PENDETEKSI GEMPA PRAKTIKUM FISIKA SMAK SANTO STANISLAUS SURABAYA Jl. Kalijudan No.25-33, Pacar Kembang, Kec. Tambaksari, Kota SBY, Jawa Timur 60132 Disusun Oleh: Chetryn Septiana L. (5) Devika Widya Vania (6) Natasya Christania (16) Sibyllina Kristiani (18) XII MIPA 1
Cover...................................................................................1 Daftar Isi...........................................................................2 Bab 1. Pendahuluan 1. 1 Latar Belakang.....................................................3 1. 2 Tujuan.....................................................................3 1. 3 Batasan Masalah................................................4 1. 4 Permasalahan.....................................................4 1. 5 Hipotesis................................................................4 Bab 2. Landasan Teori...............................................5 Bab 3. Analisis Data.....................................................11 Bab 4. Penutup............................................................18 DAFTAR ISI 2
3 Bab 1 Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Gempa bumi untuk wilayah Indonesia merupakan masalah yang sering muncul sebagai salah satu sumber bencana alam. Gempa adalah bergetarnya bumi karena peristiwa pelepasan energi regangan elastis batuan di dalam bumi yang disebabkan oleh patahan atau pergeseran lempeng bumi. Semakin besar energi yang dilepaskan semakin besar pula gempa yang terjadi. Sebagai negara bencana Indonesia harus waspada. Gempa bumi bencana yang tidak dapat diprediksi. Dari beberapa kejadian gempa bumi yang pernah terjadi, kebanyakan warga selalu terlambat untuk menyelamatkan diri ke tempat yang aman. Hal yang bisa dilakukan adalah mewaspadainya dengan menggunakan alat pendeteksi gempa bumi dini. 1.2 Tujuan Untuk mendeteksi dan memberi peringatan terhadap getaran yang cukup kuat yang diasumsikan sebagai gempa bumi.
4 Menggunakan alat-alat yang sederhana dan mudah dicari Menggunakan bandul kawat dan peniti sebagai pemutus dan penyambung tegangan Alat ini hanya sebagai ilustrasi dari alat pendeteksi gempa bumi Alat ini hanya dapat memberikan sinyal berupa bunyi dan nyala lampu 1.3 Batasan Masalah Batasan Masalah dalam Ujian Praktek ini adalah sebagai berikut : 1.4 Permasalahan Bagaimana mengimplementasikan peniti dan kawat bandul sebagai pengendali utama dengan berbagai komponen seperti : lampu dan buzzer 1.5 Hipotesis Alat pendeteksi gempa bumi dini ini dapat berbunyi dan lampunya akan menyala jika kawat bandul dan peniti bersentuhan. Selain itu, getaran dari dinamo dapat membuat alat ini menimbulkan nyala lampu dan buzzer yang berbunyi.
Bab 2 Landasan Teori 5 Listrik adalah rangkaian fenomena fisika yang berhubungan dengan kehadiran dan aliran muatan listrik. Listrik menimbulkan berbagai macam efek yang telah umum diketahui, seperti petir, listrik statis, induksi elektromagnetik dan arus listrik. Adanya listrik juga bisa menimbulkan dan menerima radiasi elektromagnetik seperti gelombang radio. Dalam listrik, muatan menghasilkan medan elektromagnetik yang dilakukan ke muatan lainnya. Listrik muncul akibat adanya beberapa tipe fisika: muatan listrik: sifat beberapa partikel subatomik yang menentukan interaksi elektromagnetik. Substansi yang bermuatan listrik menghasilkan dan dipengaruhi oleh medan elektromagnetik medan listrik (lihat elektrostatis): tipe medan elektromagnetik sederhana yang dihasilkan oleh muatan listrik ketika diam (maka tidak ada arus listrik). Medan listrik menghasilkan gaya ke muatan lainnya
6 potensial listrik: kapasitas medan listrik untuk melakukan kerja pada sebuah muatan listrik, biasanya diukur dalam volt arus listrik: perpindahan atau aliran partikel bermuatan listrik, biasanya diukur dalam ampere elektromagnet: Muatan berpindah menghasilkan medan magnet. Arus listrik menghasilkan medan magnet dan perubahan medan magnet menghasilkan arus listrik Rangkaian paralel merupakan salah satu dari dua jenis rangkaian listrik yang berfungsi untuk menyalurkan energi listrik pada suatu benda elektronik. Rangkaian lain yang juga memiliki fungsi sama dengan rangkaian paralel dinamakan sebagai rangkaian seri. Meskipun memiliki fungsi yang sama, pengaplikasian kedua rangkaian ini berbeda satu sama lain. Rangkaian paralel yang di dalamnya memiliki sejumlah rangkaian, dapat dikatakan lebih rumit bila dibandingkan dengan rangkaian seri yang hanya terdiri dari satu rangkaian. Komponen yang terhubung dalam rangkaian ini terhubung sepanjang beberapa jalur dan setiap komponen memiliki tegangan yang sama dengan tegangan di seluruh jaringan. Arus listrik yang melalui jaringan juga sama dengan jumlah arus yang melalui setiap komponen.
7 Namun, jika dua atau lebih komponen dihubungkan secara paralel, mereka memiliki perbedaan potensial (tegangan) yang sama di ujungnya. Adanya perbedaan yang berpotensi terjadi di seluruh komponen bisa dikatakan sama besarnya, sehingga perbedaan ini juga terbilang identik. Selain itu, jumlah tegangan yang sama akan diterapkan ke semua komponen di dalam rangkaian paralel. Sementara arus total yang terdapat pada rangkaian paralel merupakan jumlah arus yang melalui masingmasing komponen.
Alarm gempa sederhana ini dibuat, mengingat banyaknya kejadian gempa yang terjadi tanpa sepengetahuan mereka yang menjadi korban gempa. Memang fatal akibatnya, apabila ketika gempa terjadi kita tidak mengetahuinya dikarenakan tertidur pulas di atas kasur yang nyaman. Bisa jadi saat itu kita lah korbannya. Namun kini, kekhawatiran tersebut dapat teratasi dengan adanya alarm gempa sederhana. Dengan menerapkan konsep fisika sebagai dasarnya, alarm gempa sederhana ini mampu memberikan manfaat yang besar di masyarakat. Walaupun dengan peralatan, dan bahan yang sederhana, namun dapat membantu menyelamatkan masyarakat yang terkena bencana gempa. Manfaat lain yang dapat kita peroleh dari hadirnya alarm gempa sederhana ini, yaitu dapat menerapkan konsep fisika yang kita pelajari di sekolah, maupun di lingkungan masyarakat luas. Alat pendeteksi gempa ini terdiri dari berbagai komponen yaitu, peniti, kawat dari isi kabel, buzzer, lampu, dinamo, baterai, saklar dan kabel. 8
9 Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya, prinsip kerja dari buzzer hampir sama dengan loud speaker dimana buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang secara diafragma. Ketika kumparan tersebut dialiri listrik maka akan menjadi elektromagnet sehingga mengakibatkan kumparan tertarik ke dalam ataupun ke luar tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya. Karena kumparan dipasang secara diafragma maka setiap kumparan akan menggerakkan diafragma tersebut secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Lampu dapat menyala karena ada aliran arus listrik. Arus listrik menghasilkan gaya listrik. Arus listrik mengalir dari kutub positif menuju kutub negatif. Saat arus listrik mengalir melewati lampu, lampu akan menyala. Dinamo merupakan suatu mesin listrik yang mengubah energi kinetik menjadi energi listrik. Prinsip kerja dinamo sama dengan generator yaitu memutar kumparan di dalam medan magnet. Jadi, jika dinamo diberi energi, dinamo akan menghasilkan getaran.
10 Saklar adalah sebuah perangkat yang digunakan untuk memutuskan jaringan listrik, atau untuk menghubungkannya. Jadi saklar pada dasarnya adalah alat penyambung atau pemutus aliran listrik. Baterai (Battery) adalah sebuah sumber energi yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi listrik yang dapat digunakan seperti perangkat elektronik. Sedangkan kawat bandul dan peniti yang telah dililitkan dengan kawat sebagai indikasi pemutus dan penyambung tegangan setelah saklarnya dinyalakan.
11 Solder (1) Lem Tembak (2) Kater (3) Gunting (4) Penggaris (5) Kuas (6) Impraboard (1) Kardus tolak angin (2) Kardus pasta gigi (3) Stik es krim (4) Cat akrilik (5) Baterai (1) Kabel (2) Dinamo (3) Buzzer (4) Kawat dari isi kabel (5) Peniti (6) Mur (7) Lampu (8) Timah (9) Alat : Bahan (Kerangka): Bahan (Mesin): Bab 3 Analisis Data 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 6 7 8 9
12 Langkah - langkah membuat alat: 1. Membuat ukuran di impraboard. alas pertama (dengan ukuran 30cm × 20cm) alas kedua (dengan ukuran 32 × 24), untuk bagian samping membuat dua ukuran, ukuran yang pertama (30cm × 1cm) dan ukuran yang kedua (20cm × 1cm). 2. Menggunting impraboard yang sudah diukur 3. Memberi cat ke impraboard yang telah digunting 4. Memotong kardus pepsodent menjadi dua bagian, lalu mengecatnya menyerupai bangunan dengan cat akrilik. 5. Membuat lubang di tengah tengah impraboard yang alas pertama dan membuat lubang ditengah tengah kardus charger dan kardus tolak angin 6. Lalu, menempelkan kardus tolak angin dan kardus charger. Selanjutnya, melapisi dengan stik es krim 7. Setelah kardus telah dilapisi stik es krim, membuat lubang kecil di bagian tengah untuk menempelkan peniti 8. Melilitkan pembuka peniti dengan kawat dari isi kabel
13 9. Memasukkan peniti yang sudah dililitkan kawat ke dalam kardus. 10. Lalu melilitkan bandul dengan kawat dari isi kabel dan menempelkannya ke atap bangunan stik es krim. Lalu memasukkan kawat bandul ke dalam lubang peniti 11. Kawat bandul tersebut dihubungkan dengan kawat yang ada di peniti. 12. Lalu kabel dari buzzer disambungkan dengan kabel yang menghubungkan dengan lampu dan kabel di peniti. 13. Kawat yang ada di peniti disambungkan dengan saklar 1 14. Kabel dari lampu satu dihubungkan dengan kabel di lampu kedua. Lalu, kabel di lampu kedua dihubungkan dengan baterai. Serta, buzzer yang l kabel minus dihubungan dengan baterai. 15. Saklar 1 dihubungkan dengan baterai. 16. Jadi, pada saklar 1 menghubungkan kawat di peniti, buzzer (yang menyambung ke lampu), dan baterai 17. Kabel di saklar 1 dihungkan dengan saklar 2, dan kabel dari saklar 2 dihubungkan dengan dinamo. Lalu, kabel dari dinamo disambungkan dengan baterai.
1. Menyalakan saklar 1 2. Untuk membuat lampu menyala dan buzzernya berbunyi, menggoyangkan alat yang diasumsikan sebagai gempa bumi 3. Menyalakan saklar dua sebagai indikasi getaran ringan (getaran menancapkan paku bumi, getaran kereta api, getaran mobil, dll). Lalu alatnya akan bergetar, tetapi tidak akan membuat buzzer dan lampu menyala Oleh sebab itu, jika saklar satu tidak dinyalakan terlebih dahulu, saklar kedua tidak akan bisa menyala karena arus listriknya terputus. 14 Langkah - langkah menggunakan alat: * saklar 1 * saklar 2 Jika saklar 1 dinyalakan dan terjadi goncangan
Prinsip kerja alat ini adalah goncangan akan mengakibatkan kawat bandul bersentuhan dengan peniti. Dimana peniti tersebut telah terlilit dengan kawat yang menghubungkan dengan saklar. Kawat bandul tersebut terhubung dengan kedua lampu dan buzzer. Jika saklarnya dalam kondisi menyala, dan kawat bandul menyentuh peniti, alat ini akan menimbulkan suara dari buzzer dan kedua lampunya menyala. Jadi fungsi alat ini adalah sebagai pemberitahu bahwa saat itu sedang terjadi gempa. 15 Prinsip Kerja
16 Selain itu, pada alat ini juga terdapat getaran buatan. Getaran yang dihasilkan sangat kecil, bisa diasumsikan sebagai getaraan dari kereta api, getaran mobil, getaran saat menancapkan paku bumi, dan masih banyak lagi. Jadi, getaran ini tidak mampu membuat alat ini berbunyi dan menyala, karena getaran yang dihasilkan tidak cukup kuat sampai membuat alat pendeteksi gempa bumi dini ini bekerja. Getaran ini dihasilkan dari dinamo yang menggetarkan alas dengan alatnya. Dinamo dihubungkan dengan saklar kedua dan baterai. Getaran yang terjadi berasal dari dinamo yang disambungkan dengan baterai, lalu dinamo yang dipakai ini adalah dinamo putar yang salah satu sisi nya diberi beban agar saat dinamo tersebut berputar, akan menghasilkan getaran. Buzzer yang terdapat pada alat ini disambungkan pada baterai dan lampu dengan kabel hitam (-), lalu diantara sambungan antara kabel hitam (-) dengan kabel merah (+) terdapat kawat yang nantinya saat menyentuh peniti dan saat saklar di on kan buzzer akan dialiri listrik yang dapat menghasilkan suara dan lampu nya juga akan menyala.
17 Sedangkan peniti yang terdapat pada alat ini dililitkan dengan kawat kabel merah (+) yang juga disambung dengan saklar. Sehingga saat saklar dinyalakan, awalnya lampu tidak akan menyala dan tidak menimbulkan bunyi. Lalu saat terjadi goncangan, otomatis kawat akan bergerak dan menyentuh peniti, maka kemudian barulah suara akan berbunyi dan lampu akan menyala.
18 Bab 4 Penutup Salah saat menyolder kabel satu dengan kabel lainnya Salah menaruh pemberat dinamo Ukuran peniti yang terlalu besar Belum bisa mendeteksi dan mengukur seberapa besar goncangan sehingga dapat membuat alat ini menyala dan berbunyi Faktor - faktor kesalahan: Kesimpulan: Kesimpulan yang kami dapatkan setelah melakukan percobaan tersebut adalah alat pendeteksi gempa ini tidak akan berfungsi jika yang timbul hanya getaran saja, karena dengan getaran ringan saja tidak cukup untuk membuat alat ini bekerja dengan baik. Saran: Pada saat memberi getaran pada pendeteksi gempa, bisa memakai dinamo yang bisa memberikan getaran yang cukup kuat agar alat tersebut bisa berfungsi dengan baik. Dan juga diharapkan saat melakukan percobaan dapt berhati - hati agar tidak terjadi hal - hal yang diinginkan. Selain itu, untuk kedepannya alat ini harus bisa mengukur besar dari goncangan yang terjadi.
Studi pustaka: https://openlibrary.telkomuniversity.ac.id - PERANCANGAN ALAT PENDETEKSI GEMPA MENGGUNAKAN SENSOR GETAR (telkomuniversity.ac.id) Daftar pustaka: belajaronline.net bpbd.ntbprov.go.id undip.ac.id 19