MODUL PLPG
TEKNIK ELEKTRONIKA
KONSORSIUM SERTIFIKASI GURU dan UNIVERSITAS NEGERI MALANG Panitia Sertifikasi Guru (PSG) Rayon 115 2013
KATA PENGANTAR Buku ajar dalam bentuk modul yang relatif singkat tetapi komprehensif ini diterbitkan untuk membantu para peserta dan instruktur dalam melaksanakan kegiatan Pendidikan dan Latihan Profesi Guru (PLPG). Mengingat cakupan dari setiap bidang atau materi pokok PLPG juga luas, maka sajian dalam buku ini diupayakan dapat membekali para peserta PLPG untuk menjadi guru yang profesional. Buku ajar ini disusun oleh para pakar sesuai dengan bidangnya. Dengan memperhatikan kedalaman, cakupan kajian, dan keterbatasan yang ada, dari waktu ke waktu buku ajar ini telah dikaji dan dicermati oleh pakar lain yang relevan. Hasil kajian itu selanjutnya digunakan sebagai bahan perbaikan demi semakin sempurnanya buku ajar ini. Sesuai dengan kebijakan BPSDMP-PMP, pada tahun 2013 buku ajar yang digunakan dalam PLPG distandarkan secara nasional. Buku ajar yang digunakan di Rayon 115 UM diambil dari buku ajar yang telah distandarkan secara nasional tersebut, dan sebelumnya telah dilakukan proses review. Disamping itu, buku ajar tersebut diunggah di laman PSG Rayon 115 UM agar dapat diakses oleh para peserta PLPG dengan relatif lebih cepat. Akhirnya, kepada para peserta dan instruktur, kami sampaikan ucapan selamat melaksanakan kegiatan Pendidikan dan Latihan Profesi Guru. Semoga tugas dan pengabdian ini dapat mencapai sasaran, yakni meningkatkan kompetensi guru agar menjadi guru dan pendidik yang profesional. Kepada semua pihak yang telah membantu kelancaran pelaksanaan PLPG PSG Rayon 115 Universitas Negeri Malang, kami menyampaikan banyak terima kasih.
Malang, Juli 2013 Ketua Pelaksana PSG Rayon 115
Prof. Dr. Hendyat Soetopo, M. Pd NIP 19541006 198003 1 001
MODUL PLPG
Teknik Elektronika
KONSORSIUM SERTIFIKASI GURU 2013 1
MODUL PLPG
Teknik Elektronika
Penulis: TIM
KONSORSIUM SERTIFIKASI GURU 2013 2
TIM PENULIS No. 1
Materi Kebijakan Pengembangan Profesi Guru
Penulis Tim Pusat Pengembangan Profesi Guru
2
Pembelajaran PAIKEM
Tim Unesa
3
Media Pembelajaran
Tim Unesa
4
Asesmen/Evaluasi
Tim Unesa
5
Perangkat Pembelajaran
Tim Unesa
6
Penelitian Tindakan Kelas
Tim Unesa
7
Suplemen Perangkat Pembelajaran
Tim Prodi
8
Suplemen Proposal PTK dan Karya Ilmiah
Dr. Euis Ismayati, M.Pd Puput Wanarti R, S.T., M.T.
9
Dasar Kelistrikan dan Elektronika
Dr. Tri Rijanto, M.Pd. Nur Kholis, ST., MT.
10
Elektronika Digital
Lusia Rakhmawati, S.T., M.T.
11
Sistem Telekomunika
Lusia Rakhmawati, S.T., M.T.
12
Audio Video
Drs. Edy Sulistyo, M.Pd.
13
Programable Logic Controller
Puput Wanarti R, S.T., M.T.
14
Asessmen
Tim Prodi
3
KATA PENGANTAR Untuk mencapai suatu tujuan tertentu dalam proses pembelajaran, diperlukan bahan ajar pembelajaran, salah satunya adalah modul. Selain merupakan sumber belajar, modul juga dapat dijadikan pedoman dalam melakukan suatu kegiatan tertentu. Bagi peserta diklat, modul merupakan media pembelajaran yang efektif, karena isinya yang singkat, padat informasi, dan mudah dipahami oleh peserta, sehingga tujuan pembelajaran akan dapat dicapai. Secara keseluruhan modul ini merupakan satu perangkat yang terdiri dari beberapa kegiatan belajar. Modul Teknik Elekronika ini disusun dengan mengacu kurikulum PLPG. Pembelajaran dirancang berbasis kompetensi, berpusat pada peserta diklat dan memfokuskan pada kompetensi yang harus dikuasai oleh peserta diklat. Strategi pembelajaran yang diterapkan adalah self-paced learning dimana peserta diklat bekerja mandiri dengan menggunakan modul ini. Pendekatan ini memberi kesempatan kepada peserta diklat untuk menyelesaikan suatu unit kompetensi dan beralih ke unit kompetensi berikutnya sesuai dengan kecepatan belajar masing-masing. Diharapkan dengan modul ini instruktur benar-benar mendapat kemudahan mengajar dan peserta diklat benar-benar mendapat kemudahan belajar dan tujuan pembelajaran akan tercapai secara tuntas. Akhirnya, kami mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah berparisipasi dalam penyusunan modul ini. Mudah-mudahan kehadiran modl ini dapat mengoptimasi peserta PLPG untuk menungkatkan kualitas proses dan hasil pembelajaran disekolahnya. Surabaya, Januari 2013 TIM Penulis
4
DAFTAR ISI BAB I PENDAHULUAN.................................................................................................. 8 BAB II KEBIJAKAN PENGEMBANGAN PROFESI GURU ................................. 11 BAB III MODEL DAN PERANGKAT PEMBELAJARAN ..................................... 12 BAB IV PENELITIAN TINDAKAN KELAS ............................................................ 85 BAB V MATERI TEKNIK ELEKTRONIKA ........................................................... 187 LEMBAR ASESMEN ................................................................................................... 313 LEMBAR KUNCI JAWABAN .................................................................................... 317
5
PERISTILAHAN/GLOSSARY ISTILAH Aljabar Boolean Diagram Waktu
KETERANGAN Aljabar yang digunakan untuk menganalisis suatu rangkaian logika secara matematik. Sebuah diagram bentuk gelombang masukan dan keluaran yang menunjukkan hubungan waktu
Gerbang
Suatu istilah yang digunakan untuk menggambarkan rangkaian yang melaksanakan suatu operasi logika dasar
Gerbang AND
Gerbang logika yang memproduksi keluaran yang bernilai TINGGI, hanya jika semua masukannya bernilai TINGGI.
Gerbang EX-OR
Gerbang logika yang memproduksi keluaran yanag bernilai RENDAH, jika masukannya tidak memiliki nilai yang sama.
Gerbang EX-NOR
Gerbang logika yang memproduksi keluaran yang bernilai TINGGI, jika masukannya tidak memiliki nilai yang sama.
Gerbang NOR
Gerbang logika yang memproduksi keluaran bernilai RENDAH, hanya jika semua masukannya bernilai TINGGI.
Gerbang NAND
Gerbang logika yang memproduksi keluaran bernilai RENDAH, hanya jika semua masukannya bernilai TINGGI.
Gerbang OR
Gerbang logika yang memproduksi keluaran yang bernilai TINGGI, jika salah satu masukannya bernilai TINGGI.
PLC
Programmable Logic Controller adalah komputer elektronik yang mudah digunakan (user friendly) yang memiliki fungsi kendali untuk berbagai tipe dan tingkat kesulitan yang beraneka ragam
6
BAB I PENDAHULUAN A. Deskripsi Modul Teknik Elektronika ini disusun sebagai sumber belajar dan penguat peserta PLPG untuk memenuhi standar kompetensi lulusan yang telah disepakati oleh pengembang sesuai dengan regulasi yang ada, yaitu kompetensi pedagogik dan kompetensi profesional. Hasil belajar yang akan dicapai setelah menguasai modul ini adalah memiliki pengetahuan dan keterampilan dasar bidang elektronika, konsep dasar PAIKEM, Penelitian Tindakan Kelas (PTK), termasuk didalamnya materi kebijakan pengembangan profesi guru yang dikembangkan oleh Tim Pusat Pengembangan Profesi pendidik. Isi modul ini terdiri atas teori singkat, kegiatan, dan soal-soal beserta penyelesaiannya yang terbagi dalam lima bab. Deskripsi umum disajikan berikut ini. Bab 1. Pendahuluan. Berisi pendahuluan isi modul yang terdiri dari deskripsi, prasyarat, petunjuk penggunaan modul, dan tujuan khir. Bab 2. Kebijakan Pengembangan Profesi Guru. Materi sajian terutama tentang pengantar ringkas, peningkatan kompetensi guru, penilaian kinerja guru, pengembangan karir guru, perlindungan dan penghargaan guru, serta etika profesi guru. Bab 3. Model dan Perangkat Pembelajaran. Materi sajian terutama berkaitan dengan menerapkan berbagai pendekatan, strategi, metode, dan teknik pembelajaran yang mendidik secara kreatif dalam mata pelajaran yang diampu Bab 4. Penelitian Tindakan Kelas. Materi sajian terutama tentang konsep dasar PTK, penulisan Karya Ilmiah, dan suplemen tentang PTK yang berisi contoh laporan PTK. Bab 5. Materi Teknik Elektronika. Materi sajian terutama tentang dasar-dasar kelistrikan dan elektronika, elektronika digital, sistem telekomunikasi, Audio dan Video, serta Programable Logic Controller (PLC).
B. Prasyarat Untuk mempelajari modul ini, peserta PLPG disarankan menguasai sejumlah pengetahuan dasar antara lain, teori belajar dan pembelajaran, matematika teknik, serta fisika dasar.
7
C. Petunjuk Penggunaan Modul 1. Pelajari daftar isi dengan cermat karena akan tampak rincian isi modul. 2. Pelajari tiap kegiatan belajar ini dengan membaca secara berulang-ulang sehingga Saudara benar-benar paham dan mengerti. 3. Jawablah tes formatif dengan jawaban yang singkat dan jelas, kemudian cocokkanlah hasil latihan Saudara dengan kunci jawaban yang diberikan. 4. Apabila jawaban Saudara sudah benar lanjutkanlah ke kegiatan belajar selanjutnya. 5. Bila terdapat penugasan, kerjakan tugas tersebut dengan baik dan jika perlu konsultasikan hasil tersebut pada instruktur. 6. Catatlah kesulitan yang Saudara dapatkan dalam modul ini untuk ditanyakan pada instruktur saat kegiatan tatap muka. Bacalah referensi lain yang berhubungan dengan materi modul agar Saudara mendapatkan pengetahuan tambahan. 7. Waktu yang digunakan untuk menyelesaikan modul ini terdiri dari dua bagian, yaitu kompetensi pedagogik dan kompetensi profesional. D. Tujuan Akhir Setelah mempelajari modul ini diharapkan Saudara memiliki kompetensi sebagai berikut. A. Kompetensi Pedagogik 1. Menguasai karakteristik peserta didik dari aspek fisik, moral, spiritual, sosial, kultural, emosional, dan intelektual. 2. Menguasai teori belajar dan prinsip-prinsip pembelajaran yang mendidik 3. Mengembangkan kurikulum yang terkait dengan mata pelajaran yang diampu. 4. Menyelenggarakan pembelajaran yang mendidik. 5. Memanfaatkan teknologi informasi dan komunikasi untuk kepentingan pembelajaran. 6. Memfasilitasi pengembangan potensi peserta didik untuk mengaktualisasikan berbagai potensi yang dimiliki 7. Berkomunikasi secara efektif, empatik, dan santun dengan peserta didik. 8. Menyelenggarakan penilaian dan evaluasi proses dan hasil belajar 9. Memanfaatkan hasil penilaian dan evaluasi untuk kepentingan pembelajaran 10. Melakukan tindakan reflektif untuk peningkatan kualitas pembelajaran B. Kompetensi Profesional 1. Menerapkan dasar-dasar kelistrikan 2. Menerapkan dasar-dasar elektronika 3. Menerapkan dasar-dasar teknik digital 4. Memahami Dasar-dasar Sistem Telekomunikasi 8
5. Mendeskripsikan media transmisi telekomunikasi 6. Memahami jaringan akses radio 7. Menerapkan instalasi dan pemeliharaan transceiver di BTS dan CPE 8. Mengevaluasi instalasi sistem pertanahan (grounding) dan pengaman
perangkat telekomunikasi 9. Memahami sifat dasar sinyal audio 10. Menjelaskan dasar-dasar sinyal video 11. Memprogram peralatan sistem pengendali elektronik yang berkaitan dengan I/O berbantuan PLC dan komputer
9
BAB II KEBIJAKAN PENGEMBANGAN PROFESI GURU Catatan: Bab II dikembangkan oleh Pusat Sertifikasi Guru, Jakarta File dalam folder KEBIJAKAN PROFESI GURU-2012 (Dituliskan Judul materi Kegiatan Belajar 1)
A. Tujuan Antara (Kompetensi yang diharapkan dikuasai peserta didik setelah menyelesaikan satu kegiatan belajar tertentu dalam modul)
B. Uraian Materi 1, 2, 3, dst (Berisi sejumlah informasi pengetahuan yang terkait dengan Judul Kegiatan Belajar)
C. Lembar Kerja (Sejumlah aktivitas yang harus dilakukan oleh peserta didik dalam mencapai kompetensi/subkompetensi yang diinginkan)
D. Alat (Jika diperlukan) (Dituliskan alat-alat yang diperlukan untuk melaksanakan aktivitas belajar termasuk spesifikasikasinya)
E. Bahan (Jika diperlukan)
(Dituliskan bahan-bahan yang diperlukan untuk melaksanakan aktivitas belajar termasuk spesifikasikasiny)
F. K3 (Jika diperlukan) (Keselamatan dan Kesehatan Kerja. Di sini dituliskan apa yang perlu dilakukan agar dalam melaksanakan aktivitas belajar peserta didik termasuk perlengkapan yang digunakan dapat selamat dan terhindar dari kecelakaan kerja)
G. Langkah Kerja
(Langkah-langkah yang harus dilakukan peserta didik dalam melaksanakan aktivitas belajar guna mencapai kompetensi
H. Lembar Latihan (Berisi prosedur dan alat asesmen untuk mengukur kompetensi peserta didik setelah melaksanakan aktivitas belajar dalam satu kegiatan belajar tertentu. Prosedur dan alat asesmen relevan dengan satu tujuan antara tertentu).
10
BAB III MODEL DAN PERANGKAT PEMBELAJARAN
A. Model Pembelajaran 1. Lembar Informasi a. Pembelajaran Kooperatif Model pembelajaran kooperatif dikembangkan oleh John Dewey dan Herbert Thelan. Menurut Dewey seharusnya kelas merupakan cerminan masyarakat yang lebih besar. Thelan telah mengembangkan prosedur yang tepat untuk membantu para siswa bekerja secara berkelompok. Tokoh lain adalah ahli sosiologi Gordon Alport yang mengingatkan kerja sama dan bekerja dalam kelompok akan memberikan hasil lebih baik. Menurut Shlomo Sharan dalam model pembelajaran kooperatif haruslah diciptakan setting kelas dan proses pengajaran yang mensyaratkan adanya kontak langsung, berperan serta dalam kerja kelompok dan adanya persetujuan antar anggota dalam kelompok. Model pembelajaran kooperatif mempunyai sintaks tertentu yang merupakan ciri khususnya. Tabel 3.1 berikut ini adalah sintaks model pembelajaran kooperatif dan perilaku laku guru pada setiap sintaks. Tabel 3.1. Sintaks Model Pembelajaran Kooperatif Fase Perilaku Guru Fase 1 Guru menyampaikan semua tujuan Menyampaikan tujuan dan pelajaran yang ingin dicapai pada memotivasi siswa pelajaran tersebut dan memotivasi siswa belajar. Fase 2 Guru menyajikan informasi kepada siswa Menyajikan informasi dengan jalan demonstrasi atau lewat bahan bacaan. Fase 3 Guru menjelaskan kepada siswa Mengorganisasi siswa ke dalam bagaimana cara membentuk kelompok kelompok-kelompok belajar belajar dan membantu setiap kelompok agar melakukan transisi secara efisien. Fase 4 Guru membimbing kelompok-kelompok Membimbing kelompok bekerja belajar pada saat mereka mengerjakan dan belajar tugas mereka. Fase 5 Guru mengevaluasi hasil belajar tentang Evaluasi materi yang telah dipelajari atau masingmasing kelompok mempresentasikan hasil kerjanya. Fase 6 Guru mencari cara-cara untuk menghargai Memberikan penghargaan baik upaya maupun hasil belajar individu dan kelompok. 11
Terdapat beberapa tipe model pembelajaran kooperatif seperti tipe STAD (Student Teams Achievement Division), tipe Jigsaw dan investigasi kelompok dan pendekatan struktural. 1) Student Teams-Achievement Division (STAD) Pada Kooperatif tipe STAD siswa dalam suatu kelas dibagi menjadi kelompok-kelompok dengan anggota 4-5 orang. Setiap kelompok haruslah heterogen, terdiri atas laki dan perempuan, berasal dari berbagai suku, memiliki kemampuan tinggi, sedang, dan rendah. Anggota kelompok menggunakan lembar kegiatan atau perangkat pembelajaran yang lain untuk menuntaskan materi pelajarannya. Siswa dalam kelompok kemudian saling membantu satu sama lain untuk memahami bahan pelajaran melalui tutorial, kuis, atau melakuan diskusi. Setiap periode waktu tertentu, misalnya dua minggu siswa diberi kuis. Kuis tersebut menghasilkan skor, dan tiap individu dapat diukur skor perkembangannya. 2) Jigsaw Tipe Jigsaw diterapkan dengan membagi siswa dalam kelompok dengan 5 atau 6 orang anggota kelompok belajar heterogen. Materi pembelajaran diberikan kepada siswa dalam bentuk teks. Setiap anggota bertanggung jawab untuk mempelajari bagian tertentu dari bahan yang diberikan tersebut. Sebagai contoh, jika materi yang diajarkan itu adalah hirarki kehidupan dalam ekosistem, seorang siswa mempelajari tentang populasi, siswa lain mempelajari tentang komunitas, siswa lain lagi belajar tentang ekosistem, dan yang terakhir belajar tentang biosfer. Anggota dari kelompok lain yang mendapat tugas topic yang sama berkumpul dan berdiskusi tentang topic tersebut. Kelompok ini disebut kelompok ahli. Setelah berdiskusi dalam kelompok ahli selama selang waktu tertentu, setiap anggota kelompok ahli kembali ke kelompok asal dan menyampaikan apa yang telah didiskusikan di dalam kelompok ahli kepada teman-temannya dalam kelompok asal. Evaluasi dilakukan pada kelompok asal (lihat Gambar 3.1) 1
2
1
3
2
1
3
1 1
1 1
2
1
3
2 2
2 2
2 3
3 3
3 3
Kelompok asal
Kelompok ahli
Gambar 3.1 Model Kooperatif Tipe Jigsaw Tiap kelompok ahli memiliki satu anggota dari tiap kelompok asal
12
3) Investigasi Kelompok Dalam penerapan Investigasi Kelompok guru membagi kelas menjadi kelompok-kelompok dengan anggota 5 atau 6 siswa yang heterogen. Untuk beberapa kasus, kelompok dapat dibentuk dengan mempertimbangkan keakraban persahabatan atau minat yang sama dalam topik tertentu. Selanjutnya siswa memilih topik untuk diselidiki, dan diteruskan melakukan penyelidikan yang mendalam atas topik yang dipilih itu. Akhirnya kelompok-kelompok tersebut akan menyiapkan dan mempresentasikan laporannya kepada seluruh kelas. Tabel 3.2. Perbandingan Empat Tipe Pembelajaran Kooperatif Investigasi Pendekatan Aspek Tipe STAD Tipe Jigsaw Kelompok Struktural Tujuan Informasi Informasi Informasi Informasi kognitif akademik akademik akademik akademik sederhana sederhana tingkat tinggi & sederhana ketr. inkuiri Tujuan Kerja Kerja kelompok Kerjasama Keterampilan sosial kelompok dan dan kerja sama dalam kelompok an kerja sama kelompok keterampilan kompleks sosial Struktur Kelompok Kelompok belajar Kelompok Bervariasi, tim heterogen heterogen belajar dengan berdua, dengan 4-5 dengan 5-6 orang 5-6 anggota bertiga, orang anggota anggota heterogen kelompok menggunakan dengan 4-6 pola kelompok anngota. ”asal” dan kelompok ”ahli” Pemilihan Biasanya guru Biasanya guru Biasanya siswa Biasanya topik guru Tugas Siswa dapat Siswa Siswa Siswa Utama menggunakan mempelajari menyelesaikan mengerjakan lembar materi dalam inkuiri tugas-tugas kegiatan dan kelompok” ahli” kompleks yang saling kemudian diberikan membantu membantu sosial dan untuk anggota kognitif menuntaskan kelompok asal materi mempelajari belajarnya materi itu Penilaian Tes mingguan Bervariasi dapat Menyelesaikan Bervariasi berupa tes proyek dan mingguan menulis laporan, dapat 13
Aspek
Tipe STAD
Pengakuan
Lembar pengetahuan dan publikasi lain
Tipe Jigsaw
Publikasi lain
Investigasi Kelompok menggunakan tes essay Lembar pengetahuan dan publikasi lain
Pendekatan Struktural
Bervariasi
b. Inkuiri atau Belajar Melalui Penemuan Para siswa dapat belajar menggunakan cara berpikir dan cara bekerja para ilmuwan dalam menemukan sesuatu. Tokoh-tokoh dalam belajar melalui penemuan ini antara lain adalah Bruner, yang merupakan pelopor pembelajaran penemuan. Pembelajaran penemuan merupakan suatu model pengajaran yang menekankan pentingnya membantu siswa memahami struktur atau ide kunci dari suatu disiplin ilmu, perlunya siswa aktif terlibat dalam proses pembelajaran, dan suatu keyakinan bahwa pembelajaran yang sebenarnya akan terjadi melalui penemuan pribadi. Tokoh lain adalah Richard Suchman yang mengembangkan suatu pendekatan yang disebut latihan inkuiri. Sintaks belajar melalui penemuan tidak jauh berbeda dengan langkahlangkah kerja ilmiah yang ditempuh oleh para ilmuwan dalam menemukan sesuatu yang dapat dicermati dalam Tabel 3.3 berikut ini. Tabel 3.3. Sintaks Model Belajar melalui Penemuan Tahap Tingkah Laku Guru Tahap 1 Guru menyajikan kejadian-kejadian atau Observasi menemukan masalah fenomena yang memungkinkan siswa menemukan masalah. Tahap 2 Merumuskan masalah Tahap 3 Mengajukan hipotesis Tahap 4 Merencanakan pemecahan masalah (melalui eksperimen atau cara lain) Tahap 5 Melaksanakan eksperimen (atau cara pemecahan masalah
Guru membimbing siswa merumuskan masalah penelitian berdasarkan kejadian dan fenomena yang disajikannya. Guru membimbing siswa untuk mengajukan hipotesis terhadap masalah yang telah dirumuskannya. Guru membimbing siswa untuk merencanakan pemecahan masalah, membantu menyiapkan alat dan bahan yang diperlukan dan menyusun prosedur kerja yang tepat. Selama siswa bekerja guru membimbing dan memfasilitasi.
14
Tahap yang lain) Tahap 6 Melakukan pengamatan dan pengumpulan data Tahap 7 Analisis data Tahap 8 Penarikan kesimpulan atau penemuan
Tingkah Laku Guru
Guru membantu siswa melakukan pengamatan tentang hal-hal yang penting dan membantu mengumpulkan dan mengorganisasi data. Guru membantu siswa menganalisis data supaya menemukan sesuatu konsep Guru membimbing siswa mengambil kesimpulan berdasarkan data dan menemukan sendiri konsep yang ingin ditanamkan.
c. Pembelajaran berdasarkan Masalah Model pengajaran berdasarkan masalah lebih kompleks dibandingkan dua model yang telah diuraikan sebelumnya. Model pengajaran berdasarkan masalah mempunyai ciri umum, yaitu menyajikan kepada siswa tentang masalah yang autentik dan bermakna yang akan memberi kemudahan kepada para siswa untuk melakukan penyelidikan dan inkuiri. Model ini juga mempunyai beberapa ciri khusus yaitu adanya pengajuan pertanyaan atau masalah, berfokus pada keterkaitan antar disiplin ilmu, penyelidikan autentik, menghasilkan produk/karya dan memamerkan produk tersebut serta adanya kerja sama. Sebagai contoh masalah autentik adalah ”bagaimanakah kita dapat memperbanyak bibit bunga mawar dalam waktu yang singkat supaya dapat memenuhi permintaan pasar” Apabila pemecahan terhadap masalah ini ditemukan, maka akan memberikan keuntungan secara ekonomis. Masalah seperti ”bagaimanakah kandungan klorofil daun pada tumbuhan-tumbuhan yang tumbuh pada tempat yang tingkat intensitas cahanyanya berbeda” merupakan masalah akademis yang apabila ditemukan jawabannya belum dapat memberi manfaat praktis secara langsung. Landasan teoretik dan empirik model pengajaran berdasarkan masalah adalah gagasan dan ide-ide para ahli seperti Dewey dengan kelas demokratisnya, Piaget yang berpendapat bahwa adanya rasa ingin tahu pada anak akan memotivasi anak untuk secara aktif membangun tampilan dala otak mereka tentang lingkungan yang mereka hayati, Vygotsky yang merupakan tokoh dalam pengembangan konsep konstruktivisme yang merupakan konsep yang dianut dalam model pengajaran berdasarkan masalah. Model pengajaran berdasarkan masalah juga mempunyai sintaks tertentu yang merupakan ciri khas dari model ini. Tabel 3.4 berikut ini adalah sintaks model pengajaran berdasarkan masalah dan tingkah laku guru pada setiap tahap sintaks.
15
Tabel 3.4. Sintaks Model Pengajaran Berdasarkan Masalah Tahap Tingkah Laku Guru Tahap 1 Orientasi siswa kepada masalah
Guru menjelaskan tujuan pembelajaran, logistik yang dibutuhkan, memotivasi siswa untuk terlibat pada aktivitas pemecahan masalah yang dipilihnya. Tahap 2 Guru membantu siswa mendefinisikan dan Mengorganisasi siswa mengorganisasi tugas belajar yang untuk belajar berhubungan dengan masalah tersebut. Tahap 3 Guru mendorong siswa untuk Membimbing penyelidikan mengumpulkan informasi yang sesuai, individual maupun melaksanakan eksperimen, untuk kelompok mendapatkan penjelasan dan pemecahan masalah. Tahap 4 Guru membantu siswa dalam merencanakan Mengembangkan dan dan menyiapkan karya yang sesuai seperti menyajikan hasil karya laporan, video, dan model dan membantu mereka untuk berbagi tugas dengan temannya. Tahap 5 Guru membantu siswa untuk melakukan Menganalisis dan refleksi atau evaluasi terhadap penyelidikan mengevaluasi proses mereka dan proses-proses yang mereka pemecahan masalah gunakan. d. Pembelajaran Langsung Pengajaran langsung banyak diilhami oleh teori belajar sosial yang juga sering disebut belajar melalui observasi. Dalam bukunya Arends menyebutnya sebagai teori pemodelan tingkah laku. Tokoh lain yang menyumbang dasar pengembangan model pengajaran langsung John Dolard dan Neal Miller serta Albert Bandura yang mempercayai bahwa sebagian besar manusia belajar melalui pengamatan secara selektif dan mengingat tingkah laku orang lain. Pemikiran mendasar dari model pengajaran langsung adalah bahwa siswa belajar dengan mengamati secara selektif, mengingat dan menirukan tingkah laku gurunya. Atas dasar pemikirian tersebut hal penting yang harus diingat dalam menerapkan model pengajaran langsung adalah menghindari menyampaikan pengetahuan yang terlalu kompleks. Pengajaran langsung dicirikan oleh sintaks tertentu. Pada Tabel 3.5 berikut ini akan diberikan sintaks model pengajaran langsung dan peran yang dijalankan oleh guru pada tiap-tiap sintaks.
16
Tabel 3.5. Sintaks Model Pengajaran Langsung Fase Peran Guru 1. Menyampaikan tujuan dan mempersiapkan siswa.
2. Mendemonstrasikan keterampilan (pengetahuan prosedural) atau mempresentasikan pengetahuan (deklaratif) 3. Membimbing pelatihan 4. Mengecek pemahaman dan memberikan umpan balik 5. Memberikan kesempatan untuk pelatihan lanjutan dan penerapan
Guru menjelaskan tujuan pembelajaran, informasi latar belakang pelajaran, pentingnya pelajaran, mempersiapkan siswa untuk belajar. Guru mendemonstrasikan keterampilan dengan benar, atau menyajikan informasi tahap demi tahap.
Guru merencanakan dan memberi bimbingan pelatihan Guru mengecek apakah siswa telah berhasil melakukan tugas dengan baik, memberi umpan balik. Guru mempersiapkan kesempatan melakukan pelatihan lanjutan, dengan perhatian khusus pada penerapan kepada situasi lebih kompleks dan kehidupan sehari-hari.
e. Metode Integratif Integratif berarti menyatukan beberapa aspek ke dalam satu proses. Integratif terbagi menjadi interbidang studi dan antarbidang studi. Interbidang studi artinya beberapa aspek dalam satu bidang studi diintegrasikan. Misalnya, menyimak diintegrasikan dengan berbicara dan menulis. Menulis diintegrasikan dengan berbicara dan membaca. Materi kebahasaan diintegrasikan dengan keterampilan bahasa. Sedangkan, antarbidang studi merupakan pengintegrasian bahan dari beberapa bidang studi. Misalnya, antara bahasa Indonesia dengan matematika atau dengan bidang studi lainnya. Dalam pembelajaran bahasa Indonesia, integratif interbidang studi lebih banyak digunakan. Saat mengajarkan kalimat, guru tidak secara langsung menyodorkan materi kalimat ke siswa tetapi diawali dengan membaca atau yang lainnya. Perpindahannya diatur secara tipis. Bahkan, guru yang pandai mengintegrasikan penyampaian materi dapat menyebabkan siswa tidak merasakan perpindahan materi. Pengintegrasian diaplikasikan sesuai dengan kompetensi dasar yang perlu dimiliki siswa. Materi tidak dipisah-pisahkan. Materi ajar justru merupakan kesatuan yang perlu dikemas secara menarik.
17
f. Metode Tematik
Dalam metode tematik, semua komponen materi pembelajaran diintegrasikan ke dalam tema yang sama dalam satu unit pertemuan. Yang perlu dipahami adalah bahwa tema bukanlah tujuan tetapi alat yang digunakan untuk mencapai tujuan pembelajaran. Tema tersebut harus diolah dan disajikan secara kontekstualitas, kontemporer, kongkret, dan konseptual. Tema yang telah ditentukan haruslah diolah dengan perkembangan lingkungan siswa yang terjadi saat ini. Budaya, sosial, dan religiusitas mereka menjadi perhatian. Begitu pula, isi tema disajikan secara kontemporer sehingga siswa senang. Apa yang terjadi sekarang di lingkungan siswa juga harus terbahas dan terdiskusikan di kelas. Kemudian, tema tidak disajikan secara abstrak tetapi diberikan secara kongkret. Semua siswa dapat mengikuti proses pembelajaran dengan logika yang dipunyainya. Konsep-konsep dasar tidak terlepas. Siswa berangkat dari konsep ke analisis atau dari analisis ke konsep. Dari uraian di atas, tampaklah bahwa peran guru amat menentukan dalam mendesain kesuksesan pembelajaran bahasa Indonesia. Oleh karena itu, guru bahasa Indonesia diharapkan sebagai berikut. Guru perlu menekankan bahwa bahasa merupakan sarana berpikir. Keterampilan berbahasa siswa menjadi tolok ukur kemampuan berpikir siswa. Kreativitas siswa perlu diperhatikan oleh guru terutama dalam kreativitas berbahasa yang sesuai dengan kaidah bahasa Indonesia. Pembelajaran bahasa Indonesia harus menyenangkan siswa. Oleh karena itu minat, keingintahuan, dan gairah siswa perlu mendapatkan perhatian. Ada banyak metode dan teknik yang cocok yang dapat digunakan. Guru tidak perlu monoton, klise, jenuh, dan kehabisan teknik pembelajaran bahasa Indonesia. Guru harus lebih dahulu memperhatikan apa yang diucapkan siswa sebelum memperhatikan bagaimana siswa mengungkapkan. g.
Metode Kuantum Metode Pembelajaran kuantum (Quantum Learning and Teaching) dimulai di Super Camp, sebuah program percepatan berupa Quantum Learning yang ditawarkan Learning Forum, yaitu sebuah perusahaan pendidikan internasional yang menekankan perkembangan keterampilan akademis dan keterampilan pribadi (DePorter, 1992). Metode kuantum diciptakan berdasarkan teori pendidikan seperti Accelerated Learning (Lozanov), Multiple Intellegences (gardner), Neuro-Linguistic Programming (Grinder dan Bandler), Experiential Learning (Hahn), Socratic Inquiry, Cooperative Learning (Johnson dan Johnson), dan Element of Effective Instruction (Hunter). Dalam QL, yang dipentingkan adalah pemercepatan belajar, fasilitasi, dan konteks dengan prinsip segalanya berbicara, segalanya bertujuan, pengalaman sebelum menemukan, akui setiap usaha pembelajar, dan jika layak dipelajari berarti layak untuk dirayakan. QL menutamakan konteks dan isi. Konteks berisi tentang (1) suasana yang memberdayakan, (2) landasan yang kukuh, (3) 18
lingkungan yang mendukung, dan rancangan belajar yang dinamis. Kemudian isi terdiri atas (1) penyajian yang prima, (2) fasilitas yang luwes, (3) keterampilan belajar untuk belajar, dan keterampilan hidup. Metode kuantum mencakup petunjuk spesifik untuk menciptakan lingkungan belajar. Ada lima prinsip yang mempengaruhi seluruh aspek metode kuantum. Prinsip tersebut adalah (1) segalanya berbicara, (2) segalanya bertujuan, (3) pengalaman sebelum pemberian nama, (4) akui setiap usaha, dan (5) jika layak dipelajari, layak pula dirayakan. Konteks dan isi sangat mendominasi dalam pelaksanaan pembelajaran kuantum. Konteks adalah latar untuk pengalaman pembelajaran. Konteks dianggap sebagai suasana yang mampu memberdayakan, landasan yang kukuh, lingkungan yang mendukung, dan rancangan belajar yang dinamis. Sedangkan isi berkaitan dengan penyajian yang prima, fasilitas yang luwes, keterampilan belajar untuk belajar, dan keterampilan hidup. Keranngka perancangan pembelajaran kuantum lebih popular dengan istilah TANDUR, yaitu 1) TUMBUHKAN : sertakan diri mereka, pikat mereka, puaskan AMBAK 2) ALAMI: berikan pengalaman belajar dan kebutuhan untuk mengetahui 3) NAMAI: berikan data yang tepat saat minat memuncak 4) DEMONSTRASIKAN: kesempatan bagi mereka untuk mengaitkan pengalaman dengan data baru 5) ULANG: rekatkan gambaran keseluruhan”saya tahu” 6) RAYAKAN: jika layak dipelajari, layak pula dirayakan Oleh metode kuantum, siswa dianggap sebagai pusat keberhasilan belajar. Saran-saran yang dikemukakan dalam membangun hubungan dengan siswa adalah: perlakukan siswa sebagai manusia sederajat; ketahuilah apa yang disukai siswa, cara pikir mereka, dan perasaan mereka; bayangkan apa yang mereka katakan kepada diri sendiri dan mengenai diri sendiri; ketahuilah apa yang menghambat mereka untuk memperoleh hal yang benarbenar mereka inginkan jika guru tidak tahu tanyakanlah ke siswa; berbicaralah dengan jujur kepada mereka dengan cara yang membuat mereka mendengarnya dengan jelas dan halus; dan bersenang-senanglah bersama mereka. h. Metode Partisipatori Metode pembelajaran partisipatori lebih menekankan keterlibatan siswa secara penuh. Siswa dianggap sebagai penentu keberhasilan belajar. Siswa didudukkan sebagai subjek belajar. Dengan berpartisipasi aktif, siswa dapat menemukan hasil belajar. Guru hanya bersifat sebagai pemandu atau fasilitator. Berkaitan dengan penyikapan guru kepada siswa, partisipatori beranggapan bahwa (1) setiap siswa adalah unik. Siswa mempunyai kelebihan dan kelemahan masing-masing. Oleh karena itu, proses penyeragaman dan penyamarataan 19
akan membunuh keunikan tersebut. Keunikan harus diberi tempat dan dicarikan peluang agar dapat lebih berkembang; (2) anak bukan orang dewasa dalam bentuk kecil. Jalan pikir anak tidak selalu sama dengan jalan pikir orang dewasa. Orang dewasa harus dapat menyelami cara merasa dan berpikir anak-anak; (3) dunia anak adalah dunia bermain; (4) Usia anak merupakan usia yang paling kreatif dalam hidup manusia. Dalam metode partisipatori, siswa aktif, dinamis, dan berlaku sebagai subjek. Namun, bukan berarti guru harus pasif, tetapi guru juga aktif dalam memfasilitasi belajar siswa dengan suara, gambar, tulisan dinding, dan sebagainya. Guru berperan sebagai pemandu yang penuh dengan motivasi, pandai berperan sebagai mediator, dan kreatif. Konteks siswa menjadi tumpuan utama. Menurut Freire (dalam Fakih, 2001:58) Pemandu diharapkan memiliki watak sebagai berikut. Kepribadian yang menyenangkan dengan kemampuannya menunjukkan persetujuan dan apa yang dipahami partisipan. Kemampuan sosial dengan kecakapan menciptakan dinamika kelompok secara bersama-sama dan mengontrolnya tanpa merugikan partisipan. Mampu mendesain cara memfasilitasi yang dapat membangkitkan partisipan selama proses berlangsung. Kemampuan mengorganisasi proses dari awal hingga akhir. Cermat dalam melihat persoalan pribadi partisipan dan berusaha memberikan jalan agar partisipan menemukan jalannya. Memilki ketertarikan kepada subjek belajar. Fleksibel dalam merespon perubahan kebutuhan belajar partisipan. Pemahaman yang cukup atas materi pokok kursus.
Berikutnya, metode partisipatori mempunyai ciri-ciri pokok: belajar dari realitas atau pengalaman, tidak menggurui, dan dialogis.
Kemudian, panduan prosesnya disusun dengan sistem daur belajar dari pengalaman yang distrukturkan saat itu (structural experiences learning cycle). Proses tersebut sudah teruji sebagai suatu proses yang memenuhi tuntutan pendidikan partisipatori. Berikut rincian proses tersebut. Rangkai-Ulang Ungkapan Kaji-Urai Kesimpulan Tindakan
20
Hal di atas sebagai metode pertama. Kemudian, metode berikutnya adalah siswa sebagai subjek, pendekatan prosesnya menerapkan pola induktif kemudian tahapannya sebagai berikut. Persepsi Identifikasi diri Aplikasi diri Penguatan diri Pengukuhan diri Refleksi diri Semua metode tersebut tentunya memperhatikan tujuan yang akan dicapai, bentuk pendidikannya, proses yang akan dilakukan, materi yang akan disajikan, media atau sarana yang perlu disiapkan, dan peran fasilitator/pemandu. i.
Pembelajaran Kontekstual Sebenarnya, siswa dalam belajar tidak berada di awan tetapi berada di bumi yang selalu menyatu dengan tempat belajar, waktu, situasi, dan suasana alam dan masyarakatnya. Untuk itu, metode yang dianggap tepat untuk mengembangkan pembelajaran adalah metode kontekstual. Sebenarnya, metode kontekstual (Contextual Teaching and Learning) bukan barang baru. John Dewey sudah mengemukakan pembelajaran kontekstual pada awal abad 20, diikuti oleh katz (1918) dan Howey & Zipher (1989). Ketiga pakar itu menyatakan bahwa program pembelajaran bukanlah sekadar deretan satuan pelajaran (Kasihani dan Astini, 2001). Pembelajaran kontekstual adalah konsepsi pembelajaran yang membantu guru menghubungkan mata pelajaran dengan situasi dunia nyata dan pembelajaran yang memotivasi siswa agar menghubungkan pengetahuan dan terapannya dengan kehidupan sehari-hari sebagai anggota keluarga dan masyarakat (Ardiana, 2001). Pembelajaran kontekstual muncul sebagai reaksi terhadap teori behavioristik yang telah mendominasi pendidikan selama puluhan tahun. Metode kontekstual mengakui bahwa pembelajaran merupakan proses kompleks dan banyak faset yang berlangsung jauh melampaui drill oriented dan metode Stimulus and Response. Menurut Nur (2001) pengajaran kontekstual memungkinkan siswa menguatkan, memperluas, dan menerapkan pengetahuan dan keterampilan akademik mereka dalam berbagai macam tatanan dalam sekolah dan di luar sekolah agar siswa dapat memecahakan masalah-masalah dunia nyata atau masalah-masalah yang disimulasikan. Dalam perkembangannya, metode kontekstual terdiri atas berbagai strategi yang dikembangkan oleh berbagai institusi. University of Washington (2001) mengembangkan metode kontekstual dengan strategi (1) pengajaran autentik, (2) pembelajaran berbasis inkuiri, (3) pembelajaran berbasis masalah, dan (4) pembelajaran berbasis kerja. Blanchard (2001) mengembangkan strategi pembelajaran metode kontekstual dengan: (1) menekankan pemecahan masalah, 21
(2) menyadari kebutuhan pengajaran dan pembelajaran yang terjadi dalam berbagai konteks seperti rumah, masyarakat, dan pekerjaan, (3) mengajar siswa memonitor dan mengarahkan pembelajaran mereka sendiri sehingga menjadi siswa mandiri, (4) mengaitkan pengajaran pada konteks kehidupan siswa yang berbeda-beda, (5) mendorong siswa untuk belajar dari sesama teman dan belajar bersama, dan (6) menerapkan penilaian autentik. Dalam strategi ini ada tujuh elemen penting, yaitu: inquiry, questioning, constructivism, metodeling, learning, community, authentic assesment, dan reflection. Diha-rapkan ketujuh unsur ini dapat diaplikasikan dalam keseluruhan proses pembelajaran. 1) Penemuan Penemuan (inquiry) merupakan bagian inti kegiatan pembelajaran berbasis kontekstual. Siswa tidak menerima pengetahuan dan keterampilan hanya dari mengingat seperangkat fakta-fakta saja, tetapi berasal dari pengalaman menemukan sendiri. Guru harus selalu merancang pembelajaran yang bersumber dari penemuan. Tentunya, pembelajaran dirancang dengan menarik dan menantang. Siswa dapat menemukan sendiri tanpa harus dari buku. Berikut ini siklus penemuan: a) observasi b) bertanya c) mengajukan dugaan d) pengumpulan data e) penyimpulan
2) Pertanyaan Biasanya, pengetahuan dan keterampilan yang dimiliki seseorang berawal dari sebuah pertanyaan. Untuk mengetahui Chairil Anwar, biasanya muncul pertanyaan Siapa Chairil Anwar itu? Barulah, seseorang membuka buku, bertanya, dan mendiskusikan Chairil Anwar. Pertanyaan berguna untuk mendorong, membimbing, dan menilai kemampuan siswa. Bagi siswa, pertanyaan berguna untuk menggali informasi, mengecek informasi yang didapatnya, mengarahkan perhatian, dan memastikan penemuan yang dilakukannya. 3) Konstruktivistik Siswa perlu dibiasakan memecahkan masalah, menemukan sesuatu yang berguna bagi dirinya, dan bergelut dengan ide-idenya. Dengan begitu, siswa dapat mengkonstruksikan gejala-gejala dengan pemikirannya sendiri. Konstruktivistik merupakan landasan berpikir (filosofis) metode kontekstual, yaitu bahwa pengetahauan dibangun sedikit demi sedikit yang hasilnya diperluas melalui konteks yang terbatas dan tidak seketika. Manusia harus mengkonstruksikan pengetahuan dan memberi makna melalui pengalaman tidak melalui ingtana dan hafalan saja. 22
4) Pemodelan Pernahkah Anda menunjukkan rekaman membaca puisi kepada siswa agar siswa tahu bahwa membaca puisi yang indah dan bagus itu seperti suara dari rekaman? Jika pernah, berarti Anda telah melakukan pemodelan. Pemodelan adalah pemberian model agar siswa dapat belajar dari model tersebut. Bisa jadi, guru memberikan model karya tulis, model paragraf, model kalimat, dan seterusnya. Dari model itu, siswa mengidentifikasi selanjutnya membuat seperti model yang ditunjukkan. Dalam kontekstual, guru bukanlah model satu-satunya. Model dapat diambil dari mana saja. 5) Komunitas Belajar Kerja sama dengan orang lain dapat memberikan pengalaman belajar bagi siswa. Siswa dapat mengembangkan pengalaman belajarnya setelah berdiskusi dengan temannya. Masyarakat belajar menyarankan bahwa hasil pembelajaran diperoleh dari kerjasama dengan orang lain. Hasil belajar diperoleh dari bertukar pendapat dengan temannya, denagan orang lain, antara yang tahu dengan yang belum tahu, di ruang kelas, di ruang lain, di halaman, di pasar, atau di manapun. Dalam kelas yang kontekstual, Anda disarankan selalu melaksanakan pemebelajaran dalam kelompok belajar. Siswa belajar di kelompok yang anggotaanggotanya diharapkan heterogen. Yang pandai mengajari yang lemah. Yang tahu berada di kelompok yang belum tahu. Yang cepat menangkap berada satu kelompok dengan yang lambat. Kelompok siswa upayakan dapat selalu bervariasi dari segi apapun. 6) Penilaian Autentik Perkembangan belajar siswa tentunya perlu Anda ketahui. Dalam kontekstual, perkembangan belajar siswa dapat diketahui melalui pengumpulan data dari aktivitas belajar siswa secara langsung di kelas. Penilaian tidak dilakukan di belakang meja atau di rumah saja tetapi juga di saat siswa aktif belajar di kelas. Dengan begitu, tidak akan ada komentar dari siswa bahwa siswa X meskipun tidak banyak omong di kelas ternyata nilainya bagus. Sedangkan siswa Y yang banyak mendebat, berbicara, dan bercerita mendapatkan nilai rendah karena dalam ujian tulis bernilai rendah. 7) Refleksi Refleksi merupakan respon terhadap pengalaman yang telah dilakukan, aktivitas yang baru dijalani, dan pengetahuan yang baru saja diterima. Dengan merefleksikan sesuatu, siswa merasa memperoleh sesuatu yang berguna bagi dirinya tentang apa yang baru dipelajari. Refleksi tersebut dapat dilakukan per bagian, di akhir jam pelajaran, di akhir bab/tema, atau dalam kesempatan apapun. Realisasi refleksi dapat berupa pernyataan spontan siswa tentang apa yang diperolehnya hari itu, lagu, puisi, kata kunci, cerita siswa, cerita guru, catatan di lembar kertas, diskusi, dan yang lain-lainnya.
23
Contoh refleksi sebagai berikut. Setelah siswa melakukan pembelajaran menulis. Siswa menuliskan di kertas yang di tempel di tembok dengan spidol besar. Tulisan yang muncul adalah aha saya bisa, gampang, logis, ide, gabungan kalimat, dan seterusnya. Bisa juga siswa menulis puisi yang isinya tenatang pembelajaran yang baru saja dilakukan. Misalnya puisi menulis itu gampang/ seperti makan pisang/ kita tidak perlu bimbang/ karena hati senang.
2. Lembar Pelatihan 1) Jelaskan perbedaan penerapan model pembelajaran kooperatif tipe STAD dengan tipe Jigsaw! 2) Jelaskan perbedaan penerapan model pembelajaran berdasarkan masalah dan model pembelajaran melalui penemuan! 3) Jelaskan karakteristik tipe materi ajar yang sesuai dibelajarkan dengan model pembelajaran kooperatif tipe jigsaw? 4) Pilihlah contoh materi (sesuai dengan latar belakang keilmuan Anda), kemudian deskripsikan tahapan implementasi pembelajaran model Jigsaw! 5) Siswa ingin memcahkan masalah “Bagaimanakah hubungan jumlah baterai terhadap nyala lampu?” Untuk memecahkan masalah tersebut model pembelajaran kooperatif tipe investigasi kelompok atau model pembelajaran problem based instruction yang tepat untuk dipilih, berikan argumentasi Anda! 6) Jelaskan alasan bahwa hanya siswa yang nomornya disebut yang boleh menjawab dalam pembelajaran kooperatif tipe numbered-head together, padahal sebelum menjawab semua anggota kelompok telah berdiskusi dulu! 7) Buatlah contoh langkah pembelajaran yang menerapkan model kooperatif tipe think-pair-share! 8) Buatlah contoh permasalahan autentik yang tepat untuk dipecahkan melalui model pembelajaran problem based instruction? 9) Jelaskan kelebihan dan kelemahan penggunaan model pembelajaran langsung. 10) Berikan contoh materi pembelajaran yang bisa diberikan melalui model pembelajaran langsung. Daftar Pustaka Ardiana & Leo Idra.(2001). Pembelajaran Kontekstual. Makalah. Arends & Richard I.(1997). Classroom Instruction and Management, The Mc.GrawHill Companies. ______________. (1998). Learning to Teach, The Mc.Graw-Hill Companies. Bandura, A., & cervone, D. (1986). Social Foundation of thought and Action. Englewood Cliffs, NJ: prientice Hall B. Johnson & Elaine.(2006). Contextual Teaching & Learning, terj. Ibnu Setiawan, Bandung:MLC.
24
Brown, H. Douglas. (1987). Principles of Language Learning and Teaching. New Jersey: Prentice-Hall. Bruner, J.S. (1962). The Process of Education. Cambridge, MA: Harvard University Press Dahar, Ratna Wilis. (1989). Teori-Teori Belajar. Jakarta: Erlangga. Depdikbud. (1993). Kurikulum Bahasa Indonesia di MA/MA. Jakarta: Depdikbud. De Porter, Bobbi dkk.(1999). Quantum Learning. Bandung: Kaifa. ---------. (1999). Quantum Bussines. Bandung: Kaifa. Donovan, M.Suzanne, (2005), How Student Learn Science in The Classroom, Washington DC: National Research Council. Dryden, Gordon & Vos, Jeanette. Revolusi Cara Belajar (bagian I dan II). Bandung: Kaifa. Fakih, Mansur, dkk. (2001). Pendidikan Popular, Membangun Kesadaran Kritis. Jogyakarta: Insist dan Read Book. Fairclough, Norman. (1995). Kesadaran Bahasa Kritis (terj. Hartoyo). Semarang: IKIP Semarang Press. Gardner, Howard. (2003). Kecerdasan Majemuk. Batam: Interaksara. Johnson, Elaine B. (2002). Contextual Teaching and Learning. California: Corwin Press, Inc. Nur, M. & Wikandari, P.R. (2000). Pengajaran Berpusat kepada Siswa dan Pendekatan Konstruktivistik dalam Pengajaran. Surabaya: Universitas Negeri Surabaya Nurhadi (2002.) Pendekatan Kontekstual (Contextual Teaching and Learning). Jakarta : Departemen Pendidikan Nasional. Nurhadi, Buhan Yasin, Agus. (2004). Pembelajaran Kontekstual (Contextual Teaching And Learning (CTL)) Dan Penerapannya Dalam KBK. Malang : UM PRESS. Nurhadi. (2002). Pendekatan Kontekstual (Contextual Teaching and Learning). Jakarta : Departemen Pendidikan Nasional. Nurhadi, Buhan Yasin,& Agus. (2004). Pembelajaran Kontekstual (Contextual Teaching And Learning (CTL)) Dan Penerapannya Dalam KBK. Malang : UM PRESS. Rooijakkers. (1982). Mengajar dengan Sukses. Jakarta: Gramedia. Saekhan & Muchith.(2008). Pembelajaran Kontekstual, Semarang: Rasail Silberman, Melvin L. (2004). Active Learning. Bandung: Nusa Media. Sindhunata (ed.).( 2000). Membuka Masa Depan Anak-Anak Kita, Mencari Kurikulum Pendidikan Abad XXI. Jogyakarta: Kanisius. Suyatno dan Subandiyah, Heny. (2002). Metode Pembelajaran. Jakarta: Modul Pelatihan Guru Terintegrasi Berbasis Kompetensi.
25
B. Media Pembelajaran 1. Lembar Informasi a. Pengertian Media Medium atau media (jamak) berasal dari kata Latin “medium” yang berarti “di antara”, suatu istilah yang menunjukkan segala sesuatu yang membawa informasi antara sumber dan penerima (Soekamto, 1993). Martin dan Briggs (1986) menyatakan bahwa media pembelajaran mencakup semua sumber yang diperlukan untuk melakukan komunikasi dengan siswa, dapat berupa perangkat keras, seperti komputer, televisi, projektor, dan perangkat lunak yang digunakan dalam perangkat-perangkat keras tersebut. Dengan menggunakan batasan Martin dan Briggs, guru atau pengajar juga termasuk media pembelajaran (Degeng, Tanpa Tahun). Dengan demikian, media pembelajaran adalah segala sesuatu yang dapat digunakan untuk menyalurkan bahan pembelajaran sehingga dapat merangsang perhatian, minat, pikiran, dan perasaan pebelajar (siswa) dalam kegiatan belajar untuk mencapai tujuan pembelajaran tertentu. Tidak dapat dipisahkannya antara materi, media, dan sumber, dilihat dari pengertian dan klasifikasi media pembelajaran. Dalam Dictionary of Education dikemukakan bahwa instructional media is devices and other materials which present a complete body of information and are largely self-supporting rather than supplementary in the teaching-learning process. Media pembelajaran adalah alat atau materi lain yang menyajikan bentuk informasi secara lengkap dan dapat menunjang proses belajar mengajar. Ruseffendi (1982) menyatakan bahwa media pendidikan adalah perangkat lunak (software) dan atau perangkat keras (hardware) yang berfungsi sebagai alat belajar dan alat bantu belajar. Sementara itu, Brown, dkk. (1977) membuat klasifikasi media pembelajaran yang sangat lengkap yang mencakup sarana belajar (equipment for learning), sarana pendidikan untuk belajar (educational media for learning), dan fasilitas belajar (facilities for learning). Sarana belajar mencakup tape recorder, radio, OHP, video player, televisi, laboratorium elektronik, telepon, kamera, dan lain-lain. Sarana pendidikan untuk belajar mencakup buku teks, buku penunjang, ensiklopedi, majalah, surat kabar, kliping, program TV, program radio, gambar dan lukisan, peta, globe, poster, kartun, boneka, papan planel, papan tulis, dan lain-lain. Fasilitas belajar mencakup gedung, kelas, ruang diskusi, laboratorium, studio, perpustakaan, tempat bermain, dan lain-lain. Meskipun dari pengertian dan klasifikasi di atas tampak bahwa pengertian materi, media, dan sumber bahan sulit dipisahkan, tetapi rambu-rambu pertanyaan berikut kiranya dapat digunakan untuk memperjelas perbedaan konsep ketiganya. Pertama, apa yang Anda ajarkan? Jawaban terhadap pertanyaan ini dapat Anda masukkan dalam kategori materi pembelajaran. Kedua, dari mana materi pembelajaran itu Anda dapatkan? Jawaban terhadap pertanyaan ini dapat Anda masukkan dalam kategori sumber bahan atau sumber materi. Ketiga, dengan alat bantu apa Anda mengajarkan materi itu? Jawaban 26
terhadap pertanyaan ini dapat Anda masukkan dalam kategori media pembelajaran. Untuk memperjelas perbedaan konsep ketiganya dapat Anda ikuti contoh uraian berikut ini. Ketika Anda akan mengajar dengan kompetensi dasar membaca cepat 250 kata per menit, gunakan ketiga pertanyaan tersebut. Pertama, apa yang Anda ajarkan? Jawabannya adalah teks bacaan. Dengan demikian, teks bacaan dalam pembelajaran Anda ini adalah materi pembelajaran. Kedua, dari mana teks bacaan tersebut Anda peroleh? Jawabannya terhadap pertanyaan ini adalah dari surat kabar Kompas, dari buku paket, dari majalah Intisari, dan lain-lain. Dengan demikian, surat kabar Kompas, buku paket, majalah Intisari, dan lain-lain merupakan sumber bahan atau sumber materi. Dengan alat apa Anda mengajarkan materi tersebut agar siswa memiliki kompetensi dasar itu? Mungkin jawabannya adalah arloji atau stop watch, handphone, dan tabel isian yang berisi nama siswa, jumlah kata, dan lama waktu membaca. Dalam hal ini, arloji, stopwatch, handphone, dan tabel isian tersebut dapat Anda kategorikan sebagai media pembelajaran. b. Rasional Penggunaan Media 1) Rasional Penggunaan Media Menurut Teori Komunikasi Mengapa dalam proses pembelajaran diperlukan media? Proses pembelajaran pada dasarnya mirip dengan proses komunikasi, yaitu proses beralihnya pesan dari suatu sumber, menggunakan saluran, kepada penerima, dengan tujuan untuk menimbulkan akibat atau hasil (Gafur, 1986, p.16). Model komunikasi terebut dikenal dengan nama model: Source – Message – Channel – Reciever – Effect. Dalam proses pembelajaran, pesan itu berupa materi pelajaran, sumber diperankan oleh pendidik, saluran berupa media, penerima adalah siswa, sedangkan hasil berupa bertambahnya pengetahuan, sikap, dan keterampilan. 2) Rasional Penggunaan Media Menurut Teori Informasi Proses informasi adalah proses menerima, menyimpan dan mengungkap kembali informasi. Dalam proses pembelajaran, proses menerima informasi terjadi pada saat siswa menerima pelajaran. Proses menyimpan informasi terjadi pada saat siswa harus menghafal, memahami, dan mencerna pelajaran. Sedangkan proses mengungkap kembali informasi terjadi pada saat siswa menempuh ujian atau pada saat siswa harus menerapkan pengetahuan yang telah dimilikinya untuk memecahkan masalah yang dihadapi dalam kehidupan sehari-hari. Selain itu perlu dikemukakan bahwa informasi masuk ke dalam kesadaran manusia melalui pancaindera, yaitu indera pendengaran, penglihaan, penciuman, perabaan, dan pengecapan. Informasi masuk ke kesadaran manusia paling banyak melalui indera pendengaran dan penglihatan. Berdasarkan alasan tersebut , maka media yang banyak digunakan adalah media audio, media visual, dan media audiovisual (gabungan media audio dan visual). Belakangan berkembang konsep multimedia, yaitu penggunaan secara serentak lebih dari satu media dalam proses komunikasi, informasi dan pembelajaran. Konsep multimedia diasarkan atas pertimbangan bahwa penggunaan lebih dari pada satu media yang menyentuh 27
banyak indera akan membuat proses komunikasi termasuk proses pembelajaran lebih efektif. Dalam proses komunikasi atau proses informasi (dan juga proses pembelajaran) sering dijumpai masalah atau kesulitan. Beberapa masalah dalam proses komunikasi, misalnya: a) Ditinjau dari pihak siswa: Kesulitan bahasa, sukar menghafal, terjadi distorsi atau ketidakjelasan, gangguan pancaindera, sulit mengungkap kembali, sulit menerima pelajaran, tidak tertarik terhadap materi yang dipelajari, dan sebagainya; b) Ditinjau dari pendidik, misalnya pendidik tidak mahir mengemas dan menyajikan materi pelajaran, faktor kelelahan, ketidakajegan, dan sebagainya; dan c) Ditinjau dari pesan atau materi yang disampaikan, misalnya: materi berada jauh dari tempat siswa, materi terlau kecil, abstrak, terlalu besar, berbahaya kalau disentuh, dan sebagainya. 3). Rasional Penggunaan Media Menurut Teori Kerucut Pengalaman (Cone of Experience) Berdasar alasan bahwa tidak semua pengalaman dapat diberikan secara langsung, maka diperlukan media. Dengan menggunakan media, diharapkan masalah-masalah komunikasi dan masalah pembelajaran dapat diatasi. Kerucut Pengalaman Edgar Dale sebagaimana pada Gambar 1 menggambarkan semakin ke atas semakin abstrak, semakin ke bawah semakin konkret. Dalam proses pembelajaran, manakala pendidik dapat memberikan pengalaman langsung, nyata, dan konkret kepada peserta didik adalah ideal. Jika tidak mungkin, maka diberikan berturut-turut pengalaman tiruan, dramatisasi, demonstrasi, pengalaman lapangan, pameran, gambar bergerak, gambar mati, rekaman radio/audio, lambang visual, dan lambang verbal. Teori kerucut pengalaman tersebut dikembangkan Edgar Dale. Berdasar kerucut pengalaman tersebut, dalam pembelajaran mula pertama kita mengajak siswa terlibat dalam pengalaman nyata atau pengalaman langsung. Jika tidak memungkinkan, kita mengajak siswa untuk mengamati peristiwa yang dimediakan (peristiwa yang disajikan dengan menggunakan media), dan akhirnya kita mengajak siswa mengamati lambang atau simbul yang merupakan representasi kejadian. c. Fungsi Media Menurut Degeng (1998), media-media tertentu memiliki keistimewaan, antara lain: a) Kemampuan fiksatif, artinya media memiliki kemampuan untuk menangkap, menyimpan, kemudian menampilkan kembali suatu objek atau kejadian. Dengan kemampuan ini berarti suatu objek atau kejadian dapat digambar, dipotret, difilmkan, atau direkam kemudian disimpan lama dan pada saat diperlukan dapat ditunjukkan lagi dan diamati seperti keadaan aslinya; b) Kemampuan manipulatif, artinya media dapat menampilkan kembali objek atau kejadian dengan berbagai macam cara disesuaikan dengan keperluan. Maksudnya, penampilan suatu objek atau kejadian dapat diubah-ubah ukurannya, kecepatannya serta dapat diulang-ulang penampilannya; dan c) Kemampuan distributif, artinya dalam sekali penampilan suatu objek atau 28
kejadian dapat menjangkau pengamat yang sangat banyak, misalnya dengan media TV atau radio. Dilihat dari keistimewaan yang dimilikinya, media mempunyai fungsi yang jelas untuk menghindari atau memperkecil gangguan komunikasi penyampaian pesan pembelajaran. Secara garis besar, fungsi media menurut (Degeng, 1998) dapat dikemukakan sebagai berikut, yakni (1) menghindari terjadinya verbalisme, (2) membangkitkan minat/motivasi, (3) menarik perhatian siswa, (4) mengatasi keterbatasan ruang, waktu dan ukuran, (5) mengaktifkan siswa dalam kegiatan belajar, serta (6) mengefektifkan pemberian rangsangan untuk belajar. d. Jenis dan Klasifikasi Media Pembelajaran Berdasarkan bentuk dan cara penyajiannya, secara umum, ada 4 klasifikasi, yakni: (a) media visual, (b) media audio (c) media audio visual, dan (d) multi media. 1). Media visual Ada beberapa jenis media visual, di antaranya adalah media grafis, media cetak, dan media OHP. a) Media Grafis Media grafis adalah media visual yang menyajikan fakta, ide atau gagasan melalui penyajian kata-kata, kalimat, angka-angka, dan simbol/gambar. Grafis biasanya digunakan untuk menarik perhatian, memperjelas sajian ide, dan mengilustrasikan fakta-fakta sehingga menarik dan mudah diingat orang. Yang termasuk media grafis antara lain : (1) grafik, yaitu penyajian data berangka melalui perpaduan antara angka, garis, dan simbol, (2) diagram, yaitu gambaran yang sederhana yang dirancang untuk memperlihatkan hubungan timbal balik yang biasanya disajikan melalui garis-garis simbol, (3) bagan, yaitu perpaduan sajian kata-kata, garis, dan simbol yang merupakan ringkasan suatu proses, perkembangan, atau hubungan-hubungan penting, (4) sketsa, yaitu gambar yang sederhana atau draf kasar yang melukiskan bagian-bagian pokok dari suatu bentuk gambar, (5) poster, yaitu sajian kombinasi visual yang jelas, menyolok, dan menarik dengan maksud untuk menarik perhatian orang yang lewat, (6) papan flanel, yaitu papan yang berlapis kain flanel untuk menyajikan gambar atau kata-kata yang mudah ditempel dan mudah pula dilepas, (7) bulletin board, yaitu papan biasa tanpa dilapisi kain flanel. Gambar-gambar atau tulisantulisan biasanya langsung ditempelkan dengan menggunakan lem atau alat penempel lainnya.
29
Lambang verbal Lambang Visual Rekaman radio/ audio Gambar mati Gambar bergerak
Pameran Pengalaman lapangan Demonstrasi Dramatisasi Tiruan pengalaman (simulasi) Pengalaman langsung
Gambar 3.2: Kerucut Pengalaman Edgar Dale b) Media Cetak Media bahan cetak adalah media visual yang pembuatannya melalui proses pencetakan/printing atau offset. Media bahan cetak ini menyajikan pesan melalui huruf dan gambar-gambar yang diilustrasikan untuk lebih memperjelas pesan atau informasi yang disajikan. Jenis media bahan cetak ini di antaranya: a) Buku teks, yaitu buku tentang suatu bidang studi atau ilmu tertentu yang disusun untuk memudahkan para guru dan siswa dalam upaya mencapai tujuan pembelajaran. Penyusunan buku 30
teks ini disesuaikan dengan urutan (sequence) dan ruang lingkup (scope) GBPP tiap bidang studi tertentu; b) Modul, yaitu suatu paket progaram yang disusun dalam bentuk satuan tertentu dan didesain sedemikian rupa guna kepentingan belajar siswa. Satu paket modul biasanya memiliki komponen petunjuk guru, lembaran kegiatan siswa, lembaran kerja siswa, kunci lembaran kerja, lembaran tes, dan kunci lembaran tes; dan c) Bahan pengajaran terprogram, yaitu paket program pengajaran individual, hampir sama dengan modul. Perbedaannya dengan modul, bahan pengajaran terprogram ini disusun dalam topik-topik kecil untuk setiap bingkai/halamannya. Satu bingkai biasanya berisi informasi yang merupakan bahan ajaran, pertanyaan, dan balikan/respons dari pertanyaan bingkai lain. c) Media OHP OHT (Overhead Transparency) adalah media visual yang diproyeksikan melalui alat proyeksi yang disebut OHP (Overhead Projector). OHT terbuat dari bahan transparan yang biasanya berukuran 8,5 X 11 inci. Ada 3 jenis bahan yang dapat digunakan sebagai OHT, yaitu: a) Write on film (plastik transparansi), yaitu jenis transparansi yang dapat ditulisi atau digambari secara langsung dengan menggunakan spidol; b) PPC transparancy film (PPC= Plain Paper Copier), yaitu jenis transparansi yang dapat diberi tulisan atau gambar dengan menggunakan mesin fotokopi; dan c) Infrared transparancy film, yaitu jenis transparansi yang dapat diberi tulisan atau gambar dengan menggunakan mesin thermofax. OHP (Overhead Projector) adalah media yang digunakan untuk memproyeksikan program-program transparansi pada sebuah layar. Biasanya alat ini digunakan untuk menggantikan papan tulis. Ada dua jenis model OHP, yaitu: a) OHP Classroom, yaitu OHP yang dirancang dan dibuat secara permanen untuk disimpan di suatu kelas atau ruangan. Biasanya memiliki bobot yang lebih berat dibandingkan dengan OHP jenis portable; dan b) OHP Portable, yaitu OHP yang dirancang agar mudah dibawa ke mana-mana, ukurannya lebih kecil dan bobot beratnya lebih ringan. 2). Media Audio Media audio adalah media yang penyampaian pesannya hanya dapat diterima oleh indera pendengaran. Pesan atau informasi yang akan disampaikan dituangkan ke dalam lambang-lambang auditif yang berupa kata-kata, musik, dan sound effect. Jenis media audio ini di antaranya adalah radio. Radio adalah media audio yang penyampaian pesannya dilakukan melalui pancaran gelombang elektromagnetik dari suatu pemancar. Pemberi pesan (penyiar) secara langsung dapat mengkomunikasikan pesan atau informasi melalui suatu alat (microfon) yang kemudian diolah dan dipancarkan ke segenap penjuru melalui gelombang elektromagnetik dan penerima pesan (pendengar) menerima pesan atau informasi tersebut dari pesawat radio di rumah-rumah atau para siswa mendengarkannya di ruang-ruang kelas.
31
3). Media Audio Visual Media audio-visual diam adalah media yang penyampaian pesannya dapat diterima oleh indera pendengaran dan indera penglihatan, akan tetapi gambar yang dihasilkannya adalah gambar diam atau sedikit memiliki unsur gerak. Salah satu jenis media itu adalah televisi. Televisi adalah media yang dapat menempilkan pesan secara audio-visual dan gerak (sama dengan film). Jenis media televisi di antaranya: televisi terbuka (open boardcast television), televisi siaran terbatas/TVST (Cole Circuit Televirion/CCTV), dan video-cassette recorder (VCR). Berbeda dengan media televisi, media VCR dengan menggunakan kaset video, dan penayangannya melalui pesawat televisi. Secara umum, kelebihan media VCR sama dengan kelebihan yang dimiliki oleh media televisi. Selain itu, media VCR ini memiliki kelebihan lainnya yaitu programnya dapat diulangulang. Akan tetapi kelemahannya adalah jangkauannya terbatas. 4). Multimedia Multimedia adalah media yang menggabungkan dua unsur atau lebih media yang terdiri atas teks, grafis, gambar, foto, audio, video dan animasi secara terintegrasi. Multimedia terbagi menjadi dua katagori yaitu: a) Multimedia linier yaitu multimedia yang tidak dilengkapi dengan alat pengontrol apapun yang dapat dioperasionalkan oleh pengguna. Multimedia ini berjalan sekuensial (berurutan). Contoh multimedia linier: film dan TV; dan b) Multimedia interaktif yaitu suatu multimedia yang dilengkapi dengan alat pengontrol yang dapat dioperasionalkan oleh pengguna sehingga pengguna dapat memilih apa yang dikehendaki untuk proses selanjutnya. Contoh multimedia interaktif: aplikasi game. Karakteristik terpenting kelompok media ini adalah bahwa siswa tidak hanya memperhatikan media atau objek saja, melainkan juga dituntut untuk berinteraksi selama mengikuti pembelajaran. Sedikitnya ada tiga macam interaksi. Interaksi yang pertama ialah yang menunjukkan siswa berinteraksi dengan sebuah program, misalnya siswa diminta mengisi blangko pada bahan belajar terprogram. Bentuk interaksi yang kedua ialah siswa berinteraksi dengan mesin, misalnya mesin pembelajaran, simulator, laboratorium bahasa, komputer, atau kombinasi di antaranya yang berbentuk video interaktif. Bentuk interaksi ketiga ialah mengatur interaksi antarsiswa secara teratur tapi tidak terprogram; sebagai contoh dapat dilihat pada berbagai permainan pendidikan atau simulasi yang melibatkan siswa dalam kegiatan atau masalah, yang mengharuskan mereka untuk membalas serangan lawan atau kerjasama dengan teman seregu dalam memecahkan masalah. Dalam hal ini siswa harus dapat menyesuaikan diri dengan situasi yang timbul karena tidak ada batasan yang kaku mengenai jawaban yang benar. Jadi permainan pendidikan dan simulasi yang berorientasikan pada masalah memiliki potensi untuk memberikan pengalaman belajar yang merangsang minat dan realistis. Karakteristik pembelajaran dengan multimedia, antara lain: a) Memiliki lebih dari satu media yang konvergen, misalnya media yang menggabungkan 32
unsur audio dan visual; b) Bersifat interaktif, memiliki kemampuan untuk mengakomodasikan respon pengguna; dan c) Bersifat mandiri, member kemudahan dan kelengkapan isi sedemikian rupa sehingga pengguna bisa menggunakan media tanpa bimbingan orang lain. d. Pemilihan Media Sebagaimana dikemukakan pada pembahasan pengertian, media pembelajaran pada dasarnya merupakan semua alat bantu yang dimanfaatkan guru dalam rangka mempermudah pembelajaran. Berkaitan dengan media pembelajaran itu, berikut dikemukakan beberapa prinsip yang dapat Anda gunakan sebagai pertimbangan untuk memilih dan menentukan media pembelajaran. 1) Sesuai dengan Tujuan dan Fungsional Media dipilih berdasarkan tujuan instruksional yang telah ditetapkan yang secara umum mengacu kepada salah satu atau gabungan dari dua atau tiga ranah kognitif, afektif, dan psikomotor. Tujuan ini dapat digambarkan dalam bentuk tugas yang harus dikerjakan/dipertunjukkan oleh siswa, seperti menghafal, melakukan kegiatan yang melibatkan kegiatan fisik atau pemakaian prinsipprinsip seperti sebab dan akibat, melakukan tugas yang melibatkan pemahaman konsep-konsep atau hubungan-hubungan perubahan, dan mengerjakan tugastugas yang melibatkan pemikiran pada tingkatan lebih tinggi. Di samping sesuai dengan tujuan, aspek yang perlu Anda pertimbangkan dalam memilih dan menentukan penggunaan media pembelajaran adalah kefungsionalan media tersebut. Media pembelajaran yang baik adalah media pembelajaran yang benar-benar fungsional dalam arti cocok dengan tujuan pembelajaran dan benar-benar berfungsi untuk menunjang ketercapaian tujuan pembelajaran. Media pembelajaran yang Anda gunakan bukan sekadar sebagai pelengkap proses pembelajaran, tetapi benar-benar merangsang siswa untuk berlatih, berlatih, dan berlatih. 2) Tersedia Pertimbangan lain dalam pemilihan dan penentuan media pembelajaran adalah ketersediaan media itu. Artinya, pada saat Anda perlukan dalam pembelajaran, media itu dapat Anda dapatkan. Misalnya, ketika Anda akan melatih siswa agar siswa Anda memiliki kompetensi tertentu dan Anda memutuskan untuk menggunakan media pembelajaran yang berupa kaset rekaman berita dan tape recorder, kaset rekaman berita dan tape recorder itu benar-benar tersedia. Seandainya tidak tersedia, kaset rekaman berita dan tape recorder itu dapat Anda upayakan sehingga pada saat Anda perlukan media itu tersedia. Ternyata, di sekolah Anda kaset rekaman berita, tape recorder, beserta perangkat pendukungnya (misalnya listrik) tidak tersedia. Dengan demikian, kaset rekaman dan tape recorder bukan media pembelajaran yang tepat Anda gunakan saat itu.
33
3) Murah Media pembelajaran yang Anda gunakan untuk melatih siswa tidak harus yang mahal. Pada dasarnya segala sesuatu yang ada di lingkungan siswa, di lingkungan sekolah, dan di lingkungan Anda dapat Anda gunakan untuk media pembelajaran. Misalnya, pada saat tertentu Anda membeli surat kabar. Dalam surat kabar itu ada berita, ada iklan, ada surat pembaca, dan lain-lain. Koran yang Anda beli itu dapat Anda gunakan sebagai media pembelajaran. Di sekolah Anda terdapat taman atau pohon besar dengan berbagai jenisnya. Taman dan berbagai pohon besar di sekolah Anda itu dapat Anda gunakan sebagai media pembelajaran. Bahkan, Anda dapat meminjam alat peraga mata pelajaran yang lain, misalnya IPA, untuk Anda gunakan sebagai media pembelajaran bahasa. Hal ini dapat dipahami karena membicarakan tentang apa pun melibatkan kemahiran berbahasa dalam proses komunikasi. Oleh karena itu, Anda tidak perlu memikirkan media pembelajaran yang mahal yang memang tidak dapat Anda dapatkan di sekolah Anda. Bungkus obat, bungkus roti, bungkus makanan, slogan di sekolah, dan lain-lain dapat pula Anda manfaatkan sebagai media pembelajaran. 4) Menarik Pertimbangan lain yang tidak kalah pentingnya dalam pemilihan dan penentuan media pembelajaran adalah tingkat kemenarikan. Artinya, media pembelajaran yang Anda gunakan dalam pembelajaran Anda adalah media yang menarik bagi siswa sehingga siswa termotivasi untuk terlibat dalam proses pembelajaran Anda secara lebih inten. Untuk dapat memilih dan menentukan media pembelajaran yang menarik, setidaknya Anda perlu mempertimbangkan (1) kesesuaian media itu dengan kebutuhan siswa, (2) kesesuaian media pembelajaran itu dengan dunia siswa, (3) baru, (4) menantang, dan (5) variatif. 5) Guru Terampil Menggunakannya Ini merupakan salah satu kriteria utama. Apapun media itu, guru harus mampu menggunakannya dalam proses pembelajaran. Peralatan di laboratorium, peralatan multimedia tidak akan berarti apa-apa jika guru belum mampu menggunakannya dalam proses pembelajaran. Beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan media antara lain: a) Karakteristik materi pembelajaran; b) Media yang paling praktis untuk dipilih; c) Ketersediaan perlengkapan yang diperlukan; dan d) Harus sesuai dengan kebutuhan belajar peserta didik ditinjau dari budaya, usia, kebiasaan, pengalaman dasar, minat dan perhatian siswa; e) Seberapa jauh media tersebut mampu membawa peserta didik mencapai sasaran belajarnya; dan f) Apakah media yang dipilih guru cukup memadai dengan hasil yang akan dicapai, termasuk dana yang diperlukan, waktu yang dipergunakan dan kegiatan yang harus dilakukan. Dalam hal ini akan berhadapan dengan masalah “sejauh mana proses encoding dan decoding dapat terjadi secara tepat sehingga mampu mengefektifkan dan mengefisienkan proses pencapaian tujuan”. Peranan perangkat akal (brain 34
ware) sangat menentukan dalam menganalisis hubungan fungsional antara karakteristik materi pelajaran dengan karakteristik metode transmisi, perangkat media, dan karakteristik penerima pesan (peserta didik). Ketidakberhasilan melakukan analisis ini akan terjadi “barier” atau “noices” yang sering disebut sebagai hambatan komunikasi. Hambatan dapat berbentuk hambatan psikologis (minat, sikap, pendapat, kepercayaan, intelegensia, pengetahuan), hambatan fisik (kelelahan, sakit, keterbatasan daya indera), serta hambatan kultural seperti perbedaan adat, nilai, kebiasaan, dan kepercayaan. Juga dapat terjadi hambatan pada lingkungan. Pada hakikatnya media pembelajaran harus mampu mengatasi hambatan tersebut. Masalah yang mungkin terjadi dalam memilih media pembelajaran antara lain: a) Memperkirakan biaya yang diperlukan untuk pembuatan media dan perlengkapan yang diperlukan; b) Perangkat media yang mudah out of date akibat kemajuan teknologi yang cepat; c) Tidak memungkinkannya memilih media yang sesuai dengan tuntutan karakteristik materi dan kebutuhan belajar; d) Terbatasnya kemampuan, pengetahuan, keterampilan dalam memilih, mengembangkan, mengopersionalkan media dalam pembelajaran; dan e) Orientasi berfikir terhadap konsep media pembelajaran yang selalu berorientasi pada media perangkat keras daripada media perangkat lunak. Asumsi yang perlu dikembangkan dalam memilih media antara lain: a) Pemilihan media merupakan bagian integral dari keseluruhan proses pengembangan pembelajaran; b) Dalam proses pemilihan media pembelajaran yang efektif dan efisien, makna isi dan tujuan haruslah sesuai dengan karakteristik media tertentu khususnya media perangkat lunak; c) Dalam proses pemilihan sering diperlukan kompromi dan dilakukan sesuai dengan kepentingan, kondisi serta fasilitas dan sarana yang ada; d) Dalam membicarakan media pembelajaran, kita harus mengacu pada konsep pengertian media pada media perangkat keras dan media perangkat lunak; e) Pengembangan media perangkat lunak akan memiliki peranan yang lenih fungsional dibandingkan pengembangan media perangkat keras; dan f) Pengembangan media perangkat keras harus dilakukan secara kondisional sesuai dengan tersedianya fasilitas, sarana dan dana yang ada.
e. Pembuatan Media Visual Media visual yang sering digunakan dalam pembelajaran antara lain benda aslinya, prototipe alat atau alat peraga, dan grafis. Alat-alat di laboratorium, benda-benda yang ada di sekitar kita merupakan merupakan media pembelajaran. Benda-benda tersebut dapat dibawa ke kelas untuk memperjelas konsep yang diajarkan. Jika media tersebut tidak memungkinkan di bawa ke kelas, guru dapat mengajak siswa ke tempat media tersebut berada, misalnya ke kebun, ke pasar. Ketika benda aslinya sulit diperoleh dengan alasan tertentu misalnya harga terlalu mahal, ketersediaan terbatas, terlalu rumit, benda tersebut dapat digantikan dengan prototipe. Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam 35
membuat prototipe suatu alat adalah: a) Jika prototipe dari suatu alat ukur , maka prinsip kerja harus sesuai dengan benda aslinya; b) Jika prototipe suatu alat untuk menjelaskan komponen-komponen alat tersebut, maka komponen penting dari alat tersebut harus terwakili dalam prototipe tersebut; dan c) Jika prototipe berupa maket, maka perbandingan ukuran benda asli dan prototipe harus mengacu pada skala tertentu. Prinsip-prinsip pembuatan media visual dalam bentuk grafis yaitu: kesederhanaan, kesatuan, penekanan, dan keseimbangan serta dilengkapi dengan garis, bentuk, warna, tekstur, dan ruang. 1) Kesederhanaan. Bentuk media harus diringkas, sederhana, dan dibatasi pada hal hal yang penting saja. Konsep tergambar dengan jelas, tulisan jelas, sederhana dan mudah dibaca. 2) Kesatuan. Adanya hubungan antara unsur-unsur visual yang ada dalam kesatuan fungsinya secara keseluruhan. Bentuk kesatuan ini dapat dinyatakan dengan unsur-unsur yang saling menunjang. Kesatuan dapat ditunjukkan dengan alur-alur tertentu, misalnya dengan garis, anak panah, bentuk, warna, dan sebagainya. 3) Penekanan. Media visual ditunjukkan sebagai suatu gagasan tunggal, yang dikembangkan secara sederhana, merupakan suatu kesatuan, dan diperlukan penekanan pada bagian-bagian tertentu untuk memusatkan perhatian. Penekanan dapat ditunjukkan melalui penggunaan ukuran tertentu, warna tertentu, dan sebagainya. 4) Keseimbangan. Ada dua macam yaitu: keseimbangan formal, ditunjukkan dengan pembagian secara simetris, sedang keseimbangan informal , yang ditunjukkan dengan pembagian yang asimetris. Prinsip-prinsip pembuatan media, keberhasilannya ditunjang dengan unsur-unsur visual seperti: garis, bentuk, tekstur, dan ruang. 1) Garis, dalam media visual dapat menghubuingkan unsur-unsur bersama dan akan membimbing pemirsa untuk mempelajari media tersebut dalam suatu urutan tertentu. 2) Bentuk yang aneh (tidak biasa) dapat menimbulkan suatu perhatian khusus pada suatu yang divisualkan. 3) Ruang terbuka diiringi dengan unsur-unsur visual dan kata-kata akan mencegah rasa berjejal dalam suatu media visual. Kalau ruang itu digunakan dengan cermat, maka unsur-unsur yang dirancang menjadi efektif. 4) Tekstur, adalah unsur visual yang disajikan sebagai pengganti sentuhan rasa tertentu dan dapat juga dipakai sebagai pengganti warna, memberikan penekanan, pemisahan atau untuk meningkatkan kesatuan. 5) Warna. Warna merupakan unsur tambahan yang terpenting dalam media visual, tetapi harus digunakan secara hati-hati untuk memperoleh pengaruh terbaik. Digunakan pada unsur-unsur visual untuk memberikan penekanan, pemisahan atau meningkatkan kesatuan. Dipilih warna yang merupakan kesatuan harmonis, dan jangan terlalu banyak macam warna akan mengganggu pandangan dan dapat menimbulkan salah persepsi pada pesan 36
yang dibawakan. Hal yang harus diperhatikan dalam pemilihan warna yaitu : warna (merah, biru, dan lain-lain.), nilai warna (gelap, terang), kekuatan warna (efeknya). Dengan memperhatikan prinsip-prinsip di atas, dapat dibuat lay-out atau susunan suatu media grafis dengan baik. Lay-out dibuat jika akan menyusun beberapa benda, gambar, atau tulisan menjadi satu kesatuan. Prinsip umum dan pembuatan lay-out digunakan sebagai pedoman berbagai media grafis yang tidak diproyeksikan, misalnya: gambar, ilustrasi, karikatur, poster, bagan, diagram, transparansi, dan lain-lain. Dengan kemajuan teknologi komputer, pembuatan media grafis dapat dilakukan dengan bantuan komputer. Beberapa software yang dapat digunakan adalah powerpoint, adobe photoshop, frehand, dan lain-lain. Sumber gambar dapat diperoleh dengan cara scaner gambar, kamera, download dari internet, dan lainlain. f. Pembuatan Media Audio 1) Penyusunan Naskah Beberapa langkah yang harus dilalui dalam penyusunan naskah audio: a) Menentukan topik program dan sasarannya. Untuk media audio yang akan digunakan sebagai media pembelajaran sehingga berkaitan dengan bisdang studi tertentu, maka harus memperhatikan materi yang telah tersusun di dalam GBPP yang berlaku. b) Merumuskan tujuan program audio. Dalam merumuskan tujuan program maka dapat memakai acuan tujuan pembelajaran yang terdapat dalam kurikulum . c) Melakukan penelitian mengenai pokok permasalahannya. Dengan melakukan penelitian banyak diperoleh informasi, mengkaji bahan-bahan baik yang tertulis dari suatu kepustakaan atau sumber lain, atau saran dan kritik dari pakar yang memahami. Hal lain yang diperhatikan adalah pengamatan terhadap siswa yang akan menjadi sasaran atau pendengarnya. d) Membuat garis besar atau out-line program audio. Garis besar program audio berisi tentang isi dari program yang akan dibuat. e) Menentukan format program. Pemilihan format program berdasarkan : tujuan , bahan yang disajikan, pendengar yang mengikuti, kemampuan peyusun program, dan fasilitas yang tersedia. f) Membuat draft atau naskah kasar g) Mengevaluasi naskah kasar h) Menulis naskah jadi. Naskah program media audio bermacam-macam, setiap jenis mempunyai bentuk yang berbeda. Akan tetapi pada dasarnya sama, yaitu sebagai penuntun dalam mengambil gambar dan merekam suara. Naskah berisi urutan gambar dan grafis yang harus diambil oleh kamera serta bunyi dan suara yang harus direkam. 2) Pemberian Suara. Pemberian suara dapat berasal dari suara manusia, musik , atau suara efek (sound-effect ). Pemberian suara manusia dapat dilakukan oleh penyiar 37
(announcer), yang di dalam penulisan naskah dengan istilah ANN yaitu penyiar yang tugasnya memberitahukan bahwa suatu acara atau program akan disampaikan. Selain itu dapat dilakukan oleh narator, yang di dalam penulisan naskah dengan istilah NAR yaitu hampir sama dengan penyiar , bedanya apa yang dibaca narator sudah memasuki program. Yang akan disampaikan mungkin tentang pokok bahasan, tujuan, dan sebagainya. Untuk membedakan pembaca narasi laki-laki atau perempuan , pada penulisan naskah ditulis NAR 1 dan NAR 2. Pemberian suara berbentuk musik dalam program audio berfungsi untuk: a) Menggambarkan suasana, yaitu membantu melukiskan suasana atau situasi yang dikehendaki dalam naskah. b) Melatar belakangi suatu adegan agar dapat merangsang emosi pendengar. c) Jembatan, untuk menyambung bagian yang satu dengan yang lain, sehingga mempercepat kelangsungan cerita dan memperjelan kesan yang sedang dirangsang. d) Pemersatu, sehingga cerita atau pesan yang disampaikan merupakan suatu kesatuan yang utuh. Pemberian suara berupa efek suara (sound-effect). Efek suara adalah bunyi benda, gerakan, dan suara yang digunakan untuk menggambarkan sesuatu, yang dalam penulisan naskah ditulis dengan FX. Ada dua jenis efek suara, yaitu: pertama adalah bunyi dan suara tiruan, yang kedua adalah bunyi barang, gerakan atau suara yang sesungguhnya. Efek suara ada yang sudah tersedia dalam bentuk rekaman, tetapi ada juga efek suara yang dibuat di luar studio dan dibuat di dalam studio secara hidup dengan alat-alat yang tersedia, misalnya membuka dan menutup pintu, orang berjalan mendekat dan menjauh, orang berteriak dan sebagainya. 3) Format Program Audio Format program berkaitan dengan bentuk pengajaran yang pemilihannya berdasarkan pada: tujuan, sasaran, kemampuan menyusun naskah, dan fasilitas yang tersedia. Beberapa macam format yang sering digunakan dalam media audio, antara lain: a) Format Uraian: sering disebut “talk” atau “single voicing”. Program audio tanpa adanya uraian maka tidak dapat ditayangkan, karena uraian di perlukan untuk memberi penjelasan agar masalah mudah dimengerti. Agar format uraian menghasilkan naskah yang baik, perlu diperhatikan beberapa penjelasan hal, yaitu: uraian yang bentuknya sederhana, singkat, bersikap akrab, dan hendaknya menggunakan narasi yang bervariasi. Sebagai cara untuk mengutarakan informasi secara langsung, maka uraian tidak memerlukan persiapan yang terlalu rumit, dan tidak menuntut hiasan musik atau efek suara. b) Format Dialog: merupakan format program yang berupa percakapan dua pihak mengenai satu masalah yang ditinjau dari sudut pandang yang berbeda. Jika penyajian program disampaikan dengan naskah yang lengkap, biasa 38
disebut percakapan, dan apabila disampaikan dengan naskah yang tidak lengkap atau garis besarnya, biasa disebut obrolan. Agar dialog menjadi hidup, perlu diperhatikan beberapa hal, yaitu: harus dibawakan oleh pelaku yang baik, lincah, hidup, sehingga seolah-olah peristiwa itu benar-benar terjadi. Selain itu hendaknya pelaku mempunyai dua tipe suara yang berbeda, dan naskah menunjukkan kesinambungan argumentasi. c) Format Wawancara: merupakan format percakapan antara dua pihak yang berbeda kedudukannya. Yang satu berperan sebagai pewawancara yang bertugas untuk menggali informasi sebanyak-banyaknya, dan yang satu sebagai yang diwawancarai. Jika wawancara dlakukan di luar studio, maka diperlukan peralatan untuk merekam. d) Format Diskusi: merupakan bentuk pembicaraan yang khusus dimana masing-masing pembicara mempertahankan pernyataannya tentang suatu masalah rasional dalam suatu tempat, waktu, dan bentuk tertentu. Agar dapat dibedakan antara format wawancara dan format diskusi. Perangkat keras yang biasa digunakan untuk merekam audio adalah tape recorder. Pada saat ini proses merekam audio banyak dilakukan dengan bantuan komputer. Dengan bantuan komputer proses editing dapat dilakukan lebih mudah. g. Pembuatan Media Audio-Visual Pembuatan media audio-visual pada umumnya sama dalam perencanaannya, yang berbeda adalah teknik-teknik yang dilakukan selama produksi. Misalnya saja untuk pembuatan slide – suara, seperti pada pembuatan media audio sebelum memproduksi diperlukan penyusunan naskah. Langkah-langkah dalam pembuatan slide suara adalah sebagai berikut : 1) Penyusunan ide. Ide yang akan dituangkan ke dalam slide harus diolah sehingga mudah dicerna secara visual. Cara penyajiannya dapat dengan urutan kronologis, flash back, membandingkan, menguraikan dari keseluruhan menjadi bagian-bagiannya atau sebaliknya. 2) Visualisasi ide. Merupakan terjemahan ide dalam bentuk gambar. Dalam hal ini dapat disajikan bentuk aslinya (non dramatis), atau dramatis di mana objek tersebut mampu menyajikan ilusi arti tersendiri. 3) Penyusunan naskah kasar. Dapat secara kronologis (disusun secara berutan mulai dari awal akhir program). Atau babak demi babak dimana setiap babak (sequence) terdiri dari beberapa adegan (scene), dan setiap adegan memerlukan satu atau lebih satu pemotretan (shoot). Dengan demikian dapat diketahui jumlah pemotretan dalam satu progam. 4) Penyusunan narasi untuk ide visual. Narasi merupakan kalimat untuk mendukung penampilan slide. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam menyusun narasi adalah: jangan terlalu panjang/pendek, gunakan kat-kata yang mudah dimengerti, kata-kata/kalimatnya jangan diulang-ulang, kalimat ditujukan kepada pendengar. Perlu pula diingat bahwa narasi bukan sekedar kometar slide, tetapi merupakan penjelasan slide. 5) Pengerjaan kelengkapan grafis. Perlu diperhatikan untuk memberi 39
pengarahan kepada juru potret tentang obyek yang diperlu diambil. 6) Pemilihan musik untuk ilustrasi. Fungsi musik dalam progam slide suara agak berbeda dengan progam audio. Di sini musik biasanya dipakai pada awal dan akhir progam, sedang di tengah digunakan sebagai selingan atau untuk mengiringi gambar/grafis yang disajikan tanpa narasi. Efek suara (FX) yang digunakan pada progam audio tidak begitu banyak digunakan. 7) Penuangan naskah kasar (draft) ke dalam blanko naskah. Naskah kasar yang telah selesai dibuat, disusun dalam format naskah slide. Hasil pemotretan ditandai dengan beberapa istilah, yaitu: life (berasal dari objek sesungguhnya), caption (berasal dari tulisan yang dibuat pada kertas karton), grafis (berasal dari gambar yang dibuat dengan tangan atau komputer). h. Pembuatan Multimedia Berbagai kemungkinan penggunaan komputer meliputi: tutorial, latihan tes, simulasi, permainan, dan pemecahan masalah (Sudjana dan Rivai, 1989). Tutorial. Tutorial digunakan untuk menyampaikan materi pelajaran dengan menguraikan penjelasan setahap demi setahap. Paket program tutorial ini mula-mula menyajikan materi pelajaran tertentu, adakalanya komputer memberikan suruhan-suruhan yang harus dijawab oleh siswa. Bila siswa menjawab degan benar maka komputer akan menyajikan materi berikutnya. Bila siswa menjawab salah atau tidak menjawab dalam waktu tertentu, maka komputer akan menuntun siswa agar mendapat jawaban yang benar. Jawaban siswa perlu diketik melalui papan ketik agar dapat memperoleh umpan balik lebih lanjut dalam komputer. Latihan. Latihan digunakan memantapkan konsep yang telah dipelajari dan merangsang siswa untuk bekerja secara tepat dalam menyelesaikan soal-soal dari yang seerhana sampai kompleks. Setelah siswa selesai menjawab melalui papan ketik, komputer segera memberi umpan balik yang berupa penguatan jika siswa menjawab benar atau dapat berupa informasi lain yang dapat membimbing siswa untuk menjawab dengan benar pada akhir latihan. Siswa juga mendapatkan informasi yang jelas tentang kemampuannya dalam menerima pelajaran, sehingga dapat segera dilakukan perbaikan apabila terjadi kekurangan atau langsung melanjutkan ke materi selanjutnya. Tes. Tes hanya berisi pertanyaan-pertanyaan. Perbedaan dengan latihan adalah pada tes tidak tidak diberikan umpan balik pada siswa, tidak peduli jawaban siswa benar atau salah, pertanyaan berikutnya segera muncul setelah pertanyaan berikutnya selesai dijawab. Rangkaian tes yang biasanya digunakan adalah tes objektif atau isian singkat. Sampai saat ini pemeriksaan jawaban soalsoal esai dengan komputer masih belum berhasil dengan memuaskan. Simulasi. Paket program digunakan sebagai model di suatu proses atau sistem dan siswa mencobanya. Di sini komputer dapat digunakan untuk memperagakan untuk hal-hal yang tidak mungkin diperagakan secara langsung seperti reaksi kimia yang menimbulkan ledakan, mengukur ledakan laut, mengukur tinggi menara atau menentukan proses suatu tempat pada pola bumi.
40
Permainan. Paket program permainan ini diarahkan agar siswa dapat belajar sambil bermain, karena isinya dibuat sedemikian rupa sehingga mengandung unsur-unsur tantangan, rasa ingin tahu, menyenangkan dan fantasi tanpa mengabaikan unsur mendidik. Paket program ini dapat mengembangkan daya pikir siswa. Pemecahan Masalah. Paket program ini diarahkan agar siswa dapat belajar berbuat karena siswa dituntut dapat memecahkan permasalahan secara aktif. Paket program ini bervariasi dari yang sederhana sampai dengan yang rumit. Tergantung pada rumitnya permasalahan dan kecanggihan respon komputer terhadap respon siswa. Misalnya; persoalan pemacahan terhadap pencemaran lingkungan. Bentuk penyajian materi, digunakan bentuk tutorial, yaitu menyampaikan materi pelajaran setahap demi setahap meliputi materi, contoh soal latihan, dan kesimpulan. Sebuah media pembelajaran berbasis komputer tidak hanya menuangkan teks atau buku ke dalam medium elektronik. Jika hal itu dilakukan maka akan mengkasilkan “buku elektronik” yang manfaatnya tidak jauh berbeda dengan membaca buku secara langsung. Untuk menghasilkan suatu media pembelajaran yang baik diperlukan kerjasama yang baik antara guru, desainer, analis, image supplier, programer, dan maintenance, dengan tugas masing-masing: a) Guru: sebagai orang yang menguasai materi pelajaran dan teori belajar; b) Desainer: sebagai penerjemah ide guru ke dalam skenario atau skrip media; c) Analis: melakukan analisis skenario/skrip media dalam hal: kelengkapan komponen skenario, struktur skenario, dan dapat tidaknya skenario dipahami oleh programer; d) Image supplier: sebagai pemasok gambar ( foto, ilustrasi, grafik) dan audio; e) Programer: merupakan pekerjaan inti dalam membuat media berbasis komputer, yang bertugas menuangkan skenario/skrip media ke dalam komputer dengan bahasa pemrograman tertentu; dan f) Maintenance: bertugas menjaga keberlangsungan program yang dihasilkan agar tetap up to date. Idealnya, keenam pihak tersebut duduk bersama untuk menghasilkan media yang baik. Tetapi hal tersebut sulit dilakukan. Oleh karena itu perlu diusahakan syarat minimal yang harus dipenuhi agar pemrograman dapat dilakukan. Salah satu alternatif adalah membekali orang yang mempunyai salah satu keahlian dengan keahlian yang lain. Membekali seorang programer dengan materi-materi bidang studi dan teori belajar tentu sangat tidak mungkin. Alternatif yang lebih mungkin adalah membekali seorang guru bidang studi tertentu dengan pengetahuan pembuatan skrip media dan bahasa pemrograman sederhana atau guru didampingi seorang programer yang sekaligus dapat memasok gambar, sehingga tim yang diperlukan menjadi lebih sedikit. Program aplikasi yang memungkinkan digunakan para guru (khususnya untuk pemula) untuk mengembangkan media pembelajaran berbasis komputer adalah Microsoft PowerPoint. Namun untuk menghasilkan media yang lebih baik, diperlukan software lain sesuai keperluan, antara lain yakni (1) Macromedia Flash, Gif Animator untuk membuat animasi benda, (2) Macromedia FreeHand, Photoshop, UnleadPhotoImpac, untuk mengolah gambar 2D, (3) Maya, 3Dmax, untuk 41
mengambar dan animasi 3D, (4) Adobe premier, VCD Cutter, sebagai program mengolah movie, dan (5) Program Sound Forge, untuk mengolah suara. Untuk keperluan praktis, gambar, animasi, efek suara dapat diperoleh di toko-toko penjual software komputer. i. Penggunaan Media Pembelajaran Ada 3 format pembelajaran, yakni (1) belajar secara individual, (2) belajar secara klasikal, dan (3) belajar secara kelompok. Ketiga format pembelajaran itu berpenggaruh terhadap penggunaan media pembelajaran. Berikut diuraikan penggunaan media berdasarkan format pembelajarannya. 1) Penggunanan Media dengan Format Belajar Individual. Pola komunikasi dalam belajar individual sangat dipengaruhi oleh peranan media yang digunakan dalam proses pembelajaran. Penekanan proses pembelajaran adalah pada siswa, sedang guru berperan sebagai fasilitator. Dengan demikian maka peranan media sangat penting karena dapat membantu menentukan keberhasilan belajar siswa. Penggunaan media dalam belajar secara individual disajikan pada Gambar 3.3 sebagai berikut :
Media
Siswa Keterangan :
Tugas guru
Guru komunikasi utama : konsultatif (kalau perlu saja) : Fasilitator pembelajaran
:
Gambar 3.3: Penggunaan Media dalam Belajar Individual Belajar individual adalah tipe belajar yang berpusat pada siswa, sehingga dituntut peran dan aktivitas siswa secara utuh dan mandiri agar prestasi belajarnya tinggi. Dalam belajar individual ada tiga pendekatan atau cra belajar individual yang banyak dikenal sekarang ini, antara lain adalah belajar jarak jauh. 2) Penggunaan Media dengan Format Belajar Secara Klasikal Pola komunikasi yang digunakan adalah komunikasi langsung antara guru dan siswa. Keberhasilan belajar amat ditentukan oleh kualitas guru, karena guru merupakan media utama. Media lain seolah-olah tidak ada perannya karena frekuensi belajar dengan guru hampir 90% dari waktu yang tersedia. Bentuk komunikasinya dapat disajikan pada Gambar 3.4 sebagai berikut:
42
Guru
Siswa
Media Lain Keterangan : : komunikasi utama : konsultatif (kalau perlu saja) Gambar 3.4: Penggunaan Media dalam Belajar Klasikal 3) Penggunaan Media dengan Format Belajar Kelompok Dalam kenyataannya teknik-teknik yang digunakan dalam belajar kelompok dapat merangsang kreativitas, aktivitas dan interaksi setiap anggota kelompok. Untuk menjamin mutu dalam belajar kelompok maka perlu ditentukan besar kecilnya kelompok sesuai dengan kebutuhan dan tujuan belajarnya. Berikut ini disajikan penggunaan media dalam belajar kelompok seperti pada Gambar 3.5 sebagai berikut. Pada pola a) guru mengontrol kegiatan G diskusi siswa. Pola dasarnya adalah serangkaian dialog antara guru dan setiap individu, dengan cara seperti ini maka interaksi antara siswa yang satu S S dan siswa yang lain relatif lebih kecil S S dibandingkan dengan pola b). S Pada pola b) dapat disebut sebagai G pola multi komunikasi, karena komunikasi dapat dilakukan dari dan S S ke berbagai arah. Pengendalian diri dan kontrol dilakukan oleh anggota masing-masing dengan cara menahan diri dan memberi kesempatan kepada anggota S S lain. S Keterangan: G : Guru S : Siswa Gambar 3.5: : Arus interaksi Penggunaan Media dalam Belajar Kelompok 43
j. Strategi Penggunaan Media Pembelajaran Terdapat berbagai macam strategi yang dapat dipergunakan dalam pembelajaran. Pada modul ini dikemukakan tiga jenis strategi pembelajaran, masing-masing sesuai untuk mencapai tujuan-tujuan pembelajaran tertentu pada pembelajaran dengan karakteristik tertentu. 1) Strategi untuk pembelajaran yang bersifat teoretik dan media dipergunakan oleh guru untuk membantu proses mengajarnya Jika materi yang akan disajikan bersifat teoretik dan media yang digunakan (kebanyakan bersifat by design) terutama untuk membantu guru dalam proses mengajarnya, strategi yang dikembangkan oleh Ivor K. Davies ini dapat dipertimbangkan untuk digunakan, meliputi: a) Tahap pendahuluan Tahap ini umumnya terdiri atas 3 peristiwa pembelajaran, yakni (1) pembukaan pelajaran, (2) pemberitahuan tujuan pembelajaran, dan (3) menarik perhatian siswa ke arah materi baru yang akan disajikan dengan cara memberikan bahan pengait. Media yang dapat digunakan pada tahapan ini, misalnya media cetak, medis grafis, media audio, media audio-visual, atau pengamatan di lingkungan dan berbagai media tiga dimensi. b) Tahap pengembangan Pada tahap ini materi baru disajikan. Disarankan agar materi baru tersebut dibagi dalam beberapa unit. Pada akhir setiap unit atau bagian materi, diadakan tanya jawab (review) untuk mengetahui tingkat penguasaan siswa atas materi yang baru disajikan. Dengan demikian kesalahpahaman atau kekurangjelasan materi dapat segera diatasi. Pada tahap pengembangan ini sebaiknya digunakan berbagai media seperti halnya pada tahap pendahuluan, yang disesuaikan dengan karakteristik tujuan pembelajaran, materi dan siswa. c) Tahap konsolidasi Tahap ini merupakan akhir pembelajaran. Ada 3 peristiwa pembelajaran yang hendaknya dilaksanakan pada tahap ini, yakni (1) penyimpulan seluruh materi yang telah disajikan, (2) pemberian tugas/latihan, (3) pemberian umpan balik atas tugas/pelatihan yang telah dikerjakan siswa, dan (4) pemberian pekerjaan rumah jika diperlukan. Pada tahap ini dapat digunakan media, media cetak (bagan), OHP atau papan tulis dan beberapa media yang lain. 2) Strategi untuk pembelajaran yang memerlukan praktik, atau yang memerlukan banyak berlatih Jika pembelajaran yang dilaksanakan lebih banyak berorientasi kepada kegiatan belajar mandiri oleh siswa, strategi yang disarankan ialah strategi yang dikembangkan berdasarkan teori Galperin yaitu Pendekatan Terapan, meliputi:
44
a) Tahap Orientasi Pada tahap ini seperti halnya strategi Davies (1986) dilaksanakan beberapa peristiwa pembelajaran, pemberian bahan pengait, kemudian disusul dengan penyajian materi baru terutama ditinjau dari aspek teoretiknya. Atau dengan kata lain, landasan teoretik yang merupakan rasional serta akan menjadi acuan dalam pengerjaan tugas/latihan, disajikan pada tahap ini. Selain itu diintermasikan juga prosedur kerja serta jika diperlukan, cara berpikir ilmiah dalam pengerjaan tugas/pelatihan. b) Tahap berlatih/pengerjaan tugas Pada tahap ini siswa mengerjakan tugas/pelatihan yang diberikan guru. Pengerjaan bisa di laboratorium, bengkel, lingkungan sekolah. Di dalam kelas, perpustakaan, ruang audio visual atau di mana saja. Semua media dan peralatan yang diperlukan oleh siswa untuk memfasilitasi belajar mereka hendaknya sudah disiapkan sebelumnya. Selama siswa mengerjakan tugas/pelatihan, guru hendaknya berkeliling melihat apakah siswa telah melakukan prosedur kerja yang benar. c) Tahap pemberian umpan balik kepada siswa Setelah tahap berlatih/pengerjaan tugas selesai, siswa perlu mendapat informasi tentang hasil belajarnya atau sekurang-kurangnya, kesalahan-kesalahan yang telah mereka lakukan. Dengan demikian siswa mendapat umpan balik yang sangat bermanfaat untuk meningkatkan hasil belajar mereka. d) Tahap evaluasi Evaluasi dilakukan untuk mengetahui pemahaman dan penguasaan siswa atas materi yang telah disajikan, juga seberapa jauh siswa telah memilih keterampilan/kemampuan yang diajarkan. Hasil evaluasi akan dapat memberikan gambaran tentang keberhasilan pembelajaran guru. 3) Strategi pembelajaran yang berpusat pada media tertentu Jika penyaji materi dalam suatu pembelajaran bukan guru tetapi media tertentu seperti TV, Film atau Slide, maka strategi yang disarankan untuk digunakan adalah strategi pembelajaran bermedia, yang meliputi empat tahap, yaitu: a) Tahap persiapan Pada tahap ini yang perlu dipersiapkan adalah: Media yang akan digunakan yang meliputi baik bahan (software) dan peralatan (hardware) yang akan digunakan. Perlu diteliti apakah media dalam kondisi baik dan siap untuk dioperasikan. 1). Kelas, apakah memenuhi syarat untuk pembelajaran bermedia. Misalnya, sarana dan prasarananya memungkinkan. Juga perlu sebelumnya dipikirkan, di mana tempat duduk siswa akan diatur sehingga siswa akan dapat melihat tayangan media dengan jelas. 45
2). Siswa, terutama jika mereka belum pernah mendapat pengalaman belajar dengan media. Dalam hal seperti ini perlu disediakan waktu sekitar beberapa menit untuk memperkenalkan siswa dengan media yang akan digunakan. Dengan demikian kemungkinan bahwa siswa akan lebih tertarik pada medianya daripada materinya dapat dihindarkan. 3). Guru juga perlu mempersiapkan dirinya untuk pembelajaran bermedia. Persiapan meliputi, misalnya, belajar mengoperasikan media yang akan digunakan, mempelajari bahan (materi) yang akan ditayangkan, mengantisipasi kegiatan yang akan dilakukan siswa setelah penayangan, dan lain-lain yang terkait. b) Tahap pelaksanaan Prosedur pembelajaran pada tahap pelaksanaan tak berbeda dengan pelaksanaan pada strategi lain, ialah meliputi: pendahuluan, penyajian isi/pengembangan, umpan balik, dan evaluasi. Yang perlu diperhatikan pada pembelajaran bermedia ialah, agar guru tidak memberitahukan garis besar isi tayangan kepada siswa sebelum program ditayangkan. Yang perlu diberitahukan kepada siswa adalah bagaimana cara menonton yang benar, kegiatan yang akan dilakukan siswa setelah menonton, dan apa yang perlu disiapkan siswa untuk menonton. 1). Tahap tindak lanjut Pembelajaran bermedia akan lebih bermakna jika setelah menonton, siswa melakukan kegiatan-kegiatan yang ada hubungannya dengan materi tontonan. Kegiatan-kegiatan tersebut antara lain, berupa membuat laporan, melakukan pengamatan di lapangan, dan sebagainya. 2). Tahap evaluasi Pada tahap evaluasi akhir ini, semua kegiatan yang telah dilakukan siswa yang berpusat pada pembelajaran bermedia yang telah dilaksanakan, dievaluasi. Jadi tidak hanya meliputi penguasaan siswa akan materi tontonan saja, tetapi juga hasil kegiatan tindak lanjut. Dengan demikian apa yang diperoleh siswa akan benar-benar bermakna. Prosedur penggunaan media pembelajaran (baik audio, audio visual, maupun media grafis) secara klasikal terdiri dari 4 kegiatan, yakni (1) persiapan, (2) pelaksanaan, (3) evaluasi, dan (4) tindak lanjut. Keempat kegiatan itu disajikan dalam Gambar 3.5 sebagai berikut.
46
Kegiatan Persiapan 1. Guru mempersiapakan diri dalam penguasaan materi pembelajaran 2. Guru menyiapkan media 3. Guru menyiapkan ruangan dan peralatan 4. Guru menyiapkan siswa
Kegiatan Pelaksanaan Pembelajaran Guru menyajikan materi pembelajaran dengan menggunakan media
Kegiatan Evaluasi 1. Guru mengadakan evaluasi untuk mengetahui penguasaan siswa terhadap materi yang diajarkan dengan menggunakan media 2. Guru menerangkan hal-hal yang belum jelas
Kegiatan Tindak Lanjut Guru mengadakan evaluasi kegiatan yang mengarahkan kepada pemhaman lebih luas dan mendalam terhadap materi pembelajaran Gambar 3.5: Prosedur Penggunaan Media Pembelajaran
2. Lembar Pelatihan 1) Setelah membaca deskripsi pengertian media dalam modul ini, selanjutnya, jelaskan pengertian media pembelajaran menurut Anda secara sederhana. 2) Ada beberapa cara yang dapat digunakan dalam pengklasifikasian media ini. Berdasarkan bentuk dan cara penyajiannya, sebutkan jenis media pembelajaran?
47
Daftar Pustaka Arsyad, Azhar. (2007). Media Pembelajaran. Jakarta: PT RajaGrafindo Persada. Davies, Ivor K. (1986). Pengelolaan Belajar. Jakarta: Rajawali Pers. Degeng, I Nyoman Sudana. (1998). Teori Pembelajaran 2: Terapan. Program Magister Manajemen Pendidikan Universitas Terbuka. Heinich, R., et al. (1996). Instructional Media and Technology for Learning. New Jersey: Prentice Hall, Englewood Cliffs. Pribadi, Benny Agus & Dewi Padmo Putri. (2001). Ragam Media dalam Pembelajaran. Proyek Pengembangan Universitas Terbuka Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional. Sadiman, Arief S., dkk. (2008). Media Pendidikan: Pengertian, Pengembangan, dan Pemanfaatannya. Jakarta: PT RajaGrafindo Persada. Soekamto, Toeti. (1993). Perancangan dan Pengembangan Sistem Instruksional. Jakarta: Intermedia. Sudjana, Nana dan Ahmad Rivai. (2002). Media Pengajaran. Bandung: Sinar Baru Algesindo.
C. Asesmen 1. Lembar Informasi a. Pengukuran, Asesmen, dan Evaluasi Istilah asesmen (assessment) sering dipertukarkan secara rancu dengan dua istilah lain, yakni pengukuran (measurement) dan evaluasi (evaluation). Padahal ketiga istilah tersebut memiliki makna yang berbeda, walaupun memang saling berkaitan. Menurut Oosterhof (2003), pengukuran dan asesmen memiliki makna yang hampir serupa walaupun tidak mutlak sama. Griffin & Nix (1991) memberikan gambaran yang lebih konkret tentang kaitan antara pengukuran, asesmen, dan evaluasi. Menurut Griffin dan Nix, ketiga kegiatan tersebut merupakan suatu hierarki. Pengukuran adalah kegiatan membandingkan hasil pengamatan dengan suatu kriteria atau ukuran; asesmen adalah proses mengumpulkan informasi/bukti melalui pengukuran, menafsirkan, mendeskripsikan, dan menginterpretasi bukti-bukti hasil pengukuran, sedangkan evaluasi adalah proses mengambil keputusan (judgment) berdasarkan hasil-hasil asesmen. Johnson & Johnson (2002) menegaskan tidak seharusnya melakukan evaluasi tanpa melakukan pengukuran dan penilaian terlebih dulu. Cakupan asesmen amat luas, meliputi berbagai aspek pengetahuan, pemahaman, keterampilan, dan sikap. Berbagai metode dan instrumen -baik formal maupun nonformal- digunakan dalam asesmen untuk mengumpulkan informasi. Informasi yang dikumpulkan menyangkut semua perubahan yang terjadi baik secara kualitatif maupun kuantitatif (Johnson & Johnson, 2002; Gronlund, 2003; Oosterhof, 2003). Asesmen yang dilakukan selama pembelajaran 48
berlangsung disebut sebagai asesmen proses, sedangkan asesmen yang dilakukan setelah pembelajaran usai dilaksanakan dikenal dengan istilah asesmen hasil/produk. Asesmen proses dibedakan menjadi asesmen proses informal dan asesmen proses formal. Asesmen informal bisa berupa komentar-komentar guru yang diberikan/diucapkan selama proses pembelajaran. Saat seorang peserta didik menjawab pertanyaan guru, saat seorang peserta didik atau beberapa peserta didik mengajukan pertanyaan kepada guru atau temannya, atau saat seorang peserta didik memberikan komentar terhadap jawaban guru atau peserta didik lain, guru telah melakukan asesmen informal terhadap performansi peserta didikpeserta didik tersebut. Asesmen proses formal, sebaliknya, merupakan suatu teknik pengumpulan informasi yang dirancang untuk mengidentifikasi dan merekam pengetahuan dan keterampilan peserta didik. Berbeda dengan asesmen proses informal, asesmen proses formal merupakan kegiatan yang disusun dan dilakukan secara sistematis dengan tujuan untuk membuat suatu simpulan tentang kemajuan peserta didik. Metode Asesmen Asesmen dapat dilakukan melalui metode tes maupun nontes. Metode tes dipilih bila respons yang dikumpulkan dapat dikategorikan benar atau salah (Djemari, 2008). Bila respons yang dikumpulkan tidak dapat dikategorikan benar atau salah digunakan metode nontes. Menurut Gronlund (2008), metode tes dapat berupa tes tulis (paper and pencil) atau tes kinerja (performance test). Tes tulis dapat dilakukan dengan cara memilih jawaban yang tersedia (selected-response), misalnya soal bentuk pilihan ganda, benar-salah, dan menjodohkan; ada pula yang meminta peserta menuliskan sendiri responsnya (supply-response), misalnya soal berbentuk esai, baik esai isian singkat maupun esai bebas. Tes kinerja juga dibedakan menjadi dua, yaitu restricted performance, yang meminta peserta untuk menunjukkan kinerja dengan tugas-tugas tertentu yang terstruktur secara ketat, misalnya peserta diminta menulis paragraf dengan topik yang sudah ditentukan, atau mengoperasikan suatu alat tertentu; dan extended performance, yang menghendaki peserta untuk menunjukkan kinerja lebih komprehensif dan tidak dibatasi, misalnya peserta diminta merumuskan suatu hipotesis, kemudian diminta membuat rancangan dan melaksanakan eksperimen untuk menguji hipotesis tersebut. Dari segi otentisitas dan kompleksitas tugas, selected response memiliki cakupan aspek yang lebih sederhana dibandingkan supply response dan performance assessment. Hal ini antara lain dikarenakan pada selected response: (a) alternatif pilihan jawaban sudah disediakan, (b) pada umumnya hanya berkaitan dengan tugas-tugas yang dapat diselesaikan dengan bekal pengetahuan dan pemahaman; dan (c) tugas-tugas direspons secara tidak langsung. Hal yang sebaliknya terjadi pada penilaian kinerja, tugas-tugas yang dinilai dengan penilaian kinerja menuntut respons yang murni dan aktual dari peserta, juga membutuhkan berbagai keterampilan di samping bekal pengetahuan dan pemahaman. Penilaian kinerja juga direspons peserta dengan cara 49
mendemonstrasikan kemampuannya secara langsung. Oleh karena itu, penilaian kinerja lebih rumit dibandingkan dengan selected response baik dari segi cakupan tugasnya maupun cara atau struktur mengasesnya. Meskipun selected response memiliki berbagai keterbatasan, tetapi memiliki keunggulan dalam hal penskoran jika dibandingkan supply-response, apalagi jika dibandingkan dengan penilaian kinerja. Karena respons peserta pada selected response hanyalah berdasar pilihan-pilihan yang telah disediakan, maka skor yang diberikan menjadi lebih pasti, lebih objektif, lebih mudah dilakukan, dan relatif bebas dari bias atau subjektivitas penilai. Sebaliknya, pada supply response dan penilaian kinerja meskipun telah disediakan rubrik yang harus diacu saat melakukan penskoran, tetapi masalah krusial yang selalu muncul adalah rendahnya kekonsistenan antar penilai (interater reliability) ketika kemampuan yang sama dinilai oleh lebih dari satu penilai. Metode selected response juga memiliki kelebihan dalam hal waktu. Karena tugas yang dinilai tidak begitu kompleks, maka waktu yang diperlukan untuk menyelenggarakan tes menjadi relatif lebih singkat. Karena penskorannya relatif mudah dilakukan, maka waktu penskoran dan pengolahannya juga menjadi relatif lebih cepat. Kelebihan dalam hal penskoran dan waktu itulah yang menyebabkan metode selected response utamanya bentuk pilihan ganda tetap dipilih untuk melakukan penilaianpenilaian dalam skala besar, misalnya ujian semester, ujian kenaikan kelas, ujian sekolah, seleksi masuk perguruan tinggi, dan ujian akhir nasional (Dittendik, 2003; Oosterhof, 2005; Rodriguez, 2005). Metode nontes digunakan bila kita ingin mengetahui sikap, minat, atau motivasi. Metode nontes umumnya digunakan untuk mengukur ranah afektif dan lazimnya menggunakan instrumen angket atau kuisioner. Respons yang dikumpulkan melalui angket atau kuisioner tidak dapat diinterpretasi ke dalam kategori benar atau salah. Berdasar uraian di atas, setiap metode asesmen memiliki keunggulan dan keterbatasan, sehingga tidak ada satu pun metode yang selalu cocok untuk semua keperluan, kondisi, situasi, cakupan, dan karakteristik kemampuan yang hendak diukur. Karena itu, untuk melakukan asesmen yang lengkap, utuh, dan akurat sebaiknya dipergunakan berbagai metode sesuai dengan karakteristik dan tujuannya. Pertanyaan: 1. Apakah perbedaan antara pengukuran, asesmen, dengan evaluasi? 2. Berikan contoh aktivitas riil dalam dunia pendidikan yang menunjukkan kegiatan pengukuran, asesmen, dan evaluasi! 3. Identifikasi berbagai metode asesmen beserta kelebihan dan kekurangannya! 4. Jelaskan mengapa asesmen harus dilakukan dengan berbagai metode?
b. Karakteristik dan Teknik Asesmen 1) Karakeristik Asesmen dalam KBK/KTSP a) Belajar Tuntas (mastery learning) 50
Peserta didik tidak diperkenankan mengerjakan pekerjaan berikutnya, sebelum mampu menyelesaikan pekerjaan dengan prosedur yang benar dan hasil yang baik. Asumsi yang digunakan dalam mastery learning adalah peserta didik dapat belajar apapun, hanya waktu yang dibutuhkan yang berbeda. Peserta didik yang belajar lambat perlu waktu lebih lama untuk materi yang sama, dibandingkan peserta didik pada umumnya. b) Otentik Memandang asesmen dan pembelajaran secara terpadu. Asesmen otentik harus mencerminkan masalah dunia nyata, bukan dunia sekolah. Menggunakan berbagai cara dan kriteria holistik (kompetensi utuh merefleksikan pengetahuan, keterampilan, dan sikap). Asesmen otentik tidak hanya mengukur apa yang diketahui oleh peserta didik, tetapi lebih menekankan mengukur apa yang dapat dilakukan oleh peserta didik. c) Berkesinambungan Tujuannya adalah untuk mendapatkan gambaran yang utuh mengenai perkembangan hasil belajar peserta didik, memantau proses, kemajuan, dan perbaikan hasil terus menerus dalam bentuk Ulangan Harian, Ulangan Tengah Semester, Ulangan Akhir Semester, atau Ulangan Kenaikan Kelas. d) Berdasarkan acuan kriteria Kemampuan peserta didik tidak dibandingkan terhadap kelompoknya, tetapi dibandingkan terhadap kriteria yang ditetapkan, misalnya KKM (kriteria ketuntasan minimal) e) Menggunakan teknik asesmen yang bervariasi Teknik asesmen yang dipilih dapat berupa tertulis, lisan, produk, portofolio, unjuk kerja, proyek, pengamatan, dan penilaian diri. 2) Teknik Asesmen Untuk mengumpulkan informasi tentang kemajuan peserta didik dapat dilakukan berbagai teknik, baik berhubungan dengan proses maupun hasil belajar. Teknik mengumpulkan informasi tersebut pada prinsipnya adalah cara penilaian kemajuan belajar peserta didik terhadap pencapaian kompetensi. Asesmen dilakukan berdasarkan indikator-indikator pencapaian hasil relajar, baik pada domain kognitif, afektif, maupun psikomotor. Ada tujuh teknik yang dapat digunakan, yaitu :
c. Penilaian Unjuk Kerja 1) Pengertian Penilaian unjuk kerja merupakan penilaian yang dilakukan dengan mengamati kegiatan peserta didik dalam melakukan sesuatu. Penilaian ini cocok digunakan untuk menilai ketercapaian kompetensi yang menuntut peserta didik melakukan tugas tertentu seperti: praktek di laboratorium, praktek sholat, praktek olahraga, bermain peran, memainkan alat musik, 51
bernyanyi, membaca puisi/deklamasi dll. Penilaian unjuk kerja perlu mempertimbangkan hal-hal berikut: a) Langkah-langkah kinerja yang diharapkan dilakukan peserta didik untuk menunjukkan kinerja dari suatu kompetensi. b) Kelengkapan dan ketepatan aspek yang akan dinilai dalam kinerja tersebut. c) Kemampuan-kemampuan khusus yang diperlukan untuk menyelesaikan tugas. d) Upayakan kemampuan yang akan dinilai tidak terlalu banyak, sehingga semua dapat diamati. e) Kemampuan yang akan dinilai diurutkan berdasarkan urutan pengamatan. 2) Teknik Penilaian Unjuk Kerja Untuk menilai unjuk kerja peserta didik dapat menggunakan daftar cek (check-list) dan skala penilaian (rating scale). a) Daftar Cek (Check-list) Dafatar cek dipilih jika unjuk kerja yang dinilai relatif sederhana, sehingga kinerja peserta didik representatif untuk diklasifikasikan menjadi dua kategorikan saja, ya atau tidak. Berikut contoh penilaian unjuk kerja dengan check-list. Penilaian Kedisiplinan
1. 2. 3. 4.
Nama peserta didik: ________ No. Aspek yang dinilai Datang tepat waktu Pakaian sesuai aturan Bertanggungjawab pada tugas Pulang tepat waktu
Kelas: _____ Ya Tidak
Nilai b) Skala Penilaian (Rating Scale) Ada kalanya kinerja peserta didik cukup kompleks, sehingga sulit atau merasa tidak adil kalau hanya diklasifikasikan menjadi dua kategori, ya atau tidak, memenuhi atau tidak memenuhi. Karena itu dapat dipilih skala penilaian lebih dari dua kategori, misalnya 1, 2, dan 3. Tetapi setiap kategori harus dirumuskan deskriptornya sehingga penilai mengetahui kriteria secara akurat kapan mendapat skor 1, 2, atau 3. Daftar kategori beserta deskriptor kriterianya itu disebut rubrik. Di lapangan sering dirumuskan rubrik universal, misalnya 1 = kurang, 2 = cukup, 3 = baik. Deskriptor semacam ini belum akurat, karena kriteria kurang bagi seorang penilai belum tentu sama dengan penilai lain, karena itu deskriptor dalam
52
rubrik harus jelas dan terukur. Berikut contoh penilaian unjuk kerja dengan rating scale beserta rubriknya. Penilaian Kinerja Melakukan Praktikum No 1 2 3 4
Aspek yang dinilai
1
Penilaian 2 3
Merangkai alat Pengamatan Data yang diperoleh Kesimpulan
Rubriknya Aspek yang dinilai
Merangkai alat
Rangkaian alat tidak benar
Pengamatan tidak cermat
Pengamatan
Data diperoleh
1
yang
Kesimpulan
Data tidak lengkap
Tidak benar atau tidak sesuai tujuan
Penilaian 2 Rangkaian alat benar, tetapi tidak rapi atau tidak memperhatikan keselamatan kerja Pengamatan cermat, tetapi mengandung interpretasi Data lengkap, tetapi tidak terorganisir, atau ada yang salah tulis Sebagian kesimpulan ada yang salah atau tidak sesuai tujuan
3 Rangkaian alat benar, rapi, dan memperhatikan keselamatan kerja Pengamatan cermat dan bebas interpretasi Data lengkap, terorganisir, dan ditulis dengan benar Semua benar atau sesuai tujuan
d. Penilaian Sikap 1) Pengertian Sikap bermula dari perasaan (suka atau tidak suka) yang terkait dengan kecenderungan seseorang dalam merespons sesuatu/objek. Sikap juga sebagai ekspresi dari nilai-nilai atau pandangan hidup yang dimiliki oleh 53
seseorang. Sikap terdiri dari tiga komponen, yakni: afektif, kognitif, dan konatif/perilaku. Komponen afektif adalah perasaan yang dimiliki oleh seseorang atau penilaiannya terhadap sesuatu objek. Komponen kognitif adalah kepercayaan atau keyakinan seseorang mengenai objek. Adapun komponen konatif adalah kecenderungan untuk berperilaku atau berbuat dengan cara-cara tertentu berkenaan dengan kehadiran objek sikap. Secara umum, objek sikap yang perlu dinilai dalam proses pembelajaran adalah: a) Sikap terhadap materi pelajaran. Peserta didik perlu memiliki sikap positif terhadap mata pelajaran. Dengan sikap`positif dalam diri peserta didik akan tumbuh dan berkembang minat belajar, akan lebih mudah diberi motivasi, dan akan lebih mudah menyerap materi pelajaran yang diajarkan. b) Sikap terhadap guru/pengajar. Peserta didik perlu memiliki sikap positif terhadap guru. Peserta didik yang tidak memiliki sikap positif terhadap guru akan cenderung mengabaikan hal-hal yang diajarkan. Dengan demikian, peserta didik yang memiliki sikap negatif terhadap guru/pengajar akan sukar menyerap materi pelajaran yang diajarkan oleh guru tersebut. c) Sikap terhadap proses pembelajaran. Peserta didik juga perlu memiliki sikap positif terhadap proses pembelajaran yang berlangsung. Proses pembelajaran mencakup suasana pembelajaran, strategi, metodologi, dan teknik pembelajaran yang digunakan. Proses pembelajaran yang menarik, nyaman dan menyenangkan dapat menumbuhkan motivasi belajar peserta didik, sehingga dapat mencapai hasil belajar yang maksimal. d) Sikap berkaitan dengan nilai atau norma yang berhubungan dengan suatu materi pelajaran. Misalnya, masalah lingkungan hidup (materi Biologi atau Geografi). Peserta didik perlu memiliki sikap yang tepat, yang dilandasi oleh nilai-nilai positif terhadap kasus lingkungan tertentu (kegiatan pelestarian/kasus perusakan lingkungan hidup). Misalnya, peserta didik memiliki sikap positif terhadap program perlindungan satwa liar. 2) Teknik Penilaian Sikap Penilaian sikap dapat dilakukan dengan beberapa cara atau teknik. Teknik-teknik tersebut antara lain: observasi perilaku, pertanyaan langsung, dan laporan pribadi. Teknik-teknik tersebut secara ringkas dapat diuraikan sebagai berikut. a) Observasi perilaku Perilaku seseorang pada umumnya menunjukkan kecenderungan seseorang dalam sesuatu hal. Misalnya orang yang biasa minum kopi dapat dipahami sebagai kecenderungannya yang senang kepada kopi. Oleh karena itu, guru dapat melakukan observasi terhadap peserta didik yang dibinanya. Hasil observasi dapat dijadikan sebagai umpan balik dalam pembinaan. 54
Observasi perilaku di sekolah dapat dilakukan dengan menggunakan buku catatan khusus tentang kejadian-kejadian berkaitan dengan peserta didik selama di sekolah. b) Pertanyaan langsung Kita juga dapat menanyakan secara langsung tentang sikap seseorang berkaitan dengan sesuatu hal. Misalnya, bagaimana tanggapan peserta didik tentang kebijakan yang baru diberlakukan di sekolah mengenai “Peningkatan Ketertiban”. Berdasarkan jawaban dan reaksi lain yang tampil dalam memberi jawaban dapat dipahami sikap peserta didik itu terhadap objek sikap. Dalam penilaian sikap peserta didik di sekolah, guru juga dapat menggunakan teknik ini dalam menilai sikap dan membina peserta didik. c) Laporan pribadi Teknik ini meminta peserta didik membuat ulasan yang berisi pandangan atau tanggapannya tentang suatu masalah, keadaan, atau hal yang menjadi objek sikap. Misalnya, peserta didik diminta menulis pandangannya tentang “Kerusuhan Antaretnis” yang terjadi akhir-akhir ini di Indonesia. Dari ulasan yang dibuat peserta didik dapat dibaca dan dipahami kecenderungan sikap yang dimilikinya.
Tanggung jawab
Kepedulian
Menepati janji
Kejujuran
Ramah dengan teman Hormat pada orang tua
Kerjasama
Kedisiplinan
Tenggang rasa
NAMA
Kerajinan
No
Ketekunan belajar
SIKAP
Keterbukaan
Contoh Format Lembar Pengamatan Sikap Peserta didik
1 2 3 4 5 6 7 8 Keterangan: Skala penilaian sikap dibuat dengan rentang antara 1 sampai dengan 5. 1 = sangat kurang; 2 = kurang; 3 = cukup; 4 = baik dan 5 = amat baik.
55
3) Tes Tertulis a) Pengertian Tes Tertulis merupakan tes dimana soal dan jawaban yang diberikan kepada peserta didik dalam bentuk tulisan. Dalam menjawab soal peserta didik tidak selalu merespon dalam bentuk menulis jawaban tetapi dapat juga dalam bentuk yang lain seperti memberi tanda, mewarnai, menggambar, dan lain sebagainya. b) Teknik Tes Tertulis Ada dua bentuk soal tes tertulis, yaitu: Soal dengan memilih jawaban (selected response), mencakup: pilihan ganda, benar-salah, dan menjodohkan. Soal dengan mensuplai jawaban (supply response), mencakup: isian atau melengkapi, uraian objektif, dan uraian non-objektif. Penyusunan instrumen penilaian tertulis perlu dipertimbangkan hal-hal berikut. materi, misalnya kesesuaian soal dengan kompetensi dasar dan indikator pencapaian pada kurikulum tingkat satuan pendidikan; konstruksi, misalnya rumusan soal atau pertanyaan harus jelas dan tegas. bahasa, misalnya rumusan soal tidak menggunakan kata/kalimat yang menimbulkan penafsiran ganda. kaidah penulisan, harus berpedoman pada kaidah penulisan soal yang baku dari berbagai bentuk soal penilaian.
4) Penilaian Proyek a) Pengertian Penilaian proyek merupakan kegiatan penilaian terhadap suatu tugas yang harus diselesaikan dalam periode/waktu tertentu. Tugas tersebut berupa suatu investigasi sejak dari perencanaan, pengumpulan data, pengorganisasian, pengolahan dan penyajian data. Penilaian proyek dapat digunakan untuk mengetahui pemahaman, kemampuan mengaplikasikan, kemampuan penyelidikan dan kemampuan menginformasikan peserta didik pada mata pelajaran tertentu secara jelas. Pada penilaian proyek setidaknya ada 3 hal yang perlu dipertimbangkan yaitu: Kemampuan pengelolaan Kemampuan peserta didik dalam memilih topik, mencari informasi dan mengelola waktu pengumpulan data serta penulisan laporan. Relevansi Kesesuaian dengan mata pelajaran, dengan mempertimbangkan tahap pengetahuan, pemahaman dan keterampilan dalam pembelajaran. Keaslian
56
Proyek yang dilakukan peserta didik harus merupakan hasil karyanya, dengan mempertimbangkan kontribusi guru berupa petunjuk dan dukungan terhadap proyek peserta didik. b) Teknik Penilaian Proyek Penilaian proyek dilakukan mulai dari perencanaan, proses pengerjaan, sampai hasil akhir proyek. Untuk itu, guru perlu menetapkan hal-hal atau tahapan yang perlu dinilai, seperti penyusunan disain, pengumpulan data, analisis data, dan penyiapkan laporan tertulis. Laporan tugas atau hasil penelitian juga dapat disajikan dalam bentuk poster. Pelaksanaan penilaian dapat menggunakan alat/instrumen penilaian berupa daftar cek ataupun skala penilaian. Contoh Teknik Penilaian Proyek Mata Pelajaran Nama Proyek Alokasi Waktu Guru Pembimbing :
: : :
Nama : NIS : Kelas : No. ASPEK 1 PERENCANAAN : a. Persiapan b. Rumusan Judul 2 PELAKSANAAN : a. Sistematika Penulisan b. Keakuratan Sumber Data / Informasi c. Kuantitas Sumber Data d. Analisis Data e. Penarikan Kesimpulan 3 LAPORAN PROYEK : a. Performans b. Presentasi / Penguasaan
SKOR (1 - 5)
TOTAL SKOR Penilaian Proyek dilakukan mulai dari perencanaan , proses pengerjaan sampai dengan akhir proyek. Untuk itu perlu memperhatikan hal-hal atau tahapan yang perlu dinilai. Pelaksanaan penilaian dapat juga menggunakan rating scale dan cheklist
57
5) Penilaian Produk a) Pengertian Penilaian produk adalah penilaian terhadap proses pembuatan dan kualitas suatu produk. Penilaian produk meliputi penilaian kemampuan peserta didik membuat produk-produk teknologi dan seni, seperti: makanan, pakaian, hasil karya seni (patung, lukisan, gambar), barangbarang terbuat dari kayu, keramik, plastik, dan logam. Pengembangan produk meliputi 3 (tiga) tahap dan setiap tahap perlu diadakan penilaian yaitu: Tahap persiapan, meliputi: penilaian kemampuan peserta didik dan merencanakan, menggali, dan mengembangkan gagasan, dan mendesain produk. Tahap pembuatan produk (proses), meliputi: penilaian kemampuan peserta didik dalam menyeleksi dan menggunakan bahan, alat, dan teknik. Tahap penilaian produk (appraisal), meliputi: penilaian produk yang dihasilkan peserta didik sesuai kriteria yang ditetapkan. b) Teknik Penilaian Produk Penilaian produk biasanya menggunakan cara holistik atau analitik. Cara holistik, yaitu berdasarkan kesan keseluruhan dari produk, biasanya dilakukan pada tahap appraisal. Cara analitik, yaitu berdasarkan aspek-aspek produk, biasanya dilakukan terhadap semua kriteria yang terdapat pada semua tahap proses pengembangan. Contoh Penilaian Produk Mata Ajar : Nama Proyek : Alokasi Waktu : Nama Peserta didik : Kelas / SMT : No. Tahapan Skor ( 1 – 5 )* 1 Tahap Perencanaan Bahan 2 Tahap Proses Pembuatan : a. Persiapan alat dan bahan b. Teknik Pengolahan c. K3 (Keselamatan kerja, keamanan dan kebersihan) 3 Tahap Akhir (Hasil Produk) a. Bentuk fisik b. Inovasi TOTAL SKOR Catatan : *) Skor diberikan dengan rentang skor 1 sampai dengan 5, dengan ketentuan semakin lengkap jawaban dan ketepatan dalam proses pembuatan maka semakin tinggi nilainya. 58
6) Penilaian Portofolio a) Pengertian Penilaian portofolio merupakan penilaian berkelanjutan yang didasarkan pada kumpulan informasi yang menunjukkan perkembangan kemampuan peserta didik dalam satu periode tertentu. Informasi tersebut dapat berupa karya peserta didik dari proses pembelajaran yang dianggap terbaik oleh peserta didik. Penilaian portofolio pada dasarnya menilai karya-karya peserta didik secara individu pada satu periode untuk suatu mata pelajaran. Akhir suatu priode hasil karya tersebut dikumpulkan dan dinilai oleh guru dan peserta didik. Berdasarkan informasi perkembangan tersebut, guru dan peserta didik sendiri dapat menilai perkembangan kemampuan peserta didik dan terus melakukan perbaikan. Dengan demikian, portofolio dapat memperlihatkan perkembangan kemajuan belajar peserta didik melalui karyanya, antara lain: karangan, puisi, surat, komposisi, musik. Hal-hal yang perlu diperhatikan dan dijadikan pedoman dalam penggunaan penilaian portofolio di sekolah, antara lain: Karya peserta didik adalah benar-benar karya peserta didik itu sendiri. Guru melakukan penelitian atas hasil karya peserta didik yang dijadikan bahan penilaian portofolio agar karya tersebut merupakan hasil karya yang dibuat oleh peserta didik itu sendiri. Saling percaya antara guru dan peserta didik Dalam proses penilaian guru dan peserta didik harus memiliki rasa saling percaya, saling memerlukan dan saling membantu sehingga terjadi proses pendidikan berlangsung dengan baik. Kerahasiaan bersama antara guru dan peserta didik Kerahasiaan hasil pengumpulan informasi perkembangan peserta didik perlu dijaga dengan baik dan tidak disampaikan kepada pihak-pihak yang tidak berkepentingan sehingga memberi dampak negatif proses pendidikan Milik bersama (joint ownership) antara peserta didik dan guru Guru dan peserta didik perlu mempunyai rasa memiliki berkas portofolio sehingga peserta didik akan merasa memiliki karya yang dikumpulkan dan akhirnya akan berupaya terus meningkatkan kemampuannya. Kepuasan Hasil kerja portofolio sebaiknya berisi keterangan dan atau bukti yang memberikan dorongan peserta didik untuk lebih meningkatkan diri. Kesesuaian Hasil kerja yang dikumpulkan adalah hasil kerja yang sesuai dengan kompetensi yang tercantum dalam kurikulum. Penilaian proses dan hasil Penilaian portofolio menerapkan prinsip proses dan hasil. Proses belajar yang dinilai misalnya diperoleh dari catatan guru tentang kinerja dan karya peserta didik. 59
Penilaian dan pembelajaran Penilaian portofolio merupakan hal yang tak terpisahkan dari proses pembelajaran. Manfaat utama penilaian ini sebagai diagnostik yang sangat berarti bagi guru untuk melihat kelebihan dan kekurangan peserta didik.
b) Teknik Penilaian Portofolio Teknik penilaian portofolio di dalam kelas memerlukan langkahlangkah sebagai berikut: Jelaskan kepada peserta didik bahwa penggunaan portofolio, tidak hanya merupakan kumpulan hasil kerja peserta didik yang digunakan guru untuk penilaian, tetapi digunakan juga oleh peserta didik sendiri. Dengan melihat portofolio peserta didik dapat mengetahui kemampuan, keterampilan, dan minatnya. Tentukan bersama peserta didik sampel-sampel portofolio apa saja yang akan dibuat. Portofolio antara peserta didik yang satu dan yang lain bisa sama bisa berbeda. Kumpulkan dan simpanlah karya-karya peserta didik dalam satu map atau folder di rumah masing atau loker masing-masing di sekolah. Berilah tanggal pembuatan pada setiap bahan informasi perkembangan peserta didik sehingga dapat terlihat perbedaan kualitas dari waktu ke waktu. Tentukan kriteria penilaian sampel portofolio dan bobotnya dengan para peserta didik. Diskusikan cara penilaian kualitas karya para peserta didik. Minta peserta didik menilai karyanya secara berkesinambungan. Guru dapat membimbing peserta didik, bagaimana cara menilai dengan memberi keterangan tentang kelebihan dan kekurangan karya tersebut, serta bagaimana cara memperbaikinya. Hal ini dapat dilakukan pada saat membahas portofolio. Setelah suatu karya dinilai dan nilainya belum memuaskan, maka peserta didik diberi kesempatan untuk memperbaiki. Namun, antara peserta didik dan guru perlu dibuat “kontrak” atau perjanjian mengenai jangka waktu perbaikan, misalnya 2 minggu karya yang telah diperbaiki harus diserahkan kepada guru. Bila perlu, jadwalkan pertemuan untuk membahas portofolio. Jika perlu, undang orang tua peserta didik dan diberi penjelasan tentang maksud serta tujuan portofolio, sehingga orangtua dapat membantu dan memotivasi anaknya. Berikut Ini Contoh Penilaian Portofolio Sekolah : Mata Pelajaran : Durasi Waktu : Nama Peserta didik : Kelas / SMT : 60
N o.
SK / KD / PI
Waktu
Speak ing
KRITERIA Gramm Voca ar b
Pronouncia tion
Ket
16/07/07 Introduct 24/07/07 1 ion 17/08/07 Dst.... 12/09/07 2 Writing 22/09/07 15/10/07 Memoriz 15/11/07 3 e Vocab 12/12/07 Catatan : PI = Pencapaian Indikator Untuk setiap karya peserta didik dikumpulkan dalam satu file sebagai bukti pekerjaan sesuai dengan SK/KD/PI, yang masuk dalam portofolio. Skor yang digunakan dalam penilaian portofolio menggunakan rentang antara 0 -10 atau 10 – 100. Kolom keterangan diisi oleh guru untuk menggambarkan karakteristik yang menonjol dari hasil kerja tersebut. 7) Penilaian Diri (self assessment) a) Pengertian Penilaian diri adalah suatu teknik penilaian di mana peserta didik diminta untuk menilai dirinya sendiri berkaitan dengan status, proses dan tingkat pencapaian kompetensi yang dipelajarinya. Teknik penilaian diri dapat digunakan untuk mengukur kompetensi kognitif, afektif dan psikomotor. Penilaian konpetensi kognitif di kelas, misalnya: peserta didik diminta untuk menilai penguasaan pengetahuan dan keterampilan berpikirnya sebagai hasil belajar dari suatu mata pelajaran tertentu. Penilaian dirinya didasarkan atas kriteria atau acuan yang telah disiapkan. Penilaian kompetensi afektif, misalnya, peserta didik dapat diminta untuk membuat tulisan yang memuat curahan perasaannya terhadap suatu objek tertentu. Selanjutnya, peserta didik diminta untuk melakukan penilaian berdasarkan kriteria atau acuan yang telah disiapkan. Berkaitan dengan penilaian kompetensi psikomotorik, peserta didik dapat diminta untuk menilai kecakapan atau keterampilan yang telah dikuasainya berdasarkan kriteria atau acuan yang telah disiapkan. Penggunaan teknik ini dapat memberi dampak positif terhadap perkembangan kepribadian seseorang. Keuntungan penggunaan penilaian diri di kelas antara lain: dapat menumbuhkan rasa percaya diri peserta didik, karena mereka diberi kepercayaan untuk menilai dirinya sendiri; peserta didik menyadari kekuatan dan kelemahan dirinya, karena ketika mereka melakukan penilaian, harus melakukan introspeksi terhadap kekuatan dan kelemahan yang dimilikinya; 61
dapat mendorong, membiasakan, dan melatih peserta didik untuk berbuat jujur, karena mereka dituntut untuk jujur dan objektif dalam melakukan penilaian.
b) Teknik Penilaian Diri Penilaian diri dilakukan berdasarkan kriteria yang jelas dan objektif. Oleh karena itu, penilaian diri oleh peserta didik di kelas perlu dilakukan melalui langkah-langkah sebagai berikut. Menentukan kompetensi atau aspek kemampuan yang akan dinilai. Menentukan kriteria penilaian yang akan digunakan. Merumuskan format penilaian, dapat berupa pedoman penskoran, daftar tanda cek, atau skala penilaian. Meminta peserta didik untuk melakukan penilaian diri. Guru mengkaji sampel hasil penilaian secara acak, untuk mendorong peserta didik supaya senantiasa melakukan penilaian diri secara cermat dan objektif. Menyampaikan umpan balik kepada peserta didik berdasarkan hasil kajian terhadap sampel hasil penilaian yang diambil secara acak. Contoh Format Penilaian Konsep Diri Peserta Didik Nama sekolah : Mata Ajar : Nama : Kelas : Alternatif No Pernyataan Ya Tidak 1 Saya berusaha meningkatkan keimanan dan ketaqwaan kepada Tuhan YME agar mendapat 2 ridho-Nya dalam belajar 3 Saya berusaha belajar dengan sungguh-sungguh 4 Saya optimis bisa meraih prestasi 5 Saya bekerja keras untuk meraih cita-cita Saya berperan aktif dalam kegiatan sosial di 6 sekolah dan masyarakat Saya suka membahas masalah politik, hukum 7 dan pemerintahan 8 Saya berusaha mematuhi segala peraturan yang 9 berlaku Saya berusaha membela kebenaran dan keadilan 10 Saya rela berkorban demi kepentingan masyarakat, bangsa dan negara Saya berusaha menjadi warga negara yang baik dan bertanggung jawab JUMLAH SKOR
62
Inventori digunakan untuk menilai konsep diri peserta didik dengan tujuan untuk mengetahui kekuatan dan kelemahan diri peserta didik. Rentangan nilai yang digunakan antara 1 dan 2. Jika jawaban YA maka diberi skor 2, dan jika jawaban TIDAK maka diberi skor 1. Kriteria penilaianya adalah jika rentang nilai antara 0 – 5 dikategorikan tidak positif; 6 – 10 kurang positif; 11 – 15 positif dan 16 – 20 sangat positif. 8) Pemanfaatan Dan Pelaporan Hasil Asesmen Penilaian kelas menghasilkan informasi pencapaian kompetensi peserta didik yang dapat digunakan antara lain: (1) perbaikan (remedial) bagi peserta didik yang belum mencapai kriteria ketuntasan, (2) pengayaan bagi peserta didik yang mencapai kriteria ketuntasan lebih cepat dari waktu yang disediakan, (3) perbaikan program dan proses pembelajaran, (4) pelaporan, dan (5) penentuan kenaikan kelas. a) Pemanfaatan Hasil Penilaian a. Bagi peserta didik yang memerlukan remedial Remedial dilakukan oleh guru mata pelajaran, guru kelas, atau oleh guru lain yang memiliki kemampuan memberikan bantuan dan mengetahui kekurangan peserta didik. Remedial diberikan kepada peserta didik yang belum mencapai kriteria ketuntasan belajar. Kegiatan dapat berupa tatap muka dengan guru atau diberi kesempatan untuk belajar sendiri, kemudian dilakukan penilaian dengan cara: menjawab pertanyaan, membuat rangkuman pelajaran, atau mengerjakan tugas mengumpulkan data. Waktu remedial diatur berdasarkan kesepakatan antara peserta didik dengan guru, dapat dilaksanakan pada atau di luar jam efektif. Remedial hanya diberikan untuk indikator yang belum tuntas. b.
Bagi peserta didik yang memerlukan pengayaan Pengayaan dilakukan bagi peserta didik yang memiliki penguasaan lebih cepat dibandingkan peserta didik lainnya, atau peserta didik yang mencapai ketuntasan belajar ketika sebagian besar peserta didik yang lain belum. Peserta didik yang berprestasi baik perlu mendapat pengayaan, agar dapat mengembangkan potensi secara optimal.
c. Bagi Guru Guru dapat memanfaatkan hasil penilaian untuk perbaikan program dan kegiatan pembelajaran. Misalnya, guru dapat mengambil keputusan terbaik dan cepat untuk memberikan bantuan optimal kepada kelas dalam mencapai kompetensi yang telah ditargetkan dalam kurikulum, atau guru harus mengulang pelajaran dengan mengubah strategi pembelajaran, dan memperbaiki program pembelajarannya.
63
d. Bagi Kepala Sekolah Hasil penilaian dapat digunakan Kepala sekolah untuk menilai kinerja guru dan tingkat keberhasilan peserta didik. b) Pelaporan Hasil Penilain Kelas (1) Laporan Sebagai Akuntabilitas Publik Laporan kemajuan hasil belajar peserta didik dibuat sebagai pertanggungjawaban lembaga sekolah kepada orangtua/wali peserta didik, komite sekolah, masyarakat, dan instansi terkait lainnya. Laporan tersebut merupakan sarana komunikasi dan kerja sama antara sekolah, orang tua, dan masyarakat yang bermanfaat baik bagi kemajuan belajar peserta didik maupun pengembangan sekolah. Pelaporan hasil belajar hendaknya: Merinci hasil belajar peserta didik berdasarkan kriteria yang telah ditentukan dan dikaitkan dengan penilaian yang bermanfaat bagi pengembangan peserta didik Memberikan informasi yang jelas, komprehensif, dan akurat. Menjamin orangtua mendapatkan informasi secepatnya bilamana anaknya bermasalah dalam belajar (2) Bentuk Laporan Laporan kemajuan belajar peserta didik dapat disajikan dalam data kuantitatif maupun kualitatif. Data kuantitatif disajikan dalam angka (skor), misalnya seorang peserta didik mendapat nilai 6 pada mata pelajaran matematika. Namun, makna nilai tunggal seperti itu kurang dipahami peserta didik maupun orangtua karena terlalu umum. Hal ini membuat orangtua sulit menindaklanjuti apakah anaknya perlu dibantu dalam bidang aritmatika, aljabar, geometri, statistika, atau hal lain. Laporan harus disajikan dalam bentuk yang lebih komunikatif dan komprehensif agar “profil” atau tingkat kemajuan belajar peserta didik mudah terbaca dan dipahami). Dengan demikian orangtua/wali lebih mudah mengidentifikasi kompetensi yang belum dimiliki peserta didik, sehingga dapat menentukan jenis bantuan yang diperlukan bagi anaknya. Dipihak anak, ia dapat mengetahui kekuatan dan kelemahan dirinya serta aspek mana yang perlu ditingkatkan. Isi Laporan Pada umumnya orang tua menginginkan jawaban dari pertanyaan sebagai berikut; Bagaimana keadaan anak waktu belajar di sekolah secara akademik, fisik, sosial dan emosional? Sejauh mana anak berpartisipasi dalam kegiatan di sekolah? Kemampuan/kompetensi apa yang sudah dan belum dikuasai dengan baik? 64
Apa yang harus orangtua lakukan untuk membantu dan mengembangkan prestasi anak lebih lanjut?
Untuk menjawab pertanyaan tersebut, informasi yang diberikan kepada orang tua hendaknya; Menggunakan bahasa yang mudah dipahami. Menitikberatkan kekuatan dan apa yang telah dicapai anak. Memberikan perhatian pada pengembangan dan pembelajaran anak. Berkaitan erat dengan hasil belajar yang harus dicapai dalam kurikulum. Berisi informasi tentang tingkat pencapaian hasil belajar. (3) Rekap Nilai Rekap nilai merupakan rekap kemajuan belajar peserta didik, yang berisi informasi tentang pencapaian kompetensi peserta didik untuk setiap KD, dalam kurun waktu 1 semester. Rekap nilai diperlukan sebagai alat kontrol bagi guru tentang perkembangan hasil belajar peserta didik, sehingga diketahui kapan peserta didik memerlukan remedial. Nilai yang ditulis merupakan rekap nilai setiap KD dari setiap aspek penilaian. Nilai suatu KD dapat diperoleh dari tes formatif, tes sumatif, hasil pengamatan selama proses pembelajaran berlangsung, nilai tugas perseorangan maupun kelompok. Rata-rata nilai KD dalam setiap aspek akan menjadi nilai pencapaian kompetensi untuk aspek yang bersangkutan. (4) Rapor Rapor adalah laporan kemajuan belajar peserta didik dalam kurun waktu satu semester. Laporan prestasi mata pelajaran, berisi informasi tentang pencapaian kompetensi yang telah ditetapkan dalam kurikulum tingkat satuan pendidikan. Untuk model rapor, masing-masing sekolah boleh menetapkan sendiri model rapor yang dikehendaki asalkan menggambarkan pencapaian kompetensi peserta didik pada setiap matapelajaran yang diperoleh dari ketuntasan kompetensi dasarnya. Nilai pada rapor merupakan gambaran kemampuan peserta didik, karena itu kedudukan atau bobot nilai harian tidak lebih kecil dari bobot nilai sumatif. Kompetensi yang diuji pada penilaian sumatif berasal dari SK, KD dan indikator semester bersangkutan. Menurut Permendiknas No 20 Tahun 2007, hasil penilaian oleh pendidik dan satuan pendidika disampaikan dalam bentuk satu nilai pencapaian kompetensi mata pelajaran, disertai dengan deskripsi kemajuan belajar. e. Penentuan Kenaikan Kelas
Peserta didik dinyakan tidak naik kelas apabila: 1) memperoleh nilai kurang dari kategori baik pada kelompok mata pelajaran agama dan akhlak 65
mulia 2) Jika peserta didik tidak menuntaskan 50 % atau lebih KD dan SK lebih dari 3 mata pelajaran untuk semua kelompok mata pelajaran sampai pada batas akhir tahun ajaran, dan 3) Jika karena alasan yang kuat, misal karena gangguan kesehatan fisik, emosi atau mental sehingga tidak mungkin berhasil dibantu mencapai kompetensi yang ditargetkan. Untuk memudahkan administrasi, peserta didik yang tidak naik kelas diharapkan mengulang semua mata pelajaran beserta SK, KD, dan indikatornya dan sekolah mempertimbangkan mata pelajaran, SK, KD, dan indikator yang telah tuntas pada tahun ajaran sebelumnya. Apabila setiap anak bisa dibantu secara optimal sesuai dengan keperluannya mencapai kompetensi tertentu, maka tidak perlu ada anak yang tidak naik kelas (automatic promotion). Automatic promotion apabila semua indikator, kompetensi dasar (KD), dan standar kompetensi (SK) suatu mata pelajaran telah terpenuhi ketuntasannya, maka peserta didik dianggap layak naik ke kelas berikutnya.
2. Lembar Pelatihan Pilihlah salah satu Kompetensi Dasar dan buatlah rancangan asesmen sesuai dengan karakteristik Kompetensi Dasar tersebut! Daftar Pustaka Anderson, Lorin W. (2003). Classroom assessment, enhancing the quality of teacher decision making. Marwah: Lawrence Erlbaum Associates, Publishers. Anderson, O.W. dan Krathwohl, D. R. (2001). A taxonomy for learning, teaching, and assessing. New York: Bailey, D. Kenneth. (1982). Methods of Social Research (second edition). New York. The Free Press. Brown, D.H. (2004). Language Assessment: Principles and Classroom Practices. White Plains, NY: Pearson Education, Inc. Cohen, Louis & Lawrence Manion. (1990). Research Methods in Education (third edition). London: Routledge. Djemari, Mardapi. (2008). Teknik Penyususnan Instrumen Tes dan Nontes. Yogyakarta: Mitra Cendekia Johnson D.W. & Johnson R.T. (2002). Meaningful assessment. Boston: Allyn and Bacon. Kaufman, R. & Thomas, S. (1980). Evaluation without fear. New York: NewViewpoints. Kemp, J.E., G.R. Morrison, & M.R. Ross. (1991). Designing Effective Instruction. New York: Macmillan College Publishing Company. National Research Council (2000). The assessment of science meets the science of assessment. Washington, D.C.: National Academy Press. Diambil pada tanggal 27 September 2002 dari http://www.nap.edu 66
Phillips, J.J. (1991). Handbook of evaluation and measurement methods. Houston: Gulf Publishing Company. Pusat Kurikulum Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Pendidikan Nasional. (2006). Model Penilaian Kelas KTSP SMP/MTs. Stufflebeam, D.L. & Shinkfield, A.J. (1985). Systematic evaluation. Boston: KluwerNijhoff Publishing. Tierney, R.J., M.A. Carter, & L.E. Desai. (1991). Portfolio Assessment in the ReadingWriting Classroom. Norwood, MA: Christopher-Gordon. Tuckman, Bruce W. (1975). Measuring Educational Outcomes: Fundamentals of Testing. New York: Harcourt Brace Jovanovich, Inc. ________. (2007). Permendiknas No 20 tentang Standar Penilaian
D. Pengembangan Silabus dan RPP 1. Lembar Informasi a.
Pengertian Silabus Silabus adalah rencana pembelajaran pada suatu dan/atau kelompok mata pelajaran/tema tertentu yang mencakup standar kompetensi, kompetensi dasar, materi pokok/pembelajaran, kegiatan pembelajaran, indikator pencapaian kompetensi untuk penilaian, penilaian, alokasi waktu, dan sumber belajar. Silabus disusun berdasarkan Standar Isi, yang di dalamnya berisikan Identitas Mata Pelajaran, Standar Kompetensi (SK) dan Kompetensi Dasar (KD), Materi Pokok/Pembelajaran, Kegiatan Pembelajaran, Indikator, Penilaian, Alokasi Waktu, dan Sumber Belajar. Dengan demikian, silabus pada dasarnya menjawab permasalahan-permasalahan sebagai berikut. 1) Kompetensi apa saja yang harus dicapai siswa sesuai dengan yang dirumuskan oleh Standar Isi (Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar). 2) Materi Pokok/Pembelajaran apa saja yang perlu dibahas dan dipelajari peserta didik untuk mencapai Standar Isi. 3) Kegiatan Pembelajaran apa yang seharusnya diskenariokan oleh guru sehingga peserta didik mampu berinteraksi dengan sumber-sumber belajar. 4) Indikator apa saja yang harus dirumuskan untuk mengetahui ketercapaian KD dan SK. 5) Bagaimanakah cara mengetahui ketercapaian kompetensi berdasarkan Indikator sebagai acuan dalam menentukan jenis dan aspek yang akan dinilai. 6) Berapa lama waktu yang diperlukan untuk mencapai Standar Isi tertentu. 7) Sumber Belajar apa yang dapat diberdayakan untuk mencapai Standar Isi tertentu. b. Prinsip Pengembangan Silabus 1) Ilmiah Keseluruhan materi dan kegiatan yang menjadi muatan dalam silabus harus benar dan dapat dipertangungjawabkan secara keilmuan. 67
2) Relevan Cakupan, kedalaman, tingkat kesukaran, dan urutan penyajian materi dalam silabus sesuai dengan tingkat perkembangan fisik, intelektual, sosial, emosional, dan spiritual peserta didik. 3) Sistematis Komponen-komponen silabus saling berhubungan secara fungsional dalam mencapai kompetensi. 4) Konsisten Ada hubungan yang konsisten (ajeg, taat asas) antara kompetensi dasar, indikator, materi pokok/pembelajaran, kegiatan pembelajaran, sumber belajar, dan sistem penilaian. 5) Memadai Cakupan indikator, materi pokok/pembelajaran, kegiatan pembelajaran, sumber belajar, dan sistem penilaian cukup untuk menunjang pencapain kompetensi dasar. 6) Aktual dan Kontekstual Cakupan indikator, materi pokok/pembelajaran, kegiatan pembelajaran, dan sistem penilaian memperhatikan perkembangan ilmu, teknologi, dan seni mutakhir dalam kehidupan nyata, dan peristiwa yang terjadi. 7) Fleksibel Keseluruhan komponen silabus dapat mengakomodasi variasi peserta didik, pendidikan, serta dinamika perubahan yang terjadi di sekolah dan tuntutan masyarakat. Sementara itu, materi ajar ditentukan berdasarkan dan atau memperhatikan kultur daerah masing-masing. Hal ini dimaksudkan agar kehidupan peserta didik tidak tercerabut dari lingkungannya. 8) Menyeluruh Komponen silabus mencakup keseluruhan ranah kompetensi (kognitif, afektif, psikomotor). c.
Pengembang Silabus Pengembangan silabus dapat dilakukan oleh para guru mata pelajaran secara mandiri atau berkelompok dalam sebuah sekolah (MGMPS) atau beberapa sekolah, kelompok Musyawarah Guru Mata Pelajaran (MGMP), dibawah koordinasi dan supervisi Dinas Pendidikan Kabupaten/Kota/Propinsi.
1)
Sekolah dan Komite Sekolah Pengembang silabus adalah sekolah bersama komite sekolah. Untuk menghasilkan silabus yang bermutu, sekolah bersama komite sekolah dapat meminta bimbingan teknis dari perguruan tinggi, LPMP, dan lembaga terkait seperti Balitbang Depdiknas. 2) Kelompok Sekolah Apabila guru kelas atau guru mata pelajaran karena sesuatu hal belum dapat melaksanakan pengembangan silabus secara mandiri, maka pihak sekolah dapat mengusahakan untuk membentuk kelompok guru kelas 68
atau guru mata pelajaran untuk mengembangkan silabus yang akan dipergunakan oleh sekolah tersebut 3) Musyawarah Guru Mata Pelajaran (MGMP) Beberapa sekolah atau sekolah-sekolah dalam sebuah yayasan dapat bergabung untuk menyusun silabus. Hal ini dimungkinkankarena sekolah dan komite sekolah karena sesuatu hal belum dapat melaksanakan penyusunan silabus. Kelompok sekolah ini juga dapat meminta bimbingan teknis dari perguruan tinggi, LPMP, dan lembaga terkait seperti Balitbang Depdiknas dalam menyusun silabus. 4) Dinas Pendidikan Dinas Pendidikan setempat dapat memfasilitasi penyusunan silabus dengan membentuk sebuah tim yang terdiri dari para guru berpengalaman di bidangnya masing-masing. Dalam pengembangan silabus ini sekolah, kelompok kerja guru, atau dinas pendidikan dapat meminta bimbingan teknis dari perguruan tinggi, LPMP, atau unit utama terkait yang ada di Departemen Pendidikan Nasional. Komponen silabus Silabus memuat sekurang-kurangnya komponen-komponen berikut ini. 1. Identitas silabus 2. Standar Kompetensi 3. Kompetensi Dasar 4. Indikator 5. Materi Pembelajaran 6. Kegiatan Pembelajaran 7. Penilaian 8. Alokasi waktu 9. Sumber BelajarKomponen-komponen silabus di atas, selanjutnya dapat disajikan dalam contoh format silabus secara horisontal atau vertikal sebagai berikut. Langkah-langkah Pengembangan Silabus 1) Mengisi identitas Silabus Identitas terdiri dari nama sekolah, mata pelajaran, kelas, dan semester. Identitas silabus ditulis di atas matriks silabus. 2) Menuliskan Standar Kompetensi Standar Kompetensi adalah kualifikasi kemampuan peserta didik yang menggambarkan penguasaan pengetahuan, sikap, dan keterampilan yang diharapkan dicapai pada mata pelajaran tertentu. Standar Kompetensi diambil dari Standar Isi Mata Pelajaran. Sebelum menuliskan Standar Kompetensi, penyusun terlebih dahulu mengkaji Standar Isi mata pelajaran dengan memperhatikan hal-hal berikut: a. urutan berdasarkan hierarki konsep disiplin ilmu dan/atau SK dan KD;
69
b. keterkaitan antar standar kompetensi dan kompetensi dasar dalam mata
pelajaran; c. keterkaitan
standar
kompetensi
dan kompetensi dasar antar mata
pelajaran. 3) Menuliskan Kompetensi Dasar Kompetensi Dasar merupakan sejumlah kemampuan minimal yang harus dimiliki peserta didik dalam rangka menguasai SK mata pelajaran tertentu. Kompetensi dasar dipilih dari yang tercantum dalam Standar Isi. Sebelum menentukan atau memilih Kompetensi Dasar, penyusun terlebih dahulu mengkaji standar kompetensi dan kompetensi dasar mata pelajaran dengan memperhatikan hal-hal sebagai berikut : a. urutan berdasarkan hierarki konsep disiplin ilmu dan/atau tingkat kesulitan Kompetensi Dasar; b. keterkaitan antar Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar dalam mata pelajaran; dan c. keterkaitan Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar antarmata pelajaran.
4) Mengidentifikasi Materi Pokok/Pembelajaran Dalam mengidentifikasi materi pokok/pembelajaran harus dipertimbangkan: a) potensi peserta didik b) relevansi materi pokok dengan SK dan KD; c) tingkat perkembangan fisik, intelektual, emosional, sosial, dan spiritual d) peserta didik; e) kebermanfaatan bagi peserta didik; f) struktur keilmuan; g) kedalaman dan keluasan materi; h) relevansi dengan kebutuhan peseta didik dan tuntutan lingkungan; i) alokasi waktu.
a) b) c) d) e)
f)
Selain itu harus diperhatikan: kesahihan (validity): materi memang benar-benar teruji kebenaran dan kesahihannya; tingkat kepentingan (significance): materi yang diajarkan memang benarbenar diperlukan oleh siswa diperlukan oleh siswa; kebermanfaatan (utility): materi tersebut memberikan dasar-dasar pengetahuan dan keterampilan pada jenjang berikutnya; layak dipelajari (learnability): materi layak dipelajari baik dari aspek tingkat kesulitan maupun aspek pemanfaatan bahan ajar dan kondisi setempat; menarik minat (interest): materinya menarik minat siswa dan memotivasinya untuk mempelajari lebih lanjut.
70
5) Mengembangkan Kegiatan Pembelajaran Kegiatan pembelajaran dirancang untuk memberikan pengalaman belajar yang melibatkan proses mental dan fisik melalui interaksi antarpeserta didik, peserta didik dengan guru, lingkungan, dan sumber belajar lainnya dalam rangka pencapaian kompetensi dasar. Kegiatan pembelajaran yang dimaksud dapat terwujud melalui penggunaan pendekatan pembelajaran yang bervariasi dan berpusat pada peserta didik. Kegiatan pembelajaran memuat kecakapan hidup yang perlu dikuasai peserta didik. Kriteria dalam mengembangkan kegiatan pembelajaran sebagai berikut. a) Kegiatan pembelajaran disusun bertujuan untuk memberikan bantuan kepada para pendidik, khususnya guru, agar mereka dapat bekerja dan melaksanakan proses pembelajaran secara profesional sesuai dengan tuntutan kurikulum. b) Kegiatan pembelajaran disusun berdasarkan atas satu tuntutan kompetensi dasar secara utuh. c) Kegiatan pembelajaran memuat rangkaian kegiatan yang harus dilakukan oleh siswa secara berurutan untuk mencapai kompetensi dasar. d) Kegiatan pembelajaran berpusat pada siswa (student-centered). Guru harus selalu berpikir kegiatan apa yang bisa dilakukan agar siswa memiliki kompetensi yang telah ditetapkan. e) Materi kegiatan pembelajaran dapat berupa pengetahuan, sikap (termasuk karakter yang sesuai), dan keterampilan yang sesuai dengan KD. f) Perumusan kegiatan pembelajaran harus jelas memuat materi yang harus dikuasai untuk mencapai Kompetensi Dasar. g) Penentuan urutan kegiatan pembelajaran harus sesuai dengan hierarki konsep mata pelajaran. h) Pembelajaran bersifat spiral (terjadi pengulangan-pengulangan pembelajaran materi tertentu). i) Rumusan pernyataan dalam Kegiatan Pembelajaran minimal mengandung dua unsur penciri yang mencerminkan pengelolaan kegiatan pembeljaran siswa, yaitu kegiatan dan objek belajar.
a) b) c) d) e)
Pemilihan kegiatan pembelajaran mempertimbangkan hal-hal sebagai berikut: memberikan peluang bagi siswa untuk mencari, mengolah, dan menemukan sendiri pengetahuan, di bawah bimbingan guru; mencerminkan ciri khas dalam pengembangan kemampuan mata pelajaran; disesuaikan dengan kemampuan siswa, sumber belajar dan sarana yang tersedia; bervariasi dengan mengombinasikan kegiatan individu/perorangan, berpasangan, kelompok, dan klasikal; dan memperhatikan pelayanan terhadap perbedaan individual siswa seperti: bakat, minat, kemampuan, latar belakang keluarga, sosial-ekomomi, dan budaya, serta masalah khusus yang dihadapi siswa yang bersangkutan.
71
6) Merumuskan Indikator Indikator merupakan penanda pencapaian KD yang ditandai oleh perubahan perilaku yang dapat diukur mencakup ranah atau dimensi pengetahuan (kognitif), keterampilan (psikomotorik), dan sikap (afektif). Ranah kognitif meliputi pemahaman dan pengembangan keterampilan intelektual, dengan tingkatan: ingatan, pemahaman, penerapan/aplikasi, analisis, evaluasi, dan kreasi. Indikator kognitif dapat dipilah menjadi indikator produk dan proses. Ranah psikomotorik berhubungan dengan gerakan sengaja yang dikendalikan oleh aktivitas otak, umumnya berupa keterampilan yang memerlukan koordinasi otak dengan beberapa otot. Ranah afektif meliputi aspekaspek yang berkaitan dengan hal-hal emosional seperti perasaan, nilai, apresiasi, antusiasme, motivasi, dan sikap. Ranah afektif terentang mulai dari penerimaan terhadap fenomena, tanggapan terhadaap fenomena, penilaian, organisasi, dan internalisasi atau karakterisasi. Berkaitan dengan hal ini, maka karakter merupakan bagian dari indikator pada ranah afektif. Indikator merupakan penanda pencapaian KD yang ditandai oleh perubahan perilaku yang dapat diukur mencakup sikap, pengetahuan dan ketrampilan. Untuk mengembangkan instrumen penilaian, terlebih dahulu diperhatikan indikator. Oleh karena itu, di dalam penentuan indikator diperlukan kriteria-kriteria berikut ini. Kriteria indikator adalah sebagai berikut. a) Setiap KD dikembangkan menjadi beberapa indikator (lebih dari dua) b) Indikator menggunakan kata kerja operasional yang dapat diukur dan/atau diobservasi c) Tingkat kata kerja dalam indikator lebih rendah atau setara dengan kata kerja dalam KD maupun SK d) Prinsip pengembangan indikator adalah sesuai dengan kepentingan (Urgensi), kesinambungan (Kontinuitas), kesesuaian (Relevansi) dan Kontekstual e) Keseluruhan indikator dalam satu KD merupakan tanda-tanda, perilaku, dan lain-lain untuk pencapaian kompetensi yang merupakan kemampuan bersikap, berpikir, dan bertindak secara konsisten. f) Sesuai tingkat perkembangan berpikir siswa. g) Berkaitan dengan Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar. h) Memperhatikan aspek manfaat dalam kehidupan sehari-hari (life skills). i) Harus dapat menunjukkan pencapaian hasil belajar siswa secara utuh (kognitif, afektif, dan psikomotor). j) Memperhatikan sumber-sumber belajar yang relevan. k) Dapat diukur/dapat dikuantifikasikan/dapat diamati. l) Menggunakan kata kerja operasional. 7) Penilaian Penilaian merupakan serangkaian kegiatan untuk memperoleh, menganalisis dan menafsirkan proses dan hasil belajar siswa yang dilakukan secara sistematis dan berkesinambungan sehingga menjadi informasi yang 72
bermakna dalam pengambilan keputusan untuk menentukan tingkat keberhasilan pencapaian kompetensi yang telah ditentukan. Penilaian pencapaian kompetensi dasar peserta didik dilakukan berdasarkan indikator yang telah ditetapkan mencakup tiga ranah (kognitif, psikomotor dan afektif). Perkembangan karakter peserta didik dapat dilihat pada saat melakukan penilaian ranah afektif.. Di dalam kegiatan penilaian ini terdapat tiga komponen penting, yang meliputi: (a) teknik penilaian, (b) bentuk instrumen, dan (c) contoh instrumen. a) Teknik Penilaian Teknik penilaian adalah cara-cara yang ditempuh untuk memperoleh informasi mengenai proses dan produk yang dihasilkan pembelajaran yang dilakukan oleh peserta didik. Ada beberapa teknik yang dapat dilakukan dalam rangka penilaian ini, yang secara garis besar dapat dikategorikan sebagai teknik tes dan teknik nontes. Penggunaan tes dan non tes dalam bentuk tertulis maupun lisan, pengamatan kinerja, sikap, penilaian hasil karya berupa proyek atau produk, penggunaan portofolio, dan penilaian diri. Dalam melaksanakan penilaian, penyusun silabus perlu memperhatikan prinsip-prinsip berikut ini. (1) Pemilihan jenis penilaian harus disertai dengan aspek-aspek yang akan dinilai sehingga memudahkan dalam penyusunan soal. (2) Penilaian diarahkan untuk mengukur pencapaian indikator. (3) Penilaian menggunakan acuan kriteria; yaitu berdasarkan apa yang bisa dilakukan siswa setelah siswa mengikuti proses pembelajaran, dan bukan untuk menentukan posisi seseorang terhadap kelompoknya. (4) Sistem yang direncanakan adalah sistem penilaian yang berkelanjutan. Berkelanjutan dalam arti semua indikator ditagih, kemudian hasilnya dianalisis untuk menentukan kompetensi dasar yang telah dimiliki dan yang belum, serta untuk mengetahui kesulitan siswa. (5) Hasil penilaian dianalisis untuk menentukan tindak lanjut. Pada bagian indikator yang belum tuntas perlu dilakukan kegiatan remidi. (6) Penilaian dilakukan untuk menyeimbangkan berbagai aspek pembelajaran: kognitif, afektif, dan psikomotor dengan menggunakan berbagai model penilaian, baik formal maupun nonformal secara berkesinambungan. (7) Penilaian merupakan suatu proses pengumpulan dan penggunaan informasi tentang hasil belajar siswa dengan menerapkan prinsip berkelanjutan, bukti-bukti outentik, akurat, dan konsisten sebagai akuntabilitas publik. (8) Penilaian merupakan proses identifikasi pencapaian kompetensi dan hasil belajar yang dikemukakan melalui pernyataan yang jelas tentang standar yang harus dan telah dicapai disertai dengan peta kemajuan hasil belajar siswa. (9) Penilaian berorientasi pada Standar Kompetensi, Kompetensi Dasar dan Indikator. Dengan demikian, hasilnya akan memberikan gambaran mengenai perkembangan pencapaian kompetensi. 73
(10) Penilaian dilakukan secara berkelanjutan (direncanakan dan dilakukan terus menerus) guna mendapatkan gambaran yang utuh mengenai perkembangan penguasaan kompetensi siswa, baik sebagai efek langsung (main effect) maupun efek pengiring (nurturant effect) dari proses pembelajaran. (11) Sistem penilaian harus disesuaikan dengan kegiatan pembelajaran yang ditempuh dalam proses pembelajaran. Misalnya, jika pembelajaran menggunakan pendekatan tugas observasi lapangan, penilaian harus diberikan baik pada proses (keterampilan proses) misalnya teknik wawancara, maupun produk/hasil dengan melakukan observasi lapangan yang berupa informasi yang dibutuhkan. b) Bentuk Instrumen Bentuk instrumen yang dipilih harus sesuai dengan teknik penilaiannya. Berikut ini disajikan ragam teknik penilaian beserta bentuk instrumen yang dapat digunakan. Tabel 1. Ragam Teknik Penilaian beserta Ragam Bentuk Instrumennya Teknik Bentuk Instrumen Tes tulis Tes isian Tes uraian Tes pilihan ganda Tes menjodohkan Dll. Tes lisan Daftar pertanyaan Tes unjuk kerja Tes identifikasi Tes simulasi Uji petik kerja produk Uji petik kerja prosedur Uji petik kerja prosedur dan produ Penugasan Tugas proyek Tugas rumah Observasi Lembar observasi Wawancara Pedoman wawancara Portofolio Dokumen pekerjaan, karya, dan/atau prestasi siswa Penilaian diri Lembar penilaian diri c) Contoh Instrumen Setelah ditetapkan bentuk instrumennya, selanjutnya dibuat contohnya. Contoh instrumen dapat dituliskan di dalam kolom matriks silabus yang tersedia. Namun, apabila dipandang hal itu menyulitkan karena kolom yang tersedia tidak mencukupi, selanjutnya contoh instrumen penilaian diletakkan di dalam lampiran.
8) Menentukan Alokasi Waktu Alokasi waktu adalah jumlah waktu yang dibutuhkan untuk ketercapaian suatu Kompetensi Dasar tertentu, dengan memperhatikan: 74
a) minggu efektif per semester, b) alokasi waktu mata pelajaran per minggu, dan c) jumlah kompetensi per semester. Alokasi waktu yang dicantumkan dalam silabus merupakan perkiraan waktu rerata untuk menguasai kompetensi dasar yang dibutuhkan oleh peserta didik yang beragam. 9) Menentukan Sumber Belajar Sumber belajar merupakan segala sesuatu yang diperlukan dalam kegiatan pembelajaran, yang dapat berupa: buku teks, media cetak, media elektronika, nara sumber, lingkungan alam sekitar, dan sebagainya. Contoh Format Silabus. Dengan memperhatikan langkah-langkah pengembangan silabus dan komponen-komponen yang terdapat dalam silabus, berikut ini diberikan beberapa contoh format silabus. Format 1: Horizontal SILABUS Nama Sekolah Mata Pelajaran Kelas / Semester Standar Kompetensi
: ........ : ......... : ......... : 1. ........
Kompe Materi Kegiata Indikato Penilaian Alokas Sumbe -tensi pokok/ n r r Tekni Bentuk Contoh i Dasar Pembela Pembela k Instrume Instrume Waktu Belajar -jaran n n Jaran
Format 2: Vertikal SILABUS Nama Sekolah : ............... Mata Pelajaran : ............... Kelas / semester : ............... 1. Standar Kompetensi : .............. 2. Kompetensi Dasar : .............. 3. Materi Pokok/Pembelajaran : .............. 4. Kegiatan Pembelajaran : .............. 75
5. Indikator 6. Penilaian 7. Alokasi Waktu 8. Sumber Belajar
: .............. : .............. : .............. : ..............
Catatan: Kegiatan Pembelajaran adalah kegiatan-kegiatan spesifik yang dilakukan siswa untuk mencapai SK dan KD Alokasi waktu, termasuk alokasi penilaian yang terintegrasi dengan pembelajaran Sumber belajar dapat berupa buku teks, alat, bahan, nara sumber, atau lainnya. d. Pengertian RPP
Rencana pelaksanaan pembelajaran (RPP) adalah rencana yang menggambarkan prosedur dan pengorganisasian pembelajaran untuk mencapai satu kompetensi dasar yang ditetapkan dalam Standar Isi dan telah dijabarkan dalam silabus. Lingkup Rencana Pembelajaran paling luas mencakup 1 (satu) kompetensi dasar yang terdiri atas 1 (satu) atau beberapa indikator untuk 1 (satu) kali pertemuan atau lebih. Khusus untuk RPP Tematik, pengertian satu KD adalah satu KD untuk setiap mata pelajaran. Maksudnya, dalam menyusun RPP Tematik, guru harus mengembangkan tema berdasarkan satu KD yang terdapat dalam setiap mata pelajaran yang dianggap relevan. 1) Prinsip-prinsip Pengembangan RPP Berbagai prinsip dalam mengembangkan atau menyusun RPP dapat dijelaskan sebagai berikut. a) Memperhatikan perbedaan individu peserta didik RPP disusun dengan memperhatikan perbedaan jenis kelamin, kemampuan awal, tingkat intelektual, minat, motivasi belajar, bakat, potensi, kemampuan sosial, emosi, gaya belajar, kebutuhan khusus, kecepatan belajar, latar belakang budaya, norma, nilai, dan/atau lingkungan peserta didik. b) Mendorong partisipasi aktif peserta didik Proses pembelajaran dirancang dengan berpusat pada peserta didik untuk mendorong motivasi, minat, kreativitas, inisiatif, inspirasi, kemandirian, dan semangat belajar. c) Mengembangkan budaya membaca dan menulis
76
Proses pembelajaran dirancang untuk mengembangkan kegemaran membaca, pemahaman beragam bacaan, dan berekspresi dalam berbagai bentuk tulisan. d) Memberikan umpan balik dan tindak lanjut RPP memuat rancangan program pemberian umpan balik positif, penguatan, pengayaan, dan remedi. e) Keterkaitan dan keterpaduan RPP disusun dengan memperhatikan keterkaitan dan keterpaduan antara SK, KD, materi pembelajaran, kegiatan pembelajaran, indikator pencapaian kompetensi, penilaian, dan sumber belajar dalam satu keutuhan pengalaman belajar. RPP disusun dengan mengakomodasikan pembelajaran tematik, keterpaduan lintas mata pelajaran, lintas aspek belajar, dan keragaman budaya. f) Menerapkan teknologi informasi dan komunikasi RPP disusun dengan memper-timbangkan penerapan teknologi informasi dan komunikasi secara terintegrasi, sistematis, dan efektif sesuai dengan situasi dan kondisi. e. Pengembang RPP
Dalam silabus, yang bertanggung jawab untuk menyusunnya adalah sejumlah guru mata pelajaran tertentu yang ada di satu sekolah. Jadi, jika terdapat empat guru matematika dalam satu sekolah maka yang bertanggung jawab menyusun silabus adalah keempat guru tersebut. Selanjutnya, yang bertanggung jawab dalam menyusun RPP adalah guru mata pelajaran tertentu secara individu, di bawah koordinasi Kepala Sekolah atau MGMP. Oleh karena itu, setiap guru secara individu dituntut untuk memiliki kemampuan atau kompetensi dalam menyusun atau mengembangkan RPP. f. Komponen/Sistematika dan Langkah-langkah Pengembangan RPP 1)
Komponen/Sistematika RPP
RPP memuat komponen yang terdiri atas: Identitas, terdiri atas: Sekolah : Mata Pelajaran : Kelas/Semester : Alokasi Waktu : Standar Kompetensi: Kompetensi Dasar : Indikator : 77
Kognitif Psikomotor Afektif (termask perilaku berkarakter) A. Tujuan Pembelajaran Kognitif Psikomotor Afektif B. Materi Pembelajaran C. Metode Pembelajaran D. Langkah-langkah Kegiatan Pembelajaran (menunjukkan / mengeksplisitkan bentuk-bentuk perilaku berkarakter dalam setiap langkah) Pertemuan Kesatu: * Pendahuluan/Kegiatan Awal (…menit) * Kegiatan Inti (...menit) * Penutup (…menit) Pertemuan Kedua: * Pendahuluan/Kegiatan Awal (…menit) * Kegiatan Inti (...menit) * Penutup (…menit) E. Media/Alat/Sumber Belajar a) Media b) Alat/Bahan c) Sumber Belajar F. Penilaian 1. Jenis/teknik penilaian (harus dibedakan untuk ranah kognitif, psikomotor, dan afektif) 2. Bentuk instrumen dan instrumen (disertai kunci jawaban atau ramburambu jawaban 3. Pedoman penskoran (untuk penilaian ranah afektif digunakan lembar observasi/lembar pengamatan) 2)
Langkah-langkah Pengembangan/Penyusunan RPP
a) Mencantumkan identitas Identitas meliputi: Sekolah, Kelas/Semester, Kompetensi Dasar, Indikator, Alokasi Waktu.
Standar
Kompetensi,
b) Mencantumkan Tujuan Pembelajaran Tujuan Pembelajaran memuat penguasaan kompetensi yang bersifat operasional yang ditargetkan/dicapai dalam RPP. Tujuan pembelajaran 78
dirumuskan dengan mengacu pada rumusan yang terdapat dalam indikator, dalam bentuk pernyataan yang operasional. Dengan demikian, jumlah rumusan tujuan pembelajaran dapat sama atau lebih banyak dari pada indikator. Mengapa guru harus merumuskan Tujuan Pembelajaran? dalam hal ini terdapat beberapa alasan, yaitu: (a) agar mereka dapat melakukan pemilihan materi, metode, media, dan urutan kegiatan; (b) agar mereka memiliki komitmen untuk menciptakan lingkungan belajar sehingga tujuan tercapai; dan (c) membantu mereka dalam menjamin evaluasi yang benar. Guru tidak akan tahu apakah siswanya telah mencapai sebuah tujuan kecuali guru itu mutlak yakin apa tujuan yang hendak dicapai. Tujuan pembelajaran mengandung unsur audience (A), behavior (B), condition (C), dan degre (D). Audience (A) adalah peserta didik yang menjadi subyek tujuan pembelajaran tersebut. Behavior (B) merupakan kata kerja yang mendeskripsikan kemampuan audience setelah pembelajaran. Kata kerja ini merupakan jantung dari rumusan tujuan pembelajaran dan HARUS terukur. Condition (C) merupakan situasi pada saat tujuan tersebut diselesaikan. Degree (D) merupakan standar yang harus dicapai oleh audience sehingga dapat dinyatakan telah mencapai tujuan. Perhatikan contoh tujuan pembelajaran berikut ini: Diperdengarkan sebuah cerita rakyat, siswa dapat mengidentifikasikan paling sedikit lima unsur cerita dengan benar. Berdasarkan contoh tersebut, maka A: siswa, B: mengidentifikasikan unsur cerita, C: diperdengarkan sebuah cerita rakyat, D: lima unsur cerita (dari enam unsur) dengan benar. c) Mencantumkan Materi Pembelajaran Materi pembelajaran adalah materi yang digunakan untuk mencapai tujuan pembelajaran. Yang harus diketahui adalah bahwa materi dalam RPP merupakan pengembangan dari materi pokok yang terdapat dalam silabus. Oleh karena itu, materi pembelajaran dalam RPP harus dikembangkan secara terinci bahkan jika perlu guru dapat mengembangkannya menjadi Buku Siswa. d) Mencantumkan Model/Metode Pembelajaran Metode dapat diartikan benar-benar sebagai metode, tetapi dapat pula diartikan sebagai model atau pendekatan pembelajaran. Penetapan ini diambil bergantung pada karakteristik pendekatan dan atau strategi yang dipilih. Selain itu, pemilihan metode/pendekatan bergantung pada jenis materi yang akan diajarkan kepada peserta didik. Ingatlah, tidak ada satu metode pun yang dapat digunakan untuk mengajarkan semua materi.
79
e) Mencantumkan Langkah-langkah Kegiatan Pembelajaran Untuk mencapai satu kompetensi dasar harus dicantumkan langkahlangkah kegiatan setiap pertemuan. Pada dasarnya, langkah-langkah kegiatan memuat pendahuluan/kegiatan awal, kegiatan inti, dan kegiatan penutup, dan masing-masing disertai alokasi waktu yang dibutuhkan. Akan tetapi, dimungkinkan dalam seluruh rangkaian kegiatan, sesuai dengan karakteristik model yang dipilih, menggunakan sintaks yang sesuai dengan modelnya. Selain itu, apabila kegiatan disiapkan untuk lebih dari satu kali pertemuan, hendaknya diperjelas pertemuan ke-1 dan pertemuan ke-2 atau ke-3 nya (lihat contoh komponen/sistematika RPP). f) Mencantumkan Media/Alat/Bahan/Sumber Belajar Pemilihan sumber belajar mengacu pada perumusan yang terdapat dalam silabus. Jika memungkinkan, dalam satu perencanaan disiapkan media, alat/bahan, dan sumber belajar. Apabila ketiga aspek ini dipenuhi maka penyusun harus mengeksplisitkan secara jelas: a) media, b) alat/bahan, dan c) sumber belajar yang digunakan. Oleh karena itu, guru harus memahami secara benar pengertian media, alat, bahan, dan sumber belajar (lihat contoh komponen/sistematika RPP). g) Mencantumkan Penilaian Penilaian dijabarkan atas jenis/teknik penilaian, bentuk instrumen, dan instrument yang digunakan untuk mengukur ketercapaian indikator dan tujuan pembelajaran. dalam sajiannya dapat dituangkan dalam bentuk matriks horisontal maupun vertikal. Dalam penilaian hendaknya dicantumkan: teknik/jenis, bentuk instrumen dan insrumen, kunci jawaban/rambu-rambu jawaban dan pedoman penskorannya (lihat contoh komponen/sistematika RPP). g. Contoh Format RPP
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran Mata Pelajaran : ………… Kelas / Semester : ………… Pertemuan ke: ............... Alokasi Waktu : ............... Standar Kompetensi : ............... Kompetensi Dasar : ............... Indikator : ............... 80
I. Tujuan Pembelajaran : ............... II. Materi Ajar : ............... III. Metode Pembelajaran : ............... IV. Langkah-langkah Pembelajaran A. Kegiatan Awal : .......... B. Kegiatan Inti : .......... C. Kegiatan Akhir : .......... V. Alat/Bahan/Sumber Belajar : ............. VI. Penilaian : .............
2. Lembar Pelatihan 1) Komponen-komponen dalam silabus harus saling berhubungan secara fungsional dalam rangka mencapai kompetensi tertentu. Pernyataan tersebut merupakan prinsip pengembangan silabus: A. B. C. D.
ilmiah relevan sistematis Aktual dan kontekstual
2) Cakupan indikator, materi pokok, kegiatan pembelajaran, dan sistem penilaian perlu memperhatikan perkembangan ilmu, teknologi dan seni mutakhir dalam kehidupan nyata. Pernyataan tersebut merupakan prinsip pengembangan silabus: A. B. C. D.
ilmiah relevan sistematis aktual dan kontekstual
3) Koordinator dan supervisor pengembangan silabus dilakukan oleh ... A. B. C. D.
kepala sekolah Ketua KKG KKKS Dinas Pendidikan
4) Untuk mengimplementasikan program pembelajaran yang tertuang dalam silabus, guru mengembangkan .... A. B. C. D.
RPP Media pembelajaran Bahan pembelajaran Penilaian pembelajaran
5) Rumusan tujuan pembelajaran yang tepat adalah .... A.
Siswa dapat menunjukkan ibu kota Provinsi Jawa Timur.
81
B. Ditampilkan peta siswa dapat menunjukkan ibu kota Provinsi Jawa Timur. C. Ditampilkan peta Pulau Jawa siswa dapat menunjukkan ibu kota Provinsi Jawa Timur. D. Ditampilkan peta Pulau Jawa siswa dapat menunjukkan ibu kota Provinsi Jawa Timur dalam waktu 5 menit.
6) Keseluruhan komponen silabus dapat mengakomodasi variasi peserta didik, pendidikan, serta dinamika perubahan yang terjadi di sekolah dan tuntutan masyarakat. Pernyataan tersebut menyatakan prinsip pengembangan silabus .... A. B. C. D.
Ilmiah fleksibel sistematis Aktual dan kontekstual
7) Rumusan tujuan pembelajaran yang tepat adalah .... A. Melalui diskusi siswa dapat mengidentifikasi kegiatan yang berupa tarikan atau dorongan dengan tepat. B. Diberikan gambar, siswa dapat mengidentifikasi kegiatan yang berupa tarikan atau dorongan sesuai dengan kriteria yang ditetapkan. C. Siswa dapat mengidentifikasi kegiatan yang berupa tarikan atau dorongan sesuai dengan kriteria yang ditetapkan. D. Setelah pembelajaran selesai siswa dapat mengidentifikasi kegiatan yang berupa tarikan atau dorongan dengan tepat. 8)
Kegiatan pembelajaran dalam Silabus memuat kegiatan yang berfokus pada .... A. kegiatan siswa B. kegiatan guru C. kegiatan siswa dan guru D. pengalaman guru
9)
Berikut ini merupakan prinsip pengembangan indikator, KECUALI.... A. B. C. D.
sesuai dengan SK dan KD menggunakan kata kerja operasional yang terukur memperhatikan tingkat perkembangan berpikir siswa kata kerja operasionalnya lebih tinggi dari kata kerja dalam SK/KD
10) Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) adalah rencana yang menggambarkan prosedur dan pengorganisasian pembelajaran untuk mencapai .... A. B. C. D.
satu SK satu KD satu tujuan satu indikator
82
Daftar Pustaka Departemen Pendidikan Nasional. (2006). Kerangka dasar dan struktur kurikulum. Depdikbud. (2006). Permen no. 22 tentang Standar Isi. Jakarta: Depdikbud. Depdiknas. (2006). Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan Jenjang Pendidikan Dasar dan Menengah: Mata Pelajaran Bahasa Indonesia. Jakarta:BNSP. Dworetzky. Johan, Piaget. (1990). Introduction to Child Development. St. Paul :West Publishing Company Pusat Kurikulum. (2006). Pembelajaran Tematik. Jakarta: Badan Penelitian dan Pengembangan Departemen Pendidikan Nasional ................................... Lampiran Peraturan Menteri Pendidikan Nasional No, 22 Tahun 2006 Tanggal 23 Mei 2006 Tentang Standar Isi ................................... Lampiran Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomer 23 Tahun 2006 Tanggal 23 Mei 2006 Tentang Standar Kompetensi Lulusan (SKL) ................................... Lampiran Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomer 23 Tahun 2006 Tanggal 24 Mei 2006dan No. 6 Tahun 2007 Tentang Pelaksanaan Standar Isi dan Standar Kompetensi Lulusan (SKL) ................................... Pengembangan Silabus, Sosialisasi Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan ................................... Pengembangan Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP), Sosialisasi Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan ................................... Model Penilaian Berbasis Kelas Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan SMP/MTs, Pusat Kurikulum Balitbang.
83
BAB IV PENELITIAN TINDAKAN KELAS
A. Materi PTK 1. Lembar Informasi Salah satu ciri guru yang berhasil (efektif) adalah bersifat reflektif. Guru yang demikian selalu belajar dari pengalaman, sehingga dari hari ke hari kinerjanya menjadi semakin baik (Arends, 2002). Di dalam melakukan refleksi, guru harus memiliki kemandirian dan kemampuan menafsirkan serta memanfaatkan hasil-hasil pengalaman membelajarkan, kemajuan belajar mengajar, dan informasi lainnya bagi penyempurnaan perencanaan dan pelaksanaan kegiatan belajar mengajar secara berkesinambungan.. Di sinilah letak arti penting penelitian tindakan kelas bagi guru. Kemajuan dan perkembangan IPTEKS yang demikian pesat harus diantisipasi melalui penyiapan guru-guru yang memiliki kemampuan meneliti, sekaligus mampu memperbaiki proses pembelajarannya. Beberapa alasan lain yang mendukung pentingnya penelitian tindakan kelas sebagai langkah yang tepat untuk memperbaiki atau meningkatkan mutu pendidikan, antara lain: (1) guru berada di garis depan dan terlibat langsung dalam proses tindakan perbaikan mutu pendidikan; (2) guru terlibat dalam pembentukan pengetahuan yang merupakan hasil penelitiannya, dan (3) melalui PTK guru menyelesaikan masalah, menemukan jawab atas masalahnya, dan dapat segera diterapkan untuk melakukan perbaikan. a. Pengertian PTK Berdasarkan berbagai sumber seperti Mettetal (2003); Kardi (2000), dan Nur (2001) Penelitian tindakan kelas (PTK) atau classroom action research (CAR) didefinisikan sebagai penelitian yang dilakukan oleh guru di dalam kelasnya sendiri melalui refleksi diri, dengan tujuan untuk memperbaiki kinerjanya sebagai guru, sehingga hasil belajar siswa menjadi meningkat. Dalam model penelitian ini, si peneliti (guru) bertindak sebagai pengamat (observer) sekaligus sebagai partisipan. Dengan demikian PTK tidaklah sekedar penyelesaian masalah, melainkan juga terdapat misi perubahan dan peningkatan. PTK bukanlah penelitian yang dilakukan terhadap seseorang, melainkan penelitian yang dilakukan oleh praktisi terhadap kinerjanya untuk melakukan peningkatan dan perubahan terhadap apa yang sudah mereka lakukan. PTK bukanlah semata-mata menerapkan metode ilmiah di dalam pembelajaran atau sekedar menguji hipotesis, melainkan lebih memusatkan perhatian pada perubahan baik pada peneliti (guru) maupun pada situasi di mana mereka bekerja. Dengan mengikuti alur berpikir itu, PTK menjadi penting bagi guru karena membantu mereka dalam hal: memahami lebih baik tentang pembelajarannya,
84
mengembangkan keterampilan dan pengetahuan, sekaligus dapat melakukan tindakan untuk meningkatkan belajar siswanya. Saat seorang guru melaksanakan PTK berarti guru telah menjalankan misinya sebagai guru professional, yaitu (1) membelajarkan, (2) melakukan pengembangan profesi berupa penulisan karya ilmiah dari hasil PTK, sekaligus (3) melakukan ikhtiar untuk peningkatan mutu proses dan hasil pembelajaran sebagai bagian tanggungjawabnya. b. Prinsip-Prinsip PTK Prinsip-prinsip yang mendasari pelaksanaan PTK adalah sebagai berikut. 1) PTK merupakan kegiatan nyata yang dilaksanakan di dalam situasi rutin. Oleh karena itu peneliti PTK (guru) tidak perlu mengubah situasi rutin/alami yang terjadi. Jika PTK dilakukan di dalam situasi rutin hasil yang diperoleh dapat digunakan secara langsung oleh guru tersebut. 2) PTK dilakukan sebagai kesadaran diri untuk memperbaiki kinerja peneliti (guru) yang bersangkutan. Guru melakukan PTK karena menyadari adanya kekurangan di dalam kinerja dan karena itu ingin melakukan perbaikan. 3) Pelaksanaan PTK tidak boleh mengganggu komitmennya sebagai pengajar. Oleh karena itu, guru hendaknya memperhatikan tiga hal. Pertama, guru perlu menyadari bahwa dalam mencobakan sesuatu tindakan pembelajaran yang baru, selalu ada kemungkinan hasilnya tidak sesuai dengan yang dikehendaki. Kedua, siklus tindakan dilakukan dengan selaras dengan keterlaksanaan kurikulum secara keseluruhan, khususnya dari segi pembentukan kompetensi yang dicantumkan di dalam Standar Isi, yang sudah dioperasionalkan ke dalam bentuk silabus dan rencana pelaksanaan pembelajaran. Ketiga, penetapan siklus tindakan dalam PTK mengacu pada penguasaan kompetensi yang ditargetkan pada tahap perencanaan. Jadi pedoman siklus PTK bukan ditentukan oleh ketercukupan data yang diperoleh peneliti, melainkan mengacu kepada seberapa jauh tindakan yang dilakukan itu sudah dapat memperbaiki kinerja yang menjadi alasan dilaksanakan PTK tadi. 4) PTK dapat dimulai dengan melakukan analisis SWOT, yang dilakukan dengan menganalisis kekuatan (S=Strength) dan kelemahan (W=Weaknesses) yang dimiliki, dan factor eksternal (dari luar) yaitu peluang atau kesempatan yang dapat diraih ( O=Opprtunity), maupun ancaman (T=Treath). Empat hal tersebut bisa dipandang dari sudut guru yang melaksanakan maupun siswa yang dikenai tindakan. 5) Metode pengumpulan data yang digunakan tidak menuntut waktu yang berlebihan dari guru sehingga berpeluang mengganggu proses pembelajaran. PTK sejauh mungkin menggunakan prosedur pengumpulan data yang dapat ditangani sendiri oleh guru dan ia tetap aktif berfungsi sebagai guru yang bertugas secara penuh. Oleh karena itu, perlu dikembangkan teknik-teknik perekaman yang cukup sederhana, namun dapat menghasilkan informasi yang cukup berarti dan dapat dipercaya. 85
6) Metode yang digunakan harus cukup reliabel, sehingga memungkinkan guru mengidentifikasi serta merumuskan hipotesis secara cukup meyakinkan, mengembangkan strategi yang dapat diterapkan pada situasi kelasnya, serta memperoleh data yang dapat digunakan untuk menguji hipotesis yang dikemukakannya. Oleh karena itu, meskipun pada dasarnya memperbolehkan kelonggaran, namun penerapan asas-asas dasar tetap harus dipertahankan. 7) Masalah penelitian yang dipilih guru seharusnya merupakan masalah yang cukup merisaukannya. Pendorong utama pelaksanaan PTK adalah komitmen profesional untuk memberikan layanan yang terbaik kepada siswa. 8) Dalam menyelenggarakan PTK, guru harus selalu bersikap konsisten, memiliki kepedulian tinggi terhadap prosedur etika yang berkaitan dengan pekerjaannya. Hal ini penting ditekankan karena selain melibatkan anak-anak manusia, PTK juga hadir dalam suatu konteks organisasional, sehingga penyelenggaraannya harus mengindahkan tata-krama kehidupan berorganisasi. 9) Meskipun kelas merupakan cakupan tanggung jawab seorang guru, namun dalam pelaksanaan PTK sejauh mungkin harus digunakan classroom-exceeding perspective, dalam arti permasalahan tidak dilihat terbatas dalam konteks kelas dan/atau mata pelajaran tertentu, melainkan dalam perspektif misi sekolah secara keseluruhan. c. Karakteristik PTK Karakteristik PTK dapat diidentifikasi, yaitu sebagai berikut. 1) Self-reflective inquiry, PTK merupakan penelitian reflektif, karena dimulai dari refleksi diri yang dilakukan oleh guru. Untuk melakukan refleksi, guru berusaha bertanya kepada diri sendiri, misalnya dengan mengajukan pertanyaan berikut. a) Apakah penjelasan saya terlampau cepat? b) Apakah saya sudah memberi contoh yang memadai? c) Apakah saya sudah memberi kesempatan bertanya kepada siswa? d) Apakah saya sudah memberi latihan yang memadai? e) Apakah hasil latihan siswa sudah saya beri balikan? f) Apakah bahasa yang saya gunakan dapat dipahami siswa? Dari pertanyaan-pertanyaan tersebut, guru akan dapat memperkirakan penyebab dari masalah yang dihadapi dan akan mencoba mencari jalan keluar untuk memperbaiki atau meningkatkan hasil belajar siswa. 2) Penelitian tindakan kelas bertujuan untuk memperbaiki proses dan hasil pembelajaran secara beretahap dan bersiklus. Pola siklusnya adalah: perencanaan-pelaksanaan-observasi-refleksi-revisi, yang dilanjutkan dengan perencanaan-pelaksanaan-observasi-refleksi (yang sudah direvisi) dan seterusnya secara berulang. 86
d. Perbedaan Penelitian Tindakan Kelas dan Penelitian Kelas Penelitian tindakan kelas berbeda dengan penelitian kelas (classroom research). PTK termasuk salah satu jenis penelitian kelas karena penelitian tersebut dilakukan di dalam kelas. Penelitian kelas adalah penelitian yang dilakukan di dalam kelas, mencakup tidak hanya PTK, tetapi juga berbagai jenis penelitian yang dilakukan di dalam kelas, misalnya penelitian tentang bentuk interaksi siswa atau penelitian yang meneliti proporsi berbicara antara guru dan siswa saat pembelajaran berlangsung. Jelas dalam penelitian kelas seperti ini, kelas dijadikan sebagai obyek penelitian. Penelitian dilakukan oleh orang luar, yang mengumpulkan data. Sementara itu PTK dilakukan oleh guru sendiri untuk menyelesaikan masalah yang terjadi di kelas yang menjadi tugasnya. Perbedaan Penelitian Tindakan Kelas dan penelitian kelas ditunjukkan pada Tabel 4.1. Pada Tabel 4.2 ditunjukkan pula perbedaan PTK dengan penelitian formal atau penelitian pada umumnya yang biasa dilakukan oleh peneliti. Tabel 4.1. Perbandingan PTK dan Penelitian Kelas No.
Aspek
1
Peneliti
2
4
Rencana penelitian Munculnya masalah Ciri utama
5
Peran guru
6
Tempat penelitian Proses pengumpulan data Hasil penelitian
3
7
8
Penelitian Tindakan Kelas Guru Oleh guru (mungkin dibantu orang luar) Dirasakan oleh guru Ada tindakan untuk perbaikan yang berulang Sebagai guru dan peneliti Kelas
Penelitian Kelas Orang luar Oleh peneliti Dirasakan oleh orang luar/peneliti Belum tentu ada tindakan perbaikan Sebagai guru (subyek penelitian) Kelas
Oleh guru sendiri atau bantuan orang lain
Oleh peneliti
Langsung dimanfaatkan oleh guru, dan dampaknya dapat dirasakan oleh siswa
Menjadi milik peneliti, belum tentu dimanfaatkan oleh guru
Tabel 4.2. Perbedaan Karakteristik PTK dan Penelitian Formal No. 1 2 3
Dimensi Motivasi Sumber masalah Tujuan
Penelitian Tindakan Kelas Penelitian Formal Perbaikan Tindakan Kebenaran Diagnosis status Induktif-deduktif Memperbaiki atau
Mengembangkan, menguji 87
4
Peneliti yang terlibat
5 6
Sampel Metode
7
Penafsiran hasil Penelitian
8
Hasil Akhir
menyelesaikan masalah lokal Pelaku dari dalam (guru) memerlukan sedikit pelatihan untuk dapat melakukan Kasus khusus Longgar tetapi berusaha obyektif-jujur-tidak memihak (impartiality) Untuk memahami praktek melalui refleksi oleh praktisi
Siswa belajar lebih baik (proses dan produk) 9. Generalisasi Terbatas atau tidak dilakukan Sumber : Fraenkel, 2011,p.595
teori, menghasilkan pengetahuan Orang luar yang berminat, memerlukan pelatihan yang intensif untuk dapat melakukan Sampel yang representatif Baku dengan obyektivitas dan ketidakberpihakan yang terintegrasi (build in objectivity and impartiality)) pendeskripsian, mengabstraksi, penyimpulan dan pembentukan teori oleh ilmuwan. Pengetahuan, prosedur atau materi yang teruji Dilakukan secara luas pada populasi
e. Manfaat dan Keterbatasan PTK Penelitian tindakan kelas mempunyai manfaat yang cukup besar, baik bagi guru, pembelajaran, maupun bagi sekolah. Manfaat PTK bagi guru antara lain sebagai berikut. a) PTK dapat dijadikan masukan untuk memperbaiki pembelajaran yang dikelolanya; b) Guru dapat berkembang secara profesional, karena dapat menunjukkan bahwa ia mampu menilai dan memperbaiki pembelajaran yang dikelolanya melalui PTK; c) PTK meningkatkan rasa percaya diri guru; d) PTK memungkinkan guru secara aktif mengembangkan pengetahuan dan keterampilan. Manfaat bagi pembelajaran/siswa, PTK bermanfaat untuk meningkatkan proses dan hasil belajar siswa, di samping guru yang melaksanakan PTK dapat menjadi model bagi para siswa dalam bersikap kritis terhadap hasil belajarnya. Bagi sekolah, PTK membantu sekolah untuk berkembang karena adanya peningkatan/kemajuan pada diri guru dan proses pendidikan di sekolah tersebut. Keterbatasan PTK terutama terletak pada validitasnya yang tidak mungkin melakukan generalisasi karena sasarannya hanya kelas dari guru yang berperan sebagai pengajar dan peneliti. PTK memerlukan berbagai kondisi agar dapat berlangsung dengan baik dan melembaga. Kondisi tersebut antara lain, dukungan semua personalia sekolah, iklim yang terbuka yang memberikan kebebasan kepada para guru untuk berinovasi, berdiskusi, berkolaborasi, dan saling mempercayai di antara personalia sekolah, dan juga saling persaya antara guru dengan siswa. Birokrasi yang terlampau ketat merupakan hambatan bagi PTK. 88
f. Perencanaan dan Pelaksanaan Penelitian Tindakan Kelas PTK dilaksanakan melalui proses pengkajian berdaur, yang terdiri atas 4 tahap, yaitu perencanaan, pelaksanaan tindakan, pengamatan, dan refleksi (Gambar 4.1). Hasil refleksi terhadap tindakan yang dilakukan akan digunakan kembali untuk merevisi rencana, jika ternyata tindakan yang dilakukan belum berhasil memperbaiki praktek atau belum berhasil menyelesaikan masalah yang menjadi kerisauan guru. Perencanaan Refleksi dan revisi
Pelaksanaan Tindakan
Pengamatan Gambar 4.1. Tahap-tahap dalam Pelaksanaan PTK Setelah menetapkan focus penelitian, selanjutnya dilakukan perencanaan mengenai tindakan apa yang akan dilakukan untuk perbaikan. Rencana akan menjadi acuan dalam melaksanakan tindakan. Pelaksanaan tindakan adalah merupakan realisasi dari rencana yang telah dibuat. Tanpa tindakan, rencana hanya merupakan angan-angan yang tidak pernah menjadi kenyataan. Selanjutnya, agar tindakan yang dilakukan dapat diketahui kualitas dan keberhasilannya perlu dilakukan pengamatan. Berdasarkan pengamatan ini akan dapat ditentukan hal-hal yang harus segera diperbaiki agar tujuan yang telah dirumuskan dapat tercapai. Pengamatan dilakukan selama proses tindakan berlangsung. Langkah berikutnya adalah refleksi, yang dilakukan setelah tindakan berakhir. Pada tahap refleksi, peneliti: (1) merenungkan kembali apa yang telah dilakukan dan apa dampaknya bagi proses belajar siswa, (2) merenungkan alasan melakukan suatu tindakan dikaitkan dengan dampaknya,dan (3) mengidentifikasi kekuatan dan kelemahan dari tindakan yang dilakukan. g. Mengidentifikasi Masalah Suatu rencana PTK diawali dengan adanya masalah yang dirasakan atau disadari oleh guru. Guru merasa ada sesuatu yang tidak beres di dalam kelasnya, yang jika tidak segera diatasi akan berdampak bagi proses dan hasil belajar siswa. Masalah yang dirasakan guru pada tahap awal mungkin masih kabur, sehingga guru perlu merenungkan atau melakukan refleksi agar masalah tersebut menjadi semakin jelas. Setelah permasalahan-permasalahan diperoleh melalui proses identifikasi, selanjutnya guru melakukan analisis terhadap masalahmasalah tersebut untuk menentukan urgensi penyelesaiannya. Dalam hubungan 89
ini, akan ditemukan permasalahan yang sangat mendesak untuk diatasi, atau yang dapat ditunda penyelesaiannya tanpa mendatangkan kerugian yang besar. Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam memilih permasalahan PTK adalah sebagai berikut: (1) permasalahan harus betul-betul dirasakan penting oleh guru sendiri dan siswanya, (2) masalah harus sesuai dengan kemampuan dan/atau kekuatan guru untuk mengatasinya, (3) permasalahan memiliki skala yang cukup kecil dan terbatas, (4) permasalahan PTK yang dipilih terkait dengan prioritasprioritas yang ditetapkan dalam rencana pengembangan sekolah. Agar mampu merasakan dan mengungkapkan adanya masalah seorang guru dituntut jujur pada diri sendiri dan melihat pembelajaran yang dikelolanya sebagai bagian penting dari pekerjaannya. Berbekal kejujuran dan kesadaran guru dapat mengajukan pertanyaan berikut pada diri sendiri. 1) Apa yang sedang terjadi di kelas saya? 3) Masalah apa yang ditimbulkan oleh kejadian itu? 4) Apa pengaruh masalah tersebut bagi kelas saya? 5) Apa yang akan terjadi jika masalah tersebut tidak segera diatasi? 6) Apa yang dapat saya lakukan untuk mengatasi masalah tersebut atau memperbaiki situasi yang ada? Jika setelah menjawab pertanyaan tersebut guru sampai pada kesimpulan bahwa ia memang menghadapi masalah dalam bidang tertentu, berarti ia sudah berhasil mengidentifikasi masalah. Langkah berikutnya adalah menganalisis dan merumuskan masalah. h. Menganalisis dan Merumuskan Masalah Setelah masalah teridentifikasi, guru perlu melakukan analisis sehingga dapat merumuskan masalah dengan jelas. Analisis dapat dilakukan dengan refleksi yaitu mengajukan pertanyaan kepada diri sendiri, mengkaji ulang berbagai dokumen seperti pekerjaan siswa, daftar hadir, atau daftar nilai, atau bahkan mungkin bahan pelajaran yang telah disiapkan. Semua ini tergantung pada jenis masalah yang teridentifikasi. Sebuah masalah pada umumnya dirumuskan dalam bentuk kalimat tanya, yang menggambarkan sesuatu yang ingin diselesaikan atau dicari jawabannya melalui penelitian tindakan kelas. Contoh rumusan masalah: Apakah pendekatan konseptual dapat meminimalisasi miskonsepsi siswa pada mata pelajaran IPA SD Klampis? Selanjutnya, masalah perlu dijabarkan atau dirinci secara operasional agar rencana perbaikannya dapat lebih terarah. Sebagai misal untuk masalah: Tugas dan bahan belajar yang bagaimana yang dapat meningkatkan motivasi siswa? dapat dijabarkan menjadi sejumlah pertanyaan sebagai berikut. 1) Bagaimana frekuensi pemberian tugas yang dapat meningkatkan motivasi siswa?; 2) Bagaimana bentuk dan materi tugas yang memotivasi?; 3) Bagaimana syarat bahan belajar yang menarik?; 4) Bagaimana kaitan materi bahan belajar dengan tugas yang diberikan?; 90
Dengan terumuskannya masalah secara operasional, Anda sudah mulai dapat membuat rencana perbaikan atau rencana PTK. i. Merencanakan Perbaikan Berdasarkan masalah yang telah dirumuskan, guru perlu membuat rencana tindakan atau yang sering disebut dengan rencana perbaikan. Langkah-langkah dalam menyusun rencana perbaikan adalah sebagai berikut. 1) Rumuskan cara perbaikan yang akan ditempuh dalam bentuk hipotesis tindakan. Hipotesis tindakan adalah dugaan guru tentang cara yang terbaik untuk mengatasi masalah. Dugaan atau hipotesis ini dibuat berdasarkan kajian dari berbagai teori, kajian hasil penelitian yang pernah dilakukan dalam masalah yang serupa, diskusi dengan teman sejawat atau dengan pakar, serta refleksi pengalaman sendiri sebagai guru. Berdasarkan hasil kajian tersebut, guru menyusun berbagai alternatif tindakan. Contoh hipotesis tindakan: Penggunaan concept mapping dan penekanan operasi dasar dapat meningkatkan pemahaman konsep Matematika Siswa Kelas VI SDN Ketintang. 2) Analisis kelayakan hipotesis tindakan. Setelah menetapkan alternatif hipotesis yang terbaik, hipotesis ini masih perlu dikaji kelayakannya dikaitkan dengan kemungkinan pelaksanaannya. Kelayakan hipotesis tindakan didasarkan pada hal-hal berikut. a) Kemampuan dan komitmen guru sebagai pelaksana. Guru harus bertanya pada diri sendiri apakah ia cukup mampu melaksanakan rencana perbaikan tersebut dan apakah ia cukup tangguh untuk menyelesaikannya? b) Kemampuan dan kondisi fisik siswa dalam mengikuti tindakan tersebut; Misalnya jika diputuskan untuk memberi tugas setiap minggu, apakah siswa cukup mampu menyelesaikannya. c) Ketersediaan prasarana atau fasilitas yang diperlukan. Apakah sarana atau fasilitas yang diperlukan dalam perbaikan dapat diadakan oleh siswa, sekolah, ataukah oleh guru sendiri. d) Iklim belajar dan iklim kerja di sekolah. Dalam hal ini, guru perlu mempertimbangkan apakah alternatif yang dipilihnya akan mendapat dukungan dari kepala sekolah dan personil lain di sekolah. j. Melaksanakan PTK Setelah meyakini bahwa hipotesis tindakan atau rencana perbaikan sudah layak, kini guru perlu mempersiapkan diri untuk pelaksanaan perbaikan. 1) Menyiapkan Pelaksanaan Ada beberapa langkah yang perlu disiapkan sebelum merealisasikan rencana tindakan kelas. a) Membuat rencana pelaksanaan pembelajaran dalam bentuk skenario tindakan yang akan dilaksanakan. Skenario mencakup langkah-
91
langkah yang dilakukan oleh guru dan siswa dalam kegiatan tindakan atau perbaikan. Terkait dengan rencana pelaksanaan pembelajaran, guru tentu perlu menyiapkan berbagai bahan seperti tugas belajar yang dibuat sesuai dengan hipotesis yang dipilih, media pembelajaran, alat peraga, dan buku-buku yang relevan. b) Menyiapkan fasilitas atau sarana pendukung yang diperlukan, misalnya gambar-gambar, meja tempat mengumpulkan tugas, atau sarana lain yang terkait. c) Menyiapkan cara merekam dan menganalisis data yang berkaitan dengan proses dan hasil perbaikan. Dalam hal ini guru harus menetapkan apa yang harus direkam, bagaimana cara merekamnya dan kemudian bagaimana cara menganalisisnya. Agar dapat melakukan hal ini, guru harus menetapkan indikator keberhasilan. Jika indikator ini sudah ditetapkan, guru dapat menentukan cara merekam dan menganalisis data. d) Jika perlu, untuk memantapkan keyakinan diri, guru perlu mensimulasikan pelaksanaan tindakan. Dalam hal ini, guru dapat bekerjasama dengan teman sejawat atau berkolaborasi dengan dosen LPTK. 2) Melaksanakan Tindakan Setelah persiapan selesai, kini tiba saatnya guru melaksanakan tindakan dalam kelas yang sebenarnya. a) Pekerjaan utama guru adalah mengajar. Oleh karena itu, metode penelitian yang sedang dilaksanakan tidak boleh mengganggu komitmen guru dalam mengajar. Ini berarti, guru tidak boleh mengorbankan siswa demi penelitian yang sedang dilaksanakannya. Tambahan tugas guru sebagai peneliti harus disikapi sebagai tugas profesional yang semestinya memberi nilai tambah bagi guru dan pembelajaran yang dikelolanya. b) Cara pengumpulan atau perekaman data jangan sampai terlalu menyita waktu pembelajaran di kelas. Esensi pelaksanaan PTK memang harus disertai dengan observasi, pengumpulan data, dan interpretasi yang dilakukan oleh guru. c) Metode yang diterapkan haruslah reliabel atau handal, sehingga memungkinkan guru mengembangkan strategi pembelajaran yang sesuai dengan situasi kelasnya. d) Masalah yang ditangani guru haruslah sesuai dengan kemampuan dan komitmen guru. e) Sebagai peneliti, guru haruslah memperhatikan berbagai aturan dan etika yang terkait dengan tugas-tugasnya, seperti menyampaikan kepada kepala sekolah tentang rencana tindakan yang akan dilakukan, atau menginformasikan kepada orang tua siswa jika selama
92
pelaksanaan PTK, siswa diwajibkan melakukan sesuatu di luar kebiasaan rutin. f) PTK harus mendapat dukungan dari seluruh masyarakat sekolah. k. Observasi dan Interpretasi Pelaksanaan tindakan dan observasi/interpretasi berlangsung simultan. Artinya, data yang diamati saat pelaksaanaan tindakan tersebut langsung diinterpretasikan, tidak sekedar direkam. Jika guru memberi pujian kepada siswa, yang direkam bukan hanya jenis pujian yang diberikan, tetapi juga dampaknya bagi siswa yang mendapat pujian. Apa yang harus direkam dan bagaimana cara merekamnya harus ditentukan secara cermat terlebih dahulu. Salah satu cara untuk merekam atau mengumpulkan data adalah dengan observasi atau pengamatan. Hopkins (1993) menyebutkan ada lima prinsip dasar atau karakteristik kunci observasi, yaitu: 1) Perencanaan Bersama Observasi yang baik diawali dengan perencanaan bersama antara pengamat dengan yang diamati, dalam hal ini teman sejawat yang akan membantu mengamati dengan guru yang akan mengajar. Perencanaan bersama ini bertujuan untuk membangun rasa saling percaya dan menyepakati beberapa hal seperti fokus yang akan diamati, aturan yang akan diterapkan, berapa lama pengamatan akan berlangsung, bagaimana sikap pengamat kepada siswa, dan di mana pengamat akan duduk. 2) Fokus Fokus pengamatan sebaiknya sempit/spesifik. Fokus yang sempit atau spesifik akan menghasilkan data yang sangat bermanfaat begi perkembangan profesional guru. 3) Membangun Kriteria Observasi akan sangat membantu guru, jika kriteria keberhasilan atau sasaran yang ingin dicapai sudah disepakati sebelumnya. 4) Keterampilan Observasi Seorang pengamat yang baik memiliki minimal 3 keterampilan, yaitu: (1) dapat menahan diri untuk tidak terlalu cepat memutuskan dalam menginterpretasikan satu peristiwa; (2) dapat menciptakan suasana yang memberi dukungan dan menghindari terjadinya suasana yang menakutkan guru dan siswa; dan (3) menguasai berbagai teknik untuk menemukan peristiwa atau interaksi yang tepat untuk direkam, serta alat/instrumen perekam yang efektif untuk episode tertentu. Di dalam suatu observasi, hasil pengamatan berupa fakta atau deskripsi, bukan pendapat atau opini. Dilihat cara melakukan kegiatannya, ada empat jenis observasi yang dapat dipilih, yaitu: observasi terbuka, pengamat tidak menggunakan lembar observasi, melainkan hanya menggunakan kertas kosong untuk merekam proses pembelajaran yang diamati. Observasi terfokus secara khusus ditujukan untuk mengamati aspek-aspek tertentu dari pembelajaran. Observasi terstruktur menggunakan instrumen observasi 93
yang terstruktur dengan baik dan siap pakai, sehingga pengamat hanya tinggal membubuhkan tanda cek (V) pada tempat yang disediakan. Observasi sistematik dilakukan lebih rinci dalam hal kategori data yang diamati. 5) Balikan (Feedback) Hasil observasi yang direkam secara cermat dan sistematis dapat dijadikan dasar untuk memberi balikan yang tepat. Syarat balikan yang baik: (i) diberikan segera setelah pengamatan, dalam berbagai bentuk misalnya diskusi; (ii) menunjukkan secara spesifik bagian mana yang perlu diperbaiki, bagian mana yang sudah baik untuk dipertahankan; (iii) balikan harus dapat memberi jalan keluar kepada orang yang diberi balikan tersebut. l. Analisis Data Agar data yang telah dikumpulkan bermakna sebagai dasar untuk mengambil keputusan, data tersebut harus dianalisis atau diberi makna. Analisis data pada tahap ini agak berbeda dengan interpretasi yang dilakukan pada tahap observasi. Analisis data dilakukan setelah satu paket perbaikan selesai diimplementasikan secara keseluruhan. Jika perbaikan ini direncanakan untuk enam kali pembelajaran, maka analisis data dilakukan setelah pembelajaran tuntas dilaksanakan. Dengan demikian, pada setiap pembelajaran akan diadakan interpretasi yang dimanfaatkan untuk melakukan penyesuaian, dan pada akhir paket perbaikan diadakan analisis data secara keseluruhan untuk menghasilkan informasi yang dapat menjawab hipotesis perbaikan yang dirancang guru. Analisis data dapat dilakukan secara bertahap. Pada tahap pertama, data diseleksi, difokuskan, jika perlu ada yang direduksi karena itu tahap ini sering disebut sebagai reduksi data. Kemudian data diorganisaskan sesuai dengan hipotesis atau pertanyaan penelitian yang ingin dicari jawabannya. Tahap kedua, data yang sudah terorganisasi ini dideskripsikan sehingga bermakna, baik dalam bentuk narasi, grafik, maupun tabel. Akhirnya, berdasarkan paparan atau deskripsi yang telah dibuat ditarik kesimpulan dalam bentuk pernyataan atau formula singkat. m. Refleksi Saat refleksi, guru mencoba merenungkan mengapa satu kejadian berlangsung dan mengapa hal seperti itu terjadi. Ia juga mencoba merenungkan mengapa satu usaha perbaikan berhasil dan mengapa yang lain gagal. Melalui refleksi, guru akan dapat menetapkan apa yang telah dicapai, serta apa yang belum dicapai, serta apa yang perlu diperbaiki lagi dalam pembelajaran berikutnya. n. Perencanaan Tindak Lanjut Sebagaimana yang telah tersirat dalam tahap analisis data dan refleksi, hasil atau kesimpulan yang didapat pada analisis data, setelah melakukan refleksi 94
digunakan untuk membuat rencana tindak lanjut. Jika ternyata tindakan perbaikan belum berhasil menjawab masalah yang menjadi kerisauan guru, maka hasil analisis data dan refleksi digunakan untuk merencanakan kembali tindakan perbaikan, bahkan bila perlu dibuat rencana baru. Siklus PTK berakhir, jika perbaikan sudah berhasil dilakukan. Jadi, suatu siklus dalam PTK sebenarnya tidak dapat ditentukan lebih dahulu berapa banyaknya.
Perencanaan Gagal Pelaksanaan
Refleksi Berhasil Pengamatan Simpulan
(Kemmis dan Mc. Taggart dikutip Wardani dkk, 2004, p.4.9) Gambar 4.2. Aspek Penelitian Tindakan Kelas (diadaptasi dari Kemmis & Taggard, 1992 dan Fraenkel, 2011) o. Cara Membuat Proposal Proposal adalah suatu perencanaan yang sistematis untuk melaksanakan penelitian termasuk PTK. Di dalam proposal terdapat komponen dan langkah yang harus dilakukan dalam melaksanakan PTK. Selain itu, proposal juga memiliki kegunaan sebagai usulan untuk pengajuan dana kepada instansi atau sumber yang dapat mendanai penelitian. Proposal terdiri dari dua bagian, bagian pertama merupakan identitas proposal, sedangkan bagian kedua merupakan perencanaan penelitian yang berisi tentang desain penelitian, dan langkahlangkah pelaksanaan. Pembahasan proposal akan dibagi menjadi 3 langkah, yaitu mengenai format proposal, cara membuat proposal, dan cara menilai proposal (Tim Pelatih Proyek PGSM, 1999). 1) Format Proposal Pada umumnya format proposal penelitian, baik penelitian formal maupun PTK sudah baku. Salah satu format proposal yang ada saat ini adalah yang dikembangkan oleh Tim Pelatih Proyek PGSM sebagai berikut. 95
Halaman Judul (kulit luar) Berisi judul PTK, nama peneliti dan lembaga, serta tahun proposal itu dibuat. Halaman Pengesahan Berisi identitas peneliti dan penelitian yang akan dilakukan, yang ditandatangani oleh ketua peneliti dan ketua/kepala lembaga yang mengesahkan. Di perguruan tinggi yang mengesahkan proposal penelitian adalah Ketua Lembaga Penelitian dan Dekan. Kerangka Proposal 1. Judul Penelitian 2. Bidang Ilmu 3. Kategori Penelitian 4. Data Peneliti: Nama lengkap dan gelar Golongan/pangkat/NIP Jabatan fungsional Jurusan Institusi 5. Susunan Tim Peneliti Jumlah Anggota 6. Lokasi Penelitian 7. Biaya Penelitian 8. Sumber Dana 2) Perencanaan PTK Berdasarkan format proposal tersebut di atas, tugas peneliti selanjutnya adalah mengembangkan rancangan (desain) PTK. Rancangan tersebut adalah: a) Judul Judul PTK dinyatakan dengan jelas dan mencerminkan tujuan, yaitu mengandung maksud, kegiatan atau tindakan, dan penyelesaian masalah. b) Latar Belakang Berisi informasi tentang pentingnya penelitian dilakukan, mengapa Anda tertarik dengan masalah ini? Apakah masalah tersebut merupakan masalah riil yang Anda hadapi sehari-hari? Apakah ada manfaatnya apabila diteliti dengan PTK? Untuk ini perlu didukung oleh kajian literatur atau hasil-hasil penelitian terdahulu yang pernah dilakukan baik oleh Anda sendiri maupun orang lain. c) Permasalahan Masalah dalam PTK harus diangkat dari pengalaman sehari-hari. Anda perlu mengkaji masalah tersebut, melakukan analisis, dan jika perlu menanyakan kepada para siswa Anda tentang masalah tersebut. Setelah Anda yakin dengan masalah tersebut, rumuskan ke dalam 96
d)
e)
f)
g)
h)
bentuk kalimat yang jelas. Biasanya rumusan masalah dibuat dalam bentuk kalimat Tanya. Cara Penyelesaian Masalah Penyelesaian masalah dilakukan setelah Anda melakukan analisis dan pengkajian terhadap masalah yang akan diteliti, sehingga ditemukan cara pemecahannya. Untuk menemukan cara pemecahan terhadap suatu masalah, Anda dapat melakukannya dengan mengacu pada pengalaman Anda selama ini, pengalaman teman Anda, mencari dalam buku literatur dan hasil penelitian, atau dengan berkonsultasi dan berdiskusi dengan teman sejawat atau para pakar. Cara penyelesaian masalah yang Anda tentukan atau pilih harus benarbenar “applicable”, yaitu benar-benar dapat dan mungkin Anda laksanakan dalam proses pembelajaran. Tujuan dan manfaat PTK Berdasarkan masalah serta cara penyelesaiannya, Anda dapat merumuskan tujuan PTK. Rumuskan tujuan ini secara jelas dan terarah, sesuai dengan latar belakang masalah dan mengacu pada masalah dan cara penyelesaian masalah. Sebutkan pula manfaat dari PTK ini, yaitu nilai tambah atau dampak langsung atau pengiring terhadap kemampuan siswa Anda. Kerangka Teoritis dan Hipotesis Dalam bagian ini, Anda diminta untuk memperdalam atau memperluas pengetahuan teoritis Anda berkaitan dengan masalah penelitian yang akan diteliti. Hal ini dapat dilakukan dengan mempelajari buku-buku dan hasil penelitian yang berkaitan dengan masalah tersebut. Kajian teoritis ini sangat berguna untuk memperkaya Anda dengan variabel yang berkaitan dengan masalah tersebut. Selain itu, Anda juga akan memperoleh masukan yang dapat membantu Anda dalam melaksanakan PTK, terutama dalam merumuskan hipotesis. Rencana Penelitian Mencakup penataan penelitian, faktor-faktor yang diselidiki, rencana kegiatan (persiapan, implementasi, observasi dan interpretasi, analisis, dan refleksi), data dan cara pengumpulan data, dan teknik analisis data penelitian. Jadwal Penelitian Jadwal penelitian berisi bentuk aktivitas terkait dengan penelitian dan rancangan waktu kapan dilaksanakan dan dalam jangka berapa lama. Untuk membuat jadwal penelitian Anda harus menginventarisasi jenis-jenis kegiatan yang akan dilakukan dimulai dari awal perencanaan, penyusunan proposal sampai dengan selesainya penulisan laporan. Jadwal PTK umumnya ndisusun dalam bentuk bar chart.
97
i)
Rencana Anggaran Cantumkan anggaran yang akan digunakan dalam PTK Anda, terutama jika PTK ini dibiayai oleh sumber dana tertentu. Rencana biaya meliputi kegiatan sebagai berikut: persiapan, pelaksanaan, dan penyusunan laporan. Pada tiap-tiap tahapan diuraikan jenis-jenis pengeluaran yang dilakukan serta berapa banyak alokasi dana yang disediakan untuk tiap-tiap kegiatan.
p. Laporan Penelitian Tindakan Kelas. Laporan PTK merupakan pernyataan formal tentang hasil penelitian, atau hal apa saja yang memerlukan informasi yang pasti, yang dibuat oleh seseorang atau badan yang diperintahkan atau diharuskan untuk melakukan hal itu. Ada beberapa jenis laporan misalnya rapor sekolah, laporan hasil praktikum, dan hasil tes laboratorium. Sedangkan laporan PTK termasuk jenis laporan lebih tinggi penyajiannya. Tujuan menulis laporan secara sederhana adalah untuk mencatat, memberitahukan, dan merekomendasikan hasil penelitian. Dalam penelitian, laporan merupakan laporan hasil penelitian yang berupa temuan baru dalam bentuk teori, konsep, metode, dan prosedur, atau permasalahan yang perlu dicarikan cara pemecahannya. Namun untuk mengimplementasikannya memerlukan waktu yang cukup panjang. Hasil penelitian formal dipublikasikan melalui seminar, pengkajian ulang, analisis kebijakan, pendiseminasian dan sebagainya, yang memerlukan waktu cukup lama, sehingga pada saat dilakukan implementasi, temuan tersebut sudah kedaluwarsa dan tidak sesuai lagi. Laporan PTK perlu dibuat oleh para peneliti untuk beberapa kepentingan antara lain sebagai berikut. 1) Sebagai dokumen penelitian, dan dapat dimanfaatkan oleh guru atau dosen untuk diajukan sebagai bahan kenaikan pangkat/pengembangan karir. 2) Sebagai sumber bagi peneliti lain atau peneliti yang sama dalam memperoleh inspirasi untuk melakukan penelitian lainnya. 3) Sebagai bahan agar orang atau peneliti lain dapat memberikan kritik dan saran terhadap penelitian yang dilakukan. 4) Sebagai acuan dan perbandingan bagi peneliti untuk mengambil tindakan dalam menangani masalah yang serupa atau sama. Sistematika laporan merupakan bagian yang sangat mendasar dalam sebuah laporan, karena akan merupakan kerangka berpikir yang dapat memberikan arah penulisan, sehingga memudahkan anda dalam menulis laporan. Sistematika atau struktur ini harus sudah anda persiapkan sebelum penelitian dilakukan, yaitu pada saat anda menulis proposal. Setelah PTK selesai dilakukan, anda mulai melihat kembali struktur tersebut untuk dilakukan perbaikan dan penyempurnaan sesuai dengan pengalaman anda dalam melakukan PTK, serta data informasi yang sudah dikumpulkan dan dianalisis. Pada dasarnya, laporan PTK hampir sama dengan laporan jenis penelitian lainnya. Meskipun begitu, setiap institusi bisa saja menetapkan format tersendiri yang bisa berbeda dengan format dari institusi lain. Format yang ditetapkan oleh 98
Lembaga Penelitian Unesa, misalnya, bisa berbeda dari format yang digunakan oleh Ditjendikti atau Universitas Terbuka. Apabila PTK yang anda lakukan memperoleh pendanaan dari institusi tertentu, maka sistematika laporan juga perlu disesuaikan dengan format yang telah ditentukan oleh pihak pemberi dana penelitian. Namun bila dibandingkan satu sama lain, sebenarnya setiap format menyepakati beberapa komponen yang dianggap perlu dicantumkan dan dijelaskan. Sistematika laporan PTK di bawah ini merupakan modifikasi dari berbagai sumber: Halaman Judul Judul laporan PTK yang baik mencerminkan ketaatan pada rambu-rambu seperti: gambaran upaya yang dilakukan untuk perbaikan pembelajaran, tindakan yang diambil untuk merealisasikan upaya perbaikan pembelajaran, dan setting penelitian. Judul sebaiknya tidak lebih dari 15 kata. Lembar Pengesahan Gunakan model lembar pengesahan yang ditetapkan oleh institusi terkait. Kata Pengantar Abstrak Abstrak sebaiknya ditulis tidak lebih dari satu halaman. Komponen ini merupakan intisari penelitian, yang memuat permasalahan, tujuan, prosedur pelaksanaan penelitian/tindakan, hasil dan pembahasan, serta simpulan dan saran.
Daftar Isi Bab I Pendahuluan Bab ini memuat unsur latar belakang masalah, data awal tentang permasalahan pentingnya masalah diselesaikan, identifikasi masalah, analisis dan rumusan masalah, tujuan dan manfaat penelitian, serta definisi istilah bila dianggap perlu. Urutan penyajian bisa disusun sebagai berikut: A. Latar Belakang Masalah (data awal dalam mengidentifikasi masalah, analisis masalah, dan pentingnya masalah untuk diselesaikan) B. Rumusan Masalah C. Tujuan Penelitian D. Manfaat Penelitian E. Definisi Operasional (bila perlu) Bab II Kajian Pustaka Kajian Pustaka menguraikan teori terkait dan temuan penelitian yang relevan yang memberi arah ke pelaksanaan PTK dan usaha peneliti membangun argumen teoritik bahwa dengan tindakan tertentu dimungkinkan dapat meningkatkan mutu proses dan hasil pendidikan dan pembelajaran, bukan untuk membuktikan teori. Bab ini diakhiri
99
dengan pertanyaan penelitian dan atau hipotesis. Urutan penyajian yang bisa digunakan adalah sebagai berikut A. Kajian Teoritis B. Penelitian-penelitian yang relevan (bila ada) C. Kajian Hasil Diskusi (dengan teman sejawat, pakar pendidikan, peneliti) D. Hasil Refleksi Pengalaman Sendiri sebagai Guru E. Perumusan Hipotesis Tindakan Bab III Pelaksanaan Tindakan dan Observasi Bab ini berisi unsur-unsur seperti deskripsi lokasi, waktu, mata pelajaran, karakteristik siswa di sekolah sebagai subjek penelitian. Selain itu, bab ini juga menyajikan gambaran tiap siklus: rancangan, pelaksanaan, cara pemantauan beserta jenis instrumen, usaha validasi hipotesis dan cara refleksi. Tindakan yang dilakukan bersifat rasional dan feasible serta collaborative. Urutan penyajian bisa disusun sebagai berikut: A. Subjek Penelitian (Lokasi, waktu, mata pelajaran, kelas, dan karakteristik siswa) B. Deskripsi per Siklus (rencana, pelaksanaan, pengamatan/pengumpulan data/instrument, refleksi) Bab IV Hasil Penelitian dan Pembahasan Bab IV menyajikan uraian tiap-tiap siklus dengan data lengkap, mulai dari perencanaan, pelaksanaan pengamatan dan refleksi yang berisi penjelasan tentang aspek keberhasilan dan kelemahan yang terjadi. Perlu ditambahkan hal yang mendasar yaitu hasil perubahan (kemajuan) pada diri siswa, lingkungan, guru sendiri, motivasi dan aktivitas belajar, situasi kelas, hasil belajar. Kemukakan grafik dan tabel secara optimal, hasil analisis data yang menunjukkan perubahan yang terjadi disertai pembahasan secara sistematik dan jelas. A. Deskripsi per siklus (data tentang rencana, pengamatan, refleksi), keberhasilan dan kegagalan, lengkap dengan data) B. Pembahasan dari tiap siklus Bab V Simpulan dan Saran A. Simpulan B. Saran Daftar Pustaka Lampiran q. Artikel Ilmiah Kegiatan menyusun karya ilmiah, baik berupa laporan hasil penelitian maupun makalah nonpenelitian, merupakan kegiatan yang erat kaitannya dengan aktivitas ilmiah.
100
Beberapa kualifikasi yang diperlukan untuk dapat menulis karya ilmiah dengan baik antara lain adalah: 1) Pengetahuan dasar tentang penulisan karya ilmiah, baik yang berkenaan dengan teknik penulisan maupun yang berkenaan dengan notasi ilmiah. Di samping itu, keterampilan menggunakan bahasa tulis dengan baik dan benar sesuai dengan kaidah-kaidah yang berlaku 2) Memiliki wawasan yang luas mengenai bidang kajian keilmuan 3) Pengetahuan dasar mengenai metode penelitian. Artikel ilmiah adalah karya tulis yang dirancang untuk dimuat dalam jurnal atau buku kumpulan artikel yang ditulis dengan tata cara ilmiah dengan mengikuti pedoman atau konvensi yang telah disepakati atau ditetapkan. Artikel ilmiah bisa diangkat dari hasil penelitian lapang, hasil pemikiran dan kajian pustaka, atau hasil pengembangan proyek. Dari segi sistematika penulisan dan isi suatu artikel dapat dikelompokkan menjadi dua macam, yaitu artikel hasil penelitian dan artikel nonpenelitian. Secara umum, isi artikel hasil penelitian meliputi: judul artikel, nama penulis, abstrak dan kata kunci, pendahuluan, metode, hasil dan pembahasan, kesimpulan dan saran, serta daftar rujukan. Sedangkan artikel nonpenelitian berisi judul, nama penulis, abstrak dan kata kunci, pendahuluan, bagian inti, penutup, dan daftar rujukan. Isi artikel penelitian diuraikan sebagai berikut: 1) Judul Judul artikel berfungsi sebagai label yang menginformasikan inti isi yang terkandung dalam artikel secara ringkas. Pemilihan kata sebaiknya dilakukan dengan cermat agar selain aspek ketepatan, daya tarik judul bagi pembaca juga dipertimbangkan. Judul artikel sebaiknya tidak lebih dari 15 kata.
2) Nama Penulis Nama penulis artikel ditulis tanpa gelar, baik gelar akademik maupun gelar lainnya. Nama lembaga tempat penulis bekerja biasanya ditulis di bawah nama penulis, namun boleh juga dituliskan sebagai catatan kaki di halaman pertama. Apabila penulis lebih dari dua orang, maka nama penulis utama saja yang dicantumkan di bawah judul, sedangkan nama penulis lainnya dituliskan dalam catatan kaki. 3) Abstrak dan Kata Kunci Abstrak dan kata kunci (key words) berisi pernyataan yang mencerminkan ideide atau isu-isu penting di dalam artikel. Untuk artikel hasil penelitian, prosedur penelitian (untuk penelitian kualitatif termasuk deskripsi tentang subjek yang diteliti), dan ringkasan hasil penelitian, tekanan diberikan pada hasil penelitian. Sedangkan untuk artikel nonpenelitian, abstrak berisi ringkasan isi artikel yang dituangkan secara padat, bukan komentar atau pengantar dari penyunting. Panjang abstrak 50-75 kata, dan ditulis dalam satu paragraf. Kata kunci adalah kata pokok yang menggambarkan daerah masalah yang dibahas dalam artikel atau istilah-istilah yang merupakan dasar pemikiran 101
gagasan dalam karangan asli berupa kata tunggal atau gabungan kata. Jumlah kata kunci antara 3-5 kata. Perlu diingat bahwa kata kunci tidak diambil dari kata-kata yang sudah ada di dalam judul artikel. Kata kunci sangat bermanfaat bagi pihak lain yang menggunakan mesin penelusuran pustaka melalui jaringan internet untuk menemukan karya seseorang yang sudah dipublikasikan secara online. 4) Pendahuluan Pendahuluan tidak diberi judul, ditulis langsung setelah abstrak dan kata kunci. Bagian ini menyajikan kajian pustaka yang berisi paling sedikit tiga gagasan: (1) latar belakang masalah atau rasional penelitian, (2) masalah dan wawasan rencana pemecahan masalah, (3) rumusan tujuan penelitian (dan harapan tentang manfaat hasil penelitian). Sebagai kajian pustaka, bagian ini harus disertai rujukan yang dapat dijamin otoritas keilmuan penulisnya. Kajian pustaka disajikan secara ringkas, padat dan mengarah tepat pada masalah yang diteliti. Aspek yang dibahas dapat mencakup landasan teoretis, segi historis, atau segi lainnya yang dianggap penting. Latar belakang atau rasional hendaknya dirumuskan sedemikian rupa, sehingga mengarahkan pembaca ke rumusan penelitian yang dilengkapi dengan rencana pemecahan masalah dan akhirnya ke rumusan tujuan. Apabila anda menulis artikel nonpenelitian, maka bagian pendahuluan berisi uraian yang mengantarkan pembaca pada topik utama yang akan dibahas. Bagian ini menguraikan hal-hal yang mampu menarik pembaca sehingga mereka tertarik untuk mengikuti bagian selanjutnya. Selain itu, bagian ini juga diakhiri dengan rumusan singkat tentang hal-hal yang akan dibahas. 5) Bagian Inti Bagian ini berisi 3 (tiga) hal pokok, yaitu metode, hasil, dan pembahasan. Pada bagian metode disajikan bagaimana penelitian dilaksanakan. Uraian disajikan dalam beberapa paragraf tanpa atau dengan subbagian. Yang disajikan pada bagian ini hanyalah hal yang pokok saja. Isi yang disajikan berupa siapa sumber datanya (subjek atau populasi dan sampel), bagaimana data dikumpulkan (instrumen dan rancangan penelitian), dan bagaimana data dianalisis (teknik analisis data). Apabila di dalam pelaksanaan penelitian ada alat dan bahan yang digunakan, maka spesifikasinya perlu disebutkan. Untuk penelitian kualitatif, uraian mengenai kehadiran peneliti, subjek penelitian dan informan, beserta cara memperoleh data penelitian, lokasi dan lama penelitian, serta uraian tentang pengecekan keabsahan hasil penelitian (triangulasi) juga perlu dicantumkan. Bagian hasil adalah bagian utama artikel ilmiah. Bagian ini menyajikan hasil analisis data. Yang dilaporkan dalam bagian ini adalah hasil analisis saja, sedangkan proses analisis data misalnya perhitungan statistik, tidak perlu disajikan. Proses pengujian hipotesis, ternasuk pembandingan antara koefisien hasil perhitungan statistik dengan koefisien tabel, tidak perlu disajikan. Yang dilaporkan hanyalah hasil analisis dan hasil pengujian data. Hasil analisis dapat disajikan dalam bentuk grafik atau tabel untuk memperjelas penyajian hasil secara verbal, yang kemudian dibahas. 102
Bagian terpenting dari artikel hasil penelitian adalah pembahasan. Dalam pembahasan disajikan: (1) jawaban masalah penelitian atau bagaimana tujuan penelitian dicapai, (2) penafsiran temuan penelitian, (3) pengintegrasian temuan penelitian ke dalam kumpulan penelitian yang telah mapan, dan (4) menyusun teori baru atau memodifikasi teori yang telah ada sebelumnya. Jawaban atas masalah penelitian hendaknya disajikan secara eksplisit. Penafsiran terhadap hasil penelitian dilakukan dengan menggunakan logika dan teori-teori yang ada. Pengintegrasian temuan penelitian ke dalam kumpulan yang ada dilakukan dengan membandingkan temuan itu dengan temuan penelitian yang telah ada atau dengan teori yang ada, atau dengan kenyataan yang ada di lapangan. Pembandingan harus disertai rujukan. Jika penelitian ini menelaah teori (penelitian dasar), teori yang lama dapat dikonfirmasi atau ditolak sebagian atau seluruhnya. Penolakan sebagian dari teori harus disertai dengan modifikasi teori, dan penolakan terhadap seluruh teori harus disertai rumusan teori yang baru. Untuk penelitian kualitatif, bagian ini dapat pula memuat ide-ide peneliti, keterkaitan antara kategori-kategori dan dimensi-dimensi serta posisi temuan atau penelitian terhadap temuan dan teori sebelumnya. Untuk artikel nonpenelitian, bagian inti ini dapat sangat bervariasi bergantung pada topik yang dibahas. Yang perlu diperhatikan dalam bagian ini adalah pengorganisasian isi yang dapat berupa fakta, konsep, prosedur, atau prinsip. Isi yang berbeda memerlukan penataan dengan urutan yang berbeda pula. 6) Penutup Istilah penutup digunakan sebagai judul bagian akhir dari sebuah artikel nonpenelitian jika isinya berupa catatan akhir atau yang sejenisnya. Namun apabila bagian akhir berisi kesimpulan hasil pembahasan sebelumnya, maka istilah yang dipakai adalah kesimpulan. Pada bagian akhir ini dapat juga ditambahkan saran atau rekomendasi. Untuk artikel hasil penelitian, bagian penutup berisi kesimpulan dan saran yang memaparkan ringkasan dari uraian yang disajikan pada bagian hasil dan pembahasan. Kesimpulan diberikan dalam bentuk uraian verbal, bukan numerikal. Saran disusun berdasarkan kesimpulan yang telah dibuat. Saran dapat mengacu pada tindakan praktis, atau pengembangan teoretis, atau penelitian lanjutan. 7) Daftar Rujukan/Pustaka Daftar rujukan berisi daftar dokumen yang dirujuk dalam penyusunan artikel. Semua bahan pustaka yang dirujuk yang disebutkan dalam batang tubuh artikel harus disajikan dalam daftar rujukan dengan urutan alfabetis. Gaya selingkung dalam menyusun daftar pustaka bisa bervariasi, bergantung pada disiplin ilmu yang menjadi payung artikel ilmiah anda atau jurnal yang akan memuat artikel anda. Bidang Pendidikan atau Psikologi sering menggunakan format APA (American Psychological Association), sedangkan disiplin ilmu Sejarah menggunakan Turabian Style atau Chicago Manual, dan bidang Bahasa dan Sastra menggunakan MLA (Modern Language Association). Apapun gaya yang anda gunakan, pastikan bahwa gaya penulisan anda konsisten dan sesuai 103
dengan format yang ditetapkan oleh jurnal/media yang akan menampung tulisan anda. Untuk itu, anda perlu mencermati lebih dahulu format seperti apa yang harus anda ikuti sebelum mulai menulis/menyunting artikel ilmiah anda. Secara umum, yang dicantumkan dalam rujukan (berupa buku) adalah: nama pengarang, tahun penerbitan, judul, kota tempat penerbitan, dan nama penerbitnya.
2. Lembar Pelatihan Setelah mempelajari uraian dan contoh di atas, cobalah Anda kerjakan latihan berikut bersama teman-teman Anda! 1) Rumuskan pengertian penelitian tindakan kelas dengan kata-kata Anda sendiri! 2) Coba identifikasi masalah yang sering Anda hadapi dalam mengelola pembelajaran. Diskusikan dengan teman-teman Anda, bagaimana cara terbaik untuk memecahkan masalah tersebut, kemudian lakukan analisis apakah cara yang Anda temukan tersebut dapat disebut sebagai penelitian tindakan kelas? Berikan argumentasi, mengapa kelompok Anda berpendapat seperti itu? 3) Melakukan refleksi berarti memantulkan kembali pengalaman yang sudah Anda jalani, sehingga Anda dapat melihat kembali apa yang sudah terjadi. Menurut Anda, apa gunanya seorang guru melakukan refleksi? 4) Di antara karakteristik PTK yang telah diuraikan dalam kegiatan belajar ini, yang mana menurut Anda yang paling penting, yang benar-benar membedakannya dengan penelitian formal? Berikan alasan atas Jawaban Anda. 5) Langkah-langkah PTK merupakan satu siklus yang berulang sampai tujuan perbaikan yang dirancang dapat terwujud. Coba gambarkan siklus tersebut dengan cara Anda sendiri dan jelaskan kapan siklus tersebut dapat berakhir. 6) Tahap observasi dan interpretasi merupakan satu tahap yang dilaksanakan bersamaan dengan pelaksanaan tindakan. Coba diskusikan dengan teman Anda mengapa kedua tahap tersebut harus dilakukan bersamaan dan mengapa observasi harus disertai dengan interpretasi. 7) Agar observasi dapat dimanfaat secara efektif, berbagai prinsip dan aturan harus diikuti. Pilih tiga aturan yang menurut Anda paling penting dan jelaskan mengapa aturan tersebut harus diikuti. 8) Berdasarkan prosedur pemecahan masalah, ada dua jenis makalah ilmiah, apa sajakah? Buatlah perbedaan antara keduanya. 9) Apa yang dikerjakan guru berdasarkan hasil analisis data dan refleksi? Jelaskan jawaban Anda dengan contoh. 10) Bedakan artikel hasil penelitian dengan artikel nonpenelitian dari dimensi isi artikel.
104
Daftar Pustaka
Arends, Richard I.( 2002). Classroom Management. New York: McGraw -hill Book Co. Fraenkel, Jack R & Norman E Wallen. (2011). How to Design and Evaluate Research in Education. New York: McGraw-Hill High Education. Hopkins, David. (1993). A Teacher’s Guide to Classroom Research. Buckingham: Open University. Kemmis, Stephen & Mc Taggart, Robin. (1992). The Action Research Planner. Victoria: Deakin University Press. Mettetal, Gwyn.(2001).The What, Why, and How of Classroom Action Research, JoSoTL Volume 2 Number 1. pp Nur, Mochamad. (2001). Penelitian Tindakan Kelas. Kumpulan Makalah Teori Pembelajaran MIPA. Surabaya: PSMS Universitas Negeri Surabaya. Tim Pelatih Proyek PGSM,.(1999). Penelitian Tindakan Kelas (Classroom Action Research). Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Dirjen Dikti. Proyek Pengembangan Guru Sekolah Menengah (Secondary School Teacher Development Project) IBRD Loan No. 3979-Ind. Undang-Undang Nomor 14 Tahun 2005 tentang Guru dan Dosen Wardani, I.G.A.K, Wilhardit, K. & Nasution, N. (2004). Penelitian Tindkaan Kelas. Jakarta: Pusat Penerbitan Universitas Terbuka.
B. Contoh PTK 1. Contoh Proposal PTK b. JUDUL PENELITIAN: Pengembangan Media Pembelajaran Mata Kuliah Fisika II dengan Model Computer Assisted Instruction (CAI) sebagai Upaya Meningkatkan Kualitas Hasil Pembelajaran di Jurusan Teknik Elektro FT Unesa c. MATA PELAJARAN DAN BIDANG KAJIAN: FISIKA II dan pengembangan media pembelajaran dengan metode tindakan kelas. d. PENDAHULUAN Lembaga Pendidikan Tenaga Kependidikan (LPTK) umumnya dan Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Surabaya khususnya, merupakan lembaga pendidikan teknologi dan ilmu teknik yang memiliki tujuan untuk menyiapkan mahasiswa dalam memasuki dunia kerja di industri atau usaha, mampu membuka usaha baru dan bekerja sebagai pendidik di Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) dan atau di lembaga pelatihan teknik umumnya. Mata Kuliah Fisika II merupakan mata kuliah lanjutan dari Fisika I, wajib tempuh dan lulus serta merupakan mata kuliah yang dapat menunjang mata kuliah–mata kuliah lainnya di Jurusan Teknik Elektro FT Unesa Surabaya, sehingga kualitas hasil pembelajaran harus dalam kategori minimal baik. 105
Kualitas hasil pembelajaran mata kuliah Fisika II masih perlu ditingkatkan, baik ditinjau dari kualitas hasil pembelajaran mahasiswa maupun dosen. Indikator perlunya ditingkatkan kualitas pembelajaran tersebut antara lain nilai akhir Fisika II rata-rata dari 33 mahasiswa program studi S1 (2008) Pendidikan Tenaga Listrik masih dalam kategori cukup (2,27), demikian juga nilai akhir rata-rata dari 40 mahasiswa program studi S1 (2008) Pendidikan Elektronika Komunikasi kategori cukup (2,67) dan yang mendapat nilai A dari total mahasiswa tersebut hanya 3. Sulitnya mahasiswa memahami pokok bahasan yang bersifat analisis dan cenderung pasif, rendahnya keterampilan mahasiswa dalam memecahkan masalah dan laporan hasil praktikum ada yang beda dengan hasil hitungan atau analisis. Hal ini menunjukan masih perlunya inovasi pembelajaran dalam upaya meningkatkan kualitas proses pembelajaran, baik bagi mahasiswa maupun dosen, dan peningkatan hasil nilai akhir mahasiswa. Dalam perkembangan zaman media pembelajaran terus ditingkatkan, sehingga pemerintah mulai mengembangkan pendidikan berbasis ICT (Information and Communication Technology) dengan Pembelajaran e-learning (electronic learning). Dalam pendidikan berbasis ICT penggunaan media komputer berperan penting dalam menyalurkan, menyimpan dan memproses informasi. Pembelajaran dengan bantuan komputer dapat digunakan sebagai salah satu alternatif media pembelajaran pada pendidikan berbasis ICT karena komputer mempunyai berbagai manfaat antara lain: (1) mampu menyimpan data, (2) mampu menghitung dengan cepat dan tepat, (3) dapat melakukan pekerjaan berulang-ulang kali sesuai dengan keinginan pemakai, (4) dan mampu menampilkan bentuk grafik, bagan, gambar serta suara. Berdasarkan hasil penelitian Rochim (2010) dikemukakan bahwa terdapat kekurangan pada pembelajaran Fisika II dalam proses belajar mengajar, yaitu pembelajaran masih menggunakan metode ceramah yang berpusat pada dosen sedangkan mahasiswa lebih banyak melihat dan mendengarkan serta masih kurang dalam proses learning by doing atau pembelajaran secara langsung sehingga mahasiswa mudah bosan dan jenuh dalam mengikuti pembelajaran. Alat-alat laboratorium yang digunakan dalam proses praktikum materi Fisika II masih sangat kurang. Berikut ini adalah kondisi alat-alat praktikum materi Fisika II antara lain: (1) Materi persamaan Maxwell kondisi alat rusak. (2) Materi gelombang, sensor dan optik memiliki satu trainer. (3) Materi Fisika Modern masih belum tersedia peralatan praktikum pada laboratorium. Deskripsi mata kuliah Fisika II yaitu meliputi pemahaman dan pengkajian persamaan-persamaan Maxwell, gelombang elektromagnetik, optik, efek foto listrik, fisika modern, sensor dan tranduser (Buku Pedoman UNESA, 2004:485). Adapun materi di dalam Optik tersebut adalah sifat dan penjalaran cahaya, pemantulan cahaya, pembiasan cahaya, dispersi, interferensi dan difraksi cahaya. Berdasarkan uraian tersebut perlu ada pengembangan media pembelajaran dengan model Computer Assited Instruction (CAI) untuk mengurangi keterbatasan alat yang terdapat pada laboratorium khususnya pada materi Fisika Optik yang hanya memiliki satu trainer sehingga kurang efektif 106
digunakan dalam proses belajar mengajar. Media pembelajaran yang dihasilkan digunakan untuk membantu mahasiswa dalam memahami teori maupun praktikum dengan menggunakan bantuan media komputer Selain itu media pembelajaran yang dihasilkan digunakan untuk membantu dosen dalam penyampaian proses belajar mengajar Fisika II khususnya materi Optik. Media yang dibuat berupa CD media pembelajaran yang didalamnya berupa materi pembelajaran dan simulasi serta terdapat evaluasi yang digunakan untuk mengukur pemahaman mahasiswa tentang materi yang disampaikan. Dengan adanya media pembelajaran ini diharapkan materi Fisika Optik dapat dipelajari dengan lebih mudah, sehingga proses pembelajaran diharapkan dapat berlangsung lebih baik karena adanya keseimbangan antara materi yang didapatkan dengan praktik. e. 1.
PERUMUSAN MASALAH DAN PEMECAHAN MASALAH Perumusan Masalah Dari latar belakang masalah yang telah diuraikan sangat berkaitan dengan kebutuhan yang mendesak untuk dilakukan perubahan system pembelajaran sesuai dengan kebutuhan pengembangan kualitas materi kuliah Fisika II dan kebutuhan mahasiswa terhadap peningkatan hasil belajarnya. Untuk itu perlu dikembangkan suatu media pembelajaran dengan berbantuan computer yang dapat meningkatkan kualitas materi kuliah dan meningkatkan hasil belajar mahasiswa. Sehingga timbul masalah: Bagaimana mengembangkan media pembelajaran mata kuliah Fisika II dengan model Computer Assisted Instruction (CAI) untuk meningkatkan kualitas hasil pembelajarannya di Jurusan Teknik Elektro FT Unesa ? Dari permasalahan tersebut muncul pertanyaan penelitian: a. Bagaimana mengembangkan media pembelajaran dengan bantuan komputer pada materi Fisika Optik? b. Apakah terdapat perbedaan hasil belajar mahasiswa yang menggunakan media pembelajaran dengan hasil belajar mahasiswa yang tidak menggunakan media pembelajaran? c. Bagaimana respon mahasiswa terhadap media pembelajaran dengan bantuan komputer pada materi Fisika Optik? 2. Pemecahan Masalah Dalam penelitian ini, peningkatan kualitas pembelajaran bagi mahasiswa dalam bentuk: (1) tingkat keaktifan mahasiswa didefinisikan sebagai tingkat partisipasi mahasiswa dengan benar dan terampil dalam pembelajaran. Indikator kebenaran partisipasi meliputi tingkat kebenaran mahasiswa menyelesaikan permasalahan. Indikator terampil, meliputi tingkat kecepatan dan kebenaran mahasiswa dalam melakukan pemecahan masalah melalui analisis hitungan dan tingkat kecepatan dan ketepatan mahasiswa dalam menyelesaikan permasalahan melalui analisis hasil praktikum yang diukur dengan observasi dan kinerja hasil praktik, dan (2) hasil nilai akhir yang diukur dengan tes tertulis.
107
Agar tingkat kualitas hasil pembelajaran mahasiswa tinggi, maka menuntut peran dosen dalam menerapkan metode pembelajaran dengan Model Computer Assited Instruction (CAI) secara benar dengan ditunjang CD tutorial interaktif dengan benar. CD tutorial yang meliputi, (1) panduan media yang berisi petunjuk bagi mahasiswa untuk memudahkan mahasiswa dalam menggunakan media pembelajaran, (2) materi pembelajaran meliputi: sifat dan penjalaran cahaya, pemantulan cahaya, pembiasan cahaya, dispersi, interferensi, dan difraksi cahaya. Pada setiap materi terdapat simulasi pembelajaran untuk membantu mahasiswa memahami materi yang disampaikan serta, (3) evaluasi untuk mengetahui tingkat pemahaman mahasiswa mengenai materi yang disampaikan, pada evaluasi dibagi menjadi dua yaitu evaluasi setiap akhir materi untuk mengetahui pemahaman mahasiswa mengenai media pembelajaran yang telah dipelajari dan evaluasi akhir utuk mengukur hasil belajar mahasiswa mengenai materi Fisika Optik secara keseluruhan. 3. Tujuan Penelitian Sesuai dengan rumusan masalah, maka tujuan dari penelitian pengembangan dan peningkatan kualitas pembelajaran ini adalah (1) Untuk mengembangkan produk sebuah media pembelajaran dengan bantuan komputer pada materi Fisika Optik dalam bentuk CD untuk mahasiswa S-1 Pendidikan Teknik Elektro angkatan 2009. (2) Untuk mengetahui apakah ada perbedaan hasil belajar mahasiswa yang menggunakan media pembelajaran dengan hasil belajar mahasiswa yang tidak menggunakan media pembelajaran. (3) Untuk mengetahui respon mahasiswa terhadap media pembelajaran dengan bantuan komputer pada materi Fisika Optik. 4. Kontribusi Hasil Penelitian Penelitian pengembangan dan peningkatan kualitas pembelajaran ini diharapkan dapat bermanfaat: (1) Untuk kepentingan pengembangan ilmu pengetahuan khususnya materi Fisika Optik. (2) Bagi para pendidik, sebagai media pendamping bagi pendidik dalam menyampaikan materi Fisika Optik di Jurusan Teknik Elektro Universitas Negeri Surabaya. (3) Bagi peserta didik, diharapkan materi yang dipelajari akan lebih mudah dipahami dan diingat. f. KAJIAN PUSTAKA 1. Rancangan Pengembangan Media Pendidikan Berdasarkan pernyataan Sadiman dkk (2009:99-111) langkah-langkah dalam merancang media harus mengikuti langkah-langkah berikut ini: a. Pengertian Bila anda akan membuat program media pembelajaran anda diharapkan dapat melakukannya dengan persiapan dan perencanaan yang teliti dengan menjawab beberapa pertanyaan pengembangan dengan urutan yang sistematis sehingga terbentuk model pengembangan. b. Analisis Kebutuhan dan Karakteristik Siswa Dalam proses belajar-mengajar yang dimaksud dengan kebutuhan adalah kesenjangan antara kemampuan, keterampilan, dan sikap siswa yang kita 108
inginkan dengan kemampuan, keterampilan, dan sikap siswa yang mereka miliki sekarang. c. Perumusan Tujuan Tujuan merupakan sesuatu yang sangat penting dalam kehidupan. Tujuan dapat menentukan arah yang ingin dilakukan. Tujuan ini dapat dijadikan acuan untuk mengukur apakah tindakan yang dilakukan sudah benar atau salah, atau tindakan yang dilakukan berhasil atau gagal. d. Pengembangan Materi Dalam proses belajar mengajar, setelah tujuan instruksional jelas, setelah kita mengetahui kemampuan dan keterampilan apa yang harus dimiliki siswa. Maka kita harus memikirkan bagaimana caranya supaya siswa memiliki keterampilan tersebut. maka kita perlu menguraikan materi sesuai dengan tujuan pembelajaran yang ingin dicapai. e. Perumusan Alat Pengukur Keberhasilan Alat pengukuran diperlukan untuk mengkaji apakah tujuan instruksional dapat tercapai atau tidak pada akhir kegiatan itu. Untuk keperluan itu kita perlu mempunyai alat yang digunakan untuk mengukur tingkat keberhasilan siswa. 2. Pembelajaran dengan Instruction (CAI)
Bantuan
Komputer
atau
Computer
Assisted
Menurut Arsyad (1996) sistem-sistem komputer dapat menyampaikan pengajaran secara langsung kepada para siswa melalui cara berinteraksi dengan mata pelajaran yang diprogramkan ke dalam sistem. Inilah yang disebut pembelajaran dengan bantuan komputer atau Computer-Assited Instruction (CAI). Ada berbagai macam kemungkinan penggunaan CAI, meliputi model-model mengajar sehingga komputer dapat memberikan kemudahan paling efektif, misalnya sebagai tutorial, latihan dan praktik, penemuan, simulasi, dan permainan. Ada 90% kategori dari program pembelajaran. Tutorial 32%, latihan dan praktik 22%, Penemuan 20%, Simulasi 13%, permainan 3%, lain-lain sebesar 10%. Sehingga bila dijumlahkan seluruhnya menjadi 100%. Arsyad selanjutnya menjelaskan secara lengkap sebagai berikut: a. Model Tutorial Dalam model tutorial, pola dasarnya mengikuti pengajaran berprogram tipe bercabang di mana informasi disajikan dalam unit-unit kecil, lalu disusul dengan pertanyaan. Respon siswa dianalisis oleh komputer (melihat jawaban siswa dengan lembar jawaban), dan umpan baliknya nilai dapat langsung diberikan. b. Model Praktik Dan Latihan Dalam menggunakan model ini hendaknya semua konsep, peraturan, atau prosedur terlebih dahulu sudah dipelajari siswa. Program akan membimbing siswa melalui serangkaian contoh yang kemudian meningkat pada ketangkasan dan kelancaran dalam menggunakan keterampilan. Prinsipnya adalah penguatan yang tetap terhadap seluruh jawaban siswa.
109
c. Model Penemuan Penemuan adalah istilah umum untuk menjelaskan kegiatan yang mempergunakan pendekatan induktif dalam pengajaran misalnya penyajian masalah yang dipecahkan oleh mahasiswa dengan cara coba-coba. Model ini mendekati kegiatan belajar di laboratorium dan kegiatan belajar nyata yang biasa dilakukan di luar kelas. d. Model Simulasi Dengan model ini mahasiswa dihadapkan kepada situasi kehidupan nyata. Contoh yang dapat diambil adalah berbagai persoalan eksperimen laboratorium di mata pelajaran Fisika dapat disimulasikan dalam bentuk program komputer. e. Model Permainan Kegiatan permainan dapat mengakibatkan unsur-unsur pengajaran. Permainan yang dibuat adalah untuk melengkapi kegiatan belajar mahasiswa. Komputer bila digunakan sebagai permainan dalam pembelajaran dapat mendukung kerangka dalam belajar mahasiswa, terutama dalam hal melatih ulang. Faktor pendukung keberhasilan CAI menurut Arsyad (1996) bergantung kepada beberapa faktor seperti proses kognitif dan motivasi dalam belajar. Oleh karena itu, para ahli telah mencoba mengajukan prinsip-prinsip perancangan CAI yang diharapkan bisa melahirkan program CAI yang efektif. a. Belajar harus menyenangkan Untuk membuat pembelajaran yang menyenangkan, ada tiga unsur yang perlu diperhatikan, antara lain: (1) menantang yaitu program permainan harus menyajikan tujuan yang hasilnya tidak menentu dengan cara merekam skor, mempercepat respons atau memberi bonus ekstra. (2) fantasi yaitu kegiatan intruksional dapat menarik dan menyentuh secara emosional. (3) ingin tahu yaitu kegiatan intruksional harus dapat membangkitkan indra ingin tahu siswa dengan menggabungkan efek audio dan visual serta musik dan grafik. b. Interaktivitas. Untuk memenuhi keperluan interaktivitas dalam pembelajaran sebaiknya mempertimbangkan unsur-unsur sebagai berikut: (1) Dukungan komputer yang dinamis yaitu program pembelajaran harus mengambil inisiatif awal untuk tugastugas yang harus dikuasai siswa, disamping memberikan tanggung jawab sejalan dengan kemajuan yang diperolehnya dalam tingkat penguasaan tugas-tugas itu. (2) Dukungan sosial yang dinamis yaitu program pembelajaran harus mampu mendorong dan memungkinkan terjadinya interaksi dan saling membantu antara rekan atau siswa. (3) Aktif dan interaktif yaitu siswa harus berperan aktif dalam setiap kegiatan selama pembelajaran. (4) Keluasan yaitu siswa harus memperoleh berbagai ketrampilan yang siswa ingin dikuasai. (5) Power yaitu kegiatan pembelajaran harus memberikan kesempatan kepada pemula untuk melahirkan hasil yang menarik dengan upaya yang relatif ringan. c. Kesempatan berlatih harus memotivasi, cocok, dan tersedia umpan balik Latihan yang banyak dengan bantuan komputer amat diperlukan untuk menguasai ketrampilan dasar. Latihan tersebut sebaiknya memperhatikan faktor seperti berikut ini:(1) latihan harus sesuai dengan perkembangan siswa. (2) 110
latihan harus mempersiapkan umpan balik yang dapat dipahami segera. (3) lingkungan latihan dan praktik harus memotivasi. d. Menuntun dan melatih siswa dengan lingkungan informal Program pembelajaran harus mampu menganalisis tingkat ketrampilan dan kelemahan siswa dengan merekam langkah-langkah yang benar dan salah selama pembelajaran. Dalam Arsyad(1996) dikemukakan beberapa kekuatan dan keterbatasan komputer yang digunakan untuk tujuan-tujuan pendidikan. Keuntungan: a. Komputer dapat mengakomodasi siswa yang lamban menerima pelajaran, karena ia dapat memberikan iklim yang lebih bersifat afektif dengan cara yang lebih individual, tidak pernah lupa, tidak pernah bosan, sangat sabar dalam menjalankan instruksi seperti yang diinginkan program yang digunakan. b. Komputer dapat merangsang siswa untuk mengerjakan latihan, melakukan kegiatan laboratorium atau simulasi karena tersedianya animasi grafik, warna, dan musik yang dapat menambah realisme. c. Kendali berada di tangan siswa sehingga tingkat kecepatan belajar siswa dapat disesuaikan dengan tingkat penguasaannya. Dengan kata lain, komputer dapat berinteraksi dengan siswa secara perorangan misalnya dengan bertanya dan menilai jawaban. d. Kemampuan merekam aktivitas siswa selama menggunakan suatu program pembelajaran memberi kesempatan lebih baik untuk pembelajaran secara perorangan dan perkembangan setiap siswa selalu dapat dipantau. e. Dapat dihubungkan dan mengendalikan peralatan lain seperti compact disk, video tape, dan lain-lain. Keterbatasan: a. Meskipun harga perangkat keras komputer cenderung semakin menurun (murah), pengembangan perangkat lunaknya masih relatif mahal. b. Untuk menggunakan komputer diperlukan pengetahuan dan ketrampilan khusus tentang komputer. c. Keragaman model komputer (perangkat keras) sering menyebabkan program (software) yang tersedia untuk satu model tidak cocok (kompatibel) dengan model lainnya. d. Program yang tersedia saat ini belum memperhitungkan kreativitas siswa, sehingga hal tersebut tentu tidak akan dapat mengembangkan kreativitas siswa. e. Komputer hanya efektif bila digunakan oleh satu orang atau beberapa orang dalam kelompok kecil. Untuk kelompok besar yang diperlukan tambahan peralatan lain yang mampu memproyeksikan pesan-pesan di monitor ke layar lebih besar.
111
3. Strategi Pemanfaatan Media Menurut Sadiman dkk (2009:197) strategi pemanfaatan media agar media dapat digunakan secara efektif dan efisien, ada tiga langkah utama yang harus diikuti dalam menggunakan media, antara lain: a. Persiapan Sebelum Menggunakan Supaya penggunaan media dapat berjalan baik kita perlu membuat persiapan yang baik pula. Pertama-tama pelajari petunjuk yang ada. Apabila pada petunjuk disarankan untuk membaca buku yang sesuai dengan tujuan yang akan dicapai seyogyanya hal tersebut dilaksanakan. Hal tersebut akan memudahkan kita dalam belajar dengan media itu. b. Kegiatan Selama Menggunakan Media Yang perlu dijaga selama kita menggunakan media ialah suasana ketenangan. Gangguan-gangguan yang dapat mengganggu perhatian dan konsentrasi harus dihindarkan. c. Kegiatan Tindak Lanjut. Maksud kegiatan tindak lanjut ini ialah untuk menjajagi apakah tujuan telah tercapai. Selain itu, untuk memantapkan pemahaman terhadap materi yang disampaikan melalui media. Untuk itu soal tes yang disediakan perlu kita kerjakan dengan segera sebelum kita lupa isi program media itu. 4.
Materi Fisika Optik Sesuai GBRP yang dimiliki dosen, materi Optik pada Fisika Teknik II meliputi sifat dan perambatan cahaya, pemantulan cahaya, pembiasan cahaya, interferensi, dispersi dan difraksi cahaya. Mahasiswa dalam mempelajari materi dilakukan secara berurutan sesuai GBRP pada saat menggunakan media dalam proses belajar mengajar agar terdapat keseragaman materi. Pembagian materi berdasarkan GBRP Fisika Teknik II adalah sebagai berikut: a. Sifat dan Penjalaran Cahaya Pada materi ini dijelaskan mengenai pengertian cahaya, sifat cahaya, sumber cahaya, berkas cahaya dan prinsip Huygens. Setelah mengikuti materi pembelajaran diharapkan: 1) Mahasiswa mampu memahami pengertian cahaya. 2) Mahasiswa mampu membedakan berbagai sifat cahaya. 3) Mahasiswa mampu memahami sumber-sumber cahaya. 4) Mahasiswa mampu memahami berkas-berkas cahaya. 5) Mahasiswa mampu memahami prinsip Huygens. b. Pemantulan Cahaya Pada materi ini dijelaskan mengenai jenis-jenis pemantulan cahaya, hukum pemantulan cahaya, melukis pembentukan bayangan pada cermin datar dan cermin lengkung, menentukan sifat bayangan dan menentukan hubungan jarak benda, jarak fokus dan jarak bayangan. Setelah mengikuti materi pembelajaran diharapkan: 1) Mahasiswa mampu membedakan jenis-jenis pemantulan cahaya. 112
2) Mahasiswa mampu membuktikan hukum pemantulan cahaya. 3) Mahasiswa mampu melukiskan pembentukan bayangan pada cermin datar dan cermin lengkung. 4) Mahasiswa mampu menentukan sifat bayangan dengan dalil Esbach. 5) Mahasiswa mampu menghitung dan menunjukkan hubungan jarak benda, jarak fokus dan jarak bayangan. c. Pembiasan Cahaya. Pada materi ini dijelaskan mengenai pengertian pembiasan, hukum pembiasan cahaya, indeks bias medium, pembiasan pada medium optik kurang rapat dan lebih rapat, pemendekan semu dan pemanjangan semua akibat pembiasan serta pemantulan total. Setelah mengikuti materi pembelajaran diharapkan: 1) Mahasiswa mampu memahami hukum pembiasan cahaya. 2) Mahasiswa mampu menentukan indeks bias relatif antara dua medium yang berbeda. 3) Mahasiswa mampu membedakan pembiasan pada medium optik kurang rapat dan lebih rapat 4) Mahasiswa mampu menentukan pemendekan semu dan pemanjangan semua akibat pembiasan. 5) Mahasiswa mampu memahami pemantulan total. d. Dispersi, Interferensi, dan Difraksi cahaya. Pada materi ini dijelaskan mengenai dispersi cahaya, perbedaan fase dan koherensi fase, interferensi pada lapisan tipis, interferensi dua celah dan difraksi celah tunggal. Setelah mengikuti materi pembelajaran diharapkan: 1) Mahasiswa mampu memahami gejala dispersi cahaya. 2) Mahasiswa mampu menunjukkan gejala interferensi pada lapisan tipis. 3) Mahasiswa mampu menghitung dan menunjukkan gejala interferensi pada dua celah (percobaan Young). 4) Mahasiswa mampu menghitung dan menunjukkan gejala difraksi pada celah tunggal. 5) Mahasiswa mampu memahami tentang kisi-kisi difraksi. 5. Penelitian yang Relevan a. Ahmad Januar Darmawan (2007) tentang pengembangan media dengan macromedia, hasil penilaian ahli media dan ahli materi, berdasarkan format media (1) Pemilihan jenis (model) huruf dari teks dinyatakan menarik dengan presentase 81,25%. (2) Kejelasan teks huruf dinyatakan menarik/jelas dengan persentase 81,25. (3) Keserasian tampilan warna media dinyatakan menarik dengan persentase 81,25%. (4) Kemudahan dalam penggunaan media dinyatakan menarik/mudah dalam penggunaanya dengan persentase 75%. (5) Kemudahan penggunaan interaktif dinyatakan menarik/mudah dalam penggunaanya dengan presentase 62,5%. (6) Kesesuaian media dengan materi pembelajaran dinyatakan menarik/sesuai dengan persentase 68,75%. Berdasarkan format materi, (8) Kebenaran isi atau materi dinyatakan menarik 113
dengan persentase 68,75%. (9) Kualitaas latihan soal (kuis) dinyatakan menarik dengan persentase 75%. (10) Kejelasan contoh soal gambar, serta tabel dinyatakan menarik dengan persentase penilaian 81,25%. (11) Kemudahan bahasa untuk dipahami dinyatakan menarik/mudah dipahami dengan persentase 81,25% b. Andi Suryowinoto (2008), tentang pengembangan media pembelajaran interaktif Elektronika Digital. Validitas dari media tersebut adalah format media, (1) Kejelasan gambar, dinyatakan sangat menarik dengan persentase penilaian 90%, (2) Format penyajian media, dinyatakan sangat menarik dengan persentase penilaian 90%, (3) Keserasian musik background, dinyatakan menarik dengan hasil dengan persentase penilaian 70%, (4) Kemudahan penggunaan, dinyatakan sangat menarik dengan persentase penilaian 85%, (5) Variasi musik background, dinyatakan menarik dengan dengan persentase penilaian 85%, (6) Kemudahan navigasi, dinyatakan menarik dengan dengan persentase penilaian 75%; Untuk format Media, Interaktivitas pembelajaran, dinyatakan menarik dengan persentase penilaian 80%; Untuk format Materi, (1) Kesesuaian materi dengan tujuan pembelajaran, dinyatakan sangat menarik dengan persentase penilaian 90%, (2) Kebenaran uraian materi pembelajaran, dinyatakan sangat menarik dengan persentase penilaian 85%, (3) Kebenaran simulasi materi, dinyatakan sangat menarik dengan persentase penilaian 85%, (4) Disusun berorientasi tujuan, dinyatakan sangat menarik dengan persentase penilaian 85%, dan (5) Pengelompokan materi dalam bagian-bagian logis, dinyatakan menarik dengan persentase penilaian 80%. 6. Kerangka Berfikir Dengan teknologi yang semakin maju maka sistem pembelajaran juga mengalami kemajuan khususnya dalam penggunaan media pembelajaran. Media pembelajaran yang berkembang saat ini adalah media pembelajaran dengan bantuan komputer atau lebih di kenal dengan nama Computer-Assisted Instruction (CAI). Menurut Arsyad (1996) sistem-sistem komputer dapat menyampaikan pengajaran secara langsung kepada para siswa melalui cara berinteraksi dengan mata pelajaran yang diprogramkan ke dalam sistem. Inilah yang disebut pembelajaran dengan bantuan komputer atau Computer-Assited Instruction (CAI). Ada berbagai macam kemungkinan penggunaan CAI, misalnya sebagai tutorial, latihan dan praktik, penemuan, simulasi, dan permainan. Berdasarkan beberapa penelitian yang ada menunjukkan bahwa pembelajaran dengan bantuan komputer dapat membuat siswa lebih aktif dalam mengikuti pelajaran, dapat meningkatkan minat siswa untuk belajar lebih baik dan pemahaman siswa tentang pelajaran juga meningkat. Berdasarkan kerangka berfikir secara teoritis yang dikutip dari pendapat para ahli dan secara empiris dari hasil penelitian terdahulu, dapat dikatakan bahwa penggunaan media pembelajaran dengan bantuan komputer dapat membuat siswa menjadi lebih aktif dan dapat meningkatkan hasil belajar siswa. 114
Dengan demikian diharapkan pengembangan media pembelajaran dengan bantuan komputer dapat meningkatkan hasil belajar mahasiswa pada materi Fisika Optik di Jurusan Teknik Elektro Universitas Negeri Surabaya. g. RENCANA DAN PROSEDUR PENELITIAN Penelitian ini merupakan penelitian tindakan kelas (acton research) yang diawali dengan pengembangan produk berupa media pembelajaran Fisika Teknik II. Hasil penelitian akan diuji keefektifannya dengan menggunakan uji t. 1.
Langkah-Langkah Penelitian Langkah penelitian diawali dengan studi pendahuluan yang merupakan awal persiapan untuk penelitian dan pengembangan yang terdiri dari : 1) Survei lapangan: Survei lapangan dilaksanakan untuk mengumpulkan data berkenaan dengan perencanaan dan pelaksanaan pembelajaran. Pengumpulan data dilakukan melalui wawancara dan pengamatan yang meliputi: (1) metode pembelajaran yang digunakan khususnya pada materi Fisika Optik, (2) pengamatan peralatan pada laboratorium Fisika didapatkan bahwa peralatan yang dimiliki masih terbatas khususnya peralatan Optik hanya memiliki satu trainer sehingga tidak cocok bila dibuat praktikum. Maka diharapkan dengan adanya simulasi pada media pembelajaran dapat menggantikan peran praktikum. 2) Studi kepustakaan: Studi kepustakaan merupakan kajian untuk mempelajari konsep-konsep atau teori-teori yang berkitan dengan media pembelajaran yang akan dikembangkan meliputi: (1) Landasan teori tentang media pembelajaran, (2) Media pembelajaran dengan berbantuan computer. (3) Hasil-hasil penelitian yang terdahulu yang menggunakan media pembelajaran dengan model CAI. 3) Design produk: Produk yang dihasilkan berupa media pembelajaran dengan bantuan komputer. Format media pembelajaran yang akan dibuat ini diarahkan ke format sajian Tutorial (lihat flowchart rancangan media pembelajaran pada Gambar 2). Berdasarkan flowchart Gambar 2, isi dari media pembelajaran yang dikembangkan adalah sebagai berikut: 1) Panduan: Pada bagian ini berisi tentang petunjuk penggunaan media, meliputi keterangan tombol navigasi dan menu yang tersedia dalam media untuk memudahkan mahasiswa menggunakan media pembelajaran. 2) Materi: Pada bagian ini materi Fisika Optik meliputi: sifat dan penjalaran cahaya, pemantulan cahaya, pembiasan cahaya, dispersi, interferensi, dan difraksi cahaya. Mahasiswa dalam mempelajari materi dilakukan secara berurutan sesuai GBRP pada saat menggunakan media dalam proses belajar mengajar agar terdapat keseragaman materi. 3) Soal evaluasi: Tes yang digunakan pada media pembelajaran ini berbentuk objektif yaitu berupa pilihan ganda (multiple choice). Soal evaluasi pada media pembelajaran ini terdiri dari:
115
Start
Menu Utama
Panduan
Sifat dan Penjalaran cahaya
Soal akhir materi
Jika Nilai > 66 maka Lulus
Ya
Tidak
Pemantulan cahaya
Soal akhir materi
Jika Nilai > 66 maka Lulus
Ya
Tidak
materi
Pembiasan cahaya
Soal akhir materi
Jika Nilai > 66 maka Lulus
Ya
Tidak
interferensi Dispersi dan Difraksi cahaya
Soal akhir materi
Jika Nilai > 66 maka Lulus
Ya
Tidak Evaluasi Akhir
Profil
Selesai
Gambar 4.3. Flowchart Rancangan Media Pembelajaran
116
a) Soal pada akhir materi: Pada bagian ini berisi soal yang diberikan setelah mempelajari masing-masing mteri pada tiap bahasan. Jumlah soal yang diajukan sebanyak 10 butir soal pada tiap akhir materi dan bersifat acak (random). Hasil dari evaluasi akan ditampilkan setelah mahasiswa menjawab semua soal yang diberikan Hasil evaluasi ini untuk mengetahui pemahaman mahasiswa setelah mempelajari materi, jika mahasiswa dapat mencapai standar nilai kelulusan (nilai 66) sesuai dengan buku pedoman UNESA maka pembelajaran akan dilanjutkan ke materi berikutnya, sebaliknya jika mahasiswa belum lulus maka mahasiswa dapat mengulangi materi tersebut dan soal akhir materi sampai lulus. b) Evaluasi akhir: Pada bagian ini berisi evaluasi akhir (Posttest) dari pembelajaran yang telah dilakukan, untuk mengetahui hasil belajar materi Fisika Optik. Soal tes yang disajikan pada media pembelajaran ini bersifat acak (random). Jumlah soal keseluruhan ada 60 soal sedangkan yang diujikan pada mahasiswa sebanyak 40 butir soal. Hasil dari evaluasi akan ditampilkan setelah mahasiswa menjawab semua soal yang diberikan. 2. Tahap Pengembangan a. Prosedur Pengembangan Produk Pengembangan perangkat pembelajaran model CAI akan mengacu pada model rancangan pembelajaran Conductive dan akan diikuti dengan eksperimen pada ujicoba lapangan (dalam penelitian selanjutnya yaitu penelitian tindakan kelas), sehingga metode yang digunakan adalah metode penelitian dan pengembangan (Research and Development atau R & D). Model pengembangan pembelajarannya seperti pada gambar berikut ini: Prosedur untuk mengembangkan perangkat pembelajaran dengan model conductive, meliputi 5 langkah: 1) Menetapkan Materi Pelajaran yang Dikembangkan Penetapan materi pelajaran yang akan dikembangkan didasarkan pada permasalahan dan kebutuhan peserta didik dalam pembelajaran Fisika Teknik II. Masalah utama dalam pembelajaran adalah tidak tersedianya alat-alat peraga atau alat praktek fisika yang dapat digunakan untuk pembelajaran yang sesuai dengan tujuan pembelajaran. Maka ditetapkan materi pelajaran yang akan dikembangkan yaitu materi Fisika Teknik II dengan pokok bahasan Optik.
117
Gambar 4.4. Model Pengembangan Pengajaran Conductive 2) Menentukan Langkah-langkah Pengembangan, yaitu: (a) Tahap Define (Pendefinisian), meliputi lima kegiatan: (1)Analisis Pasar Kerja Siswa, yaitu industri manufacture yang menggunakan peralatan dan instalasi mesin listrik, instalasi rumah dan gedung, dan bidang elektronika. (b) Menetapkan Kompetensi relevan dengan Dunia Usaha/Industri: Kemampuan mahasiswa yang berkaitan dengan keterampilan118
keterampilan yang dapat menyelesaikan masalah di tempat kerja. (c) Analisis Kemampuan Awal dan Karakteristik Siswa, berkaitan dengan latar belakang pengetahuan siswa. (d) Analisis Sumber Belajar: Sumber belajar yang diperlukan dalam pembelajaran Fisika Teknik II adalah media interaktif dengan berbantuan computer. (e) Mengembangkan Indikator Pencapaian Kompetensi: Perumusan indikator didasarkan pada kompetensi dasar yang ingin dicapai. Indikator dirumuskan berupa tujuan-tujuan yang ingin dicapai dalam pembelajaran yang ditulis lebih spesifik . 3) Tahap Design (Perancangan), rancangan awal pembelajaran yang meliputi empat langkah kegiatan, yaitu: (a) Menyusun Tes Hasil Belajar. (b) Mengembangkan Strategi Pembelajaran dengan menggunakan model CAI, mengacu pada langkah-langkah pembelajaran yang akan dilakukan. Berdasarkan silabus Jurusan Teknik Listrik, alokasi waktu mata kuliah Fisika Teknik II adalah 3 SKS tiap pertemuan/minggu, pada semester gasal. (c) Mengembangkan Sumber, Alat, dan Media Pembelajaran, yang dapat mendukung kompetensi peserta didik, yaitu: Buku Ajar Fisika Teknik II dan media interaktif Fisika Teknik II. (d) Perancangan Awal Perangkat Fisika Teknik II yang dikembangkan adalah berupa perangkat pembelajaran dengan model CAI yang dikemas dalam bentuk media interaktif. 4) Tahap Develop (Pengembangan), terdapat tiga langkah kegiatan, yaitu: a) Validasi Ahli: Rancangan awal perangkat pembelajaran merupakan Draf I, divalidasi oleh para ahli atau pakar yang memiliki keahlian dan pengalaman di bidangnya masing-masing. Para ahli terdiri dari 3 orang dosen dengan pendidikan minimal master, yaitu seorang Ahli Isi Fisika, seorang Ahli Isi Kelistrikan, dan seorang Ahli Media Pendidikan. Validasi tahap pertama ini disebut sebagai Draft II, dan telah direvisi yang disebut Revisi I. b) Ujicoba Kelompok Kecil (Kelompok Terbatas): Ujicoba kelompok kecil dilakukan kepada 6 orang mahasiswa jurusan Teknik Listrik semester 3. Hasil revisi pada ujicoba kelompok kecil ini disebut sebagai Revisi II, dan hasil ujicoba kelompok kecil ini disebut sebagai Draft III. c) Ujicoba Lapangan: Pada tahap ujicoba lapangan persiapan yang dilakukan adalah: a) menentukan lokasi pelaksanaan ujicoba, b) menentukan waktu dan jadual pelaksanaan, c) pemilihan kelas untuk ujicoba. Perangkat pembelajaran yang diujicobakan kepada peserta didik yaitu CD room yang berisi media interaktif dengan bahan materi Fisika Teknik II. Hasil ujicoba diolah dan dianaisis, untuk selanjutnya direvisi untuk menyempurnakan kualitas perangkat pembelajaran. Revisi hasil ujicoba lapangan ini disebut sebagai Revisi III,. Pada pengembangan perangkat pembelajaran ini hanya dilakukan sampai pada tahap develop.
119
4) Tahap Tahap Disseminate (Penyebaran), pada pengembangan ini peneliti tidak melakukan tahapan disseminate, tetapi hanya sampai pada tahapan develop. b. Ujicoba Produk 1) Rancangan Ujicoba a) Validasi Ahli: Validasi merupakan masukan-masukan untuk perbaikan produk yang dikembangkan, berupa penilaian, komentar, saran, dan kritik yang bersifat perbaikan dan penyempurnaan produk. b) Ujicoba Kelompok Kecil (Ujicoba Terbatas): Ujicoba kelompok terbatas dilaksanakan pada 6 orang mahasiswa jurusan Teknik Listrik semester 2. Ujicoba ini sangat perlu dilakukan dengan pertimbangan mahasiswa akan memiliki pertimbangan yang berbeda dalam menilai produk yang dikembangkan, karena merekalah yang akan memakai dan menggunakan produk pembelajaran. c) Ujicoba Lapangan: Ujicoba lapangan dilaksanakan pada 2 kelas, 60 mahasiswa jurusan Teknik Listrik, terdiri dari kelas kontrol dan 1 kelas eksperimen. 2) Subyek ujicoba a) Tahap Validasi Ahli : prototipe perangkat pembelajaran divalidasi oleh 3 orang ahli, yaitu: 1) Seorang ahli dalam bidang Fisika dari UNESA, 2) Seorang ahli dalam bidang Teknik Listrik dari UNESA, dan 3) Seorang ahli dalam bidang Media Pembelajaran dari UNESA. b) Tahap Ujicoba Kelompok Kecil (Kelompok Terbatas): Pada tahap ujicoba kelompok kecil, prototipe perangkat pembelajaran diujicobakan kepada 6 orang mahasiswaS1 semester 2 jurusan Teknik Listrik. Pemilihan mahasiswa diambil berdasarkan hasil observasi yang telah dikelompokkan ke dalam kelompok siswa berkemampuan rendah, sedang , dan tinggi. c) Tahap Ujicoba Lapangan: Ujicoba lapangan dilaksanakan pada 2 kelas, 60 mahasiswa S1 jurusan Teknik Listrik, terdiri dari 1 kelas kontrol dan 1 kelas eksperimen. Pada uji coba lapangan diperoleh tes hasil belajar (melalui pretes dan postes), dan aktivitas lainnya yang berkaitan dengan proses pelaksanaan pembelajaran. 3) Jenis Data a) Data hasil observasi: berupa hasil pengamatan dan wawancara dengan mahasiswa dan dosen Fisika Teknik di jurusan Teknik Elektro FT UNESA. b) Data hasil pengisian angket sebagai bahan review validasi para ahli. c) Data kemampuan awal peserta didik melalui pretes pada kelas eksperimen dan kelas kontrol. d) Data hasil belajar peserta didk melalui postes pada kelas eksperimen dan kelas kontrol. e) Data dokumentasi berupa foto kegiatan pembelajaran.
120
4) Instrumen Pengumpul Data a) Catatan lapangan (field notes) untuk mencatat hasil observasi, wawancara, dan kegiatan aktivitas dalam pelaksanaan pembelajaran, yang tidak terekam dalam lembar pengamatan check list. b) Angket, sebagai instrumen ujicoba untuk para ahli berupa check list disertai kolom isian untuk komentar dan saran. c) Lembar respons peserta didik, dalam bentuk pertanyaan-pertanyaan dan jawaban plihan. Instrumen ini digunakan untuk memperoleh data tentang pendapatnya selama mengikuti kegiatan pembelajaran. d) Peneliti sendiri sebagai instrumen penelitian untuk menjaring data yang lebih mendalam. Peneliti sendiri sebagai parsipan aktif (sebagai pengajar) dalam pembelajaran Fisika Teknik. 5) Teknik Analisis Data a) Data lapangan diolah, diseskripsikan, dan dianalisis secara deskriptif. b) Data hasil review dari validator, diolah menggunakan analisis isi. c) Data hasil ujicoba kelompok kecil, diolah menggunakan analisis deskriptif. d) Data hasil ujicoba lapangan terdiri dari: Data hasil ujicoba produk pembelajaran diolah secara deskriptif. Data nilai siswa pada kelas eksperimen dan kelas kontrol diolah secara statistik dengan menggunakan uji-t. 3. Tahap Penelitian Tindakan Kelas Terdapat empat langkah penting dalam penelitian tindakan, yaitu plan (perencanaan), act (tindakan), observe (pengamatan), dan reflect (refleksi atau perenungan). (Sukardi, 2004). Keempat langkah penelitian tindakan tercermin dalam proses pelaksanaan penelitian. a. Rencana Penelitian Pelaksanaan penelitian diawali dari identifikasi masalah pada subyek untuk mengetahui kondisi sebelum dilakukan tindakan, diakhiri dengan refleksi, kemudian revisi pada siklus pertama, dilanjutkan dengan penyusunan rencana baru untuk siklus kedua dan seterusnya. Perencanaan penelitian sesuai dengan ujicoba lapangan pada penelitian pengembangan, yaitu dilakukan pada mahasiswa S1 jurusan jurusan Teknik Listrik Fakultas Teknik Universitas Negeri Surabaya. Pada pembelajaran Fisika Teknik II ini peneliti sebagai guru (dosen), sehingga peneliti secara langsung dapat mengamati perkembangan kemajuan mahasiswa selama pembelajaran berlangsung. b. Tindakan Pelaksanaan Classroom Action Research 1) Siklus Pertama Pada tahap pertama peneliti mendiskusikan dengan tim dosen fisika tentang beberapa masalah pembelajaran fisika yang dihadapi oleh dosesn dan mahasiswa. Mengacu pada permasalahan tersebut, dengan bimbingan peneliti diharapkan tim dosen memahami model pembelajaran dengan model CAI. Dilakukan pengamatan aktivitas dosen dan mahasiswa, serta respons siswa terhadap pembelajaran fisika yang sedang dan telah berlangsung. 121
2) Siklus kedua Peneliti mendiskusikan pelaksanaan pembelajaran dengan tim dosen fisika berdasarkan pengalaman dosen dalam menyampaikan pelajaran dengan menggunakan Model CAI. Berdasarkan pengalamannya, diharapkan tim dosen telah menemukan pola mengajar yang baik dalam menyusun materi pelajaran, menyesuaikan materi dengan waktu yang tersedia, menyesuaikan model mengajar dengan waktu yang tersedia, mengenal karakteristik mahasiswa dalam menghadapi pembelajarannya. Dilakukan pengamatan terhadap aktivitas mahasiswa dan responnya terhadap pembelajaran melalui wawancara. Peneliti mewawancarai beberapa mahasiswa yang dianggap dapat memberikan masukan yang berarti sesuai dengan masalah dan tujuan penelitian. 3) Siklus ketiga Dengan berbekal pada pengalaman pertama dan kedua, peneliti mengadakan diskusi dengan tim dosen fisika untuk menentukan langkahlangkah yang sesuai dengan masalah-masalah yang timbul baik dari pihak dosen maupun dari pihakmahasiswa. Pada tahap ketiga ini diharapkan dosen pengajar telah menemukan strategi pembelajaran yang sesuai dengan kebutuhan mahasiswa, kebutuhan materi pelajaran, dan sasaran pembelajaran sesuai dengan tujuan penelitian. Dengan demikian dosen pengajar diharapkan telah mampu melakukan pembelajaran dengan model CAI. 4) Siklus keempat Hasil diskusi pada tahap ketiga, akan menentukan langkah yang akan dilakukan pada tahap keempat. Dilakukan diskusi kembali dengan tim dosen fisika tentang perlunya perbaikan-perbaikan dalam pelaksanaan model pembelajaran. Diharapkan tim dosen dapat mengaplikasikan model pengajaran CAI pada mata kuliah lainnya. Selain itu hasil belajar mahasiswa sangat berpengaruh dalam menentukan langkah-langkah selanjutnya. Diharapkan model pembelajaran CAI dapat meningkatkan motivasi,dan hasil belajar mahasiswa. Temuan-temuan yang diperoleh merupakan hasil temuan penelitian tindakan kelas yang sangat berarti dalam penelitian ini. c. Pengamatan Pengamatan dilakukan pada saat uji lapangan di dalam kelas terhadap kelas eksperimen. Hasil pengamatan sangat berguna sebagai masukan-masukan terhadap perbaikan kualitas media pembelajaran Fisika Teknik II. Pengamatan dilakukan terhadap segala aspek yang berkaitan dengan pelaksanaan pembelajaran dan hasil belajar mahasiswa. c. Refleksi (Perenungan) Perenungan merupakan kajian yang harus dilakukan setelah selesai melakukan pengamatan di lapangan. Kegiatan ini meliputi hal-hal yang perlu diperbaiki untuk meningkatkan kualitas media pembelajaran, proses belajar mengajar, dan sarana dan prasarana yang mendukung terhadap kelangsungan pelaksanaan pembelajaran.
122
G. JADWAL PENELITIAN Jadwal pelaksanaan penelitian seperti terlihat dalam tabel di bawah ini . Tabel Jadwal Penelitian No. 1. 2. 3. 4. 6. 9. 10. 11. 14. 15. 16. 17. 18.
Kegiatan Mei Penyusunan Proposal Pembuatan modul dan kelengkapannya Penyusunan Instrumen penelitian Validitas modul dan instrumen penelitian Penyempurnaan modul dan instrumen penelitian Penerapan modul dalam proses pembelajaran Evaluasi keaktifan dan hasil pembelajaran Evaluasi perlakuan berupa tes dan angket Penyusunan dan penyerahan laporan kemajuan Penulisan draft laporan Seminar hasil penelitian Revisi hasil penelitian dan penggandaan Penyerahan Laporan
Jun Jul Ags
SepOkt Nop
H. BIAYA PENELITIAN 1.
Perkiraan biaya penelitian No. URAIAN BESAR DANA (Rp.) 1. Rapat 420.000,2. Pemeliharaan 600.000,3. ATK 540.000,4. Pembuatan modul, pengembangan 900.000,instrument dan validasi, analisis data 5. Laporan dan Seminar 600.000,6. Fotocopy dan Penggandaan 940.000,4.000.000,Jumlah (Empat juta rupiah)
123
2. Rincian biaya penelitian adalah sebagai berikut: a. Rapat - Konsumsi rapat penyusunan rencana kegiatan dan jadwal kerja, pembagian kerja, pembuatan modul, penyusunan instrument, 2 kali x 6 orang x Rp. 15.000,- Konsumsi rapat hasil validasi ahli dan respon mahasiswa, 2 kali x 5 orang x Rp. 15.000,- Konsumsi rapat menyusun laporan 2 kali x 3 orang x Rp. 15.000,Jumlah
Rp. 180.000,Rp. 150.000,Rp. 90.000,Rp. 420.000,-
b. Pemeliharaan - Pemeliharaan alat laboratorium 2 bulan @ 300.000,Rp. Jumlah Rp.
600.000,600.000,-
c. Alat Tulis Kantor (ATK) - 2 rim kertas HVS 70 gr @ Rp. 30.000,- 1 bh cartridge colour BJC 2100SP # Rp. 300.000,- 50 CD untuk mahasiswa - Dokumentasi + cetak Jumlah
Rp. Rp. Rp. Rp. Rp.
60.000,300.000,80.000,100.000,540.000,-
Rp. Rp. Rp. Rp.
400.000,200.000,300.000,900.000,-
Rp. Rp. Jumlah Rp.
400.000,200.000,600.000,-
d.
Pembuatan modul, pengembangan instrumen dan validasi - Pembuatan Modul - Pengembangan instrument - Analisis data Jumlah
e. Laporan dan seminar - Analisis data dengan komputer - Seminar hasil penelitian
f. Fotocopy dan pengandaan - Fotocopy modul 50 mahasiswa @ Rp.10.000,- Fotocopy instrument 50 mahasiswa @ Rp. 3.300,- Fotocopy laporan penelitian 11 eks dan jilid @ Rp. 25.000,Jumlah
Rp. Rp.
500.000,165.000,-
Rp. Rp.
275.000,940.000,-
124
I.
PERSONALIA PENELITIAN 1. a. b. c. d. e. f. g.
Ketua Peneliti: Nama Lengkap dan Gelar Golongan, Pangkat dan NIP Jabatan Fungsional Jabatan Struktural Fakultas/Program Studi Perguruan Tinggi Bidang keahlian
:Dr. Euis Ismayati, M.Pd. :IVb/Pembina Tk 1/195712241984032001 :Lektor Kepala ::FT/ Pendidikan T. Elektro :Unesa Surabaya : Pendidikan Teknik Elektro, IPA dan Teknologi Pembelajaran. :340 jam
h. Waktu untuk penelitian 2. Anggota Peneliti: a. Nama Lengkap dan Gelar b. Golongan, Pangkat dan NIP c. Jabatan Fungsional d. Jabatan Struktural e. Fakultas/Program Studi f. Perguruan Tinggi g. Bidang keahlian h. Waktu untuk penelitian 3. Tenaga Laboran/Teknisi: a. Nama b. Keahlian 4. Pekerja Lapangan 1: a. Nama b. Status
:Puput Wanarti Rusimamto, S.T., M.T. :IIIc/Penata/197006221997032002 :Lektor :Ka. Sub. Laboratorium Fisika :FT/ Pendidikan T. Elektro :Unesa Surabaya :Teknik Fisika dan Sistem Kontrol :300 jam : :
Gitut Sudarto, S.T. Fisika dan Pengukuran
: Mochamad Rochim : Mahasiswa Program Studi S-1 Pendidikan Teknik Elektro Angkatan tahun 2005.
J. DAFTAR PUSTAKA Arikunto, S. (1998). Prosedur Penelitian, Yogyakarta: Rineka Cipta. Arikunto,Suharsimi. (2003). Dasar-Dasar Evaluasi Pendidikan.. Jakarta: Bumi Aksara. Arsyad, Azhar. (2008). Media Pembelajaran. Jakarta: Raja Grafindo Persada. Daryanto, H. (2008). Evaluasi Pendidikan. Jakarta: Rineka Cipta. Dosen-dosen Fisika ITS. Tanpa Tahun. Fisika II. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Ismayati, Euis. (2009). Pengembangan Model Pengajaran Conductive untuk Meningkatkan Kemampuan Siswa Berpikir Kritis dan Bekerja Berkolaborasi Pada Pembelajaran Fisika. Disertasi tidak diterbitkan. Malang: Program Pasca Sarjana Universitas Negeri Malang. Foster, Bob. (2004). Terpadu Fisika SMA Jilid 1B. Jakarta: Erlangga. Halliday, D & Resnick, R.(1978). Fisika Jilid 2. Terjemahan oleh Pantur Silaban & Erwin Sucipto. (1984). Jakarta: Erlangga. 125
Januar Darmawan, Ahmad.( 2007).Pengembangan Media Belajar Dengan Progam macromadia Flash MX Pada Mata Diklat Membaca Dan Mengidentifikasi Komponen Elektronika di SMK. Skripsi yang tidak dipublikasikan: Universitas Negeri Surabaya. Munadi, Yudhi.( 2008). Media Pembelajaran; Sebuah Pendekatan Baru. Jakarta: Gaung Persada Press. Pustekkom. (2005). Fisika (Online)( http://www.e-dukasi.net/mol /mo_subject.php? kls_id =1&subject_id =1 diakses tanggal 23 Oktober 2009) Sadiman, Arief S dkk. (2007). Media Pendidikan. Jakarta: Raja Grafindo Persada. Sears, Zemansky. (1991). FISIKA untuk Universitas 3. Jakarta: Binacipta Siti. 2008. Pengembangan Media Pembelajaran Dengan Program Macro Flash Pada Materi Listrik di SMPN 2 Taman Sidoarjo. Skripsi yang tidak dipublikasikan: Universitas Negeri Surabaya. Sudjana, Nana. (1999). Metode Statistik. Bandung: Tarsito. Sudjana, Nana. (1989). Teknologi Pengajaran. Bandung: Sinar Baru. Sudijono, Anas.(1995). Pengantar Evaluasi Pendidikan. Jakarta: PT Raja Grafindo Persada. Sugiyono.( 2008). Metode penelitian Kuantitatif, Kualitatif dan R&D. Bandung: CV Alfabeta. Sukmadinata & Nana Syaodih. (2008). Metode penelitian Pendidikan. Bandung: PT Remaja Rosdakarya. Suryowinoto, Andi. (2008). Pengembangan Media Pembelajaran Interaktif Elektronika Digital. Skripsi yang tidak dipublikasikan: Universitas Negeri Surabaya. Tipler, P.A. (20010. FISIKA Untuk Sains dan Teknik. Jakarta: Erlangga. K. LAMPIRAN-LAMPIRAN Lampiran 1: Silabus Mata Kuliah Fisika II (Buku Pedoman UNESA) Pemahaman dan pengkajian tentang arus bolak balik, gelombang, optika, fisika modern, persamaan-persamaan Maxwell, sensor dan transducer. Buku wajib : 1. Halliday & Resnick, 1994, FISIKA Jilid 2. Terjemahan Pantur Silaban, Jakarta; Erlangga. 2. Beiser,Arthur, 1990, Konsep Fisika Modern Alih bahasa The Houw Liong, Jakarta : Erlangga. 3. Van Putten, Anton F.P, 1988, Electronic Measurement System, Prentice Hall.
126
Lampiran 2: Curriculum Vitae Semua Peneliti CURRICULUM VITAE KETUA PENELITI 1. Nama lengkap : Dr. EUIS ISMAYATI, M.Pd. 2. Tempat/tanggal lahir : Garut, 24-12-1957 3. Pekerjaan : Dosen 4. Fakultas/Jurusan/Universitas : Fakultas Teknik/ Teknik Elektro/ Universitas Negeri Surabaya (UNESA) 7. Pangkat/Golongan : Pembina Tk I / IVb. 8. Alamat : Jl. Rejo Aman I/81 (Bendul Merisi Tengah) Surabaya. 9. Bidang keahlian : Pendidikan Teknik Elektro, Ilmu Pengetahuan Alam, dan Teknologi Pembelajaran. 10. Agama : Islam 11. Riwayat Pendidikan : No Jenjang Tempat . a. S.M.A.N. I Garut b. Sarmud IKIP Bandung c. d.
Sarjana S2
e
S3
IKIP Bandung Pasca Sarjana IKIP Bandung Universitas Negeri Malang
Tahu n 1975 1979 1982 1991 2009
Bidang Studi
Gelar
Bachelor of Science Teknik Elektro Doktoranda Pendidikan IPA Magister IPA Teknik Elektro
Teknologi Pembelajaran
Doktor
12. Pengalaman Mengajar (Lembaga setempat & lembaga lain) : No . a.
b.
Fakultas / Universitas
Tahun
Nama Matakuliah
Listrik/STM Oto Iskandardinata Bandung.
1979 - 1987
-Teori Listrik -Mesin-mesin Listrik
Fak. Teknik/IKIP Bandung
1984 - 1992
-Mesin DC -Transformator
127
c
Fak. Teknik/UNESA Surabaya
1992 - 1999
-Mesin DC -Fisika Dasar -Fisika Teknik -Praktek Mesin Listrik -Praktek Dasar Listrik
1999 – 2010
-Fisika Teknik
13. Pengalaman Pekerjaan/Organisasi : No a.
Instansi
Tahun
Jabatan
Bidang Pekerjaan
IKA AKLI DPD Jatim (Ikatan Keluarga Asosiasi Kontraktor Listrik dan Mekanikal Indonesia Dewan Pengurus Daerah Jawa Timur)
1997-1999 1999-2002 2002- 2008 2008 - 2012
Anggota Sekretaris Ketua Dewan Kehormatan
b
IKA-AKLI DPP (Ikatan Keluarga Asosiasi Kontraktor Listrik dan Mekanikal Indonesia Dewan Pengurus Pusat)
2004 – 2007 2007 - 2011
Ketua Umum Ketua Umum
Sosial
c
APEI PD Jatim (Asosiasi Pofesionalis Elektrikal Indonesia Pengurus Daerah Jawa Timur)
2001 – 2005. 2005 - 2008 2008 - 2012
Jasa Konstruksi Mekanikal dan Ketenagalistrikan
BSA AKLI DPD Jatim (Badan Sertifikasi Asosiasi Kontraktor Listrik dan Mekanikal Indonesia Dewan Pengurus Daerah Jawa Timur)
2003 – 2008 2008 - 2012
Bidang Pelatihan. Bidang Pelatihan Bidang Sertifikasi Tim Pemutus Assesor
d
Sosial
Jasa Konstruksi Mekanikal dan Ketenagalistrikan
128
d
Komite Sekolah SMKN 1 2002- 2010 Surabaya
Badan Pemeriksa
Pendidikan
e
Komite Sekolah SMKN 2 2002- 2010 Surabaya
Pendidikan
f
PT. Tulus Karya Wiesesa 1995 Surabaya sekarang
Bidang Pengembanga n Kurikulum Bidang Perencanaan dan Pengendalian Proyek
Jasa Konstruksi Elektrikal
14. Pengalaman Penataran/Kursus/Seminar : Jenis kegiatan
Lama
Tahun
1.
Training Kelistrikan
3 bulan
1984
2. 3.
Training TTUC Training mesin-mesin listrik Seminar Peranan Pend. Untuk meningkatkan SDM. Seminar Nasional Ketenagalistrikan Penataran Media Transparansi Lokakarya Pelatihan Kur. Baru PTKSM. Seminar Kompetensi SDM Seminar Lokakarya TTL Lokakarya PI Seminar Jaringan Distribusi Pelatihan Intrepreneurship Pemuda Penataran Sofware
3 bulan 2 bulan
1985 1985
Penyelenggara/ Tempat PEDC - ITB Bandung TTUC Bandung BLPT Bandung
1 hari
1993
IKIP Surabaya
Peserta
4 hari
1994
ITB Bandung
Peserta
2 ming.
1994
IKIP Surabaya
Peserta
2 hari
1995
Peserta
3 hari
1996
2 hari 1 hari 1 hari
1996 1998 1999
2 hari
2000
FPTK IKIP Surabaya. Dikmenjur Jatim Surabaya Dikmenjur Jatim Unesa Surabaya AKLI DPD Jatim Surabaya Dispora-KADIN Surabaya
1 bulan
2000
Peserta
Pelatihan Wirausaha Baru.
3 hari
2001
TE - FT Unesa Surabaya Inwub UNESA Surabaya
No
4.
5 6 7. 8. 9. 10. 11. 12.
13. 14.
Keterangan Peserta Peserta Peserta
Peserta Peserta Peserta Panitia Panitia
Panitia
129
15. Pelatihan Pengembangan Kelistrikan Rumah Tangga Bagi Ibu-Ibu IKA AKLI DPD Jawa Timur. 16 Pelatihan, Penyegaran, dan Pengembangan dalam Rangka Penyetaraan Sertifikasi Penanggung Jawab Teknik Anggota AKLI DPD Jawa Timur 17 Pelatihan Alat Kontrol Electro Pneumatic. 18 Semiloka Management Quality Assurance 19 Pelatihan Assesor Jasa Konstruksi
3 kali selama 3 bulan
2002
IKA-AKLI DPD Jawa Timur.
Penyaji dan Panitia
5 kali selama 5 bulan
2003
AKLI DPD Jatim dan APEI PD Jatim
Penyaji dan Panitia
3 hari
2004
Peserta
3 hari
2006
Teknik Elektro UNESA Fakultas Teknik UNESA LPJKN (Lembaga Pengembangan Jasa Konstruksi Nasional)
5 hari
2006
Peserta Peserta
15. Pengalaman dalam Bidang Penelitian. No
Judul Penelitian
Tahun
Jabatan
1.
Analisis Buku “Electricity and Magnetism” dan Fisika Jilid 2 untuk dimanfaatkan dalam perkuliahan Fisika Teknik. Efektivitas Penggunaan Media Transparansi pada mata kuliah Mesin DC. Pengembangan Bahan-bahan dan Media Pengajaran Praktikum di Laboratorium Mesin Listrik Jurusan PTE FPTK IKIP Surabaya. Sinkronisasi Materi Pelajaran dalam kurikum STM 1994 dengan jenis pekerjaan di dunia usaha/industri dalam pengembangan pelaksanaan PSG. Kepedulian dunia usaha/industri dalam pembinaan dan pengembangan SDM melalui pelaksanaan PSG.
1995
Ketua
Jenis Penelitian Mandiri
1996
Ketua
Mandiri
1996
Anggot a
Team
1998
Ketua
Team
1999
Ketua
Team
2.
3.
4.
5.
130
16. Pengalaman dalam Bidang Pengabdian Kepada Masyarakat No
Judul Kegiatan
Tahun
Jabatan
1.
Penyuluhan membiasakan mencipta dan menggunakan media dalam PBM pada SMP tingkat Kecamatan Dati II di Jawa Timur. Penyuluhan Materi Pelajaran IPA bagi Guru-guru SD Se Kecamatan Fukuh Pakis Kodya Surabaya. Program kuliah kewirausahaan: Pengantar Bisnis dan Kewirausahaan. Kegiatan inkubator wirausaha baru di Universitas Negeri Surabaya (Kegiatan multi years)
1994
Anggota
Jenis Kegiatan Team
1995
Anggota
Team
2000
Anggota
Team
20012007
Wakil Ketua
Team
2.
3. 4.
17. Publikasi Ilmiah. No Judul Artikel 1 Pembangunan Jaringan Listrik dan cara menentukan Ruang Bebas pada SUTT dan SUTET. Media FPTK. UNESA. 2 Gas Insulated Switchgear SF- 6 ( GIS SF – 6). Media FPTK. UNESA. 3 Ruang bebas pada Saluran Udara Tegangan Tinggi (SUTT) dan Saluran Udara Tegangan Extra Tinggi (SUTET). DPD AKLI Jawa Timur, Media Informasi dan Komunikasi “BETA”. 4 Pemeliharaan Jaring Distribusi melalui Pemberdayaan Peran serta Masyarakat dan Unsur Terkait. DPD AKLI Jawa Timur, Media Informasi dan Komunikasi Ketenagalistrikan “BETA” 5 Pengembangan Penyediaan Energi Listrik di Surabaya. DPD AKLI Jawa Timur, Media Informasi dan Komunikasi “BETA”. 6
7
Kepedulian Dunia Usaha/Industri dalam Pembinaan dan Pengembangan SDM melalui Pelaksanaan Pendidikan Sistem Ganda. (ISSN: 0216-9975, Oktober No 4/Vol. 23/2000) Jurnal Pendidikan. UNESA. Dukungan Motivasi pada Self-regulated Learning (Belajar dengan Pengaturan Diri). Dimuat dalam “PTK” Jurnal Pendidikan Teknologi & Kejuruan, Vol.2, No 4
Tahun 1997 1997 1997
1998
1998 2000
2006
131
8
9
Berpikir Positip Tumbuhkan Energi Kebahagiaan. DPD AKLI 2007 Jawa Timur dan APEI PD Jatim, Media Informasi dan Komunikasi APEI-AKLI Jatim ”SINERGI” Edisi 003. Kompetensi Tenaga Ahli/Terampil Bidang Ketenagalistrikan. 2008 DPD AKLI Jawa Timur dan APEI PD Jatim, Media Informasi dan Komunikasi APEI-AKLI Jatim ”SINERGI” Edisi VIII.
Demikian Riwayat Hidup ini saya buat dengan sesungguhnya dan dengan penuh tanggung jawab. Surabaya, 12 April 2010
Dr. Euis Ismayati, M.Pd NIP: 195712241984032001
132
CURRICULUM VITAE Anggota 1. Nama Lengkap dan Gelar 2. NIP/NIK 3. Tempat dan Tanggal Lahir 4. Jenis Kelamin 5. Pangkat/Golongan/Jabatan 6. Alamat kantor Nomor telepon/Faks Alamat Email 7. Alamat rumah Nomor telepon/Hp 8. Riwayat pendidikan
: Puput Wanarti Rusimamto, S.T., M.T. : 197006221997032002 : Nganjuk, 22 Juni 1970 : Wanita : Penata/IIIc/Lektor : Jurusan Teknik Elektro FT UNESA Kampus Ketintang Surabaya : 031-8297197 :
[email protected] : Perum. Bukit Bambe BT-6 Driyorejo Gresik : 08123085705 : - SD Ploso 1 Nganjuk, 1983 - SMP Negeri 1 Nganjuk, 1986 - SMA Negeri 2 Nganjuk 1989 - Sarjana Teknik (Teknik Fisika) ITS Surabaya, 1994 - Magister Teknik (Teknik Pengaturan) ITS Surabaya, 2002
9. Pengalaman penelitian: a. Analisis dan Perancangan Sistem Pengendalian Antisurge Kompresor 024 K 102 Pertamina UP IV Cilacap, ITS Surabaya (1994). b. Denoising Sinyal Fetal Heart Rate (FHR) Menggunakan Transformasi Wavelet, ITS Surabaya (2002). c. Perancangan dan Pembuatan Aplikasi Sistem Sirkulasi Koleksi Perpustakaan di Pusdik Gasum, (2006). d. Perancangan Sistem Pengaturan Pintu Air Menggunakan Programmable Logic Controller. (2006). e. Pengiriman Data dari Port Paralel Komputer ke Printer Melalui Infra Merah Menggunakan Mikrokontroller AT889C51 (2006). f. Analisis Sistem Pengendalian Antisurge Kompresor Menggunakan Metode Ruang Keadaan (State Space) (2006) g. Kompetensi Siswa SMK Negeri Kota Surabaya pada Pelatihan Programmable Logic Controller (PLC) untuk Meningkatkan Daya Saing di Pasar Kerja Industri. (2007). h. Pengaruh Gaya Belajar, Format Penilaian dan Gender Terhadap Prestasi Belajar Fisika (2007) i. Pengembangan Modul Operasional Trainer Ed-6800b Sebagai Bahan Ajar Fisika III pada Percobaan Aplikasi Sensor Suhu di Jurusan Teknik Elektro Universitas Negeri Surabaya (2008) 133
j.
Pengembangan Modul Ajar Fisika Teknik Menggunakan Media Interaktif Berbasis Pembelajaran Kontekstual yang Berorientasi Teknik mesin (2008)
10. Pengalaman dalam Bidang Pengabdian Kepada Masyarakat: a. Pelatihan PLC bagi alumni Mahasiswa FT- TE Unesa Surabaya, 2001. b. Pelatihan PLC bagi SMK Negeri Surabaya di Jurusan Elektro Unesa Surabaya, 2004. c. Pelaksanaan Magang Kewirausahaan di PT Crostech Transfoil dalam Rangka Menumbuhkembangkan Kemampuan Teknis dan Berwirausaha Mahasiswa, 2005. d. Pelaksanaan Magang Kewirausahaan di PT. Kharisma Pandulima Elektronik dalam Rangka Menumbuhkembangkan Kemampuan Teknis dan Berwirausaha/Jasa Mahasiswa di Bidang Kontrol Otomatis Industri Menggunakan Programable Logic Controller (PLC), 2007. e. Pelatihan Akupresur Menggunakan Elektrostimulator untuk Meningkatkan Kualitas Kesehatan Masyarakat, 2007. f. Pelatihan Programable Logic Controller (PLC) Menggunakan Model Pembelajaran Langsung dalam Memperpendek Masa Tunggu untuk Alumni SMK PGRI 1 Sidoarjo, 2008. g. Pelatihan Programable Logic Controller (PLC) Menggunakan Model Pembelajaran Langsung Sebagai Bekal Anggota Karang Taruna Desa Kureksari Kecamatan Waru Sidoarjo Menghadapi Persaingan Kerja, 2009. h. Pelatihan Komputer dan Trouble Shooting untuk Meningkatkan Kualitas Diri dan Kesejahteraan Bagi Karang Taruna di Desa Kureksari Kecamatan Waru Kabupaten Sidoarjo, 2009.
11. Publikasi Penulisan Buku/Buku Pedoman Praktikum: a. Buku Ajar Programmable Logic Controller,PLC, 2003. b. Buku Pedoman Praktikum PLC Tingkat Basic, 2003. c. Modul Penggunaan PLC untuk Motor Drive, Fakultas Teknik, 2007. d. Teknik Pembangkit Tenaga Listrik untuk Sekolah Menengah Kejuruan Jilid 1, 2 dan 3, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat Jendral Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional, Tahun 2008.
12. Pelatihan,Training, Seminar: a. Seminar Inteligent Technology and Its Application (SITIA), Teknik Elektro FTI ITS Surabaya, (2002). b. Pelatihan PLC berbasis Komputer di Omron Surabaya, (2003). c. Pelatihan Electropneumatic, PLC, Easyport dan Fluidsim, FESTO (2004).
134
d. Seminar “Strategi Perguruan Tinggi Menghadapi AFTA 2003”, di Fakultas Teknik Universitas Bhayangkara Surabaya, (2003). e. Seminar dan Lokakarya Nasional “Pengembangan Pendidikan Kejuruan di Propinsi Jawa Timur” di VEDC Malang (2004). f. Seminar Teknik Elektro dan Pendidikan Teknik Elektro (STE) 2005 di Jurusan Teknik Elektro UNESA, (2005). g. Seminar Information and Communication Technology (ICT) 2006 di UNESA, (2006). h. Seminar Teknik Elektro dan Pendidikan Teknik Elektro (STE) 2006 di Fakultas Teknik UNESA, (2006) i. Seminar Indonesian Virtuil University and Initiative di ITS Surabaya, (2006). j. Seminar and Workshop E-learning, di ITS Surabaya, (2006). k. Pelatihan PEKERTI dan AA di UP4 UNESA (2007). l. Seminar Teknik Elektro dan Pendidikan Teknik Elektro (STE) 2008 di Fakultas Teknik UNESA, (2008). m. Pelatihan E-Learning di UP 4 UNESA (2009) n. Seminar dan Lokakarya Pengelolaan Jurnal Ilmiah Universitas Negeri Surabaya di Humas UNESA, (2009). o. Workshop Lab View Basic dari National Instruments (NI) di Fisika MIPA UNESA, (2009).
13. Mata kuliah yang diampu dalam dua tahun terakhir - Fisika I - Fisika II - Fisika III - Teori Medan - Teknik Pengaturan Informasi ini kami buat dengan sebenarnya, sebagai biodata pribadi dan digunakan sebagaimana perlunya. Surabaya, 12 April 2010
Puput Wanarti Rusimamto, S.T.,M.T NIP. 197006221997032002
2. Contoh Artikel Ilmiah Terlampir dalam bentuk PDF
135
BAB V MATERI TEKNIK ELEKTRONIKA
A. Dasar Kelistrikan dan Elektronika 1. Lembar Informasi 1.1.
Konsep Dasar Arus dan Tegangan
a. Arus Listrik Arus listrik adalah aliran muatan listrik atau muatan listrik yang mengalir tiap satuan waktu. Arah arus listrik dari arah dari potensial yang tinggi ke potensial rendah, jadi berlawanan dengan arah aliran electron. Seandainya muatan-muatan positif di dalam suatu penghantar dapat mengalir, maka arah alirannya sama dengan arah arus listrik, yaitu dari potensial tinggi ke potensial rendah. Perhatikan Gambar 5.1 di bawah ini!
Penghantar
A
B
Gambar 5.1. Penghantar yang menghubungkan dua benda berbeda potensial Penghantar Dua buah benda bermuatan masing-masing A dan B dihubungkan dengan sebuah penghantar. Bila potensial A lebih tinggi dari pada potensial B, maka arus akan mengalir dari A ke B. Arus ini mengalir dalam waktu yang sangat singkat. Setelah potensial A sama dengan potensial B maka arus berhenti mengalir. Supaya arus listrik tetap mengalir dari A ke B, maka muatan positif yang telah sampai di B harus dipindahkan kembali ke A. Dengan demikian maka potensial A selalu lebih tinggi daripada B. Jadi dapat disimpulkan bahwa supaya arus listrik dapat mengalir dalam kawat penghantar, maka antara kedua ujung kawat tersebut harus ada beda potensial.
b. Kuat Arus Listrik Kuat arus listrik ialah banyaknya muatan listrik yang mengalir tiap detik melalui suatu penghantar. Simbol kuat arus adalah I. Satuan kuat arus listrik ialah Ampere yang diambil dari nama seorang ilmuwan Perancis yaitu: Andrey Marie Ampere (1775- 1836). Misalkan bahwa dalam waktu t detik mengalir muatan 136
listrik sebesar q coulomb dalam suatu penghantar berpenampang A (lihat Gambar 5.2), maka dirumuskan: Gambar 5.2. Muatan listrik q melalui penampang penghantar A tiap satuan waktu
v
v
I = q/t
atau
q = I. t
Satuan I = C/s = Ampere (A). Satuan lain untuk kuat arus misalnya miliampere (mA) dan mikroampere (μA), dengan konversi 1 mA = 10-3 A dan 1μA = 10-6 A. Sedangkan kuat arus untuk setiap satuan luas penampang dinamakan kerapatan arus. Rapat arus dinyatakan dengan: J = I/A dengan satuan A/m2. Jumlah muatan adalah n x elektron-elektron yang berpindah atau q = n. e sehingga berlaku pula n .e = I .t. Perhatikan lagi Gambar 5.2, memperlihatkan muatan yang bergerak pada penghantar dengan penampang A (m2), dan muatan-muatan itu bergerak dengan kecepatan v (m/s). Misalkan dalam setiap satuan volume ada n electron yang bergerak, dan setiap elektron itu memiliki muatan e = 1,6 x 10-19 C, maka dalam setiap selang waktu t elektron-elektron itu menempuh jarak: s = v . t dengan satuan meter. Sehingga jumlah elektron-elektron itu dalam volume silinder (V = s.A) penghantar berjumlah q = n .e .s .A q = n.e.v.t. A dalam coulomb. Kuat arus listriknya sebesar I = (n.e.v.t.A)/t I = n.e.v. A dalam ampere. Sedangkan rapat arusnya adalah J = I/A = (n.e.v.A)/A J = n.e.v dalam A/m2 Saat membahas listrik, tidak akan terlepas dari alat untuk listrik baik alat ukur kuat arus listrik atau ampermeter, maupun untuk mengukur tegangan atau beda potensial antara dua titik disebut volt meter (lihat Gambar 5.3).
137
Gambar 5.3. Rangkaian listrik dengan menghubungkan ampermeter, voltmeter, baterai, dan lampu Untuk mengukur kuat arus digunakan suatu alat yang disebut ampermeter. Ampermeter terdiri dari galvanometer yang dihubungkan paralel dengan resistor yang mempunyai hambatan rendah. Tujuannya adalah untuk menaikkan batas ukur ampermeter. Hasil pengukuran akan dapat terbaca pada skala yang ada pada ampermeter (lihat Gambar 5.4). Gambar 5.4. Sebuah multimeter atau AVO meter adalah alat yang sekaligus dapat digunakan untuk mengukur kuat arus listrik (sebagai ampermeter), beda potensial listrik (sebagai volt meter), maupun hambatan listrik (sebagai ohmmeter).
Gambar 5.5. Rangkaian listrik sederhana beserta skemanya
138
Dengan memutus salah satu penghantar dan menghubungkannya dengan ampermeter dapat diukur kuat arus yang mengalir. Pemasangan alat semacam itu disebut secara seri seperti terlihat pada Gambar 5.5 dan Gambar 5.6. Gambar 5.6. Memasang ampermeter secara seri pada sebuah rangkaian sederhana
Simbol ampermeter: A Perhatikan pada saat membaca skala yang digunakan, karena tergantung pada batas ukur yang digunakan. Misalnya menggunakan batas ukur 1A, pada skala tertulis angka dari 0 sampai dengan 10. Pada saat jarum ampermeter menunjuk angka 10 berarti kuat arus yang mengalir hanya 1A. Jika menunjukkan angka 5 berarti kuat arus yang mengalir 0,5 A. Cara pembacaan skala ampermeter pada saat digunakan untuk pengukuran besar kuat arus yang mengalir dalam suatu rangkaian adalah sebagai berikut (lihat Gambar 5.7).
0
1
2 3
4
5
1A 10A A
Gambar 5.7. Pembacaan ampermeter yang menunjukkan skala = 4, dan skala maksimum = 5, serta batas ukur 1 A. Besar kuat arus = 4/5 x 1 A = 0,8 A. Hasil pengukuran kuat arus dibaca dengan cara sebagai berikut. Besar kuat arus = (skala)/(skalamax) x batas ukur
b. Potensial Listrik Untuk mengalirkan muatan listrik dari katoda ke anoda membentuk siklus yang tiada henti sumber tegangan harus mengeluarkan energi. Energi ini diperlukan untuk gerakan muatan-muatan listrik, terindikasi dengan nyala lampu yang dipasangkan. Nyala lampu terjadi karena muatan-muatan listrik menimbulkan energi kalor ketika melalui kawat filament lampu (lihat Gambar 5.8).
Gambar 5.8. Lampu pijar pertama kali buatan Thomas Alva Edison
139
Banyaknya energi yang dikeluarkan oleh sumber tegangan tersebut bergantung pada banyaknya muatan listrik yang dipindahkan. Makin besar muatan yang dipindahkan, makin besar energi yang harus dikeluarkan. Beda potensial antara kutub-kutub sumber tegangan pada saat sumber tegangan itu belum mengalirkan arus dinamakan gaya gerak listrik (ggl) yang diberi simbol ε. Satuan ggl adalah volt (V). Beda potensial antara titik A dan B di luar sumber tegangan disebut tegangan jepit atau tegangan terpakai, dinyatakan dengan simbol VAB. Satuan beda potensial ialah volt. Konversi lain yang sering dipakai adalah satuan milivolt (mV). Di mana 1 mV = 10-3 volt. Dua titik mempunyai beda potensial 1 volt, bila sumber arus mengeluarkan energi sebesar 1 joule untuk setiap coulomb muatan yang dipindahkannya A ke B. Jika energi yang dikeluarkan sumber tegangan = W joule, muatan yang dipindahkan dari A ke B = q coulomb, maka beda potensial antara A dan B = VAB = W/q dalam volt. Jadi 1 volt = 1 joule/coulomb Untuk mengukur ggl suatu sumber tegangan atau beda potensial dua titik menggunakan alat voltmeter atau multimeter/AVO meter, dengan cara menghubungkan kedua pencolok alat ukur listrik itu ke katoda dan anoda. Ingat jangan terbalik kutub-kutubnya. Pencolok merah (+) ke anoda dan pencolok hitam (-) ke katoda.
Simbol dari
voltmeter: V Untuk mengukur besar ggl atau beda potensial dengan menggunakan voltmeter atau multimeter yang saklarnya ditunjukkan pada tulisan DC V atau AC V, dan juga dapat menggunakan basicmeter yang dirangkai dengan multiplayer (lihat Gambar 5.9).
Gambar 5.9. Merangkai voltmeter pada pengukuran bedapotensial suatu hambatan 140
Misalkan terdapat suatu rangkaian sederhana terdiri sumber tegangan searah, lampu pijar dan kabel-kabel penghubung seperti pada Gambar 5.10. Dengan menggunakan voltmeter akan diukurbeda potensial di ujung-ujung lampu. Menggunakan voltmeter berbeda dengan menggunakan ampermeter, dalam menggunakan voltmeter harus dipasang paralel pada kedua ujung yang akan dicari beda tegangannya.
Gambar 5.10. Sebuah rangkaian listrik sederhana
Perlu diingat bahwa dalam mengukur tegangan jepit, volt meter harus dipasang paralel dengan sumber tegangan dan alat tersebut tidak mengukur potensial A maupun potensial B, tetapi voltmeter hanya mengukur beda atau selisih potensial antara titik A dan titik B (lihat Gambar 5.11). Gambar 5.11. Cara merangkai voltmeter secara paralel dengan menghubungkan dua kabel dari voltmeter ke ujung-ujung lampu di titik A dan B
Cara pembacaan skala votmeter pada saat digunakan untuk pengukuran ggl atau beda potensial dalam suatu rangkaian adalah sebagai berikut (lihat Gambar 5.12):
0
1
2 3
4
5
Gambar 5.12. Pembacaan voltmeter yang menunjukkan skala = 4, dan skala maksimum = 5, serta batas ukur 1 volt. Besar kuat arus = 4/5 x 1 volt = 0,8 volt.
1V 10V A
Hasil pengukuran kuat arus dibaca dengan cara sebagai berikut:
141
Besar kuat arus =
skala xbatasukur skalamax
Untuk memasang amperemeter dan voltmeter sekaligus di dalam sebuah rangkaian, harus tetap mengingat bahwa amperemeter harus terpasang seri dan voltmeter harus terpasang paralel. Perhatikan Gambar 5.13 berikut.
Gambar 5.13. Cara pemasangan ampermeter dan voltmeter dalam sebuah rangkaian secara bersamaan.
2. Kuat Arus dalam Suatu Rangkaian Tertutup Suatu rangkaian tertutup ialah rangkaian yang tiada berujung dan tiada berpangkal. Arus listrik akan mengalir terus menerus dalam siklus tertutup. Di luar baterai arah arus listrik ini dari kutub positif ke kutub negatif. Sedangkan di dalam baterai arah arus listrik dari kutub negatif ke kutub positif baterai. Perhatikan Gambar 5.14 di bawah ini.
Gambar 5.14. Rangkaian satu loop
Arah aliran elektron berlawanan dengan arah arus listrik. Sebuah lampu (L) dihubungkan pada kutub-kutub sebuah sumber tegangan/baterai (ε) seperti pada Gambar 5.15. Di luar baterei elektron mengalir dari kutub negatif ke kutub positif, sedangkan di dalam baterai elektron mengalir dari kutub positif ke kutub negatif baterai.
142
Gambar 5.15. Rangkaian listrik
Rangkaian seperti pada Gambar 5.14 dan 5.15 tersebut sering juga disebut rangkaian tetutup tak bercabang. Kuat arus di dalam suatu rangkaian tak bercabang di mana-mana sama besarnya. Sedangkan untuk suatu rangkaian yang bercabang, berlaku hukum-hukum Kirchhoff. a. Hukum I Kirchhoff Hukum-hukum Kirchhoff ada dua, namun yang akan dibahas terlebih dahulu adalah Hukum I Kirchhoff, sedangkan Hukum II Kirchhoff akan dibahas di bagian tersendiri. Hukum I kirchhoff berbunyi sebagai berikut. “Jumlah kuat arus yang masuk pada suatu titik percabangan sama dengan jumlah arus yang keluar dari titik itu”. Hukum I Kirchhoff tersebut sebenarnya tidak lain sebutannya dengan hukum kekekalan muatan listrik. Hukum I Kirchhoff secara matematis dapat dituliskan sebagai: ∑ I masuk = ∑ I keluar
I1 I masuk
I2 I3
I keluar
Dari Gambar 5.16 di samping, dengan memasang ampermeter pada masing-masing cabang dapat dibuktikan bahwa: ∑ I masuk = ∑ I keluar I masuk = I1 + I2 + I3 = I keluar
Gambar 5.16. Arus masuk masa dengan arus keluar
143
Perhatikan pula contoh berikut ini.
Bila P adalah titik cabangnya, maka: ∑ I masuk = ∑ I keluar i1 + i2 + i3 = i4 + i5
P
b. Hukum Ohm dan Hambatan Listrik Seorang fisikawan dari Jerman bernama George Simon Ohm (1789-1854) berhasil mendapatkan hubungan antara besarnya beda potensial dan besarnya arus yang mengalir. Ia menyimpulkan penemuannya ini ke dalam suatu hukum yang dikenal dengan nama Hukum Ohm. Bunyi Hukum Ohm sebagai berikut: “Kuat arus yang mengalir dalam suatu penghantar sebanding dengan beda potensial antara ujung-ujung penghantar itu, asalkan suhu penghantar itu tetap”. Secara ringkasnya hukum ini dapat ditulis sebagai berikut; v I
(V sebanding dengan I),
V R I
Dalam persamaan ini, R merupakan suatu faktor perbandingan yang besarnya tetap untuk suatu penghantar tertentu dan pada suhu tertentu pula. Faktor tetap R ini disebut hambatan listrik. Definisi hambatan suatu penghantar adalah hasil bagi beda potensial antara ujung-ujung penghantar itu dengan kuat arus dalam penghantar itu. Satuan hambatan listrik =
volt ohm . Simbolnya dalam huruf yunani Ω ampere
(omega) Satuan lainnya kilo ohm (KΩ) = 1000 Ω, mega ohm (MΩ) = 106 Ω . Sebuah penghantar disebut mempunyai hambatan sebesar satu ohm bila beda potensial sebesar satu ampere melalui penghantar itu. Penghambat/resistor adalah komponen yang diproduksi pabrik dan memiliki nilai hambatan tetap dengan toleransi tertentu. c. Hukum Ohm Untuk Rangkaian Tertutup Suatu rangkaian arus yang sederhana, terdiri sebuah sumber tegangan, misalnya baterai dan sebuah penghantar yang hambatannya R yang menghubungkan kutub-kutub baterai tersebut. 144
1) Rangkaian Tertutup dengan Satu Sumber Tegangan Q
P
Gambar 5.17. Sebuah rangkaian sederhana tertutup terdiri dari sumber tegangan dengan GGL ε, hambatan dalam r, dan hambatan luar R.
Di luar sumber tegangan, arus mengalir dari P ke Q melalui hambatan yang besarnya R ohm. Di dalam sumber tegangan, arus mengalir dari Q ke P melalui hambatan yang besarnya r ohm. Hambatan r ini disebut hambatan dalam. Kutubkutub sumber tegangan sebelum mengalirkan arus disebut gaya gerak listrik (GGL) atau emf = electromotiveforce, sedangkan kutub-kutub sumber tegangan selama megalirkan arus disebut beda potensial atau tegangan jepit (Gambar 5.17). Bila arus i mengalir melalui rangkaian di atas, maka hambatan seluruhnya yang dilewati arus listrik adalah R + r. Kuat arus I yang mengalir dapat dituliskan sebagai berikut: I Rr Tegangan jepit ialah beda potensial antara kutub-kutub sumber tegangan pada waktu sumber tegangan tersebut mengalirkan arus. Tegangan jepit pada gambar di atas ialah VPQ , di mana VPQ = I R. 2) Rangkaian Tertutup dengan Beberapa Sumber Tegangan Disusun Seri Beberapa sumber tegangan dapat dihubungkan secara seri, yaitu kutub positif sumber yang pertama dihubungkan dengan kutub negatif sumber yang berikutnya. Contoh terlihat pada Gambar 5.18 berikut. Bila ada n buah sumber tegangan yang tiap-tiap ggl nya adalah: ε volt dihubungkan secara seri, maka ggl seluruhnya adalah n x ε volt. Gambar 18. Sumber tegangan terhubung seri
Dan bila hambatan dalam masing-masing sumber adalah r, maka hambatan dalam seluruhnya sama dengan n x r ohm. Kalau n buah sumber tersebut dihubungkan oleh hambatan luar sebesar R, maka kuat arus yang mengalir sama dengan: 145
I
n R nr
3) Rangkaian Tertutup dengan Beberapa Sumber Tegangan Disusun Paralel Apabila n buah sumber tegangan tersebut dihubungkan secara paralel, maka ggl susunannya juga ε volt. Perhatikan Gambar 5.19, apabila hambatan dalam tiap 1 sumber = r ohm, maka hambatan dalam n sumber sama dengan: xr ohm. n Sekarang bila kutub-kutub tersebut dihubungkan oleh sebuah hambatan yang besarnya R, maka kuat arus yang mengalir adalah: I
R
1 r n
Gambar 5.19. Sumber tegangan dihubungkan paralel
4) Rangkaian Tertutup dengan Campuran Seri dan Paralel
Beberapa
Sumber
Tegangan
Disusun
Bila beberapa elemen (n buah elemen) yang masing-masing mempunyai GGL ε dan tahanan dalam r disusun secara seri, sedangkan berapa elemen (m buah elemen) yang terjadi karena hubungan seri tadi dihubungkan paralel lagi, maka kuat arus yang timbul:
Gambar 5.20. Sumber tegangan yang terhubung seri dan paralel
146
Kuat arus yang mengalir sebesar: i
n. n R r m
d. Hukum II Kirchhoff Hukum II Kirchhoff juga disebut hukum Kirchhof Tegangan. Hukum KirchoffTegangan menyatakan bahwa dalam rangkaian loop tertutup, jumlah aljabar tegangan dalam cabang tertutup hasilnya nol Gambar 5.21. Istilah lain jumlah drop tegangan sama dengan tegangan sumber tegangan. Tanda sumber tegangan berlawanan dengan tanda drop tegangan di setiap Resistor.
Gambar 5.21 .Aplikasi hukum Kirchhoff tegangan
Persamaan hukum Kirchoff-tegangan: U + (-U1) + (-U2) = 0 U - U1- U2 = 0 U Tegangan sumber U1 Drop tegangan R1 U2 Drop tegangan R2 Contoh: Hukum Kirchhoff tegangan dapat diaplikasikan sebagai pembagi tegangan (voltage devider), dua buah Resistor 1kΩ, 8,2kΩ di berikan tegangan baterai 12V. Hitung besarnya tegangan pembagi ditiap-tiap ujung R2 (lihat Gambar 5.22).
Gambar 5.22. Rangkaian pembagi tegangan 147
Jawaban : Menghitung tahanan pengganti Rp Rp = R1+ R2 = 1kΩ + 8,2kΩ = 9,2kΩ Menghitung tegangan pembagi UBC = (R2/Rp). Us = (8,2kΩ/9,2kΩ).12V = 10.69V 2. Prinsip-Prinsip Kemagnetan Listrik a. Prinsip Kemagnetan Magnet yang kita lihat sehari-hari jika didekatkan dengan besi, maka besi akan menempel. Magnet memiliki dua kutub, kutub utara dan kutub selatan. Magnet memiliki sifat pada kutub berbeda saat didekatkan akan saling tarik menarik (utara- selatan). Tapi jika kutub berbeda didekatkan akan saling tolak-menolak (utara-utara atau selatan-selatan) Gambar 5.23.
Gambar 5.23: Sifat magnet saling tarik menarik, tolak-menolak
Batang magnet dibagian tengah antara kutub utara-kutub selatan, disebut bagian netral Gambar 5.24. Bagian netral magnet artinya tidak memiliki kekuatan magnet. Magnet bisa dalam ujud yang besar, sampai dalam ukuran terkecil sekalipun. Batang magnet panjang, jika dipotong menjadi dua atau dipotong menjadi empat bagian akan membentuk kutub utara-selatan yang baru.
Gambar 5.24. Kutub utara-selatan magnet permanet
Untuk membuktikan bahwa daerah netral tidak memiliki kekuatan magnet. Ambil beberapa sekrup besi, amatilah tampak sekrup besi akan menempel baik diujung kutub utara maupun ujung kutub selatan Gambar 5.25. Daerah netral dibagian tengah sekrup tidak akan menempel sama sekali, dan sekrup akan terjatuh. Mengapa besi biasa berbeda logam magnet? Pada besi biasa sebenar nya terdapat kumpulan magnet-magnet dalam ukuran mikroskopik, tetapi posisi masing-
148
masing magnet tidak beraturan satu dengan menghilangkan sifat kemagnetannya Gambar 5.26a.
lainnya
sehingga
saling
Gambar 5.25. Daerah netral pada magnet permanet
Pada magnet sebenarnya kumpulan jutaan magnet ukuran mikroskopik yang teratur satu dan lainnya Gambar 5.26b. Kutub utara dan kutub selatan magnet posisinya teratur. Secara keseluruhan kekuatan magnetnya menjadi besar.
Gambar 5.26. Perbedaan besi biasa dan magnet permanen
Logam besi bisa menjadi magnet secara permanen atau sementara dengan cara induksi elektromagnetik. Tetapi ada beberapa logam yang tidak bisa menjadi magnet, misalnya tembaga, aluminium logam tersebut dinamakan diamagnetik. b. Garis Gaya Magnet Bumi merupakan magnet alam raksasa, buktinya mengapa kompas menunjukkan arah utara dan selatan bumi kita. Karena sekeliling bumi sebenarnya dilingkupi garis gaya magnet yang tidak tampak oleh mata kita tapi bisa diamati dengan kompas keberadaannya.
149
Gambar 5.27. Pola garis medan magnet permanen
Batang magnet memancarkan garis gaya magnet yang melingkupi dengan arah dari utara ke selatan. Pembuktian sederhana dilakukan dengan menempatkan batang magnet diatas selembar kertas. Di atas kertas taburkan serbuk halus besi secara merata, yang terjadi adalah bentuk garis-garis dengan polapola melengkung oval diujung-ujung kutub Gambar 5.27. Ujung kutub utaraselatan muncul pola garis gaya yang kuat. Daerah netral pola garis gaya magnetnya lemah.
Gambar 5.28. Garis medan magnet utaraselatan
Arah garis gaya magnet dengan pola garis melengkung mengalir dari arah kutub utara menuju kutub selatan Gambar 5.28. Didalam batang magnet sendiri garis gaya mengalir sebaliknya, yaitu dari kutub selatan ke kutub utara. Didaerah netral tidak ada garis gaya diluar batang magnet.
Gambar 5.29. Pola garis medan magnet tolak menolak dan tarik menarik
Pembuktian secara visual garis gaya magnet untuk sifat tarik-menarik pada kutub berbeda dan sifat tolak-menolak pada kutub sejenis dengan menggunakan magnet dan serbuk halus besi Gambar 5.29. Tampak jelas kutub sejenis utarautara garis gaya saling menolak satu dan lainnya. Pada kutub yang berbeda 150
utara-selatan, garis gaya magnet memiliki pola tarik menarik. Sifat saling tarik menarik dan tolak menolak magnet menjadi dasar bekerjanya motor listrik.
Gambar 5.30. Garis gaya magnet pada permukaan rata dan silinder
Untuk mendapatkan garis gaya magnet yang merata disetiap titik permukaan maka ada dua bentuk yang mendasari rancangan mesin listrik. Bentuk datar (flat) akan menghasilkan garis gaya merata setiap titik permukaannya. Bentuk melingkar (radial), juga menghasilkan garis gaya yang merata setiap titik permukaannya Gambar 5.30. c. Elektromagnet Elektromagnet adalah prinsip pembangkitan magnet dengan menggunakan arus listrik. Aplikasi praktisnya kita temukan pada pita tape recorder, motor listrik, speaker, relay dsb. Sebatang kawat yang diberikan listrik DC arahnya meninggalkan kita (tanda silang), maka disekeliling kawat timbul garis gaya magnet melingkar Gambar 5.31.
Gambar 5.31. Prinsip elektromagnetik
Gambar visual garis gaya magnet didapatkan dari serbuk besi yang ditaburkan disekeliling kawat beraliran listrik. Sebatang kawat posisi vertikal diberikan arus listrik DC searah panah, arus menuju keatas arah pandang (tanda titik). Garis gaya mahnet yang membentuk selubung berlapis lapis terbentuk sepanjang kawat Gambar 5.32. Garis gaya magnet ini tidak tampak oleh mata kita, cara melihatnya dengan serbuk halus besi atau kompas yang didekatkan dengan kawat penghantar tsb. Kompas menunjukkan bahwa arah garis gaya sekitar kawat melingkar.
151
Gambar 5.32. Garis magnet membentuk selubung seputar kawat berarus
Arah medan magnet disekitar penghantar sesuai arah putaran sekrup (James Clerk Maxwell, 1831-1879) Gambar 5.33. arah arus kedepan (meninggalkan kita) maka arah medan magnet searah putaran sekrup kekanan. Sedangkan bila arah arus kebelakang (menuju kita) maka arah medan magnet adalah kekiri.
Gambar 5.33. Prinsip putaran sekrup
Aturan sekrup mirip dengan hukum tangan kanan yang menggenggam, arah ibu jari menyatakan arah arus listrik mengalir pada kawat. Maka keempat arah jari menyatakan arah dari garis gaya elektromagnet yang ditimbulkan. Arah aliran arus listrik DC pada kawat penghantar menentukan arah garis gaya elektromagnet. Arah arus listrik DC menuju kita (tanda titik pada penampang kawat), arah garis gaya elektromagnet melingkar berlawanan arah jarum jam Gambar 34.
Gambar 5.34. Elektromagnetik sekeliling kawat
Ketika arah arus listrik DC meninggal kan kita (tanda silang penampang kawat), garis gaya elektromagnet yang ditimbulkan melingkar searah dengan jarum jam (sesuai dengan model mengencangkan sekrup). Makin besar intensitas arus yang mengalir semakin kuat medan elektro- magnet yang mengelilingi sepanjang kawat tersebut. 152
d. Elektromagnet pada Belitan Kawat Kawat penghantar bentuk bulat dialiri arus listrik I sesuai arah panah Gambar 35. Hukum tangan kanan dalam kasus ini, disekeliling kawat timbul garis gaya magnet yang arahnya secara gabungan membentuk kutub utara dan kutub selatan. Makin besar arus listrik yang melewati kawat makin kuat medan elektromagnetik yang ditimbulkannya. Jika beberapa belitan kawat digulungkan membentuk sebuah coil, jika dipotong secara melintang maka arah arus ada dua jenis. Kawat bagian atas bertanda silang (meninggalkan kita) dan kawat bagian bawah bertanda titik (menuju kita) Gambar 5.36. Hukum tangan kanan empat jari menyatakan arah arus I, arah ibu jari menunjukkan kutub utara magnet.
Gambar 5.35. Kawat melingkar berarus membentuk kutub magnet
Gambar 5.36. Belitan kawat membentuk kutub magnet
Hukum tangan kanan untuk menjelaskan terbentuknya garis gaya elektromagnet pada sebuah gulungan coil Gambar 5.37. Sebuah gulungan kawat coil dialiri arus listrik arahnya sesuai dengan empat jari tangan kanan, kutub magnet yang dihasilkan dimana kutub utara searah dengan ibu jari dan kutub selatan arah lainnya. Untuk menguatkan medan magnet yang dihasilkan pada gulungan dipasangkan inti besi dari bahan ferromagnet, sehingga garis gaya elektromagnet menyatu. Aplikasinya dipakai pada coil kontaktor atau relay.
Gambar 5.37. Hukum tangan kanan
153
e. Fluksi Medan Magnet Medan magnet tidak bisa kasat mata namun buktinya bisa diamati dengan kompas atau serbuk halus besi. Daerah sekitar yang ditembus oleh garis gaya magnet disebut gaya medan magnetik atau medan magnetik. Jumlah garis gaya dalam medan magnet disebut fluksi magnetik Gambar 5.38.
Gambar 5.38. Belitan kawat berinti udara
Menurut satuan internasional besaran fluksi magnetik (Φ) diukur dalam Weber, disingkat Wb yang didifinisikan : ”Suatu medan magnet serba sama mempunyai fluksi magnetik sebesar 1 weber bila sebatang penghantar dipotongkan pada garis-garis gaya magnet tsb selama satu detik akan menimbulkan gaya gerak listrik (ggl) sebesar satu volt”. Weber = Volt x detik [Φ] = 1 Vdetik = 1 Wb Belitan kawat yang dialiri arus listrik DC maka didalam inti belitan akan timbul medan magnet yang mengalir dari kutub utara menuju kutub selatan.
Gambar 5.39. Daerah pengaruh medan magnet
Pengaruh gaya gerak magnetik akan melingkupi daerah sekitar belitan yang diberikan warna arsir Gambar 5.39. Gaya gerak magnetik (Θ) sebanding lurus dengan jumlah belitan (N) dan besarnya arus yang mengalir (I), secara singkat kuat medan magnet sebanding dengan amper-lilit.
154
Θ = I . N [Θ] = Amper-turn Θ = Gaya gerak magnetik I = Arus mengalir ke belitan N = Jumlah belitan kawat
f. Kuat Medan Magnet Dua belitan berbentuk toroida dengan ukuran yang berbeda diameternya Gambar 5.40. Belitan toroida yang besar memiliki diameter lebih besar, sehingga keliling lingkarannya lebih besar. Belitan toroida yang kecil tentunya memiliki keliling lebih kecil. Jika keduanya memiliki belitan (N) yang sama, dan dialirkan arus (I) yang sama maka gaya gerak magnet (Θ = N.I) juga sama. Yang akan berbeda adalah kuat medan magnet (H) dari kedua belitan di atas.
Gambar 5.40. Medan magnet pada toroida
Persamaan kuat medan magnet: I.N H A H m Im Im H = Kuat medan magnet lm = Panjang lintasan Θ = Gaya gerak magnetik I = Arus mengalir ke belitan N = Jumlah belitan kawat H
I.N 0,1A.5000 2.500A / m Im 0,2m
g. Kerapatan Fluk Magnet Efektivitas medan magnetik dalam pemakaian sering ditentukan oleh besarnya “kerapatan fluk magnet”, artinya fluk magnet yang berada pada permukaan yang lebih luas kerapatannya rendah dan intensitas medannya lebih lemah Gambar 5.41. Pada permukaan yang lebih sempit kerapatan fluk magnet akan kuat dan intensitas medannya lebih tinggi.
155
Gambar 5.41. Kerapatan fluk magnet
Kerapatan fluk magnet (B) atau induksi magnetik didefinisikan sebagai fluk persatuan luas penampang. Satuan fluk magnet adalah Tesla. B V .s2 Wb2 T B A m m B = Kerapatan medan magnet Φ = Fluk magnet A = Penampang inti Contoh: Belitan kawat bentuk inti persegi 50mm x 30 mm, menghasilkan kuat medan magnet sebesar 0,8 Tesla. Hitung besar fluk magnetnya. Jawaban : B
B.A 0,08Tx 0,03m 1,2mWb A
3. Dasar Listrik Arus Bolak Balik a. Prinsip Pembangkitan Listrik AC Listrik AC dihasilkan dari hasil induksi elektromagnetik Gambar 5.42, sebuah belitan kawat yang berdekatan dengan kutub magnet permanen. Kutub permanen diputar pada sumbunya, maka diujung-ujung belitan timbul tegangan listrik yang ditunjukkan oleh penunjukan jarum Voltmeter. Jarum Voltmeter bergoyang kearah kanan dan kekiri, ini menunjukkan satu waktu polaritasnya positif, satu waktu polaritasnya negatif. Gambar 5.42. Prinsip pembangkitan listrik AC Generator AC sederhana Gambar 43, terdiri stator dengan belitan
156
kawat dan rotor dengan dua kutub. Saat rotor diputar satu putaran dan ujung belitan diukur dengan voltmeter dihasilkan tegangan AC satu periode. Bentuk tegangan sinusoida dan fluk magnet berbeda phasa 900.
Gambar 5.43. generator AC dua kutub
Berikut ini konstruksi sederhana generator AC dengan rotor empat kutub Gambar 5.44. Saat rotor diputar satu putaran, ujung belitan diukur tegangan dengan Voltmeter. Setiap satu putaran rotor dihasilkan dua siklus tegangan sinusoida. Jika frekuensi diinginkan 50 Hz, maka rotor dalam satu detik harus berputar 25 putaran/detik, atau kalau satu menit 60 detik, maka rotor harus berputar sebanyak 1500 putaran/menit.
Gambar 5.44. Generator AC empat kutub
Kutub permanen utara dan kutub selatan menghasilkan garis fluk magnet Gambar 5.45. Belitan kawat dengan poros yang ujung-ujungnya disambungkan dengan dua cincin putar. Ketika poros diputar, belitan kawat akan memotong garis fluk magnet, sesuai dengan hukum tangan kiri Flemming maka pada ujungujung cincin akan timbul tegangan yang terukur oleh Voltmeter. Bentuk tegangan berupa gelombang sinus.
Gambar 5.45. Prinsip generator AC
Prinsip generator sederhana sebuah koil, bila didekatnya digerakgerakan magnet permanen, pada ujung koil terukur arus bolak-balik. 157
Prinsip generator AC sesui kaidah tangan kiri Flemming, belitan kawat dalam loop tertutup yang dipotong oleh garis gaya magnet, pada ujung belitan kawat akan timbul ggl induksi. Bentuk gelombang AC bisa berupa gelombang sinusioda, gelombang kotak, gelombang pulsa dsb. b. Prinsip Dasar Listrik AC Arus listrik bolak balik (Alternating Current, AC) dihasilkan oleh pembangkit listrik AC, yaitu generator AC. Sumber tegangan AC Gambar 5.46 a dihubungkan dengan Voltmeter dan Osiloskop untuk melihat bentuk gelombang AC. Listrik AC satu phasa memiliki bentuk gelombang sinusoida Gambar 46b dalam satu siklus periode memiliki nilai positif dan nilai negatif. Nilai maksimum di hitung dari puncak ke puncak.
Gambar 5.46. Satu siklus
Persamaan frekuensi listrik AC:
f
1 T
T
1 f
f 1 1Hz s
f : frekuensi (Hz) T : periode (detik) 1 Hertz = 1 Periode per detik 1 Kilohertz = 1 kHz = 1.000 Hz = 103 Hz 1 Megahertz = 1 MHz = 1.000.000 Hz = 106 Hz Contoh: Frekuensi PLN diketahui f = 50 Hz, hitung besarnya periode? Jawaban :
158
f
1 1 1 ; T T f 50Hz
1 1 50. s
0,02s 2mili det ik
Listrik AC dihasilkan oleh sumber tegangan AC berupa generator AC atau generator fungsi (funtion generator). Pada frekuensi 50 Hz, dalam satu detik terjadi perubahan siklus positif negatif sebanyak 50 kali, dalam satu menit rotor akan berputar 3000 Rpm c. Prinsip Gelombang Sinusoida Menjelaskan terbentuknya gelombang sinusoida Gambar 5.47, dari sebuah lingkaran dibagi menjadi 8 bagian dengan sudut 450 (3600/8). Satu putaran lingkaran disebut satu periode T. Mulai dari sudut 00 (0/T); 450(T/8); 900(T/4); 1350(3T/8); 1800(T/2); 2250(5T/8); 2700(3T/4); 3150(7T/8) dan 3600(8T/8).
Gambar 5.47. Pembentukan gelombang sinusoida Dari kuadran garis tegak dan garis lurus, dibagi juga menjadi delapan bagian sama dengan membagi lingkaran, yaitu: 00 (0/T); 450(T/8); 900(T/4); 1350(3T/8); 1800(T/2); 2250(5T/8); 2700(3T/4); 3150(7T/8) dan 3600(8T/8). Berikutnya memproyeksikan antara titik-titik sudut pada lingkaran dengan titiktitk di garis kuadrant, misalnya titik sudut 450 dengan 450, titik sudut 1800 dengan 1800; titik sudut 1700 dengan titik sudut 1750 dan seterusnya sampai sudut terakhir. Tarik garis lengkung dari sudut 00; 450; 900; 1350; 1800; 2250; 2700; 3150dan 3600, hasilnya sebuah bentuk grafik sinusoida. Gambar 5.48. Proyeksi lingkaran ke garis kuadran
159
B G 0 B G 0 .2rad 2rad 360 360
B t
G
B .3600 2rad
2 2 .f T
αB = (rad). αG = (gradien) ω = kecepatan sudut (rad) t = waktu (detik) T = periode f = frekuensi
Satu siklus/periode terjadi dalam 3600 atau 2πradian. Polaritas pada setiap setengah periode akan berbalik. Harga maksimum terjadi pada 900 dan 2700. Harga nol terjadi pada 00 dan 1800.
d. Frekuensi dan Panjang Gelombang Frekuensi adalah jumlah periode dalam satu detik. PLN memiliki frekuensi 50 Hz, artinya dalam satu detik memiliki 50 periode. Frekuensi memiliki panjang gelombang Gambar 5.49 dengan satuan (meter). Panjang gelombang dihitung berdasarkan konstanta kecepatan cahaya: 300.000 km/detik.
Gambar 5.49. Panjang gelombang Persamaan panjang gelombang: m c s1 m f s : panjang gelombang (m) c : konstanta kecepatan cahaya, 300.000 km/detik f : frekuensi (Hz) 160
Contoh: Frekuensi radio FM 100 Mhz panjang gelombangnya sebesar: c 300.106 3meter f 100.106 Frekuensi adalah jumlah periode dalam satu detik. PLN memiliki frekuensi 50 Hz, gelombang radio frekuensi orde Mega Hertz. Panjang gelombang, dihitung berdasarkan kecepatan cahaya, 300.000 km/detik. saat e. Harga Sesaat Gelombang sinusoida Gambar 5.50 dibuat dalam bentuk diagram lingkaran dan gelombang sinusoida. Diagram lingkaran terbagi menjadi delapan bagian yang setiap segmen besarnya 450 (3600/8), yaitu dititk 00, 45, 900, 1350, 1800, 2250, 2700, 3150, 3600.
Gambar 5.50. Harga sesaat gelombang sinusoida Dengan memutar lingkaran berlawanan jarum jam maka dapat dibuat gelombang sinusoida yang memiliki dua sumbu, sumbu tegak dan sumbu mendatar. Sumbu mendatar terbagi menjadi delapan titik, yaitu: 00 (0/T); 450(T/8); 900(T/4); 1350(3T/8); 1800(T/2); 2250(5T/8); 2700(3T/4); 3150(7T/8) dan 3600(8T/8). Tabel 5.1 Harga Sesaat Tegangan Sinusoida Derajat 0 45 90 135 180 225
Sin α 0 0,707 1,00 0,707 0 -0,707
Tegangan 0 0,707 1,00 0,707 0 -0,707 161
270 315 360
-1,00 -0,707 0
-1,00 -0,707 0
Harga sesaat dari gelombang sinusoida untuk suatu sudut putaran dinyatakan : u = û.sin α = û.sin (ω.t) i = î.sin α = î.sin (ω.t) u, i = harga sesaat tegangan, arus û, î = harga maksimum tegangan, arus ω = kecepatan sudut (radian) ᵠ = besarnya sudut Contoh: Gelombang sinusoida bervariasi dari 0 hingga 100 Volt (maksimum). Hitung besarnya tegangan sesaat pada sudut 300, 450,900, 2700 dari satu periode? Jawaban: u = Um. sin(ω.t) = Um sin α = 100 sin α Pada sudut: → 300 = 100 sin 300 = 100. 0,5 = 50 Volt 450 = 100 sin 450 = 100. 0,707 = 70,7 Volt 900 = 100 sin 900 = 100. 1,0 = 100 Volt 2700 = 100 sin 2700= 100. -1.0 = -100 Volt Satu siklus/periode terjadi dari 00 sampai 3600 atau 2π radian Polaritas pada setiap setengah periode akan berbalik, dari positif menuju ke negatif. Harga maksimum terjadi pada 900 dan 2700 Harga nol terjadi pada 00 dan 1800 f. Harga Rerata Harga rata-rata dari tegangan atau arus bolak balik diperoleh dengan menghitung rata-rata harga sesaat, didapat dengan menghitung dari setengah periode saja. Tabel 5.2 Harga rata-rata gelombang sinusoida Derajat 1 2 3 4 5 6
Sudut α 150 300 450 600 750 900
Sin α 0,26 0,5 0,717 0,87 0,97 1,00 162
7 8 9 10 11 12
1050 1200 1350 1500 1650 1800
0,97 0,87 0,71 0,50 0,26 0,00 Jumlah 7,62 Harga rerata = 7,62/12=0,636
Persamaan harga rata-rata: Urata-rata = Um. 0,636 I rata-rata = Im. 0,636 Contoh: Tegangan bolak balik memiliki tegangan maksimum 100 Volt. Hitung besarnya tegangan rata-rata dalam satu periode? Jawaban : urata-rata = Um. 0,636 = 100 V x 0,636 = 63,6 Volt 3.2 Harga rata-rata gelombang sinusoida, yaitu 0,636 harga maksimum. g. Harga Efektif Harga efektif Gambar 5.51 dari suatu tegangan/ arus bolak balik (AC) adalah sama dengan besarnya tegangan/arus searah (DC) pada suatu tahanan, di mana keduanya menghasilkan panas yang sama. Tegangan PLN 220 V merupakan tegangan efektif, bukan harga tegangan sesaat dan bukan pula harga tegangan maksimum.
Gambar 5.51. Prinsip harga efektif gelombang sinusoida
163
Gambar 5.52. Nilai puncak, nilai efektif gelombang sinusoida. Peff = 0,5. ṕ Peff = Ueff. Ieff Peff = Ieff2. R
Ieff2.R = o,5. Im2. R I eff2 = 0,5. Im2
Ieff 0,5. i 2
ṕ = î2.R
1 2 i .i 2 2
Tabel 5.3 Harga efektif gelombang sinusoida Derajat Sudut α Sin α Sin2 α 1 150 0,26 0,07 0 2 30 0,5 0,25 0 3 45 0,717 0,50 0 4 60 0,87 0,75 0 5 75 0,97 0,93 0 6 90 1,00 1,00 7 1050 0,97 0,93 8 1200 0,87 0,75 0 9 135 0,71 0,50 0 10 150 0,50 0,25 0 11 165 0,26 0,07 0 12 180 0,00 0,00 Jumlah 6,00 Harga efektif =
6 0,707 12
Untuk menghitung tegangan dan arus efektif pada gelombang sinusoida gambar3.12 diperoleh. U = U eff =
I = I eff =
Um 0,707Um 2
Im 0,707.Im 2
164
U = Ueff Tegangan efektif (V) I = Ieff Arus efektif (A) Im = Arus maksimum (A) Um = Tegangan maksimum (V) Contoh: Tegangan bolak balik sebesar 24 V berbentuk gelombang sinusoida, hitung besarnya tegangan maksimum, tegangan maksimum ke maksimum. Jawaban : a) Um = 2.U = 2.24V = 34 Volt b) Um - m = 2.Um = 2.34V = 68 Volt Harga efektif suatu tegangan/arus bolak balik adalah sama besarnya dengan tegangan/arus DC pada suatu tahanan, akan menghasilkan panas yang sama. Harga efektif gelombang sinusoida besarnya 0,707 dari harga maksimum tegangan/arus 4. Komponen Pasif dalam Listrik AC a. Resistor Dalam Tegangan Ac Untuk menjelaskan pergeseran phasa Gambar 5.53a sebuah sumber tegangan bolak-balik G dirangkai dengan sebuah Kapasitor C = 1 µF dan Resistor R = 100 Ω. Dengan osiloskop dua kanal probe Y1 dan probe Y2 disambungkan untuk melihat bentuk gelombang pergeseran phasa. Sumber tegangan bolak-balik diset sebesar U, diujung tahanan R akan terukur drop tegangan sebesar Uw.
Gambar 5.53. Rangkaian resistor listrik AC
Osiloskop dua kanal dengan probe Y1 untuk mengukur drop tegangan tahanan R sebesar Uw dan probe Y2 untuk tegangan U Gambar 5.53b. Ternyata tegangan di rangkaian sebesar U dan drop tegangan ditahanan R sebesar Uw bergeser sudut 165
phasanya sebesar = 450. Kapasitor C menyebabkan pergeseran phasa sebesar dengan tegangan Uw mendahului (leading) terhadap tegangan U. Jika Kapasitor C diganti dengan induktor L, yang terjadi adalah pergeseran phasa dimana drop tegangan di induktor terbelakang (lagging) sebesar . Pergeseran phasa terjadi ketika tahanan R dirangkai seri dengan kapasitor dan dipasang pada sumber tegangan bolak balik Kapasitor menyebabkan pergeseran phasa dimana tegangan drop di kapasitor mendahului (leading) terhadap tegangan sumbernya. Induktor menyebabkan pergeseran phasa arus tertinggal (lagging) terhadap tegangan sumbernya. b. Kapasitor dalam Rangkaian Listrik AC Kapasitor memiliki sifat melewatkan arus bolak balik. Function generator diset frekuensi 1 Hz dihubungkan dengan Voltmeter, Ampermeter dan sebuah Kapasitor 10 µF. Tegangan sumber U dan tegangan di ujung Kapasitor UC akan dilalui arus sebesar IbC Gambar 5.54.
Gambar 5.54. Kapasitor pada sumber listrik AC Besarnya reaktansi kapasitif XC:
Xc
UBC 1 I .C
UbC = Tegangan Kapasitor, (V) I = Arus, (A) XC = Reaktansi kapasitif, (�) = Kecepatan sudut. (radian) C = Kapasitor Rangkaian Kapasitor dengan reaktansi XC diberikan sumber tegangan AC 50 Hz, maka akan mengalir arus sebesar I dan pada ujung Kapasitor akan terukur drop tegangan sebesar UbC Gambar 5.55a. Diagram lingkaran dengan jari-jari lingkaran luar drop tegangan UbC, dan jari-jari lingkaran dalam besarnya arus i Gambar 5.55b. Bentuk gelombang tegangan dan arus beban Kapasitor, tampak bahwa arus i yang melewati Kapasitor mendahului (leading) terhadap tegangan UbC sebesar 900. 166
Gambar 5.55. Gelombang tegangan dan arus beban Kapasitor Nilai reaktansi Kapasitor berbanding terbalik dengan frekuensi (XC=1/2.π.f.C). Artinya pada frekuensi rendah, nilai reaktansi kapasitansi besar. Ketika frekuensi dinaikkan, reaktansi kapasitansi nilainya akan menurun Gambar 5.56. Gambar 5.56. Nilai kapsitansi fungsi frekuensi
Nilai reaktansi Kapasitor berbanding terbalik dengan kapasitansinya (XC= 1/ 2.π.f.C). Semakin besar nilai farad Kapasitor maka reaktansinya makin kecil, sebaliknya makin kecil nilai faradnya makin besar nilai reaktansi kapasitifnya.
Xc
1 1 .C 2 . f .C
Contoh: Kapasitor 1 F, dihubungkan dengan frekuensi 50 Hz. Hitung nilai reaktansi kapasitifnya. Jawaban:
Xc
1 1 .C 2 .f .C
1 3,186 1 6 s 2 .50 .1.10 s
Reaktansi kapasitif (XC) perbanding terbalik dengan frekuensi Makin besar frekuensi nilai reaktansi kapasitif menurun, pada frekuensi rendah nilai reaktansi kapasitif meningkat.
167
c. Induktor dalam Rangkaian Listrik AC Bila sebuah kumparan yang induktansinya L Henry dihubungkan dengan sumber tegangan AC, maka kumparan tersebut menghasilkan ggl lawan. Inti induktor dapat dari bahan ferromagnet, ferrit. Besaran reaktansi induktor XL Gambar 5.57, meningkat berbanding lurus dengan kenaikan frekuensi dan satuan reaktansi induktor Ohm.
Gambar 5.57. Hubungan XL dan f
Rangkaian induktor XL dihubungkan sumber tegangan AC 50 Hz, pada ujung induktor drop tegangan UbL Gambar 5.58a. Diagram lingkaran memiliki dua lingkaran, lingkaran luar dengan jari-jari arus i, lingkaran dalam dengan jari-jari drop tegangan induktor UbL, antara arus dan tegangan beda phasa = 900 Gambar 5.58b. Bentuk gelombang arus i dan drop tegangan induktor UbL, arus i dijadikan referensi dari 00 sampai 3600. drop tegangan UbL mendahului arus i sebesar = 900 Gambar 5.58c.
Gambar 5.58. Bentuk gelombang tegangan dan arus beban Induktor Persamaan induktor :
XL
UbL .L 2 .f .L I
UbL = Drop tegangan (V) I = Arus efektif (A) XL = Reaktansi indutif (�) = Kecepatan sudut (radian) L = Induktor (henry) f = Frekuensi (Hz) 168
Contoh: Induktor murni sebesar 10,8 H, dihubungkan dengan sumber tegangan AC 340 sin 314t. Tentukan besarnya arus sesaat. Jawaban:
XL
U bL . .f .L I
U U msint 340 sin314t
314rad / det XL Im
UbL .L 314.10,8H 3400 I
Um 340V 0,1A X L 3.400
Arus tertinggal sebesar 900 ( /2 rad), jadi besarnya arus sesaat: i = 0,1 sin (314t- /2) A Reaktansi Induktif (XL) perbanding lurus dengan frekuensi Makin besar frekuensi nilai reaktansi induktif meningkat, pada frekuensi rendah nilai reaktansi induktif akan menurun. Drop tegangan induktor mendahului 900 terhadap arus.
d. Beban Impedansi Beban listrik dikenal tahanan R, Kapasitor C atau induktor L. Beban Kapasitor dan induktor jarang digunakan sendiri, yang umum adalah tahanan R digabungkan dengan Kapasitor C atau induktor L Gambar 5.59. Impedansi (Z) adalah gabungan tahanan R dengan induktor L atau gabungan R dengan Kapasitor C.
Gambar 5.59. Beban impedansi
169
Persamaan impedansi:
Z
U I
Z V
A
Z = Impedansi (Ω) U = Tegangan efektif (V) I = Arus efektif (A) Contoh: Sumber tegangan bolak-balik 100 V, dirangkaikan dengan beban impedansi Z dan menarik arus 80 mA. Hitung besarnya impedansi?
Jawaban: Besarnya impedansi:
Z
U 100V 1,25k I 80mA
Impedansi (Z) merupakan gabungan antara resistor R dengan komponen induktor (XL) atau kapasitor (XC). 5. Komponen Elektronika Pasif Dan Aktif a. Komponen Pasif Komponen pasif adalah komponen elektronika yang dalam pengoperasiannya tidak memerlukan sumber tegangan atau sumber arus tersendiri. Adapun yang termasuk komponen pasif antara lain: 1) RESISTOR Resistor adalah suatu komponen elektronika menghambat arus listrik. Resistor dapat dibagi menjadi dua, yaitu :
yang
fungsinya
untuk
a) Resistor Tetap Resistor tetap adalah resistor yang memiliki nilai hambatan yang tetap. Resistor memiliki batas kemampuan daya misalnya : 1/16 watt, 1/8 watt, 1/4 watt, 1/2 watt dsb. Artinya resitor hanya dapat dioperasikan dengan daya maksimal sesuai dengan kemampuan dayanya.
170
Gambar 5.60. Contoh Resistor Untuk mengetahui nilai hambatan suatu resistor dapat dilihat atau dibaca dari warna yang tertera pada bagian luar badan resistor tersebut yang berupa gelang warna. Tabel 5.4 Kode Warna Resistor
Keterangan. Cara menggunakan Tabel 1 adalah sebagai berikut: 1. Kolom warna (colour) menunjukkan warna pita pada resistor. Supaya mudah dihafal maka dapat diringkas menjadi hi-co-me-ji-ku-hi-bi-u-a-pu, ditambah dengan emas, perak, yaitu kepanjangan dari hitam – coklat – merah – jingga (orange) – kuning – hijau – biru – ungu – abu-abu – putih – emas – perak. 2. Kolom ke 1, 2 dan 3 adalah pita resistansi yang menunjukkan angka resistansi. 171
3. Kolom ke 4 (MULTIPLIER) adalah pita resistor yang menunjukkan nilai resistansi namun dikalikan dengan nilai pada pita ke 1, 2 dan 3. 4. Kolom pita ke 5 adalah pita resistor yang menunjukkan nilai toleransi. 5. Untuk membedakan resistor dengan 5 pita dengan pita terakhir adalah toleransi dan 5 pita dengan pita terakhir adalah reliabilitas adalah dengan melihat jarak pita terakhir. Jika jaraknya sama dengan pita kelima adalah reliabilitas dan jika jaraknya sama dengan pita yang lain maka kelima adalah toleransi. 6. pita pertama suatu resistor adalah yang paling dekat dengan ujung resistor. Contoh pembacaan kode warna resistor yang digunakan pada buku ini: 1. Resistor 1 kΩ ± 1% Coklat Hitam 1 0 Resistor 1 kΩ ± 5% Coklat Hitam 1 0
Hitam 0
Merah x 102
2. Resistor 33 kΩ ± 1% Orange Orange Hitam 3 3 0 x 102 Resistor 33 kΩ ± 5% Orange Orange 3 3 x 103 3. Resistor 47 kΩ ± 1% Kuning Ungu 4 7
Hitam 0
Resistor 47 kΩ ± 5% Kuning Ungu 4 7
Coklat X10
Merah
Orange
Merah x
102
Orange x
103
Coklat 1%
Emas 5%
Coklat 1% Coklat 5%
Coklat 1%
Emas 5%
b) Resistor yang Tidak Tetap (Variabel) Ialah resistor yang nilai hambatannya atau resistansinya dapat diubah-ubah. Jenisnya antara lain : hambatan geser, trimpot dan potensiometer. Yang banyak digunakan ialah trimpot dan potensimeter. b.1) Potensiometer Resistor yang nilai resistansinya dapat diubah-ubah dengan memutar poros yang telah tersedia. Potensiometer pada dasarnya sama dengan trimpot secara fungsional.
172
Gambar 5.61. simbol dan bentuk fisik Potensiometer
b.2) Trimpot Resistor yang nilai resistansinya dapat diubah-ubah dengan cara memutar porosnya dengan menggunakan obeng. Untuk mengetahui nilai hambatan dari suatu trimpot dapat dilihat dari angka yang tercantum pada badan trimpot tersebut.
Gambar 5.62. simbol dan bentuk fisik Trimpot 2) KAPASITOR Kapasitor adalah suatu komponen elektronika yang dapat menyimpan dan melepaskan muatan listrik atau energi listrik. Kemampuan untuk menyimpan muatan listrik pada kapasitor disebut dengan kapasitansi atau kapasitas. Seperti halnya hambatan, kapasitor dapat dibagi menjadi : a) Kapasitor Tetap Kapasitor tetap merupakan kapasitor yang mempunyai nilai kapasitas yang tetap. Simbol kapasitor seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah ini.
Gambar 5.63. Simbol Kapasitor 173
Kapasitor dapat dibedakan dari bahan yang digunakan sebagai lapisan diantara lempeng-lempeng logam yang disebut dielektrikum. Dielektrikum tersebut dapat berupa keramik, mika, mylar, kertas, polyester ataupun film. Pada umumnya kapasitor yanng terbuat dari bahan diatas nilainya kurang dari 1 mikrofarad (1µF). Satuan kapasitor adalah Farad, dimana 1 farad = 103 mF = 106 μF = 109 nF =1012 pF. Untuk mengetahui besarnya nilai kapasitas atau kapasitansi pada kapasitor dapat dibaca melalui kode angka pada badan kapasitor tersebut yang terdiri dari 3 angka. Angka pertama dan kedua menunjukkan angkaatau nilai, angka ketiga menunjukkan faktor pengali atau jumlah nol, dan satuan yang digunakan ialah pikofarad (pF). Contoh : Pada badan kapasitor tertulis angka 103 artinya nilai kapasitas dari kapasitor tersebut adalah 10x103 pF = 10 x 1000 pF = 10nF = 0,01 ìF. Kapasitor tetap yang memiliki nilai lebih dari atau sama dengan 1ìF adalah kapasitor elektrolit (elco). Kapasitor ini memiliki polaritas (memiliki kutub positif dan kutub negatif) dan biasa disebutkan tegangan kerjanya. Misalnya: 100µF 16 V artinya elco memiliki kapasitas 100µF dan tegangan kerjanya tidak boleh melebihi 16 volt.
Gambar 5.64. Simbol dan Fisik kapasitor b) Kapasitor Tidak Tetap Kapasitor tidak tetap adalah kapasitor yang memiliki nilai kapasitansi atau kapasitas yang dapat diubah-ubah. Kapasitor ini terdiri dari : b.1) Kapasitor Trimer Kapasitor yang nilai kapasitansinya dapat diubah-ubah dengan cara memutar porosnya dengan obeng.
174
Gambar 5.65. Simbol dan Bentuk Fisik Trimer
b.2) Variabel Capasitor (Varco) Kapasitor yang nilai kapasitansinya dapat diubah-ubah dengan memutar poros yang tersedia. (bentuk menyerupai potensiometer)
Gambar 5.66. Simbol Variabel Capasitor 3) DIODA (PN Junction) Dioda merupakan suatu semikonduktor yang hanya dapat menghantar arus listrik dan tegangan pada satu arah saja. Bahan pokok untuk pembuatan dioda adalah Germanium (Ge) dan Silikon/Silsilum (Si). Dioda terdiri dari : a) Dioda Kontak Titik Dioda ini dipergunakan untuk mengubah frekuensi tinggi menjadi frekuensi rendah. Contoh tipe dari dioda ini misalnya; OA 70, OA 90 dan 1N 60.
Gambar 5.67. Simbol Dioda b) Dioda Hubungan Dioda ini dapat mengalirkan arus atau tegangan yang besar hanya satu arah. Dioda ini biasa digunakan untuk menyearahkan arus dan tegangan.
175
Dioda ini memiliki tegangan maksimal dan arus maksimal, misalnya Dioda tipe 1N4001 ada 2 jenis yaitu yang berkapasitas 1A/50V dan 1A/1 00V. Simbol dioda hubungan sama dengan simbol dioda kontak titik. c) Dioda Zener Dioda Zener adalah dioda yang bekerja pada daerah breakdown atau pada daerah kerja reverse bias. Dioda ini banyak digunakan untuk pembatas tegangan. Tipe dari dioda zener dibedakan oleh tegangan pembatasnya. Misalnya 12 V, ini berarti dioda zener dapat membatasi tegangan yang lebih besar dari 12 V atau menjadi 12 V.
Gambar 5.68. Simbol dan Bentuk Fisik Dioda Zener d) Dioda Pemancar Cahaya (LED) LED adalah kepanjangan dari Light Emitting Diode (Dioda Pemancar Cahaya). Dioda ini akan mengeluarkan cahaya bila diberi tegangan sebesar 1,8 V dengan arus 1,5 mA. LED banyak digunakan sebagai lampu indikator dan peraga (display).
Gambar 5.69. Simbol dan Bentuk fisik LED b. Komponen Aktif Komponen aktif adalah komponen elektronika yang dalam pengoperasiannya memerlukan sumber arus atau sumber tegangan tersendiri. Yang termasuk komponen aktif antara lain :
176
1) TRANSISTOR Transistor memiliki dua jenis yaitu: Transistor Bipolar dan Transistor Unipolar. Transistor Bipolar adalah transistor yang memiliki dua persambungan kutub, transistor Unipolar adalah transistor yang hanya memiliki satu buah persambungan kutub. Transistor biasa terdiri dari 3 buah kaki yang masing-masing diberi nama: emitor, basis dan kolektor. Transistor bipolar dapat diibaratkan dengan dua buah dioda yang tergambar pada gambar.
Gambar 5.70. Simbol dan Bentuk Fisik Transistor Untuk mengetahui kaki-kaki transistor lebih mudah dengan melihat data book transistor yang mencantumkan kaki-kaki transistor. Dan untuk mengetahui kaki-kaki transistor dengan menggunakan multitester akan dibahas pada bab II. Transistor unipolar adalah FET (Field Effect Transistor) yang terdiri dari JFET kanal N, JFET kanal P, MOSFET kanal N, dan MOSFET kanal P.
Gambar 5.71. Simbol dan Bentuk Fisik Transistor Unipolar
2) THYRISTOR Thyristor disebut juga dengan SCR (Silicon Controlled Rectifier) dan banyak digunakan sebagai saklar elektronik. Gambar diskrit dan simbol SCR ditunjukkan dengan gambar dibawah ini :
177
Gambar 5.72. Simbol dan Bentuk Fisik THYRISTOR Thyristor ini akan bekerja atau menghantar arus listrik dari anoda ke katoda jika pada kaki gate diberi arus kearah katoda, karenanya kaki gate harus diberi tegangan positif terhadap katoda. Pemberian tegangan ini akan menyulut thyristor, dan ketika tersulut thyristor akan tetap menghantar. SCR akan terputus jika arus yang melalui anoda ke katoda menjadi kecil atau gate pada SCR terhubung dengan ground. a) Karakteristik Thyristor Karakteristik thyristor ditunjukkan pada gambar dibawah ini
Gambar 5.73. karakteristik Thyristor
178
Pada gambar di atas memperlihatkan bahwa thyristor mempunyai 3 keadaan. Pada daerah pertama (I), terlihat bahwa thyristor berperilaku seperti dioda biasa, dimana keadaan ini, tidak ada arus yang mengalir sampai dicapainya tegangan reverse (Vr). Sedangkan pada daerah kedua (II), terlihat bahwa arus yang tetap tidak akan mengalir sampai dicapainya batas tegangan penyalaan (Vbo). Apabila tegangan mencapai tegangan penyalaan, maka tiba-tiba tegangan akan jatuh menjadi kecil dan ada arus yang mengalir. Pada saat ini thyristor akan mulai konduksi (menghantar) dan ini adalah merupakan daerah tiga (III). Arus yang terjadi pada thyristor yang dalam keadaan konduksi dapat disebut sebagai arus genggam (Ih = Holding Current), arus genggam (Ih) ini mempunyai orde mA. Untuk membuat thyristor kemballi OFF (tidak menghantar), dapat dilakukan dengan menurunkan arus thyristor tersebut sedikit dibawah arus genggam (Ih) nya dan thyristor tidak akan ON (menghantar) kembali sebelum diberi tegangan penyalaan (Vbo). b) TRIAC (Trioda AC Switch) TRIAC merupakan komponen thyristor dua arah yang sebenarnya terdiri dari dua buah SCR (Silicon Controlled Rectifier) yang gerbangnya digabungkan menjadi satu atau terhubung anti paralel, seperti diperlihatkan pada Gambar 74.
(a) Struktur
(b). Ekivalen SCR
(c). Simbol
Gambar 5.74. Gambar TRIAC Karakteristisk TRIAC pada dasarnya hampir sama dengan karakteristik SCR seperti yang terlihat pada Gambar 75, baik besaran179
besaran pembatas (arus, tegangan thermis, dll) maupun besaran arus tegangan (Ih) kecuali batas tegangan reverse yang tidak terdapat pada TRIAC.
Gambar 5.75. Karakteristik TRIAC TRIAC dapat dipandang sebagai saklar elektronik untuk tegangan dan arus bolak-balik. TRIAC mampu memblokir tegangan pada kedua arahnya dan mampu juga mengalirkan arus pada kedua arahnya.
Tabel 5 daerah TRIAC dan Polaritasnya (Vg) TERMINAL T1 G T2
I + +
KWADRAN II III + Titik referensi
IV + -
Misalkan TRIAC bekerja pada kwadran I, maka arus akan mengalir dari T1 ke T2. TRIAC akan lebih baik dan sensitif bila dioperasikan pada kwadran I dan kwadran III, dengan pulsa dioperasikan pada kwadran I dan kwadran III, dengan pulsa trigger positif atau trigger negatif. Keadaan yang berbahaya bagi TRIAC adalah pada operasi beban induktif, sebab arus TRIAC akan nol tetapi VT1-T2 tidak sama dengan nol. Oleh karena itu rangkaian snubber juga diperlukan untuk membatasi dV/dt saat arus TRIAC sama dengan nol. 6. TRANDUCER Tranducer adalah pengoperasian kerja suatu rangkaian yang lebih mudah diukur atau dikendalikan oleh besaran listrik, yaitu tegangan dan arus dimana terjadi perubahan dari suatu besaran ke besaran lainnya. Adapun komponen elektronika yang termasuk ke dalam tranducer ialah : 180
a. LDR (Light Dependent Resistance) Yaitu resistor yang dapat berubah-ubah nilai resistansinya jika permukaannya terkena cahaya. Kondisinya ialah jika terkena cahaya nilai resistansinya kecil,sedangkan jika tidak terkena cahaya (kondisi gelap) maka nilai resistansinya besar.
Gambar 5.76. Simbol dan Bentuk Fisik LDR 8. Sifat-Sifat Komponen Elektronika Pasif Dan Aktif a. Kondensator/kapasitor Pada dasarnya kapasitor terdiri dari dua buah penghantar yang saling tersekat, penyekat didalam kapasitor disebut dielektrika.
Gambar 5.77. konstruksi kapasitor tabung berisikan cairan dielektrik amonia Dielektrika dapat terbuat dari bahan: a. Kertas b. Polyster c. Ceramic d. Tantalum e. Mika Jadi nama kapasitor tergantung jenis bahan dielektrikanya, adapun kegunaan kapasitor untuk: 181
a. Menyimpan muatan b. Menahan arus DC c. Menruskan arus AC 1) Kapasitor berjajar Beberapa kapasitor dapat dihubungkan paralel (gambar ... ), kapasitor total lebih besar. Cp = C1 + C2 + C3 + ...
Ctotal
Gambar 5.78. simbol kapasitor berjajar 2) kapasitor berderet (seri) kapasitor-kapasitor yang berderet, kapasitasnya menjadi kecil. Dari pernyataan tersebut dapat diuraikan dalam persamaan dibawah ini. + .....
Gambar 5.79. simbol kapasitor berderet (seri) i.
a. Aplikasi kapasitor pembagi tegangan
C1
V1
V C2
V2
C2 V1 = ------------------
xE C1 + C2 182
C1 V2 = ------------------
xE C1 + C2
ii. Penahan Arus DC
V
Xc
Jadi untuk arus DC kapasitor seolah terbuka sehingga arus DC tidak bisa lewat. 3) Dioda a) Penyearah Gelombang Penuh a.1) Konfigurasi Bridge Untuk meningkatkan dc level yang diperoleh dari input sinusoidal sebanyak 100% kita dapat menggunakan rangkaian penyearah gelombang penuh. Konfigurasi yang sangat terkenal adalah konfigurasi Bridge atau jembatan, dengan menggunakan 4 buah dioda dengan penyearah seperti pada Gambar 5.80 berikut.
Gambar 5.80. penyearah setengah gelombang Rangkaian diatas akan menghasilkan output V0 yang akan digunakan dalam konversi dari ac ke dc yang banyak digunakan dalam rangkaian-rangkaian elektronika. Selama interval t = 0 →T/2 mengakibatkan dioda ON, dioda selanjutnya dapat diganti dengan rangkaian ekivalen model idealnya, sehingga outputnya bias diperoleh proses di atas dapat digambarkan seperti gambar di bawah ini.
183
Gambar 5.81. Daerah Dioda Konduksi (0 – T/2) Selanjutnya, selama perioda T/2 → T polaritas dari input Vi berubah mengakibatkan dioda tidak bekerja (OFF), berikut penggambaran prosesnya.
Gambar 5.82. Daerah Dioda Non Konduksi (T/2 – T) Sinyal output V0 mempunyai nilai rata-rata selama satu siklus penuh dan dapat dihitung dengan persamaan berikut
Berikut adalah gambar input dan output rangkaian penyearah ½ gelombang
Gambar 5.83. Sinyal Input dan Output Rangkaian Penyearah ½ Gelombang Selain menggunakan model ideal kita juga dapat menggunakan kedua model lain.
184
4) Penguat Operasional a) Dasar-dasar Penguat Operasional Penguat operasional (op-amp) adalah suatu blok penguat yang mempunyai dua masukan dan satu keluaran. Opamp biasa terdapat di pasaran berupa rangkaian terpadu (integrated circuit-IC).
Gambar 5.84. Rangkaian dasar penguat operasiaonal Gambar 5.84. menunjukkan sebuah blok opamp yang mempunyai berbagai tipe dalam bentuk IC. Dalam bentuk paket praktis IC seperti tipe 741 hanya berharga beberapa ribu rupiah. Seperti terlihat pada gambar 3.1, opamp memiliki masukan tak membalik v+ (non-inverting), masukan membalik v-(inverting) dan keluaran vo. Jika isyarat masukan dihubungkan dengan masukan membalik (v-), maka pada daerah frekuensi tengah isyarat keluaran akan “berlawanan fase” (berlawanan tanda dengan isyarat masukan). Sebaliknya jika isyarat masukan dihubungkan dengan masukan tak membalik (v+), maka isyarat keluaran akan “sefase”. Sebuah opamp biasanya memerlukan catu daya 15 V. Dalam menggambarkan rangkaian hubungan catu daya ini biasanya dihilangkan. Data keadaan ideal opamp dan kinerja IC 741 seperti terlihat pada Tabel 5.6. Idealnya, jika kedua masukan besarnya sama, maka keluarannya akan berharga nol dan tidak tergantung adanya prubahan sumber daya, yaitu
di mana A berharga sangat besar dan tidak tergantung besarnya beban luar yang terpasang. Tabel 5.6. Sifat ideal dan data yang sebenarnya dari opamp IC 741.
185
Keterangan. Tegangan ofset masukan (input offset voltage) Viomenyatakan seberapa jauh v+dan v- terpisah untuk mendapatkan keluaran 0 volt. Arus offset masukan (input offset current) menyatakan kemungkinan seberapa berbeda kedua arus masukan. Arus panjar masukan (input bias current) memberi ukuran besarnya arus basis (masukan). Harga CMRR menjamin bahwa output hanya tergantung pada (v+) - (v-), walaupun v+ dan vmasing-masing berharga cukup tinggi. Untuk menghindari keluaran yang berosilasi, maka frekuensi harus dibatasi, unity gain frequency, memberi gambaran dari data tanggapan frekuensi. Ini hanya berlaku untuk isyarat-kecil saja karena untuk isyarat yang besar penguat mempunyai keterbatasan nilai. b) Penguatan Tak-Membalik (Non-Inverting Amplification) Opamp dapat dipasang sebagai penguat tak membalik seperti Gambar 5.82-a. Terlihat bahwa masukan diberikan pada v-
(a) (b) Gambar 5.85. Rangkaian penguat operasional tak membalik Op-amp tersebut berfungsi sebagai
dan selanjutnya kita dapat menuliskan untuk penjumlah (S) dan penguat ujung tunggal (A) seperti pada gambar 5.82-b.
Dari pembagi tegangan kita mempunyai
Jadi terlihat bahwa Gambar 85-a adalah salah satu contoh dari penguat balikan yang kita pelajari pada bab sebelumnya, dengan
Dengan demikian kita dapat menuliskan penguat lingkar tertutup sebagai
186
Karena A sangat besar maka
Kita dapat memperoleh persamaan terakhir dengan cepat dengan menggunakan metode hubung singkat maya vs = vf (karena A sangat besar) Jadi
Kita dapat membuat bentuk khusus penguat tak mambalik secara sederhana seperti diperlihatkan pada Gambar 5.86.
Gambar 86. Rangkaian khusus penguat operasional tak membalik dengan metode hubung singkat maya diperoleh
Jadi penguat seperti terlihat pada Gambar 86 menghasilkan penguatan + 1. Rangkaian ini sangat menguntungkan karena kita dapat memperoleh suatu penguat dengan hambatan masukan yang sangat tinggi (10-1012 ) dengan hambatan keluaran sangat rendah (10-3 - 10-1 ), yaitu mendekati kondisi ideal. Rangkaian ini disebut rangkaian pengikut (follower), suatu bentuk peningkatan dari penguat pengikut emitor. Jadi penguat ini berfungsi sebagai penyangga (buffer) dengan penguatan = 1. Sebagai gambaran pada Tabel 5.7 diperlihatkan kinerja rangkaian pengikut dan rangkaian pengikut emitor.
187
Tabel 5.7. Kinerja rangkaian pengikut dan rangkaian pengikut emitor
Dalam praktek untuk penguat operasional tak-membalik, besarnya frekuansi 3 dB BW penguatan lingkar tertutup G diberikan oleh GxBW = frekuensi penguatan - tunggal Jadi jika kita menggunakan penguat dengan frekuensi penguatan tunggal 1 MHz, kita dapat memperoleh lebar tanggapan frekuensi sebesar 1 MHz.
Gambar 5.87. Penguat tak-membalik dengan masukan nol Efek dari Vio (tegangan offset masukan) pada kondisi panjar penguat, tidak terlalu sulit untuk diperkirakan. Perhatikan penguat tak-membalik dengan masukan nol seperti diperlihatkan pada gambar 3.4. Agar diperoleh keluaran sebesar kira-kira 0 volt, kedua masukan harus berbeda sebesar Vio, yaitu
Dari pembagi potensial dapat diperoleh
dan juga
Biasanya untuk amplifier dengan penguatan 100´ mungkin akan memiliki keluaran sebesar 200 mV untuk masukan nol volt. Jika arus masukan tidak dapat diabaikan (seperti diasumsikan di atas), analisis di atas harus dimodifikasi sebagai pembagi tegangan yang terbebani arus masukan IB, dimana 188
Perlu juga dicoba untuk menghubungkan + V ke tanah tidak dengan hubung singkat melainkan dengan hambatan R1 paralel dengan R2 . Arus sebesar IB juga mengalir lewat hambatan tersebut, efek dari suku kedua pada persamaan 3.9 dapat dihilangkan. Dengan demikian akan diperoleh .
c) Penguat Membalik (Inverting Amplifier) Pada penguat membalik sumber isyarat dihubungkan dengan masukan membalik sedangkan masukan positif ditanahkan seperti terlihat pada Gambar 88.
Gambar 5.88. Penguat operasional membalik Pada Gambar 5.88 terlihat bahwa sebagian dari keluaran diumpankan kembali ke masukan melalui Rf. Penguat ini termasuk penguat pembalik negatif. Penguatan dari rangkaian ini dapat ditentukan sebagai berikut. Kita berasumsi bahwa arus i tidak melalui masukan, jadi arus i yang lewat Ri dan Rf . Kita mempunyai
dari ketiga persamaan di atas diperoleh
………..
189
selanjutnya diperoleh
Biasanya A berharga sangat besar (katakan sebesar 105) sehingga Vo/A berharga sangat kecil dibandingkan dengan Vo dan Vs. Kita dapatkan penguatan lingkar tertutup
ternyata secara sederhana hanya merupakan perbandingan kedua hambatan yang dipasang. Kita dapat menggunakan metode tanah-maya untuk mendapatkan hasil seperti pada persamaan 3.14. Karena masukan positif ditanahkan, maka terminal masukan negatif juga ditanahkan maya (walaupun tidak terdapat penghubung lansung ke tanah). Kita memiliki
Dan juga
Daftar Pustaka Bela G. Liptak. (1982). Instrumentasi Engineers Handbook, Chilton Book Company. Edminister, J.A & M. Nahvi. (1996). Schaum Outline Series of Electric Ciscuit, 3rd ed. New York: McGraw Hill. Hyatt W.H & J.E. Kemerly. (1988). Rangkaian Listrik 1 dan 2, Alih Bahasa Pantur Silaban, Edisi V. Jakarta: P.T. Erlangga. Kristono.(1993). Elektronika Praktis, PT. Pradnya Paramita. Lowenberg, Edwin C. (1983). Theory and Problems Electronic Circuit. Singapore: MacGraw-Hill InternationalBook Company. Louis Nashelsky.(1992). Electronics devices and Circuit Theory, Prentice-Hall International, Inc. M.E, Van Valkenburg.(1982). Analog Filter Design, Holt-Sounders International Edition. Nur Kholis.( 2008). Elektronika dan Robotika Muatan Lokal SMA, edisi pertama. Sears dan Zemansky. (1991). Fisika untuk Universitas II Listrik dan Magnet (saduran Soemitro). Jakarta: Binatjipta.
190
Siswoyo. (2008). Teknik Listrik Industri Jilid 1, 2, 3. Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional. Sutanto.(1987). Mikroelektronika Sistem Digital dan rangkaian Analog, Penerbit Erlangga. Utomo, Pristiadi. (2008). Konsep Dasar Listrik Dinamis. Jakarta: Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional. A. Lembar Kerja Kapasitor dan Induktor B. Alat dan Bahan 1. Modul percobaan kapasitor dan inductor 2. Generator fungsi 3. Osiloskop 4. Catu daya 5. 2 buah Multi meter 6. Kabel penghubung 12 buah 7. Stopwatch C. Keselamatan dan Kesehatan Kerja Hati-hati dengan arus dan tegangan 220 volt D. Langkah Kerja 1. Kapasitansi a. Buat rangkaian seperti Gambar 5.89, atur suplai tegangan variabel arus sebesar 10 Volt. b. Naikkan posisi saklar, catat tegangan saat proses pengisian (charging) dalam selang waktu t = 0 detik sampai t = 60 detik (ditentukan asisten).
Gambar 89
191
c. Ubah posisi sakelar ke bawah, amati proses pembuangan (discharging) pada voltmeter catat besar tegangan yang terjadi dalam selang waktu t = 0 detik sampai t = 60 detik. 2. Hubungan Seri dan Paralel Kapasitor a.
Buat rangkaian seperti Gambar 5.90.
Gambar 90
b. Atur generator fungsi pada frekuensi 200 Hz dan amplitudo tegangan 5 volt-ptp, (bentuk gelombang persegi). c. Amati bentuk gelombang yang terjadi pada osiloskop dan gambarkan pada kertas milimeter blok, hitung konstanta waktunya. d. Ubah frekuensi generator menjadi 20 Hz, dengan mengunakan resistor 10 kΩ. Gambarkan bentuk gelombangnya pada milimeter blok, hitung konstanta waktunya. 3. Induktansi a. Buat rangkaian seperti Gambar 5.91.
Gambar 91
b. Atur fungsi generator menjadi gelombang persegi 100 H, amplitudo 5 voltptp (probe Y1) c. Amati gelombang arus pada probe Y2. d. Gambarkan hasil pengamatan pada milimeter blok, dan hitung konstanta waktunya.
192
4. Kapasitansi Dalam Rangkaian Arus Bolak-Balik. a. Buat rangkaian separti Gambar 92.
Gambar 92
b. c. d.
e.
f.
Atur fungsi generator pada gelombang sinusoidal dengan frekuensi 400 Hz, Amplitudo keluaran harus tetap sebesar 5 volt-ptp. Catat besar arus yang terjadi (probe Y2), amati dan gambar bentuk gelombang arus (Y2) dan tegangan (Y1-ptp). Ulangi pengamatan untuk frekuensi 10 kHz,dengan tegangan keluaran diatur tetap 5 volt-ptp. Catat besar serta gambarkan bentuk gelombang arus dan tegangan. Atur kembali fungsi generator menjadi 400 Hz, lepaskan hubungan resistor 1 kΩ dan hubungkan dengan kapasitor 100 nF. Catat besar serta gambarkan bentuk gelombang arus dan tegangan. Ulangi percobaan untuk frekuensi 4 kHz.
E. Lembar Latihan 1. Jika kuat arus dalam sepotong kawat penghantar = 2 ampere, berapakah banyaknya muatan listrik yang mengalir melalui penampang kawat penghantar tersebut selama 1 menit? (q = 120 coulomb) 2. Jika sebuah kawat penghantar listrik dialiri muatan listrik sebesar 360 coulomb dalam waktu 1 menit, tentukan kuat arus listrik yang melintasi kawat penghantar tersebut! (I = 360/60 = 6 A) 3. Berapa kuat arus yang mengalir pada rangkaian berikut ini? a. (I =
4/10 x 5 A=2 A) Gambar rangkaian lampu dan ampermeter
193
4. Arus sebesar 5 amper mengalir dalam penghantar metal, berapa coulomb besar muatan q yang berpindah selama 1 menit? 5. Berapa besar kuat arus listrik yang memindahkan muatan 30 coulomb melalui sebuah penghantar tiap menit? 6. Apa yang dinamakan dengan komponen aktif dan komponen pasif ? 7. Sebutkan beberapa komponen yang tergolong komponen aktif dan pasif. 8. Apa yang disebut dengan sensor dan transduser, dan sebutkan macammacamnya.
B. Elektronika Digital B.1. Sistem Bilangan 1. Lembar Informasi Sistem bilangan (number sistem) adalah suatu cara untuk mewakili besaran dari suatu item fisik. Sistem bilangan yang banyak dipergunakan oleh manusia adalah sistem biilangan desimal, yaitu sistem bilangan yang menggunakan 10 macam simbol untuk mewakili suatu besaran. Sistem ini banyak digunakan karena manusia mempunyai sepuluh jari untuk dapat membantu perhitungan. Lain halnya dengan komputer, logika di komputer diwakili oleh bentuk elemen dua keadaan yaitu off (tidak ada arus) dan on (ada arus). Konsep inilah yang dipakai dalam sistem bilangan binary yang mempunyai dua macam nilai untuk mewakili suatu besaran nilai. Selain sistem bilangan biner, komputer juga menggunakan sistem bilangan oktal dan hexadesimal. Berikut akan dijelaskan teori bilangan. Bilangan Desimal Sistem ini menggunakan 10 macam simbol yaitu 0,1,2,3,4,5,6,7,8,dan 9. Sistem ini menggunakan basis 10. Bentuk nilai ini dapat berupa integer desimal atau pecahan. Integer desimal : adalah nilai desimal yang bulat, misalnya 8598 dapat diartikan : 8 x 103 = 8000 5 x 102 = 500 9 x 101 = 90 8 x 100 = 8 8598 position value/palce value absolute value Absolute value merupakan nilai untuk masing-masing digit bilangan, sedangkan position value adalah merupakan penimbang atau bobot dari
194
masing-masing digit tergantung dari letak posisinya, yaitu nernilai basis dipangkatkan dengan urutan posisinya. Pecahan desimal : Adalah nilai desimal yang mengandung nilai pecahan dibelakang koma, misalnya nilai 183,75 adalah pecahan desimal yang dapat diartikan : 1 x 10 2 8 x 10 1 3 x 10 0 7 x 10 –1 5 x 10 –2
= 100 = 80 = 3 = 0,7 = 0,05 183,75
Bilangan Biner Sistem bilangan biner menggunakan 2 macam simbol bilangan berbasis 2 digit angka, yaitu 0 dan 1. Berikut pembobotan bilangan biner
Contoh bilangan 1001 dapat diartikan : 1001 1x20 =1 0x21 =0 0x22 =0 1x23 =8 10 (10) Operasi aritmetika pada bilangan Biner: a. Penjumlahan Dasar penjmlahan biner adalah : 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=0 dengan carry of 1, yaitu 1 + 1 = 2, karena digit terbesar biner 1, maka harus dikurangi dengan 2 (basis), jadi 2 – 2 = 0 dengan carry of 1 contoh : 1111 10100 + 100011
195
b.
Pengurangan
Bilangan biner dikurangkan dengan cara yang sama dengan pengurangan bilangan desimal. Dasar pengurangan untuk masing-masing digit bilangan biner adalah : 0-0=0 1-0=1 1-1=0 0–1=1 dengan borrow of 1, (pijam 1 dari posisi sebelah kirinya). Contoh : 11101 1011 10010 c. Perkalian Dilakukan sama dengan cara perkalian pada bilangan desimal. Dasar perkalian bilangan biner adalah : 0x0=0 1x0=0 0x1=0 1x1=1 Contoh: Desimal 14 12 x 28 14 + 168
Biner 1110 1100 x 0000 0000 1110 1110 + 10101000
d. Pembagian Pembagian biner dilakukan juga dengan cara yang sama dengan bilangan desimal. Pembagian biner 0 tidak mempunyai arti, sehingga dasar pemagian biner adalah : 0:1=0 1:1=1
196
Contoh: 5
Desimal / 125 \ 25 10 25 25 0
Biner 101 / 1111101\ 11001 101 101 101 0101 101 0
Bilangan Oktal Sistem bilangan Oktal menggunakan 8 macam simbol bilangan berbasis 8 digit angka, yaitu 0 ,1,2,3,4,5,6,7. Position value sistem bilangan octal adalah perpangkatan dari nilai 8. Contoh : 12(8) = …… (10) 2x80 =2 1x81 =8 10 Jadi 10 (10) Operasi Aritmetika pada Bilangan Oktal a. Penjumlahan Langkah-langkah penjumlahan octal : tambahkan masing-masing kolom secara desimal o o rubah dari hasil desimal ke octal o tuliskan hasil dari digit paling kanan dari hasil octal o kalau hasil penjumlahan tiap-tiap kolom terdiri dari dua digit, maka digit paling kiri merupakan carry of untuk penjumlahan kolom selanjutnya. Contoh : Desimal 21 87 + 108
Oktal 25 127 + 154 5 10 + 7 10 = 12 10 = 14 8 2 10 + 2 10 + 1 10 = 5 10 = 5 8 1 10 = 1 10 = 1 8
197
b. Pengurangan Pengurangan Oktal dapat dilakukan dengan cara yang sama dengan pengurangan bilangan desimal. Contoh : Desimal 108 87 21
Oktal 154 127 25 48 -78 + 8 8 (borrow of) = 5 8 5 8 - 2 8- 1 8 =28 1 8 -18 = 08
c. Perkalian Langkah – langkah : - kalikan masing-masing kolom secara desimal - rubah dari hasil desimal ke octal - tuliskan hasil dari digit paling kanan dari hasil octal - kalau hasil perkalian tiap kolol terdiri dari 2 digit, maka digit paling kiri merupakan carry of untuk ditambahkan pada hasil perkalian kolom selanjutnya. Contoh : Desimal 14 12 x 28 14 + 168
Oktal 16 14 x 70 4 10 x 6 10 = 24 10 = 30 8 4 10 x 1 10 + 3 10 = 7 10 = 7 8 16 14 x 70 16 1 10 x 6 10 1 10 x 1 10
= 6 10 = 6 8 = 1 10 = 1 8
16 14 x 70 16 + 250 7 10 + 6 10 = 13 10 = 15 8 1 10 + 1 10 = 2 10 = 2 8
198
d. Pembagian Desimal 12 / 168 \ 14 12 48 48 – 0
Oktal 14 / 250 \ 16 14 110 110 0
14 8 x 1 8 = 14 8 14 8 x 6 8 = 4 8 x 6 8 = 30 8 1 8 x 6 8= 6 8 + 110 8
Bilangan Hexadesimal Sistem bilangan Oktal menggunakan 16 macam simbol bilangan berbasis 8 digit angka, yaitu 0 ,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E dan F. Dimana A = 10, B = 11, C= 12, D = 13 , E = 14 dan F = 15 Position value sistem bilangan octal adalah perpangkatan dari nilai 16. Contoh : C7(16) = …… (10)
7 x 16 0 C x 16 1
= 7 = 192 199
Jadi 199 (10) Operasi Aritmetika Pada Bilangan Hexadesimal a. Penjumlahan Penjumlahan bilangan hexadesimal dapat dilakukan secara sama dengan penjumlahan bilangan octal, dengan langkah-langkah sebagai berikut : Langkah-langkah penjumlahan hexadesimal : - tambahkan masing-masing kolom secara desimal - rubah dari hasil desimal ke hexadesimal - tuliskan hasil dari digit paling kanan dari hasil hexadecimal - kalau hasil penjumlahan tiap-tiap kolom terdiri dari dua digit, maka digit paling kiri merupakan carry of untuk penjumlahan kolom selanjutnya. Contoh : Desimal 2989 1073 + 4062
Hexadesimal BAD 431 + FDE D 16 + 1 16 = 13 10 + 110 = 14 10 = E 16 A 16 + 3 16 = 10 10 + 3 10 = 13 10 =D 16 B16 + 4 16 = 1110 + 4 10 = 15 10 = F 16
199
b. Pengurangan Pengurangan bilangan hexadesimal dapat dilakukan secara sama dengan pengurangan bilangan desimal. Contoh : Desimal 4833 1575 3258
Hexadesimal 12E1 627 CBA 16 10 (pinjam) + 1 10 - 710 = 10 10 = A 16 14 10 - 7 10 - - 1 10 (dipinjam) = 11 10 =B 16 1610 (pinjam) + 2 10 - 610 = 12 10 = C 16 1
10
– 1 10 (dipinjam) 0 10 = 0 16
c. Perkalian Langkah – langkah : - kalikan masing-masing kolom secara desimal - rubah dari hasil desimal ke octal - tuliskan hasil dari digit paling kanan dari hasil octal - kalau hasil perkalian tiap kolol terdiri dari 2 digit, maka digit paling kiri merupakan carry of untuk ditambahkan pada hasil perkalian kolom selanjutnya. Contoh: Desimal 172 27 x 1204 344 + 4644
Hexadesimal AC 1B x 764 C 16 x B 16 =12 10 x 1110= 84 16 A16 x B16 +816 = 1010 x 1110+810=7616 AC 1B x 764 AC C16 x 116 = 1210 x 110 =1210=C16 A16 x 116 = 1010 x110 =1010=A 16 AC 1B x 764 AC + 1224 616 + C16 = 610 + 1210 = 1810 =12 16 716+A16 +116 = 710 x 1010 + 110=1810 = 1216
200
d. Pembagian Contoh : Desimal 27 / 4646 \ 172 27194 189 – 54 54 – 0
Hexadesimal 1B / 1214 \ AC 10E 1B16xA16 = 2710x1010=27010= 10E16 144 1441B 16 x C16 = 2710 x 10 10 = 3240 10 0 = 14416
Konversi Bilangan Konversi bilangan adalah suatu proses dimana satu sistem bilangan dengan basis tertentu akan dijadikan bilangan dengan basis yang lain. Konversi dari bilangan Desimal 1. Konversi dari bilangan Desimal ke biner Yaitu dengan cara membagi bilangan desimal dengan dua kemudian diambil sisa pembagiannya. Contoh : 45 (10) = …..(2) 45 : 2 = 22 + sisa 1 22 : 2 = 11 + sisa 0 11 : 2 = 5 + sisa 1 5 : 2 = 2 + sisa 1 2 : 2 = 1 + sisa 0
101101(2) ditulis dari bawah ke atas
2. Konversi bilangan Desimal ke Oktal Yaitu dengan cara membagi bilangan desimal dengan 8 kemudian diambil sisa pembagiannya Contoh : 385 ( 10 ) = ….(8) 385 : 8 = 48 + sisa 1 48 8 = 6 + sisa 0 601(8) 3. Konversi bilangan Desimal ke Hexadesimal Yaitu dengan cara membagi bilangan desimal dengan 16 kemudian diambil sisa pembagiannya
201
Contoh : 1583 ( 10 ) = ….(16) 1583 : 16 = 98 + sisa 15 96 : 16 = 6 + sisa 2 62F (16) Konversi dari sistem bilangan Biner 1. Konversi ke desimal Yaitu dengan cara mengalikan masing-masing bit dalam bilangan dengan position valuenya. Contoh : 1001 1x20 =1 0x21 =0 0x22 =0 1x23 =8 10 (10) 2. Konversi ke Oktal Dapat dilakukan dengan mengkonversikan tiap-tiap tiga buah digit biner yang dimulai dari bagian belakang. Contoh : 11010100 (2) = ………(8) 11 010 100 3 2 4 Begitu seterusnya untuk yang lain. 3. Konversi ke Hexademial Dapat dilakukan dengan mengkonversikan tiap-tiap empat buah digit biner yang dimulai dari bagian belakang. Contoh : 11010100 1101 0100 D
4
Konversi dari sistem bilangan Oktal 1. Konversi ke Desimal Yaitu dengan cara mengalikan masing-masing bit dalam bilangan dengan position valuenya.
202
Contoh : 12(8) = …… (10)
2x80=2 1 x 8 1= 8 10
Jadi 10 (10) 2. Konversi ke Biner Dilakukan dengan mengkonversikan masing-masing digit octal ke tiga digit biner. Contoh : 6502 (8) ….. = (2) 2 = 010 0 = 000 5 = 101 6 = 110 jadi 110101000010 3. Konversi ke Hexadesimal Dilakukan dengan cara merubah dari bilangan octal menjadi bilangan biner kemudian dikonversikan ke hexadesimal. Contoh : 2537 (8) = …..(16) 2537 (8) = 010101011111 010101010000(2) = 55F (16) Konversi dari bilangan Hexadesimal 1. Konversi ke Desimal Yaitu dengan cara mengalikan masing-masing bit dalam bilangan dengan position valuenya. Contoh : C7(16) = …… (10) 7 x 16 0 = C x 16 1
7 = 192 199
Jadi 199 (10) 2. Konversi ke Oktal Dilakukan dengan cara merubah dari bilangan hexadesimal menjadi biner terlebih dahulu kemudian dikonversikan ke octal. Contoh : 55F (16) = …..(8) 55F(16) = 010101011111(2) 010101011111 (2) = 2537 (8) 203
2. Lembar Pelatihan Kerjakan soal berikut dengan benar ! 1. Sebutkan dan jelaskan empat macam sistem bilangan ! 2. Konversikan bilangan berikut : a. 10101111(2) = ………….(10) b. 11111110(2) = ………….(8) c. 10101110101 = …………(16) 3. Konversi dari : a. ACD (16) = ………(8) b. 174 (8) = ……..(2) 4. BC1 2A x 5. 245 (8) : 24 (8) =……..(8)
B.2. Operasi Logika 1. Lembar Informasi Alat-alat digital dan rangkaian-rangkaian digital bekerja dalam sistem biner, yaitu semua variabel bernilai salah satu, 0 atau 1 (rendah atau tinggi). Karakteristik alat-alat digital yang seperti ini memungkinkan penggunaan aljabar Boolean sebagai suatu alat untuk menganalisis dan merancang sistem digital. Dalam Kegiatan Belajar 1 ini , kita akan belajar gerbang logika, yang merupakan rangkaian logika paling dasar, dan kita akan belajar bahwa operasi gerbang logika ini dapat digambarkan melalui aljabar Boolean. Gerbang AND Gerbang AND adalah salah satu gerbang dasar yang digunakan untuk membangun semua fungsi logika. Gerbang AND dapat memiliki dua atau lebih masukan dan menghasilkan sebuah perkalian logika. Istilah gerbang digunakan untuk menggambarkan rangkaian yang melaksanakan suatu operasi logika dasar. Gerbang AND terdiri dari dua atau lebih masukan dan satu keluaran, seperti ditunjukkan melalui simbol logika standar dengan dua masukan pada Gambar 5.92. Masukan (A dan B) berada di sebelah kiri dan keluaran (X) ada di sebelah kanan. Bentuk yang sama juga berlaku untuk operasi gerbang AND dengan lebih dari 2 masukan. Meskipun terdapat dua contoh simbol, namun simbol khusus yang ditunjukkan pada Gambar 2-1.a lebih banyak digunakan pada modul ini.
204
A B
X
(a) Simbol khusus
A
& X
B
(b) Simbol segi-empat
Gambar 5.92 Simbol logika standar gerbang AND dengan dua masukan (ANSI/IEEE Std. 91-1984). Operasi logika Gerbang AND Gerbang AND menghasilkan keluaran bernilai TINGGI („1‟) hanya apabila semua masukannya bernilai TINGGI. Ketika salah satu masukannya RENDAH („0‟), maka keluarannya juga RENDAH. Operasi ini berlaku juga untuk operasi gerbang AND dengan lebih dari 2 masukan. Ikhtisar untuk Operasi AND 1. Operasi AND dilakukan persis seperti perkalian biasa antara 1 dan 0. 2. Suatu keluaran sama dengan 1 hanya terjadi untuk kasus tunggal, yaitu pada saat semua masukan bernilai 1. 3. Keluaran bernilai 0 untuk setiap kasus yang salah satu masukannya atau lebih bernilai 0. Tabel Kebenaran Gerbang AND Operasi logika untuk gerbang dapat dijelaskan melalui tabel kebenaran yang mendaftar semua kombinasi masukan yang menghasilkan keluaran yang bersesuaian, seperti ditunjukkan pada Tabel 2-1 untuk dua masukan gerbang AND. Tabel kebenaran dapat dikembangkan untuk lebih dari dua masukan. Meskipun istilah TINGGI dan RENDAH ditujukan untuk menggambarkan level masukan dan keluaran secara fisik, namun dalam tabel kebenaran akan dituliskan dengan „1‟ dan „0‟, karena TINGGI ekivalen dengan 1 dan RENDAH ekivalen dengan 0. Seperti dijelaskan sebelumnya, untuk gerbang AND, dengan mengabaikan banyaknya input, keluaran akan TINGGI hanya jika semua masukan TINGGI. Tabel 5.8 Masukan Keluaran Tabel kebenaran untuk A B X gerbang AND 2 masukan. 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 Gerbang OR Gerbang OR juga merupakan salah satu gerbang dasar yang digunakan untuk membangun semua fungsi logika. Gerbang OR dapat memiliki dua atau lebih masukan dan menghasilkan sebuah pejumlahan logika. 205
Seperti halnya gerbang AND, gerbang OR terdiri dari dua atau lebih masukan dan satu keluaran, seperti ditunjukkan melalui simbol logika standar dengan dua masukan pada Gambar 5.93. Masukan (A dan B) berada di sebelah kiri dan keluaran (X) ada di sebelah kanan. Bentuk yang sama juga berlaku untuk operasi gerbang OR dengan lebih dari 2 masukan. Meskipun terdapat dua contoh simbol, tetapi simbol khusus yang ditunjukkan pada Gambar 2-5.a lebih banyak digunakan pada modul ini. A B
X
A
1
X
B
(a) Simbol khusus
(b) Simbol segi-empat
Gambar 5.93 Simbol logika standar gerbang OR dengan dua masukan (ANSI/IEEE Std. 91-1984). Operasi logika Gerbang OR Gerbang OR menghasilkan keluaran bernilai TINGGI („1‟), bila salah satu masukannya bernilai TINGGI („1‟). Dan keluarannya akan bernilai RENDAH („0‟), jika semua masukannya bernilai RENDAH („0‟). Operasi ini berlaku juga untuk operasi gerbang OR dengan lebih dari 2 masukan. Ikhtisar Operasi OR 1. Operasi OR menghasilkan hasil 1 apabila salah satu variabel masukannya ada yang berharga 1. 2. Operasi OR menghasilkan hasil 0 hanya apabila semua variabel masukannya berharga 0. 3. Pada operasi OR, 1 + 1 =1, 1 + 1 + 1 =1, dan seterusnya. Tabel Kebenaran Gerbang OR Tabel kebenaran untuk gerbang OR dengan dua masukan digambarkan pada Tabel 5.9, dengan mengabaikan banyaknya input, keluaran akan TINGGI, jika satu atau lebih masukannya TINGGI. Tabel 5.9 Tabel kebenaran untuk gerbang OR 2- masukan.
Masukan A B 0 0 0 1 1 0 1 1
Keluaran X 0 1 1 1
206
INVERTER Inverter menunjukkan operasi yang dinamakan inversi atau komplementasi. Inverter mengubah satu level logika ke level logika lawannya. Dalam istilah bit, mengubah bit „0‟ ke „1‟ atau „1‟ ke „0‟. Simbol logika standar untuk inverter seperti terlihat pada Gambar 2-8. 1
1
(a) Simbol khusus
(b) Simbol segi-empat
Gambar 5.94 Simbol logika standar gerbang inverter (ANSI/IEEE Std. 91-1984). Indikator Negasi dan Polaritas Indikator untuk negasi adalah „bubble‟ (o), yang menggambarkan suatu inversi atau komplementasi ketika dipasang di depan atau di belakang suatu gerbang logika, seperti terlihat pada Gambar 2-8a. Secara umum, masukan berada di sebelah kiri simbol logika, dan keluaran berada di sebelah kanan. Ketika berada di sisi masukan, bubble menunjukkan 0 yang aktif dimasukan. Ketika berada di sisi keluaran, bubble menunjukkan bahwa 0 yang aktif di keluaran. Indikator polaritas adalah sebuah segitiga ( ), yang menunjukkan inversi pada sisi masukan atau keluaran, seperti pada Gambar 2-8b. Ketika berada di sisi masukan, ini berarti level RENDAH yang aktif pada sisi masukan, dan ketika berada di sisi keluaran, berarti level RENDAH yang aktif pada sisi keluaran. Kedua indikator (bubble atau segitiga) dapat digunakan pada kedua simbol logika, baik simbol khusus atau simbol segi-empat. Tabel Kebenaran Inverter Inverter selalu hanya mempunyai masukan tunggal, dan tingkat logika keluarannya selalu berlawanan dengan tingkat logika masukannya, seperti terlihat dalam Tabel 5.10. Tabel 5.10 Tabel kebenaran inverter
Masukan RENDAH (0) TINGGI (1)
Keluaran TINGGI (1) RENDAH (0)
207
Gerbang NAND dan Gerbang NOR Gerbang NAND dan gerbang NOR lebih luas penggunaannya dibandingkan gerbang AND dan OR, karena masing-masing dapat digunakan untuk melaksanakan setiap pernyataan Boolean tanpa menggunakan gerbang lain. Gerbang NAND Gambar 5.95 menunjukkan simbol standar untuk gerbang NAND dua-masukan. Operasi gerbang NAND ekivalen dengan gerbang AND yang diikuti oleh sebuah inverter, sehingga pernyataan keluaran untuk tiap-tiap operasi adalah X A.B . Jadi, gerbang NAND pertama-tama melakukan operasi AND atas masukannya dan kemudian melakukan operasi NOT pada hasil operasi AND itu. Di sinipun tampak jelas juga bahwa urutan operasi tercermin dari simbol NAND. A B
X
A
A X
B
&
X
B
(b) Simbol segi-empat
(a) Simbol khusus
Gambar 5.95 Simbol logika standar gerbang NAND dengan dua masukan (ANSI/IEEE Std. 91-1984). Tabel kebenaran pada Tabel 2-7 menunjukkan bahwa keluaran gerbang NAND dalam tiap kasus merupakan inversi atas keluaran AND. Sedangkan keluaran AND TINGGI hanya apabila semua masukannya TINGGI. Operasi yang sama berlaku juga untuk gerbang NAND dengan lebih dari dua masukan. Tabel 5.11 Tabel kebenaran untuk gerbang NAND 2-masukan.
Masukan A B 0 0 0 1 1 0 1 1
Keluaran X 1 1 1 0
GERBANG NOR Gambar 5.96 menunjukkan simbol standar untuk gerbang NOR dua-masukan. Operasi gerbang NOR ekivalen dengan gerbang OR yang diikuti oleh sebuah inverter, sehingga pernyataan keluaran untuk tiap-tiap operasi adalah X A B . Dengan kata lain, gerbang NOR pertama-tama melakukan operasi OR pada masukannya dan kemudian melakukan operasi NOT pada hasil operasi OR. Hal ini mudah untuk mengingat karena simbol gerbang NOR persis sama dengan simbol OR dengan tambahan bubble pada keluarannya. Bubble ini seperti penjelasan di atas menyatakan operasi inversi.
208
A
X
B
A
1
A X
B
X
B
(a) Simbol khusus
(b) Simbol segi-empat
Gambar 5.97 Simbol logika standar gerbang NOR dengan dua masukan (ANSI/IEEE Std. 911984). Tabel kebenaran pada Tabel 5.12 menunjukkan bahwa keluaran gerbang NOR dalam tiap kasus merupakan kebalikan keluaran OR. Sedangkan keluaran NOR TINGGI hanya apabila semua masukannya RENDAH. Operasi yang sama berlaku juga untuk gerbang NOR dengan lebih dari dua masukan. Tabel 5.12 Tabel kebenaran untuk gerbang NOR masukan.
Masukan A B 0 0 0 1 1 0 1 1
Keluaran X 1 0 0 0
2-
Gerbang Eksklusif-OR Dan Gerbang Eksklusif-NOR Dua rangkaian logika khusus yang sering dijumpai dalam sitem digital adalah rangkaian gerbang eksklusif OR dan eksklusif NOR. Gerbang Eksklusif OR Perhatikanlah rangkaian logika Gambar 5.98a. Bentuk persamaan keluaran dari rangkaian ini adalah : X AB AB Tabel kebenaran yang menyertainya menunjukkan bahwa X = 1 untuk dua kasus: A = 0, B = 1 (suku AB ) dan A = 1, B = 0 (suku AB ). Dengan kata lain, rangkaian ini menghasilkan keluaran tinggi apabila kedua masukannya berada pada tingkat yang berlawanan. Rangkaian ini disebut eksklusif OR, yang seterusnya disingkat dengan EX-OR. A B
X AB AB
Masukan A B 0 0 0 1 1 0 1 1
Keluaran X 0 1 1 0
(a) Rangkaian EX-OR dan tabel kebenaran.
209
A B
X
A
=1 X
B
(b) Simbol khusus dan Simbol segi-empat gerbang EX-OR.
Gambar 5.98 Simbol logika standar gerbang EX-OR (ANSI/IEEE Std. 91-1984). Kombinasi khusus gerbang logika seperti ini sangat sering dijumpai dan sangat berguna dalam pemakaian tertentu. Rangkaian EX-OR diberi simbol logika standar seperti ditunjukkan pada Gambar 5.98b. Rangkaian EX-OR ini umumnya dikenal sebagai gerbang EX-OR, dan dapat dipandang sebagai sebuah jenis gerbang logika lain, di samping gerbang yang telah dibahas terdahulu. Gerbang EX-OR hanya mempunyai dua masukan; tidak ada gerbang EX-OR tiga masukan atau empat masukan. Dua masukan tersebut digabung sedemikian rupa sehingga X AB AB . Cara singkat yang kadang-kadang digunakan untuk menunjukkan bentuk persamaan keluaran EX-OR adalah: X A B . Di sini simbol menyatakan operasi gerbang EX-OR. Karakteristik gerbang EX-OR diikhtisarkan seperti berikut ini. 1. Hanya mempunyai dua masukan dan keluarannya adalah X AB AB A B 2. Keluarannya tinggi hanya apabila dua masukannya berada pada tingkat yang berlawanan. Gerbang Eksklusif-NOR Rangkaian eksklusif-NOR (disingkat EX-NOR) bekerjanya sepenuhnya berlawanan dengan rangkaian EX-OR. Gambar 5.99 menunjukkan rangkaian EXNOR dan tabel kebenaran yang menyertainya. Bentuk persamaan keluarannya adalah: X AB AB yang bersama-sama dengan tabel kebenarannya menunjukkan bahwa X akan 1 untuk dua kasus : A = B = 1 (suku AB) dan A = B = 0 (suku AB ). Dengan kata lain, rangkaian ini menghasilkan keluaran tinggi hanya apabila kedua masukannya berada pada tingkat yang sama. A B
X AB AB
Masukan A B 0 0 0 1 1 0 1 1
Keluaran X 1 0 0 1
(a) Rangkaian EX-NOR dan tabel kebenaran.
210
A B
X
A
=1
B
X
(b) Simbol khusus dan Simbol segi-empat gerbang EX-NOR.
Gambar 5.99 Simbol logika standar gerbang EX-NOR (ANSI/IEEE Std. 91-1984). Jelas bahwa keluaran rangkaian EX-NOR persis kebalikan dari keluaran rangkaian EX-OR. Simbol gerbang EX-NOR diperoleh hanya menambahkan bubble pada keluaran simbol EX-OR (Gambar 5.99b). Gerbang EX-NOR juga mempunyai dua masukan, dan gerbang ini menggabungkan kedua masukannya sedemikian rupa sehingga keluarannya adalah: X AB AB . Cara singkat untuk menunjukkan persamaan keluaran EX-NOR adalah X A B , yang merupakan kebalikan operasi EX-OR. Gerbang EX-NOR diikhtisarkan seperti berikut ini. 1. Hanya mempunyai dua masukan dan keluarannya adalah X AB AB A B 2. Keluarannya tinggi hanya apabila dua masukannya berada pada tingkat yang sama. 2. Lembar Pelatihan Pilihlah jawaban salah satu jawaban yang benar 1. Ketika masukan sebuah inveter adalah TINGGI (1), maka keluarannya adalah __________-. a. TINGGI atau 1 b. RENDAH atau 1 c. TINGGI atau 0 d. RENDAH atau 0 2. Sebuah Inverter menggambarkan sebuah operasi yang dikenal sebagai _____________. a. komplementasi b. pernyataan c. inversi d. jawaban a dan c benar
211
3. Keluaran gerbang AND dengan masukan A, B, dan C adalah TINGGI (1) ketika ____________. a. A = 1, B = 1, C = 1 b. A = 1, B = 0, C = 1 c. A = 0, B = 1, C = 1 d. A = 1, B = 1, C = 0 4. Keluaran gerbang OR dengan masukan A, B, dan C adalah TINGGI (1) ketika_____________. a. A = 1, B = 1, C = 1 b. A = 0, B = 1, C = 0 c. A = 0, B = 1, C = 1 d. Semua jawaban benar 5. Sebuah pulsa diaplikasikan pada gerbang NAND 2-masukan. Satu pulsa bernilai TINGGI pada saat t = 0 dan beralih ke kondisi RENDAH pada t = 1 ms. Pulsa yang lain bernilai TINGGI pada saat t = 0.8 ms dan beralih ke kondisi RENDAH pada saat t = 3 ms. Maka kondisi pulsa keluaran dapat digambarkan sebagai berikut. a. Kondisi RENDAH pada saat t = 0 dan kembali ke kondisi TINGGI pada saat t = 3 ms. b. Kondisi RENDAH pada saat t = 0. 8 ms dan kembali ke kondisi TINGGI pada saat t = 3 ms. c. Kondisi RENDAH pada saat t = 0.8 ms dan kembali ke kondisi TINGGI pada saat t = 1 ms. d. Kondisi TINGGI pada saat t = 0.8 ms dan kembali ke kondisi RENDAH pada saat t = 1 ms. 6. Sebuah pulsa diaplikasikan pada gerbang NOR 2-masukan. Satu pulsa bernilai TINGGI pada saat t = 0 dan beralih ke kondisi RENDAH pada t = 1 ms. Pulsa yang lain bernilai TINGGI pada saat t = 0.8 ms dan beralih ke kondisi RENDAH pada saat t = 3 ms. Maka kondisi pulsa keluaran dapat digambarkan sebagai berikut. a. Kondisi RENDAH pada saat t = 0 dan kembali ke kondisi TINGGI pada saat t = 3 ms. b. Kondisi RENDAH pada saat t = 0. 8 ms dan kembali ke kondisi TINGGI pada saat t = 3 ms. c. Kondisi RENDAH pada saat t = 0.8 ms dan kembali ke kondisi TINGGI pada saat t = 1 ms. d. Kondisi TINGGI pada saat t = 0.8 ms dan kembali ke kondisi RENDAH pada saat t = 1 ms. 7. Sebuah pulsa diaplikasikan pada gerbang EX-OR. Satu pulsa bernilai TINGGI pada saat t = 0 dan beralih ke kondisi RENDAH pada t = 1 ms. Pulsa yang lain bernilai TINGGI pada saat t = 0.8 ms dan beralih ke kondisi RENDAH pada 212
saat t = 3 ms. Maka kondisi pulsa keluaran dapat digambarkan sebagai berikut. a. Kondisi TINGGI pada saat t = 0 dan kembali ke kondisi RENDAH pada saat t = 3 ms. b. Kondisi TINGGI pada saat t = 0 dan kembali ke kondisi RENDAH pada saat t = 0.8 ms. c. Kondisi TINGGI pada saat t = 1 ms dan kembali ke kondisi RENDAH pada saat t = 3 ms. d. Jawaban b dan c benar. 8. Bentuk ekspresi persamaan keluaran X untuk gerbang EX-OR adalah ___________. a. X A B b. X = A + B c. X A B d. X A B
B.3. Rangkaian Sekuensial 1. Lembar Informasi Elektronika digital tidak dapat dipisahkan dengan kehidupan kita saat ini, hampir semua sector kehidupan kita sering ditemui elektronik digital mulai dari jam digital, CD digital, VCD, kontrol digital pada elavator, mesin penjual otomatis dsb. Permasalahan yang ada untuk rangkaian pengendali sederhana menggunakan logika dasar seperti gerbang AND, OR, NAND, NOR, EXOR atau kombinasi darinya adalah tidak adanya memori. Sehingga rangkaian memberikan aksi pada output setiap kali ada signal input, jadi tidak dapat memegang satu kondisi tertentu untuk melakukan aktivitas yang lebih komplek sehubungan dengan banyak perubahan input. Dalam sebuah sistem sangat diperlukan untuk memegang kondisi logika, oleh karena itu diperlukan pencatat logika. Berikut sebuah contoh rangkaian sistem penghitung:
Gambar 5.100. Operasi sistem Penghitung Digital 213
Adapun cara kerja sistem penghitung adalah sebagai berikut: • Ketika PB1 ditekan pulsa akan mengaktifkan penghitung dekade 74HCT190, penghitung menghasilkan bilangan dalam BCD melalui kombinasi output QA, QB, QC dan QD. • Output 74HCT190 disambungkan ke Lacth 74HCT75 yang fungsi untuk menyimpan data (D-FF). • Output Latch disambungkan ke 74HCT4511 yang berfungsi sebagai pengalih kode dari BCD ke 7 segmen, sehingga tampilan pada 7 segmen adalah berupa bilangan desimal. • Untuk menkondisikan tampilan nol dapat dilakukan dengan menkan tombol reset. Dari uraian tersebut kita dapat melihat contoh sederhana sebuah sistem digital yang dilengkapi dengan penyimpanan data yaitu melalui Flip-flop 74HCT75. 2. RS-Flip-Flop Mikrokontroler, mikroprosesor dan komputer memerlukan tempat penyimpanan data dalam biner 1 atau 0, untuk itu diperlukan rangkaian digital yang dapat melakukan tugas tersebut. Sebagai contoh sebuah komputer generasi 486 memerlukan 32 bit dan sebuah komputer generasi Pentium memerlukan 64 bit, yang berarti diperlukan tempat penyimpanan 64 tempat untuk nilai biner 0 atau 1. Tempat penyimpanan digital dalam melaksanakan proses digunakan rangkaian digital yang dikenal dengan nama Flip-flop, saat menerima input akan terjadi Flip yaitu output diset pada satu kondisi dan saat menerima input berikutnya terjadi Flop yaitu output diset kembali pada kondisi sebelumnya. Bergulingnya kondisi output diakibatkan oleh adanya perubahan kondisi kedua input, oleh karena itu kedua input disebut dengan Set dan Reset. Berikut merupakan rangkaian Flip-flop dengan menggunakan gerbang NAND dan menggunakan gerbang NOR, perbedaan dari kedua Flip-flop adalah pada NAND tidak diijinkan adanya Set = 0 dan Reset = 0, pada NOR tidak diijinkan adanya Set = 1 dan Reset = 1. Pada Flip-flop kondisi yang diinginkan adalah antara kedua output selalu memiliki nilai biner yang berlawanan, yaitu Q = 1 maka Q = 0 atau sebaliknya Q = 0 maka Q = 1 dengan demikian nilai biner dapat dipegang. Bergulingnya nilai 0 ke 1 atau 1 ke 0 pada output Flip-flop adalah berdasar Set dan Reset yang diberikan pada input (lihat pada tabel kebenaran).
214
Gambar 5.101. Flip-flop dengan gerbang NOR
Gambar 5.102. Flip-flop dengan gerbang NAND Berikut merupakan diagram pulsa untuk RS-Flip-flop:
Gambar 5.103. Diagram Pulsa RS-Flip-flop Dari Gambar 5.103 kita lihat saat t0-t1 R dan S pada kondisi High untuk output kita belum tahu kondisinya, saat t1 R diberi logika 0 untuk beberapa waktu dan Q akan tereset sedangkan Q menjadi High. Pada saat t2 input Set = 0 sehingga membuat Q = High yang berarti Flip-flop di Set.
215
2. Clocked RS-Flip-flop Rangkaian logika berikut menggambarkan RS-FF, hanya pada saluran R dan S kita gunakan sebuah saklar dimana salah satu R atau S selalu terhubung dengan ground dan padanya dipasang resistor 100K sebagai pull up. Dengan demikian kondisi output akan selalu pada kondisi diset atau direset, rangkaian ini dikenal dengan standar bistabil multivibrator karena begitu ada perubahan pada input akan langsung merubah kondisi output.
Gambar 5.104. Standar Bistabil Multivibrator Dalam rangkaian digital elektronik dibutuhkan adanya sinkronisasi antara satu bagian dengan bagian lainnya, untuk itu digunakan clocked Flip-flop yang mana perubahan pada input tidak dapat langsung merubah outputnya menunggu sampai adanya clock sinkronisasi. Clock ini merupakan signal referensi kerja sistem dan disebut clock pulsa.
Gambar 5.105. Clocked RS-Flip-flop Pada Gambar 5.105 terlihat dua input terminal R dan S, tetapi ada tambahan yaitu terminal E sebagai input Clock, proses Set terjadi bila S = High dan R = Low serta diberi pulsa Clock, bila R = High dan S = Low diberi pulsa Clock maka Flip-flop di reset. 3. D- Clocked Dan D-Latch Flip-flop Permasalahan RS-FF adanya kondisi input yang tidak diinginkan, untuk itu diperlukan sedikit modifikasi sehingga dapat digunakan sebagai dasar 1 bit memori yang dikenal dengan nama D Flip-flop.
216
Gambar 5.106. Clocked D flip-flop triger pada transisi ke positip Input D merupakan input kendali tunggal yang menentukan kondisi output FF sesuai dengan tabel diatas, dan kondisi ini dicapai bilamana clock input pada transisi positif seperti yang diilustrasikan pada Gambar 5.106c. Jadi setiap kali terjadi transisi positip pada input clock akan membuat perubahan pada output sesuai dengan data yang ada pada input dan pada transisi negatif pada clock tidak akan memberikan dampak apa-apa pada output. Namun demikian terdapat pula D flip-flop dengan perubahan input saat terjadi transisi negatif pada clock. Pada Gambar 5.106c dapat dilihat perubahan output akibat adanya clock pada transisi positif dan terlihat bahwa sinyal output sama dengan sinyal data yang dimasukan (D). Rangkaian D-FF dapat dibangun dari RS-FF atau JK-FF seperti Gambar berikut:
Gambar 5.107. Rangkaian D-FF dari RS dan JK-FF
217
Untuk aplikasi D-FF dapat dilihat pada Gambar 5.108 berikut:
Gambar 5.108. Contoh aplikasi D-FF Berikut ini merupakan D-Latch, yang rangkaiannya dibangun seperti pada Gambar 5.109 dan cara kerjanya sebagai berikut: 1. Ketika input clock Low pada input D tidak ada efek selama input Clear pada NAND FF tetap High. 2. Ketika input clock transisi ke High maka input D akan menghasilkan output sesuai dengan kondisi data pada D.
Gambar 5.109. Rangkaian D-FF dari gerbang dasar Berikut juga merupakan rangkaian D-FF menggunakan IC 7475:
Gambar 5.110. D-Flip-flop Pada saat E(enable) = High, input D akan memberikan dampak pada output atau dengan kata lain data D ditransfer ke output Q. Berdasar table kebenaran diatas berlaku aturan D-FF sebagai berikut: • Bila input D = High, maka output Q akan atau tetap High ketika Clock High. • Bila input D = Low, maka output Q akan atau tetap Low ketika Clock High. 218
• • • •
Bila E(enable) = Low, maka Q akan tetap seperti sebelumnya walaupun D berubah. Bila S = Low dan R = High, maka output Q akan High sedangkan E dan D tidak memberikan dampak pada output. Bila S = High dan R = Low, maka output Q akan Low sedangkan E dan D tidak memberikan dampak pada output. E dan D berdampak pada output manakala S = High dan R = High
Perbedaan antara clocked D-FF dan Latch D-FF adalah, untuk clocked DFF kondisi output berubah saat clock pada posisi pojok transisi dan output tidak berubah pada posisi clock yang lain. Sedangkan Latch D-FF output berubah sesuai dengan input D manakala input clock pada kondisi High. Apabila diinginkan input data langsung ditransfer ke output maka pada saluran E(enable) dihubungkan langsung ke +5 Volt atau selalu High, rangkaian ini disebut Transparan Latch.
Gambar 5.111. Transparan Latch 4. Edge Triggering Flip-flop Sistem Clock dalam digital adalah gelombang kotak (square wave), Flipflop melakukan pengujian terhadap clock gelombang kotak bila kondisinya High maka output baru akan berubah sesuai dengan kondisi input. Flip-flop tipe ini disebut dengan level-triggered flip-flop. Pada umumnya output flip-flop berubah ketika terdapat perubahan Clock, flip-flop yang memiliki sistem ini disebut dengan Edge Triggering Flip-flop. Sistem ini tidak menghiraukan panjang signal Clock dan output berubah hanya saat clock berada ditepi (edge) pulsa.
219
a. Positif Edge Triggering Pada Gambar 5.112 dapat dilihat bahwa setiap kali clock berada pada tepi positif yaitu perubahan dari negatif ke posistif, maka input D masuk ke Flip-flop dan memberikan perubahan pada output Q.
Gambar 5.112. Positif Edge Triggering b. Negatif Edge Triggering Pada Gambar 5.113 dapat dilihat bahwa setiap kali clock berada pada tepi negatif yaitu perubahan dari kondisi positif ke negatif, maka input D masuk ke Flip-flop dan memberikan perubahan pada output Q.
Gambar 5.113. Negatif Edge Triggering Aplikasi D-FF pada sistem digital banyak ditemui untuk itu diperlukan Clock yang disebut juga dengan clock sinkronisasi karena setiap perubahan output harus menunggu adanya tepi clock. Namun demikian ada kalanya rangkaian digital langsung memberikan dampak ke output begitu terdapat perubahan pada input, sistem demikian ini disebut dengan clock asinkron. 5. J-K Flip-flop JK Flip-flop juga merupakan rangkaian edge triggering seperti halnya DFF, akan tetapi output JK-FF akan berubah jika ada clock pada rangkaian. Berikut merupakan rangkaian JK-FF yang dibangun dari sebuah RS-FF dengan menambahkan 2 gerbang AND didepannya. Adapun fungsi rangkaian adalah untuk memperbaiki kondisi RS-FF, yaitu saat S=1 dan R=1 pada SR-FF yang dibuat dari NOR tidak diperkenankan maka pada JK-FF dibuat NOT Q.
220
Sehingga fungsi rangkaian saat J=0 dan K=0 maka Q akan memegang kondisi sebelumnya, saat J=1 dan K=0 maka Q=1, saat J=0 dan K=1 maka Q=0 dan saat J=1 dan K=1 maka Q sama dengan NOT Q. Berikut merupakan table kebenaran JK-FF dari NOR SR-FF:
a. Tabel kebenaran
b. Rangkaian dasar JK-FF dari SR-FF Gambar 5.114. Diagram JK-Flip-flop Dari Gambar 5.114b terlihat adanya feedback ke input, hal jelek terjadi adalah saat clock = 1 dimana output kondisinya berubah sudah merubah kondisi input AND. Sebagai contoh J=1 dan K=1 dimana Q=0, ketika Clock diberikan Q berubah dari 0 ke 1 untuk ini memerlukan waktu sama dengan propagasi delay. Melalui 2 gerbang AND kondisi Filp-Flop adalah J=1, K=1 dan Q=1, karena Clock masih 1 maka akan terjadi Q kembali 0 dengan demikian akan terjadi osilasi Q berubah-ubah 0 – 1. Kondisi ini disebut dengan race around condition. Untuk menghidari adanya kondisi tersebut harus diperhitungkan propagasi delay gerbang yang digunakan dan panjang clock saat =1. Berdasarkan table kebenaran JK-FF memiliki 4 (empat) kondisi, yaitu:
Dengan memberikan logika J = 1 dan K = 1, maka setiap kali diberikan clock pada output akan berguling (toggle) sehingga output JK-FF merupakan pembagi 2 (dua) dari clock yang masuk. Rangkain JK-FF dengan kondisi J=1 dan K=1 sering disebut dengan rangkaian T-FF. Dalam aplikasinya bila T-FF diinginkan sebagai pembagi 4 (empat) maka diperlukan 2 JK-FF yang diseri, atau dengan menserikan 3 JK-FF akan diperoleh pembagi 8(delapan). Berikut merupakan gambar pulsa dari pembagi frekuensi: 221
Gambar 5.112. T-FF dari JK-Flip-flop sebagai pembagi frekuensi Untuk lebih jelasnya proses perubahan pada output JK-FF, berikut disajikan diagram waktu dari JK-FF.
Gambar 5.113. Diagram waktu JK-Flip-flop . IC TTL yang berisi JK-FF adalah 7473 atau 74HCT73, dimana satu IC berisi 2 JKFF yang dilengkapi dengan saluran Reset atau sering juga disebut dengan Clear. Bila IC ini digunakan sebagai pembagi frekuensi, maka pin J-K diberi High dan CP1 disambung ke Clock sedangkan pin 12 disambung ke pin 5. Dengan demikian pada pin 12 Clock terbagi 2 dan pada kaki 9 Clock terbagi 4.
Gambar 5.114. IC-JK-Flip-flop
222
Gambar 5.115. Master-Slave JK-FF Master-Slave terdiri dari dua JK-FF yang dihubungkan seperti Gambar 5.115, diamana input JK pada Flip-flop pertama sebagai input Master dan output Q Flip-flop kedua sebagai Output Slave. Sedangkan Clock pada Master disambung langsung ke input Clock dan Clock pada Slave dipasangkan gerbang NOT. Data input sebelum masuk ke Slave terlebih dahulu masuk ke Master baru kemudian ditransfer ke output Slave. Saat Clock naik 0 ke 1 output master ditentukan oleh kondisi input JK pada kondisi ini Slave belum berubah kondisinya, saat Clock turun 1 ke 0 kondisi logika output master ditransfer ke output slave. b. Lembar Pelatihan 1. Bentuk gelombang dalam gambar merupakan masukan untuk J, K, dan clock. Tentukan output Q, dengan mengamsusikan flip-flop RESET. 1
CLK
1
0
2
3
4
5
6
1
J0 K
Q
7
Q
J
C
1
K
0
Q
1 0
2. Gambarkan bentuk gelombang fout untuk rangkaian seperti gambar dibawah ini, dengan input gelombang persegi 8 kHz yang dimasukkan pada clock input flip-flop A 1 QA
J
fin
C K
fout J C K
FF A
FF B
223
CLK
QA
fout
B.4. Register Register merupakan rangkaian flip-flop yang berfungsi sebagai memori untuk menyimpan data sementara dalam system digital, dan untuk membantu proses transmisi data dari satu lokasi ke lokasi lain. Beberapa tipe register sudah banyak dikemas dalam sebuah IC, sehingga dengan cepat dapat diaplikasikan. Gambar 5.116 merupakan Data Latching Register yang menggunakan D-FF (D Latching Flip-flop), berikut memberikan ilustrasi register 4-bit latching dimana clock disambungkan sacara parallel untuk setiap D-FF, dengan demikian saat clock pada kondisi High maka output mengikuti logika input dan saat clock berubah dari High ke Low output D-FF memegang kondisi logika input tersebut. Pada kondisi clock Low walaupun input datanya berubah-ubah tetap tidak berpengaruh terhadap output.
Gambar 5.116. Data Latch Register Dari Gambar 5.116 diatas dapat kita lihat bahwa input D0 ….D3 berisi data 0101, setelah clock maka pada Q0….Q3 berisi data yang sama dengan input yaitu 0101. Sebagai contoh IC dengan tipe 74HCT373 merupakan register latch yang dilengkapi dengan buffer input, rangkaian D latch dan tristate buffer output.
224
Pada IC ini juga dilengkapi dengan LE (Latch Enable) yang fungsinya untuk melakukan proses transfer dari input D0 ….D3 ke Q0….Q3 dan QE untuk mengeluarkan data dari Q0….Q3 ke output IC melalui tristate buffer.
2. Shift Register Jika kita perhatikan register pada IC 74HCT373 dimana sistem input parallel dan output juga parallel (PIPO), sedangkan konstruksi dalam Shift register merupakan register dimana D-FF sebagai penyimpan data dihubungkan secara seri yaitu output D-FF1 dihubung ke input D-FF2 dan output D-FF2 dihubungkan ke D-FF3 dst. Bila dibandingkan dengan Gambar 5.117 juga memberikan ilustrasi shiftregister dan merupakan gambar rangkaian internal IC 74HCT164 yang dilengkapi dengan buffer output Q parallel, saluran clock, reset, dan data input Da serta Db secara serial (SIPO).
Gambar 5.117. IC 74HCT164 Dari gambar diatas pada saat ada clock input, maka data akan digeser secara seri pada register yaitu dari Q0 ke Q1, dari Q1 ke Q2 dst. Jadi register ini merupakan 8 bit register, bila dimasukan data melalui Da atau Db secara berturutan 8 kali clock secara serial digeser sampai bit data pertama menempati posisi Q7 (MSB) dan bit data terakhir menempati Q0 (LSB). Berdasar tabel dibawah 225
fungsi MR adalah untuk inisialisasi agar semua output berlogika 0 (Reset). Tabel berikut menampilkan fungsi dari shift register (SIPO 8 bit), dimana data secara serial diberikan dan merupakan hasil logika kombinasi AND 11, 11, 11, 11, 01, 10, 11 dan 11 ternyata data baru bisa dibaca secara parallel pada output register saat clock yang ke 8 yaitu data terbaca Q7……….Q0 = (1111 0011)
Bila output diambil pada Q7 maka data dapat dibaca secara serial, disini data mulai dikeluarkan saat data secara serial sudah direkam oleh register jadi jatuh pada clock ke 9. Operasi ini sering disebut dengan (SISO) yaitu serial In dan Serial Out. Tipe IC 74HCT194 merupakan register dengan kemampuan geser kiri, geser kanan, transfer data serial dan parallel sinkron, master reset asinkron, mode hold. Dengan demikian IC ini dapat berfungsi sebagai (SISO), (PIPO), (SIPO) atau (PISO). Berikut merupakan gambar pin IC 74HCT194 dan table kebenarannya:
Gambar 5.118. IC 74HCT194A
Tabel kebenaran IC 74HCT194A 226
Berikut merupakan gambaran tentang mode operasi shift register pad IC 74HCT194:
Gambar 5.119. Mode Operasi Shift Register (IC 74HCT194) Daftar Pustaka www.ti-rex.net/shared/SISTEM%20BILANGAN%20BINER.doc Floyd, Thomas L. (2000). Digital Fundamentals. seventh edition. New Jersey : Prentice-Hall Leach, Donald. (1997). Digital Principles and Aplications. Fifth Edition. New York: McGraw-Hill
C. Sistem Telekomunikasi C.1. Dasar-dasar Sistem Telekomunikasi 1. Lembar Informasi Dalam beberapa tahun terakhir, istilah telekomunikasi banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Kata Telekomunikasi berasal dari bahasa Yunani: tele berarti "jarak jauh", dan communicara berarti "kemampuan untuk berbagi." Oleh karena itu, telekomunikasi secara harfiah berarti "berbagi informasi jarak jauh." Berdasarkan pengertian tersebut bagaimanakah jika ada hubungan komunikasi namun berjarak dekat, apakah dapat disebut dengan telekomunikasi. Juga apakah jika ada komunikasi jarak jauh seperti orang yang berteriak disebut telekomunikasi? Definisi sesungguhnya dari telekomunikasi adalah penyampaian informasi atau hubungan antara satu simpul dengan simpul yang lainnya dengan mempergunakan bantuan peralatan khusus. Contoh: Telepon, TV dan sebagainya. Disini terlihat bahwa hubungan itu tidak harus jauh (meskipun ada perkataan tele) dekatpun bisa. Tidak harus berupa peralatan khusus (listrik) lainnyapun bisa. Contoh: asap, bendera, genderang, dsb. Selain itu, harus pula dapat dibedakan 227
antara telekomunikasi dengan komunikasi walaupun keduanya saling berhubungan. Perbedaannya dapat dilihat dari ilmu pengetahuan yang mempelajarinya, yaitu: Ilmu Pengetahuan tentang Telekomunikasi : ilmu yang mempelajari tentang penyampaian informasi dengan bantuan peralatan listrik, sedangankan Ilmu Pengetahuan tentang Komunikasi : ilmu yang mempelajari seluruh aspek penyampaian informasi. Dalam kaitannya dengan 'telekomunikasi' bentuk komunikasi jarak jauh dapat dibedakan atas tiga macam: Komunikasi Satu Arah (Simplex). Dalam komunikasi satu arah (Simplex) pengirim dan penerima informasi tidak dapat menjalin komunikasi yang berkesinambungan melalui media yang sama. Contoh :Pager, televisi, dan radio. Komunikasi Dua Arah (Duplex). Dalam komunikasi dua arah (Duplex) pengirim dan penerima informasi dapat menjalin komunikasi yang berkesinambungan melalui media yang sama. Contoh : Telepon dan VOIP. Komunikasi Semi Dua Arah (Half Duplex). Dalam komunikasi semi dua arah (Half Duplex)pengirim dan penerima informsi berkomunikasi secara bergantian namun tetap berkesinambungan. Contoh :Handy Talkie, FAX, dan Chat Room 2. Perkembangan teknologi telekomunikasi
Gambar 5.120. Perkembangan sistem dan layanan telekomunikasi Perkembangan sistem dan layanan telekomunikasi secara kronologis digambarkan pada Gambar 5.120 dan dapat dijelaskan berikut ini. 1800-1837 Awal perkembangan: Volta menemukan baterai; Fourier dan Laplace mengenalkan teori matematis; Ampere, Faraday, dan Henry melakukan eksperimen listrik dan magnet; Hukum Ohm (1826); Gauss, Weber, dan Wheatstone mengembangkan sistem telegraf. 1838-1866 Telegraph: Morse menyempurnakan sistem ini; Steinhill menemukan bahwa bumi dapat digunakan sebagai jalur; layanan 228
1845 1864 1876-1899
1887-1907
1904-1920
1920 -1928 1923-1938
1931 1934 1936 (FM) 1937 1938-1945
1944-1947 1948-1950 informasi. 1948-1951 1950
1953 1955 1958
komersial diluncurkan (1844); teknik multiplexing dirancang; William Thomson menghitung respon pulsa dari sebuah jalur telegraph (1855); kabel transatlantik dipasang. Hukum rangkaian Kirchoff Persamaan Maxwell memprediksi radiasi elektromagnetik. Telepon: Alexander Graham Bell menyempurnakan tranduser akustik; Sentral telepon pertama dengan delapan saluran; Edison Mengeluarkan ctranduser carbon-button; jalur kabel diperkenalkan; Strowger mengeluarkan perangkat switching otomatis step-by-step (1887); Pupin mengenalkan teori pembebanan. Telegraph tanpa kabel : Heinrich Hertz memverifikasi teori Maxwell; demonstrasi oleh Marconi dan Popov; Marconi mematenkan sistem telegraph tanpa kabel (1897); Layanan komersial dimulai; termasuk ship-to-share dan sistem transatlantic. Komunikasi listrik: Lee De Forest menemukan Audion (triode) berdasakan pada diode Fleming; tipe dasar filter dirancang; eksperimen dengan broadcast radio AM ; Sistem Bell dilengkapi dengan jalur telepon transcontinental dengan repeater listrik (1915); pembawa telepon yang dimultipleks diperkenalkan: H. C Armstrong menyempurnakan penerima radio superheterodyne (1918); Stasiun pertama broadcast secara komersial. Carson, Nyquist, Johnson, dan Hartley mengenalkan teori transmisi. Televisi: sistem mekanis formasi citra didemonstrasikan; analisi teoritis tentang kebutuhan bandwidth; DuMont dan yang lainnya menyempurnakan vacuum cathode-ray tubes; Eksperimen broadcast dimulai. Layanan Teletypewriter dimulai H.S Black membangun amplifier feedback negative. makalah Amstrong menggambarkan radio frequency modulation Alec Reeves mengenalkan pulse code modulation (PCM) Sistem Radar dan microwave dibangun selama Perang Dunia II; FM digunakan secara luas dalam komunikasi militer; haedware, elektronik, dan teori di tingkatkan dalam segala area. Noise direpresentasikan secara matematis; metode statistic untuk deteksi sinyal dibangun. C. E Shannon mempublikasikan dalam makalah tentang teori Perangkat transistor ditemukan. Time-division multiplexing (TDM) diaplikasikan ke telepon. Hamming mengenalkan untuk pertamakalinya tentang kode deteksi kesalahan (error detection). Standar TV berwarna dibangun di Amerika. J.R. Pierce mengusulkan sistem komunikasi satelit. sistem transmisi data jarak jauh dibangun untuk tujuan liliter. 229
1960 1961 1962 1962-1966
1964 1965 1966-1975
1976 1968-1969 1970-1975 1975-1985
1980-1983 1980-1985
1985-19910
1989 1990-1997
1997-2001
2001-2005
Maiman mendemonstrasikan Laser untuk pertam kalinya IC (Integrated circuits) diproduksi secara komersial Komunikasi Satelit dimulai dengan Telstar I. Layanan transmisi data ditawarkan secara komersial; PCM membuktikan layak untuk suara dan transmisi TV; teori untuk transmisi digital dikembangkan; Viterbi mengenalkan skema baru untuk koreksi kesalahan; equalizer adaptif dikembangkan. Sistem switching Telepon listrik digunakan dalam layanan. Mariner IV mentransmisikan gambar-gambar dari Mars ke Bumi Relay Satelit komersial tersedia; Jalur optic menggunakan laser dan fiber optic dikenalkan; ARPANET dibuat (1969) diikuti oleh jaringan komputer internasional. Etherner LAN ditemukan oleh Metcalfe dan Broggs (Xerox) Jaringan telepon digital dimulai Standar PCM dikembangkan oleh CCITT Sistem optik dengan kapasitas tinggi dikembangkan; terobosan teknologi optic dan sistem switching integarsi penuh; pengolahan sinyal digital oleh mikroprosesor. Mulainya Internet Global dengan protocol TCP/IP Jaringan modern komunikasi bergerak, NMT di Eropa Utara, AMPS di Amerika, model referensi OSI didefinisikan oleh International Standards Organization (ISO). Satandar untuk generasi kedua sistem seluler digital diluncurkan. Terobosan LAN; Standar Integrated Services Digital Network (ISDN) diselesaikan; layanan komunikasi data public menjadi tersedia sangat luas; sistem transmisi optic menggantikan sistem tembaga pada transmisi pita lebar jarak jauh; SONET dikembangakan. Standar GSM dan SDH diselesaikan. Awal dokumen Web di World Wide Web (WWW) oleh Tim burners-Lee (CERN). Sisten digital seluler pertama, Global System for Mobile Communications (GSM), digunakan secara komersial dan menjadi terobosan diseluruh dunia; deregulasi telekomunikasi dieropa berjalan dan sistem satelit TV menjadi popular; Penggunaan layanan internet meluas karena adanya WWW. komunitas telekomunikasi dideregulasi, dan bisnis berkembangn sangat pesat; jaringan seluler digital, terutama GSM meluas diseluruh dunia; aplikasi Internet meluas dan komunikasi suara konvensional beralih dari public switched telephone network (PSTN) ke Internet; performansi LAN ditingkatkan dengan teknologi Ethernet sampai dengan gigabit-per-second. TV Digital dimulai untuk menggantikan broadcast TV analog; sistem akses broadband membuat layanan multimedia Interner tersedia untuk semua orang; layanan telepon beralih ke layanan komunikasi personal sebagai penetrasi dari sistem seluler dan PCS; 230
2005 -
sistem seluler generasi kedua ditingkatkan untuk menyediakan layanan paket data yang berkecepatan tinggi. TV Digital akan menggantikan layanan analog dan mulai menyediakan layanan interaktif sebagai tambahan layanan broadcast; sistem seluler generasi ketiga dan teknologi WLAN akan meningkatkan layanan data untuk pengguna aktif; perluasan layanan mobile, aplikasi wireless untuk teknologi short-haul dirumah dan kantor meningkat; jaringan telekomunikasi global akan berkembang ke platform jaringan packet-switched untuk semua tipe layanan.
Perkembangan teknologi komuikasi seluler di Indonesia, dimana liberalisasi bisnis seluler dimulai sejak tahun 1995, saat pemerintah mulai membuka kesempatan kepada swasta untuk berbisnis telepon seluler dengan cara kompetisi penuh. Hal ini mulai terlihat ketika teknologi GSM (Global System for Mobile) datang dan menggantikan teknologi seluler generasi pertama yang sudah masuk sebelumnya ke Indonesia seperti NMT (nordic mobile telephone) dan AMPS (advance mobile phone system). Sekitar tahun 1980-an, teknologi Global System for Mobile Communication (GSM) datang ke Indonesia. Teknologi ini berdampak luas karena para operator pemakai teknologi AMPS (Advanced Mobile Phone System) mulai menghilang. Pada akhirnya teknologi GSM lebih unggul dan perkembangannya begitu pesat. Ini disebabkan karena kapasitas jaringan lebih tinggi dan efisiensi di spektrum frekuensi daripada teknologi NMT dan AMPS. Sekarang, dalam kurun waktu hampir satu dekade, teknologi GSM telah menguasai pasar dengan jumlah pelanggan lebih dari jumlah pelanggan telepon tetap. Namun, sampai saat ini telepon seluler masih merupakan barang mewah, tidak semua lapisan masyarakat bisa menikmatinya. Tarifnya masih sangat tinggi dibandingkan dengan telepon tetap PSTN (Public Switched Telephone Network), baik untuk komunikasi lokal maupun SLJJ (Sambungan Langsung Jarak Jauh), ada yang mencapai Rp 4.500 per menit flat rate untuk komunikasi SLJJ. Sedangkan pengenalan teknologi CDMA sudah dimulai sejak tiga tahun lalu ketika Komselindo memperkenalkan CDMA-One. Hanya saja dengan berbagai alasan pengembangannya kurang sukses. PT Telkom juga memperkenalkan CDMA, tapi tidak lewat jalur "bisnis selular" langsung, melainkan menggunakan CDMA untuk fix phone dengan produk dagang bernama Telkomflexi. Saat ini dengan TelkomFlexi, PT. Telkom menawarkan teknologi yang lebih baik dari teknologi GSM sebelumnya dan dengan harga yang lebih murah. Sebenarnya kenapa tarif yang ditawarkan oleh teknologi ini lebih murah karena Telkomflexi berbasis pada teknologi Wirelless Local-Code Division Multiple Access (WLL-CDMA) tidak saja karena fleksibilitas sebuah fix phone, tapi yang paling utama adalah struktur tarif yang katanya jauh lebih murah karena tidak dibebankan biaya airtime-nya. Berikut akan dikupas secara runtut perkembangan teknologi telepon seluler, seperti Nampak pada Gambar 5.121. 231
Gambar 5.121. Skenario evolusi sistem seluler Generasi Pertama Telekomunikasi Bergerak (1G) Generasi Pertama Komunikasi Bergerak di Indonesia dimulai dengan adanya teknologi 1G. Teknologi ini awalnya dipelopori dengan mulai dioperasikannya teknologi yang kita kenal dengan teknologi AMPS (Advanced Mobile Phone System). AMPS digolongkan dalam generasi pertama teknologi telekomunikasi bergerak yang menggunakan teknologi analog dimana AMPS bekerja pada band frekuensi 800 Mhz dan menggunakan metode akses FDMA (Frequency Division Multiple Access). Dalam FDMA, user dibedakan berdasarkan frekuensi yang digunakan dimana setiap user menggunakan kanal sebesar 30 KHz. Ini berarti tidak boleh ada dua user yang menggunakan kanal yang sama baik dalam satu sel maupun sel tetangganya. Oleh karena itu AMPS akan membutuhkan alokasi frekuensi yang besar. Saat itu, sudah dipakai handphone tetapi masih dalam ukuran yang relatif besar dan baterai yang besar karena membutuhkan daya yang besar. Generasi Kedua Telekomunikasi Bergerak (2G) GSM (Global System for Mobile Communications) mulai menggeser AMPS diawal tahun 1995. PT. Telkomsel dan PT. Satelido (sekarang PT.Indosat) adalah dua operator pelopor teknologi GSM di Indonesia. GSM sudah menggunakan teknologi digital. Ada beberapa keunggulan menggunakan teknologi digital dibandingkan dengan teknologi analog seperti: kapasitas yang besar, sistem security yang lebih baik dan layanan yang lebih beragam.
232
GSM juga menggunakan teknologi akses gabungan antara FDMA (Frequency Division Multiple Access) dan TDMA (Time Division Multiple Access) yang awalnya bekerja pada frekuensi 900 Mhz. Ini merupakan standar yang dipelopori oleh ETSI (The European Telecommunication Standard Institute) dimana frekuensi yang digunakan dengan lebar pita 25 KHz pada band frekuensi 900 Mhz. Pita frekuensi 25 KHz ini kemudian dibagi menjadi 124 carrier frekuensi yang terdiri dari 200 KHz setiap carrier. Carrier frekuensi 200 KHz ini kemudian dibagi menjadi 8 time slot dimana setiap user akan melakukan dan menerima panggilan dalam satu time slot berdasarkan pengaturan waktu. Kecepatan akses data pada jaringan GSM sangat kecil yaitu sekitar 9.6 kbps karena pada awalnya hanya dirancang untuk penggunaan suara Teknologi GSM sampai saat ini paling banyak digunakan di dunia dan juga di Indonesia karena salah satu keunggulan dari GSM adalah kemampuan roaming yang luas sehingga dapat dipakai diberbagai negara. Saat ini pelanggan GSM di Indonesia adalah sekitar 35 juta pelanggan. Pada perkembangan selanjutnya para pengguna telepon sellular mulai diperkenalkan dengan teknologi CDMA (Code Division Multiple Access) yaitu sebuah pemultipleksan (bukan sebuah skema pemodulasian) dan sebuah metode akses secara bersama yang membagi kanal tidak berdasarkan waktu (seperti pada TDMA) atau frekuensi (seperti pada FDMA), namun dengan cara mengkodekan data dengan sebuah kode khusus yang diasosiasikan dengan tiap kanal yang ada dan menggunakan sifat – sifat interfensi kontruktif dari kode – kode khusus itu untuk melakukan pemultipleksan. CDMAOne (Code Division Multiple Access) merupakan standard yang dikeluarkan oleh Telecommunication Industry Association (TIA) yang menggunakan teknologi Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS) dimana frekuensi radio 25 MHz pada band frekuensi 1800MHz dan dibagi dalam 42 kanal yang masing-masing kanal terdiri dari 30KHz. Kecepatan akses data yang bisa didapat dengan teknologi ini adalah sekitar 153.6 kbps. Dalam CDMA, seluruh pengguna menggunakan frekuensi yang sama dalam waktu yang sama. Oleh karena itu, CDMA lebih efisien dibandingkan dengan metoda akses FDMA maupun TDMA. CDMA menggunakan kode tertentu untuk membedakan pengguna yang satu dengan yang lain. Pada tahun 2002 teknologi CDMA mulai banyak digunakan di Indonesia. Teknologi CDMA 2000 1x adalah teknologi yang pertama kali berkembang baik di Indonesia. GSM dan CDMA merupakan teknologi digital. Meskipun secara teknologi CDMA 2000 1x lebih baik dibandingkan dengan GSM akan tetapi kehadiran CDMA ternyata tidak membuat pelanggang GSM berpaling ke CDMA. Salah satu penyebabnya adalah wilayah yang dapat dijangkau oleh CDMA tidak seluas GSM. Ada beberapa keunggulan teknologi CDMA dibandingkan dengan GSM seperti suara yang lebih jernih, kapasitas yang lebih besar, dan kemampaun akses data yang lebih tinggi. Berbeda dengan metode akses TDMA dan FDMA, maka CDMA menggunakan kode-kode tertentu untuk membedakan setiap penggun pada frekuensi yang sama. Karena menggunakan frekuensi yang sama maka daya yang 233
dipancarkan ke BTS dan juga daya yang diterima harus diatur sedemikian rupa sehingga tidak mengganggu pengguna yang lain baik dalam sel yang sama atau sel yang lain dan ini dapat diwujudkan dengan menggunakan mekanisme power control. Ada beberapa operator di Indonesia yang telah mengimplementasikan teknologi CDMA 2000 1x ini seperti Telkom yang dikenal dengan Flexi, Indosat dengan nama StarOne, Mobile 8 dengan nama Fren, Bakrie telecom dengan nama Esia. Operator CDMA di Indonesia dikategorikan kedalam kategori FWA (Fixed Wireless Access) sehingga mobilitasnya sangat terbatas padahal CDMA juga bisa seperti GSM dengan kemampuan mobilitas penuh. Generasi kedua-setengah Telekomunikasi Bergerak (2.5G) Pada awalnya akses data yang dipakai dalam GSM sangat kecil hanya sekitar 9.6 kbps karena memang tidak dimaksudkan untuk akses data kecepatan tinggi. Teknologi yang digunakan GSM dalam akses data pada awalnya adalah WAP (Wireless Application protocol) tetapi tidak mendapat sambutan yang baik dari pasar. Kemudian diperkenalkan teknologi GPRS (General Packet Data Radio Services) pertama sekali oleh PT.Indosat Multi Media (IM3) pada tahun 2001 di Indonesia. Secara teoritis kecepatan akses data yang dicapai dengan menggunakan GPRS adalah sebesar 115 Kbps dengan throughput yang didapat hanya 20 – 30 kbps. GPRS juga memungkinkan untuk dapat berkirim MMS (Mobile Multimedia Message) dan juga menikmati berita langusng dari Hand Phone secara real time. Pemakaian GPRS lebih ditujukan untuk akses internet yang lebih flexibel dimana saja, kapan saja, kita dapat melakukannya asalkan masih ada sinyal GPRS. Selama ini operator telekomunikasi bergerak yang sudah mengimplementasikan GPRS sudah membuat berbagai pola pentarifan mulai dari pentarifan berdararkan harga per KB data yang didownload sampai dengan fixed rate dimana setiap pemakai GPRS dapat menggunakan 24 jam dikenakan biaya sebesar tertentu misalkannya Rp350.000 per bulan. Ketika sistem tarif fixed rate ditetapkan sudah mendapat sambutan yang cukup banyak dari pemakai GPRS. Program ini tidak dilanjutkan. Hanya sekitar satu tahun, kemudian pentarifan GPRS dikembalikan ke pola semula berdasarkan jumlah data yang di download. Akhirnya pemakai GPRS menurun drastis. Setelah itu, perkembangan teknologi mulai mengarah pada EDGE (Enhanced Data for Global Evolusion) yang hanya sempat diimplementasikan oleh PT. Telkomsel. Kecepatan akses data dengan teknologi ini mencapai 3-4 kali kecepatan yang didapat di GPRS. Teknologi ini kurang berkembang. Generasi ketiga Telekomunikasi Bergerak Saat ini sedang ramai dibicarakan tentang generasi ketiga teknologi bergerak atau yang sering disebut 3G. Teknologi 3G didapatkan dari dua buah jalur teknologi telekomunikasi bergerak. Pertama adalah kelanjutan dari
234
teknologi GSM/GPRS/EDGE dan yang kedua kelanjutan dari teknologi CDMA (IS-95 atau CDMAOne). UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service) adalah salah satu teknologi 3G yang merupakan lanjutan teknologi dari GSM/GPRS/EDGE yang merupakan standar telekomunikasi generasi ketiga dimana salah satu tujuan utamanya adalah untuk memberikan kecepatan akses data yang lebih tinggi dibandingkan dengan GRPS dan EDGE. Kecepatan akses data yang bisa didapat dari UMTS adalah sebesar 384 kbps pada frekuensi 5KHz sedangkan kecepatan akses yang didapat dengan CDMA1x ED-DO Rel0 sebesar 2.4 Mbps pada frekuensi 1.25MHz dan CDMAx ED-DO relA sebesar 3.1Mbps pada frekuensi 1.25MHz yang merupakan kelanjutan dari teknologi CDMAOne. Berbeda dengan GPRS dan EDGE yang merupakan overlay terhadap GSM, maka 3G sedikit berbeda dengan GSM dan cenderung sama dengan CDMA. 3G yang oleh ETSI disebut dengan UMTS (Universal Mobile Telecommunication Services) memilih teknik modulasi WCDMA(wideband CDMA). Pada WCDMA digunakan frekuensi radio sebesar 5 Mhz pada band 1.900 Mhz (CdmaOne dan CDMA 2000 menggunakan spectrum frekuensi sebesar 1.25 MHz) dan menggunakan chip rate tiga kali lebih tinggi dari CDMA 2000 yaitu 3.84 Mcps (Mega Chip Per Second). Secara teknik dalam jaringan UMTS terjadi pemisahan antara circuit switch (cs) dan packet switch (ps) pada link yang menghubungkan mobile equipment (handphone) dengan BTS (RNC) sedangkan pada GPRS dan CDMA 2000 1x tidak terjadi pemisahan melainkan masih menggunakan resource yang sama di air interface (link antara Mobile Equipment dengan Base Station). HSPDA (High Speed Packet Downlink Access) merupakan kelanjutan dari UMTS dimana ini menggunakan frekuensi radio sebesar 5MHz dengan kecepatan mencapai 2Mbps. Ada 5 operator telekomunikasi di Indonesia yang telah memiliki lisensi 3G (IMT 2000). Tiga diantara operator tersebut adalah operator yang telah memberikan layanan telekomunikasi generasi kedua (GSM) dan kedua setengah (GPRS). Jika operator tersebut akan mengimplementasikan teknologi UMTS maka ada penambahan perangkat seperti base station (Node B) dan RNC(Radio Network Controller) dan upgrade software. Adapun yang harus di upgrade adalah pada radio akses karena GSM menggunakan metode akses TDMA dan FDMA dan menggunakan frekuensi radio 900KHz dan 1800 MHz sedangkan UMTS menggunakan metode akses WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) dengan frekuensi radio 5 MHz. Oleh karena itu perlu penambahan Radio Access Network Control (RNC) dan juga perlu penambahan base station WCDMA (Node B) dan tentunya juga terminal harus diganti dan jugaupgrade software pada MSC,SGSN dan GGSN. Untuk mengimplementasikan UMTS sebagai teknologi generasi ketiga membutuhkan biaya yang besar. Biaya tersebut diperuntukkan untuk membayar lisensi 3G kepada pemerintah, membayar lisensi 3G kepada vendor 3G, biaya penambahan Base Station/Node B, RNC(Radio Network Controller) dan biaya upgrade software pada MSC (Mobile Switching Centre), SGSN (Serving GPRS Support Node), GGSN(Gateway GPRS Support Node) dan jaringan lain.
235
Salah satu contoh layanan yang paling terkenal dalam 3G adalah video call dimana gambar dari teman kita bicara dapat dilihat dari handphone 3G kita. Layanan lain adalah , video conference, video streaming, baik untuk Live TV maupun video portal, Video Mail, PC to Mobile, serta Internet Browsing. UMTS merupakan kelanjutan dari teknologi GSM/GPRS dimana perbedaan utamanya adalah kemampuan akses data yang lebih cepat. Kecepatan akses data dalam UMTS bisa mencapai 2Mbps (indoor dan low range outdoor). Akan tetapi jika kita bandingkan dengan GPRS maka kecepatan datanya juga bisa mencapai 115 kpbs dimana untuk penggunaan akes internet sudah memadai. Generasi keempat Teknologi Telekomunikasi Bergerak (3.5G dan 4G) Untuk meningkatkan kecepatan akses data yang tinggi dan full mobile maka standar IMT-2000 di tingkatkan lagi menjadi 10Mbps, 30Mbps dan 100Mbps yang semula hanya 2Mbps pada layanan 3G. Kecepatan akses tersebut didapat dengan mengguanakan teknologi OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) dan Multi Carrier. Di Jepang layanan generasi keempat ini sudah diimplementasikan. Di samping itu sistem komunikasi person to person yang semula mengandalkan kawat atau kabel tranmisi mulai beralih ke teknologi tanpa kabel yang media pentransmisiannya adalah udara. Salah satu aplikasi teknologi itu adalah teknologi CDMA. 3. Elemen Dasar Sistem Telekomunikasi Sebuah sistem telekomunikasi dasar terdiri dari tiga perangkat utama seperti ditunjukkan pada Gambar 5.122, yaitu pemancar, saluran transmisi dan penerima. a. Pemancar memproses sinyal input untuk menghasilkan sinyal listrik yang akan ditransmisikan agar sesuai dengan karakteristik saluran transmisi. Pemrosesan sinyal untuk transmisi termasuk modulasi dan mungkin juga coding. b. Saluran Transmisi merupakan media listrik yang menjembatani jarak dari sumber informasi ke tujuan. Dapat berupa sepasang kabel, kabel koaksial, atau gelombang radio atau sinar laser. Setiap saluran transmisi menyebabkan sebagian jumlah kerugian transmisi atau redaman, sehingga daya sinyal semakin menurun dengan semakin jauhnya jarak transmisi. c. Penerima beroperasi ketika menerima sinyal output dari saluran transmisi sebagai persiapan untuk pengiriman ke transduser di tempat tujuan. Operasi di penerima termasuk amplifikasi untuk mengkompensasi hilangnya sinyal selama transmisi, demodulasi dan decoding untuk membalikkan sinyal informasi seperti semula. Filter adalah fungsi penting lain dari penerima. 236
Gambar 5.122. Elemen Dasar Sistem Telekomunikasi Sebagai contoh, di sebuah stasiun radio penyiaran, penguat daya stasiun adalah pemancar, dan antena penyiaran adalah antarmuka antara power amplifier dan saluran "free space". Saluran ruang bebas adalah media transmisi; dan antena penerima adalah antarmuka antara saluran ruang bebas dan penerima. Selanjutnya, penerima radio adalah tujuan dari sinyal radio, dan ini adalah di mana ia diubah dari listrik ke suara yang bisa didengarkan oleh pendengar radio. 4. Sistem Komunikasi Analog Teknik komunikasi pada awalnya dikembangkan menggunakan teknik pemancaran sinyal analog. Dalam pemancaran masing-masing jenis informasi digunakan teknologi dan cara-cara yang berbeda. Contohnya adalah pemancaran atau transmisi suara berbeda saluran dengan pemancaran data atau gambar. Penyaluran suara melalui jaringan telepon atau dalam bahasa Inggrisnya disebut PSTN (Public Service Telephone Network) khusus hanya diperuntukkan bagi suara itu sendiri. Demikian juga untuk menyalurkan data, hanya dapat dilewatkan pada jaringan yang sudah tersedia. Sinyal-sinyal televisi pun harus dipancarkan sesuai dengan jalur frekuensi yang digunakan untuk suatu jenis frekuensi. Kebanyakan transimisi sinyal pada awal pengembangan dikenal sebagai transmisi analog. Sinyal analog adalah suatu sinyal yang berubah-ubah secara kontinyu atau terus menerus terhadap waktu, adapun bentuk sinyal analog dapat dilihat seperti pada Gambar 5.123. Pada sistem komunikasi analog, informasi atau pesan yang berupa sinyal analog disalurkan melalui saluran transmisi ke tempat yang jauh jaraknya dengan mempergunakan gelombang yang berfrekuensi tinggi sebagai pembawanya. Gelombang pembawa ini disebut sebagai carrier. Nah Proses penumpangan sinyal informasi analog ke gelombang pembawa disebut sebagai modulasi analog. Ada 3 macam jenis modulasi analog, dimana output tiap modulasi dapat dilihat pada Gambar 5.124, yaitu:
237
Gambar 5.123. Sinyal analog dengan puncak gelombang yang terus menerus berubah-ubah setiap siklus waktu 1. Modulasi Amplitudo (AM) Modulasi Amplitudo adalah salah satu bentuk modulasi dimana sinyal informasi digabungkan dengan sinyal pembawa (carrier) berdasarkan perubahan amplitudonya. Besarnya amplitudo sinyal informasi mempengaruhi besarnya amplitudo dari carrier, tanpa mempengaruhi besarnya frekuensi sinyal pembawa. Parameter sinyal yang mengalami perubahan adalah amplitudonya, Amplitudo sinyal pembawa berubah-ubah sesuai dengan perubahan amplitudo sinyal informasi. Rentang frekuensi AM adalah 500 Hz – 1600 KHz dan panjang gelombang atau amplitudo AM adalah 1600 KHz – 30000 KHz. Jika direntangkan dengan satuan meter, jangkauan sinyal AM bisa mencapai puluhan ribu kilometer. AM adalah metode pertama kali yang digunakan untuk menyiarkan radio komersil. Kelemahan dari sistem AM adalah mudah terganggu oleh gangguan atmosfer dan kualitas suara terbatasi oleh bandwidth yang sempit.
2. Modulasi Frekuensi (FM) Modulasi Frekuensi merupakan suatu bentuk modulasi dimana frekuensi sinyal pembawa divariasikan secara proposional berdasarkan amplitudo sinyal informasi. Amplitudo sinyal pembawa tetap konstan. Contoh dari FM adalah frekuensi radio yang sekarang lebih sering digunakan radio pada umumnya. Rentang frekuensi FM adalah 88 MHz – 108 MHz sehingga dikategorikan sebagai Very High Fequency (VHF). Sedangkan panjang gelombangnya adalah dibawah 1000 KHz sehingga jangkauan sinyalnya tidak jauh. Modulasi frekuensi memiliki bandwidth yang lebih lebar daripada modulasi amplitudo sehingga bisa menghasilkan suara stereo dengan menyatukan beberapa saluran audio pada satu gelombang cerrier. FM lebih tahan terhadap gangguan sehingga dipilih untuk sebagai modulasi standar untuk frekuensi tinggi. Keuntungan FM antara lain potensi gangguan jauh lebih kecil (kualitas lebih baik) dan daya yang dibutuhkan lebih kecil. 3. Modulasi Fasa/Phase (PM) Modulasi Fasa/Phase Modulation merupakan bentuk modulasi yang merepresentasikan informasi sebagai variasi fase dari sinyal pembawa.Hampir mirip dengan FM, frekuensi pembawa juga bervariasi karena variasi fase dan 238
tidak merubah amplitudo pembawa. PM jarang digunakan karena memerlukan perangkat keras penerima yang lebih kompleks. Keuntungan PM adalah potensi gangguan dan daya yang dibutuhkan lebih kecil.
Gambar 5.124. Bentuk-bentuk sinyal modulasi analog Sistem komunikasi analog mempunyai karakteristik sebagai berikut : Sinyal analog ditransmisikan tanpa memperdulikan content / isi dari pesan Sistem komunikasi analog bisa mentransmisikan data analog atau digital Proses transimis pada system komunikasi analog mengalami redaman terhadap jarak, yang artinya semakin jauh jarak penerima terhadap sumber informasi, maka kualitas sinyal semakin buruk, sehingga dibutuhkan penguat sinyal (amplifier) pada jarak-jarak tertenu Sistem komunikasi analog rentan terhadap gangguan berupa noise/derau
1. Sistem Komunikasi Digital Modulasi merupakan perubahan parameter dari sinyal carrier menjadi sinyal informasi. Modulasi adalah pengaturan parameter dari sinyal pembawa (carrier) yang berfrekuensi tinggi sesuai sinyal informasi (pemodulasi) yang 239
frekuensinya lebih rendah, sehingga informasi tadi dapat disampaikan. Proses modulasi membutuhkan dua buah sinyal yaitu sinyal pemodulasi yang berupa sinyal informasi yang dikirim, dan sinyal carrier dimana sinyal informasi tersebut ditumpangkan. Tujuan dilakukannya proses modulasi antara lain: 1. Memudahkan proses radiasi a. Pada kanal komunikasi berupa udara, diperlukan antena untuk proses pemancaran/radiasi dan penerimaan sinyal. b. Dimensi antena adalah berbanding terbalik dengan frekuensi sinyal yang dipancarkan/diterimanya. 2. Memungkinkan multiplexing jika sebuah media transmisi dapat digunakan oleh beberapa kanal, maka modulasi dapat digunakan untuk menempatkan masing-masing kanal pada wilayah spektrum frekuensi yang berbeda. Contohnya : teknik FDM pada sistem telepon. Informasi yang akan disampaikan berbentuk sinyal digital, yaitu pulsa yang menyatakan nilai 1 & 0. Sinyal digital ini tidak dapat ditransmisikan begitu saja menggunakan gelombang radio, karena bandwidth (lebar pita) yang dipakai oleh sinyal digital terlalu lebar. Sinyal ini harus dimodifikasi agar ia dapat ditrasmisikan. Modifikasi terhadap sinyal ini dinamakan modulasi. Dalam mentransmisikan data dari sumber ke tujuan, satu hal yang harus dihubungkan dengan sifat data, arti fisik yang hakiki di pergunakan untuk menyebarkan data, dan pemprosesan atau pengaturang apa yang perlu dilakukan sepanjang saluran untuk memastikan bahwa data yang diterima dapat dimengerti dengan baik. Modulasi digital merupakan proses penumpangan sinyal digital (bit stream) ke dalam sinyal carrier. Modulasi digital sebenarnya adalah proses mengubah-ubah karakteristik dan sifat gelombang pembawa (carrier) sedemikian rupa sehingga bentuk hasilnya memiliki ciri-ciri dari bit-bit (0 atau 1). Berarti dengan mengamati sinyal carriernya, kita bisa mengetahui urutan bitnya disertai clock (timing dan sinkronisasi). Melalui proses modulasi digital sinyal-sinyal digital setiap tingkatan dapat dikirim ke penerima dengan baik. Untuk pengiriman ini dapat digunakan media transmisi fisik (logam atau optik) atau non fisik (gelombang radio)[1]. 5.1 Konsep modulasi digital Dalam hal ini konsep modulasi digital ada dua yaitu, modulator dan demodulator. Modulator melakukan proses modulasi, ada ditransmitter. Demodulator melakukan proses demodulasi, yakni mengembalikan sinyal hasil modulasi ke bentuk semula, ada di receiver. Gambar 6 menunjukkan proses modulasi.
Gambar 5.125. Proses Modulasi 240
5.2 Teknik Modulasi Digital Pada dasarnya dikenal 3 prinsip dasar modulasi digital yaitu: ASK, FSK, dan PSK. 1. Amplitude Shift-Keying Amplitude Shift Keying (ASK) atau pengiriman sinyal digital berdasarkan pergeseran amplitudo merupakan modulasi dengan mengubah-ubah amplitudo. Dalam proses modulasi ini kemunculan frekuensi gelombang pembawa tergantung pada ada atau tidak adanya sinyal informasi digital. Keuntungan yang diperoleh dari metode ini adalah bit per-baud (kecepatan digital) lebih besar. Sedangkan kesulitannya adalah dalam menentukan level acuan yang dimilikinya, yakni setiap sinyal yang diteruskan melalui saluran transmisi jarak jauh selalu dipengaruhi oleh redaman dan distorsi lainnya. Oleh sebab itu metode ASK hanya menguntungkan bila dipakai untuk hubungan jarak dekat saja. Dalam hal ini faktor noice atau gangguan juga harus diperhitungkan dengan teliti, seperti juga pada sistem modulasi AM. Blok diagram Modulator FSK dapat dilihat pada Gambar 5.126.
Gambar 5.126. Blok Diagram Modulator ASK Dalam modulasi ASK, amplitudo carrier tersaklar ON dan OFF sesuai dengan kecepatan sinyal pemodulasi. Sinyal direpresentasikan dalam dua kondisi perubahan amplitudo gelombang pembawa, yaitu logika “1” dan “0”. Logika “1” direpresentasikan dengan status “ON” (ada gelombang pembawa) sedangkan logika “0” direpresentasikan dengan status “OFF” (tidak ada gelombang pembawa). Dari dua kondisi tersebut, maka didapatkan sebuah sinyal yang termodulasi ASK. Gambar 5.127 hubungan sinyal digital dengan sinyal termodulasi ASK.
Gambar 5.127. Hubungan Sinyal Digital dan Sinyal Modulasi ASK 2. FSK (Frekuensi shift keying) Frekuensi Shift Keying (FSK) adalah modulasi frekuensi skema di mana informasi digital ditularkan melalui perubahan frekuensi diskrit suatu gelombang 241
pembawa. FSK termudah adalah FSK biner (BFSK). BFSK berarti menggunakan sepasang frekuensi diskrit untuk mengirimkan biner (0s dan 1s) informasi. Dengan skema ini, "1" disebut frekuensi tanda dan "0" disebut frekuensi ruang. Domain waktu dari sebuah carrier termodulasi FSK diilustrasikan pada Gambar 8 [2].
Gambar 5.128. Modulasi FSK Pada sistem FSK, dua buah sinyal sinusoidal dengan amplitudo maksimum sama dengan Ac, tetapi frekuensi berbeda, f1 dan f2, digunakan untuk merepresentasikan biner 1 dan 0. Secara matematis dapat dituliskan. 𝑠 𝑡 = 𝐴𝑐 cos(2𝜋𝑓1 𝑡) untuk symbol „1‟ 𝑠 𝑡 = 𝐴𝑐 cos(2𝜋𝑓2 𝑡) untuk symbol „0‟ Adapun bentuk gelombang termodulasi FSK bisa dilihat pada Gambar 9 dan 10. Modulasi FSK merupakan modulasi yang mempunyai kinerja yang lebih baik dan menggunakan sistem deteksi yang lebih sederhana dibandingkan dengan PSK. Oleh karena itu penerapannya cukup luas pada sistem transmisi data. Frequency Shift Keying (FSK) relatif sederhana, FSK memiliki bentuk penampakan gelombang yang konstan dari modulasi sudut yang sama terhadap frekuensi modulasi konvensional kecuali bahwa sinyal modulasinya adalah untaian pulsa biner yang bervariasi di antara dua level tegangan diskrit bila dibandingkan dengan perubahan bentuk gelombang kontinu.
Data
Carrier
Hasil Modulasi FSK Gambar 5.129. Gelombang Termodulasi FSK
242
Pemancar FSK Dengan FSK biner, frekuensi center dan carriernya digeser (dideviasikan) oleh data masukan biner. Konsekuensinya, output dari sebuah modulator FSK adalah fungsi bertingkat dalam domain frekuensi. Sinyal input biner berubah dari logika “0” ke logika “1”, dan sebaliknya, output FSK di geser di antara 2 frekuensi: frekuensi “mark” atau berlogika 1 dan frekuensi “space” atau berlogika 0. Dengan FSK, ada perubahan kondisi frekuensi output mengikuti kondisi logik dari perubahan sinyal input biner. Konsekuensinya, perubahan kecepatan output sama dengan perubahan kecepatan inputnya. Pada modulasi digital, perubahan kecepatan pada input modulator disebut “bit rate” dan mempunyai satuan bit per second (bps). Perubahan kecepatan pada output modulator disebut “baud” atau “baud rate” dan sama dengan waktu dari satu elemen sinyal output. Pada FSK perubahan kecepatan input dan outputnya adalah sama, sehingga bit rate dan baud rate adalah sama [2]. Bandwidth dari FSK Sebagaimana semua system komunikasi alat elektronik, bandwidth adalah salah satu yang penting ketika mendesain sebuah pemancar FSK. FSK sama seperti system modulasi konvensional dan juga dapat dijelaskan dalam sebuah pengertian yang sederhana. Sebuah modulator FSK merupakan sebuah tipe dari pemancar FM dan sering disebut voltage controlled oscillator (VCO). Hal ini dapat dilihat dari kecepatan perubahan input ketika input biner adalah saling pergantian logika 1 dan logika 0,dinamakan gelombang kotak. Frekuensi dasar dari sebuah gelombang biner adalah sama dengan setengah dari kecepatan bit. Konsekuensinya, jika hanya frekuensi dasar dari input dipertimbangkan, frekuensi modulasi tertinggi dari modulasi FSK adalah setengah dari bit rate input. Frekuensi rest (tunda) dari VCO dipilih seperti pada saat setengah jalan diantara frekuensi mark dan frekuensi space. Sebuah kondisi logika 1 pada input menggeser VCO dari frekuensi restnya ke frekuensi mark, dan kondisi logika 0 pada input menggeser VCO dari frekuensi rest nya ke frekuensi space. Konsekuensinya, sinyal input biner berubah dari logika 1 ke logika 0 dan sebaliknya, frekuensi output VCO menggeser atau mendevisiasikan kembali dan seterusnya di antara frekuensi mark dan frekuensi space. Karena FSK adalah sebuah bentuk dari modulasi frekuensi, maka rumus untuk index modulasi digunakan dalam FM adalah juga cocok untuk FSK. Index modulasi diberikan seperti berikut : MI = F / Fa Dimana MI = index modulasi F = frekuensi deviasi (Hz) Fa = frekuensi modulasi (Hz) Persamaan umum FSK : Vfsk (t) = Vc cos {2π [fc + Vm (t) Δf] t 243
Dimana : Vfsk (t) : Frequency Shift Keying Wave Vm (t) : Digital Information (Modulating) Singnal (-1 or +1V) Vc : Carrier Amplitude (V) Fc : Analog Carrier Frekuensi (Hz) Δf : Change (Shif ) in the carrier frequnecy (Hz) Index modulasi yang buruk adalah index modulasi yang mempunyai bandwidth output yang lebar, yang disebut sebagai rasio deviasi. Kejelekan atau bandwidth yang lebar terjadi ketika kedua frekuensi deviasi dan frekuensi modulasi berada pada nilai maksimum. Pada sebuah modulator FSK, F adalah puncak frekuensi deviasi dari carriernya sama dengan selisih antara frekuensi rest dan lainnya atau frekuensi mark atau frekuensi space (atau setengah selisih antara frekuensi mark dan frekuensi space). Puncak frekuensi deviasi tergantung pada amplitude dari sinyal modulasinya. Dalam sebuah sinyal digital biner, semua logika 1 mempunyai tegangan yang sama dan semua logika 0 mempunyai tegangan yang sama. Konsekuensinya, deviasi frekuensi konstan dan selalu berada pada harga yang maksimum. Fa sama dengan frekuensi dasar dari input biner yang berada pada saat kondisi di bawah kasus paling buruk (worst case) Kondisi berlawanan 1 dan 0 bit rate. Persamaan umum untuk FSK : Dengan konvensional FM, bandwith secara langsung seimbang terhadap index modulasi. Sebagai akibatnya index modulasi pada FSK pada umumnya tetap dibawah 1,0 oleh karena itu menghasilkan output spectrum narrowband FM yang relative. Bandwith minimum yang dikehendaki untuk mempropagasi sebuah sinyal disebut bandwith Nyquist minimum (Fn). Pada saat modulasi digunakan dan output spectrum sebuah double-side dihasilkan, bandwith minimum disebut bandwith Nyquist doubleside minimum atau bandwith IF minimum. Setiap sisi frekuensi dipisahkan dari frekuensi pusat atau sebuah sisi frekuensi yang berdekatan dengan harga yang sama ke modulasi frekuensi, yanga mana pada contoh ini adalah10 MHz (Fb/2). Output spectrum dari modulasi ini dapat dilihat bahwa bnadwith Nyquist double-side minimum adalah 60 MHz dan harga band adalah 20 megabaund, sama dengan bit rate. Karena FSK adalah bentuk dari narrowband FM, bandwith minimum tergantung pada index modulasi. Untuk index modulasi antara 0,5 dan 1 salah satu dari 2 atau 3 set dari sisi frekuensi yang berarti diperoleh. Oleh karena itu bandwith minimum adalah 2 atau 3 input bit rate. Penerima FSK Sirkuit yang paling umum yang digunakan untuk sinyal demodulasi FSK adalah Phase-Locked Loop (PLL). Sebuah PLL FSK demodulator bekerja sangat banyak seperti PLL-FM demodulator. Sebagai input untuk daya PLL antara Mark 244
dan Space frekuensi [2]. Tegangan error dc pada output phasa comparator sesuai dengan daya frekuensi. Karena hanya ada 2 input frekuensi (Mark dan Space), maka output tegangan error hanya 2. Salah satunya berupa logic 1 dan lainnya logic 0. Oleh karena itu, outputnya adalah 2 level (binary) merepresentasikan input FSK. Pada umumnya, frekuensi natural dari PLL dibuat sama dengan frekuensi inti dari FSK demodulator. Sebagai hasilnya, perubahan pada tegangan error dc sesuai dengan perubahan pada analog input frekuensi dan symmetric disekitar 0V dc. FSK mempunyai performance error yang sedikit dibanding PSK atau QAM. Dan sebagai akibatnya,jarang digunakan untuk performance tinggi system radio digital. Penggunaanya dibatasi untuk performance rendah, harga-rendah, modem data disynkronous yang digunakan pada komunikasi data over analog, band saluran telepon. Pembangkitan sinyal BFSK dilakukan dengan melalukan data biner dalam format polar ke modulator frekuensi (Voltage Controlled Oscillator), seperti tampak pada Gambar 5.130. Ketika input modulator berubah dari +V ke –V, maka frekuensi yang ditransmisikan akan berubah juga[4].
Gambar 5.130. Pembangkitan Sinyal BFSK Konstelasi ini mengalokasikan satu dimensi untuk setiap vektor yang kita ingin mengirimkan. Konstelasi ini milik keluarga konstelasi ortogonal. Hal sederhana untuk mengamati bahwa jumlah dimensi di konstelasi ini adalah sama dengan jumlah pesan.
Gambar 5.131. Konstelasi FSK
245
Karena semua vektor sama-sama terletak di tepat satu sumbu, daya transmisi untuk setiap vektor konstan. Maka konstelasi ini sangat cocok untuk sistem komunikasi yang memerlukan daya konstan untuk transmisi. Unsur yang optimal dalam hal ini hanyalah vektor yang duduk di kuadran yang membawa spektral daya maksimum sinyal yang diterima. Ini hanyalah vektor cocok untuk kuadran yang memberikan nilai maksimal di outlet detektor. Hasil ini sangat intuitif karena kita tahu bahwa kanal AWGN memiliki kemungkinan tipis untuk mengalihkan sinyal dari satu kuadran yang lain. Pelaksanaan elemen keputusan sangat sederhana dalam hal ini. Karena semua vektor sama-sama terletak di tepat satu sumbu, jarak antara setiap beberapa vektor konstan. Dengan kata lain, jarak antar vektor yang independen dengan jumlah vektor. Kenyataan ini hanya berarti bahwa kita tidak harus merusak BER dalam rangka untuk menambah pesan lebih memungkinkan untuk transmisi. Perhatikan bahwa dalam konstelasi lain selalu ada ketegangan antara BER dan jumlah pesan, atau data rate (ingat bahwa lebih banyak kemungkinan untuk pesan berarti tariff yang lebih tinggi data). Kekurangan: Disimpulkan bahwa bandwidth yang diperlukan untuk konstelasi ini terus semakin tinggi dan lebih tinggi. Fakta ini hanya membuat konstelasi ini tidak praktis untuk situasi saat kita ingin mengirimkan banyak pesan. Dengan kata lain, data rate hanya terbatas karena tempat persyaratan akut untuk bandwidth sistem komunikasi yang digunakan. Meskipun metode ini memiliki sifat tertinggi banyak, terutama yang menyiratkan BER konstan untuk pesan sebanyak yang kami inginkan, fakta bahwa metode ini mengkonsumsi meningkatkan jumlah bandwidth hanya membuat metode ini tidak praktis. konstelasi FSK dapat ditemukan ketika sejumlah kecil pesan sedang dikirim, atau ketika ada persyaratan yang memberatkan dari keandalan (yang BER) dari sistem komunikasi. 2. SISTEM KOMUNIKASI ANALOG/DIGITAL Sistem analog/digital memproses sinyal-sinyal bervariasi dengan waktu yang memiliki nilai-nilai kontiniu/diskrit. Beberapa keuntungan sistem komunikasi digital dibandingkan dengan sistem komunikasi analog dijelaskan sebagai berikut. Multiplexing Di dalam sistem komunikasi, teknik digital pertama kali diaplikasikan untuk sistem telepon yang menggunakan teknik Time Division Multipleksing (TDM). Pada prinsipnya, sinyal suara dari berbagai sumber akan dibagi ke dalam slot-slot waktu dengan ukuran sama, yang kemudian akan diurutkan dan selanjutnya akan dilewatkan ke dalam medium transmisi yang sama. Dibandingkan dengan pengaplikasian TDM terhadap sinyal analog, teknik digital memiliki keunggulan dalam hal reliabilitas terhadap gangguan (noise), distorsi, 246
dan interferensi lain. Degradasi sinyal akibat beberapa faktor gangguan tersebut di atas dapat diatasi dengan kemampuan teknik digital melakukan regenerasi sinyal, suatu teknik yang tidak dapat diaplikasikan terhadap sinyal analog.
Gambar 15.132. Multiplexing Fungsi Multiplxer secara umum mengkombinasikan (me-multiplex) data dari n input dan mentransmisikan melalui kapasitas data link yang tinggi. Demultiplxer berfungsi menerima aliran data yang di-multiplex (pemisah / demultiplex dari data tersebut tergantung pada saluran) dan mengirimnya ke line out yang diminta. Proese kerja multiplexing ditunjukkan pada Gambar 13 Multiplexing terdiri dari beberapa jenis, antara lain sebagai berikut: 1. Time Division Multiplexing (TDM) 2. Frequency Division Multipxing (FDM) 3. Wavelength Division Multipleing (WDM) Time Division Multiplexing Time Division Multiplexing merupakan sebuah proses pentransmisian beberapa sinyal informasi yang hanya melalui satu kanal transmisi dengan masingmasing sinyal ditransmisikan pada periode waktu tertentu. Akan ada beberapa sinyal informasi yang akan masuk kedalam Multiplexer dari TDM, sinyal-sinyal tersebut memiliki bit rate yang rendah dengan sumber sinyal yang berbeda-beda. Ketika sinyal tersebut memasuki Multiplexer, maka sinyal akan melalui sebuah swicth rotary yang menyebabkan sinyal informasi yang sebelumnya telah disampling itu akan dibuat berubah-ubah tiap detiknya. Hasil Output dari switch ini merupakan gelombang PAM yang mengandung samplesample dari sinyal informasi yang periodik terhadap waktu. Setelah melaui multiplex, sinyal kemudian ditransmisi dengan membagibagi sample informasi berdasarkan (Hold Time/Jumlah kanal). Kanal transmisi ini merupakan sebuah kanal dengan rangkaian yang disinkronisasikan.Kanal sinkron ini dibutuhkan untuk membangun tiap kelompok sample dan membagi sample-sample tepat kedalam frame. Ketika sinyal transmisi memasuki demultiplexer, gabungan sinyal yang ber-bit-rate tinggi (sinyal transmisi) dibagibagi kembali menjadi sinyal informasi seperti sinyal informasi awal yang ber-bitrate rendah. Kemudian akan di rotary switch pula disana yang akan mengarahkan sinyal-sinyal ke tujuna masingmasing dari sinyal itu. Pada multiplxer terdapat filter yang berfungsi melewatkan sinyal dengan frekuensi rendah, dan pada
247
demultiplexer akan terdapat filter yang bertujuan untuk mendapatkan sinyal keluaran yang akan sama dengan sinyal informasi inputnya. Gelombang suara dari percakapan telepon di sample sekali 125msec, dan setiap sample diconvert menjadi 8 bit data digital. Dengan menggunakan teknik ini, kecepatan transmisi 64000bit/sec dibutuhkan untuk mentransmisikan suara tersebut. T1 line sebenarnya merupakan sebuah channel yang mampu mentransmisikan pada kecepatan 1,544 Mbit/sec. Kecepatan transmisi ini lebih lebar di bandingkan kabel telepon pada umumnya, sehingga TDM digunakan untuk mengijinkan sebuah T1 line untuk membawa 24 sinyal suara yang berbeda. Dengan satu frame terdiri dari 193bit, sehingga kecepata tiap framenya 125μs. Tipa frame tersebut kemudian dibagi menjadi 24 slot sinyal suara dan 8 bit digital code. TDM digunakan karena alasan biaya, semakin sedikit kabel yang digunakan dan semakin simple receiver yang dapat dipakai utnuk mentransmisikan data dari banyak sumber untuk banyak tujuan membuat TDM lebih murah dibandingkan yang lain. TDM ini juga menggunakan bandwidth yang lebih sedikit daripada Frequency Division Multipxing (FDM). Dengan lebar bandwidth yang kecil, membuat bitrate semakin cepat, namun daya yang digunakan semakin besar [4]. Frequency Division Multiplexing (FDM) Frequency Division Multiplexing adalah menggabungkan banyak saluran input menjadi sebuah saluran output berdasarkan frekuensi. Jadi total bandwidth dari keseluruhan saluran dibagi menjadi sub-sub saluran oleh frekuensi. Tiap sinyal modulasi memerlukan bandwidth center tertentu sekitar frekuensi carriernya, dinyatakan sebagai suatu saluran. Sinyal input baik analog maupun digital akan ditransmisikan melalui medium dengan sinyal analog. Pada sistem FDM, umumnya terdiri dari dua peralatan terminal dan penguat ulang saluran transmisi (repeater transmission line). 1. Peralatan Terminal (Terminal Equiipment) Peralatan terminal terdiri dari bagian yang mengirimkan sinyal frekuensi ke repeater dan bagian penerima yang menerima sinyal tersebut dan mengubahnya kembali menjadi frekuensi semula. 2. Peralatan Penguat Ulang (Repeater Equipment) Repeater equipment terdiri dari penguat dan equalizer yang fungsinya masing-masing untuk mengkompensir redaman dan kecepatan redaman sewaktu transmisi melewati saluran antara kedua repeater masing-masing. Wavelength Division Multiplxing (WDM) Dalam komunikasi serat optik, WDM adalah teknologi yang multiplexing multi carrier optik sinyal pada satu serat optik dengan menggunakan berbagai panjang gelombang (warna) dari sinar laser untuk membawa sinyal yang berbeda. Hal ini memungkinkan untuk memultiplexing, di samping
248
memungkinkan komunikasi directional lebih dari satu saluran, ini biasanya disebut Wavelngth Division Multiplexing (WDM). Wavelength Division Multiplexing adalah istilah umum yang diterapkan pada sebuah carrier optik yaitu panjang gelombang, sedangkan frequency division multiplexing biasanya diterapkan ke operator radio. Dalam hal ini panjang gelombang dan frekuensi berbanding terbalik, serta radio cahaya adalah kedua bentuk radiasi elektromagnetik. OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) adalah sebuah teknik transmisi yang menggunakan beberapa buah frekuensi (multicarrier) yang saling tegak lurus (orthogonal). Masing-masing sub-carrier tersebut dimodulasikan dengan teknik modulasi konvensional pada rasio symbol yang rendah. Prinsip kerja dari OFDM dapat dijelaskan sebagai berikut. Deretan data informasi yang akan dikirim dikonversikan kedalam bentuk parallel, sehingga bila bit rate semula adalah R , maka bit rate di tiap-tiap jalur parallel adalah R/M dimana M adalah jumlah jalur parallel (sama dengan jumlah sub-carrier). Setelah itu, modulasi dilakukan pada tiap-tiap sub-carrier. Modulasi ini bisa berupa BPSK, QPSK, QAM atau yang lain, tapi ketiga teknik tersebut sering digunakan pada OFDM. Kemudian sinyal yang telah termodulasi tersebut diaplikasikan ke dalam Inverse Discrete Fourier Transform (IDFT), untuk pembuatan simbol OFDM. Penggunaan IDFT ini memungkinkan pengalokasian frekuensi yang saling tegak lurus (orthogonal). Setelah itu simbol-simbol OFDM dikonversikan lagi kedalam bentuk serial, dan kemudian sinyal dikirim seperti terlihat pada Gambar 14.
Gambar 5.133. Prinsip kerja OFDM Sinyal carrier dari OFDM merupakan penjumlahan dari banyaknya sub-carriers yang orthogonal, dengan data baseband pada masing-masing sub-carriers dimodulasikan secara bebas menggunakan teknik modulasi QAM atau PSK. Sinyal yang terkirim tersebut, dalam persamaan matematik bisa diekspresikan sebagai berikut,
249
Dimana Re(.) adalah bagian real dari persamaan, f(t) adalah respons implus dari filter transmisi, T adalah periode simbol, v o adalah frekuensi pembawa (carrier frequency) dalam bentuk radian, j adalah fase pembawa (carrier phase), dan bn adalah data informasi yang telah termodulasi yang menjadi input dari IDFT. Pada stasiun penerima, dilakukan operasi yang berkebalikan dengan apa yang dilakukan di stasiun pengirim. Mulai dari konversi dari serial ke parallel, kemudian konversi sinyal parallel dengan Fast Fourier Transform (FFT), setelah itu demodulasi, konversi parallel ke serial, dan akhirnya kembali menjadi bentuk data informasi. Pada OFDM, frekuensi-frekuensi multicarrier tersebut saling tegak lurus, yang berarti bahwa crosstalk di antara sub-channels dihilangkan dan inter-carrier guard bands tidak diperlukan. Istilah orthogonal dalam Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) mengandung makna hubungan matematis antara frekuensi-frekuensi yang digunakan. Pemakaian frekuensi yang saling orthogonal pada OFDM memungkinkan overlap antar frekuensi tanpa menimbulkan interferensi satu sama lain. Ada beberapa kumpulan sinyal yang orthogonal, salah satunya yang cukup sering kita gunakan adalah sinyal sinus, sebagaimana diperlihatkan pada Gambar 5.134.
Gambar 5.134. Contoh kumpulan sinyal ortogonal berupa gelombang sinus Ortogonalitas juga memungkinkan efisiensi spektral yang tinggi, mendekati rasio Nyquist. OFDM secara umum mendekati spektrum ”white”, sehingga terdapat properti interferensi elektromagnetik terhadap pengguna cochannel yang lain. Satu prinsip kunci dari OFDM adalah dimana skema modulasinya dengan rasio symbol yang rendah sehingga hanya mendapat sedikit pengaruh intersymbol interference dari multipath fading. Oleh karena itu, maka dapat ditransmisikan sejumlah aliran low-rate dalam paralel, bukan aliran high-rate tunggal. Karena durasi dari tiap simbol panjang, maka memungkinkan untuk penyisipan guard interval di antara simbol-simbol OFDM, sehingga dapat menghilangkan intersymbol interference. Pada OFDM, sinyal didesain sedemikian rupa agar orthogonal, sehingga bila tidak ada distorsi pada jalur komunikasi yang menyebabkan ISI(intersymbol interference) dan ICI(intercarrier interference), maka setiap subchannel akan bisa dipisahkan stasiun penerima dengan menggunakan DFT. Tetapi pada 250
kenyataannya tidak semudah itu. Karena pembatasan spektrum dari sinyal OFDM tidak strict, sehingga terjadi distorsi linear yang mengakibatkan energi pada tiap-tiap subchannel menyebar ke subchannel di sekitarnya, dan pada akhirnya ini akan menyebabkan interferensi antar simbol (ISI). Solusi yang termudah adalah dengan menambah jumlah subchannel sehingga periode simbol menjadi lebih panjang, dan distorsi bisa diabaikan bila dipandingkan dengan periode simbol. Tetapi cara diatas tidak aplikatif, karena sulit mempertahankan stabilitas carrier dan juga menghadapi Doppler Shift. Pendekatan yang relatif sering digunakan untuk memecahkan masalah ini adalah dengan menyisipkan guard interval (interval penghalang) secara periodik pada tiap simbol OFDM. Cyclic prefix yang ditransmisikan selama guard interval, terdiri dari akhir dari symbol OFDM yang dikopi ke guard interval, dan guard interval ditransmisikan diikuti dengan symbol OFDM. Alasan guard interval terdiri dari kopi dari akhir simbol OFDM adalah agar receiver nantinya mengintegrasi masing-masing multipath melalui angka integer dari siklus sinusoid ketika proses demodulasi OFDM dengan FFT. A. Keunggulan OFDM adalah salah satu jenis dari multicarrier (FDM), tetapi memiliki efisensi pemakaian frekuensi yang jauh lebih baik. Pada OFDM overlap antar frekuensi yang bersebelahan diperbolehkan, karena masing-masing sudah saling orthogonal, sedangkan pada sistem multicarrier konvensional untuk mencegah interferensi antar frekuensi yang bersebelahan perlu diselipkan frekuensi penghalang (guard band), dimana hal ini memiliki efek samping berupa menurunnya kecepatan transmisi bila dibandingkan dengan sistem single carrier dengan lebar spektrum yang sama. Sehingga salah satu karakteristik dari OFDM adalah tingginya tingkat efisiensi dalam pemakaian frekuensi. Selain itu pada multicarrier konvensional juga diperlukan band pass filter sebanyak frekuensi yang digunakan, sedangkan pada OFDM cukup menggunakan FFT saja. Karakter utama yang lain dari OFDM adalah kuat menghadapi frequency selective fading. Dengan menggunakan teknologi OFDM, meskipun jalur komunikasi yang digunakan memiliki karakteristik frequencyselective fading (dimana bandwidth dari channel lebih sempit daripada bandwidth dari transmisi sehingga mengakibatkan pelemahan daya terima secara tidak seragam pada beberapa frekuensi tertentu), tetapi tiap sub carrier dari sistem OFDM hanya mengalami flat fading (pelemahan daya terima secara seragam). Pelemahan yang disebabkan oleh flat fading ini lebih mudah dikendalikan, sehingga performansi dari sistem mudah untuk ditingkatkan. Teknologi OFDM bisa mengubah frequency selective fading menjadi flat fading, karena meskipun sistem secara keseluruhan memiliki kecepatan transmisi yang sangat tinggi sehingga mempunyai bandwidth yang lebar, karena transmisi menggunakan subcarrier (frekuensi pembawa) dengan jumlah yang sangat banyak, sehingga kecepatan transmisi di tiap subcarrier sangat rendah dan bandwidth dari tiap subcarrier sangat sempit, lebih sempit daripada coherence bandwidth (lebar daripada bandwidth yang memiliki karakteristik yang relatif sama). 251
Keuntungan yang lainnya adalah, dengan rendahnya kecepatan transmisi di tiap subcarrier berarti periode simbolnya menjadi lebih panjang sehinnga kesensitifan sistem terhadap delay spread (penyebaran sinyal-sinyal yang datang terlambat) menjadi relatif berkurang. B. Kelemahan Sebagai sebuah sistem buatan menusia, tentunya teknologi OFDM pun tak luput dari kekurangan-kekurangan. Diantaranya, yang sangat menonjol dan sudah lama menjadi topik penelitian adalah frequency offset dan nonlinear distortion (distorsi nonlinear). Frequency Offset Sistem ini sangat sensitif terhadap carrier frequency offset yang disebabkan oleh jitter pada gelombang pembawa (carrier wave) dan juga terhadap Efek Doppler yang disebabkan oleh pergerakan baik oleh stasiun pengirim maupun stasiun penerima. Distorsi Non-linier Teknologi OFDM adalah sebuah sistem modulasi yang menggunakan multifrekuensi dan multi-amplitudo, sehingga sistem ini mudah terkontaminasi oleh distorsi nonlinear yang terjadi pada amplifier dari daya transmisi. Sinkronisasi sinyal Pada stasiun penerima, menentukan start point untuk memulai operasi Fast Fourier Transform (FFT) ketika sinyal OFDM tiba di stasiun penerima adalah hal yang relatif sulit. Atau dengan kata lain, sinkronisasi daripada sinyal OFDM adalah hal yang sulit. 2. Lembar Pelatihan Kerjakan soal-soal berikut ini dengan baik dan benar 1. Apa Fungsi dari gelombang carrier ? 2. Apa yang dimaksud dengan modulasi analog ? 3. Jelaskan perbedaan antara Modulasi Amplitudo (AM), Modulasi Frekuensi (FM), dan Modulasi Fasa (PM) ! 4. Sebutkan karakteristik komunikasi digital ! 5. Apa yang anda ketahui tentang OFDM
252
C2. Media Transmisi Telekomunikasi 1. Lembar Informasi Media transmisi digunakan pada beberapa peralatan elektronika untuk menghubungkan antara pengirim dan penerima supaya dapat melakukan pertukaran data. Beberapa alat elektronika, seperti telepon, komputer, televisi, dan radio membutuhkan media transmisi untuk dapat menerima data. Seperti pada pesawat telepon, media transmisi yang digunakan untuk menghubungkan dua buah telepon adalah kabel. Setiap peralatan elektronika memiliki media transmisi yang berbeda-beda dalam pengiriman datanya didasarkan pada frekuensi kerjanya seperti terilah pada Gambar 5.135. Karakteristik media transmisi Karakteristik media transmisi ini bergantung pada: Jenis alat elektronika Data yang digunakan oleh alat elektronika tersebut Tingkat keefektifan dalam pengiriman data Ukuran data yang dikirimkan
Gambar 5.135. Spektrum Elektromagnetik Jenis media transmisi 1. Guided Transmission Media Guided transmission media atau media transmisi terpandu merupakan jaringan yang menggunakan sistem kabel. a. Twisted Pair Cable Twisted pair cable atau kabel pasangan berpilin terdiri dari dua buah konduktor yang digabungkan dengan tujuan untuk mengurangi atau meniadakan interferensi elektromagnetik dari luar seperti radiasi elektromagnetik dari kabel Unshielded twisted-pair (UTP), dan crosstalk yang terjadi di antara kabel yang berdekatan. 253
Ada dua macam Twisted Pair Cable, yaitu : Kabel STP dan UTP 1. Kabel STP (Shielded Twisted Pair) seperti telihat pada Gambar 5.136 merupakan salah satu jenis kabel yang digunakan dalam jaringan komputer. Kabel ini berisi dua pasang kabel (empat kabel) yang setiap pasang dipilin. Kabel STP lebih tahan terhadap gangguan yang disebabkan posisi kabel yang tertekuk. Pada kabel STP attenuasi akan meningkat pada frekuensi tinggi sehingga menimbulkan crosstalk dan sinyal noise.
Gambar 5.136. Kabel STP 2. Kabel UTP (Unshielded Twisted Pair) seperti terlihat pada Gambar 5.137 banyak digunakan dalam instalasi jaringan komputer. Kabel ini berisi empat pasang kabel yang tiap pasangnya dipilin (twisted). Kabel ini tidak dilengkapi dengan pelindung (unshilded). Kabel UTP mudah dipasang, ukurannya kecil, dan harganya lebih murah dibandingkan jenis media lainnya. Kabel UTP sangat rentan dengan efek interferensi elektris yang berasal dari media di sekelilingnya. Gambar 5.137. Kabel UTP b. Coaxial Cable Kabel koaksial pada Gambar 5.138 adalah suatu jenis kabel yang menggunakan dua buah konduktor. Kabel ini banyak digunakan untuk mentransmisikan sinyal frekuensi tinggi mulai 300 kHz keatas. Karena kemampuannya dalam menyalurkan frekuensi tinggi tersebut, maka sistem transmisi dengan menggunakan kabel koaksial memiliki kapasitas kanal yang cukup besar. Ada beberapa jenis kabel koaksial, yaitu thick coaxial cab le (mempunyai diameter besar) dan thin coaxial cable (mempunyai diameter lebih kecil). Gambar 5.138. Kabel Koaksial 254
Keunggulan kabel koaksial adalah dapat digunakan untuk menyalurkan informasi sampai dengan 900 kanal telepon, dapat ditanam di dalam tanah sehingga biaya perawatan lebih rendah, karena menggunakan penutup isolasi maka kecil kemungkinan terjadi interferensi dengan sistem lain. Kelemahan kabel koaksial adalah mempunyai redaman yang relatif besar sehingga untuk hubungan jarak jauh harus dipasang repeater-repeater, jika kabel dipasang diatas tanah, rawan terhadap gangguan-gangguan fisik yang dapat berakibat putusnya hubungan. c. Fiber Optic Serat optik adalah saluran transmisi yang terbuat dari kaca atau plastik yang digunakan untuk mentransmisikan sinyal cahaya dari suatu tempat ke tempat lain. Serat yang digunakan berbentuk silinder seperti kawat pada umumnya, terdiri dari dua bagian penting yaitu bagian inti (core), kulit (cladding), pembungkus dan lapisan penguat. Penampangnya secara lengkap dapat kita lihat pada Gambar 5.139. Dimana struktur serat optic terdiri dari:
Gambar 5.139. Struktur dasar serat optik 1. Core (inti) Terbuat dari bahan kuarsa (silica) dengan kualitas sangat tinggi. Merupakan bagian utama dari serat optik karena perambatan cahaya sebenarnya terjadi pada bagian ini. Memiliki diameter 10m – 50 m, ukuran core sangat mempengaruhi karakteristik serat optik. Berfungsi untuk menentukan cahaya merambat dari satu ujung ke ujung lainnya. 2. Cladding (lapisan) Terbuat dari bahan gelas dengan indeks bias lebih kecil dari core. Merupakan selubung dari core. Memiliki diameter 2 – 250 m
255
Hubungan indeks bias antara core dan cladding akan mempengaruhi perambatan cahaya pada core (mempengaruhi besarnya sudut kritis). Berfungsi untuk menjaga sinyal optik supaya merambat sepanjang core dan untuk memperkuat kedudukan atau posisi core. Berfungsi sebagai cermin, yakni memantulkan cahaya agar dapat merambat ke ujung lainnya.
3. Coating (jaket) Terbuat dari bahan plastik. Berfungsi untuk melindungi serat optik dari kerusakan, perubahan temperatur, kelembaban, keausan dan lain-lain (pelindung mekanis) dan merupakan tempat kode warna. Adapun karakteristik serat optik antara lain : Emisi cahaya terjadi pada daerah panjang gelombang 850 nm – 1550 nm. Dapat dimodulasi langsung pada frekuensi tinggi. Mempunyai lebar spektrum yang sempit. Ukuran atau dimensi kecil. Mempunyai umur kerja relatif lama. Sumber Optik Fiber optik merupakan elemen transmisi dalam sistem Komunikasi Serat Optik, yaitu pemanduan cahaya silindris. Sumber optik pada sistem transmisi serat optik berfungsi sebagai pengubah besaran sinyal listrik atau elektris menjadi sinal cahaya. Ada dua jenis sumber optik yaitu : a. LED (Light Emitting Diode) yang digunakan pada sistem komunikasi jarak pendek dan kecepatan bit rendah (kurang dari 100 Mbps). b. Dioda LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) semikonduktor atau Injection Laser Diode (ILD) umumnya digunakan untuk sistem komunikasi jarak jauh dengan kecepatan bit tinggi (lebih besar dari 1 Gbps). Prinsip Perambatan Cahaya Teknologi fiber optik maju pesat dan sedang berkembang pemanfatannya untuk sistem teknologi telekomunikasi maju dan handal. Penemuan fiber optik sebagai media transmisi pada suatu sistem komunikasi didasarkan pada hukum Snellius untuk perambatan cahaya pada media transparan seperti pada kaca yang terbuat dari kuartz kualitas tinggi dan dibentuk dari dua lapisan utama seperti terlihat pada Gambar 21 yaitu lapisan inti yang biasanya disebut core terletak pada lapisan yang paling dalam dengan indeks bias n1 dan dilapisi oleh cladding dengan indeks bias n2 yang lebih kecil dari n1.
256
Gambar 5.140. Struktur core dan cladding pada fiber optik Menurut hukum Snellius jika seberkas sinar masuk pada suatu ujung fiber optik (media yang transparan) dengan sudut kritis dan sinar itu datang dari medium yang mempunyai indeks bias lebih kecil dari udara menuju inti fiber optik (kuartz murni) yang mempunyai indeks bias yang lebih besar maka seluruh sinar akan merambat sepanjang inti (core) fiber optik menuju ujung yang satu. Cahaya merambat dalam fiber optik dengan menggunakan pantulan sempurna supaya energi tidak keluar dari core. Pada peristiwa pantulan sempurna oleh kulit, sebetulnya masih disertai juga oleh rembesan sinar ke dalam kulit. Hal ini dapat menyebabkan kerugian transmisi dan menyebabkan sinar yang tak sejajar sumbu serat mencapai ujung seberang lebih dulu, sinar memiliki laju rambat yang lebih besar di dalam kulit daripada di dalam inti. Diperlukan sudut masuk tertentu supaya dapat merambat dengan cara ini. Sudut masuk ini disebut cone angle. Refleksi-pantulan dalam fiber bisa dilihat pada Gambar 5.141.
kritis
Gambar 5.141. Refleksi – Pantulan Karena ukuran core sangat kecil, maka sumber cahaya harus dapat difokuskan. Jenis–jenis Serat Optik Ada dua jenis serat optik yang digunakan dalam sistem komunikasi serat optik, yaitu: multimode fiber dan single mode fiber, dimana masing-masing memiliki profil indeks bias dan ukuran penampang yang dapat dilihat pada Gambar 5.142 dan 5.143.
257
1. Multimode Fiber Multimode fiber adalah tipe pertama fiber yang dikomersilkan. Multimode fiber ini memiliki core yang lebih besar dari pada single mode fiber yang menyediakan beratus-ratus mode cahaya untuk penyebaran sinyal secara serentak. Sedangkan multi-mode fiber digunakan terutama pada sistem dengan jarak transmisi yang pendek (dibawah 2 km) seperti jaringan data private dan aplikasi optik paralel. Ada dua tipe fiber optik multi mode, yaitu : a.
Step index multimode Indeks bias core konstan Ukuran core besar (50 m) dan dilapisi cladding yang sangat tipis. Penyambungan kabel lebih mudah karena memiliki core yang besar. Perubahan dari index bias core dan clading tiba-tiba dan banyak lintasan cahaya yang terjadi. Akibatnya terjadi pelebaran pulsa yang akan menurunkan laju transmisi datanya. Hanya digunakan untuk jarak pendek dan transmisi data bit rate rendah.
b.
Graded index multimode Core terdiri dari sejumlah lapisan gelas yang memiliki indeks bias yang berbeda-beda, dimana indeks bias yang lebih tinggi terdapat pada pusat core dan berangsur-angsur turun sampai ke batas core – cladding. Cahaya merambat karena difraksi yang terjadi pada core sehingga rambatan cahaya sejajar dengan sumbu serat. Harganya lebih mahal dari serat optik step index karena proses pembuatannya lebih sulit. Dispersi minimum.
2. Single Mode Fiber Single-mode fiber, sebaliknya, memiliki core yang lebih kecil yang hanya menyediakan satu mode cahaya dalam propagasi pada satu waktu, yaitu sejajar dengan sumbu serat optik. Untuk penggunaannya, single-mode fiber pada dasarnya digunakan untuk jarak yang jauh dan bandwidth yang lebar.
258
Gambar 5.142. Profil Indeks Bias Singlemode dan Multimode
Gambar 5.143. Mode Kabel Fiber Optik Keunggulan dan Kelemahan Serat Optik Ada beberapa keunggulan serat optik di banding media transmisi lainnya, yaitu : Mempunyai lebar pita frekuensi (bandwidth) yang lebar. Frekuensi pembawa optik sekitar 1013 hingga 1016. Karena bekerja pada frekuensi yang tinggi maka jumlah informasi yang dibawa akan lebih banyak. Serat optik yang digunakan memiliki ukuran yang sangat kecil dan ringan. Diameternya dalam ukuran mikro sama bahkan lebih kecil dari diameter sehelai rambut manusia. Dapat mentransmisikan sinyal digital dengan kecepatan data yang sangat tinggi dari beberapa Mbit/detik sampai dengan Gbit/detik. Memiliki redaman kecil sehingga jarak jangkau pengiriman tanpa repeater lebih jauh. Perkembangan serat optik saat ini telah menghasilkan produksi dengan redaman sangat rendah dibandingkan dengan kabel yang terbuat dari
259
tembaga (copper). Terutama pada frekuensi yang mempunyai panjang gelombang sekitar 1310 nm yaitu kurang dari 0,5 dB/km. Kebal terhadap induksi, artinya tidak terpengaruh oleh kilat dan transmisi radio. Keamanan rahasia informasi lebih baik, artinya penyadapan informasi dengan induksi atau hubungan sederhana tidak dapat dilakukan. Kebal terhadap gangguan gelombang elektromagnetis. Serat optik terbuat dari kaca atau plastik yang merupakan isolator berarti bebas dari interferensi medan magnet misalnya gangguan petir, transmisi RF, sentakan elektromagnetik yang disebabkan karena ledakan nuklir / petir. Karena di dalam serat tidak terdapat tenaga listrik, maka tidak akan terjadi bahaya sengatan listrik, kebocoran ke tanah/ground atau hubung singkat. Di samping itu serat tahan terhadap gas beracun, bahan kimia dan air, sehingga cocok ditanam dalam tanah. Tidak mengalihkan arus karena terbuat dari kaca atau plastik. Sistem dapat dihandalkan dan mudah dipelihara. Penambahan kanal / kapasitas terpasang lebih mudah. Tidak ada cakap silang (crosstalk). Tidak berkarat Tahan terhadap temperatur tinggi. Konsumsi daya rendah. Substan sangat rendah, sehingga memperkecil jumlah sambungan dan jumlah pengulang. Di samping kelebihan yang telah disebutkan di atas, serat optik juga mempunyai beberapa kelemahan di antaranya, yaitu : Serat optik tidak dapat menyalurkan energi listrik atau elektris, oleh karena itu repeater harus dicatu secara lokal atau dicatu secara remote, menggunakan kabel tembaga yang terpisah dan pada sistem repeater, transmitter dan receiver perlu pengubahan energi listrik ke optik dan sebaliknya. Intensitas energi cahaya yang dipancarkan pada sinar inframerah jika terkena retina mata dapat merusakkan retina mata. Konstruksi serat optik cukup lemah atau rapuh. Karakteristik transmisi dapat berubah bila terjadi tekanan dari luar yang berlebihan. Perangkat terminasi lebih mahal. Perangkat sambung relatif lebih sulit, karena terbuat dari bahan gelas silica, memerlukan penanganan yang lebih hati-hati dan harus menggunakan teknik dan ketelitian yang tinggi. Perbaikan lebih sulit 2.
Unguided Transmission Media Unguided transmission media atau media transmisi tidak terpandu merupakan jaringan yang menggunakan sistem gelombang.
260
a. Gelombang mikro Gelombang mikro (microwave) merupakan bentuk gelombang radio yang beroperasi pada frekuensi tinggi (dalam satuan gigahertz) seperti terlihat pada Gambar 15, yang meliputi kawasan UHF, SHF dan EHF. Gelombang mikro banyak digunakan pada sistem jaringan MAN, warnet dan penyedia layanan internet (ISP). Keuntungan menggunakan gelombang mikro adalah akuisisi antar menara tidak begitu dibutuhkan, dapat membawa jumlah data yang besar, biaya murah karena setiap tower antena tidak memerlukan lahan yang luas, frekuensi tinggi atau gelombang pendek karena hanya membutuhkan antena yang kecil. Kelemahan gelombang mikro adalah rentan terhadap cuaca seperti hujan dan mudah terpengaruh pesawat terbang yang melintas di atasnya. b. Satelit Satelit adalah media transmisi yang fungsi utamanya menerima sinyal dari stasiun bumi dan meneruskannya ke stasiun bumi lain. Satelit yang mengorbit pada ketinggian 36.000 km di atas bumi memiliki angular orbital velocity yang sama dengan orbital velocity bumi. Hal ini menyebabkan posisi satelit akan relatif stasioner terhadap bumi (geostationary), apabila satelit tersebut mengorbit di atas khatulistiwa. Pada prinsipnya, dengan menempatkan tiga buah satelit geostationary pada posisi yang tepat dapat menjangkau seluruh permukaan bumi. Adapun berdasarkan klasifikasi ketinggian orbit satelit, maka dapat dibagi seperti terlihat pada Gambar 24. Low Earth orbit (LEO): orbit geosentrik dengan jarak pada ketinggian dari 500-900 km. Orbit Rendah Sirkuler Ketinggian satelit konstan dengan jarak ratusan km. Perioda orbit sekitar 90 menit Orbitnya mendekati inklinasi 90o yang menjamin satelit melintasi semua wilayah bumi. Medium Earth orbit (MEO): orbit geosentrik dengan jarak pada ketinggian 5,000 - 12,000 km Orbit Menengah Sirkuler dinamakan juga sebagai Intermediate Circular Orbits (ICO) Ketinggian satelit dari bumi sekitar 10,000 km dan dengan inklinasi 50 o dan period 6 jam Dengan konstelasi 10 sampai 15 satelit, suatu peliputan bumi kontinu dijamin GEO: Geostationary Earth Orbit Orbit Sirkuler dengan inklinasi zero ( equatorial) Orbit satelit mempunyai ketinggian 35,786 km dengan kecepatan sama dengan perputaran bumi. Satu satelit mampu mengcover 43% permukaan bumi
261
Gambar 5.144. Jenis Orbit Satelit
Gambar 5.145. Contoh satelit pengamat bumi, satellite ERS 2 European Remote-Sensing Satellite Dalam hubunganya dengan kebutuhan komunikasi, jenis satelit dapat dibedakan menjadi. Satelit astronomi adalah satelit yang digunakan untuk mengamati planet, galaksi, dan objek angkasa lainnya yang jauh. Satelit komunikasi adalah satelit buatan yang dipasang di angkasa dengan tujuan telekomunikasi menggunakan radio pada frekuensi gelombang mikro. Kebanyakan satelit komunikasi menggunakan orbit geosinkron atau orbit geostasioner, meskipun beberapa tipe terbaru menggunakan satelit pengorbit Bumi rendah. Satelit pengamat Bumi adalah satelit yang dirancang khusus untuk mengamati Bumi dari orbit, seperti satelit reconnaissance tetapi ditujukan untuk penggunaan non-militer seperti pengamatan lingkungan, meteorologi, pembuatan peta, dll. Salah satu contoh satelit pengamat bumi dapat dilihat pada Gambar 5.144. 262
Satelit navigasi adalah satelit yang menggunakan sinyal radio yang disalurkan ke penerima di permukaan tanah untuk menentukan lokasi sebuah titik dipermukaan bumi. Salah satu satelit navigasi yang sangat populer adalah GPS milik Amerika Serikat selain itu ada juga Glonass milik Rusia. Bila pandangan antara satelit dan penerima di tanah tidak ada gangguan, maka dengan sebuah alat penerima sinyal satelit (penerima GPS), bisa diperoleh data posisi di suatu tempat dengan ketelitian beberapa meter dalam waktu nyata. Satelit mata-mata adalah satelit pengamat Bumi atau satelit komunikasi yang digunakan untuk tujuan militer atau mata-mata. Satelit tenaga surya adalah satelit yang diusulkan dibuat di orbit Bumi tinggi yang menggunakan transmisi tenaga gelombang mikro untuk menyorotkan tenaga surya kepada antena sangat besar di Bumi yang dpaat digunakan untuk menggantikan sumber tenaga konvensional. Stasiun angkasa adalah struktur buatan manusia yang dirancang sebagai tempat tinggal manusia di luar angkasa. Stasiun luar angkasa dibedakan dengan pesawat angkasa lainnya oleh ketiadaan propulsi pesawat angkasa utama atau fasilitas pendaratan; Dan kendaraan lain digunakan sebagai transportasi dari dan ke stasiun. Stasiun angkasa dirancang untuk hidup jangka-menengah di orbit, untuk periode mingguan, bulanan, atau bahkan tahunan. Satelit cuaca adalah satelit yang diguanakan untuk mengamati cuaca dan iklim Bumi. Satelit miniatur adalah satelit yang ringan dan kecil. Klasifikasi baru dibuat untuk mengkategorikan satelit-satelit ini: satelit mini (500–200 kg), satelit mikro (di bawah 200 kg), satelit nano (di bawah 10 kg).
Keuntungan satelit adalah lebih murah dibandingkan dengan menggelar kabel antar benua, dapat menjangkau permukaan bumi yang luas, termasuk daerah terpencil dengan populasi rendah, meningkatnya trafik telekomunikasi antar benua membuat sistem satelit cukup menarik secara komersial. Kekurangannya satelit adalah keterbatasan teknologi untuk penggunaan antena satelit dengan ukuran yang besar, biaya investasi dan asuransi satelit yang masih mahal, atmospheric losses yang besar untuk frekuensi di atas 30 GHz membatasi penggunaan frequency carrier. Adalah jenis dari microwave yang menggunakan satellite untuk mengirimkan sinyal ke transmitter atau parabola. Satellite microwave mengirimkan sinyal secara menyeluruh ke setiap transmitter. c. Inframerah Inframerah biasa digunakan untuk komunikasi jarak dekat, dengan kecepatan 4 Mbps. Dalam penggunaannya untuk pengendalian jarak jauh, misalnya remote control pada televisi serta alat elektronik lainnya. Keuntungan inframerah adalah kebal terhadap interferensi radio dan elekromagnetik, inframerah mudah dibuat dan murah, instalasi mudah, mudah dipindah-pindah, 263
keamanan lebih tinggi daripada gelombang radio. Kelemahan inframerah adalah jarak terbatas, tidak dapat menembus dinding, harus ada lintasan lurus dari pengirim dan penerima, tidak dapat digunakan di luar ruangan karena akan terganggu oleh cahaya matahari. Adapun kegunaan infra merah dalam telekomunikasi adalah sbb. Adanya sistem sensor infra merah. Sistem sensor ini pada dasarnya menggunakan inframerah sebagai media komunikasi yang menghubungkan antara dua perangkat. Penerapan sistem sensor infra ini sangat bermanfaat sebagai pengendali jarak jauh, alarm keamanan, dan otomatisasi pada sistem. Adapun pemancar pada sistem ini terdiri atas sebuah LED (Lightemitting Diode)infra merah yang telah dilengkapi dengan rangkaian yang mampu membangkitkan data untuk dikirimkan melalui sinar inframerah, sedangkan pada bagian penerima biasanya terdapat foto transistor, fotodioda, atau modulasi infra merah yang berfungsi untuk menerima sinar inframerah yang dikirimkan oleh pemancar. Adanya kamera tembus pandang yang memanfaatkan sinar inframerah. Sinar inframerah memang tidak dapat ditangkap oleh mata telanjang manusia, namun sinar inframerah tersebut dapat ditangkap oleh kamera digital atau video handycam. Dengan adanya suatu teknologi yang berupa filter iR PF yang berfungi sebagai penerus cahaya infra merah, maka kemampuan kamera atau video tersebut menjadi meningkat. Teknologi ini juga telah diaplikasikan ke kamera handphone Untuk pencitraan pandangan seperti nightscoop Inframerah digunakan untuk komunikasi jarak dekat, seperti pada remote TV. Gelombang inframerah itu mudah untuk dibuat, harganya relatif murah, tidak dapat menembus tembok atau benda gelap, serta memiliki fluktuasi daya tinggi dan dapat diinterfensi oleh cahaya matahari. Sebagai alat komunikasi pengontrol jarak jauh. Inframerah dapat bekerja dengan jarak yang tidak terlalu jauh (kurang lebih 10 meter dan tidak ada penghalang) Sebagai salah satu standardisasi komunikasi tanpa kabel. Jadi, inframerah dapat dikatakan sebagai salah satu konektivitas yang berupa perangkat nirkabel yang digunakan untuk mengubungkan atau transfer data dari suatu perangkat ke parangkat lain. Penggunaan inframerah yang seperti ini dapat kita lihat pada handphone dan laptop yang memiliki aplikasi inframerah. Ketika kita ingin mengirim file ke handphone, maka bagian infra harus dihadapkan dengan modul infra merah pada PC. Selama proses pengiriman berlangsung, tidak boleh ada benda lain yang menghalangi. Fungsi inframerah pada handphone dan laptop dijalankan melalui teknologi IrDA (Infra red Data Acquition). IrDA dibentuk dengan tujuan untuk mengembangkan sistem komunikasi via inframerah.
264
2. Lembar Pelatihan Kerjakan soal-soal dibawah ini dengan baik dan benar. 1. Apa yang dimaksud dengan media transmisi. 2. Media transmisi ada dua, sebutkan masing-masing media transmisi tersebut
beserta karakteristiknya. 3. Hal-hal apakah yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan media
transmisi. 4. Pada media transmisi serat optik sekarang sangat banyak digunakan sebutkan kekurangan dan kelebihan yang dimiliki oleh media tersebut. 5. Pada media transmisi tanpa kabel sekarang telah berkembang pesat, apa yang menyebabkan hal tersebut terjadi
C3. Jaringan Akses Radio 1. Lembar Informasi GSM Global system for Mobbile atau GSM adalah generasi kedua dari standar sistem sistem seluller yang tengah dikembangkan untuk mengatasi problem fragmentasi yang terjadi pada standar pertama di negara Eropa . GSM adalah sistem standar sellular pertama didunia yang menspesifikasikan digital modulation dan network level architectures and service. Sebelum muncul standar GSM ini negara-negara di Eropa menggunakan standar yang berbeda-beda , sehingga pada saat itu tidak memungkinkan seorang pelanggan menggunakan singele subscriber unit untuk menjangkau seluruh benua Eropa. Pada awalnya sistem GSM ini dikembangkan untuk melayani sistem seluler pan- Eropa dan menjanjikan jangkauan network yang lebih luas seperti halnya penggunaan ISDN. Pada perkembangaannya sistem GSM ini mengalami kemjuan pesat dan menjadi standar yang paling populer di seluruh dunia untuk sistem seluler.Bahkan pertumbuhannya diprediksikan akan mencapai 20 samapai 50 juta pelanggan pada tahun 2000. Penggunaan alokasi frekuensi 900 MHz oleh GSM ini diambil berdasarkan rekomendasi GSM (Gropue special Mobile) cimitte yang merupakan salah satu grup kerja pada confe'rence Europe'ene Postes des Telecommunication (CEPT). Namun pada akhirnya untuk alasan marketing GSM berubah namanya menjadi yhe Global System for Mobile Communication, sedangkan standar teknisnya diambil dari European Technical Standards Institute (ETSI). GSM pertama kali diperkenalakan di Eropa pada tahun 1991 kemudian pada akhir 1993 , beberapa negara non Amerika seperti Amerika Selatan , Asia dan Australia mulai mengadopsi GSM yang akhirnya menghasilkan standar baru yang mirip yaitu DCS 1800, yang mendukung Personal Communiction Service (PCS) pada freuensi 1,8 Ghz sampai 2 GHz.
265
Arsitektur GSM secara garis besar terdiri dari 4 subsistem yang terkoneksi dan berinteraksi antar sistem dan dengan user melalui network interface, seperti dapat dilihat pada Gamabr subsistem tersebut adalah: Arsitektur jaringan GSM terdiri atas : 1. Mobile System Merupakan perangkat yang digunakan oleh pelanggan untuk melakukan pembicaraan. Terdiri atas Mobile Equipment dan Subscriber Identity Module. 2. Base Station Terdiri atas Base Station Controller dan Base Transceiver Station. Dimana fungsi dari BSS adalah mengontrol tiap – tiap BTS yang terhubung kepada nya. Sedangkan fungsi dari BTS adalah untuk berhubungan langsung dengan MS dan juga berfungsi sebagai pengirim dan penerima sinyal. 3. Network Sub – system Terdiri dari MSC, HLR, dan VLR. MSC atau Mobile Switching Controller adalah inti dari jaringan GSM yang berfungsi untuk interkoneksi jaringan, baik antara seluler maupun dengan jaringan PSTN. Home Location Register atau HLR berfungsi untuk menyimpan semua data dari pelangga secara permanen. Untuk VLR atau Visitor Location Register berfungsi untuk data dan informasi pelanggan 4. Operation and Support System Merupakan subsistem dari jaringan GSM yang berfungsi sebagai pusat pengendalian diataranya adalah fault management, configuration management, dan inventory management.
Gambar 5.146. Arsitektur sistem GSM 266
CDMA CDMA merupakan singkatan dari Code Division Multiple Access yaitu teknik akses jamak (Multiple Access) yang memisahkan percakapan dalam domain kode. CDMA merupakan teknologi digital tanpa kabel (Digital Wirless Teknologi) yang pertama kali dibuat oleh perusahaan Amerika – Qualcomm CDMA merupakan beberapa penggunaan dari berbagai spektrum frekuensi yang sama tanpa ada pembicaraan ganda. Hal ini menyebabkan CDMA lebih tahan terhadap interferensi dan noise. Untuk menandai user yang memakai spektrum frekuensi yang sama, CDMA menggunakan kode yang unik yaitu PRCS (Pseudo – Random Code Sequence) Berbeda dengan FDMA (frequency Division Multiple Access) dan TDMA (Time Division Multiple Access), maka CDMA menggunakan waktu dan Frequency yang sama dalam akses untuk masing-masing user. Penggunaan frekuensi dan waktu yang sama menyebabkan CDMA rentan terhadap interferensi. Semakin besar interferensi yang terjadi maka kapasitas CDMA semakin kecil. CDMA membawa manfaat yang besar dan berada diatas teknologi serupa yang lain untuk saat ini. CDMA menawarkan kapasitas jaringan yang terbesar untuk melayani lebih banyak pelanggan dengan biaya infrastrukstur yang sama. CDMA menawarkan kecepatan transmisi data paling tinggi diantara yang lain. Setiap user/pemakai di assign dengan bilangan biner yang dinamakan Direct Sequence code (DCS) ketika terjadi panggilan. DCS adalah signal yang dibangkitkan oleh linier Modulation dengan wideband Pseudorandom Noise (PN) sequence, sehingga Direct Sequence CDMA menggunakan wider signal dari pada FDMA maupun TDMA. Wideband signal berfungsi untuk mengurangi interference dan dapat melakukan frekuensi reuse antar cell berlangsung bardampingan. Seluruh pengguna ada bersama-sama dalam range spektrum radio frekuensi. Kode-kode dibagi pada MS dan BS yang disebut Psendorandom Noise (PN) sequence. Masing- masing kode/pemakai adalah layer dan secara simultan ditransmisikan ke seluruh carrier. Keunikan dari CDMA adalah jumlah phone call yang dapat dihandle oleh carrier terbatas dan jumlahnya tidak pasti. Kanal trafik dibuat dengan penentuan masing-masing pengguna kode dengan carrier. Teknik CDMA pada awalnya disebut dengan CDMA One yang merupakan teknologi generasi kedua (2G). Versi revisinya IS-95 yang menjadi basis sistem komersial CDMA 2G seluruh dunia. Dengan kecepatan koneksi 14,4 kbps. Kemudian CDMA merevisi stándar menjadi IS-95B. sistem CDMA 2,5 G ini menawarkan kecepatan 64 kbps. Pada CDMA2000 1X bisa memiliki kapasitas suara dua kali lipat pada jaringan CDMAOne dan mengalirkan kecepatan data maksimal 307 kbps untuk keadaan bergerak. Sedangkan CDMA2000 1X EV sendiri meliputi CDMA2000 1X EV-DO (data only) yang bisa mengirimkan data sampai 2,4 Mbps dan mendukung aplikasi seperti konferensi video. Varian lainnya adalah CDMA2000 1X EV-DV yang mengintegrasikan voice dan layanan multimedia data paket berkecepatan tinggi secara simultan pada 2.
267
kecepatan 3,09 Mbps. Kemajuan yang dicapai CDMA tampaknya juga berkaitan dengan harapan dari International Telecommunication Union (ITU). Lembaga yang bekerja dengan badan-badan industri seluruh dunia menentukan standar dan kebutuhan teknis yang diperuntukkan bagi sistem 3G melalui program IMT2000 (International Mobile Telecommunication-2000) yang merupakan standar telekomunikasi 3G. Kebutuhan bagi jaringan IMT-2000 adalah sejumlah perbaikan kapasitas dan efisiensi spektrum melalui sistem 2G dan mendukung layanan data pada kecepatan transmisi minimum 144 kbps untuk kondisi bergerak (outdoor) dan 2 Mbps dalam keadaan diam (indoor). Setelah teknologi GSM dan GPRS, keluarlah teknologi WCDMA. WCDMA dengan CDMA 2000 memiliki parameter sistem dan implementasi yang cukup berbeda, sehingga dalam beberapa hal WCDMA dan CDMA 2000 berbeda. Meskipun demikian, banyak usaha-usaha yang sedang dilakukan untuk mengurangi perbedaan diantara keduanya untuk menekan biaya dan kompleksitas bagi masa depan jaringan nirkabel yang didukung oleh kedua teknologi ini. WCDMA merupakan sebuah teknologi banyak akses yang menggunakan modulasi DS-SS dan dapat menyediakan fasilitas pengaksesan pengguna ke jaringan Public Switched Telephone Network (PSTN) serta dapat mengirimkan layananlayanan suara, data, faksimili, ataupun multimedia. Teknologi ini berbeda dengan teknik akses radio konvensional yang menggunakan teknik pembagian lebar bidang frekuensi yang tersedia ke kanal narrow atau kedalam slot waktu. Teknologi WCDMA dalam mengakses data dilakukan secara terus menerus cellebar bidang frekuensi tertentu (5-15 MHz). Beberapa keunggulan WCDMA adalah tahan terhadap interferensi, memiliki efisiensi tinggi dan kapasitas tinggi bila diterapkan dalam konfigurasi multicell, kemampuan transfer data yang tinggi sampai 384 Kbps untuk area luas dan 2 Mbps untuk area dalam, dapat digunakan untuk komunikasi multimedia, tidak memerlukan sinkronisasi antar BTS, memiliki biaya infrastruktur yang rendah, dan mendukung Antena Array Adaptive serta deteksi multiuser. Ciri – Ciri CDMA A. Menggunakan Coding : 1) Satu ruang (cell) dengan sejumlah pasangan 2) Udara sebagai media 3) Menggunakan coding system 4) User lain dapat bergabung bersama sampai noise tertentu. B. Spread Speactrum Technology 1) Pseudorandom Modulation 2) Anti Jamming 3) Low Probability Intercept Teknik yang digunakan untuk penyebaran/modulasi signal CDMA : A. Direct Sequence yaitu memodulasi carrier dengan kode digital.dengan bit rate lebih tinggi dari bandwidth signal informasi. 268
Gambar 5.147. Spektrum CDMA B. Frekuensi Hoping yaitu mengkopi carrier radio dari frekuensi ke frekuensi dalam beberapa detik.
Gambar 5.148. Bentuk spektrum sinyal Frequency Hoping CDMA membutuhkan tingkatan sinkronisasi yang tinggi antara Base Station. Kode digital yang diassign untuk masing-masing pemakai, CDMA menambahkan suatu spesial kode (Pseudorandom Noise) pada signal yang berulang setelah waktu yang tertentu. Antara Base Station dalam satu sistem dibedakan dengan trasmisi yang berbeda kode dari waktu yang diberikan. BS mengirim versi time offset (waktu pengganti) dengan psendorandom number yang sama. Untuk menyakinkan bahwa time offset menggunakan remain unik masing-masing, CDMA BS harus tetap sinkron dengan time reference yang umum. Bahasa masing-masing pasangan menjadi FILTER. Kita dapat terus menambahkan pasangan yang berbicara dalam bahasa yang berbeda sampai batas background noise (interferensi dari user lain). Dengan pengontrolan volume suara/signal strength dari seluruh untuk tidak melebihi dari yang dibutuhkan,maka kita akan mendapat banyak user per-carrier. jumlah maksimum user per-cerrier tergantung pada jumlah aktifitas masing-masing carrier tergantung kepada jumlah aktifitas masing-masing carrier dan hal ini tentunya tidak pasif. Pada CDMA voise dan data ditransmisikan dengan carrier 1,25Mhz. Jumlah cannel yang dibutuhkan pada masing-masing cell site tergantung pada: A. Jumlah trafik B. Data C. Soft Handoff dari sistem Struktur kanal pada CDMA 2000 1X terbagi menjadi dua arah dari BS ke MS. kanal fisiknya dibedakan menjadi kanal dedicated dan common. Dedicated Physical Channel (DPHCH) merupakan kumpulan semua kanal fisik yang 269
membawa informasi yang sifatnya point to point antara BS dan MS. Sedangkan common physical channel (CPHCH) merupakan kumpulan semua kanal fisik yang membawa informasi akses, sifatnya point to point, multi point antara BS dan MS. Kanal CDMA terdiri dari ”LOGICAL CHANNEL” sebagai berikut: A. Kanal Trakfik Forward. Kanal trafik ini membawa (carry) Phone call yang sesungguhnya dan membawa voice dan power control informasi MS dari BS ke pesawat pelanggan. Kanal Forward CDMA 2000 1X Forward channel meliputi power control dan power bit control yang berfungsi untuk meminta MS untuk menaikkan atau menurunkan daya yang dipancarkan. Panjang frame forward channel sebesar 20 ms yang dibagi menjadi 16 channel, besar tiap channelnya 1.25 ms. Tiap power control channel mempunyai bit control power, dimana kecepatan dari reverse fast powernya adalah 800 bps. Sistem CDMA PT INDOSAT hanya menggunakan blok kanal forward yang dicetak hitam pada gambar 3.4.
Gambar 5.149. Kanal Forward CDMA 2000 1X Fungsi dari forward channel 1. F-PICH (Forward Pilot Channel) a) Mengirimkan sinyal yang diterima oleh MS ke pilot channel b) Menyediakan channel gains dan phase estimation c) Mendeteksi multi-path signals d) Menerima cell forward channel dan handoff 2. F-TDPICH (Forward Transmit Diversity Pilot Channel) a) Bekerja bersama-sama dengan F-PICH 3. F-ATDPICH (Forward Auxiliary Transmit Diversity Pilot Channel ) a) Beam shaping b) Supporting the application of a smart antenna 4. F-BCCH (Forward Broadcast Control Channel) 270
Berfungsi untuk meneruskan dan menyebarkan informasi yang ditransmisikan oleh F-PCH pada sistem IS-95 oleh Base Station. F-BCCH dapat bekerja secara discontinues. Dapat ditransmisikan secara berulang-ulang saat F-BCCH transfer datanya lambat. Untuk mengurangi daya pancarnya. Bersama-sama dengan F CCH mentransmisikan sinyal secara berulang-ulang, sehingga MS menerima time diversity gain dengan cara mengkombinasikan kedua kanal tersebut dengan sinyal informasi. Base Station dapat menyesuaikan kapasitas yang berlebih dengan cara mengurangi kekuatan daya pancarnya. 5. Q-PCH (Forward Quick Paging Channel) Quick Paging Channel adalah sinyal modulasi-OOK yang dapat dimodulasikan oleh MS secara cepat dan mudah. Tiap channel mengambil 80 ms sebagai QPCH time slotnya. Tiap-tiap time slotnya dibagi lagi menjadi paging indicator, configurasion change indicator dan broadcast indicator, ketiganya digunakan untuk menginformasikan MS untuk menerima paging message, broadcast message atau sistem parameter F-CCCH atau F-PCH B. Kanal Trakfik Reverse Kanal ini membawa setengah phone call lainnya yang aktif, membawa voice dan power control informasi dari MS ke BS Fungsi R-ACH,R-FCH,R-SCCH dama seperti pada IS-95. fungsi dari Reverse Pilot Channel(R-PICH) untuk menginisialisasi sinyal, tracing, reverse coherent demodulation, power control measurement.
Gamabr 5.150. Kanal Reverse CDMA 2000 1X
271
C. Kanal Pilot Kanal Pilot sering disebut dengan Up dan Down link. Digunakan oleh pesawat pelanggan untuk mendapatkan inisial sistem sinkronisasi dan membedakan cell site yaitu mengenal dan mensinkronkan kode generator yang dikirim dari BTS. Setiap sektor dari masing-masing call site memiliki kanal pilot yang unik. Kanal pilot pada MS juga menyediakan time, frekuensi dan phase tracking signal dari cell site. D. Kanal Sync Menyediakan MS dengan network information yang berhubungan dengan identifikasi cell site, pilot transmit power dan cell set PN Offset dengan informasi tersebut, MS dapat menetapkan sistem time sesuai dengan level transmit power yang digunakan untuk memulai suatu call. E. Kanal Paging Menyediakan komunikasi BS ke MS.dari kanal ini BS dapat mempaging MS dan dapat mengirim call set-up dan penempatan kanal trafik informasi. F. Kanal Access Menyediakan komunikasi dari MS ke BS ketika MS tidak menggunakan areal trafik. Kanal access hanya terdapat direverse link. Areal access digunakan pada permukaan call dan juga untuk merespon paging, order dan permintaan registrasi. A. Kelebihan CDMA 2000-1X : 1. Sebagai teknologi, CDMA sangat tahan terhadap gangguan cuaca dan interferensi, karenanya noise CDMA sangat rendah sehingga menghasilkan kualitas suara yang sangat baik. Bahkan dalam hujan yang sangat lebat pun kualitas suaranya masih dalam batas yang masih dapat ditoleransi. 2. CDMA tidak dapat digandakan (dikloning) karena setiap pelanggan diberikan kode yang berbeda (unik). Kode-kode ini sangat sulit dilacak karena bersifat acak. 3. Daya pancarnya yang sangat rendah (1/100 GSM) memungkinkan hand phone CDMA irit dalam mengonsumsi baterei, sehingga dapat beroperasi lebih lama untuk bicara maupun stand by. 4. Kapasitas pelanggan per BTS CDMA dapat mencapai 6000 (10 kali GSM). Hal ini disebabkan CDMA lebih irit dalam pemakaian frekuensi. Semua BTS CDMA beroperasi pada frekuensi yang sama, sehingga tidak memerlukan penghitungan yang rumit dalam menyusun konfigurasinya. Besarnya kapasitas per BTS membuat biaya investasi yang dikeluarkan sangat rendah. Selain itu CDMA-2000(1X) beroperasi pada spectrum frekuensi 800 MHz. Hal ini akan membuat luas coverage BTS-nya jauh lebih besar dari GSM. Sehingga hanya memerlukan lebih sedikit BTS untuk mengcover luas yang sama jika dibandingkan dengan GSM.
272
5.
CDMA-2000(1X) dapat mengirim data dengan kecepatan hingga 144 Kbps, sementara GSM 9,6 Kbps. Sehingga dapat mendukung layanan SMS, MMS, main game dan down load data melalui internet.
B. Kelebihan lainnya adalah : 1. Mendukung untuk Adaptive Antenna Arrays ( AAA ) Teknik ini adalah untuk mengoptimalkan antena pattern pada Mobile Station. Hal ini akan memungkinkan penggunaan spektrum yang efektif dan akan menambah jumlah kapasitas. 2. CDMA mempunyai internal sistem untuk sinkronisasi pada Base Station, sehingga tidak membutuhkan eksternal sinkronisasi seperti GPS (Global Positioning System). Hal ini mempunyai masalah jika implementasi Base Station dilakukan pada daerah rawan covergae satelit GPS seperti shoping center atau di subways suatu gedung. 3. Mendukung untuk Hierarchical Cell Structures ( HCS ) 4. CDMA mendukung HCS dengan memperkenalkan metode handoff diantara carrier CDMA yang diberi nama Mobile Assisted Inter-Frequency Hand-off ( MAIFHO ). 5. Mendukung untuk deteksi multi user. Deteksi multi user akan membatasi interferensi pada suatu cell dan memperbaiki kapasitas.
Gambar 5.151. Arsitektur jaringan CDMA20001X EV-DO Bagian dari Jaringan CDMA 20001x EV-DO dapat dijelaskan sbb. 1. Mobile Station (MS) Mempunyai fungsi utama untuk membentuk, memelihara hubungan (voice dan data) dengan jaringan. MS membentuk hubungan dengan meminta kanal radio dari AN. Setelah hubungan terbentuk MS bertanggung jawab untuk 273
menjaga kanal radio tersebut dan melakukan buffer paket jika kanal radio sedang tidak tersedia. MS biasanya mendukung enkripsi dan protokol seperti Mobile IP dan Simple IP. 2. BTS ( Base Transceiver Station ) Berfungsi sebagai antar muka yang menghubungkan antara MSC dengan pelanggan dan bertanggung jawab untuk mengalokasikan daya yang digunakan oleh pelanggan. BTS terdiri dari perangkat radio yang digunakan untuk mengirim dan menerima sinyal CDM. Mengontrol aspek-aspek dalam system yang berhubungan performasi jaringan. BTS mengontrol forward power ( dialokasikan untuk trafficoverhead dan soft handoff ) dan penggunaan kode Walsh. 3. BSC ( Base Station Controller ) Bertanggung jawab mengontrol semua BTS yang ada di daerah cakupannya, mengatur rute paket data dari BTS ke PDSN (Packet Data Service Node) atau sebaliknya. 4. Radio Network (RN) Terdiri dari dua komponen yaitu Packet Control Function (PCF) dan Radio Resources Control (RRC). Fungsi utama PCF adalah untuk membentuk, memelihara dan membubarkan hubungan dengan PDSN. PCF berkomunikasi dengan RRC untuk meminta dan mengatur kanal radio untuk menyampaikan paket dari dan ke MS. PCF juga bertanggung jawab mengumpulkan informasi akunting dan meneruskannya ke PDSN. RRC mendukung otentikasi dan otorisasi MS untuk mendapatkan akses radio. RRC juga mendukung enkripsi air interface bagi MSMSC ( Mobile Switching Center) sering juga disebut interface antara BSCBSC dengan PSTN dan jaringan data ( ISDN ) melalui gateway MSC ( G-MSC ). 5. Packet Data Serving Node (PDSN) PDSN melakukan bermacam-macam fungsi. Fungsi utamanya melakukan routing paket jaringan ke IP atau HA. PDSN memberikan alamat IP dinamik dan menjaga sesi Point-To-Point Protocol (PPP) ke MS. PDSN memulai otentikasi, otorisasi dan akunting ke AAA untuk sesi paket data. Sebagai balasannya PDSN menerima parameter-parameter profil pelanggan yang berisi jenis-jenis layanan dan keamanan. 6. Home Agent (HA) HA berperan dalam implementasi protokol Mobile IP dengan meneruskan paket paket ke PDSN dan sebaliknya. HA menyediakan keamanan dengan melakukan otentikasi MS melalui pendaftaran Mobile IP. HA juga menjaga hubungan dengan AAA untuk menerima informasi tentang pelanggan
274
7. Authentication, Authorization and Accounting (AAA) AAA mempunyai peran yang berbeda-beda tergantung pada tipe jaringan dimana dia terhubung. Jika AAA server terhubung ke service provider network, fungsi utamanya adalah melewatkan permintaan otentikasi dari PDSN ke Home IP network, dan mengotorisasi respon dari home IP network ke PDSN. AAA juga menyimpan informasi akunting dari MS dan menyediakan profil pelanggan dan informasi QoS bagi PDSN. Jika AAA server terhubung ke home IP network, dia melakukan otentikasi dan otorisasi bagi MS berdasarkan permintaan dari AAA lokal. Jika AAA terhubung ke broker network, dia meneruskan permintaan dan respon antara service provider network dan home IP network yang tidak mempunyai hubungan bilateral. 8. MSC ( Mobile Switching Center ) Sering juga disebut interface antara BSC BSC dengan public voice ( PSTN ) dan jaringan data ( ISDN ) melalui gateway MSC ( G-MSC ). 9. HLR (Home Local Register) Berfungsi untuk meyimpan seluruh data pelanggan misalnya IMSI, data lokasi user, Shared Secret Data (SSD) semua user, dan informasi lain yang spesifik bagi tiap user Pusat autentifikasi (AuC) Pusat penyimpanan untuk Electronic Serial Number (ESN) tiap user teregistrasi. 10. Router Berfungsi untuk merutekan paket data ke dan dari berbagai macam elemen jaringan CDMA2000. Router bertanggung jawab untuk mengirim dan menerima paket jaringan internal atau sebaliknya. Untuk menjamin keamanan ketika berhubungan dengan aplikasi data kejaringan luar, maka diperlukan fire wall. 2. Lembar Pelatihan Kerjakan soal berikut ini dengan jelas dan singkat! 1. Jelaskan arsitektur GSM 2. Jelaskan arsitektur CDMA 3. Jelaskan sistem CDMA yang membedakan dengan sistem GSM? 4. Apa perbedaan fungsi antara HLR dengan VLR? 5. Sebutkan teknik yang digunakan untuk memodulasi CDMA?
275
C4. Instalasi Perangkat Telekomunikasi 1. Lembar Informasi BTS Base transceiver station (BTS) atau cell site adalah sebuah peralatan yang memfasilitasi komunikasi nirkabel antara pengguna peralatan (UE) dan jaringan. UE adalah perangkat seperti telepon seluler (ponsel), WLL telepon, komputer dengan internet nirkabel konektivitas, WiFi dan WiMAX gadget dll Jaringan dapat bahwa dari salah satu teknologi komunikasi nirkabel seperti GSM , CDMA , WLL , WAN , WiFi , WiMAX dll . BTS juga disebut sebagai radio base station (RBS), node B (di Jaringan 3G) atau, cukup, base station (BS). Untuk diskusi dari standar LTE yang ENB singkatan untuk Evolved node B banyak digunakan. Meskipun istilah BTS dapat diterapkan ke salah satu standar komunikasi nirkabel, biasanya dan umumnya terkait dengan teknologi komunikasi mobile seperti GSM dan CDMA. Dalam hal ini, BTS merupakan bagian dari base station subsystem (BSS) perkembangan untuk sistem manajemen. Ini juga mungkin memiliki peralatan untuk mengenkripsi dan mendekripsi komunikasi, spektrum penyaringan alat (band pass filter), dll antena juga dapat Gambar 33. Perangkat BTS (Siemens BS11μBTS) dipertimbangkan sebagai komponen dari BTS dalam arti umum sebagai fungsi BTS. Biasanya BTS akan memiliki transceiver beberapa (TRXs) yang memungkinkan untuk melayani beberapa frekuensi yang berbeda dan berbagai sektor sel (dalam kasus BTS sectorised). Sebuah BTS dikendalikan oleh base station controller melalui fungsi base station kontrol (BCF). BCF ini dilaksanakan sebagai unit diskrit atau bahkan tergabung dalam TRx di BTS . Para BCF menyediakan operasi dan pemeliharaan (O & M) koneksi dengan sistem manajemen jaringan (NMS), dan mengelola kondisi operasi dari TRx masing-masing, serta penanganan perangkat lunak dan koleksi alarm. Struktur dasar dan fungsi dari BTS tetap sama tanpa teknologi nirkabel. Sebuah BTS pada umumnya memiliki bagian berikut: Transceiver (TRx) Dapat disebut sebagai driver penerima (DRx). DRx baik dalam bentuk tunggal (sTRU), ganda (dTRU) atau Unit 276
Radio komposit ganda (DRU). Dasarnya transmisi dan penerimaan sinyal. Juga tidak mengirim dan penerimaan sinyal ke / dari entitas jaringan yang lebih tinggi (seperti controller base station di telepon selular). Power amplifier (PA) Menguatkan sinyal dari DRx diintegrasikan dengan DRx. Gambar 34. Menara BTS
untuk
transmisi
melalui
antena;
dapat
Combiner Menggabungkan feed dari beberapa DRxs sehingga mereka dapat dikirim melalui antena tunggal. Memungkinkan pengurangan jumlah antena yang digunakan. Duplexer Untuk memisahkan sinyal yang dikirim dan diterima ke /dari antena. Dlam hal ini juga mengatur apakah mengirim dan menerima sinyal melalui port antena yang sama (kabel ke antena). Antena Ini adalah struktur yang letaknya di bawah BTS, bisa diinstal lagsung atau disamarka bedasarka kebutuha dalam beberapa cara (situs sel dirahasiakan). Alarm ekstensi sistem Mengumpulkan kerja status alarm berbagai unit BTS dan meluas mereka untuk operasi dan pemeliharaan (O & M) stasiun pemantauan. Fungsi kontrol Mengontrol dan mengelola berbagai unit BTS termasuk perangkat lunak apapun. On-the-spot konfigurasi, status perubahan, upgrade software, dll dilakukan melalui fungsi kontrol. Baseband receiver unit (BBxx) Frekuensi hopping, sinyal DSP, dll Keragaman teknik BTS selular Untuk meningkatkan kualitas sinyal yang diterima, sering menerima dua antena yang digunakan, ditempatkan pada jarak yang sama dengan kelipatan yang tidak merata dari seperempat panjang gelombang (untuk 900 MHz panjang gelombang adalah 30 cm). Teknik ini, dikenal sebagai antena keanekaragaman atau keanekaragaman ruang, hal ini dilakukan untuk menghindari gangguan yang disebabkan oleh fading lintasan. Antena dapat dipisah secara horizontal atau vertikal. Jarak horisontal memerlukan instalasi lebih kompleks, tapi membawa kinerja yang lebih baik. Selain antena atau keragaman ruang, ada teknik keragaman lain seperti frekuensi / waktu keragaman, keragaman pola antena, dan keragaman polarisasi.
277
Memisahkan aliran listrik dalam area tertentu dari sel, yang dikenal sebagai sektor. Bidang atau area hasil sektorisasi yag dihasilkan dapat dianggap seperti satu sel baru. Directional antena mengurangi co-channel interferensi. Jika tidak disektorisasi, sel akan dilayani oleh antena Omnidirectional, yang memancarkan ke segala arah. Struktur khas adalah trisector, juga dikenal sebagai semanggi, di mana ada tiga sektor yang dilayani oleh antena terpisah. Setiap sektor memiliki arah yang terpisah dari pelacakan, biasanya 120 ° terhadap yang berdekatan. Orientasi lain dapat digunakan untuk menyesuaikan dengan kondisi setempat. Sel Bisectored juga dilaksanakan. Ini adalah paling sering berorientasi dengan antena melayani sektor 180 ° pemisahan satu sama lain, tapi sekali lagi, variasi lokal memang ada. Gambar 35.. Mobile BTS Sistem Proteksi Petir Terpadu Petir adalah suatu fenomena alam, yang pembentukannya berasal dari terpisahnya muatan di dalam awan cumulonimbus. (yang terbentuk akibat adanya pergerakan udara keatas akibat panas dari permukaan laut serta adanya udara yang lembab). Umumnya muatan negatif terkumpul dibagian bawah dan ini menyebabkan terinduksinya muatan positif di atas permukaan tanah, sehingga membentuk medan listrik antara awan dan tanah. Jika muatan listrik cukup besar dan kuat medan listrik di udara dilampaui, maka terjadi pelepasan muatan berupa petir atau terjadi sambaran petir yang bergerak dengan kecepatan cahaya dengan efek merusak yang sangat dahsyat karena kekuatannya. Indonesia terletak didaerah katulistiwa yang panas dan lembab , mengakibtkan terjadinya hari guruh (IKL) yang sangat tinggi dibanding daerah lainnya (100 -200 hari pertahun) , bahkan daerah cibinong sempat tercatat pada Guiness Book of Records 1988, dengan jumlah 322 petir per tahun. Kerapatan sambaran petir di Indonesia juga sangat besar
278
yaitu 12/km2/tahun yang berarti pada setiap luas area 1 km2 berpotensi menerima sambaran petir sebanyak 12 kali setiap tahunnya. Energy yang dihasilkan oleh satu sambaran petir mencapai 55 kwhours. Statistik menunjukan bahwa besaran arus Petir umumnya berkisar antara 30-80KA (pernah pula terdeteksi sampai 300KA) dan untuk lengkapnya dapat dilihat pada tabel disamping ini. Semakin besar arus petir pada gilirannya akan menyebakan kenaikan tegangan yang semakin besar. Bahaya Sambaran Petir Kerusakan harta benda dan kematian umat manusia yang disebabkan oleh sambaran petir di negara kita relatif tinggi, mulai dari meninggalnya seorang petani yang sedang bekerja di sawah sampai terhentinya produksi sebuah kilang minyak penghasil devisa negara disebabkan oleh sambaran petir baik secara langsung maupun tidak langsung yaitu melalui radiasi, konduksi atau induksi gelombang elektromagnetik petir. Semakin hari semakin besar jumlah kerusakan yang di timbulkan, karena semakin banyaknya pemakaian komponen elektronik oleh masyarakat luas dan industri. Seperti yang telah dijelaskan di atas bahwa letak negara Indonesia berada pada daerah tropis dengan tingkat resiko kerusakan yang cukup tinggi dibandingkan dari Negara pembuat peralatan tersebut, yaitu di daerah subtropis, karena jumlah sambaran petir didaerah tropis jauh lebih banyak dam lebih rapat. Dengan demikian ancaman sambaran petir (LEMP) pada peralatan canggih perlu diwaspadai dan upaya perlindungan terhadap instalasi, bangunan yang berisikan peralatan elektronik seperti pada industri, bank, instalasi penting, militer, bahkan perorangan perlu ditingkatkan. Kerugian juga berdampak terhadap operasional sebuah perusahaan dimana sambaran petir dapat menimbulkan kerusakan yang cukup parah terhadap instrument kerja perusahaan dan mengakibatkan terhentinya operasional. Apalagi pada saat sekarang ini tidak ada satupun perusahaan yang tidak memakai komponen yang berhubungan dengan elektronika. Sejalan dengan pesatnya perkembangan teknologi pada dewasa ini, maka pelepasan muatan petir dapat merusak jaringan listrik dan peralatan elektronika yang sensitive. Sambaran petir pada tempat yang jauh +/- 1,5 km sudah dapat merusak sistem elektronika dan peralatan, seperti instalasi komputer, telekomunikasi kantor dan instrumentasi serta peralatan elektornik sensetif lainnya. Untuk mengatasi hal
279
tersebut, maka perlindungan yang sesuai harus diterapkan pada peralatan atau instalasi terhadap bahaya sambaran petir secara langsung maupun tidak langsung. Prinsip Proteksi Petir Memperhatikan bahaya yang diakibatkan sambaran petir di atas, maka system proteksi petir harus mampu melindungi fisik maupun peralatan dari bahaya sambaran langsung (external protection) dan sambaran petir tidak langsung (internal protection) serta penyediaan grounding system yang memadai serta terintegrasi dengan baik. Hingga dewasa ini belum ada satupun alat/system yang dapat melindungi100% dari bahaya sambaran petir. Namun usaha perlindungan mutlak diperlukan. Untuk itu selama lebih dari 60 tahun pengembangan dan penelitian di laboratorium dan lapangan terus dilakukan dan berdasarkan usaha tersebut suatu rancangan proteksi petir secara terpadu telah dikembangkan oleh ERICO Lightning Technologies yang disebut “SIX POINT PLAN”. Tujuan dari “SIX POINT PLAN” adalah menyiapkan sebuah perlindungan yang sangat effective dan dapat diandalkan terhadap serangan petir 1. Menangkap Petir Dengan jalan menyediakan system penerimaan (air terminal) yang dapat dengan cepat menyambut luncuran arus petir, dalam hal ini mampu untuk lebih cepat dari sekelilingnya dan memproteksi secara tepat dengan memperhitungkan besaran petir 2. Menyalurkan Petir Luncuran petir yang telah ditangkap dilasurkan ke tanah/arde secara aman tanpa mengakibatkan terjadinya loncatan listrik (imbasan) ke bangunan atau manusia. 3. Menampung Petir Dengan cara membuat system pertanahan sebaik mungkin (maximum tahanan tanah 5 ohm). Hal ini lebih di karenakan agar arus petir yang turun dapat sepenuhnya diserap oleh tanah dan menghindari terjadinya step potensial.
4. Proteksi Grounding Mencegah terjadinya lonc atan yang ditimbulkan adanya perbedaan potensial tegangan antara satu system pentanahan dengan yang lainnya. 280
5. Proteksi Jalur Power Proteksi terhadap jalur dari power mutlak diperlukan untuk mencegah induksi ke peralatan melalui jalur power (yang umumnya bersumber dari jaringan listrik yang cukup jauh). 6. Proteksi Jalur Data/Komunikasi Memproteksi seluruh jalur data yang melalui peralatan telephone data dan signaling.
2. Lembar Pelatihan 1. Apa fungsi duplexer pada BTS? 2. Apa yang mengontrol beberapa BTS? 3. Apa fungsi Power Amplifier? 4. Jelaskan mengapa diperlukan sektorisasi dalam sel BTS? 5. Jelasan prinsip proteksi petir untuk alat elektronik?
D. Audio Video 1. Lembar Informasi Suara (SOUND) Suara adalah • fenomena fisik yang dihasilkan oleh getaran benda • getaran suatu benda yang berupa sinyal analog dengan amplitudo yang berubah secara kontinyu terhadap waktu Benda Bergetar
Perbedaan Tekanan di Udara
Melewati Udara (Gelombang)
Pendengar
Suara berhubungan erat dengan rasa “mendengar”. Suara/bunyi biasanya merambat melalui udara. merambat melalui ruang hampa.
Suara/bunyi tidak bisa
Konsep dasar Suara dihasilkan oleh getaran suatu benda. Selama bergetar, perbedaan tekanan terjadi di udara sekitarnya. Pola osilasi yang terjadi dinamakan sebagai “GELOMBANG”. Gelombang mempunyai pola sama yang berulang pada interval tertentu, yang disebut sebagai “PERIODE”. Contoh suara periodik : instrument musik, nyanyian burung, dll Contoh suara 281
nonperiodik : batuk, percikan ombak, dll Suara berkaitan erat dengan: 1. Frekuensi Banyaknya periode dalam 1 detik Satuan : Hertz (Hz) atau cycles per second (cps) Panjang gelombang suara (wavelength) dirumuskan = c/f Dimana c = kecepatan rambat bunyi f = frekuensi Contoh: Berapakah panjang gelombang untuk gelombang kecepatan rambat 343 m/s danfrekuensi 20 kHz? Jawab: WaveLength = c/f = 343/20 = 17,15 mm. Berdasarkan frekuensi, suara dibagi menjadi: Infrasound Pendengaran manusia Ultrasound Hypersound Manusia membuat suara dengan frekuensi Sinyal suara musik memiliki frekuensi :
suara
yang memiliki
0Hz - 20 Hz 20Hz - 20 KHz 20KHz - 1 GHz 1GHz - 10 THz 50Hz - 10KHz. 20Hz - 20Khz.
Sistem multimedia menggunakan suara yang berada dalam range pendengaran manusia. Suara yang berada pada range pendengaran manusia sebagai “AUDIO”, dan gelombangnya sebagai “ACCOUSTIC SIGNALS”. Suara diluar range pendengaran manusia dapat dikatakan sebagai “NOISE” (getaran yang tidak teratur dan tidak berurutan dalam berbagai frekuensi, tidak dapat didengar manusia).
Fourier Analysis suatu sinyal analog terdiri dari sebuah frekuensi sinusoidal dimana amplitudonya serta fasanya berubah secara “relatif” antara satu dengan lainnya 282
2. Amplitudo Keras lemahnya bunyi atau tinggi rendahnya gelombang. Satuan amplitudo adalah decibel (db) Bunyi mulai dapat merusak telinga jika tingkat volumenya lebih besar dari 85 dB dan pada ukuran 130 Db akan mampu membuat hancur gendang telinga 3. Velocity Kecepatan perambatan gelombang bunyi sampai ke telinga pendengar. Satuan yang digunakan : m/s Pada udara kering dengan suhu 20 °C (68 °F)m kecepatanrambat suara sekitar 343 m/s Representasi Suara Gelombang suara analog tidak dapat langsung direpresentasikan pada komputer. Komputer mengukur amplitudo pada satuan waktu tertentu untuk menghasilkan sejumlah angka. Tiap satuan pengukuran ini dinamakan “SAMPLE”. Analog to Digital Conversion (ADC) Adalah proses mengubah amplitudo gelombang bunyi ke dalam waktu interval tertentu (disebut juga sampling), sehingga menghasilkan representasi digital dari suara.
Sampling rate : beberapa gelombang yang diambil dalam satu detik. Contoh : jika kualitas CD Audio dikatakan memiliki frekuensi sebesar 44100 Hz, berarti jumlah sample sebesar 44100 per detik.
1. Membuang frekuensi tinggi dari source signal 2. Mengambil sample pada interval waktu tertentu (sampling) 3. Menyimpan amplitudo sample dan mengubahnya ke dalam bentuk diskrit (kuantisasi) 4. Merubah bentuk menjadi nilai biner. Nyquist Sampling Rate : untuk memperoleh representasi akurat dari suatu sinyal analog secara lossless, amplitudonya harus diambil sample-nya setidaknya pada kecepatan (rate) sama atau lebih besar dari 2 kali lipat komponen frekuensi maksimum yang akan didengar.
283
Mis: Untuk sinyal analog dengan bandwith 15Hz - 10kHz →sampling rate = 2 x 10KHz = 20 kHz Digital To Analog Converter (DAC) Adalah proses mengubah digital audio menjadi sinyal analog. DAC biasanya hanya menerima sinyal digital Pulse Code Modulation (PCM). PCM adalah representasi digital dari sinyal analog, dimana gelombang disample secara beraturan berdasarkan interval waktu tertentu, yang kemudian akan diubah ke biner. Proses pengubahan ke biner disebut Quantisasi. PCM ditemukan oleh insinyur dari Inggris, bernama Alec Revees pada tahun 1937. Contoh DAC adalah: soundcard, CDPlayer, IPod, mp3player PERKEMBANGAN FORMAT AUDIO
BERBAGAI FORMAT AUDIO AAC (Advanced Audio Coding) [ .m4a ] AAC bersifat lossy compression (data hasil kompresi tidak bisa dikembalikan lagi ke data sebelum dikompres secara sempurna, karena setelah dikompres terdapat data-data yang hilang). AAC merupakan audio codec yang menyempurnakan MP3 dalam hal medium dan high bit rates. Cara kerja: 1. Bagian-bagian sinyal yang tidak relevan dibuang. 2. Menghilangkan bagian-bagian sinyal yang redundan. 3. Dilakukan proses MDCT (Modified Discret Cosine Transform) berdasarkan tingkat kekompleksitasan sinyal. 4. Adanya penambahan Internal Error Correction. 5. Kemudian, sinyal disimpan atau dipancarkan. 284
Kelebihan AAC dari MP3: 1. Sample ratenya antara 8 Hz - 96 kHz, sedangkan MP3 16 Hz - 48 kHz. 2. Memiliki 48 channel. 3. Suara lebih bagus untuk kualitas bit yang rendah (dibawah 16 Hz). Software pendukung AAC : IPod dan Itunes, Winamp. Handphone : Nokia N91, Sony Ericsson W800, dan Motorola ROKR E1. Hardware: Play Station Portable (PSP) pada Agustus 2005. WAVEFORM AUDIO [ .WAV ] WAV adalah format audio standar Microsoft dan IBM untuk PC. WAV biasanya menggunakan coding PCM (Pulse Code Modulation) WAV adalah data tidak terkompres sehingga seluruh sampel audio disimpan semuanya di harddisk. Software yang dapat menciptakan WAV dari Analog Sound misalnya adalah Windows Sound Recorder. WAV jarang sekali digunakan di internet karena ukurannya yang relatif besar. Maksimal ukuran file WAV adalah 2GB. Audio Interchange File Format [.AIF] Merupakan format standar Macintosh. Software pendukung: Apple QuickTime Audio CD [.cda] Format untuk mendengarkan CD Audio CD Audio stereo berkualitas sama dengan PCM/WAV yang memiliki sampling rate 44100 Hz, 2 Channel (stereo) pada 16 bit. Durasi = 75 menit dan dynamic range = 95 dB. Mpeg Audio Layer 3 [.mp3] Merupakan file dengan lossy compression. Sering digunakan di internet karena ukurannya yang cukup kecil dibandingkan ukuran audio file yang tidak terkompresi. Distandarisasi pada tahun 1991. Kompresi dilakukan dengan menghilangkan bagian-bagian bunyi yang kurang berguna bagi pendengaran manusia. Kompresi mp3 dengan kualitas 128 bits 44000 Hz biasanya akan menghasilkan file berukuran 3-4 MB, tetapi unsur panjang pendeknya lagu juga akan berpengaruh. Software pemutar file mp3 : Winamp. Software encoder : LAME (Lame ain‟t MP3 Encoder), sebuah encoder mp3 open source dan freeware yang dibuat oleh Mike Cheng pada awal tahun 1998. Macam-macam bit rate: 32, 40, 48, 56, 64, 80, 96, 112, 128, 160, 192, 224, 256 and 320 kbit/s 285
MIDI (Music Instrument Digital Interface) Standard yang dibuat oleh perusahaan alat-alat musik elektronik berupa serangkaian spesifikasi agar berbagai instrumen dapat berkomunikasi. MIDI = format data digital Interface MIDI terdiri dari 2 komponen: 1. Perangkat Keras Hardware yang terhubung ke peralatan (alat instrumen / komputer) 2. Data Format Pengkodean informasi • spesifikasi instrument • awal / akhir nada • frekuensi • volume suara MIDI device (mis. synthesizer) berkomunikasi melalui channel • piranti standard memiliki 16 channel • 128 macam instrumen (termasuk noise effect) mis : 0 Accoustic piano 12Marimba 40 Violin • 1 channel dapat memainkan 3 - 16 note MIDI Reception Mode Mode 1 : Omni On / Poly Mode 2 : Omni On / Mono Mode 3 : Omni Off / Poly Mode 4 : Omni Off / Mono Komponen-Komponen MIDI device • Sound generator : pembangkit suara synthesizer • Microprocessor : mengirim / menerima MIDI message • Keyboard : mengontrol synthesizer secara langsung • Control Panel : mengatur fungsi-fungsi selain nada dan durasi (volume, jenis suara, dll) • Auxiliary Controllers : memanipulasi nada (modulation, pitch, dll) • Memory MIDI Message Format MIDI message terdiri dari status byte (keterangan mengenai jenis pesan) dan data bytes. Terdapat 2 jenis MIDI message: 1. Channel Message (dikirim pada piranti tertentu) Channel voice message : performance data antar MIDI device, 286
keyboard action, perubahan control panel Channel mode message : bagaimana MIDI device penerima merespon channel voice message 2. System Message (dikirim pada semua piranti dalam sistem) System real-time message (1 byte) sinkronisasi waktu System common message : mempersiapkan sequencer/synthesizer untuk memainkan lagu System exclusive message : personalisasi message SOFTWARE - SOFTWARE Winamp, RealPlayer, Windows Media Player, KMPlayer, QuickTime, XMMS, ZoomPlayer, JetAuido, SoundForge, dbPowerAmp, MusicMatchJukeBox, ITunes. B. Televisi Pendahuluan Televisi adalah sebuah alat penangkap siaran bergambar. Kata televisi berasal dari kata tele dan vision; yang mempunyai arti masingmasing jauh (tele) dan tampak (vision). Jadi televisi berarti tampak atau dapat melihat dari jarak jauh. Penemuan televisi disejajarkan dengan penemuan roda, karena penemuan ini mampu mengubah peradaban dunia. Awal dari televisi tentu tidak bisa dipisahkan dari penemuan dasar, hukum gelombang elektromagnetik yang ditemukan oleh Joseph Henry dan Michael Faraday (1831) yang merupakan awal dari era komunikasi elektronik. Kemudian berturut-turut ditemukan tabung sinar katoda (CRT), sistem televisi hitam putih, dan sistem televisi warna. Tentunya perkembangan ilmu ini akan terus maju apalagi dengan ditemukannya LCD, yang membuat TV di zaman ini semakin tipis dengan hasil gambar yang tak kalah bagusnya dengan TV tabung. Jadi di zaman ini kita harus tahu betul tentang sistem TV karena hampir semua rumah tangga mempunyai TV baik yang hitam putih maupun yang warna. Jenis-jenis Penerima Televisi Pada dasarnya, sistem penerima televisi terbagi menjadi 2 yaitu: 1. Televisi hitam putih Pada televisi hitam putih gambar tidak dapat dilihat sesuai dengan warna aslinya. Apapun yang terlihat dilayar kaca hanya tampak warna hitam dan putih. Hal ini sangat berbeda dengan televisi warna, yakni warna gambar yang tampil di layar akan terlihat menyerupai aslinya. 2. Televisi warna Gambar yang kita lihat di layar televisi adalah hasil produksi dari sebuah kamera. Objek gambar yang ditangkap lensa kamera akan dipisahkan 287
menjadi tiga warna dasar, yaitu merah (R= red), hijau (G=green), dan biru (B=blue). Hasil pemisahan ini akan dipancarkan oleh pemancar televisi. Pemancar TV warna memancarkan sinyal-sinyal: Audio (suara) Luminansi (kecerahangambar) Krominansi (warna) Sinkronisasi(vertikal/horizontal) Burst Pada pesawat penerima televisi warna, semua warna alamiah yang telah dipisah ke dalam warna dasar R (red), G (green), dan B (blue) akan dicampur kembali pada rangkaian matriks warna untuk menghasilkan sinyal luminasi Y dan dua sinyal krominansi, yaitu V dan U menurut persamaan berikut : Y = +0.30R +0.59G+0.11B V = 0,877 ( R - Y ) U = 0,493 ( B- Y ) Selain gambar, pemancar televisi juga membawa sinyal suara yang ditransmisikan bersama sinyal gambar dalam modulasi frekuensi (FM) untuk menghindari derau (noise) dan interferensi. Untuk memancarkan sinyal ini, pada pemancar dan penerima harus memiliki sistem warna dan suara yang sama. Sistem tersebut tentunya harus mengikuti standar dan berlaku secara global. Dalam pengiriman gambar terdapat beberapa sistem, diantaranya: NTSC, PAL dan SECAM. Untuk lebih jelasnya akan di bahas dalam bakuan sistem. Bakuan Sistem PAL (Phase Alternating Line) Adalah sebuah encoding warna yang digunakan dalam sistem televisi broadcast, digunakan di seluruh dunia kecuali di kebanyakan Amerika, beberapa di Asia Timur menggunakan NTSC, sebagian Timur Tengah dan Eropa Timur, dan Prancis (menggunakan SECAM, walaupun kebanyakan dari mereka telah memulai proses menggunakan PAL). PAL dikembangkan di Jerman oleh Walter Bruch, yang bekerja di Telefunken, dan pertama kali diperkenalkan pada tahun 1967. Catatan bahwa Thomson Prancis, di mana Henri de France mengembangkan SECAM, kemudian membeli Telefunken. Thomson juga berada di belakang merk RCA untuk produk elektronik konsumen, dan RCA menciptakan standar TV warna NTSC (sebelum Thomson terlibat). NTSC (National Television System Committee) NTSC dengan format terdiri dari 30 frame video per detik, dimana setiap frame terbentuk dari 525 scanning garis. 486 scanning membentuk visible 288
raster dan sisanya (vertical blanking interval) digunakan untuk sinkronisasi dan penyapuan vertikal serta informasi lain seperti teks penutup dan vertical interval timecode. Pada raster yang lengkap, scanning genap (lower scanlines) yaitu garis 21-263 membentuk bidang gambar yang pertama dan scanning ganjil (upper scanlines) yaitu garis 283-525 membentuk bidang gambar yang kedua. Sebagai perbandingan, system PAL menggunakan 625 garis (576 visible raster), atau dengan kata lain memiliki resolusi vertikal yang cukup tinggi, tetapi memiliki resolusi frame yang rendah yaitu 25 frame atau 50 bidang gambar per detik. SECAM (Sequential Color with Memory) Pada tahun 1957, Henri de France memperkenalkan sistem warna SECAM. Dalam sistem SECAM, resolusi warna gambar dan ukuran secara vertikal dikurangi. Sinyal Q dan I dari sistem NTSC tidak digunakan, sebagai gantinya sinyal R-Y Dan B-Y digunakan sebagai sinyal modulasi, dan dipancarkan dengan bandwidth yang sama. Keduanya tidak dipancarkan secara serempak seperti halnya di dalam sistem NTSC dan PAL. Tetapi secara bergantian, satu garis berisi sinyal R-Y dan garis yang berikutnya berisi sinyal B-Y. Suatu penundaan garis (delay line) di dalam penerima TV membuat kedua sinyal ini bergabung kembali ketika gambar akan ditampilkan. Di bawah ini ditampilkan tabel pembagian sistem warna beserta pembagian frame dan bandwidth, IF frekuensi untuk system NTSC, PAL, Pembagian jalur frekuensi berdasarkan besarnya frekuensi, dan pembagian bandwidth untuk masing-masing kanal.
Gambar 5.152. Spektrum sistem televisi (kanal SECAM
IV dan V)
dengan PAL dan
289
Tabel 13. pembagian sistem warna beserta pembagian frame dan bandwidth sinyal untuk masing-masing sistem warna. Garis/Field 625/50 Frekuensi horisontal Frekuensi vertical Sub pembawa warna Lebar band video Pemisah visual/aural
NTSC M 525/60
PAL B, G, H PAL I 625/50
PAL D 625/50
15.734 Hz
15.625 Hz
15.625 Hz
15.625 Hz
59,94 Hz 50 Hz 50 Hz 50 Hz 3,579545 MHz 4,433618 Mhz 4,433618 MHz 4,433618 MHz 4,2 MHz 4,5 MHz
5,0 MHz 5,5 MHz
5,5 MHz 6,0 MHz
6,0 MHz 6,5 MHz
Sedangkan pembagian bandwidth tiap kanal lebar 6 MHz, untuk kanal 2 dengan frekuensi 54-60 MHz. Prinsip Kerja Televisi Pesawat televisi akan mengubah sinyal listrik yang di terima menjadi objek gambar utuh sesuai dengan objek yang ditranmisikan. Pada televisi hitam putih (monochrome), gambar yang di produksi akan membentuk warna gambar hitam dan putih dengan bayangan abu-abu. Pada pesawat televisi warna, semua warna alamiah yang telah dipisah ke dalam warna dasar R (red), G (green), dan B (blue) akan dicampur kembali pada rangkaian matriks warna untuk menghasilkan sinyal luminasi. Selain gambar, pemancar televisi juga membawa sinyal suara yang di tranmisikan bersama sinyal gambar. Penyiaran televisi sebenarnya menyerupai suara sistem radio tetapi mencakup gambar dan suara. Sinyal suara di pancarkan dengan modulasi frekuensi (FM) pada suatu gelombang terpisah dalam satu saluran pemancar yang sama dengan sinyal gambar. Sinyal gambar termodulasi mirip dengan sistem pemancaran radio yang telah dikenal 290
sebelumnya. Dalam kedua kasus ini, amplitudo sebuah gelombang pembawa frekuensi radio (RF) dibuat bervariasi terhadap tegangan pemodulasi. Modulasi adalah sinyal bidang frekuensi dasar (base band). Modulasi frekuensi (FM) digunakan pada sinyal suara untuk meminimalisasi atau menghindari derau (noise) dan interferensi. Sinyal suara FM dalam televisi pada dasarnya sama seperti pada penyiaran radio FM, tetapi ayunan frekuensi maksimumnya bukan 75 Khz melainkan 25 Khz. Saluran dan standar pemancar televisi kelompok frekuensi telah di tetapkan bagi sebuah stasiun pemancar untuk tranmisi sinyalnya disebut saluran (kanal). Masingmasing mempunyai lebar saluran 6 Mhz, dalam salah satu bidang frekuensi yang dialokasikan untuk penyiaran televisi komersial. VHF bidang frekuensi rendah saluran 2 sampai 6 dari 54 MHZ sampai 88 MHZ. VHF bidang frekuensi tinggi saluran 7 sampai 13 dari 174 MHZ sampai 216 MHZ. UHF saluran 14 sampai 83 dari 470 MHZ sampai 890 MHZ. Sebagai contoh, saluran 3 disiarkan pada 60 MHZ sampai 66 MHZ. Sinyal pembawa RF untuk gambar dan suara keduanya termasuk di dalam tiap saluran tersebut. Sebelum mengetahui prinsip kerja pesawat televisi, ada baiknya mengetahui sedikit tentang perjalanan objek gambar yang biasa dilihat di layar kaca. Gambar yang dilihat di layar televisi adalah hasil produksi dari sebuah kamera Objek gambar ditangkap lensa kamera akan dipisahkan berdasarkan tiga warna dasar, yaitu merah (R = red), hijau (B = blue). Hasil tersebut akan dipancarkan oleh pemancar televisi. Pada sestem pemancar televisi, informasi visual yang kita lihat pada layar kaca pada awalnya di ubah dari objek gambar menjadi sinyal listrik. Sinyal listrik tersebut akan ditransmisikan oleh pemancar ke pesawat televisi penerima ScaNning Gambar Layar televisi hitam putih dilapisi dengan pospor putih dan berkas elektron mewarnai gambar pada layar pada saat berkas elektron menumbuk pospor. Rangkaian elektronik di dalam televisi menggunakan kumparan magnetik untuk menggerakkan berkas elektron dalam suatu pola scan raster dan menuruni layar. Berkas elektron melintasi layar dari kiri ke kanan, dengan cepat melayang kembali ke sisi kiri, menuruni layar secara perlahan seperti ditunjukkan pada gambar. Dalam gambar garis biru menunjukkan garis yang diwarnai berkas electron pada layar dari kiri ke kanan, sedangkan garis merah menunjukkan berkas sedang melayang kembali (fly back) ke kiri. Pada saat berkas mencapai di dasar sisi sebelah kanan, akan bergerak kembali ke sudut kiri atas layar. Ketika lukisan berkas cahaya melenting kembali, tidak meninggalkan bekas pada layar. Istilah horizontal retrace digunakan sebagai acuan berkas yang bergerak kembali ke kiri pada setiap ujung garis, sedangkan vertical retrace sebagai acuan gerakan dari dasar ke puncak. Berkas setiap garis yang diwarnai dari kiri ke kanan, intensitas berkas diubah dibuat dengan ketajaman yang berbeda dari hitam, abu-abu dan putih mellintasi layar. Karena jarak garis satu sama lain sangat dekat, otak mengintegrasikannya ke dalam gambar. Pada umumnya layar TV mempunyai sekitar 480 garis yang tampak dari atas ke dasar.
291
292
Bagian-bagian dan Fungsi Sistem Penerima Televisi Warna TV Warna harus kompatibel dengan TV monochrome, maksudnya siaran TV warna harus bisa ditangkap pada penerima hitam putih, dan sebaliknya siaran TV warna harus dapat ditangkap penerima TV hitam-putih. Sinyal video dari kamera monochrome dinyatakan dengan gelap dan terang, aras kegelapan yang berbeda beda (grey-level). Sinyal video yang menyatakan gelap-terang ini disebut sebagai sinyal luminansi (Y). Sinyal video dilengkapi dengan sinyal pemadaman (blanking) dan sinkronisasi yang menghasilkan Sinyal video komposit (Ycomp). Sinyal video komposit berupa memodulasi AM terhadap sinyal pembawa gambar (fp) dan sinyal audio memodulasi FM terhadap sinyal pembawa suara (fa). Spektrum bidang dasar (baseband) TV hitam putih mempunyai BW 6 MHz seperti yang digunakan di Indonesia dan Sebagian besar Eropa, seperti terlihat pada gambar di bawah ini.
E. Programable Logic Controller A. Lembar Informasi Programmable Logic Controller (PLC) adalah sebuah komputer yang didesain khusus untuk digunakan pada mesin-mesin (industri). Komputer ini sudah didesain untuk digunakan pada lingkungan industri, dilengkapi dengan spesial input/output dan suatu bahasa program untuk kontrol. 1. Keuntungan PLC dibandingkan dengan Control Wired Logic PLC didisain hanya untuk pekerjaan logic sekuensial atau ON/OF signal. Sekarang sudah banyak PLC modern yang dapat menerima sinyal input anlog atau sinyal proporsional dan dapat mengerjakan perhitungan aritmatik. Bahkan pada sistem yang lebih canggih dapat menghasilkan output analog seperti PID (Proportional, Integral, dan Derivative action ) dalam proses kontrol. PLC secara umum membutuhkan sedikit ruang dan sedikit biaya dari pada suatu sistem medium atau besar dari suatu panel relay, sehingga sebuah PLC dapat menggantikan beberapa ratus relay. Menggunakan PLC dapat menghilangkan biaya pengawatan pada panel relay dengan kata lain PLC dapat memperkecil biaya ekonomisnya. Keuntungan PLC dibanding Control Wired Logic dapat dilihat pada Tabel 1 di bawah ini. Tabel 1: Keuntungan PLC dibanding Control Wired Logic Control Wired Logic Programmable Logic Controller Perangkat keras Perlu spesifikasi Umum Skala kontrol Kecil dan menengah Menengah dan besar Penambahan atau Sulit Mudah perubahan spesifikasi Waktu proses Beberapa hari Singkat 293
Pemeliharaan Realibilitas Efisiensi ekonomi
Sulit Tergantung dari disain dan produksi Menguntungkan pada skala operasi yang kecil
Mudah Sangat tinggi Menguntungkan pada skala operasi kecil, menengah dan besar
2. Konstruksi PLC PLC adalah tipe sistem kontrol yang memiliki input device, kontroller serta output device. Peralatan yang dihubungkan dengan PLC yang befungsi mengirim sebuah sinyal ke PLC disebut input divice. Sedangkan bagian kontroller adalah melaksanakan perhitungan, pengambilan keputusan, pengendalian dari masukan untuk dikeluarkan di bagian output. Cara kerja PLC dapat dijelaskan melalui diagram blok pada Gambar 1 berikut ini.
Memori
Device
CPU
Output
Peralatan Penunjang
Interface Output
Interface Input
Input Device
Catu Daya
Gambar 5.153. Diagram blok PLC Dari Gambar 5.153 terlihat bahwa konstruksi PLC terdiri atas CPU, input device, output device, peralatan penunjang, dan catu daya. Penjelasan masingmasing komponen sebagai berikut: a.
CPU PLC terdiri atas CPU (Central Processing Unit), memori, interface input, dan interface output. CPU adalah mikroprosesor yang mengkordinasikan kerja sistem PLC. Ia mengeksekusi program, memproses sinyal input/output, dan mengkomunikasikan dengan peralatan luar. Memori adalah daerah yang menyimpan sistem operasi dan data pemakai. Sistem operasi sesungguhnya software sistem yang mengkordinasikan PLC. Ada dua jenis memori yaitu: ROM (Read Only Memory) dan RAM (Random Access Memory). ROM adalah memori yang hanya dapat diprogram sekali. Penyimpanan program dalam ROM bersifat permanen, maka ia digunakan untuk menyimpan sistem operasi. Ada sejenis ROM, yaitu EPROM (Erasable Programmable Read Only 294
Memory) yang isinya dapat dihapus dengan cara menyinari menggunakan sinar ultraviolet dan kemudian diisi program ulang menggunakan PROM Writer. RAM adalah memori yang dapat dibaca atau ditulisi, hanya digunakan untuk menyimpan data sementara. Data dalam RAM akan terhapus jika catu daya hilang. Interface adalah rangkaian yang digunakan untuk menyesuaikan sinyal pada peralatan luar. Interface input menyesuaikan sinyal dari peralatan input dengan sinyal yang dibutuhkan untuk operasi sistem. Interface output menyesuaikan sinyal dari PLC dengan sinyal untuk mengendalikan peralatan output. Jumlah terminal input/output (I/O) yang tersedia bergantung kepada merk PLC. Misalnya PLC merk OMRON pada satu unit tersedia terminal I/O sebanyak 10, 20, 30, 40 atau 60. Jumlah terminal I/O ini dapat dikembangkan dengan memasang Unit I/O Ekspansi sehingga dimungkinkan memiliki 100 I/O. b.
Input Device Input device adalah yang memberikan sinyal kepada PLC dan selanjutnya PLC memproses sinyal tersebut untuk mengendalikan output device. Jenis-jenis input device antara lain: Berbagai jenis saklar, misalnya tombol, saklar togel, saklar batas, saklar level, saklar tekan, saklar proximity. Berbagai jenis sensor, misalnya sensor cahaya, sensor suhu, sensor level. Rotary encoder Jenis-jenis input device dapat juga dilihaat pada Tabel 14. c.
Output Device Sistem otomasi tidak lengkap tanpa ada output device yang dikendalikan. Jenis output device dapat dilihat pada Tabel 14. Adapun peralatan unit input atau sensor, controller, dan output dapat dilihat pada Tabel 14. Tabel 14. Peralatan Input, Controller, Serta Output PLC INPUT DEVICE CONTROLLER OUTPUT DEVICE Circuit Breaker Counter Alarm Level Switch Logic Unit Control Relay Motor Starter Relay Fun Proximity Switch Timer Horn Push Button Light Photoelectric Switch Motor Starter d.
Peralatan Penunjang Peralatan penunjang adalah peralatan yang digunakan dalam sistem kendali PLC, tetapi bukan merupakan bagian dari sistem secara nyata. Maksudnya, peralatan ini digunakan untuk keperluan tertentu yang tidak berkait dengan aktifitas pegendalian. Peralatan penunjang itu, antara lain :
295
berbagai jenis alat pemrogram, yaitu komputer, software ladder, programming console (PC), programmable terminal, dan sebagainya. Berbagai software ladder, yaitu: SSS, LSS, Syswin, dan CX Programmer. Berbagai jenis memori luar, yaitu: disket, CD , flash disk. Berbagai alat pencetak dalam sistem komputer, misalnya printer, plotter. e.
Catu Daya PLC adalah sebuah peralatan digital dan setiap peralatan digital membutuhkan catu daya DC. Catu daya ini dapat dicatu dari luar, atau dari dalam PLC itu sendiri. 3.
Programming Console Programming Console (PC) mempunyai mode selector yang terdiri dari PROGRAM, MONITOR dan RUN. Fungsi-fungsinya adalah sebagai berikut: PROGRAM yang digunakan untuk membuat program atau membuat modifikasi atau perbaikan ke program yang sudah ada. MONITOR yang digunakan ketika mengubah nilai setting dari counter dan timer ketika PLC sedang beroperasi. Pada mode ini dapat dilakukan on line editing. RUN yang digunakan untuk mengoperasikan program tanpa dapat mengubah nilai setting yang dapat diubah pada posisi monitor. Bagian-bagian perangkat keras PLC dan PC dapat dilihat pada Gambar 5.154 dan Gambar 5.155 di bawah ini. Power Input
I/O Expansion
Terminal Output
Terminal Input
Indicator
Port Kom. PC Pheripheral Interface
Power Supply DC
Port Kom. RS232
Gambar 5.154 Bagian-bagian PLC Omron Tipe Sysmac C28H
296
Bagian-bagian PLC Omron Tipe Sysmac C28H dan fungsinya adalah sebagai berikut: Power Input: Sebagai input tenaga untuk menyalakan PLC yang diambilkan dari Power Supply DC. Terminal Input: Tipe C28H, menunjukkan bahwa jumlah I/O adalah 28, yaitu jumlah input 16 dan jumlah output 12. Alamat input ditunjukkan dengan kode 000.00 sampai 000.15, yang artinya tiga digit pertama yaitu 000 menunjukkan alamat channel dan dua digit terakhir yaitu 00 sampai 15 menujukkan nomor bit. Terminal Output: Jumlah output PLC tipe Sysmac C28H adalah 12, yang berqada pada alamat 002.00 sampai 002.11. Artinya output berada pada channel 002 dan nomor bit pada 00 sampai 11. I/O Expansion: Jika kebutuhan I/O lebih dari 28, maka bisa diseri atau parallel dengan PLC lain melalui I/O Expansion. Pheripheral Interface: Fungsinya sama dengan Port komunikasi RS232, kalau RS232 untuk menghubungkan PLC ke komputer (IBM PC), sedangkan Pheripheral Interface untuk menghubungkan PLC ke GPC (Graphic Programming Console) atau ke FIT (Factory Intelligent Terminal) Port Kom. PC: Port Komunikasi Programming Console adalah tempat untuk menghubungkan PLC dengan PC. Port Kom RS 232: Port Komunikasi RS232 adalah tempat untuk menghubungkan PLC dengan computer. Indicator: sebagai tanda bahwa input, output, dan alarm sedang ON/OFF. Power Supply DC: sebagai sumber tenaga PLC.
Display Mode selector Keyboard
Gambar 5.155. Bagian-bagian PC 4.
Instruksi Dasar Semua instruksi (perintah program) yang ada dibawah ini merupakan instruksi paling dasar pada PLC. Menurut aturan pemrograman, setiap akhir program harus ada instruksi dasar END yang oleh PLC dianggap batas akhir dari 297
program. Instruksi ini tidak ditampilkan pada tombol operasional PC, akan tetapi berupa sebuah fungsi, yaitu FUN (01). Jadi jika kita mengetikkan FUN (01) pada PC, maka pada layar PC akan tampil END (01). Ladder Diagram dan Mnemonic Code Untuk memudahkan dalam menulis dan memasukkan program pada PLC maka dibutuhkan beberapa tahap dasar. Ladder diagram dari suatu program dibuat terlebih dahulu untuk memudahkan dalam penyusunan mnemonic code. Program bentuk mnemonic code dapat langsung dimasukkan ke CPU melalui PC. Ladder diagram terdiri dari suatu garis memanjang ke bawah dari sisi kiri dengan cabang-cabangnya menuju ke arah kanan. Garis memanjang ke bawah di sisi kiri disebut dengan busbar. Sedangkan cabang-cabangnya disebut dengan garis instruksi. Sepanjang garis instruksi ditempatkan kondisi-kondisi yang memimpin garis instruksi lain pada sisi kanan berikutnya. Kombinasi logic dari kondisi-kondisi ini menentukan kapan dan bagaimana instruksi pada sisi kanan dijalankan. Normally Open (NO) dan Normally Close (NC) Masing-masing kondisi dalam ladder diagram adalah ON/OFF, bergantung pada operand bit (operasi bit, misalnya NO/NC) yang telah ditentukan. Normally Open (NO) adalah kondisi dimana suatu operasi akan berjalan jika operand bit ON. Jika operand bit OFF maka operasi tersebut akan berhenti. Normally Close (NC) adalah kondisi dimana suatu operasi akan berjalan jika operand bit OFF, jika operand bit ON maka akan berhenti. Instruksi–instruksi dasar yang ada pada pemrograman menggunakan PLC adalah sebagai berikut. a. LD (Load) Instruksi LD dibutuhkan jika urutan kerja (sequence) pada suatu sistem kontrol hanya membutuhkan satu kondisi logic saja dan sudah dituntut untuk mengeluarkan output. Logikanya seperti kontak NO relay. Ladder Diagram
Mnemonic code LD
000.00
000.00 Gambar 5.156. Ladder diagram logika LOAD. b. AND Instruksi ini dibutuhkan jika urutan kerja (sequence) pada suatu sistem kontrol membutuhkan lebih dari satu kondisi logic yang harus terpenuhi semuanya untuk mengeluarkan suatu output. Logikanya seperti kontak NO relay. Instruksi AND pada ladder diagram dipasang pada rangkaian secara seri (logika AND ) pada rangkaian sebelumnya dengan bit bersangkutan. 298
Ladder Diagram
000.00
000.01
Mnemonic code LD AND
000.00 000.01
Gambar 5.157. Ladder diagram logika AND c. OR Instruksi ini dibutuhkan jika urutan kerja (sequence) pada suatu sistem kontrol hanya membutuhkan salah satu saja dari beberapa kondisi logika untuk mengeluarkan suatu output. Logikanya seperti contack NO relay. Instruksi OR pada ladder diagram dipasang pada rangkaian secara paralel (logika OR).
Ladder Diagram 000.00 000.01
Mnemonic code LD 000.00 AND 000.01 OR 000.02
000.02 Gambar 5.158. Ladder diagram logika OR d. OUT Instruksi ini berfungsi mengeluarkan output jika semua kondisi logika ladder diagram sudah terpenuhi. Logikanya seperti contact NC relay. Jadi instruksi OUT digunakan untuk meng-output-kan hasil dari suatu rangkaian. Ladder Diagram 000.00
Mnemonic code 010.00
LD OUT
000.00 010.00
Gambar 5.159. Ladder diagram logika OUT
e. AND NOT Instruksi ini dibutuhkan jika urutan kerja (sequence) pada suatu sistem kontrol membutuhkan lebih dari satu kondisi logika untuk mengeluarkan suatu output. Logikanya seperti contak NC relay. Instruksi AND NOT pada ladder diagram dipasang pada rangkaian secara seri ( logika AND NOT ). Jadi instruksi ini digunakan untuk menulis kontak NC pada ladder diagram. 299
Ladder Diagram 000.00 000.01
Mnemonic code LD 000.00 AND NOT 000.01
Gambar 5.160. Ladder diagram logika AND NOT f. OR NOT Sama dengan instruksi AND NOT, untuk OR NOT pada ladder diagram dipasang pada rangkaian secara paralel ( logika OR NOT ). Jadi instruksi ini digunakan untuk menulis kontak NC pada ladder diagram. Ladder Diagram 000.00
Mnemonic code LD 000.00 OR NOT 000.01
000.01 Gambar 5.161. Ladder diagram logika AND NOT g. TIMER (TIM) Timer mempunyai batas antara 0000 sampai dengan 9999 dalam orde 100ms. Sedangkan untuk counter mempunyai orde angka dan mempunyai batas antara 0000 sampai dengan 9999. Simbol Ladder diagram: TIM N SV
N : Nomor TIM #000 sampai 511 SV : Set Value IR, AR, DM, HR, LR, #
Gambar 5.162. Ladder diagram TIM
h. COUNTER (CNT) Timer/Counter pada PLC berjumlah 512 buah yang bernomor TC 000 sampai dengan TC 511. Jika suatu nomor sudah dipakai sebagai timer/counter maka nomer tersebut tidak boleh dipakai lagi sebagai timer ataupun counter. Jadi dalam satu program tidak boleh ada nomor timer/counter yang sama. Nilai timer/counter pada PLC bersifat countdown (menghitung mundur) dari nilai awal yang ditetapkan oleh program. Setelah hitungan mundur tersebut mencapai angka nol, maka contact NO timer/counter akan ON. 300
CP R Keterangan: CP = pulsa R = reset
N : Nomor CNT #0000 sampai 511
CNT N SV
SV : Set Value IR, AR, DM, HR, LR, # Gambar 5.163. Ladder diagram CNT
i. AND LOAD (AND LD) Untuk kondisi logika ladder diagram yang khusus dan mnemonic code seperti Gambar 12 di bawah ini.
000.00
000.01
000.02
000.03
INSTRUKSI LD OR LD OR NOT AND LD END
ALAMAT 000.00 000.01 000.02 000.03
Gambar 5.164. Ladder diagram dan Mnemonic code AND LOAD
j. OR LOAD (OR LD) Untuk kondisi logika ladder diagram yang khusus dan mnemonic code seperti Gambar 13 di bawah ini. 000.00
000.01
000.02
000.03
INSTRUKSI LD AND LD NOT AND OR LD END
ALAMAT 000.00 000.01 000.02 000.03
Gambar 5.165. Ladder diagram dan Mnemonic code OR LOAD
5. Pembuatan Program PLC Ada lima cara dalam memprogram PLC yaitu: Programming Console (PC). 301
Prompt Writer. Sysmac Support Software + Personal Computer. Factory Intelegent Terminal (FIT). Graphic Programming Console.
Pembuatan program PLC menggunakan PC a. Merakit PLC dengan PC Langkah-langkah merakit PLC dengan PC adalah sebagai berikut: 1) PC dihubungkan ke PLC melalui port komunikasi PC. Seperti ditunjukkan pada Gambar 14. 2) PLC dihubungkan ke stop contact PLN. 3) Power supply di ON kan. Jika hasil merakit PLC dan PC sudah benar, maka indicator akan menyala. 4) Langkah berikutnya membuka password input dalam PC. PS DC
PLN Port Kom. RS232
PLC
Power Input
PC
Port Kom. PC
a
b
Gambar 5.166. a. Skema Rangkaian PLC dengan PC b. Rangkaian PLC dengan PC b. Membuka Password input PC Langkah-langkah membuka password input pada PC sebagai berikut: 1) PLC memiliki control password untuk mencegah access terlarang terjadi pada program. 2) PLC selalu meminta password ketika power pertama kali dinyalakan. 3) Untuk membuka password input, secara berturut-turut tekan tombol CLR, MONTR, dan CLR pada PC seperti Gambar 15 di bawah ini. Pada layar akan muncul “00000”, ini artinya password input sudah terbuka. 4) Siap menghapus program memori.
302
PASSWORD!
CLR
MONTR
CLR
Gambar 5.167. Urutan membuka password input
c.
Menghapus program memori PLC pada PC Langkah-langkah menghapus program memori PLC pada PC adalah sebagai berikut: 1) Menghapus program sebelumnya yang terdapat pada memori RAM dari CPU menggunakan operasi all clear. Daerah memori dari holding relay, counter dan memori data yang ada di PC dapat dipertahankan atau dihapus. 2) Operasi all clear dilakukan dengan pemilihan mode selector diset pada mode PROGRAM. Seperti pada Gambar 15 di bawah ini.
Run
Monitor
Program < PROGRAM >
Gambar 5.168. Selector diset pada mode PROGRAM
3) Tekan tombol CLR sampai terlihat 00000 yang di tampilkan pada programming console, sebagai berikut:
CLR
00000
4) Memori PLC akan dihapus setelah menekan tombol-tombol dengan urutan seperti pada Gambar 5.169.
303
a.
PLAY SET
CLR
NOT
00000 MEMORY CLR ? HR CNT DM
MONTR
REC RESET
00000 MEMORY CLR END HR CNT DM
CLR
Gambar 5.169. Urutan menghapus memori PLC
5) Untuk memastikan memori PLC terhapus, tekan seharusnya muncul 00000 READ NOP (00) d. Membuat dan memasukkan program dalam PLC 1) Fungsi tombol-tombol pada PC: LD
FUN
LOAD memasukkan input yang dikehendaki sebagai bagian awal dari tangga.
Untuk memanggil fungsi yang diinginkan, setelah menekan tombol ini diikuti dua digit sesuai dengan fungsi yang dikehendaki.
AND
AND memasukkan input yang diseri dengan input sebelumnya.
OR
OR memasukkan input yang diparalel dengan input sebelumnya. 304
OUT
TIM
CNT
SHIFT
NOT
Output dari rangkaian.
TIM (timer) dikontrol dengan perintah ini, baik untuk fungsi maupun untuk kontak output dari fungsi tersebut. CNT (counter) dikontrol dengan perintah ini, baik untuk fungsi maupun untuk kontak output dari fungsi tersebut.
SHIFT digunakan sebagai fungsi pengganti dari 4 tombol tertulis play, record, channel, contact. NOT digunakan bersama LD, AND atau OR untuk menandakan kontak NC (Normally Open). Sedangkan OUT untuk menandakan output invers. Digunakan untuk mendefinisikan fungsi aktif sesaat bila digunkan bersama FUN.
HR
Mendefinisikan Holding Relay.
TR
Mendefinisikan Temporary Relay.
SFT 0
Mendefinisikan Shift Register.
9
Memasukkan berupa angka desimal dan heksa desimal saat pemrograman.
Setiap memasukkan instruksi ke dalam console, harus diakhiri dengan menekan “write”. Fungsinya supaya program langsung tersimpan dalam console.
305
2)
Membuat dan memasukkan program. Langkah-langkah membuat dan memasukkan program adalah sebagai berikut: a) Memahami soal yang diberikan. Sebagai contoh: “Buat program menyalakan satu lampu dengan PLC”. b) Membuat ladder diagram dari soal tersebut. Pada contoh tersebut yaitu: 000.00
002.00
Arti dari ladder diagram tersebut adalah, jika saklar dengan alamat input 000.00 ditekan, maka lampu pada alamat output 002.00 akan menyala. c) Membuat mnemonic code dari ladder diagram yang telah dibuat, yaitu: LD 000.00 OUT 002.00 END d) Memasukkan mnemonic code pada PC, dengan langkah-langkah sebagai berikut: Tekan
LD
Tekan OUT
Tekan
FUN
0
000.00
Write
002.00
Write
1
Write
e) Untuk menjalankan program tersebut di atas dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut: Selector pada PC diset pada mode RUN Tekan saklar input 000.00 pada PLC, led input 000.00 dan output 002.00 pada indicator PLC akan menyala. Tekan saklar input 000.00 pada PLC, led input 000.00 dan output 002.00 pada indicator PLC akan mati.
306
Penggunaan TIM Buat program menyalakan lampu setelah 5 detik saklar di ON kan. Langkahlangkah penyelesaian program adalah sebagai berikut. f) Membuat ladder diagram dari soal tersebut, yaitu: 000.00 TIM 000 #50 TIM 001 002.00
Arti dari ladder diagram tersebut adalah jika saklar dengan alamat input 000.00 ditekan, maka Timer dengan alamat 000 mulai bekerja. Timer ini digunakan untuk menyalakan lampu dengan alamat output 002.00, setelah 5 detik dari timer ON. Jika saklar ditekan kembali, lampu akan mati. g) Membuat mnemonic code dari ladder diagram yang telah dibuat, yaitu: LD TIM LD TIM OUT END
000.00 000 #50 000 002.00
h) Memasukkan mnemonic code pada PC, dengan langkah-langkah sebagai berikut: Tekan
LD
Tekan
000.00
Write
TIM
000
Write
Tekan
50
Write
Tekan
LD
Tekan
OUT
TIM
002.00
000
Write
Write 307
Tekan
FUN
0
1
Write
i)
Untuk menjalankan program tersebut di atas dilakukan dengan langkahlangkah sebagai berikut: Selector pada PC diset pada mode RUN Untuk melihat TIM pada display tekan:
CLR
TIM 000
MONT R
Tekan saklar input 000.00 pada PLC, led input 000.00 dan output 002.00 pada indicator PLC akan menyala. Tekan saklar input 000.00 pada PLC, led input 000.00 dan output 002.00 pada indicator PLC akan mati.
Penggunaan CNT Buat program menyalakan lampu setelah dicounter 5 kali dari saklar. Langkahlangkah penyelesaian program adalah sebagai berikut. a) Membuat ladder diagram dari soal tersebut, yaitu: 000.00 000.01
CNT 001
CNT 000 #5
002.00
Arti dari ladder diagram tersebut adalah saklar dengan alamat input 000.00 digunakan untuk menjalankan counter dengan alamat 000. Counter tersebut dilakukan untuk menyalakan lampu dengan alamat output 002.00. Saklar 000.00 ditekan-tekan ulang sebanyak 5 kali putaran, kemudian lampu akan ON. Sedang saklar dengan alamat input 000.01 digunakan untuk mereset counter. b) Membuat mnemonic code dari ladder diagram yang telah dibuat, yaitu:
308
LD LD CNT LD CNT OUT END c)
000.00 000.01 000 #5 000 002.00
Memasukkan mnemonic code pada PC, dengan langkah-langkah sebagai berikut:
Tekan
LD
000.00
Write
Tekan
LD
000.01
Write
Tekan
CNT
000
Write
Tekan
5
Tekan
LD
Tekan
OUT
Tekan
Write
CNT
000
002.00
FUN
0
Write
Write
1
Write
d) Untuk menjalankan program tersebut di atas dilakukan dengan langkahlangkah sebagai berikut: Selector pada PC diset pada mode RUN Untuk melihat TIM pada display tekan:
CLR
CNT 000
MONT R
309
Tekan saklar input 000.00 pada PLC sampai 5 kali putaran, led input 000.00 dan output 002.00 pada indicator PLC akan menyala. Tekan saklar input 000.01 pada PLC, led input 000.00 dan 000.01 akan menyala sedang output 002.00 pada indicator PLC akan mati. Fungsi dari saklar 000.01 untuk mereset program. B. Lembar Kerja Membuat Program PLC Menyalakan Lampu dengan Saklar Secara Simulasi C. Alat dan Bahan PLC Omron C28H PC Omron Stop Contac PLN
1 Unit 1 Unit
D. Keselamatan dan Kesehatan Kerja Hati-hati dengan arus dan tegangan 220 volt
E. Langkah Kerja 1. Buat rangkaian seperti Gambar 14. 2. Buat Ladder diagram dan mnemonic code pada program untuk menyalakan lampu. dengan instruksi sebagai berikut: 3. Menyalakan 2 lampu dengan 1 saklar, dengan instruksi sebagai berikut: a) Jika saklar 000.00 ditekan, lampu 002.00 dan 002.01 akan menyala. b) Jika saklar 000.00 ditekan kembali, lampu 002.00 dan 002.01 akan mati. 4. Hapus semua memori di PLC. 5. Masukkan mnemonic code ke dalam programming console. 6. Uji program yang telah dibuat sesuai instruksi.
F. Lembar Latihan 1. Sebutkan 5 instruksi dasar dan jelaskan fungsinya. 2. Buat mnemonic code pada ladder diagram di bawah ini.
310
00001
00003
00004 00200
00002
00015
3. Buat ladder diagram jika mnemonic codenya adalah sebagai berikut: INSTRUKSI LD OR AND NOT AND OR OUT OUT END
ALAMAT 00000 00200 00001 00002 00003 00200 00201
Daftar Pustaka David W. Pessen. (1990). Industrial Automation. Circuit Design and Componen, John Wiley & Son. Anonim, Omron.(1993). Beginner’s C20K, C28K, C40K, C60K, Training Manual, Omron Singapore (PTE) LTD. Anonim, Omron. (1991). Mini H-type PCs C20H, C28H, C40H, Training Manual ,Omron Singapore (PTE) LTD, 1991. Anonim, Omron, Training PLC Basic, Copyright PT. Karisma Pandulima Elektronika.
311
LEMBAR ASESMEN Lembar Asesmen 1 (Bab III) 1. Ada beberapa prinsip yang dapat digunakan sebagai pertimbangan untuk memilih dan menentukan media pembelajaran. Apa saja yang menjadi pertimbangan dalam memilih dan menentukan media pembelajaran? 2. Jelaskan langkah-langkah penyusunan dalam pembuatan slide suara media audio untuk pembelajaran. 3. Apakah pelaporan hasil belajar di sekolah Anda sudah sesuai dengan Permendiknas No 20 Tahun 2007? Bila belum, mengapa? 4. Berdasarkan bentuk dan cara penyajiannya, secara umum, ada 4 klasifikasi, yakni (a) media visual, (b) media audio (c) media audio visual, (d) multi media. Berikut ini adalah contoh media visual: A. Papan flanel, bulletin board, dan poster B. Grafik, diagram, sound effect C. Modul, OHP, microfon D. TV, OHP, papan flanel E. Bahan pengajaran terprogram dan OHP 5. Media yang tidak hanya menuntut siswa untuk memperhatikan media itu sendiri atau objeknya saja, namun juga harus berinteraksi dengan media tersebut selama mengikuti pembelajaran, disebut media: A. Media audio B. Media audiovisual C. Media Visual D. Multimedia interaktif E. Media Televisi 6. Berikut ini adalah beberapa prinsip yang dapat Anda gunakan sebagai pertimbangan untuk memilih dan menentukan media pembelajaran, kecuali: A. Sesuai dengan tujuan fungsional B. Perlu tenaga khusus untuk menggunakannya C. Murah dan menarik D. Tersedia E. Sesuai dengan tujuan fungsional 7. Beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan dalam pemilihan media antara lain: A. Karakteristik materi pembelajaran dan kebutuhan belajar peserta didik B. Perlu tenaga khusus untuk menggunakannya C. Media yang dipilih cukup memadai dengan hasil yang dicapai D. Tidak semua guru bisa memanfaatkannya E. A dan C benar 8. Berikut ini adalah asumsi yang perlu dikembangkan dalam memilih media, kecuali:
312
A. Pemilihan media merupakan bagian integral dari keseluruhan proses pengembangan pembelajaran B. Pengembangan media perangkat lunak akan memiliki peranan yang lebih fungsional dibandingkan pengembangan media perangkat keras C. Dalam proses pemilihan sering diperlukan kompromi dan dilakukan sesuai dengan kepentingan, kondisi serta fasilitas dan sarana yang ada D. Dalam proses pemilihan media pembelajaran yang efektif dan efisien, makna isi dan tujuan haruslah sesuai dengan karakteristik media tertentu E. Pengembangan media perangkat keras tidak harus dilakukan secara kondisional sesuai dengan tersedianya fasilitas, sarana dan dana yang ada
Lembar Asesmen 2 (Bab IV) 11) Bagian terpenting dari artikel hasil penelitian adalah pembahasan. Apa saja yang seharusnya disajikan dalam pembahasan? 12) Analisis data akan membantu guru melakukan refleksi. Beri alasan yang mendukung pendapat tersebut disertai sebuah contoh. 13) Bagaimana aturan yang harus diikuti dalam menyusun Daftar Pustaka? 14) Jelaskan sistematika sebuah laporan PTK.
Lembar Asesmen 3 (Bab V) Dasar Kelistrikan dan Elektronika 1. Suatu kawat penghantar mempunyai penampang berbentuk lingkaran dengan radius 2 mm yang dialiri arus listrik sebesar 2 A selama 5 menit. Hitunglah jumlah electron yang mengalir melewati suatu penampang tertentu jika diketahui 1 elektron yaitu 1,6 x 10-19 C. 2. Tentukan persamaan hukum Kirchoff tegangan pada loop pada gambar di bawah ini dan hitung nilai Vxd an Ix. 10 V -
5V
+
+ -
ix
100 Ω
+ vx 3. Jelaskan
313
apa yang dimaksud dengan komponen elektronika pasif dan berikan contohnya. 4. Jelaskan apa yang dimaksud dengan dioda dan sebutkan bahan pokok pembuatan dioda. 5. Bagaimana pengaruh pemasangan kapasitor pada keluaran untuk rangkaian penyearah setengah gelombang? Elektronika Digital 1. Tulislah persamaan untuk gerbang OR empat masukan! Susunlah tabel kebenaran lengkap yang menunjukkan keluaran untuk semua kasus yang mungkin. 2. Gambarkan bentuk gelombang keluaran untuk masing-masing gerbang AND, OR, NOR, NAND, EX-OR, dan EX-NOR, jika masukan pulsanya ditunjukkan seperti gambar berikut. A
1 0 1
B 0
3. Tulislah persamaan Boolean untuk keluaran X pada gambar di bawah ini. Tentukanlah semua harga X untuk semua keadaan masukan yang mungkin dan tulislah dalam suatu tabel kebenaran! A B
A B
X
4. Untuk persamaan berikut ini, susunlah rangkaian logika yang sesuai, dengan menggunakan gerbang AND, gerbang OR, dan Inverter. a. X AB (C D) b. Z ( A B CD E ) BC D c. Y (M N PQ) Sistem Telekomunikasi 1. Yang bukan merupakan teknologi 3G adalah : A. GPRS B. UMTS C. FPLMTS D. IMT-2000 E. WCDMA
314
2. Kanal digunakan oleh terminal pelanggan GSM untuk berkomunikasi dengan BTS adalah A. Kanal Trafik B. Kanal Informasi C. Kanal Kendali D. Kanal Suara E. Kanal BTS 3. Yang termasuk kelebihan sistem CDMA dibandingkan sistem GSM kecuali A. suara lebih jernih B. kecepatan transfer data lebih tinggi C. kapasitas pelanggan per BTS lebih banyak D. Frekuensi kerja yang digunakan lebih banyak E. Tidak bisa disadap 4. Jenis-Jenis Register dalam komunikasi Sellular,kecuali A. KLR B. VLR C. Auc & EIR D. HLR E. BLR 5. Sistem telekomunikasi bergerak seluler mempunyai kelebihan dalam hal kapasitas sistem dibandingkan sistem telekomunikasi bergerak tradisional, hal ini dikarenakan : A. Frekuensi kerja seluler yang lebih tinggi B. Teknik Modulasi seluler menggunakan FM C. Teknik Multiple Access di seluler menggunakan teknik FDMA D. Adanya penggunaan kembali frekuensi carrier pada sistem seluler E. Pemancar sistem seluler lebih lebar cakupannya PLC 6. Buat program untuk menyalakan lampu secara simulasi, dengan instruksi sebagai berikut: Jika Pushbutton (Pb) 000.00 ditekan, lampu 002.00 menyala, jika Pb 000.00 dilepas, lampu 002.00 tetap menyala, sampai Pb 000.01 ditekan, baru lampu mati.
315
LEMBAR KUNCI JAWABAN Kunci Jawaban Lembar Asesmen 1 (Bab III) 1. Berkaitan dengan media pembelajaran itu, berikut dikemukakan beberapa prinsip yang dapat digunakan sebagai pertimbangan untuk memilih dan menentukan media pembelajaran yaitu: sesuai tujuan dan fungsi, tersedia, murah, menarik, dan guru terampil menggunakannya. 2. Beberapa langkah yang harus dilalui dalam penyusunan naskah media audio: a. Menentukan topik program dan sasarannya. Untuk media audio yang akan digunakan sebagai media pembelajaran sehingga berkaitan dengan bisdang studi tertentu, maka harus memperhatikan materi yang telah tersusun di dalam GBPP yang berlaku. b. Merumuskan tujuan program audio. Dalam merumuskan tujuan program maka dapat memakai acuan tujuan pembelajaran yang terdapat dalam kurikulum . c. Melakukan penelitian mengenai pokok permasalahannya. Dengan melakukan penelitian banyak diperoleh informasi, mengkaji bahan-bahan baik yang tertulis dari suatu kepustakaan atau sumber lain, atau saran dan kritik dari pakar yang memahami. Hal lain yang diperhatikan adalah pengamatan terhadap siswa yang akan menjadi sasaran atau pendengarnya. d. Membuat garis besar atau out-line program audio. Garis besar program audio berisi tentang isi dari program yang akan dibuat. e. Menentukan format program. Pemilihan format program berdasarkan : tujuan , bahan yang disajikan, pendengar yang mengikuti, kemampuan peyusun program, dan fasilitas yang tersedia. f. Membuat draft atau naskah kasar g. Mengevaluasi naskah kasar
Menulis naskah jadi. Naskah program media audio bermacammacam, setiap jenis mempunyai bentuk yang berbeda. Akan tetapi pada dasarnya sama, yaitu sebagai penuntun dalam mengambil gambar dan merekam suara. Naskah berisi urutan gambar dan grafis yang harus diambil oleh kamera serta bunyi dan suara yang harus direkam. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
A D B E E
316
Kunci Jawaban Lembar Asesmen 2 (Bab IV) 15) Bagian terpenting dari artikel hasil penelitian adalah pembahasan. Apa saja yang seharusnya disajikan dalam pembahasan? Penyelesaian. Dalam pembahasan disajikan: (1) jawaban masalah penelitian atau bagaimana tujuan penelitian dicapai, (2) penafsiran temuan penelitian, (3) pengintegrasian temuan penelitian ke dalam kumpulan penelitian yang telah mapan, dan (4) menyusun teori baru atau memodifikasi teori yang telah ada sebelumnya. Jawaban atas masalah penelitian hendaknya disajikan secara eksplisit. Penafsiran terhadap hasil penelitian dilakukan dengan menggunakan logika dan teori-teori yang ada. 16) Analisis data akan membantu guru melakukan refleksi. Beri alasan yang mendukung pendapat tersebut disertai sebuah contoh. Penyelesaian. Melalui refleksi, guru akan dapat menetapkan apa yang telah dicapai, serta apa yang belum dicapai, serta apa yang perlu diperbaiki lagi dalam pembelajaran berikutnya. 17) Bagaimana aturan yang harus diikuti dalam menyusun Daftar Pustaka? Penyelesaian. Gaya selingkung dalam menyusun daftar pustaka bisa bervariasi, bergantung pada disiplin ilmu yang menjadi payung artikel ilmiah atau jurnal yang akan memuat artikel. Bidang Pendidikan atau Psikologi sering menggunakan format APA (American Psychological Association), sedangkan disiplin ilmu Sejarah menggunakan Turabian Style atau Chicago Manual, dan bidang Bahasa dan Sastra menggunakan MLA (Modern Language Association). 18) Jelaskan sistematika sebuah laporan PTK. Penyelesaian. Sistematika laporan PTK di bawah ini merupakan modifikasi dari berbagai sumber: Halaman Judul Lembar Pengesahan Kata Pengantar Abstrak Daftar Isi Bab I Pendahuluan F. Latar Belakang Masalah 317
G. Rumusan Masalah H. Tujuan Penelitian I. Manfaat Penelitian J. Definisi Operasional (bila perlu) Bab II Kajian Pustaka F. Kajian Teoritis G. Penelitian-penelitian yang relevan (bila ada) H. Kajian Hasil Diskusi (dengan teman sejawat, pakar pendidikan, peneliti) I. Hasil Refleksi Pengalaman Sendiri sebagai Guru J. Perumusan Hipotesis Tindakan Bab III Pelaksanaan Tindakan dan Observasi C. Subjek Penelitian D. Deskripsi per Siklus Bab IV Hasil Penelitian dan Pembahasan C. Deskripsi per siklus D. Pembahasan dari tiap siklus Bab V Simpulan dan Saran C. Simpulan D. Saran Daftar Pustaka Lampiran
Kunci Jawaban Lembar Asesmen 3 (Bab V) Dasar Kelistrikan dan Elektronika 7. Suatu kawat penghantar mempunyai penampang berbentuk lingkaran dengan radius 2 mm yang dialiri arus listrik sebesar 2 A selama 5 menit. Hitunglah jumlah electron yang mengalir melewati suatu penampang tertentu jika diketahui 1 elektron yaitu 1,6 x 10-19 C. Penyelesaian. q = Ixt = 2 A x 5 menit x 60 detik = 600 C Jadi jumlah electron yang melalui penampang adalah: n = q/e = 600 C/1,6 x 10-19 C = 3,75 x 1021
318
8. Tentukan persamaan hukum Kirchoff tegangan pada loop pada gambar di bawah ini dan hitung nilai Vxd an Ix. 10 V -
5V
+
+ -
ix
100 Ω
+ vx -
Penyelesaian. Menuliskan persamaan hukum Kirchoff tegangan pada loop: -5-10+Vx=0 atau 5+10-Vx=0 Menghitung nilai Vx: Vx = 15 Volt Menghitung nilai Ix menggunakan hukum Ohm: Vx 15 A 150mA Ix = 100 100 9. Jelaskan apa yang dimaksud dengan komponen elektronika pasif dan berikan contohnya. Penyelesaian. Komponen elektronika pasif adalah komponen elektronika yang dalam pengoperasiannya tidak memerlukan sumber tegangan atau sumber arus tersendiri. Contohnya: Resistor, kapasitor, dioda. 10. Jelaskan apa yang dimaksud dengan dioda dan sebutkan bahan pokok pembuatan dioda. Penyelesaian. Dioda merupakan suatu semikonduktor yang hanya dapat menghantar arus listrik dan tegangan pada satu arah saja. Bahan pokok untuk pembuatan dioda adalah Germanium (Ge) dan Silikon/Silsilum (Si). 11. Bagaimana pengaruh pemasangan kapasitor pada keluaran untuk rangkaian penyearah setengah gelombang ?
319
Penyelesaian. Pengaruh pemasangan kapasitor yaitu sebagai penapis (fillter) sehingga terjadi atau terbentuk tegangan riak (ripple). Semakin besar kapasitor yang dipakai maka semakin kecil tegangan riaknya dan sebaliknya semakin kecil kapasitor yang dipakai maka tegangan riaknya akan semakin besar. Elektronika Digital No. 1
Kunci Jawaban Persamaan gerbang OR empat masukan X=A+B+C+D Masukan
2
Keluaran
A
B
C
D
X
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
1
0
0
1
0
1
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
0
0
1
1
1
0
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
Bentuk gelombang keluaran untuk masing-masing gerbang AND, OR, NOR, NAND, EX-OR, dan EX-NOR
320
No.
Kunci Jawaban A
1 0
Masukan
1 B 0 1 GERBANG AND
3.
0 1
GERBANG OR
0 1
GERBANG NOR
0 1
GERBANG NAND
0 1
GERBANG EX-OR
0 GERBANG EX-NOR
1 0
4.
X ( A B) A B A
B
A
B
A B
0 0 1 1
0 1 0 1
1 1 0 0
1 0 1 0
1 1 1 0
( A B) 0 0 0 1
X ( A B) A B 0 0 0 1
a. A B
X AB(C D)
C D
b. A
B
C
D
E
Z ( A B CD E ) BC D
c. M N
Y (M N PQ)
P Q
321
Sistem Telekomunikasi 1. 2. 3. 4. 5.
C A D A D
PLC 12. Buat program untuk menyalakan lampu secara simulasi, dengan instruksi sebagai berikut: Jika Pushbutton (Pb) 000.00 ditekan, lampu 002.00 menyala, jika Pb 000.00 dilepas, lampu 002.00 tetap menyala, sampai Pb 000.01 ditekan, baru lampu mati. Penyelesaian. Membuat ladder diagram. 000.00 000.01
002.00
002.00 Membuat mnemonic code dari ladder diagram tersebut. LD OR AND NOT OUT END
000.00 002.00 000.01 002.00
322
Catatan: Kalimat, kapitalisasi, tanda baca, dll taat azas EYD Tata tulis taat azas APA. Nama file: (nama perguruan tinggi, mapel, penanggung jawab Contoh: UnesaMatematikaKusrini Identitas penulis modul No
Nama Lengkap (termasuk Gelar Akd)
Institusi
Alamat Institusi
Telepon Kantor
Alamat Rumah
Telepon Rumah
HP & Email
1
Dr. Euis Ismayati, M.Pd
Unesa
Jl. Ketintang Surabaya
0318297197
Jl. Rejo Aman I Kav. 81 Bendul Merisi Tengah 31 - 33 - Surabaya
(031) 8434401
2
Dr. Tri Rijanto, M.Pd.
Unesa
Jl. Ketintang Surabaya
0318297197
Jl. Sepat Lidah kulon IA/20 - Surabaya
(031) 7521014 . 081553123738
3
Lusia Rakhmawati, S.T.,
Unesa
Jl. Ketintang Surabaya
0318297197
Jl. Kenanga Rt.02, Rw.04 Keboansikep – Gedangan - Sidoarjo
M.T.
. 085230606386
081330088688
4
Nur Kholis, ST., MT.
Unesa
Jl. Ketintang Surabaya
0318297197
Jambang Kebon Agung ID / 4 - Surabaya
(031) 81987766
5
Drs. Edy Sulistyo, M.Pd.
Unesa
Jl. Ketintang Surabaya
0318297197
Sedati Permai Blok DD/20 -Sidoarjo
(031) 8668768 08155009034
6
Puput Wanarti R, S.T.,
Unesa
Jl. Ketintang Surabaya
0318297197
Perum Bukit Bambe BT/6 - Driyorejo
(031) 7671652 08123085705
M.T.
081359658529
1
2
