pengembangan alat peraga kalor jenis pada pokok bahasan suhu dan kalor berbasis arduino

230 Pages·2017·4 MB·Indonesian

PENGEMBANGAN ALAT PERAGA KALOR JENIS
PADA POKOK BAHASAN SUHU DAN KALOR
BERBASIS ARDUINO

SKRIPSI

Disusun sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana Pendidikan

Oleh :
Siti Nurjanah
NIM. 132150017

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOREJO
2017
i
ii
HALAMAN PENGESAHAN

PENGEMBANGAN ALAT PERAGA KALOR JENIS
PADA POKOK BAHASAN SUHU DAN KALOR
BERBASIS ARDUINO

Oleh :
Siti Nurjanah
NIM. 132150017

Skripsi ini telah dipertahankan di depan Tim Penguji Skripsi
Fakultas Keguruan dam Ilmu Pendidikan
Universitas Muhammadiyah Purworejo
Pada tanggal: 12 Juli 2017

TIM PENGUJI

H. Arif Maftukhin, M.Pd
NIDN. 0631107802
(Penguji Utama) …………………………….

Yusro Al Hakim, M.Sc.
NIDN. 0627127602
(Penguji I/Pembimbing I) …………………………….

Eko Setyadi Kurniawan, M.Pd.Si.
NIDN. 0610117805
(Penguji II/ Pembimbing II) ……………………………

Purworejo, ………………….
Mengetahui
Dekan Fakultas Keguruan dan lmu Pendidikan,

Yuli Widiyono, M.Pd.
NIDN. 0616078301
iii
MOTTO DAN PERSEMBAHAN

MOTTO
(cid:1) Sebenarnya aku tidak percaya dengan kesempurnaan. Karena itulah kita
terlahir dengan kemampuan mempelajari sesuatu. Ketika membandingkan
diri kita dengan yang lain, kita dapat berjalan lebih baik lagi.

PERSEMBAHAN
Sripsi ini dipersembahkan kepada:
(cid:2) Kedua orang tuaku yang tidak pernah berhenti mendoakan
dan memberi dukungan, baik secara moril maupun materil.
(cid:2) Adikku yang selalu memberikan semangat
(cid:2) Untuk almamaterku Universitas Muhammadiyah Purworejo
iv
PERNYATAAN

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya:
Nama : Siti Nurjanah
NIM : 132150017
Program Studi : Pendidikan Fisika
Fakultas : FKIP Universitas Muhammadiyah Purworejo
Judul Penelitian : Pengembangan Alat Peraga Kalor Jenis pada Pokok Bahasan
Suhu dan Kalor Berbasis Arduino

Menyatakan bahwa yang tertulis di dalam skripsi ini benar-benar hasil karya
sendiri, bukan plagiat karya orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya. Pendapat
atau temuan orang lain yang terdapat dalam skripsi ini dikutip atau dirujuk
berdasarkan kode etik ilmiah.
Apabila terbukti/ dapat dibuktikan bahwa skripsi ini adalah hasil plagiat, saya
bersedia bertanggung jawab secara hukum yang diperkarakan oleh Universitas
Muhammadiyah Purworejo.

Purworejo, Juni 2017
Yang membuat pernyataan,

Siti Nurjanah

v
PRAKATA

Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah Swt, atas segala rahmat dan
karunia-Nya, sehingga skripsi yang berjudul “Pengembangan Alat Peraga Kalor
Jenis pada Pokok Bahasan Suhu dan Kalor Berbasis Arduino” ini dapat
terselesaikan.
Penyusun menyadari bahwa pelaksanaan penyusunan karya tulis skripsi ini
tidak akan dapat berjalan sebagaimana mestinya tanpa adanya dukungan serta
bantuan dari berbagai pihak, untuk itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan
terima kasih kepada:
1. Yuli Widiyono, M.Pd., selaku Dekan FKIP Universitas Muhammadiyah
Purworejo yang telah memberikan rekomendasi dan perizinan penelitian
2. Eko Setyadi Kurniawan, M.Pd.Si., selaku Ketua Program Studi Pendidikan
Fisika sekaligus pembimbing 2 yang telah memberikan perhatian dan yang
telah banyak membimbing, mengarahkan, memotivasi dengan penuh
kesabaran sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
3. Yusro Al Hakim, M.Sc., selaku pembimbing 1 yang telah membimbing,
mengarahkan, memotivasi sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
4. Mun’imul Huda, S.Ag., selaku Kepala MA Syamsul Huda Kedungreja yang
telah memberikan izin untuk melakukan penelitian.
5. Komarudin, M.Pd., selaku guru mata pelajaran fisika kelas X yang telah
banyak membantu, serta kelas X.1 MA Syamsul Huda yang telah memberikan
kerja samanya sehingga penelitian ini dapat dilaksanakan dengan lancar.
vi
6. Drs. H. Ashari, M.Sc., dan Siska Desy Fatmaryanti, M.Si., selaku validator
dosen ahli.
7. Rino Dwi Cahyono, yang telah membantu selama proses pembuatan alat.
8. Rekan-rekan mahasiswa Program Studi Pendidikan Fisika angkatan 2013, dan
berbagai pihak yang telah memberikan motivasi dan semangat dalam
menyelesaiakan studi.
9. Teman-teman kos (mba yu, puji, apri, mba khusnul, pina, beti, rindi, karlina),
atas kebersamaannya selama 2 tahun..
Penyusun hanya dapat berdoa semoga Allah Swt. memberikan balasan yang
berlipat ganda atas budi baik yang telah diberikan. Semoga penelitian ini
bermanfaat bagi penyusun khususnya dan para pembaca umumnya.

Purworejo, Juni 2017
Penyusun,

Siti Nurjanah

vii
ABSTRAK
Siti Nurjanah. 132150017. Pengembangan Alat Peraga Kalor Jenis Pada Pokok
Bahasan Suhu dan Kalor Berbasis Arduino. Program Studi Pendidikan Fisika
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Muhammadiyah Purworejo.
2017.

Telah dilakukan penelitian pengembangan alat peraga kalor jenis berbasis
arduino untuk: (1) mengembangkan alat peraga kalor jenis, (2) mengetahui respon
siswa terhadap penggunaan alat peraga kalor jenis dalam proses pembelajaran suhu
dan kalor.
Penelitian ini termasuk penelitian pengembangan yang mengacu pada model
pengembangan ADDIE dengan tahapan yaitu analysis, design, development,
implementation, dan evaluation. Penelitian ini dilakukan di Universitas
Muhammadiyah Purworejo dan dilaksanakan di MA Syamsul Huda Kedungreja
dengan subjek penelitian pada tahap uji coba terbatas berjumlah 5 mahasiswa dan
pada tahap uji keterlaksanaan berjumlah 23 siswa. Instrumen yang digunakan dalam
penelitian ini adalah studi literatur, observasi, wawancara, angket, uji coba
laboratorium.
Berdasarkan analisis data: (1) Pada pengujian alat peraga diperoleh nilai ralat
kalor jenis alumunium (0,217 ± 0,002) kal/gr 0C, (0,215 ± 0,000) kal/gr 0C, (0,213
± 0,002) kal/gr 0C, dan nilai ralat kalor jenis besi (0,108 ± 0,001) kal/gr 0C, (0,106
± 0,001) kal/gr 0C, dan (0,105 ± 0,001 kal/gr 0C) dengan nilai acuan standar untuk
kalor jenis alumunium 0,215 kal/g 0C dan besi 0,107 kal/g 0C yang dilakukan secara
berturut turut dengan masa yang berbeda yaitu 20 gr, 50 gr dan 100 gr dapat
menunjukan bahwa alat peraga kalor jenis memiliki nilai keakuratan yang baik, (2)
Validasi alat peraga kalor jenis dari 3 validator ahli yang terdiri dari dosen ahli
media, dosen ahli materi, dan guru mata pelajaran fisika, diperoleh rerata nilai
persentase sebesar 82,85% dengan kategori sangat baik,(3) Hasil penilaian
keterlaksanaan pembelajaran menggunakan alat peraga yang dilakukan oleh
observer diperoleh persentase dengan rerata sebesar 85% kategori sangat baik, (4)
Respon siswa terhadap penggunaan alat peraga kalor jenis diperoleh rerata nilai
persentase sebesar 82,98% kategori sangat baik. Dengan demikian alat peraga kalor
jenis berbasis arduino layak dan dapat digunakan dalam proses pembelajaran.

Kata kunci: Alat peraga, suhu dan kalor, Arduino.
viii
DAFTAR ISI

Halaman
HALAMAN JUDUL ........................................................................................... i
HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................ ii
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................ iii
MOTO DAN PERSEMBAHAN ....................................................................... iv
PERNYATAAN .................................................................................................. v
PRAKATA ......................................................................................................... vi
ABSTRAK ........................................................................................................ viii
DAFTAR ISI ...................................................................................................... ix
DAFTAR TABEL .............................................................................................. xi
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xii
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xiii
BAB I PENDAHULUAN .................................................................................. 1
A. Latar Belakang Masalah ................................................................... 1
B. Identifikasi Masalah ......................................................................... 6
C. Batasan Masalah ............................................................................... 7
D. Rumusan Masalah ............................................................................ 7
E. Tujuan Penelitian .............................................................................. 8
F. Spesifikasi Produk ............................................................................ 8
G. Manfaat Penelitian ............................................................................ 8
H. Asumsi dan Keterbatasan ................................................................. 9

BAB II KAJIAN TEORI DAN TINJAUAN PUSTAKA .................................. 10
A. Kajian Teori ....................................................................................... 10
1. Alat Peraga ................................................................................. 10
2. Suhu dan Kalor ........................................................................... 16
3. Sensor ........................................................................................ 21
4. Sensor DS18B20 ........................................................................ 22
5. Sensor Load Cell ........................................................................ 24
6. Modul ADC ................................................................................ 25
7. Arduino ...................................................................................... 25
8. Push Button ................................................................................ 26
9. Dasar Pemrograman ................................................................... 27
B. Tinjauan Pustaka ............................................................................... 29
C. Kerangka Berpikir ............................................................................. 32
D. Pertanyaan Peneliti ............................................................................ 34

BAB III METODE PENELITIAN ..................................................................... 35
A. Desaian Penelitian ............................................................................. 35
B. Tempat dan Waktu Penelitian ........................................................... 44
C. Subjek Penelitian ............................................................................... 44
D. Teknik Pengumpulan Data ................................................................ 44
E. Instrumen Penelitian ......................................................................... 46
F. Analisis Data ..................................................................................... 53
ix
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ................................... 56
A. Hasil Penelitian .................................................................................. 56
1. Analysis (Analisis) ........................................................................ 56
2. Design (Perancangan) .................................................................... 57
a. Perancangan Sistem ................................................................ 57
b. Perancangan Chasing .............................................................. 58
3. Development (Pengembangan) ...................................................... 58
a. Uji Coba Laboratorium .......................................................... 58
1) Pengujian Pembacaan Sensor Load Cell ............................ 59
2) Uji Eksentrisitas ................................................................ 59
3) Pengujian Pembacaan Sensor DS18B20 ........................... 60
4) Pengujian Sistem ............................................................... 61
b. Validasi Alat .......................................................................... 62
c. Revisi Produk ......................................................................... 65
d. Uji Coba terbatas ................................................................... 66
4. Implementation (Penerapan) ......................................................... 67
a. Hasil Uji Keterlaksanaan ....................................................... 67
b. Respon Siswa ......................................................................... 68
5. Evaluation (Evaluasi) .................................................................... 68
B. Analisis Data ..................................................................................... 68
1. Analysis (Analisis) ......................................................................... 68
2. Design (Perancangan) ................................................................... 69
3. Development (Pengembangan) ...................................................... 70
a. Uji Coba Laboratorium ............................................................ 70
1) Uji Sensor Load cell ............................................................ 70
2) Uji Sensor DS18B20 ........................................................... 71
3) Uji Sistem ............................................................................ 73
b. Validasi Alat ............................................................................. 73
1) Data Hasil Validasi Ahli Media .......................................... 74
2) Data Hasil Validasi Ahli Materi .......................................... 75
3) Data Hasil Validasi Guru Fisika ........................................... 77
4) Data Hasil Uji Reliabilitas .................................................. 78
c. Data Hasil Uji Terbatas ........................................................... 80
4. Implementation (Penerapan) ......................................................... 81
a. Hasil Keterlaksanan Pembelajaran ........................................ 81
b. Respon Siswa ......................................................................... 82
5. Evaluation (Evaluasi) ................................................................... 83
C. Pembahasan ....................................................................................... 84

BAB V PENUTUP ............................................................................................. 89
A. Kesimpulan ....................................................................................... 89
B. Keterbatasan ..................................................................................... 90
C. Saran ................................................................................................ 90

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 91
LAMPIRAN ...................................................................................................... 93
x