laporan elektronika dasar modul 14 (1)
LAPORAN PRAKTIKUM
ELEKTRONIKA DASAR 1
Alat Pengukur Percepatan Gravitasi
Pada Gerak Jatuh Bebas
Beri Bernando(1127030014)
December 22, 2013
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UIN SUNAN GUNUNG DJATI BANDUNG
2013
1
Abstract
Basic electronics lab ”Acceleration of Gravity Meter In Free Fall
Motion” aims to be able to design and build an automatic timer tool,
CVAVR program Understanding, Measuring motion free fall, Determining the time and speed of the tool, Investigating the relationship
between altitude and travel time as well as measure the acceleration
of gravity ”g”. Mechanical experiments conducted in this practicum
is to design a circuit using Proteus software and after that make a
program by using code vision AVR, then enter the program at a minimum system. As of the control sensors are used atmega 16, wherein
the device will calculate the gravitational acceleration when the object
is dropped.
Keywords: ATMega16, AVR, Microcontroller ATMega 16, Acceleration of gravity, free fall motion
Ringkasan
Pada praktikum yang berjudul ”Alat Pengukur Percepatan Gravitasi Pada Gerak Jatuh Bebas” yang bertujuan untuk mampu mendesain dan membangun alat penghitung waktu otomatis, Memahami
program Codevision AVR, Mengukur gerak jatuh bebas, Menentukan
waktu dan kecepatan dari alat tersebut, Menyelidiki hubungan antara
ketinggian dan waktu tempuh serta mengukur percepatan gravitasi g.
Langkah percobaan yang dilakukan dalam Praktikum ini yaitu dengan mendesain rangkaian menggunakan software proteus dan setelah
itu membuat program dengan menggunakan code vision AVR, kemudian menginputkan program tersebut pada sistem minimum. Sebagai
dari kontrol sensor tersebut digunakan ATMega 16, dimana perangkat
tersebut akan menghitung besar percepatan gravitasi pada saat benda
dijatuhkan.
Kata Kunci: ATMega16, AVR, Mikrokontroler ATMega16, Percepatan Gravitasi, Gerak jatuh bebas
1
1
1.1
Pendahuluan
Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari hari , kita sering melihat atau bahkan menemui
benda yang jatuh dari suatu ketinggian. Misalnya pada gerak buah yang
jatuh dari pohon , atau gerak benda yang dijatuh kan dari ketinggian tertentu. Setiap benda yang berada dalam ketinggian tertentu akan mengalami
suatu gerak yang dinamakan gerak jatuh bebas, karena 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.
Dengan diadakannya raktikum elektronika dasar tentang ”Alat Pengukur
Percepatan Gravitasi Pada Gerak Jatuh Bebas” diharapkan mahasiswa mampu
mendesain dan membangun alat penghitung waktu otomatis, Memahami
program CvAVR, Mengukur gerak jatuh bebas, Menentukan waktu dan
kecepatan dari alat tersebut, Menyelidiki hubungan antara ketinggian dan
waktu tempuh serta mengukur percepatan gravitasi g.
2
1.2
Tujuan
1. Mampu mendesain dan membangun alat penghitung waktu otomatis
2. Memahami program CvAVR
3. Mengukur gerak jatuh bebas
4. Menentukan waktu dan kecepatan dari alat tersebut
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 tibatiba 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:
(vt = v0 + a.t)
Karena v0 = 0 dan a = g, maka rumus di atas berubah menjadi:
(vt = g.t)
keterangan :
vt = kecepatan (m/s)
g = percepatan gravitasi (m/s2 )
t = waktu (s)
3
untuk mendapatkan nilai percepatan gravitasi maka rumusnya adalah:
h = 1/2gt2
maka :
g=
2
2h
t2
Metode Praktikum
2.1
Waktu dan Tempat
Praktikum elektronika dasar 1 ini dilaksanakan pada hari sabtu, 14 Desember 2013 yang bertempatkan di Labolatorium Fisika Fakultas Sains dan
Teknologi UIN Sunan Gunung Djati Bandung.
2.2
Alat dan bahan yang digunakan antara lain:
1. Komputer
2. Software Proteus
3. Software Code Vision AVR
4. PCB
5. Sensor
6. Kaberl
7. Laser
8. LCD
9. AT Mega 16
10. Kristal
11. Downloader
4
12. Statif
13. Charger
14. Resistor 10k
2.3
2.3.1
Prosedur Percobaan
Langkah percobaan
1. Pembuatan Alat
Pada pembuatan alat , langkah percobaan yang pertama yaitu merangkai sircuit sismin dengan prinsip sama seperti sistem kerja line follower, Membuat
sircuit LCD, Menyambungkan 2 buah sensor atas dan bawah pada statif,
Melakukan coding pada software CV AVR dan memasukan coding tersebut
kedalam sismin melalui downloader.
2. Simulasi Alat
Pada simulasi alat, mula mula bola disimpan di atas sensor 1 dan dijatuhkan
tanpa kecepatan awal. 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. Eksperimen ini dilakukan
dengan ketinggian dengan jarak 1 m.
5
2.3.2
Diagram Alir
1. Pembuatan Alat
Membuat statif
Merancang rangkaian sismin dan LCD
Membuat dua rangkaian sensor untuk start dan finish
coding di CV AVR dan memasukannya pada sismin melalui downloader
2. Simulasi Alat
Hubungkan rangkaian downloader pada komputer
cek output nilai LCD Hrus Menunjukan nilai 00:00:00
Menjatuhkan bola
Melihat hasil outputan pada LCD
6
3
3.1
Hasil dan Pembahasan
Data Hasil Pengamatan
1. Rangkaian Isis Alat Percepatan Gravitasi
2. Log Rangkaian Isis Alat Percepatan Gravitasi
7
3. Rangkaian Ares Alat Percepatan Gravitasi
4. Pengambilan Data Perbandingan Waktu
No
1
2
3
4
5
rata-rata
t digital (s)
0.42
0.39
0.39
0.40
0.37
0.39
t stopwatch (s)
0.55
0.43
0.42
0.44
0.41
0.45
8
h (m)
1
1
1
1
1
1
5. Grafik Perbandingan Waktu
6. Hasil Percepatan Gravitasi
No
1
2
3
4
5
rata-rata
g digital (m/s2 )
11.3
13.1
12.5
14.6
12.9
12.9
9
g stopwatch (m/s2 )
6.6
10.1
11.33
10.33
11.89
10.1
3.2
Pembahasan
Pada praktikum yang berjudul ”Alat Pengukur Percepatan Gravitasi Pada
Gerak Jatuh Bebas” yang bertujuan untuk mampu mendesain dan membangun alat penghitung waktu otomatis, Memahami program Codevision AVR,
Mengukur gerak jatuh bebas, Menentukan waktu dan kecepatan dari alat
tersebut, Menyelidiki hubungan antara ketinggian dan waktu tempuh serta
mengukur percepatan gravitasi g.
Pada praktikum ini dilakukan beberapa percobaan, yaitu mendesain rangkaian dengan menggunakan software proteus dan setelah itu membuat program
dengan menggunakan code vision AVR. Setelah program dibuat, kemudian
menginpputkan perintah program code AVR kedalam mikrokontroler Atmega
16 pada desain kalibrasi sensor suhu yang ada pada desain proteus. Kemudian diuji dengan menjatuhkan bola pada ketinggian tertentu. Ketika waktu
yang ditempuh benda pada LCD muncul berarti program yang pada code
vision AVR telah benar sesuai dengan keinginan yang telah diperintahkan,
kemudian program diisikan kedalam mikrokontroler yang berada pada desain proteus. Setelah program diisikan kedalam desain proteus kemudian
diuji dan analisis rangkaian kalibrasi tersebut yang telah diberikan program.
Dengan menggunakan rangkain nyata yang pernah dibuat sebelumnya, maka
kami dapat mengetahui besar percepatan yang di jatuhkan dari ketinggian
tertentu.
Gerak jatuh bebas adalah gerak suatu benda yang jatuh dari suatu ketinggian diatas tanah tanpa kecepatan awal dan dalam geraknya hanya dipengaruhi percepatan gravitasi. Artinya, Percepatan gravitasi pada gerak jatuh
bebas ini searah dengan percepatan gravitasi bumi. Dalam mencari nilai
waktu yang dibutuhkan oleh benda saat melakukan gerak jatuh bebas, mula
mula benda disimpan di atas sensor 1 dan dijatuhkan tanpa kecepatan awal.
Pada saat benda 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
10
pada LCD akan berhenti. Pengambilan data ini dilakukan sebanyak 5 kali
dengan ketinggian tetap yaitu 100 cm atau 1 m. Data yang didapatkan
berbeda-beda dari setiap pengambilan waktunya, meskipun jaraknya tidak
kami variasikan. artinya, jarak atau ketinggian tetap konstan.
Setelah mendapatkan nilai perbandingan waktu pada LCD dan Stopwatch, maka nilai percepatan gravitasinya dapat diketahui. Nilai rata-rata
percepatan gravitasi yang didapat pada LCD yaitu 12.9 m/s2 dan nilai percepatan gravitasi yang didapat pada stopwatch yaitu 10.1 m/s2 . Sedangkan
litelatur percepatan gravitasi bumi adalah 9.8 m/s2 atau 10 m/s2 .
11
4
Kesimpulan
1. Setiap benda yang jatuh dari ketinggian pasti akan dipengaruhi oleh
suatu gaya yang disebut dengan garvitasi yang menyebabkan adanya
suatu percepatan kebawah yang disebut dengan percepatan gravitasi.
2. Gerak jatuh bebas adalah gerak suatu benda yang jatuh dari suatu ketinggian diatas tanah tanpa kecepatan awal dan dalam geraknya hanya
dipengaruhi percepatan gravitasi.
3. dalam praktikum ini, kami mendapatkan nilai rata-rata percepatan
gravitasi pada LCD yaitu 12.9 m/s2
12
References
[1] Hadi, Mokh. Sholihu. Mengenal Mikrokontroler AVR ATMega16.(2011)
[2] Hannan, Arief. Perancangan sistem Pemanggil Perawat berbasis
Mikrokontroller ATMega 16.(2012). STMIK Amikom. Yogyakarta
[3] Malvino. ”‘Prinsip-prinsip elektronika 1” .(1994). Jakarta: Erlangga
[4] http://www.bolabot.com/2013/02/Cara
mengkalibrasi
suhu.html’Diakses tanggal 13 November 2013, jam 19.00
sensor
[5] http://fahmizaleeits.wordpress.com/timer’Diakses tanggal 19 Desember
2013, jam 19.40
[6] http://elektronika dasar.alat-ukur-percepatan-gravitasi.html’Diakses
tanggal 19 Desember 2013, jam 20.00
13
ELEKTRONIKA DASAR 1
Alat Pengukur Percepatan Gravitasi
Pada Gerak Jatuh Bebas
Beri Bernando(1127030014)
December 22, 2013
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UIN SUNAN GUNUNG DJATI BANDUNG
2013
1
Abstract
Basic electronics lab ”Acceleration of Gravity Meter In Free Fall
Motion” aims to be able to design and build an automatic timer tool,
CVAVR program Understanding, Measuring motion free fall, Determining the time and speed of the tool, Investigating the relationship
between altitude and travel time as well as measure the acceleration
of gravity ”g”. Mechanical experiments conducted in this practicum
is to design a circuit using Proteus software and after that make a
program by using code vision AVR, then enter the program at a minimum system. As of the control sensors are used atmega 16, wherein
the device will calculate the gravitational acceleration when the object
is dropped.
Keywords: ATMega16, AVR, Microcontroller ATMega 16, Acceleration of gravity, free fall motion
Ringkasan
Pada praktikum yang berjudul ”Alat Pengukur Percepatan Gravitasi Pada Gerak Jatuh Bebas” yang bertujuan untuk mampu mendesain dan membangun alat penghitung waktu otomatis, Memahami
program Codevision AVR, Mengukur gerak jatuh bebas, Menentukan
waktu dan kecepatan dari alat tersebut, Menyelidiki hubungan antara
ketinggian dan waktu tempuh serta mengukur percepatan gravitasi g.
Langkah percobaan yang dilakukan dalam Praktikum ini yaitu dengan mendesain rangkaian menggunakan software proteus dan setelah
itu membuat program dengan menggunakan code vision AVR, kemudian menginputkan program tersebut pada sistem minimum. Sebagai
dari kontrol sensor tersebut digunakan ATMega 16, dimana perangkat
tersebut akan menghitung besar percepatan gravitasi pada saat benda
dijatuhkan.
Kata Kunci: ATMega16, AVR, Mikrokontroler ATMega16, Percepatan Gravitasi, Gerak jatuh bebas
1
1
1.1
Pendahuluan
Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari hari , kita sering melihat atau bahkan menemui
benda yang jatuh dari suatu ketinggian. Misalnya pada gerak buah yang
jatuh dari pohon , atau gerak benda yang dijatuh kan dari ketinggian tertentu. Setiap benda yang berada dalam ketinggian tertentu akan mengalami
suatu gerak yang dinamakan gerak jatuh bebas, karena 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.
Dengan diadakannya raktikum elektronika dasar tentang ”Alat Pengukur
Percepatan Gravitasi Pada Gerak Jatuh Bebas” diharapkan mahasiswa mampu
mendesain dan membangun alat penghitung waktu otomatis, Memahami
program CvAVR, Mengukur gerak jatuh bebas, Menentukan waktu dan
kecepatan dari alat tersebut, Menyelidiki hubungan antara ketinggian dan
waktu tempuh serta mengukur percepatan gravitasi g.
2
1.2
Tujuan
1. Mampu mendesain dan membangun alat penghitung waktu otomatis
2. Memahami program CvAVR
3. Mengukur gerak jatuh bebas
4. Menentukan waktu dan kecepatan dari alat tersebut
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 tibatiba 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:
(vt = v0 + a.t)
Karena v0 = 0 dan a = g, maka rumus di atas berubah menjadi:
(vt = g.t)
keterangan :
vt = kecepatan (m/s)
g = percepatan gravitasi (m/s2 )
t = waktu (s)
3
untuk mendapatkan nilai percepatan gravitasi maka rumusnya adalah:
h = 1/2gt2
maka :
g=
2
2h
t2
Metode Praktikum
2.1
Waktu dan Tempat
Praktikum elektronika dasar 1 ini dilaksanakan pada hari sabtu, 14 Desember 2013 yang bertempatkan di Labolatorium Fisika Fakultas Sains dan
Teknologi UIN Sunan Gunung Djati Bandung.
2.2
Alat dan bahan yang digunakan antara lain:
1. Komputer
2. Software Proteus
3. Software Code Vision AVR
4. PCB
5. Sensor
6. Kaberl
7. Laser
8. LCD
9. AT Mega 16
10. Kristal
11. Downloader
4
12. Statif
13. Charger
14. Resistor 10k
2.3
2.3.1
Prosedur Percobaan
Langkah percobaan
1. Pembuatan Alat
Pada pembuatan alat , langkah percobaan yang pertama yaitu merangkai sircuit sismin dengan prinsip sama seperti sistem kerja line follower, Membuat
sircuit LCD, Menyambungkan 2 buah sensor atas dan bawah pada statif,
Melakukan coding pada software CV AVR dan memasukan coding tersebut
kedalam sismin melalui downloader.
2. Simulasi Alat
Pada simulasi alat, mula mula bola disimpan di atas sensor 1 dan dijatuhkan
tanpa kecepatan awal. 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. Eksperimen ini dilakukan
dengan ketinggian dengan jarak 1 m.
5
2.3.2
Diagram Alir
1. Pembuatan Alat
Membuat statif
Merancang rangkaian sismin dan LCD
Membuat dua rangkaian sensor untuk start dan finish
coding di CV AVR dan memasukannya pada sismin melalui downloader
2. Simulasi Alat
Hubungkan rangkaian downloader pada komputer
cek output nilai LCD Hrus Menunjukan nilai 00:00:00
Menjatuhkan bola
Melihat hasil outputan pada LCD
6
3
3.1
Hasil dan Pembahasan
Data Hasil Pengamatan
1. Rangkaian Isis Alat Percepatan Gravitasi
2. Log Rangkaian Isis Alat Percepatan Gravitasi
7
3. Rangkaian Ares Alat Percepatan Gravitasi
4. Pengambilan Data Perbandingan Waktu
No
1
2
3
4
5
rata-rata
t digital (s)
0.42
0.39
0.39
0.40
0.37
0.39
t stopwatch (s)
0.55
0.43
0.42
0.44
0.41
0.45
8
h (m)
1
1
1
1
1
1
5. Grafik Perbandingan Waktu
6. Hasil Percepatan Gravitasi
No
1
2
3
4
5
rata-rata
g digital (m/s2 )
11.3
13.1
12.5
14.6
12.9
12.9
9
g stopwatch (m/s2 )
6.6
10.1
11.33
10.33
11.89
10.1
3.2
Pembahasan
Pada praktikum yang berjudul ”Alat Pengukur Percepatan Gravitasi Pada
Gerak Jatuh Bebas” yang bertujuan untuk mampu mendesain dan membangun alat penghitung waktu otomatis, Memahami program Codevision AVR,
Mengukur gerak jatuh bebas, Menentukan waktu dan kecepatan dari alat
tersebut, Menyelidiki hubungan antara ketinggian dan waktu tempuh serta
mengukur percepatan gravitasi g.
Pada praktikum ini dilakukan beberapa percobaan, yaitu mendesain rangkaian dengan menggunakan software proteus dan setelah itu membuat program
dengan menggunakan code vision AVR. Setelah program dibuat, kemudian
menginpputkan perintah program code AVR kedalam mikrokontroler Atmega
16 pada desain kalibrasi sensor suhu yang ada pada desain proteus. Kemudian diuji dengan menjatuhkan bola pada ketinggian tertentu. Ketika waktu
yang ditempuh benda pada LCD muncul berarti program yang pada code
vision AVR telah benar sesuai dengan keinginan yang telah diperintahkan,
kemudian program diisikan kedalam mikrokontroler yang berada pada desain proteus. Setelah program diisikan kedalam desain proteus kemudian
diuji dan analisis rangkaian kalibrasi tersebut yang telah diberikan program.
Dengan menggunakan rangkain nyata yang pernah dibuat sebelumnya, maka
kami dapat mengetahui besar percepatan yang di jatuhkan dari ketinggian
tertentu.
Gerak jatuh bebas adalah gerak suatu benda yang jatuh dari suatu ketinggian diatas tanah tanpa kecepatan awal dan dalam geraknya hanya dipengaruhi percepatan gravitasi. Artinya, Percepatan gravitasi pada gerak jatuh
bebas ini searah dengan percepatan gravitasi bumi. Dalam mencari nilai
waktu yang dibutuhkan oleh benda saat melakukan gerak jatuh bebas, mula
mula benda disimpan di atas sensor 1 dan dijatuhkan tanpa kecepatan awal.
Pada saat benda 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
10
pada LCD akan berhenti. Pengambilan data ini dilakukan sebanyak 5 kali
dengan ketinggian tetap yaitu 100 cm atau 1 m. Data yang didapatkan
berbeda-beda dari setiap pengambilan waktunya, meskipun jaraknya tidak
kami variasikan. artinya, jarak atau ketinggian tetap konstan.
Setelah mendapatkan nilai perbandingan waktu pada LCD dan Stopwatch, maka nilai percepatan gravitasinya dapat diketahui. Nilai rata-rata
percepatan gravitasi yang didapat pada LCD yaitu 12.9 m/s2 dan nilai percepatan gravitasi yang didapat pada stopwatch yaitu 10.1 m/s2 . Sedangkan
litelatur percepatan gravitasi bumi adalah 9.8 m/s2 atau 10 m/s2 .
11
4
Kesimpulan
1. Setiap benda yang jatuh dari ketinggian pasti akan dipengaruhi oleh
suatu gaya yang disebut dengan garvitasi yang menyebabkan adanya
suatu percepatan kebawah yang disebut dengan percepatan gravitasi.
2. Gerak jatuh bebas adalah gerak suatu benda yang jatuh dari suatu ketinggian diatas tanah tanpa kecepatan awal dan dalam geraknya hanya
dipengaruhi percepatan gravitasi.
3. dalam praktikum ini, kami mendapatkan nilai rata-rata percepatan
gravitasi pada LCD yaitu 12.9 m/s2
12
References
[1] Hadi, Mokh. Sholihu. Mengenal Mikrokontroler AVR ATMega16.(2011)
[2] Hannan, Arief. Perancangan sistem Pemanggil Perawat berbasis
Mikrokontroller ATMega 16.(2012). STMIK Amikom. Yogyakarta
[3] Malvino. ”‘Prinsip-prinsip elektronika 1” .(1994). Jakarta: Erlangga
[4] http://www.bolabot.com/2013/02/Cara
mengkalibrasi
suhu.html’Diakses tanggal 13 November 2013, jam 19.00
sensor
[5] http://fahmizaleeits.wordpress.com/timer’Diakses tanggal 19 Desember
2013, jam 19.40
[6] http://elektronika dasar.alat-ukur-percepatan-gravitasi.html’Diakses
tanggal 19 Desember 2013, jam 20.00
13