LAPORAN PRAKTIKUM

ELEKTRONIKA DASAR 1

ALAT PENGUKUR PERCEPATAN

GRAVITASI PADA GERAK JATUH

BEBAS

Arief Sulaeman(1127030012)

December 23, 2013

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UIN SUNAN GUNUNG DJATI BANDUNG

2013

1

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 1587.3m/s2s and of stopwacth amounted to 2785.5m/s2s.

Textit Keywords: CV AVR, Gravity, Simulation, Sensors, and Timers

1

Ringkasan

Pada praktikum kali ini yaitu mengenai Robot Line Follower Digi-

tal, 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 1587.3m/s2s serta dari stopwacth adalah

sebesar 2785.5m/s2s.

Kata Kunci: CV AVR, Gravitasi, Simulasi, Sensor, dan Timer

2

1 Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari hari , kita sering melihat atau bahkan mene-

mui benda yang mengalami gerak jatuh bebas . Misal nya pada gerak buah

yang jatuh dari pohon , gerak benda yang dijatuh kan dari ketinggian ter-

tentu 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. Selan-

jutnya 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 me-

nunjukan 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. Menyelidiki hubungan antara ketinggian dan waktu tempuh serta men-

gukur 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 ger-

aknya hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi. Misalnya, gerak sebuah ke-

lapa yang tiba-tiba lepas dari tangkainya dan jatuh. Buah kelapa itu jatuh

tanpa ada yang sengaja menjatuhkannya sehingga kecepatan awal buah ke-

lapa tidak ada atau nol. Percepatan a=g (gravitasi bumi) Kecepatan di

permukaan tanah v = Waktu untuk sampai ditanah. Gerak jatuh bebas da-

pat ditunjukkan sebuah benda jatuh tanpa kecepatan awal dari ketinggian h

dan dipengaruhi oleh percepatan gravitasi g.

Secara matematis, gerak jatuh bebas ditulis:

vt = v0 + a.t ......(1)

Karena v0 = 0 dan a=g, maka rumus di atas berubah menjadi:

vt = g.t ......(2)

keterangan vt = kecepatan(m/s), g=percepatan gravitasi (m/s2), dan t=waktu

(s).

Untuk mendapatkan nilai percepatan gravitasi maka rumusnya adalah:

h = 12g.t2

g = 2ht2

......(3)

4

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 16

7. Kristal

8. Downloader

9. Statif

10. Charger

11. Resistor 10k

5

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 menyam-

bungkan 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 ke-

cepatan awal, dan Pada saat bola melewati sensor 1, LCD secara otomatis

akan melakukan pembacaan waktu. Kemudian setelah bola jatuh ke per-

mukaan 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

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

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

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 ke-

cepatan 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 dile-

takan dibawah dan diatas supaya bisa dihitung pda saat benda jatu dan

9

saat benda akan menyentuh permukaan tanah. Dalam praktikum kali ini di-

lakukan 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

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

0.8869. 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 perhi-

tungan atau yang yang disebut timer. Untuk sensor yang kedua menunjukan

11

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 prak-

tikum yang dilakukan yaitu dengan memasukan nilai rata-rata pada rumus

sebagai berikut :

g = 2ht2

g = 2x1m( 35.61000

)2s

g = 2x1m0.0352s

g = 2x1m0.00126s

g = 1587.3m/s2s

Sedangkan perhitungan jika menggunakan data dari stopwacth dengan

menggunakan nilai rata-ratanya maka didapat hasil sebagai berikut, sama

seperti diatas menggunakan rumus tersebut :

g = 2ht2

g = 2x1m( 26.81000

)2s

g = 2x1m0.02682s

g = 2x1m0.000718s

g = 2785.5m/s2s

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

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

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 be-

bas, menentukan waktu dan kecepatan dari alat tersebut, menyelidiki hubun-

gan antara ketinggian dan waktu tempuh serta mengukur percepatan gravi-

tasi 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 0.8869.

• 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 1587.3m/s2s.

• Dari hasil perhitungan didapat percepatan gravitasi dari stopwacth

adalah sebesar 2785.5m/s2s.

14

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 In-

formatika.

[4] Hadi, Mokh. Sholihul ”Mengenai Mikrokontroler AVR AT-

mega16”http//ilmukomputer.org

[5] http://id.wikibooks.org/wiki/Rumus-Rumus Fisika Lengkap/Gerak (di-

akses pada tanggal 18 Desember 2013)

[6] http://id.wikipedia.org/wiki/Gerak jatuh bebas (diakses pada tanggal

18 Desember 2013)

15

LAMPIRAN

16