BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI
4.1
Implementasi Perangkat Ajar
Dalam perancangan dan pembuatan perangkat ajar ini membutuhkan perangkat pendukung yang berupa piranti lunak dan perangkat keras. Adapun perangkat pendukung yang digunakan adalah : Perangkat keras •
Prosessor intel Pentium III – 500 MHz
•
Monitor 15”
•
Hardisk 10 GB
•
VGA card 64 MB
•
Memory 160 MB
•
Mouse dan keyboard
•
CD-ROM
Piranti lunak •
Microsoft Windows 2000, sebagai sistem operasi
•
Microsoft Word XP, sebagai pengolah kata
•
Microsoft Equation Editor, sebagai pengolah persamaan matematika
•
Microsoft Visio 2002, sebagai pengolah gambar format vsd
•
Paint, sebagai alat bantu mengubah format gambar vsd dan doc menjadi format jpg.
•
MatLab 6.1 sebagai bahasa pemrograman
103
Untuk menjalankan aplikasi yang dibuat diperlukan spesikasi minimum untuk sistem sebagai berikut : Perangkat keras •
Prosessor intel Pentium II
•
Monitor 14”
•
VGA card 16 MB
•
Hardisk 1 GB
•
Memory 64 MB
•
CD-ROM
Piranti lunak
4.2
•
Microsoft Windows 9x
•
MataLab 6.1
Cara Pengoperasian Sistem
Sebelum menggunakan perangkat ajar Sistem Pengaturan Dasar, pengguna harus menginstalasikan terlebih dahulu program MatLab6.1. Pada perangkat ajar ini di rancang sangat sederhana untuk kemudahan pengguna. Ukuran tampilan modul yang dirancang merupakan ukuran window agar mempermudah dalam melihat tampilan, tetapi harus di setting dahulu pada “Display Properties” resolusi yang digunakan 800x600. Adapun cara pengoperasian perangkat ajar ini sebagai berikut :
4.2.1 Pengoperasian Layar Menu Utama
104
Gambar 4.1 Tampilan Menu Utama
Setelah menginstall program MatLab6.1. Double klik pada file “MENU.fig”, maka akan muncul tampilan Menu Utama seperti ditunjukkan pada Gambar 4.1. Pada Menu Utama ini, hanya terdapat 4 tombol yang dapat di akses, yaitu : •
Materi Kuliah
•
Soal dan Penyelesaian
•
Interaktif
•
Keluar Tombol “Keluar” akan menutup tampilan Tutorial dan program
MatLab6.1. Untuk ketiga tombol lainnya akan dibahas pada sub bab berikut. 4.2.2 Menu Mata Kuliah
105
Gambar 4.2 Tampilan Materi Kuliah
Menu Materi kuliah terdapat beberapa tombol yang dapat mengakses bahan-bahan yang berhubungan dengan Sistem Pengaturan Dasar sesuai dengan topik yang tersedia, yang ditunjukkan pada Gambar 4.2. Pada tombol “Kembali” modul akan kembali ke Menu Utama. 4.2.2.1 Menu Sistem Pengendalian
Gambar 4.3 Tampilan Sistem Pengendalian
106
Modul menu “Sistem Pengendalian” sebagai pengenalan tentang sistem pengendalian untuk membantu mahasiswa dalam memahami topik-topik lainnya dalam menu “Materi Kuliah”. 4.2.2.2 Menu Respon Waktu
Gambar 4.4 Tampilan Respon Waktu
Menu
“Respon
Waktu”
menampilkan
teori
yang
berhubungan dengan respon waktu. Respon transien dapat menganalisa sistem ordo satu, dua, dan tiga. Untuk mengetahui lebih lanjut tentang sistem ordo, disediakan tombol untuk mengaksesnya. Tanggapan transien berisi tentang penjelasan karakteristik tanggapan transien suatu sistem pengendalian terhadap masukkan tangga satuan. Modul “Kestabilan Routh” akan menjelaskan kestabilan suatu sistem dan prosedur kestabilan berdasarkan kriteria Routh.
107
4.2.2.3 Menu Respon Frekuensi
Gambar 4.5 Tampilan Respon Frekuensi
Menu “Respon Frekuensi” menjelaskan tentang respon frekuensi beserta gambar untuk membantu dalam pemahaman seperti pada tampilan gambar 4.5. Menu ini juga menyediakan beberapa topik yang berhubungan dengan respon frekuensi. Tombol
“Respon
Frekuensi-masukkan
Sinusoida”
memberikan penjelasan tentang respon frekuensi terhadap masukkan sinusoida, di mana dengan mengubah frekuensi akan mempengaruhi amplitudo dan sudut fasa, sehingga mempengaruhi sistem. Tombol
“Respon
Frekuensi-diagram
pole-zero”,
memberikan penjelasan tentang hubungan respon frekuensi terhadap masukkan pole (akar kompleks konjugate) zero. PoleZero merupakan akar kompleks dari persamaan fungsi alih.
108
Harga-harga nol (zero) adalah harga-harga dari s yang mengakibatkan fungsi alih F(s) = 0. Sedangkan harga-harga kutub (pole) adalah harga dari s yang menyebabkan fungsi alih F(s) = ∞ Tombol “Respon Frekuensi-diagram polar”, menjelaskan diagram respon frekuensi dari besaran G(jω) terhadap sudut fasa G(jω) pada koordinat polar plot dari suatu fungsi variabel kompleks s jika ω diubah dari nol sampai tak hingga , biasa disebut Diagram Nyquist. 4.2.2.4 Menu Model Matematika
Gambar 4.6 Tampilan Model Matematika
Menu “Model Matematika” menjelaskan pemodelan matematika
sistem
dinamika
dan
beberapa
topik
yang
berhubungan dengan model matematika seperti yang ditampikan pada gambar 4.6. Dalam sub menu ini terdapat penjelasan yang dapat membantu dalam pemahaman model matematika.
109
4.2.2.5 Menu Nyquist Plot
Gambar 4.7 Tampilan Nyquist Plot
Menu “Nyquist Plot” menjelaskan tentang metode grafik dalam menentukan kestabilan. Menu ini terdiri dari beberapa sub menu membahas yang berhubungan dengan Nyquist Plot. Pada menu “Syarat Kestabilan” menjelaskan syarat yang harus dimiliki oleh persamaan karakteristik agar sistem dikatakan stabil. Pada menu “Kontur” menjelaskan tentang bentuk dari kontur / kurva tertutup pada bidang kompleks. Pada
menu
“Arah
Lintasan”
menjelaskan
jumlah
pengelilingan kontur sesuai dengan kriteria arah lintasan kontur. Pada menu “Daerah Lingkupan” menjelaskan tentang kriteria daerah lingkupan dari kontur berdasarkan arah lintasan untuk menentukan kestabilan suatu sistem.
110
Pada menu “Langkah Nyquist” menjelaskan langkah untuk menggambar kestabilan Nyquist. Pada menu “Kestabilan Relatif” menjelaskan kestabilan sistem berdasarkan GM (Gain Margin) sebagai faktor penguatan, PM (Phase Margin) sebagai sudut yang terbentuk karena perputaran kontur, Phase Cross Over Frequency / Phase Xover Frequency (ωπ) merupakan frekuensi di mana sudut fasa G(jω)H(jω) = -180°, Gain Cross Over Frequency merupakan frekuensi di mana penguatan G(jω)H(jω) = 1.
4.2.2.6 Menu Bode Plot
Gambar 4.8 Tampilan Bode Plot
Menu “Bode Plot” menjelaskan tanggapan frekuensi untuk menganalisis sistem pengaturan dengan memplot dalam grafik hubungan antara Frekuensi-Magnitude dan frekuensi-Sudut Fasa.
111
Pada menu ini, terdiri 7 halaman yang dapat diakses seperti pada tampilan Gambar 4.8. 4.2.2.7 Menu Root Locus
Gambar 4.9 Tampilan Root Locus
Menu “Root Locus” memberikan penjelasan tentang suatu metode grafis untuk mencari akar-akar persamaan karakteristik dan metode dalam menggambarkan tempat kedudukan akar. Pada menu ini juga terdapat sub menu yang membahas metode menggambarkan tempat kedudukan akar yang terdiri dari 8 halaman seperti terlihat pada Gambar 4.9.
4.2.3 Menu Soal dan Penyelesaian
112
Gambar 4.10 Tampilan Menu Soal dan Penyelesaian
Menu “Soal dan penyelesaian” terdapat beberapa topik sesuai dengan menu Materi Kuliah, sebagai alat bantu untuk memahami topik yang telah dibahas dalam menu Materi Kuliah. Pada menu ini tidak terdapat menu model matematika, karena pada topik model matematika telah diberikan beberapa contoh soal dan penyelesaian pada menu Materi Kuliah. Tombol “Kembali” untuk kembali ke Menu Utama.
4.2.4 Menu Interaktif
113
Gambar 4.11 Menu Tampilan Interaktif
Menu tampilan interaktif menyajikan 3 menu pilihan simulasi grafik dan 1 tombol kembali. Menu “Sistem Translasi Mekanika” dan “Sistem Rotasi Mekanika” memberikan simulasi pada soal dan penyelesaian yang telah disediakan untuk Root Locus, Bode Plot, Nyquist Plot, Respon Waktu, dan Respon Frekuensi (dengan input sinusoida). Menu “Sistem Linier” memberikan simulasi untuk menunjukkan suatu persamaan matematika yang memiliki hubungan yang linier.
4.2.4.1 Menu Interaktif Sistem Linier
114
Gambar 4.12 Tampilan Menu Interaktif Sistem Linier
Menu interaktif sistem linier terdiri dari 3 menu pilihan simulasi dan 1 tombol keluar. Masing-masing dari ketiga menu ini memiliki
perbedaan
pada
masukkan,
sistem
(persamaan
matematika) diberikan, dan keluaran yang dihasilkan.
4.2.4.1.1
Tampilan Interaktif Sistem Linier Bilangan
115
Gambar 4.13 Tampilan Interaktif Sistem Linier – Bilangan
Interaktif “Sistem Linier – Bilangan” menggunakan masukkan bilangan yang dibatasi nilainya (0 - 16), jika masukkan yang diberikan tidak sesuai dengan batasan yang telah ditentukan, maka akan muncul message warning. Cara pengoperasian dimulai dari memasukkan nilai pada masukkan 1 dengan nilai batasan yang telah ditentukan, jika nilai yang dimasukkan tidak sesuai, maka akan muncul message warning ”Nilai yang Anda masukkan pada masukkan 1 tidak sesuai!” dan nilai yang telah dimasukkan diabaikan. Jika pada masukkan 1 belum diberi nilai yang sesuai, maka nilai pada masukkan 2 tidak dapat diproses, sehingga saat menekan tombol “Hasil 2” akan muncul message error “Masukkan nilai pada masukkan 1 terlebih dahulu”, jadi nilai masukkan dapat diproses jika nilai pada masukkan 1 sudah diproses dengan menekan tombol “Hasil 1”. Setelah itu, sama
116
seperti pada masukkan 1, nilai yang dapat diproses pada masukkan 2 harus pada batasan yang diberikan, lalu tekan tombol “Hasil 2”. Pada gambar 4.13 pada masukkan 1 diberikan nilai 8 dan masukkan 2 diberikan nilai 5, jadi penjumlahan masukkan 1 dan masukkan 2 menghasilkan masukkan 3 yang akan dibandingkan dengan penjumlahan keluaran 1 dan keluaran 2. Saat masukkan 3 diberikan nilai 13 maka keluaran menghasilkan keluaran 3 dengan nilai 39 yang merupakan penjumlahan dari keluaran 1 dan keluaran 2, sehingga sistem tersebut dikatakan linier. Tombol “Ulang” untuk menghapus nilai masukkan dan keluaran, sehingga dapat dilakukan simulasi lagi. Tombol “Kembali” untuk kembali pada menu interaktif sistem linier. 4.2.4.1.2
Tampilan Interaktif Sistem Linier Step
Gambar 4.14 Tampilan Interaktif Sistem Linier – Step
117
Interaktif “Sistem Linier - Step” memberikan simulasi tentang sistem linier dengan masukkan berupa step yang merupakan respon waktu ordo 1. Seperti halnya interaktif pada “Sistem Linier - Bilangan”, pada interkatif ini juga diberikan batasan nilai masukkan (0 - 4), jika nilai masukkan tidak sesuai maka akan muncul message warning. Jika pada masukkan 1 belum diberikan nilai yang sesuai, maka pada nilai masukkan 2 tidak dapat diproses, sehingga akan muncul message error. Perbandingan penjumlahan masukkan dan penjumlahan keluaran / hasil dapat dilihat pada 2 grafik sebelah kanan pada gambar 4.14 yang menunjukkan sistem linier. Tombol “Ulang” untuk mengulang simulasi dan tombol “Kembali” untuk kembali ke menu “Interaktif Sistem Linier”. 4.2.4.1.3
Tampilan Interaktif Sistem Linier Sinusoida
Gambar 4.15 Tampilan Interaktif Sistem Linier – Sinusoida
118
Interaktif “Sistem Linier - Sinusoida” memberikan simulasi sistem linier dengan masukkan nilai amplitudo sinusoida dengan batasan nilai masukkan (0 - 5). Nilai pertama yang diberikan harus pada masukkan 1, setelah itu tekan tombol “Hasil 1”, untuk menentukan nilai yang diberikan apakah sesuai, jika tidak sesuai maka akan muncul message waring, jika sesuai maka nilai yang diberikan akan diproses. Setelah itu, masukkan nilai pada masukkan 2 dan tekan tombol “Hasil 2”. Hasil perbandingan dapat dilihat 2 grafik yang ada di bawah pada gambar 4.15. Tombol “Ulang” untuk mengulang simulasi dan tombol “Kembali” untuk kembali ke menu “Interaktif Sistem Linier”. 4.2.4.2 Tampilan Interaktif Sistem Translasi Mekanika
Gambar 4.16 Tampilan Interaktif Sistem Translasi Mekanika
119
Gambar 4.17 Tampilan gambar Dashpot pada Interaktif Sistem Translasi Mekanika
Interaktif “Sistem Translasi Mekanika” memberikan simulasi Root Locus, Nyquist Plot, Bode Plot, Repon Waktu, dan Respon Frekuensi Sinusoida dengan fungsi alih yang diberikan berdasarkan
contoh
Sistem
Translasi
Mekanika,
seperti
ditunjukkan pada gambar 4.17. Pada interaktif ini, diberikan tampilan Root Locus dengan masukkan nilai massa 2kg, koefisien gesek 1 Nms/rad, konstanta pegas 1, seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.16. Tombol “Ulang” untuk mengulang simulasi dan tombol “Kembali” untuk kembali ke menu “Interaktif”.
120
4.2.4.3 Tampilan Interaktif Sistem Rotasi Mekanika
Gambar 4.18 Tampilan Interaktif Sistem Rotasi Mekanika
Gambar 4.19 Tampilan gambar DC Motor pada Interaktif Sistem Rotasi Mekanika
Interaktif “Sistem Rotasi Mekanika” memberikan simulasi Root Locus, Nyquist Plot, Bode Plot, Repon Waktu, dan Respon 121
Frekuensi
Sinusoida
dengan
fungsi
alih
yang
diberikan
berdasarkan contoh Sistem Rotasi Mekanika seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.19. Pada interaktif ini memberikan simulasi respon frekuensi dengan nilai masukkan pada momen inersia dan koefisien gesek sebagai masukkan untuk sistem fungsi alih, sedangkan nilai untuk frekuensi dan amplitudo sebagai masukkan respon frekuensi, yang ditunjukkan pada gambar 4.18 Tombol “Ulang” untuk mengulang simulasi dan tombol “Kembali” untuk kembali ke menu “Interaktif”.
4.3
Evaluasi Perancangan Perangkat Ajar Sistem Pengaturan Dasar
4.3.1 Analisa perangkat ajar
Perangkat
ajar
ini
dibuat
disesuaikan
dengan
kebutuhan
mahasiswa, khususnya mahasiswa Bina Nusantara jurusan Sistem Komputer. Pada evaluasi ini dilakukan dengan menganalisa perangkat ajar pada setiap menu yang tersedia, untuk mengetahui tujuan dan manfaat yang akan diperoleh bagi mahasiswa yang menggunakannya. Pada menu materi kuliah, terdiri dari pendahuluan, respon
waktu, respon frekuensi, model matematika, Nyquist plot, bode plot, dan root locus. Di mana isi materi yang disajikan disesuaikan dengan pengajaran yang dilakukan di perkuliahan.
122
A. Di dalam menu pendahuluan , terdiri dari 3 menu , yaitu : 1. Menu Sistem Pengendalian
Di dalam menu Sistem Pengendalian ini, mahasiswa bisa memahami pengertian dari sistem pengendalian dan bisa mengenal beberapa istilah yang berhubungan dengan sistem pengendalian. Di samping itu juga, mahasiswa bisa mengetahui beberapa contoh nyata (konkrit) dari sistem pengendalian yang ternyata sering kali mereka lihat, rasakan dan digunakan dalam kehidupan mereka tanpa mereka sadari. Serta mahasiswa juga bisa melihat perbandingan antara sistem pengendalian lup tertutup dengan sistem pengendalian lup terbuka. Dengan demikian , bisa memberikan gambaran secara umum dulu kepada mahasiswa. Ataupun sebagai pengantar untuk mahasiswa mempelajari sistem pengaturan dasar.
2. Menu Sistem Pengendalian Lup Tertutup
Di dalam menu sistem pengendalian lup tertutup ini, mahasiswa bisa memahami lebih mendalam mengenai sistem pengendalian lup tertutup. Mahasiswa bisa melihat blok diagram untuk sistem pengendalian lup tertutup dan istilah – istilah atau nama – nama yang ada pada blok diagram tersebut.
123
Di samping itu, mahasiswa juga diberikan contoh yang nyata dari sistem pengendalian lup tertutup , serta blok diagram dari masing – masing contoh yang ada. Dengan demikian bisa memperjelas mengenai sistem pengendalian lup tertutup.
3. Menu Sistem Pengendalian Lup Terbuka
Di dalam menu sistem pengendalian lup terbuka ini , mahasiswa bisa memahami lebih mendalam mengenai sistem pengendalian lup terbuka. Mahasiswa bisa melihat blok diagram untuk sistem pengendalian lup terbuka dan istilah – istilah atau nama – nama yang ada pada blok diagram tersebut. Di samping itu, mahasiswa juga diberikan contoh yang nyata dari sistem pengendalian lup terbuka , serta blok diagram dari masing – masing contoh yang ada. Dengan demikian bisa memperjelas mengenai sistem pengendalian lup terbuka.
B. Di dalam menu respon waktu, mahasiswa bisa memahami mengenai respon transien dan respon steady state. a) Untuk respon transien , mahasiswa bisa mengetahui beberapa macam sinyal uji yang sering kali digunakan sebagai sinyal input dalam menganalisa karakteristik suatu sistem. Di samping itu, mahasiswa bisa mengetahui bahwa respon transien ini bisa menganalisa beberapa macam sistem ,yaitu : 1. Sistem ordo 1
124
Di dalam menu sistem ordo 1 ini, mahasiswa bisa melihat blok diagram untuk sistem ordo 1, dan juga persamaan yang berlaku untuk sistem ordo 1 ini. Di samping itu , juga bisa mengetahui beberapa macam respon yang digunakan sebagai respon masukan untuk sistem ordo 1, yaitu terdiri dari : Respon Tangga Satuan Di dalam menu respon tangga satuan ini, mahasiswa bisa mengetahui fungsi masukan yang digunakan untuk respon tangga satuan dan cara – cara / langkah – langkah mendapatkan respon waktu ( c (t) ). Di samping itu , mahasiswa juga bisa melihat kurva hubungan antara input / fungsi masukan terhadap waktu. Dan juga kurva respon eksponensial c(t).
Respon Landai Satuan Di dalam menu respon landai satuan ini, mahasiswa bisa mengetahui fungsi masukan yang digunakan untuk respon landai satuan dan cara – cara / langkah – langkah mendapatkan respon waktu ( c (t) ) dan sinyal kesalahan (error signal). Di samping itu , mahasiswa juga bisa melihat kurva respon landai satuan. Respon Impuls Di dalam menu respon impuls ini, mahasiswa bisa mengetahui fungsi masukan yang digunakan untuk respon
125
impuls dan respon waktunya ( c (t) ) dengan fungsi masukan tersebut. Di samping itu , mahasiswa juga bisa melihat kurva respon impuls.
2. Sistem ordo 2 Di dalam menu sistem ordo 2 ini, mahasiswa bisa melihat blok diagram dan persamaan yang ada pada sistem ordo 2. Di samping itu , mahasiswa juga bisa memahami mengenai 3 keadaan dari sistem ordo 2 , yaitu keadaan terendam , keadaan terendam kritis , dan keadaan atas terendam.
3. Sistem ordo 3 Di dalam sistem ordo 3 , mahasiswa bisa mengetahui persamaan yang berlaku untuk sistem ordo 3.
b) Untuk respon steady state , mahasiswa bisa mengerti mengenai kriteria kestabilan routh yang digunakan untuk mengecek kestabilan suatu sistem. Mahasiswa juga bisa memahami prosedur – prosedur untuk mengecek kestabilan suatu sistem.
C. Di dalam menu respon frekuensi, mahasiswa bisa mengetahui bahwa solusi persamaan differensial ( yang digunakan untuk menganalisa kinerja sebuah sistem dalam domain waktu ) tidak selalu mudah diperoleh dan diselesaikan , sehingga diperlukan respon
126
frekuensi. Mahasiswa juga bisa melihat contoh dari respon frekuensi, serta cara / prosedur transformasi dari domain waktu ke domain frekuensi untuk suatu rangkaian listrik yang sederhana. Di
samping
itu,
mahasiswa
juga
bisa
mengetahui
keuntungan – keuntungan dari respon frekuensi. Mahasiswa juga bisa mengetahui hubungan antara respon frekuensi dengan masukan sinusoida, hubungan antara respon frekuensi dengan diagram
pole
– zero , serta hubungan antara respon frekuensi dan diagram polar. Dengan memungkinkannya mahasiswa (user) untuk
mengubah –
ubah nilai frekuensi sebagai input , yang akibatnya mempengaruhi nilai penguatan
( gain ) dan perbedaan nilai fasa, maka mahasiswa
bisa lebih mengerti mengenai respon frekuensi.
D. Di dalam menu model matematika , mahasiswa bisa mengetahui bahwa perlu dibuat suatu model matematika yang sederhana dalam menyelesaikan suatu persoalan. Mahasiswa juga bisa mempelajari mengenai sistem linear , persamaan differensial , integral konvolusi , transformasi Laplace , transformasi Laplace Balik. a) Untuk menu sistem linear , mahasiswa bisa mengerti mengenai sistem linear , dan juga bisa melihat diagram dari sistem linear sehingga mempermudah mahasiswa untuk mempelajarinya. b) Untuk menu persamaan differensial , mahasiswa bisa mengerti perbedaan umum antara persamaan differensial biasa dengan persamaan differensial parsial.
127
c) Untuk menu integral konvolusi , mahasiswa bisa mempelajari mengenai penjumlahan masing – masing operasi konvolusi sehingga menghasilkan integral konvolusi. d) Untuk menu transformasi Laplace , mahasiswa bisa memahami mengenai pengertian transformasi Laplace dan persamaan – persamaannya. Di samping itu , mahasiswa juga bisa mempelajari sifat – sifat transformasi Laplace. Dan juga tabel transformasi Laplace, yaitu transformasi dari fungsi waktu ke fungsi Laplace (s). e) Untuk menu transformasi Laplace Balik , mahasiswa bisa memahami fungsi dari transformasi Laplace Balik dan juga tabel dari transformasi Laplace Balik. Di samping itu , mahasiswa juga bisa mempelajari cara mengubah dari fungsi Laplace ke fungsi waktu ( dengan menggunakan transformasi Laplace Balik ).
Dengan memungkinkannya mahasiswa untuk mengubah – ubah nilai input pada suatu sistem untuk melihat outputnya , maka mahasiswa bisa lebih memahami mengenai topik sistem linear. E. Di dalam menu Nyquist Plot , mahasiswa bisa memahami pengertian Nyquist plot dan juga fungsi dari Nyquist plot. Di samping itu , juga bisa mengetahui syarat kestabilan suatu sistem , kontur , arah lintasan dari sebuah kontur , daerah lingkupan dari kontur , cara menggambar Nyquist plot dan kestabilan relatif dari Nyquist plot.
128
Dengan memungkinkannya mahasiswa untuk mengubah – ubah nilai frekuensi sebagai input , maka mahasiswa juga bisa melihat posisi ratio amplitudo dan perbedaan sudut fasa dalam sebuah koordinat sehingga mahasiswa bisa mengetahui asal mula terjadinya suatu plot. Dengan begitu mahasiswa bisa lebih memahami mengenai Nyquist Plot.
F. Di dalam menu Bode Plot , mahasiswa bisa memahami pengertian dari bode plot , kurva dari bode plot , persamaan bode gain , magnituda ,dan sudut fasa. Dengan memungkinkannya mahasiswa untuk mengubah – ubah nilai frekuensi sebagai input, maka mahasiswa juga bisa melihat perbedaan penguatan (gain) dan sudut fasanya. Dengan begitu , mahasiswa bisa lebih memahami Bode Plot.
G. Di dalam menu Root Locus , mahasiswa bisa mengetahui pengertian dari root locus , cara mencari nilai pole dan zero , dan juga mahasiswa bisa memahami cara – cara menggambarkan suatu root locus ( tempat kedudukan akar ). Dengan memungkinkannya mahasiswa untuk mengubah – ubah nilai faktor gain (penguatan), maka nilai akar – akar persamaan karakteristik juga ikut berubah. Perubahan akar – akar persamaan karakteristik ini digambarkan pada bidang s , sehingga mahasiswa bisa langsung melihat posisi dari akar – akar persamaan karakteristik
129
tersebut dan bisa lebih memahaminya. Dengan begitu , mahasiswa bisa lebih memahami Root Locus.
Pada menu soal dan penyelesaian, terdiri dari soal mengenai
respon waktu, respon frekuensi, Nyquist plot, bode plot, dan root locus. Soal dan penyelesaian yang diberikan di sini untuk membantu mahasiswa memahami materi lebih lanjut. A. Untuk menu respon waktu , mahasiswa bisa mencoba tanggapan waktu dari suatu sistem dengan input respon tangga satuan. Juga bisa mencoba mencari kestabilan suatu sistem dengan menggunakan kriteria Routh. B. Untuk menu respon frekuensi , mahasiswa bisa mencoba mencari fungsi alih dari suatu sistem , mencari persamaan differensial dari suatu sistem , menggambar diagram pole – zero dari suatu fungsi alih. C. Untuk menu Nyquist plot , mahasiswa bisa memahami jenis kontur , daerah lingkupan kontur , jumlah pengelilingan suatu kontur , kestabilan dari suatu sistem , dan cara menggambar Nyquist plot. D. Untuk menu bode plot , mahasiswa bisa memahami bentuk bode , mencari nilai bode gain dan magnitude serta sudut fasa. Serta menggambar grafik hubungan antara magnitude dan frekuensi , dan grafik hubungan antara sudut fasa dan frekuensi. Mahasiswa juga bisa melihat tabel hubungan antara frekuensi , magnitude dan sudut fasa. E. Untuk menu root locus , mahasiswa bisa mencari fungsi alih dan persamaan karakteristik dari suatu fungsi alih. Di samping itu ,
130
mahasiswa juga bisa mencari pusat asimptot , sudut asimptot , nilai breakpoint , sudut datang suatu sistem , dan menggambarkan tempat kedudukan akar (root locus) dari suatu sistem.
Pada menu interaktif , terdiri dari menu sistem linear , sistem
translasi mekanika , sistem rotasi mekanika.
A. Di dalam menu sistem linear , terbagi lagi menjadi 3 menu , yaitu : sistem linear dengan input berupa bilangan , sistem linear dengan input berupa step , dan sistem linear dengan input berupa sinusoida. a) Untuk menu sistem linear dengan input bilangan , mahasiswa bisa mengerti mengenai sistem linear , karena diberikan suatu contoh yang sederhana di mana mahasiswa bisa mengubah – ubah nilai masukannya (input) untuk melihat nilai keluaran yang terjadi (output). Nilai masukan (input) dibatasi mulai dari 0 sampai dengan 16. Nilai output di sini sengaja diatur 3 kali dari nilai input yang dimasukkan mahasiswa. Dengan begitu , ini bisa membantu kesulitan yang dialami mahasiswa dalam mempelajari mengenai sistem linear , mengerti mengenai prinsip superposisi. Dengan demikian permasalahan yang timbul pada sistem linear sebagaimana tercantum pada bab 3.3 dapat di atasi.
131
b) Untuk menu sistem linear dengan input berupa step , mahasiswa bisa mengerti mengenai sistem linear dalam hal input yang berupa (1 / s2 +
step. Sistem yang digunakan di sini adalah
s+2 ). Di sini mahasiswa bisa memasukkan nilai untuk input step yang diinginkan ( nilai input step dibatasi mulai dari 0 sampai dengan 4 ). Terdapat 2 buah nilai input step yang harus dimasukkan oleh mahasiswa , dan setelah masing – masing input telah dimasukkan akan memberikan output yang dapat dilihat oleh mahasiswa. Nilai keluaran (output ) dari sistem ini merupakan perkalian nilai dari input step dengan sistem yang ada. Mahasiswa juga bisa melihat hasil output yang terbentuk dari penjumlahan kedua input yang telah dimasukkan tersebut. Terus output yang dihasilkan di sini juga bisa dibandingkan langsung dengan penjumlahan kedua output yang dihasilkan dari kedua input awal. Dengan begitu , ini juga bisa membantu kesulitan yang dialami mahasiswa dalam mempelajari mengenai sistem linear. Dengan demikian
permasalahan
yang
timbul
pada
sistem
linear
sebagaimana tercantum pada bab 3.3 dapat di atasi.
c) Untuk menu sistem linear dengan input berupa sinusoida, mahasiswa bisa mengerti mengenai sistem linear dalam hal input dengan grafik berbentuk sinusoida. Di sini mahasiswa bisa memasukkan nilai amplitudo dari grafik sinusoida yang diinginkan ( nilai amplitudo dibatasi mulai dari 0 sampai dengan 5
132
). Nilai keluaran (output ) dari sistem ini sengaja diatur sebesar 2 kali dari nilai yang dimasukkan mahasiswa (nilai input). Dengan begitu , ini juga bisa membantu kesulitan yang dialami mahasiswa dalam mempelajari mengenai sistem linear. Dengan demikian
permasalahan
yang
timbul
pada
sistem
linear
sebagaimana tercantum pada bab 3.3 dapat di atasi.
B. Untuk menu sistem translasi mekanika , mahasiswa bisa melihat contoh dari suatu damper (peredam). Dari sistem damper ini , didapatkan suatu fungsi alih. Lalu dari fungsi alih ini , terdapat 3 variabel ( massa , koefisien gesek dan konstanta pegas ) yang akan mempengaruhi bentuk plot dari root locus, bode plot , Nyquist plot , respon waktu. Dengan mengubah – ubah nilai dari ketiga variabel tersebut , maka dapat dilihat bentuk – bentuk plot yang berbeda , baik untuk root locus , bode plot , Nyquist plot maupun juga untuk respon waktu. Di samping itu , mahasiswa juga bisa mengubah – ubah nilai dari frekuensi dan amplitudo untuk respon frekuensi dengan input dalam bentuk sinus. Dengan begitu , mahasiswa bisa melihat perbedaan bentuk grafik sinus yang dihasilkan , yaitu antara grafik sinus input dengan grafik sinus output. Perbedaan yang dapat dilihat di sini adalah perbedaan dalam hal frekuensi dan amplitudo. Dengan begitu , ini bisa membantu kesulitan yang dialami mahasiswa dalam mempelajari mengenai root locus , Nyquist plot , respon waktu
133
, dan juga bode plot yang paling sukar dimengerti oleh mahasiswa. Dengan demikian permasalahan yang timbul pada root locus , Nyquist plot , respon waktu dan bode plot sebagaimana tercantum pada bab 3.3 dapat di atasi. C. Untuk menu sistem rotasi mekanika , mahasiswa bisa melihat contoh sistem yang terdiri dari inersia beban dan peredam gesekan.Dari sistem ini , didapatkan suatu fungsi alih. Lalu dari fungsi alih ini , terdapat 2 buah variabel (momen inersia dan koefisien gesek) yang akan mempengaruhi bentuk plot dari root locus, bode plot , Nyquist plot , respon waktu. Dengan mengubah – ubah nilai dari kedua variabel tersebut , maka dapat dilihat bentuk – bentuk plot yang berbeda , baik untuk root locus , bode plot , Nyquist plot maupun juga untuk respon waktu. Di samping itu , mahasiswa juga bisa mengubah – ubah nilai dari frekuensi dan amplitudo untuk respon frekuensi dengan input dalam bentuk sinus. Dengan begitu , mahasiswa bisa melihat perbedaan bentuk grafik sinus yang dihasilkan , yaitu antara grafik sinus input dengan grafik sinus output. Perbedaan yang dapat dilihat di sini adalah perbedaan dalam hal frekuensi dan amplitudo. Dengan begitu , ini bisa membantu kesulitan yang dialami mahasiswa dalam mempelajari mengenai root locus , Nyquist plot , respon waktu , dan juga bode plot yang paling sukar dimengerti oleh mahasiswa. Dengan demikian permasalahan yang timbul pada root locus , Nyquist
134
plot , respon waktu dan bode plot sebagaimana tercantum pada bab 3.3 dapat di atasi.
4.3.2 Kuisioner Evaluasi
Berikut ini merupakan kuisioner evaluasi yang diberikan kepada 125 mahasiswa : Dan perlu diketahui , kuisioner ini kami berikan kepada mahasiswa jurusan Sistem Komputer pada saat mereka sudah memasuki minggu ke – 13 dalam perkuliahan mereka , sehingga mahasiswa tersebut sudah cukup mengerti mengenai mata kuliah Sistem Pengaturan Dasar. Dengan demikian bisa lebih memperkuat keakuratan atau ketepatan dari hasil kuisioner yang didapatkan nantinya.
1. Apakah program simulasi perangkat ajar ini membantu anda dalam mempelajari Sistem Pengaturan Dasar ? a. Membantu
c. Kurang membantu
b. Cukup membantu
d. Tidak membantu
2. Apakah materi kuliah yang diberikan membantu mahasiswa dalam mempelajari Sistem Pengaturan Dasar ? a. Membantu
c. Kurang membantu
b. Cukup membantu
d. Tidak membantu
135
3. Apakah soal dan penyelesaian yang diberikan membantu mahasiswa dalam mempelajari Sistem Pengaturan Dasar ? a. Membantu
c. Kurang membantu
b. Cukup membantu
d. Tidak membantu
4. Apakah menu interaktif dalam perangkat ajar ini membantu anda dalam memahami suatu permasalahan dalam Sistem Pengaturan Dasar ? a. Membantu
c. Kurang membantu
b. Cukup membantu
d. Tidak membantu
5. Setelah anda menyaksikan demo, apakah menu interaktif ini mudah dijalankan atau dioperasikan ? a. Mudah
c. Agak sulit
b. Cukup mudah
d. Sulit
6. Secara keseluruhan , bagaimana tingkat kepuasan anda mengenai program simulasi tutorial ini ?
4.3.3
a. Puas
c. Kurang puas
b. Cukup puas
d. Tidak puas
Analisa Kuisioner Evaluasi 1. Peranan dari program simulasi perangkat ajar
136
( Apakah program simulasi perangkat ajar ini membantu anda dalam mempelajari Sistem Pengaturan Dasar ? )
JUMLAH MAHASISWA
SOAL NO : 1 70
63
57
60 50
PILIHAN A
40
PILIHAN B
30
PILIHAN C
20
PILIHAN D 4
10
1
0 PILIHAN
Gambar 4.20 Grafik untuk jawaban pertanyaan no : 1
Keterangan : Pilihan a = Membantu Pilihan b = Cukup membantu Pilihan c = Kurang membantu Pilihan d = Tidak membantu Dari grafik untuk jawaban pertanyaan no : 1 diatas, juga dapat dihitung bahwa terdapat sekitar : • 50,4 % yang memilih a. • 45,6 % yang memilih b. • 3,2 % yang memilih c. • 0,8 % yang memilih d. Sehingga dapat disimpulkan bahwa program simulasi perangkat ajar ini membantu mahasiswa.
137
2. Peranan dari materi kuliah yang ada pada simulasi perangkat ajar
( Apakah materi kuliah yang diberikan membantu mahasiswa dalam mempelajari Sistem Pengaturan Dasar ? )
SOAL NO : 2 JUMLAH MAHASISWA
70 60
61
57
50
PILIHAN A
40
PILIHAN B
30
PILIHAN C PILIHAN D
20 6
10
1
0 PILIHAN
Gambar 4.21 Grafik untuk jawaban pertanyaan no : 2
Keterangan : Pilihan a = Membantu Pilihan b = Cukup membantu Pilihan c = Kurang membantu Pilihan d = Tidak membantu
Dari grafik untuk jawaban pertanyaan no : 2 diatas, juga dapat dihitung bahwa terdapat sekitar : •
45,6 % yang memilih a.
•
48,8 % yang memilih b.
•
4,8 % yang memilih c. 138
•
0,8 % yang memilih d.
Sehingga dapat disimpulkan bahwa materi kuliah yang terdapat dalam program simulasi perangkat ajar ini cukup membantu mahasiswa dalam mempelajari Sistem Pengaturan Dasar.
Peranan dari soal dan penyelesaian yang ada pada simulasi perangkat ajar
( Apakah soal dan penyelesaian yang diberikan membantu mahasiswa dalam mempelajari Sistem Pengaturan Dasar ? ) SOAL NO : 3 70 JUMLAH MAHASISWA
3.
60
60
54
50
PILIHAN A
40
PILIHAN B
30
PILIHAN C
20
PILIHAN D
10
10
1
0 PILIHAN
Gambar 4.22 Grafik untuk jawaban pertanyaan no : 3
Keterangan : Pilihan a = Membantu Pilihan b = Cukup membantu Pilihan c = Kurang membantu
139
Pilihan d = Tidak membantu
Dari grafik untuk jawaban pertanyaan : 3 diatas, juga dapat dihitung bahwa terdapat sekitar : •
48 % yang memilih a.
•
43,2 % yang memilih b.
•
8 % yang memilih c.
•
0,8 % yang memilih d.
Sehingga dapat disimpulkan bahwa soal dan penyelesaian yang terdapat dalam program simulasi perangkat ajar ini membantu mahasiswa dalam mempelajari Sistem Pengaturan Dasar.
4.
Peranan dari menu interaktif yang ada pada simulasi perangkat ajar
( Apakah menu interaktif dalam perangkat ajar ini membantu anda dalam memahami suatu permasalahan dalam Sistem Pengaturan Dasar ?)
140
SOAL NO : 4 JUMLAH MAHASISWA
60
57
54
50 PILIHAN A
40
PILIHAN B
30
PILIHAN C
20
14
10
PILIHAN D 0
0 PILIHAN
Gambar 4.23 Grafik untuk jawaban pertanyaan no : 4
Keterangan : Pilihan a = Membantu Pilihan b = Cukup membantu Pilihan c = Kurang membantu Pilihan d = Tidak membantu
Dari grafik untuk jawaban pertanyaan no : 4 diatas, juga dapat dihitung bahwa terdapat sekitar : •
43,2 % yang memilih a.
•
45,6 % yang memilih b.
•
11,2 % yang memilih c.
•
0 % yang memilih d. Sehingga dapat disimpulkan bahwa menu interaktif yang
terdapat dalam program simulasi perangkat ajar ini cukup membantu mahasiswa dalam mempelajari Sistem Pengaturan Dasar. 5.
Kemudahan dalam mengoperasikan menu interaktif
141
( Setelah anda menyaksikan demo, apakah menu interaktif ini mudah dijalankan atau dioperasikan ?)
JUMLAH MAHASISWA
SOAL NO : 5 70
66
60 50
50
PILIHAN A PILIHAN B
40 30
PILIHAN C
20 10
PILIHAN D
9 0
0 PILIHAN
Gambar 4.24 Grafik untuk jawaban pertanyaan no : 5
Keterangan : Pilihan a = Mudah Pilihan b = Cukup mudah Pilihan c = Agak sulit Pilihan d = Sulit
Dari grafik untuk jawaban pertanyaan no : 5 diatas, juga dapat dihitung bahwa terdapat sekitar : i. 52,8 % yang memilih a. ii. 40 % yang memilih b. iii. 7,2 % yang memilih c. iv. 0 % yang memilih d.
142
Sehingga dapat disimpulkan bahwa menu interaktif yang terdapat dalam program simulasi perangkat ajar ini mudah dijalankan atau dioperasikan oleh mahasiswa.
Tingkat kepuasan mengenai program simulasi perangkat ajar
( Secara keseluruhan , bagaimana tingkat kepuasan anda mengenai program simulasi tutorial ini ? )
SOAL NO : 6 80 JUMLAH MAHASISWA
6.
69
70 60 50
PILIHAN A
45
PILIHAN B
40 30
PILIHAN C
20
PILIHAN D
10
10
1
0 PILIHAN
Gambar 4.25 Grafik untuk jawaban pertanyaan no : 6
Keterangan : Pilihan a = Puas Pilihan b = Cukup puas Pilihan c = Kurang puas Pilihan d = Tidak puas
Dari grafik untuk jawaban pertanyaan no : 6 diatas, juga dapat dihitung bahwa terdapat sekitar :
143
•
36 % yang memilih a.
•
55,2 % yang memilih b.
•
8 % yang memilih c.
•
0,8 % yang memilih d.
Sehingga dapat disimpulkan bahwa program simulasi perangkat ajar ini cukup memuaskan bagi mahasiswa.
144
