu buah pengeras suara, dua buah set kabel jumper, satu buah LCD 16 x 2, satu buah I2C, tabung resonansi, garpu tala, dan mistar. Merangkai alat seperti yang telah digambarkan pada desain alat. Tahap selanjutnya adalah menganalisis menggunakan spss dengan metode regresi. Pada tahap ini menganalisis untuk mengetahui apakah nilai R yang dihasilkan mendekati atau menjauhi 1.000 dan juga apakah persebaran data yang dihasilkan mendekati atau menjauhi garis normal. Pada pengukuran jarak didapatkan bahwa nilai R squared (R2 = 1,000) dan nilai R squared pada frequency counter (R2 = 0,881) Dengan grafik normalisasi persebaran data mendekati garis normal. Hal ini menunjukkan bahwa data yang dihasilkan oleh alat yang dikalibrasi dikatakan valid. Dari hasil yang telah diperoleh dari pengukuran menggunakan alat yang telah dirancang, alat yang dirancang dapat dinyatakan berhasil mengukur jarak dan juga frekuensi bunyi.