Pembelajaran | Blog Akademik Muchlas

Produk Buku dan HAKI 2021: Monograf Desain Dan Implementasi Media Pembelajaran Simulasi Komputer Watak Dinamis Motor Induksi Tiga Fase

05. January 2022 · 4 comments · Categories: Aktivitas Akademik, Pembelajaran, Publikasi Ilmiah

Pembelajaran mesin listrik khususnya motor induksi berdaya besar sering menghadapi kendala teknis. Selain memerlukan dana besar dalam pengadaannya, penggunaan mesin induksi tiga fase dengan catu daya langsung dapat menimbulkan efek kedip pada saat start-up. Keadaan ini dapat mengganggu operasi peralatan listrik yang terpasang pada power line yang sama, dan pada saat bersamaan dapat merusak kumparan mesin. Pengalaman pembelajaran di berbagai perguruan tinggi teknik selama masa pandemi Covid-19 berlangsung telah meneguhkan pentingnya penyediaan media pembelajaran virtual yang dapat menggantikan aktivitas-aktivitas hands-on. Penelitian dalam monograf ini didorong oleh
keinginan untuk mewujudkan media pembelajaran yang efisien, aman, dan fleksibel serta dapat menirukan watak motor induksi tiga fase berbentuk simulasi komputer berbasis pemrograman Matlab.

Studi ini menyajikan secara lengkap proses pengembangan produk, dimulai dari uraian tentang model-model motor induksi tiga fase, teknik simulasi berbasis Matlab untuk mesin tiga fase, sampai dengan implementasinya sebagai media pembelajaran. Pada bagian akhir, kajian ini menyajikan hasil uji kinerja dan informasi pedagogis tentang persepsi calon pengguna mahasiswa terhadap produk yang dikembangkan.

Produk yang dihasilkan pada kajian ini dapat dimanfaatkan oleh dosen maupun guru Sekolah Menengah Kejuruan (SMK), sebagai salah satu perangkat lunak alternatif, melengkapi perangkat serupa berbasis pemrograman SIMULINK. Melalui produk ini, diharapkan pemberian latihan keterampilan di lingkunan pendidikan teknik tetap dapat dilaksanakan di tengah-tengah situasi pandemi atau tantangan lainnya yang menuntut pembelajaran dilaksanakan dengan dukungan media-media virtual.

Klik pada gambar di sebelah kiri ini untuk download Dokumen HAKI.

Sitasi dalam format APA:

Muchlas (2021). Monograf Desain dan Implementasi Media Pembelajaran Simulasi Komputer Watak Dinamis Motor Induksi Tiga Fase. Yogyakarta: UAD Press.

Produk Penelitian 2020: Pengembangan Model E-Learning Menggunakan Metode Diskusi Daring dan Penugasan E-Portofolio

18. February 2021 · 2 comments · Categories: Aktivitas Akademik, Pembelajaran

Pandemi virus korona yang telah terjadi sepanjang 2020, telah mempengaruhi hampir seluruh landskap pendidikan. Adaptasi dilakukan di semua sektor agar sekolah-sekolah tetap dapat menjalankan fungsinya menjaga keberlangsungan pengelolaan pendidikan dan proses pembelajaran. Pembelajaran jarak jauh daring penuh (fully online) pada situasi seperti ini, menjadi pilihan yang tepat karena atas pertimbangan kesehatan bersama, interaksi siswa dan guru tidak dapat lagi dilakukan dalam jarak dekat. Perubahan- perubahan yang drastis ini menyebabkan menurunnya kualitas pembelajaran khususnya pada mode daring penuh. Memperhatikan hal tersebut, perlu dilakukan upaya-upaya perbaikan/pengembangan agar pembelajaran daring penuh menjadi adaptif dan meningkat efektivitasnya.

Penyelenggaraan kegiatan pembelajaran E-Learning melalui model yang dikembangkan ini, diharapkan menjadi lebih memperhatikan kebutuhan dan karakteristik siswa sehingga selain adaptif juga menjadi lebih efektif. Model ini menyediakan dukungan untuk menciptakan lingkungan kerja kolaborasi daring bagi para pesertanya, serta mudah digunakan oleh siswa dalam melakukan penilaian diri dan refleksi terhadap hasil proses belajar melalui penugasan E- Portofolio.

Model yang dikembangkan melalui penelitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai sarana untuk membantu guru dalam menyelenggarakan kegiatan E-Learning dalam mode daring penuh di masa pandemik, walaupun memiliki keterbatasan-keterbatas.

Klik pada gambar untuk download hasil penelitian.

Produk Buku 2020: Simulator Breadboard Perangkat Pembelajaran Teknik Digital

10. November 2020 · Write a comment · Categories: Aktivitas Akademik, Pembelajaran

Perkembangan teknologi informasi dan komunikasi yang sangat pesat saat ini, telah mempengaruhi seluruh aspek penyelenggaraan pendidikan, termasuk tatanan laboratorium pembelajaran. Kegiatan praktikum yang semula diselenggarakan menggunakan laboratorium real, sekarang banyak diimplementasikan dengan virtual lab. Trend penggunaannya semakin meningkat setelah banyak riset membuktikan bahwa perangkat ini dapat membantu meningkatkan efektivitas pembelajaran.

Simulator breadboard merupakan salah satu perangkat virtual lab yang dapat menyediakan alat dan bahan maya yang diperlukan dalam mendukung praktikum teknik digital. Perangkat lunak ini dapat melakukan simulasi watak rangkaian digital yang disusun menggunakan breadboard virtual.

Bagian awal buku ini mendeskripsikan secara lengkap cara pengoperasian simulator breadboard yang didahului dengan penjelasan penggunaan papan rangkaian tersebut dalam bentuk real. Pada bagian ini dijelaskan pula persyaratan perangkat keras dan perangkat lunak yang diperlukan, serta cara melakukan instalasinya. Selanjutnya, buku ini menguraikan kelengkapan yang disediakan oleh simulator berupa piranti IC (integrated circuits), komponen input dan output, serta kabel penghubung. Buku ini memberikan pula panduan kepada pembaca dalam pembuatan rangkaian baru, perbaikan rangkaian, penggunaan papan ganda, dan pembukaan banyak berkas rangkaian dalam satu layar.

Pada bagian akhir, buku ini menyediakan tidak kurang dari 35 buah rangkaian virtual untuk mendukung praktikum teknik digital yang meliputi topik: (1) watak gerbang logika dasar dan universal; (2) minimalisasi rangkaian logika; (3) komparator dan penjumlah biner; (4) multiplekser dan demultiplekser; (5) enkoder dan dekoder; (6) flip-flop; (7) pencacah; serta (8) register.

Buku ini sangat sesuai digunakan oleh dosen, mahasiswa, instruktur, guru dan siswa sekolah menengah atas maupun sekolah menengah kejuruan (SMK) sebagai salah satu rujukan dalam membantu mempelajari dasar-dasar teknik digital.

Sitasi dalam format APA:

Muchlas, Bailey, C. & Freeman, M. (2020). Simulator breadboard: Perangkat pembelajaran teknik digital. Yogyakarta: UAD Press.

Produk Buku 2020: Monograf Pengembangan Perangkat Pembelajaran Sistem Kendali Motor Listrik Berkinerja Tinggi

17. August 2020 · Write a comment · Categories: Aktivitas Akademik, Pembelajaran, Publikasi Ilmiah

Laboratorium merupakan fasilitas penting dan sangat dibutuhkan dalam mendukung kegiatan pembelajaran praktik di lingkungan pendidikan tinggi teknik baik program akademik maupun vokasi. Keterbatasan peralatan yang tersedia di laboratorium dan adanya kebutuhan akan perangkat praktik yang fleksibel, efisien dan aman, khususnya dalam bidang pengendalian motor listrik berkinerja tinggi telah mendorong penulisan monograf ini. Kajian ini secara detil mendeskripsikan proses pengembangan perangkat pembelajaran dalam bentuk simulator sistem kendali motor berkinerja tinggi yang di dalamnya terdapat unit soft-starter dan unit stall detection berbasis perangkat lunak SIMULINK dari Matlab. Selain itu, monograf ini juga menyediakan referensi berupa informasi hasil uji kinerja dan persepsi pengguna dosen, guru dan mahasiswa terhadap penggunaan perangkat pembelajaran yang dikembangkan oleh penulis sebagai peneliti.

Monograf ini dapat dimanfaatkan oleh dosen di lingkungan program studi Teknik Elektro dan guru Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) sebagai referensi untuk merancang kegiatan pembelajaran di kelas dengan pendekatan demonstrasi, maupun praktik di laboratorium (pengganti praktik hands-on) secara simulatif untuk materi pengendalian motor induksi tiga fase menggunakan thyristor.

Topik-topik praktik yang dapat diselenggarakan dengan simulator yang ada di dalam monograf ini antara lain karakteristik dinamis motor induksi tiga fase dengan catu direct-on-line supplied, soft starter dan stall detector, serta analisis bentuk gelombang tegangan dan arus motor dengan pengendali tegangan oleh thyristor. Selain itu, monograf juga dapat digunakan sebagai referensi bagi peneliti yang tertarik melakukan riset pengembangan perangkat pembelajaran yang terkait dengan implementasi simulator berbasis SIMULINK dari Matlab, khususnya untuk bidang pengendalian motor induksi berkinerja tinggi dengan menggunakan piranti thyristor sebagai voltage controller.

Klik pada gambar untuk download buku.

Sitasi dalam format APA:

Muchlas. (2020). Monograf pengembangan perangkat pembelajaran sistem kendali motor listrik berkinerja tinggi. Yogyakarta: UAD Press.

Produk Terbaru Saya 2019: Lab Virtual Elektronika Dasar Berbasis PSPICE

05. April 2019 · 2 comments · Categories: Aktivitas Akademik, Pembelajaran

Pada Maret 2019, saya telah selesai menciptakan lab virtual untuk praktik Elektronika Dasar menggunakan aplikasi PSPICE. Proyek ini dilatarbelakangi oleh kenyataan bahwa saat ini ketersediaan modul-modul untuk mendukung praktik elektronika dasar berbasis laboratorium virtual masih belum dapat memenuhi kebutuhan. Mengapa harus menggunakan lab virtual? Perkembangan teknologi informasi yang sangat pesat telah mendisrupsi landscape laboratorium teknik termasuk elektronika dasar, yang semula hanya mengandalkan peralatan-peralatan real, saat ini muncul kebutuhan untuk mengintegrasikan kegiatan-kegiatan hands-on activity dengan online activity dalam sebuah blanded learning penyelenggaraan praktik. Produk yang saya ciptakan ini memperkaya implementasi lab virtual untuk mendukung online activity menggunakan aplikasi yang handal dan mudah dioperasikan dalam praktik elektronika dasar.

Produk ini dapat digunakan oleh dosen/mahasiswa jurusan Teknik Elektro dan jurusan sejenis serta guru/siswa SMK untuk mengajar/belajar Elektronika Dasar. Secara fungsional, produk ini dapat digunakan sebagai media pembelajaran di kelas atau untuk mendukung praktik di laboratorium. Secara lebih detil, spesifikasi produk disajikan pada tabel berikut ini.

Tabel 1. Spesifikasi produk

Screen Shot 2019-07-05 at 7.11.20 AM

Produk ini menyediakan 8 topik praktik elektronika dasar dengan dukungan rangkaian virtual seperti ditunjukkan pada tabel 2.

Tabel 2. Topik dan Rangkaian Virtual Pendukung yang disediakan Produk

Screen Shot 2019-07-05 at 1.25.46 PM

Rangkaian elektronika virtual berbasis PSPICE pada produk ini ditunjukkan melalui gambar berikut ini.

Gambar 1. Rangkaian Pengisian dan Pengosongan Kapasitor, Rangkaian RC, dan Rangkaian Karakteristik Diode

Screen Shot 2019-07-07 at 11.43.50 AM

Gambar 2. Rangkaian Pembentuk Gelombang

Screen Shot 2019-07-07 at 11.48.44 AM

Gambar 3. Rangkaian Penyearah

Screen Shot 2019-07-07 at 11.52.24 AM

Gambar 4. Rangkaian Penjepit dan Pengganda Tegangan Screen Shot 2019-07-07 at 11.56.29 AM

Gambar 5. Karakteristik Transistor dan Rangkaian Penguat

Sedangkan ouput yang dihasilkan oleh rangkaian-rangkaian tersebut disajikan gambar-gambar berikut ini.

1. Pengisian dan Pengosongan Kapasitor

Screen Shot 2019-07-05 at 8.09.21 AM Gambar 6. Kurva tegangan (atas) dan arus (bawah) pengisian kapasitor hasil eksperimen laboratorium virtual SPICE (kiri) dan teoritik (kanan)

Screen Shot 2019-07-05 at 8.11.13 AM Gambar 7. Kurva tegangan (atas) dan arus (bawah) pengosongan kapasitor hasil eksperimen laboratorium virtual SPICE (kiri) dan teoritik (kanan)

2. Rangkaian RC

Screen Shot 2019-07-05 at 8.20.17 AM

Gambar 8. Watak integrator dengan input gelombang kotak (garis tebal: tegangan output; garis tipis: tegangan input)

Screen Shot 2019-07-05 at 8.20.28 AM

Gambar 9. Watak integrator dengan masukan gelombang sinus (garis tebal: tegangan output; garis tipis: tegangan input)

Screen Shot 2019-07-05 at 1.02.19 PM

Gambar 10. Watak diferensiator dengan input gelombang kotak

Screen Shot 2019-07-05 at 1.02.33 PM

Gambar 11. Watak diferensiator dengan input gelombang sinus

Screen Shot 2019-07-05 at 1.17.28 PM

Gambar 12. Respons frekuensi filter low pass dan filter high pass hasil eksperimen dengan PSPICE

3. Karakteristik Diode

Screen Shot 2019-07-07 at 12.28.27 PM

Gambar 13. Hasil pengukuran karakteristik diode 1N4002 menggunakan PSPICE

4. Rangkaian Pembentuk Gelombang

Screen Shot 2019-07-05 at 1.17.51 PM

Gambar 14. Watak rangkaian pembentuk gelombang hasil eksperimen PSPICE

5. Rangkaian Penyearah

Screen Shot 2019-07-05 at 1.18.35 PM Gambar 15. Bentuk gelombang tegangan pada penyearah setengah gelombang hasil eksperimen menggunakan PSPICE dengan beban ringan

Screen Shot 2019-07-05 at 1.19.31 PM

Gambar 16. Bentuk gelombang tegangan pada penyearah gelombang penuh hasil eksperimen dengan PSPICE: (a) beban ringan, dan (b) beban penuh

Screen Shot 2019-07-05 at 1.20.05 PM

Gambar 17. Bentuk gelombang penyearah jembatan dengan beban ringan hasil eksperimen menggunakan PSPICE

Screen Shot 2019-07-07 at 12.48.29 PM

Gambar 18. Bentuk gelombang tegangan rangkaian penyearah filter C Hasil eksperimen menggunakan PSPICE

6. Rangkaian Penjepit dan Pengganda Tegangan

Screen Shot 2019-07-07 at 12.49.56 PM

Gambar 19. Watak rangkaian penjepit hasil eksperimen menggunakan PSPICE dan hasil komputasi teoritik

Screen Shot 2019-07-07 at 12.52.10 PM

Gambar 20. Watak pengganda tegangan dua kali

Screen Shot 2019-07-07 at 12.52.22 PM

Gambar 21. Watak pengganda tegangan empat kali

7. Karakteristik Transistor

Screen Shot 2019-07-07 at 12.58.34 PM

Gambar 22. Karaktersitik transistor 2N2222 hasil eksperimen dengan PSPICE

8. Rangkaian Penguat

Screen Shot 2019-07-07 at 12.59.59 PM

Gambar 23. Respons amplitudo amplifier common emitter untuk V_i=1mV: (a) tanpa kapasitor bypass; (b) dilengkapi kapasitor bypass

Selamat menggunakan!!