Kausar Ridwan: stopwatch dan alat ukur waktu lainnya

BAB I

PENDAHULUAN

Stopwatch adalah alat yang digunakan untuk mengukur lamanya waktu yang diperlukan dalam kegiatan. Stopwatch dapat diaktifkan dan dimatikan. Stopwatch diaktifkan ketika kita memulai pengukuran dan pada akhir pengukuran bisa dihentikan (dimatikan). Ada dua jenis stopwatch, yaitu stopwatch jarum dan stopwatch digital. Gerakan jarum panjang pada stopwatch jarum menyatakan rentang waktu dalam detik. Sedangkan jarum pendek menyatakan rentang waktu dalam menit. Sedangkan stopwatch digital langsung menggunakan angka-angka yang tertera pada badannya untuk menunjukkan lamanya rentang waktu suatu peristiwa. Stopwatch jarum memiliki tingkat ketelitian 0,1 s, sedangkan stopwatch digital memiliki tingkat ketelitian hingga 0,01 s[1].

Ticker timer adalah alat yang digunakan untuk mencatat atau mendeteksi kecepatan suatu troli. Ticker timer juga berfungsi untuk mencetak tanda di pita untuk percobaan hubungan antara percepatan, akselerasi dan sudut kemiringan. Ticker timer terbagi dua macam, yaitu tegangan 6 v dan 12 v[2].

Scaler counter atau Timer - scaler adalah perangkat yang secara otomatis dapat memulai dan menghentikan waktu bila digunakan dengan instrumen lainnya, seperti gerbang cahaya. Dengan cara ini, kesalahan waktu reaksi dapat dihindar. Scaler counter atau scaler timer terbagi dua macam, yaitu scaler counter digital dan jarum[3].

Setiap pengukuran selalu memiliki ketidakpastian. Ketidakpastian disebut juga galat (error) karena hal tersebut juga mengindikasikan selisih maksimum yang mungkin terjadi antara nilai terukur dan nilai sebenarnya. Ketidakpastian atau galat dari sebuah nilai terukur bergantung pada teknik pengukuran yang dilakukan. Kita sering mengindikasikan akurasi dari nilai terukur, yaitu seberapa dekat nilai terukur itu terhadap nilai sebenarnya dengan menuliskan bilangan diikuti simbol ±, dan bilangan kedua yang menyatakan ketidakpastian pengukuran[4].

BAB II

ISI

A. Stopwatch Jarum

Gambar 1. Stopwatch Jarum[5]

1. Bagian-bagian dan fungsinya, yaitu:

a. Tombol start berfungsi sebagai tombol untuk memulai pengukuran waktu.

b. Tombol stop berfungsi sebagai tombol untuk mengakhiri pengukuran waktu.

c. Tombol reset berfungsi mengkalibrasi sebelum pengukuran dan pembuat posisi jarum menunjukkan angka nol.

d. Jarum penunjuk menit berfungsi untuk menunjukkan hasil pembacaan dalam menit.

e. Jarum penunjuk detik berfungsi untuk menunjukkan hasil pembacaan dalam detik.

2. Prosedur penggunaan stopwatch adalah sebagai berikut:

a. Menyiapkan stopwatch yang akan digunakan untuk mengukur.

b. Memastikan bahwa keadaan stopwatch dalam keadaan nol atau telah terkalibrasi.

c. Menekan tombol start untuk memulai pengukuran waktu.

d. Menekan tombol stop untuk mengakhiri pengukuran waktu.

e. Membaca hasil pengukuran.

f. Untuk mengulangi pengukuran maka tekan tombol start/stop 1 kali dan jarum akan kembali ke nol kemudian tekan tombol start lagi untuk melakukan pengukuran kembali dan stop untuk mengakhiri. Begitu seterusnya.

3. Pembacaan hasil pengukuran

Pada stopwatch analog, bila pengukuran lebih dari 1 menit maka pertama sekali lihatlah jarum yang menunjukkan menit (jarum yang pendek) pada stopwatch baru kemudian lihat jarum yang menunjukkan detik (jarum yang panjang) dan jumlahkan nilai tersebut maka akan didapatkan waktu hasil pengukuran.

4. Kalibrasi

Untuk kalibrasi, pada stopwatch analog kita hanya perlu menekan tombol start/stop maka jarum penunjuk detik dan jarum penunjuk menit menunjuk ke angka nol. Bila belum menunjukkan angka nol maka putarlah tombol kalibrasi hingga kedua jarum tepat berada pada nol[6].

5. Ketelitian stopwatch

Pada skala utama, terdapat 10 bagian skala terkecil sehingga nilai satu skala terkecil yang dimiliki oleh stopwatch jarum adalah 0,1 detik. Ketelitian atau ketidakpastian (Δx) dari alat ukur stopwatch adalah Δx = × 0,1 detik = 0,05 detik[7].

B. Stopwatch Digital

Gambar 2. Stopwatch Digital[8]

1. Adapun bagian-bagian dan fungsi dari stopwatch digital adalah sebagai berikut :

a. Layar/monitor sebagai media penampilan pembacaan atau hasil pengukuran secara elektrik berupa angka-angka.

b. Tombol start/stop untuk memulai pengukuran (tombol start) dan untuk mengakhiri pengukuran (tombol stop).

c. Tombol kalibrasi (reset) sebagai tombol untuk mengkalibrasi ke angka nol.

d. Pada stopwatch digital ada juga stopwatch yang terdapat tombol untuk mereplay hasil pengukuran yang telah dilakukan.

2. Prosedur penggunaan

Cara kerja stopwatch digital dimulai saat tombol dalam keadaan ON arus dari sumber tegangan (batere) energi surya akan mengalir ke komponen-komponen elektronik dalam stopwatch digital. Komponen-komponen elektronik tersebut yang melakukan perhitungan waktu dan menampilkannya dalam monitor dalam bentuk angka digital.

2. Pembacaan hasil pengukuran

Pada stopwatch digital tidak terlihat turus-turus angka seperti stopwatch analog. Kita hanya melihat angka yang muncul dari layar/monitor yang telah menunjukkan angka pengukuran baik jam, menit, sampai detik.

3. Kalibrasi

Pada stopwatch digital hampir sama dengan stopwatch analog. Setelah menekan tombol kalibrasi maka angka pada layar/ monitor akan menunjukkan angka nol.

4. Ketelitian stopwatch

Stopwatch digital memiliki ketelitian alat yang telah ditentukan sejak perakitan komponen-komponen dalam stopwatch yaitu sebesar 0,01 sekon[9].

C. Ticker Timer

Gambar 3. Ticker Timer[10]

1. Bagian-bagiannya adalah sebagai berikut:

a. Suatu besi yang dililiti kumparan yang berfungsi menghasilkan elektromagnet untuk menggetarkan stylus (plat baja).

b. Magnet u yang berfungsi untuk menginduksi.

c. Tempat tinta (karbon) yang berfungsi sebagai tempat cetak ketikan-ketikan pada kertas pita (ticker tape).

d. Stylus (plat baja) yang berfungsi sebagai pengetik rekaman waktu pada kertas karbon.

e. Ticker tape (kertas pita) merupakan tempat hasil cetakan yang berupa titik-titik yang berasal dari kertas karbon.

2. Prinsip Kerja Ticker Timer

Prinsip kerja ticker timer memakai prinsip aturan tangan kanan dan induksi elektromagnet. Cara kerja ticker timer membentuk ketikan berupa titik-titik pada pita ketik dengan selang waktu tetap. Alat ini mempunyai sebuah plat baja yang dapat bergetar 50 kali setiap sekonnya. Setiap kali bergetar plat baja ini akan membuat sebuah tanda titik hitam pada kertas pita yang ditarik oleh benda yang akan diamati geraknya.

Maksud dari cara kerja ticker timer dengan menggunakan prinsip aturan tangan kanan adalah pada aturan tangan kanan, ibu jari di jadikan sebagai arus, jari telunjuk sebagai induksi magnetik dan jari yang lain sebagai arah gaya. Pada ticker timer kita menggunakan sumber tegangan (arus) dan akan menimbulkan induksi magnetik serta dapat menunjukkan arah gaya pada saat ticker timer tersebut bekerja.

Pada rangkaian ticker timer terdapat dua buah dioda dan frekuensi listrik yang dipakai f = 50 Hz. Berarti tiap 1 detik terjadi 50 ketikan. Untuk 10 ketikan diperlukan waktu seperlima (0,2) sekon. Alat ini dapat bekerja pada tegangan 6V dan 12V AC.

Pada dasarnya alat ini bekerja dari energi elektromagnetik yang kemudian dapat menggerakkan stylus plat baja menghasilkan ketikan pada kertas karbon yang kemudian tercetak pada kertas pita. Prinsip kerja alat ini hampir sama dengan prinsip kerja bel listrik. Elektromagnet dalam bel listrik berupa inti besi yang berbentuk huruf U. Inti besi tersebut dililiti kumparan dengan arah belitan yang berbeda. Hal ini dilakukan dengan maksud agar diperoleh magnet yang berbeda jika kumparan tersebut dialiri arus listrik.Ketika sakelar ditekan, terjadi aliran arus listrik. Akibatnya, inti besi lunak menjadi elektromagnet.

Elektromagnet ini dapat menarik jangkar besi lunak. Saat jangkar besi tersebut menempel pada elektromagnet, pemukul mengenai bel dan terjadi bunyi. Selama jangkar besi menempel pada besi lunak, aliran arus listrik terputus. Hal itu menyebabkan sifat kemagnetan inti besi lunak hilang. Akibatnya, jangkar besi lunak kembali ke posisi semula. Demikianlah hal ini berlangsung berulang-ulang selama sakelar bel ditekan.

Alat untuk menyambung atau memutus arus listrik secara berulang-ulang secara otomatis disebut interuptor. Jadi, elektromagnet pada bel listrik memutus dan menyambung arus listrik dengan cepat secara otomatis. Namun jika pada ticker timer, jangkar besi lunak atau plat baja tidak menghasilkan bunyi layaknya pada bel listrik. Plat baja menghasilkan ketukan sebanyak 50 kali setiap sekonnya.

3. Kalibrasi Ticker Timer

Pada dasarnya tidak ada kalibrasi pada ticker timer, hanya saja sebelum digunakan kita periksa terlebih dahulu apakah ticker timer dapat digunakan dan berfungsi dengan baik, lalu pastikan kertas karbon dan ticker tape (kertas ketik) tersedia. Namun agar lebih meyakinkan kita bisa melakukan kalibrasi sebagai berikut:

a. Jepitkan ticker timer pada meja dan hubungkan dengan catu daya (6 volt). Masukkan ujung pita antara karbon dengan papan seperti pada gambar:

Gambar 4. Cara Pengkalibrasian Ticker Timer[11]

Usahakan supaya pita dapat bergerak bebas. Satu orang siap untuk menarik pita tersebut. Beri beban pada ujung tali/kawat mobil-mobilan yang bebas.

b. Hidupkan ticker timer dan tariklah pita tersebut selama 4 atau 5 detik. Gunakan stopwatch untuk memperoleh waktu yang lebih akurat. Pita ditarik sambil berjalan dengan kecepatan yang kira-kira sama.

c. Matikan ticker timer dan beri tanda titik pertama dan terakhir pada pita. Hitung jumlah titik-titik, sebaiknya mulai dengan titik yang kedua[12].

D. Scaler counter

Gambar 5. Scaler Counter[13]

Scaler counter atau scaler timer bertujuan untuk menghitung radioaktivitas dengan memanfaatkan tabung GM (Geiger-Muller) dan juga sebagai perangkat waktu digital yang nilai terkecilnya per-milidetik dengan pemicu manual atau elektronik. Dan sebuah pengeras suara disiapkan dan dihidupkan yang tersedia pada bagian belakang mesin saat memungkinkan indikasi terdengar suara untuk menghasilkan jumlah yang diperlukan.

Bagian-bagian dari scaler timer ini adalah sebagai berikut:

a. Memiliki LED display yang terdiri dari 6 digit berwarna hijau terang.

b. Tombol manual atau perhitungan waktu dimulai dari 1, 10 atau 100 detik.

c. Tombol baca (read) untuk membaca tegangan akurat yang ditunjukkan tabung GM (Geiger-Muller).

d. Tombol auto untuk memulai perhitungan mode waktu[14].

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

Dari hasil di atas dapat disimpulkan bahwa: alat ukur waktu contohnya adalah stopwatch, ticker timer dan scaler counter.Stopwatch terdiri dari stopwatch analog dan digital. Stopwatch jarum memiliki ketelitian 0,1 s. Stopwatch digital memiliki ketelitian 0,01 s. Stopwatch menggunakan baterai sebagai sumber energinya. Tetapi ada pula yang menggunakan energi surya (matahari). Pada umumnya stopwatch terdiri dari tombol Start/Stop, tombol kalibrasi dan angka penunjuk hasil pengukuran. Dalam keseharian, stopwatch digital lebih sering digunakan dalam penelitian atau percobaan di laboratorium, karena alat ini memiliki ketelitian yang lebih akurat daripada stopwatch jarum.

Ticker timer adalah alat pengukur waktu pada GLB ataupun GLBB.Ticker timer bekerja sesuai prinsip aturan tangan kanan dan induksi electromagnet. Ticker timer pada umumnya tidak memiliki kalibrasi hanya pengecekan kelengkapan alat. Ticker timer terdapat dua macam yaitu ticker timer dengan 6 v dan 12 v. Penggunaan ticker timer harus disertai alat KIT Mekanika sebagai pendukung.

Scaler counter atau scaler timer digunakan untuk menghitung radioaktifitas di lingkungan dalam waktu terkecil milidetik. Pada scaler ini terbagi dua macam, yaitu scaler counter digital dan scaler counter jarum. Biasanya yang sering digunakan adalah scaler counter digital.

Teori ketidakpastian atau nilai ketidakpastian selalu ada dalam percobaan, karena dalam hal mengukur, banyak faktor yang membuat pengukuran kita tidak akurat ataupun meleset dari yang sebenarnya.

B. Saran

Dalam penulisan makalah ini, terdapat banyak kekurangan, baik dari segi penulisan maupun cara kami dalam membahasnya, untuk itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat kami harapkan.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Abdullah, M. 2004. IPA Fisika SMP dan MTS Jilid 1. Jakarta: Erlangga.

[2] http://fisikastudycenter.com/animasi-fisika/308-cara-membaca-ticker-timer(diakses 19 Oktober 2014)

[3]http://sciencecity.oupchina.com.hk/npaw/student/glossary/timer_scaler.htm (21 Oktober 2014)

[4] Young, Hugh D. 2002. Fisika Universitas. Jakarta: Erlangga.

[5] http://sahabat-ima.blogspot.com/2011/12/v-behaviorurldefaultvmlo.html, 21 November 2014

[6] http://mustofaabihamid.blogspot.com/2011/04/stopwatch-dan-ticker-timer.html, 21 November 2014 [7]http://books.google.co.id/books?id=10SkujTyy3YC&pg=PA4&lpg=PA4&dq=nilai+ketidakpastian+stopwatch&source=bl&ots=gtaBJ-RDsc&sig=baXQXSTI53IsaheEh947WL3lZH8&hl=id&sa=X&ei=RyVFVOS6AuWumAWygoKIBw&redir_esc=y#v=onepage&q=nilai%20ketidakpastian%20stopwatch&f=true, 21 November 2014

[8] http://id.wikipedia.org/wiki/Jam_sukat, 21 November 2014

[9] http://www.rapidonline.com/science/scaler-timer-82796 , 21 November 2014

[10] http://www.schoolphysics.co.uk/age11-, 21 November 2014

14/glance/Mechanics/Ticker_timer/index.html?PHPSESSID=36a56f9b367da11744039830ff33e603, 21 November 2014

[11]http://file-education.blogspot.com, 21 November 2014