1
Bab I PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Pendidikan merupakan investasi yang dapat dimiliki oleh seluruh manusia untuk mengembangkan pengetahuan, kemampuan ataupun ekonominya dengan cara mengasah keterampilan yang dimiliki agar menjadi ahli dibidangnya. Dalam rangka memperbaiki sistem pendidikan, dapat dilakukan dengan cara penelitian terhadap siswa dengan tingkat pendidikan menengah keatas karena siswa menengah keatas dirasa telah cukup matang untuk mulai bekerja dan cepat dalam mempelajari sesuatu yang baru. Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) atau setara dengan Sekolah Menengah Atas (SMA) merupakan salah satu tingkat pendidikan di Indonesia yang mengutamakan pengembangan keterampilan siswa, agar siap untuk langsung terjun didunia kerja. Keterampilan yang terbentuk merupakan hasil dari pembelajaran praktik di sekolah maupun di perusahaan pada saat melakukan kerja praktik, untuk itu setiap SMK perlu memperhatikan alat-alat yang digunakan siswa untuk melakukan pembelajaran praktik. Peran alat ajar di sekolah sangatlah penting untuk mengasah kemampuan siswa agar pada saat kerja praktik tidak merasa kesulitan dalam mengerjakan tugas yang diberikan perusahaan, serta dapat meningkatkan kreatifitas siswa menggunakan alat yang telah dipelajarinya.
Dalam meningkatkan kualitas pendidikan di SMK dapat dilakukan dengan menggunakan alat bantu ajar yang mudah dioperasikan dan sesuai dengan kompetensi dasar pembelajaran di sekolah, agar memudahkan siswa dalam penggunaan alat, serta dapat memahami fungsi-fungsi dari alat tersebut dengan mudah dan cepat, dengan demikian siswa yang telah melewati masa studi akan memahami keterampilan yang diajarkan saat sekolah. Selain itu buku panduan yang lengkap dan sistematis sangat diperlukan untuk menunjang alat bantu yang digunakan, untuk mempermudah guru dalam mengajar, serta siswa dapat mempelajarinya lebih dalam diluar waktu pelajaran. Sebagai salah satu contoh pada Jurusan Elektronika Industri, Teknik Instalasi Tenaga Listrik dan Teknik Otomasi pada SMK, diwajibkan untuk dapat mengoperasikan Programmable Logic Control (PLC) sebagai standar kompetensinya. PLC menurut National
2
Electrical Manufacturer Assosiation (NEMA) merupakan perangkat elektronik yang memiliki memori penyimpanan dan dapat diprogram untuk menyimpan instruksi untuk menjalankan fungsi-fungsi khusus seperti logic, sequencing, pengukuran waktu, penghitungan dan aritmatika untuk mengendalikan mesin industri agar proses yang dijalankan sesuai dengan yang diinginkan (otomatisasi). PLC merupakan komponen utama dalam lingkungan Computer Integrated Manufacturing (CIM) karena dengan menggunakan PLC dapat mewujudkan lingkungan yang nyata sesuai dengan semua informasi yang tersimpan dan dapat dikontrol melalui Supervisory Control And Data Acquisition (SCADA) dengan perangkat computer (Suyanto & Yulistyawan, 2007).
(Sumber : http://zokaelektricals09.blogspot.com/2013/01/mengenal-PLC.html, diakses : 22-11-2014)
Industri manufaktur di Indonesia semakin berkembang, dari penggunaan alat tradisional hingga berubah menjadi modern dengan menggunakan teknologi yang canggih. Salah satu alat modern yang cangih pada dunia industry adalah PLC, karena komponen tersebut banyak digunakan oleh perusahaan industri besar dengan produksi yang besar juga, karena itu PLC berperan sangat penting dalam industri manufaktur, dengan menggunakan controller ini dapat menggerakan seluruh proses yang ada di mesin produksi sehingga hasil yang dicapai dapat sesuai dengan perencanaan. Berikut tabel jumlah perusahaan industry besar dan sedang yang dikelompokkan menjadi beberapa subsektor tahun 2010-2013:
3
Tabel I. 1 Jumlah Perusahaan Industri Besar dan Sedang
Sumber:(http://www.bps.go.id/tab_sub/view.php?tabel=1&daftar=1&id_subyek= 09¬ab=2) Subsektor 2010 2011 2012 2013* 10 Makanan 5,248 5,463 5,662 5,852 11 Minuman 328 335 345 348 12 Pengolahan Tembakau 981 989 945 949 13 Tekstil 2,333 2,251 2,246 2,232 14 Pakaian Jadi 2,242 2,222 2,248 2,353 15 Kulit, Barang dari Kulit dan Alas Kaki 673 665 684 680
16 Kayu, Gabus (Tidak Termasuk Furnitur) dan Anyaman
dari Bambu, Rotan dsj 1,254 1,150 1,112 1,103 17 Kertas dan Barang dari Kertas 511 450 463 462 18 Pencetakan dan Reproduksi Media Rekaman 472 515 529 545 19 Produk dari Batu Bara dan Pengilangan Minyak Bumi 73 64 70 65 20 Bahan Kimia dan Barang dari Bahan Kimia 858 885 911 923 21 Farmasi, Produk Obat Kimia dan Obat Tradisional 254 236 246 238 22 Karet, Barang dari Karet dan Plastik 1,655 1,612 1,603 1,592 23 Barang Galian Bukan Logam 1,619 1,606 1,624 1,691 24 Logam Dasar 272 267 274 259 25 Barang Logam, Bukan Mesin dan Peralatannya 926 943 938 966 26 Komputer, Barang Elektronik dan Optik 324 297 308 314 27 Peralatan Listrik 299 303 306 300 28 Mesin dan Perlengkapan ytdl 276 315 341 312 29 Kendaraan Bermotor, Trailer dan Semi Trailer 280 303 307 286 30 Alat Angkutan Lainnya 273 268 277 285 31 Furnitur 1,475 1,463 1,419 1,476 32 Pengolahan Lainnya 639 677 649 625 33 Jasa Reparasi dan Pemasangan Mesin dan Peralatan 80 91 85 85 Jumlah / Total 23,345 23,370 23,592 23,941
Catatan : *) angka Sementara
Dari tabel diatas dapat dilihat jumlah perusahaan industry manufaktur terus meningkat di Indonesia, ini berarti kebutuhan tenaga kerja juga bertambah, akan tetapi persaingan yang ada tidak menjadi lebih mudah karena perkembangan industry manufaktur telah memasuki sistem otomatisasi yang tidak membutuhkan banyak operator dalam melaksanakan pekerjaannya. Peran siswa SMK dalam
4
indsutri manufaktur cukup besar, karena lulusan siswa SMK memiliki keterampilan dalam praktik pengoperasian sehingga cukup dibutuhkan untuk menjaga serta mengoperasikan mesin-mesin yang ada di perusahaan.
Dalam meningkatkan kualitas lulusan SMK, salah satu kendalanya adalah alat bantu ajar atau media pembelajaran, karena ini sangat berdampak pada kemampuan siswa nantinya. Siswa SMK dituntut untuk terampil agar siap untuk bekerja, apabila dalam pembelajarannya siswa sulit untuk memahaminya maka itu dapat mengurangi kualitas kemampuan siswa tersebut. Media pembelajaran dapat memenuhi tiga fungsi utama apabila digunakan oleh perorangan, kelompok atau kelompok pendengar yang besar jumlahnya yaitu memotivasi minat atau tindakan, menyajikan informasi dan memberikan instruksi, Selain itu adapula manfaat dari media pembelajaran dalam proses belajar siswa yaitu pembelajaran akan lebih menarik perhatian siswa sehingga dapat menumbuhkan motivasi belajar, bahan pembelajaran akan lebih jelas maknanya sehingga dapat lebih dipahami oleh siswa dan memungkinkanyya menguasai dan mencapai tujuan pembelajaran, metode mengajar akan lebih bervariasi, siswa dapat lebih banyak melakukan kegiatan belajar seperti mengamati dan memamerkan (Arsyad & Azhar, 2011). Berdasarkan Penelitian yang dilakukan pada tiga SMK yang ada di kota/kabupaten Bandung yaitu SMK 4 Bandung, SMK 1 Cimahi dan SMK 1 Katapang, didapatkan hasil wawancara yang telah dilakukan dengan guru-guru dari SMK tersebut bahwa masih terdapat kendala dalam alat bantu ajar PLC yang ada saat ini, penggunaannya tidak dapat dimaksimalkan karena modul penggunaan serta komponen yang terdapat pada media pembalajaran PLC trainer belum bisa memenuhi standar kompetensi dalam pembelajaran PLC, serta penggunaan PLC hanya sebatas pengoperasian saja sedangkan saat ini teknologi terus berkembang dan PLC sebagai alat yang berperan utama dalam dunia industri semakin meningkatkan kegunaannya seperti dapat dilakukan kontrol melalui HMI.
Dalam mencapai standar kompetensi SMK untuk mata pelajaran PLC dirasa sangat sulit dengan alat bantu ajar yang ada saat ini karena penggunaannya tidak efisien, siswa harus membuat miniplan sesuai dengan proses operasi yang ingin
5
dibuat kemudian siswa harus merakit miniplan agar terhubung dengan PLC trainer, sedangkan dalam pelajaran PLC hal utama yang ingin dicapai adalah pemrogramman untuk membuatn proses produksi pada suatu perusahaan, sehingga waktu pembelajaran menjadi tidak efisien karena butuh waktu untuk pembuatan miniplan dan wiring PLC terlebih dahulu. Sebagai contoh standar kompetensi utama dalam pelajaran PLC terdapat pada Gambar I.2 dibawah.
Gambar I. 2 Standar Kompetensi Umum PLC di SMK (Sumber : RPP SMK Negeri 4 Bandung, 1 Cimahi dan 1 Katapang)
Berdasarkan standar kompetensi diatas dapat dilihat bahwa dalam mengoperasikan mesin produksi, siswa cukup mempersiapkan alat, kemudian pembuatan program untuk menjalankan operasinya dan diakhiri dengan pembuatan laporan. Akan tetapi alat yang ada saat ini, siswa perlu membuat miniplan serta perakitan miniplan pada PLC trainer kemudian pembuatan program dan menjalankan programmnya, seharusnya untuk proses pembuatan dan perakitan miniplan dapat dihilangkan untuk memperdalam pembuatan program pengoperasian mesin produksi.
Rencana Pelaksanaan Pembelajaran (RPP) merupakan suatu perencanaan pada pembelajaran disekolah yang berisi standar kompetensi, kompetensi dasar, indikator, tujuan pembelajaran, materi pokok pembelajaran, metode pembelajaran, langkah pembelajaran, alat/media dan sumber belajar. Setiap SMK pasti memiliki RPP sebagai pedoman umum yang digunakan oleh guru untuk mengajar, karena didalam RPP terdapat penjabaran metode pembelajaran yang berisi kegiatan yang dilakukan oleh guru didalam kelas secara sistematis, oleh karena itu pada
6
Gambar I. 3 PLC trainer SMK N 1 Katapang
penelitian kali ini digunakan pula data RPP sebagai dasar pembuatan alat bantu ajar PLC trainer, agar alat bantu tersebut dapat mempermudah guru dalam memberikan materi sekaligus sesuai dengan tujuan pembelajaran yang terdapat pada RPP. Secara umum RPP pada pembelajaran PLC memiliki standar kompetensi “siswa dapat mengoperasikan mesin produksi dengan kendali PLC”. PLC trainer merupakan alat bantu ajar yang memiliki komponen utama PLC, penggunaan alat ini dengan mengirimkan program yang telah dibuat (ladder diagram) ke PLC yang ada pada alat tersebut dan dapat langsung melakukan pengujian tanpa harus melakukan wiring terlebih dahulu. PLC trainer dibuat dengan lampu led dan berbagai saklar pada suatu media seperti acrylic atau papan. Alat ini berfungsi sebagai miniplan dari proses yang ingin dibuat, sehingga pemahaman dalam penggunaan PLC akan lebih dirasakan oleh siswa serta dapat meningkatkan kreatifitas siswa yang menggunakannya. Selain itu dapat memudahkan guru dalam memberikan penjelasan kepada siswa, berbagai latihan soal, dan mengurangi tingkat kehilangan alat atau kerusakan alat. Sebagai contoh PLC trainer seperti pada gambar 1.3.
Dari penelitian yang telah dilakukan, alat yang digunakan oleh sekolah dalam pembelajaran PLC belum semuanya menggunakan PLC trainer hanya smk 1 cimahi dan smk 1 katapang yang memiliki PLC trainer model stand (berdiri) tanpa memiliki output langsung, selain itu buku panduan penggunaan alat yang belum lengkap. Akan tetapi semua sekolah memiliki PLC yang belum dirakit menjadi PLC trainer. Oleh karena itu dalam penelitian kali ini akan
7
mengembangkan serta mendesain alat bantu ajar PLC trainer siswa SMK agar memudahkan pengajaran dan meningkatkan kreatifitas siswa dalam membuat proses produksi sesuai dengan standar kompetensi yang ada.
I.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah dijelaskan sebelumnya, adapun rumusan masalah yang akan dibahas sebagai bahan penelitian tugas akhir ini adalah bagaimana desain alat bantu ajar yang sesuai dengan standar kompetensi dan KTSP(Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan) mata pelajaran PLC untuk SMK? I.3 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian yang ingin dicapai dalam penelitian tugas akhir ini adalah Merancang alat bantu ajar berupa PLC trainer sesuai kurikulum dan standar kompetensi serta tujuan pembelajaran.
I.4 Batasan Penelitian
Batasan masalah dari penelitian tugas akhir ini adalah :
1. Kurikulum yang digunakan pada penelitian ini adalah kurikulum tahun 2006. 2. Standar kompetensi yang diambil berasal dari tiga SMK di Bandung dan
Kabupaten Bandung yang memiliki jurusan elektronika industri, Teknik Instalasi Tenaga Listrik, Teknik Otomasi, Teknik Kontrol.
3. Alat bantu yang akan dibuat merupakan PLC trainer dengan desain portable sesuai standar kompetensi mata pelajaran PLC di SMK.
4. Controller yang digunakan adalah PLC Omron, karena jenis PLC ini umum dan digunakan oleh SMK yang kami teliti.
5. Parameter waktu uji coba berdasarkan jam belajar di sekolah. 6. Penelitian hanya dilakukan sampai tahap verifikasi produk.
7. Metode perancangan produk generik Ulrich-Eppinger yang dilaksanakan hanya sampai fase 4.
I.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut : 1. Siswa dapat memahami fungsi komponen-komponen pada PLC trainer. 2. Siswa dapat mengoperasikan PLC trainer sesuai dengan kreatifitasnya.
8
3. Siswa dapat menganalisa dan mengatasi gangguan yang terjadi pada pengoperasian mesin produksi.
4. Siswa dapat memahami konfigurasi dan setup PLC. I.6 Sistematika Penulisan
Penelitian ini diuraikan dengan sistematika penulisan sebagai berikut: Bab I Pendahuluan
Pada bab ini berisi uraian mengenai latar belakang penelitian, perumusan masalah, tujuan penelitian, batasan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan.
Bab II Tinjauan Pustaka
Pada bab ini berisi literatur yang relevan dengan permasalahan yang diteliti dan dibahas pula hasil-hasil penelitian terdahulu. Bagian kedua membahas hubungan antar konsep yang menjadi kajian penelitian dan uraian kontribusi penelitian.
Bab III Metodologi Penelitian
Pada bab ini dijelaskan langkah-langkah penelitian secara rinci meliputi: tahap merumuskan masalah penelitian, merumuskan hipotesis, dan mengembangkan model penelitian, mengidentifikasi dan melakukan operasionalisasi variabel penelitian, menyusun kuesioner penelitian, merancang pengumpulan dan pengolahan data, melakukan uji instrumen, merancang analisis pengolahan data. Bab IV Pengumpulan dan Pengolahan Data
Pada bab ini dijelaskan proses pengumpulan data yang dilakukan, kemudian data tersebut diolah sesuai dengan metode yang digunakan pada penelitian ini yaitu perancangan produk generik Ulrich-Eppinger sampai fase 4.
Bab V Analisis
Pada bab ini dijelaskan analisis dari hasil pengolahan data yang telah dilakukan, yaitu analisis hasil uji coba produk PLC trainer. Bab VI Kesimpulan dan Saran
9
Pada bab ini berisi kesimpulan dari penelitian yang telah dilakukan dan juga saran bagi Sekolah Menengah Kejuruan yang diteliti dan penelitian selanjutnya.
